JP3163131B2 - X線撮影装置 - Google Patents

X線撮影装置

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JP3163131B2
JP3163131B2 JP26953191A JP26953191A JP3163131B2 JP 3163131 B2 JP3163131 B2 JP 3163131B2 JP 26953191 A JP26953191 A JP 26953191A JP 26953191 A JP26953191 A JP 26953191A JP 3163131 B2 JP3163131 B2 JP 3163131B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、造影X線撮影において
造影像の判定機能を備えたX線撮影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】被検体の目的血管内にカテーテル,ガイ
ド,ワイヤー等を正確に挿入するため、X線透視撮影に
おいて血管内に造影剤を注入して撮影する造影X線撮影
が行われている。しかしながら造影剤は、血管内に注入
しても撮影領域からすぐに流れ出てしまうため造影剤が
注入された時のX線像(動画像)を得るにはその注入タ
イミングを検出する必要がある。
【0003】そのタイミングを検出する技術としては、
次の2つのものが知られている。
【0004】第1の技術は、特開昭64-58243号公報に開
示されたもので、画面全体の平均濃度の変化より造影剤
注入タイミングを検出するものである。この方法は、造
影剤が撮影領域に混入すると画面全体の平均濃度が低下
して暗くなることを利用したものである。
【0005】第2の技術は、オペレータが造影剤注入と
同時に透視スイッチをOFFにし、そのOFFとした直
前の画像をホールドする「ラストイメージホールド」と
称せられているものが知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
1の技術は、画面全体についての平均濃度をみているた
め、被検体の動き等があるとそれを造影剤注入と判断し
ていまい、注入タイミングの検出精度が悪いという問題
があった。
【0007】また上記第2の技術は、透視スイッチのO
FFを造影剤注入に同期させなければならず、操作が煩
雑という問題があった。
【0008】そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされ
たものであり、被検体の動き等があっても造影像を自動
認識可能なX線撮影装置を提供することを目的とするも
のである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、以下の構成とする。
【0010】請求項1記載の発明は、被検体のX線撮影
中に前記被検体内に造影剤を注入し時経列的にディジタ
ルX線像を得るX線撮影装置において、前記ディジタル
X線像を複数のブロックに分割し各ブロック毎に平均濃
度を求める平均濃度算出手段と、この平均濃度算出手段
から得る各ブロック毎の平均濃度を用い、時経列的に近
接するブロック間の平均濃度差の時経列的な変化態様を
各位置のブロック毎に求める手段と、この求められる
均濃度差の時系列的変化態様に基づいて前記各ディジタ
ルX線像の造影状態を判定する判定手段とを有すること
を特徴とするものである。
【0011】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記判定手段は、前記平均濃度差を符号化
した時経列的変化態様に基づくものである。
【0012】請求項3記載の発明は、被検体のX線撮影
中に前記被検体内に造影剤を注入し時経列的にディジタ
ルX線像を得るX線撮影装置において、前記ディジタル
X線像を複数のブロックに分割し各ブロック毎に平均濃
度を求める平均濃度算出手段と、この平均濃度算出手段
から得る各ブロック毎の平均濃度の出力態様に基づい
て、前記各ディジタルX線像の造影状態を判定する判定
手段とを有することを特徴とするものである。
【0013】請求項4記載の発明は、請求項3記載の発
明において、前記判定手段は、前記平均濃度を符号化し
た出力態様に基づくものである。
【0014】
【作用】上記構成の装置の作用を説明する。
【0015】請求項1記載の発明によれば、ブロック像
形成手段により複数のブロックに分割した各ブロック毎
に平均濃度を求めることにより、ブロック単位で造影判
定の精度が向上する。また造影剤混入と、被検体の動き
等とでは平均濃度差の時経列的変化態様が異なる。この
ため判定手段は、被検体の動き等があってもその変化態
様に基づいて造影像の判定を正確に行える。
【0016】請求項2記載の発明によれば、平均濃度差
を符号化することにより、判定が容易となり、判定の迅
速化が図れる。
【0017】請求項3記載の発明によれば、ブロック像
形成手段により複数のブロックに分割した各ブロック毎
に平均濃度を求めることにより、ブロック単位で造影判
定の精度が向上する。また造影剤混入と、被検体の動き
等とでは平均濃度の出力態様が異なる。このため判定手
段は、被検体の動き等があってもその出力態様に基づい
て造影像の判定を正確に行える。
【0018】請求項4記載の発明によれば、平均濃度を
符号化することにより、判定が容易となり、判定の迅速
化が図れる。
【0019】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照して詳述
する。
【0020】図1は本発明の第1の実施例のX線撮影装
置1の概略構成図を示すものである。
【0021】本装置1は、図示しないX線発生源と、こ
のX線発生源からのX線の被検体透過X線を検出して光
学像に変換するイメージ・インテンシファイア(以下
「I.I.」という。)2と、I.I.2の光学像をT
Vカメラ3に導く光学系4と、TVカメラ3から出力さ
れるTV映像信号をディジタルX線像に変換するA/D
変換器5と、原画像としてディジタルX線像を記憶する
原画像フレームメモリ6と、同じくこの原画像であるデ
ィジタルX線像を一時的に記憶する一対のバッファ7
と、A/D変換器5から直接取り込んだディジタルX線
像(Xi)と1フレーム遅れのバッファ7から取り込ん
だディジタルX線像(Xi-1 )との減算処理を行う減算
部8と、例えば原画像が512×512マトリックスの
ときに、この原画像を図2に示すように128×128
を1ブロックとして16ブロック(B00乃至B33)に分
割し、減算処理後の減算像Giを記憶する減算像フレー
ムメモリ(ブロック像形成手段)9と、その減算像Gi
の各ブロック毎に平均濃度を求めブロック像Siを形成
する平均値演算部(ブロック像形成手段)10と、スレ
ッシュホールド値T1 ,T2 を出力するスレッシュホー
ルド発生部11と、この出力されたスレッシュホールド
値T1 ,T2 とブロック像Siの各ブロックの平均濃度
とを比較して、符号化像Siを形成する比較部12と、
その符号化像Biを記憶する複数の符号化像メモリ13
と、各符号化像メモリ13に記憶されているデータに基
づいて原画像フレームメモリ6に記憶された原画像が造
影像(造影剤混入)か否かの見わけを行い造影像と判定
した場合に混入信号Smを出力する判定部14と、オペ
レーション信号Soと混入信号Smとが入力された場合
に原画像フレームメモリ6から送出されたディジタルX
線像を可視表示する表示系16とを有するものである。
【0022】なお、前記原画像フレームメモリ6は、図
3に示すピークトレース部60に置換えてもよい。同図
に示すピークトレース部60は、比較器61と、セレク
タ62と、フレームメモリ63とを有するものである。
比較器61は、A/D5の出力とフレームメモリ63と
の間で対応する画素のデータを各々比較し、小さい方を
出力するものである。この比較は、1フレーム間で全画
素をスキャンすることにより行われる。セレクタ62
は、判定部14からの混入信号Smが出力されていない
場合(インアティブの場合)は、A/D5の出力をフレ
ームメモリ63にそのまま書き込み、混入信号Smが出
力されている場合(アクティブの場合)は、比較器61
の出力をフレームメモリ63に書き込むようにしてい
る。このような構成とすることにより、混入信号Smが
出力されている期間中は、フレームメモリ63の各画素
(ピクセル)には、最も小さい値が記録される。従っ
て、混入信号Smがオフとなる直前は、造影剤が消失し
ていてもフレームメモリ63には、最も濃く染まった状
態の原画像が残っていることになる。
【0023】図4は前記減算部8の作用を示す図であ
る。この減算部8が減算対象とする画像Xi-1 は1フレ
ーム前のものでなくても被検体の動きが殆んど無視でき
る程であれば、数フレーム前のものでもよい。減算部8
は、図3に示すように画像Xiから1フレーム前の画像
i-1 を減算して減算後の減算像Giを得るものであ
る。尚同図中黒で示す領域は、造影剤が混入している部
分を示す。
【0024】前記平均値演算部10は、図4に示す減算
像Giについて図5に示すように、各ブロックb内の平
均濃度を求めブロック像Siを形成するものである。造
影剤が流れて消失した部分は、プラスの値となり、逆に
造影剤が流入した部分は、マイナスの値となり、その他
造影剤が流れていない部分は0の値となる。従って例え
ば図6に示すような値の分布となる。
【0025】前記スレッシュホールド発生部11は、予
め造影剤が流入したときの減算値のスレッシュホールド
値T1 と、造影剤が流れて消失したときの減算値のスレ
ッシュホールド値T2 とをシュミレーション等により定
めておき、その値T1 ,T2 を比較部12に出力するも
のである。またこの値T1 ,T2 はT2 >T1 の関係に
ある。
【0026】前記比較部12は、送出されたスレッシュ
ホールド値T1 ,T2 に基づいて、平均値演算部12か
ら出力されるブロック像Siを次に示すように「−],
「0」,「+」の符号に変換するものである。すなわ
ち、ブロックb内の平均値がスレッシュホールド値T1
よりも小さければ「−」,両値T1 ,T2 の間の値とな
っていれば「0」,スレッショホールド値T2 より大き
ければ「+」の符号とする。例えばスレッシュホールド
値T1 ,T2 をそれぞれ−5,5とすると図5に示した
ブロック像Siは、図6に示すように「−」,「0」,
「+」に符号化された符号化像Biとなる。比較部12
は上記操作を各フレーム毎に行い、符号化像Biをフレ
ーム毎に符号化像メモリ13に順に#1から#nまで記
憶するようにしている。例えば図7に示すように、原画
像X2 ,X1 との減算を行った結果最初の符号化像B
2-1 を符号化像メモリ(#1)13に格納し、次に原画
像X3 とX2 との減算を行った結果の符号化像B3-2
符号化像メモリ(#2)13に格納する。このようにし
て比較部12は、順次原画像X4 ,X5 についても同様
にして減算を行った結果の符号化像B4-3 ,B5-4 をそ
れぞれ符号化像メモリ(#3)13,メモリ(#4)1
3に格納するものである。また比較部12はメモリ(#
n)13までの記憶が終了したら、周期的に#1に戻
り、以前#1に記憶したデータを書き換えるようにして
もよい。
【0027】前記判定部14は、図8に示すように、第
1のテーブル141と、後述するコード番号の数に対応
して設けられた複数の計数器142と、アドレス発生器
143と、第2のテーブル144とを有している。
【0028】アドレス発生器143は、各符号化像メモ
リ13に同一のアドレスを同時にn個発生した後、次の
アドレスを各符号化像メモリ13に同時にn個発生し、
これを最終アドレスまで繰り返すものである。
【0029】第1のテーブル141は、各符号化像メモ
リ13から各アドレスごとに取り込んだデータに基づい
て、コード番号(「コード0」,「コード1」等)を判
定し、そのコード番号発生するものである。例えば、最
初のアドレスについてのコード番号が「コード0」であ
るときは、「コード0」用の計数器142に「1」を入
力し、他の計数器142には「0」を入力する。
【0030】この第1のテーブル141によるコード番
号の判定は、例えば、あるアドレスについて図9に示す
ようなデータが得られたとする。第1例に示すように全
て「0」の場合は「コード0」、第2例に示すように
「0」の間に「−」が続く場合(位置ずれ)は「コード
1」、第3例に示すように「0」の間に「+」が続く場
合(位置ずれ)は「コード2」、第4例に示すように
「0」,「−」,「+」,「0」の順で現れた場合(造
影剤混入)は「コード3」、第4例に示すように
「0」,「−」,「+」がランダムで現れた場合は「コ
ード4」というように予め判定基準を決めておき、その
基準に従ってコード番号を出力する。
【0031】すなわち、造影剤混入のパターンは、各符
号化像Bi中の1つのブロックb1(前記図7参照)に
注目してnフレーム間の変化をみると、造影剤が混入し
た場合は必ず「0」から「−」に変化し、更に「+」そ
して「0」へと変化する(コード3)。一方、被検体の
原画像が例えば図10に示すようにX10,X11,X12
と左から右へ移動した場合、その他カテーテル等の体内
挿入物等が体内で移動した場合は、符号化像B11-10
12-11 は、急に「0」から「+」(ブロックb2 ),
「−」から「0」(ブロックb3 )又は「−」から
「+」(ブロックb4 )等のように造影剤流入とは異な
る変化態様を示す(コード1又はコード2)。
【0032】計数器142は、第1のテーブル141か
ら「1」が入力される度にカウントアップし、最後に各
フレームごとにその数を合計して第2のテーブル144
に出力するものである。
【0033】第2のテーブル144は、各計数器142
からの出力値から原画像が造影像か否かの判定し、造影
像と判定した場合は、混入信号Smを出力するものであ
る。例えば、各計数器142からの出力値により「コー
ド3」が少なくとも所定数以上あり、かつ、「コード
0,1,4」の数が所定数以下ならば原画像が造影像
(造影剤混入)と判定する。また、「コード1」又は
「コード2」が所定数以上であるときは、位置ずれと判
定し、混入信号Smは出力しない。このように、判定部
14は、符号化像Biの時系列的変化態様に基づいて被
検体の移動等とは区別して造影像か否かの判定を正確に
行えるものである。
【0034】次にこのように構成された上記実施例装置
1の作用を図11をも参照して説明する。
【0035】オペレータが被検体のX線透視撮影を行い
ながら被検体内に少量の造影剤を注入する。X線撮影に
より被検体を透過したX線は、I.I.2により光学像
に変換され光学系4を経由してTVカメラ3によりTV
映像信号に変換され、A/D変換器5からディジタルX
線像として出力される。このディジタルX線像には、造
影剤混入前のもの,混入中,混入して流れ去った後のも
のが含まれる。このディジタルX線像は全て原画像フレ
ームメモリ6に記憶され、一方符号化像Bi生成のため
に減算部8,一対のバッファ7にも出力される。
【0036】次に減算部8は、A/D変換器5から送出
された画像Xi,Xi-1 に基づいて減算像Giを形成す
る。また減算部8は、この減算像Giを減算像フレーム
メモリ9に一時記憶する。次に平均演算部10は、減算
像Giに基づいてブロック像Siを形成する。比較部1
2は、スレッシュホールド発生部11からのスレッシュ
ホールド値T1 ,T2 に基づいてブロック像Siを符号
化した符号化像Biを形成し、順次符号化像メモリ13
に格納する。判定部14は各符号化像メモリ13に格納
された符号化像Biの時経列的変化態様に基づいて、原
画像フレームメモリ6に取り込まれた原画像を造影像と
判定したときは、混入信号Smを原画像フレームメモリ
6と表示部16に送出する。
【0037】次に原画像フレームメモリ6は、判定部1
4から送出された混入信号Smを表示系16に出力す
る。オペレータの造影剤注入と同時に行うスイッチ操作
によりオペレーション信号Soが表示系16に送出さ
れ、更に混入信号Smが表示系16に送出されると、表
示系16は混入信号Smとオペレーション信号Soの両
信号Sm,Soが揃った所で原画像フレームメモリ6か
ら取込んだ原画像をすなわち造影像を表示すると共に判
定部14から送出された混入信号Smを表示する。オペ
レータは、オペレーション信号Soを発信直後に混入信
号Smが表示系16に表示されたことにより判定部14
が正確に判定していることを確認する。そして表示系1
6に表示された画像が診断に供される。
【0038】このような実施例装置1によれば、オペレ
ータは被検体の動き等があっても造影像を自動的にしか
も確実に得ることができる。
【0039】またオペレーション信号を入力するように
しているので、仮に、造影剤を注入していない状態にも
かかわらず、被検体の動きなどで誤って判定部14が造
影剤混入と判断しても、表示系16に表示されないた
め、通常の透視状態を妨げることがない。
【0040】図12は本発明の第2の実施例のX線撮影
装置20の概略構成図を示すものである。第1の実施例
装置1との主な相違点は、スレッシュホールド発生部2
1と、比較部22と、符号化像メモリ23と、判定部2
4とにある。なお、第1の実施例装置1と機能が同一の
ものには、同一の符号を付してその詳細な説明は省略す
る。なお、第1の実施例装置1と同様に本第2の実施例
装置20においても前記原画像フレームメモリ6を、図
3に示すピークトレース部60に置換えてもよい。
【0041】前記スレッシュホールド発生部21は、第
1の実施例と比較してより多く(本例では4つ)のスレ
ッシュホールド値T21,T22,T23,T24を出力するも
のである。多数のスレッシュホールド値T21乃至T24を
設けることにより、判定部24の判定精度が高められ
る。
【0042】前記比較部22は、送出されたスレッシュ
ホールド値T21乃至T24に基づいて、平均値演算部12
から出力されるブロック像Siを次に示すように「−
−],「−」,「0」,「+」,「++」の符号に変換
するものである。すなわち、ブロックb内の平均値がス
レッシュホールド値T21より小さければ「−−」、スレ
ッシュホールド値T21と値T22との間となっていれば
「−」、スレッシュホールド値T22と値T23との間とな
っていれば「0」、スレッシュホールド値T23と値T24
との間となっていれば「+」、スレッシュホールド値T
24より大きければ「++」の符号として符号化像を作成
し、符号化像メモリ23に記憶する。
【0043】前記符号化像メモリ23は、第1の実施例
装置1は複数有していたが、本第2の実施例では1つと
している。
【0044】前記判定部24は、図13に示すように、
分配器241と、符号の数に対応して設けられた複数
(本例では5つ)の計数器242と、アドレス発生器2
43と、テーブル244とを有している。
【0045】アドレス発生器243は、符号化像メモリ
23に最初のアドレスから最終アドレスまで順次アドレ
スを発生するものである。
【0046】分配器241は、符号化像メモリ23に記
憶された符号化像のある画素の符号が「−−」であると
きは、符号「−−」用の計数器242に「1」を入力
し、他の計数器242には「0」を入力するという動作
を他の符号についても同様に行うものである。
【0047】計数器242は、分配器241から「1」
が入力される度にカウントアップし、最後に各フレーム
ごとにその数を合計してテーブル244に出力するもの
である。
【0048】テーブル244は、各計数器242からの
出力値から原画像が造影像か否かを判定し、造影像と判
定した場合は、混入信号Smを出力するものである。例
えば、造影剤が混入した場合は、符号「−」が多くなり
「+」が少なくなる。また、符号「−」が少なく「+」
が多いときは造影剤が流出していくフェーズと判定され
る。この場合は、造影像と判定し、混入信号Smを出力
する。また、位置ずれの場合は「−」と「+」の数がほ
ぼ同数となり、この場合は混入信号Smを出力しない。
他の例としては、「−」が極端に多くなる場合や、「+
+」の数が少なくとも1つあり、「−」,「−−」の数
が殆どない場合などがある。前者は、X線出力変化など
により画像全体のレベル変化が生じたと考えられる。
【0049】このように構成された上記第2の実施例装
置20によれば、1枚の符号化像により造影剤混入の有
無を判定できるので、第1の実施例装置1と比較して、
造影像の判定を迅速に行える。
【0050】なお、本発明は、上記各実施例に限定され
るものではなく、その要旨を変更しない範囲内で種々に
変形実施可能である。例えば、心臓の動き等の周期的に
変化する部位について造影X線撮影を行う場合は、R波
等の心拍同期信号の如き位相信号を基に、心位相の同じ
画像に対して減算処理を行い、同相の画像に対して本実
施例と同様に符号化像を形成して造影像を見つけ出すよ
うにしてもよい。
【0051】
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、以下の効
果を奏する。
【0052】請求項1記載の発明によれば、ディジタル
X線像をブロック化し、各ブロックの平均濃度の時経列
的変化態様に基づいて各ディジタルX線像の造影判定を
するようにしているので、被検体の動き等があっても造
影像を自動認識可能なX線撮影装置を提供することがで
きる。
【0053】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の効果に加え、平均濃度差を符号化しているので、判
定が容易となり、判定の迅速化が図れる。
【0054】請求項3記載の発明によれば、ディジタル
X線像をブロック化し、各ブロックの平均濃度の出力態
様に基づいて各ディジタルX線像の造影判定をするよう
にしているので、被検体の動き等があっても造影像を自
動認識可能なX線撮影装置を提供することができる。
【0055】請求項4記載の発明によれば、請求項3記
載の効果に加え、平均濃度差を符号化しているので、判
定が容易となり、判定の迅速化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のX線撮影装置の概略構
成図である。
【図2】図1に示す装置の減算部の作用を示す図であ
る。
【図3】図1に示す原画像フレームメモリの他の例を示
す図である。
【図4】図1に示す装置の減算部の作用を示す図であ
る。
【図5】ブロック像の一例を示す図である。
【図6】符号化像の一例を示す図である。
【図7】造影剤が混入した場合の経時的変化態様を示す
原画像と符号化像の一例を示す図である。
【図8】図1に示す判定部の構成を示す図である。
【図9】図8に示す判定部の作用を示す図である。
【図10】被検体が移動した場合の経時的変化態様を示
す原画像と符号化像の一例を示す図である。
【図11】図1に示す装置の作用を示す図である。
【図12】本発明の第2の実施例のX線撮影装置の概略
構成図である。
【図13】図12に示す判定部の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 X線撮影装置 9 減算像フレームメモリ(ブロック像形成手段) 10 平均値演算部(ブロック像形成手段) 14 判定部 Bi,B2-1 ,B3-2 ,B4-3 ,B5-4 ,B11-10 ,B
12-11 符号化像 Si ブロック像 X1 乃至X5 ,X10乃至X12 ディジタルX線像

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検体のX線撮影中に前記被検体内に造
    影剤を注入し時経列的にディジタルX線像を得るX線撮
    影装置において、前記ディジタルX線像を複数のブロッ
    クに分割し各ブロック毎に平均濃度を求める平均濃度算
    出手段と、この平均濃度算出手段から得る各ブロック毎
    の平均濃度を用い、時経列的に近接するブロック間の平
    均濃度差の時経列的な変化態様を各位置のブロック毎に
    求める手段と、この求められる平均濃度差の時系列的変
    化態様に基づいて前記各ディジタルX線像の造影状態
    判定する判定手段とを有することを特徴とするX線撮影
    装置。
  2. 【請求項2】 前記判定手段は、前記平均濃度差を符号
    化した時経列的変化態様に基づくものとする請求項1記
    載のX線撮影装置。
  3. 【請求項3】 被検体のX線撮影中に前記被検体内に造
    影剤を注入し時経列的にディジタルX線像を得るX線撮
    影装置において、前記ディジタルX線像を複数のブロッ
    クに分割し各ブロック毎に平均濃度を求める平均濃度算
    出手段と、この平均濃度算出手段から得る各ブロック毎
    の平均濃度の出力態様に基づいて、前記各ディジタルX
    線像の造影状態を判定する判定手段とを有することを特
    徴とするX線撮影装置。
  4. 【請求項4】 前記判定手段は、前記平均濃度を符号化
    した出力態様に基づくものとする請求項3記載のX線撮
    影装置。
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