💡 X線テレビシステムの構成と光学系
I.I.で作られた明るい光の画像をTVカメラで電気信号に変えて、モニタに表示するシステム。
- システム概要: I.I. → レンズ → TVカメラ → 電気信号 → モニタ
- タンデムレンズ: I.I.の出力像をTVカメラまで届けるためのレンズ。2つのレンズを向かい合わせにした構造で、間にある絞り(アイリス)でTVカメラに入る光の量を調整する。
- ハーフミラー(分配器): 光を2方向に分ける半透明の鏡。I.I.から来た光をTVカメラだけでなく、シネ撮影用カメラなどにも分けて送ることができる。
- TVカメラ(撮像部): I.I.から届いた光の画像を電気信号(映像信号)に変換する。
📷 撮像素子の技術(CCD/CMOS vs 撮像管)
TVカメラの中で、光の画像を電気信号に変える部分。昔のX線テレビでは撮像管(サチコン・プランビコンなど)が使われていたが、現在はCCDやCMOSなどの固体撮像素子が主流。
- 固体撮像素子(CCD / CMOS)の特徴:
- 画像が歪みにくい: 画素が決められた位置に並んでいるため、撮像管と比べて幾何学的歪みが少ない。
- 残像・焼き付きが少ない: 前の画像が残る残像や焼き付きが撮像管より少ない。
- ダイナミックレンジが広い: 明るいところから暗いところまで幅広く表現できるため、白飛びや黒つぶれが起こりにくい。
- 丈夫: 撮像管のようなガラス製の真空管ではないため、振動や衝撃に強い。
🌀 画像走査方式(インターレース走査 vs プログレッシブ走査)
映像は、画面に横線(走査線)を何本も描くことで1枚の画像を作る。その描き方には2つの方式がある。
- インターレース(飛越し)走査: 走査線を1本飛ばしで描き、2回に分けて1枚の画像を作る方式。(奇数の線を描く → 偶数の線を描く → 1枚完成)
- 2回に分けて描くため、フリッカ(ちらつき)や動いているものの画像のズレが起こりやすい。
- プログレッシブ(順次)走査:走査線を上から下まで順番に全部描いて、1枚の画像を作る方式。(1 → 2 → 3 → 4 → 5…と順番に描く)
- インターレースのように2回に分けないため、フリッカや動いているものの画像のズレが少なく、きれいな画像を表示できる。
🖥️ デジタル画像処理と画質向上
透視画像にはノイズが多いため、画像処理を使ってノイズを減らして見やすくする。
- 巡回形(リカーシブ)フィルタ: 今の画像と過去の画像を重ね合わせることで、バラバラに発生するノイズを目立ちにくくする処理。
- $Y_n = a \cdot X_n + (1 - a) \cdot Y_{n-1}$ (今の画像 + 前の画像 → ノイズの少ない画像)
- デメリット: 過去の画像を強く混ぜるほどノイズは減るが、動いているものでは前の画像が残ってしまい、残像(動体ぼけ)が増える。