JP2002162473A - Ｘ線検出器のための画像補正方法 - Google Patents
Ｘ線検出器のための画像補正方法Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/36—Measuring spectral distribution of X-rays or of nuclear radiation spectrometry
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、残像効果の改善された補正を有す
る後ろに取り付けられた光源を含むＸ線検出器のための
画像補正方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、いわゆる利得効果が公知の方
法を用いては排除され得ないといった認識に基づく。し
かしながら、利得効果は、従来の診断用のＸ線量の場合
に見られるように数パーセントだけ増幅を増加させ、ア
ーチファクトを有する明画像を生じさせる。本発明によ
ると、利得効果は、組み込み式の光源を用いて光源画像
の捕捉によって測定され、それに基づいて利得効果の強
さ並びに補正係数が１ピクセルずつ決定される。明画像
のピクセル値は、補正係数を用いて補正される。
る後ろに取り付けられた光源を含むＸ線検出器のための
画像補正方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、いわゆる利得効果が公知の方
法を用いては排除され得ないといった認識に基づく。し
かしながら、利得効果は、従来の診断用のＸ線量の場合
に見られるように数パーセントだけ増幅を増加させ、ア
ーチファクトを有する明画像を生じさせる。本発明によ
ると、利得効果は、組み込み式の光源を用いて光源画像
の捕捉によって測定され、それに基づいて利得効果の強
さ並びに補正係数が１ピクセルずつ決定される。明画像
のピクセル値は、補正係数を用いて補正される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線を光に変換す
るシンチレータが先行し、全てのフォトダイオードの均
一な照明のための光源に後続する、フォトダイオードを
有するセンサマトリクスを含むフラットダイナミックＸ
線検出器のための画像補正方法に関わる。本発明は、Ｘ
線装置にも関わる。
るシンチレータが先行し、全てのフォトダイオードの均
一な照明のための光源に後続する、フォトダイオードを
有するセンサマトリクスを含むフラットダイナミックＸ
線検出器のための画像補正方法に関わる。本発明は、Ｘ
線装置にも関わる。
【０００２】
【従来の技術】フラットダイナミックＸ線検出器（ＦＤ
ＸＤ）は、医学診断用のＸ線装置において特に使用され
る。フラットダイナミックＸ線検出器の構成は、例え
ば、ＥＰ０３４５４Ａ２並びにＥＰ０４４０２８２Ａ２
に記載される。
ＸＤ）は、医学診断用のＸ線装置において特に使用され
る。フラットダイナミックＸ線検出器の構成は、例え
ば、ＥＰ０３４５４Ａ２並びにＥＰ０４４０２８２Ａ２
に記載される。
【０００３】本発明による画像補正方法に関して、Ｘ線
検出器がその全てのフォトダイオードの均一なバック照
明のために光源を含むことが必要である。バック照明配
置の取り付け及び動作は、本質的に公知であり、例え
ば、ＷＯ９８／０１９９２に記載される。
検出器がその全てのフォトダイオードの均一なバック照
明のために光源を含むことが必要である。バック照明配
置の取り付け及び動作は、本質的に公知であり、例え
ば、ＷＯ９８／０１９９２に記載される。
【０００４】アモルファスシリコンに基づくフラットダ
イナミックＸ線検出器に関して、前のＸ線露光からの画
像情報が後のＸ線画像においてまだ可視となり得ること
が公知である。このとき先行する画像の残り、又は、先
行する画像は、瞬間Ｘ線画像においてまだ観察され得、
この瞬間Ｘ線画像は以降明画像と称される。このような
望ましくない画像アーチファクトは、時間と共に減少
し、以降、一般に残像効果として称される。これまで残
像効果は、シンチレータからの残留信号（残光）及びフ
ォトダイオードからの残留信号に起因した。しかしなが
ら、読出し増幅器におけるフォトダイオードからの電荷
の不完全な読出しも残留信号の原因として公知である。
物理的な点において、シンチレータ及び光電陰極におけ
るいわゆる電荷キャリヤのトラッピング及びその後のデ
トラッピングは、残留信号効果の源である。例えば、フ
ォトダイオードの照明中に生成される電荷キャリヤは、
トラッピング点に部分的に結合される（トラッピン
グ）。後の瞬間において、トラップされた電荷キャリヤ
は再び放出され（デトラッピング）、それにより遅延さ
れた画像信号従って残留信号効果につながる。
イナミックＸ線検出器に関して、前のＸ線露光からの画
像情報が後のＸ線画像においてまだ可視となり得ること
が公知である。このとき先行する画像の残り、又は、先
行する画像は、瞬間Ｘ線画像においてまだ観察され得、
この瞬間Ｘ線画像は以降明画像と称される。このような
望ましくない画像アーチファクトは、時間と共に減少
し、以降、一般に残像効果として称される。これまで残
像効果は、シンチレータからの残留信号（残光）及びフ
ォトダイオードからの残留信号に起因した。しかしなが
ら、読出し増幅器におけるフォトダイオードからの電荷
の不完全な読出しも残留信号の原因として公知である。
物理的な点において、シンチレータ及び光電陰極におけ
るいわゆる電荷キャリヤのトラッピング及びその後のデ
トラッピングは、残留信号効果の源である。例えば、フ
ォトダイオードの照明中に生成される電荷キャリヤは、
トラッピング点に部分的に結合される（トラッピン
グ）。後の瞬間において、トラップされた電荷キャリヤ
は再び放出され（デトラッピング）、それにより遅延さ
れた画像信号従って残留信号効果につながる。
【０００５】このような望ましくない残留信号効果を排
除するために、ＤＥ１９６３１６２４は、少なくとも一
つの暗画像から全ての残留信号を検出する補正ユニット
を含むＸ線診断装置を開示する。その後の明画像におけ
る残留信号成分は、瞬間残留信号だけが観察され得る上
記暗画像から決定され排除され得る。
除するために、ＤＥ１９６３１６２４は、少なくとも一
つの暗画像から全ての残留信号を検出する補正ユニット
を含むＸ線診断装置を開示する。その後の明画像におけ
る残留信号成分は、瞬間残留信号だけが観察され得る上
記暗画像から決定され排除され得る。
【０００６】しかしながら、暗画像の補正にも関わらず
明画像において残像効果がまだ生じることが実験によっ
て示される。
明画像において残像効果がまだ生じることが実験によっ
て示される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、この従来技術
に基づいて、本発明は、残像効果の改善された補正を可
能にする、上述の種類のフラットダイナミックＸ線検出
器に対して画像補正方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記改善された画像補正方法を行うＸ線装置
を提供することを更なる目的とする。
に基づいて、本発明は、残像効果の改善された補正を可
能にする、上述の種類のフラットダイナミックＸ線検出
器に対して画像補正方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記改善された画像補正方法を行うＸ線装置
を提供することを更なる目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記問題に対する解決策
は、公知の残留信号効果に加えて、純粋な暗画像におい
て可視でなく従って公知の補正方法を用いては排除され
得ない更なる残像効果があるといった考えに基づく。こ
のような更なる残像効果は、いわゆる「利得効果」であ
り、シンチレータ並びにフォトダイオードにおいて生じ
る。試験は、シンチレータ及びフォトダイオードに対し
てこのような利得効果が存在することを示した。従来の
診断用Ｘ線量に対して、シンチレータにおける利得効果
は顕著でなく、従って、画像補正方法において考慮され
る必要がないことが分かる。しかしながら、フォトダイ
オードにおける利得効果は、従来の診断用Ｘ線量の場合
に既に見られるように、数パーセントだけ利得を増加、
従って、その後の明画像における可視の残像効果を生じ
させ得る。
は、公知の残留信号効果に加えて、純粋な暗画像におい
て可視でなく従って公知の補正方法を用いては排除され
得ない更なる残像効果があるといった考えに基づく。こ
のような更なる残像効果は、いわゆる「利得効果」であ
り、シンチレータ並びにフォトダイオードにおいて生じ
る。試験は、シンチレータ及びフォトダイオードに対し
てこのような利得効果が存在することを示した。従来の
診断用Ｘ線量に対して、シンチレータにおける利得効果
は顕著でなく、従って、画像補正方法において考慮され
る必要がないことが分かる。しかしながら、フォトダイ
オードにおける利得効果は、従来の診断用Ｘ線量の場合
に既に見られるように、数パーセントだけ利得を増加、
従って、その後の明画像における可視の残像効果を生じ
させ得る。
【０００９】このような利得効果は、既に占有されてい
るトラッピング点が更なる電荷キャリヤを受容し得ない
ため、電荷キャリヤのトラッピングに再び起因し得る。
結果として、瞬間の明画像の露光中、画像信号は、より
少ない数の発生される電荷キャリヤがトラッピング点に
結合され得るため、先行する（Ｘ線）露光により多数の
トラッピング点が既に占有されている領域において増加
する。結果となる画像信号の増加は、利得効果として現
れるが、残留信号効果として直接的には現れない。
るトラッピング点が更なる電荷キャリヤを受容し得ない
ため、電荷キャリヤのトラッピングに再び起因し得る。
結果として、瞬間の明画像の露光中、画像信号は、より
少ない数の発生される電荷キャリヤがトラッピング点に
結合され得るため、先行する（Ｘ線）露光により多数の
トラッピング点が既に占有されている領域において増加
する。結果となる画像信号の増加は、利得効果として現
れるが、残留信号効果として直接的には現れない。
【００１０】本発明は、フォトダイオード中の利得効果
の強さが１ピクセルずつ決定され得るよう、フォトダイ
オード中の利得効果が露光された画像において可視にな
り得ることを利用する。より特定的には、センサマトリ
クスの各マトリクスセルの利得効果は、請求項１に従っ
て決定される。
の強さが１ピクセルずつ決定され得るよう、フォトダイ
オード中の利得効果が露光された画像において可視にな
り得ることを利用する。より特定的には、センサマトリ
クスの各マトリクスセルの利得効果は、請求項１に従っ
て決定される。
【００１１】本発明に従って補正された瞬間の明画像の
ピクセル値は、フィルタ処理、記憶、又は、ネットワー
クへの導入のような公知の方法で更に処理され得る。
ピクセル値は、フィルタ処理、記憶、又は、ネットワー
クへの導入のような公知の方法で更に処理され得る。
【００１２】本発明により、少なくとも１つの光源画像
及び１つの光源基準画像から利得効果の強さを計算する
ことは、高いＸ線量で露光した後でさえも著しく低い線
量での画像形成を可能にし、にも関わらず低い線量で形
成されたこのような画像は大きい程度の上記利得効果を
有しない。
及び１つの光源基準画像から利得効果の強さを計算する
ことは、高いＸ線量で露光した後でさえも著しく低い線
量での画像形成を可能にし、にも関わらず低い線量で形
成されたこのような画像は大きい程度の上記利得効果を
有しない。
【００１３】フラットダイナミックＸ線検出器を具備す
るＸ線装置がしばしば光源を後に有するため、Ｘ線装置
は、本発明による画像方法を実施するために構造上の変
更を必要としない。
るＸ線装置がしばしば光源を後に有するため、Ｘ線装置
は、本発明による画像方法を実施するために構造上の変
更を必要としない。
【００１４】本発明による画像補正方法で同時に他の残
像効果を排除するためには、少なくとも１つの更なる公
知の画像補正方法、例えば、前述の暗画像方法が実施さ
れる。
像効果を排除するためには、少なくとも１つの更なる公
知の画像補正方法、例えば、前述の暗画像方法が実施さ
れる。
【００１５】本発明は、添付の図面を参照して以下に詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１の参照番号１は、Ｘ線２が検
査されるべき対象物３、例えば、人体を通るＸ線源を示
す。Ｘ線２は、検査されるべき対象物３を横切った後、
フラットダイナミックＸ線検出器４に入射し、このＸ線
検出器においてＸ線２が検出される。Ｘ線検出器４の後
ろのビーム路では、Ｘ線検出器４内の全てのフォトダイ
オードの均一な照明のために光源５が配置される。
査されるべき対象物３、例えば、人体を通るＸ線源を示
す。Ｘ線２は、検査されるべき対象物３を横切った後、
フラットダイナミックＸ線検出器４に入射し、このＸ線
検出器においてＸ線２が検出される。Ｘ線検出器４の後
ろのビーム路では、Ｘ線検出器４内の全てのフォトダイ
オードの均一な照明のために光源５が配置される。
【００１７】Ｘ線検出器４の画像信号は、補正ユニット
６に供給され、この補正ユニットにおいて、必要であれ
ば、本発明による補正方法を用いて画像信号が補正され
る。補正された画像信号７は、通常の方法で更に処理さ
れ得る。
６に供給され、この補正ユニットにおいて、必要であれ
ば、本発明による補正方法を用いて画像信号が補正され
る。補正された画像信号７は、通常の方法で更に処理さ
れ得る。
【００１８】Ｘ線検出器４の画像信号の補正に関して、
Ｘ線源１が最初にオフにされる。残像効果、特にＸ線に
よる利得効果は数分間で減少される。Ｘ線検出器４のセ
ンサマトリクスは、光源５によって照明される。個々の
ピクセルにおいて得られる信号（ピクセル値）は、光源
基準画像として記憶される。Ｘ線源１が明画像の露光の
ために再び活性化されるとき、残像効果、特に利得効果
が生じる。明画像の露光のためのＸ線により残像効果、
特に利得効果が減少する前に、Ｘ線検出器４のセンサマ
トリクスは光源５を用いて再び照明され、従って得られ
る信号（ピクセル値）は光源画像として１ピクセルずつ
記憶される。光源基準画像の捕捉、及び、光源画像の捕
捉は夫々自動的に行われる。
Ｘ線源１が最初にオフにされる。残像効果、特にＸ線に
よる利得効果は数分間で減少される。Ｘ線検出器４のセ
ンサマトリクスは、光源５によって照明される。個々の
ピクセルにおいて得られる信号（ピクセル値）は、光源
基準画像として記憶される。Ｘ線源１が明画像の露光の
ために再び活性化されるとき、残像効果、特に利得効果
が生じる。明画像の露光のためのＸ線により残像効果、
特に利得効果が減少する前に、Ｘ線検出器４のセンサマ
トリクスは光源５を用いて再び照明され、従って得られ
る信号（ピクセル値）は光源画像として１ピクセルずつ
記憶される。光源基準画像の捕捉、及び、光源画像の捕
捉は夫々自動的に行われる。
【００１９】光源基準画像は、例えば、明画像の露光が
長い期間にわたって行われていない場合、１日に数回捕
捉されることが好ましい。光源画像は、補正されるべき
明画像の前に直接的に捕捉されることが好ましい。光源
画像が短い間隔（例えば、１０秒毎）で捕捉される場
合、明画像の露光が実施されるとき、最後の光源画像は
古すぎない、即ち、補正されるべき明画像の少し前に捕
捉されたことを確実にする。
長い期間にわたって行われていない場合、１日に数回捕
捉されることが好ましい。光源画像は、補正されるべき
明画像の前に直接的に捕捉されることが好ましい。光源
画像が短い間隔（例えば、１０秒毎）で捕捉される場
合、明画像の露光が実施されるとき、最後の光源画像は
古すぎない、即ち、補正されるべき明画像の少し前に捕
捉されたことを確実にする。
【００２０】これはしかしながら、請求項３記載の本発
明のバージョンにおいて、更なる補正値（Ｋ’）がその
後の明画像に適用されるよう補外法によって少なくとも
一つの先行する補正値（Ｋ）から計算される場合、必要
でない。更なる補正値（Ｋ’）に基づく補正は、特に、
高いＸ線量を伴う明画像の捕捉の後に低いＸ線量を伴う
複数の明画像の捕捉が続くとき、例えば、高いＸ線量で
の明画像の露光の後の蛍光板透視法において有利であ
る。
明のバージョンにおいて、更なる補正値（Ｋ’）がその
後の明画像に適用されるよう補外法によって少なくとも
一つの先行する補正値（Ｋ）から計算される場合、必要
でない。更なる補正値（Ｋ’）に基づく補正は、特に、
高いＸ線量を伴う明画像の捕捉の後に低いＸ線量を伴う
複数の明画像の捕捉が続くとき、例えば、高いＸ線量で
の明画像の露光の後の蛍光板透視法において有利であ
る。
【００２１】光源基準画像及びその後の捕捉された光源
画像の全てのピクセル値は補正ユニットにおいて利用で
きる。補正値は、光源画像のピクセル値と光源基準画像
のピクセル値の商として１ピクセルずつ計算される。各
ピクセルに対して決定されるこの補正値を使用して、補
正されたピクセル値がその後の明画像の各ピクセル値か
ら決定され得、従って一連の補正されたピクセルＧａ補
正された画像信号７を生じさせる。
画像の全てのピクセル値は補正ユニットにおいて利用で
きる。補正値は、光源画像のピクセル値と光源基準画像
のピクセル値の商として１ピクセルずつ計算される。各
ピクセルに対して決定されるこの補正値を使用して、補
正されたピクセル値がその後の明画像の各ピクセル値か
ら決定され得、従って一連の補正されたピクセルＧａ補
正された画像信号７を生じさせる。
【００２２】図２は、Ｘ線検出器４の照射を示すタイミ
ングチャートである。
ングチャートである。
【００２３】どの残像効果も減少した後、光源基準画像
のピクセル値（Ａ）が各ピクセルに対して得られる。
のピクセル値（Ａ）が各ピクセルに対して得られる。
【００２４】Ｘ線検出器４をＸ線に対して露光した後、
最初の明画像のピクセル値（Ｂ）が各ピクセルに対して
得られる。
最初の明画像のピクセル値（Ｂ）が各ピクセルに対して
得られる。
【００２５】Ｘ線により残像が減少した効果を有する前
に、新しくされた光源照明は、光源画像のピクセル値
（Ｃ）を各ピクセルに対して生成する。ピクセル値
（Ｃ）の表示から分かるように、このピクセル値（Ｃ）
は光源基準画像（Ａ）と比較して利得効果によって増加
される。
に、新しくされた光源照明は、光源画像のピクセル値
（Ｃ）を各ピクセルに対して生成する。ピクセル値
（Ｃ）の表示から分かるように、このピクセル値（Ｃ）
は光源基準画像（Ａ）と比較して利得効果によって増加
される。
【００２６】ピクセル値（Ｃ）とピクセル値（Ａ）の商
から補正値が１ピクセルずつ計算されるとき、補正され
たピクセル値（Ｅ）は、その後の明画像の各ピクセル値
（Ｄ）に対して計算され得る。
から補正値が１ピクセルずつ計算されるとき、補正され
たピクセル値（Ｅ）は、その後の明画像の各ピクセル値
（Ｄ）に対して計算され得る。
【００２７】以下の数学的な例は、本発明による補正方
法を示す。
法を示す。
【００２８】 光源基準画像のピクセル値（Ａ）＝２０００ 光源画像のピクセル値（Ｃ）＝２１００ 明画像のピクセル値（Ｄ）＝５２５０ 補正値（Ｋ） （Ｋ）＝（Ｃ／（Ａ））＝２１００／２０００＝１．０
５ 補正された明画像のピクセル値（Ｅ） （Ｅ）＝（Ｄ／（Ｋ））＝５２５０／１．０５＝５００
０である。
５ 補正された明画像のピクセル値（Ｅ） （Ｅ）＝（Ｄ／（Ｋ））＝５２５０／１．０５＝５００
０である。
【００２９】明瞭性の理由により、従来技術から公知の
残留信号効果は、図２においても上記数学的な例におい
ても考慮されていないことに注意する。
残留信号効果は、図２においても上記数学的な例におい
ても考慮されていないことに注意する。
【図１】本発明による画像補正方法を行うＸ線装置を概
略的に示す図である。
略的に示す図である。
【図２】ＩがＸ線／光パルスを示し、ｔが時間を示す、
時間における連続する様々なＸ線／光パルスを示す図で
ある。
時間における連続する様々なＸ線／光パルスを示す図で
ある。
１ Ｘ線源 ２ Ｘ線 ３ 対象物 ４ Ｘ線検出器 ５ 光源 ６ 補正ユニット ７ 補正された画像信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｋ Ｌ (71)出願人 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈ ｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ (72)発明者 ヴァルター リュッテン ドイツ連邦共和国，52441 リーニッヒ ／エーデレン，ブルネンシュトラーセ 26 Ｆターム(参考） 2G088 EE01 FF02 GG19 JJ05 KK32 LL11 LL17 4C093 AA01 AA07 AA16 CA09 EB12 EB13 EB17 FA32 FA60 FC16 FC17 FC19 5B047 AA17 AB02 BB04 CB05 CB30 DA10 DC06 5C024 AX11 CX17 CY44 5C054 AA06 CA02 CC01 ED11 FC15 HA12
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｘ線を光に変換するシンチレータが先行
し全てのフォトダイオードの均一な照明のための光源が
後続するフォトダイオードを具備するセンサマトリック
スを含むフラットダイナミックＸ線検出器のための画像
補正方法であって、 上記センサマトリクスは、Ｘ線の露光による全ての利得
効果の減少後に、上記Ｘ線源の代わりに上記光源を用い
て少なくとも１回照射され、従って得られる光源基準画
像が記憶され、 Ｘ線の露光による上記利得効果の減少前のその後の瞬間
に、上記センサマトリクスは、上記Ｘ線源の代わりに上
記光源を用いて再び照射され、従って得られる光源画像
が記憶され、 補正値は、上記光源画像のピクセル値と上記光源基準画
像のピクセル値との商として１ピクセルずつ計算され、 上記補正値を考慮する一方で、Ｘ線の影響下で１ピクセ
ルずつ測定される各ピクセル値から補正されたピクセル
値がその後決定される、上記センサマトリクスの各マト
リクスセルに対して利得効果が個別的に決定されること
を特徴とする画像補正方法。 - 【請求項２】 上記補正されたピクセル値は、上記Ｘ線
の影響下で測定される上記ピクセル値と関連する上記補
正値との商を計算することで決定されることを特徴とす
る請求項１記載の画像補正方法。 - 【請求項３】 更なる補正値が補外法によって少なくと
も一つの先行する補正値から計算され、その後、上記Ｘ
線の影響下で測定される各ピクセル値と上記更なる補正
値との間の商を１ピクセルずつ計算することで補正され
たピクセル値が決定されることを特徴とする請求項１又
は２記載の画像補正方法。 - 【請求項４】 上記画像補正方法と共に、本質的に公知
の少なくとも１つの更なる画像補正方法が残留信号効果
の補正のために実施されることを特徴とする請求項１記
載の画像補正方法。 - 【請求項５】 Ｘ線を光に変換するシンチレータが先行
し全てのフォトダイオードの均一な照明のための光源が
後続するフォトダイオードを具備するセンサマトリック
スを含むフラットダイナミックＸ線検出器と、 上記Ｘ線による全ての利得効果の減少の前後に上記セン
サマトリクスによって生成される上記光源から画像信号
を捕捉する少なくとも１つの補正ユニットとを含み、 上記補正ユニットは、利得効果の存在並びに上記利得効
果の強さに依存して瞬間の明画像の画像信号を補正する
Ｘ線装置。
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