(57)【要約】【課題】被検査体を破壊することなく、放射線を用いて非破壊で被検査体内部の状態を従来に比べてより識別しやすく検査することのできる非破壊検査方法及び非破壊検査装置を提供する。【解決手段】被検体に電磁波または放射線を照射し、被検体を透過した電磁波または放射線を検出して透過量に応じた輝度データを取得し、輝度データに基づいて表示手段に表示して被検体の検査を行う。輝度データをデジタルデータとして量子化した輝度データを、複数の領域に分けて抽出し、各領域毎の前記量子化した輝度データに対して輝度の明暗を拡張するように再度量子化し直し、この再度量子化し直した輝度データにより表示手段に表示する【選択図】図１
2008292205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に電磁波または放射線を照射し、前記被検体を透過した電磁波または放射線を検出して透過量に応じた輝度データを取得し、前記輝度データに基づいて表示手段に表示して前記被検体の検査を行う非破壊検査方法であって、
前記輝度データをデジタルデータとして量子化した輝度データを、量子化輝度値の範囲により複数の領域に分けて抽出し、各領域毎の前記量子化した輝度データに対して輝度の明暗を拡張するように再度量子化し直し、この再度量子化し直した輝度データにより前記表示手段に表示することを特徴とする非破壊検査方法。
【請求項２】
請求項１記載の非破壊検査方法であって、
前記再度量子化し直した輝度データを得る際に、
前記透過量に応じた輝度データを対数からリニアスケールに数値変換し、
リニアスケールで量子化し直した領域をさらに複数の小領域に分割し、
分割した前記小領域のうち輝度が低い小領域に対して輝度が高い小領域よりも前記リニアスケールの変化の勾配を急にすることを特徴とする非破壊検査方法。
【請求項３】
請求項１記載の非破壊検査方法であって、
前記再度量子化し直した輝度データを得る際に、
放射線の透過量に応じた輝度データを対数からリニアスケールに数値変換し、
前記リニアスケールに変換した輝度データに対して、輝度が低い部分での隣り合うステップ間の変化量を多くする２次元のフィッティング関数を求め、当該フィッティング関数によって前記リニアスケールに変換した輝度データを変換することを特徴とする非破壊検査方法。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項記載の非破壊検査方法であって、
前記再量子化した輝度データに対して、前記領域毎に異なる色を割り当てて、複数の領域をカラーで同時に表示することを特徴とする非破壊検査方法。
【請求項５】
請求項４記載の非破壊検査方法であって、
前記領域毎に異なる色を割り当てる際に、各領域の赤色、緑色、青色の成分について、
第１の領域では、赤色成分の輝度値を固定して、緑色成分と青色成分の輝度値を同時に変化させ、
第２の領域では、緑色成分の輝度値を固定して、赤色成分と青色成分の輝度値を同時に変化させ、
第３の領域では、青色成分の輝度値を固定して、赤色成分と緑色成分の輝度値を同時に変化さて、表示することを特徴とする非破壊検査方法。
【請求項６】
請求項５記載の非破壊検査方法であって、
輝度値を固定する赤色成分、緑色成分、青色成分の固定する輝度値を変えることによって、色調の異なる表示を行うことを特徴とする非破壊検査方法。
【請求項７】
請求項４記載の非破壊検査方法であって、
３つの前記領域のそれぞれを、更に６つの基点で５分割し、
それぞれ６つの基点に対して赤色、緑色、青色各成分の輝度値の組み合わせを（１０５，８４，６３）、（６３，８４，４２）、（８４，４２，２１）、(４２，４２，４２)、（６３，０，２１）、（２１，０，０）とし、括弧内の順番を（赤色成分、緑色成分、青色成分），（緑色成分、青色成分、赤色成分），(青色成分、赤色成分、緑色成分)とした３つの領域としてそれぞれの基点を直線で結び、その輝度値を割り当てることで異なる３つの領域それぞれの色調を作るとともに、
３つの前記領域を合成して表示した場合に、明暗のグレースケール８ビットで表示することを特徴とする非破壊検査方法。
【請求項８】
請求項１〜６いずれか１項記載の非破壊検査方法であって、
複数の前記領域についての元の画像と、前記元の画像に含まれる前記領域のうちの少なくとも１つの領域について再度量子化し直した輝度データにより表示する画像とを同時に表示することを特徴とする非破壊検査方法。
【請求項９】
請求項１〜７いずれか１項記載の非破壊検査方法であって、
複数の前記領域についての元の画像と、前記元の画像に含まれる複数の前記領域について再度量子化し直した輝度データで、かつ、複数の前記領域毎にそれぞれ別の色情報を付加した画像とを同時に表示することを特徴とする非破壊検査方法。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の非破壊検査方法であって、
前記領域の画像を、量子化した輝度値の頻度を示すヒストグラムと共に表示することを特徴とする非破壊検査方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０いずれか１項記載の非破壊検査方法であって、
前記輝度データをデジタルデータとして量子化した輝度データを得る際に、
フィルムの画像を読み取ってデジタルデータに変換するフィルムデジタイザー、又は輝尽性蛍光体を用いたイメージングプレートの読み込み装置を用いる
ことを特徴とする非破壊検査方法。
【請求項１２】
請求項１〜１０いずれか１項記載の非破壊検査方法であって、
前記輝度データをデジタルデータとして量子化した輝度データを得る際に、
電磁波または放射線を検出して電気信号に変換するセンサからの信号から直接デジタルデータとして量子化する読み込み装置を用いる
ことを特徴とする非破壊別検査方法。
【請求項１３】
被検体に電磁波または放射線を照射し、前記被検体を透過した電磁波または放射線を、フィルム、又は輝尽性蛍光体、又はセンサで検出して透過量に応じた輝度データを取得し、前記輝度データに基づいて表示手段に表示して前記被検体の検査を行う非破壊検査装置であって、
前記輝度データをデジタルデータとして量子化した輝度データを、量子化輝度値の範囲により複数の領域に分けて抽出し、各領域毎の前記量子化した輝度データに対して輝度の明暗を拡張するように再度量子化し直し、この再度量子化し直した輝度データにより前記表示手段に表示することを特徴とする非破壊検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波、Ｘ線、γ線、中性子線等を用いて容器内の不明物質等を非破壊で検査する非破壊検査方法及び非破壊検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線（以下電磁波としてのＸ線、γ線並びに中性子線を含む）が物質を透過する際には、放射線の種類、エネルギーや検査対象となる構成物質の種類や形状によって吸収や散乱が異なる。これを映像として写真やビデオ、デジタルファイル等として記録すれば、物質の破損状態、変化、充填状況等を把握することができる。これは一般にＸ線の場合、レントゲン写真で人体の内部の状態を診察する方法として用いられている。測定したい物体あるいは試料を破壊せずに内部の状態を測定するこの方法はラジオグラフィまたは非破壊放射線撮影法と呼ばれている。
【０００３】
医療診断や工業用非破壊検査などに利用されるＸ線撮影を例に説明すると、通常、撮影系の感度を上昇させるために、フィルム（Ｘ線フィルム）を放射線増感紙と組み合わせて使用している。Ｘ線撮影においては、被検体を透過したＸ線が直接フィルムの銀粒子を黒化する以外に、増感紙で可視光に変換され、光でフィルム上の銀粒子を黒化させることによって、被検体の透過画像を得ている。フィルムを用いて撮像する場合には、シャーカステンと呼ばれる光源の上にフィルムを設置してフィルムの透過光から画像を観察する。この場合、光源の明るさや周囲の明るさにより画像の識別度合いが異なり、識別する人によっても変わる。
【０００４】
デジタルの撮像では、アナログのフィルムと異なり、イメージングプレート（通称ＩＰ）と呼ばれる輝尽性蛍光シートを用い、フィルムと同様に照射した後、フィルムの現像とは異なるが、ＩＰ上に記録された情報をレーザ装置でスキャンニングして再発光させて、光電子増倍管にて電気信号に変換して記録情報をデジタルデータとして読み取るシステムがある。
【０００５】
一方、空港の手荷物検査のように、放射線のセンサにシンチレータとラインセンサを用いたものもあり、物体が動くことによりスキャンして透過画像を表示する方法もある。この方法では、フィルムやＩＰとは異なり、発光したシンチレータの信号をラインセンサで電気信号に変換した直後にデジタルの画像データとして表示できる。さらに、シンチレータとテレビカメラを組み合わせた放射線テレビ（Ｘ線テレビや中性子テレビ等ラジオグラフィとして良く用いられている。）では、リアルタイムに放射線の透過画像をテレビモニターで観察できる方法がある。増幅機能を持たせてより感度を高くしたイメージインテンシファイアとテレビカメラとの組み合わせもある。
【０００６】
これらのフィルムを用いる方法、ＩＰやラインセンサ、放射線テレビ、イメージインテンシファイア等で撮像した結果の画像は、現時点でも一般的にはモノクロの濃淡画像である。
【０００７】
近年、デジタル技術が発達し、アナログのフィルムも、フィルムデジタイザーにて読み取り、デジタル化することも行われている。撮像画像をデジタル情報として管理する方が、膨大なフィルム自体を管理するよりもデータの検索や管理スペースの面で優れているからである。従来のフィルムデジタル化やデジタル検出器により記録される情報は、黒から白まで２５６段階の８ビットのモノクロで表示したものである。最近では、デジタル化が進み、メモリー容量も増えており、この量子化は、１０ビット（１０２４段階）、１２ビット（４０９６段階）、１６ビット（６５５３６段階）と拡張する傾向にある。しかし、これらのデータを画像として人間が確認するには、８ビットでも難しいとされる識別限界がある。
【０００８】
図２２は、濃淡をグレースケールで示したステップパターンの例を示したものである。図２２（ａ）は、写真用（フィルム）のグレースケールを８ビットのデジタルデータにして表示したものである。スケール上部左端から２５５，２０２，１６１，…，６，５，４，３と示している数字が８ビットにした輝度値（最大の明るさ２５５の白から最も暗い０の黒を２５６段階の輝度で表示）である。図２２（ａ）には、スケールの各ステップに黒の縁取りを行っているが、図２２（ｂ）は、図２２（ａ）のスケールから縁を取った状態を示している。モニターやプリンターの性能によって異なるが、輝度データで２０まで個別に識別ができるか微妙である。すなわち、この図２２（ａ）の明るい部分２５５，２０２，１６１，…，２５，２０までは個々のステップが隣のステップと識別できるが、２０以下のステップでは、識別が難しい。図２２（ａ）のステップは、２０個のステップを写真用のステップとして示しているが、この２０ステップを明るい白２５５から輝度が５少なくなるように表示したものを図２２（ｃ）に示す。また、この縁なし画像を図２２（ｄ）に示す。さらに、暗い部分の黒０までの２０ステップを図２２（ｅ）に示し、その縁なし画像を図２２（ｆ）に示す。この図２２（ｄ）や図２２（ｆ）では、両端の濃淡は明るさが異なると認識できるが、２５５と２５０のように隣り合うステップは、輝度の差が少なく、デジタル信号としては異なるが、人間が判断すると境界部分がはっきりせず識別し難い。全体的に明るい左側から暗い右側まで、グラデーションとなっていることしか濃淡の識別が難しい。
【０００９】
図２３は、上記のステップパターンをデジタルでプロットしたものである。図２３において、横軸は左からのステップ位置、縦軸は８ビットの輝度データを示している（輝度の明るい最大値が２５５、黒が０となっている。）。また、図２３中、円形のマークが図２２（ａ）の写真用ステップ、四角形のマークが図２２（ｃ）の明部５ステップ、三角形のマークが図２２（ｅ）の暗部５ステップを示している。
【００１０】
図２３中、円形のマークで示された写真用ステップは、比例して減衰していないことがわかる。この写真用ステップの場合、縦軸を対数とすると、図２４に示すように、比例する。すなわち、写真用ステップは、輝度値に対して対数で比例するように作られている。ところで、放射線の透過量Ｉについても、同じ材質であれば、放射線の透過厚さｔと透過量の関係が、下記（１）式で示されるように対数の関係にある。すなわち、Ｘ（γ）線の物質中の透過は、物質に入射する前の強度をＩ0、透過後の強度をＩとすると、
Ｉ＝Ｉ0ｅｘｐ（−μρｔ）    （１）
で表される。ここで、μ（ｃｍ2／ｇ）は、Ｘ（γ）線のエネルギーに依存した質量エネルギー吸収係数、ρ（ｇ／ｃｍ3）は、透過した物質の比重、ｔ（ｃｍ）は、Ｘ（γ）線が透過する厚さを示している。
【００１１】
したがって、透過で得られる輝度データは、写真用ステップと同様に対数で比例する関係となり、図２２や図２３のように、特に黒い部分で識別が難しい状況であることがわかる。
【００１２】
以上の説明は、わずか２０ステップの識別の場合についてのものであるが、識別が難しいことがわかる。量子化が大きくなり、８ビットから１６ビットに拡張しても、モニター画面やプリントでは、この膨大な諧調を表示することはできず、また、人間がこのまま識別することは難しい。
【００１３】
これら放射線を用いた非破壊検査において、本発明者等は、放射線の異なる透過量をシンチレータの発光割合を変えて色別に感度を変えて、カラー化して表示する方法を提案している（例えば、特許文献１参照）。この方法では、放射線の種類やエネルギーの違いを色別に測定し表示する。測定の領域は異なる色毎に異なり、従来よりも広い感度領域を同時に表示可能としている。しかし、上記濃淡の識別のように、放射線の透過輝度値は、同じ材質では透過厚さに対して対数で比例する関係であり、画像表示の８ビットそのままでは識別が難しい。
【特許文献１】特開平１１−２７１４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述したように、放射線にて非破壊検査を行い、その透過画像をデジタル化して表示する方法としては、量子化のビット数が増えても識別しやすいとは限らなかった。また、特にビット数の大きな輝度データを、識別しやすく多くの情報を同時に表示することのできる方法もなかった。
【００１５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、被検査体を破壊することなく、放射線を用いて非破壊で被検査体内部の状態を従来に比べてより識別しやすく検査することのできる非破壊検査方法及び非破壊検査装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の非破壊検査方法は、被検体に電磁波または放射線を照射し、前記被検体を透過した電磁波または放射線を検出して透過量に応じた輝度データを取得し、前記輝度データに基づいて表示手段に表示して前記被検体の検査を行う非破壊検査方法であって、前記輝度データをデジタルデータとして量子化した輝度データを、量子化輝度値の範囲により複数の領域に分けて抽出し、各領域毎の前記量子化した輝度データに対して輝度の明暗を拡張するように再度量子化し直し、この再度量子化し直した輝度データにより前記表示手段に表示することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の非破壊検査装置は、被検体に電磁波または放射線を照射し、前記被検体を透過した電磁波または放射線を、フィルム、又は輝尽性蛍光体、又はセンサで検出して透過量に応じた輝度データを取得し、前記輝度データに基づいて表示手段に表示して前記被検体の検査を行う非破壊検査装置であって、前記輝度データをデジタルデータとして量子化した輝度データを、量子化輝度値の範囲により複数の領域に分けて抽出し、各領域毎の前記量子化した輝度データに対して輝度の明暗を拡張するように再度量子化し直し、この再度量子化し直した輝度データにより前記表示手段に表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、被検査体を破壊することなく、放射線を用いて非破壊で被検査体内部の状態を従来に比べてより識別しやすく検査することのできる非破壊検査方法及び非破壊検査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の非破壊検査方法及び非破壊検査装置の詳細を図面を参照して実施形態について説明する。
【００２０】
本発明の非破壊検査方法及び非破壊検査装置では、放射線としては、主にＸ線やγ線、中性子線等を用い、被検体を透過させてセンサにて測定してその結果を表示する。センサには、例えば、この放射線と反応するシンチレータを用い、シンチレータで発光した光を電気的に変換して測定する。なお、本発明は、フィルムをフィルムデジタイザーで量子化して読み取る場合や、前述したイメージングプレートを用いる場合についても同様にして適用することができる。
【００２１】
Ｘ線の物質中の透過は、物質に入射する前の強度をＩ0とし、透過後の強度をＩとすると前述した（１）式にて表される。この透過信号強度を輝度値とした場合、変換されるビット数（輝度の諧調）で発生する頻度分布を、ヒストグラムにて表示させることができる。
【００２２】
図２５は、測定した一例の画像データを量子化し、輝度値とその頻度をヒストグラムにしたものである。図２５において、縦軸は輝度頻度相対値（ａ．ｕ．）、横軸は量子化輝度値を示している。横軸の表示が複数あるのは、量子化するときのビット数に対応させたものである。例えば、測定したフィルムをフィルムデジタイザーで量子化して読み取る場合やイメージングプレートやカメラで量子化する場合に、８ビットで量子化する場合や１２ビット、１６ビットで量子化する場合を示している。
【００２３】
例えば、図２５の結果の輝度頻度が０〜５００００階調の１６ビットで得られたとする。この結果全体を一般に使用されているモニター（８ビット）で表示する場合に、図２５に示すように、５００００階調を２５０階調（正確には８ビットの２５５階調であるが説明の上で分かり易く２５０とする。）に置き換えて表示することになる。この場合、３００００〜４００００諧調の差が１００００階調あっても１５０〜２００の５０諧調（１／２００）に圧縮され表示される。単純に圧縮する場合には、１０００階調を５０に分割し、３０００から３０１９９までを１５０、３０２００から３０３９９までを１５１の輝度値として表示する。
【００２４】
したがって、３００００と３０１００の輝度値は同一になり、数値的にも視覚的にも区別ができなくなる。このことは、１２ビットでも、更に情報量の多い３２ビットでも同じ考えになる。そこで、この３００００と３０１００の輝度値を視覚的に表示するために、図１のヒストグラムに示すように、図２５のヒストグラムの領域分けを行う。
【００２５】
図１では、領域をｎ＋１個に分割している。この中で、３００００と３０１００の差の領域をｎ番目としてその輝度を８ビットに置き換えて表示させる。この場合、単純に数値を１００段階の差として表示すると、図２２（ｄ）、図２２（ｆ）に示したように、５段階の輝度差となって、識別し難くなる。そのため、図２２（ｄ）、図２２（ｆ）の２０ステップを、図２に示すように輝度の明暗を拡張して表示することで隣り合うスケール輝度の差を大きくしてステップの識別性を高める。
【００２６】
図２（ａ）のパターン１は、２０ステップの明暗を、両サイドの明るい輝度値２５５と暗い輝度値０としてそれらの間を直線的に（比例するように）分割して表示したものである。この結果、図２２（ｄ）、図２２（ｆ）の場合と比べると識別し易くなっている。しかし、暗い部分の輝度値２７，１３，０では、明るい部分の輝度値と比較して識別し難いことがわかる。
【００２７】
そこで、更に２０のステップを、明るい方から４ステップまでと、４ステップから１８ステップまでと、１８ステップから２０ステップまでとの３段階（小領域）に分けて、それぞれ輝度ステップの減衰する傾きを変えて表示するようにしたのが、図２（ｂ）のパターン２である。
【００２８】
更に、上記の図２（ｂ）のパターン２の結果にフィッティングする２次元関数を求めて輝度値を補正した結果を図２（ｃ）のパターン３に示す。また、パターン２の明るい輝度値と暗い輝度値の部分のみで２次関数のフィッティング式を求めて輝度値を補正した結果を図２（ｄ）のパターン４に示す。
【００２９】
これらのパターン１〜４のステップポジションによる輝度値変化を、縦軸を輝度信号（８ビット）、横軸をステップポジション（左から何番目）とした図３のグラフにまとめて示す。また、パターン２によるフィッティング関数（パターン３に用いたフィッティング関数）を、縦軸を輝度信号（８ビット）、横軸をステップポジション（左から何番目）とした図４に、パターン２の明暗部によるフィッティング関数（パターン４に用いたフィッティング関数）を、縦軸を輝度信号（８ビット）、横軸をステップポジション（左から何番目）とした図５に示す。図２に示されるように、図２（ｂ）のパターン２から図２（ｄ）のパターン４では、明るい輝度値２５５から暗い輝度値０までを、隣の輝度と識別し易く視認できる。
【００３０】
上記の方法では、１つの領域のみについて見る場合は視認性が向上するが、他の領域についても同じように輝度値が８ビットで表示されるため、同時に区別して見ることはできない。例えば、同じ厚さの鉄と樹脂では、樹脂が明るい領域で撮影される一方、鉄は透過率が暗い領域になる。上記のように領域毎にコントラストを調整すると鉄も樹脂も同じようになってしまう。樹脂の領域ｎを見やすいように改善した結果と鉄の領域（図１では、領域１あるいは領域２付近）を改善した結果が、モノクロでは同じになってしまい、同時に視認性良く表示できない。かえって、モノクロの場合には、コントラストを調整して合成すると間違った表示となる。そこで、異なる領域に対して、異なる色を割り当てる方法を行う。
【００３１】
図６は、一例として８ビットで表示した３つの領域をそれぞれ２０個のステップで表示している。図６（ａ）のケース１は、図２２（ｄ）と、図２２（ｆ）を示している。したがって、隣り合うステップの輝度差は５階調である。この図６（ａ）のケース１では、隣り合うステップ毎の識別が難しく視認性が悪い。
【００３２】
図６（ｂ）のケース２では、領域毎に図２（ｂ）のパターン２を適用している。この結果、各領域の識別度が向上し、隣り合うステップを区別して視認することができるようになっている。しかし、各領域の輝度値において、明暗の幅が等しくなるため、図６（ａ）のケース１のように、領域毎に異なる輝度値群にならず、領域を合成した場合に領域毎の識別ができなくなる。
【００３３】
そこで、図６（ｃ）のケース３に示すように、図６（ｂ）のケース２の各領域の処理結果に色をつけて（図６（ｃ）では、赤、緑、青）識別度を向上させ、合成しても分離して視認できるようにする。このように、カラー情報をモノクロに入れることで、色別に分離して輝度を示せば、一度に多くの情報を確認することが可能となる。例えば、樹脂と鉄も色別に確認し同時に視認することができるようになる。図６（ｃ）のケース３の概念を図１に当てはめると図７のようになる。
【００３４】
さらに、図６（ｃ）のケース３の色別で、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）を、さらに領域毎に各色取り入れて識別し易くする。図６（ｃ）のケース３の赤は、ＲＧＢのＲ成分を２５５に固定して、ＧとＢの成分を図中の各ステップの上に記載した値（０，３０，…，２５５）にしたものである。緑も同様にＢ成分を２５５に固定して、ＲとＢの成分を各ステップの上に記載した値（０，３０，…，２５５）にしたものであり、青も同様にＢ成分を２５５に固定して、ＲとＧの成分を各ステップの上に記載した値（０，３０，…，２５５）にしたものである。
【００３５】
図８は、上記の固定した各ＲＧＢ成分を２５５から変化させた場合を示すものである。比較のために、最上部に図６（ｃ）のケース３の場合（２５５に固定した場合）を示してある。図８（ｄ）のケース４は、２００に固定した場合、図８（ｅ）のケース５は、１００に固定した場合を示している。この場合、色の濃度に加えて色合いが変化する。
【００３６】
図８（ｄ）のケース４では、上段のステップでは、左端の水色から右端の赤まで色合いが変化し、中段のステップでは、左端のピンクから右端の緑まで色合いが変化し、下段のステップでは、左端の黄色から右端の青まで色合いが変化している。
【００３７】
図８（ｅ）のケース５では、上記の図８（ｄ）のケース４の場合と同様に色合いが変化するが、各ステップにおいて、左端の色（水色、ピンク、黄色）が濃くなり、右端の色（赤、緑、青）が薄くなり、色合いの変化の度合いが、図８（ｄ）のケース４の場合に比べて全体的に右側へシフトしたようになる。
【００３８】
上記の固定する数値は、原理的には、２５５から０まで、２５６通り変えることができるが、実質的な色変化では、せいぜい１０通り程度である。
【００３９】
次に、各領域をまとめて表示する場合について説明する。上記したケースでは、領域毎に８ビットで明暗を表示しており、領域毎に表示する場合は問題ないが、これらの輝度データが加えられた状態では８ビットの最大輝度値（一番明るい状態）２５５階調を超えてしまう。例えば、領域１の輝度値２００と、領域２の輝度値１００が加えられると３００となり、２５５を超えてしまう。
【００４０】
そこで、図６（ｃ）のケース３、及び図７に示したようなＲＧＢの基本色を考えた３領域を、それぞれさらに６つの基点に分けて、ＲＧＢの成分が図９〜１１に示したようになるように振り分けて表示する。すなわち、それぞれ６つの基点に対して赤色、緑色、青色各成分の輝度値の組み合わせを（１０５，８４，６３）、（６３，８４，４２）、（８４，４２，２１）、(４２，４２，４２)、（６３，０，２１）、（２１，０，０）とし、括弧内の順番を（赤色成分、緑色成分、青色成分），（緑色成分、青色成分、赤色成分），(青色成分、赤色成分、緑色成分)とした３つの領域としてそれぞれの基点を直線で結び、その輝度値を割り当てることで異なる３つの領域それぞれの色調を作るとともに、３つの領域を合成して表示した場合に、明暗のグレースケール８ビットで表示できるようにする。各基点と次の基点までの間の色合いの変化は、図９〜１１に示すように比例して変化していく。
【００４１】
これらの３領域をＲ領域、Ｇ領域、Ｂ領域とすると、それぞれの色合いの変化は、図１２（ｆ）のケース６に示すようになる。また、これらの各領域を単純に加えた状況の輝度変化は、図１２（ｇ）のケース７に示すように輝度値が明るい２５２から暗い２１までグレー表示で表示され、８ビットを超えずに表示することができる。逆に図１２（ｇ）のケース７のように合成した画像が明暗のグレースケールとなるように、Ｒ領域とＧ領域とＢ領域を、図９〜１１で示す基点を設けて設定している。
【００４２】
この図１２（ｆ）のケース６の各領域だけでは、色合いとして暗くなり、図２２のように明暗の輝度差が少なく、隣り合うステップの識別度が悪くなるように考えられるが、各領域のＲＧＢ成分の色合いを異なるように変化させることで、隣り合うステップの違いを識別できるようにすることができる。
【００４３】
図１３は、３種類の材質の異なるステップウェッジ（厚さが段階的に異なる階段状の物）をＸ線で透過させた場合を想定して得られた画像を示したものである。例えば、ステップウェッジとして上から透過率の比較的高い、樹脂、アルミニウム、鉄を想定する。
【００４４】
図１３（ａ）の元画像では、上のステップウェッジから全体的に透過率の異なるようすが確認できる。このステップウェッジには、上部、中間部、下部の順番に左から１０番目と１３番目、１１番目にそれぞれ星型、逆三角形、四角形の厚みが１ステップ分厚いマークがステップ上に配置されている。すなわち、それぞれのマークの厚さは、張られているステップと１ステップ分の差しかない。
【００４５】
図１３（ａ）の元画像では、８ビットの２５６段階で表示されている。但し、透過率の輝度値は、図２２，２３に示したように、対数で減衰するため、図１３（ａ）の表示はこの対数をリニアにして輝度値の差を５ステップにて表示している。この図１３（ａ）の元画像からは、星型、逆三角形、四角形のマークを識別することは難しい。
【００４６】
そこで、図１３（ａ）の上部に示されている輝度頻度相対値を示すヒストグラムを参考に、領域を３分割して、それぞれの領域１，２，３に量子化変更を行った画像を、図１３（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように表示させる。ここでは、３つに分けて表示しているが、さらに細かく分けて夫々を選択して表示することも可能である。
【００４７】
領域１の明るい部分に対して図２、図３に示したパターン３の量子化変更を行うと、図１３（ｂ）の上段部分に示すように、星型マークについて、図１３（ａ）に示した場合よりも識別度が上がり視認性がよくなった。図１３（ｃ）の中段部分に示す領域２（中間の明るさの部分）や、図１３（ｄ）の下段部分に示す領域３（暗い部分）についても、同様に量子化変更することにより視認性がよくなった。この図１３の表示では、異なる領域について量子化変更を行った３種類の画像と、元の画像とを同時に表示することができ、Ｘ線の透過量が異なる材質の変化量（欠陥であったり、異物であったり）を選択的に同時に表示することができる。
【００４８】
更に、図１４には、図１３に示した３つの領域を、同時に識別しやすいように再度輝度値を量子化して表示した場合を示している。図１４（ｂ）では全ての領域１〜３に対して再量子化を行っているため、各領域の識別度は上がっているが、材質による領域１〜３の透過率の差（上段部分と中段部分と下段部分の差）がわからなくなっている。
【００４９】
そこで、図１４（ｃ）、図１４（ｄ）に示すように、図８に示した色情報を各領域に対応させて表示すると、材質による違いを色情報の違いで確認することができる。図１４（ｃ）は、図８（ｃ）のケース３に対応するもので、ＲＧＢ各色固定の色成分を２５５としている。この結果上段が赤、中段が緑、下段が青で表示されている。また、図１４（ｄ）は、図８（ｅ）のケース５に対応するもので、ＲＧＢ各色固定の色成分を１００としている。この結果、上段については左端の水色から右端の赤に徐々に色合いが変化しており、中段については左端のピンク色から右端の緑色に徐々に色合しており、下段については左端の黄色から右端の青色に徐々に色合いが変化している。図８の説明でも示したように、ＲＧＢ各色固定の色成分を２５５から１００等に調整することで、図１４（ｄ）に示すように、図１４（ｃ）の場合よりも視認性を向上させることができる。これら図１３、図１４に表示した４つの画像は、元画像（ａ）を基準として選択して組み合わせを変えて同時に表示することができるため、識別度を上げるとともに、視認性を向上させることができる。
【００５０】
一方、１つの画面を４分割等して表示するのではなく、1画面上で領域分けした画像を同時に表示する場合に、これら材質の異なる透過輝度データを表示できるかを示す。単純に領域分けした画像を合成して表示すると、前述したように、輝度値が２００と１００を合成すると３００となり、８ビットの最大明るさ２５５を超えて真っ白になってしまう。従って、単純に領域を分割し、その領域の輝度値を８ビットの２５６段階を全て用いて量子化し直してその結果を単純に足し算した結果で表示することはできない。
【００５１】
そこで、図９から図１２に示したように、各領域に対して異なる色情報を組み合わせて表示させる。図１５は、領域Ｒのステップパターンのカラー表示をしたもので、上記領域１に対して図９のパターンを適用している。図１６は、領域Ｇのステップパターンのカラー表示をしたもので、上記領域２に対して図１０のパターンを適用している。図１７は、領域Ｂのステップパターンのカラー表示をしたもので、領域３に対して図１１のパターンを適用している。それぞれのパターンは、図１４の場合ほど鮮明には認識し難いが、良く見ると図１５では全体が赤味を帯びた色合いの中で星型のマークを周囲より暗い色合いの違いとして識別することができ、図１６では全体が緑がかった色合いの中で逆三角形のマークを周囲より緑がかった色合いの違いとして識別することができ、図１７では全体が青味を帯びた色合いの中で四角形のマークを周囲より暗い色合いの違いとして識別することができる。
【００５２】
さらに、これらの画像を合成した場合について図１８から図２１に示す。図１８は、領域Ｒと領域Ｇを合成したもので、図中左側が緑がかった色合い、右側が赤味を帯びた色合いとなり、星型のマークを周囲より青味がかった色合いの違いとして、逆三角形のマークを周囲より緑色がかった色合いの違いとして識別することができる。図１９は、領域Ｒと領域Ｂを合成したもので、図中左側がピンクがかった色合い、右側が紫色を帯びた色合いとなり、星型のマークを周囲より青味がかった色合いの違いとして、四角形のマークを周囲より黄色味がかった色合いの違いとして識別することができる。図２０は、領域Ｇと領域Ｂを合成したもので、全体的に青味を帯びた色合いの中、部分的に紫がかった色合いの部分があり、逆三角形のマークと、四角形のマークを周囲より緑がかった色合いの違いとして識別することができる。
【００５３】
図２１は、領域Ｒと領域Ｇと領域Ｂを全て合成したものである。この全て合成されたものでは、図中左側が白に近い色合いとなり、中央部付近から右側は、緑、青、赤の色合いが混在したようになり、星型のマークは、周囲よりやや青味がかった色合いの違いとして表示され、逆三角形のマークと、四角形のマークは周囲よりやや薄い草緑色がかった色合いの違いとして表示されている。これらの色調は、選択する領域によっても重なり具合で異なるが、透過率の大きく異なる材質に対して同時に一画面上に表示ができるため、欠陥や異物など通常と異なる状況を判断しやすくできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態における量子化輝度値と領域分けの概念を示したヒストグラム。
【図２】（ａ）から（ｄ）はスケール輝度ステップパターンの変化を示した説明図。
【図３】ステップパターンによる輝度変化を示したグラフ。
【図４】パターン２による２次元フィッティング関数を示したグラフ。
【図５】パターン２の明暗部による２次元フィッティング関数を示したグラフ。
【図６】（ａ）から（ｃ）は８ビット輝度値によるステップパターンの領域表示を示した説明図。
【図７】量子化輝度値とカラー領域分けの概念図。
【図８】（ｃ）から（ｅ）は８ビット輝度値によるステップパターンのカラー領域表示を示した説明図。
【図９】８ビット輝度値によるＲ領域のカラーステップパターン表示を示した説明図。
【図１０】８ビット輝度値によるＧ 領域のカラーステップパターン表示を示した説明図。
【図１１】８ビット輝度値によるＢ領域のカラーステップパターン表示を示した説明図。
【図１２】（ｆ）および（ｇ）は８ビット輝度値によるステップパターンのカラー領域表示を示した説明図。
【図１３】（ａ）から（ｄ）はサンプル撮影画面とステップパターンの領域表示を示した説明図。
【図１４】（ａ）から（ｄ）はサンプル撮影画面とステップパターンの領域カラー表示を示した説明図。
【図１５】領域Ｒのステップパターンのカラー表示を示した説明図。
【図１６】領域Ｇのステップパターンのカラー表示を示した説明図。
【図１７】領域Ｂのステップパターンのカラー表示を示した説明図。
【図１８】領域Ｒと領域Ｇの合成ステップパターンのカラー表示を示した説明図。
【図１９】領域Ｒと領域Ｂの合成ステップパターンのカラー表示を示した説明図。
【図２０】領域Ｇと領域Ｂの合成ステップパターンのカラー表示を示した説明図。
【図２１】領域Ｒと領域Ｇと領域Ｂの合成ステップパターンのカラー表示を示した説明図。
【図２２】（ａ）から（ｅ）はスケールのステップパターンを示した説明図。
【図２３】ステップパターンの輝度分布を示したグラフ。
【図２４】写真用スケールの輝度分布（対数表示）を示したグラフ。
【図２５】量子化と輝度頻度相対値（撮影結果一例）を示したヒストグラム。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２】
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【図６】
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【図８】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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