JP2002543393A - デジタル画像システムにおける利得補正係数の算出方法 - Google Patents
デジタル画像システムにおける利得補正係数の算出方法Info
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
複数の検出素子から構成されるピクセル型検出器により取り込まれた画像を示すデジタル値を修正するために使用する構造的ノイズを補正する利得補正係数の集合を求める方法。利得補正係数は、最初にフラット露光（２０）により利得補正係数の第一集合（３０）を求め、個別の検出素子の利得出力を調整して、すべての検出素子が同じ出力値となるように調整し、次に平滑フィルタ（４０）を利得補正係数の第一集合に適用して補正された利得補正係数の新しい集合を求める。
Description
【０００１】
本発明は、デジタル画像システムにおける利得補正係数の算出方法に関し、よ
り詳細には、利得等化係数算出における固定パターン構造的ノイズの削減方法に
関する。
り詳細には、利得等化係数算出における固定パターン構造的ノイズの削減方法に
関する。
【０００２】
大型画像検出器は、１９９８年６月３０日にSayerd et al.に発行された米国
特許番号５，７７３，８３２、１９９３年１０月１９日にNang T. Tranに発行さ
れた米国特許番号５，２５４，４８０号、１９９４年５月２４日にHughes et al
.に発行された米国特許番号５，３１５，１０１号、または１９９５年１月１０
日にJeromin et al.に発行された米国特許番号５，３８１，０１４号に記載され
た技術が周知である。
特許番号５，７７３，８３２、１９９３年１０月１９日にNang T. Tranに発行さ
れた米国特許番号５，２５４，４８０号、１９９４年５月２４日にHughes et al
.に発行された米国特許番号５，３１５，１０１号、または１９９５年１月１０
日にJeromin et al.に発行された米国特許番号５，３８１，０１４号に記載され
た技術が周知である。
【０００３】 上記の検出器は一般的に数百万の個別の検出素子の配列から構成されており、
各検出素子はそれぞれの検出素子への露光放射線を表す電気信号を出力し、出力
された複数の電気信号が合成されて放射線露光により検出器に投影された画像を
表す。各検出素子の出力はそれぞれ取り込まれた画像の画素（ピクセル）一つ分
を表す。
各検出素子はそれぞれの検出素子への露光放射線を表す電気信号を出力し、出力
された複数の電気信号が合成されて放射線露光により検出器に投影された画像を
表す。各検出素子の出力はそれぞれ取り込まれた画像の画素（ピクセル）一つ分
を表す。
【０００４】 上記の検出器を製造する技術は極めて高度な水準に達してはいるが、同一の露
光レベルに対して、各検出素子が正確に同一に反応する検出器を製造することは
未だに不可能である。強度が均一な放射線により検出器を照射しても、各検出素
子からは期待される一様な出力は得られない。反対に、出力はピクセルごとに異
なる。さらに、読み込みシステムの各増幅器の利得もまた増幅器ごとに異なる。
光レベルに対して、各検出素子が正確に同一に反応する検出器を製造することは
未だに不可能である。強度が均一な放射線により検出器を照射しても、各検出素
子からは期待される一様な出力は得られない。反対に、出力はピクセルごとに異
なる。さらに、読み込みシステムの各増幅器の利得もまた増幅器ごとに異なる。
【０００５】 現在の技術は、各ピクセルごとに利得補正係数を算出し、均一な露光に対して
すべてのピクセルの出力が均一になるように各ピクセルの出力をこの係数で処理
（通常は逓倍）することにより、この問題に対処している。各利得補正係数は通
常、テーブル（参照テーブル（Look Up Table）、「ＬＵＴ」と呼ぶ）に保存さ
れており、検出器により画像を検出する際に、各ピクセルごとに値を補正するた
めに使用される。
すべてのピクセルの出力が均一になるように各ピクセルの出力をこの係数で処理
（通常は逓倍）することにより、この問題に対処している。各利得補正係数は通
常、テーブル（参照テーブル（Look Up Table）、「ＬＵＴ」と呼ぶ）に保存さ
れており、検出器により画像を検出する際に、各ピクセルごとに値を補正するた
めに使用される。
【０００６】 しかしながら、この対処方法には、利得補正係数の算出に使用する均一な露光
信号に対する出力の不均一さは、検出素子の出力の違いだけによらないという問
題がある。信号を処理可能にするためにデジタル変換する前に、ＡＤ変換の後に
各種の電子構成部品でアナログで検出および増幅が行われる。これにより、出力
信号には、検出素子分による実際の不均一さに加えて、増幅およびデジタル変換
の工程を含む、電子構成部品の信号処理によるノイズを含むことになる。このノ
イズは不規則に発生するものであり、露光と露光の間に反復されることは期待で
きない。
信号に対する出力の不均一さは、検出素子の出力の違いだけによらないという問
題がある。信号を処理可能にするためにデジタル変換する前に、ＡＤ変換の後に
各種の電子構成部品でアナログで検出および増幅が行われる。これにより、出力
信号には、検出素子分による実際の不均一さに加えて、増幅およびデジタル変換
の工程を含む、電子構成部品の信号処理によるノイズを含むことになる。このノ
イズは不規則に発生するものであり、露光と露光の間に反復されることは期待で
きない。
【０００７】 利得補正係数のもう一つの誤差の原因として重要なものに、検出器の均一（「
フラットフィールド」とも言う）露光を得るために使用する均一な照射がある。
大きな表面に対して完全に均一な放射線フィールドを生成することは、特に放射
線がレントゲン線で、検出器が医療診断用のデジタル放射線撮影に一般的に使用
されている１４ｘ１７型の場合、極めて難しい。前述の問題を改善することがで
きたとしても、残念ながら予測不能のノイズに加えて、照明が露光ごとに異なる
という問題は残る。
フラットフィールド」とも言う）露光を得るために使用する均一な照射がある。
大きな表面に対して完全に均一な放射線フィールドを生成することは、特に放射
線がレントゲン線で、検出器が医療診断用のデジタル放射線撮影に一般的に使用
されている１４ｘ１７型の場合、極めて難しい。前述の問題を改善することがで
きたとしても、残念ながら予測不能のノイズに加えて、照明が露光ごとに異なる
という問題は残る。
【０００８】 本願では、上述の検出素子出力の不均一さの根源を総称して「構造的ノイズ」
と呼ぶ。
と呼ぶ。
【０００９】 従来技術が採用した解決方法は、検出器の複数回のフラットフィールド露光か
ら複数の利得補正係数を生成し、生成された各ピクセルごとの利得補正係数を平
均して平均利得係数を取得することにより、不規則なノイズ誤差を低減する。
ら複数の利得補正係数を生成し、生成された各ピクセルごとの利得補正係数を平
均して平均利得係数を取得することにより、不規則なノイズ誤差を低減する。
【００１０】 上述の処理は効果的ではあるが、時間を消耗し、コストもかかる。検出器を作
動する際に検出素子のエージング、または環境の変化に応じてＬＵＴを修正する
ため、利得係数を頻繁にチェックする必要があるからである。
動する際に検出素子のエージング、または環境の変化に応じてＬＵＴを修正する
ため、利得係数を頻繁にチェックする必要があるからである。
【００１１】 したがって依然として、複数の検出素子を備えた検出器において、検出素子に
複数回の露光を行うことなく、各ピクセルごとに迅速かつ簡単に正確な利得係数
を算出する処理を開発する必要がある。
複数回の露光を行うことなく、各ピクセルごとに迅速かつ簡単に正確な利得係数
を算出する処理を開発する必要がある。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明に従った、複数の個別の検出素子から構成
される検出器により取り込まれた画像を表すデジタル値を補正する際に使用する
デジタル利得補正係数の補正値の集合を求める方法において、各検出素子は一つ
のピクセルを表し、前記方法は、 Ａ）検出器を、すべての検出素子にわたりほぼ均一な強度に分散された放射線に
露光させて、初期ピクセル値の集合を取得するステップと、 Ｂ）利得補正係数の第一集合を求めるステップと、 Ｃ）平滑フィルタを前記利得補正係数の第一集合に適用して補正された利得補正
係数の集合を取得するステップと、から構成されている。
される検出器により取り込まれた画像を表すデジタル値を補正する際に使用する
デジタル利得補正係数の補正値の集合を求める方法において、各検出素子は一つ
のピクセルを表し、前記方法は、 Ａ）検出器を、すべての検出素子にわたりほぼ均一な強度に分散された放射線に
露光させて、初期ピクセル値の集合を取得するステップと、 Ｂ）利得補正係数の第一集合を求めるステップと、 Ｃ）平滑フィルタを前記利得補正係数の第一集合に適用して補正された利得補正
係数の集合を取得するステップと、から構成されている。
【００１３】 前記平滑フィルタを適用するステップは、目標ピクセルを含む目標ピクセルの
近傍の複数の検出素子から構成されるフィルタウインドウを識別するステップと
、前記フィルタウインドウ内の利得補正係数のみを用いて補正された利得補正係
数を算出するステップを含んでいる。
近傍の複数の検出素子から構成されるフィルタウインドウを識別するステップと
、前記フィルタウインドウ内の利得補正係数のみを用いて補正された利得補正係
数を算出するステップを含んでいる。
【００１４】 前記目標ピクセルについて前記補正された利得補正係数を算出するステップは
、たとえば、前記フィルタウインドウの複数のピクセルについて前記利得補正係
数の第一集合の係数値を比較して平均値を取得し、前記検出素子の前記補正され
た利得補正係数として用いるステップを含むこともできる。
、たとえば、前記フィルタウインドウの複数のピクセルについて前記利得補正係
数の第一集合の係数値を比較して平均値を取得し、前記検出素子の前記補正され
た利得補正係数として用いるステップを含むこともできる。
【００１５】 本発明に従った、検出器を構成する複数の放射線検出素子の出力に含まれる構
造的ノイズについて画像を補正する方法は、前記検出素子はそれぞれ一つのピク
セルを表し、放射線検出変換要素から構成され、前記検出器もまた、前記検出素
子一つずつの放射線露光を表すデジタル出力値を生成する信号処理電子回路から
構成され、前記方法は、 １）複数の検出素子をほぼ均一な強度の放射線に露光するステップと、 ２）前記複数の検出素子の一つずつからピクセルデジタル出力値を一つずつ取得
するステップと、 ３）前記ピクセルデジタル出力値全体の中間値を算出するステップと、 ４）各ピクセルごとに前記ピクセルデジタル出力値と前記中間値の比率と等しい
第一利得係数を算出するステップと、 ５）平滑フィルタを前記第一利得補正係数に適用して補正された利得係数の集合
を取得するステップと、 ６）前記補正された利得係数の補正集合を参照テーブル保存するステップと、 ７）前記補正された利得補正係数を使用して前記検出器により取り込まれた画像
を補正するステップと、から構成される。
造的ノイズについて画像を補正する方法は、前記検出素子はそれぞれ一つのピク
セルを表し、放射線検出変換要素から構成され、前記検出器もまた、前記検出素
子一つずつの放射線露光を表すデジタル出力値を生成する信号処理電子回路から
構成され、前記方法は、 １）複数の検出素子をほぼ均一な強度の放射線に露光するステップと、 ２）前記複数の検出素子の一つずつからピクセルデジタル出力値を一つずつ取得
するステップと、 ３）前記ピクセルデジタル出力値全体の中間値を算出するステップと、 ４）各ピクセルごとに前記ピクセルデジタル出力値と前記中間値の比率と等しい
第一利得係数を算出するステップと、 ５）平滑フィルタを前記第一利得補正係数に適用して補正された利得係数の集合
を取得するステップと、 ６）前記補正された利得係数の補正集合を参照テーブル保存するステップと、 ７）前記補正された利得補正係数を使用して前記検出器により取り込まれた画像
を補正するステップと、から構成される。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。同様な構成につ
いては、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図面は本発明の理解を容易
にするためのものであって、本発明を限定することを意図したものではない。
いては、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図面は本発明の理解を容易
にするためのものであって、本発明を限定することを意図したものではない。
【００１７】 本発明をある放射線検出パネルについて説明するが、本発明は、複数の放射線
検出要素を備えた、画像を取り込み、取り込んだ画像を表すデジタル出力値を生
成するあらゆる電子パネルについても同様に適用可能である。
検出要素を備えた、画像を取り込み、取り込んだ画像を表すデジタル出力値を生
成するあらゆる電子パネルについても同様に適用可能である。
【００１８】 本発明の用途として考えられる検出器は、Lee et al.により開示され、本発明
の譲受人に譲渡された米国特許番号５，４９８，８８０号に開示されたタイプの
直接変換放射線検出器が好ましい。この特許に開示された検出器は、適当なサイ
ズ、好ましくは１４ｘ１７インチのパネルを形成する誘電性の支持基部に二次元
に配列された放射線検出素子から構成される。各検出素子は電荷蓄積コンデンサ
および電荷蓄積コンデンサに隣接するスイッチングトランジスタから構成される
。スイッチングトランジスタのソース電極とゲート電極は行と列に沿った導電性
の回線に接続している。
の譲受人に譲渡された米国特許番号５，４９８，８８０号に開示されたタイプの
直接変換放射線検出器が好ましい。この特許に開示された検出器は、適当なサイ
ズ、好ましくは１４ｘ１７インチのパネルを形成する誘電性の支持基部に二次元
に配列された放射線検出素子から構成される。各検出素子は電荷蓄積コンデンサ
および電荷蓄積コンデンサに隣接するスイッチングトランジスタから構成される
。スイッチングトランジスタのソース電極とゲート電極は行と列に沿った導電性
の回線に接続している。
【００１９】 検出素子の上部には光導電性レイヤがあり、光導電性レイヤの上部にはバイア
ス電極がある。光導電性レイヤの片側、または両側に電荷遮断レイヤを配置する
こともできる。放射線が露光されると、光導電性レイヤに自由な電子とホールの
組が発生する。静止電磁フィールドがかかると、（かけられたフィールドの極性
に応じて）電子はバイアス電極の方向へ、ホールは電荷蓄積コンデンサの方向へ
移動する。
ス電極がある。光導電性レイヤの片側、または両側に電荷遮断レイヤを配置する
こともできる。放射線が露光されると、光導電性レイヤに自由な電子とホールの
組が発生する。静止電磁フィールドがかかると、（かけられたフィールドの極性
に応じて）電子はバイアス電極の方向へ、ホールは電荷蓄積コンデンサの方向へ
移動する。
【００２０】 パネルはCrowell et al.に発行され、本発明の譲受人に譲渡された米国特許番
号５，８０４，８３２号に開示された格納装置に格納されている。
号５，８０４，８３２号に開示された格納装置に格納されている。
【００２１】 放射線の露光に続いて、バイアスフィールドが取り除かれ、各検出素子に蓄積
された電荷が読み出され、増幅され、デジタル化され、保存される。パネルは次
に、Lee et al.に発行され、本発明の譲受人に譲渡された米国特許番号５，５６
３，４２１号に開示されているように、照射放射線に露光されて、次の露光のた
めに再調整される。露光と露光の間には、画像読みとり後に露光を行っていない
ときでも、放射線検出器パネルにバイアス電圧をゼロにした状態と、ゼロ以外の
バイアス電圧をバイアス電極に印加した状態とのサイクルを繰り返すことが好ま
しい。これを、上述のサイクルを中断して所定のバイアス電圧を検出素子に印加
した準備完了状態と区別してスタンバイ状態と呼ぶ。
された電荷が読み出され、増幅され、デジタル化され、保存される。パネルは次
に、Lee et al.に発行され、本発明の譲受人に譲渡された米国特許番号５，５６
３，４２１号に開示されているように、照射放射線に露光されて、次の露光のた
めに再調整される。露光と露光の間には、画像読みとり後に露光を行っていない
ときでも、放射線検出器パネルにバイアス電圧をゼロにした状態と、ゼロ以外の
バイアス電圧をバイアス電極に印加した状態とのサイクルを繰り返すことが好ま
しい。これを、上述のサイクルを中断して所定のバイアス電圧を検出素子に印加
した準備完了状態と区別してスタンバイ状態と呼ぶ。
【００２２】 このタイプの放射線検出器検出素子の動作については、Lee et al.に発行され
、本発明の譲受人に譲渡された前述の米国特許番号5,648,660により詳細に説明
されている。
、本発明の譲受人に譲渡された前述の米国特許番号5,648,660により詳細に説明
されている。
【００２３】 図１に、本発明に係る利得制御方法を実行することができる典型的なシステム
が示されている。このシステムは、ほぼ均一な強度の画像放射線ビーム１２、医
療診断の用途ではレントゲン線、を照射する放射線源１０から構成されている。
が示されている。このシステムは、ほぼ均一な強度の画像放射線ビーム１２、医
療診断の用途ではレントゲン線、を照射する放射線源１０から構成されている。
【００２４】 放射線は、放射線検出器１４に照射されるように調整されている。検出器１４
はデジタルの生画像信号を生成し、生成された生画像信号はデジタルデータ処理
器１６で処理され、高解像度ＣＲＴなどの画像表示器１８で表示される。表示器
１８がハードコピープリンタの場合、表示はハードコピーでもよい。
はデジタルの生画像信号を生成し、生成された生画像信号はデジタルデータ処理
器１６で処理され、高解像度ＣＲＴなどの画像表示器１８で表示される。表示器
１８がハードコピープリンタの場合、表示はハードコピーでもよい。
【００２５】 図２に、画像を表示するために使用する補正された利得係数のＬＵＴを生成す
るために実行する、本発明に従った方法ステップが示されている。
るために実行する、本発明に従った方法ステップが示されている。
【００２６】 図示されているように、最初のステップ２０は、事前に選択された時間均一な
強度の放射線で検出器１４を露光するステップからなる。露光時間は、低い画像
濃度が得られる時間に選択されている。
強度の放射線で検出器１４を露光するステップからなる。露光時間は、低い画像
濃度が得られる時間に選択されている。
【００２７】 検出器１４のデジタル出力が得られると、得られた出力は画像処理機１６のメ
モリに保存される。デジタル出力とは、すべての検出素子がほぼ均一な強度の放
射線レベルに露光されたときの、パネルの各検出素子の出力を示すピクセルデー
タである。
モリに保存される。デジタル出力とは、すべての検出素子がほぼ均一な強度の放
射線レベルに露光されたときの、パネルの各検出素子の出力を示すピクセルデー
タである。
【００２８】 ステップ３０はこのフラットフィールド露光のデータを使用して実行される。
ステップ３０では、各ピクセルのフラットフィールド露光出力が、それぞれのピ
クセルについて導き出された対応する利得補正係数により乗じたときに、全ピク
セルが、均一の露光画像を示す同じデジタル値を有するように第一利得係数の集
合を算出する。こうしてまず、検出素子の検出器の配列の一つ一つの検出素子に
対応する利得係数から構成される集合である、第一利得係数の集合が得られる。
ステップ３０では、各ピクセルのフラットフィールド露光出力が、それぞれのピ
クセルについて導き出された対応する利得補正係数により乗じたときに、全ピク
セルが、均一の露光画像を示す同じデジタル値を有するように第一利得係数の集
合を算出する。こうしてまず、検出素子の検出器の配列の一つ一つの検出素子に
対応する利得係数から構成される集合である、第一利得係数の集合が得られる。
【００２９】 この利得補正係数の第一集合を導き出す手法は当該分野では周知である。好ま
しい手法は、すべてのピクセルの値を加えて、ピクセルの数で除算することによ
り、すべてのピクセルの値の平均値を算出する方法である。こうして得られた平
均値を各ピクセル値に分けて、それぞれのピクセルについて補正係数を生成する
。別の実施例では、平滑フィルタを適用する前に平均値の代わりに中間値を使用
して利得補正係数の第一算出を行うことができる。これらの補正係数はステップ
３０に示されるようにバッファメモリに保存される。
しい手法は、すべてのピクセルの値を加えて、ピクセルの数で除算することによ
り、すべてのピクセルの値の平均値を算出する方法である。こうして得られた平
均値を各ピクセル値に分けて、それぞれのピクセルについて補正係数を生成する
。別の実施例では、平滑フィルタを適用する前に平均値の代わりに中間値を使用
して利得補正係数の第一算出を行うことができる。これらの補正係数はステップ
３０に示されるようにバッファメモリに保存される。
【００３０】 本発明では、次に、こうして得られた係数（以後、「第一利得補正係数」と呼
ぶ）、が平滑フィルタで処理され、利得補正係数の第二集合（以後、「補正され
た利得係数」と呼ぶ）が得られる。好ましい実施例では、平滑フィルタを適用す
る前の利得補正係数は、複数のフラット露光により得られた複数の利得補正係数
を平均して得てもよい。こうして検出器の各検出素子について一つずつ補正され
た利得係数が得られる。
ぶ）、が平滑フィルタで処理され、利得補正係数の第二集合（以後、「補正され
た利得係数」と呼ぶ）が得られる。好ましい実施例では、平滑フィルタを適用す
る前の利得補正係数は、複数のフラット露光により得られた複数の利得補正係数
を平均して得てもよい。こうして検出器の各検出素子について一つずつ補正され
た利得係数が得られる。
【００３１】 ステップ５０で補正された利得係数は参照テーブル（ＬＵＴ）に保存され、実
際の放射線画像を取り込むときに、検出器１４の生データ出力の補正に使用され
る。
際の放射線画像を取り込むときに、検出器１４の生データ出力の補正に使用され
る。
【００３２】 検出器に配列された各ピクセルごとに補正係数が割り当てられているため検出
器の検出素子の配列には、対応する利得補正係数の配列が対応している。平滑フ
ィルタはこの利得補正係数の配列に適用される。使用する平滑フィルタは任意の
平滑フィルタでよい。平滑フィルタは好ましくは、目標の利得補正係数の周囲の
ピクセル利得補正係数の５ｘ５ウインドウから構成される。ウインドウ内の最大
係数値と最小係数値は破棄され、残った係数値の中間値が決定される。この値を
使用して目標の利得補正係数が置換される。
器の検出素子の配列には、対応する利得補正係数の配列が対応している。平滑フ
ィルタはこの利得補正係数の配列に適用される。使用する平滑フィルタは任意の
平滑フィルタでよい。平滑フィルタは好ましくは、目標の利得補正係数の周囲の
ピクセル利得補正係数の５ｘ５ウインドウから構成される。ウインドウ内の最大
係数値と最小係数値は破棄され、残った係数値の中間値が決定される。この値を
使用して目標の利得補正係数が置換される。
【００３３】 検出器から以下のフラットフィールド露光データを受信したとする。 F11 F12 F13...F1,(,i-3) F1, (i-2) F1, (i-1) F1,i F21 F22 F23...F2,(,i-3) F2, (i-2) F2, (i-1) F2,i Fj1 Fj2 Fj3...Fj, (i-1) Fj,i
【００３４】 このデータ集合の平均ＭはＭ＝□Fj,i/i*jとなる。平均値Ｍを使用して第一利
得補正係数ＧＣ1, (i,j)を算出する。 ＧＣ1 (i,j)＝Fj,i/Ｍ
得補正係数ＧＣ1, (i,j)を算出する。 ＧＣ1 (i,j)＝Fj,i/Ｍ
【００３５】 ＧＣ１, (i-1)は配列形式で、バッファメモリに保存される。 ＧＣ１ (1,1) ＧＣ１ (1,2)...ＧＣ１ (1,i-1) ＧＣ１ (1,i) ＧＣ１ (2,1) ＧＣ１ (2,2)...ＧＣ１ (2,i-1) ＧＣ１ (2,i) ... ＧＣ１ (j,1) ＧＣ１ (j,2)...ＧＣ１ (j,i-1) ＧＣ１ (j,i)
【００３６】 この配列は以下のフィルタウインドウを使用してフィルタリングされる。ＧＣ
１ m,nは以下の２５ＧＣ１m,nを使用する ＧＣ１ m-2,n-2... ＧＣ１ m+1,n-2 ...GC1 m,n... ＧＣ１ m-2,n+2 ...ＧＣ１ m+2,n+2
１ m,nは以下の２５ＧＣ１m,nを使用する ＧＣ１ m-2,n-2... ＧＣ１ m+1,n-2 ...GC1 m,n... ＧＣ１ m-2,n+2 ...ＧＣ１ m+2,n+2
【００３７】 GC1値をウインドウの中で検査し、最大値と最小値を破棄する。残った値の平
均値を取得して、取得した平均値をGC1 m,nに置き換える。この平均値がピクセ
ルＦm,nの補正された利得係数GCＣ m,nである。
均値を取得して、取得した平均値をGC1 m,nに置き換える。この平均値がピクセ
ルＦm,nの補正された利得係数GCＣ m,nである。
【００３８】 保存されているＣＧ１値を使用してこの作業をすべてのＣＧ１値について繰り
返し、検出器についてすべての補正された利得係数ＣＧ１j,iを含んだＬＵＴを
生成する。
返し、検出器についてすべての補正された利得係数ＣＧ１j,iを含んだＬＵＴを
生成する。
【００３９】 補正された利得係数は他の平滑フィルタリング方法を使用して導き出すことが
できる。たとえば、５ｘ５ピクセル近傍を選択することは特別なことではない。
目標の検出素子の近くにある適当な数の検出素子を使用してフィルタウインドウ
を形成することができる。同様に、上述と異なる方法で、フィルタウインドウの
利得補正係数を使用して補正された利得補正係数を導き出すこともできる。たと
えば、フィルタウインドウの最大係数値と最小係数値を決定し、次に目標ピクセ
ルについて、最大係数値と最小係数値を除いて、補正された利得係数を算出する
ことは必須なことではなく、最大係数値と最小係数値は前述の算出を行う際に含
まれていてもよい。さらに、ウインドウ内で利得係数の平均値を使用することも
できれば、利得係数の中間値を使用することもできる。係数を、たとえば、目標
ピクセルと各ピクセルの距離に応じた、重み係数とともに使用することもできる
。
できる。たとえば、５ｘ５ピクセル近傍を選択することは特別なことではない。
目標の検出素子の近くにある適当な数の検出素子を使用してフィルタウインドウ
を形成することができる。同様に、上述と異なる方法で、フィルタウインドウの
利得補正係数を使用して補正された利得補正係数を導き出すこともできる。たと
えば、フィルタウインドウの最大係数値と最小係数値を決定し、次に目標ピクセ
ルについて、最大係数値と最小係数値を除いて、補正された利得係数を算出する
ことは必須なことではなく、最大係数値と最小係数値は前述の算出を行う際に含
まれていてもよい。さらに、ウインドウ内で利得係数の平均値を使用することも
できれば、利得係数の中間値を使用することもできる。係数を、たとえば、目標
ピクセルと各ピクセルの距離に応じた、重み係数とともに使用することもできる
。
【００４０】 検出器を使用して実際の画像露光の放射線画像を得ることができる。このよう
な場合、対象（図示されていない）は放射線源１０と検出器１４の間の放射線ビ
ーム１２の経路に配置される。対象を通過した放射線は検出器に照射される前に
画像状に強度が変調される。検出器が画像状に変調された放射線に露光されると
、検出器はデジタル出力として画像データを出力する。この段階の画像データを
生画像データと呼ぶ。この生画像データにステップ６０で利得補正が行われる。
次に、利得の不均一なデータの補正のために、ステップ７０で通常は不良ピクセ
ルの置換、あるいはその他の画像処理が行われ、ステップ８０でＣＲＴにソフト
表示されるか、あるいはプリンタを使用して紙またはフィルムに印刷される。
な場合、対象（図示されていない）は放射線源１０と検出器１４の間の放射線ビ
ーム１２の経路に配置される。対象を通過した放射線は検出器に照射される前に
画像状に強度が変調される。検出器が画像状に変調された放射線に露光されると
、検出器はデジタル出力として画像データを出力する。この段階の画像データを
生画像データと呼ぶ。この生画像データにステップ６０で利得補正が行われる。
次に、利得の不均一なデータの補正のために、ステップ７０で通常は不良ピクセ
ルの置換、あるいはその他の画像処理が行われ、ステップ８０でＣＲＴにソフト
表示されるか、あるいはプリンタを使用して紙またはフィルムに印刷される。
【００４１】 上述のとおり、検出段階の増幅器の性能のばらつきによる利得の不均一さは構
造的ノイズの原因ともなっている。
造的ノイズの原因ともなっている。
【００４２】 一般的な放射線検出器は数百万の行と列に配列された検出素子から構成される
。これらの検出素子は複数の増幅器に、通常は各列ごとに一つの増幅器に接続し
ている。増幅器自体はチップに搭載されており、通常はチップ一つあたり、１２
８個の増幅器が搭載されている。このため、各チップに対して１２８行が対応し
ている。好ましい実施例では、平滑フィルタを利得補正係数のすべての配列に適
用するのではなく、利得補正係数の下位配列に適用する。ここで下位配列とは好
ましくは、一つのチップに搭載された複数の増幅器に接続されたすべて検出素子
に対応した係数の配列である。ウインドウは、一つの下位配列内の利得係数のみ
に限定され、隣接する下位配列にまたがることはない。その後、平滑動作が各チ
ップに対応した一つ一つの下位配列について実行される。
。これらの検出素子は複数の増幅器に、通常は各列ごとに一つの増幅器に接続し
ている。増幅器自体はチップに搭載されており、通常はチップ一つあたり、１２
８個の増幅器が搭載されている。このため、各チップに対して１２８行が対応し
ている。好ましい実施例では、平滑フィルタを利得補正係数のすべての配列に適
用するのではなく、利得補正係数の下位配列に適用する。ここで下位配列とは好
ましくは、一つのチップに搭載された複数の増幅器に接続されたすべて検出素子
に対応した係数の配列である。ウインドウは、一つの下位配列内の利得係数のみ
に限定され、隣接する下位配列にまたがることはない。その後、平滑動作が各チ
ップに対応した一つ一つの下位配列について実行される。
【００４３】 本発明の方法は、適当にプログラムされたＣＰＵとメモリから構成されるコン
ピュータを使用して実行することが好ましい。好ましくは、上述のステップを実
行するコードを組み込まれた、コンピュータにより読み出し可能な、磁気ディス
クまたはテープ、プログラムされたEPROM、CD ROM、またはその他のプログラム
記憶装置などの生成物を使用してコンピュータをプログラムする。
ピュータを使用して実行することが好ましい。好ましくは、上述のステップを実
行するコードを組み込まれた、コンピュータにより読み出し可能な、磁気ディス
クまたはテープ、プログラムされたEPROM、CD ROM、またはその他のプログラム
記憶装置などの生成物を使用してコンピュータをプログラムする。
【００４４】 当業者は上述の本発明が教示する利点から様々な変形態様が可能である。その
ような変形態様は添付の特許請求の範囲に記載した本発明の範囲を逸脱すること
はない。
ような変形態様は添付の特許請求の範囲に記載した本発明の範囲を逸脱すること
はない。
【図１】 放射線源、放射線検出器、画像処理器、および画像表示器を表すブロック図。
【図２】 本発明の処理のフロー図。
１０ 放射線源 １２ 放射線ビーム １４ 放射線検出器 １６ デジタルデータ処理機 １８ 画像表示器 ２０ 均一に露光する ３０ 第一利得係数を算出し保存する ４０ 保存された第一利得係数をフィルタリングする ５０ フィルタリングされた利得係数を保存する ６０ 利得補正を適用する ７０ さらにデータ処理を実行する ８０ データを表示する
───────────────────────────────────────────────────── 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 5/335 Ｈ０４Ｎ 1/40 １０１Ａ (72)発明者 ウィリアムズ コーネル アメリカ合衆国 ニュージャージー州 08110 ペンソーケン ノース サーティ ーエイス ストリート 218 Ｆターム(参考） 4M118 AA06 AB01 CB11 5B047 AA17 AB02 BA02 BB04 BC11 BC14 DA06 DC20 5C024 AX11 CX04 CX27 GX01 HX04 HX17 HX21 HX57 5C077 LL17 LL18 MM03 MP01 PP02 PP43 PP46 PP68 PQ03 PQ23
Claims (12)
- 【請求項１】 複数の個別の検出素子から構成される検出器により取り込まれた画像を表すデ
ジタル値を補正する際に使用するデジタル利得補正係数の補正値の集合を求める
方法において、各検出素子は一つのピクセルを表し、前記方法は、 Ａ）検出器を、すべての検出素子にわたりほぼ均一な強度に分散された放射線に
露光させて、初期ピクセル値の集合を取得するステップと、 Ｂ）利得補正係数の第一集合を求めるステップと、 Ｃ）平滑フィルタを利得補正係数の前記第一集合に適用して補正された利得補正
係数の集合を取得するステップと、から構成されることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法において、前記方法は、 Ｄ）前記補正された利得補正係数の集合を参照テーブルに保存するステップを含
むことを特徴とする方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の方法において、前記平滑フィルタを適用するステップは、 目標ピクセルの近傍の複数の検出素子から構成されるフィルタウインドウを識
別し、前記フィルタウインドウ内の利得係数のみを用いて補正された利得係数を
算出するステップを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の方法において、前記平滑フィルタを適用するステップは、 目標ピクセルを含む目標ピクセルの近傍の複数の検出素子から構成されるフィ
ルタウインドウを識別するステップと、 前記フィルタウインドウについて利得補正係数の前記第一集合の係数値を平均
して平均利得補正係数値を取得し、前記検出素子の前記利得補正係数を前記平均
利得補正係数値で置換するステップと、を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項５】 請求項１記載の方法において、前記平滑フィルタを適用するステップは、 目標ピクセルを含む目標ピクセルの近傍の複数の検出素子から構成されるフィ
ルタウインドウを識別するステップと、 前記フィルタウインドウについて利得補正係数の前記第一集合の係数値を比較
して最小利得補正係数値と最大利得補正係数値を決定し、前記最小利得補正係数
値と前記最大利得補正係数値を破棄するステップと、 前記フィルタウインドウについて前記破棄された値を除く前記利得補正係数の
第一集合の係数値を平均して平均利得補正係数値を取得し、前記検出素子の前記
利得補正係数を前記平均利得補正係数値で置換するステップと、を含むことを特
徴とする方法。 - 【請求項６】 前記請求項１記載の方法において、前記平滑フィルタを適用するステップは、 利得補正係数の第一集合を、複数の利得補正係数の下位集合に分割するステッ
プと、 前記下位集合ごとに、目標ピクセルの近傍の複数の検出素子から構成される、
前記下位集合に限定されたフィルタウインドウを識別するステップと、 前記フィルタウインドウ内の利得係数のみを用いて補正された利得係数を算出
するステップと、を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項７】 放射線検出器を構成する複数の検出素子の出力に含まれる構造的ノイズについ
て画像を補正する方法において、 前記検出素子はそれぞれ一つのピクセルを表し、放射線検出変換要素から構成
され、前記検出器はまた、前記検出素子一つずつの放射線露光を表すデジタル出
力値を生成する信号処理電子回路から構成され、前記方法は、 Ａ）複数の検出素子をほぼ均一な強度の放射線に露光するステップと、 Ｂ）前記複数の検出素子の一つずつからデジタル出力ピクセル値を一つずつ取得
するステップと、 Ｃ）前記ピクセル値全体の中間値を算出するステップと、 Ｄ）各ピクセルごとに前記ピクセル値と前記中間値の比率と等しい第一利得係数
を算出して利得係数の第一集合を生成して保存するステップと、 Ｅ）平滑フィルタを前記利得係数の第一集合に適用して補正された利得係数の集
合を取得するステップと、 Ｆ）前記補正された利得係数の集合を保存するステップと、から構成されること
を特徴とする方法。 - 【請求項８】 請求項７記載の方法において、前記平滑フィルタを適用するステップＥは、 目標ピクセルを含む目標ピクセルの近傍の複数の検出素子から構成されるフィ
ルタウインドウを識別するステップと、 前記フィルタウインドウについて前記利得補正係数の第一集合の係数値を比較
して最小利得補正係数値と最大利得補正係数値を決定し、前記最小利得補正係数
値と前記最大利得補正係数値を破棄するステップと、 前記フィルタウインドウについて前記破棄された値を除く前記利得補正係数の
第一集合の係数値を平均して平均利得補正係数値を取得し、前記検出素子の利得
補正係数を前記平均利得補正係数値で置換するステップと、を含むことを特徴と
する方法。 - 【請求項９】 請求項７記載の方法において、前記補正された利得補正係数の集合を保存する
ステップは、前記補正された利得補正係数を参照テーブルに保存するステップを
含むことを特徴とする方法。 - 【請求項１０】 請求項９記載の方法において、前記方法が、 前記検出器を画像状に変調された放射線で露光するステップと、 前記画像状に変調された放射線で前記検出器を露光した結果、前記検出器から
出力される画像データに、前記保存された補正された利得補正係数を適用するス
テップと、を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項１１】 複数の放射線検出素子から構成される放射線検出器で、ほぼ均一な放射線に露
光されたときに発生する前記検出素子の出力の不均一さを補正するために使用さ
れる前記検出器の出力の利得補正係数を補正する、コンピュータが読み込み可能
なプログラムコード手段を有したコンピュータが使用可能な媒体から構成される
製造物において、各検出素子は一つのピクセルを表し、前記製造物のコンピュー
タが読み込み可能な手段は、 Ａ）検出器を、すべての検出素子にわたりほぼ均一な強度に分散された放射線に
露光させて、ピクセル値の集合を取得するステップと、 Ｂ）前記ピクセル値の集合から利得補正係数の第一集合を求めるステップと、 Ｃ）平滑フィルタを前記利得補正係数の第一集合に適用して補正された利得補正
係数の集合を取得するステップと、 Ｄ）前記補正された利得補正係数の集合をメモリに保存するステップと、から構
成されることを特徴とする製造物。 - 【請求項１２】 複数の放射線検出素子から構成される放射線検出器で、不均一な検出素子の反
応を補正するために使用される複数の利得補正係数を補正する方法ステップを実
行する機械により実行可能な命令プログラムが有形に組み込まれた機械により読
み出し可能なプログラム記憶装置において、前記方法は、 Ａ）検出器を、すべての検出素子にわたりほぼ均一な強度に分散された放射線に
露光させて、ピクセル値の集合を取得するステップと、 Ｂ）前記ピクセル値の集合から利得補正係数の第一集合を求めるステップと、 Ｃ）平滑フィルタを前記利得補正係数の第一集合に適用して補正された利得補正
係数の集合を取得するステップと、 Ｄ）前記補正された利得補正係数の集合をメモリに保存するステップと、から構
成されることを特徴とする製造物。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/299,316 | 1999-04-26 | ||
| US09/299,316 US6350985B1 (en) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | Method for calculating gain correction factors in a digital imaging system |
| PCT/US2000/010513 WO2000065374A1 (en) | 1999-04-26 | 2000-04-18 | A method for calculating gain correction factors in a digital imaging system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002543393A true JP2002543393A (ja) | 2002-12-17 |
Family
ID=23154276
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000614061A Pending JP2002543393A (ja) | 1999-04-26 | 2000-04-18 | デジタル画像システムにおける利得補正係数の算出方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6350985B1 (ja) |
| EP (1) | EP1181576A4 (ja) |
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| KR (1) | KR20010113814A (ja) |
| CA (1) | CA2367824A1 (ja) |
| WO (1) | WO2000065374A1 (ja) |
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