JPWO2020209312A1 - Inspection equipment and inspection method - Google Patents
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Abstract
検査装置は、第1画像生成部と、再構成部と、特定部と、除去部と、を備える。前記第1画像生成部は、被検査物とX線撮影に用いたX線照射部及び前記X線検出部との位置関係が異なる複数枚の2次元X線撮影画像を生成する。前記再構成部は、複数枚の前記2次元X線撮影画像それぞれを深さが異なる複数の断層に投影した画像を生成し、その後、その生成した画像それぞれを前記投影画像に再構成する。前記特定部は、複数枚の前記投影画像それぞれを異物の位置を特定した二値化投影画像に変換する。前記除去部は、同じ深さの断層に投影された画像から得られる複数枚の前記二値化投影画像同士を比較し、比較結果に基づいて異物の位置特定の誤検出部分を除去する。The inspection device includes a first image generation unit, a reconstruction unit, a specific unit, and a removal unit. The first image generation unit generates a plurality of two-dimensional X-ray images having different positional relationships between the object to be inspected, the X-ray irradiation unit used for X-ray imaging, and the X-ray detection unit. The reconstructing unit generates an image obtained by projecting each of the plurality of two-dimensional X-ray images onto a plurality of tomographic images having different depths, and then reconstructs each of the generated images into the projected image. The specific unit converts each of the plurality of the projected images into a binarized projected image in which the position of the foreign matter is specified. The removing unit compares a plurality of the binarized projected images obtained from images projected on a tomographic image of the same depth with each other, and removes a erroneous detection portion for specifying the position of a foreign substance based on the comparison result.
Description
本発明は、被検査物に含まれ得る異物を検出する技術に関する。 The present invention relates to a technique for detecting a foreign substance that may be contained in an object to be inspected.
従来、被検査物に含まれ得る異物を検出する検査装置が種々開発されている。例えば、特許文献1で開示されている検査装置は、被検査物のX線透過画像から強調線を検出し、その強調線に基づき異物を検出する。
Conventionally, various inspection devices for detecting foreign substances that may be contained in an object to be inspected have been developed. For example, the inspection apparatus disclosed in
しかしながら、被検査物と異物とのX線減弱の差が小さい場合、強調線の検出が困難であり、その結果、異物の検出精度が低くなるという問題が発生する。なお、被検査物と異物とのX線減弱の差が小さい場合としては、例えば、被検査物が魚の身であり、異物が小骨である場合等が挙げられる。 However, when the difference in X-ray attenuation between the object to be inspected and the foreign matter is small, it is difficult to detect the emphasized line, and as a result, there arises a problem that the detection accuracy of the foreign matter is lowered. Examples of cases where the difference in X-ray attenuation between the object to be inspected and the foreign substance is small include the case where the object to be inspected is the body of a fish and the foreign substance is a small bone.
本発明は、上記の状況に鑑み、異物の検出精度が高い検査装置及び検査方法を提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to provide an inspection device and an inspection method having high foreign matter detection accuracy in view of the above situation.
上記目的を達成するために本発明に係る検査装置は、被検査物をX線撮影の対象とし、2次元X線撮影画像を前記X線撮影に用いたX線検出部の検出結果に基づき生成する第1画像生成部と、前記2次元X線撮影画像を前記X線検出部の位置を除く所定の位置に設定される断層に投影した画像を生成し、その後、その生成した画像を2次元画像である投影画像に再構成する再構成部と、前記投影画像に基づき異物の位置を特定する特定部と、除去部と、を備え、前記第1画像生成部は、前記被検査物と前記X線撮影に用いたX線照射部及び前記X線検出部との位置関係が異なる複数枚の前記2次元X線撮影画像を生成し、前記再構成部は、複数枚の前記2次元X線撮影画像それぞれを深さが異なる複数の断層に投影した画像を生成し、その後、その生成した画像それぞれを前記投影画像に再構成し、前記特定部は、複数枚の前記投影画像それぞれを異物の位置を特定した二値化投影画像に変換し、前記除去部は、同じ深さの断層に投影された画像から得られる複数枚の前記二値化投影画像同士を比較し、比較結果に基づいて異物の位置特定の誤検出部分を除去する構成(第1の構成)とする。 In order to achieve the above object, the inspection apparatus according to the present invention targets an object to be inspected for X-ray photography and generates a two-dimensional X-ray image based on the detection result of the X-ray detection unit used for the X-ray photography. A first image generation unit and an image obtained by projecting the two-dimensional X-ray image onto a fault set at a predetermined position other than the position of the X-ray detection unit are generated, and then the generated image is two-dimensional. A reconstruction unit that reconstructs a projected image, which is an image, a specific unit that identifies the position of a foreign object based on the projected image, and a removal unit are provided. A plurality of the two-dimensional X-ray images having different positional relationships between the X-ray irradiation unit used for the X-ray photography and the X-ray detection unit are generated, and the reconstruction unit generates the plurality of the two-dimensional X-ray images. An image obtained by projecting each of the captured images onto a plurality of faults having different depths is generated, and then each of the generated images is reconstructed into the projected image. The position is converted into a binarized projection image, and the removal unit compares a plurality of the binarized projection images obtained from the images projected on the tomography of the same depth with each other, and based on the comparison result. The configuration is such that a false detection portion for specifying the position of a foreign object is removed (first configuration).
上記第1の構成の検査装置において、前記特定部は、過去に検査された前記被検査物の前記投影画像により学習した人工知能を用いて、異物の位置を特定する構成(第2の構成)であってもよい。 In the inspection device having the first configuration, the specific unit identifies the position of a foreign substance by using artificial intelligence learned from the projected image of the object to be inspected in the past (second configuration). It may be.
上記第1又は第2の構成の検査装置において、前記特定部によって特定された異物の位置を2次元表示する画像を生成する第2画像生成部を備える構成(第3の構成)であってもよい。 Even if the inspection device having the first or second configuration includes a second image generation unit that generates an image that two-dimensionally displays the position of the foreign matter specified by the specific unit (third configuration). good.
上記第1又は第2の構成の検査装置において、前記特定部によって特定された異物の位置を3次元表示する画像を生成する第2画像生成部を備える構成(第4の構成)であってもよい。 Even if the inspection device having the first or second configuration includes a second image generation unit that generates an image that three-dimensionally displays the position of the foreign matter specified by the specific unit (fourth configuration). good.
上記第1〜第4いずれかの構成の検査装置において、前記特定部は、前記投影画像を所定の領域毎に分割する分割部と、前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、を備え、着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上小さい場合に、前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で最大となる第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で最大となる第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で最大となる第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で最大となる第4輝度値を算出し、所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定し、前記所定の条件は、(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以下になるという第1条件、(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以下になるという第2条件、(c)前記第1条件及び前記第2条件、のうちのいずれか一つである構成(第5の構成)であってもよい。 In the inspection device having any of the first to fourth configurations, the specific unit includes a division unit that divides the projected image into predetermined regions and a calculation unit that calculates an average brightness value in each of the predetermined regions. When the brightness value of the pixel of interest is smaller than the average brightness value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more, the number of the first set number arranged on one side of the first direction of the pixel of interest. The first brightness value that becomes the maximum in the pixel is calculated, the second brightness value that becomes the maximum in the second set number of pixels arranged on the other side in the first direction of the pixel of interest is calculated, and the first of the pixels of interest is calculated. The maximum third brightness value is calculated within the pixels of the third set number arranged on one side of the second direction, which is a direction different from the direction, and within the pixels of the fourth set number arranged on the other side of the second direction of the pixel of interest. When the predetermined condition is satisfied, the pixel of interest is specified as the position of the foreign matter, and the predetermined condition is (a) the pixel of interest with respect to the first brightness value. The first condition that the ratio of the brightness value and the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the second brightness value are each equal to or less than the first threshold value, (b) the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the third brightness value and The configuration is one of the second condition that the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the fourth brightness value is equal to or less than the second threshold value, and (c) the first condition and the second condition. (Fifth configuration) may be used.
上記第1〜第4いずれかの構成の検査装置において、前記特定部は、被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割部と、前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、を備え、着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上小さい場合に、前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きく且つ前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値である第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きく且つ前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値である第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きく且つ前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値である第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きく且つ前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値である第4輝度値を算出し、所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定し、前記所定の条件は、(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以下になるという第1条件、(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以下になるという第2条件、(c)前記第1条件及び前記第2条件、のうちのいずれか一つである構成(第6の構成)であってもよい。 In the inspection device having any of the first to fourth configurations, the specific portion includes a division portion that divides an image based on X-ray photography of an object to be inspected into predetermined regions and an average brightness in each of the predetermined regions. A calculation unit for calculating a value is provided, and when the luminance value of the pixel of interest is smaller than the average luminance value of the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more, one side of the pixel of interest in the first direction. Within the first set number of pixels lined up in, the first brightness value, which is the brightness value of a pixel having a larger brightness value than the focus pixel and as far as possible from the focus pixel, or the brightness value of a pixel as close as possible to the focus pixel, is calculated. Then, among the second set number of pixels arranged on the other side of the first direction of the focus pixel, the brightness value of the pixel having a larger brightness value than the focus pixel and as far as possible from the focus pixel, or a pixel as close as possible to the focus pixel. A second luminance value, which is a luminance value of The third brightness value, which is the brightness value of the pixel as far as possible from the focus pixel or the brightness value of the pixel as close as possible to the focus pixel, is calculated, and within the fourth set number of pixels arranged on the other side in the second direction of the focus pixel. The fourth brightness value, which is the brightness value of a pixel having a brightness value larger than that of the pixel of interest and as far as possible from the pixel of interest or the brightness value of a pixel as close as possible to the pixel of interest, is calculated, and if a predetermined condition is satisfied. The pixel of interest is specified as the position of a foreign object, and the predetermined conditions are (a) the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the first luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value. The first condition is that It may be a configuration (sixth configuration) that is any one of the second condition (c) the first condition and the second condition.
上記第1〜第4いずれかの構成の検査装置において、前記特定部は、被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割部と、前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、を備え、着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上小さい場合に、前記着目ピクセルの第1方向一方側に前記着目ピクセルから第1所定位置離れて並ぶ第1設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第1方向他方側に第2所定位置離れて並ぶ第2設定数のピクセルの平均輝度値である第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に前記着目ピクセルから第3所定位置離れて並ぶ第3設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第2方向他方側に前記着目ピクセルから第4所定位置離れて並ぶ第4設定数のピクセルの平均輝度値である第2輝度値を算出し、所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定し、前記所定の条件は、(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第1閾値以下になるという第1条件、(b)前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第2閾値以下になるという第2条件、(c)前記第1条件及び前記第2条件、のうちのいずれか一つである構成(第7の構成)であってもよい。 In the inspection device having any of the first to fourth configurations, the specific portion includes a division portion that divides an image based on X-ray photography of an object to be inspected into predetermined regions and an average brightness in each of the predetermined regions. A calculation unit for calculating a value is provided, and when the brightness value of the pixel of interest is smaller than the average brightness value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more, one side of the pixel of interest in the first direction. The first is the average brightness value of the first set number of pixels arranged at a distance of the first predetermined position from the pixel of interest and the second set number of pixels arranged at the other side of the pixel of interest in the first direction. The brightness value is calculated, and a third set number of pixels arranged on one side of the second direction, which is a direction different from the first direction of the pixel of interest, at a third predetermined position away from the pixel of interest, and the other of the second direction of the pixel of interest. A second brightness value, which is an average brightness value of a fourth set number of pixels arranged on the side at a fourth predetermined position away from the pixel of interest, is calculated, and if a predetermined condition is satisfied, the pixel of interest is specified as the position of a foreign object. The predetermined conditions are (a) the first condition that the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the first brightness value is equal to or less than the first threshold value, and (b) the pixel of interest with respect to the second brightness value. It may be a configuration (seventh configuration) in which one of the second condition (c) the first condition and the second condition that the ratio of the brightness value becomes equal to or less than the second threshold value. ..
上記第1〜第4いずれかの構成の検査装置において、前記特定部は、被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割部と、前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、を備え、着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上大きい場合に、前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で最小となる第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で最小となる第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で最小となる第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で最小となる第4輝度値を算出し、所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定し、前記所定の条件は、(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以上になるという第1条件、(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以上になるという第2条件、(c)前記第1条件及び前記第2条件、のうちのいずれか一つである構成(第8の構成)であってもよい。 In the inspection device having any of the first to fourth configurations, the specific portion includes a division portion that divides an image based on X-ray photography of an object to be inspected into predetermined regions and an average brightness in each of the predetermined regions. A calculation unit for calculating a value is provided, and when the brightness value of the pixel of interest is greater than a predetermined value or more than the average brightness value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs, one side of the pixel of interest in the first direction. The first brightness value that is the smallest within the first set number of pixels lined up in is calculated, and the second brightness value that is the smallest within the second set number of pixels lined up on the other side of the first direction of the pixel of interest is calculated. , Calculates the minimum third brightness value among the third set number of pixels arranged on one side of the second direction, which is a direction different from the first direction of the pixel of interest, and arranges them on the other side of the second direction of the pixel of interest. The fourth brightness value, which is the minimum among the fourth set number of pixels, is calculated, and if a predetermined condition is satisfied, the pixel of interest is specified as the position of a foreign object, and the predetermined condition is (a) the first. The first condition that the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the brightness value and the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the second brightness value are equal to or higher than the first threshold value, (b) the focus on the third brightness value. Of the second condition that the ratio of the brightness value of the pixel and the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the fourth brightness value are equal to or higher than the second threshold value, (c) the first condition and the second condition. The configuration may be any one (eighth configuration).
上記第1〜第4いずれかの構成の検査装置において、前記特定部は、被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割部と、前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、を備え、着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上大きい場合に、前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さく且つ前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値である第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さく且つ前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値である第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さく且つ前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値である第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さく且つ前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値である第4輝度値を算出し、所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定し、前記所定の条件は、(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以上になるという第1条件、(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以上になるという第2条件、(c)前記第1条件及び前記第2条件、のうちのいずれか一つである構成(第9の構成)であってもよい。 In the inspection device having any of the first to fourth configurations, the specific portion includes a division portion that divides an image based on X-ray photography of an object to be inspected into predetermined regions and an average brightness in each of the predetermined regions. A calculation unit for calculating a value is provided, and when the luminance value of the pixel of interest is greater than a predetermined value or more than the average luminance value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs, one side of the pixel of interest in the first direction. Within the first set number of pixels lined up in, the first brightness value, which is the brightness value of a pixel whose brightness value is smaller than that of the attention pixel and is as far away from the attention pixel as possible, or the brightness value of a pixel as close as possible to the attention pixel is calculated. Then, among the second set number of pixels arranged on the other side of the first direction of the focus pixel, the brightness value of the pixel having a brightness value smaller than that of the focus pixel and as far as possible from the focus pixel, or a pixel as close as possible to the focus pixel. The second luminance value, which is the luminance value of the above, is calculated, and the luminance value is smaller than that of the pixel of interest and the luminance value is smaller than that of the pixel of interest within the third set number of pixels arranged on one side of the second direction, which is a direction different from the first direction of the pixel of interest. The third brightness value, which is the brightness value of the pixel as far as possible from the focus pixel or the brightness value of the pixel as close as possible to the focus pixel, is calculated, and within the fourth set number of pixels arranged on the other side in the second direction of the focus pixel. The fourth brightness value, which is the brightness value of a pixel having a brightness value smaller than that of the pixel of interest and as far as possible from the pixel of interest or the brightness value of a pixel as close as possible to the pixel of interest, is calculated, and if a predetermined condition is satisfied. The pixel of interest is specified as the position of a foreign object, and the predetermined conditions are (a) the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the first luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value. The first condition is that The configuration may be one of the second condition (c) the first condition and the second condition (the ninth configuration).
上記第1〜第4いずれかの構成の検査装置において、前記特定部は、被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割部と、前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、を備え、着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上大きい場合に、前記着目ピクセルの第1方向一方側に前記着目ピクセルから第1所定位置離れて並ぶ第1設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第1方向他方側に第2所定位置離れて並ぶ第2設定数のピクセルの平均輝度値である第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に前記着目ピクセルから第3所定位置離れて並ぶ第3設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第2方向他方側に前記着目ピクセルから第4所定位置離れて並ぶ第4設定数のピクセルの平均輝度値である第2輝度値を算出し、所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定し、前記所定の条件は、(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第1閾値以上になるという第1条件、(b)前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第2閾値以上になるという第2条件、(c)前記第1条件及び前記第2条件、のうちのいずれか一つである構成(第10の構成)であってもよい。 In the inspection device having any of the first to fourth configurations, the specific portion includes a division portion that divides an image based on X-ray photography of an object to be inspected into predetermined regions and an average brightness in each of the predetermined regions. A calculation unit for calculating a value is provided, and when the brightness value of the pixel of interest is greater than a predetermined value or more than the average brightness value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs, one side of the pixel of interest in the first direction. The first is the average brightness value of the first set number of pixels arranged at a distance of the first predetermined position from the pixel of interest and the second set number of pixels arranged at the other side of the pixel of interest in the first direction. The brightness value is calculated, and a third set number of pixels arranged on one side of the second direction, which is a direction different from the first direction of the pixel of interest, at a third predetermined position away from the pixel of interest, and the other of the second direction of the pixel of interest. A second brightness value, which is an average brightness value of a fourth set number of pixels arranged on the side at a fourth predetermined position away from the pixel of interest, is calculated, and if a predetermined condition is satisfied, the pixel of interest is specified as the position of a foreign object. The predetermined conditions are (a) the first condition that the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the first brightness value is equal to or higher than the first threshold value, and (b) the pixel of interest with respect to the second brightness value. There may be a configuration (10th configuration) in which the ratio of the brightness values is equal to or higher than the second threshold value, which is any one of (c) the first condition and the second condition. ..
上記目的を達成するために本発明に係る検査方法は、X線照射部及びX線検出部を備えるX線撮影装置を用いた検査方法であって、前記X線撮影装置によって被検査物をX線撮影して得られる2次元X線撮影画像を記憶する記憶ステップと、前記2次元X線撮影画像を前記X線検出部の位置を除く所定の位置に設定される断層に投影した画像を生成し、その後、その生成した画像を2次元画像である投影画像に再構成する再構成ステップと、前記投影画像に基づき異物の位置を特定する特定ステップと、除去ステップと、を備え、前記記憶ステップにおいて、前記被検査物と前記X線撮影に用いたX線照射部及び前記X線検出部との位置関係が異なる複数枚の前記2次元X線撮影画像が記憶され、前記再構成ステップにおいて、複数枚の前記2次元X線撮影画像それぞれを深さが異なる複数の断層に投影した画像が生成され、その後、その生成された画像それぞれが前記投影画像に再構成され、前記特定ステップにおいて、複数枚の前記投影画像それぞれが異物の位置を特定した二値化投影画像に変換され、前記除去ステップにおいて、同じ深さの断層に投影された画像から得られる複数枚の前記二値化投影画像同士が比較され、比較結果に基づいて異物の位置特定の誤検出部分が除去される構成(第11の構成)とする。 In order to achieve the above object, the inspection method according to the present invention is an inspection method using an X-ray imaging device including an X-ray irradiation unit and an X-ray detection unit, and X-rays an object to be inspected by the X-ray imaging apparatus. A storage step for storing a two-dimensional X-ray image obtained by radiography and an image obtained by projecting the two-dimensional X-ray image onto a fault set at a predetermined position other than the position of the X-ray detection unit are generated. Then, the storage step includes a reconstruction step of reconstructing the generated image into a projected image which is a two-dimensional image, a specific step of identifying the position of a foreign object based on the projected image, and a removal step. In the reconstruction step, a plurality of two-dimensional X-ray images having different positional relationships between the object to be inspected, the X-ray irradiation unit used for the X-ray photography, and the X-ray detection unit are stored. Images obtained by projecting a plurality of the two-dimensional radiographed images onto a plurality of faults having different depths are generated, and then each of the generated images is reconstructed into the projected images, and a plurality of the generated images are reconstructed into the projected images. Each of the projected images is converted into a binarized projected image in which the position of the foreign substance is specified, and in the removal step, the plurality of the binarized projected images obtained from the images projected on the tomography of the same depth are used. Are compared, and the erroneous detection portion for specifying the position of the foreign matter is removed based on the comparison result (11th configuration).
本発明によると、異物の検出精度を高くすることができる。 According to the present invention, the detection accuracy of foreign matter can be improved.
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。本明細書においては、言葉の定義として、X線検出部の位置を除く所定の位置に設定される断層で生成される2次元画像において、そのX軸方向、Y軸方向の内少なくともいずれか一方に関して2次元X線撮影画像を平行移動しているだけで長さが変化しない場合においても、便宜上、2次元画像は、2次元X線撮影画像を断層に「投影」した画像を生成し、その後、その生成した画像を再構成する処理によって得られるものとし、その2次元画像を「投影画像」とよぶことにする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present specification, as a definition of a word, in a two-dimensional image generated by a tom set at a predetermined position excluding the position of an X-ray detection unit, at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction is used. For convenience, the 2D image produces an image that is a "projection" of the 2D X-ray image onto the fault, even if the 2D X-ray image is simply moved in parallel and the length does not change. , It is assumed that it is obtained by the process of reconstructing the generated image, and the two-dimensional image is referred to as a "projected image".
<1.検査装置の概略構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る検査装置の概略構成を示す図である。図1に示す検査装置100は、第1X線照射部1Aと、第2X線照射部1Bと、第1X線検出部2Aと、第2X線検出部2Bと、ベルトコンベア3と、CPU4と、ROM5と、RAM6と、VRAM7と、表示部8と、HDD9と、入力部10と、を備える。なお、本実施形態では、画像を処理する画像処理装置がCPU4、ROM5、RAM6、及びHDD9によって構成されている。<1. Outline configuration of inspection equipment>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an inspection device according to an embodiment of the present invention. The
第1X線照射部1A及び第2X線照射部1Bはそれぞれ、被検査物T1にX線を照射する。第1X線照射部1Aから照射されるX線及び第2X線照射部1Bから照射されるX線はそれぞれ、Y軸に沿って延びるファンビーム形状、より詳細にはナローファンビーム形状である。なお、第1X線照射部1A及び第2X線照射部1Bを共通化して単一のX線照射部にしてもよい。当該単一のX線照射部から照射されるX線は、ワイドファンビーム形状又はコーンビーム形状にすればよい。
The first
第1X線照射部1Aから第1X線検出部2Aに照射されるX線の照射方向と、第2X線照射部1Bから第2X線検出部2Bに照射されるX線の照射方向とは互いに異なる。本実施形態では、第1X線照射部1Aから第1X線検出部2Aに照射されるX線の照射方向はX軸とY軸に直交する方向であり、第2X線照射部1Bから第2X線検出部2Bに照射されるX線の照射方向はX軸とY軸に直交する方向から傾いた方向である。
The X-ray irradiation direction from the first
第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bはそれぞれ、入射するX線に応じたデジタル量の電気信号を一定のフレームレートで出力する。第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bはそれぞれ、Y軸に沿って延びるラインセンサである。なお、検査装置100はトモシンセシス法を採用しているため、第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bはそれぞれ、X軸方向にも複数のX線検出素子を有する。第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bはそれぞれ、所定のフレームレートで入射X線を、当該X線の量に応じたデジタル電気量の画像データとして収集することができる。以下、この収集データを「フレームデータ」(2次元X線撮影画像の一例)という。なお、第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bを共通化して単一のX線検出部にしてもよい。ただし、第1X線照射部1A及び第2X線照射部1Bを共通化する場合には、第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bを共通化しない。
The first X-ray detection unit 2A and the second X-ray detection unit 2B each output a digital amount of electric signals corresponding to the incident X-rays at a constant frame rate. The first X-ray detection unit 2A and the second X-ray detection unit 2B are line sensors extending along the Y-axis, respectively. Since the
ベルトコンベア3は、第1X線照射部1Aと第1X線検出部2Aの対及び第2X線照射部1Bと第2X線検出部2Bの対に対して、ベルト上に載置された被検査物T1をX軸の負側に向かって移動させる。つまり、ベルトコンベア3の構成部品であるベルトの長手方向はX軸に沿っており、ベルトコンベア3の構成部品であるベルトの幅方向はY軸に沿っている。なお、本実施形態では、第1X線照射部1Aと第1X線検出部2Aの対及び第2X線照射部1Bと第2X線検出部2Bの対に対して、被検査物T1をX軸の負側に向かって移動させる第1移動機構(ベルトコンベア3)を用いたが、第1移動機構の代わりに第1X線照射部1Aと第1X線検出部2Aの対及び第2X線照射部1Bと第2X線検出部2Bの対を、被検査物T1に対してX軸の正側に向かって移動させる第2移動機構を用いてもよい。
The
CPU4は、ROM5やHDD9に格納されているプログラム及びデータに従って検査装置100全体を制御する。ROM5は固定的なプログラムやデータを記録する。RAM6は作業メモリを提供する。CPUは、HDD9に格納されたプログラムに従って画像を生成する機能を果たすように動作する。つまり、CPU41は画像を生成する画像生成部を兼ねる。
The CPU 4 controls the
VRAM7は画像データを一時的に記憶する。表示部8はVRAM7に記憶された画像データに基づいて画像を表示する。 The VRAM 7 temporarily stores image data. The display unit 8 displays an image based on the image data stored in the VRAM 7.
HDD9は、X線撮影動作を制御するための撮影制御プログラム、再構成画像を生成するための画像再構成処理プログラム、異物の位置を特定するための異物位置特定処理プログラム、位置補正プログラム等の各種プログラム、各種プログラムを実行する際に用いられる各種パラメータの設定値や画像データ等の各種データを記憶する。
The
入力部10は、例えばキーボード、ポインティングデバイス等であって、ユーザ操作の内容を入力する。
The
<2.検査装置の概略動作>
検査装置100の概略動作を図2のフローチャートに従い説明する。まず始めに検査装置100はX線撮影を行う(ステップS1)。具体的には、ベルトコンベア3が被検査物T1を移動させている間に、第1X線照射部1A及び第2X線照射部1BからX線が曝射される。第1X線照射部1Aから照射されたX線は被検査物T1の撮影領域を透過して第1X線検出部2Aに入射し、第2X線照射部1Bから照射されたX線は被検査物T1の撮影領域を透過して第2X線検出部2Bに入射する。第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bは、前述したように、所定のフレームレートで入射X線を検出し、対応するデジタル電気量の2次元のデジタルデータをフレーム単位で順次出力する。このフレームデータは、HDD9に保管される。<2. Approximate operation of inspection equipment>
The schematic operation of the
次に、検査装置100はX線検出部2A及び2Bの位置を除く所定の位置に設定される断層に投影して得られる投影画像を生成する(ステップS2)。具体的には、検査装置100は、フレームデータをX線検出部2A及び2Bの位置を除く所定の位置に設定される60層の各断層に投影した画像を生成し、その後、その生成した画像を2次元画像(投影画像)に再構成する。フレームデータを或る1つの断層に投影して1つの投影画像を得る方法としては、例えば、上記フレームデータを上記或る1つの断層の深さ方向中心面(1つの断層面)に投影して上記1つの投影画像を得る方法、上記フレームデータを上記或る1つの断層の深さ方向最上面(1つの断層面)に投影して上記1つの投影画像を得る方法、上記フレームデータを上記或る1つの断層の深さ方向最下面(1つの断層面)に投影して上記1つの投影画像を得る方法、上記フレームデータを上記或る1つの断層に含まれる複数の断層面それぞれに投影して得られる複数の投影画像を合成処理(例えば単純平均処理、加重平均処理等)して上記1つの投影画像を得る方法等を挙げることができる。本実施形態では、X線検出部2A及び2Bの位置を除く所定の位置に設定される各断層に投影して得られる投影画像は、トモシンセシスの原理に基づいて得られる各断層における投影画像である。本実施形態では、X軸及びY軸に垂直な方向を断層の深さ方向とし、第1X線照射部1A及び第2X線照射部1B側から第1X線検出部2A及び第2X線検出部2B側に0.5mmピッチでX線検出部2A及び2Bの位置を除く所定の位置に60層の断層を設定している。なお、本実施形態では、X線検出部2A及び2Bの位置を除く所定の位置は被検査物T1の位置を含むが、本発明はこれに限定されない。
Next, the
第1X線照射部1A及び第1X線検出部2Aに由来する60層の投影画像は、HDD9に保管される。同様に、第2X線照射部1B及び第2X線検出部2Bに由来する60層の投影画像も、HDD9に保管される。
The projected images of 60 layers derived from the first
次に、検査装置100は各投影画像について異物の位置を特定する(ステップS3)。異物の位置を特定する手法の詳細については後述する。各投影画像について異物の位置を特定することによって、単純なX線透過画像等のX線画像について異物の位置を特定する場合と比較して、異物の検出精度を高くすることができる。異物位置の特定結果は、例えば、異物の位置と異物でない位置とを異なる輝度値で示す二値化画像とすることができる。
Next, the
次に、検査装置100は異物の位置特定の誤検出部分を除去する(ステップS4)。具体的には、検査装置100は、同じ深さの第1X線照射部1A及び第1X線検出部2Aに由来する投影画像と第2X線照射部1B及び第2X線検出部2Bに由来する投影画像について、第1X線照射部1A及び第1X線検出部2Aに由来する投影画像に基づき特定した異物の位置と第2X線照射部1B及び第2X線検出部2Bに由来する投影画像に基づき特定した異物の位置とを比較し、比較結果に基づいて異物の位置特定の誤検出部分を除去する。より具体的には、検査装置100は、上記の比較により、両方の投影画像において異物の位置であると特定されたピクセルのみを異物の位置として採用し、片方の投影画像のみにおいて異物の位置であると特定されたピクセルを異物の位置として採用しない。ステップS4の処理は、処理対象である断層に存在する異物はX線の照射角度が異なっていても両方の投影画像の同じ座標位置で検出されるのに対して、処理対象である断層に存在しない異物等がX線の照射方向に投影された場合には両方の投影画像の互いに異なる座標位置で検出されることを利用した誤検出部分除去処理である。検査装置100は、この誤検出部分除去処理を全ての断層において実行する。
Next, the
次に、検査装置100は位置補正を行う(ステップS5)。位置補正の詳細については後述する。
Next, the
最後に、検査装置100は、出力画像を生成し、その出力画像を表示部8に表示する(ステップS6)。出力画像としては、例えば、誤検出部分除去処理及び位置補正が反映された異物の位置を示す各投影画像を全て足し合わせて得られる画像、つまり異物の位置を2次元表示する画像を挙げることができる。出力画像の他の例としては、誤検出部分除去処理及び位置補正が反映された異物の位置を示す各投影画像を積層して得られる画像、つまり異物の位置を3次元表示する画像を挙げることができる。
Finally, the
<3.投影画像>
前述したステップS2の処理、すなわちフレームデータを断層に投影した画像を生成し、その後、その生成した画像を投影画像に再構成する処理の一例を図3のフローチャートに従い説明する。<3. Projected image>
An example of the process of step S2 described above, that is, a process of generating an image obtained by projecting frame data onto a tomographic image and then reconstructing the generated image into a projected image will be described with reference to the flowchart of FIG.
CPU4は、まず、ディフェクト登録データを読み込み、ディフェクトテーブルを作成する(ステップS11)。 First, the CPU 4 reads the defect registration data and creates a defect table (step S11).
次に、CPU4は、濃度補正用画像を読み込み、濃度補正データを作成する(ステップS12)。なお、ステップS11及びS12は本実施形態と異なり、ステップS1より先に実行されてもよい。 Next, the CPU 4 reads the density correction image and creates the density correction data (step S12). Note that, unlike the present embodiment, steps S11 and S12 may be executed before step S1.
CPU4は、投影データ(フレームデータ)を読み込み(ステップS13)、投影データに対して、ディフェクト補正及び濃度補正を行う(ステップS14)。 The CPU 4 reads the projection data (frame data) (step S13), and performs defect correction and density correction on the projection data (step S14).
ステップS13で読み込んだ各投影データにおいては、第1X線照射部1A及び第1X線検出部2Aに由来する投影データに関しては第1X線照射部1Aから曝射されたX線が透過するボクセルについてのみ計算をすればよく、第2X線照射部1B及び第2X線検出部2Bに由来する投影データに関しては第2X線照射部1Bから曝射されたX線が透過するボクセルについてのみ計算をすればよい。各投影データにおいては、X線が透過するボクセルの範囲が狭いので、X線が透過するボクセルについてのみ計算を行うようにすることで、計算時聞を短縮することができる。したがって、CPU4は、フレームデータごとに、各断層において計算するボクセルの範囲を被検査物T1のサイズに応じてあらかじめ設定しておけばよい。
In each projection data read in step S13, regarding the projection data derived from the first
次に、CPU4は、再構成領域を占める各ボクセル頂点の実際の位置座標を算出する(ステップS15)。 Next, the CPU 4 calculates the actual position coordinates of each voxel vertex occupying the reconstruction area (step S15).
続いて、CPU4は、ステップS13のデータ収集処理で得られた投影データをフレーム毎に順次読み込む(ステップS16)。1回のステップS16の処理では、1フレームの投影データが読み込まれる。 Subsequently, the CPU 4 sequentially reads the projection data obtained in the data acquisition process of step S13 for each frame (step S16). In the process of one step S16, one frame of projection data is read.
次に、CPU4は、投影データとフィルタ関数を畳み込み積分する(ステップS17)。 Next, the CPU 4 convolves and integrates the projection data and the filter function (step S17).
その後、CPU4は、計算を簡単化するため、畳み込み積分の算出結果毎に、図4に示す座標系になるように系の座標変換を行う(ステップS18)。具体的には、第2X線照射部1B及び第2X線検出部2Bに由来する畳み込み積分の算出結果に関して、第2X線照射部1Bが原点、第2X線検出部2Bの中心位置がZ軸上の正方向になるように、第2X線照射部1B、再構成領域R1、及び第2X線検出部2Bからなる系の回転移動と並行移動を行う。ここで、Z軸はX軸とY軸とに直交する軸であり、第1X線照射部1Aから第1X線検出部2Aに向かう方向がZ軸の正方向である。なお、第1X線照射部1A及び第1X線検出部2Aに由来する畳み込み積分の算出結果に関しては、元から図4に示す座標系であるため、系の座標変換を行わない。
After that, in order to simplify the calculation, the CPU 4 performs coordinate transformation of the system so as to be the coordinate system shown in FIG. 4 for each calculation result of the convolution integral (step S18). Specifically, regarding the calculation result of the convolution integral derived from the second
次に、ステップS19においてCPU4が実行するFBP(Filtered Back Projection)法を用いた再構成計算について図5A〜図13を参照して説明する。以下の説明において、第1X線照射部1A及び第2X線照射部1Bを区別する必要がない場合にはそれらをX線照射部1と称し、第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bを区別する必要がない場合にはそれらをX線検出部2と称する。
Next, the reconstruction calculation using the FBP (Filtered Back Projection) method executed by the CPU 4 in step S19 will be described with reference to FIGS. 5A to 13. In the following description, when it is not necessary to distinguish between the first
まず、X線検出部2の検出面の或るピクセルに着目し、X線照射部1からのX線がその着目ピクセルに入射する場合を考える。
First, pay attention to a certain pixel on the detection surface of the
着目ピクセルに入射するX線は被写体を透過する際に減弱し、X線検出部2に取り込まれるX線が減少する。つまり、複数のボクセルによって構成される図4に示す再構成領域R1を設定すると、着目ピクセルには、ボクセルを透過したX線が入射し、そのX線が透過したボクセルの分だけX線が減弱して着目ピクセルの輝度値に反映されることになる。
The X-rays incident on the pixel of interest are attenuated when passing through the subject, and the X-rays captured by the
着目ピクセルに入射するX線が断層内の複数のボクセルの一部分を透過する場合は、各ボクセルのX線が透過した部分の体積比に応じてX線が減弱し、その減弱度合いが着目ピクセルの輝度値に反映される。 When the X-rays incident on the pixel of interest pass through a part of multiple voxels in the fault, the X-rays are attenuated according to the volume ratio of the part where the X-rays of each voxel are transmitted, and the degree of attenuation is the degree of attenuation of the pixel of interest. It is reflected in the brightness value.
つまり、着目ピクセルに入射するX線が透過した各ボクセルは、各ボクセルのX線が透過した部分の体積比の割合で着目ピクセルの輝度値に寄与している。逆に考えれば、着目ピクセルの輝度値を、着目ピクセルに入射するX線が透過した各ボクセルのX線が透過した部分の体積比で分割すると、各分割値は、各ボクセルのX線が透過した部分のX線減弱に対応する。 That is, each voxel through which the X-rays incident on the pixel of interest are transmitted contributes to the brightness value of the pixel of interest at the ratio of the volume ratio of the portion of each voxel through which the X-rays are transmitted. Conversely, if the brightness value of the pixel of interest is divided by the volume ratio of the part where the X-rays transmitted by the X-rays incident on the pixel of interest are transmitted, the X-rays of each voxel are transmitted through each divided value. Corresponds to the X-ray attenuation of the affected part.
図5Aは、X線検出部2の検出面の一部であるピクセル群PXGとボクセルVX1〜VX4との位置関係の一例を示す斜視図である。図5Bは、図5Aで示した位置関係を示す上面図である。ピクセル群PXGはピクセルPX1〜PX16によって構成されている。図5A及び図5Bに示す位置関係において、着目ピクセルをピクセルPX11とすると、ボクセルVX1〜VX4が着目ピクセルに入射するX線が透過したボクセルとなる。
FIG. 5A is a perspective view showing an example of the positional relationship between the pixel group PXG, which is a part of the detection surface of the
一方、着目ピクセルに反映されるX線減弱すなわち着目ピクセルの輝度値は、着目ピクセルの輝度値と、着目ピクセルに入射するX線が透過した全ボクセルのX線が透過した部分の総体積に対する当該全ボクセル中の或る一つボクセルのX線が透過した部分の体積の割合との乗算値を、当該全ボクセル中の個々のボクセルに関して和をとったものになっている。したがって、或るボクセルに着目した場合、その着目ボクセルを透過するX線は複数のピクセルに入射するため、着目ボクセルにおけるX線減弱の影響が、各ピクセルに対応する体積比に応じて各ピクセルに与えられることになる。つまり、各ピクセルに対して、影響を受けたX線減弱の内、着目ボクセルがそのピクセルに与える影響の比(体積比)と、輝度値との乗算値をとり、その乗算値をピクセルについて積分することで、着目ボクセル全体のX線減弱を求めることができる。すなわち、着目ボクセルへの逆投影が得られることになる。 On the other hand, the X-ray attenuation reflected in the pixel of interest, that is, the brightness value of the pixel of interest, corresponds to the brightness value of the pixel of interest and the total volume of the portion of all voxels in which the X-rays incident on the pixel of interest are transmitted. The value obtained by multiplying the volume ratio of the X-ray-transmitted portion of one voxel in all voxels with the volume ratio is summed for each voxel in the whole voxel. Therefore, when focusing on a voxel, the X-rays that pass through the voxel of interest are incident on a plurality of pixels, so that the effect of X-ray attenuation on the voxel of interest affects each pixel according to the volume ratio corresponding to each pixel. Will be given. That is, for each pixel, the ratio (volume ratio) of the effect of the voxel of interest on that pixel among the affected X-ray attenuation is taken as the multiplication value with the brightness value, and the multiplication value is integrated with respect to the pixel. By doing so, it is possible to obtain the X-ray attenuation of the entire voxel of interest. That is, the back projection to the voxel of interest can be obtained.
図6Aは、X線検出部2の検出面の一部であるピクセル群PXGとボクセルVX1との位置関係の一例を示す斜視図である。図6Bは、図6Aで示した位置関係を示す上面図である。図6A及び図6Bに示す位置関係において、着目ボクセルをボクセルVX1とすると、着目ボクセルVX1全体のX線減弱は、(1)ピクセルPX5の輝度値と、着目ボクセルVX1の体積に対する着目ボクセルVX1のピクセルPX5に入射するX線が透過した部分の体積の割合との乗算値、(2)ピクセルPX6の輝度値と、着目ボクセルVX1の体積に対する着目ボクセルVX1のピクセルPX6に入射するX線が透過した部分の体積の割合との乗算値、(3)ピクセルPX7の輝度値と、着目ボクセルVX1の体積に対する着目ボクセルVX1のピクセルPX7に入射するX線が透過した部分の体積の割合との乗算値、(4)ピクセルPX9の輝度値と、着目ボクセルVX1の体積に対する着目ボクセルVX1のピクセルPX9に入射するX線が透過した部分の体積の割合との乗算値、(5)ピクセルPX10の輝度値と、着目ボクセルVX1の体積に対する着目ボクセルVX1のピクセルPX10に入射するX線が透過した部分の体積の割合との乗算値、及び(6)ピクセルPX11の輝度値と、着目ボクセルVX1の体積に対する着目ボクセルVX1のピクセルPX11に入射するX線が透過した部分の体積の割合との乗算値、の和となる。
FIG. 6A is a perspective view showing an example of the positional relationship between the pixel group PXG, which is a part of the detection surface of the
具体的には、ボクセルを透過するX線は直進するので、各ボクセルについて、X線検出部2の検出面をX線入射方向でボクセル位置まで投影させる。逆に、各ボクセルについて、ボクセルをX線入射方向でX線検出部2の検出面の位置まで投影させてもよい。
Specifically, since the X-rays passing through the voxels travel straight, the detection surface of the
直方体であるボクセルのいずれの構成面もX線入射方向に対して垂直でない場合、例えば図7に示すようにX線入射方向に対するボクセルの厚みがボクセルVX1内で一様ではないので、ピクセルによってはボクセルの薄い部分を透過したX線が入射される場合もあり、これを厳密に計算すると、逆投影の計算時間が膨大になる。 If none of the constituent planes of a rectangular parallelepiped voxel is perpendicular to the X-ray incident direction, for example, as shown in FIG. 7, the thickness of the voxel with respect to the X-ray incident direction is not uniform within the voxel VX1, depending on the pixel. X-rays that have passed through the thin part of the voxel may be incident, and if this is calculated exactly, the calculation time for the back projection will be enormous.
そこで、本実施形態では、直方体のボクセルを、直方体のボクセルと同一の体積であってX線入射方向に対する厚みが一様な斜四角柱に近似して、逆投影を行う。当該斜四角柱は、X線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面を、両方又は片方のみ各対向構成面を含む平面上で平行移動させることによって、2つの底面とし、直方体のボクセルと同一の体積であってX線入射方向に対する厚みを一様とした形状である。このような近似を行っても投影画像の画質には殆ど影響しない。 Therefore, in the present embodiment, the rectangular parallelepiped voxel is approximated to an oblique square column having the same volume as the rectangular parallelepiped voxel and having a uniform thickness with respect to the X-ray incident direction, and back projection is performed. The oblique quadrangular prism has two bottom surfaces by translating a pair of facing constituent surfaces having overlapping regions when viewed from the X-ray incident direction on a plane including both or one of the opposing constituent surfaces. It has the same volume as a rectangular parallelepiped voxel and has a uniform thickness with respect to the X-ray incident direction. Even if such an approximation is performed, the image quality of the projected image is hardly affected.
図8Aは、ボクセルVX1を近似する斜四角柱の一例を示す図である。図8Aに示す斜四角柱OP1は、長方形RT2及びRT3を底面とし、X線入射方向に対する厚みを一様とした形状である。長方形RT1は、図6A及び図6Bに示すボクセルVX1の構成面のうち、X線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面に含まれる辺以外の着目ボクセルVX1の各辺の中点を頂点とする長方形である。着目ボクセルVX1内に形成される長方形RT1を斜視図で示すと、図8Bのようになる。長方形RT2は、図6A及び図6Bに示すボクセルVX1の構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面のX線検出部2に近い方をそのX線検出部2に近い方の対向構成面を含む平面上で平行移動させたものである。長方形RT3は、図6A及び図6Bに示すボクセルVX1の構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面のX線検出部2に遠い方をそのX線検出部2に遠い方の対向構成面を含む平面上で平行移動させたものである。そして、長方形RT1〜RT3の各外周はX線入射方向から見て一致している。
FIG. 8A is a diagram showing an example of an oblique square pillar that approximates voxel VX1. The oblique quadrangular prism OP1 shown in FIG. 8A has rectangles RT2 and RT3 as bottom surfaces, and has a uniform thickness with respect to the X-ray incident direction. The rectangle RT1 is a side of each side of the voxel VX1 of interest other than the side included in the pair of facing constituent surfaces having overlapping regions when viewed from the X-ray incident direction among the constituent surfaces of the voxel VX1 shown in FIGS. 6A and 6B. It is a rectangle with the midpoint as the apex. A perspective view of the rectangle RT1 formed in the voxel VX1 of interest is as shown in FIG. 8B. The rectangular RT2 detects the X-rays on the constituent planes of the boxel VX1 shown in FIGS. 6A and 6B, which are closer to the
着目ボクセルを図6A及び図6Bに示すボクセルVX1とすると、着目ボクセルVX1全体のX線減弱は、(1)ピクセルPX5の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX5に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(2)ピクセルPX6の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX6に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(3)ピクセルPX7の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX7に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(4)ピクセルPX9の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX9に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(5)ピクセルPX10の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX10に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(6)ピクセルPX11の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX11に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、の和となる。長方形RT1の各頂点の座標は、着目ボクセルVX1の各頂点の座標から算出することができる。また、上記の各面積は、長方形RT1のX座標およびZ座標と、X線検出部2の検出面に形成されているピクセルの各格子点のX座標およびY座標とから算出することができる。
Assuming that the boxel of interest is the boxel VX1 shown in FIGS. 6A and 6B, the X-ray attenuation of the entire boxel VX1 of interest is (1) the brightness value of the pixel PX5 and the X-ray incident on the pixel PX5 of the rectangle RT1 with respect to the area of the rectangle RT1. Multiplying the area of the transmitted portion by , (3) Multiplying the brightness value of pixel PX7 and the ratio of the area of the portion where the X-ray incident on pixel PX7 of rectangle RT1 is transmitted to the area of rectangle RT1, (4) The brightness value of pixel PX9 and the rectangle. Multiplying the area of RT1 by the ratio of the area of the portion where the X-ray transmitted to the pixel PX9 of the rectangle RT1 is transmitted, (5) the brightness value of the pixel PX10 and the pixel PX10 of the rectangle RT1 to the area of the rectangle RT1. Multiplying value with the ratio of the area of the part where the X-ray is transmitted, (6) The ratio of the brightness value of the pixel PX11 and the area of the part where the X-ray incident on the pixel PX11 of the rectangle RT1 is transmitted to the area of the rectangle RT1. It is the sum of the multiplication values. The coordinates of each vertex of the rectangle RT1 can be calculated from the coordinates of each vertex of the voxel VX1 of interest. Further, each of the above areas can be calculated from the X-coordinate and Z-coordinate of the rectangle RT1 and the X-coordinate and Y-coordinate of each lattice point of the pixel formed on the detection surface of the
長方形RT1は、上述した通り、着目ボクセルVX1の構成面のうち、X線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面に含まれる辺以外の着目ボクセルVX1の各辺の中点を頂点とする長方形である。これにより、X線検出部2の検出面に平行な方向に関して、斜四角柱OP1が、着目ボクセルVX1に対して偏ることを防止することができ、近似による投影画像の画質への影響を最小化することができる。ただし、着目ボクセルVX1を近似する斜四角柱の位置設定は、本実施形態の設定に限定されるものではない。例えば、X線検出部2の検出面に平行な方向に関して、斜四角柱OP1が、着目ボクセルVX1に対して偏ることがあまり問題にならない場合には、着目ボクセルVX1を近似する斜四角柱を、図9に示す斜四角柱OP2、図10に示す斜四角柱OP3、図11に示す斜四角柱OP4、図12に示す斜四角柱OP5などにしてもよい。
As described above, the rectangle RT1 is the midpoint of each side of the voxel VX1 of interest other than the side included in the pair of facing constituent planes having overlapping regions when viewed from the X-ray incident direction among the constituent surfaces of the voxel VX1 of interest. It is a rectangle whose apex is. As a result, it is possible to prevent the oblique quadrangular prism OP1 from being biased with respect to the voxel VX1 of interest in the direction parallel to the detection surface of the
図9に示す近似を行う場合、着目ボクセルを図6A及び図6Bに示すボクセルVX1とすると、着目ボクセルVX1全体のX線減弱は、(1)ピクセルPX5の輝度値と、長方形RT4の面積に対する長方形RT4のピクセルPX5に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(2)ピクセルPX6の輝度値と、長方形RT4の面積に対する長方形RT4のピクセルPX6に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(3)ピクセルPX7の輝度値と、長方形RT4の面積に対する長方形RT4のピクセルPX7に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(4)ピクセルPX9の輝度値と、長方形RT4の面積に対する長方形RT4のピクセルPX9に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(5)ピクセルPX10の輝度値と、長方形RT4の面積に対する長方形RT4のピクセルPX10に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(6)ピクセルPX11の輝度値と、長方形RT4の面積に対する長方形RT4のピクセルPX11に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、の和となる。なお、長方形RT4は、図6A及び図6Bに示すボクセルVX1の構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面のX線検出部2に遠い方である。
In the case of performing the approximation shown in FIG. 9, assuming that the boxel of interest is the boxel VX1 shown in FIGS. 6A and 6B, the X-ray attenuation of the entire boxel VX1 of interest is (1) a rectangle with respect to the brightness value of the pixel PX5 and the area of the rectangle RT4. Multiplying the ratio of the area of the part where the X-ray incident on the pixel PX5 of the RT4 is transmitted, (2) the brightness value of the pixel PX6 and the X-ray incident on the pixel PX6 of the rectangle RT4 with respect to the area of the rectangle RT4 are transmitted. Multiplying value with the ratio of the area of the part, (3) Multiplying the brightness value of the pixel PX7 with the ratio of the area of the part through which the X-ray incident on the pixel PX7 of the rectangle RT4 is transmitted to the area of the rectangle RT4, (4) ) Multiplying the brightness value of the pixel PX9 and the ratio of the area of the portion where the X-ray incident on the pixel PX9 of the rectangle RT4 to the area of the rectangle RT4, (5) the brightness value of the pixel PX10 and the area of the rectangle RT4. (6) The brightness value of the pixel PX11 and the X-ray incident on the pixel PX11 of the rectangle RT4 with respect to the area of the rectangle RT4. It is the sum of the multiplication value with the ratio of the area of the transparent part. The rectangle RT4 is farther from the
図10に示す近似を行う場合、着目ボクセルを図6A及び図6Bに示すボクセルVX1とすると、着目ボクセルVX1全体のX線減弱は、(1)ピクセルPX5の輝度値と、長方形RT5の面積に対する長方形RT5のピクセルPX5に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(2)ピクセルPX6の輝度値と、長方形RT5の面積に対する長方形RT5のピクセルPX6に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(3)ピクセルPX7の輝度値と、長方形RT5の面積に対する長方形RT5のピクセルPX7に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(4)ピクセルPX9の輝度値と、長方形RT5の面積に対する長方形RT5のピクセルPX9に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(5)ピクセルPX10の輝度値と、長方形RT5の面積に対する長方形RT5のピクセルPX10に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(6)ピクセルPX11の輝度値と、長方形RT5の面積に対する長方形RT5のピクセルPX11に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、の和となる。なお、長方形RT5は、図6A及び図6Bに示すボクセルVX1の構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面のX線検出部2に近い方である。
In the case of performing the approximation shown in FIG. 10, assuming that the boxel of interest is the boxel VX1 shown in FIGS. 6A and 6B, the X-ray attenuation of the entire boxel VX1 of interest is (1) a rectangle with respect to the brightness value of the pixel PX5 and the area of the rectangle RT5. Multiplying the ratio of the area of the part where the X-ray incident on the pixel PX5 of the RT5 is transmitted, (2) the brightness value of the pixel PX6 and the X-ray incident on the pixel PX6 of the rectangle RT5 with respect to the area of the rectangle RT5 are transmitted. Multiplying value with the ratio of the area of the part, (3) Multiplying the brightness value of the pixel PX7 with the ratio of the area of the part through which the X-ray incident on the pixel PX7 of the rectangle RT5 is transmitted to the area of the rectangle RT5, (4) ) Multiplying the brightness value of the pixel PX9 and the ratio of the area of the portion where the X-ray incident on the pixel PX9 of the rectangle RT5 is transmitted to the area of the rectangle RT5, (5) The brightness value of the pixel PX10 and the area of the rectangle RT5. (6) The brightness value of the pixel PX11 and the X-ray incident on the pixel PX11 of the rectangle RT5 with respect to the area of the rectangle RT5. It is the sum of the multiplication value with the ratio of the area of the transparent part. The rectangle RT5 is closer to the
図11に示す近似を行う場合、着目ボクセルを図6A及び図6Bに示すボクセルVX1とすると、着目ボクセルVX1全体のX線減弱は、(1)ピクセルPX5の輝度値と、長方形RT6の面積に対する長方形RT6のピクセルPX5に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(2)ピクセルPX6の輝度値と、長方形RT6の面積に対する長方形RT6のピクセルPX6に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(3)ピクセルPX7の輝度値と、長方形RT6の面積に対する長方形RT6のピクセルPX7に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(4)ピクセルPX9の輝度値と、長方形RT6の面積に対する長方形RT6のピクセルPX9に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(5)ピクセルPX10の輝度値と、長方形RT6の面積に対する長方形RT6のピクセルPX10に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(6)ピクセルPX11の輝度値と、長方形RT6の面積に対する長方形RT6のピクセルPX11に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、の和となる。なお、長方形RT6は、図6A及び図6Bに示すボクセルVX1の構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面に含まれる辺以外の着目ボクセルVX1の各辺をX線検出部2に遠い方から1:2で分割する分割点を頂点とする長方形である。
In the case of performing the approximation shown in FIG. 11, assuming that the boxel of interest is the boxel VX1 shown in FIGS. 6A and 6B, the X-ray attenuation of the entire boxel VX1 of interest is (1) the brightness value of the pixel PX5 and the rectangle with respect to the area of the rectangle RT6. Multiplying the ratio of the area of the part where the X-ray incident on the pixel PX5 of the RT6 is transmitted, (2) the brightness value of the pixel PX6 and the X-ray incident on the pixel PX6 of the rectangle RT6 with respect to the area of the rectangle RT6 are transmitted. Multiplying value with the ratio of the area of the part, (3) Multiplying the brightness value of the pixel PX7 with the ratio of the area of the part through which the X-ray incident on the pixel PX7 of the rectangle RT6 is transmitted to the area of the rectangle RT6, (4) ) Multiplying the brightness value of the pixel PX9 and the ratio of the area of the portion where the X-ray incident on the pixel PX9 of the rectangle RT6 is transmitted to the area of the rectangle RT6, (5) The brightness value of the pixel PX10 and the area of the rectangle RT6. (6) The brightness value of the pixel PX11 and the X-ray incident on the pixel PX11 of the rectangle RT6 with respect to the area of the rectangle RT6. It is the sum of the multiplication value with the ratio of the area of the transparent part. It should be noted that the rectangle RT6 is each side of the voxel VX1 of interest other than the side included in the pair of facing constituent surfaces having overlapping regions when viewed from the X-ray incident direction among the constituent surfaces of the voxel VX1 shown in FIGS. 6A and 6B. Is a rectangle whose apex is a division point that divides the
図12に示す近似を行う場合、着目ボクセルを図6A及び図6Bに示すボクセルVX1とすると、着目ボクセルVX1全体のX線減弱は、(1)ピクセルPX5の輝度値と、長方形RT7の面積に対する長方形RT7のピクセルPX5に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(2)ピクセルPX6の輝度値と、長方形RT7の面積に対する長方形RT7のピクセルPX6に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(3)ピクセルPX7の輝度値と、長方形RT7の面積に対する長方形RT7のピクセルPX7に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(4)ピクセルPX9の輝度値と、長方形RT7の面積に対する長方形RT7のピクセルPX9に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(5)ピクセルPX10の輝度値と、長方形RT7の面積に対する長方形RT7のピクセルPX10に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(6)ピクセルPX11の輝度値と、長方形RT7の面積に対する長方形RT7のピクセルPX11に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、の和となる。なお、長方形RT7は、図6A及び図6Bに示すボクセルVX1の構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面に含まれる辺以外の着目ボクセルVX1の各辺をX線検出部2に遠い方から2:1で分割する分割点を頂点とする長方形である。
In the case of performing the approximation shown in FIG. 12, assuming that the boxel of interest is the boxel VX1 shown in FIGS. 6A and 6B, the X-ray attenuation of the entire boxel VX1 of interest is (1) a rectangle with respect to the brightness value of the pixel PX5 and the area of the rectangle RT7. Multiplying the ratio of the area of the part where the X-ray incident on the pixel PX5 of the RT7 is transmitted, (2) the brightness value of the pixel PX6 and the X-ray incident on the pixel PX6 of the rectangle RT7 with respect to the area of the rectangle RT7 are transmitted. Multiplying value with the ratio of the area of the part, (3) Multiplying the brightness value of the pixel PX7 with the ratio of the area of the part through which the X-ray incident on the pixel PX7 of the rectangle RT7 is transmitted to the area of the rectangle RT7, (4) ) Multiplying the brightness value of the pixel PX9 and the ratio of the area of the portion where the X-ray incident on the pixel PX9 of the rectangle RT7 is transmitted to the area of the rectangle RT7, (5) The brightness value of the pixel PX10 and the area of the rectangle RT7 (6) The brightness value of the pixel PX11 and the X-ray incident on the pixel PX11 of the rectangle RT7 with respect to the area of the rectangle RT7. It is the sum of the multiplication value with the ratio of the area of the transparent part. It should be noted that the rectangle RT7 is each side of the voxel VX1 of interest other than the side included in the pair of facing constituent surfaces having overlapping regions when viewed from the X-ray incident direction among the constituent surfaces of the voxel VX1 shown in FIGS. 6A and 6B. Is a rectangle whose apex is a division point that divides the
ステップS1において縦長のX線細隙ビームがX線照射部1から照射されるため、X線照射部1から照射されるX線のX軸方向(=X線検出部2の横方向)の広がりは小さく、X線照射部1から照射されるX線のY軸方向(=X線検出部の縦方向)の広がりは大きい。したがって、X軸方向(=X線検出部2の横方向)に関しては、着目ボクセルの位置に係わらず、上記において説明した図7〜図12のように、X線入射方向をX線検出部2の検出面に対して垂直として扱うことができるが、Y軸方向(=X線検出部2の縦方向)に関しては、X線入射方向を一律にX線検出部2の検出面に対して垂直として扱うことができず、着目ボクセルの位置がY軸方向に関して原点から離れているほど着目ボクセルを透過するX線はX線検出部2の検出面に対してY軸方向に斜めに入射する。ここで、着目ボクセルを透過するX線がX線検出部2の検出面に対してY軸方向に斜めに入射する場合の逆投影について図13を参照して説明する。図13は、着目ボクセルVX1を透過するX線がX線検出部2の検出面に対してY軸方向に斜めに入射する場合の一例を示す図である。図13においても、図7〜図12と同様に、直方体のボクセル(例えば図13における着目ボクセルVX1)を、直方体のボクセルと同一の体積であってX線入射方向に対する厚みが一様な斜四角柱(例えば図13における斜四角柱OP6)に近似して、逆投影を行う。当該斜四角柱は、X線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面を、両方又は片方のみ各対向構成面を含む平面上で平行移動させることによって、2つの底面とし、直方体のボクセルと同一の体積であってX線入射方向に対する厚みを一様とした形状である。
Since the vertically long X-ray gap beam is emitted from the
図13に示す近似を行う場合、着目ボクセルを図6A及び図6Bに示すボクセルVX1とすると、着目ボクセルVX1全体のX線減弱は、(1)ピクセルPX5の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX5に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(2)ピクセルPX6の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX6に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(3)ピクセルPX7の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX7に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(4)ピクセルPX9の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX9に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(5)ピクセルPX10の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX10に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(6)ピクセルPX11の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX11に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、の和となる。なお、長方形RT1は、上述した通り、着目ボクセルVX1の構成面のうち、X線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面に含まれる辺以外の着目ボクセルVX1の各辺の中点を頂点とする長方形である。 In the case of performing the approximation shown in FIG. 13, assuming that the boxel of interest is the boxel VX1 shown in FIGS. 6A and 6B, the X-ray attenuation of the entire boxel VX1 of interest is (1) the brightness value of the pixel PX5 and the rectangle with respect to the area of the rectangle RT1. Multiplying the ratio of the area of the part where the X-ray incident on the pixel PX5 of RT1 is transmitted, (2) the brightness value of the pixel PX6 and the X-ray incident on the pixel PX6 of the rectangle RT1 with respect to the area of the rectangle RT1 are transmitted. Multiplying value with the ratio of the area of the part, (3) Multiplying the brightness value of the pixel PX7 with the ratio of the area of the part through which the X-ray incident on the pixel PX7 of the rectangle RT1 is transmitted to the area of the rectangle RT1, (4) ) Multiplying the brightness value of the pixel PX9 and the ratio of the area of the portion where the X-ray incident on the pixel PX9 of the rectangle RT1 is transmitted to the area of the rectangle RT1, (5) the brightness value of the pixel PX10 and the area of the rectangle RT1. (6) The brightness value of the pixel PX11 and the X-ray incident on the pixel PX11 of the rectangle RT1 with respect to the area of the rectangle RT1. It is the sum of the multiplication value with the ratio of the area of the transparent part. As described above, the rectangle RT1 refers to each side of the voxel VX1 of interest other than the side included in the pair of opposed configuration surfaces having overlapping regions when viewed from the X-ray incident direction among the constituent surfaces of the voxel VX1 of interest. It is a rectangle with the midpoint as the apex.
上記の説明では、着目ボクセルのいずれの構成面もX線検出部2の検出面と平行でない場合と、着目ボクセルを透過するX線の入射方向がX線検出部2の検出面に対して垂直でない場合とを分け、両者とも同様の近似を行うことができることを示したが、着目ボクセルのいずれの構成面もX線検出部2の検出面と平行でなく且つ着目ボクセルを透過するX線の入射方向がX線検出部2の検出面に対して垂直でない場合にも同様の近似を行うことができる。
In the above description, there are cases where none of the constituent surfaces of the boxel of interest is parallel to the detection surface of the
図6A及び図6BではボクセルVX1のみを図示しているが、再構成領域R1の全ボクセルについて、同様の逆投影を行うようにする。なお、再構成の計算において、図4に示すX軸およびZ軸とそれらに直交するY軸によって定義される直交座標系を用いてもよく、動径r、第1の偏角θ、および第2の偏角φによって定義される極座標系を用いてもよい。極座標系を用いる場合、X線照射部1の中心(X線源)から一つのボクセルまでの距離を動径rとする。また、X線照射部1の中心(X線源)から一つのボクセルの端から端までの撮影に必要な縦方向の画角θ1は微小であるので、sinθ1をθ1に近似することができる。同様に、X線照射部1の中心(X線源)から一つのボクセルの端から端までの撮影に必要な横方向の画角φ1は微小であるので、sinφ1をφ1に近似することができる。Although only voxels VX1 are shown in FIGS. 6A and 6B, the same back projection is performed on all voxels in the reconstruction region R1. In the calculation of the reconstruction, a Cartesian coordinate system defined by the X-axis and the Z-axis shown in FIG. 4 and the Y-axis orthogonal to them may be used, and the moving diameter r, the first declination θ, and the first deviation angle θ are used. A polar coordinate system defined by an argument φ of 2 may be used. When a polar coordinate system is used, the distance from the center (X-ray source) of the
なお、ボクセルの形状は直方体であるが、直方体には縦、横、高さの長さがすべて等しい特殊な一例である立方体も含まれる。同様に、ボクセルの構成面、及び、当該構成面に平行なボクセルの断面の各形状は長方形であるが、長方形には縦、横の長さが等しい特殊な一例である正方形も含まれる。また、着目ボクセルの構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が辺で存在する二対の対向構成面がある場合には、一対の対向構成面のみを着目ボクセルの構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面として選択するとよい。また、着目ボクセルの構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が点で存在する三対の対向構成面がある場合には、一対の対向構成面のみを着目ボクセルの構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面として選択するとよい。 The shape of the voxel is a rectangular parallelepiped, but the rectangular parallelepiped also includes a cube, which is a special example in which the length, width, and height are all the same. Similarly, the constituent planes of the voxel and the cross-sections of the voxels parallel to the constituent planes are rectangular in shape, but the rectangle also includes a square, which is a special example of equal length and width. In addition, when there are two pairs of opposing configuration surfaces in which overlapping regions exist on the sides of the constituent surfaces of the voxel of interest when viewed from the X-ray incident direction, only the pair of opposing configuration surfaces are among the constituent surfaces of the voxel of interest. It may be selected as a pair of facing configuration surfaces having overlapping regions when viewed from the X-ray incident direction. Further, when there are three pairs of facing constituent planes in which overlapping regions exist at points among the constituent planes of the voxel of interest, only the pair of facing constituent planes are among the constituent planes of the voxel of interest. It may be selected as a pair of facing configuration surfaces in which overlapping regions exist when viewed from the X-ray incident direction.
再構成領域R1の全ボクセルについて逆投影の計算が完了すると、ステップS19におけるFBP法を用いた再構成計算が完了する。その後、CPU4は、フレームデータが終了したか否か判断し(ステップS20)、終了していない場合にはステップS16に戻り、前述の動作を繰り返す。 When the back projection calculation is completed for all the voxels in the reconstruction region R1, the reconstruction calculation using the FBP method in step S19 is completed. After that, the CPU 4 determines whether or not the frame data has ended (step S20), and if not, returns to step S16 and repeats the above-described operation.
一方、各ボクセルをX線が透過した回数(n)は、被検査物T1とX線の照射領域との相対位置によって異なるので、CPU4は、その回数を計算過程で算出しておき(ステップS21)、最終結果をnで分割する(ステップS22)。 On the other hand, the number of times (n) that X-rays have passed through each voxel differs depending on the relative position between the object T1 to be inspected and the irradiation area of X-rays, so the CPU 4 calculates the number of times in the calculation process (step S21). ), The final result is divided by n (step S22).
<4.異物の位置特定>
前述したステップS3の処理、すなわち各投影画像について異物の位置を特定する処理の一例を図14のフローチャートに従い説明する。<4. Positioning of foreign matter>
An example of the process of step S3 described above, that is, the process of specifying the position of the foreign matter for each projected image will be described with reference to the flowchart of FIG.
CPU4は、まず、投影画像を所定の領域(例えば、16ピクセル×16ピクセルの領域)毎に分割する (ステップS31)。投影画像において所定の領域で埋まらない部分が出る場合には、投影画像の端の部分は検査対象から外し、所定の領域群が投影画像の中央に位置するように、所定の領域群の位置を設定してもよい。 First, the CPU 4 divides the projected image into predetermined regions (for example, a region of 16 pixels × 16 pixels) (step S31). If there is a part of the projected image that is not filled with a predetermined area, the edge part of the projected image is excluded from the inspection target, and the position of the predetermined area group is set so that the predetermined area group is located in the center of the projected image. It may be set.
次に、CPU4は、所定の領域それぞれにおける平均輝度値L1を算出する(ステップS32)。 Next, the CPU 4 calculates the average luminance value L1 in each of the predetermined regions (step S32).
その後、CPU4は、着目ピクセルの輝度値L2が、その着目ピクセルの属する所定の領域における平均輝度値L1よりも所定値V1以上小さいか否かを判定する(ステップS33)。所定値V1としては、例えば着目ピクセルの属する所定の領域内の各ピクセルの輝度値の標準偏差を挙げることができる。 After that, the CPU 4 determines whether or not the brightness value L2 of the pixel of interest is smaller than the average brightness value L1 in the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value V1 or more (step S33). As the predetermined value V1, for example, the standard deviation of the brightness value of each pixel in the predetermined region to which the pixel of interest belongs can be mentioned.
着目ピクセルの輝度値L2が、その着目ピクセルの属する所定の領域における平均輝度値L1よりも所定値V1以上小さいと判定されなかった場合(ステップS33のNO)、CPU4は、着目ピクセルを異物の位置として特定しない。 When it is not determined that the luminance value L2 of the pixel of interest is smaller than the average luminance value L1 in the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value V1 or more (NO in step S33), the CPU 4 places the pixel of interest at the position of a foreign object. Not specified as.
一方、着目ピクセルの輝度値L2が、その着目ピクセルの属する所定の領域における平均輝度値L1よりも所定値V1以上小さいと判定された場合(ステップS33のYES)、ステップS34に移行する。 On the other hand, when it is determined that the luminance value L2 of the pixel of interest is smaller than the average luminance value L1 in the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value V1 or more (YES in step S33), the process proceeds to step S34.
ステップS34において、CPU4は、着目ピクセルの横方向負側に並ぶ第1設定数のピクセル内で最大となる第1輝度値を算出し、着目ピクセルの横方向正側に並ぶ第2設定数のピクセル内で最大となる第2輝度値を算出し、着目ピクセルの縦方向負側に並ぶ第3設定数のピクセル内で最大となる第3輝度値を算出し、着目ピクセルの縦方向正側に並ぶ第4設定数のピクセル内で最大となる第4輝度値を算出する。第1設定数〜第4設定数は全て同じ値であってもよく、2種類以上4種類以下の異なる値であってもよい。なお、所定の領域が投影画像の端に位置し、第1設定数〜第4設定数の少なくとも1つを確保することができない場合は、確保可能なピクセル数で対応し、全く確保できない場合はそのピクセルは検査対象から外す。 In step S34, the CPU 4 calculates the maximum first brightness value among the first set number of pixels arranged on the negative side in the horizontal direction of the pixel of interest, and the second set number of pixels arranged on the positive side in the horizontal direction of the pixel of interest. The second brightness value that becomes the maximum in the The fourth brightness value that becomes the maximum within the fourth set number of pixels is calculated. The first set number to the fourth set number may all have the same value, or may have two or more and four or less different values. If a predetermined area is located at the edge of the projected image and at least one of the first set number to the fourth set number cannot be secured, the number of pixels that can be secured is used, and if it cannot be secured at all, the number of pixels that can be secured is used. The pixel is excluded from inspection.
次に、CPU4は、第1輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合及び第2輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合がそれぞれ閾値TH1以下であるか否かを判定する(ステップS35)。 Next, the CPU 4 determines whether or not the ratio of the brightness value L2 of the pixel of interest to the first brightness value and the ratio of the brightness value L2 of the pixel of interest to the second brightness value are each equal to or less than the threshold value TH1 (step S35). ..
第1輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合及び第2輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合がそれぞれ閾値TH1以下であると判定された場合(ステップS35のYES)、後述するステップS37に移行する。 When it is determined that the ratio of the brightness value L2 of the pixel of interest to the first brightness value and the ratio of the brightness value L2 of the pixel of interest to the second brightness value are each equal to or less than the threshold value TH1 (YES in step S35), step S37 described later. Move to.
一方、第1輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合及び第2輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合がそれぞれ閾値TH1以下であると判定されなかった場合(ステップS35のNO)、ステップS36に移行する。 On the other hand, when it is not determined that the ratio of the brightness value L2 of the pixel of interest to the first brightness value and the brightness value L2 of the pixel of interest to the second brightness value are each equal to or less than the threshold value TH1 (NO in step S35), the step. Move to S36.
ステップS36では、CPU4は、第3輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合及び第4輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合がそれぞれ閾値TH1以下であるか否かを判定する(ステップS36)。なお、本実施形態では、ステップS35で用いる閾値とステップS36で用いる閾値とを同じ値にしたが、互いに異なる値にしてもよい。また、本実施形態とは異なり、ステップS35において、第1輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合が閾値TH1以下であるか否かのみを判定してもよい。逆に、ステップS35において、第2輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合が閾値TH1以下であるか否かのみを判定してもよい。ステップS36についても同様の変形を行ってもよい。ステップS36において、第3輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合が閾値TH1以下であるか否かのみを判定してもよい。逆に、ステップS36において、第4輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合が閾値TH1以下であるか否かのみを判定してもよい。 In step S36, the CPU 4 determines whether or not the ratio of the brightness value L2 of the pixel of interest to the third brightness value and the ratio of the brightness value L2 of the pixel of interest to the fourth brightness value are each equal to or less than the threshold value TH1 (step S36). ). In the present embodiment, the threshold value used in step S35 and the threshold value used in step S36 are set to the same value, but they may be different values from each other. Further, unlike the present embodiment, in step S35, it may be determined only whether or not the ratio of the brightness value L2 of the pixel of interest to the first brightness value is equal to or less than the threshold value TH1. On the contrary, in step S35, it may be determined only whether or not the ratio of the brightness value L2 of the pixel of interest to the second brightness value is equal to or less than the threshold value TH1. The same modification may be performed for step S36. In step S36, it may be determined only whether or not the ratio of the brightness value L2 of the pixel of interest to the third brightness value is equal to or less than the threshold value TH1. On the contrary, in step S36, it may be determined only whether or not the ratio of the brightness value L2 of the pixel of interest to the fourth brightness value is equal to or less than the threshold value TH1.
第3輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合及び第4輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合がそれぞれ閾値TH1以下であると判定された場合(ステップS36のYES)、後述するステップS37に移行する。 When it is determined that the ratio of the brightness value L2 of the pixel of interest to the third brightness value and the ratio of the brightness value L2 of the pixel of interest to the fourth brightness value are each equal to or less than the threshold value TH1 (YES in step S36), step S37 described later. Move to.
一方、第3輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合及び第4輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合がそれぞれ閾値TH1以下であると判定されなかった場合(ステップS36のNO)、CPU4は、着目ピクセルを異物の位置として特定しない。なお、すぐに着目ピクセルを異物の位置として特定しないことを確定させるのではなく、所定の領域の大きさ及び閾値TH1の値を変えてステップS35に戻り、ステップS35又はステップS36からステップS37に移行できるかを試行してもよい。なお、所定の領域の大きさ及び閾値TH1の値の変更は1回に限らず、2回以上であってもよい。 On the other hand, when it is not determined that the ratio of the brightness value L2 of the pixel of interest to the third brightness value and the brightness value L2 of the pixel of interest to the fourth brightness value are each equal to or less than the threshold value TH1 (NO in step S36), the CPU 4 Does not specify the pixel of interest as the position of the foreign object. Instead of immediately confirming that the pixel of interest is not specified as the position of the foreign matter, the size of the predetermined region and the value of the threshold value TH1 are changed to return to step S35, and the process proceeds from step S35 or step S36 to step S37. You may try to do it. The size of the predetermined region and the value of the threshold value TH1 may be changed not only once but also twice or more.
ステップS37では、CPU4は、着目ピクセルを異物の位置として特定する。 In step S37, the CPU 4 identifies the pixel of interest as the position of the foreign object.
そして、所定の領域に属する全てのピクセルを1つずつ順次「着目ピクセル」として、ステップS33以降の処理を繰り返す。さらに、全ての所定の領域を1つ1つずつ順次「着目ピクセルが属する所定の領域」として、ステップS32以降の処理を繰り返す。 Then, all the pixels belonging to the predetermined area are sequentially set as "pixels of interest" one by one, and the processing after step S33 is repeated. Further, all the predetermined areas are sequentially set as "predetermined areas to which the pixel of interest belongs" one by one, and the processes after step S32 are repeated.
図14のフローチャートによると、所定の領域すなわち微小領域において、微小領域全体の輝度特性に基づいて異物の位置を特定しているため、異物の検出精度を高くすることができる。 According to the flowchart of FIG. 14, since the position of the foreign matter is specified based on the luminance characteristics of the entire minute region in a predetermined region, that is, the minute region, the detection accuracy of the foreign matter can be improved.
なお、被検査物T1としては、例えば「魚」を挙げることができる。被検査物T1が「魚」である場合、異物は「小骨」である。図14のフローチャートの処理は、異物の減弱係数が被検査物T1(ただし、異物を除く)の減弱係数より大きい場合に適用することができる。ただし、投影画像が白黒反転させた画像である場合には、図14のフローチャートの処理において、「小さい」を「大きい」に置き換え、「最大」を「最小」に置き換え、「閾値TH1以下」を「閾値TH1以上」に置き換えるとよい。 As the object to be inspected T1, for example, "fish" can be mentioned. When the object to be inspected T1 is a "fish", the foreign matter is a "small bone". The processing of the flowchart of FIG. 14 can be applied when the attenuation coefficient of the foreign matter is larger than the attenuation coefficient of the object T1 to be inspected (excluding the foreign matter). However, when the projected image is a black-and-white inverted image, in the processing of the flowchart of FIG. 14, "small" is replaced with "large", "maximum" is replaced with "minimum", and "threshold value TH1 or less" is replaced. It may be replaced with "threshold TH1 or higher".
異物の減弱係数が被検査物T1(ただし、異物を除く)の減弱係数より小さい場合には、図14のフローチャートの処理をそのまま適用するのではなく、図14のフローチャートの処理において、「小さい」を「大きい」に置き換え、「最大」を「最小」に置き換え、「閾値TH1以下」を「閾値TH1以上」に置き換えるとよい。ただし、投影画像が白黒反転させた画像である場合には図14のフローチャートの処理をそのまま適用すればよい。 When the attenuation coefficient of the foreign matter is smaller than the attenuation coefficient of the object T1 to be inspected (excluding the foreign matter), the processing of the flowchart of FIG. 14 is not applied as it is, but is “small” in the processing of the flowchart of FIG. Is replaced with "large", "maximum" is replaced with "minimum", and "threshold TH1 or less" is replaced with "threshold TH1 or more". However, when the projected image is a black-and-white inverted image, the processing of the flowchart of FIG. 14 may be applied as it is.
<5.位置補正>
再構成計算後の各投影画像は、X線源から被検査物T1を見たときの断層への投影であるので、照射角度が異なれば、投影される被検査物T1の位置はずれてくる。このずれを補正するために、CPU4は前述した通り位置補正を行う(ステップS5)。<5. Position correction>
Since each projected image after the reconstruction calculation is a projection onto the tomography when the inspected object T1 is viewed from the X-ray source, the position of the projected inspected object T1 shifts if the irradiation angle is different. In order to correct this deviation, the CPU 4 performs position correction as described above (step S5).
具体的には、図15に示すように、補正基準として用いる任意の断層以外の或る断層上のボクセルの輝度を補正基準として用いる任意の断層に投影したときの、補正基準として用いる任意の断層上でのボクセルの輝度に基づいて、再構成計算後の投影画像各々の横方向および縦方向の長さを一致させるための位置補正を行う。 Specifically, as shown in FIG. 15, an arbitrary fault used as a correction reference when the brightness of a voxel on a fault other than the arbitrary fault used as a correction reference is projected onto an arbitrary fault used as a correction reference. Based on the brightness of the voxels above, position correction is performed to match the horizontal and vertical lengths of the projected images after the reconstruction calculation.
補正基準として用いる任意の断層以外の或る断層上のボクセルの輝度の補正基準として用いる任意の断層への投影は、本来なら各フレームで全てのピクセルについてX線の透過経路を調べて計算すべきであるが、X線検出部2の幅(=X線検出部2の横方向の長さ)が非常に狭く(例えば64ピクセル)、隣り合うフレーム間の変化も小さいので、或る断層の特定のボクセルを透過するX線の経路は隣り合うフレーム間でほぼ変化しないと仮定し、各フレームについてX線検出部2の中心に入射するX線の透過経路のみを考慮して計算している。
Projections to arbitrary faults used as correction criteria for voxel brightness on certain faults other than arbitrary faults used as correction criteria should be calculated by examining the X-ray transmission path for all pixels in each frame. However, since the width of the X-ray detector 2 (= the lateral length of the X-ray detector 2) is very narrow (for example, 64 pixels) and the change between adjacent frames is small, a certain fault can be identified. It is assumed that the X-ray path passing through the voxels does not change between adjacent frames, and the calculation is performed in consideration of only the X-ray transmission path incident on the center of the
以下、補正基準として用いる任意の断層(以下、基準断層layと称する)上の高さ方向(=X線検出部2の縦方向)が所定の位置であるボクセル及び二つの或る断層j=j1、j2上の高さ方向が所定の位置であるボクセルを便宜上断層毎に真っ直ぐ一列に並べた図15を参照して、位置補正について詳説する。 Hereinafter, a boxel and two certain faults j = j1 in which the height direction (= vertical direction of the X-ray detection unit 2) on an arbitrary fault (hereinafter referred to as a reference fault lay) used as a correction reference is a predetermined position. , J2 The position correction will be described in detail with reference to FIG. 15 in which boxels whose height direction is a predetermined position are arranged in a straight line for each fault for convenience.
基準断層lay以外の或る断層j=a上のボクセルi=bの輝度を基準断層layに投影したときに、その投影した輝度が基準断層lay上のボクセルi=c上にくるのであれば、基本的にはその投影した輝度を位置補正後における或る断層j=a上のボクセルi=cの輝度として扱う。a、b、cはそれぞれ任意の自然数である。そして、1本のフレームのX線が、断層及び高さ方向が同一である複数のボクセルを透過する場合は、1本のフレームのX線が、中間面(=X線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面に含まれる辺以外のボクセルの各辺の中点を頂点とする長方形。図15中の点線を参照。)を透過したボクセルのみを、1本のフレームのX線が透過したボクセルとする。 If the brightness of the boxel i = b on a fault j = a other than the reference fault lay is projected onto the reference fault lay, and the projected brightness is on the voxel i = c on the reference fault lay, then Basically, the projected brightness is treated as the brightness of voxel i = c on a certain fault j = a after position correction. a, b, and c are arbitrary natural numbers. When the X-rays of one frame pass through a plurality of voxels having the same fault and height direction, the X-rays of one frame overlap with each other when viewed from the intermediate surface (= X-ray incident direction). A rectangle whose apex is the midpoint of each side of the voxel other than the side included in the pair of facing constituent planes in which the region is present. See the dotted line in FIG. A voxel that allows X-rays to pass through.
つまり、或るフレームにおいて、基準断層lay以外の或る断層j=a上のX線が透過する1個のボクセルi=bが基準断層lay上のボクセルi=cに1対1で対応している場合(図15に示すパターンI)は、基準断層layに投影した輝度を位置補正後における或る断層j=a上のボクセルi=cの輝度として扱う。また、1対1対応でなくても、基準断層lay上の1個のボクセルを通過するX線のフレームが1本である場合(図15に示すパターンI’)も同様に、或るフレームにおいて、基準断層lay以外の或る断層j=a上のX線が透過する1個のボクセルi=bが基準断層lay上のボクセルi=cにくるのであれば、その投影した輝度を位置補正後における或る断層j=a上のボクセルi=cの輝度として扱う。 That is, in a certain frame, one voxel i = b through which X-rays pass on a certain fault j = a other than the reference fault lay has a one-to-one correspondence with the voxel i = c on the reference fault lay. If so (Pattern I shown in FIG. 15), the brightness projected on the reference fault lay is treated as the brightness of voxels i = c on a certain fault j = a after position correction. Similarly, even if there is no one-to-one correspondence, when there is one X-ray frame passing through one voxel on the reference fault lay (pattern I'shown in FIG. 15), in a certain frame as well. If one voxel i = b through which X-rays pass on a certain fault j = a other than the reference fault lay comes to the voxel i = c on the reference fault lay, the projected brightness is corrected. It is treated as the brightness of voxels i = c on a certain fault j = a in.
しかし、複数本のフレームのX線が基準断層lay上の1個のボクセルを透過する場合(図15に示すパターンII)、基準断層lay上のボクセルをどのフレームのX線も透過しない場合(図15に示すパターンIII)は、輝度値を調整する必要がある。 However, when the X-rays of a plurality of frames pass through one voxel on the reference fault lay (Pattern II shown in FIG. 15), the X-rays on the reference fault lay do not pass through the X-rays of any frame (Fig. 15). In pattern III) shown in 15, it is necessary to adjust the brightness value.
高さ方向に関しても考え方は同様である。 The idea is the same in the height direction.
上述した考え方に沿ったステップS5の位置補正の一例を図16に示すフローチャートを参照して説明する。 An example of the position correction in step S5 according to the above-described concept will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
図16に示す位置補正の一例ではまず初めに、CPU4は、再構成領域R1の各断層のボクセル数をHDD9から読み込む(ステップS41)。 In the example of the position correction shown in FIG. 16, first, the CPU 4 reads the number of voxels of each fault in the reconstruction area R1 from the HDD 9 (step S41).
次に、CPU4は、ステップS22で算出した再構成計算後の各ボクセルの輝度値cal(i,j,k)のデータをHDD9から読み込む(ステップS42)。iは対象ボクセルの図1に示すX軸方向の座標(位置)を特定するための変数であり、jは対象ボクセルの図1に示すY軸方向の座標(位置)を特定するための変数であり、kは対象ボクセルが属する断層を特定するための変数である。 Next, the CPU 4 reads the data of the brightness value cal (i, j, k) of each voxel after the reconstruction calculation calculated in step S22 from the HDD 9 (step S42). i is a variable for specifying the coordinates (position) of the target voxel in the X-axis direction shown in FIG. 1, and j is a variable for specifying the coordinates (position) of the target voxel in the Y-axis direction shown in FIG. Yes, k is a variable for identifying the fault to which the target voxel belongs.
次に、CPU4は、フレーム毎及び断層毎にX線検出部2の中心に入射するX線が透過するボクセルの座標をHDD9から読み込むとともに、各断層のY軸方向が最大となるボクセルを通るX線源とX線検出部2を結ぶ各線分のY軸方向距離の比をHDD9から読み込む(ステップS43)。
Next, the CPU 4 reads from the
次に、CPU4は、ステップS43の読み込み結果を用いて、基準断層lay上のX軸座標iのボクセルを透過するN(i)個のフレームの内n(i)番目のX線が透過する、或る断層kのボクセルのX軸座標ii(i, k, n(i))を、各フレームおよび各断層について計算する(ステップS44)。 Next, the CPU 4 uses the reading result of step S43 to transmit the n (i) th X-ray among the N (i) frames that pass through the voxel at the X-axis coordinate i on the reference fault lay. The X-ray coordinates ii (i, k, n (i)) of the voxel of a certain fault k are calculated for each frame and each fault (step S44).
次に、CPU4は、ステップS43の読み込み結果を用いて、基準断層lay上のY軸座標kのボクセルを透過するH(j)個のフレームの内h(j)番目のX線が透過する、或る断層kのボクセルのY軸座標kk(k, k, h(j))を、各フレームおよび各断層について計算する(ステップS45)。 Next, the CPU 4 uses the reading result of step S43 to transmit the h (j) th X-ray of the H (j) frames that pass through the voxel at the Y-axis coordinate k on the reference fault lay. The Y-axis coordinates kk (k, k, h (j)) of the voxels of a certain fault k are calculated for each frame and each fault (step S45).
次に、CPU4は、ボクセルのX軸座標i、Y軸座標j、n(i)、h(j)のループで断層kのボクセルの輝度値を基準断層layに投影したときの輝度値datawa(i,j,k)を、断層k上の点(ii,jj,k)の輝度値cal(ii,jj,k)から計算する(ステップS46)。 Next, the CPU 4 projects the luminance value of the voxel of the fault k onto the reference fault lay in a loop of the X-axis coordinates i, Y-axis coordinates j, n (i), h (j) of the voxels, and the luminance value datawa ( i, j, k) is calculated from the luminance value cal (ii, jj, k) of the point (ii, jj, k) on the fault k (step S46).
N(i)≠0かつH(j) ≠0の場合、すなわちi、jともにパターンIまたはパターンIIに該当する場合、輝度値datawa(i,j,k)は下記の(1)式で表される。
N(i)≠0かつH(j)=0の場合、すなわちiはパターンIまたはパターンIIに該当し、jはパターンIIIに該当する場合、輝度値datawa(i,j,k)は下記の(2)式で表される。
N(i)=0かつH(j) ≠0の場合、すなわちiはパターンIIIに該当し、jはパターンIまたはパターンIIに該当する場合、輝度値datawa(i,j,k)は下記の(3)式で表される。
N(i)=0かつH(j) =0の場合、すなわちi、jともにパターンIIIに該当する場合、輝度値datawa(i,j,k)は下記の(4)式で表される。
ただし、上記の(3)式および(4)式中のi1、i2は、基準断層lay上のボクセルのX軸座標iに対応するフレームがない場合(n(i)=0)において、その前後のフレームのn(i)>0を満たすiに対応する断層k上のX軸座標iiであり、i1≦i2を満たす。上記の(2)式および(4)式中のj1、j2もY軸方向について同様に考える。また、i1、i2、j1、j2で示される各座標位置の少なくとも一つが投影画像を形成する領域から外れる場合は、輝度値datawa(i,j,k)を0にする。 However, i1 and i2 in the above equations (3) and (4) are before and after (n (i) = 0) when there is no frame corresponding to the X-axis coordinate i of the voxel on the reference fault lay. It is the X-axis coordinate ii on the fault k corresponding to i satisfying n (i)> 0 of the frame of, and satisfies i1 ≤ i2. J1 and j2 in the above equations (2) and (4) are also considered in the same manner in the Y-axis direction. If at least one of the coordinate positions indicated by i1, i2, j1, and j2 is out of the region forming the projected image, the luminance value datawa (i, j, k) is set to 0.
ここでi1+1<i2の場合を考えると、パターンIIIのときに、基準断層layよりもボクセル数が多い断層(例えば図15に示す断層k=k2)上にフレームのX線が透過していないボクセル(例えば図15に示すボクセル)が存在することになるが、このボクセルの輝度値を使用しないというのは望ましくない。したがって、この場合は、次のような処理を行うことが望ましい。 Considering the case of i1 + 1 <i2, in the case of pattern III, voxels in which frame X-rays are not transmitted on a fault having more voxels than the reference fault lay (for example, fault k = k2 shown in FIG. 15). (For example, the voxel shown in FIG. 15) will be present, but it is not desirable not to use the brightness value of this voxel. Therefore, in this case, it is desirable to perform the following processing.
i1=ii(i−Δ1,k,N(i−Δ1))、i2=ii(i+Δ2,k,N(i+Δ1))とし、基準断層lay上のX軸座標iに対応する断層k上のX軸座標を下記の(5)式で表される実数ikとする。ここで、Δ1+Δ2−1は基準断層lay上のフレームのX線が透過しない連続したボクセルの個数である。
上述した輝度値datawa(i,j,k)の計算が完了すると、図16に示す位置補正処理(ステップS5の処理の一例)が完了する。 When the calculation of the luminance value datawa (i, j, k) described above is completed, the position correction process shown in FIG. 16 (an example of the process in step S5) is completed.
以上のように、本実施形態では、FBP法を用いた再構成計算において、再構成領域を構成する直方体のボクセルへの逆投影を行う代わりに、再構成領域を構成する直方体のボクセルの構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面の一方、又は、当該対向構成面に平行な当該ボクセルの断面への逆投影を行うので、逆投影の計算時間を大幅に短縮することができる。したがって、FBP法を用いて少ない再構成計算量で投影画像を再構成することができる。 As described above, in the present embodiment, in the reconstruction calculation using the FBP method, instead of back-projecting the rectangular parallelepiped voxels constituting the reconstruction region onto the voxels, the constituent surfaces of the rectangular parallelepiped voxels constituting the reconstruction region. Of these, back projection is performed on one of the pair of facing constituent planes in which overlapping regions exist when viewed from the X-ray incident direction, or on the cross section of the voxel parallel to the facing constituent planes, so that the calculation time for back projection can be reduced. It can be shortened significantly. Therefore, the projected image can be reconstructed with a small amount of reconstruction calculation using the FBP method.
さらに、本実施形態では、再構成計算後の各投影画像を横方向、縦方向それぞれで一律に拡大あるいは縮小して位置補正を行うのではなく、補正基準として用いる任意の断層以外の或る断層上のボクセルの輝度を補正基準として用いる任意の断層に投影したときの、補正基準として用いる任意の断層上でのボクセルの輝度に基づいて位置補正を行う。これにより、FBP法を用いた再構成計算後の各投影画像を歪みの発生を抑えて位置補正することができる。 Further, in the present embodiment, each projected image after the reconstruction calculation is not uniformly enlarged or reduced in each of the horizontal and vertical directions to perform position correction, but a certain fault other than an arbitrary fault used as a correction reference. Position correction is performed based on the brightness of the voxel on the arbitrary fault used as the correction reference when the brightness of the above voxel is projected onto an arbitrary fault used as the correction reference. As a result, it is possible to correct the position of each projected image after the reconstruction calculation using the FBP method while suppressing the occurrence of distortion.
また、上述した実施形態では、位置補正によって再構成計算後の各投影画像の横方向および縦方向の長さを一致させたが、再構成計算後の各投影画像の横方向の長さが異なることがあまり問題にならない場合には、位置補正によって再構成計算後の各投影画像の縦方向のみの長さを一致させてもよく、再構成計算後の各投影画像の縦方向の長さが異なることがあまり問題にならない場合には、位置補正によって再構成計算後の各投影画像の横方向のみの長さを一致させてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the horizontal and vertical lengths of the projected images after the reconstruction calculation are matched by the position correction, but the horizontal lengths of the projected images after the reconstruction calculation are different. If this is not a problem, the vertical length of each projected image after the reconstruction calculation may be matched by the position correction, and the vertical length of each projected image after the reconstruction calculation may be matched. If the difference does not matter much, the length of each projected image after the reconstruction calculation may be made to match only in the lateral direction by the position correction.
また、上述した実施形態では、位置補正によって再構成計算後の各投影画像の横方向および縦方向の長さを一致させたが、位置補正によって再構成計算後の各投影画像の横方向および縦方向の長さを略一致させてもよい。つまり、例えば、複数層の投影画像同士を比較して断層深さによる被検査物T1の様子を比較する場合等に不便にならない程度で、位置補正後において再構成計算後の各投影画像の横方向および縦方向の長さに差があってもよい。 Further, in the above-described embodiment, the horizontal and vertical lengths of the projected images after the reconstruction calculation are matched by the position correction, but the horizontal and vertical lengths of the projected images after the reconstruction calculation are matched by the position correction. The lengths in the directions may be substantially the same. That is, for example, the side of each projected image after the position correction and the reconstruction calculation is not inconvenient when comparing the projected images of a plurality of layers with each other and comparing the state of the object T1 to be inspected according to the tomographic depth. There may be differences in directional and vertical lengths.
<6.その他>
上述した実施形態では、ステップS4の誤検出部分除去処理を実行したが、ステップS4の誤検出部分除去処理を実行しなくても異物の検出精度が要求される仕様を満たすのであれば、ステップS4の誤検出部分除去処理を省略してもよい。ステップS4の誤検出部分除去処理を省略する場合、第1X線照射部1A及び第1X線検出部2Aの対、或いは、第2X線照射部1B及び第2X線検出部2Bの対のいずれかを検査装置100から取り除くとよい。<6. Others>
In the above-described embodiment, the erroneous detection partial removal process of step S4 is executed, but if the specification that requires the detection accuracy of foreign matter is satisfied without executing the erroneous detection partial removal process of step S4, step S4 The false detection partial removal process may be omitted. When omitting the erroneous detection portion removal process in step S4, either the pair of the first
上述した実施形態では、ステップS4の誤検出部分除去処理において、第1X線照射部1A及び第1X線検出部2Aに由来する投影画像に基づき特定した異物の位置と第2X線照射部1B及び第2X線検出部2Bに由来する投影画像に基づき特定した異物の位置とが比較され、比較結果に基づいて異物の位置特定の誤検出部分が除去されたが、この誤検出部分除去処理はあくまで一例である。
In the above-described embodiment, in the erroneous detection portion removal process in step S4, the position of the foreign matter specified based on the projected images derived from the first
したがって、X線の照射方向がそれぞれ異なる第1〜第m(mは3以上の自然数)X線照射部と、第1〜第mX線検出部とを検査装置100に設け、第k(kはm以下の任意の自然数)X線照射部から照射され被検査物T1を透過したX線が第kX線検出部に入射するようにしてもよい。この場合、第kX線照射部から照射されるX線によって得られる投影画像である第k投影画像に基づき異物の位置が特定され、同じ深さの投影画像について、第1〜第m投影画像それぞれに基づき特定した異物の位置同士が比較され、比較結果に基づいて異物の位置特定の誤検出部分が除去されるようにすればよい。
Therefore, the
上述した実施形態では、ステップS34において、CPU4は、着目ピクセルの横方向負側に並ぶ第1設定数のピクセル内で最大となる第1輝度値を算出し、着目ピクセルの横方向正側に並ぶ第2設定数のピクセル内で最大となる第2輝度値を算出し、着目ピクセルの縦方向負側に並ぶ第3設定数のピクセル内で最大となる第3輝度値を算出し、着目ピクセルの縦方向正側に並ぶ第4設定数のピクセル内で最大となる第4輝度値を算出したが、この算出処理はあくまで一例である。すなわち、上記の「横方向負側」、「横方向正側」、「縦方向負側」、及び「縦方向正側」はそれぞれ、「第1方向一方側」、「第1方向他方側」、「第2方向一方側」、及び「第2方向他方側」に一般化することができる。なお、第1方向と第2方向とは互い異なる方向である。第1方向と第2方向とは直交していなくてもよい。 In the above-described embodiment, in step S34, the CPU 4 calculates the maximum first brightness value among the first set number of pixels arranged on the negative side in the horizontal direction of the pixel of interest, and arranges them on the positive side in the horizontal direction of the pixel of interest. The maximum second brightness value within the second set number of pixels is calculated, the maximum third brightness value within the third set number of pixels arranged on the negative side in the vertical direction of the pixel of interest is calculated, and the pixel of interest is calculated. The maximum fourth brightness value within the fourth set number of pixels arranged on the positive side in the vertical direction was calculated, but this calculation process is only an example. That is, the above-mentioned "horizontal negative side", "horizontal positive side", "vertical negative side", and "vertical positive side" are "first direction one side" and "first direction other side", respectively. , "One side in the second direction", and "the other side in the second direction" can be generalized. The first direction and the second direction are different directions. The first direction and the second direction do not have to be orthogonal to each other.
また、第1輝度値を、着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で最大となる輝度値ではなく、着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で着目ピクセルより輝度値が大きく且つ着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値とし、第2〜第4輝度値についても同様の置換を行ってもよい。すなわち、第2輝度値を、着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で最大となる輝度値ではなく、着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で着目ピクセルより輝度値が大きく且つ着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値とする。また、第3輝度値を、着目ピクセルの第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で最大となる輝度値ではなく、着目ピクセルの第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で着目ピクセルより輝度値が大きく且つ着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値とする。また、第4輝度値を、着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で最大となる輝度値ではなく、着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で着目ピクセルより輝度値が大きく且つ着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値とする。上記の置換を行った場合も、上述した実施形態と同様に、微小領域全体の輝度特性に基づいて異物の位置を特定しているため、異物の検出精度を高くすることができる。ただし、上記の置換を行った場合において、異物の減弱係数が被検査物T1(ただし、異物を除く)の減弱係数より小さい画像について適用するときには、ステップS33の処理において「小さい」を「大きい」に置き換え、ステップS34を置換した処理において「大きい」を「小さい」に置き換え、「閾値TH1以下」を「閾値TH1以上」に置き換えるとよい。また、上記の「着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値」の代わりに「着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値」としてもよい。 Further, the first brightness value is not the maximum brightness value among the first set number of pixels arranged on one side of the first direction of the pixel of interest, but the first set number of pixels arranged on one side of the first direction of the pixel of interest. The brightness value of the pixel having a brightness value larger than that of the pixel of interest and being as far away as possible from the pixel of interest may be used, and the same substitution may be performed for the second to fourth brightness values. That is, the second brightness value is not the maximum brightness value among the second set number of pixels arranged on the other side of the first direction of the pixel of interest, but the second set number of pixels arranged on the other side of the first direction of the pixel of interest. The brightness value of a pixel having a brightness value larger than that of the pixel of interest and as far away as possible from the pixel of interest is used. Further, the third brightness value is not the maximum brightness value among the pixels of the third set number arranged on one side of the second direction of the pixel of interest, but the pixels of the third set number arranged on one side of the second direction of the pixel of interest. The brightness value of a pixel having a brightness value larger than that of the pixel of interest and as far away as possible from the pixel of interest is used. Further, the fourth brightness value is not the maximum brightness value among the fourth set number of pixels arranged on the other side of the second direction of the pixel of interest, but the fourth set number of pixels arranged on the other side of the second direction of the pixel of interest. The brightness value of a pixel having a brightness value larger than that of the pixel of interest and as far away as possible from the pixel of interest is used. Even when the above replacement is performed, since the position of the foreign matter is specified based on the luminance characteristics of the entire minute region as in the above-described embodiment, the detection accuracy of the foreign matter can be improved. However, in the case of performing the above substitution, when applying to an image in which the attenuation coefficient of the foreign matter is smaller than the attenuation coefficient of the object T1 to be inspected (excluding the foreign matter), "small" is changed to "large" in the process of step S33. In the process of replacing step S34, "large" is replaced with "small", and "threshold TH1 or less" is replaced with "threshold TH1 or more". Further, instead of the above-mentioned "luminance value of a pixel as far as possible from the pixel of interest", "luminance value of a pixel as close as possible to the pixel of interest" may be used.
また、第1輝度値を、着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で最大となる輝度値ではなく、着目ピクセルの第1方向一方側に着目ピクセルから第1所定位置離れて並ぶ第1設定数のピクセル(例えば着目ピクセルから3ピクセル離れて並ぶ4つのピクセルである場合、着目ピクセルから第1方向一方側に3つ目〜6つ目に並んでいるピクセル)及び着目ピクセルの第1方向他方側に着目ピクセルから第2所定位置離れて並ぶ第2設定数のピクセルの平均輝度値とする。そして、ステップS34〜S36において、第2輝度値に関する処理を行わないようにする。また、第3輝度値を、着目ピクセルの第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で最大となる輝度値ではなく、着目ピクセルの第2方向一方側に着目ピクセルから第3所定位置離れて並ぶ第3設定数のピクセル及び着目ピクセルの第2方向他方側に着目ピクセルから第4所定位置離れて並ぶ第4設定数のピクセルの平均輝度値(請求項8における「第2輝度値」に相当)とする。そして、ステップS34〜S36において、第4輝度値に関する処理を行わないようにする。上記の置換を行った場合も、上述した実施形態と同様に、微小領域全体の輝度特性に基づいて異物の位置を特定しているため、異物の検出精度を高くすることができる。ただし、上記の置換を行った場合において、異物の減弱係数が被検査物T1(ただし、異物を除く)の減弱係数より小さい画像について適用するときには、ステップS33の処理において「小さい」を「大きい」に置き換え、ステップS34を置換した処理において「閾値TH1以下」を「閾値TH1以上」に置き換えるとよい。 Further, the first brightness value is not the maximum brightness value among the first set number of pixels arranged on one side in the first direction of the pixel of interest, but the first predetermined position from the pixel of interest on one side of the first direction of the pixel of interest. The first set number of pixels lined up apart (for example, in the case of four pixels lined up 3 pixels away from the pixel of interest, the third to sixth pixels lined up on one side in the first direction from the pixel of interest) and the focus It is the average brightness value of the second set number of pixels arranged on the other side of the first direction of the pixel at a second predetermined position away from the pixel of interest. Then, in steps S34 to S36, the processing related to the second luminance value is not performed. Further, the third brightness value is not the maximum brightness value among the third set number of pixels arranged on one side in the second direction of the pixel of interest, but the third predetermined position from the pixel of interest on one side of the second direction of the pixel of interest. The average brightness value of the third set number of pixels arranged apart and the fourth set number of pixels arranged on the other side of the second direction of the pixel of interest at a fourth predetermined position away from the pixel of interest (the "second brightness value" in claim 8). Equivalent to). Then, in steps S34 to S36, the processing related to the fourth luminance value is not performed. Even when the above replacement is performed, since the position of the foreign matter is specified based on the luminance characteristics of the entire minute region as in the above-described embodiment, the detection accuracy of the foreign matter can be improved. However, in the case of performing the above substitution, when applying to an image in which the attenuation coefficient of the foreign matter is smaller than the attenuation coefficient of the object T1 to be inspected (excluding the foreign matter), "small" is changed to "large" in the process of step S33. In the process of replacing step S34, "threshold TH1 or less" may be replaced with "threshold TH1 or more".
CPU4は、過去に検査された被検査物T1の投影画像により学習した人工知能を用いて異物の位置を特定してもよい。人工知能を用いることにより、異物の検出精度をより一層高めることができる。人工知能の設けられる場所は特に限定されない。例えばCPU4に人工知能を設けてもよい。また例えば検査装置100が通信ネットワークを介してアクセス可能なクラウド上に人工知能を設けてもよい。
The CPU 4 may specify the position of the foreign matter by using the artificial intelligence learned from the projected image of the object to be inspected T1 inspected in the past. By using artificial intelligence, the accuracy of detecting foreign matter can be further improved. The place where artificial intelligence is provided is not particularly limited. For example, the CPU 4 may be provided with artificial intelligence. Further, for example, artificial intelligence may be provided on a cloud that the
上述した実施形態とは異なり、ステップS4とステップS5との実行順序を入れ替え、ステップS6において、位置補正及び誤検出部分除去処理が反映された異物の位置を示す各投影画像を全て足し合わせて得られる画像、つまり異物の位置を2次元表示する画像を出力画像として生成してもよい。この場合、ステップS3において、必ずしも投影画像ごとに異物の位置を特定する必要はなく、複数の投影画像ごとに異物の位置を特定してもよい。 Unlike the above-described embodiment, the execution order of step S4 and step S5 is exchanged, and in step S6, all the projected images showing the positions of the foreign matter reflecting the position correction and the false detection partial removal process are added together. An image to be generated, that is, an image displaying the position of a foreign object in two dimensions may be generated as an output image. In this case, in step S3, it is not always necessary to specify the position of the foreign matter for each projected image, and the position of the foreign matter may be specified for each of a plurality of projected images.
上述した実施形態とは異なり、ステップS3の直後にステップS5を実行し、位置補正終了後に照射角度ごとに全断層の異物の位置を足し合わせ、全断層の異物の位置を足し合わせた後の照射角度ごとのデータについてステップS4を実行し、ステップS6において、位置補正及び誤検出部分除去処理が反映された異物の位置を示す各投影画像を全て足し合わせて得られる画像、つまり異物の位置を2次元表示する画像を出力画像として生成してもよい。この場合、ステップS3において、必ずしも投影画像ごとに異物の位置を特定する必要はなく、複数の投影画像ごとに異物の位置を特定してもよい。 Unlike the above-described embodiment, step S5 is executed immediately after step S3, the positions of foreign substances on all faults are added for each irradiation angle after the position correction is completed, and irradiation after adding the positions of foreign substances on all faults. Step S4 is executed for the data for each angle, and in step S6, the image obtained by adding all the projected images showing the positions of the foreign matter reflecting the position correction and the erroneous detection portion removal processing, that is, the position of the foreign matter is 2. An image to be displayed in dimensions may be generated as an output image. In this case, in step S3, it is not always necessary to specify the position of the foreign matter for each projected image, and the position of the foreign matter may be specified for each of a plurality of projected images.
上述した実施形態では、X線検出部2A及び2Bの位置を除く所定の位置に設定される各断層に投影して得られる投影画像は、トモシンセシスの原理に基づいて得られる各断層における投影画像であるが、これはあくまで例示である。すなわち、X線検出部2A及び2Bの位置を除く所定の位置に設定される各断層に投影して得られる投影画像は、トモシンセシスの原理に基づいて得られる各断層における投影画像でなくてもよい。トモシンセシス法を採用しない場合、1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bをそれぞれ単一ラインのラインセンサにしてもよい。1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bがそれぞれ単一ラインである場合は、ラインセンサの画素サイズと1フレームあたりの被検査物の移動量とを一致させる。 In the above-described embodiment, the projected image obtained by projecting onto each tomographic image set at a predetermined position other than the positions of the X-ray detectors 2A and 2B is a projected image on each tomographic image obtained based on the principle of tomosynthesis. There is, but this is just an example. That is, the projected image obtained by projecting on each tomographic image set at a predetermined position other than the positions of the X-ray detectors 2A and 2B does not have to be the projected image on each tomographic image obtained based on the principle of tomosynthesis. .. When the tomosynthesis method is not adopted, the 1X-ray detection unit 2A and the second X-ray detection unit 2B may each be a single-line line sensor. When the 1X-ray detection unit 2A and the 2nd X-ray detection unit 2B are each a single line, the pixel size of the line sensor and the movement amount of the object to be inspected per frame are matched.
なお、検査装置100の構造上の制約により、第1X線検出部2Aと第2X線検出部2Bとを同じ高さに配置できない場合がある。この場合、第1X線検出部2AのZ軸方向位置と第2X線検出部2BのZ軸方向位置とが異なり、被検査物T1の同じ位置を通過したX線が入射するピクセルが第1X線検出部2Aと第2X線検出部2Bとでずれる。したがって、このずれを考慮して、Y軸方向において、第1X線照射部1A及び第1X線検出部2Aに由来する投影画像のピクセルに該当する、第2X線照射部1B及び第2X線検出部2Bに由来する投影画像のピクセルを特定すればよい。
Due to structural restrictions of the
上述した実施形態のように画素データ(ラインセンサで得られるデータ)を単純に並べること又は単純に積算することで撮影画像(2次元のデジタルデータ)を生成するのではなく、独自の画像処理に基づいて撮影画像を生成してもよい。独自の画像処理に基づいて撮影画像を生成する場合、被検査物T1の移動速度をラインセンサの画素サイズに必ずしも合わせる必要はない。 Instead of generating a captured image (two-dimensional digital data) by simply arranging pixel data (data obtained by a line sensor) or simply integrating as in the above-described embodiment, it is possible to perform original image processing. A captured image may be generated based on the above. When the captured image is generated based on the original image processing, it is not always necessary to match the moving speed of the object to be inspected T1 with the pixel size of the line sensor.
また、ラインセンサである第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bの代わりに、図17に示すように二次元検出器2Cを用いてもよい。二次元検出器2Cの斜線領域(図17参照)の検出結果を用いることで、二次元検出器2Cを擬似的な2つのラインセンサとすることができる。なお、図17に示す構成においても、図1に示す構成と同様に、第1X線照射部1A及び第2X線照射部1Bを共通化して単一のX線照射部にしてもよい。
Further, instead of the first X-ray detection unit 2A and the second X-ray detection unit 2B, which are line sensors, a two-
また、単一の二次元検出器2Cの代わりに複数の二次元検出器を用い、複数の二次元検出器それぞれの一部領域の検出結果を用いることで、複数の二次元検出器を擬似的な複数のラインセンサとすることができる。
In addition, by using a plurality of two-dimensional detectors instead of the single two-
また、単一の二次元検出器2Cの代わりに単一のラインセンサを用い、単一の二次元検出器2Cの場合と同様に単一のラインセンサの複数領域の検出結果を用いることで、単一のラインセンサを擬似的な複数のラインセンサとすることができる。なお、単一のラインセンサは、Y軸方向に沿って延びる複数のラインを有するラインセンサである。
In addition, by using a single line sensor instead of the single two-
また、ラインセンサである第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bの代わりに、図18及び図19に示すように二次元検出器2D及び2Eを用いてもよい。図18及び図19に示す検査装置100は、例えば次のような動作を行うとよい。第2X線照射部1B及び二次元検出器2Eによる撮影が可能な位置に被検査物T1をベルトコンベア3の駆動により移動させ、その後ベルトコンベア3を停止させ、第2X線照射部1B及び二次元検出器2Eによる撮影が可能な位置に被検査物T1を静止させる(図18参照)。図18に示す静止状態において、第2X線照射部1B及び二次元検出器2Eによって被検査物T1を1ショット撮影する。それから、第1X線照射部1A及び二次元検出器2Dによる撮影が可能な位置に被検査物T1をベルトコンベア3の駆動により移動させ、その後ベルトコンベア3を停止させ、第1X線照射部1A及び二次元検出器2Dによる撮影が可能な位置に被検査物T1を静止させる(図19参照)。図19に示す静止状態において、第1X線照射部1A及び二次元検出器2Dによって被検査物T1を1ショット撮影する。
Further, instead of the first X-ray detection unit 2A and the second X-ray detection unit 2B which are line sensors, two-
また、第1X線照射部1A、第2X線照射部1B、並びにラインセンサである第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bの代わりに、図20及び図21に示すようにX線照射部1C並びに二次元検出器2Fを用いてもよい。図20及び図21に示す検査装置100は、例えば次のような動作を行うとよい。被検査物T1を第1の所定位置までベルトコンベア3の駆動により移動させる。このとき被検査物T1の移動に連動して二次元検出器2Fも不図示の移動機構により移動させる。その後ベルトコンベア3及び不図示の移動機構を停止させ、被検査物T1を第1の所定位置に静止させ、二次元検出器2Fを第1の所定位置に対応する位置に静止させる(図20参照)。図20に示す静止状態において、X線照射部1C及び二次元検出器2Fによって被検査物T1を1ショット撮影する。それから、被検査物T1を第2の所定位置までベルトコンベア3の駆動により移動させる。このとき被検査物T1の移動に連動して二次元検出器2Fも不図示の移動機構により移動させる。その後ベルトコンベア3及び不図示の移動機構を停止させ、被検査物T1を第2の所定位置に静止させ、二次元検出器2Fを第2の所定位置に対応する位置に静止させる(図21参照)。図21に示す静止状態において、X線照射部1C及び二次元検出器2Fによって被検査物T1を1ショット撮影する。
Further, instead of the first
以上の説明では、被検査物T1とX線撮影に用いたX線照射部との位置関係がX軸方向においてのみ異なる複数枚の2次元X線撮影画像が生成されたが、被検査物T1とX線撮影に用いたX線照射部との位置関係がY軸方向においてのみ異なる複数枚の2次元X線撮影画像が生成されてもよく、被検査物T1とX線撮影に用いたX線照射部との位置関係がX軸方向、Y軸方向の両方において異なる複数枚の2次元X線撮影画像が生成されてもよい。 In the above description, a plurality of two-dimensional X-ray images in which the positional relationship between the object T1 to be inspected and the X-ray irradiation unit used for X-ray photography are different only in the X-axis direction are generated. A plurality of two-dimensional X-ray images may be generated in which the positional relationship between the X-ray and the X-ray irradiation unit used for the X-ray photography is different only in the Y-axis direction. A plurality of two-dimensional radiographed images having different positional relationships with the line irradiation unit in both the X-axis direction and the Y-axis direction may be generated.
なお、X線検出部としてラインセンサを使用する場合、X線の照射領域ごとにフレームデータを或る1つの断層に投影し、再構成して生成される各2次元画像を「2次元X線撮影画像」とみなして以後の処理を行う構成の検査装置も本発明に含まれるものとする。 When a line sensor is used as an X-ray detection unit, frame data is projected onto a certain fault for each X-ray irradiation region, and each two-dimensional image generated by reconstruction is converted into "two-dimensional X-rays". The present invention also includes an inspection device having a configuration that is regarded as a "captured image" and is subjected to subsequent processing.
1 X線照射部
1A 第1X線照射部
1B 第2X線照射部
2 X線検出部
2A 第1X線検出部
2B 第2X線検出部
3 ベルトコンベア
4 CPU
5 ROM
6 RAM
7 VRAM
8 表示部
9 HDD
10 入力部
100 検査装置1
5 ROM
6 RAM
7 VRAM
8
10
Claims (11)
前記2次元X線撮影画像を前記X線検出部の位置を除く所定の位置に設定される断層に投影した画像を生成し、その後、その生成した画像を2次元画像である投影画像に再構成する再構成部と、
前記投影画像に基づき異物の位置を特定する特定部と、
除去部と、
を備え、
前記第1画像生成部は、前記被検査物と前記X線撮影に用いたX線照射部及び前記X線検出部との位置関係が異なる複数枚の前記2次元X線撮影画像を生成し、
前記再構成部は、複数枚の前記2次元X線撮影画像それぞれを深さが異なる複数の断層に投影した画像を生成し、その後、その生成した画像それぞれを前記投影画像に再構成し、
前記特定部は、複数枚の前記投影画像それぞれを異物の位置を特定した二値化投影画像に変換し、
前記除去部は、同じ深さの断層に投影された画像から得られる複数枚の前記二値化投影画像同士を比較し、比較結果に基づいて異物の位置特定の誤検出部分を除去することを特徴とする検査装置。A first image generation unit that targets an object to be inspected for X-ray photography and generates a two-dimensional X-ray image based on the detection result of the X-ray detection unit used for the X-ray photography.
An image obtained by projecting the two-dimensional X-ray image onto a fault set at a predetermined position other than the position of the X-ray detection unit is generated, and then the generated image is reconstructed into a projected image which is a two-dimensional image. Reconstruction part and
A specific part that identifies the position of a foreign object based on the projected image,
With the removal part
With
The first image generation unit generates a plurality of two-dimensional X-ray images having different positional relationships between the object to be inspected, the X-ray irradiation unit used for the X-ray imaging, and the X-ray detection unit.
The reconstructing unit generates an image obtained by projecting a plurality of the two-dimensional X-ray images onto a plurality of tomographic images having different depths, and then reconstructs each of the generated images into the projected image.
The specific unit converts each of the plurality of the projected images into a binarized projected image in which the position of the foreign matter is specified.
The removing unit compares a plurality of the binarized projected images obtained from the images projected on the tomographic image of the same depth, and removes the erroneously detected portion of the position of the foreign matter based on the comparison result. A featured inspection device.
前記投影画像を所定の領域毎に分割する分割部と、
前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、
を備え、
着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上小さい場合に、
前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で最大となる第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で最大となる第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で最大となる第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で最大となる第4輝度値を算出し、
所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定し、
前記所定の条件は、
(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以下になるという第1条件、
(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以下になるという第2条件、
(c)前記第1条件及び前記第2条件、
のうちのいずれか一つである請求項1〜4のいずれか一項に記載の検査装置。The specific part is
A division unit that divides the projected image into predetermined areas, and
A calculation unit that calculates the average luminance value in each of the predetermined regions,
With
When the brightness value of the pixel of interest is smaller than the average brightness value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more.
The first brightness value that is the maximum among the first set number of pixels arranged on one side of the first direction of the pixel of interest is calculated, and the maximum among the second set number of pixels arranged on the other side of the first direction of the pixel of interest is calculated. The second brightness value that is Calculate the maximum fourth brightness value within the fourth set number of pixels lined up on the other side of the second direction of the pixels.
If a predetermined condition is satisfied, the pixel of interest is specified as the position of a foreign object, and the pixel of interest is specified.
The predetermined conditions are
(A) The first condition that the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the first brightness value and the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the second brightness value are each equal to or less than the first threshold value.
(B) The second condition that the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the third brightness value and the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the fourth brightness value are each equal to or less than the second threshold value.
(C) The first condition and the second condition,
The inspection device according to any one of claims 1 to 4, which is any one of the above.
被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割部と、
前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、
を備え、
着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上小さい場合に、
前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きく且つ前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値である第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きく且つ前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値である第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きく且つ前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値である第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きく且つ前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値である第4輝度値を算出し、
所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定し、
前記所定の条件は、
(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以下になるという第1条件、
(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以下になるという第2条件、
(c)前記第1条件及び前記第2条件、
のうちのいずれか一つである請求項1〜4のいずれか一項に記載の検査装置。The specific part is
A division part that divides an image based on X-ray photography of the object to be inspected into predetermined areas, and
A calculation unit that calculates the average luminance value in each of the predetermined regions,
With
When the brightness value of the pixel of interest is smaller than the average brightness value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more.
Within the first set number of pixels arranged on one side in the first direction of the pixel of interest, the brightness value of a pixel having a higher brightness value than the pixel of interest and as far away as possible from the pixel of interest, or the brightness of a pixel as close as possible to the pixel of interest. The first brightness value, which is a value, is calculated, and the brightness of the pixels having a brightness value larger than that of the pixel of interest and as far as possible from the pixel of interest within the second set number of pixels arranged on the other side of the first direction of the pixel of interest. The second brightness value, which is the value or the brightness value of the pixel as close as possible to the pixel of interest, is calculated, and within the third set number of pixels arranged on one side of the second direction, which is a direction different from the first direction of the pixel of interest. A third brightness value, which is a brightness value of a pixel having a brightness value larger than that of the pixel of interest and as far as possible from the pixel of interest or a brightness value of a pixel as close as possible to the pixel of interest, is calculated, and the other side of the pixel of interest in the second direction. Among the fourth set number of pixels lined up in, the fourth brightness value, which is the brightness value of a pixel having a brightness value larger than that of the pixel of interest and as far as possible from the pixel of interest, or the brightness value of a pixel as close as possible to the pixel of interest, is calculated. death,
If a predetermined condition is satisfied, the pixel of interest is specified as the position of a foreign object, and the pixel of interest is specified.
The predetermined conditions are
(A) The first condition that the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the first brightness value and the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the second brightness value are each equal to or less than the first threshold value.
(B) The second condition that the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the third brightness value and the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the fourth brightness value are each equal to or less than the second threshold value.
(C) The first condition and the second condition,
The inspection device according to any one of claims 1 to 4, which is any one of the above.
被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割部と、
前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、
を備え、
着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上小さい場合に、
前記着目ピクセルの第1方向一方側に前記着目ピクセルから第1所定位置離れて並ぶ第1設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第1方向他方側に第2所定位置離れて並ぶ第2設定数のピクセルの平均輝度値である第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に前記着目ピクセルから第3所定位置離れて並ぶ第3設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第2方向他方側に前記着目ピクセルから第4所定位置離れて並ぶ第4設定数のピクセルの平均輝度値である第2輝度値を算出し、
所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定し、
前記所定の条件は、
(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第1閾値以下になるという第1条件、
(b)前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第2閾値以下になるという第2条件、
(c)前記第1条件及び前記第2条件、
のうちのいずれか一つである請求項1〜4のいずれか一項に記載の検査装置。The specific part is
A division part that divides an image based on X-ray photography of the object to be inspected into predetermined areas, and
A calculation unit that calculates the average luminance value in each of the predetermined regions,
With
When the brightness value of the pixel of interest is smaller than the average brightness value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more.
A first set number of pixels arranged on one side of the pixel of interest in the first direction separated from the pixel of interest by a first predetermined position, and a second set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the first direction separated by a second predetermined position. The first brightness value, which is the average brightness value of the pixels, is calculated, and a third set number of pixels are arranged on one side of the second direction, which is a direction different from the first direction of the pixel of interest, at a third predetermined position from the pixel of interest. And the second brightness value, which is the average brightness value of the fourth set number of pixels arranged at the other side in the second direction of the pixel of interest at a fourth predetermined position from the pixel of interest, is calculated.
If a predetermined condition is satisfied, the pixel of interest is specified as the position of a foreign object, and the pixel of interest is specified.
The predetermined conditions are
(A) The first condition that the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the first brightness value is equal to or less than the first threshold value.
(B) The second condition that the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the second brightness value is equal to or less than the second threshold value.
(C) The first condition and the second condition,
The inspection device according to any one of claims 1 to 4, which is any one of the above.
被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割部と、
前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、
を備え、
着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上大きい場合に、
前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で最小となる第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で最小となる第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で最小となる第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で最小となる第4輝度値を算出し、
所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定し、
前記所定の条件は、
(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以上になるという第1条件、
(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以上になるという第2条件、
(c)前記第1条件及び前記第2条件、
のうちのいずれか一つである請求項1〜4のいずれか一項に記載の検査装置。The specific part is
A division part that divides an image based on X-ray photography of the object to be inspected into predetermined areas, and
A calculation unit that calculates the average luminance value in each of the predetermined regions,
With
When the brightness value of the pixel of interest is greater than or equal to the average brightness value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs.
The first brightness value that is the smallest among the first set number of pixels arranged on one side of the first direction of the pixel of interest is calculated, and the smallest among the second set number of pixels arranged on the other side of the first direction of the pixel of interest. The second brightness value that is Calculate the minimum fourth brightness value within the fourth set number of pixels lined up on the other side of the second direction of the pixels.
If a predetermined condition is satisfied, the pixel of interest is specified as the position of a foreign object, and the pixel of interest is specified.
The predetermined conditions are
(A) The first condition that the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the first brightness value and the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the second brightness value are each equal to or higher than the first threshold value.
(B) The second condition that the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the third brightness value and the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the fourth brightness value are each equal to or higher than the second threshold value.
(C) The first condition and the second condition,
The inspection device according to any one of claims 1 to 4, which is any one of the above.
被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割部と、
前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、
を備え、
着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上大きい場合に、
前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さく且つ前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値である第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さく且つ前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値である第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さく且つ前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値である第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さく且つ前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値である第4輝度値を算出し、
所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定し、
前記所定の条件は、
(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以上になるという第1条件、
(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以上になるという第2条件、
(c)前記第1条件及び前記第2条件、
のうちのいずれか一つである請求項1〜4のいずれか一項に記載の検査装置。The specific part is
A division part that divides an image based on X-ray photography of the object to be inspected into predetermined areas, and
A calculation unit that calculates the average luminance value in each of the predetermined regions,
With
When the brightness value of the pixel of interest is greater than or equal to the average brightness value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs.
Within the first set number of pixels arranged on one side in the first direction of the pixel of interest, the brightness value of a pixel having a smaller brightness value than the pixel of interest and as far as possible from the pixel of interest, or the brightness of a pixel as close as possible to the pixel of interest. The first brightness value, which is a value, is calculated, and the brightness of the pixels having a brightness value smaller than that of the pixel of interest and as far as possible from the pixel of interest within the second set number of pixels arranged on the other side of the first direction of the pixel of interest. The second brightness value, which is the value or the brightness value of the pixel as close as possible to the pixel of interest, is calculated, and within the third set number of pixels arranged on one side of the second direction, which is a direction different from the first direction of the pixel of interest. A third brightness value, which is a brightness value of a pixel having a brightness value smaller than that of the pixel of interest and as far as possible from the pixel of interest or a brightness value of a pixel as close as possible to the pixel of interest, is calculated, and the other side of the pixel of interest in the second direction. Among the fourth set number of pixels lined up in, the fourth brightness value, which is the brightness value of a pixel whose brightness value is smaller than that of the pixel of interest and is as far as possible from the pixel of interest, or the brightness value of a pixel as close as possible to the pixel of interest, is calculated. death,
If a predetermined condition is satisfied, the pixel of interest is specified as the position of a foreign object, and the pixel of interest is specified.
The predetermined conditions are
(A) The first condition that the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the first brightness value and the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the second brightness value are each equal to or higher than the first threshold value.
(B) The second condition that the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the third brightness value and the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the fourth brightness value are each equal to or higher than the second threshold value.
(C) The first condition and the second condition,
The inspection device according to any one of claims 1 to 4, which is any one of the above.
被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割部と、
前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、
を備え、
着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上大きい場合に、
前記着目ピクセルの第1方向一方側に前記着目ピクセルから第1所定位置離れて並ぶ第1設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第1方向他方側に第2所定位置離れて並ぶ第2設定数のピクセルの平均輝度値である第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に前記着目ピクセルから第3所定位置離れて並ぶ第3設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第2方向他方側に前記着目ピクセルから第4所定位置離れて並ぶ第4設定数のピクセルの平均輝度値である第2輝度値を算出し、
所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定し、
前記所定の条件は、
(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第1閾値以上になるという第1条件、
(b)前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第2閾値以上になるという第2条件、
(c)前記第1条件及び前記第2条件、
のうちのいずれか一つである請求項1〜4のいずれか一項に記載の検査装置。The specific part is
A division part that divides an image based on X-ray photography of the object to be inspected into predetermined areas, and
A calculation unit that calculates the average luminance value in each of the predetermined regions,
With
When the brightness value of the pixel of interest is greater than or equal to the average brightness value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs.
A first set number of pixels arranged on one side of the pixel of interest in the first direction separated from the pixel of interest by a first predetermined position, and a second set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the first direction separated by a second predetermined position. The first brightness value, which is the average brightness value of the pixels, is calculated, and a third set number of pixels are arranged on one side of the second direction, which is a direction different from the first direction of the pixel of interest, at a third predetermined position from the pixel of interest. And the second brightness value, which is the average brightness value of the fourth set number of pixels arranged at the other side in the second direction of the pixel of interest at a fourth predetermined position from the pixel of interest, is calculated.
If a predetermined condition is satisfied, the pixel of interest is specified as the position of a foreign object, and the pixel of interest is specified.
The predetermined conditions are
(A) The first condition that the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the first brightness value is equal to or higher than the first threshold value.
(B) The second condition that the ratio of the brightness value of the pixel of interest to the second brightness value is equal to or higher than the second threshold value.
(C) The first condition and the second condition,
The inspection device according to any one of claims 1 to 4, which is any one of the above.
前記X線撮影装置によって被検査物をX線撮影して得られる2次元X線撮影画像を記憶する記憶ステップと、
前記2次元X線撮影画像を前記X線検出部の位置を除く所定の位置に設定される断層に投影した画像を生成し、その後、その生成した画像を2次元画像である投影画像に再構成する再構成ステップと、
前記投影画像に基づき異物の位置を特定する特定ステップと、
除去ステップと、
を備え、
前記記憶ステップにおいて、前記被検査物と前記X線撮影に用いたX線照射部及び前記X線検出部との位置関係が異なる複数枚の前記2次元X線撮影画像が記憶され、
前記再構成ステップにおいて、複数枚の前記2次元X線撮影画像それぞれを深さが異なる複数の断層に投影した画像が生成され、その後、その生成された画像それぞれが前記投影画像に再構成され、
前記特定ステップにおいて、複数枚の前記投影画像それぞれが異物の位置を特定した二値化投影画像に変換され、
前記除去ステップにおいて、同じ深さの断層に投影された画像から得られる複数枚の前記二値化投影画像同士が比較され、比較結果に基づいて異物の位置特定の誤検出部分が除去されることを特徴とする検査方法。This is an inspection method using an X-ray imaging apparatus including an X-ray irradiation unit and an X-ray detection unit.
A storage step of storing a two-dimensional X-ray image obtained by X-raying an object to be inspected by the X-ray apparatus, and a storage step.
An image obtained by projecting the two-dimensional X-ray image onto a fault set at a predetermined position other than the position of the X-ray detection unit is generated, and then the generated image is reconstructed into a projected image which is a two-dimensional image. Reconstruction steps and
A specific step of identifying the position of a foreign object based on the projected image, and
With the removal step,
With
In the storage step, a plurality of two-dimensional X-ray images having different positional relationships between the object to be inspected, the X-ray irradiation unit used for the X-ray imaging, and the X-ray detection unit are stored.
In the reconstruction step, images obtained by projecting each of the plurality of two-dimensional X-ray images onto a plurality of tomographic images having different depths are generated, and then each of the generated images is reconstructed into the projected images.
In the specific step, each of the plurality of projected images is converted into a binarized projected image in which the position of the foreign matter is specified.
In the removal step, a plurality of the binarized projected images obtained from the images projected on the tomography of the same depth are compared with each other, and the erroneously detected portion of the foreign matter is removed based on the comparison result. An inspection method characterized by.
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2937324B2 (en) * | 1988-05-26 | 1999-08-23 | 株式会社東芝 | Defective foreign matter detection device |
US20050067570A1 (en) * | 2003-09-05 | 2005-03-31 | Retterath James E. | System for automated detection of embedded objects |
JP2013195201A (en) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Ishida Co Ltd | X-ray inspection apparatus |
KR101445143B1 (en) * | 2013-07-12 | 2014-10-01 | (주)자비스 | Foreign body signal image processing improve method |
JP2015158454A (en) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | 株式会社 システムスクエア | Inspection device using inspection wave |
JP2016145778A (en) * | 2015-02-09 | 2016-08-12 | 株式会社ジョブ | X-ray inspection device and x-ray inspection method |
JPWO2015111728A1 (en) * | 2014-01-23 | 2017-03-23 | 株式会社ジョブ | X-ray inspection apparatus and X-ray inspection method |
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2937324B2 (en) * | 1988-05-26 | 1999-08-23 | 株式会社東芝 | Defective foreign matter detection device |
US20050067570A1 (en) * | 2003-09-05 | 2005-03-31 | Retterath James E. | System for automated detection of embedded objects |
JP2013195201A (en) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Ishida Co Ltd | X-ray inspection apparatus |
KR101445143B1 (en) * | 2013-07-12 | 2014-10-01 | (주)자비스 | Foreign body signal image processing improve method |
JPWO2015111728A1 (en) * | 2014-01-23 | 2017-03-23 | 株式会社ジョブ | X-ray inspection apparatus and X-ray inspection method |
JP2015158454A (en) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | 株式会社 システムスクエア | Inspection device using inspection wave |
JP2016145778A (en) * | 2015-02-09 | 2016-08-12 | 株式会社ジョブ | X-ray inspection device and x-ray inspection method |
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