CN102577356A - 放射线摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的放射线摄像装置利用图像校正部(33)按每个像素对从放射线检测器输出的检测值进行偏移校正，该放射线检测器中检测放射线的像素配置成二维阵列状。并且，该图像校正部(33)以保持检测值所包含的噪声成分的方式进行偏移校正。由此，在对从放射线检测器输出的检测值所包含的噪声进行定量地评价的情况下，能够不仅考虑正的噪声还考虑负的噪声地进行计算，因此能够准确地进行评价。

Description

放射线摄像装置
技术领域
本发明涉及一种用于医疗领域、无损检查以及RI(RadIo Isotope：放射性同位素)检查等产业领域的放射线摄像装置，特别是涉及一种能够准确地评价噪声量的放射线摄像装置。
背景技术
以往，作为放射线摄像装置所具备的放射线检测器，普遍使用一种具备有源矩阵基板的放射线平板检测器，在该有源矩阵基板上层叠有放射线转换层。在此，特别以放射线中的X射线为例进行说明。当X射线平板检测器使用有源矩阵基板时，能够针对每个有源元件形成检测X射线的检测像素。即，能够按每个检测像素测量X射线的强度值。
当X射线转换层使用半导体层时，能够将入射到X射线转换层的X射线转换为电荷信号(载流子)。将转换得到的该电荷信号按每个检测像素蓄积到电容器中。由有源矩阵基板按每个检测像素读出所蓄积的电荷信号。所读出的电荷信号转换为电压信号并被放大。能够根据该电压信号通过图像处理部来构成透视图像。
被如此发送至图像处理部的电压信号中包含电路噪声。在此，将被发送至图像处理部的电压信号称为图像信号，将与各检测像素相对应的图像信号的值称为像素值，将由一帧的像素值构成的数据称为图像数据。在图像处理部中，为了去除该电路噪声，获取没有对X射线平板检测器照射X射线时的暗图像中的噪声信号来作为偏移成分。例如，在专利文献1中，进行从拍摄得到的图像信号中去除偏移成分的偏移校正。
专利文献1：日本特开平7-72256号公报
发明内容
发明要解决的问题
近年来，伴随着IVR(InterventIonal RadIology：介入放射学)等的发展，大多实施运动图像拍摄。当进行该运动图像拍摄时，存在产生帧滞后(残像)的问题。因此，准确地评价该滞后的必要性增强。
作为准确地评价该滞后的一个方针，存在一种基于DQE(Detective Quantum efficiency：检测量子效率)的评价。DQE是指输入与输出的S/N的平方的比。为了进行该基于DQE的评价，需要对暗图像中的图像数据所包含的噪声进行定量地评价。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够定量地评价没有输入放射线时的噪声的放射线摄像装置。
用于解决问题的方案
本申请的发明者在进行专心研究后获得了以下见解。即，当实施以往的偏移校正时，与X射线的照射无关地在偏移校正后的像素值中不能包含负值。当进行从获取到的图像数据减去其偏移成分的数字校正时，如图7所示，在由于偏移校正导致像素值成为小于零的负值的情况下，成为负值的像素值被替换为零。即使实施这种偏移校正，负值的取值范围与像素值的正值的取值范围相比也非常小，因此在普通的图像诊断中没有问题。通过将成为负值的像素值设为零能够容易地进行图像数据的处理，减轻图像处理的负担。
然而，当进行DQE的评价时，通过偏移校正去除了负的噪声值，因此仅基于正的噪声值进行计算。因此，不能根据DQE进行准确的评价。也就是说，偏移校正成为基于DQE进行准确的评价的障碍。
本发明为了达成这种目的采用了如下的结构。
即，本发明所涉及的放射线摄像装置的特征在于，具备图像校正部，该图像校正部对从将检测放射线的像素配置成二维阵列状的放射线检测器输出的检测值按每个上述像素进行偏移校正，并输出校正图像数据，上述图像校正部以保持上述检测值所包含的噪声成分的方式进行上述偏移校正。
根据本发明的放射线摄像装置，利用图像校正部按每个像素对从放射线检测器输出的检测值进行偏移校正，该放射线检测器中检测放射线的像素排列成二维阵列状。并且，该图像校正部以保持检测值所包含的噪声成分的方式进行校正。由此，在对从放射线检测器输出的检测值所包含的噪声进行定量地评价的情况下，能够不仅考虑正的噪声还考虑负的噪声地进行计算，因此能够准确地进行评价。
进一步地，图像校正部也可以具备：偏移参数计算部，其算出拍摄暗图像时的每个像素的检测值的时间平均，作为偏移参数；变动噪声计算部，其算出拍摄暗图像时的每个像素的检测值的标准偏差，作为变动噪声；校正常数计算部，其根据变动噪声的值算出校正常数，该校正常数保持了噪声的振幅的负值；偏移校正部，其将拍摄被检体而得到的检测值减去偏移参数，再与校正常数相加，从而算出偏移校正值；以及增益校正部，其将偏移校正值减去校正常数后得到的值乘以增益校正系数，再与校正常数相加，从而算出校正图像数据，该增益校正系数用于校正像素的检测特性的差异。
通过采用上述结构，能够利用偏移参数计算部算出拍摄暗图像时的各像素的检测值的时间平均来作为偏移参数。另外，能够利用变动噪声计算部算出拍摄暗图像时的各像素的检测值的标准偏差来作为变动噪声。并且，利用校正常数计算部根据变动噪声的值算出保持了噪声振幅的负值的校正常数。并且，能够利用偏移校正部将拍摄被检体而得到的检测值减去偏移参数，再与校正常数相加，由此算出偏移校正值。另外，能够利用增益校正部将偏移校正值减去校正常数，并将结果乘以用于校正像素的检测特性的差异的增益校正系数，之后与校正常数相加，由此算出校正图像数据。在如此得到的校正图像中，将负值的噪声值与校正常数相加，因此能够提高负值的噪声值而将噪声振幅准确地存储到校正图像数据中。
另外，校正常数计算部优选根据变动噪声的三倍以上的值来算出校正常数。由此，检测值中包含的噪声振幅被包含在标准偏差的三倍以上的值内，因此能够将负值的噪声值提高成正值。另外，也可以根据标准偏差的三倍的值3σ来算出校正常数，也可以将各像素的3σ的最大值设为校正常数。
另外，也可以还具备：显示部，其显示被检体的透视图像；以及图像构成部，其将校正常数的值设为黑电平的最低值或者白电平的最大值，并将校正图像数据设定成与显示部的动态范围相对应，来构成透视图像。由此，能够最大限度地利用显示部的动态范围，能够提高透视图像的对比度。
另外，在图像校正部中还可以具备：偏移参数计算部，其算出拍摄暗图像时的每个像素的检测值的时间平均，作为偏移参数；偏移校正部，其将拍摄被检体而得到的检测值减去偏移参数来算出偏移校正值；以及增益校正部，其将偏移校正值乘以增益校正系数来算出校正图像数据，该增益校正系数用于校正像素的检测特性的差异，其中，偏移校正部和增益校正部实施带有正负符号的运算，由增益校正部进行增益校正而得到的校正图像数据是带有正负符号的图像数据。由此，由于校正图像是带有正负符号的图像数据，因此即使在暗图像的噪声信号为负的情况下，也能够将噪声信号准确地存储到校正图像上。
发明的效果
根据本发明所涉及的放射线摄像装置，能够提供一种能够定量地评价没有输入放射线时的噪声的放射线摄像装置。
附图说明
图1是表示实施例1所涉及的X射线摄像装置的整体结构的框图。
图2是表示实施例1所涉及的X射线平板检测器的结构的框图。
图3是实施例1所涉及的X射线平板检测器的X射线转换层周边区域的概要纵截面图。
图4是表示实施例1所涉及的电荷电压转换部的结构的电路图。
图5是表示实施例1所涉及的图像处理部的结构的框图。
图6是表示实施例2所涉及的图像处理部的结构的框图。
图7是现有例所涉及的偏移校正后的图像输出的说明图。
附图标记说明
1：X射线管；3：X射线平板检测器(FPD)；5、34：图像处理部；9：显示部；27、36：偏移参数计算部；28：变动噪声计算部；29：固定值计算部；30、37：偏移校正部；31、38：增益校正部；32：图像构成部；33、40：图像校正部；DU：检测像素。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施例1。
图1是表示实施例1所涉及的X射线摄像装置的整体结构的框图，图2是表示X射线摄像装置所具备的X射线平板检测器的结构的框图。图3是X射线平板检测器的X射线转换层周边区域的概要纵截面图。在实施例1中，以将X射线作为所入射的放射线为例来进行说明，并且以将X射线摄像装置作为放射线摄像装置为例进行说明。
<X射线摄像装置>
如图1所示，X射线摄像装置具备：X射线管1，其对作为摄像对象的被检体M照射X射线；顶板2，其载置被检体M；X射线平板检测器(以下称为FPD)3，其通过与透过被检体M的X射线量相应地将X射线转换为电荷信号来检测X射线，并且将该电荷信号转换为电压信号进行输出；以及A/D转换器4，其将从FPD 3输出的电压信号从模拟转换为数字。
另外，X射线摄像装置还具备：图像处理部5，其处理由A/D转换器4转换得到的数字的电压信号并构成透视图像；主控制部6，其进行与X射线摄像有关的各种控制；X射线管控制部7，其根据主控制部6的控制对产生于X射线管1的管电压、管电流进行控制；输入部8，其能够进行与X射线摄像有关的各种输入设定；显示部9，其显示由图像处理部5得到的透视图像等；以及存储部10，其存储由图像处理部5得到的透视图像等。
输入部8由键盘、鼠标以及操纵杆构成。显示部9由CRT或者液晶监视器构成。存储部10由ROM或者RAM构成。图像处理部5、主控制部6以及X射线管控制部7由中央运算装置(CPU)构成。也可以图像处理部5、主控制部6以及存储部10在主计算机内构成。接着，对X射线摄像装置的各部结构进行详细地说明。
如图2所示，在FPD3中具备：多个检测像素DU(x，y)、栅极驱动电路13、电荷电压转换部14、采样保持部15以及多路复用器16。这些多个检测像素DU(x，y)经由栅极线GL1～GL10与栅极驱动电路13相连接，通过数据线DL1～DL10与电荷电压转换部14相连接。检测像素DU(x，y)相当于本发明的像素，FPD3相当于本发明的放射线检测器。
检测像素DU(x，y)用于感应所输入的X射线来输出电荷信号，该检测像素DU(x，y)在被入射X射线的X射线检测部XD中排列成纵横的二维矩阵状。此外，注脚(x，y)表示各检测像素DU的位置。另外，在图2中，作为一例图示了检测像素DU(x，y)排列成纵(Y)向10行、横(X)向10列的二维矩阵状的情况，但在实际的X射线检测部XD中检测像素DU(x，y)例如排列成纵4096·横4096左右的二维矩阵状来进行使用。
如图3所示，检测像素DU(x，y)具备：电压施加电极18，其施加高电压的偏置电压Va；X射线转换层19，其将所入射的X射线转换为电荷信号；以及有源矩阵基板20，其读出(输出)由X射线转换层19转换得到的电荷信号。
X射线转换层19由X射线感应型半导体构成，例如用α-Se(非晶硒)、作为多晶化合物半导体的CdTe(碲化镉)或CdZnTe(碲锌镉)等形成。当对X射线转换层19入射X射线时，成为直接生成与该X射线的能量成比例的规定个数的电荷信号(载流子)的结构。即，FPD3是直接转换型的X射线平板检测器。另外，利用通过由电压施加电极18施加偏置电压Va而在X射线转换层19内产生的电场，来按每个像素电极22收集所生成的电荷信号。
如图3所示，有源矩阵基板20中设置有绝缘性的玻璃基板21，该玻璃基板21上设置有：电容器Ca，其蓄积每个像素电极22收集到的电荷信号；薄膜晶体管(以下称为TFT)23，其作为开关元件；栅极线GL1～GL10，其用于由栅极驱动电路13控制TFT23；以及数据线DL1～DL10，其从TFT23读出电荷信号。
栅极驱动电路13为了依次选择性地取出由检测像素DU(x，y)检测到的电荷信号，使各检测像素DU(x，y)的TFT23动作。栅极驱动电路13依次选择检测像素DU(x，y)的每个横行所共同连接的栅极线GL1～GL10并发送栅极信号。该选择的行内的检测像素DU(x，y)的TFT23基于栅极信号而同时成为导通状态，电容器Ca中蓄积的电荷信号通过数据线DL1～DL10输出到电荷电压转换部14。
接着，如图4所示，电荷电压转换部14具备电荷电压转换放大器24，该电荷电压转换放大器24的数量与按检测像素DU(x，y)的每个纵列设置的数据线DL1～DL10相对应(在图2中为10个)。电荷电压转换放大器24是将从各检测像素DU(x，y)输出的电荷信号转换为电压信号的电荷检测放大电路(CSA：Charge Sensitive Amplifier)。利用电荷电压转换放大器24将从数据线DL1～DL10读入的电荷信号转换为电压信号。
对电荷电压转换放大器24分别施加+5V和-5V来作为电源电压。另外，以往，在向电荷电压转换放大器24输入的信号为负值的情况下，电荷电压转换放大器24输出零值。即，以往的电荷电压转换放大器的输出幅度为0V至+5V。但是，在实施例1中，构成为在向电荷电压转换放大器24输入的信号为负值的情况下，输出负值的电压信号。也就是说，电荷电压转换放大器24以-5V至+5V的输出幅度进行输出。这样，对采样保持部15输出具有正负符号的电压信号。
接着，采样保持部15设置有采样保持电路，该采样保持电路的数量与电荷电压转换部14的电荷电压转换放大器24的数量相对应。在预先决定的时间内对从电荷电压转换放大器24输出的电压信号进行采样，保持(hold)经过预先决定的时间的时刻的电压信号，将稳定状态的电压信号输出到多路复用器16。在采样保持部15中也是无论电压信号为正负中的哪一个值都能够进行处理。
接着，在多路复用器16的内部设置有开关，该开关的数量与采样保持电路的数量相对应。多路复用器16依次地将开关中的某一个开关切换为接通(ON)状态，作为绑定从各采样保持电路输出的每一个电压信号而得到的时间分割信号输出到A/D转换器4。A/D转换器4在规定的时刻对来自多路复用器16的电压信号进行采样并转换为数字的电压信号，输出到图像处理部5。在多路复用器16和A/D转换器4中也是无论电压信号为正负中的哪一个值都能够进行处理。
<图像处理部>
首先，对由向图像处理部5输入的电压信号构成的图像数据进行说明。在获取到未照射放射线时的暗图像的情况下获取的暗图像数据DI(x，y，t)由不包含时间变动噪声的偏移参数Io(x，y)和时间变动噪声In(x，y，t)构成。即，暗图像数据DI(x，y，t)能够表示为如下那样。
DI(x，y，t)＝Io(x，y)+In(x，y，t)...(1)
在此，获取几十幅左右的暗图像，对每个检测像素DU(x，y)的暗图像数据DI(x，y，t)的时间平均进行运算，由此能够算出不包含时间变动噪声的偏移参数Io(x，y)。偏移参数Io(x，y)在图像数据所包含的噪声中也可以说是不随时间而变动的噪声成分。
Io(x，y)＝Ave[DI(x，y，t)]...(2)
也就是说，时间变动噪声In(x，y，t)是指所算出的时间平均为零的噪声信号。
Ave[In(x，y，t)]＝0...(3)
被输入到图像处理部5的电压信号之所以具有负值，是由于电路噪声、即时间变动噪声In(x，y，t)。因此，当使所输入的电压信号提高该时间变动噪声In(x，y，t)的变动幅度大小时，能够将偏移校正后的图像数据设为正值。即，算出各检测像素DU(x，y)的时间变动噪声In(x，y，t)的随时间变化的变动幅度作为标准偏差σ，并且算出该标准偏差σ的三倍的值、即3σ。
将时间变动噪声In(x，y，t)的随时间变化的标准偏差σ设为变动噪声Ns(x，y)，将3σ的值设为波动值FA(x，y)。通过按照所获取到的每个检测像素DU(x，y)的几十幅左右的暗图像数据DI(x，y，t)算出标准偏差，能够得到变动噪声Ns(x，y)。并且，将所有像素中的根据针对每个检测像素DU(x，y)算出的变动噪声Ns(x，y)算出的波动值FA(x，y)的最大值设为固定值M。当进行偏移校正和增益校正时将固定值M与像素值相加，由此能够在噪声校正后的图像数据中还准确地保留没有照射放射线的零输入时的噪声，并且能够使校正后的图像数据为正值。
Ns(x，y)＝σ
＝Stdev[In(x，y，t)]...(4)
＝Stdev[DI(x，y，t)]...(5)。
FA(x，y)＝3·σ
＝3·Ns(x，y)...(6)。
接着，对基于透过被检体的X射线的摄像图像数据I(x，y，t)进行说明。
摄像图像数据I(x，y，t)由图像成分Ia(x，y，t)和包含时间变动噪声的偏移成分Ib(x，y，t)构成。由此，摄像图像数据I(x，y，t)能够表示为如下那样。
I(x，y，t)＝Ia(x，y，t)+Ib(x，y，t)...(7)
另外，在偏移成分Ib(x，y，t)中包含随着时间的推移而噪声成分发生变化的时间变动噪声，因此每次拍摄该值都发生变化。偏移成分Ib(x，y，t)能够通过偏移参数Io(x，y)和时间变动噪声In(x，y，t)表示为如下那样。
Ib(x，y，t)＝Io(x，y)+In(x，y，t)...(8)
即，根据公式(1)和公式(8)，也可以说偏移成分Ib(x，y，t)是在拍摄被检体M时没有照射放射线的情况下的暗图像时的噪声成分。
接着说明图像处理部5的结构。如图5所示，图像处理部5具备：图像存储部26，其存储图像数据；图像校正部33，其对被存储在图像存储部26中的图像数据实施偏移校正和增益校正；以及图像构成部32，其根据进行增益校正而得到的摄像图像数据来构成透视图像。图像校正部33具备：偏移参数计算部27，其算出偏移参数；变动噪声计算部28，其算出变动噪声Ns(x，y)；固定值计算部29，其算出使图像数据提高的固定值M；偏移校正部30，其从摄像图像数据中去除偏移参数；以及增益校正部31，其对各检测像素DU(x，y)的检测效率的差异进行校正。图像处理部5对从F PD 3经由A/D转换器4发送的像素值实施偏移校正和增益校正来构成透视图像。
从A/D转换器4输出的数字的电压信号作为每个检测像素DU(x，y)的图像数据、即像素值而被存储到图像存储部26中。图像存储部26还作为图像数据的缓冲器而发挥功能。
在获取暗图像时偏移参数计算部27预先算出偏移参数I o(x，y)。也就是说，获取几十幅暗图像，根据图像存储部26中存储的暗图像数据DI(x，y，t)，如公式(2)那样计算每个检测像素DU(x，y)的暗图像数据DI(x，y，t)的平均值，由此算出不包含时间变动噪声的偏移参数Io(x，y)。所算出的偏移参数Io(x，y)被发送到偏移校正部30。
在变动噪声计算部28中，如公式(5)那样算出图像存储部26中存储的几十幅左右的暗图像数据DI(x，y，t)的标准偏差σ，由此算出暗图像中的每个检测像素DU(x，y)的变动噪声Ns(x，y)。暗图像中的针对每个检测像素DU(x，y)算出的变动噪声Ns(x，y)被发送到固定值计算部29。
在固定值计算部29中，如公式(6)那样算出变动噪声Ns(x，y)的三倍的值、即波动值FA(x，y)。并且，在固定值计算部29中，算出所有检测像素DU(x，y)中的所算出的每个检测像素DU(x，y)的波动值FA(x，y)的最大值，将该最大值设为固定值M。在算出固定值M之后，将该固定值M发送到偏移校正部30。固定值M相当于本发明的校正常数，固定值计算部29相当于本发明的校正常数计算部。
在偏移校正部30中，对从图像存储部26发送来的图像数据I(x，y，t)与由偏移参数计算部27算出的偏移参数Io(x，y)之差进行计算，并且与固定值M相加，来算出偏移校正值J1(x，y，t)。由此，能够从图像数据I(x，y，t)去除不随时间而变动的噪声成分、即偏移参数Io(x，y)。
J1(x，y，t)＝M+I(x，y，t)-Io(x，y)
＝M+Ia(x，y，t)+{Ib(x，y，t)-Io(x，y)}
＝Ia(x，y，t)+M+In(x，y，t)...(9)。
公式(9)的最初项是图像成分，第二项是为了保存时间变动噪声的变动幅度而提高的成分，第三项是时间变动噪声。例如，图像成分和时间变动噪声为0的像素的偏移校正值J1(x，y，t)取固定值M的值。即，与偏移校正前相比，图像数据的零点被提高至固定值M的值。由此，即使图像成分是零且时间变动噪声为负值，由于提高了固定值M，因此偏移校正值J1(x，y，t)能够取正值，且能够准确地保留暗图像时的时间变动噪声。
将每个检测像素DU(x，y)的增益校正系数IG(x，y)预先存储到增益校正部31中，该增益校正系数IG(x，y)是为了使每个检测像素DU(x，y)的X射线的转换效率相同而求出的。如果将偏移校正值J1(x，y，t)与固定值M之差乘以增益校正系数IG(x，y)，并将得到的值与固定值M相加，则能够算出增益校正后的校正图像数据K1(x，y，t)。
K1(x，y，t)＝{J1(x，y，t)-M}·IG(x，y)+M
＝Ia(x，y，t)·IG(x，y)+M+In(x，y，t)·IG(x，y)...(10)。
公式(10)的最初项是进行增益校正而得到的图像数据。第二项是提高了时间变动噪声的变动幅度的成分。第三项是进行增益校正而得到的时间变动噪声成分。在此，增益校正系数IG(x，y)是接近1的值，因此进行增益校正而得到的时间变动噪声成分的大小不会超过固定值M的值。
由此，即使某个检测像素DU(x，y)的进行增益校正而得到的图像数据是零值且时间变动噪声In(x，y，t)是负值，由于与固定值M相加，因此校正图像数据K1(x，y，t)不存在小于零值的情况。这样，相当于在没有照射放射线时进行拍摄的情况的、图像数据的噪声也能够被准确地保存到增益校正后的校正图像数据K1(x，y，t)中。
在图像构成部32中，根据由增益校正部31进行增益校正而得到的校正图像数据K1(x，y，t)来构成透视图像。此时，将固定值M的值设为黑电平的最低值或者白电平的最高值，映射图像数据。也就是说，在透视图像上，低于固定值M的像素值被替换为黑电平的最低值或者白电平的最高值的灰度值。另外，在图像构成部32中，并不限于透视图像，还能够在CT拍摄时重新构成断层图像。所构成的透视图像被发送到主控制部6，在显示部9中进行显示或者被存储到存储部10。另外，进行增益校正而得到的校正图像数据K1(x，y，t)也被发送到主控制部6，被存储到存储部10中。能够根据存储部10中存储的校正图像数据K1(x，y，t)来准确地实施DQE的评价。
<X射线摄像>
接着，使用图1～图5对利用实施例1的X射线摄像装置执行X射线摄像时的动作进行说明。
首先，当通过输入部8指示开始X射线摄像时，主控制部6控制X射线管控制部7和FPD3。X射线管控制部7根据来自主控制部6的控制产生管电压、管电流来控制X射线管1，从X射线管1对被检体M照射X射线。透过被检体M的X射线被FPD3的检测像素DU(x，y)转换为与透过被检体M的X射线量相应的电荷信号，并蓄积到电容器Ca中。
接着，栅极驱动电路13依次选择栅极线。在实施例1中，设为按照栅极线GL1、GL2、GL3、...、GL9、GL10的顺序逐个进行选择的情况进行说明。栅极驱动电路13选择栅极线GL1，指定与栅极线GL1相连接的各检测像素DU(x，y)。向所指定的各检测像素DU(x，y)的TFT23的栅极发送栅极信号而对该TFT23施加电压，从而使其成为导通状态。由此，与所指定的各TFT
23相连接的电容器Ca中蓄积的电荷信号经由TFT23被读出到数据线DL1～DL10。接着，栅极驱动电路13选择栅极线GL2，按照同样的步骤指定与栅极线GL2相连接的各检测像素DU(x，y)，该指定的各检测像素DU(x，y)的电容器C a中蓄积的电荷信号被读出到数据线DL1～DL10。对于剩余的栅极线GL3～GL10也同样依次进行选择，由此二维状地读出电荷信号。
这样，栅极驱动电路13通过依次选择栅极线GL1～GL10来指定与各栅极线相连接的检测像素DU(x，y)，在该指定的各检测像素DU(x，y)的电容器Ca中蓄积的电荷信号被读出到数据线DL1～DL10。
被读出到各数据线DL1～DL10的电荷信号在电荷电压转换部14内被转换为电压信号并被放大。并且，在采样保持部15中，对由电荷电压转换部14转换得到的电压信号进行采样并且暂时保持。之后，将在采样保持部15中保持的电压信号作为时间分割信号而从多路复用器16依次输出。所输出的电压信号通过A/D转换器4由模拟值转换为数字值。被转换为数字值的电压信号被发送到图像处理部5。
由被发送到图像处理部5的电压信号构成的摄像图像数据I(x，y，t)被存储到图像存储部26。另外，将没有照射X射线地收集图像数据而得到的多幅暗图像数据DI(x，y，t)也预先存储到图像存储部26。根据多幅暗图像数据DI(x，y，t)，利用偏移参数计算部27按每个检测像素DU(x，y)进行平均化来算出偏移参数Io(x，y)。另外，利用变动噪声计算部28对每个检测像素DU(x，y)的多幅暗图像数据DI(x，y，t)的标准偏差σ进行计算，由此算出变动噪声Ns(x，y)。
固定值计算部29算出变动噪声Ns(x，y)的三倍的值、即波动值FA(x，y)。并且，算出所有检测像素DU(x，y)中的所算出的每个检测像素DU(x，y)的波动值FA(x，y)的最大值、即固定值M。
接着，利用偏移校正部30根据被存储到图像存储部26的摄像图像数据I(x，y，t)、由偏移参数计算部27算出的偏移参数Io(x，y)、以及由固定值计算部29算出的固定值M算出偏移校正值J1(x，y，t)。由此，图像数据的零点被提高到固定值M的值。另外，能够获得偏移校正值J1(x，y，t)，该偏移校正值J1(x，y，t)是从图像数据I(x，y，t)去除了作为不随时间而变动的噪声成分的偏移参数Io(x，y)而得到的。
并且，通过对偏移校正值J1(x，y，t)实施增益校正，能够对每个检测像素DU(x，y)都不同的检测效率进行校正。即，将偏移校正值J1(x，y，t)暂时减去固定值M，将由得到的该值乘以增益校正系数所得到的值与固定值M相加，由此能够进行增益校正。进行该增益校正而得到的校正图像数据K1(x，y，t)中也准确地保留了相当于暗图像时的、时间变动噪声In(x，y，t)的噪声。由此，能够根据校正图像数据K1(x，y，t)评价摄像图像装置的DQE。
图像构成部32根据这样算出的校正图像数据K1(x，y，t)来构成透视图像。此时，将固定值M的值作为黑电平的最低值或者白电平的最高值，并映射图像数据。也就是说，将校正图像数据K1(x，y，t)设定成与显示部9的动态范围相对应。在透视图像上将低于固定值M的像素值替换为黑电平的最低值或者白电平的最高值的灰度值。所构成的透视图像被发送到主控制部6，在显示部9中进行显示或者被存储到存储部10。另外，校正图像数据K1(x，y，t)也经由主控制部6被存储到存储部10中。
如上所述，根据实施例1，图像校正部33能够以保持摄像图像数据I(x，y，t)所包含的时间变动噪声In(x，y，t)的方式进行偏移校正。另外，即使在摄像图像的像素值为零的情况下，正负的噪声振幅也被准确地包含于增益校正后的校正图像数据中，因此能够对没有照射X射线时的噪声量进行定量地评价。由此，能够准确地计算按国际标准规定的DQE。
另外，如果包含负值地进行运算，则能够使图像数据的灰度的正的上限为以往的一半，或者在必须提高图像的位数时通过与固定值M相加来成为与以往相同的图像位数，同时也维持灰度。这是由于包含负数据的变动噪声被提高而成为正值。由此，校正得到的图像数据全部为零以上的正值，因此能够将图像数据的范围全部设为正值，能够维持高灰度。
实施例2
在上述实施例1中，通过与固定值M相加使增益校正后的校正图像数据K1(x，y，t)为正值。因此，如果提高增益校正后的校正图像数据的位数并设置符号专用位，则能够在增益校正后的校正图像数据中也保留负值，因此也可以不计算固定值M。在这种情况下，仅在DQE的运算时使用校正图像数据的负值。
另外，如图6所示，这种情况下的图像处理部34由图像存储部35、图像校正部40和图像构成部39构成。图像校正部40由偏移参数计算部36、偏移校正部37以及增益校正部38构成。与实施例1的区别是，由于没有利用固定值M进行提高，因此增益校正后的校正图像数据K2(x，y，t)中具有负值。由此，在实施例2中没有相当于校正常数计算部的部件。下面，仅说明实施例1与实施例2之间的区别，关于相同的内容省略说明。
当获取暗图像时，偏移参数计算部36预先算出偏移参数Io(x，y)。也就是说，获取几十幅暗图像，根据图像存储部35中存储的暗图像数据DI(x，y，t)，如公式(2)那样分别计算每个检测像素DU(x，y)的暗图像数据DI(x，y，t)的平均值，由此算出不包含时间变动噪声In(x，y，t)的偏移参数Io(x，y)。所算出的偏移参数Io(x，y)被发送到偏移校正部37。
在偏移校正部37中，对从图像存储部35发送来的图像数据I(x，y，t)与由偏移参数计算部36算出的偏移参数Io(x，y)之差进行计算来算出偏移校正值J2(x，y，t)。由此，能够从图像数据I(x，y，t)去除不随时间而变动的噪声成分、即偏移参数Io(x，y)。另外，此时，偏移校正值J2(x，y，t)是具有正负符号的值。
J2(x，y，t)＝I(x，y，t)-Io(x，y)
＝Ia(x，y，t)+{Ib(x，y，t)-Io(x，y)}
＝Ia(x，y，t)+In(x，y，t)...(11)。
公式(11)的最初项是图像成分，第二项是时间变动噪声成分。也存在第二项中含有负值的情况，但在实施例2中，图像数据是带有正负符号的数据，因此即使图像成分为零且时间变动噪声为负值，偏移校正值J2(x，y，t)也能够准确地保留暗图像时的时间变动噪声。
在增益校正部38中预先存储有增益校正系数IG(x，y)，该增益校正系数IG(x，y)是为了使每个检测像素DU(x，y)的X射线的转换效率相同而求出的。当将偏移校正值J2(x，y，t)与增益校正系数IG(x，y)相乘时，能够算出增益校正后的图像数据K2(x，y，t)。
K2(x，y，t)＝J2(x，y，t)·IG(x，y)
＝Ia(x，y，t)·IG(x，y)+In(x，y，t)·IG(x，y)...(12)。
公式(12)的最初项是进行增益校正而得到的图像数据。第二项是进行增益校正而得到的时间变动噪声成分。由此，关于进行增益校正而得到的摄像图像数据为零的像素，例如，即使在时间变动噪声In(x，y，t)是负值且像素值为零值以下的情况下，也能够进行保存。这样，也能够将没有输入偏移时的变动噪声准确地保存到增益校正后的校正图像数据K2(x，y，t)中。
在图像构成部39中，根据由增益校正部38进行增益校正而得到的校正图像数据K2(x，y，t)来构成透视图像。此时，将零值作为黑电平的最低值或者白电平的最高值，并映射各图像数据。也就是说，在透视图像上，低于零值的像素值被替换为黑电平的最低值或者白电平的最高值的灰度值。
如上所述，根据实施例2，即使在摄像图像的像素值为零的情况下，由变动噪声产生的正负的噪声振幅被准确地包含于校正后的校正图像数据中，因此能够对没有照射X射线时的噪声量进行定量地评价。由此，能够准确地计算按国际标准规定的DQE。
本发明并不限于上述实施方式，也能够进行如下的变形。
(1)在上述实施例1中，将标准偏差σ的三倍的值、即3σ设为波动值FA(x，y)，但也可以将标准偏差的三倍以上的值设为波动值FA(x，y)。
(2)在上述实施例1中，在图像构成部32中，将固定值M的值设为黑电平的最低值或者白电平的最高值并映射各图像数据，但也可以将零点设为黑电平的最低值或者白电平的最高值并映射各图像数据。另外，也可以将其它值设为黑电平的最低值或者白电平的最高值并映射各图像数据。

Claims (7)

1.一种放射线摄像装置，其特征在于，
具备图像校正部，该图像校正部对从将检测放射线的像素配置成二维阵列状的放射线检测器输出的检测值按每个上述像素进行偏移校正，并输出校正图像数据，
上述图像校正部以保持上述检测值所包含的噪声成分的方式进行上述偏移校正。
2.根据权利要求1所述的放射线摄像装置，其特征在于，
在上述图像校正部中具备：
偏移参数计算部，其算出拍摄暗图像时的每个上述像素的检测值的时间平均，作为偏移参数；
变动噪声计算部，其算出拍摄暗图像时的每个上述像素的检测值的标准偏差，作为变动噪声；
校正常数计算部，其根据上述变动噪声的值算出校正常数，该校正常数用于保持上述噪声的振幅的负值；
偏移校正部，其将拍摄上述被检体而得到的上述检测值减去上述偏移参数，再与上述校正常数相加，从而算出偏移校正值；以及
增益校正部，其将上述偏移校正值减去上述校正常数后得到的值乘以增益校正系数，再与上述校正常数相加，从而算出上述校正图像数据，该增益校正系数用于校正上述像素的检测特性的差异。
3.根据权利要求2所述的放射线摄像装置，其特征在于，
上述校正常数计算部根据上述像素的上述变动噪声的三倍以上的值来算出上述校正常数。
4.根据权利要求3所述的放射线摄像装置，其特征在于，
上述校正常数计算部根据3σ来算出上述校正常数，其中，3σ是各上述像素的上述变动噪声的三倍的值。
5.根据权利要求4所述的放射线摄像装置，其特征在于，
上述校正常数计算部算出各上述像素的上述3σ的最大值来作为上述校正常数。
6.根据权利要求2至5中的任一项所述的放射线摄像装置，其特征在于，还具备：
显示部，其显示上述被检体的透视图像；以及
图像构成部，其将上述校正常数的值设定为黑电平的最低值或者白电平的最大值，并将上述校正图像数据设定成与上述显示部的动态范围相对应，来构成上述透视图像。
7.根据权利要求1所述的放射线摄像装置，其特征在于，
上述图像校正部具备：
偏移参数计算部，其算出拍摄暗图像时的每个上述像素的检测值的时间平均，作为偏移参数；
偏移校正部，其将拍摄上述被检体而得到的上述检测值减去上述偏移参数来算出偏移校正值；以及
增益校正部，其将上述偏移校正值乘以增益校正系数来算出上述校正图像数据，该增益校正系数用于校正上述像素的检测特性的差异，
其中，上述偏移校正部和上述增益校正部实施带有正负符号的运算，由上述增益校正部进行增益校正而得到的上述校正图像数据是带有正负符号的图像数据。
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