JP2003185752A - 放射線検出器の画像補正方法及びその装置並びにそれを用いた放射線撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 煩雑な作業を撮影ごとに行わずとも、焼き付
きに起因するアーティファクトを抑制して高画質の画像
を得ることができる。 【解決手段】 ステップＳ８において、撮影した焼き付
き画像と、先の画像と、前の焼き付き情報画像と、数式
モデルとに基づき数式モデルの各パラメータを求める。
この処理は、撮影の直後に、かつ撮影した画像の補正前
に予め行われるので、各パラメータには今回の撮影時ま
での経時変化などが反映されている。このようにして求
めた高精度のパラメータが反映されている今回の焼き付
き情報画像で、今回撮影した焼き付き画像をステップＳ
１０で補正するので、Ｘ線の照射履歴に起因する焼き付
きを精度良く補正することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、検査物や人体を
含む被検体からの放射線を検出するためのＸ線検出器や
γ線検出器などの放射線検出器の画像補正方法及びその
装置並びにそれを用いた放射線撮像装置に係り、特に、
放射線が検出器に入射することに起因して画像に生じる
不都合を解消する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置として、放射線の一
種であるＸ線を検出するＸ線フラットパネル検出器が挙
げられる。このＸ線フラットパネル検出器は、入射Ｘ線
を電荷あるいは光に変換するＸ線変換層と、このＸ線変
換層で生じた電荷あるいは光を検出する素子が縦横にマ
トリックス状に配置されてなる検出アレイ層との積層構
造を有する。

【０００３】このような構成のＸ線フラットパネル検出
器は、平面形状を呈することから、胸部や腹部などの大
きな部位を撮影するのに適した方形の検出面を構成させ
ることが可能である。また、視野周辺の歪みがほとんど
なく高解像度であること、薄型・軽量であることなどの
多くの利点を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。すなわち、従来の装置では、複数回のＸ線透視撮
影を連続的に行ったり、あるいは一定時間を経て行った
りした場合、撮影された画像に、以前の画像が焼き付い
たようなアーティファクトが生じることがあり、これに
起因して画質が低下するという問題がある。

【０００５】これはＸ線フラットパネル検出器にＸ線が
入射することに起因してＸ線変換層の感度が劣化するこ
とに起因すると考えられる。また、感度の劣化とともに
感度が回復する現象も生じていると考えられる。このよ
うな感度の劣化・回復現象を補償するために、次のよう
な二つの方法が提案されている。

【０００６】撮影ごとにＸ線フラットパネル検出器の
感度を測定し、感度データに基づいて撮影した画像を補
正する。 焼き付きの程度を理論的に予測する数式モデルを作成
し、この数式モデルのパラメータを予め求めておき、こ
のパラメータと数式モデルとに基づいて撮影した画像を
補正する。

【０００７】しかしながら、の方法では撮影ごとに撮
影者が感度データの収集作業を行う必要がある。したが
って、撮影枚数に応じた回数だけ感度データの収集を行
う必要があり、極めて煩雑であるという問題がある。

【０００８】また、の方法では、数式モデルのパラメ
ータがＸ線フラットパネル検出器の個体や構成している
材料ごとに相違するので、事前にパラメータを予め求め
ておく必要がある。その上、予め求めた固定式のパラメ
ータを使用した数式モデルによって撮影画像を補正して
も、経時変化などにより理論と実際のパラメータにずれ
が生じる。したがって、補正誤差が大きくなって適切に
補正できなかったり、再現性も悪かったりするという問
題がある。

【０００９】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、撮影した画像と先の画像とに基づき
撮影ごとに数式モデルのパラメータを求め、これに基づ
いて画像を撮影ごとに補正することにより、煩雑な作業
を撮影ごとに行わずとも、焼き付きに起因するアーティ
ファクトを抑制して高画質の画像を得ることができる放
射線検出器の画像補正方法及びその装置並びにそれを用
いた放射線撮像装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明者は、上記の問
題を解決するために次のような知見を得た。上述したよ
うにＸ線フラットパネル検出器を用いた撮影において
は、以前の画像が焼き付いたようなアーティファクトが
生じ、現時点にて提案されている上記二つの方法では、
満足のいく補正画像が得られていない。そこで、発明者
は、アーティファクトとなって撮影画像に生じているも
のが、その前に撮影された画像であることに着目した。
そして、先の画像と、今回撮影した画像とに基づきパラ
メータを求めることにより、数式モデルのパラメータを
的確に求めることができることを見出した。このような
知見に基づくこの発明は次のように構成されている。

【００１１】すなわち、請求項１に記載の発明は、放射
線検出器に入射した放射線に応じて出力される出力信号
に基づき画像を生成し、この画像の補正を行う画像補正
方法において、今回撮影した焼き付き画像と、先の画像
と、この先の画像よりも前の撮影に起因する焼き付きに
よる感度劣化が反映された前の焼き付き情報画像とに基
づき、放射線の入射に起因する放射線検出器の感度の劣
化・回復現象を表現した数式モデルのパラメータを算出
するパラメータ算出過程と、前記パラメータと、前記焼
き付き画像と、前記先の画像と、前記前の焼き付き情報
画像とに基づいて、今回の焼き付き情報画像を求める焼
き付き情報算出過程と、前記今回の焼き付き情報画像に
基づき前記焼き付き画像を補正し、これを焼き付き補正
画像とする画像補正過程とをその順に撮影ごとに自動的
に実施することを特徴とするものである。

【００１２】（作用・効果）パラメータ算出過程におい
ては、撮影した焼き付き画像と、先の画像と、前の焼き
付き情報画像に基づき数式モデルのパラメータを求め
る。この過程は、撮影直後に、かつ画像の補正前に予め
行われるので、パラメータは経時変化などが反映された
高精度なものとなる。このようにして求めた高精度のパ
ラメータと、焼き付き画像と、先の画像と、前の焼き付
き情報画像とに基づいて、焼き付き情報算出過程では、
今回の補正に用いるための今回の焼き付き情報画像を求
める。画像補正過程では、高精度のパラメータが反映さ
れた今回の焼き付き情報画像で前記焼き付き画像を画像
補正過程にて補正するので、精度良く補正することがで
きる。そして、上記各過程を順次に自動的に実施する。
したがって、煩雑な作業を行う必要がなく、焼き付きに
起因するアーティファクトを抑制することができる。そ
の結果として、高画質の画像を得ることができる。

【００１３】また、上記のパラメータ算出過程は、次の
ように実施することが好ましい。すなわち、請求項２に
記載の発明は、請求項１に記載の画像補正方法におい
て、前記パラメータ算出過程は、前記焼き付き画像と前
記先の画像についてそれぞれの画像内を区分けし、算出
に利用する領域を算出利用領域として判別して、この算
出利用領域だけに基づいて前記パラメータを算出するこ
とを特徴とするものである。

【００１４】（作用・効果）焼き付き画像と先の画像の
全ての領域を対象にするのではなく、算出利用領域を判
別してこの領域だけを対象にしてパラメータを求める。
したがって、パラメータの算出時間を短縮することがで
きるので、画像補正を短時間で行うことができる。その
結果、スループットを向上させることができる。

【００１５】また、上記のパラメータ算出過程は、次の
ように実施してもよく、さらに次の方法を上記請求項２
と併用してもよい。すなわち、請求項３に記載の発明
は、請求項１または２に記載の画像補正方法において、
前記パラメータ算出過程は、前記焼き付き画像と前記先
の画像についてそれぞれ画像内を区分けし、任意画素群
ごとに求めた平均値又は中間値に基づき前記パラメータ
を算出することを特徴とするものである。

【００１６】（作用・効果）区分けした焼き付き画像と
先の画像のそれぞれについて、任意画素群ごとに中間値
あるいは平均値を求める。これによりそれぞれの画像を
圧縮して画素数を減らすことができ、パラメータの算出
時間を短縮することができるので、画像補正を短時間で
行うことができる。その結果、スループットを向上させ
ることができる。

【００１７】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
ないし３のいずれかに記載の画像補正方法において、前
記パラメータ算出過程は、前記数式モデルのパラメータ
を変動させ、変動させた各パラメータと前記数式モデル
によってパラメータごとに前記焼き付き画像を補正して
試し焼き付き補正画像を生成し、これらの試し焼き付き
補正画像を評価式で評価し、評価が一定以上のもののパ
ラメータのいずれかを採用することを特徴とするもので
ある。

【００１８】（作用・効果）数式モデルのパラメータを
変動させ、各パラメータと数式モデルによってパラメー
タごとに焼き付け画像を補正する。このようにして試し
焼き付け画像をパラメータごとに生成した後、全ての試
し焼き付き補正画像を対象にして補正の適否を示す評価
式で評価する。そして、一定の評価以上が得られたパラ
メータのいずれかを採用することで、一定以上の補正が
行える。

【００１９】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
ないし３のいずれかに記載の画像補正方法において、前
記パラメータ算出過程は、パラメータごとの試し焼き付
き補正画像の評価が最も良好なもののパラメータを採用
することを特徴とするものである。

【００２０】（作用・効果）数式モデルのパラメータを
変動させ、各パラメータと数式モデルによってパラメー
タごとに焼き付け画像を補正する。このようにして試し
焼き付け画像をパラメータごとに生成した後、全ての試
し焼き付き補正画像を対象にして補正の適否を示す評価
式で評価する。そして、それらの中で最も良好な評価と
なったパラメータ採用することで、最も良好な補正を施
すことができる。

【００２１】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
ないし３のいずれかに記載の画像補正方法において、前
記パラメータ算出過程は、最小二乗法を用いた集束法に
よって前記パラメータを求めることを特徴とするもので
ある。

【００２２】（作用・効果）評価式を各パラメータで偏
微分してなる式が極小値をとる偏微分連立方程式を解く
ことにより、最も良好な各パラメータの値を直接的に求
めることができる。

【００２３】また、請求項７ないし１２に記載の装置発
明は、各々上述した請求項１ないし６に記載の方法発明
と同様の作用・効果を奏する。

【００２４】また、請求項１３に記載の装置発明は、上
述した請求項７に記載の装置発明と同様の作用・効果を
奏する。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
一実施例を説明する。 ＜画像補正方法＞図１ないし図３はこの発明の一実施例
に係り、図１はＸ線フラットパネル検出器の概略構成を
示す斜視図であり、図２はその層構造を示す断面図であ
り、図３はその周辺回路の構成を示すブロック図であ
る。

【００２６】まず、この発明における放射線検出器に相
当するＸ線フラットパネル検出器１の構成について説明
する。Ｘ線フラットパネル検出器１は、Ｘ線検出素子の
配列として、例えば、横１０２４×縦１０２４（ｘ×
ｙ）の正方形マトリックス構成が挙げられる。また、こ
の平面寸法としては、縦横約３０ｃｍが例示される。外
形が平面形状を呈することから、胸部や腹部などの大き
な部位を撮影するのに適した方形の検出面を構成させる
ことが可能であること、視野周辺の歪みがほとんどなく
高解像度であること、薄型・軽量であることなどの多く
の利点を有する。

【００２７】これらのように多くの利点を備えたＸ線フ
ラットパネル検出器１の具体的な構成は、次のようなも
のである。すなわち、入射Ｘ線を電荷あるいは光に変換
するＸ線変換層３と、このＸ線変換層３で生じた電荷あ
るいは光を検出する素子が縦横にマトリックス状に配置
されてなる検出アレイ層５との積層構造を有する。

【００２８】このＸ線フラットパネル検出器１として
は、図２に示す構造を採用した直接変換タイプを例に採
って以下に説明するが、Ｘ線変換層３がシンチレータ層
からなり、検出アレイ層５の表面に形成されたフォトダ
イオードなどの光検出素子によって光検出を行い、コン
デンサに電荷を蓄える構成の間接変換タイプであっても
よい。

【００２９】Ｘ線変換層３は、入射Ｘ線を直ちに電荷に
変換するセレン層(アモルファスセレン層)やＣｄＺｎＴ
ｅ層などから構成されている。その下層に位置する検出
アレイ層５の表面には電荷検出素子７が形成されてお
り、表面電極９に対向形成された電荷収集電極により電
荷の検出を行ってコンデンサＣ１に蓄電する構成となっ
ている。上記各電荷検出素子７と、その上層のＸ線変換
層３の一部と、上記コンデンサＣ１とが一つのＸ線検出
素子ＸＤを構成している。

【００３０】各Ｘ線検出素子ＸＤは、図３に示すよう
に、それぞれＴＦＴ(Thin Film Transistor)１１を介し
て縦横に延出された読み出し配線１３，１５に接続され
ている。これらの読み出し配線１３，１５は、それぞれ
が横読み出し駆動部１７または縦読み出し駆動部１９に
接続されており、これらには読み出し用の走査信号与え
られる。Ｘ線フラットパネル検出器１に形成されている
複数個のＸ線検出素子ＸＤを特定するには、横方向アド
レスと縦方向アドレスを指定する縦・横の走査信号を出
力すればよい。

【００３１】横読み出し駆動部１７及び縦読み出し駆動
部１９では、縦・横の走査信号にしたがって各々の読み
出し配線１３，１５に読み出し用の電圧が印加されるの
に伴って、各Ｘ線検出素子ＸＤから順にＸ線検出信号が
出力信号として出力される。その際、ＴＦＴ１１及び読
み出し配線１５を通り、さらにＸ線フラットパネル検出
器１の後段に配備された、後述する信号収集部（３５）
の各プリアンプ２１及びマルチプレクサ２３を経て、出
力信号がＸ線検出データとして収集されることになる。

【００３２】このように構成されているＸ線フラットパ
ネル検出器１に対してＸ線を照射すると、Ｘ線変換層３
において損傷が生じると考えられ感度が低下する。ま
た、Ｘ線の照射が無い状態では、Ｘ線変換層３の損傷が
回復すると考えられ、これにより感度が回復してゆく。
つまり、感度の劣化・回復現象が生じる。

【００３３】感度の劣化現象と回復現象は、例えば、次
の（１）式によってモデル化することができる。なお、
Ｑ（ｔ）は時刻ｔにおける劣化（感度低下率）であり、
Ｑ₀は時刻０(初期値)の劣化（感度低下率）である。ま
た、νは単位時間当たりに受けた線量であり、μは劣化
係数であり、τは回復係数を表している。これらのν，
ν，τはＸ線フラットパネル検出器１に使用されている
素材の物性に依存するものである。

【００３４】

【数１】

【００３５】また、時刻ｔにおける感度η（ｔ）は、次
の（２）式によって表すことができる。 感度：η（ｔ）＝１−Ｑ（ｔ） ・・・（２）

【００３６】上記の（１），（２）式を数式モデルとし
て構築したが、後述する処理においては、次の感度劣化
と感度として次の二つの式（３），（４）を用いる。な
お、数式中における添え字ｎは撮影回数であり、（ｘ，
ｙ）は画像のｘ，ｙ座標であり、Ｑ_nはｎ回目撮影直前
の感度劣化であり、η_nはｎ回目撮影直前の感度を表し
ている。また、νはｎ−１回目の焼き付き補正画像の画
素値（照射線量）であり、ｔはｎ−１〜ｎまでの経過時
間を表す。

【００３７】

【数２】

【００３８】 η_n（ｘ，ｙ）＝１−Ｑ_n（ｘ，ｙ） ・・・（４）

【００３９】また、後述する前回の焼き付き情報画像の
画素値は、次の（５）式で表される。

【００４０】 η_n-1（ｘ，ｙ）＝１−Ｑ_n-1（ｘ，ｙ） ・・・（５）

【００４１】ここで図４を参照して、Ｘ線フラットパネ
ル検出器１における焼き付き現象の具体例について説明
する。

【００４２】まず、例えば、図４（ａ）に示すように、
先の画像Ｆ₀が撮影されたのもとする。この先の画像Ｆ₀
では、例えば、中央部に十時型の開口部が形成された鉛
板を撮影してある。したがって、中央部に強いＸ線が選
択的に照射され、十時型領域Ｒ₀が画像化される。

【００４３】十時型領域Ｒ₀が画像化された後の次の撮
影において、図４（ｂ）に示すように楕円形状（アクリ
ル製の楕円球体）の撮影が行われた場合には、理想的に
は画像Ｆ₁には楕円領域Ｒ₁だけが画像化される。しかし
ながら、上述したようにＸ線フラットパネル検出器１に
おいてはＸ線の照射を受けることにより感度の劣化・回
復現象が生じることに起因して、先の画像Ｆ₀の十時型
領域Ｒ₀に位置している各Ｘ線検出素子ＸＤの感度がそ
の他の領域に比較して低下している。したがって、十時
型領域Ｒ₀に位置する領域におけるＸ線検出素子ＸＤか
らの出力信号が実際よりも低くなる。

【００４４】具体的には、図４（ｃ）に示すように、前
回の画像である先の画像Ｆ₀の十時型領域Ｒ´₀が焼き付
いたような画像Ｆ´₁（焼き付き画像）が得られること
になる。このときの十時型領域Ｒ´₀の濃度（出力信号
であり画素値）は、先の画像を撮影した際のＸ線の線量
νと、先の画像Ｆ₀の撮影時からこの画像Ｆ´₁の撮影時
までの時間間隔などに応じて変わる。換言すると、焼き
付く画像の濃度（出力信号であり画素値）は、それまで
のＸ線の照射履歴に応じて変わるのである。

【００４５】この発明では、上述した図４（ｃ）の画像
Ｆ´₁を図４（ｂ）の画像Ｆ₁に近づくように、以下のよ
うにして補正処理を行う点が特徴的となっている。この
具体的な補正ついて、図５のフローチャートを参照して
説明する。

【００４６】ステップＳ１ まず、適宜のＸ線撮影条件にて最初の撮影を行う。な
お、最初に撮影する画像については、焼き付きがないこ
とになるが、ここでは説明の都合上、「焼き付き画像」
と称することにする。また、データ収集により、Ｘ線フ
ラットパネル検出器１の全ての出力信号が収集されたも
のとする。ここで出力信号は、後の画素値に対応するも
のである。

【００４７】ステップＳ２ 上述した焼き付き画像について、Ｘ線フラットパネル検
出器１における一般的なオフセット及び感度補正を行
う。この処理を行った画像を、以下、「オフセット補正
画像」と称する。

【００４８】ステップＳ３ １回目の画像であるか否かを判断し、その結果に応じて
処理を分岐する。１回目の画像である場合には、その前
の撮影に起因する焼き付きがないので補正を行わずに、
その画像をそのまま撮影画像とする。そして、ステップ
Ｓ４に移行してそのオフセット補正画像を「一つ前の焼
き付き補正画像」とする。

【００４９】なお、上記の「一つ前の焼き付き補正画
像」がこの発明における先の画像に相当する。ここでは
図４（ａ）の画像Ｆ₀が１回目に撮影され、その後、図
４（ｃ）の画像Ｆ´₁が撮影されたものとして説明す
る。

【００５０】ステップＳ５ 撮影した画像が３回目以降の画像であるか否かに応じて
処理を分岐する。すなわち、２回目の画像である場合に
はステップＳ６に移行し、３回目以降の画像である場合
にはステップＳ７に移行する。

【００５１】ここでは、まず２回目の画像であるとして
ステップＳ６の処理について説明する。

【００５２】ステップＳ６ このステップでは、「焼き付き情報画像」として全画素
の画素値が「１．０」であるものを準備する。焼き付き
情報画像とは、現時点の撮影がｎ回目であるとすると、
ｎ−２回までの撮影によるＸ線照射履歴に応じて変動す
る感度の情報を含む画像である。したがって、画素値が
「１．０」である焼き付き情報画像とは、ｎ−２回の照
射履歴による感度が変化していないことを示す。具体的
には、撮影が２回目である場合には、１つ前、つまり１
回目の焼き付き補正画像にＸ線照射履歴が含まれてお
り、これを参照することで補正を行うので焼き付き情報
画像には全て「１．０」を設定している。

【００５３】ステップＳ８ 上述した感度の劣化を表すモデル式（３）における各パ
ラメータμ，τ，γを算出する。まず、変動要素ではな
い定数を用意する。この場合には、焼き付き画像情報η
_n-1（ｘ，ｙ）（及びこれから求められるＱ_n-1（ｘ，
ｙ）），ｔ，ν（ｘ，ｙ）である。

【００５４】次に、各パラメータμ，τ，γを実際的な
範囲において適宜のステップで変動させ、変動させた各
パラメータから求められる感度の劣化Ｑ_n（ｘ，ｙ）を
（３）式から求める。そして、劣化Ｑ_n（ｘ，ｙ）から
求められる感度η_n（ｘ，ｙ）により感度画像η_n（ｘ，
ｙ）を求める。そして、この感度画像η_n（ｘ，ｙ）に
基づき図４（ｃ）のようなオフセット補正画像Ｆ´₁に
対して補正を行う。なお、各パラメータの実際的な範囲
とは、経験的に変動する範囲がある程度分かっているの
で、その範囲のことを示している。

【００５５】各パラメータμ，τ，γを求めるにあた
り、高速化を図るために以下のようにオフセット補正画
像Ｆ´₁（以下、適宜に撮影された画像Ｆ´₁とも称す
る）に対する前処理を施すことが好ましい。

【００５６】第１の方法は、図６に示すように画像の領
域を限定するものである。つまり、先の画像Ｆ₀に基づ
いて、撮影された画像Ｆ´₁のどの領域に焼き付きが生
じているかを推測することができる。そこで、画像Ｆ₀
の全ての画素について画素値を調べ、濃淡差に基づいて
焼き付きの原因となっている十時型領域Ｒ₀がある領域
を絞り込む。その際には、画像Ｆ₀を適宜の複数画素ご
とに区分けし、十時型領域Ｒ₀を含む限定された領域Ｌ
Ｒ₁（図中に点線で示す）だけに限定する。そして、こ
の限定された領域ＬＲ₁だけを利用して処理を進める。
なお、この領域ＬＲ₁がこの発明における「算出利用領
域」に相当する。

【００５７】第２の方法は、図７に示すように、いわば
画像に圧縮処理を施すものである。つまり、まずは、先
の画像Ｆ₀の画素を任意画素群ごとに区切ってグループ
ごとに分ける。例えば、図７では４×４画素を画素グル
ープＰＧ（図中に点線で示す）としている。そして、各
画素グループＰＧを構成している全て画素の画素値の平
均値か中間値を画素グループＰＧごとに求め、それをそ
の画素グループＰＧの新たな画素値に置き換えるのであ
る。これにより圧縮した先の画像Ｆ´₀を得ることがで
きる。

【００５８】このようにして算出利用領域ＬＲ₁または
圧縮した先の画像Ｆ´₀を得た後、オフセット補正画像
Ｆ´₁について、算出利用領域ＬＲ₁または圧縮した先の
画像Ｆ´₀に対応する画素位置及び画素値を求める。

【００５９】次に、各パラメータを適宜に変化させて得
られる劣化Ｑ_n（ｘ，ｙ）に基づく複数の感度画像η
_n（ｘ，ｙ）により、オフセット補正画像Ｆ´₁に対して
補正を行うが、オフセット補正画像Ｆ´₁に対して直接
的に補正を行うのではなく、算出利用領域ＬＲ₁または
圧縮した先の画像Ｆ´₀に対応するオフセット補正画像
Ｆ´₁の画素位置及び画素値に対して補正を行う。具体
的には、各感度画像η_n（ｘ，ｙ）で各画素値を割る補
正処理を行う。これにより感度が低くなっている画素位
置の画素値は、感度が低下している分だけ画素値が高め
られることになる。このようにして得られた各パラメー
タに応じて得られる複数の補正画像を、それぞれ「試し
焼き付き補正画像ＴＦ´₁」とする。

【００６０】次に、各パラメータの組み合わせに応じて
得られた複数の「試し焼き付き補正画像ＴＦ´₁」につ
いて補正具合を評価する。

【００６１】具体的には、図８の模式図に示すように、
試し焼き付き補正画像ＴＦ´₁を任意の評価画素群ＥＧ
（実線で示す）で区切る。この例では４×４画素で区切
っている。なお、試し焼き付き補正画像ＴＦ´₁は、上
述した前処理によって領域が限定あるいは圧縮されてい
るが、図８では図示の都合上、オフセット補正画像Ｆ´
₁そのものを対象に評価する場合を例に採って示してい
る。そして、評価画素群ＥＧの各画素値のうち、最大値
−最小値を求め、それを２乗した値をその評価画素群Ｅ
Ｇの評価値とし、オフセット補正画像Ｆ´₁中の全ての
評価画素群ＥＧについて評価値の総和を求める。この総
和を評価関数Ｐとする。

【００６２】複数のパラメータごとに生成された試し焼
き付き補正画像ＴＦ´₁について評価関数Ｐを求め、評
価関数Ｐが小さいほど画素値の差異が小さく、大きいほ
ど画素値の差異が大きい。つまり、評価関数Ｐが小さい
ほど濃淡差が小さくなっており、補正が適切に行われて
いることを示す。そこで評価関数Ｐが一定値以下となる
試し焼き付き補正画像ＴＦ´₁のパラメータは、この時
点で適切にＸ線フラットパネル検出器１のパラメータを
表現していると判断する。

【００６３】このように評価式により、一定以上の評価
を有する試し焼き付き補正画像ＴＦ´₁のパラメータの
いずれかを任意に採用してもよいが、最も評価関数Ｐの
値が小さかったもののパラメータ、すなわち、評価が最
も良好な試し焼き付き補正画像ＴＦ´₁のパラメータを
採用するようにしてもよい。

【００６４】なお、上述したステップＳ８がこの発明に
おけるパラメータ算出過程に相当する。

【００６５】また、上述したように適切なパラメータを
求める方法に代えて、次のようにして求めてもよい。す
なわち、評価関数Ｐを各パラメータで偏微分してなる式
が極小値をとるように偏微分方程式をたて、これらの偏
微分連立方程式を解くことにより、最も良好な各パラメ
ータの値を直接的に求める。これによると演算能力は必
要であるが、画像処理能力的には負担が少なくなる。

【００６６】ステップＳ９ 上記のようにして求めた各パラメータ及び上記（３）式
並びに上記三つの画像とに基づき、今回（ｎ回目）撮影
の焼き付き情報画像η_n（ｘ，ｙ）を作成する。

【００６７】ここでいう三つの画像とは、ｎ−１回目の
焼き付き補正画像（先の画像）と、ｎ回目の撮影で得ら
れたオフセット補正画像（今回撮影の画像）と、ｎ−１
回目の前の焼き付き情報画像（ｎ−２回の照射履歴によ
る感度画像）である。つまり、一つ前の画像と、今回撮
影した画像と、二つ以前の感度情報だけを含む画像とに
基づいて、今回の焼き付き情報画像η_n（ｘ，ｙ）を作
成する。この例では、２回目の撮影であるので、１回目
の画像と、２回目の画像と、劣化のない感度情報画像η
_n-1（ｘ，ｙ）（全ての画素値が１．０である）とを用
いる。このようにして作成した今回の焼き付き情報画像
η_n（ｘ，ｙ）は、次の撮影のために保存しておく。

【００６８】なお、このステップＳ９がこの発明におけ
る焼き付き情報算出過程に相当する。

【００６９】ステップＳ１０ 以上のようにして算出した今回の焼き付き情報画像η_n
（ｘ，ｙ）で、オフセット補正画像Ｆ´₁を割って実際
に感度補正を行う。このようにして得られた補正画像を
焼き付き補正画像Ｖ_calとする。

【００７０】具体的には、以下の式によって求める。こ
こで（ｘ、ｙ）は画像の座標であり、Ｖ_orgは補正前画
像であり、Ｖ_calは補正後画像であり、η_nは焼き付き情
報画像である。 Ｖ_cal（ｘ，ｙ）＝Ｖ_org（ｘ，ｙ）／η_n（ｘ、ｙ）

【００７１】なお、このステップＳ６がこの発明におけ
る画像補正過程に相当する。

【００７２】ステップＳ７ 上記のように補正された焼き付き補正画像Ｖ_cal（ｘ，
ｙ）を１つ前の焼き付き補正画像として保存する。これ
により次の撮影において、この焼き付き補正画像Ｖ_cal
（ｘ，ｙ）が先の画像Ｆ₀として取り扱われることにな
る。

【００７３】ここで具体的な焼き付き補正画像Ｖ_calの
例を図９の写真に示す。また、焼き付きが起きた状態で
補正を行っていない焼き付き画像の例を図１０の写真に
示す。これらの図は、メトロノームを二度にわたって透
視撮影したものであり、二回目の撮影では一回目の撮影
時の位置からメトロノームを左側にずらしてある。図１
１では明らかに焼き付きが生じているが、図９の焼き付
き補正画像Ｖ_calではうまく補正されていることがわか
る。

【００７４】次に、３回目以降の撮影について説明す
る。上述したステップＳ２ないしＳ３までは上述したと
おりであり、ステップＳ５においてステップＳ７に分岐
する。

【００７５】ステップＳ７ ここでは、ｎ−１回目の焼き付き補正時に作成した前の
焼き付き情報画像η_{n- 1}（ｘ，ｙ）を準備する。具体的
には、先の画像の撮影においてステップＳ９において保
存した前の焼き付き情報画像η_n-1（ｘ，ｙ）を読み出
す。

【００７６】そして、上述したようにステップＳ８〜Ｓ
１１を実行することによって３回目以降の撮影によって
得られた画像を補正する。

【００７７】参考のために、上述した３回目以降の処理
の流れを図１１の模式図に示す。この図１１は、各撮影
における各種画像の処理の流れを具体的に示すものであ
り、各処理においてどの画像等が利用されているかが明
らかである。

【００７８】上述したようにまずステップＳ８（パラメ
ータ算出過程）において、撮影した焼き付き画像Ｆ´₁
と、先の画像Ｆ₀と、前の焼き付き情報画像と、数式モ
デルとに基づき数式モデルの各パラメータを求める。こ
の処理は、撮影の直後に、かつ撮影した画像Ｆ´₁の補
正前に予め行われるので、各パラメータには今回の撮影
時までの経時変化などが反映されている。このようにし
て求めた高精度のパラメータが反映されている今回の焼
き付き情報画像で、今回撮影した焼き付き画像Ｆ´₁を
ステップＳ１０（画像補正過程）で補正するので、Ｘ線
の照射履歴に起因する焼き付きを精度良く補正すること
ができる。そして、上記各ステップを順に自動的に実施
する。したがって、画像補正に係る煩雑な作業を撮影者
自身が撮影ごとに行う必要はなく、焼き付きに起因する
アーティファクトを抑制できるようになっている。その
結果、高画質の画像を得ることができる。

【００７９】＜Ｘ線検査装置＞図１２を参照してＸ線フ
ラットパネル検出器１の画像補正装置を用いたＸ線検出
装置について説明する。なお、図１２は、Ｘ線検査装置
の全体構成を示したブロック図である。

【００８０】この発明における放射線撮像装置に相当す
るＸ線検査装置は、検査対象である被検体Ｍを載置する
ための天板３１を備えている。天板３１を挟んで対向す
る位置には、上述したＸ線フラットパネル検出器１とＸ
線管３３が配備されている。Ｘ線管３３とＸ線フラット
パネル検出器１とは、対向支持された状態で被検体Ｍの
体軸周りに回転可能に構成されている。なお、Ｘ線フラ
ットパネル検出器１がこの発明における放射線検出器に
相当する。

【００８１】Ｘ線フラットパネル検出器１の後段には、
Ｘ線検出信号を出力信号として収集する信号収集部３５
が備えられている。この信号収集部３５で収集されたＸ
線フラットパネル検出器１の出力信号は、画像処理部３
７へと与えられる。

【００８２】この発明における画像補正装置に相当する
画像処理部３７は、出力信号をＸ線検出データとしてデ
ジタル信号に変換するＡＤ変換部３９と、デジタル化さ
れたＸ線検出データを記憶する検出データメモリ４１
と、Ｘ線検出データに対してエッジ強調やフィルタリン
グなどの所要の画像処理を施してＸ線透視画像を生成す
るデータ処理部４３と、このようにして生成されたＸ線
透視画像や焼き付き情報画像等を記憶するＸ線画像メモ
リ４５とを備えている。なお、Ｘ線画像メモリ４５がこ
の発明における画像記憶手段に相当する。

【００８３】さらに、Ｘ線画像メモリ４５に保存されて
いるＸ線透視画像に対してアクセス可能な画像補正処理
部４７と、パラメータを算出するパラメータ算出部４９
と、算出過程における各種パラメータや、算出された適
切な各パラメータを記憶するパラメータメモリ５１とを
備えている。なお、パラメータ算出部４９がこの発明に
おけるパラメータ算出手段に相当する。

【００８４】この発明における画像補正手段及び焼き付
き情報算出手段に相当する画像補正処理部４７は、主と
して上述したステップＳ２やステップＳ４、Ｓ６、Ｓ
７、Ｓ９、Ｓ１０の処理を行う。パラメータ算出部４９
は、主として上述したステップＳ８におけるパラメータ
の算出処理を行う。なお、ステップＳ８における画像処
理などは、パラメータ算出部４９と画像補正処理部４７
とが連携して処理を行う。

【００８５】高電圧発生器などを含む照射制御部５３は
Ｘ線管３３を制御し、設定された管電圧・管電流等に応
じてＸ線を被検体Ｍに照射する。照射制御部５３の制御
は、撮影者によって操作されるキーボード５５やマウス
５７からの指示に応じて、撮影制御部５８から出力され
る指令信号によって行われる。

【００８６】また、画像処理部３７は、静止画や動画の
Ｘ線透視像が表示されるモニタ５９と、このモニタ５９
に表示されているＸ線透視像を写真として焼き付け出力
するためのイメージャー６１とを備えている。

【００８７】このように構成された装置によると、上述
した画像補正方法を好適に実施することができる。すな
わち、上記ステップＳ１ないし１１を順に自動的に実施
することができる。したがって、画像補正に係る煩雑な
作業を撮影ごとに撮影者が行う必要はなく、焼き付きに
起因するアーティファクトを抑制でき、高画質の画像を
得ることができるようになっている。

【００８８】なお、この発明は上述した実施例に限定さ
れるものではなく、以下のように変形実施が可能であ
る。

【００８９】（１）検査対象として被検体Ｍを検査する
Ｘ線検査装置を例に採って説明したが、検査対象として
物体などを検査する非破壊検査装置などのＸ線検査装置
であっても適用可能である。

【００９０】（２）上述した説明においては感度劣化を
表す式として、取り扱いやすい（１）式を採用して説明
したが、近似する式として上記の式を例示しているだけ
であり、これらと全く同一の式でなくても同様の補正を
行うことが可能である。

【００９１】（３）撮影シーケンスは上述したシーケン
スだけに限定されるものではなく、種々の撮影シーケン
スに上述した方法及び装置を適用できる。

【００９２】（４）放射線検出器の代表例としてＸ線フ
ラットパネル検出器を例にとって説明したが、例えば、
γ線検出器などの放射線検出器であってもこの発明を適
用することができる。

【００９３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、まずパラメータ算出過程において、撮影し
た焼き付き画像と、先の画像と、焼き付き情報画像に基
づき数式モデルのパラメータを求める。この過程は、今
回の焼き付き画像の撮影後に、かつ画像の補正前に予め
行われるので、パラメータには経時変化などが反映され
ている。このようにして求めた高精度のパラメータが反
映されている今回の焼き付き情報画像で、撮影した焼き
付き画像を画像補正過程にて補正するので、Ｘ線の照射
履歴に起因する焼き付きを精度良く補正することができ
る。そして、上記各過程を順に自動的に実施する。した
がって、画像補正に係る煩雑な作業を撮影者自身が行う
必要はなく、焼き付きに起因するアーティファクトを抑
制することができる。その結果、高画質の画像を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｘ線フラットパネル検出器の概略構成を示す斜
視図である。

【図２】Ｘ線フラットパネル検出器の層構造を示す断面
図である。

【図３】Ｘ線フラットパネル検出器の周辺回路の構成を
示すブロック図である。

【図４】（ａ）は先の画像であり、（ｂ）は焼き付きが
ない状態で撮影した画像であり、（ｃ）は今回撮影した
焼き付き画像の模式図である。

【図５】画像補正処理の流れを示すフローチャートであ
る。

【図６】パラメータ算出に係る算出利用領域を示す模式
図である。

【図７】パラメータ算出に係る画像の圧縮を説明する模
式図である。

【図８】補正の評価方法の説明に供する図である。

【図９】この発明により補正したＸ線透視画像（焼き付
き補正画像）の写真である。

【図１０】従来例に係る撮影により得られたＸ線透視画
像（焼き付き画像）の写真である。

【図１１】３回目及び４回目の撮影における処理の流れ
を模式的に示した図である。

【図１２】Ｘ線撮影装置の概略構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１ … Ｘ線フラットパネル検出器（放射線検出器） η … 感度 ν … 線量 μ … 劣化係数（パラメータ） Ｑ … 劣化 γ … 最大感度劣化（パラメータ） τ … 回復係数（パラメータ） Ｆ₀ … 先の画像 ＴＦ´₁ … 試し焼き付き補正画像 Ｖ_cal … 焼き付き補正画像 ３７ … 画像処理部（画像補正装置） ４５ … Ｘ線画像メモリ（画像記憶手段） ４７ … 画像補正処理部（画像補正手段、焼き付き情
報算出手段） ４９ … パラメータ算出部（パラメータ算出手段）

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ０１Ｔ 1/20 Ｇ０１Ｔ 1/20 Ｇ Ｆターム(参考） 2G088 EE01 FF02 GG19 GG21 JJ05 LL15 4C093 AA01 AA07 AA16 CA13 EB12 EB13 EB17 FA32 FC16 FC17 FC18 FC19 FD08 FD11 FF01 FF03

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射線検出器に入射した放射線に応じて
   出力される出力信号に基づき画像を生成し、この画像の
   補正を行う画像補正方法において、今回撮影した焼き付
   き画像と、先の画像と、この先の画像よりも前の撮影に
   起因する焼き付きによる感度劣化が反映された前の焼き
   付き情報画像とに基づき、放射線の入射に起因する放射
   線検出器の感度の劣化・回復現象を表現した数式モデル
   のパラメータを算出するパラメータ算出過程と、前記パ
   ラメータと、前記焼き付き画像と、前記先の画像と、前
   記前の焼き付き情報画像とに基づいて、今回の焼き付き
   情報画像を求める焼き付き情報算出過程と、前記今回の
   焼き付き情報画像に基づき前記焼き付き画像を補正し、
   これを焼き付き補正画像とする画像補正過程とをその順
   に撮影ごとに自動的に実施することを特徴とする画像補
   正方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像補正方法におい
   て、前記パラメータ算出過程は、前記焼き付き画像と前
   記先の画像についてそれぞれの画像内を区分けし、算出
   に利用する領域を算出利用領域として判別して、この算
   出利用領域だけに基づいて前記パラメータを算出するこ
   とを特徴とする画像補正方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の画像補正方法
   において、前記パラメータ算出過程は、前記焼き付き画
   像と前記先の画像についてそれぞれ画像内を区分けし、
   任意画素群ごとに求めた平均値又は中間値に基づき前記
   パラメータを算出することを特徴とする画像補正方法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の画
   像補正方法において、前記パラメータ算出過程は、前記
   数式モデルのパラメータを変動させ、変動させた各パラ
   メータと前記数式モデルによってパラメータごとに前記
   焼き付き画像を補正して試し焼き付き補正画像を生成
   し、これらの試し焼き付き補正画像を評価式で評価し、
   評価が一定以上のもののパラメータのいずれかを採用す
   ることを特徴とする画像補正方法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし３のいずれかに記載の画
   像補正方法において、前記パラメータ算出過程は、パラ
   メータごとの試し焼き付き補正画像の評価が最も良好な
   もののパラメータを採用することを特徴とする画像補正
   方法。
6. 【請求項６】 請求項１ないし３のいずれかに記載の画
   像補正方法において、前記パラメータ算出過程は、最小
   二乗法を用いた集束法によって前記パラメータを求める
   ことを特徴とする画像補正方法。
7. 【請求項７】 放射線検出器に入射した放射線に応じて
   出力される出力信号に基づき画像を生成し、この画像の
   補正を行う画像補正装置において、 今回撮影した焼き付き画像と、先の画像と、この先の画
   像よりも前の撮影に起因する焼き付きによる感度劣化が
   反映された前の焼き付き情報画像とに基づき、放射線の
   入射に起因する放射線検出器の感度の劣化・回復現象を
   表現した数式モデルのパラメータを算出するパラメータ
   算出手段と、 前記パラメータと、前記焼き付き画像と、前記先の画像
   と、前記前の焼き付き情報画像とに基づいて、今回の焼
   き付き情報画像を求める焼き付き情報算出手段と、 前記焼き付き画像と、前記先の画像と、前記前の焼き付
   き情報画像と、前記今回の焼き付き情報画像とを記憶す
   る画像記憶手段と、 前記今回の焼き付き情報画像に基づき前記焼き付き画像
   を補正し、これを焼き付き補正画像とする画像補正手段
   とを備え、 前記パラメータ算出手段によるパラメータの算出と、前
   記焼き付き情報算出手段による焼き付き情報の算出と、
   前記画像補正手段による焼き付き画像の補正とをその順
   に撮影ごとに自動的に実施することを特徴とする画像補
   正装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の画像補正装置におい
   て、前記パラメータ算出手段は、前記焼き付き画像と前
   記先の画像とを区分けし、算出に利用する領域を算出利
   用領域として判別して、この算出利用領域だけを利用し
   て前記パラメータを算出することを特徴とする画像補正
   装置。
9. 【請求項９】 請求項７または８に記載の画像補正装置
   において、前記パラメータ算出手段は、前記焼き付き画
   像と前記先の画像についてそれぞれ画像内を区分けし、
   任意画素群ごとに求めた平均値又は中間値に基づき前記
   パラメータを算出することを特徴とする画像補正装置。
10. 【請求項１０】 請求項７ないし９のいずれかに記載の
    画像補正装置において、前記パラメータ算出手段は、前
    記数式モデルのパラメータを変動させ、変動させた各パ
    ラメータと前記数式モデルによってパラメータごとに前
    記焼き付き画像を補正して試し焼き付き補正画像を生成
    し、これらの試し焼き付き補正画像を評価式で評価し、
    評価が一定以上のもののパラメータのいずれかを採用す
    ることを特徴とする画像補正装置。
11. 【請求項１１】 請求項７〜９のいずれかに記載の画像
    補正装置において、前記パラメータ算出手段は、パラメ
    ータごとの試し焼き付き補正画像の評価が最も良好なも
    ののパラメータを採用することを特徴とする画像補正装
    置。
12. 【請求項１２】 請求項７ないし９のいずれかに記載の
    画像補正装置において、前記パラメータ算出手段は、最
    小二乗法を用いた集束法によって前記パラメータを求め
    ることを特徴とする画像補正装置。
13. 【請求項１３】 請求項７ないし１２のいずれかに記載
    の画像補正装置を備えたことを特徴とする放射線撮像装
    置。