JPH02250186A - Method and device for reconstituting picture - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To eliminate scattered X rays, veil glare, and other artifacts by totalizing only a value, which exceeds a cut-off value, of first gotton picture data with respect to each picture element and outputting picture data reconstituted based on the total sum. CONSTITUTION:First picture data in a form of plural picture elements is obtained by individual scanning procedures and exposure, and the pixel value of at least one frame is compared with the cut-off value, and all picture elements of the picture exceeding the cut-off value are reconstituted by the total sum of picture element pictures. Line artifacts are reduced by overlap scanning, and beams of adjacent frames of radiation exposure overlap adjacent sampling apertures in the breadthwise direction. Thus, scattered X rays, veil glare, and other artifacts of first X-ray picture data obtained by multislit beam scanning of an object are eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ディジタルＸ線撮影法において、多重スリッ
トビーム画像手法を使用して得られるＸ線画像における
散乱とベールグレアおよびその他のアーチファクトを除
法するための方法及び装置に関連する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention is directed to digital X-ray imaging, in which scattering, veil glare, and other The present invention relates to a method and apparatus for subtracting artifacts.

（従来の技術） 対象物からの散乱Ｘ線はＸ線写真の画像品質をかなり落
すことになる。単一スリットスキャンニングＸ線ビーム
が使用されているファンビーム画像手法は、散乱したＸ
線を除去し、このようにして獲得画像のコントラスト感
度を増加するための有効な方法である。しかし、この方
法はビームスキャンニングに長い露出時間を必要とし、
Ｘ線ビーム利用は極端に不十分である。そのような技術
にとって実際の使用時のこれらの不利は、多重スリット
Ｘ線ビームを使用することによって改良することができ
る。多重スリットビームの研究は、最初は、通常のスク
リーンフィルムシステムで行なわれたけれども、これら
の方法のいくつかは、現在、ディジタル画像システムに
応用されつつある。これらのディジタルシステムのいく
つかにおいて、１．１．（イメージインテンシファイア
）−テレビシステムが検知器として使用されている。(Prior Art) Scattered X-rays from an object significantly degrade the image quality of an X-ray photograph. Fan-beam imaging techniques, in which a single slit scanning X-ray beam is used,
It is an effective method to remove lines and thus increase the contrast sensitivity of the acquired images. However, this method requires long exposure times for beam scanning and
X-ray beam utilization is extremely inadequate. These disadvantages for such techniques in practical use can be improved by using a multi-slit X-ray beam. Although multiple slit beam studies were initially conducted in conventional screen film systems, some of these methods are now being applied to digital imaging systems. In some of these digital systems, 1.1. (Image Intensifier) - A television system is used as a detector.

（発明が解決しようとする課題） しかし、１．１．の入力および／または出力蛍光体、光
学系テレビカメラから発生するベールグレアは、画像品
質を落すことが知られている。(Problem to be solved by the invention) However, 1.1. Veil glare generated from the input and/or output phosphor optics of television cameras is known to degrade image quality.

加えて、散乱Ｘ線およびベールグレアは、コントラスト
信号を非線形的に落し、ビデオ濃度計にヨウ素含有の量
子化のような量的計測を妨げる。In addition, scattered X-rays and veil glare reduce the contrast signal non-linearly and prevent quantitative measurements such as quantization of iodine content in video densitometers.

従って、本発明の第１の目的は、対象物体の多重スリッ
トビームスキャンニングによって得られた最初のＸ線画
像データにおける散乱Ｘ線とベールグレアおよびその他
のアーチファクトを除去するための新しい方法とシステ
ムを供給することである。Therefore, the first object of the present invention is to provide a new method and system for removing scattered X-rays and veil glare and other artifacts in initial X-ray image data obtained by multi-slit beam scanning of a target object. It is to be.

本発明の第２の目的は、再現された画像データからの予
定画像の信頼できる定量測定を可能にする最初の画像デ
ータの加工過程において得られた再現画像におけるコン
トラストと空間解像度を改良することである。A second objective of the invention is to improve the contrast and spatial resolution in the reconstructed images obtained during the processing of the initial image data, allowing reliable quantitative measurements of the intended image from the reconstructed image data. be.

本発明の第３の目的は、多重スリットビームスキャンニ
ングアセンブリーを通して放射線源によって対象物の複
数連続露出からの画像獲得システムより得られる画像デ
ータを再構成するための新しくて改良された方法を提供
することである。A third object of the present invention is to provide a new and improved method for reconstructing image data obtained by an image acquisition system from multiple consecutive exposures of an object by a radiation source through a multiple slit beam scanning assembly. It is to be.

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記の問題を解決するために、本発明においては、対象
物に放射を行うためのＸ線源と、該Ｘ線源と前記対象物
との間に位置された多重スリットビームスキャンニング
アセンブリーと、最初の画像データの複数の連続フレー
ムを獲得するための手段からなる多重スリットビームス
キャンニングシステムを使用し、対象物の複数の連続的
なＸ線曝射により得られる画像データを再構成するため
の画像再構成方法において、各フレームの画像データは
複数の画素の形態であり、連続する画像獲得手順の各段
階でスキャンニングアセンブリーと対象物を通って放射
線に符合し、前記Ｘ線源とスキャンニングアセンブリー
の間の相対的運動を引き起こし、この相対的運動の発生
の間に連続的に行う画像獲得の各手順において各画素に
対する最初の画像データを獲得し、連続する画像獲得手
順の間に獲得された最初の画像データの最低画素値を各
画素について決定し、この決定手順において決定された
各画素の最低値に対して所定の関係を有するそれぞれの
比較カットオフ値と画像獲得の各手順で獲得された各画
素の画像データを比較し、複数の画像獲得手順の間に獲
得される最初の画像データのうち、比較手順において決
定した該カットオフ値を超える値のみを各画素について
合計し、この合計手順において求めた総計に基づいて再
構成した画像データを出力する手順からなることを特徴
とする画像データを再構成するための画像再構成方法を
提供する。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention provides an X-ray source for emitting radiation to a target object, and an X-ray source and the target object. A multiple slit beam scanning system consisting of a multiple slit beam scanning assembly positioned between and a means for acquiring multiple successive frames of initial image data is used to capture multiple successive frames of an object. In an image reconstruction method for reconstructing image data obtained by X-ray exposure, the image data of each frame is in the form of a plurality of pixels, which are connected to the scanning assembly and the object at each stage of the successive image acquisition procedure. aligning the radiation through the object, causing a relative movement between the x-ray source and the scanning assembly; and during the occurrence of this relative movement, the initial image data, determine for each pixel the lowest pixel value of the first image data acquired during successive image acquisition steps, and set a predetermined value to the lowest value of each pixel determined in this determination step. Compare the image data of each pixel acquired in each step of image acquisition with each related comparison cutoff value, and determine in the comparison step the first image data acquired during the plurality of image acquisition steps. A method for reconstructing image data comprising the step of summing only the values exceeding the cutoff value for each pixel, and outputting reconstructed image data based on the total obtained in this summing step. An image reconstruction method is provided.

また、対象物に放射を行うＸ線源を備える多重スリット
ビームスキャンニングを利用して、前記対象物を複数回
連続的にＸ線曝射を行ない求めた画像データを再構成す
るための方法において、前記最初の画像データ獲得手段
の画像面での画素サイズよりも狭いスキャンニングアセ
ンブリーのスリットビーム幅を選択し、前記Ｘ線源とス
キャンニングアセンブリーの間の相対的運動を算出し、
前記Ｘ線源とスキャンニングアセンブリー手順の相対的
運動の間中に連続する画像獲得手順におけるスキャンニ
ングアセンブリーの共通のスリットを通して放射線から
得られる一連の画像データを獲得し、そして拡大された
画素マトリクスにおいて前記スキャンニングアセンブリ
ーのスキャンニングビームに対して垂直の方向に並べら
れた隣接する画素のそれぞれの系列に画像データの該系
列を割り当てることによって拡大される画素マトリクス
を形成し、前記Ｘ線源と対象物の間に位置された多重ス
リットビームスキャンニングアセンブリーの間の相対的
運動を算出し、前記Ｘ線源と該スキャンニングアセンブ
リーの相対的運動の間中の連続する画像獲得手順で複数
の画素の形で最初の画像データを獲得することを特徴と
する画像再構成方法を提供する。Further, in a method for reconstructing image data obtained by sequentially irradiating the object with X-rays a plurality of times using multiple slit beam scanning equipped with an X-ray source that emits radiation to the object. , selecting a slit beam width of the scanning assembly that is narrower than the pixel size in the image plane of the first image data acquisition means, and calculating the relative motion between the X-ray source and the scanning assembly;
acquiring a series of image data obtained from the radiation through a common slit of the scanning assembly in successive image acquisition procedures during the relative movement of said X-ray source and the scanning assembly procedure and magnified pixels; forming a pixel matrix that is expanded by assigning said series of image data to each series of adjacent pixels aligned in a direction perpendicular to the scanning beam of said scanning assembly in said matrix; calculating the relative motion between a multi-slit beam scanning assembly positioned between the source and the object; and successive image acquisition procedures during the relative motion of the X-ray source and the scanning assembly. An image reconstruction method is provided, characterized in that initial image data is acquired in the form of a plurality of pixels.

さらに、対象物に放射を行うためのＸ線源と、該Ｘ線源
と前記対象物との間に位置された多重スリットビームス
キャンニングアセンブリーと、最初の画像データの複数
の連続フレームを獲得するための手段からなる多重スリ
ットビームスキャンニングシステムを使用し、画像再構
成装置において対象物の複数の連続的なＸ線曝射により
得られる画像データを再構成するための前記Ｘ線源およ
び前記スキャンニング手段の相対的運動の間中の複数の
連続する画像データ獲得手段で複数画素の形式における
最初の各画像データの連続するフレームを獲得するため
の手段と、この連続する画像データ獲得手段の間中に獲
得された画像データの最低値（Ｉ　ｍｉｎ　）を各画素
に対して決定するための手段と、各フレーム毎に獲得さ
れた各画素の画像データをそのフレームの最低画素値に
対して所定の関係を持つ比較カットオフ値で比較するた
めの手段と、最初の画像データのフレームのすべてにつ
いて前記カットオフ値を超える最初の画像値のすべてを
各画素に対して合計する手段と、この合計手段によって
算出された合計に基づいて再構成された画像データを出
力する手段からなることを特徴とする画像再構成装置を
提供する。further comprising: an x-ray source for irradiating an object; a multi-slit beam scanning assembly positioned between the x-ray source and the object; and acquiring a plurality of successive frames of initial image data. said X-ray source and said means for acquiring a first each successive frame of image data in the form of a plurality of pixels with a plurality of successive image data acquisition means during relative movement of the scanning means; means for determining for each pixel a minimum value (I min ) of image data acquired during each frame; means for comparing at a comparison cutoff value having a predetermined relationship; means for summing for each pixel all initial image values exceeding said cutoff value for all frames of initial image data; An image reconstruction device is provided, comprising means for outputting reconstructed image data based on the sum calculated by a summation means.

（作用） 上記のように構成された本発明によれば複数画素の形に
おける最初の画像データは、各個別のスキャニング手順
／および露出から得られ、少なくとも一つのフレームの
ピクセル値は、遮断値と比較され、画像は各それぞれの
画素遮断値以上のすべてが画素画像の総計によって再構
成される。According to the invention constructed as described above, initial image data in the form of a plurality of pixels is obtained from each individual scanning procedure/and exposure, the pixel values of at least one frame being equal to the cut-off value. The images are compared and reconstructed by the sum of all pixel images above each respective pixel cutoff value.

更に、本発明によると、ラインアーチファクトはオーバ
ララプスキャンニングによって減少させられ、そこにお
いて放射露出の隣接フレームのビムの幅は隣接したサン
プリングアパーチヤト重複する。Furthermore, according to the invention, line artifacts are reduced by overlap scanning, where the widths of the beams of adjacent frames of radiation exposure overlap adjacent sampling apertures.

また多重スリットビーム画像手法で空間解像度改良を成
し遂げるためには、スリット幅は、画像獲得システムの
画素サイズよりも狭いものが選ばれる。特に、画像入力
面へ投射されたスリット幅は、画像獲得システムのサン
プリングアパーチャの予定分数であることか選ばれてお
り、この様にして二つの別フレームの二つの異なったス
リット配置に対する二つの信号が同じサンプリングアパ
チャによって検出された信号は、最初の画像マトリクス
のサイズの二倍の画像マトリクスにおける二つの異なっ
た隣接する画素とされている。このようにして、スリッ
ト開口に垂直の方向に再現された画像のマトリクスサイ
ズは画像獲得システムのそれの二倍大になる。Also, to achieve improved spatial resolution with multiple slit beam imaging techniques, the slit width is chosen to be narrower than the pixel size of the image acquisition system. In particular, the slit width projected onto the image input surface is chosen to be a predetermined fraction of the sampling aperture of the image acquisition system, and in this way two signals for two different slit configurations in two separate frames are The signals detected by the same sampling aperture are assumed to be two different adjacent pixels in an image matrix that is twice the size of the initial image matrix. In this way, the matrix size of the reproduced image in the direction perpendicular to the slit aperture is twice as large as that of the image acquisition system.

（実施例） 以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。第１図に
おいて多重スリットアセンブリー（ＭＳＡ）１０はＸ線
管１２および対象物体１４の間に置かれる。連続的なス
キャニングモードを有するＩ、１．１６−テレビ１８シ
ステムか検出システム２０として使用される散乱線除去
用グリッドとして４０ライン／センチ、１２：１および
ペーパースペーサーを使用する。グリッドのラインはＭ
ＳＡのスリット開口か抗グリッドに対して垂直に置かれ
る。ディジタルサブトラクション血管造影（Ｄ　Ｓ　Ａ
）システム２２　（ＳｉｅｍｅｎｓＤｉｇｉｔｒｏｎ　
２　）は、Ｇａｒａｎｔｉｘｌ　０００発生器（図示せ
ず）に連結されており、実時間とディジタル画像獲得用
に使用される。画像は、対数増幅後、１０ビツトアナロ
グデイジタル変換器によって計数化される。このシステ
ムで計数化された画像のマトリクスサイズは５１２Ｘ５
１２である。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings. In FIG. 1, a multiple slit assembly (MSA) 10 is placed between an x-ray tube 12 and an object 14. In FIG. I, 1.16-TV 18 system with continuous scanning mode or using 40 lines/cm, 12:1 and paper spacer as anti-scatter grid used as detection system 20. The grid line is M
The slit opening of the SA is placed perpendicular to the anti-grid. Digital subtraction angiography (DSA
) System 22 (Siemens Digitron
2) is coupled to a Garantixl 000 generator (not shown) and is used for real-time and digital image acquisition. After logarithmic amplification, the image is digitized by a 10-bit analog-to-digital converter. The matrix size of the image digitized by this system is 512×5
It is 12.

ＭＳＡＩＯは、ステッピングモータ２６で機械的に走査
されるが、それはマイクロコンピュータ３４によって調
整され、ＭＳＡＩＯを露出の間の次の位置へパルスＸ線
照射線量によって同期化される。獲得したＭＳＡ画像の
ディジタルデータは、マグネットテープによって画像プ
ロセッサーシステム（図示せず）に連結されたＤＥＣＶ
ＡＸ：１ンヒユータ２８へＤＳＡ２２から伝達される。The MSAIO is mechanically scanned with a stepper motor 26, which is adjusted by a microcomputer 34 and synchronized by the pulsed x-ray exposure dose to move the MSAIO to the next position during exposure. The digital data of the acquired MSA images is transferred to a DECV connected to an image processor system (not shown) by magnetic tape.
The signal is transmitted from the DSA 22 to the AX:1 controller 28.

最初のＭＳＡ画像再現に必要な計算は、ＶＡＸシステム
２８によって行なわれる。The calculations necessary for the initial MSA image reconstruction are performed by the VAX system 28.

ＭＳＡＩＯの構造は散乱グリッドの構造と同じで、リー
ドスペーサーとスリット開口に符号するアルミニュウム
ホイルから成っている。この機械的構造は、仮にスリッ
ト幅とリードスペーサー幅が非常に狭い場合でも、ＭＳ
Ａを正確に組立てることができる。スリット開口は、Ｘ
線管の焦点個所に焦点を合わせている。ＭＳＡの厚さは
約２ミリである。ＭＳＡ画像フレームから得られた最初
の画像（その他の画像はそれから構成されるので「最初
の」と呼ばれている）は、スリット開口に対比し、いく
らかの散乱Ｘ線およびベールグレアと共に、−次の成分
を含む透明なラインと、スリット開口を通して伝達され
るＸ線ビームから寄与される散乱Ｘ線およびベールグレ
アを包含する透明なラインの間の暗い領域を含んでいる
。−次の成分から主として成り立っている強調画像は、
組の同様にＭＳＡ画像から再現されており、その合計は
、通常の広幅のビーム露出で得られるものと同等の画像
を供給することができる。本発明による画像構成の方法
は、第２図に概略的に図示されており、五つの画像フレ
ームは画像再構成に必要であると思われている。本発明
による画像再構成において行なわれる過程を図示した概
略図は第３図に示されている。第２図において、画像プ
ロフィールとサンプリングアパーチャはスリット開口に
垂直な方向に示されている。The structure of the MSAIO is the same as that of the scattering grid, consisting of lead spacers and aluminum foil matching the slit openings. This mechanical structure allows MS even if the slit width and lead spacer width are very narrow.
A can be assembled accurately. The slit opening is
It focuses on the focal point of the ray tube. The thickness of the MSA is approximately 2 mm. The first image obtained from the MSA image frame (referred to as "first" because the other images are constructed from it) contrasts with the slit aperture, along with some scattered X-rays and veiling glare - The transparent line contains the components and the dark area between the transparent line contains the scattered x-rays and veiling glare contributed from the x-ray beam transmitted through the slit aperture. -The enhanced image consists mainly of the following components:
A set of similarly reconstructed MSA images, the sum of which can provide an image equivalent to that obtained with a normal wide beam exposure. The method of image construction according to the invention is schematically illustrated in FIG. 2, where five image frames are believed to be necessary for image reconstruction. A schematic diagram illustrating the steps taken in image reconstruction according to the invention is shown in FIG. In FIG. 2, the image profile and sampling aperture are shown perpendicular to the slit opening.

第１図に示されているような、画像入力装置（ブロック
１００）を使って、第２図および第３図に現時点で参照
した場合、最初のＭＳＡ画像デタのｎフレームが得られ
画像メモリー（ブロック１０４）に記憶される。第２図
では、暗くした画素は各フレームの最初のＭＳＡ画像信
号の暗くした部分を検出する。１．１．　−テレビディ
ジタルシステムの各画素にとって、画像データのｎフレ
ームに対する最低検出信号強度、Ｉ　ｍｉｎが決定され
る。（ブロック１０６）。次いで、カットオフ面、Ｉ　
ｃｕｔ　ｏｆｆが決定される（ブロック１０８）。各ピ
クセルに対するＩ　ｃｕｔ　ｏｆＴは平面メモーリ（ブ
ロック１１０）に記憶される。そこで、平面メモーリ（
ブロック１１０）に記憶されたカットオフ面は、同時的
に読み出され、しきい値設定装置（ブロック１１２）に
応用されているが、他方、メモーリ（ブロック１０４）
に記憶されている画像データのｎフレームはしきい値設
定装置（ブロック１１２）に応用されている。画像デー
タのｎフレームの画素がしきい値設定装置によってそれ
ぞれのカットオフ面を超えるかを検出した後、カットオ
フ面以上の検出された信号は、散乱Ｘ線とベールグレア
を取り除いて一次成分（ブロック１１３）を生じるよう
に計算されている。カットオフ面Ｉ　ｃｕｔ　ｏｆｆは
、予定された量、例えば、五つのフレームのうち最低値
に相当する最低強度信号の平方根の４分の１、に加える
最低信号強度として経験的に決定される。このようにし
て、ブロック１０８においては、Ｉ　ｃｕｔ　ｏｆｆは
Ｋが一つより少ない予定された分数であるＩ　ｍｉｎに
＋にヤｒ「ｉ孫−に等しい。もし選択された力・ソトオ
フ面があまり低いならば、最終の再構成された画像はい
くらかの散乱Ｘ線とベールグレアを含んでいるであろう
。逆に、もしカットオフ面があまり高いならば、いくつ
かの−次成分は失われ、このようにして暗いラインアー
チファクトが生じることもある。画像再構成計算は相対
的なＸ線強度によって行なわれ、それは１．１．　−テ
レビシステム２０の特性曲線の使用によって画素値から
変換される。再構成された画像データは最大信号強度に
標準化され、画像表示と記憶のために、特性曲線の使用
によって画素値まで変換され、そして出力される（ブロ
ック１１５）。実際に行なわれた実験では、再構成され
たＭＳＡ画像のコントラストと鋭敏度は通常のＩ、Ｉ、
テレビ画家のものよりも優れている。再構成された画像
のこの利点は、以下に詳述されているように、散乱とベ
ールグレアの除去による。散乱Ｘ線とベールグレア成分
の除去によるＭＳＡ画像手法の独特の利点を計るために
、散乱Ｘ線とベールグレアの分数かに、ＤＯｌ、　ｅｔ
　ａｌ、、　Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ　１６１：５Ｌｌ　（
１９８Ｂ）によって述べられているリードディスクを使
用することによって測定された。１５センチ厚のルーサ
イト模型が使用され、３ミリ厚のリードディスクは、２
．２５．２，５．３．５．８．１０および１５ミリの各
サイズがあるが、模型のＸ線管側に置かれる。散乱Ｘ線
とベールグレアの分数は、ディスク外のＸ線強度に対す
るリードディスク背後のＸ線強度の割合によって測定さ
れる。分数は通常の広幅のビーム画像と再構成されたＭ
ＳＡ画像に対して測定され、そしてそれらはグリッド付
きまたは無しで得られた。Using an image input device (block 100), such as that shown in FIG. 1, and with current reference to FIGS. block 104). In FIG. 2, the darkened pixels detect the darkened portion of the first MSA image signal of each frame. 1.1. - For each pixel of the television digital system, the minimum detected signal strength, I min, for n frames of image data is determined. (Block 106). Then, the cutoff plane, I
A cut off is determined (block 108). I cut ofT for each pixel is stored in planar memory (block 110). Therefore, planar memory (
The cut-off plane stored in block 110) is simultaneously read out and applied to the threshold setting device (block 112), while the cut-off plane is stored in memory (block 104).
The n frames of image data stored in are applied to a threshold setting device (block 112). After detecting whether the pixels of n frames of image data exceed their respective cutoff planes by a threshold setting device, the detected signals above the cutoff plane are divided into primary components (blocks) by removing scattered X-rays and veil glare. 113). The cutoff plane I cut off is determined empirically as the lowest signal strength added to a predetermined amount, eg, one quarter of the square root of the lowest strength signal corresponding to the lowest value of the five frames. Thus, in block 108, I cut off is equal to I min + y r 'i grand -, where K is a predetermined fraction of less than one. If the selected force-off surface is too If it is low, the final reconstructed image will contain some scattered X-rays and veiling glare. Conversely, if the cutoff plane is too high, some -order components will be lost, Dark line artifacts may occur in this way.The image reconstruction calculations are carried out with the relative X-ray intensities, which are converted from the pixel values by the use of 1.1.-characteristic curves of the television system 20. The reconstructed image data is normalized to maximum signal intensity, converted to pixel values by the use of a characteristic curve, and output (block 115) for image display and storage. The contrast and sharpness of the reconstructed MSA images are normal I, I,
Better than the TV painter's. This advantage of the reconstructed image is due to the removal of scattering and veiling glare, as detailed below. In order to measure the unique advantages of the MSA imaging technique due to the removal of scattered X-rays and veil glare components, DOl, et al.
al,, Radiology 161:5Ll (
198B) by using a lead disc as described by (198B). A 15 cm thick Lucite model is used, and a 3 mm thick reed disc has 2
．． There are 25.2, 5.3, 5, 8, 10 and 15 mm sizes, and they are placed on the X-ray tube side of the model. The fraction of scattered x-rays and veil glare is measured by the ratio of the x-ray intensity behind the lead disk to the x-ray intensity outside the disk. The fraction is the normal wide beam image and the reconstructed M
Measured on SA images and they were obtained with or without grids.

第４図は測定された分数とリードディスク直径の間の関
係を示している。散乱Ｘ線とベールグレアは、ＭＳＡ画
像手法が使用される時に非常に減少されることは明白で
ある。グリッド無しで画像におけるこれらの分数の削減
はグリッドのあるものよりもはるかに大きい。しかし、
最初のＭＳＡ画像においては、散乱Ｘ線とベールグレア
はグリッドがあった方がないより大きく、そしてこのよ
うにして、リードスペーサー背後の領域に包含されてい
る。散乱Ｘ線とベールグレアの量は、グリッドが使用さ
れない場合、現在の再構成方式では、過大評価される傾
向がある。それ故に、再構成された画像に残存する散乱
Ｘ線とベールグレアの分数はグリッドのあるものよりは
小さくなる。FIG. 4 shows the relationship between measured fractions and lead disk diameter. It is clear that scattered X-rays and veil glare are greatly reduced when MSA imaging techniques are used. The reduction of these fractions in images without grids is much greater than with grids. but,
In the first MSA image, the scattered X-rays and veil glare are greater with the grid than without, and are thus contained in the area behind the lead spacer. The amount of scattered X-rays and veil glare tends to be overestimated with current reconstruction schemes when grids are not used. Therefore, the fraction of scattered X-rays and veil glare remaining in the reconstructed image will be smaller than with grids.

第５図は走査におけるエラーによって引きおこされたラ
インアーチファクトを図示している。フレーム３におけ
るＭＳＡの位置は、このエラーのために不正確である。FIG. 5 illustrates line artifacts caused by errors in scanning. The location of the MSA in frame 3 is incorrect due to this error.

これは対比するスリット画像の変動に起因する故にこの
フレームにおけるその画像の一方の側は、先行フレーム
におけるスリット画像から区切られ、スリット画像のも
う一方の側は次のフレームのそれと部分的に重複する。This is due to variations in the contrasting slit image so that one side of that image in this frame is separated from the slit image in the previous frame, and the other side of the slit image partially overlaps that of the next frame. .

それ故に、一対の明暗のラインアーチファクトが再構成
された画像に現れる。上記の走査ラインアーチファクト
は、第６図（ａ）（ｂ）（ｃ）図示されているようにサ
ンプリングアパーチャ（または画素サイズ）を通して、
アナログ信号がディジタル信号に変換された後にのみ、
１．１．−テレビディジタルシステム２０において観測
されるであろう。もし小さくて暗いラインアーチファク
トが一定の信号の上に現れるならば、このアーチファク
トの上の検出信号に比例しているであろう。Therefore, a pair of bright and dark line artifacts appears in the reconstructed image. The above scan line artifacts occur through the sampling aperture (or pixel size) as shown in FIGS. 6(a)(b)(c).
Only after the analog signal is converted into a digital signal,
1.1. - will be observed in the television digital system 20. If a small dark line artifact appears above a constant signal, the detected signal above this artifact will be proportional.

それ故に、このアーチファクトによるディジタル画像（
ΔＩ／Ｉ）における分数の変化は、アパチャサイズ（Ｓ
）、即ちΔＩ／Ｉ＝Ｅ／Ｓ、に対するアーチファクトサ
イズ（Ｅ）の割合にょ′って与えられている。このよう
にして、ディジタル画像における検出されたアーチファ
クトの大きさは、アーチファクトの実際のサイズに関連
があるばがりではなく、サンプリングアパーチャのサイ
ズにも関連している。Therefore, the digital image due to this artifact (
The fractional change in the aperture size (S
), that is, the ratio of the artifact size (E) to ΔI/I=E/S. In this way, the size of the detected artifact in the digital image is not only related to the actual size of the artifact, but also to the size of the sampling aperture.

表　　　１ 第１表は、三つの１．１．入力モードで得られた異なっ
た画像サイズのためのいろいろのサイズのラインアーチ
ファクトによるディジタル画像における計算された分数
の変化を示している。検出されたアーチファクトは、画
素サイズが減少するに従って増加し、このようにして小
さな画素サイズの使用は、ＭＳＡ装置およびスキャンニ
ング動作においてもまた高度の機械的正確度を要するこ
とは明確である。スリット画像は、画像システムの非鋭
敏性によって通常ぼやけているので、アチファクトによ
る分数の変化は第１表にリストされている変化よりも小
さいものであることが予期されている。このようにして
、第１表の計算された値は、これらのアーチファクトに
対する上限とみなされてよい。Table 1 Table 1 shows the three 1.1. Figure 3 shows the variation of calculated fractions in a digital image due to line artifacts of various sizes for different image sizes obtained in input mode; It is clear that the detected artifacts increase as the pixel size decreases, and the use of small pixel sizes thus also requires a high degree of mechanical accuracy in the MSA device and scanning operation. The fractional changes due to artifacts are expected to be smaller than the changes listed in Table 1, since slit images are usually blurred due to the inaccuracy of the imaging system. In this way, the calculated values in Table 1 may be considered as upper bounds for these artifacts.

ＭＳＡの最初の画像のディジタル化のためのサンプリン
グ距離（または画素サイズ）が大きいときは、サンプル
信号としては不十分となり、従ってモアレパターンが、
第７図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示されているように検出さ
れた信号に現れることがある。上限部分最初のＭＳＡ画
像の表面的なプロフィールを説明している。この画像信
号は中央に示されたサンプリングアパーチャによってサ
ンプルとして供されている。ＭＳＡ画像がサンプルとし
て不十分の時、モアレパターンは、ＭＳＡとデータサン
プリングに含まれている二つの異なった空間周波数の推
理として検出された信号に現れるであろう。モアレパタ
ーンは再構成された画像に残存するであろう。モアレパ
ターンの周波数は二つの空間周波数の間の相違によって
測定されるので、モアレパターンは低周波数パターンで
あり、それは容易に認識することができ、しばしば混乱
をまねく原因となる。実験結果は、０．２ミリスリット
幅と０，８ミリリードスペーサーおよび２５センチ１．
Ｉ、モードを含むＭＳＡで得られた。再構成された画像
は、ＭＳＡの最初の位置がスリット幅の半分まで移動さ
れた時、即ち、再構成された画像が位相モアレパターン
に終わった時、二つのわずかに異なったモアレパターン
を示したことが発見された。それ故に、もし最後の再構
成された画像がこれら二つの画像の合計によって造られ
るならば、即ち、もしＭＳＡの最初の画像がスリット幅
の半分の距離増加によるＭＳＡま移動によって「重複す
る」走査から得られるならば、モアレパターンは除去す
ることができる。When the sampling distance (or pixel size) for digitizing the first image of the MSA is large, the sample signal is insufficient and therefore the moiré pattern is
This may appear in the detected signal as shown in FIGS. 7(a), (b), and (c). Upper limit section describes the superficial profile of the first MSA image. This image signal is sampled by the sampling aperture shown in the center. When the MSA image is insufficiently sampled, moiré patterns will appear in the detected signal as a result of the two different spatial frequencies involved in the MSA and data sampling. The moiré pattern will remain in the reconstructed image. Since the frequency of a moiré pattern is measured by the difference between two spatial frequencies, a moiré pattern is a low frequency pattern, which can be easily recognized and often causes confusion. The experimental results are as follows: 0.2 mm slit width, 0.8 mm lead spacer and 25 cm 1.
I, obtained with an MSA containing mode. The reconstructed image showed two slightly different moiré patterns when the initial position of the MSA was moved to half the slit width, i.e., the reconstructed image ended up with a phase moiré pattern. It was discovered that. Therefore, if the final reconstructed image is created by the sum of these two images, i.e. if the first image of the MSA is scanned "overlapping" by moving the MSA by increasing the distance by half the slit width. The moiré pattern can be removed if obtained from

ＭＳＡオーバラップツクャンニングはまた、第８図に示
されているように、ＭＳＡ自体またはスヤンモーション
エラーによって引き起こされたラインアーチファクトの
大きさを減少させることができる。オーバララプスキャ
ンニングにおいて、放射線露出の隣接するフレームのビ
ーム幅は、第８図に示されているようにおおよそ５０％
は重複する。このスキャンモーションエラーによって弓
き起こされたラインアーチファクトはオーバララプスキ
ャンニングによって半分に減少される。もし一つのＭＳ
Ａがスリット幅の４分の１の増加によって走査されるな
らば、ラインアーチファクトの大きさは更に４分の１に
減少されることになる。MSA overlap scanning can also reduce the magnitude of line artifacts caused by the MSA itself or swan motion errors, as shown in FIG. In overlapping lapse scanning, the beam width of adjacent frames of radiation exposure is approximately 50% as shown in Figure 8.
overlap. Line artifacts caused by this scan motion error are reduced by half by overlap scanning. If one MS
If A is scanned by increasing the slit width by a factor of four, the magnitude of the line artifact will be further reduced by a factor of four.

獲得されたＭＳＡ映像におけるオーバラップの数が増加
するに従ってこれらのアーチファクトの大きさも増加す
ることが予期されている。It is expected that the magnitude of these artifacts will increase as the number of overlaps in the acquired MSA images increases.

第２表はＭＳＡ画像手法と関連したアーチファクトを要
約している。アーチファクトはスリット幅や、リードス
ペーサー幅、ＭＳＡの走査の不正確さおよびサンプルの
不足によって引き起こされる。実際の画像システムにお
いては、アーチファクトはこれらの要素の結合によって
引き起こされる。Table 2 summarizes the artifacts associated with the MSA imaging technique. Artifacts are caused by slit width, lead spacer width, MSA scanning inaccuracy, and lack of sample. In real imaging systems, artifacts are caused by the combination of these elements.

発明者等によって行われた研究で得られた結果は、１．
１．−テレビシステムで得られた画像における散乱Ｘ線
ベールグレアは、上述した多重スリットビーム画像と画
像データ再構成で効果的に減少させることができる。Ｉ
、、１．　−テレビシステムで得られた画像のコントラ
ストと鋭敏性は著しく改良することができる。ＭＳＡ画
像技術の追加の潜在的利点は、上記の通り信号からノイ
ズ比率（ＳＮＲ）における改良とＰｌｅｎｋｏｖｉｃｋ
等、およびＤｏｉ等による従来の研究で論証されたよう
に、再構成された画像の動態範囲における改良を包含し
ている。The results obtained in the research conducted by the inventors are as follows: 1.
1. - Scattered X-ray veil glare in images obtained by television systems can be effectively reduced with the above-mentioned multi-slit beam images and image data reconstruction. I
,,1. - The contrast and sharpness of images obtained with television systems can be significantly improved. Additional potential benefits of MSA imaging techniques include improvements in signal-to-noise ratio (SNR) and Plenkovick's
and Doi et al., and Doi et al., and Doi et al.

ＭＳＡ画像手法の一つの欠点は、通常の広幅ビ人手法の
それと比較すると、いくつかの画像フレームを得るのに
必要な長時間の露出である。パルスモードによる手法で
使われている全露出時間は、ＭＳＡの機械的スキャンニ
ングのため、数秒程度である。しかし、全露出は臨床研
究において多くの実際的状況に適応できるレベルまで実
質的に減らすことができる。露出時間をちぢめる一つの
接近法は、ＭＳＡの機械的走査が除去されるようにスキ
ャンニングＸ線管（上記ＤＯＩ等参照）を使用すること
ができる。スキャンニングＸ線管からのパルスされたか
または接続する露出の迅速な連続は画像再構成に使用さ
れるいくつかの画像フレームを供給する。もう一つの接
近方法は、定の高速度で連続的にＭＳＦを作動すること
であり、他方では、連続的なＸ線露出が行なわれ、いく
つかの画像フレームがテレビフレーム割合に至るまで、
高いフレーム割合で獲得される。本研究において使用さ
れたＳｉｅｍｅｎｓ　Ｖｉｄｅｏｍｅｄ　Ｈテレビシス
テムのフレーム割合は６０フレームであるから、合計１
０の画像フレームが０．１６７秒で得ることができ、そ
れは臨床的応用に充足できる長さであると思われる。発
明者等によって行なわれた研究において使用されたＭＳ
Ａは、再構成のために比較的大きな数の画像フレーム、
即ち、少なくとも５．１０．２０のフレームを必要とし
た。そのような多数の画像フレームは、ＭＳＡの比較的
広いリードスペーサーのため散乱とベールグレアを減少
させる傾向にあるが、しかしこれは長い露出時間を要す
る。それ故に、短い露出時間をなしとげるもう一つの有
効な接近方法は、再構成（例えば、２．３．４フレーム
）のための必要とされている少数の画像フレームでＭＳ
Ａを使用することであろう。そのようなＭＳＡの追加利
点はＸ線ビーム利用における改良であり、従ってＸ線管
出力のためのより少ない必要性である。One drawback of the MSA imaging technique is the long exposure times required to obtain several image frames, compared to that of the regular wide-beam technique. The total exposure time used in the pulsed mode approach is on the order of a few seconds due to the mechanical scanning of the MSA. However, total exposure can be substantially reduced to a level that is adaptable to many practical situations in clinical research. One approach to reducing exposure time can use a scanning x-ray tube (see DOI, etc., above) so that mechanical scanning of the MSA is eliminated. A rapid succession of pulsed or connected exposures from the scanning x-ray tube provides several image frames used for image reconstruction. Another approach is to operate the MSF continuously at a constant high speed, on the other hand, continuous X-ray exposure is performed until several image frames reach TV frame proportions.
Acquired at a high frame rate. The frame rate of the Siemens Videomed H television system used in this study is 60 frames, so a total of 1
0 image frames can be obtained in 0.167 seconds, which appears to be a sufficient length for clinical applications. MS used in the research conducted by the inventors
A is a relatively large number of image frames for reconstruction,
That is, at least 5.10.20 frames were required. Such a large number of image frames tends to reduce scatter and veil glare due to the relatively wide lead spacers of the MSA, but this requires long exposure times. Therefore, another effective approach that achieves short exposure times is to use MS with a small number of image frames needed for reconstruction (e.g., 2.3.4 frames).
I would probably use A. An additional advantage of such an MSA is an improvement in x-ray beam utilization and therefore less need for x-ray tube output.

ＭＳＡ画像手法における重要な考案の一つは、スリット
幅の適当な選択および／または再構成に必要とされる画
像フレームの最低数量である。しかし、「最適」の組合
せをみつけることは困難である。というのは、画像特性
と実際の要素のいくつかは、複雑な方法で多くのパラメ
ータの変化と関連しているからである。例えば、再構成
に必要とされている画像フレームの多数は最初のＭＳＡ
画像に含まれている散乱Ｘ線とベールグレアの分数を減
少させることができるが、少数の画像フレームは全露出
時間を減らし、Ｘ線出力利用の能率を増加させることが
できる。広いスリットは最初のＭＳＡ画像の散乱Ｘ線と
ベールグレアの分数を減少させる傾向があり、他方では
、狭いスリットは再構成された画像における散乱Ｘ線と
ベールグレアの分数を減少させる傾向にある。広いリー
ドスペーサーは最初のＭＳＡ画像における散乱とベルグ
レアの分数を減少させるが、他方では、狭いリードスペ
ーサーは狭い角度の、散乱Ｘ線とベルグレア分布のほど
良い評価を与え、このようにして増強された映像を生じ
ることができる。One of the key considerations in the MSA imaging approach is the proper selection of slit width and/or the minimum number of image frames required for reconstruction. However, it is difficult to find the "optimal" combination. This is because some of the image characteristics and practical factors are related in a complex way to the variation of many parameters. For example, the majority of image frames needed for reconstruction are from the initial MSA
The fraction of scattered x-rays and veil glare included in the image can be reduced, while a smaller number of image frames can reduce the total exposure time and increase the efficiency of x-ray power utilization. A wide slit tends to reduce the fraction of scattered X-rays and veiled glare in the initial MSA image, while a narrow slit tends to reduce the fraction of scattered X-rays and veiled glare in the reconstructed image. A wide lead spacer reduces the fraction of scatter and bell glare in the initial MSA image, whereas a narrow lead spacer gives a reasonably good estimate of the narrow-angle, scattered X-ray and bell glare distribution, thus enhanced. Can produce pictures.

上記のように、本発明に従う画像再構成における最初の
手法を総括することは、最初に得られた最初のＭＳＡ画
像から散乱Ｘ線とベールグレアの除去を含む。各画像で
の最小Ｘ線強度（または信母面）は−組の最初のＭＳＡ
画像から測定される。As mentioned above, summarizing the initial approach in image reconstruction according to the present invention involves the removal of scattered X-rays and veil glare from the initial MSA image initially obtained. The minimum X-ray intensity (or plane) in each image is - the first MSA of the set.
Measured from images.

そこで散乱Ｘ線とベールグレアを除去することを予期さ
れているカットオフ面は、最低強度の平方根度数の定数
（Ｋ＝１／４は優れた結果を与えることが測定されてい
る）に加えることの最低強度として経験的に測定されて
いる。最初のＭＳＡ画像からの各画素でカットオフ面を
減することによって、−次の成分を主に含むＩ、１．−
テレビディジタルシステムのそれと同じマトリックスサ
イズの一組のスリット画像が得られる。これらの計算は
、１．１．−テレビディジタルシステムの特性カーブを
用いる画像値から変換されている相対的Ｘ線強度により
行なわれる。（Ｐｕｊｉｔａ　Ｈ。The cutoff surface expected to eliminate scattered X-rays and veiling glare is then added to a constant of the square root power of the lowest intensity (K = 1/4 has been measured to give excellent results). Empirically determined as the lowest intensity. By reducing the cut-off plane at each pixel from the first MSA image, -I,1. −
A set of slit images of the same matrix size as that of a television digital system is obtained. These calculations are performed in 1.1. - carried out with relative X-ray intensities being transformed from the image values using characteristic curves of the television digital system. (Pujita H.

Ｄｏｔ　Ｋ、　Ｇｉｇｅｒ　ＭＬ、　Ｃｈａｎ　Ｈ，Ｐ
、　：　Ｍｅｄ　Ｐｈｙｓ　１３：１３゜１９８６参照
） 本発明によれば、上記の手法と関連して使用されること
のできる第二の手法は、狭いスリット幅を有するＭＳＡ
の使用による空間解像度を改良することに向けられてい
る。ＭＳＡのスリット幅が１．１．　−テレビディジタ
ルシステムのサイズよよりも狭い場合、一つの画素が、
異なった画像フレームにおいて異なったＭＳＡ配置から
少なくとも二つの信号を検知する。本発明によれば、ス
リット画像の検出された信号は大きなサイズマトリクス
に割り当てられている。スリット開口に垂直の方向にお
ける空間解像度は、このようにして散乱Ｘ線とベールグ
レアがまた除去できるように増加したコントラストおよ
びＳＮＲと共に改良されることができる。Dot K, Giger ML, Chan H,P
, Med Phys 13:13° 1986) According to the present invention, a second approach that can be used in conjunction with the above approach is to
is aimed at improving spatial resolution through the use of The slit width of MSA is 1.1. - If the size of the television digital system is narrower, one pixel will be
At least two signals are detected from different MSA locations in different image frames. According to the invention, the detected signals of the slit image are assigned to a large size matrix. Spatial resolution in the direction perpendicular to the slit aperture can thus be improved with increased contrast and SNR so that scattered X-rays and veiling glare can also be eliminated.

特に、上述した本発明の最初の手法において、従来の研
究において画像画構成の計算はＩ、Ｉ。Particularly, in the first method of the present invention described above, the calculation of the image configuration in the conventional research is I, I.

テレビディジタルシステムにおける各画素で行なわれた
。それ故に、画構成された画像は■、■。This was done for each pixel in a television digital system. Therefore, the composed images are ■, ■.

テレビディジタルシステムのそれと同じマトリクスサイ
ズで得られた。ディジタルサブトラクション血管造影法
（Ｄ　Ｓ　Ａ）に通常使用されている１、１．−テレビ
ディジタルシステムのマトリクスサイズは５１２Ｘ５１
２であり、１０２４ｘ１０２４の大きなマトリクスサイ
ズもまた入手可能である。しかし、これらのマトリクス
サイズは、通常のスクリーンフィルムシステムで得られ
るような高い空間解像度画像を生み出す程大きくはない
。そのような解像度を達成するためには、本発明によれ
ば、各画像フレームのスリット開口に対比する一次の成
分は、第９図で説明されているように、大きなマトリク
スにおける適所へ割り当てられている。Obtained with the same matrix size as that of the television digital system. 1. Commonly used in digital subtraction angiography (DSA). - Matrix size of TV digital system is 512x51
2, and larger matrix sizes of 1024x1024 are also available. However, these matrix sizes are not large enough to produce high spatial resolution images such as those obtained with conventional screen film systems. To achieve such resolution, according to the invention, the first-order components corresponding to the slit apertures of each image frame are assigned to appropriate locations in a large matrix, as illustrated in FIG. There is.

第９図に示されているように本発明によれば、１．１．
　−テレビディジタルシステムにおいて投射されたスリ
ット画像は二つまたはそれ以上の画素に分配することが
できる。各画像フレームにおける所定のスリットの一次
の成分を測定するためには、それ故に、共通するスリッ
ト画像プロフィルがスリット開口に垂直の方向に同一視
され、スリット開口により隣接の画素に配布された相対
的Ｘ線強度は一次の成分として要約されている。このよ
うにして、各フレームのスリット開口に対比する一次の
成分が得られ、次いで、スリット開口に垂直の方向で拡
大されたマトリクスにおいて適宜なプクセルに割り当て
られている。スリット開０に平行しているその他の直行
の方向において、マトリクスサイズは、検出器システム
のそれと同じにとどまる。しかし、画像アスペクト割合
のバランスを保つために、マトリクスサイズはスリット
開口と平行した方向に広がっており、拡大された、マト
リクスにおける対比する画素値は線状の補間法によって
決定された。According to the present invention as shown in FIG. 9, 1.1.
- A slit image projected in a television digital system can be distributed into two or more pixels. To measure the first-order component of a given slit in each image frame, the common slit image profile is therefore identified in the direction perpendicular to the slit aperture and the relative X-ray intensity is summarized as a first-order component. In this way, a first-order component is obtained that corresponds to the slit aperture of each frame and is then assigned to the appropriate pixel in a matrix expanded in the direction perpendicular to the slit aperture. In the other orthogonal direction parallel to the slit opening 0, the matrix size remains the same as that of the detector system. However, to keep the image aspect ratio balanced, the matrix size was expanded in a direction parallel to the slit aperture, and the contrasting pixel values in the expanded matrix were determined by linear interpolation.

第１０図は第９図に示されている増強された解像度画像
画構成手法を実行するためのシステムを表示している。FIG. 10 displays a system for implementing the enhanced resolution image construction technique shown in FIG.

第１０図において、画像入力装置（ブロック１００）か
ら、最初のＭＳＡ画像デタのＮフレームが得られる（ブ
ロック１０２）。In FIG. 10, an initial N frames of MSA image data are obtained (block 102) from an image input device (block 100).

最初のＭＳＡ画像データのＮフレームは画像メモリ（ブ
ロック１０４）に記憶される。そこで、最低画素強度（
Ｉ　ｍｉｎ　）は、記憶された画像データ（ブロック１
０６）のＮフレームの各画素のために決定され、散乱と
ベールグレアを除去するためのカットオフ面が決定され
る（ブロック１０８）。The first N frames of MSA image data are stored in image memory (block 104). Therefore, the lowest pixel intensity (
I min ) is the stored image data (block 1
06), and a cutoff plane for removing scattering and veiling glare is determined (block 108).

各画素の決定されたカットオフ面はそこで平面メモリ（
ブロック１１０）に記憶される。そのあと、画像メモリ
に記憶された映像データは映像メモリから読み取られ、
平面メモリ（ブロック１１２）に記憶されたそれぞれの
カットオフ面とのしきい（又はしき置）（ブロック１１
２）の結果としてそこから除去された散乱Ｘ線とベール
グレアを持った画像メモリのＮフレームは、そこで−次
の画像メモリ（ブロック１１４）に記憶される。The determined cutoff plane of each pixel is stored there in the plane memory (
block 110). After that, the video data stored in the image memory is read from the video memory,
Threshold (or threshold) (block 11) with each cutoff plane stored in the plane memory (block 112)
The N frames of the image memory with the scattered X-rays and veiling glare removed therefrom as a result of 2) are then stored in the -next image memory (block 114).

第１０図に示されているブロック１１６〜１２２におい
て、拡張されたマトリクスのスリット幅に垂直の方向に
おける画素割り当てが行なわれる。これらのブロックを
説明する前に、第１１図（ａ）と第１１図（ｂ）を参照
する。第１１図（ａ）はブロック（１０２）で得られた
三つのフレームの画像データを概略説明しており、第１
１図（ｂ）は、各フレームの第１１図（ａ）に示された
スキャンニングスリットに垂直な任意のラインＭの三つ
のフレーム用の一次画像を概略説明している。言い換え
れば、第１１図（ｂ）は、第１１図（ａ）に示されたフ
レーム１−３の各々のラインＭに沿っているスリット画
像プロフィルを、散乱Ｘ線とベールグレアを除去した効
果と共に、概略説明している。In blocks 116-122 shown in FIG. 10, pixel allocation is performed in a direction perpendicular to the slit width of the expanded matrix. Before describing these blocks, reference is made to FIGS. 11(a) and 11(b). FIG. 11(a) schematically explains the image data of three frames obtained in block (102).
FIG. 1(b) schematically illustrates the primary image for three frames of an arbitrary line M perpendicular to the scanning slit shown in FIG. 11(a) for each frame. In other words, FIG. 11(b) shows the slit image profile along each line M of frames 1-3 shown in FIG. 11(a), with the effect of removing scattered X-rays and veil glare. It is briefly explained.

画像獲得における（ブロック１０２）信号拡散のために
、各ＭＳＡスリットのビーム幅は、画素サイズよりも狭
いけれども、しかしながら、どのような一つのラインＭ
（ブロック１１４）でも得られたスリット画像プロフィ
ルは複数の画素にわたって拡散する。拡張された画像マ
トリクスを構成することにおいて、ＭＳＡの各スリット
からのスリット像プロフィルは最初に決定され、更に、
ＭＳＡのスキャンニング運動に首尾一貫して、スキャン
ニングビームに垂直の方向に拡張された画像マトリクス
における隣接画素に割り当てられる。Due to signal spreading (block 102) in image acquisition, the beam width of each MSA slit is narrower than the pixel size, however, for any one line M
(Block 114) The obtained slit image profile is also spread over multiple pixels. In constructing the extended image matrix, the slit image profile from each slit of the MSA is first determined, and
Consistent with the scanning movement of the MSA, it is assigned to adjacent pixels in the image matrix extended in the direction perpendicular to the scanning beam.

上記のマトリクス拡張は、次に、第１０図に示されてい
るブロック（１１６）〜（１２２）に関連して説明され
ている。ブロック（１１６）において、画像フレームの
一つ、例えば、最初の画像が選択されている。そこで、
第１１図（Ｃ）に示されているラインＭのような各ライ
ンに対して、そのフレームの各ビームに対するスリット
画像プ０フイルはブロック（１１８）で確認されている
。The matrix expansion described above will now be described in connection with blocks (116)-(122) shown in FIG. In block (116) one of the image frames, eg the first image, is selected. Therefore,
For each line, such as line M shown in FIG. 11C, the slit image profile for each beam of that frame is identified at block (118).

もっと特別に、ブロック（１１８）と選択されたフレー
ムにおいて、最大信号強度を有するラインＭに沿った画
素が決定されている。そこで、ブロック（１２０）にお
いて、スリット画像プロフィルが、ブロック（１１８）
で確認された各画素の画素値をその両側の隣接する画素
値に加えることによって定義されている。ブロック（１
２２）において、要約の結果は、第１１図（ｄ）に示さ
れているように大きな方形のマトリクスに記憶されてい
る。More specifically, in block (118) and the selected frame, the pixels along line M with the maximum signal strength have been determined. Therefore, in block (120), the slit image profile is changed to block (118).
It is defined by adding the pixel value of each pixel identified in to the adjacent pixel values on both sides of it. Block (1
In 22), the summarization results are stored in a large rectangular matrix as shown in FIG. 11(d).

このようにして、第１１図（ｄ）にみられるように、ラ
インＭに沿って拡張されたマトリクスにおいて再構成さ
れた画像に対して、画像プロフィルＩ！１から由来する
画素値を割り当てられている。In this way, for an image reconstructed in a matrix extended along line M, as seen in FIG. 11(d), the image profile I! It is assigned a pixel value originating from 1.

ラインＭに沿って拡張されたマトリクスにおける第２の
画素は、再度ラインＭに沿って、最初のスキャンニング
ビームから得られた第２のフレームＩ！１のスリット画
像プロフィルを表示する合計を割り当てられている。同
様に、拡張されたマトリクスの第３の画素は、第３フレ
ームにおける第１のビームから得られたスリット画像プ
ロフィルに、に基づく値が割り当てられている。全面的
な幾何学が選択され、その結果、最後のフレームの最初
のフレームにおける第２のビームのスリット画像プロフ
ィルの値を割り当てられている。このような方法で、拡
張された画像マトリクス、即ち、スキャンニングビーム
のスリットに垂直の方向に拡張されたものが決定されて
いる。The second pixel in the matrix expanded along line M is again along line M in the second frame I! obtained from the first scanning beam. A total of 1 slit image profiles are assigned. Similarly, the third pixel of the expanded matrix is assigned a value based on the slit image profile obtained from the first beam in the third frame. The overall geometry is selected so that it is assigned the value of the slit image profile of the second beam in the first frame of the last frame. In this way, an extended image matrix, ie extended in the direction perpendicular to the slit of the scanning beam, is determined.

本発明の一つの実施例において、第１１図（ｄ）に示さ
れた表面的な拡張された画像マトリクスは、スキャンニ
ングビームのスリットに垂直の方向に割り当てられた画
素値の補間法（その他の補間法手法が使用できるとみな
し、線状の補間法が選ばれたとして）によってスキャン
ニングビームのスリットに平行する方向に拡張されてい
る。この方法により、再構成された画像のアスペクト割
合は第１０図に示されているブロック（１２４）で平準
化されている。そこで、第１０図において示されている
ブロック（１２６）で、再構成された高度な解像度画像
が出力される。In one embodiment of the invention, the superficially expanded image matrix shown in FIG. Assuming that an interpolation method can be used, a linear interpolation method is chosen) to extend the scanning beam in a direction parallel to the slit. By this method, the aspect ratio of the reconstructed image is leveled in the block (124) shown in FIG. Then, in block (126) shown in FIG. 10, the reconstructed high resolution image is output.

上述されたような再構成されたアスペクト割合を平準化
するための補間法を使用するかわりに、改良された解像
度を提供したその他の手法が、本発明によれば、また可
能である。特に、第１０図に示されたブロック（１２４
）で行なわれる処理過程を完了した後、ＭＳＡＩＯの位
置は９０度である。そこで、以前に説明したスキャンニ
ングと画像処理過程は、９０度回転したＭＳＡのスキャ
ンニングによって得られるデータのため反復され、それ
は、第１のものでのそれに垂直の方向に改良された解像
度を有する第２の再構成された画像を得ることになる。Instead of using an interpolation method to level the reconstructed aspect ratios as described above, other approaches that provided improved resolution are also possible according to the invention. In particular, the block (124
), the position of MSAIO is 90 degrees. The scanning and image processing process previously described is then repeated for the data obtained by scanning the MSA rotated 90 degrees, which has improved resolution in the direction perpendicular to that in the first one. A second reconstructed image will be obtained.

更に、本発明によると、第１と第２の画像の画素値は、
散乱Ｘ線とベールグレアが除去され解像度が二つの次元
において改良された再構成画像を引き出すために簡単に
加えることができる。二者択一的に、解像度における二
つの次元的改良を得るためのもう一つの手法は、Ｘ線管
１２と対象物１４の間の相互に垂直に並べられた二つの
ＭＳＡｓｌＯを使用することである。この実際において
、ＭＳＡｓｌＯの一つは、ラスク効果を果たすために他
よりも早い割合で走査させるであろう。Further, according to the present invention, the pixel values of the first and second images are
Scattered X-rays and veiling glare are removed and can be easily added to derive reconstructed images with improved resolution in two dimensions. Alternatively, another approach to obtain a two-dimensional improvement in resolution is to use two mutually perpendicularly aligned MSAs1O between the X-ray tube 12 and the object 14. be. In this practice, one of the MSAslO will be forced to scan at a faster rate than the other to fulfill the rask effect.

実験が、０．２ｍｍスリット幅と１．８＋ｎｍリードペ
ーサー幅を有するＭＳＡＩＯを使用して第１図に示され
ているセット・アップで行なわれた。Experiments were conducted with the setup shown in FIG. 1 using an MSAIO with a 0.2 mm slit width and a 1.8+nm lead spacer width.

ＭＳＡＩＯはＸ線管１２と対象物１４の間に置かれた。The MSAIO was placed between the x-ray tube 12 and the object 14.

Ｘ線管焦点の斑点とＭＳＡＩＯの間の距離は６３センチ
であり、Ｘ線管焦点と１．１．入力画像面の間の距離は
８７センチであった。４０ライン／センチの散乱Ｘ線用
グリッド（図示せず）、１２：１割合およびペーパース
ペーサーが使用された。Ｓｉｅｍｅｎｓ　０ｐｔｉｌｕ
ｘ　ＲＢ　Ｖ　　２５　／　１７画像増倍器／　Ｖｉｄ
ｅｏｍｅｄ　Ｈテレビシステムｃａｒａｎｔ　１ｘ１０
００発電機と直結した（連続的なラスタースキャンニン
グを持った１０２４ライン）２０および旧ｇｉｔｒｏｎ
　　２　　Ｄ　Ｓ　Ａシステム２２が検出器として使用
された。システムの獲得マトリクスサイズは５１２Ｘ５
１２であった。連続的な露出が使用され、そこにおいて
ＤＳＡシステム２２が連続的な走査された１０２４ライ
ンを５１２ラインへ減少するように隣接の二つのラスタ
ーラインを統合する。１．Ｉ、入力形式は２５センチで
、０．５５ミリの効果的な画素サイズを生み出した。そ
れ故に、１．１．入力面の投影されたスリット幅は、画
素サイズの約半分であった。ＭＳＡｌｏは、毎秒３．０
ミリの速度を有するステッピングモーターを使用するこ
とによって連続的に動かされ、画像獲得の割合は秒あた
り１５フレームであった。これは、スリット幅に比例す
る０、２ミリの距離による画像獲得フレームの間をＭＳ
Ａが移動させられる結果となった。獲得されたＭＳＡ画
像費は、磁気テープ経由で、ＧｏｕｌｄＦＤ　　５００
画像デイスプレーシステム（表示されていない）で混ぜ
合わされたＤＥＣＶＡＸ１１／７５０コンピューター２
８へ移動された。The distance between the X-ray tube focus spot and MSAIO is 63 cm, and the distance between the X-ray tube focus and 1.1. The distance between the input image planes was 87 cm. A 40 lines/cm scattered x-ray grid (not shown), 12:1 ratio and paper spacers were used. Siemens 0ptilu
x RB V 25/17 Image Multiplier/Vid
eomed H TV system carant 1x10
20 and old gitron directly connected to 00 generator (1024 lines with continuous raster scanning)
A 2D SA system 22 was used as a detector. The acquisition matrix size of the system is 512X5
It was 12. A continuous exposure is used in which the DSA system 22 merges two adjacent raster lines to reduce the successive scanned 1024 lines to 512 lines. 1. I. The input format was 25 cm, yielding an effective pixel size of 0.55 mm. Therefore, 1.1. The projected slit width of the input surface was approximately half the pixel size. MSAlo is 3.0 per second
It was moved continuously by using a stepper motor with a millimeter speed, and the rate of image acquisition was 15 frames per second. This means that the distance between the image acquisition frames is 0.2 mm, which is proportional to the slit width
This resulted in A being moved. The acquired MSA image fee was sent via magnetic tape to GouldFD 500
DECVAX 11/750 computer 2 mixed with image display system (not shown)
Moved to 8.

画像再構成のすべての計算は、ｖＡＸシステム２８で行
なわれた。All image reconstruction calculations were performed with the vAX system 28.

遂行された実験は、狭幅スリット開口と本発明の再構成
方法を使用することによる多重スリットビーム画像手法
は、散乱Ｘ線とベールグレア、を減少することよるコン
トラストとＳＮＨにおける改良に加えて、Ｉ、Ｉ、　−
テレビディジタルシステムで得られた画像の空間解像度
を改良することができることを確認した。しかし、上に
説明された研究において、改良された解像度が一つの方
向に、即ち、平行する方向における画素値が補間法を使
用することを割り当てられた時、スリット開口に垂直な
方向に優勢的に起こったことが注目されるべきである。Experiments performed show that the multiple slit beam imaging technique by using narrow slit apertures and the reconstruction method of the present invention provides improvements in contrast and SNH by reducing scattered X-rays and veiling glare, as well as improvements in I ,I,-
It has been confirmed that the spatial resolution of images obtained with television digital systems can be improved. However, in the work described above, the improved resolution is predominant in one direction, i.e. in the direction perpendicular to the slit aperture, when pixel values in the parallel direction are assigned using the interpolation method. It should be noted that what happened in

一つの方法における空間解像度の非常に大きな改良がシ
ステムの画素サイズよりもかなり下まわり、本研究にお
いて使用されているスリット幅よりもはるかに下まわる
非常に狭幅のスリットを使用することによって実現でき
ることが原則的に可能である。しかし、結果的な全般的
改良とそのような非等方性の画像の実際的重要性は知ら
れていない。全面的な画像品質に対する非等方性の解像
度の影響を調べるためにシュミレーション研究が行われ
た。これらの結果から、他の方向のそれの２倍大である
一方の方向のマトリクスサイズは全面的な画像品質にか
なりの改良をあたえるように思われる。それ故に、画素
サイズの半分でのスリット幅の選択は多重狭幅スリット
ビーム画像手法でなし遂げられる解像度改良に適切であ
る。A very large improvement in spatial resolution in one method can be achieved by using a very narrow slit, well below the pixel size of the system and well below the slit width used in this study. is possible in principle. However, the resulting overall improvement and practical significance of such anisotropic images is unknown. A simulation study was conducted to investigate the effect of anisotropic resolution on the overall image quality. From these results, it appears that a matrix size in one direction that is twice as large as that in the other direction gives a significant improvement in overall image quality. Therefore, selecting a slit width at half the pixel size is appropriate for the resolution improvements achieved with multiple narrow slit beam imaging techniques.

明らかに、本発明の多数の改良と変形が前記数えに照ら
し合わせると可能である。それ故に、追加の特許請求の
範囲内において、本発明が比々に明確に説明されている
以外の別な方法で実施され得ることが理解されるべきで
ある。Obviously, numerous modifications and variations of the invention are possible in light of the foregoing enumeration. It is therefore to be understood that within the scope of the appended claims, the invention may be practiced otherwise than as specifically described.

［発明の効果］ 本発明によれば、対象物体の多重スリットビームスキャ
ンニングにより得られた最初のＸ線画像データにおける
散乱Ｘ線とベールグレアおよびその他のアーチファクト
を除去することができる。[Effects of the Invention] According to the present invention, scattered X-rays, veil glare, and other artifacts in initial X-ray image data obtained by multiple slit beam scanning of a target object can be removed.

又、再現された画像データからの予定画像の信頼できる
定量測定の可能にする最初の画像データの加工過程にお
いて得られた再現画像におけるコントラストと空間解像
度を改良することができる。It is also possible to improve the contrast and spatial resolution in the reconstructed image obtained during the processing of the initial image data, allowing reliable quantitative measurements of the expected image from the reconstructed image data.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の開発において使用されている１、１．
−テレビディジタルのある多重スリットＸ線ビーム画像
システムのブロック図、第２図は検出システムに影響を
与える放射の一次構成要素に基づいた画像の再構成に使
用されている発明の方法を図示するタイミング図、第３
図は本発明に従って遂行される画像再現過程を図示して
いる概略ブロック図、第４図は散乱Ｘ線とベールグレア
の断片を図示している図、第５図はスキャンモーション
エラーによって生じたラインアーチファクトを示すタイ
ミング図、第６図（ａ）（ｂ）（ｃ）はディジタル画像
信号において検出されアーチファクトを図示するタイミ
ング図、第７図（ａ）（ｂ）（ｃ）は画像信号のサンプ
ルの不足により生じたモアレパータンの説明図、第８図
はＭＳＡのオーバララプスキャンニングがＭＳＡスリッ
ト幅、リードスペーサー幅、またはスキャンモーション
エラーによって生じたラインアーチファクトの規模を減
らすことになり、そこにおいてラインアーチファクトは
オーバララプスキャンニングによって半減されることを
図示するタイミング図、第９図は再現された画像の空間
解像度を改良するのに役立つ本発明の手法を示すタイミ
ング図、第１０図は第９図に示された手法に実行するこ
とにおいて使用される発明の画像再現システムを示す概
略ブロック図、第１１図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は第
１０図の選択された場所での画像再現の状態の概略説明
図である。 １２・・・Ｘ線源、１００・・・画像入力装置、１０６
・・・Ｉ　ｍｉｎ決定装置、１０８・・・カットオフレ
ベル決定装置、１１０・・・プレーンメモリ、１１２・
・・しきい値設定装置、１１６・・・画像フレーム選択
装置、１２２・・・画像メモリ、１２４・・・平準装置
、１２６・・・再構成画像出力装置。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦FIG. 1 shows 1, 1. used in the development of the present invention.
- Block diagram of a multi-slit x-ray beam imaging system with television digital; FIG. 2 is a timing diagram illustrating the inventive method used for image reconstruction based on the primary components of the radiation affecting the detection system; Figure, 3rd
Figure 4 is a schematic block diagram illustrating the image reproduction process performed in accordance with the present invention; Figure 4 is a diagram illustrating fragments of scattered X-rays and veil glare; Figure 5 is a diagram illustrating line artifacts caused by scan motion errors. 6(a)(b)(c) are timing diagrams illustrating artifacts detected in the digital image signal; FIG. 7(a)(b)(c) are timing diagrams illustrating the artifacts detected in the digital image signal; FIG. Fig. 8 shows that MSA overlap scanning reduces the magnitude of line artifacts caused by MSA slit width, lead spacer width, or scan motion errors, where line artifacts are FIG. 9 is a timing diagram illustrating the method of the present invention that helps improve the spatial resolution of the reconstructed image; FIG. 11(a)(b)(c)(d) are schematic block diagrams illustrating the inventive image reproduction system used in implementing the technique shown in FIG. FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of a state of image reproduction. 12... X-ray source, 100... Image input device, 106
. . . I min determination device, 108 . . . Cutoff level determination device, 110 . . . Plain memory, 112.
... Threshold setting device, 116... Image frame selection device, 122... Image memory, 124... Leveling device, 126... Reconstructed image output device. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）対象物に放射を行うためのＸ線源と、該Ｘ線源と
前記対象物との間に位置された多重スリットビームスキ
ャンニングアセンブリーと、最初の画像データの複数の
連続フレームを獲得するための手段からなる多重スリッ
トビームスキャンニングシステムを使用し、対象物の複
数の連続的なＸ線曝射により得られる画像データを再構
成するための画像再構成方法において、各フレームの画
像データは複数の画素の形態であり、連続する画像獲得
手順の各段階でスキャンニングアセンブリーと対象物を
通って放射線に符合し、前記Ｘ線源とスキャンニングア
センブリーの間の相対的運動を引き起こし、この相対的
運動の発生の間に連続的に行う画像獲得の各手順におい
て各画素に対する最初の画像データを獲得し、連続する
画像獲得手順の間に獲得された最初の画像データの最低
画素値を各画素ついて決定し、この決定手順において決
定された各画素の最低値に対して所定の関係を有するそ
れぞれの比較カットオフ値と画像獲得の各手順で獲得さ
れた各画素の画像データを比較し、複数の画像獲得手順
の間に獲得される最初の画像データのうち、比較手順に
おいて決定した該カットオフ値を超える値のみを各画素
について合計し、この合計手順において求めた総計に基
づいて再構成した画像データを出力する手順からなるこ
とを特徴とする画像データを再構成するための画像再構
成方法。(1) an x-ray source for irradiating an object; a multi-slit beam scanning assembly positioned between the x-ray source and the object; and an x-ray source for irradiating an object; An image reconstruction method for reconstructing image data obtained by multiple successive X-ray exposures of an object using a multiple slit beam scanning system comprising means for acquiring images of each frame. The data is in the form of a plurality of pixels, which correspond to the radiation passing through the scanning assembly and the object at each stage of the successive image acquisition procedure, and which describe the relative motion between the x-ray source and the scanning assembly. cause the first image data for each pixel to be acquired in each successive image acquisition step during the occurrence of this relative motion, and the lowest pixel of the first image data acquired during the successive image acquisition steps. A value is determined for each pixel, and each comparison cutoff value having a predetermined relationship with the lowest value of each pixel determined in this determination procedure and the image data of each pixel acquired in each step of image acquisition are and summing for each pixel only the values of the initial image data acquired during the multiple image acquisition steps that exceed the cutoff value determined in the comparison step, and based on the total determined in this summing step. An image reconstruction method for reconstructing image data, the method comprising the steps of: outputting reconstructed image data. （２）対象物に放射を行うためのＸ線源と、該Ｘ線源と
前記対象物との間に位置された多重スリットビームスキ
ャンニングアセンブリーと、最初の画像データの複数の
連続フレームを獲得するための手段からなる多重スリッ
トビームスキャンニングシステムを使用し、対象物の複
数の連続的なＸ線曝射により得られる画像データを再構
成するための画像再構成方法において前記Ｘ線源および
前記スキャンニング手段の相対的運動の間中の複数の連
続する画像データ獲得手段で複数画素の形式における最
初の各画像データの連続するフレームを獲得するための
手段と、この連続する画像データ獲得手段の間中に獲得
された画像データの最低値（Ｉｍｉｎ）を各画素に対し
て決定するための手段と、各フレーム毎に獲得された各
画素の画像データを、そのフレームの最低画素値に対し
て所定の関係を持つ比較カットオフ値で比較するための
手段と、最初の画像データのフレームのすべてについて
前記カットオフ値を超える最初の画像値のすべてを各画
素に対して合計する手段と、この合計手段によって算出
された合計に基づいて再構成された画像データを出力す
る手段からなることを特徴とする画像再構成装置。(2) an x-ray source for irradiating an object; a multi-slit beam scanning assembly positioned between the x-ray source and the object; An image reconstruction method for reconstructing image data obtained by multiple successive X-ray exposures of an object using a multi-slit beam scanning system comprising means for acquiring said X-ray source and means for acquiring a first each successive frame of image data in the form of a plurality of pixels with a plurality of successive image data acquisition means during relative movement of said scanning means; and said successive image data acquisition means; means for determining for each pixel the lowest value (Imin) of image data acquired during each frame; means for summing for each pixel all initial image values exceeding said cutoff value for all frames of initial image data; An image reconstruction device comprising means for outputting reconstructed image data based on the sum calculated by the summation means. （３）対象物に放射を行うＸ線源を備える多重スリット
ビームスキャンニングを利用して、前記対象物を複数回
連続的にＸ線曝射を行ない求めた画像データを再構成す
るための方法において、最初の画像データ獲得手段の画
像面での画素サイズよりも狭いスキャンニングアセンブ
リーのスリットビーム幅を選択し、前記Ｘ線源とスキャ
ンニングアセンブリーの間の相対的運動を算出し、前記
Ｘ線源とスキャンニングアセンブリー手順の相対的運動
の間中に連続する画像獲得手順におけるスキャンニング
アセンブリーの共通のスリットを通して放射線から得ら
れる一連の画像データを獲得し、そして拡大された画素
マトリクスにおいて前記スキャンニングアセンブリーの
スキャンニングビームに対して垂直の方向に並べられた
隣接する画素のそれぞれの系列に画像データの系列を割
り当てることによって拡大される画素マトリクスを形成
し、前記Ｘ線源と対象物の間に位置された多重スリット
ビームスキャンニングアセンブリーの間の相対的運動を
算出し、前記Ｘ線源とスキャンニングアセンブリーの相
対的運動の間中の連続する画像獲得手順で複数の画素の
形で最初の画像データを獲得することを特徴とする画像
再構成方法。(3) A method for reconstructing image data obtained by continuously irradiating the object with X-rays multiple times using multiple slit beam scanning equipped with an X-ray source that emits radiation onto the object. selecting a slit beam width of the scanning assembly narrower than the pixel size in the image plane of the first image data acquisition means and calculating the relative motion between the X-ray source and the scanning assembly; Acquiring a series of image data obtained from the radiation through a common slit of the scanning assembly in successive image acquisition procedures during the relative movement of the X-ray source and the scanning assembly procedure, and an enlarged pixel matrix forming a pixel matrix expanded by assigning a series of image data to each series of adjacent pixels arranged in a direction perpendicular to the scanning beam of the scanning assembly; Calculating the relative motion between a multiple slit beam scanning assembly positioned between the objects, and calculating the relative motion between the multiple slit beam scanning assemblies positioned between the objects, An image reconstruction method characterized in that initial image data is acquired in the form of pixels.