JP2004020442A

JP2004020442A - Ｘ線透視検査装置

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Publication number: JP2004020442A
Application number: JP2002177469A
Authority: JP
Inventors: Shoji Tsuru; ツル　祥司; Masami Tomizawa; 富澤　雅美; Kiichiro Uyama; 宇山　喜一郎; Hitoshi Hata; 畑　仁司
Original assignee: Toshiba IT and Control Systems Corp
Current assignee: Toshiba IT and Control Systems Corp
Priority date: 2002-06-18
Filing date: 2002-06-18
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2022-06-18
Also published as: JP3989777B2

Abstract

【課題】Ｘ線検出器、Ｘ線発生器及び表示部の点検を容易に行うことができるＸ線透視検査装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線検出器３０の使用開始初期に、被検体７０を配置しない状態で撮影した基準透過画像と、使用開始初期から任意期間経過後に、基準透過画像の撮影時と同一条件で撮影した試験透過画像とを記憶し、基準透過画像と試験透過画像とを読み出して対応画素間の差分値を各画素ごとに算出し、差分値が所定の許容値以上であるか否かを比較して、比較の結果、差分値が所定の許容値以上である場合は、試験透過画素は異常と判定することで、Ｘ線検出器３０の状態を容易に点検することができる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非破壊検査装置の内のＸ線透視検査装置に関し、特に、Ｘ線透視検査装置に備えられるＸ線検出器、Ｘ線発生器及び表示部の点検を容易にしたＸ線透視検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、小型電子部品等を高分解能で検査するためのＸ線透視検査装置が作られている。
【０００３】
Ｘ線透視検査装置は、Ｘ線を出力するＸ線発生器と、被検体を透過したＸ線を２次元の分解能で検出するＸ線検出器と、検出された画像を２次元透過画像として表示する表示部とを備えている。
Ｘ線検出器は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．（イメージインテンシファイア）とテレビカメラを組み合わせたものなどが用いられている。
【０００４】
このＸ線透視検査装置で被検体を検査するときは、まずＸ線発生器とＸ線Ｉ．Ｉ．間に被検体を配置し、Ｘ線発生器から被検体に向けてＸ線を出力する。そして被検体を透過したＸ線をＸ線Ｉ．Ｉ．で２次元の分解能で可視化し、この可視化された画像をテレビカメラで撮影する。撮影された透過画像は表示部に表示され、操作者がこれを目視することで被検体の内部状態が検査されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
Ｘ線検出器は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．とテレビカメラを組み合わせてなるものに限らず一般に、長期間の使用によるＸ線照射に伴ない、同一のエネルギースペクトルと線量率のＸ線を照射してもその感度劣化・焼き付けなどによって画像の全体及び一部の輝度が変化する。
【０００６】
この輝度変化は画面で一様ではなく、被検体にどのようなものが多いか、また同一形状の被検体を何回検査したかにも依存して変化する。更に輝度変化は、Ｘ線発生器や表示部の故障や劣化等によっても起こるものである。
【０００７】
従来のＸ線透視検査装置は、Ｘ線検出器、Ｘ線発生器及び表示部の劣化の判定やメーカーへの問合わせ時期の判断（又は、交換時期の判断）は、各操作者によりまちまちであり、場合によっては非常に劣悪な状態で検査を続けている場合があるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、Ｘ線検出器、Ｘ線発生器及び表示部の点検を容易に行うことができるＸ線透視検査装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために請求項１記載の発明は、被検体に向けてＸ線を照射し、この被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出し、この被検体の透過画像を表示するＸ線透視検査装置であって、使用開始初期に、被検体を配置しない状態で撮影した第１の透過画像と、使用開始初期から任意期間経過後に、第１の透過画像の撮影時と同一条件で撮影した第２の透過画像とを記憶する記憶手段と、第２及び第１の透過画像の対応画素間の差分値ａを各画素ごとに算出する算出手段と、差分値ａあるいはこの差分値ａから計算する評価量が所定の許容値の外であるか否かを比較する比較手段と、比較の結果から、第２の透過画像は異常と判定する判定手段とを備えることを要旨とする。
【００１０】
本発明にあっては、Ｘ線検出器の使用開始初期に被検体が無い状態で外部入力部から基準透過画像撮影の命令が入力されると、Ｘ線発生器に内蔵されるＸ線管の管電圧及び管電流を所定の条件に設定して基準透過画像（第１の透過画像）を撮影して記憶手段に記憶する。任意の使用期間経過後、被検体が無い状態で試験透過画像撮影の命令が入力されると基準透過画像の撮影時と同一の条件（Ｘ線管電圧及びＸ線管電流を所定の条件設定）で試験透過画像（第２の透過画像）を撮影して記憶手段に記憶する。次に記憶手段から試験透過画像と基準透過画像を読込み対応画素間の差を画素ごとに求め、この差（あるいはこの差から計算する評価量）を所定の許容値と比較し、局所ごとにＸ線検出器の劣化の可能性を判定する。一部でも差が所定の許容値を超えていることを検出した場合には、異常と判定することで、均質な感度変化だけでなく不均質な班状の感度変化でも、その最大変化部分が許容値を超えたか判定でき、その変化も画像ノイズに影響されず正確に、透過画像の一部でも許容値以上に画素値が変化していると、これを検知して出力することができ、操作者にとって、Ｘ線検出器（及びＸ線発生器）の一時点検を自動的に容易に行うことができる。
【００１１】
以上の課題を解決するために請求項２記載の発明は、所定の許容値は、使用開始初期に、第１の透過画像の撮影時と同一条件からＸ線を発生するＸ線発生手段で発生するＸ線を所定の割合に変更した状態で撮影した第３の透過画像と第１の透過画像との対応画素間の差分値ｂから求めることを要旨とする。
【００１２】
本発明にあっては、Ｘ線検出器の使用開始初期に被検体が無い状態で外部入力部から参照透過画像撮影の命令が入力されると、基準透過画像撮影の条件からＸ線発生器で発生するＸ線のみを所定％変更してから参照透過画像（第３の透過画像）を撮影して記憶手段に記憶する。一方、参照透過画像の撮影に前後して基準透過画像（第１の透過画像）を撮影し、この基準透過画像と参照透過画像の対応画素間の差を求め、この差から所定の許容値を求めて記憶手段に記憶する。
【００１３】
以上の課題を解決するための請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、所定の許容値は差分値ｂの絶対値の最大値ｂあるいは差分値ｂの頻度分布から計算される最大値相当値ｂであることを要旨とする。
【００１４】
本発明にあっては、Ｘ線強度が所定％変化した場合の画素値変化の最大値を求め、「所定の許容値」とする。あるいは画素値変化の頻度分布から統計的に画素値変化の最大値相当値を求め、「所定の許容値」とする。これにより、画素がノイズを含んでいる場合でも、このノイズを含んだ画素値変化の分布から許容値を求めているので、ノイズに影響されない（所定％の数値に対応した）許容値が得られる。このため、ノイズが異なるケースでも同一の基準で判定ができる。
【００１５】
以上の課題を解決するために請求項４記載の発明は、請求項１乃至３記載の発明において、評価量は差分値ａの絶対値の最大値ａあるいは差分値ａの頻度分布から計算される最大値相当値ａであることを要旨とする。
【００１６】
本発明にあっては、試験透過画像と基準透過画像の差分値ａの絶対値の最大値ａを求め、「評価量」とする。あるいは差分値ａの頻度分布から統計的に差分値ａの絶対値の最大値相当値ａをもとめ、「評価量」とする。特に最大値相当値ａを用いた場合は画素数が少ないとき、安定した判定が可能となる。
【００１７】
以上の改題を解決するために請求項５記載の本発明は、請求項２乃至４記載の発明において、評価量を差分値ａから、許容値を差分値ｂからそれぞれ同じ関数を用いて求めることを要旨とする。
【００１８】
本発明にあっては、ある１つの関数（広義の関数で、１つの計算ルーチンを言う）で差分値ｂから許容値を計算する。例えば、最大値あるいは統計的に頻度分布の標準偏差から最大値相当値を求め許容値とするか、あるいはウエイト関数を掛けて加算する演算等で許容値を求め、記憶する。そして、同じ関数で差分値ａから評価量を求め、記憶した許容値と比較して判定を行う。
【００１９】
以上の課題を解決するために請求項６記載の発明は、検出された透過画像を表示する表示手段と、中間輝度の背景に対し略最低輝度で略等間隔の縦線と横線を有する第１のテストパターン、又は、中間輝度の背景に略最高輝度で略等間隔の縦線と横線を有する第２のテストパターンを発生するパターン発生手段とを備え、第１及び第２のテストパターンのいずれか一方を表示手段に表示させることを要旨とする。
【００２０】
本発明にあっては、表示テストの命令が入力されると、表示部にテストパターンが表示される。テストパターンは、（１）水平線と垂直線がそれぞれ真っ白または真っ黒であること。（２）水平線と垂直線がそれぞれ平行であること。（３）バックグランドの明るさが均一であること。（１）〜（３）の条件に基づいて表示されることで表示装置単体の輝度変化と歪を検査できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係るＸ線透視検査装置の構成を示す図である。
図１に示すように、Ｘ線透視検査装置１は、Ｘ線ビーム２０を出力するＸ線発生器１０と、被検体７０を透過したＸ線ビーム２０を２次元の分解能で検出するＸ線検出器３０と、被検体７０の透視位置、透視倍率及び透視角度を変更する機構部７１と、これら全体を覆うＸ線遮蔽箱７５と、検出された透過画像の画像処理及びこれら機能部を制御する計算機４０と、計算機４０に接続され計算機４０で処理された結果等を外部表示する表示部５０と、計算機４０に接続され外部から制御命令を入力するための外部入力部６０とを備えている。他に計算器４０からの信号でＸ線発生器１０と機構部７１をそれぞれ制御するＸ線制御部１５と機構制御部７８を備えている。
【００２２】
Ｘ線検出器３０は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．３１とテレビカメラ３３とからなる。Ｘ線検出器３０は、これに限らずＸ線フラットパネルセンサ等でもよい。Ｘ線発生器１０は、Ｘ線管１１と高圧発生部１２よりなる。計算機４０からの制御でＸ線管１１の管電圧と管電流が制御される。管電圧により発生するＸ線光子の平均エネルギーが変わり、管電流によりＸ線量（光子数）が変化する。
【００２３】
計算機４０は、一般的なパーソナルコンピュータ（以下、パソコンという。）であり、２種類の透過画像の差分を算出する算出部４２と、算出された差分値を所定の許容値と比較する比較部４３と、比較の結果に応じてＸ線検出部３０の状態を判定する判定部４５と、これら機能部を制御する制御部４７と、予め所定の許容値を記憶している記憶部４９と、検出した透過画像をデジタルデータに変換して取り込むキャプチャーボード４１等から構成されている。
【００２４】
算出部４２、比較部４３、判定部４５、制御部４７は、一般にＣＰＵ（中央処理演算装置）がその機能を果たす。記憶部４９は、画像を一時的に記憶する主記憶メモリやキャプチャーボード４１で変換された透過画像信号を記憶する画像メモリやその他「Ｘ線検出器の性能点検プログラム」及び「表示部の点検プログラム」を記憶する磁気ディスク装置である。表示部（モニタ）５０は、ＲＧＢ入力のコンピュータ用ビデオモニタである。外部入力部６０は、キーボードやマウス等である。
【００２５】
「Ｘ線検出器の性能点検プログラム」は、Ｘ線検出器３０で検出した透過画像の一次点検を自動的に行いその結果を表示部に表示するものである。また「表示部点検プログラム」は、表示部自体の劣化状態を検査するためにテストパターンを表示部に表示させるものである。
【００２６】
（Ｘ線検出器の性能点検方法）
次に、本発明の実施の形態に係るＸ線検出器３０の性能点検方法を、図２（ａ）（ｂ）に示すフローチャートを参照して説明する。
【００２７】
「Ｘ線検出器の性能点検プログラム」の計算アルゴリズム及び異常（劣化）検出は、パソコン４０に内蔵される各機能部により自動的に処理されるものである。なお、この「Ｘ線検出器の性能点検」は、Ｘ線ビーム２０を照射して行われるため、Ｘ線発生器１０から発生するＸ線の線量率の変動も含めた点検となる。
【００２８】
まず、図２（ａ）に示すようにステップＳ１０は、基準透過画像の撮影工程である。Ｘ線検出器３０の使用開始初期に、Ｘ線発生器１０とＸ線検出器３０の間に被検体７０を配置しない状態で、外部入力部６０から「基準透過画像撮影指令」が入力されると、パソコン４０はＸ線発生器１０、機構部７１、Ｘ線検出器３０等に対して、所定の条件設定（Ｘ線条件、幾何条件および積分時間等の検出条件）を行い、Ｘ線検出器３０で基準透過画像を検出する。検出された出力画像信号はキャプチャーボードを通してパソコン４０に取込まれ、磁気ディスク装置に記憶されるとともに、モニタ５０にも表示される。
【００２９】
次に、図２（ｂ）に示すようにステップＳ２０は、試験透過画像の撮影工程である。Ｘ線検出器３０の使用開始初期から任意期間過後に、Ｘ線発生器１０とＸ線検出器３０の間に被検体７０を配置しない状態で、かつ、基準透過画像の撮影条件と同一条件の設定を行い試験透過画像の検出を行う。検出された試験透過画像は基準透過画像の処理と同様に、キャプチャーボードを通してパソコンに取り込まれ、画像メモリに記憶されるとともにモニタ５０に表示される。ここで任意期間とは、使用開始時から１ヶ月後又は１年後など定期的なものでもよいし、使用回数に応じて定められるものでも、又は全く不定期なものでも、異常を感じたときのみ行うものであってもよい。
【００３０】
続いてステップＳ３０は、磁気ディスクに保存されている基準透過画像を画像メモリにを読込む。
【００３１】
次にステップＳ４０で、画像メモリ上の各画像の全画素について対応する画素値の差分値の絶対値を算出し、予め記憶されている許容値Ｄ_ＳＫと比較する。即ち、画素値の差分値の絶対値が、許容範囲内（｜画素値の差分値｜＜許容値Ｄ_ＳＫ）にある場合は、この画素は「正常」と判定して次の画素に進む。一画素でも画素値の差分値の絶対値が許容範囲外にある場合は、当該画像の少なくとも一部は「異常（劣化）」と判定してステップＳ６０に進む。ここで許容値Ｄ_ＳＫとは、Ｘ線検出器３０の入射Ｘ線量が約±２０％相当変化した値のことをいう。この許容値Ｄ_ＳＫについては、ここでの説明は省略し、別途以下で詳細説明を行う。
【００３２】
全ての画素が「正常」を判定された場合、ステップＳ５０に進む。ステップＳ５０は、当該試験透過画像の、全画素が「正常」であると判断された場合である。このように正常判断された場合は、例えばモニタ５０に「正常である旨」を出力することで、操作者にＸ線透視検査装置１の継続使用を勧める。
【００３３】
一方、ステップＳ６０は、ステップＳ４０で異常画素が検出された場合である。この場合はＸ線検査器３０に少なくとも１つ異常画素があると判定されたので、モニタ５０に例えば「Ｘ線検出器の入射Ｘ線量が約±２０％相当以上変化した画素を検出しました。Ｘ線検出器およびＸ線発生器の点検を当社へ依頼して下さい。」等の異常メッセージを出力することで、操作者にＸ線検出器３０及びＸ線発生器１０の詳細点検を勧める。
【００３４】
従って、「Ｘ線検出器の性能点検プログラム」を用いてＸ線検出器３０の点検を実施することで自動的に性能点検を行うことができるので、操作者が容易にＸ線検出器３０を点検することができる。
【００３５】
（許容値Ｄ_ＳＫの算出方法）
次に、図３及び図４を参照して、許容値Ｄ_ＳＫの算出方法を説明する。
図３（ａ）（ｂ）は、許容値Ｄ_ＳＫを算出するフローチャートであり、図４は、（Ｘ線管電流を２０％低下させた場合の）「画素値変化の分布」である。
【００３６】
図３（ａ）に示すように、ステップＳ２１０は、基準透過画像の撮影工程である。Ｘ線検出器３０の使用開始初期に、Ｘ線発生器１０とＸ線検出器３０の間に被検体７０を配置しない状態で、外部入力部６０から「基準透過画像撮影指令」が入力されると、パソコン４０はＸ線発生器１０、機構部７１、Ｘ線検出器３０等に対して、所定の条件設定（Ｘ線条件、幾何条件および積分時間等の検出条件）を行い、Ｘ線検出器３０で基準透過画像を検出する。検出された出力画像信号はキャプチャーボードを通してパソコン４０に取込まれ、磁気ディスク装置に記憶されるとともに、モニタ５０にも表示される。
【００３７】
図３（ｂ）に示すように、ステップＳ２２０は、参照透過画像の撮影工程である。本実施の形態においては、参照透過画像の撮影は使用開始初期でかつ基準透過画像の撮影後に行っているが、使用開始初期であれば基準透過画像の撮影前であってもよい。具体的な参照透過画像の撮影方法は、被検体７０を配置しない状態で外部入力部６０から「参照透過画像撮影指令」が入力されると、パソコン４０は基準画像撮影の条件設定からＸ線管電流値のみ２０％低下させた条件設定を行う。Ｘ線発生器１０はこの制御指令に応じたＸ線量が２０％低下したＸ線ビーム２０を出力し、Ｘ線検出器３０はこの透過画像を検出する。検出された透過画像はキャプチャーボードを通してパソコン４０に取り込まれ、（画像用メモリや）磁気ディスク装置に記憶される。
【００３８】
次にステップＳ２３０は、磁気ディスクに記憶されている基準透過画像と参照透過画像を画像メモリに読込み、対応画素間の画素値の差分を画素ごとに算出（差画像の算出）する。
【００３９】
ステップＳ２４０は、「画素値変化の分布」を求める工程である。ステップＳ２３０で算出した差分値（差画像）の全画像領域（あるいは中央部）での画素値分布（以下、「画素値変化の分布」という。）を求める。ここで、画素値の分布とは、画素値の頻度分布のことである。Ｘ軸を画素値、Ｙ軸を画素数で表される座標系に「画素値変化の分布」をプロットすると、図４に示す「画素値変化の分布」となる。この「画素値変化の分布」の広がりは、主としてＸ線のフォトンノイズに起因するノイズと、分布を取った領域でのＸ線検出器３０の特性不均質とによって生じるが、ランダムノイズであるフォトンノイズの寄与が大きいため図４に示すように概略として、正規分布グラフになる。
【００４０】
ステップＳ２５０は、この「画素値変化の分布」から許容値Ｄ_ＳＫを求める工程である。即ち、例えば「画素値変化の分布」は画素値と画素数からなるデータベースで記憶されているものとし、このデータベースから画素数が０でない最大の絶対画素値（画素値の絶対値）を求め、この絶対画素値を許容値Ｄ_ＳＫとして磁気ディスクに記憶する。つまり許容値Ｄ_ＳＫは、画像ノイズと特性不均質を考慮した時の参照透過画像と基準透過画像の画素値の最大絶対差である。本Ｄ_ＳＫの求出では「画素値変化の分布」を求めることなくことなく、ステップＳ２３０で最大絶対差を直接求めてもよい。Ｄ_ＳＫの他の求め方は後述する。
【００４１】
なお、本実施の形態では、許容値Ｄ_ＳＫを求める際に、Ｘ線発生器１０に供給する電流値を基準透過画像を撮影していたときよりも２０％低下させることによってＸ線検出器３０の入射Ｘ線量が２０％低下した場合を再現したが、逆に「Ｘ線検出器３０の入射Ｘ線量が２０％増加した場合」でも、許容値Ｄ_ＳＫは「Ｘ線検出器３０の入射Ｘ線量が２０％低下した場合」とほぼ同じ値になる。実際には、Ｘ線量もＸ線検出器３０の感度も時間とともに低下するので、「Ｘ線検出器３０の入射Ｘ線量が２０％低下した場合」の許容値Ｄ_ＳＫを実測している。
【００４２】
従って、以上の許容値Ｄ_ＳＫの算出方法を実施することで、Ｘ線検出器３０の性能点検に用いる許容値Ｄ_ＳＫを算出することができる。
【００４３】
（許容値Ｄ_ＳＫ算出方法の変形例）
本発明の実施の形態においては、図４に示す「画素値変化の分布」を求める際に、図３のステップＳ２４０で、画素値分布に使用する差分値は全画像領域としているが、画像中央部の画像情報のみを用いて「画素値変化の分布」を生成してもよい。これによりＸ線検出器３０の広域的な特性不均質（シェーディング等）が大きな場合でも、許容量Ｄ_ＳＫが大きくなり過ぎることなく、中央部の代表的な値を計算できる。また、計算時間も短縮できる。
【００４４】
また、許容値Ｄ_ＳＫの算出基準である電流変化％は、本実施の形態においては±２０％としているが、これに限らず何％でもよい。また、画面を複数ゾーンに分け、ゾーン毎に分けて算出してもよい。例えば重要な中央部は１０％、周辺部は２０％、中間部は１５％として異なった許容値Ｄ_ＳＫを用いるようにしても良い。また、管電流を変化させる代わりに管電圧や幾何条件やＸ線フィルターの変更を行って参照透過画像を得るようにしてもよい。
【００４５】
また更に、画面を複数ゾーンに分け、画面のゾーン毎に「画素値変化の分布」を求め、ゾーン毎に異なった許容値Ｄ_ＳＫを得るようにしてもよい。これにより、より丁寧な判定が可能である。
【００４６】
許容値Ｄ_ＳＫの求め方としては、「画素値変化の分布」が０にならない最大絶対画素値に＋α（小さい値）、または×ｋ（１より少し大きい値）の演算をして大きめに余裕を持たせてもよい。また、「画素値変化の分布」の平均画素値、Ｍｅａｎと標準偏差、σを求め、式（１）で計算してもよい。
Ｄ_ＳＫ＝ＡＢＳ（Ｍｅａｎ）＋４＊σ　　…式（１）
ここで、第２項の係数は、必ずしも「４」である必要はなく、「３」乃至「５」程度を選べばよい。このＤ_ＳＫの計算は「分布が０にならない最大絶対画素値」、即ち、最大絶対差分値に相当する値を統計的に求めたことになる。特性不均質が少ない検出器の場合は、式（１）で計算するので、安定して許容値Ｄ_ＳＫが求められる。
【００４７】
（表示部の点検方法）
次に、本発明の実施の形態に係るモニタ５０の点検方法を、図５及び図６に示す第１及び第２のテストパターンを参照して説明する。なお、図５、図６で、パターンの繰り返しは省略して描かれている。
【００４８】
「表示部の点検」は、モニタ５０に表示される階調と歪みを目視によって検査するためにモニタ５０に、図５に示す第１のテストパターン、又は図６に示す第２のテストパターンを表示するものである。ここでパターン発生手段とは、第１及び第２のテストパターンを磁気ディスクから読み出し、または計算により作り出して画像メモリに直接書き込み、表示部に出力するものである。
【００４９】
これら第１及び第２のテストパターンのバックグランドは、中間輝度のグレイスケール（２進数８ビット表示を行った場合「１２８」）である。グレイスケール「０〜２５５」で、「０」が最も暗く、「２５５」が最も明るい。また、水平と垂直にそれぞれ８画素ごとに直線がある。
【００５０】
モニタ５０の画面は縦４８０画素、横６４０画素なので、これらの直線は水平線が５９本、垂直線が７９本あり、第１のテストパターンではグレイスケール２５５（真白）、第２のテストパターンはグレイスケール０（真黒）である。これらのテストパターンをそれぞれモニタに表示し、
（１）水平線と垂直線がそれぞれ真っ白または真っ黒であること。
（２）水平線と垂直線がそれぞれ平行であること。
（３）バックグランドの明るさが均一であること。
を目視によって確認する。
【００５１】
（第１の実施の形態の効果）
従って、本発明の実施の形態によれば、Ｘ線検出器３０の使用開始初期に被検体７０を配置しない状態で、Ｘ線発生器３０から発生されるＸ線ビーム２０をＸ線検出器３０で撮影して基準透過画像として記憶し、次に、定期的にあるいは非定期的に基準透過画像撮影条件と同一条件で試験透過画像を撮影して、これら基準透過画像と試験透過画像の対応画素間の画素値の差分を画素ごとに算出して、この差分値が許容範囲内にあるときは、この試験透過画像は正常であると判定し、一方で少なくとも１つ、この差分値が許容範囲外にあるときは、この試験透過画像の少なくとも１部は異常であると判定し、モニタ５０にその旨を表示させることで、Ｘ線検出器３０及びＸ線発生器１０の状態を容易に外部に知らせることができる。
【００５２】
許容範囲は、画素値の差分値の絶対値が１画素でもＸ線検出器の入射Ｘ線量が約２０％相当変化した値である許容値Ｄ_ＳＫを超えたときに異常メッセージを表示することでＸ線検出器３０の感度劣化、焼き付けなどによって一部でも許容値以上に輝度が変化していると、これを検知して表示することができ、Ｘ線検出器３０及びＸ線発生器１０の１次点検を自動的に容易に行うことができる。
【００５３】
特に、均質な感度変化だけでなく、不均質な班状の感度変化でも、その最大変化部分が許容値を超えたか判断でき、その変化も画像ノイズに影響されず正確に入射Ｘ線量が約±２０％相当変化した値を許容値として判定できる。
【００５４】
また、「表示部の点検」においては、第１のテストパターン、又は第２のテストパターンをモニタ５０に表示させることで、目視でモニタ５０のみの輝度変化や歪みを検査できる。
【００５５】
（変形例）
本実施の形態においては、Ｘ線検出器３０の劣化点検を行うために、基準透過画像と試験透過画像の画素値の差分を画素ごとに行い、逐次許容値と比較して判定しているが、劣化点検方法はこれに限らず、例えば基準透過画像と試験透過画像の差画像を先に算出しておき、後に差画像の判定処理を行うようにしても本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
また、基準、参照、試験の透過画像の撮影条件はパソコン４０で自動設定するようになっているが、設定項目の一部あるいは全部を操作者が手動で設定するようにしてもよい。
【００５７】
更に、判定及び許容値の算出方法の変形例として、空間フィルターを掛けスムージングした画像に対し本発明の実施の形態による許容値Ｄ_ＳＫの算出と判定処理を行なうようにしてもよい。この場合、全画素計算でなく、間引き（例えば、１画素おき）で許容値Ｄ_ＳＫ算出と判定を行うこともできる。
【００５８】
また、本実施の形態においては、１画素でも許容値Ｄ_ＳＫを超えた画素が検出されるかを判定しているが、これは最大差分値が許容値Ｄ_ＳＫを超えるかを判定することと等価である。また、ここでＤ_ＳＫを超えた画素が必ずしも１画素でなく所定画素数を超えたとき、異常メッセージを出力するようにしてもよい。
【００５９】
ここでは例えば、「Ｘ線検出器の性能点検プログラム」に異常画素を検出すると加算を行う加算処理工程を設け、許容値Ｄ_ＳＫを超えた画素を検出すると加算及び集計を行うことで、この集計値が所定数を超えたときに異常メッセージをモニタ５０に出力するようにする。また、異常画素の数を表示させてもよい。
【００６０】
また、本実施の形態においては、試験透過画像と基準透過画像から算出される差分値と許容値Ｄ_ＳＫとを比較することで、差分値と許容値Ｄ_ＳＫとの大小比較を行っているが、演算を含む他の比較法を利用することも可能である。例えば、差画像の分布に対し、絶対値が大きくなるほど大きくなるウエイト関数を掛けて加算し、差の大きさを点数評価し、この点数を別の許容値と比較することで異常の判定を行うようにする。
【００６１】
更に、本実施の形態においては、基準透過画像と参照透過画像の差分から許容値Ｄ_ＳＫを算出することで、差分の最大絶対値を許容値Ｄ_ＳＫとしているが、「画素値変化の分布」に対して同じようなウエイト関数を掛けて加算して許容値を求めることもできる。一般的に言えば、試験透過画像と基準透過画像等との差分値（差画像）に演算を加えて評価量を求め許容値Ｄと比較して判定する場合には、この許容値Ｄの求め方としては、参照透過画像と基準透過画像との差分値（差画像）に同様の演算を加えてを求めることになる。
【００６２】
この演算は、ウエイト関数掛け以外にも色々な演算が考えられる。例えば、許容量Ｄを求めるのに前出の式（１）で最大絶対差分値相当値を求めて記憶し、評価量を求めるのに同じ式（１）を用いて最大絶対差分値相当値を計算して比較・判定することが例として示せる。この例の場合は、画素数が少ない場合に安定した判定を行うことができる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、Ｘ線検出器、Ｘ線発生器及び表示部の点検を容易に行うことができるＸ線透視検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るＸ線透視検査装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＸ線検出器の性能点検を行うフローチャート図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る許容値Ｄ_ＳＫを算出するフローチャート図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る「画素値変化の分布」グラフである。
【図５】第１のテストパターンを示す図である。
【図６】第２のテストパターンを示す図である。
【符号の説明】
１　Ｘ線透視検査装置
１０　Ｘ線発生器
１１　Ｘ線管
１２　高圧発生部
２０　Ｘ線ビーム
３０　Ｘ線検出部
３１　Ｘ線Ｉ．Ｉ．
３３　テレビカメラ
４０　計算機（パソコン）
４１　キャプチャーボード
４２　算出部
４３　比較部
４５　判定部
４７　制御部
４９　記憶部
５０　表示部（モニタ）
６０　外部入力部
７０　被検体
７１　機構部
７５　Ｘ線遮蔽箱
７８　機構制御部

Claims

被検体に向けてＸ線を照射し、当該被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出し、当該被検体の透過画像を表示するＸ線透視検査装置であって、
使用開始初期に、前記被検体を配置しない状態で撮影した第１の透過画像と、使用開始初期から任意期間経過後に、前記第１の透過画像の撮影時と同一条件で撮影した第２の透過画像とを記憶する記憶手段と、
前記第２及び第１の透過画像の対応画素間の差分値ａを各画素ごとに算出する算出手段と、
前記差分値ａあるいはこの差分値ａから計算する評価量が所定の許容値の外であるか否かを比較する比較手段と、
前記比較の結果から、前記第２の透過画像は異常と判定する判定手段と
を備えることを特徴とするＸ線透視検査装置。
前記所定の許容値は、
使用開始初期に、前記第１の透過画像の撮影時と同一条件からＸ線を発生するＸ線発生手段で発生するＸ線を所定の割合に変更した状態で撮影した第３の透過画像と、前記第１の透過画像との対応画素間の差分値ｂから求めることを特徴とする請求項１記載のＸ線透視検査装置。
前記所定の許容値は、
前記差分値ｂの絶対値の最大値ｂあるいは前記差分値ｂの頻度分布から計算される最大値相当値ｂであることを特徴とする請求項２記載のＸ線透視検査装置。
前記評価量は、
前記差分値ａの絶対値の最大値ａあるいは前記差分値ａの頻度分布から計算される最大値相当値ａであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線透視検査装置。
前記評価量を前記差分値ａから、前記許容値を前記差分値ｂから、それぞれ同じ関数を用いて求めることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のＸ線透視検査装置。
検出された透過画像を表示する表示手段と、
中間輝度の背景に対し略最低輝度で略等間隔の縦線と横線を有する第１のテストパターン、又は、中間輝度の背景に略最高輝度で略等間隔の縦線と横線を有する第２のテストパターンを発生するパターン発生手段とを備え、第１及び第２のテストパターンのいずれか一方を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＸ線透視検査装置。