JP2005230437A - ディジタルｘ線透視撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、２次元Ｘ線検出器（例えばイメージインテンシファィアとＣＣＤカメラ。フラットパネルディテクターＦＰＤ）での構造ノイズの除去をはかることを目的とする。
【解決手段】この発明は、実際の計測と同様にして、被検体の代わりに、アクリル板２をＸ線源１と２次元Ｘ線検出器との間に挿入して構造ノイズ用データを取得する。この取得は事前に行う。この構造ノイズ用データからカンタムノイズを除去して一次元構造ノイズデータを得、次にこれを二次元構造ノイズデータに展開し、メモリＴに格納する。
一方、被検体を挿入して実計測を行い、実画像データを得、メモリＴの各画素毎のノイズデータとの差分を画素毎にとる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディジタル式Ｘ線透視検査装置、特にＣＣＤカメラ等の二次元ディジタル半導体カメラやフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）を使ったディジタル式Ｘ線透視検査装置に関する。

Ｘ線透視検査装置は、写真フィルムに代わってイメージセンサ等による電子的な画像データの取得へ変わりつつある。イメージセンサには、構造ノイズと呼ばれるデバイス固有のノイズが存在し、その低減が必要である。
構造ノイズの低減の従来例には、特許文献１がある。特許文献１は、被検体と同等の均一なＸ線吸収体（ファントム）を複数個（例えば３個）用意しておき、それぞれにＸ線を照射して画像をイメージセンサ（工業ＴＶカメラ）を通じて取得し、被検体の画像からそれぞれ差し引き、最もよいものを最終画像として得るとしたものである（第１のやり方）。
更に特許文献２は、第１のやり方で採用した均一なＸ線吸収体の代わりに、被検体を動かしてＸ線を照射し続け、被検体のぼけた画像を作成し、構造ノイズだけを抽出して差し引くやり方を開示する（第２のやり方）。
特開平６−２３３１９３号公報

特許文献１の第１のやり方は、被検体と同等の吸収体を用意することが現実的に不可能である点、更にその吸収体を撮影しなければならないとする余分な時間を必要とする点、で問題を持つ。
特許文献１の第２のやり方は、被検体の無効な被曝の増加の点、被検体の拘束時間の増加の点で問題を持つ。

本発明の目的は、リアルタイムで且つ構造ノイズの大幅な低減を可能にするディジタル式Ｘ線透視検査装置を提供するものである。

本発明は、Ｘ線源と２次元Ｘ線検出器とより成るＸ線透視検査装置において、
縦方向又は横方向ノイズ補正用メモリと、減算手段とを有し、この補正用メモリには、Ｘ線源と２次元Ｘ線検出器との間に均一なファントムを挿入して複数回のＸ線照射により得た複数個の画像データの平均値から求めた二次元の縦方向又は横方向構造ノイズデータを、格納させておくものとし、被検体をＸ線源と２次元Ｘ線検出器との間に挿入しての実測計測時の実画像データの各画素ノイズデータと、上記補正用メモリの対応する画素ノイズデータとの差分を上記減算手段で得て透視画像データを得るものとしたＸ線透視検査装置を開示する。

更に本発明は、二次元の縦方向又は横方向構造ノイズデータは、複数個のファントム画像データの平均値を縦方向又は横方向にデータ投影して得た一次元ノイズデータを二次元ノイズデータとして展開したものとする。

更に本発明は、補正画像メモリのノイズデータ及び減算対象の実画像データは、対数変換後のデータとし、減算後のデータは対数逆変換するものとする。

本発明のディジタル式Ｘ線透視検査装置によれば、イメージセンサとしての２次元Ｘ線検出器の構造ノイズをリアルタイムで大幅に低減でき、画質の向上をはかれる。

本発明の基本的な考え方は、事前に構造ノイズをデータとして取得してメモリに格納しておき、実測時に実画像データから差し引くものとした点にある。更に、かかる構造ノイズデータの取得の仕方に工夫をこらしている。
図１は、事前に構造ノイズを得るときの計測例を示す。以下２次元Ｘ線検出器としてＩＩを用いた場合について例を示す。Ｘ線管１とＩＩ（イメージインテンシファイア）３とは実際のＸ線透視検査装置固有のものであり、被検体計測に使うものである。
ＩＩ３は、Ｘ線を入射して可視光に変換するものであり、その出力側にＴＶカメラ４として設置しているものが半導体例えば二次元ＣＣＤカメラである。ＣＣＤカメラ４は、ＩＩ４の出力光が低レベルであることからカメラ固有の構造ノイズをその画像出力に含む。

カメラ４の構造ノイズのためのデータを得るために挿入したのが、均等な構造のファントムとしてのアクリル板２である。アクリル板２は、比較的人体に近い吸収係数を持っており、ＩＩ３のＸ線全感応領域相当のサイズを充分に含む大きさであり、これによりカメラ４の全感応領域について構造ノイズデータの取得を可能にする。従って、図では矩形としたが、人体に近い円形や楕円形状の例もある。
このように、アクリル板２を被検体の代わりに実測位置に設置しておき、その撮影をｎ回繰り返す。かくしてｎ個の画像Ｇ_１〜Ｇ_ｎを得る。その例を図２に示す。次に、ｎ個の画像Ｇ_Ｉ〜Ｇ_ｎの全画素について、画素毎に総加算して、その総加算値を数値ｎで除す。これは平均化処理であるが、これによりカンタムノイズと称するノイズ除去をはかる。

図３は、メモリに格納した上記カンタムノイズ除去後の結果を示す。１画像サイズ（ｉ×ｊ）の画像データＲが図２による処理の結果、得られた様子を示す。画像データＲは、構造ノイズを含んでおり、例えば縦方向構造ノイズを含む。縦方向構造ノイズを、１行分の大きさのサイズを持つレジスタＳにデータ投影する。ここで投影するとは、各列分のデータを総加算することであり、例えばある列（例えば例）のデータＰ_１、Ｐ_２、…Ｐ_ｉに関して、（Ｐ_１＋Ｐ_２＋…Ｐ_ｉ）なる加算を行って、レジスタＳの６列目にラッチする。これを全列分行う。かくして、レジスタＳには、アクリル板２を利用しての縦方向の構造ノイズのプロファイルデータを得る。

図４は、プロファイルデータから、実際の構造ノイズデータを得る処理手順例を示す。（イ）で、レジスタＳのプロファイルデータＡをスムージングして（ロ）のスムージングデータＢを得、（ハ）で（イ）と（ロ）で得たデータＡとＢとの差分（Ｂ−Ａ）をとる。これによって、１次元縦方向構造ノイズＮを得る。

図５は、レジスタＳに得た１次元縦方向構造ノイズをノイズ用２次元メモリＴ上に二次元構造ノイズデータとして展開する。展開法は、そのままの二次元に配置するやり方を採用する。即ち、ノイズ用二次元メモリＴの第１列分の画素（１、１）、（２、１）、…（ｉ、１）へはＳ_１をそのまま入れ、第５列分の画素（１、５）、（２、５）、…（ｉ、５）へはＳ_５をそのまま入れる。他の列も同様とする。
他の展開例には、レジスタＳに得た一次元縦方向構造ノイズを、図２のカンタムノイズ除去データの各画素データの大きさに応じて配分するやり方がある。例えばＰ_１に対しては、Ｓ_５をＰ_１×Ｓ_５とするとか、それに更に正規化のための係数ｋを乗算（Ｐ_１×Ｓ_１×ｋ）するとかのやり方をとる。

図５のノイズ用２次元メモリＴは、システム構築時に得ておくものとする。そして被検体実測時には、同様のサイズ（ｉ×ｊ）の実測画像データをＣＣＤカメラ４で得て、これに、ノイズ用２次元メモリＴの各画素単位に差分をとる。

以上の実施の形態によれば、縦方向構造ノイズの除去をリアルタイムで行える。然も、ノイズ用２次元メモリＴに格納したノイズデータは、カンタムノイズ除去と、プロファイルデータからスムージング処理結果を差し引いての正確な構造ノイズ抽出と、を行っていることから、ノイズ除去が正確に行え、画質の向上をはかれた。

図６は、構造ノイズ除去を行う他の処理例を示す。この処理例は、対数変換して吸収係数レベル（又は対数の指数レベル）でノイズ除去をはかった。
図６で、メモリ８が縦方向構造ノイズメモリＴに相当し、事前に求めたノイズデータを設定してある。但し、メモリＴのデータそのものでなく、対数値に補正した値である。これは指数レベルでノイズ除去をはかるためである。テーブルメモリ６はデータ５に示す如き対数関数に従って得られたテーブル、テーブル１０は、データ１１に示す対数逆変換の関数に従って得られたテーブルである。かかる関数データ５、１１も事前に用意してある。

次に動作を説明する。
実際の被検体１００を挿入しての実画像がカメラ４に得られる。この実画像は、縦方向構造ノイズを含む。次に、カメラ４の画像データをデータ５に従って画素単位に対数変換する。この変換結果をテーブルメモリ６に格納する。減算器９でメモリ９と８とのデータの画素単位の差分をとり、データ１１を利用して逆変換した後でテーブルメモリ１０へラッチする。メモリ８のアクセスはアドレスカウンタ７によって画素位置を更新して行う。かくして、メモリ１２に示す如き、ノイズ除去後の透視画像データを得る。
本実施例形態では２次元Ｘ線検出器にイメージインテンシファィアとＣＣＤカメラで説明したがこれに代えてＦＰＤであってもよい。

本発明は、Ｘ線透視撮影しての検査装置として利用する。

本発明の縦方向構造ノイズデータを得るための計測図である。 本発明のカンタルノイズ除去の説明図である。 本発明のカンタルノイズ除去の説明図である。 本発明の１次元縦方向構造ノイズデータを得る処理例を示す図である。 本発明の２次元縦方向又横方向構造ノイズデータを得る処理例を示す図である。 本発明の縦方向構造ノイズ除去の具体的な処理手順を示す図である。

符号の説明

１ Ｘ線管
２ アクリル板
３ ＩＩ
４ カメラ

Claims (3)

1. Ｘ線源と２次元Ｘ線検出器とより成るＸ線透視検査装置において、
   縦方向又は横方向ノイズ補正用メモリと、減算手段とを有し、この補正用メモリには、Ｘ線源と２次元Ｘ線検出器との間に均一質のファントムを挿入して複数回のＸ線照射により得た複数個の画像データの平均値から求めた二次元の縦方向又は横方向構造ノイズデータを、格納させておくものとし、被検体をＸ線源と２次元Ｘ線検出器との間に挿入しての実測計測時の実画像データの各画素ノイズデータと、上記補正用メモリの対応する画素ノイズデータとの差分を上記減算手段で得て透視および又は撮影画像データを得るものとしたＸ線透視検査装置。
2. 上記二次元の縦方向又は横方向構造ノイズデータは、均一質のファントムを撮影して得られた複数個の画像データの平均値を縦方向又は横方向にデータ投影して得た一次元ノイズデータを二次元ノイズデータとして展開したものとする請求項１のＸ線透視検査装置。
3. 上記補正画像メモリのノイズデータ及び減算対象の実画像データは、対数変換後のデータとし、減算後のデータは対数逆変換するものとする請求項１のＸ線透視検査装置。
   

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