JP2008018047A - 欠陥領域補正装置および方法並びにプログラム、放射線検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被写体の像の情報を含む光・放射線を検出器により検出して被写体の像を表す画像を得、検出器の欠陥部位に対応する上記画像上の欠陥領域を特定し、当該欠陥領域を構成する複数の欠陥画素の画素値を補正する際に、より自然な濃淡となるように補正する。
【解決手段】補正対象の欠陥画素Ｑｔと欠陥領域Ｂｔの周囲に隣接する各正常画素Ｎとの組合せ毎に、当該正常画素Ｎの画素値を補正対象の欠陥画素Ｑｔと当該正常画素との間の距離Ｌが大きいほど小さくなる重み付け係数により重み付けして、複数の重み付き正常画素値を得る。当該複数の重み付き正常画素値の平均値を算出し、補正対象の欠陥画素Ｑｔの画素値を上記算出された平均値を用いて補正する。この処理を各欠陥画素に対して行う。
【選択図】図１２

Description

本発明は、欠陥領域補正装置および方法並びにそのためのプログラム、放射線検出装置に関し、詳しくは、被写体の像の情報を含む光または放射線を検出器により検出して前記被写体の像を表す画像を得、前記検出器の欠陥部位に対応する前記画像上の欠陥領域を特定し、該欠陥領域を構成する複数の欠陥画素の画素値を補正する欠陥領域補正装置および方法並びにそのためのプログラム、当該方法を使用した放射線検出装置に関するものである。

従来、Ｘ線等の放射線を照射するとこの放射線エネルギの一部を蓄積し、その後、可視光等の励起光を照射するとこの蓄積された放射線エネルギに応じて輝尽発光を示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、人体等の被写体の放射線像を蓄積性蛍光体層に一旦潜像として記録し、この蓄積性蛍光体層にレーザ光等の励起光を照射して輝尽発光光を生じせしめ、この輝尽発光光を光電的に検出して被写体の放射線像を表す画像データを取得する放射線像記録装置および放射線像読取装置等からなる放射線像記録再生システムがＣＲ（ＣｏｍｐｕｔｅｄＲａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）として知られている。

この放射線像記録再生システムに使用される記録媒体としては、支持基板上に蓄積性蛍光体層を積層して作成した放射線像変換パネルが知られている。上記放射線像変換パネルに被写体を通った放射線を曝射してこの放射線像変換パネルに上記被写体の放射線像が記録され、その後、励起光の照射により上記放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光を検出してこの放射線像変換パネルに記録された上記被写体の放射線像を表す画像データが取得される。上記のように被写体の放射線像を表す画像データが読み取られた放射線像変換パネルは、消去光の照射によりこの放射線像変換パネルに残存する放射線エネルギが放出されて再び放射線像の記録が可能となるので、この放射線像変換パネルは上記被写体を表す放射線像の記録および再生に繰り返し使用することができる。

また、上記放射線像変換パネルの部分的な損傷等によって生じた欠陥部位が、上記取得された画像データが表す画像中に欠陥部位として表示されることがあり、このような欠陥部位の位置を予め記憶しておき、新たに取得された画像データ中の上記記憶された欠陥部位の位置に対応する画像データを、この欠陥部位の周囲を表す画像データを用いて補正する補正手法も知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。この補正手法は、補正対象画素の画素値を、例えば、当該画素に隣接する上下左右４点または斜め４点あるいは上下左右および斜め計８点の画素の画素値の平均値で置き換えるものである。
特開２０００−２８４０５９号公報 特開２００４−２３３４４８号公報 特開２００５−２８４８７３号公報

ところで、この補正手法によれば、欠陥部位が多数の欠陥画素からなる場合には、その欠陥部位の中央付近の欠陥画素の周辺は欠陥画素が多くなる、または、欠陥画素だけとなるので、このような場合には、比較的多くの正常画素に隣接する欠陥画素、すなわち、欠陥部位の外側の欠陥画素から周辺の正常画素の画素値を用いて補正を行い、補正対象画素を徐々に欠陥部位の中央に向けて移動させ、補正済みの画素の画素値を用いてさらに欠陥画素を補正してゆくといった処理を行わなければならない。

しかしながら、このような補正を行うと、欠陥部位の中央寄りの画素の画素値は、補正値に基づいた補正が多数繰り返されて得られたものとなるため、補正後の欠陥部位は不自然な画像となる場合が多い。

本発明は、上記事情に鑑み、画像上の複数の欠陥画素で構成される欠陥部位を自然な画像となるように補正することが可能な欠陥領域補正装置および方法並びにそのためのプログラムを提供することを目的とするものである。

本発明の欠陥領域補正装置は、被写体の像の情報を含む光または放射線を検出器により検出して前記被写体の像を表す画像を得、前記検出器の欠陥部位に対応する前記画像上の欠陥領域を特定し、該欠陥領域を構成する複数の欠陥画素の画素値を補正する欠陥領域補正装置において、補正対象の前記欠陥画素と前記欠陥領域の周囲に隣接する各正常画素との組合せ毎に、該正常画素の画素値を前記補正対象の欠陥画素と該正常画素との間の距離が大きいほど小さくなる重み付け係数により重み付けして、複数の重み付き正常画素値を得る正常画素値重み付け手段と、該得られた複数の重み付き正常画素値の平均値を算出する平均値算出手段と、前記補正対象の欠陥画素の画素値を前記算出された平均値を用いて補正する画素値補正手段とを備えたことを特徴とするものである。

ここで、欠陥領域の特定に関し、被写体がない状態で一様な光または放射線を検出器により検出して得られたいわゆるベタ画像に基づいて、予め画像上の欠陥領域の位置を求めておき、被写体画像上の当該位置を欠陥領域として特定してもよいし、ベタ画像に基づいて被写体画像上の欠陥領域をテンプレートマッチングの手法等により探索して欠陥領域を特定してもよい。

また、「欠陥領域の周囲に隣接する各正常画素」とは、欠陥領域の周囲に隣接するすべての正常画素の各々であってもよいし、欠陥領域の周囲に隣接するすべての正常画素を略均等に間引きして得られた正常画素の各々であってもよい。また、欠陥領域の周囲に隣接する正常画素は、欠陥領域に直接的に接する画素だけであってもよいし、これら直接的に接する画素にさらに接する外側の画素を含めた画素であってもよい。

また、「重み付き正常画素値の平均値」を算出する際には、重み付き正常画素値の算出と平均値の算出とを分離せずに一括して算出するようにしてもよい。

また、「平均値を用いて補正する」とは、その平均値に置き換えることであってもよいし、その平均値を適宜加工して得られた値に置き換えることであってもよい。

本発明の欠陥領域補正装置において、前記正常画素値重み付け手段は、前記正常画素の画素値に、前記距離に応じて指数関数的に小さくなる重み付き係数を乗じて前記重み付き正常画素値を得るものであってもよい。

本発明の欠陥領域補正方法は、被写体の像の情報を含む光または放射線を検出器により検出して前記被写体の像を表す画像を得、前記検出器の欠陥部位に対応する前記画像上の欠陥領域を特定し、該欠陥領域を構成する複数の欠陥画素の画素値を補正する欠陥領域補正方法において、補正対象の前記欠陥画素と前記欠陥領域の周囲に隣接する各正常画素との組合せ毎に、該正常画素の画素値を前記補正対象の欠陥画素と該正常画素との間の距離が大きいほど小さくなる重み付け係数により重み付けして、複数の重み付き正常画素値を得、該得られた複数の重み付き正常画素値の平均値を算出し、前記補正対象の欠陥画素の画素値を前記算出された平均値を用いて補正することを特徴とするものである。

本発明のプログラムは、コンピュータを、被写体の像の情報を含む光または放射線を検出器により検出して前記被写体の像を表す画像を得、前記検出器の欠陥部位に対応する前記画像上の欠陥領域を特定し、該欠陥領域を構成する複数の欠陥画素の画素値を補正する欠陥領域補正装置として機能させるためのプログラムにおいて、該コンピュータを、補正対象の前記欠陥画素と前記欠陥領域の周囲に隣接する各正常画素との組合せ毎に、該正常画素の画素値を前記補正対象の欠陥画素と該正常画素との間の距離が大きいほど小さくなる重み付け係数により重み付けして、複数の重み付き正常画素値を得る正常画素値重み付け手段と、該得られた複数の重み付き正常画素値の平均値を算出する平均値算出手段と、前記補正対象の欠陥画素の画素値を前記算出された平均値を用いて補正する画素値補正手段として機能させることを特徴とするものである。

本発明の放射線検出装置は、被写体の潜像を保持する放射線検出手段と、前記放射線検出手段から前記潜像を読み取り、画像データを生成する画像生成手段と、前記生成された画像データが表す画像内にあり、２以上の欠陥画素の集合体からなる欠陥領域を特定する欠陥領域特定手段と、前記欠陥領域の内部にある第１の欠陥画素を特定する欠陥画素特定手段と、前記欠陥領域の周囲に隣接する第１の正常画素を特定する正常画素特定手段と、前記第１の欠陥画素と前記第１の正常画素との間の第１の距離を計測する距離計測手段と、前記距離計測手段により計測された距離が大きいほど小さくなる重み付け係数を算出する重み付け係数算出手段と、前記第１の正常画素のデータ値に前記距離に応じた重み付け係数を乗じて第１の重み付き正常画素データ値を得る正常画素データ値重み付け手段と、前記第１の重み付き正常画素データ値と、前記正常画素特定手段により特定された前記第１の正常画素とは異なる第２の正常画素に対して得られた第２の重み付き正常画素データ値と、を含む複数の重み付き正常画素データ値の平均値を算出して、該平均値を前記第１の欠陥画素のデータ値と置き換える欠陥画素データ値補正手段とを備えたことを特徴とするものである。

本発明の欠陥領域補正装置および方法によれば、被写体の像の情報を含む光または放射線を検出器により検出して被写体の像を表す画像を得、検出器の欠陥部位に対応する上記画像上の欠陥領域を特定し、当該欠陥領域を構成する複数の欠陥画素の画素値を補正する欠陥領域補正方法において、補正対象の欠陥画素と欠陥領域の周囲に隣接する各正常画素との組合せ毎に、当該正常画素の画素値を補正対象の欠陥画素と当該正常画素との間の距離が大きいほど小さくなる重み付け係数により重み付けして、複数の重み付き正常画素値を得、当該複数の重み付き正常画素値の平均値を算出し、補正対象の欠陥画素の画素値を上記算出された平均値を用いて補正するようにしているので、欠陥領域を構成する複数の欠陥画素のうち外側の正常画素に近い欠陥画素はその近くの正常画素の画素値が強く反映され、逆に、中央寄りの欠陥画素は欠陥領域の周囲の正常画素の画素値の平均値に近くなる。これにより、欠陥領域はより自然な濃淡に補正されることとなる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１は、放射線撮影システムと、本発明の実施形態による欠陥領域補正装置の概略構成を示す図である。この放射線撮影システムは、被写体に放射線を曝射し、被写体の像の情報を含む放射線を検出器により検出して被写体の放射線像を表す放射線画像を得るものであり、また、この欠陥領域補正装置は、放射線撮影システムにより得られた放射線画像を取得し、検出器の欠陥部位に対応する前記放射線画像上の欠陥領域を特定し、この欠陥領域を構成する複数の欠陥画素の画素値を補正するものである。

図１に示す放射線撮影システム１００は、同一の蓄積性蛍光体シートに対して、撮影と読取りと消去とをこの順に繰り返して複数回行うものであり、被写体Ｍ１の放射線像を蓄積性蛍光体シート１に撮影し記録する撮影部１０と、蓄積性蛍光体シート１を読み取って被写体Ｍ１の放射線像を示す画像データを取得する読取部２０と、読取部２０で読み取った蓄積性蛍光体シート１に消去光Ｌｓを照射して消去を施す消去部１５と、読取部２０による読取りおよび消去部１５による消去の際に蓄積性蛍光体シート１を昇降させる昇降駆動部３１と、システム全体の情報および動作を制御するコントローラ３５を備えている。

撮影部１０は、放射線Ｌｘの照射量を制御する制御部と、この制御部の制御のもとで放射線Ｌｘを照射する放射線源とで構成されている。

読取部２０は、励起光Ｌｅを蓄積性蛍光体シート１に照射する励起光照射部２１と、励起光Ｌｅの照射を受けて蓄積性蛍光体シート１から発生した輝尽発光光Ｋｅを検出し被写体の放射線像を示す画像データを出力する読取受光部２５とを備えている。

励起光照射部２１は、レーザ光源２２から射出された線状の励起光Ｌｅを蓄積性蛍光体シート１上の主走査方向（図中Ｘ方向）に延びる線状領域に集光させる光学系２３とを有している。

読取受光部２５は、励起光Ｌｅの照射を受けた蓄積性蛍光体シート１の上記線状領域から発生した輝尽発光光Ｋｅを後述する受光部２７上の線状領域に集光する光学系２６と、光学系２６により集光させた上記輝尽発光光Ｋｅを受光し光電変換する上記主走査方向に延びるラインセンサである受光部２７と、受光部２７で光電変換したアナログ画像信号をデジタル信号からなるイメージデータに変換し画像データとして出力するＡ／Ｄ変換器２８とを有している。

上記読取部２０と消去部１５とは、昇降駆動部３１により、蓄積性蛍光体シート１の表面に沿って、上記主走査方向と直交する副走査方向（図中矢印Ｙ方向）に往復運動（図１では上昇／下降）せしめられて、蓄積性蛍光体シート１の読取りや消去を行う。

一方、図１に示す欠陥領域補正装置２００は、上記放射線撮影システムにより被写体を通さない放射線を検出して得られたベタ画像Ｇ１と、上記放射線撮影システムにより被写体を通した放射線を検出して得られた被写体画像Ｇ１１とを取得する画像取得部６０と、ベタ画像Ｇ１に基づいて蓄積性蛍光体シート１（検出器）の発光不良箇所等の欠陥部位に対応する欠陥画像Ａ１，Ａ２，…（以下、不特定の欠陥画像または全欠陥画像を欠陥画像Ａと記すことがある）を示す欠陥参照画像Ｇ３を取得する欠陥参照画像取得部６０と、欠陥参照画像Ｇ３を参照して被写体画像Ｇ１１における上記欠陥部位に対応する欠陥領域Ｂ１，Ｂ２，…（以下、不特定の欠陥領域または全欠陥領域を欠陥領域Ｂと記すことがある）を特定する欠陥領域特定部７０と、被写体画像Ｇ１１上で特定された欠陥領域Ｂ１，Ｂ２，…に対して補正処理を施す補正処理部８０とを備えている。

画像取得部５０は、放射線撮影システム１００により得られたベタ画像、すなわち、消去された蓄積性蛍光体シート１に放射線を被写体Ｍ１を通さずに一様曝射（ベタ撮影）した後、この蓄積性蛍光体シート１を読み取って、放射線が一様照射された上記蓄積性蛍光体シート１に蓄積された放射線エネルギを示すベタ画像を取得するものである。このベタ画像Ｇ１には、蓄積性蛍光体シート１における欠陥部位に対応する欠陥画像が含まれている。なお、このベタ画像Ｇ１は、ＳＮ比をよくするため、高線量で幾度かベタ撮影して得られた複数の画像を平均化して生成することが望ましい。

また、画像取得部５０は、放射線撮影システム１００により得られた被写体画像Ｇ１１、すなわち、消去された蓄積性蛍光体シート１に放射線を被写体を通して曝射した後、この蓄積性蛍光体シート１を読み取って、被写体Ｍ１を通った放射線が照射された上記蓄積性蛍光体シート１に蓄積された放射線エネルギを示す被写体画像Ｇ１１を取得するものである。この被写体画像Ｇ１１には、被写体像のほか、蓄積性蛍光体シート１における欠陥部位の発光不良の影響を受けた、当該欠陥部位に対応する欠陥領域Ｂが含まれている。

欠陥参照画像取得部６０は、ベタ画像Ｇ１中の所定閾値以下の画素値（濃度値）を有する画素が、Ｘ方向および／またはＹ方向に所定個数以上略連続してなる領域、あるいは、方向に関係なく総数が所定個数以上略連続してなる領域を欠陥画像Ａとして抽出し、ベタ画像Ｇ１において抽出された欠陥画像Ａのみを残した欠陥参照画像Ｇ３を生成して取得する。この「所定閾値」と「所定個数」とで定まる判別条件は、「所定閾値」が小さくなるほど「所定個数」が小さくなるように定めた複数の判別条件が予め用意されており、いずれかの判別条件を満たす対象領域を欠陥画像Ａと判別する。

ところで、被写体画像Ｇ１１上で欠陥領域Ｂを特定する際の特定方法によっては、欠陥参照画像Ｇ３が表す欠陥画像Ａを大きめにした方がよい場合や小さめにした方がよい場合がある。例えば、後述の、濃度の差分の大小で欠陥領域Ｂの位置を特定する方法では欠陥画像Ａは大きめの方がよく、一方、欠陥画像Ａの濃度勾配の方向の一致度で欠陥領域Ｂの位置を特定する方法では欠陥画像Ａは小さめの方がよい。そこで、適用する欠陥領域Ｂの特定方法に応じて、欠陥の上記判別閾値を変更し、抽出される欠陥画像Ａの大きさを調整することが望ましい。

また、欠陥領域補正装置の市場への導入前（製造時）と導入後とでは、抽出する欠陥の大きさが異なる場合があるため、市場への導入後では欠陥画像Ａ１，Ａ２，・・・の判別閾値を変更して、抽出する欠陥画像Ａ１，Ａ２，・・・の大きさが補正可能な最大の大きさとなるように調整する。

また、欠陥参照画像取得部６０は、擬似欠陥の排除も行う。蓄積性蛍光体シート１上のパネルに塵埃が付着して生じる擬似欠陥の場合の画素値は、蓄積性蛍光体シート１の発光不良による真の欠陥の場合の画素値より大幅に下がる（輝度が高くなる）特徴があるので、この両者を二分する所定の画素値の基準値を設定し、画素値がこの基準値以下である画素を擬似欠陥と判別し、これを抽出すべき欠陥から排除する。

また、欠陥参照画像取得部６０は、補正が不要である欠陥の排除も行う。欠陥画像Ａを構成する欠陥画素は、その画素値（濃度）によっては周りのノイズに埋もれて視認され難い場合がある。そこで、欠陥画素の画素値が所定閾値以上である場合には、その欠陥画素を視認され難い補正不要の欠陥と判別し、これを抽出すべき欠陥から排除する。これにより、余分な補正処理を省くことができる。

欠陥参照画像取得部６０は、さらに、欠陥毎にその欠陥に適用すべき補正の種類、すなわち、感度補正／推定補正を決定するようにしてもよい。例えば、通常は感度補正を優先するが、以下の理由により一定条件の場合に推定補正とする。

蓄積性蛍光体シート１の読取りの際の系の位置ずれにより、欠陥参照画像Ｇ３上の欠陥画像Ａの位置と被写体画像Ｓｂ上の欠陥領域Ｂの位置とが、一定の範囲内、例えば０．５画素以内でずれる。図３に示すように、欠陥画像Ａの濃度変化が急峻であるとその位置ずれの影響により、その欠陥に感度補正を施しても視認され易い程の残差が発生する。そこで、欠陥画像Ａにおいて欠陥画素とその周辺８画素の各々との間の画素値の差分をそれぞれ求め、いずれかの差分の絶対値が所定閾値以上であるときに、その周辺の画素から欠陥画素の画素値を推定する推定補正を適用する。なお、この条件を満たす対象欠陥画素にのみ推定補正を適用するよう決定してもよいし、この対象欠陥画素を含む欠陥画像の全画素に推定補正を適用するよう決定してもよい。なお、本実施形態では、すべての欠陥領域に対して後述の推定補正を施すことにする。

図４は、このようにして、ベタ画像Ｇ１から擬似欠陥や補正不要欠陥が排除されて欠陥参照画像Ｇ３が生成される様子を示したものである。

欠陥領域特定部７０は、欠陥参照画像Ｇ３を参照して被写体画像Ｓｂ上の欠陥領域Ｂを特定するものであるが、その特定方法としては以下のような複数の方法が考えられる。

１）パターンマッチングによる特定方法
この特定方法は、欠陥参照画像Ｇ３における欠陥画像Ａと被写体画像Ｇ１１における欠陥領域Ｂとのパターンマッチングにより被写体画像Ｇ１１上の欠陥領域Ｂを特定する方法である。この方法では、後述の通り、欠陥領域Ｂの抽出にメディアンフィルタまたは移動平均処理を利用するため、精度はよいが処理に時間が掛かるという特徴があり、比較的小さい欠陥に適している。

まず、放射線像Ｃ１と欠陥領域Ｂを含む被写体画像Ｇ１１に対してメディアンフィルタまたは移動平均処理を施すことにより、高周波成分である欠陥領域Ｂが除去された欠陥除去済み画像Ｇ１２を得、被写体画像Ｇ１１から欠陥除去済み画像Ｇ１２を差し引いて欠陥領域Ｂのみが抽出された欠陥抽出画像Ｇ１３を生成する。

図５は、このようにして、放射線像Ｃ１と欠陥領域Ｂ１，Ｂ２，…を含む被写体画像Ｇ１１から欠陥除去済み画像Ｇ１２を差し引いて欠陥抽出画像Ｇ１３を生成する様子を示したものである。

次に、欠陥参照画像Ｇ３の座標軸を欠陥抽出画像Ｇ１３の座標軸に一致させ、欠陥参照画像Ｇ３を欠陥抽出画像Ｇ１３に対して所定範囲内で移動させながら、欠陥参照画像Ｇ３上の欠陥画像Ａと座標が欠陥画像Ａと同じである欠陥抽出画像Ｇ１３上の対応領域の画像との間の相関値を求め、各欠陥画像Ａ１，Ａ２，…毎にその相関値が最大となる場合を求める。

図６は、欠陥画像Ａ１，Ａ２，…を示す欠陥参照画像Ｇ３の座標軸（Ｘａ，Ｙａ）を、欠陥領域Ｂ１，Ｂ２，…を示す欠陥抽出画像Ｇ１３の座標軸（Ｘｂ，Ｙｂ）に一致させたときの、欠陥画像Ａ１，Ａ２，…と欠陥領域Ｂ１，Ｂ２，…との間の位置関係の一例を示したものである。

なお、欠陥除去済み画像Ｇ１２を得る際に、欠陥画像Ａの大きさによってメディアンフィルタのサンプリング数を変更することで処理の高速化を図ることができる。

また、パターンマッチングにおいては、次式(1)に従って相関値Ｔを算出するようにしてもよい。すなわち、欠陥画素とその対応画素間の画素値の差分を、欠陥画素の画素値で重み付けする。

ここで、Ｅｉは欠陥参照画像Ｇ３上の欠陥画像Ａを構成する欠陥画素の画素値、Ｆｉは欠陥画像Ａに位置的に対応する欠陥抽出画像Ｇ１３上の対応領域画像を構成する画素の画素値、ｎは欠陥画像Ａの画素数を表している。

以下、他の簡易的な欠陥領域の特定方法について説明する。これらの特定方法は、精度は下がるが処理時間が短いという特徴があり、比較的大きな欠陥に適している。なお、ここでは説明を簡略化するため、欠陥領域の位置ずれ方向がＹ方向、すなわち、１次元に偏る場合を想定して説明するが、いずれの方法においても、位置ずれ方向をＸＹ方向、すなわち、２次元に拡張することが可能である。

２）欠陥の濃度プロファイルにおけるピーク位置の一致度の評価による特定方法
この特定方法は、欠陥参照画像Ｇ３上の欠陥画像Ａの濃度（画素値）プロファイルにおけるピーク位置と、欠陥画像Ａに位置的に対応する被写体画像Ｇ１１上の対応領域画像Ａ′の濃度プロファイルにおけるピーク位置とを比較して、最も一致する位置を欠陥領域Ｂの位置と特定するものである。

まず、欠陥参照画像Ｇ３における欠陥画像Ａの濃度プロファイルを、当該欠陥画像Ａの画素列毎に求める。

図７は、欠陥参照画像Ｇ３における欠陥画像Ａ１を示したものであり、図８上図は、その欠陥画像Ａ１の濃度プロファイルを示したものである。図８上図中の濃度プロファイルＰ１１〜Ｐ１４は、それぞれ、欠陥画像Ａ１内部をＹ方向の画素列ＲＹ１１〜ＲＹ１４の各々に沿って見たときの濃度変化を示しており、ｐ１１〜ｐ１４は、それぞれ、濃度プロファイルＰ１１〜Ｐ１４における各ピークを示している。なお、これら濃度プロファイルは、横軸を画素のＹ座標、縦軸を画素値で表してある。

次に、被写体画像Ｇ１１における対応領域画像Ａ′の濃度プロファイルを、当該対応領域画像Ａ′の画素列毎に求める。

図８下図は、被写体画像Ｇ１１上の対応領域画像Ａ１′と、その対応領域画像Ａ１′の濃度プロファイルを示したものである。図８下図中の濃度プロファイルＰ１１′〜Ｐ１４′は、それぞれ、対応領域画像Ａ１′内部を、上記の画素列ＲＹ１１〜ＲＹ１４に位置的に対応する画素列ＲＹ１１′〜ＲＹ１４′の各々に沿って見たときの濃度変化を示しており、ｐ１１′〜ｐ１４′は、それぞれ、濃度プロファイルＰ１１′〜Ｐ１４′における各ピークを示している。

ここで、欠陥画像Ａの濃度プロファイルにおける各ピークと、対応領域画像Ａ′の濃度プロファイルにおける各ピークとの間で、それぞれ対応するピーク同士の位置を比較し、対応するピーク同士の組合せ毎に、欠陥参照画像Ｇ３上でのピーク高ｐｈと欠陥参照画像Ｇ３上のピーク位置を基準としたときの被写体画像Ｇ１１上のピーク位置のＹ方向のずれ量ｐｓｙとを求め、同じずれ量ｐｓｙを有するピークのピーク高ｐｈをずれ量ｐｓｙ毎に分けて積算し、その積算量が最大となるずれ量ｐｓｙを、欠陥画像Ａとこれに対応する被写体画像Ｇ１１上の欠陥領域Ｂとの間のＹ方向における位置ずれ量ΔＹとみなす。なお、どのピーク同士がそれぞれ対応するかは、そのピーク高の近似性で判断してもよいし、そのピークが属する画素列の同一性で判断してもよい。

図９は、欠陥画像Ａ１と対応領域Ｂ１との間における、Ｙ方向のずれ量ｐｓｙとピーク高ｐｈの積算量との対応関係を示したものである。この例では、ピーク高ｐｈの積算量が最大となるＹ方向のずれ量ｐｓｙは「＋Ｙ方向に１画素」であるから、欠陥画像Ａ１に対応する被写体画像Ｇ１１上の欠陥領域Ｂ１のＹ方向の位置ずれ量ΔＹは「＋Ｙ方向に１画素」となる。

そして、欠陥画像Ａに対応する欠陥領域Ｂの位置を、欠陥画像Ａと同じ位置からΔＹ分だけ移動した位置に特定する。

３）欠陥周辺の各位置での補正済画像の評価による特定方法
この特定方法は、欠陥参照画像Ｇ３上の欠陥画像Ａの座標に基づいて、被写体画像Ｇ１１上で欠陥領域Ｂが存在する範囲を推定し、その範囲内で欠陥領域を仮決めして実際に補正処理を逐次行い、それらの補正結果を評価して最も適正な補正結果が得られたときの仮決め位置を真の欠陥領域Ｂの位置と特定し、その補正結果を採用するものである。

まず、被写体画像Ｇ１１において、座標が欠陥参照画像Ｇ３上の欠陥画像Ａと同じである位置を中心としてＹ方向に所定範囲内で位置をずらしながら、欠陥画像Ａに対応する欠陥領域を仮決めし、この仮決め毎に仮の欠陥領域に対して所定の補正処理を施し、複数の補正済み画像Ｇ１１′を得る。

図１０は、その一例として、欠陥領域Ｂ１を欠陥画像Ａ１と同じ座標位置を中心に±２画素範囲内で位置をずらしながら仮決めしたときの、真の欠陥領域Ｂ１と仮決めした仮の欠陥領域Ｂ１′との位置関係、仮決め毎に得られた補正済み画像Ｇ１１′の欠陥領域部分におけるＹ方向の所定の画素列の濃度プロファイルＰ″を示したものである。真の欠陥領域Ｂ１と仮の欠陥領域Ｂ１′との重複部分が多いほど、適正に補正される部分が多くなり、補正済み画像Ｇ１１′の欠陥領域部分における濃度プロファイルＰ″は起伏が小さくなるものと推定される。

次に、この起伏の高さを評価するため、濃度プロファイルＰ″上の各画素値Ｄｉについて、次式(2)に従って、隣接する２画素間の画素値の差分の絶対値の総和を評価値Ｈとして算出する。

そして、この評価値Ｈが最小となる仮の欠陥領域Ｂ１′を真の欠陥領域Ｂ１とみなし、このときの補正結果を適正な補正結果として採用する。

図１０の例では、仮の欠陥領域Ｂ１′の位置を欠陥画像Ａ１と同じ座標位置からＹ方向に＋１画素ずれた位置としたときに評価値Ｈが最小となるので、このときの仮の欠陥領域Ｂ１′を真の欠陥領域Ｂ１と特定し、このときの補正結果を適正になされた補正結果として採用することになる。

４）欠陥内部における濃度勾配の方向の一致度の評価による特定方法
この特定方法は、欠陥参照画像Ｇ３上の欠陥画像Ａの濃度勾配の分布Ｖと、欠陥画像Ａと位置的に対応する被写体画像Ｇ１１上の対応領域周辺の画像の濃度勾配の分布Ｖ′とを比較し、両者の分布が最も合致する領域を欠陥領域Ｂと特定するものである。

まず、欠陥参照画像Ｇ３上の欠陥画像Ａの各画素の濃度勾配の方向を求める。

図１１は、その一例として、欠陥参照画像Ｇ３における欠陥画像Ａ１を、注目画素を中心とした３×３画素の画素値を用いて差分が最も大きくなる方向を求めることで、注目画素の濃度勾配の方向を、上下、左右、斜めの８方向のいずれかに分類して得られた、欠陥画像Ａ１の濃度勾配の方向の分布Ｖ１を示したものである。

次に、被写体画像Ｇ１１において、座標が欠陥参照画像Ｇ３上の欠陥画像Ａと同じである位置を中心としてＹ方向に所定範囲内で位置をずらしながら、欠陥画像Ａに対応する欠陥領域を仮決めし、この仮決め毎に仮の欠陥領域Ｂ′に対して同様に濃度勾配の分布Ｖ′を求める。

ここで、欠陥画像Ａの濃度勾配の分布Ｖと仮の欠陥領域Ｂ′の濃度勾配の分布Ｖ′とを比較して、欠陥画像Ａの濃度勾配の分布Ｖにおける対応する画素の欠陥画素値を算出し、この欠陥画素値が大きいほど大きく重み付けしたポイントを生成し、そのポイントの総和を評価値として算出する。このような処理を仮の欠陥領域Ｂ′それぞれに対して行い、その評価値が最大となる仮の欠陥領域Ｂ′を真の欠陥領域Ｂとして特定する。

補正処理部８０は、被写体画像Ｇ１１上で特定された欠陥領域Ｂに対してその欠陥画素の画素値を推定補正する処理を行うものであり、図２に示すように、補正対象欠陥領域選択部８１と、補正対象欠陥画素選択部８２と、正常画素値重み付け部８３と、平均値算出部８４と、画素値補正部８５とを備えている。

図１２は、被写体画像ＳＧ１１上の欠陥領域Ｂ１とその周囲に隣接する複数の正常画素Ｎ１，Ｎ２，…を示したものである。

補正対象欠陥領域選択部８１は、被写体画像Ｇ１１上で特定された欠陥領域Ｂ１，Ｂ２，…のうち１つを補正対象欠陥領域Ｂｔとして選択するものである。

補正対象欠陥画素選択部８２は、補正対象欠陥領域選択部８１により選択された補正対象欠陥領域Ｂｔを構成する複数の欠陥画素のうち１つを補正対象欠陥画素Ｑｔとして選択するものである。

正常画素値重み付け部８３は、補正対象欠陥画素Ｑｔと補正対象欠陥領域Ｂｔの周囲に隣接する各正常画素Ｎｉ（ｉ＝１，２，…）との組合せ毎に、正常画素Ｎｉの画素値Ｎｉ（以下、正常画素とその画素値を同じ記号で表す）を補正対象欠陥画素Ｑｔと正常画素Ｎｉの間の距離Ｌｉが大きいほど小さくなるよう重み付けして、複数の重み付き正常画素値Ｎｉ′を得るものである。ここで、この正常画素値重み付け部８３は、正常画素Ｎｉの画素値Ｎｉに、距離Ｌｉに応じた重み付き係数Ｗ（Ｌｉ）を乗じて重み付き正常画素値Ｎｉ′を得るものである。重み付き係数Ｗ（Ｌｉ）のＬｉ依存性を変えることで、補正データをコントロールすることが可能であり、検出器の性能、特に鮮鋭度に合わせて最適なＷ（Ｌｉ）を決める必要がある。Ｗ（Ｌｉ）の例としては、Ｌｉ→∞（無限大）で、Ｗ（Ｌｉ）→０となる関数であればよく、指数関数的に減少する関数でもよい。図１３は、重み付き係数Ｗ（Ｌｉ）の例であり、この曲線は距離Ｌｉが１〜２画素のときに２^−３、距離Ｌｉが２画素〜のときに２^−２の関数で作成されている。

平均値算出部８４は、得られた複数の重み付き正常画素値Ｎｉ′の平均値Ｑｔ′を算出するものである。

画素値補正部８５は、補正対象欠陥画素Ｑｔの画素値Ｑｔを上記算出された平均値Ｑｔ′に置き換えて補正するものである。

平均値Ｑｔ′を算出するための式は、例えば、次式(3)のようになる。

続いて、本実施形態による欠陥領域補正装置２００における処理の流れについて説明する。

まず、画像取得部５０は、放射線撮影システム１００により高線量で幾度かベタ撮影して得られた複数の画像を平均化する等してベタ画像Ｓｚを生成して取得する。また、放射線撮影システム１００により被写体Ｍ１を放射線撮影して得られた被写体画像Ｓｂを入力して取得する。

次に、欠陥参照画像取得部６０が、ベタ画像Ｇ１中の所定閾値以下の画素値（濃度値）を有する画素が、所定の形態で所定個数以上略連続してなる領域を欠陥画像Ａ１，Ａ２，・・・として抽出し、ベタ画像Ｇ１において抽出された欠陥画像Ａ１，Ａ２，・・・のみを残した欠陥参照画像Ｇ３を生成して取得する。この際、適用する欠陥領域の特定方法に応じて、欠陥の上記判別閾値を変更し、抽出される欠陥画像Ａ１，Ａ２，・・・の大きさを調整する。また、蓄積性蛍光体シート１上のパネルに塵埃が付着して生じる擬似欠陥や視認され難い補正不要の欠陥を抽出すべき欠陥から排除する。

欠陥参照画像Ｇ３が取得されると、欠陥領域特定部７０は、上述のいずれかの欠陥領域特定方法を用いて、欠陥参照画像Ｇ３を参照して被写体画像Ｇ１１上の欠陥領域Ｂ１，Ｂ２，・・・を特定する。

被写体画像Ｇ１１上で欠陥領域Ｂ１，Ｂ２，・・・が特定されると、補正処理部８０は、その欠陥領域Ｂ１，Ｂ２，・・・に対してその欠陥画素の画素値を補正する処理を行う。すなわち、補正対象欠陥領域選択部８１が、被写体画像Ｇ１１上で特定された欠陥領域Ｂ１，Ｂ２，・・・のうち１つを補正対象欠陥領域Ｂｔとして選択し、補正対象欠陥画素選択部８２が、補正対象欠陥領域Ｂｔを構成する複数の欠陥画素のうち１つを補正対象欠陥画素Ｑｔとして選択し、正常画素値重み付け部８３が、補正対象欠陥画素Ｑｔと補正対象欠陥領域Ｂｔの周囲に隣接する各正常画素Ｎｉとの組合せ毎に、正常画素Ｎｉの画素値Ｎｉを補正対象欠陥画素Ｑｔと正常画素Ｎｉの間の距離Ｌｉが大きいほど小さくなるよう重み付けして、複数の重み付き正常画素値Ｎｉ′を得る。平均値算出部８４は、得られた複数の重み付き正常画素値Ｎｉ′の平均値Ｑｔ′を算出し、画素値補正部８５が、補正対象欠陥画素Ｑｔの画素値Ｑｔを上記算出された平均値Ｑｔ′に置き換えて補正する。

補正対象欠陥画素Ｑｔに対する補正が終わったら、補正対象欠陥画素選択部８２が、新たな欠陥画素を補正対象として選択し、同様の補正処理を行う。これを補正対象欠陥領域Ｂｔにおける未補正の欠陥画素がなくなるまで繰り返す。

そして、補正対象欠陥領域Ｂｔに対する補正が終わったら、補正対象欠陥領域選択部８１が、新たな欠陥領域を補正対象として選択し、同様の補正処理を行う。これを未補正の欠陥領域がなくなるまで繰り返す。

このように、本実施形態によれば、補正対象欠陥画素Ｑｔと欠陥領域Ｂｔの周囲に隣接する各正常画素Ｎｉとの組合せ毎に、当該正常画素Ｎｉの画素値Ｎｉを補正対象欠陥画素Ｑｔと当該正常画素Ｎｉとの間の距離Ｌｉが大きいほど小さくなる重み付け係数［Ｗ（Ｌｉ）×ｎ／■Ｗ（Ｌｉ）］により重み付けして、複数の重み付き正常画素値Ｎｉ′を得、当該複数の重み付き正常画素値Ｎｉ′の平均値Ｑｔ′を算出し、補正対象欠陥画素Ｑｔの画素値を上記算出された平均値Ｑｔ′に置き換えて補正するようにしているので欠陥領域Ｂの補正では、欠陥領域Ｂを構成する複数の欠陥画素のうち外側の正常画素に近い欠陥画素はその近傍の正常画素の画素値が強く反映され、逆に、中央寄りの欠陥画素は欠陥領域Ｂの周囲の正常画素の画素値の平均値に近くなる。これにより、欠陥領域Ｂはより自然な濃淡に補正されることとなる。

なお、本発明の上記実施形態では、蓄積性蛍光体シートから発生した輝尽発光光をラインセンサなどで検出し画像データを得るＣＲ方式を例にとり説明したが、本発明は、例えば２次元状に配置されたTFTなどの光電変換素子を用いて画像データを得るデジタルラジオグラフィー（ＤＲ）方式にも適用可能である。

この場合、ＣＲ方式では画像データ取得ごとに画像上の欠陥領域が変化するため、画像データ取得ごとに欠陥領域を特定する必要があるのに対して、ＤＲ方式では画像上で欠陥領域が変化しないため、一度画像上の欠陥領域を特定すれば、その後は欠陥領域を特定する工程を省略できる点で異なる。

放射線撮影システム、および本発明の実施形態による欠陥領域補正装置の概略構成を示す図 欠陥領域補正装置における補正処理部の構成を示す図 位置ずれにより生じる欠陥領域補正後の残差を示す図 ベタ画像から欠陥参照画像を生成する様子を示す図 被写体画像から欠陥抽出画像を生成する様子を示す図 欠陥参照画像と欠陥抽出画像とを座標軸を一致させて重ねた様子を示す図 欠陥画像Ａの一例を示す図 欠陥画像Ａと対応領域画像Ａ′の濃度プロファイルを示す図 欠陥画像Ａと対応領域画像Ａ′との間の濃度プロファイルのピークの位置ずれ量毎にピーク高を積算して得られたグラフを示す図 真の欠陥領域Ｂと仮決め欠陥領域Ｂ′との位置関係、および仮決め欠陥領域Ｂ′を補正したときの濃度プロファイルを示す図 欠陥画像Ａの濃度勾配分布を示す図 欠陥領域Ｂとその周囲の正常画素とを示す図 正常画素の画素値の重み付けに用いる重み係数曲線を示す図

符号の説明

１ 蓄積性蛍光体シート
１０ 撮影部
１５ 消去部
２０ 読取部
２１ 励起光照射部
２２ レーザ光源
２３ 光学系
２５ 読取受光部
２６ 光学系
２７ 受光部
２８Ａ／Ｄ変換器
３０ 検出部
３１ 昇降駆動部
５０ 画像取得部
６０ 欠陥参照画像取得部
７０ 欠陥領域特定部
８０ 補正処理部
８１ 補正対象欠陥領域選択部
８２ 補正対象欠陥画素選択部
８３ 正常画素値重み付け部
８４ 平均値算出部
８５ 画素値補正部
１００ 放射線撮影システム
２００ 欠陥領域補正装置

Claims (6)

1. 被写体の像の情報を含む光または放射線を検出器により検出して前記被写体の像を表す画像を得、前記検出器の欠陥部位に対応する前記画像上の欠陥領域を特定し、該欠陥領域を構成する複数の欠陥画素の画素値を補正する欠陥領域補正装置において、
   補正対象の前記欠陥画素と前記欠陥領域の周囲に隣接する各正常画素との組合せ毎に、該正常画素の画素値を前記補正対象の欠陥画素と該正常画素との間の距離が大きいほど小さくなる重み付け係数により重み付けして、複数の重み付き正常画素値を得る正常画素値重み付け手段と、
   該得られた複数の重み付き正常画素値の平均値を算出する平均値算出手段と、
   前記補正対象の欠陥画素の画素値を前記算出された平均値を用いて補正する画素値補正手段とを備えたことを特徴とする欠陥領域補正装置。
2. 前記画素値補正手段が、前記補正対象の欠陥画素の画素値を前記算出された平均値で置換するものであることを特徴とする請求項１記載の欠陥領域補正装置。
3. 前記正常画素値重み付け手段が、前記正常画素の画素値に、前記距離に応じて指数関数的に小さくなる重み付け係数を乗じて前記重み付き正常画素値を得るものであることを特徴とする請求項１または２記載の欠陥領域補正装置。
4. 被写体の像の情報を含む光または放射線を検出器により検出して前記被写体の像を表す画像を得、前記検出器の欠陥部位に対応する前記画像上の欠陥領域を特定し、該欠陥領域を構成する複数の欠陥画素の画素値を補正する欠陥領域補正方法において、
   補正対象の前記欠陥画素と前記欠陥領域の周囲に隣接する各正常画素との組合せ毎に、該正常画素の画素値を前記補正対象の欠陥画素と該正常画素との間の距離が大きいほど小さくなる重み付け係数により重み付けして、複数の重み付き正常画素値を得、
   該得られた複数の重み付き正常画素値の平均値を算出し、
   前記補正対象の欠陥画素の画素値を前記算出された平均値を用いて補正することを特徴とする欠陥領域補正方法。
5. コンピュータを、被写体の像の情報を含む光または放射線を検出器により検出して前記被写体の像を表す画像を得、前記検出器の欠陥部位に対応する前記画像上の欠陥領域を特定し、該欠陥領域を構成する複数の欠陥画素の画素値を補正する欠陥領域補正装置として機能させるためのプログラムにおいて、
   該コンピュータを、
   補正対象の前記欠陥画素と前記欠陥領域の周囲に隣接する各正常画素との組合せ毎に、該正常画素の画素値を前記補正対象の欠陥画素と該正常画素との間の距離が大きいほど小さくなる重み付け係数により重み付けして、複数の重み付き正常画素値を得る正常画素値重み付け手段と、
   該得られた複数の重み付き正常画素値の平均値を算出する平均値算出手段と、
   前記補正対象の欠陥画素の画素値を前記算出された平均値を用いて補正する画素値補正手段として機能させることを特徴とするプログラム。
6. 被写体の潜像を保持する放射線検出手段と、
   前記放射線検出手段から前記潜像を読み取り、画像データを生成する画像生成手段と、
   前記生成された画像データが表す画像内にあり、２以上の欠陥画素の集合体からなる欠陥領域を特定する欠陥領域特定手段と、
   前記欠陥領域の内部にある第１の欠陥画素を特定する欠陥画素特定手段と、
   前記欠陥領域の周囲に隣接する第１の正常画素を特定する正常画素特定手段と、
   前記第１の欠陥画素と前記第１の正常画素との間の第１の距離を計測する距離計測手段と、
   前記距離計測手段により計測された距離が大きいほど小さくなる重み付け係数を算出する重み付け係数算出手段と、
   前記第１の正常画素のデータ値に前記距離に応じた重み付け係数を乗じて第１の重み付き正常画素データ値を得る正常画素データ値重み付け手段と、
   前記第１の重み付き正常画素データ値と、前記正常画素特定手段により特定された前記第１の正常画素とは異なる第２の正常画素に対して得られた第２の重み付き正常画素データ値と、を含む複数の重み付き正常画素データ値の平均値を算出して、該平均値を前記第１の欠陥画素のデータ値と置き換える欠陥画素データ値補正手段とを備えたことを特徴とする放射線検出装置。

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