JP2007136163A - Panoramic imaging device, and image processing method in panoramic imaging - Google Patents
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Images
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Abstract
Description
本発明は、被験者の特定部位、例えば歯列などのパノラマ画像を撮影するパノラマ画像撮影装置及びパノラマ撮影における画像処理方法に係り、とくに、相互に対向して配置したX線源及びデジタル型のX線検出器の対をそのX線源とX線検出器との間に被験者が介在するように配置し、その状態で被験者の周りの所定の軌道に沿ってX線源とX線検出器との対を移動させながら当該X線源から照射され且つ被験者を透過したX線を所定時間毎にX線検出器で検出し、このX線検出器により検出されるデジタル量の透過X線データを用いて被験者のパノラマ画像を作成するパノラマ画像撮影装置及びパノラマ撮影における画像処理方法に関する。 The present invention relates to a panoramic image photographing apparatus for photographing a panoramic image of a specific part of a subject, for example, a dentition, and an image processing method in the panoramic photographing, and in particular, an X-ray source and a digital X-ray arranged to face each other. A pair of X-ray detectors arranged so that the subject is interposed between the X-ray source and the X-ray detector, and in that state, along the predetermined trajectory around the subject, the X-ray source and the X-ray detector; The X-rays irradiated from the X-ray source and transmitted through the subject are detected by the X-ray detector every predetermined time while moving the pair of the X-rays, and the digital transmission X-ray data detected by the X-ray detector is detected. The present invention relates to a panoramic image photographing apparatus that uses a panoramic image of a subject and an image processing method in panoramic photographing.
近年の食文化や生活スタイルの変化も相俟ってか、歯の治療を受ける人は益々多くなってきており、歯科の専門家からは、歯の定期健診や早期治療の必要性が頻繁に勧告されている。歯の治療を行なう場合、多くは、歯(歯列)や歯茎の状態を調べるためのX線撮影を行う。このX線撮影は、従来では、X線フィルムを使って歯茎部分の局所的な投影像を得るものが多かったが、これに代わる方法として、或いは、その併用として、X線CTスキャナや歯科専用の歯科用パノラマ画像撮影装置などが使用されている。 With the recent changes in food culture and lifestyle, the number of people receiving dental treatments is increasing, and dental specialists frequently require regular dental examinations and early treatment. Has been recommended. In the case of treating teeth, in many cases, X-ray imaging is performed to check the state of teeth (dentition) and gums. Conventionally, this X-ray imaging has often obtained a local projection image of the gum part using an X-ray film. However, as an alternative method or a combination thereof, an X-ray CT scanner or a dedicated dentistry is used. A dental panoramic image photographing apparatus is used.
X線CTスキャナは、一般化されているCT撮影法を単に顎部分の撮影に適用するものであって、このスキャナによる収集画像から再構成した歯列に沿ったパノラマ画像の解像度はそれほど高いものにならず、歯列の全体を診るためといった利用法に止まっている。 The X-ray CT scanner simply applies a generalized CT imaging method to the imaging of the jaw part, and the resolution of the panoramic image along the dentition reconstructed from the acquired image by this scanner is so high Instead, it is only used to examine the entire dentition.
一方、歯科用パノラマ画像撮影装置は、X線源及びX線検出器の対を被験者の顎部分を挟むように位置させ、その対を顎部分の周囲で動かしてX線透過データを収集し、このデータから歯列に対する所定断面に沿ったパノラマ画像を生成するものである。この歯科用パノラマ画像撮影装置の一例として、引用文献1に記載の装置が知られている。
On the other hand, the dental panoramic imaging apparatus positions the pair of the X-ray source and the X-ray detector so as to sandwich the jaw part of the subject, and moves the pair around the jaw part to collect the X-ray transmission data, A panoramic image along a predetermined cross section for the dentition is generated from this data. As an example of this dental panoramic image photographing apparatus, an apparatus described in the cited
この引用文献1には、デジタル式のパノラマ画像撮影装置(発明の名称は「デジタルパノラマX線撮影装置」)の例が示されている。このパノラマ画像撮影装置は、被験者を挟んで対向して配置したX線源とX線像検出部とを被験者の周りに一体的に旋回させる旋回駆動手段を備える。X線源は、X線管と、このX線管から曝射されたX線をスリットビーム状に絞るコリメータとを備える。X線像検出部は、入射X線量に応じたデジタル量の電気信号を出力するX線CCDセンサなどのX線検出器を備える。さらに、このパノラマ画像撮影装置は、X線検出器により収集された画像情報をフレーム画像として逐次記憶する記憶手段と、この記憶手段から所定の時間間隔で画像情報を順次読み出し、連続する画像情報の中を像が移動する方向に関して、読み出した画像情報を所定距離ずつシフトさせながら加算し、画像情報の読出し間隔とシフト量に応じた任意断面のパノラマ画像を形成する画像処理手段とを備えている。これにより、X線フィルムを使用しなくても、患者の歯列に沿った断面のパノラマ画像をパソコンなどのモニタ上に診断用の画像として提供できる。
This cited
しかしながら、上述した歯科用パノラマ画像撮影装置によるデジタルパノラマ撮影を以ってしても、必ずしも歯科医の要求を十分に満たすほどのパノラマ画像を提供していないという状況にある。 However, even with digital panoramic imaging by the above-described dental panoramic image capturing apparatus, panoramic images that sufficiently satisfy the requirements of the dentist are not necessarily provided.
例えば、診断に最適なパノラマ画像を得ようとすると、患者の歯列に沿った最適な断面に撮影位置を設定することが必要であるが、それが難しい。その理由は、診断したい部位に焦点を当てた断面の設定が容易ではないことに因る。そのような最適焦点の断面を設定しようとすると、多くは、撮影者の撮影技能に頼らざるを得ない。焦点が合わない、すなわち、ボケた画像を用いて診断する場合、それだけ歯科医の診断上の負担も増すことになる。 For example, in order to obtain a panoramic image optimal for diagnosis, it is necessary to set an imaging position in an optimal cross section along the dentition of the patient, but this is difficult. The reason is that it is not easy to set a cross section focusing on the site to be diagnosed. When trying to set such a cross-section for optimum focus, many have to rely on the photographer's shooting skills. When a diagnosis is performed using an out-of-focus image, that is, a blurred image, the diagnostic burden on the dentist increases accordingly.
また、従来の歯科用パノラマ画像撮影装置の場合、撮影したパノラマ画像から、歯列(歯茎)の奥行き方向(つまり歯列の前後方向、つまり各歯の厚さ方向)における、それぞれの歯や歯茎の内部の構造情報を位置の情報と共に或いは位置を指定して得ることはできない。つまり、自在に位置を特定して、その位置における歯や歯茎の内部の構造情報を得ることはできない。加えて言うなら、3次元的な位置を指定して、その位置における歯列及び歯茎の構造の内部情報を得ることなどは全く無理である。つまり、パノラマ画像に写り込んでいる歯列断面以外の構造の情報は殆ど提供されない。その一方で、歯の形状や生え方の角度は、各個人の歯列の中においてもそれぞれ異なるし、個人差も当然にある。このため、読影医がもう少し奥の部分を又は手前の部分を診たい、斜めの歯に沿ってその断面を診たい、歯の厚さ方向に沿った断面を診たい、などと思う場合でも、それを自在に診ることはできない。したがって、歯のどの部分に虫歯や歯槽膿漏が在るのか、歯茎と血管や神経の位置関係がどうなっているのか、といったことに関して情報不足になりがちである。 Further, in the case of a conventional dental panoramic image photographing device, each tooth and gum in the depth direction of the dentition (gum) (that is, the longitudinal direction of the dentition, that is, the thickness direction of each tooth) from the captured panoramic image. It is not possible to obtain the structural information inside of the information together with the position information or by specifying the position. That is, it is not possible to specify the position freely and obtain structural information inside the teeth and gums at that position. In addition, it is quite impossible to specify a three-dimensional position and obtain internal information on the dentition and gum structure at that position. That is, information on structures other than the dentition cross-section reflected in the panoramic image is hardly provided. On the other hand, the shape of teeth and the angle of how they grow are different in each individual's dentition, and there are naturally individual differences. For this reason, even if the interpreting doctor wants to examine the back part or the front part a little, wants to examine the cross section along the diagonal tooth, or wants to examine the cross section along the thickness direction of the tooth, I can't see it freely. Therefore, there is a tendency to lack information on which part of the tooth has decayed teeth and alveolar pyorrhea and what is the positional relationship between the gums, blood vessels and nerves.
そこで、かかる情報不足を補うために、パノラマ画像を補完する別の撮影が必要になる。その補完法としては、例えば、関心のある部位にのみ着目して口内撮影を別に行う方法、パノラマ画像撮影装置又は別の装置を用いてX線断層撮影を別に行う方法などがある。このように、撮影したパノラマ画像だけでは診断に十分に供することができず、情報の補完が必要である。このことは、診断までの時間や手間が多くなり、患者スループットが低下する一方で、再撮影に拠るX線曝射があり、患者にとっても好ましくない。 Therefore, in order to make up for such a lack of information, it is necessary to perform another photographing that complements the panoramic image. As the complementing method, there are, for example, a method in which intraoral imaging is separately performed while paying attention only to a region of interest, and a method in which X-ray tomography is separately performed using a panoramic image imaging apparatus or another apparatus. Thus, the captured panoramic image alone cannot be sufficiently used for diagnosis, and information supplement is necessary. This increases the time and effort until diagnosis and decreases patient throughput, but there is X-ray exposure based on re-imaging, which is not preferable for the patient.
本発明は、上述した従来のデジタルパノラマ撮影が抱えている状況に鑑みてなされたもので、患者の歯列に沿った任意断面に沿って一度、パノラマ画像をX線撮影するだけで、その撮影により収集できた画像データを用いて、歯列及び歯茎の奥行き方向の焦点断層面をその距離情報と共に自在に且つ高分解能で提供することができ、したがって読影に使い易いパノラマ画像撮影装置を提供することを、その主な目的とする。 The present invention has been made in view of the situation of the conventional digital panoramic imaging described above, and it is only necessary to perform X-ray imaging of a panoramic image once along an arbitrary cross section along a patient's dentition. By using the image data collected by the above, the focal tomographic plane in the depth direction of the dentition and gums can be provided freely and with high resolution along with the distance information, and therefore a panoramic image photographing device easy to use for interpretation is provided. That is its main purpose.
上述した目的を達成するため、本発明の一態様によれば、X線を曝射するX線源と、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検出器と、前記X線源及び前記検出器の対を、対象物を挟んで互いに対向させた状態で当該対象物の周りを移動させる移動駆動手段と、この移動駆動手段が前記X線源及び前記検出器を前記被験者の周りを移動させることに伴って当該検出器が前記フレームレートで出力する電気信号をフレームデータとして順次記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶されている前記フレームデータに基づいて、予め指定された所望断層面のパノラマ画像を生成するパノラマ画像生成手段と、前記フレームデータを用い、前記パノラマ画像のうちの指定された部分的な領域の、前記移動駆動手段によって前記X線源及び前記検出器が移動される空間上の所望の位置に応じて焦点を合わせた部分断面像を生成する部分断面像生成手段と、を備えたことを特徴とするパノラマ画像撮影装置が提供される。 In order to achieve the above-described object, according to one aspect of the present invention, an X-ray source that emits X-rays and a detector that outputs a digital signal corresponding to the incident X-rays at a constant frame rate And a movement drive means for moving the X-ray source and the detector around the object in a state where the X-ray source and the detector are opposed to each other with the object interposed therebetween, and the movement drive means includes the X-ray source and the detection Based on the frame data stored in the storage means and the storage means for sequentially storing the electrical signals output by the detector at the frame rate as the frame data as the detector is moved around the subject. A panoramic image generating means for generating a panoramic image of a desired tomographic plane specified in advance, and the movement driving of a specified partial region of the panoramic image using the frame data. A partial cross-sectional image generating means for generating a partial cross-sectional image focused on a desired position in a space in which the X-ray source and the detector are moved by a stage; An imaging device is provided.
また、本発明に係る別の態様によれば、X線源及び検出器の対を、対象物を挟んで互いに対向させた状態で当該対象物の周りを移動させることに伴って当該検出器が一定のフレームレートで出力する電気信号をフレームデータとして順次記憶し、この記憶されている前記フレームデータに基づいて、予め指定された断層面のパノラマ画像を生成し、前記フレームデータを用い、前記パノラマ画像のうちの指定された部分的な領域の、前記X線源及び前記検出器が移動される空間上の所望の位置に応じて焦点を合わせた部分断面像を生成することを特徴とするパノラマ撮影における画像処理方法が提供される。 Further, according to another aspect of the present invention, the detector is moved along with the X-ray source / detector pair moving around the object in a state of facing the object. Electrical signals output at a constant frame rate are sequentially stored as frame data, a panoramic image of a tomographic plane designated in advance is generated based on the stored frame data, and the panorama image is used using the frame data. A panorama generating a partial cross-sectional image focused on a desired partial area of an image according to a desired position in a space in which the X-ray source and the detector are moved. An image processing method for photographing is provided.
本発明によれば、患者の歯列に沿った任意断面に沿って一度、パノラマ画像をX線撮影するだけで、その撮影により収集できた画像データを用いて、歯列及び歯茎の奥行き方向の内部構造をその距離情報と共に自在に且つ高分解能で提供することができ、したがって読影に使い易いパノラマ画像撮影装置を提供することができる。 According to the present invention, a panoramic image is only X-rayed once along an arbitrary cross section along a patient's dentition, and image data acquired by the imaging can be used to obtain a depth direction of the dentition and gums. The internal structure can be provided freely and with high resolution along with the distance information, and therefore a panoramic image photographing apparatus that is easy to use for interpretation can be provided.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(実施形態)を説明する。 The best mode (embodiment) for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施形態)
図1〜31を参照して、本発明に係るパノラマ画像撮影装置の第1の実施形態を説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of a panoramic image photographing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に、この実施形態に係るパノラマ画像撮影装置1の外観を示す。同図に示すように、このパノラマ画像撮影装置1は、被験者(患者)Pからパノラマ画像生成のためのグレイレベルの原画像データを例えば被験者の立位の姿勢で収集する筐体11と、この筐体11が行うデータの収集を制御し、その収集したデータを取り込んでパノラマ画像を生成し、かつ、操作者(医師、技師)との間でインターラクティブにパノラマ画像の後処理を行うための、コンピュータで構成される制御・演算装置12とを備える。
FIG. 1 shows an external appearance of a panoramic
筐体11は、スタンド部13と、このスタンド部13に対して上下動可能な撮影部14とを備える。スタンド部13は、床上に固定して置かれるベース21と、このベース21に立設された支柱部22とを備える。この支柱部22は、本実施形態にあっては、角柱状に形成されており、その側面の1つに、撮影部14が所定範囲で上下動可能に取り付けられている。
The
ここで、説明の便宜のため、支柱部22の長手方向、すなわち上下方向をZ軸とするXYZ直交座標系を設定する。なお、後述する2次元のパノラマ画像については、その横方向をx軸、縦方向をy軸と表記する。
Here, for convenience of explanation, an XYZ orthogonal coordinate system is set in which the longitudinal direction of the
撮影部14は、側面からみて、略コ字状を成す上下動ユニット23と、この上下動ユニット23に回転(回動)可能に支持された回転ユニット24とを備える。上下動ユニット23は、支柱部22の内部に設置された駆動機構31(例えば、モータ及びラック&ピニオン)を介して、高さ方向の所定範囲に渡ってZ軸方向(縦方向)に移動可能になっている。この移動のための指令が、制御・演算装置12から駆動機構31に出される。
The
上下動ユニット23は、前述したように、その一方の側面からみて略コ字状を成し、上下それぞれの側の上側アーム23A及び下側アーム23Bと、その上側、下側アーム23A,23Bを繋ぐ縦アーム23Cとが一体に形成されている。縦アーム23Cが、前述した支柱部22に上下動可能に支持されている。このアーム23A〜23Cのうち、上側アーム23Aと縦アーム23Cとが協働し内部空間を画成している。上側アーム23Aの内部には、回転駆動用の回転駆動機構30(例えば、電動モータ及び減速ギヤなど)が設置されている。この回転駆動機構30は、制御・演算装置12から回転駆動用の指令を受ける。回転駆動機構30の出力軸、すなわち電動モータの回転軸は、上側アーム23Aから下側(Z軸方向下側)に突出するように配置されており、この回転軸に、回転ユニット24が回転可能に結合されている。つまり、回転ユニット24は、上下動ユニット23に垂下されており、回転駆動機構30の駆動に付勢されて回転する。
As described above, the
一方、下側アーム23Bは、上側アーム23Aと同一方向に所定長さを有して延設されており、その先端部にチンレスト25が形成されている。このチンレスト25には、マウスピース26が着脱自在に取り付けられる。このマウスピース26を、被験者Pが咥える。このため、チンレスト25及びマウスピース26が被験者Pの口腔部の固定機能を果たす。
On the other hand, the
回転ユニット24は、その使用状態において、その一方の側面からみて略コ字状に形成された外観を有し、その開放端側を下側に向けて回転自在に上側アーム23Aのモータ出力軸に取り付けられている。詳しくは、横方向、すなわちXY平面内で略平行に回転(回動)する横アーム24Aと、この横アーム24Aの両端部から下方(Z軸方向)に伸びた左右の縦アーム(第1の縦アーム、第2の縦アーム)24B,24Cとを一体に備える。この横アーム24及び左右の第1、第2アーム24B,24Cはデータ収集に重要な役割を担っており、そのために必要な機構、部品は、それらのアーム24A〜24Cが画成する内部空間に装備されており、制御・演算装置12の制御下で駆動及び動作するようになっている。
The rotating
具体的には、第1の縦アーム24Bの内部の下端部に放射線源としてのX線管31が装備されており、その出射窓からX線を第2の縦アーム24Cに向けて曝射可能になっている。一方、第2の縦アーム24Cの内部の下端部に放射線検出手段としての、X線検出素子を2次元スリット状(例えば、64×1500のマトリクス状)に配置したデジタル形X線検出器32が装備されており、この入射窓から入射するX線を検出する。この検出器32は、一例として、CdTeライン検出器(例えば、横6.4mm×縦150mm)で構成されている。この検出器32は、その縦方向をZ軸方向に一致させて縦方向に配置される。この検出器32の入射口IWには、検出器32への散乱X線を遮断して入射X線を実際の収集用の窓(例えば3.5mm幅の窓;したがって、検出器32の横方向の有効幅は約3.5mm)に絞るスリット状のコリメータ33(検出器32の入射面32Aに対応する)が装着されている。これにより、例えば300fpsのフレームレート(1フレームは、例えば、64×1500画素)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」と呼ぶ(原フレームデータとも呼ばれる)。
Specifically, an
このため、撮影時には、X線管31及び検出器32の対は、被験者Pの口腔部を挟んで互いに対峙するように位置し、その対毎、一体に口腔部の周りを回転するように駆動される。このとき、X線管31及び検出器32の対は、口腔部の歯列に沿った所望断面(正確には、後述する標準面(標準断層面))に所定の焦点を合わせて且つその標準面を追従するように回転駆動される。この標準面をZ軸方向から見たときの形状は、略馬蹄形を成す。この標準面に追従する際、X線管31及び検出器32は必ずしも同一の角速度で回転するわけではなく、上位概念としては「円弧に沿った移動」とも呼ぶことができる回転になっている。なお、標準面は検出器32の検出面32A(図2参照)に平行な面となる。本実施形態では、検出面32AはZ軸方向と一致するように位置決めされている。
For this reason, at the time of imaging, the pair of the
図2に、このパノラマ画像撮影装置の制御及び処理のための電気的なブロック図を示す。同図に示す如く、X線管31は高電圧発生器41及び通信ライン42を介して制御・演算装置12に接続され、検出器32は通信ライン43を介して制御・演算装置12に接続されている。高電圧発生器41は、支柱部22、上下動ユニット23、又は回転ユニット24に備えられ、制御・演算装置12からの制御信号により、X線管31に対する管電流及び管電圧などのX線曝射条件、並びに、曝射タイミングのシーケンスに応じて制御される。
FIG. 2 shows an electrical block diagram for control and processing of this panoramic image photographing apparatus. As shown in the figure, the
制御・演算装置12は、例えば大量の画像データを扱うため、大容量の画像データを格納可能な、例えばパーソナルコンピュータで構成される。つまり、制御・演算装置12は、その主要な構成要素して、内部バス50を介して相互に通信可能に接続されたインターフェース51,52,62、バッファメモリ53、画像メモリ54、フレームメモリ55、画像プロセッサ56、コントローラ(CPU)57、及びD/A変換器59を備える。コントローラ57には操作器58が通信可能に接続され、また、D/A変換器59はモニタ60にも接続されている。
The control /
このうち、インターフェース51,52はそれぞれ高電圧発生器41、検出器32に接続されており、コントローラ57と高電圧発生器41、検出器32との間で交わされる制御情報や収集データの通信を媒介する。また、別のインターフェース62は、内部バス50と通信ラインとを結ぶもので、コントローラ57が外部の装置と通信可能になっている。これにより、コントローラ57は、外部に在る口内X線撮影装置により撮影された口内画像をも取り込めるとともに、本撮影装置で撮影したパノラマ画像やその画像に基づく焦点最適化画像(後述する)を例えばDICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)規格により外部のサーバに送出できるようになっている。
Of these, the
バッファメモリ53は、インターフェース52を介して受信した、検出器32からのデジタル量のフレームデータを一時的に記憶する。
The
また、画像プロセッサ56は、コントローラ57の制御下に置かれ、患者の歯列に沿った標準面のパノラマ画像の生成及びそのパノラマ画像の後利用のための処理を操作者との間でインターラクティブに実行する機能を有する。この機能を実現するためのプログラムは、ROM61に予め格納されている。この標準面は、本実施形態では、予め用意した複数の断層面から選択された断層面である。つまり、この標準面の位置は、歯列の奥行き方向の一定範囲で変更可能になっている。このパノラマ画像の生成及び読影のための後処理は、このパノラマ画像撮影装置の特徴の中核を成すものの1つであるので、後で項を分けて詳述する。
The
画像プロセッサ56により処理される又は処理途中のフレームデータ及び画像データは画像メモリ54に読出し書込み可能に格納される。画像メモリ54には、例えばハードディスクなどの大容量の記録媒体(不揮発性且つ読出し書込み可能)が使用される。また、フレームメモリ55は、生成されたパノラマ画像データ、及び/又は、後処理されたパノラマ画像データを表示するために使用される。フレームメモリ55に記憶される画像データは、所定周期でD/A変換器59に呼び出されてアナログ信号に変換され、モニタ60の画面に表示される。
Frame data and image data processed by the
コントローラ57は、ROM61に予め格納されている制御及び処理の全体を担うプログラムに沿って、装置の構成要素の全体の動作を制御する。かかるプログラムは、操作者から所定事項についてインターラクティブに操作情報を受け付けるように設定されている。このため、コントローラ57は、後述するように、標準面のパノラマ画像の生成、及び、そのパノラマ画像の焦点最適化(すなわち画像のボケをより減らす処理)を担う再構成に必要なパラメータ(後述するゲイン)の設定、フレームデータの収集(スキャン)、操作器58から出力される、操作者の操作情報を加味してインターラクティブに制御可能になっている。
The
このため、患者は、図1に示すように、立位又は座位の姿勢でチンレスト25の位置に顎を置いてマウスピース26を咥えるともに、ヘッドレスト28に額を押し当てる。これにより、患者の頭部(顎部)の位置が回転ユニット24の回転空間のほぼ中央部で固定される。この状態で、コントローラ57の制御の元、回転ユニット24が患者頭部の周りをXY面に沿って、及び/又は、XY面にオブリークな面に沿って回転する(図1中の矢印参照)。
For this reason, as shown in FIG. 1, the patient places the jaw at the position of the
この回転の最中に、コントローラ57からの制御の元で、高電圧発生器41が所定周期のパルスモードで曝射用の高電圧(指定された管電圧及び管電流)をX線管31に供給し、X線管31をパルスモードで駆動する。これにより、X線管31から所定周期でパルス状X線が曝射される。このX線は、撮影位置に位置する患者の顎部(歯列部分)を透過してラインセンサ形の検出器32に入射する。検出器32は、前述したように、非常に高速のフレームレート(例えば300fps)で入射X線を検出し、対応する電気量の2次元のデジタルデータ(例えば64×1500画素)として順次出力する。このデジタルデータは前述したフレームデータとして扱われ、通信ライン43を介して、制御・演算装置12のインターフェース52を介してバッファメモリ53に一時的に保管される。この一時保管されたフレームデータは、その後、画像メモリ53に転送されて保管される。
During this rotation, under the control of the
このため、画像プロセッサ56は、画像メモリ53に保管されたフレームデータを用いた再構成により歯列に沿った標準面に沿ったパノラマ画像を生成するとともに、そのパノラマ画像上で指定される関心領域(ROI)を成すフレームデータを用いた再構成により焦点最適化画像を生成する。ここで付言したきは、パノラマ画像そのものも焦点を最適化しようとの意図を以って生成する標準面の全体の断面像である。しかしながら、実際には、被検体それぞれの歯列の形状に違いがあるため、標準面だけでは個々の領域について焦点ボケが最も少ない(焦点が一番合った、すなわち焦点が最適化された)画像を得ることは難しい。このため、本実施例形態では、標準面のパノラマ画像(少なくとも歯列全体をカバーする断面像)をベースにして、内部構造をより明瞭に(ボケの少ない、焦点の合った)示す断面像を得るための再構成を行なう。この後付けの再構成は通常、ベースとなるパノラマ画像の一部の領域を対象にすることが多く、この一部領域の断面像をここでは焦点最適化画像と呼ぶ。
For this reason, the
このようにパノラマ画像の生成及び焦点最適化画像の生成は共に再構成と呼ばれる処理を伴う。この再構成は後で詳述するが、簡単には、フレームデータ(画素値)を互いに重ね合わせて加算する処理である。なお、パノラマ画像上に設定される関心領域は、通常、パノラマ画像の一部を成す局地領域として当該パノラマ画像上に指定されるが、パノラマ画像全体を関心領域として設定することも可能である。勿論、焦点最適化画像は医師などが欲した場合に生成される。 Thus, both the generation of the panoramic image and the generation of the focus optimized image involve a process called reconstruction. As will be described in detail later, this reconstruction is simply a process of superimposing and adding frame data (pixel values) to each other. Note that the region of interest set on the panorama image is normally specified on the panorama image as a local region that forms a part of the panorama image, but the entire panorama image can also be set as the region of interest. . Of course, the focus optimization image is generated when a doctor or the like desires.
パノラマ画像及び/又は焦点最適化像は、そのデータが画像メモリ54に保管されるともに、適宜な態様で、モニタ60に表示される。このうち、少なくとも、標準面の選択、関心領域の設定、断面位置の変更、表示態様などについて、操作器58から与える操作者の意思が反映される。
The panorama image and / or the focus optimized image is stored in the
このパノラマ画像撮影装置1を用いたパノラマ画像の撮影及び読影は、大略、上述のようであるが、標準面のパノラマ画像及び指定領域の焦点最適化画像の生成には、「ゲイン」と呼ばれる考え方が導入されている。この「ゲイン」は、本実施形態にあっては、事前にキャリブレーションにより設定されており、そのゲインデータがルックアップテーブルLUTとして予め画像メモリ54の所定領域に格納されている。
The panoramic image capturing and interpretation using the panoramic
そこで、上述した「ゲイン」の考え方及び「ファントムを用いたゲインの設定」を含めて、このパノラマ画像撮影装置1で実行される歯列全体のパノラマ画像の生成及び指定領域の焦点最適化画像の生成に必要な事項をその項目毎に詳述する。
Therefore, including the above-described concept of “gain” and “setting of gain using phantom”, panorama image generation of the entire dentition and focus optimization image of the designated region executed by the panorama
(ゲインの考え方)
このパノラマ画像撮影装置1では、指定(又は、後述するように選択)された歯列に沿った標準面(所望断層面)のパノラマ画像は、高速(例えば300fps)に収集されたフレームデータ(細長い2次元のスリット状で、実際には、ライン状と見做すX線透過データのセット)を、位置をずらしながら相互に重ね合わせて加算することで生成される。この重ね合わせ加算が「再構成」の中核を成す処理である。つまり、重ね合わせ加算により画素値の濃淡の程度差が強まって、構造物(歯、歯茎など)がその他の部位よりも高い濃度で描出されることを利用している。ここでは、複数セットのフレームデータを相互に重ね合わせ加算するときに、それぞれのセットのフレームデータをどの程度位置をずらせて重ねるかという「重ね合わせの程度を示す量」をゲインと呼んでいる。
(Gain concept)
In this panoramic
このゲインが小さいときには重ね合わせの程度が密であり、ゲインが大きいときには重ね合わせの程度が粗になる。このフレームデータの重ね合わせの様子を図12中の(A)(B)に模式的に示す。同図(A)はゲインが小さいとき、同図(B)はゲインが大きいときの重ね合わせを夫々示す。このように、ゲインの大小に伴う重ね合わせの程度(粗密)概念は、通常の電気回路のそれとは反対になる。これは、後述するように、フレームデータを横軸とし且つメモリ空間上でフレームデータ同士を相互に加算する位置(写像位置、すなわち、再構成されたパノラマ画像の画素位置)を横軸とした座標上のカーブ(スピードカーブと呼ばれる)の「傾きに相当する」ことに因る。このスピードカーブについては、後述する。 When this gain is small, the degree of superposition is dense, and when the gain is large, the degree of superposition is coarse. The manner of superimposing the frame data is schematically shown in FIGS. FIG. 6A shows superposition when the gain is small, and FIG. 4B shows superposition when the gain is large. As described above, the concept of the degree of superposition (dense / dense) accompanying the magnitude of the gain is opposite to that of a normal electric circuit. As will be described later, this is a coordinate with the horizontal axis as the position where the frame data is the horizontal axis and the frame data are mutually added in the memory space (mapped position, that is, the pixel position of the reconstructed panoramic image). This is due to the “equivalent to the slope” of the upper curve (called the speed curve). This speed curve will be described later.
さらに、上述のように、ゲイン、つまりフレームデータの重ね合わせ量を加減すると、画像濃淡が生成する画像間で変わる。つまり、再構成す断面を変えていくと、そのままでは濃淡が画像間で変わり、読影し難くなる。このため、使用するゲインに比例又は正比例した係数を再構成画像の画素値に掛けて、画像間で見かけ上の濃淡を同じすることが必要である。 Furthermore, as described above, when the gain, that is, the amount of overlap of frame data is adjusted, the image density changes between images to be generated. In other words, if the cross-section to be reconstructed is changed, the shade changes between images as it is, making it difficult to interpret. For this reason, it is necessary to multiply the pixel value of the reconstructed image by a coefficient proportional to or directly proportional to the gain to be used, so that the apparent shading is the same between the images.
このゲインの一例を、簡単化した図3のモデルを用いて説明する。同図に示すように、X線管31と検出器32が、互いのオブジェクトOB(患者の顎部の歯列)に対する距離D1とD2(それぞれ、歯列の各点においてスキャン中のX線管と検出器とを結ぶ直線に沿った方向(以下、奥行き方向と呼ぶ)の距離)の相対的な比を一定に保持し且つ相対的な動作速度をある値に保持して動くと、オブジェクトOBがぼけない(つまり焦点が合っている)フレームデータの重ね合わせの量(ゲイン)が決まる。
An example of this gain will be described using the simplified model of FIG. As shown in the figure, the
換言すれば、上述のようにスキャンすると、相対的な動作速度とゲインとで焦点面(焦点が合った連続する断面)が確定する。この焦点面は、距離D1,D2の比に対応するので、焦点面は各奥行き方向において検出器32から平行移動した面に位置する。
In other words, when scanning is performed as described above, a focal plane (a continuous cross-section in focus) is determined based on the relative operation speed and gain. Since this focal plane corresponds to the ratio of the distances D1 and D2, the focal plane is located on a plane translated from the
一般的には、ゲインが小さくなるほど、焦点位置は各奥行き方向DdpにおいてX線管31により近くなり、ゲインが大きくなるほど、焦点位置は各奥行き方向DdpにおいてX線管31から遠ざかる。このため、奥行き方向それぞれにおけるX線管31と検出器32との距離間隔が定量的に分かるファントム(後述する)を用いて、ゲインをいくらにすれば焦点が合うのかという定量的な計測(設定)を、奥行き方向それぞれに沿った直線上の各位置について事前に行なっておく。つまり、各位置(標準面からの各距離)とゲインとの関係を事前に計測して、その関係情報を例えば前述したようにルックアップテーブルLUTとして持っておけばよい。
In general, as the gain decreases, the focal position becomes closer to the
この事前計測のためのスキャンは、チンレスト25の位置にファントムを置いてX線管31と検出器32の対を回転させて行うが、この回転の軌跡及び速度は、被験者Pに対する実際の撮影(スキャン)のそれと同一に設定される。
This pre-measurement scan is performed by placing a phantom at the position of the
また、ゲインの特性から、縦方向、すなわち検出器32の検出面32A(X線が入射する面:図2参照)に平行な方向(Z軸方向)のゲインは、XY面の位置毎に一定である。すなわち、検出器32がある位置に在るときの、その検出器32を通る奥行き方向の(XY面の)各位置のゲインは、位置毎には異なるが、その位置を通る検出面32と平行な方向(Z軸方向)において全て同一値を採る。
Further, from the characteristics of the gain, the gain in the vertical direction, that is, the direction (Z-axis direction) parallel to the
勿論、上述したテーブル参照に拠る手法の他に、ンとの関係を演算式で保有し、奥行き方向それぞれの位置が与えられる毎に、演算によってゲインを求めてもよい。また、ゲインは、奥行き方向それぞれの各位置について求めるとしたが、この求めたゲインを用いて、最終的には、かかる位置の全体を含むスキャン空間(歯列を含む空間)のゲインを極座標や直交座標で表現した値に変換し、この変換ゲインを用いるようにしてもよい。 Of course, in addition to the method based on the above-described table reference, the relationship between the values may be held by an arithmetic expression, and the gain may be obtained by calculation each time a position in the depth direction is given. In addition, the gain is obtained for each position in the depth direction, but finally, using this obtained gain, the gain of the scan space (the space including the dentition) including the whole of the position is converted into polar coordinates and It may be converted into a value expressed in rectangular coordinates, and this conversion gain may be used.
このため、かかるルックアップテーブルLUTを参照することで、最初に再構成する標準面とは異なる断層面に焦点を合わせるときの、当該断層面に沿った各写像位置のゲインを得ることができる。このゲインを用いてフレームデータを相互に重ね合わせることで、かかる標準面の各写像位置のパノラマ画像の画素値を得ることができる。なお、かかる面は、XY面に垂直な面が基本であるが、XY面(且つYZ面及び/又はXZ面)に斜めのオブリーク面であってもよい。 Therefore, by referring to the lookup table LUT, it is possible to obtain the gain of each mapping position along the tomographic plane when focusing on a tomographic plane different from the standard plane to be reconstructed first. By superimposing the frame data on each other using this gain, the pixel value of the panoramic image at each mapping position on the standard plane can be obtained. Such a plane is basically a plane perpendicular to the XY plane, but may be an oblique plane oblique to the XY plane (and the YZ plane and / or the XZ plane).
(事前計測に用いるファントム)
上述した如く、奥行き方向の距離とゲインの関係を事前に定量計測しておくには、本実施形態ではファントムを用いている。
(Phantom used for pre-measurement)
As described above, in order to quantitatively measure the relationship between the distance in the depth direction and the gain in advance, a phantom is used in this embodiment.
一般的に歯の並び、すなわち歯列は馬蹄形であるので、その曲率に応じた複数のスキャン領域(前歯領域か、奥歯領域か)に分けて、前述した距離D1,D2を変えながら、かかる馬蹄形に沿った設定される標準面をなぞるようにスキャンを行なう。これにより、ファントムを用いて、歯列に沿った方向で所定間隔(例えば、図4において、奥行き方向のi番目とi+1番目との距離が10mm)毎に各奥行方向の距離とゲインとの関係を定量的に計測することが望ましい。 Generally, since the tooth arrangement, that is, the dentition is a horseshoe shape, it is divided into a plurality of scan regions (anterior tooth region or back tooth region) according to the curvature, and the horseshoe shape while changing the distances D1 and D2 described above. Scan to follow the set standard plane along Thus, using the phantom, the distance and gain in each depth direction at predetermined intervals in the direction along the dentition (for example, the distance between the i-th and i + 1-th in the depth direction in FIG. 4 is 10 mm). It is desirable to quantitatively measure this relationship.
この事前計測に用いるファントムの例を図5〜7に示す。図5,6に最初のファントムFT1を例示する。このファントムFT1は、好適には、鉛板などのX線吸収が少なく丈夫な板体であって略馬蹄形に形成されて成るベース71(図6参照)と、このベース71の一端部から所定角度θ(例えば45度)をもって斜め上方に延設されるアクリル板などから成る複数個の測定板72(図5参照)と、ベース部71の他端部から下方に伸びるチンレスト固定部73と、各測定板72の一方の面にその長手方向の所定距離(水平面(XY面)上の所定距離範囲R1(例えば20mm)に対応した距離)の範囲に渡って所定距離(水平面(XY面)上の微小距離R2(例えば5mm)に対応した距離)だけ隔てて配設された鉛ボールなどから成る複数のファントム体74と、を備える。
Examples of phantoms used for this preliminary measurement are shown in FIGS. 5 and 6 illustrate the first phantom FT1. The phantom FT1 is preferably a base 71 (see FIG. 6), which is a strong plate with little X-ray absorption, such as a lead plate, and has a substantially horseshoe shape, and a predetermined angle from one end of the
このうち、ベース71に対する測定板72の角度θは、X線投影方向に対して角度θだけ傾斜させるための角度である。また、複数個の測定板72は、仮想的に歯列(図6中の点線L1を参照)を横断するように当該歯列に沿って配設されるとともに、その相互間を奥歯付近で所定ピッチP1(例えば10mm)程度に設定されている。(図6参照)。ファントム体74は、微小距離R2よりは小さく、ボケを十分に目視観測できる程度の径(例えば直径1mm)を有する。このため、微小距離R2は、隣接する2つのファントム体74それぞれの中心位置間の処理である。また、所定処理範囲R1は、歯列の馬蹄形断面として観測したい範囲に設定される。
Among these, the angle θ of the
なお、ベース71に対する測定板72の取り付け位置は、ネジ止めの位置をずらすなどして、奥行き方向に対して調整機構ADにより調整可能なことが望ましい。
It should be noted that the mounting position of the
図7には、別のファントムFT2を例示する。このファントムFT2は、前述したファントムFT1の測定板72に配設したファントム体74の代わりに、硬鉛から成る短冊状で且つ薄膜状のファントム体74Aを配設したものである。このファントム体74Aのサイズは、一例として、幅5mm、長さ21.2mm(所定距離範囲R1)、厚さ0.5mm程度であり、バリが無く、精度の良いサイズで加工される。このファントム体74Aの長手方向の各位置は、そのファントム体74Aの一方の端面と測定板72の一方の端面との間の距離が既知であれば、線形性に因って決定できる。その他の構造は、図5,6に示すものと同様である。
FIG. 7 illustrates another phantom FT2. In this phantom FT2, instead of the
これら何れのファントムFT1,FT2を用いた場合でも、焦点のボケと距離とを計測することができる。つまり、第1のファントムFT1の場合、事前計測のためのスキャンで収集したパノラマ画像から各測定板72上の複数のファントム体74を成す鉛ボールの像のボケ具合を目視で観測する。他方の第2のファントムFT2の場合、同様のパノラマ画像から各測定板72上のファントム体74Aを成す短冊状の鉛板と測定板72そのものの端面のボケ具合を目視で観測する。この観測結果に基づいて、各測定板72の各ファントム体74について、又は、各測定板72のファントム体74Aの長手方向について、ボケが在る場合には、ゲインを試行錯誤的に調整して画像を観測し、ボケが最も少ないときのゲインを、その奥行き方向における、その位置における焦点最適化ゲインとして決定する。つまり、このゲインは、そのボケが最も少ない画像を提供しているフレームデータの重ね合わせ程度である。画像プロセッサ56は、各ファントム体の位置における重ね合わせ程度を認識しており、その程度を示す量をゲインとしてコントローラ57に渡す。
Even when any of these phantoms FT1, FT2 is used, it is possible to measure the focal blur and distance. That is, in the case of the first phantom FT1, the degree of blurring of the lead ball image forming the plurality of
なお、ファントムFTは、板状のX線を透過しない物体を周期的に歯列に沿い並べて構成してもよい。この構造の場合、奥行き方向の距離目安を透過しない材料で形成する。この場合には、透過しない板材と透過部との境の見え方がシャープにボケないゲインを探る方法を採る。 The phantom FT may be configured by periodically arranging objects that do not transmit plate-like X-rays along the dentition. In the case of this structure, it is made of a material that does not transmit the distance guide in the depth direction. In this case, a method of searching for a gain in which the appearance of the boundary between the non-transmitting plate material and the transmitting portion is sharply blurred is adopted.
(ルックアップテーブル)
上述の如く、歯列の各位置に交差する奥行き方向それぞれの位置(距離)における焦点最適化ゲインは、本実施形態にあっては、ルックアップテーブルLUTとして画像メモリ54の所定領域に保管される。このようにしてルックアップテーブルLUTを保有しておけば、歯列に沿った任意断面を、ルックアップテーブルLUTの持つ自由度を以って再構成することができる。
(Lookup table)
As described above, the focus optimization gain at each position (distance) in the depth direction intersecting each position of the dentition is stored in a predetermined area of the
ところで、上述した事前計測を行なった位置は、スキャン中のX線管と検出器とを結ぶ直線上、すなわち、スキャン中の奥行き方向それぞれにおいて標準面からの距離として定義されている。このため、3次元のボクセル空間に適合したルックアップテーブルLUTを作成するには、このボクセル空間の各サンプル点の前述したゲインをその周辺の既知のゲインから補間によって作成しておけばよい(キャリブレーション)。この結果、図8に示すように、馬蹄形の歯列に沿った所定距離の範囲R1に応じた馬蹄形の3次元ボクセルでゲインが設定される、XY面上の同一馬蹄形断面内で例えば等間隔にゲインが設定される。なお、前述したが、各サンプル位置(例えば(N−1,S−D)の位置)においてZ軸方向(縦方向)のゲインの値は同じであるので、その分の演算は省略することができる。このため、ルックアップテーブルLUTは、図8で示す位置(標準面からの距離としての位置)及びその位置に対応するゲインの対応関係を示す情報を有している。 By the way, the position where the above-mentioned pre-measurement is performed is defined as a distance from the standard plane on a straight line connecting the X-ray tube and the detector during scanning, that is, in each depth direction during scanning. For this reason, in order to create a look-up table LUT adapted to a three-dimensional voxel space, the above-described gain of each sample point in this voxel space may be created by interpolation from known gains in the vicinity (calibration). ) As a result, as shown in FIG. 8, the gain is set by the horseshoe-shaped three-dimensional voxel corresponding to the range R1 of the predetermined distance along the horseshoe-shaped dentition, for example, at equal intervals in the same horseshoe section on the XY plane. Gain is set. As described above, the gain value in the Z-axis direction (vertical direction) is the same at each sample position (for example, the position of (N−1, SD)), and therefore the calculation for that amount may be omitted. it can. Therefore, the look-up table LUT has information indicating the correspondence relationship between the position shown in FIG. 8 (position as a distance from the standard surface) and the gain corresponding to the position.
また、このルックアップテーブルLUTについては、如何に最適な数で且つ詳細なサンプル点の(サンプル点の間のピッチを細かく)のゲインを決めるかということが、画質と演算時間の両立という観点から重要である。基本的には、できるだけ詳細なサンプル点のゲインを有し、このゲインを使って、2段階の断面再構成を行なうとよい。1段階目では比較的、粗く設定したゲインで標準面のパノラマ画像を再構成し、迅速に歯列の全体を観測できるようにし、2段階目で、この全体のパノラマ画像から関心のある領域を例えばマニュアルで指定可能にし、予め設定してある、より詳細なゲインでその関心領域のパノラマ画像を再構成する。これにより、精度を上げた補間演算によるゲイン設定を行い、その上で、全体観測の後の高精度ゲインに拠る局所領域をより詳細に観測することができる。 For this lookup table LUT, how to determine the optimal number of gains of detailed sample points (finely the pitch between sample points) is determined from the viewpoint of achieving both image quality and calculation time. is important. Basically, it is preferable to have a sample point gain as detailed as possible, and to perform two-stage cross-sectional reconstruction using this gain. In the first stage, the panoramic image of the standard surface is reconstructed with a relatively coarse gain so that the entire dentition can be observed quickly. In the second stage, the region of interest is extracted from the entire panoramic image. For example, it is possible to specify manually, and a panoramic image of the region of interest is reconstructed with a preset detailed gain. Thereby, the gain can be set by the interpolation calculation with higher accuracy, and then the local region based on the high accuracy gain after the overall observation can be observed in more detail.
なお、この2段階の再構成の手法を採る場合でも、1段階目で、より適切な断面の位置でパノラマ画像(歯列全体像)を得ることは重要である。それは、病変部などの部位を最初から把握して見過ごしを防ぐためである。このため、患者個々の歯列の形状やサイズになるべく合わせた歯列断面(標準面)を指定することが重要である。 Even when this two-stage reconstruction method is employed, it is important to obtain a panoramic image (entire dentition image) at a more appropriate cross-sectional position in the first stage. This is to prevent the oversight by grasping a site such as a lesion from the beginning. For this reason, it is important to specify the dentition cross section (standard surface) that matches the shape and size of each patient's dentition as much as possible.
(スピードカーブ)
次に、上述したゲインを用いて馬蹄形の歯列に沿った断面の画像を再構成する手法を説明する。その基本を成す考えが図9に示すスピードカーブである。
(Speed curve)
Next, a method for reconstructing a cross-sectional image along a horseshoe-shaped dentition using the above-described gain will be described. The basic idea is the speed curve shown in FIG.
図9において、横軸はフレームデータのフレーム番号(例えば1〜4096)、縦軸はメモリ空間上でフレームデータを加算する位置を示す。曲線CAは、本実施形態に係る検出器32から出力される、標準面として指定した断面でのフレームデータのフレーム番号に対して、パノラマ画像再構成をした後の写像したメモリ空間上の位置をドットしたスピードカーブの標準パターンである。
In FIG. 9, the horizontal axis indicates the frame number (for example, 1 to 4096) of the frame data, and the vertical axis indicates the position where the frame data is added in the memory space. A curve CA indicates the position in the memory space mapped after the panoramic image reconstruction with respect to the frame number of the frame data in the cross section designated as the standard plane output from the
このグラフCAから分かるように、標準面では、歯列の側面(奥歯部分)と前面とではグラフの傾き(すなわちゲイン)が異なり、側面の方の傾きが約−1.5で、前面の方のそれが約−0.657に設計されている。
この標準パターンはあくまで事前にプリセットされたもので、実際に人間の歯列の所望の収集位置の場合、歯形の個体差や所望位置のバラツキなどにより、最適に焦点が合っていない画像となる可能性がある。例えばある個体で焦点が最適化された画像を得るためには、図9の曲線CBで示すように、スキャンする位置により微妙にスピードを変えながら収集すればよいが、そのようなスキャン制御は非常に複雑になる。そこで、本実施形態では、そのような複雑なスキャン制御に代えて、収集するフレームデータの重ね合わせ程度(つまり、ゲイン)を調整する。この基本となるのが上述したスピードカーブである。フレームデータの重ね合わせ量を、曲線CBの如く、指定した所望の曲線で表される断面に沿って実際の収集スピードを変えたのと等価なパノラマ画像再構成を後処理として行なうことができる。
As can be seen from this graph CA, in the standard surface, the inclination (that is, gain) of the graph is different between the side surface (back tooth portion) of the dentition and the front surface, and the inclination of the side surface is about −1.5, It is designed at about -0.657.
This standard pattern is preset in advance, and in the case of a desired collection position of a human dentition, an image that is not optimally focused can be obtained due to individual differences in tooth profile or variations in the desired position. There is sex. For example, in order to obtain an image in which the focus is optimized in an individual, as shown by a curve CB in FIG. 9, it is only necessary to collect while slightly changing the speed depending on the scanning position. It becomes complicated. Therefore, in this embodiment, instead of such complicated scan control, the degree of superimposition (that is, gain) of collected frame data is adjusted. The basis of this is the speed curve described above. A panoramic image reconstruction equivalent to changing the actual collection speed along the cross-section represented by the designated desired curve, such as the curve CB, can be performed as post-processing for the overlay amount of the frame data.
(焦点最適化の基本的な考え)
まず、図10に示すように、読影者が装置上で指定又は選択することで標準的に用意された、歯列に沿った標準面のパノラマ画像(ベース画像)が基本となる。この読影者は、このパノラマ画像を歯列の全体状況を把握するために用いる。読影者は、このパノラマ画像を観察しながら、その画像上に、焦点をもっと合わせたい(焦点最適化したい)関心のある局所的な領域をROI(関心領域:以下、この関心領域を「ROI」と呼ぶ)として設定する。図10には、2つのROI(ROI1、ROI2)を示している。
ROI1は、x軸及びy軸の両方について真に診たい部分のみをカバーする、より小さい領域を指定している。このROI1のサイズは、従来の口内撮影法で用いるX線フィルムとほぼ同一値に設定することもできる。また、口内撮影法で側歯を撮影する場合において歯列がX線フィルムに程よく入るように設定するが、本実施形態においてもこれを考慮し、側歯が程よくROI内の収まるように、ROI1で指定される断面をx軸及びy軸に平行なパノラマ画像の面から回転(傾斜)させることも好適である。この小さい領域の大きさを有する様々な方向や角度からの断面(平行移動させた断面、傾斜(回転)させた断面、それらの平行移動、傾斜(回転)を適宜に組み合わせた断面、更には、個々の歯の湾曲形状に合わせた湾曲断面)の画像を後述するように焦点最適化の処理に付すことになる。
これに対し、ROI2は、歯列の全域に渡って焦点を最適化させる場合に指定される、より大きな範囲指定を例示している。いずれにしても、このようにROIを指定することで、この処理すべき領域を限定することができるため、後述する焦点を最適化するための演算量を減らして、処理時間を短縮することができる。
また、このようにROI〈ROI1、RO2〉をベース画像上に指定するときには、そのROIのy軸(縦)方向の範囲を限定することが望ましい。理由は、最適化の必要のない縦方向の領域のデータを焦点最適化のための演算から除外して、演算量を減らすためであり、これにより演算速度を上げることができる。
(Basic idea of focus optimization)
First, as shown in FIG. 10, a panoramic image (base image) of a standard surface along a dentition, which is standardly prepared by designating or selecting on the apparatus by an image interpreter, is basic. This image interpreter uses this panoramic image to grasp the entire state of the dentition. While observing the panoramic image, the image interpreter selects an ROI (region of interest: hereinafter referred to as “ROI”) as a local region of interest on which the focus is more desired (focus optimization is desired). Set as). FIG. 10 shows two ROIs (ROI1, ROI2).
ROI1 specifies a smaller area that covers only the portion that is truly desired for both the x-axis and the y-axis. The size of this
On the other hand, ROI2 exemplifies a larger range specification that is specified when the focus is optimized over the entire dentition. In any case, since the region to be processed can be limited by specifying the ROI in this way, the amount of calculation for optimizing the focus, which will be described later, can be reduced and the processing time can be shortened. it can.
In addition, when specifying ROI <ROI1, RO2> on the base image in this way, it is desirable to limit the range of the ROI in the y-axis (vertical) direction. The reason is that data in the vertical direction that does not need to be optimized is excluded from the calculation for the focus optimization to reduce the calculation amount, thereby increasing the calculation speed.
このようにROIの指定の後、そのROIで決まる大きさを有する様々な断面がインターラクティブに指定される。装置は、そのように指定される断面の画像のみを焦点最適化の処理に付す。この処理は、操作者からの断面の取り方の指令に応答して自動的に行なわれる。これにより、ROIに対応する局所的断面画像を、その焦点を最適化された状態でモニタ60に表示させることができ、詳細観察に使用することができる。
As described above, after the ROI is designated, various cross sections having sizes determined by the ROI are designated interactively. The apparatus applies only the image of the cross-section so designated to the focus optimization process. This process is automatically performed in response to a command from the operator for taking a cross section. As a result, the local cross-sectional image corresponding to the ROI can be displayed on the
なお、この最適化されたROI画像、すなわち局所的断面画像をモニタ60に表示する際、従来のX線フィルムによる口内撮影法に拠る馴れに対する違和感を軽減する表示法が好適である。具体的には、かかる局所的断面画像の縦横のサイズを実距離に合わせて表示すると好都合である。
In addition, when displaying this optimized ROI image, that is, a local cross-sectional image, on the
(焦点最適化の概要)
この焦点最適化の処理は画像プロセッサ56により、図11に示す如く、実行される。
(Overview of focus optimization)
This focus optimization process is executed by the
焦点最適化の指令を受けると、画像プロセッサ56は標準面のスピードカーブCAを読み出し、このスピードカーブCAと指定されたROIとを参照して、そのROIの横方向(フレームデータの時系列方向)におけて中心となるフレームデータFDcを図12に模式的に示す如く特定する(ステップA1)。次いで、画像プロセッサ56は、そのフレームデータFDcを中心として、スピードカーブCAからROIの全領域に相当する複数のフレームデータFDb´〜FDe´を図12に模式的に示す如く特定する(ステップA2)。このとき、検出器32には使用有効幅があるため、その有効幅分のフレームデータFDb、FDeをフレームデータFDb´〜FDe´の群の左右にそれぞれ加算することが望ましい。
When receiving a focus optimization command, the
次いで、画像プロセッサ56は、標準面のスピードカーブCAに従って特定したフレームデータFDb〜FDeを重ね合わせて加算(再構成)する(ステップA3)。つまり、これらのフレームデータFDb〜FDeのそれぞれをスピードカーブCAに従ってROI内の写像位置(図12の縦軸)それぞれに写像させる(写像方向P1,P2参照)。この写像の際、各フレームデータの中心位置の画素値を零(0)とし、重ね合わせ時の画素値のオフセットを排除する。なお、写像位置は実際には2次元の位置であるが、分かり易くするため、1次元で説明する。
Next, the
かかる写像によって、写像位置(画素位置)のそれぞれには、複数のフレームデータからのデータが重畳させるので、それらのデータを加算する。これにより、写像位置それぞれの画素値が演算され、部分断面画像(この場合には、標準面のパノラマ画像の一部)が生成される。この結果、ROIを形成するそれぞれの画素にスピードカーブCAの傾き、すなわちゲインに応じた濃淡が形成され、歯列の構造がパノラマ画像上に出現する。 By such mapping, data from a plurality of frame data is superimposed on each mapping position (pixel position), and these data are added. Thereby, the pixel value at each mapping position is calculated, and a partial cross-sectional image (in this case, a part of the panoramic image of the standard plane) is generated. As a result, the gradient of the speed curve CA, that is, the shade corresponding to the gain is formed in each pixel forming the ROI, and the dentition structure appears on the panoramic image.
次いで、画像プロセッサ56は再構成する位置情報(この場合、指定されたROIにより画成される領域の奥行き方向の位置のみならず、その角度も含む)を変更するか否かインターラクティブに判断する(ステップA4)。位置変更がある場合、ルックアップテーブルLUTから、変更された位置情報に応じたゲインを読み出す(ステップA5)。この読み出したゲインをフレームデータの中心画素方向に積分して、修正されたスピードカーブCBを演算する(ステップA6)。
Next, the
このとき、ROIのサイズは固定値であるから、新しい位置の再構成に必要なフレームデータのフレーム数は異なる。そこで、前述したステップA1で特定した、中心となるフレームデータFDcが修正位置における領域においても中心位置になるように、その領域の再構成に必要なフレームデータを特定する(ステップA7)。なお、修正位置の新しい領域のサイズが、最初のROIのサイズと同じになるように、フレームデータの数を修正位置に応じて増減させてもよい。 At this time, since the size of the ROI is a fixed value, the number of frames of frame data necessary for reconstruction of a new position is different. Therefore, the frame data necessary for reconstruction of the area is specified so that the frame data FDc as the center specified in step A1 described above also becomes the center position in the area at the correction position (step A7). Note that the number of frame data may be increased or decreased according to the correction position so that the size of the new area at the correction position is the same as the size of the first ROI.
この準備が整うと、画像プロセッサ56は、前述と同様に、ステップA6で求めたスピードカーブCBとステップA7で特定した複数のフレームデータに基づいて、前述と同様に(ステップA3参照)、変更された部分領域の断面画像を再構成する(ステップA8)。このとき再構成のときに使われるスピードカーブCBは、図12の例えば仮想線で示す如く表される。
When this preparation is completed, the
さらに、再構成に使用したゲイン(断面位置に相当)に比例又は正比例した係数を、再構成により生成された断面画像の画素値それぞれに乗じる(ステップS9)。これにより、画像間の見かけ上の濃淡の差を殆ど解消することができ、断面画像が変わっても見易く、読影作業を容易にすることができる。 Further, a coefficient proportional to or directly proportional to the gain (corresponding to the cross-sectional position) used for reconstruction is multiplied by each pixel value of the cross-sectional image generated by the reconstruction (step S9). Thereby, it is possible to almost eliminate the difference in apparent shading between images, and even if the cross-sectional image changes, it is easy to see and the interpretation work can be facilitated.
このように生成された断面画像は、標準面に沿ったパノラマ画像の一部では無いが、そのパノラマ画像上で指定されたROIに基づいて変更された部分的な位置の断面画像である。この断面画像が読影医にとって所望のものであれば、その断面画像の画像データとその画像の位置情報(奥行き方向の位置、角度の情報)を記憶する(ステップA10,A11)。所望のものでない場合には、その処理はステップA4に戻される(ステップA10)。 The cross-sectional image generated in this way is not a part of the panoramic image along the standard plane, but is a cross-sectional image at a partial position changed based on the ROI specified on the panoramic image. If the cross-sectional image is desired by the interpreting doctor, the image data of the cross-sectional image and the position information (depth direction position and angle information) of the image are stored (steps A10 and A11). If not, the process returns to step A4 (step A10).
次に、図13〜図18を参照して、本実施形態に係るパノラマ画像撮影装置1により実行されるゲイン事前計測、パノラマ撮影、及び画像読影に係る処理の一例を説明する。
Next, an example of processing related to gain pre-measurement, panorama shooting, and image interpretation executed by the panoramic
(ゲイン事前計測)
最初に、図13を参照して、ゲイン事前計測(ゲインが既に設定されている場合には、ゲインのキャリブレーションとなる)を説明する。
(Gain pre-measurement)
First, referring to FIG. 13, gain pre-measurement (when the gain has already been set, gain calibration will be described).
前述したように、ゲインとは、フレームデータを相互に重ね合わせて加算するときの「重ね合わせの程度」を意味する量であって、ボケがない最適な焦点位置となるためのゲインは、歯列に交差する奥行き方向それぞれにおける各位置(距離)に応じて変わる。ゲインが小さくなるほど、焦点位置は各奥行き方向においてX線管31により近くなり、ゲインが大きくなるほど、焦点位置は各奥行き方向においてX線管31から遠ざかる。
As described above, the gain is an amount that means “the degree of superposition” when frame data are overlapped and added to each other, and the gain for achieving an optimal focal position without blur is the tooth It changes according to each position (distance) in each depth direction intersecting the column. As the gain decreases, the focal position becomes closer to the
このゲインを事前に設定して保有しておくために、制御・演算装置12のコントローラ57は図13に大略示す処理を、操作者との間でインターラクティブに行う。
In order to set and hold the gain in advance, the
このゲイン事前計測に際し、被験者の代わりに、ファントムFTがチンレスト25(図1参照)の位置に固定される。この固定されるファントムFTの位置は、後述するように、被験者Pの歯列を実際に撮影するときの、歯列の標準的な位置として定めた空間位置に対応している。このファントムFTには、前述したように図5又は図7に示すものが使用される。なお、ファントムFTのZ軸方向の位置に合わせて、ファントムFTがX線管31の照射X線の、コリメータで絞られた断面がスリット状のビーム内に位置するように、上下動ユニット23の高さが調整される。
In the prior gain measurement, the phantom FT is fixed at the position of the chin rest 25 (see FIG. 1) instead of the subject. The position of the fixed phantom FT corresponds to a spatial position determined as a standard position of the dentition when the dentition of the subject P is actually photographed, as will be described later. As the phantom FT, the one shown in FIG. 5 or 7 is used as described above. In accordance with the position of the phantom FT in the Z-axis direction, the
このファントムFTの固定配置が終ると、制御・演算装置12は操作者からのX線照射条件(管電圧、管電流、スキャン時間など)を受け付ける(ステップS1)。
When the fixed arrangement of the phantom FT is completed, the control /
この条件設定が終わると、操作者からの指令に応答して回転ユニット24(つまり、X線管31及び検出器32の対)をXY面に沿ってファントムFTの周りに移動(スキャン)させながら、X線管31にX線を照射させる一方で、検出器32に高速フレームの透過X線の検出をさせて、フレームデータの収集が行われる(ステップS2)。つまり、検出器32から、一例として、300fpsといった高速フレームレートでフレームデータが出力され、このフレームデータがバッファメモリ53を介して画像メモリ54に転送されて保存される。
When the condition setting is completed, the rotary unit 24 (that is, the pair of the
次いで、コントローラ57は、画像プロセッサ56に、収集したフレームデータを用いて、予め定めてある空間位置における歯列断面(所定面)のパノラマ画像を再構成するように指令する(ステップS3)。この所定面は、図14に示すように、被験者の標準的な歯列(つまり、それぞれの歯が標準的サイズの馬蹄形の軌跡上に並んでいる歯列)の中心線STに沿っている。この所定面は、後述する実際の撮影において選択可能なように用意されている複数の標準面のうちの基準となる面に一致させている。
Next, the
この所定面上の各位置Pn(すなわち、各奥行き方向Ddpと標準面とが交差する位置)に対するゲインGは、前述した図9の曲線CAで示す標準面のスピードカーブの傾きとして、予め決められている。そこで、画像プロセッサ56は、画像メモリ54から、前述したように、収集した全部のフレームデータを呼び出し、それらのフレームデータをスピードカーブCAに応じて決まる写像位置に足し込む(すなわち、重ね合わせて加算する)ことで、標準面のパノラマ画像が再構成される。
The gain G for each position Pn on the predetermined plane (that is, the position where each depth direction Ddp intersects the standard plane) is determined in advance as the slope of the speed curve of the standard plane indicated by the curve CA in FIG. ing. Therefore, the
次いで、コントローラ57は、この再構成した標準面のパノラマ画像をモニタ60に表示する(ステップS4)。この表示例を図15に示す。同図に示すように、ファントムFTに45度の所定傾斜角で設置してある5つの左端部測定板72L、左中間部測定板72LC、中心部測定板72C、右中間部測定板72RC、右端部測定板72Rが写り込んだ標準面のパノラマ画像が表示される。各測定板上には、複数個のファントム体74が移り込んでいるが、図には模式的にしか画けないが、標準面に相当する板長手方向(奥行き方向)の中心領域の空間位置に在る1つ又は複数のファントム体74のボケが最も少ない状態、すなわち、最も焦点が合っている状態になっている。
Next, the
ここでは、板長手方向を、ゲイン事前計測の都合上、奥行き方向を最外周領域Rotm、外周領域Rot、中心領域Rc、内周領域Rin、最内周領域Rinmの5種類に大まかに分けており(図15参照)、標準面は中心領域に属するように設定されている。つまり、前述した図5に示すファントムFT1の例で言えば、ベース71(XY面)に投影した所定距離範囲R1(例えば20mm)の領域を5領域に分けている。この所定距離範囲R1は、歯列の断面を自在に動かして診たい奥行き方向それぞれの範囲である。 Here, the longitudinal direction of the plate is roughly divided into five types: the outermost peripheral region Rotm, the outer peripheral region Rot, the central region Rc, the inner peripheral region Rin, and the innermost peripheral region Rinm, for the convenience of gain pre-measurement. (See FIG. 15), the standard plane is set to belong to the central region. That is, in the example of the phantom FT1 shown in FIG. 5 described above, the region of the predetermined distance range R1 (for example, 20 mm) projected onto the base 71 (XY plane) is divided into five regions. The predetermined distance range R1 is a range in the depth direction in which the section of the dentition is freely moved to be examined.
ここで、奥行き方向において標準面の前後に2つの領域、すなわち、2つの断面を設定でき、標準面と合わせて5種類の断面を計測することができる。これを図14に模式的に示す。最外周の仮想線が最外周断面OTMを、その次の内側の仮想線が外周断面OTを、その次に内側の仮想線が標準面STを、その次に内側の仮想線が内周断面INを、そして最も内側の仮想線が最内周断面INMをそれぞれ示す。それぞれの断面間の奥行き方向の間隔は、例えば4mmに設定されている。 Here, two regions, that is, two cross sections, can be set before and after the standard plane in the depth direction, and five types of cross sections can be measured together with the standard plane. This is schematically shown in FIG. The outermost virtual line is the outermost peripheral section OTM, the next inner virtual line is the outer peripheral section OT, the inner virtual line is the standard plane ST, and the inner virtual line is the inner peripheral section IN. , And the innermost imaginary line indicates the innermost circumferential section INM. The distance in the depth direction between the cross sections is set to 4 mm, for example.
このため、奥行き方向それぞれを5領域に大まかに分けた理由は、歯列の奥行き方向においては20mm程度の断面範囲を確保できれば十分で使用に耐えられ、また、後述するように、最終的にはゲインを補間する。したがって、演算量や演算時間との妥協を図ると、この段階でのゲインの基点データとしては、各奥行き方向に5点(5つの領域でのゲイン)を収集すれば十分である。 For this reason, the reason why the depth direction is roughly divided into 5 regions is sufficient if the cross-sectional area of about 20 mm can be secured in the depth direction of the dentition, and it is sufficient to withstand the use. Interpolate the gain. Therefore, when a compromise is made between the calculation amount and the calculation time, it is sufficient to collect five points (gains in five regions) in each depth direction as the gain base data at this stage.
次いで、操作者は、このパノラマ画像を目視・観察しながら、標準面以外の奥行き方向の前後の断面(位置)のゲインのインターラクティブな設定作業に移行する。具体的には、まず操作者はファントムFTのうちの最初の測定板72を選択して、その測定板72の画像を拡大して表示させる(ステップS5;図16参照)。この拡大表示は、その測定板72上の複数のファントム体74をより見易くして、ゲインを極力精度良く設定させるためである。この拡大表示を、中心部測定板72Cを例に説明する。なお、この拡大表示の測定板毎の順番は任意である。
Next, the operator shifts to an interactive setting operation of gains of cross sections (positions) before and after the depth direction other than the standard plane while visually observing and observing the panoramic image. Specifically, first, the operator selects the
次いで、コントローラ57は、拡大表示されている中心部測定板72Cを目視している操作者からの操作情報を受け付けて、その中心部測定板72C上の板長手方向の中心領域以外の領域を指定する(ステップS6)。この領域指定に応答して、コントローラ57は、指定された領域の奥行き方向の位置を演算し、その位置座標情報を記憶する(ステップS7)。このステップS6,S7の処理を介して、最初に、例えば中心部測定板72Cの最外周領域Rotmが、すなわち、中心部測定板72Cが置かれている方向に沿った奥行き方向における最外周断面OTMの位置が指定される。
Next, the
次いで、コントローラ57は、操作者からの操作情報を受け付けて、いま観測対象となっている最外周領域Rotmに属する1つ又は複数のファントム体74にボケ無し(殆どボケ無し又はボケが最も少ない状態を含む)、すなわち、目視している限りにおいて焦点が最高に合っている状態か(最適焦点の状態か)否かについて判定する(ステップS8)。いま、ファントム体74は丸い鉛ボールであるので、丸く且つその輪郭がくっきり現われている場合に、操作者は最適焦点の状態であると判断できる。その場合には、モニタ画面上の最適焦点の状態を示すボタン(図示せず)を押せばよい。未だ最適焦点の状態になっていないと判断できる場合、操作者は、モニタ画面上の未最適焦点の状態を示すボタンを押し、これに応答してモニタ画面上に現れるゲイン変更(ゲイン上げる、ゲイン下げる)のボタン操作を行なう〈ステップS9〉。
Next, the
このゲイン変更が行なわれると、かかる変更されたゲインGを用いて変更された断面、すなわち変更された奥行き方向の位置に対応したパノラマ画像の再構成を行なう(ステップS10)。このとき、いま行なっている拡大表示(領域指定されている)に係る中心部測定板72Cの部分のみを再構成することで、演算時間を短縮できる。この新しく再構成されたパノラマ画像は再度、表示(拡大表示像)される(ステップS11)。
When this gain change is performed, a panorama image corresponding to the changed cross-section, that is, the changed position in the depth direction is reconstructed using the changed gain G (step S10). At this time, the calculation time can be shortened by reconstructing only the portion of the
この後、コントローラ57の処理はステップS8に移され、前述したと同様に、中心部測定板72Cの最外周領域Rotmに属するファントム体74のボケの有無が判断される。この判断がNOとなるときには、未だ最適焦点化の余地があるので、コントローラ57は操作者からの指令に応じてゲインを変更し、パノラマ画像の再構成及びその表示を行なう(ステップS9〜S11)。このように試行錯誤的にゲインが変更されてボケ無しのパノラマ画像が得られると(ステップS8でYESの判断)、操作者は、そのときのゲインが中心部測定板72Cの奥行き方向に沿った最外周断面OTMの位置における最適な焦点を得るためのゲインであると認識できる。このため、コントローラ57は、このときのゲインを焦点最適化ゲインであるとして、操作者の操作に応答して画像メモリ54に保存する(ステップS12)。
Thereafter, the process of the
次いで、コントローラ57は、その処理をステップS13に移行させて、現在の測定板72上の長手方向の全ての領域に対して、かかるゲイン計測が終了したか否かを判断する。この判断でNO(ステップS13、NO)となる場合、コントローラ57は、ステップS6に戻って別の領域について上述と同様に実行する。これにより、例えば、中心部測定板72Cの奥行き方向に沿った外周領域Rotに対応した外周断面OTの位置における焦点最適化ゲインを計測することができる。
Next, the
ステップS13でYESの判断が得られる場合、コントローラ57は更に全ての測定板について前述と同様の焦点最適化ゲインの計測が済んだか否かを判断する(ステップS14)。この判断でNOとなる場合、未だ計測すべき測定板が残っているので、コントローラ57は、ステップS5に処理を戻して別の測定板、例えば右中間部測定板72RCについて前述と同様に処理を施す。これにより、その測定板の長手方向の中心領域Rc以外の領域に対応した断面の位置のゲインが計測される。一方、このステップS14でYESの判断が下されるときには、5枚全ての計測板72を用いて、最外周、外周、内周、最内周それぞれの断面位置の合計20点のゲインと基準面の5点のゲインとによる合計25点の位置(図17の黒丸の位置)のゲインを基準データとして得たことになる。
If YES is obtained in step S13, the
次いで、コントローラ57は、XY面上で標準面STを中心とし、この面STに沿って所定距離範囲R1を幅とする2次元領域(図17の斜線部参照)にマッピングされる合計25点の基準となるゲインに適宜な補間法を適用して、空間的に基準データを有する位置の間を埋める位置(図17の×印の位置)ゲインデータを演算する(ステップS15)。この補間が終ると、この馬蹄形を成す2次元領域の各点(黒丸及び×印の位置)のゲインの値がルックアップテーブルLUTとして画像メモリ54に保管される(ステップS16)。このルックアップテーブルLUTは、標準面STに交差する位置、その各交差位置を通る奥行き方向に沿って点在する各位置、及び、その各点在位置におけるゲイン値から成る。
Next, the
なお、この2次元領域に直交する上下方向(Z軸方向)のゲイン値は、前述した如く、各点において同一値を有する。このため、かかる2次元のルックアップテーブルLUTは、3次元のゲインに対するルックアップテーブルを示している。 The gain value in the vertical direction (Z-axis direction) orthogonal to the two-dimensional region has the same value at each point as described above. Therefore, the two-dimensional lookup table LUT indicates a lookup table for a three-dimensional gain.
このように図13に示す一連の処理を通じて、標準面STを中心とする奥行き方向の所定距離R1によって決まる馬蹄形状の2次元領域を有する3次元領域の各位置のゲインが事前に計測されたことになる。このゲイン事前計測は、工場出荷時又は装置の据付時に行なえば十分であるが、定期的な又は不定期の保守管理時のみならず、毎回の装置起動時にキャリブレーションとして実行するようにしてもよい。キャリブレーションの場合、それまで保有していたルックアップテーブルLUTの内容がその都度、新規のゲインデータに更新されることなる。 As described above, through the series of processes shown in FIG. 13, the gains at the respective positions of the three-dimensional area having the horseshoe-shaped two-dimensional area determined by the predetermined distance R1 in the depth direction centered on the standard surface ST are measured. become. It is sufficient that this gain pre-measurement is performed at the time of factory shipment or at the time of installation of the apparatus, but it may be performed as a calibration at the time of starting the apparatus not only at regular or irregular maintenance management. . In the case of calibration, the contents of the lookup table LUT held so far are updated to new gain data each time.
この事前計測やキャリブレーションに使用するファントムは、その測定板が多いほど、より詳細な基準となるゲインデータを計測できるが、操作者の操作上の負担も増えるので、その負担と計測すべきゲインの精度などとを比較して測定板の数や配置位置を決めればよい。 The more phantoms used for this pre-measurement and calibration, the more detailed the gain data that can be measured, the more it can measure the gain data. The number of measurement plates and the arrangement position may be determined by comparing the accuracy of the measurement.
(撮影)
次に、図18を参照して、撮影、すなわち実際のデータ収集について説明する。
(photograph)
Next, imaging, that is, actual data collection will be described with reference to FIG.
この撮影に際し、操作者は患者ID、患者氏名、撮影日時などの患者情報を制御・演算装置12に入力する(ステップS21)。この入力に応答して、コントローラ57は、その患者情報を画像メモリの所定領域に記録し、例えば患者IDをキー情報として、後からの収集するフレームデータとの関連付けを行なう。
At the time of photographing, the operator inputs patient information such as patient ID, patient name, photographing date and time to the control / calculation device 12 (step S21). In response to this input, the
次いで、被験者P(患者)を図1に説明するように位置決めする。つまり、操作者は、上下動ユニット13の高さを調節した後、被験者Pにマウスピース26を咥えさせた状態で、チンレスト25及びヘッドレスト28の部分を使って被験者の口腔部を所定の撮影位置に位置決めさせる。なお、この位置決めは患者情報の入力前に行なってもよいし、後述するX線照射条件の設定後に行なってもよい。
Next, the subject P (patient) is positioned as described in FIG. That is, the operator adjusts the height of the
コントローラ57は、操作者からの操作情報に基づいて実際の撮影に用いる標準面をインターラクティブに設定する(ステップS22)。この標準面の設定は、予め幾つかの標準面が装置に用意されているので、これを選択することで行なう。これについては後述する。
The
さらに、コントローラ57は、操作者からの操作情報に基づいて、前述したゲイン事前計測時と同様に、X線照射条件(X線の管電圧、管電流、スキャン時間、スキャン軌道など)を設定する(ステップS23)。
Furthermore, the
このように準備が済むと、コントローラ57は、操作者からの指令に応答して回転ユニット24(つまり、X線管31及び検出器32の対)をXY面に沿って被験者Pの口腔部の周りに移動(スキャン)させながら、X線管31にX線を照射させる一方で、検出器32に高速フレームの透過X線の検出をさせる。これにより、フレームデータの収集が行われる(ステップS24)。つまり、検出器32から、一例として、300fpsといった高速フレームレートでフレームデータが出力され、このフレームデータがバッファメモリ53を介して画像メモリ54に転送されて保存される。
When the preparation is completed in this way, the
なお、上述したフレームデータの収集の前又は後に、必要に応じて、外部の口内X線撮影装置で撮影された画像データを受信して、画像メモリ54に保存するようにしてもよい。
Note that image data captured by an external intraoral X-ray imaging apparatus may be received and stored in the
このスキャンが済むと、被験者Pは装置から解放される。 After this scan is completed, the subject P is released from the apparatus.
(読影(観察))
上述のスキャンによってフレームデータの収集が完了すると、医師は、後処理として、そのフレームデータを用いて読影を行なうことができる。
(Interpretation (observation))
When the collection of the frame data is completed by the above-described scan, the doctor can perform interpretation using the frame data as post-processing.
この読影に供するコントローラ57の一連の処理を図19〜20のフローチャートに、その読影に伴う動作例を図21〜25の説明図に示す。
A series of processes of the
図19に示すように、コントローラ57は、操作者からの指令に応答して、患者、すなわち読影対象の入力を受け付ける(ステップS31)。これにより、例えば患者ID、撮影日時などの読影対象を特定する情報が入力されると、コントローラ57は、画像プロセッサ56にその情報を伝えるので、画像プロセッサ56は、かかる情報で特定される被験者Pのフレームデータを画像メモリ56から自分のワークエリアに読み出す(ステップS32)。
As shown in FIG. 19, the
次いで、コントローラ57は、画像プロセッサ56に標準面のパノラマ画像の再構成及び当該パノラマ画像のモニタ60への表示を指令する(ステップS33,S34)。これにより、図21に模式的に示すように、被験者Pの歯列の標準面のパノラマ画像がモニタ60に表示される。このパノラマ画像は、X線透過像と同様に標準面に沿った断面構造を描出している。
Next, the
これらの処理は、前述したゲインの事前計測のときの処理と同様である(図13、ステップS3,S4参照)。ここまの処理は、読影作業の準備段階に相当する。 These processes are the same as the processes at the time of the prior gain measurement (see steps S3 and S4 in FIG. 13). The processing up to this point corresponds to the preparation stage of the interpretation work.
コントローラ57は、次いで、標準面のパノラマ画像に設定するROIの情報が操作者、すなわち読影医師から与えられたか否かを判断しながら待機する(ステップS35)。このROIは、前述したように、標準面のパノラマ画像のうち、局地的な関心領域を指定する情報であって、読影医師がその局地的領域を更に様々な角度や断面から読影したい場合に使用される。このROIは、本実施形態では矩形状の小領域として指定できるようになっており、その縦横のサイズは任意であるが、その最大サイズはパノラマ画像よりは小さい。
Next, the
このROIの設定の仕方を図22に例示する。図22(A)に示すROI:R1は上側の歯列のうちの特定の歯について単独で焦点最適化して診たい場合に指定される関心領域であり、同図(B)は、それよりも比較的大きく、上側及び下側の歯列それぞれの複数本の歯をまとめて焦点最適化して診る場合に指定される関心領域である。いずれの場合も、後述する画像処理の演算時間を短縮するために、パノラマ画像の縦方向(Z軸方向)のサイズは極力、必要最小限に抑えることが好ましい。 This ROI setting method is illustrated in FIG. ROI: R1 shown in FIG. 22 (A) is a region of interest designated when a specific tooth in the upper dentition alone is desired to be focused and examined. In FIG. 22 (B), It is a comparatively large region of interest designated when a plurality of teeth in each of the upper and lower dentitions are collectively focused and examined. In any case, it is preferable to minimize the size of the panoramic image in the vertical direction (Z-axis direction) as much as possible in order to shorten the calculation time of image processing to be described later.
なお、このROIのサイズは、前述したように、従来の口内撮影法で用いるX線フィルムと同一値に設定することがこともできる。また、側歯が程よくROI内の収まるように、ROIで指定される断面をパノラマ画像の面から回転(傾斜)させることもできる。 Note that the size of this ROI can be set to the same value as that of the X-ray film used in the conventional intraoral radiography as described above. In addition, the cross-section designated by the ROI can be rotated (tilted) from the plane of the panoramic image so that the side teeth fit within the ROI.
ステップS35の判断がYESになる場合、指定されたROIの情報を用いてパノラマ画像上にROIを重畳表示する(ステップS36)。この重畳表示の状態は図22(A)で表されるものとする。コントローラ57は、この表示されたROIについて、その位置及びサイズを操作者からの操作情報に応じて確認し(ステップS37)、必要な場合には、位置及び/又はサイズの変更情報を受け付けて、ROIを変更して重畳表示する(ステップS38)。
If the determination in step S35 is YES, the ROI is superimposed and displayed on the panoramic image using the designated ROI information (step S36). This superimposed display state is assumed to be represented in FIG. The
このようにROIの指定が済むと、コントローラ57は、パノラマ画像上のROIにより指定された画素を提供しているフレームデータのフレーム番号の範囲(すなわちフレームデータの範囲)を特定する(ステップS39)。この特定は、後述するように、ROIで指定された関心領域のサイズを持つ断面を傾斜(回転)させて、当該関心領域を別の断面として観察するための処理に供するためである。つまり、前述した図11で説明したように、ROI標準面のスピードカーブを参照して、指定されたROIの横方向(X(Y)軸方向)のサイズに対応したフレーム番号の範囲を決める。なお、パノラマ画像の縦方向(Z軸方向)については上述したように、指定されるROIの縦方向の大きさに合わせてカットされる。
When the ROI is specified in this way, the
次いで、コントローラ57は、事前に検出器32の有効幅が分っているので、この有効幅を加算した最終的なフレーム番号を特定する(ステップS40)。
Next, since the effective width of the
この後、コントローラ57は、ROIで指定した関心領域について様々な態様でその関心領域の断面を観察するための処理に移行する(ステップS41〜S54)。
Thereafter, the
具体的には、まず、ROIで指定された、標準面のパノラマ画像上の関心領域について、そのままの画像を拡大して表示したいか否かを操作情報に基づいて判断し(ステップS41)、拡大表示が指令されている場合には、所望の拡大率で拡大して重畳表示を行なう(ステップS42)。この拡大・重畳表示の例を図23に示す。このとき、拡大率はデフォルト値であってよいし、所定範囲で任意に選択できるようにしてもよい。 Specifically, first, for the region of interest on the panoramic image of the standard plane specified by the ROI, it is determined based on the operation information whether or not the image as it is is enlarged (step S41). If display is instructed, the image is enlarged at a desired enlargement ratio and superimposed (step S42). An example of this enlarged / superimposed display is shown in FIG. At this time, the enlargement ratio may be a default value or may be arbitrarily selected within a predetermined range.
また、コントローラ57は、読影医からの操作情報に応答して、ROIで指定された、標準面のパノラマ画像上の関心領域のサイズを持つ断面を奥行き方向に平行移動させて、その平行移動した断面に沿った画像を診る処理をインターラクティブに行う(ステップS43〜S46)。図24に、断面の平行移動の概念を説明する。いま表示されているのは、予め選択した標準面に沿った一部の断面であるから、平行移動を行なうということは、その標準面の手前側又は奥側に位置をずらした断面を診ることになる。この平行移動できる範囲は、前述した所定距離範囲R1(例えば20mm:図5参照)に応じて決まる。つまり、この所定距離範囲R1内の移動であれば、既に焦点最適化のためのゲインを計測しているので、そのゲインを使用して断面像を再構成できるからである。標準面のパノラマ画像で病理的に疑わしい部位を見つけた場合、かかる断面の平行移動を行なうことによって歯の厚さ方向における病気の進行具合や歯茎の状態をも知ることができるのである。
Further, in response to the operation information from the interpretation doctor, the
このため、かかる平行移動断面を診る必要があるか否かを操作情報に基づいて判断し(ステップS43)、その必要がある場合、どの程度の距離だけどの方向に断面を移動させるかを示す移動情報を読影医から入力する(ステップS44)。なお、ここで移動距離=0が指定されると、パノラマ画像の一部の断面そのものが指定される。 For this reason, it is determined based on the operation information whether or not it is necessary to examine the parallel movement section (step S43), and if that is necessary, a movement indicating in which direction the section is moved by which distance. Information is input from the interpretation doctor (step S44). If the movement distance = 0 is specified here, a partial cross section of the panoramic image itself is specified.
次いで、その移動情報(例えば奥側に4mm平行移動)に応じた新しい断面、すなわち平行移動された断面の位置を特定し、この断面の位置で決まるゲインGをルックアップテーブルLUTから読み出し、対象となるフレームデータを読み出したゲインGを用いて前述した如く重ね合わせ加算することで、ROIで指定され且つ平行移動した局所的な断面の画像が再構成される(ステップS45)。つまり、焦点ボケの少ない又は無い焦点最適化画像が得られる。 Next, a new section corresponding to the movement information (for example, 4 mm parallel translation to the back side), that is, the position of the translated section is specified, and the gain G determined by the position of the section is read from the look-up table LUT. By superimposing and adding as described above using the gain G from which the frame data is read, a local cross-sectional image designated by the ROI and translated is reconstructed (step S45). That is, a focus optimized image with little or no defocus is obtained.
このように再構成された画像は、所定の又は所望の態様で表示される(ステップS46)。このうち、所定の態様に拠る表示は、デフォルトで決まっている表示法であり、現在表示されているパノラマ画像の所定位置に、そのパノラマ画像の一部として重畳表示するものである。一方、所望の態様による表示については、後述する如く、読影者が読影上、都合の良いように、予め設定されている表示法の中から所望のものを選択して指定できるようになっている。 The image reconstructed in this way is displayed in a predetermined or desired manner (step S46). Among these, the display according to a predetermined mode is a display method determined by default, and is superimposed and displayed as a part of the panoramic image at a predetermined position of the currently displayed panoramic image. On the other hand, the display in a desired mode can be specified by selecting a desired display method from among preset display methods, as will be described later, for the convenience of interpretation. .
また、コントローラ57は、前述したステップS43でNOの判断(すなわち平行移動させない)を確認した場合、傾斜(回転)か否かの判断をインターラクティブに行う(ステップS42)。すなわち、コントローラ57は、読影医からの操作情報に応答して、ROIで指定された、標準面のパノラマ画像上の関心領域のサイズを持つ断面を奥行き方向に関して傾斜(回転)させて、その傾斜(回転)させた断面に沿った画像を診る処理をインターラクティブに行う(ステップS48〜S50)。
Further, when the
なお、この傾斜(回転)の処理は、断面を傾斜(回転)させる分だけ、投影方向を斜めに変えることを意味する。傾斜(回転)させる角度としては、通常、数度から数十度である。 Note that this tilt (rotation) processing means that the projection direction is changed obliquely by an amount corresponding to the tilt (rotation) of the cross section. The angle for tilting (rotating) is usually several degrees to several tens of degrees.
図25に、このROIで指定された断面の傾斜(回転)の概念を説明する。なお、これらの断面の傾斜は、中心軸の位置、傾斜方向、及び傾斜角度で決まるものである。このため、断面の「傾斜」は、断面の中心軸を中心とした「回転(回動)」であるとも言えるので、以下、用語「傾斜」で代表させる。図25(A)〜(C)に示す図は、ROIで指定された断面の縦方向(Z軸)方向の中心位置、上端位置、及び下端位置を中心として、その断面を所望角度だけ傾斜させるものである。また、図25(D)〜(F)に示す状態は、ROIで指定された断面の横方向(x方向)の中心位置、左端位置、及び右端位置を中心として、その断面を所望角度だけ傾斜させるものである。なお、ROIで指定された局所的な断面を傾斜させる限度は、その断面がゲインを事前設定してある奥行き方向の範囲内とする。これにより、読影の意味が出てくる。 FIG. 25 explains the concept of the inclination (rotation) of the cross section designated by this ROI. Note that the inclination of these cross sections is determined by the position of the central axis, the inclination direction, and the inclination angle. For this reason, it can be said that the “inclination” of the cross section is “rotation (rotation)” about the central axis of the cross section, and therefore, the term “inclination” will be represented below. 25 (A) to 25 (C) incline the cross section by a desired angle around the center position, the upper end position, and the lower end position in the vertical direction (Z-axis) direction of the cross section specified by the ROI. Is. In addition, the states shown in FIGS. 25D to 25F are obtained by inclining the cross section by a desired angle around the center position, the left end position, and the right end position in the horizontal direction (x direction) of the cross section specified by the ROI. It is something to be made. The limit for inclining the local cross section designated by the ROI is within the range in the depth direction in which the gain is preset for the cross section. As a result, the meaning of image interpretation comes out.
このため、ステップS47で傾斜表示させると判断された場合、コントローラ57は次いで、中心軸の位置、傾斜方向、及び傾斜角度を操作情報として得る(ステップS48)。このため、コントローラ57は、その傾斜情報(例えば、ROIで指定された局所的な断面の縦方向の中心位置を中心軸として、時計周りに10度だけ傾斜させる)に応じた新しい断面、すなわち傾斜させた断面の位置を特定し、この断面の位置で決まるゲインGをルックアップテーブルLUTから読み出し、さらに、その断面の画像再構成に寄与するフレームデータを特定し、特定したフレームデータを読み出したゲインGを用いて前述した如く加算することで、ROIで指定され且つ傾斜させた局所的な断面の画像が再構成される(ステップS49)。
Therefore, if it is determined in step S47 that the display is tilted, the
このように再構成された画像は、所定の又は所望の態様で表示される(ステップS50)。この表示の仕方は、前述したステップS46における処理と同様である。 The image reconstructed in this way is displayed in a predetermined or desired manner (step S50). This display method is the same as the processing in step S46 described above.
さらに、コントローラ57は、前述したステップS47でNOの判断(すなわち傾斜(回転)させない)を確認した場合、「平行移動+傾斜(回転)」か否かの判断をインターラクティブに行う(ステップS51)。すなわち、コントローラ57は、読影医からの操作情報に応答して、ROIで指定された、標準面のパノラマ画像上の関心領域のサイズを持つ断面を奥行き方向に平行移動させ、かつ、奥行き方向に関して傾斜(回転)させて、その移動させた断面に沿った画像を診る処理をインターラクティブに行う(ステップS52〜S54)。この場合、移動させた断面の位置を決める手法として、平行移動させた後に傾斜(回転)させてもよいし、その逆の順序で行なってもよい。このため、ROIで指定された局所的断面の前述した2種類の移動(平行移動+傾斜(回転))を指定する情報が入力され、その断面の焦点が最適化され、焦点最適化された断面像が表示される。
Further, when the
なお、この最適化されたROI画像、すなわち局所的断面画像をモニタ60に表示する際、前述したように、局所的断面画像の縦横のサイズを実距離に合わせて表示することもできる。
When the optimized ROI image, that is, the local cross-sectional image is displayed on the
上述したステップS51においてもNOの判断が下されるときには、その処理はステップS55に移行させられる。このステップS55では、コントローラ57は読影者から読影の終了が指令されているか否かを判断し、まだ読影を続ける(NO)の場合には、その処理を前述したステップS35に戻し、前述した処理を繰り返す。
If NO is also determined in step S51 described above, the process proceeds to step S55. In this step S55, the
これに対し、読影終了(YES)の判断が下される場合、コントローラ57は、読影対象となった画像データ(パノラマ画像、ROIで指定された断面の画像などのデータ)及びその付帯情報(患者情報)のデータを記録媒体に保存するか否かをインターラクティブに判断する(ステップS56)。この判断でYES、すなわちデータ保存をすると決められると、画像メモリ54にそのデータを保存する(ステップS57)。さらに、コントローラ57は、かかるデータを外部のDICOMサーバに転送するか否かを読影者からの要望を基に判断し(ステップS58)、その判断がYES、すなわち転送の場合には、データをDICOM仕様に変換した上で、そのデータを通信インターフェース62を介して外部の通信ラインに送信する。なお、DICOMサーバとはDICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)規格を満足するサーバのことである。
On the other hand, when the interpretation end (YES) is determined, the
さらに、コントローラ57は、対象となった画像データを印刷するか否かを読影者からの操作情報を基に判断し(ステップS60)、その判断がYES、すなわち印刷するとなる場合にのみプリンタ64にその画像データの印刷指令を出す(ステップS61)。
Further, the
(標準面の選択処理)
ここで、図26,27を参照して、前述した撮影における標準面の選択処理(ステップS22)について捕捉説明する。
(Standard surface selection process)
Here, with reference to FIGS. 26 and 27, the standard plane selection process (step S22) in the above-described shooting will be described.
コントローラ57は、最初に、初期画面として、標準歯列の模式図Tstとこの標準歯列Tstに沿って重畳した湾曲したラインSC1とを、図27に示す如く、モニタ60に表示させる(図26、ステップS221)。
First, the
このラインSC1は、標準歯列Tstに沿って設定された第1標準面(標準断面)を示す。この第1標準面SC1は、大多数の人から統計的に導いた標準歯列Tstに基づく標準的サイズの断面である。したがって、被験者Pの歯列がサイズ及び各歯の配列位置に関して、この標準歯列Tstに合致しているならば、この第1標準面SC1そのもので足りる。すなわち、X線管31から照射されるX線が常に第1標準面SC1に焦点を合わせるように、X線管31及び検出器32を移動(回転)させることで、第1標準面SC1そのものが最適焦点断面となり、この断面の像がパノラマ画像として投影される。この投影像は、前述した如く、検出器32によりフレームデータ(ラインデータ)として高速に収集される。そのような場合には、その他の断面を選択する必要はない。
The line SC1 indicates a first standard surface (standard cross section) set along the standard tooth row Tst. The first standard surface SC1 is a cross section having a standard size based on the standard dentition Tst statistically derived from the majority of people. Accordingly, if the dentition of the subject P matches the standard dentition Tst with respect to the size and the arrangement position of each tooth, the first standard surface SC1 is sufficient. That is, the
しかしながら、被験者Pは大人であったり、子供であったりすること、また歯列の形状(歯形)は個人差があるので、この第1標準面SC1では合わないことが多い。その一方で、ベース画像となるパノラマ画像を被験者Pの実際の歯列の形状に極力、最初から合わせておいた方がより的確な画像情報が得られ、より精度の高い診断・読影を行なうことができる。また、その後の、ベース画像、すなわち歯列全体のパノラマ画像を基にして行なう、読影のための局所的な領域の指定もより精度の高いものになる。かかる観点から、この標準面の選択処理が実行される。 However, since the subject P is an adult or a child, and the shape (dental shape) of the dentition varies among individuals, the first standard surface SC1 often does not match. On the other hand, if the panoramic image as the base image is matched to the actual dentition shape of the subject P as much as possible, more accurate image information can be obtained, and more accurate diagnosis and interpretation can be performed. Can do. Further, the subsequent specification of a local region for interpretation based on the base image, that is, the panoramic image of the entire dentition, becomes more accurate. From this point of view, this standard plane selection process is executed.
コントローラ57は、操作者に、初期画面に表示されている第1標準面SC1を選択するか否かを問う(ステップS222)。操作者は、被験者Pの歯形のサイズや歯列の形状を考慮して、標準面を他の断面に変更すべきか否かを判断する。その他の選択可能は標準面として、第2、第3の2通りの標準面SC2、SC3が用意されている(図27参照)。第2標準面SC2は第1標準面SC1よりも小さい極率の馬蹄形に設定され、その反対に、第3標準面SC3は第1標準面SC1よりも大きい極率の馬蹄形に設定されている。
The
このため、操作者は、いま診断しようとしている被験者Pの歯列のサイズ、形状を考慮したとき、第1標準面SC1で間に合うと判断した場合には、その旨の操作を行なって第1標準面SC1を確定させる(ステップS223)。これに対して、第1標準面SC1では過不足があると判断した場合には、第2又は第3標準面SC2、SC3を選択する(ステップS224)。この選択した断面SC2(SC3)は確認のため、図27に示すモニタ画面に例えばカラーを変えて表示される(ステップS225)。 Therefore, when the operator considers the size and shape of the dentition of the subject P to be diagnosed and determines that the first standard surface SC1 is in time, the operator performs the operation to that effect and performs the first standard. The surface SC1 is determined (step S22 3 ). On the other hand, if it is determined that the first standard surface SC1 is excessive or insufficient, the second or third standard surface SC2, SC3 is selected (step S22 4 ). The selected section SC2 (SC3) is displayed on the monitor screen shown in FIG. 27 with a different color, for example, for confirmation (step S22 5 ).
このようにして、最初から、極力、個々の被験者Pの歯列の形状、サイズに合わせた標準面が選択され、この標準面に沿ったパノラマ画像がベース画像として撮影される。 In this way, from the beginning, a standard plane that matches the shape and size of the dentition of each subject P is selected as much as possible, and a panoramic image along the standard plane is taken as a base image.
(表示態様の選択処理)
さらに、図28〜31を参照して、前述した読影における表示に係る表示態様の選択処理(ステップS46,S50,S54)について説明する。
(Display mode selection process)
Furthermore, with reference to FIGS. 28 to 31, the display mode selection processing (steps S <b> 46, S <b> 50, S <b> 54) related to the display in the above-described interpretation will be described.
この表示の対象となる画像データは、ベース画像として最初に撮影したパノラマ画像、このパノラマ画像上でROIにより指定した局地的領域のオリジナル画像(ベース画像の一部)、及び、ROIにより指定した局地的領域の焦点最適化画像(すなわち、平行移動した断面、傾斜させた断面、又は、平行移動及び傾斜させた断面に焦点を合わせた画像:ステップS45、S49、S53)である。 The image data to be displayed is a panoramic image that was first taken as a base image, an original image of a local area specified by the ROI on this panoramic image (part of the base image), and specified by the ROI. It is a focus optimization image of a local region (ie, an image focused on a translated section, an inclined section, or a translated and tilted section: steps S45, S49, S53).
そこで、コントローラ57は、最初に、パノラマ画像及び焦点最適化画像を分割して表示するか否かを読影者からの操作情報に基づいて判断する(ステップS61)。この判断でYES、すなわち分割表示する場合には、コントローラ57は、パノラマ画像及び焦点最適化画像をモニタ60に、例えば図29に示す如く表示させる(ステップS62)。この例によれば、モニタの画面の下側にパノラマ画像Ppanoが表示され、その上側に焦点最適化画像Poptが表示される。パノラマ画像Ppanoには、局地的領域を指定した、例えば矩形状のROIが重畳して表示される。
Therefore, the
この後、コントローラ57は表示終了の操作がなされたか否かを判断しながら待機する(ステップS63)。
Thereafter, the
一方、分割表示を行なわない場合(ステップS61でNO)、コントローラ57は今度、重畳表示を行なうか否かを操作情報に基づいて判断する(ステップS64)。この判断により重畳表示を行なう場合、次いで、オリジナル画像及び焦点最適化画像の少なくとも一方を拡大処理するか否かについて操作情報から判断し、指定された場合には、その拡大処理を実行する(ステップS65、S66)。
On the other hand, when the divided display is not performed (NO in step S61), the
この後、コントローラ57は、モニタ60に、例えば図30に示す態様で、パノラマ画像Ppano上にオリジナル画像Pori及び焦点最適化画像Poptを左右に比較するように重畳表示させる(ステップS67)。この後、処理はステップS63に移行する。
Thereafter, the
さらに、上述したステップS64の判断がNO、すなわち重畳表示を行なわないとする場合、コントローラ57は更に、焦点最適化画像のみを表示するか否かの判断(ステップS68)を行う。ステップS68でYESの判断が下される場合、コントローラ57はモニタ60に、例えば図31に模式的に示す如く、焦点最適化画像のみを表示させる(ステップS69)。
Furthermore, if the determination in step S64 described above is NO, that is, if superimposed display is not performed, the
これらの表示される画像には、常に、画像を供する断面の位置情報が付されている。例えば、図29〜31の符号PIで示すように、パノラマ像Ppanoにはその標準面の位置情報が、オリジナル画像PoriにはROIで指定された、パノラマ像上で位置情報が、焦点最適化画像Poptには当該画像を供する局所的な断面の位置情報(パノラマ像上の位置、移動したときの標準面からの距離、傾斜(回転)させたときの角度・方向、その距離及び角度などの情報)が付される。 These displayed images are always attached with position information of a cross section that provides the images. For example, as indicated by reference numeral PI in FIGS. 29 to 31, the position information of the standard plane is specified for the panoramic image Ppano, and the position information on the panoramic image specified by the ROI for the original image Pori is the focus optimized image. In Popt, information on the position of the local cross section that provides the image (position on the panoramic image, distance from the standard plane when moved, angle / direction when tilted (rotated), information on the distance and angle, etc.) ) Is attached.
このように種々の表示態様を選択できるようになっているため、読影者は読影結果を都合の良い態様で表示させることができる。 Since various display modes can be selected in this way, the radiogram interpreter can display the interpretation result in a convenient mode.
以上のように、本実施形態に係るデジタル型の歯科用パノラマ画像撮影装置によれば、従来のものとは異なり、歯科医の要求に十分に応えるパノラマ画像を提供することができる。 As described above, the digital dental panoramic image photographing apparatus according to this embodiment can provide a panoramic image that sufficiently meets the demands of a dentist, unlike the conventional one.
具体的には、1回の撮影によって収集した同一のフレームデータを使って、診断的に診たい局所的部位の断面について平行移動を行なったり、傾斜(回転)によって投影方向を変えたりした画像を何度でも再構成することができる。この断面を平行に移動する距離や傾斜(回転)させる角度は、読影医師が定量的に指定することができる。つまり、読影医師は、表示した標準面のパノラマ像を見ながらインターラクティブに局所的断面を動かして、その断面の表示される歯や歯茎の画像を観察することができる。これにより、例えば、1つの歯の更に奥側がように痛んでいるのか、病巣が歯茎のどの位まで及んでいるのかといった情報を3次元的に得ることができる。しかも、その局所的部位の断面の位置を決めるベース画像となる標準面のパノラマ画像についても、予め設定してある数種類の標準断面の中から、被検体の実際の歯列の状況になるべく合致した断面を標準面として選択することができる。 Specifically, using the same frame data collected by one imaging, an image obtained by translating a cross-section of a local part to be diagnosed diagnostically or changing the projection direction by tilting (rotation) is used. It can be reconfigured any number of times. The interpretation doctor can quantitatively specify the distance to move the cross section in parallel and the angle to tilt (rotate) it. That is, the image interpretation doctor can move the local cross section interactively while viewing the displayed panoramic image of the standard surface, and observe the image of the tooth or gum on which the cross section is displayed. Thereby, for example, information such as whether the further back side of one tooth hurts or how far the lesion extends to the gum can be obtained three-dimensionally. In addition, the standard plane panorama image that serves as the base image that determines the position of the cross-section of the local part also matches the actual dentition of the subject from several preset standard cross-sections as much as possible. The cross section can be selected as the standard plane.
このため、撮影位置(断面)を患者の歯列に沿った最適な断面に設定することが重要ではあるとしても、それにはそれほど神経質になる必要はない。つまり、数種類の予め用意されている標準面の中からベストなものを選択して撮影に臨むだけでよい。この撮影によって収集されたフレームデータを使って、上述したように、その後の読影を自在に行なうことができるのである。これにより、従来指摘されていた、最適断面の設定に対する操作者の負担が著しく軽減されるので、操作者に要求される熟練度は緩和される。 For this reason, even if it is important to set the imaging position (cross section) to an optimal cross section along the patient's dentition, it does not need to be so nervous. That is, it is only necessary to select the best one from several types of standard surfaces prepared in advance and start shooting. As described above, the subsequent interpretation can be freely performed using the frame data collected by this photographing. As a result, the operator's burden on the setting of the optimum cross section, which has been pointed out in the past, is remarkably reduced, and the skill level required of the operator is alleviated.
このように、適度な最適さで収集した断面(標準面)のパノラマ画像上で指定される局所的断面の画像、及び、この断面を3次元的に位置変更した別の断面の画像は、常に、予め事前計測して保管されているゲインを使って、ボケの少ない最適焦点化画像として再構成される。したがって、ボケが少ない分、歯や歯茎の構造情報も豊富で且つ精度が良い。それだけ歯科医の診断上の負担も軽減される。 As described above, the image of the local cross section specified on the panoramic image of the cross section (standard plane) collected with the appropriate optimization and the image of another cross section obtained by repositioning the cross section three-dimensionally are always used. Then, it is reconstructed as an optimally focused image with less blur using a gain that has been measured in advance and stored. Therefore, since there is little blur, the structure information of teeth and gums is abundant and accurate. The diagnosis burden on the dentist is reduced accordingly.
また、インターラクティブにROI指定した断面の画像は、位置情報と共に表示される。例えば、ROIで指定した断面を標準面よりも5mm奥側に平行移動させた断面である旨の位置情報、ROIで指定した断面をその縦方向の中心を通る軸の周りに下側が手前になるように20度傾けた(回転させた)断面である旨の位置情報などと共に表示される。このため、読影医は、歯や歯茎の内部構造の距離(感)を把握しながら、読影を行なうことができる。これにより、読影医は、歯列の形状などの個人差を考慮して、「少し奥の部分を又は手前の部分を診たい」、「斜めの歯に沿ってその断面を診たい」、「歯の厚さ方向に沿った断面を診たい」、などの、従来では殆ど困難であった断面観察を自在に行なうことができ、診断に有効な情報をより多く得ることができ、診断の精度向上に大きく寄与する。 In addition, an image of a cross section designated by ROI interactively is displayed together with position information. For example, position information indicating that the cross section designated by the ROI is a cross section translated 5 mm behind the standard plane, and the cross section designated by the ROI is on the lower side around an axis passing through the center in the vertical direction. The position information indicating that the section is tilted (rotated) by 20 degrees is displayed. For this reason, the image interpretation doctor can perform image interpretation while grasping the distance (feel) of the internal structure of the teeth and gums. In this way, the interpreting physician considers individual differences such as the shape of the dentition, `` I want to examine the part slightly behind or the front part '', `` I want to examine the cross section along the oblique teeth '', `` `` I want to examine the cross section along the thickness direction of the teeth '', etc., which allows cross-section observation that was almost difficult in the past, and can obtain more information useful for diagnosis, and the accuracy of diagnosis Greatly contributes to improvement.
このように、1回の撮影で収集したフレームデータを使って歯列の内部情報を容易に且つ豊富に得ることができるので、従来のように、パノラマ画像を補完する別の撮影は殆ど不要になる。したがって、診断までの時間や手間が少なくて済み、患者スループットも良くなり、患者のX線被曝量の増大を抑えることができる。 In this way, the internal information of the dentition can be easily and abundantly obtained using the frame data collected in one imaging, so that there is almost no need for another imaging to complement the panoramic image as in the past. Become. Therefore, the time and effort required for diagnosis are reduced, patient throughput is improved, and increase in the patient's X-ray exposure can be suppressed.
なお、このコンピュータ12については、そのパノラマ画像を後処理する機能を有する部分については、別のコンピュータをスタンドアロン形式又はオンライン形式で用いるようにしてもよい。
As for the
(第2の実施形態)
続いて、図32〜38を参照して、本発明に係るパノラマ画像撮影装置の第2の実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
Subsequently, a second embodiment of the panoramic image photographing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
この実施形態に係るパノラマ画像撮影装置は、ROIによって指定された2次元領域に関わる画像、すなわち、前述したステップ39(図19)において特定されたパノラマ画像上の局地的領域の画像(オリジナル画像)、ステップS42(図20)で拡大表示される拡大オリジナル画像、並びに、ステップS46、S50、S54(図20)で表示される焦点最適化画像にコントラストを強調するための処理(コントラスト強調処理)を実施することを特徴とする。その他の構成及び処理は、第1の実施形態と同一又は同様である。このため、第1の実施形態のものと同一の構成要素には同一符号を用いる。 The panoramic image photographing apparatus according to this embodiment is an image related to a two-dimensional area designated by the ROI, that is, an image of an original area (original image) on the panoramic image specified in step 39 (FIG. 19). ), Processing for enhancing contrast in the enlarged original image enlarged in step S42 (FIG. 20) and the focus optimized image displayed in steps S46, S50, and S54 (FIG. 20) (contrast enhancement processing) It is characterized by implementing. Other configurations and processes are the same as or similar to those of the first embodiment. For this reason, the same code | symbol is used for the component same as the thing of 1st Embodiment.
なお、このコントラスト強調は、必ずしも、ROIにより指定された2次元領域に限定されるものではなく、例えば前述の実施形態で説明されたように、標準面で再構成されたパノラマ画像の全体に実施してもよい。しかしながら、コントラスト強調処理は、通常、演算負荷が多くなり、処理速度が低下する。このため、演算負荷の軽減、処理速度のアップ、実際の読影においては必要な部分領域のコントラストを上げれば足りること、などを考慮すると、上述のように、かかるコントラスト強調は、ROIにより指定された2次元領域に実施することが望ましい。 Note that this contrast enhancement is not necessarily limited to the two-dimensional area specified by the ROI. For example, as described in the above-described embodiment, the contrast enhancement is performed on the entire panoramic image reconstructed on the standard plane. May be. However, the contrast enhancement process usually increases the calculation load and decreases the processing speed. For this reason, considering the reduction in computation load, the increase in processing speed, and the fact that it is sufficient to increase the contrast of a necessary partial area in actual interpretation, as described above, such contrast enhancement is specified by the ROI. It is desirable to implement in a two-dimensional area.
このコントラスト強調処理は画像プロセッサ56又はコントローラ57で実行可能である。本実施形態では、画像プロセッサ56がそのコントラスト強調処理を担っている。
This contrast enhancement process can be executed by the
いま、ステップS45〜S46に係る平行移動させる局地的断面の焦点最適化・表示において、かかるコントラスト強調処理を行うものとする。この場合、画像プロセッサ56は、ステップS45の焦点最適化処理とステップS46の表示処理との間で、コントラスト強調処理を実行する。画像メモリ54には、局地的領域の焦点最適化された再構成画像として、グレイレベルの2次元デジタル画像が事前に格納される。この2次元デジタル画像を原画像として、この原画像にコントラスト強調処理を行う。
Now, it is assumed that such contrast enhancement processing is performed in the focus optimization / display of the local section to be translated according to steps S45 to S46. In this case, the
図32は、画像プロセッサ56により実行されるコントラスト強調の一連の処理の流れを示す。
FIG. 32 shows a flow of a series of processing for contrast enhancement executed by the
このコントラスト強調の処理は、概略的には、原画像データであるフレームデータ(グレイレベルの画像データ)の入力(ステップS101)、原画像データに施す濃度値シフトと呼ばれる前処理(ステップS102)、濃度値シフトされた原画像データに施す多重解像度分解としてのウェーブレット変換(ステップS103)、この変換により得られる係数に対するコントラスト強調のための重み付け処理(ステップS104)、重み付けされた係数に施される再構成処理としての逆ウェーブレット変換(ステップS105)、及び、逆ウェーブレット変換により得られたコントラスト強調画像の表示及び記憶(ステップS106)を含む。以下、この処理を順に詳述する。 This contrast enhancement processing is roughly performed by inputting frame data (gray level image data) that is original image data (step S101), pre-processing called density value shift applied to the original image data (step S102), Wavelet transform as multi-resolution decomposition applied to density-shifted original image data (step S103), weighting processing for contrast enhancement on the coefficient obtained by this conversion (step S104), and re-processing applied to the weighted coefficient Inverse wavelet transform (step S105) as a configuration process, and display and storage of a contrast-enhanced image obtained by the inverse wavelet transform (step S106) are included. Hereinafter, this processing will be described in detail.
(原画像入力)
画像プロセッサ56は、まず、操作器58を介して与えられる操作者の指令に応答して、画像メモリ54からコントラスト強調処理対象のグレイレベルのデジタル画像データ(フレームデータ)をそのワークメモリに読み込む(ステップS101)。
(Original image input)
First, the
(濃度値シフト)
次いで、画像プロセッサ56は、読み込んだ画像データに、濃度値(シフト)と呼ばれる前処理を自動的に実行する(ステップS102)。
(Density value shift)
Next, the
この濃度値シフトは、画像の平均濃度値が濃度階調(スケール:本実施形態ではグレイレベルのスケール)の中心に在るように画像全体の濃度値を濃度階調上でシフトする前処理である。この濃度値シフトを行うことで、画像表示装置のダイナミックレンジ(モニタ60)を有効に活用し、処理対象の原画像にコントラスト強調を適正に掛けることができる。すなわち、スケールアウトする画素数を抑えてコントラスト強調を確実に掛けることができる。 This density value shift is pre-processing for shifting the density value of the entire image on the density gradation so that the average density value of the image is at the center of the density gradation (scale: gray level scale in the present embodiment). is there. By performing this density value shift, it is possible to effectively apply the dynamic range (monitor 60) of the image display device and appropriately apply contrast enhancement to the original image to be processed. That is, contrast enhancement can be reliably performed while suppressing the number of pixels to be scaled out.
いま、例えば、濃度階調が8ビット(256階調)の原画像の濃度値をf(x、y)とすると、シフトさせる値=offsetは、 Now, for example, assuming that the density value of an original image having a density gradation of 8 bits (256 gradations) is f (x, y), the value to be shifted = offset is
このため、画像プロセッサ56は、具体的には図33に示す処理を行なう。最初に、画像プロセッサ56は、式(1)に基づいて各画素(x、y)の濃度値f(x、y)を用いてシフト値offsetを演算する(ステップS102A)。次いで、画像プロセッサ56は、予め定めたアルゴリズムにより画素位置(x、y)を指定する(ステップS102B)。これにより、2次元原画像の例えば1行1列目の画素が指定される。
For this reason, the
この後、画像プロセッサ56は全ての画素(x、y)について上述の処理が済んだか否かを判断する(ステップS102H)。この判断がNOとなる場合には、処理をステップS102Bに戻して、次の画素(x、y)に対して上述したステップS102B〜S102Gの処理を繰り返す。ステップS102Hにおける判断がYESになると、この濃度値シフトの処理は終了する。
Thereafter, the
このように前処理としての濃度値シフトを実行することで、図34に例示するように、濃度ヒストグラム上で曲線がシフトする。ヒストグラム曲線Aの如く、濃度値シフト前にはスケールアウトする画素が非常に多かったものが、濃度値シフト後にはヒストグラム曲線全体がスケール中央に移動し、スケールアウトする画素が無くなるか又は少なくなる。 By executing the density value shift as the pre-processing as described above, the curve is shifted on the density histogram as illustrated in FIG. Like the histogram curve A, the number of pixels to be scaled out before the density value shift is very large, but after the density value shift, the entire histogram curve moves to the center of the scale, and the pixels to be scaled out are eliminated or decreased.
(多重解像度分解)
図32に戻って説明すると、次いで、画像プロセッサ56は、濃度値シフトされた原画像に対して多重解像度分解の処理を、例えばウェーブレット変換を施すことで実行する(ステップS103)。このウェーブレット変換は、一例として、そのレベルj=1〜8まで順次実行される。このレベルjとは、多重解像度分解の度合いを示し、レベルjの数値が低いほど解像度が高い(したがって、レベルj=1の場合が最も解像度が高い)。
(Multi-resolution decomposition)
Referring back to FIG. 32, the
このウェーブレット変換は、2乗可積分関数L2(R)に属する関数を基底として、この関数L2(R)に属する任意の信号を表現する手段であり、ウェーブレット(短い波:Wave-lets)関数を時間軸上でシフト或いは拡大縮小して求めた基底関数と処理対象との信号との内積である。 This wavelet transform is a means for expressing an arbitrary signal belonging to this function L 2 (R) with a function belonging to the square integrable function L 2 (R) as a basis, and a wavelet (short wave: Wave-lets). It is the inner product of the basis function obtained by shifting or scaling the function on the time axis and the signal of the processing target.
なお、この多重解像度解析にはウェーブレット変換が重宝であるが、その他の適宜な変換を用いることもできる。また、ウェーブレット変換を用いた場合でも、必ずしもドベシイ関数を基底としたウェーブレット変換でなくてもよく、例えばハールウェーブレットなどを用いた変換であってもよい。 Note that wavelet transform is useful for this multi-resolution analysis, but other appropriate transforms can also be used. Further, even when the wavelet transform is used, it is not always necessary to use the wavelet transform based on the Dobesy function, and for example, a transform using a Haar wavelet or the like may be used.
図35には、n×m個の画素数の原画像S(0)(同図(a)参照)にレベルj=1のウェーブレット変換を施したときの係数画像(図35(b))、この係数画像の低周波成分の展開係数の画像S(1)にレベルj=2のウェーブレット変換を施したときの係数画像(同図(c))、及び、この係数画像の低周波成分の係数画像S(2)にレベルj=3のウェーブレット変換を施したときの係数画像(同図(d))に夫々模式的に示す。 FIG. 35 shows a coefficient image (FIG. 35B) obtained when wavelet transform of level j = 1 is performed on the original image S (0) (see FIG. 35A) having n × m pixels. The coefficient image when the wavelet transform of level j = 2 is applied to the image S (1) of the expansion coefficient of the low frequency component of this coefficient image (FIG. 5C), and the coefficient of the low frequency component of this coefficient image A coefficient image ((d) in the figure) when the wavelet transform of level j = 3 is applied to the image S (2) is schematically shown.
(重み付け処理)
このようにウェーブレット変換が済むと、画像プロセッサ56は、かかる変換により得られる係数にコントラスト強調のための重み付け処理を自動的に実行する(ステップS104)。この重み付け処理は、本発明の別の特徴の一つをなす。この重み付け処理の概要を図36に示す。この重み付け処理は、原画像の濃度値の特徴(属性)に応じて行なわれる。
(Weighting process)
When the wavelet transformation is thus completed, the
<基準重みの自動設定>
まず、画像プロセッサ56が自動的に行う基準重みの設定(指定)について説明する(ステップS104A)。
<Automatic setting of reference weight>
First, reference weight setting (designation) automatically performed by the
前述したウェーブレット変換によりサブバンドの低周波成分の係数sと高周波成分の係数wとが各レベルj(本実施形態ではj=1〜8)の下で得られる。画像の濃度勾配情報は高周波成分に含まれているので、この高周波成分を操作することでコントラストの強調(又は調整)を行なうことにする。そのために、各レベルjのサブバンドの高周波成分を重み付けすることにする。この重みをα(j)で表記する。 By the above-described wavelet transform, the subband low frequency component coefficient s and high frequency component coefficient w are obtained under each level j (j = 1 to 8 in this embodiment). Since the density gradient information of the image is included in the high frequency component, contrast enhancement (or adjustment) is performed by manipulating the high frequency component. For this purpose, the high-frequency component of each level j subband is weighted. This weight is expressed as α (j).
この重みα(j)をいかに演算してどのように調整するか(重みの自動設定)について説明する。 How to calculate and adjust the weight α (j) (automatic weight setting) will be described.
本発明者は、重みα(j)と濃度ヒストグラムの関係について研究して幾つかの特徴を見出した。その一つは、重みα(j)の値をレベルjの値に拠らずに同一の値に設定すると、重みα(j)の値の大きさに比例して画素濃度値のとり得る範囲が増加することである。しかし、この重みα(j)をあまり大きく設定し過ぎると、濃度値0〜255の範囲からスケールアウトする画素が多くなって好ましくないことも分った。そこで、本実施形態では、スケールアウトする画素数の全画素数に対する割合から自動的に重みα(j)を設定するように構成する。このためには、まず、以下のようにして基準となる重みα0(=α(1))値を決める。
The inventor researched the relationship between the weight α (j) and the density histogram and found several features. For example, if the value of the weight α (j) is set to the same value without depending on the value of the level j, the range that the pixel density value can take in proportion to the value of the weight α (j). Is to increase. However, it has also been found that if the weight α (j) is set too large, the number of pixels to be scaled out from the range of
この基準重みα0は、コントラスト強調される画像のうち、最も周波数の高い(高分解能)の画像(レベルj=1の画像)を最優先させるために与えられるもので、この画像が最も大きな重み(=基準重みα0)で重み付けられる。 This reference weight α 0 is given in order to give the highest priority to the image with the highest frequency (high resolution) among the contrast-enhanced images (image of level j = 1), and this image has the largest weight. (= Reference weight α 0 ).
なお、この基準重みα0の値は、条件設定によって変わるが、一例としては、3〜4程度の値を採る。 The value of the reference weight alpha 0 will vary depending on the conditions set, as an example, take 3-4 degree value.
<重み関数の設定>
上述のように基準重みα0が処理対象の原画像自身の濃度ヒストグラム、すなわち原画像の属性から決まると、画像プロセッサ56はその基準重みα0を用いて予め定めた複数種のパターンに応じた重み関数を自動的に設定する(ステップS104B)。
<Setting of weight function>
As described above, when the reference weight α 0 is determined from the density histogram of the original image to be processed, that is, the attribute of the original image, the
つまり、画像プロセッサ56は、重みα(j)をサブバンド毎に変化させることでコントラストの強調効果も変わるので、本実施形態では、決定された基準重みα0を下記の演算式に当てはめて5種類の重み関数を演算する。これにより設定された5種類の重み関数の関数値は、レベルj毎に、例えばテーブルに保管・記憶される。
That is, the
このうち、式(8)に基づいて設定される重み関数は、図37の直線Aで示すように、レベルjの値に拠らずに、常に一定値α0(=基準重み)の重みα(j)を採る。この重みα(j)=α0は、強調する画像のうちの最も周波数の高い(高分解能)の画像成分に与える重みである。 Among these, the weighting function set based on the equation (8) is always based on the weight α having a constant value α 0 (= reference weight) regardless of the value of the level j, as shown by the straight line A in FIG. Take (j). The weight α (j) = α 0 is a weight given to the image component with the highest frequency (high resolution) among the images to be emphasized.
また、式(10)に基づいて設定される重み関数は、図37の直線B1で示すように、レベルj=1のときに重みα(j)=基準重みα0となり、この値からレベルjが上がるにつれて直線的に低下し、レベルj=8のときに重みα(j)=1の値を採る。この重みα(j)=1を与える最高位のレベルj=8の画像成分は、原画像全体の平均の濃度値を意味し、本実施形態では濃度値シフトを前処理として行なっているため、かかる平均濃度値=128に対する重みということになる。 Further, as shown by the straight line B1 in FIG. 37, the weight function set based on the equation (10) becomes weight α (j) = reference weight α 0 when the level j = 1, and from this value, the level j As the value increases, the value decreases linearly, and when the level j = 8, the value of the weight α (j) = 1 is taken. The image component of the highest level j = 8 giving this weight α (j) = 1 means the average density value of the whole original image, and in this embodiment, density value shift is performed as preprocessing. This means that the average density value = 128.
式(9)に基づいて設定される重み関数は、図37の曲線B2で示すように、レベルj=1のときに重みα(j)=基準重みα0となり、この値からレベルjが上がるにつれて緩やかなS字状の非線形な軌跡を画いて低下し、レベルj=8のときに重みα(j)=1の値を採る。具体的には、レベルjが1から上がるにつれて下に緩やかに膨らんだ重み曲線を画きながら、途中のレベルj=4を境にして上に緩やかに膨らんだ重み曲線をみながら、最終的にはレベルj=8で重みα(j)=1に収まる。 As shown by a curve B2 in FIG. 37, the weight function set based on the equation (9) is weight α (j) = reference weight α 0 when level j = 1, and level j increases from this value. As the level j = 8, the value of weight α (j) = 1 is taken. Specifically, while drawing a weight curve that gently swells downward as level j rises from 1, it is finally possible to look at a weight curve that gently swells upward at level j = 4 in the middle. Level j = 8 and weight α (j) = 1.
さらに、式(11)に基づいて設定される重み関数は、図37の曲線B3で示すように、レベルj=1のときに重みα(j)=基準重みα0となり、この値からレベルjが上がるにつれて緩やかに低下するが、レベルjが小さいうちの低下率は低く、レベルjが高い後半部分に急激に低下するという重み曲線を画いている。これとは反対に、式(12)に基づいて設定される重み関数は、図37の曲線B4で示すように、レベルj=1のときに重みα(j)=基準重みα0となり、この値からレベルjが上がるにつれて重みは低下するが、レベルjが小さいうちの低下率は高く、レベルjが高い後半部分に低下率が飽和するという重み曲線を画いている。 Furthermore, as shown by a curve B3 in FIG. 37, the weight function set based on the equation (11) becomes weight α (j) = reference weight α 0 when level j = 1, and from this value, level j However, the rate of decrease while the level j is small is low, and a weight curve is drawn in which the level j rapidly decreases in the latter half. On the other hand, the weight function set based on the equation (12) is weight α (j) = reference weight α 0 when level j = 1, as shown by a curve B4 in FIG. The weight decreases as the level j increases from the value, but the decrease rate is high while the level j is small, and a weight curve is drawn in which the decrease rate is saturated in the latter half of the level j.
これらの複数種の重み関数のうち、直線A及びB1及び曲線B2〜B4で表される重み関数は単調非増加関数として分類することができ、直線B1及び曲線B2〜B4で表される重み関数は単調減少関数として分類することができる。 Among these plural types of weight functions, the weight functions represented by the straight lines A and B1 and the curves B2 to B4 can be classified as monotonous non-increasing functions, and the weight functions represented by the straight line B1 and the curves B2 to B4. Can be classified as a monotonically decreasing function.
直線B1及び曲線B2〜B4で示す重み関数がレベルjに応じて非一定の重みを採る重み関数(単調非増加関数)であって、このうち、曲線B2〜B4で示す重み関数は非線形の重み関数である。因みに、直線Aは一定値の線形の重み関数である。また、直線B1の重み関数も線形の重み関数である。 The weighting functions indicated by the straight line B1 and the curves B2 to B4 are weighting functions (monotonic non-increasing functions) that take non-constant weights according to the level j, and among these, the weighting functions indicated by the curves B2 to B4 are nonlinear weights. It is a function. Incidentally, the straight line A is a linear weight function having a constant value. The weight function of the straight line B1 is also a linear weight function.
このように複数種の重み関数を設定するのは、処理対象の原画像がどのような画像内容(濃度値の属性)を有していても、その画像内容に応じた適正なコントラスト強調の選択の幅を広げるためである。 In this way, a plurality of types of weighting functions are set, regardless of what image content (density value attribute) the original image to be processed has to select appropriate contrast enhancement according to the image content. This is to widen the width.
ここで、図37に示した各種の重み関数の一般形を例示する。この重み関数は、変数jに関するべき関数であって、 Here, general forms of various weight functions shown in FIG. 37 are exemplified. This weight function is a power function for variable j,
α(1)=α0及びα(8)=1を通り、且つ、j=1〜8については単調非増加の関数として表すことができる。実係数an、an−1、…、a0を適宜な値に設定することにより、前述した図37に示す曲線B1〜B4のように重み関数を変化させることができる。なお、直線Aで表される関数は、α(8)=1という条件を満たさないが、強調のための全ての重みを一定にした場合として用いられる。 α (1) = α 0 and α (8) = 1, and j = 1 to 8 can be expressed as a monotonically non-increasing function. By setting the real coefficients a n , a n−1 ,..., A 0 to appropriate values, the weight function can be changed as in the curves B1 to B4 shown in FIG. The function represented by the straight line A does not satisfy the condition of α (8) = 1, but is used as a case where all weights for emphasis are constant.
なお、最高レベルjがどこまでの値になるかということは、画像の大きさ(マトリクスサイズ)に依存する。例えば、画像のマトリクスサイズ=256×256の場合には最高レベルj=8となり、画像のマトリクスサイズ=1024×1024の場合には最高レベルj=10となる。このため、最高レベルj=10までの重み関数が必要な場合、レベルj=1で重みα(j)=α0となり、レベルj=10で重みα(j)=1となるように減少する重み関数が用いられる。 It should be noted that what value the maximum level j will be depends on the size of the image (matrix size). For example, when the image matrix size = 256 × 256, the highest level j = 8, and when the image matrix size = 1024 × 1024, the highest level j = 10. For this reason, when a weight function up to the maximum level j = 10 is required, the weight α (j) = α 0 is obtained at the level j = 1, and the weight α (j) = 1 is reduced at the level j = 10. A weight function is used.
<重み関数の選択>
次いで、演算処理プロセッサ13は上述のように基準重みα0に応じて自動設定した複数種の重み関数から、原画像の濃度値の属性に応じた最適な重み関数を選択(指定)する(ステップS104C〜S104J)。
<Select weight function>
Next, the
前述のように、本実施形態にあっては、高周波成分の重みα(j)を制御して再構成(逆ウェーブレット変換)を行ない、コントラスト強調された画像を生成するのであるが、本発明者が行なった研究によれば、重みα(j)をいかに与えるかによって、その結果であるコントラスト強調の度合いが異なることが分っている。 As described above, in this embodiment, the high-frequency component weight α (j) is controlled to perform reconstruction (inverse wavelet transform) to generate a contrast-enhanced image. According to the research conducted by, the degree of contrast enhancement as a result differs depending on how the weight α (j) is given.
これを説明すると、一般的に、重み関数を図37の直線A(式(9))のように均一重みに設定してコントラスト強調を行なうと、スケールアウトが目立つようになる。これは、重みα(j)をレベルjの値に拠らずに一定したことで、ダイナミックレンジは広がるが、選択される濃度値が限定されることに因る。また、重み関数を図37の曲線B4(式(12))のように非線形に設定した場合、レベルjが高いところでの重みα(j)が小さいので、コントラスト強調の度合いは低い。 To explain this, generally, when the weighting function is set to a uniform weight as shown by the straight line A (Equation (9)) in FIG. 37 and the contrast enhancement is performed, the scale-out becomes conspicuous. This is because the weight α (j) is constant without depending on the value of the level j, so that the dynamic range is widened, but the selected density value is limited. In addition, when the weight function is set nonlinearly as shown by the curve B4 (Equation (12)) in FIG. 37, the degree of contrast enhancement is low because the weight α (j) at a high level j is small.
これに対して、重み関数を図37の曲線B2の曲線(式(9))、直線B2(式(10))、又は曲線B3(式(11))で表される非一定の重み関数を採用した場合、スケールアウトを抑制しつつ、原画像の内容の細かい特徴までも良く強調できる。 In contrast, the non-constant weight function represented by the curve B2 (formula (9)), straight line B2 (formula (10)), or curve B3 (formula (11)) in FIG. When it is adopted, it is possible to emphasize well the fine features of the contents of the original image while suppressing the scale-out.
しかしながら、必ずしも非一定の重みα(j)が万能ではないことも同時に分っている。例えば画像に写っている「空」のように特定の濃度値が多く存在する部分を有する原画像の場合、非一定の重み関数を適用すると、かかる部分でアーチファクトが発生することも分っている。このような原画像の場合、一定の重み関数を採用した方がアーチファクト抑制の観点から無難である。 However, it is also known that the non-constant weight α (j) is not universal. For example, in the case of an original image having a part with a lot of specific density values such as “sky” in the image, it is also known that if a non-constant weight function is applied, an artifact is generated in the part. . In the case of such an original image, it is safer to adopt a constant weight function from the viewpoint of artifact suppression.
つまり、原画像に「空」のような一定濃度値の領域が多いのか、「家」の屋根、壁のように濃度値がシャープに変化する領域があるのか、「人物像」のように濃度値の変化が多いのかなど、原画像の濃度ヒストグラムがどのような分布を示すのかということを考慮した重み関数の選択が必要になる。つまりは、処理対象である原画像の濃度値の特徴を判断し、適切な重み関数を選択(切換)することが重要なのである。 In other words, whether the original image has many areas with a constant density value such as “sky”, whether there are areas where the density value changes sharply, such as the roof or wall of a “house”, or the density of a person image. It is necessary to select a weighting function in consideration of the distribution of the density histogram of the original image, such as whether there are many changes in value. In other words, it is important to determine the characteristics of the density value of the original image to be processed and select (switch) an appropriate weight function.
そこで、本実施形態では、この重み関数を適切に選択するための指標として、原画像の濃度値に含まれる低周波成分に対する高周波成分の割合を基礎的な指標として採用する。これは、かかる割合が原画像の特徴を判別する一つの指標になり得ることを見出したことに拠る。さらに、別の指標としては、累積ヒストグラムから得られる最大傾斜も有効である。本実施形態の場合、原画像の特徴を判別する手法として、上述の「高周波成分の割合」と「累積ヒストグラムの最大傾斜」を組み合わせて使用し、判別を高度化させるようにする。なお、処理の簡単化を重視した場合、「累積ヒストグラムの最大傾斜」の情報を用いずに、「高周波成分の割合」のみを用いた判別も可能である。 Therefore, in this embodiment, the ratio of the high frequency component to the low frequency component included in the density value of the original image is adopted as a basic index as an index for appropriately selecting the weight function. This is based on the finding that such a ratio can be an index for discriminating the characteristics of the original image. Furthermore, as another index, the maximum slope obtained from the cumulative histogram is also effective. In the case of the present embodiment, as a method for discriminating the characteristics of the original image, the above-mentioned “ratio of high frequency components” and “maximum slope of cumulative histogram” are used in combination to enhance the discrimination. In the case where importance is attached to simplification of processing, it is possible to perform determination using only “ratio of high frequency components” without using information of “maximum slope of cumulative histogram”.
以上のことを踏まえて、図36に戻って説明する。画像プロセッサ56は、各レベルjでのウェーブレット変換による多重解像度分解の係数情報から、低周波成分の絶対値の和に対する高周波成分の絶対値の和の割合Rをレベルj毎に演算する(ステップS104C)。これにより、例えば、レベルj=1〜8まで7個の割合Rが演算される。
Based on the above, the description will return to FIG. The
次いで、画像プロセッサ56は、この割合Rが予め定めた閾値Rth以下か否かを判断する(ステップS104D)。
Then, the
この判断がYES、すなわちR≦Rth以下となる場合、画像プロセッサ56は累積濃度ヒストグラムの最大傾斜INCmaxを演算する(ステップS104E)。累積濃度ヒストグラムの最大傾斜とは、濃度ヒストグラムを積分して得た曲線のうちの最大傾斜を言う(図38参照)。
This determination is YES, that is, when the following R ≦ R th, the
この最大傾斜INCmaxが得られると、画像プロセッサ56は最大傾斜INCmax≧閾値INCthか否かを判断する(ステップS104F)。ここで、閾値INCthは事前に設定した所望の値である。この判断でYES、すなわち最大傾斜INCmax≧閾値INCthの条件が成立する場合、画像プロセッサ56は重み関数として、式(8)に基づく一定重みα(j)の関数を選択する(ステップS104G)。
When the maximum inclination INC max is obtained, the
これに対して、ステップS104FでNOの判断、すなわち最大傾斜INCmax<INCthとなるとき、及び、前述したステップS104DでNO、すなわち割合R>Rthとなるときには、一例として、式(9)に基づく非線形の重みα(j)(図37の曲線B2参照)を選択する(ステップS104H)。なお、このステップS104Hにおいて、式(9)〜(12)基づく適宜な重みα(j)を選択するようにしてもよい。 On the other hand, when NO is determined in step S104F, that is, when the maximum inclination INC max <INC th is satisfied, and when NO is determined in step S104D described above, that is, when the ratio R> R th is satisfied, as an example, equation (9) Is selected (see curve B2 in FIG. 37) (step S104H). In step S104H, an appropriate weight α (j) based on equations (9) to (12) may be selected.
このステップS104D〜S104Hまでの処理は、原画像の大きさに応じて予め決めた所定数のレベルj(例えばj=1,2)の夫々について繰り返し実行される(ステップS104I)。例えば、画素数256×256の2次元画像の場合、レベルj=1,2の夫々について割合R≦Rthか否かが判定され、上述した処理が繰り返される。また、画素数1024×1024の2次元画像の場合、レベルj=1,2,3の夫々について割合R≦Rthか否かが判定され、上述した処理が繰り返される。 The processing from step S104D to S104H is repeatedly executed for each of a predetermined number of levels j (for example, j = 1, 2) determined in advance according to the size of the original image (step S104I). For example, in the case of a two-dimensional image having 256 × 256 pixels, it is determined whether or not the ratio R ≦ R th for each of the levels j = 1 and 2, and the above-described processing is repeated. In the case of a two-dimensional image having 1024 × 1024 pixels, it is determined whether or not the ratio R ≦ R th for each of the levels j = 1, 2, and 3, and the above-described processing is repeated.
このように、画素数が多くなるほど判定対象のレベルjの数を多くすることで、原画像の濃度値が有する属性・特徴をきめ細かく判別することができる。ただし、かかる割合R≦Rthを全てのレベルj=1〜8について実行しないのは、通常、レベルjが高くなると、この割合Rはあまり意味が無くなるため、演算量との兼ね合いで適宜なレベルjまでに抑えることが懸命である。 In this way, by increasing the number of levels j to be determined as the number of pixels increases, it is possible to discriminate the attribute / feature possessed by the density value of the original image in detail. However, this ratio R ≦ R th is not executed for all levels j = 1 to 8. Normally, when the level j becomes higher, the ratio R becomes less meaningful, so that an appropriate level is considered in consideration of the calculation amount. It is hard to keep it down to j.
このため、かかる判別及び重み関数の選択が適宜なレベルj=1,2まで行なわれると、画像プロセッサ56は全体のレベルj=1〜8に対する重み関数の傾向を推定できるので、この推定に基づいて残りのレベルj=3〜8に対する重み関数を選択する(ステップS104J)。
For this reason, when the discrimination and selection of the weighting function are performed up to an appropriate level j = 1, 1, the
レベルj=1,2に対する判定の結果、レベルj=1、2共に、式(9)に基づく非線形の重み関数が選択される場合もあるし、式(8)に基づく一定値の重み関数が選択される場合もある。また、レベルj=1で式(9)に基づく非線形の重み関数が選択されるが、レベルj=2で式(8)に基づく一定値の重み関数が選択される場合もある。そこで、ステップS104Jでは、一例として、レベルj=2で選択した重み関数をレベルj=3〜8に対しても適用すればよい。なお、高い方のレベルjについては重み付けを省略する(すなわち、重み=1を設定する)こともできる。 As a result of the determination for level j = 1, 2, a nonlinear weight function based on equation (9) may be selected for both levels j = 1, 2, or a constant value weight function based on equation (8) may be selected. Sometimes selected. Further, a non-linear weight function based on Expression (9) is selected at level j = 1, but a constant value weight function based on Expression (8) may be selected at level j = 2. Therefore, in step S104J, as an example, the weight function selected at level j = 2 may be applied to levels j = 3-8. Note that weighting can be omitted for the higher level j (that is, weight = 1 is set).
このように原画像の濃度値が有する属性・特徴に応じた最適な重み関数がレベルj毎に自動的に設定されると、画像プロセッサ56は、その重み関数の関数値(テーブル)を参照して重みα(j)の値を設定する(ステップ104K)。
When the optimum weight function corresponding to the attribute / feature of the density value of the original image is thus automatically set for each level j, the
画像プロセッサ56は、この後、その処理を前述した図32のステップS105に移して、設定した重みα(j)を高周波成分に与えた画像再構成処理を行う。この処理は下記の式に基づく逆ウェーブレット変換で行われる。
Thereafter, the
この画像は、ステップS105において、表示器17に表示されるとともに、その画像データが例えば画像データ記憶装置12に格納される。
This image is displayed on the display 17 in step S105, and the image data is stored in the image
なお、上述した一連の処理において、原画像における、濃度シフトの対象領域(濃度平均値を演算する領域)、多重解像度分解を行い対象領域、画像の特徴(濃度値の特質)の判別、及び、重み付け関数の設定に要するそれぞれの領域は同一領域とすることが望ましい。 In the above-described series of processing, in the original image, a density shift target area (area where the density average value is calculated), multi-resolution decomposition is performed, and the target area, image characteristics (density value characteristics) are identified, and Each area required for setting the weighting function is preferably the same area.
(作用効果)
このように、パノラマ画像上で指定された局所的な領域に上述したコントラスト強調処理を掛けることができる。これにより、前述した第1の実施形態における作用効果に加えて、かかるコントラスト強調処理に拠る種々の優位性を享受することができる。
(Function and effect)
As described above, the above-described contrast enhancement processing can be applied to a local region designated on the panoramic image. Thereby, in addition to the effect in 1st Embodiment mentioned above, the various predominances based on this contrast emphasis process can be enjoyed.
まず、前処理として原画像の濃度値シフトを行なっているので、濃度階調度のダイナミックレンジを有効に利用でき、その後に行なうコントラスト強調処理を適切化させることができる。 First, since the density value shift of the original image is performed as pre-processing, the dynamic range of the density gradation can be used effectively, and the contrast enhancement processing performed thereafter can be made appropriate.
また、重みα(j)の値をレベルj毎に変えているので、再構成画像は複数の濃度レベルを使うことになり、スケールアウトを抑えつつ、ブロックアーチファクトを抑制しかつ低周波成分の構造物を見せながら、原画像の細かい特徴まで適切にコントラスト強調でき、優れた階調表現性を得ることができるとともに、画像全体としての広い濃度範囲のコントラストが常に適切に強調される。 Further, since the value of the weight α (j) is changed for each level j, the reconstructed image uses a plurality of density levels, suppresses block artifacts while suppressing scale-out, and has a structure of low frequency components. While showing an object, it is possible to appropriately emphasize the fine features of the original image, to obtain excellent gradation expression, and to always properly emphasize the contrast of a wide density range as the entire image.
さらに、従来の各種の画像コントラスト強調法とは違って、本実施形態では、「低周波成分の絶対値に対する高周波成分の絶対値の割合」と「累積ヒストグラムの最大傾斜」を組み合わせて使用することで、画像の特徴を自動的に且つ的確に把握してコントラスト強調を行なっている。このため、コントラスト強調画像の中でアーチファクトを大幅に抑制でき、パノラマ画像に関する画質を向上させることができる。 Furthermore, unlike various conventional image contrast enhancement methods, the present embodiment uses a combination of “the ratio of the absolute value of the high frequency component to the absolute value of the low frequency component” and “the maximum slope of the cumulative histogram”. Therefore, contrast enhancement is performed by automatically and accurately grasping image characteristics. For this reason, artifacts can be significantly suppressed in the contrast-enhanced image, and the image quality regarding the panoramic image can be improved.
このように本実施形態に係るコントラスト強調法によれば、濃度値の変化の小さい領域で雑音を強調し過ぎることが無く且つ画像全体の質感を保ちつつ、原画像の特徴に応じたコントラスト強調を行なうことができる。このため、歯科の読影に有効なパノラマ画像を提供することができる。 As described above, according to the contrast enhancement method according to the present embodiment, the contrast enhancement according to the characteristics of the original image is performed without over-emphasizing noise in an area where the change in density value is small and maintaining the texture of the entire image. Can be done. For this reason, a panoramic image effective for dental interpretation can be provided.
さらには、前述したように、濃度シフトを行っているので、ダイナミックレンジを有効に利用してメリハリのある画像を提供できるとともに、滑らかな重み係数の設定によってブロックアーチファクトの発生を確実に抑制して画質を上げることができる。 Furthermore, as described above, since the density shift is performed, it is possible to provide a sharp image by effectively using the dynamic range, and it is possible to reliably suppress the occurrence of block artifacts by setting a smooth weighting factor. The image quality can be improved.
さらに、従来の幾つかの手法に係るコントラスト強調法とは違って、多重解像度分解した後の高周波成分の係数に重み付け処理を施すだけであるため、演算量はそれほど多くならず、演算負荷の増加を抑制できる。また、この重み付けが常に殆ど画像の特徴とマッチしており、画像の内容によっては、過度なコントラスト強調が起こったり、ブロック状のアーチファクトが発生し易くなったりするといったことも著しく軽減される。 Furthermore, unlike the contrast enhancement methods according to some conventional methods, only the weighting process is applied to the coefficients of the high frequency components after the multi-resolution decomposition, so the amount of calculation is not so much and the calculation load increases. Can be suppressed. In addition, this weighting always matches the feature of the image, and depending on the content of the image, excessive contrast enhancement and the occurrence of block-like artifacts are significantly reduced.
ところで、本実施形態にあっては、図32に代表的に示す一連のコントラスト強調処理は画像プロセッサ56により自動的に実行される。このため、操作者は操作器58を介して処理実行を指示するだけで済む。しかも、この自動化されたコントラスト強調は、前述したように原画像の特徴に基づいて行なわれる。このため、操作者にとって作業を省力化できる上に、的確にコントラスト強調された画像を得ることができる。
By the way, in this embodiment, a series of contrast enhancement processing typically shown in FIG. 32 is automatically executed by the
なお、このパノラマ画像撮影装置に適用可能なコントラスト強調処理は、必ずしも上述したものに限定されるものではなく、従来良く知られている手法で実施してもよい。それらの手法として例えば、ヒストグラムを操作するHistogram Equalization (HE)法、コントラスト強調に局所性を与え且つコントラスト強調が過度になることを抑制するContrast Limited Adaptive Histogram Equalization (CLAHE)法、画像の濃度勾配の情報を用いた方法などがある。このため、これらのコントラスト強調処理の参照文献を以下にリストアップしておく。 Note that the contrast enhancement processing applicable to this panoramic image photographing apparatus is not necessarily limited to the above-described one, and may be performed by a conventionally well-known method. For example, Histogram Equalization (HE) method that operates histogram, Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization (CLAHE) method that gives locality to contrast enhancement and suppresses excessive contrast enhancement, image density gradient There are methods using information. For this reason, references for these contrast enhancement processes are listed below.
この実施形態に係るパノラマ画像撮影装置は、患者の歯列が理想的なものではなく、とくに、歯列の中に歯同士が重なっている場合でも、その部分の重なり具合や前後関係を適切に読影することができる機能を有する。このように歯と歯が重なっている場合、パノラマ画像にはその重なりの部分が白く写り、読影できないか又は精度の高い読影をすることができないという問題があった。 The panoramic image photographing apparatus according to this embodiment is not ideal for the patient's dentition, and even when teeth are overlapping in the dentition, the overlapping state and the front-rear relationship of the portion are appropriately adjusted. It has a function that can be interpreted. When teeth overlap with each other in this way, there is a problem in that the overlapping portion appears white in the panoramic image and cannot be interpreted or cannot be interpreted with high accuracy.
この問題は、読影時において、図19,20に示した読影処理の最中の適宜なタイミングで、又は、その読影処理の後に引続いて、後述する有効幅制御処理を行うことで解決される。 This problem can be solved by performing effective width control processing, which will be described later, at an appropriate timing during the interpretation processing shown in FIGS. 19 and 20 at the time of interpretation, or subsequently after the interpretation processing. .
この有効幅制御処理は、コントローラ57がソフトウエア処理として、検出器32の検出面32Aの横方向の有効幅を制御するものである。詳しくは、検出器32が移動される横方向における当該検出器32のX線入射の有効幅と当該有効幅の位置とをパノラマ画像のデータについて自在に制御ものである。このため、コントローラ57により機能的に実現される部分断面像(ROIで指定された部分的な断面の画像)の生成機能は、この有効幅制御処理の機能を有している。この有効幅制御処理は、前述した第1の実施形態及び第2の実施形態の夫々において実行することができる。
In this effective width control process, the
図39(A),(B)に互いに隣接する歯1、2が互いに重なっている様子を模式的に示す。そこで、検出器32のX線入射の通常の有効幅W1、例えば3.5mmを小さくして(例えばW2=2mm)、その小さくした有効幅のX線を検出器32の入射面32Aの横方向(検出器32をスキャン時に移動させる方向)の右端及び/又は左端に移動させる。この有効幅の減少及び移動の処理を、コントローラ57にソフトウエア処理で実行させる。つまり、歯が重なっている部分は、X線管31と検出器32が共に両方の歯1,2に跨っているので、読影者は、検出器の有効幅を、それを回避するような小さい値に設定し、その有効幅の部分を移動させる。これにより、画像上の歯の重なりを極力回避できる。例えば、図39(A),(B)は、X線管31及び検出器32がスキャンのための移動軌跡上の同一位置に在る状態を示しているが、検出器32の有効幅Wが狭い分、同図(B)の場合の方が同図(A)の場合よりも歯の重なりの画像への影響が少ない。
39 (A) and 39 (B) schematically show how the
このため、この性質を活かして、読影者とコントローラ57との間で、以下の図40に概略説明する処理を行なうことで、歯同士の重なり具合を画像上で把握できる。
For this reason, taking advantage of this property, the degree of overlap between teeth can be grasped on the image by performing the process outlined in FIG. 40 below between the radiogram interpreter and the
前述したように、歯同士が重なっている部分は前述したように、パノラマ画像上で白く写りこんでいる。このため、コントローラ57は読影者からのROI情報を受け付けて、歯同士の重なり部分と当該重なり部分を含む部分領域とを特定する(ステップS150)。次いで、コントローラ57は、その重なり部分だけ、検出器31の有効幅をその検出面31Aの左端に移動させて、その移動した状態における部分領域の画像を、画像プロセッサ56を稼動させて再構成する(ステップS151)。この有効幅の移動には、一例として、該当するフレームデータに対して関数値が1と0を採るフィルタを使用すればよい。また、再構成には前述したゲインを使用する。この後、コントローラ57は、かかる重なり部分だけ、検出器31の有効幅をその検出面31Aの右端に移動させて、その移動した状態における部分領域の画像を再構成する(ステップS152)。このように有効幅を左右にそれぞれ振った2通りの画像が生成されるので、これらの画像を比較態様でモニタ60に表示させる。このため、読影者は、表示された2通りの再構成像を目視で比較することで、隣同士の歯1,2がどのように重なっているのかということについて診断をつけ易くなる。また、何れか一方の再構成像には重なり部分の影響の少ない画像が得られるので、診断の精度も向上する。
As described above, the portion where the teeth overlap is reflected in white on the panoramic image as described above. For this reason, the
その他の付随する効果として、検出器32の有効幅(横幅)とその位置を装置の外部、すなわち操作器58からプリセット制御できるようにするとよい。これにより、従来のパノラマ断層軌道上で、歯の重なりが観測される場所において、等価的に検出器32の横幅とその位置を制御すれば、X線管31と検出器32のジオメトリが歯の重なりを可能な限り避けられるように設定することにより、従来診断の難しかった歯の重なりのある部分のパノラマ画像上での重なりを極力減らすことができ、診断を容易にすることもできる。
As another accompanying effect, it is preferable that the effective width (horizontal width) and the position of the
(第4の実施形態)
次に、図41〜図44を参照して、本発明のパノラマ画像撮影装置に係る第4の実施形態を説明する。なお、前述と同様のハードウエア構成要素には同一の参照符号を用いる。
(Fourth embodiment)
Next, with reference to FIGS. 41 to 44, a fourth embodiment of the panoramic image photographing device of the present invention will be described. Note that the same reference numerals are used for hardware components similar to those described above.
この実施形態に係るパノラマ画像撮影装置も、前述の第3の実施形態と同様に、歯同士の奥行き方向の重なりがあっても、その重なりを回避して歯同士の間の構造を確実に表示することができることを特徴とする。 Similarly to the third embodiment, the panoramic image photographing apparatus according to this embodiment can reliably display the structure between teeth by avoiding the overlap even if the teeth overlap in the depth direction. It can be done.
これを実現するため、本実施形態に係るパノラマ画像撮影装置は、図41に示す、X線入射面82Aを持つデジタルタイプの半導体検出器82を備えている。同図に示す如く、この検出器82のX線入射面82Aは、X線入射方向から見て略十字形を成しており、横方向(X方向)に広がるより広角の第1の入射領域K1とその上下に広がる縦方向(Y方向)の第2の入射領域K2とから成る。このうち、第1の入射領域K1のサイズは、例えば2.5〜7.5cm(横方向長さLA)×10cm(縦方向長さLB)程度に形成されており、ラインセンサではなくエリアセンサの範疇に入る2次元画素領域を有している。とくに、横方向長さLAは従来のラインセンサの範疇に入る幅よりも極力大きいことが望ましい。また、縦方向長さLBは患者の歯茎の上下領域を十分カバーできるように設定されている(仮想線Hを参照)。
In order to realize this, the panoramic image photographing apparatus according to the present embodiment includes a
一方、第2の入射領域K2は、歯茎以外の領域もある程度カバーできるように、その横方向の幅は小さいライン状の画素領域を有している。この第2の入射領域K2を細長く形成している理由は、あまり必要では無い画素領域を減らして信号処理及び演算処理の量を減らすためである。なお、それらの処理量が問題にならない場合、この検出器82の入射領域は、第1、第2の入射領域K1、K2をカバーする矩形状にしても構わない。
On the other hand, the second incident region K2 has a line-shaped pixel region with a small width in the lateral direction so that the region other than the gums can be covered to some extent. The reason why the second incident region K2 is formed in an elongated shape is to reduce the amount of signal processing and arithmetic processing by reducing pixel regions that are not so necessary. If the amount of processing is not a problem, the incident area of the
この検出器82は、その第1、第2の入射領域K1,K2の各画素から、前述した検出器32と同様に、透過X線の強度に対応したデジタル量の検出信号を出力することができる。
This
この検出器82は、図42に示すように、X線管31に対峙して配置され、前述したように、予め設定した標準面を焦点としてスキャンするように被検体Pの口顎部の周りを回転移動する。この結果、検出器82の第1の入射領域K1は横方向、すなわちスキャンによる移動方向に広いので、歯列を透過するX線パスの視野方向は広がり、その中の幾つかのX線パスは歯同士の重なり部分の隙間(歯と歯の隙間)をも透過する。つまり、第1の入射領域K1には、歯の重なっていない方向から見たX線パスに沿った透過X線も入射する。
As shown in FIG. 42, the
このため、コントローラ57は、この検出器82を用いて収集したフレームデータを用いて標準面のパノラマ画像Ppanoを前述と同様に再構成して表示する(図43、ステップS161、S162:図44参照)。次いで、コントローラ57は、オペレータの操作情報に基づいてパノラマ画像Ppanoに部分的な視野領域をROIにより指定する。(ステップS163:図44)この部分的な視野領域は、パノラマ画像Ppano上で歯同士が奥行き方向において重なっている又はそのような疑いのある部分に指定することが好適である。次いで、コントローラ57は、その部分的な視野領域の大きさに相当する、前記検出器82の第1の入射領域K1の部分領域RGを特定する(ステップS164:図44参照)。この部分領域RGは初期領域として特定するもので、例えば第1の入射領域K1の何れか一方の横方向の端の領域に特定される。コントローラ57は次いで、検出器82のその初期領域で収集された、フレームデータの一部のデータを用いて前述と同様に画像を再構成し表示する(ステップS165)。これにより、図44に示すように、パノラマ画像Ppano上で指定した部分的な視野領域(ROI)に画像Paが表示される。
For this reason, the
次いで、コントローラ57は、かかる再構成及び表示を終了しない場合(ステップS166でNO)、部分的な視野領域(ROI)の大きさは変えずに、その視野領域に相当する、第1の入射領域K1上の部分領域RGを他方の端の方向に所定量だけ自動的にシフトさせる(ステップS166)。これは、かかる部分的な視野領域(ROI)の位置は変えずにX線パスの投影方向を変えたことに相当する。次いで、コントローラ57は、検出器82のその移動させた部分領域で収集されたデータ(フレームデータの他の一部のデータ)を用いて前述と同様に画像を再構成し表示する(ステップS165)。これにより、パノラマ画像Ppano上で指定した部分的な視野領域(ROI)の画像Paが別の投影角度で表示される。
Next, if the reconstruction and display are not terminated (NO in step S166), the
以下、同様にして、コントローラ57は、かかる部分的な視野領域の画像(つまり固定した位置の部分画像)を、第1の入射領域K1で部分領域を自動的にシフトさせながら、再構成及び表示を連続して繰り返し実行する(ステップS165〜S167)。この結果、パノラマ画像Ppano上の部分的な視野領域の画像は、第1の入射領域K1上の部分領域を順次シフトさせながら、投影角度を連続的に変えて自動的に表示される。
Hereinafter, similarly, the
このため、オペレータはパノラマ画像Ppano上で一回、医学的に興味のある部分的な視野領域をROIとして指定するだけで、その視野領域の位置は変えずに、投影角度の違う部分的な画像を動画として得ることができる。したがって、オペレータは、その連続的に表示される部分的な画像の中に、歯の重なりの少ない又は無い(隙間の)画像を見いだすことができる。 For this reason, the operator simply designates a partial visual field area of medical interest as ROI once on the panoramic image Ppano, and does not change the position of the visual field area, and the partial image with a different projection angle. Can be obtained as a video. Therefore, the operator can find an image with little or no tooth overlap (gap) in the continuously displayed partial images.
オペレータは、そのような歯同士の重なりが少ない又は無い画像が得られたならば(ステップS166でYES)、その画像について、前述した焦点最適化処理を実行して焦点ボケのより少ない画像Poptを得る(ステップS168:図44参照)。 If the operator obtains an image with little or no overlap between the teeth (YES in step S166), the operator performs the focus optimization process on the image to obtain an image Popt with less defocus. (Step S168: See FIG. 44).
このように、歯同士に奥行き方向の重なりがあっても、より広角の視野の検出器82の採用、投影角度をシフトさせながら画像を作成して歯同士の重なりが無い投影角度の検索、及び、歯同士の重なりが無い投影角度を見つけたときの焦点最適化処理を組み合わせることで、歯と歯の間の隙間の構造を描出した焦点最適化画像を得ることができる。
Thus, even if there is overlap in the depth direction between the teeth, the adoption of the
なお、検出器78の第1の入射領域K2の視野の程度(広角の大小)によって、観察可能な歯同士の重なりの程度は決まる。第1の入射領域K2の視野範囲が広いほど、歯同士の重なりがきつくても観察可能になる。 It should be noted that the degree of overlap between the observable teeth is determined by the degree of the visual field (wide angle size) of the first incident region K2 of the detector 78. The wider the visual field range of the first incident region K2, the more observable even if the teeth overlap each other.
この一連の処理の際、歯同士の重なりを主眼にするため、第2の入射領域K2の上下方向はそれほど広い領域は必要ない。このため、第1の入射領域A1は演算負荷を減らす目的で狭く設定しており、許容される投影角度の中心部の投影角度のときに、部分視野の画像が上下方向に延びて、その伸びた部分の構造も参考程度に表示される。 In this series of processing, since the focus is on the overlapping of teeth, the vertical direction of the second incident region K2 does not need to be so wide. For this reason, the first incident area A1 is set to be narrow for the purpose of reducing the calculation load. When the projection angle is at the center of the allowable projection angle, the partial field image extends in the vertical direction. The structure of the part is also displayed for reference.
また、上述した歯同士の隙間が無い投影角度の検索は、オペレータが停止の指示を出すまで自動的に繰り返して行なうようにしてもよい。 Further, the search for the projection angle without the gap between the teeth described above may be automatically repeated until the operator gives a stop instruction.
なお、本発明は上述した実施形態及び変形例で示す構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の本発明の要旨を逸脱しない範囲で、さらに適宜に変形して実施可能であり、それらの変形も本発明の概念に含まれるものである。 It should be noted that the present invention is not limited to the configurations shown in the above-described embodiments and modifications, and can be implemented with appropriate modifications without departing from the spirit of the present invention described in the claims. These modifications are also included in the concept of the present invention.
1 パノラマ画像撮影装置
11 筐体
12 コンピュータ
14 撮影部
23 上下動ユニット
24 回転ユニット
30 回転駆動機構
31 X線管
32 検出器
41 高電圧発生器
53 バッファメモリ
54 画像メモリ
55 フレームメモリ
56 画像プロセッサ
57 コントローラ
58 操作器
60 モニタ
82 検出器
P 被験者
FT ファントム
DESCRIPTION OF
Claims (35)
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検出器と、前記X線源及び前記検出器の対を、対象物を挟んで互いに対向させた状態で当該対象物の周りを移動させる移動駆動手段と、
この移動駆動手段が前記X線源及び前記検出器を前記対象物の周りを移動させることに伴って当該検出器が前記フレームレートで出力する電気信号をフレームデータとして順次記憶する記憶手段と、
この記憶手段に記憶されている前記フレームデータに基づいて、予め指定された所望断層面のパノラマ画像を生成するパノラマ画像生成手段と、
前記フレームデータを用い、前記パノラマ画像のうちの指定された部分的な領域の、前記移動駆動手段によって前記X線源及び前記検出器が移動される空間上の所望の位置に応じて焦点を合わせた部分断面像を生成する部分断面像生成手段と、を備えたことを特徴とするパノラマ画像撮影装置。 An X-ray source that emits X-rays;
A target that outputs a digital electrical signal corresponding to incident X-rays at a constant frame rate, and a pair of the X-ray source and the detector facing each other across the target. Moving drive means for moving around,
Storage means for sequentially storing, as frame data, electrical signals output by the detector at the frame rate as the movement driving means moves the X-ray source and the detector around the object;
Panorama image generating means for generating a panoramic image of a desired tomographic plane designated in advance based on the frame data stored in the storage means;
Using the frame data, a specified partial area of the panoramic image is focused according to a desired position on the space where the X-ray source and the detector are moved by the movement driving means. And a partial cross-sectional image generating means for generating a partial cross-sectional image.
前記空間上の位置と、前記記憶手段に記憶されている複数のフレームデータとそれらのフレームデータをメモリ空間上で写像してパノラマ画像を再構成するときの写像位置とにより決まる座標上の可変可能な曲線の傾きとして定義されるゲインと、の対応情報を予め設定する事前計測手段を備え、
前記パノラマ画像生成手段は、前記対応情報を前記所望断層面の前記空間上の位置に応じて参照して前記パノラマ画像を生成する手段であり、
前記部分断面像生成手段は、前記対応情報を前記部分的な領域の前記空間上の位置に応じて参照して前記部分的な断面像を生成する手段である、パノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 1,
Variable on coordinates determined by the position in the space, a plurality of frame data stored in the storage means, and the mapping position when the frame data is mapped on the memory space to reconstruct a panoramic image A pre-measurement means for presetting correspondence information between a gain defined as a slope of a simple curve and
The panoramic image generation means is means for generating the panoramic image by referring to the correspondence information according to the position of the desired tomographic plane in the space,
The partial cross-sectional image generation unit is a panoramic image photographing device that is a unit that generates the partial cross-sectional image by referring to the correspondence information according to a position of the partial region in the space.
前記移動駆動手段は、前記X線源及び前記検出器の対を前記所望断層面に焦点が合うように移動させる手段であり、
前記事前計測手段は、
前記記憶手段から読み出した前記フレームデータから前記所望断層面の前記対応情報を設定する手段と、
前記所望断層面の前記対応情報から、前記空間上の各位置の当該対応情報を3次元情報として演算する手段と、
を有するパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 2,
The movement drive means is means for moving the pair of the X-ray source and the detector so that the desired tomographic plane is in focus,
The pre-measurement means includes
Means for setting the correspondence information of the desired tomographic plane from the frame data read from the storage means;
Means for calculating the correspondence information of each position in the space as three-dimensional information from the correspondence information of the desired tomographic plane;
A panoramic image photographing apparatus.
前記検出器は、前記X線を入射させるライン状の検出面を有するライン検出器であって、
前記ゲインは、前記空間における前記検出器の検出面と平行な位置は位置毎に同一値を採るパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 3,
The detector is a line detector having a line-shaped detection surface on which the X-rays are incident,
The panorama image photographing apparatus in which the gain takes the same value for each position at a position parallel to the detection surface of the detector in the space.
前記移動駆動手段は、前記所望断層面に沿って前記X線源及び前記検出器の対を移動させる手段であるパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 2,
The panoramic image photographing apparatus, wherein the movement driving means is a means for moving the pair of the X-ray source and the detector along the desired tomographic plane.
前記回転駆動手段は、前記所望断層面に常に焦点が合うように前記X線源と前記対象物との間の距離と前記対象物と前記検出器との間の距離との距離比及び当該X線源と当該検出器との対の移動速度を調整する手段であるパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 5,
The rotation driving means is configured to provide a distance ratio between the distance between the X-ray source and the object and the distance between the object and the detector and the X so that the desired tomographic plane is always in focus. A panoramic image photographing apparatus which is means for adjusting the moving speed of a pair of a radiation source and the detector.
前記所望断層面は、前記対象物の形状及びサイズに応じて指定された断層面であるパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 3,
The panoramic image photographing apparatus, wherein the desired tomographic plane is a tomographic plane designated according to the shape and size of the object.
前記所望断層面は、予め指定された複数の断層面の中から選択された前記対象物の形状及びサイズに応じて指定された断層面であるパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 5,
The panoramic image photographing apparatus, wherein the desired tomographic plane is a tomographic plane designated according to the shape and size of the object selected from a plurality of tomographic planes designated in advance.
前記パノラマ画像生成手段は、
前記所望断層面のパノラマ画像を表示するパノラマ画像表示手段を有し、
前記部分断面像生成手段は、
前記パノラマ画像表示手段により表示されたパノラマ画像に部分的な関心領域を前記部分的な領域としてインターラクティブに設定可能な関心領域設定手段と、
前記関心領域により画成されている断面の前記ゲインを前記指定距離の情報としてインターラクティブに受け付ける受付手段と、
前記所望の断面変換情報から前記対応情報を参照して当該断面変換情報に応じたゲインを取得するゲイン取得手段と、
このゲイン取得手段により取得されたゲインと前記フレームデータとに基づいて前記断面変換情報に応じた画像を前記部分断面像として演算する部分断面像演算手段と、を備えたパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 2,
The panoramic image generating means
Panoramic image display means for displaying a panoramic image of the desired tomographic plane;
The partial cross-sectional image generating means
A region of interest setting means capable of interactively setting a partial region of interest in the panoramic image displayed by the panoramic image display means as the partial region;
Receiving means for interactively receiving the gain of the cross section defined by the region of interest as information on the specified distance;
Gain acquisition means for acquiring a gain according to the cross-section conversion information with reference to the correspondence information from the desired cross-section conversion information;
A panoramic image photographing apparatus comprising: a partial cross-sectional image calculating unit that calculates an image corresponding to the cross-sectional conversion information as the partial cross-sectional image based on the gain acquired by the gain acquiring unit and the frame data.
前記部分断面像演算手段は、前記部分断面像として演算時に、前記ゲインの変動に応じた分の前記フレームデータのフレーム数を調整して前記関心領域の指定された大きさを維持させる手段を含むパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 9, wherein
The partial cross-sectional image calculating means includes means for adjusting the number of frames of the frame data corresponding to the gain variation and maintaining the specified size of the region of interest when calculating the partial cross-sectional image. Panoramic image shooting device.
前記部分断面像演算手段により演算された部分断面像を前記パノラマ画像に重畳して表示する部分断面像表示手段を備えたパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 9, wherein
A panoramic image photographing apparatus comprising: a partial cross-sectional image display unit that displays the partial cross-sectional image calculated by the partial cross-sectional image calculation unit superimposed on the panoramic image.
前記部分断面像表示手段は、前記部分断面像を前記関心領域の画像と併置して表示する手段であるパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 11,
The panoramic image photographing apparatus, wherein the partial cross-sectional image display means is a means for displaying the partial cross-sectional image along with the image of the region of interest.
前記部分断面像表示手段は、前記断面変換情報の少なくとも一部の情報を前記パノラマ画像及び前記部分断面像と共に表示し記憶し読み出すことを可能にする手段を有するパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 11,
The partial cross-sectional image display means has means for enabling at least a part of the cross-section conversion information to be displayed, stored and read out together with the panoramic image and the partial cross-sectional image.
前記部分断面像表示手段は、前記部分断面画像のサイズを口内撮影法で使用されるフィルムサイズと同じ値に設定して表示することを特徴とするパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 1,
The panoramic image photographing apparatus characterized in that the partial cross-sectional image display means sets and displays the size of the partial cross-sectional image to the same value as the film size used in the intraoral photographing method.
前記部分断面像表示手段は、前記部分断面画像のサイズを前記対象物の実際の撮影部分とほぼ実サイズに合わせて表示することを特徴とするパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 1,
The panoramic image photographing apparatus characterized in that the partial cross-sectional image display means displays the size of the partial cross-sectional image so as to substantially match the actual size of the actual photographing part of the object.
前記部分断面像表示手段は、前記指定部分領域を前記パノラマ画像の縦方向及び横方向に平行な断面位置から傾けて前記対象物の所望部位が当該指定部分領域に収まるように設定したことを特徴とするパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 1,
The partial cross-sectional image display means tilts the designated partial area from a cross-sectional position parallel to the vertical direction and the horizontal direction of the panoramic image, and sets the desired part of the object to fit in the designated partial area. A panoramic image photographing device.
前記断面変換情報は、前記関心領域により画成された断面を前記X線源と前記検出器とを結ぶ距離の方向に沿って平行移動させる情報であるパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 9, wherein
The panoramic image photographing apparatus, wherein the cross-section conversion information is information for translating a cross section defined by the region of interest along a distance direction connecting the X-ray source and the detector.
前記断面変換情報は、前記関心領域により画成された断面を前記X線源と前記検出器とを結ぶ距離の方向に直交する、互いに直交する2軸のうちの少なくとも一方の軸を中心に又はこの軸に平行な軸を中心に回転させる情報であるパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 9, wherein
The cross-section conversion information is centered on at least one of the two axes orthogonal to each other perpendicular to the direction of the distance connecting the X-ray source and the detector. A panoramic image photographing apparatus which is information rotated around an axis parallel to this axis.
前記断面変換情報は、前記関心領域により画成された断面を、前記X線源と前記検出器とを結ぶ直線方向に沿って平行移動させ、且つ、前記X線源と前記検出器とを結ぶ距離の方向に直交する、互いに直交する2軸のうちの少なくとも一方の軸を中心に又はこの軸に平行な軸を中心に回転させる情報であるパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 9, wherein
The cross-section conversion information translates a cross-section defined by the region of interest along a linear direction connecting the X-ray source and the detector, and connects the X-ray source and the detector. A panoramic image photographing apparatus that is information that is rotated around at least one of two axes perpendicular to each other and perpendicular to the distance direction, or around an axis parallel to this axis.
前記部分断面像表示手段は、前記断面変換情報の少なくとも一部の情報を前記パノラマ画像及び前記部分断面像と共に表示し記憶し読み出すことを可能にする手段を有するパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 17,
The partial cross-sectional image display means has means for enabling at least a part of the cross-section conversion information to be displayed, stored and read out together with the panoramic image and the partial cross-sectional image.
前記事前計測手段は、
前記X線源と前記検出器とを結ぶ直線方向の距離を測定のためのファントムを設けたファントム装置を前記対象物が置かれる位置に置いて前記パノラマ画像を撮影する事前撮影手段と、
この事前撮影手段により撮影されたパノラマ画像に写り込んだファントムを撮影者が目視しながら前記距離毎に所望の前記ゲインを設定する手段と、
この設定した前記距離及び前記ゲインの対応情報をメモリに格納する手段と、を備えるパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 2,
The pre-measurement means includes
A pre-imaging means for photographing the panoramic image by placing a phantom device provided with a phantom for measuring a distance in a linear direction connecting the X-ray source and the detector at a position where the object is placed;
Means for setting the desired gain for each of the distances while the photographer visually observes the phantom reflected in the panoramic image photographed by the preliminary photographing means;
A panoramic image photographing device comprising: means for storing the set correspondence information of the distance and the gain in a memory.
前記ファントム装置は、ベース部材と、このベース部材に対して所定角度で傾斜した傾斜基板と、この傾斜基板上に一定間隔で配置された複数のファントムとを備えたパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 21,
The phantom device is a panoramic image photographing device including a base member, an inclined substrate inclined at a predetermined angle with respect to the base member, and a plurality of phantoms arranged at regular intervals on the inclined substrate.
前記複数のファントムは、前記X線を透過させない材料で形成された粒状の物体であるパノラマ装置。 The panoramic image photographing device according to claim 22,
The plurality of phantoms is a panorama apparatus that is a granular object formed of a material that does not transmit the X-rays.
前記ファントム装置は、ベース部材と、このベース部材に対して所定角度で傾斜した傾斜基板と、この傾斜基板上に一定距離に渡って当該傾斜基板に沿って載置された短冊状のファントムとを備えたパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 21,
The phantom device includes a base member, an inclined substrate inclined at a predetermined angle with respect to the base member, and a strip-shaped phantom placed on the inclined substrate along the inclined substrate over a certain distance. A panoramic image photographing device.
前記部分断面像生成手段により生成された部分断面像に当該部分断面像のコントラストを強調するコントラスト強調手段を設けたパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 1,
A panoramic image photographing apparatus provided with contrast enhancing means for enhancing the contrast of the partial sectional image on the partial sectional image generated by the partial sectional image generating means.
前記パノラマ画像生成手段により生成された前記パノラマ画像に当該パノラマ画像のコントラストを強調するとともに当該強調を施したパノラマ画像を前記部分断面像生成手段に渡すコントラスト強調手段を設けたパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 1,
A panorama image photographing apparatus provided with contrast enhancement means for enhancing the contrast of the panorama image to the panorama image generated by the panorama image generation means and passing the enhanced panorama image to the partial cross-sectional image generation means.
前記コントラスト強調手段は、
前記部分断面像生成手段により生成された部分断面像のデータを多重解像度分解に付して低周波成分及び高周波成分の係数からなる係数データに分解する分解手段と、
前記部分断面像の濃度値が有する特徴に応じた重みを、前記多重解像度分解の複数レベルのうちの一部又は全部のレベルについてレベル毎に、前記高周波成分の係数に付ける重み付け手段と、
この重み付けされた高周波成分の係数を有する前記係数データを新たな画像に再構成する再構成手段と、を備えたことを特徴とするパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 25,
The contrast enhancing means includes
Decomposition means for subjecting the data of the partial cross-sectional image generated by the partial cross-sectional image generation means to multi-resolution decomposition to decompose into coefficient data composed of coefficients of a low frequency component and a high frequency component;
Weighting means for assigning weights according to characteristics of the density values of the partial cross-sectional images to the coefficients of the high-frequency components for each level of some or all of the multiple resolution decomposition levels;
A panoramic image photographing apparatus comprising: reconstruction means for reconstructing the coefficient data having the weighted high-frequency component coefficients into a new image.
前記分解手段は、前記部分断面像の領域の縦横の大きさが2のべき乗で無い場合に、この縦横の大きさを2のべき乗の大きさに設定し直すか推定する手段と、この2のべき乗の領域に設定した部分断面像に、ウェーブレット変換により前記複数レベルの前記多重解像度分解を行って前記原画像を、前記係数データを有するサブバンドに分解する手段とを有し、
前記再構成手段は、前記重み付け手段により重み付けされた前記サブバンドに逆ウェーブレット変換を施して前記新たな画像を再構成する手段であるパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 27,
The decomposition means includes means for estimating whether the vertical and horizontal sizes of the region of the partial cross-sectional image area are not powers of 2; Means for decomposing the original image into subbands having the coefficient data by performing the multi-resolution decomposition of the plurality of levels by a wavelet transform on a partial cross-sectional image set in a power region;
The panoramic image photographing apparatus, wherein the reconstruction means is means for reconstructing the new image by performing inverse wavelet transform on the subbands weighted by the weighting means.
前記所望断層面は、略馬蹄形を成す歯列に沿った断層面であることを特徴とするパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 1,
The panoramic image photographing apparatus according to claim 1, wherein the desired tomographic plane is a tomographic plane along a dentition having a substantially horseshoe shape.
前記部分断面像生成手段は、前記検出器が移動される横方向における当該検出器の前記X線の入射の有効幅と当該有効幅の位置とを前記パノラマ画像のデータについて自在に制御可能な有効幅制御手段を有するパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 1,
The partial cross-sectional image generating means can effectively control the effective width of the X-ray incident on the detector in the lateral direction in which the detector is moved and the position of the effective width with respect to the panoramic image data. A panoramic image photographing apparatus having width control means.
前記検出器は、前記X線を入射させる領域であって、前記移動方向に幅を有する2次元の領域部分を有する入射領域を有し、
前記部分断面像生成手段は、前記パノラマ画像上に前記部分的な視野を指定する手段と、この部分的な視野の大きさに相当する、前記検出器の入射領域の一部の領域から収集された前記フレームデータの一部のデータを特定する手段と、この特定されたデータを用いて画像を再構成して表示する手段と、前記部分的な視野の画像を、前記部分的な視野に相当しかつ前記検出器の入射領域の他の領域から収集された前記フレームデータの他のデータを用いて当該他のデータに拠る画像の再構成及び表示を連続的に繰り返す手段と、を備えたことを特徴とするパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 1,
The detector has an incident region having a two-dimensional region portion having a width in the moving direction, which is a region in which the X-ray is incident.
The partial cross-sectional image generating means is collected from means for designating the partial field of view on the panoramic image and a part of the incident area of the detector corresponding to the size of the partial field of view. A means for specifying a part of the frame data, a means for reconstructing and displaying an image using the specified data, and an image of the partial field of view corresponding to the partial field of view. And means for continuously repeating the reconstruction and display of the image based on the other data using the other data of the frame data collected from the other areas of the incident area of the detector. A panoramic image photographing device.
前記検出器の入射領域は、前記2次元の領域部分と交差する領域を有した略十字形の領域を有することを特徴とするパノラマ画像撮影装置。 The panoramic image photographing device according to claim 31,
The incident area of the detector has a substantially cross-shaped area having an area intersecting with the two-dimensional area portion.
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検出器と、
前記X線源及び前記検出器の対を、対象物を挟んで互いに対向させた状態で当該対象物の周りを移動させる移動駆動手段と、
この移動駆動手段が前記X線源及び前記検出器の対を前記被験者の周りを移動させたことに伴って当該検出器が前記フレームレートで出力する電気信号をフレームデータとして順次記憶する記憶手段と、
この記憶手段に記憶されている前記フレームデータに基づいて、予め指定された所望断層面のパノラマ画像を生成するパノラマ画像生成手段と、
前記パノラマ画像生成手段により生成されたパノラマ画像のうちの部分的な指定領域で画成された部分的な画像を、前記フレームデータを用い、前記移動駆動手段によって前記X線源及び前記検出器が移動される空間上の所望の位置に応じて焦点を合わせた部分断面像に変換して視覚化する部分断面像視覚化手段と、を備えたことを特徴とするパノラマ画像撮影装置。 An X-ray source that emits X-rays;
A detector that outputs a digital amount of an electrical signal corresponding to incident X-rays at a constant frame rate;
Moving drive means for moving the X-ray source and the detector around the object in a state of being opposed to each other with the object interposed therebetween;
Storage means for sequentially storing, as frame data, electrical signals output by the detector at the frame rate as the movement driving means moves the pair of the X-ray source and the detector around the subject; ,
Panorama image generating means for generating a panoramic image of a desired tomographic plane designated in advance based on the frame data stored in the storage means;
A partial image defined in a partial designated area of the panoramic image generated by the panoramic image generating means is used as the X-ray source and the detector by the movement driving means using the frame data. A panoramic image photographing apparatus comprising: a partial cross-sectional image visualizing unit that converts into a partial cross-sectional image focused according to a desired position in a moved space and visualizes the partial cross-sectional image.
この記憶されている前記フレームデータに基づいて、予め指定された断層面のパノラマ画像を生成し、
前記フレームデータを用い、前記パノラマ画像のうちの指定された部分的な領域の、前記X線源及び前記検出器が移動される空間上の所望の位置に応じて焦点を合わせた部分断面像を生成する、ことを特徴とするパノラマ撮影における画像処理方法。 An electrical signal output by the radiation detector at a constant frame rate as the X-ray source and detector pair are moved around the object in a state where the X-ray source and the detector are opposed to each other with the object sandwiched therebetween. As sequentially
Based on the stored frame data, a panoramic image of a tomographic plane designated in advance is generated,
Using the frame data, a partial cross-sectional image in which a specified partial area of the panoramic image is focused according to a desired position on a space in which the X-ray source and the detector are moved is obtained. An image processing method in panoramic photography, characterized in that:
X線源及び検出器の対を、対象物を挟んで互いに対向させた状態で当該対象物の周りを移動させることに伴って当該放射線検出器が一定のフレームレートで出力する電気信号を順次記憶して得たフレームデータを処理するプログラムにおいて、
前記コンピュータに、
前記記憶されている前記フレームデータを用いて、予め指定された所望断層面のパノラマ画像を生成させる工程と、
前記フレームデータを用い、前記所望断層面のパノラマ画像のうちの指定された部分的な領域の、前記X線源と前記検出器が移動される空間上の所望の位置に応じて焦点を合わせた部分断面像を生成する工程とを、
機能的に実行させることを特徴とするプログラム。 A program stored in memory and readable by a computer,
The electrical signals output by the radiation detector at a constant frame rate are sequentially stored as the X-ray source and detector pair are moved around the object in a state of facing each other with the object interposed therebetween. In the program that processes the frame data obtained
In the computer,
Generating a panoramic image of a desired tomographic plane specified in advance using the stored frame data;
Using the frame data, the designated partial area of the panoramic image of the desired tomographic plane is focused according to a desired position on the space where the X-ray source and the detector are moved. Generating a partial cross-sectional image;
A program characterized by being executed functionally.
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