JP2009011566A - Image processing apparatus, method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は画像処理装置、方法及びプログラムに係り、特に、光電変換部が2次元に並ぶ撮像素子の欠陥ラインを検出する画像処理装置、該画像処理装置に適用可能な画像処理方法、及び、コンピュータを前記画像処理装置として機能させるための画像処理プログラムに関する。 The present invention relates to an image processing apparatus, method, and program, and in particular, an image processing apparatus that detects a defect line of an image sensor in which photoelectric conversion units are arranged two-dimensionally, an image processing method applicable to the image processing apparatus, and a computer The present invention relates to an image processing program for causing a computer to function as the image processing apparatus.
医療診断を目的として放射線撮影において、被写体を透過した放射線を、放射線に感度を有する光電変換層を備えた放射線画像検出器に照射し、放射線画像検出器への照射放射線量に応じて放射線画像検出器に蓄積された電荷を画素毎に電気信号として読み出し、読み出した電気信号をデジタルデータへ変換することで、デジタルの放射線画像を得るシステムが知られている。この種のシステムにおける放射線画像検出器は、例えば放射線の照射による劣化や、電気配線の接触不良等により、照射放射線量に応じた出力が得られない画素(欠陥画素という)が生ずることがある。放射線画像検出器等の撮像素子の画素欠陥は、単一又は少数の欠陥画素が点状に分布して成る画素欠陥(点欠陥という)と、複数の欠陥画素が直線状に分布して成る画素欠陥(線欠陥という)に大別されるが、このうち線欠陥は点欠陥と比較して周囲の画素との輝度等の差が小さくても視認され易い。 In radiography for the purpose of medical diagnosis, radiation transmitted through the subject is irradiated to a radiation image detector equipped with a photoelectric conversion layer that is sensitive to radiation, and radiation image detection is performed according to the radiation dose applied to the radiation image detector. There is known a system that obtains a digital radiation image by reading out electric charges accumulated in a device as an electric signal for each pixel and converting the read electric signal into digital data. In a radiation image detector in this type of system, for example, a pixel (referred to as a defective pixel) from which an output corresponding to the radiation dose cannot be obtained due to deterioration due to radiation irradiation, poor contact of electrical wiring, or the like may occur. Pixel defects of imaging elements such as radiation image detectors are pixel defects in which a single or a small number of defective pixels are distributed in a dot pattern (called point defects), and pixels in which a plurality of defective pixels are distributed in a straight line. Although it is roughly classified into defects (referred to as line defects), among these, line defects are easily visually recognized even if the difference in brightness and the like from surrounding pixels is small compared to point defects.
このため、特許文献1には、入力された画面の画像情報から着目画素を選択し、当該着目画素を含むようにサンプリング領域を画定し、サンプリング領域の画素データから各画素列ごとに輝度が最大又は最小となる特徴画素を抽出し、前記着目画素に、前記特徴画素の位置情報から得られる線欠陥の予想位置と前記着目画素との距離に応じた重み付けを行った値を設定することを、各着目画素について繰り返し行うことで全画素について特徴値を設定し、当該特徴値に基づいて画面の線欠陥を判別する技術が開示されている。
For this reason, in
また特許文献2には、フラットパネルX線検出器上の欠陥画素のうち、感度特性の平均値との差異が第1のしきい値よりも大きな第1の欠陥画素を最初に抽出し、続いて、第1の欠陥画素に隣接する画素のうち感度特性の平均値との差異が第2のしきい値(<第1のしきい値)よりも大きい第2の欠陥画素を抽出し、これら全ての欠陥画素に対して輝度補正を行ってX線画像を得る技術が開示されており、X線を照射せずに撮影するオフセット画像に対しても同様の処理を行って結果を合成することも開示されている。
放射線画像検出器等の撮像素子では、線欠陥が生じているライン(欠陥ライン)に隣接するラインが、欠陥ラインの影響を受けて正常ラインと異なる特性へ変化してしまうことがあるが、欠陥ラインの影響で当該ラインが正常ラインと異なる特性へ変化した場合の当該ライン(隣接欠陥ライン)の特性は、欠陥ラインの特性とも異なっており、一定していない。そして特許文献1,2に記載の技術では、隣接欠陥ラインの特性によっては隣接欠陥ラインを検出できないという問題がある。
In an image sensor such as a radiation image detector, a line adjacent to a line in which a line defect occurs (defect line) may be affected by the defect line and change to a characteristic different from that of a normal line. When the line changes to a characteristic different from that of the normal line due to the influence of the line, the characteristic of the line (adjacent defect line) is different from the characteristic of the defective line and is not constant. The techniques described in
すなわち、本願発明者は、隣接欠陥ラインが図11(A),(B)のような特性を示す場合があることを実験により確認している。この実験は、撮像素子として放射線画像検出器を用い、放射線未照射時及び放射線照射時の欠陥ライン及びその周辺のラインにおける信号出力を調べたものであり、図11(A),(B)に示す例では、欠陥ライン(ラインn)については放射線未照射時及び放射線照射時共に信号出力値が正常ライン(ラインn−2,n+2等)のオフセット(暗出力値)と同一となっているのに対し、隣接欠陥ライン(ラインn−1,n+1)の信号出力値については、放射線未照射時には正常ラインのオフセット値よりも低く、放射線照射時には僅かに出力が増大している。そして図11(B)に示す信号出力値のパターンに対し、各画素毎のオフセット(暗出力)のばらつきをオフセット補正によって補正すると共に、画素毎の感度のばらつきをシェーディング補正によって補正すると、図11(C)に示すような信号出力値のパターンが得られる。図11(C)において欠陥ラインの信号出力値が大幅に大きくなっているのは、放射線の照射に拘わらず欠陥ラインの信号出力値が変化しないために、シェーディング補正の補正値(元の信号出力値を除す値)が0に設定されるためである。 That is, the inventor of the present application has confirmed through experiments that the adjacent defect line may exhibit the characteristics as shown in FIGS. In this experiment, a radiographic image detector was used as an imaging device, and the signal output in the defect line and the surrounding lines at the time of radiation non-irradiation and radiation irradiation was examined. FIGS. 11 (A) and 11 (B) In the example shown, the signal output value of the defective line (line n) is the same as the offset (dark output value) of the normal line (lines n−2, n + 2, etc.) both when radiation is not irradiated and when radiation is irradiated. On the other hand, the signal output values of adjacent defect lines (lines n−1, n + 1) are lower than the offset value of the normal line when radiation is not irradiated, and the output slightly increases when radiation is irradiated. When the variation in offset (dark output) for each pixel is corrected by offset correction and the variation in sensitivity for each pixel is corrected by shading correction with respect to the signal output value pattern shown in FIG. A signal output value pattern as shown in (C) is obtained. In FIG. 11C, the signal output value of the defective line is greatly increased because the signal output value of the defective line does not change regardless of radiation irradiation. This is because the value obtained by dividing the value is set to 0.
なお、図11における個々のラインの信号出力値は、そのラインの全画素からの信号出力値の平均を表している。また、図11では欠陥ラインの両側のラインが正常ラインと特性の異なる隣接欠陥ラインとなっている例を示しているが、両側のラインのうちの一方のみが隣接欠陥ラインとなる場合も、両側のラインが何れも正常ラインである場合も生じ得る。 In addition, the signal output value of each line in FIG. 11 represents the average of the signal output values from all the pixels of the line. In addition, FIG. 11 shows an example in which the lines on both sides of the defect line are adjacent defect lines having different characteristics from the normal line. However, when only one of the lines on both sides is the adjacent defect line, It is also possible that all of these lines are normal lines.
図11(C)に示すパターンでは、オフセット補正及びシェーディング補正を経ることで、隣接欠陥ラインと正常ラインとの信号出力値の差が非常に小さくなっている。特許文献1,2に記載の技術は、図11(C)に相当する信号(撮像素子に光が入射されている状態で得られた信号に対し、画素欠陥以外の要因による値のばらつきを補正した信号)を対象として欠陥ラインの検出を行うものであり、隣接欠陥ラインが図11(A),(B)のような特性を示す場合、欠陥ライン検出対象の信号における隣接欠陥ラインと正常ラインとの信号出力値の差が図11(C)に示すように非常に小さくなることから、隣接欠陥ラインを欠陥ラインとして検出することができない。
In the pattern shown in FIG. 11C, the difference between the signal output values of the adjacent defect line and the normal line is very small through the offset correction and the shading correction. The techniques described in
また、特許文献2には、オフセット画像に対しても欠陥ラインの検出を行って結果を合成することが記載されているが、特許文献2に記載の技術は、第1のしきい値によって第1の欠陥画素(欠陥ライン)を検出した後に、第1の欠陥画素に隣接する画素に対して第1のしきい値よりも小さい第2のしきい値を適用して第2の欠陥画素(隣接欠陥ライン)を検出するものであり、オフセット画像に対しても上記の欠陥ラインの検出を行ったとしても、隣接欠陥ラインが図11(A),(B)のような特性を示す場合、図11(A)に示すようにオフセット画像上で欠陥ラインと正常ラインとの信号出力値の差が無いことから欠陥ラインを検出できず、これに伴い隣接欠陥ラインも検出できないことになる。
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、隣接欠陥ラインの検出精度の向上を実現できる画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラムを得ることが目的である。 The present invention has been made in consideration of the above-described facts, and an object thereof is to obtain an image processing apparatus, an image processing method, and an image processing program that can improve the detection accuracy of adjacent defect lines.
上記目的を達成するために請求項1記載の発明に係る画像処理装置は、光電変換部が2次元に並び、前記光電変換部が感度を有する所定波長域の光が未照射の状態の撮像素子から読み出した第1画像信号に基づき、第1閾値を用い、前記第1画像信号が表す画像全体を対象として前記撮像素子の欠陥ラインを検出する第1検出手段と、前記所定波長域の光が一様に照射された状態の前記撮像素子から読み出した画像信号に対し、個々の光電変換部毎の暗出力のばらつきを補正するオフセット補正及び個々の光電変換部毎の感度のばらつきを補正するシェーディング補正を行って得られた第2画像信号に基づき、第2閾値を用い、前記第2画像信号が表す画像全体を対象として前記撮像素子の欠陥ラインを検出する第2検出手段と、前記第1検出手段による欠陥ラインの検出結果と前記第2検出手段による欠陥ラインの検出結果を合成する合成手段と、を含んで構成されている。 In order to achieve the above object, an image processing device according to the first aspect of the present invention is an image pickup device in which photoelectric conversion units are arranged two-dimensionally, and the photoelectric conversion unit has sensitivity, and is not irradiated with light in a predetermined wavelength range. First detection means for detecting a defective line of the image sensor for the entire image represented by the first image signal using a first threshold value based on the first image signal read from, and light in the predetermined wavelength range Offset correction that corrects variations in dark output for each photoelectric conversion unit and shading that corrects variations in sensitivity for each photoelectric conversion unit for image signals read from the image sensor in a uniformly irradiated state Second detection means for detecting a defective line of the image sensor for the entire image represented by the second image signal using a second threshold value based on the second image signal obtained by performing the correction; and Inspection It is configured to include a synthesizing means for synthesizing the detection result of the defective line by the detection result and the second detection means defective line by means.
請求項1記載の発明は、第1検出手段及び第2検出手段を備えており、第1検出手段は、光電変換部が2次元に並び、光電変換部が感度を有する所定波長域の光が未照射の状態の撮像素子から読み出した第1画像信号に基づき、第1閾値を用い、前記第1画像信号が表す画像全体を対象として撮像素子の欠陥ラインを検出し、第2検出手段は、所定波長域の光が一様に照射された状態の撮像素子から読み出した画像信号に対し、個々の光電変換部毎の暗出力のばらつきを補正するオフセット補正及び個々の光電変換部毎の感度のばらつきを補正するシェーディング補正を行って得られた第2画像信号に基づき、第2閾値を用い、前記第2画像信号が表す画像全体を対象として撮像素子の欠陥ラインを検出する。
The invention described in
なお、第1検出手段による第1閾値を用いた欠陥ラインの検出は、具体的には、例えば第1画像信号に基づいて各ライン毎に信号値(例えば同一ライン上の全ての光電変換部の信号値の平均値等)を求め、各ラインの信号値と第1基準値(例えば第1画像信号から求めた全ラインの信号値の平均値や、予め固定的に定めた値)との偏差が第1閾値以上か否かを判定することで行うことができる。また、第2検出手段による第2閾値を用いた欠陥ラインの検出についても、具体的には、例えば上記と同様に、第2画像信号に基づいて各ライン毎に信号値を求め、各ラインの信号値と第2基準値(例えば第2画像信号から求めた全ラインの信号値の平均値等)との偏差が第2閾値以上か否かを判定することで行うことができる。 Specifically, the detection of the defective line using the first threshold by the first detection unit is specifically performed based on, for example, the first image signal for each line (for example, all photoelectric conversion units on the same line). The average value of the signal values, etc.), and the deviation between the signal value of each line and the first reference value (for example, the average value of the signal values of all the lines obtained from the first image signal, or a predetermined value) This can be done by determining whether or not is greater than or equal to the first threshold. For the detection of the defective line using the second threshold by the second detection means, specifically, for example, as described above, a signal value is obtained for each line based on the second image signal, This can be done by determining whether or not the deviation between the signal value and the second reference value (for example, the average value of the signal values of all lines obtained from the second image signal) is equal to or greater than the second threshold value.
これにより、撮像素子に欠陥ライン及び隣接欠陥ラインが存在していた場合、オフセット補正及びシェーディング補正を経た第2画像信号上で、上記の欠陥ラインや隣接欠陥ラインの信号値が第2基準値と第2閾値以上相違していれば、これらのラインが第2検出手段によって欠陥ラインとして検出される。また、撮像素子に存在している隣接欠陥ラインが前述の図11(A),(B)のような特性を示す場合、この隣接欠陥ラインは第2検出手段では欠陥ラインとして検出されないが、第1画像信号上で上記の隣接欠陥ラインの信号値が第1基準値と第1閾値以上相違することで、上記の隣接欠陥ラインが第1検出手段によって欠陥ラインとして検出される。そして請求項1記載の発明では、第1検出手段による欠陥ラインの検出結果と第2検出手段による欠陥ラインの検出結果が合成手段によって合成されるので、第1検出手段及び第2検出手段の少なくとも一方によって欠陥ラインとして検出されたラインが欠陥ラインとして扱われる。 Thereby, when the defect line and the adjacent defect line exist in the image sensor, the signal values of the defect line and the adjacent defect line are set to the second reference value on the second image signal subjected to the offset correction and the shading correction. If they are different by the second threshold value or more, these lines are detected as defective lines by the second detection means. In addition, when the adjacent defect line existing in the image sensor exhibits the characteristics as shown in FIGS. 11A and 11B, the adjacent defect line is not detected as a defect line by the second detection unit. When the signal value of the adjacent defect line is different from the first reference value by a first threshold or more on one image signal, the adjacent defect line is detected as a defective line by the first detection means. According to the first aspect of the present invention, since the detection result of the defective line by the first detection means and the detection result of the defect line by the second detection means are synthesized by the synthesis means, at least one of the first detection means and the second detection means. A line detected as a defective line by one is treated as a defective line.
このように、請求項1記載の発明では、所定波長域の光が未照射の状態の撮像素子から読み出した第1画像信号、及び、所定波長域の光が一様に照射された状態の撮像素子から読み出しオフセット補正及びシェーディング補正を行うことで得られた第2画像信号について、欠陥ラインと隣接欠陥ラインを区別することなく画像全体を対象として、欠陥ラインの検出を行うので、撮像素子に隣接欠陥ラインが存在している場合に、当該隣接欠陥ラインがその特性に拘わらず第1検出手段又は第2検出手段によって欠陥ラインとして検出される確率を向上させることができ、隣接欠陥ラインの検出精度の向上を実現することができる。 Thus, according to the first aspect of the present invention, the first image signal read from the imaging element that has not been irradiated with the light in the predetermined wavelength region and the imaging in which the light in the predetermined wavelength region is uniformly irradiated. For the second image signal obtained by performing offset correction and shading correction read from the element, the defect line is detected for the entire image without distinguishing between the defect line and the adjacent defect line. When there is a defect line, the probability that the adjacent defect line is detected as a defect line by the first detection means or the second detection means can be improved regardless of the characteristics, and the detection accuracy of the adjacent defect line can be improved. Improvement can be realized.
なお、請求項1記載の発明において、撮像素子としては、例えば請求項2に記載したように、放射線に感度を有する光電変換層を備えた放射線画像検出器が好適であり、この場合、撮像素子としての放射線画像検出器によって撮像される画像は、放射線画像検出器に入射された放射線の空間分布を表す画像となる。但し、本発明に係る撮像素子は上記の放射線画像検出器に限られるものではなく、例えばCCDセンサ等の他の撮像素子であってもよい。
In the first aspect of the present invention, as the imaging device, for example, as described in
また、撮像素子としての請求項2に記載の放射線画像検出器は、より詳しくは、例えば請求項3に記載したように、複数本のゲート線及び複数本のデータ線が各々設けられると共に、個々の前記光電変換部に対応して、複数本のゲート線の何れか及び複数本のデータ線の何れかと各々接続されたスイッチング素子が2次元に配列され、ゲート線を介して入力された信号に応じてスイッチング素子がオンされることで、オンされたスイッチング素子に対応する光電変換部の信号がデータ線を介して読み出される構成が好適であるが、これに限られるものではなく、例えば、一定方向に沿って配列された複数の読出用電極が設けられ、照射された放射線を電荷に変換して蓄積・保持すると共に、光が照射されることで、光が照射された箇所にに保持されている電荷量に対応する電荷が、対応する読出用電極を介し電流として出力される構成であってもよい。
More specifically, the radiological image detector according to
また、請求項1記載の発明では、第2画像信号についてのみオフセット補正(及びシェーディング補正)が行われ、第1画像信号にはオフセット補正による補正対象のノイズ成分(個々の光電変換部毎の暗出力のばらつきに相当するノイズ成分)が重畳していることを考慮すると、第1閾値及び第2閾値は、例えば請求項4に記載したように、第1閾値を第2閾値よりも大きい値に設定することが好ましい。 According to the first aspect of the present invention, offset correction (and shading correction) is performed only for the second image signal, and the noise component to be corrected by the offset correction (darkness for each photoelectric conversion unit) is applied to the first image signal. Considering that the noise component corresponding to the output variation) is superimposed, the first threshold value and the second threshold value are set to a value larger than the second threshold value as described in claim 4, for example. It is preferable to set.
また、請求項1記載の発明において、第1検出手段及び第2検出手段は、例えば請求項5に記載したように、欠陥ラインの検出に用いる画像信号に対し、ノイズ成分を除去するためのメディアン処理を行った後に欠陥ラインの検出を行うように構成することが好ましい。具体的には、例えば請求項6に記載したように、欠陥ラインの検出に用いる画像信号に対して第1方向のメディアン処理を行い、当該第1方向のメディアン処理を経た画像信号を用いて第1方向と交差する第2方向に延びる欠陥ラインの検出を行うと共に、前記画像信号に対して第2方向のメディアン処理を行い、当該第2方向のメディアン処理を経た画像信号を用いて第1方向に延びる欠陥ラインの検出を行うように構成することができる。このように、メディアン処理の方向と、その後に検出する欠陥ラインの方向を相違させることで、欠陥ラインの検出に悪影響を及ぼすことなく、メディアン処理によって画像信号のノイズ成分を除去又は低減することができ、欠陥ラインの検出精度を更に向上させることができる。 Further, in the first aspect of the invention, the first detection means and the second detection means may be a median for removing a noise component from an image signal used for detection of a defective line, for example, as described in claim 5. It is preferable that the defect line is detected after the processing. Specifically, for example, as described in claim 6, a median process in the first direction is performed on an image signal used for detection of a defective line, and the image signal that has undergone the median process in the first direction is used to perform the first median process. A defect line extending in a second direction intersecting with one direction is detected, a median process in a second direction is performed on the image signal, and the first direction is performed using the image signal that has undergone the median process in the second direction. It is possible to configure so as to detect a defect line extending in the direction. Thus, by making the direction of the median processing different from the direction of the defect line to be detected thereafter, the noise component of the image signal can be removed or reduced by the median processing without adversely affecting the detection of the defective line. This can further improve the detection accuracy of the defective line.
また、請求項1記載の発明において、合成手段によって合成された欠陥ラインの検出結果は、例えば補間演算等による画像信号上の欠陥ラインの補正に用いることができるが、画像信号が表す画像上で欠陥ラインが所定数以上連続していた場合、補間演算等による補正では欠陥ラインを適正に補正することが困難となってくる。これを考慮すると、合成手段を、例えば請求項7に記載したように、第1検出手段による欠陥ラインの検出結果と第2検出手段による欠陥ラインの検出結果を合成した後に、合成後の欠陥ラインの検出結果において、検出された欠陥ラインが予め定められた所定数以上連続していた場合に警告を出力するように構成してもよい。これにより、欠陥ラインが所定数以上連続していた場合に、撮像素子の故障と判断して交換する等、補間演算等による補正以外の別の対策を講ずることも可能となる。 In the first aspect of the invention, the detection result of the defective line synthesized by the synthesizing means can be used for correction of the defective line on the image signal by, for example, interpolation calculation, but on the image represented by the image signal. When a predetermined number or more of defective lines are continuous, it becomes difficult to correct the defective lines properly by correction using interpolation calculation or the like. In view of this, the synthesis unit, for example, as described in claim 7, combines the defect line detection result by the first detection unit and the defect line detection result by the second detection unit, and then the synthesized defect line. In this detection result, a warning may be output when the detected defective lines continue for a predetermined number or more. As a result, when a predetermined number or more of defective lines continue, it is possible to take another measure other than correction by interpolation calculation or the like, such as determining that the image sensor is defective and replacing it.
請求項8記載の発明に係る画像処理方法は、光電変換部が2次元に並び、前記光電変換部が感度を有する所定波長域の光が未照射の状態の撮像素子から読み出した第1画像信号に基づき、第1閾値を用い、前記第1画像信号が表す画像全体を対象として前記撮像素子の欠陥ラインを検出すると共に、前記所定波長域の光が一様に照射された状態の前記撮像素子から読み出した画像信号に対し、個々の光電変換部毎の暗出力のばらつきを補正するオフセット補正及び個々の光電変換部毎の感度のばらつきを補正するシェーディング補正を行って得られた第2画像信号に基づき、第2閾値を用い、前記第2画像信号が表す画像全体を対象として前記撮像素子の欠陥ラインを検出し、前記第1画像信号に基づく欠陥ラインの検出結果と前記第2画像信号に基づく欠陥ラインの検出結果を合成するので、請求項1記載の発明と同様に、隣接欠陥ラインの検出精度の向上を実現することができる。 The image processing method according to an eighth aspect of the present invention is the first image signal read out from the image sensor in which the photoelectric conversion units are arranged two-dimensionally and the photoelectric conversion unit has sensitivity and the light in the predetermined wavelength region is not irradiated. Based on the above, the image sensor in a state in which the defect line of the image sensor is detected for the entire image represented by the first image signal using the first threshold and the light in the predetermined wavelength range is uniformly irradiated The second image signal obtained by performing offset correction for correcting dark output variation for each photoelectric conversion unit and shading correction for correcting sensitivity variation for each photoelectric conversion unit on the image signal read from And detecting a defect line of the image sensor for the entire image represented by the second image signal, using the second threshold, and detecting a defect line detection result based on the first image signal and the second image Since synthesizing the detection result of the defective line based on the item, as with the first aspect of the present invention, it is possible to realize improvement of detection accuracy of adjacent defective line.
請求項9記載の発明に係る画像処理プログラムは、コンピュータを、光電変換部が2次元に並び、前記光電変換部が感度を有する所定波長域の光が未照射の状態の撮像素子から読み出した第1画像信号に基づき、第1閾値を用い、前記第1画像信号が表す画像全体を対象として前記撮像素子の欠陥ラインを検出する第1検出手段、前記所定波長域の光が一様に照射された状態の前記撮像素子から読み出した画像信号に対し、個々の光電変換部毎の暗出力のばらつきを補正するオフセット補正及び個々の光電変換部毎の感度のばらつきを補正するシェーディング補正を行って得られた第2画像信号に基づき、第2閾値を用い、前記第2画像信号が表す画像全体を対象として前記撮像素子の欠陥ラインを検出する第2検出手段、及び、前記第1検出手段による欠陥ラインの検出結果と前記第2検出手段による欠陥ラインの検出結果を合成する合成手段として機能させる。 The image processing program according to the ninth aspect of the invention is a computer that reads a computer from an image pickup device in which photoelectric conversion units are arranged two-dimensionally, and the photoelectric conversion unit has sensitivity, and is not irradiated with light in a predetermined wavelength range. First detection means for detecting a defective line of the image sensor for the entire image represented by the first image signal using a first threshold value based on one image signal, light in the predetermined wavelength range is uniformly irradiated Obtained by performing offset correction for correcting variations in dark output for each photoelectric conversion unit and shading correction for correcting variations in sensitivity for each photoelectric conversion unit for the image signal read from the image sensor in the state of Second detection means for detecting a defective line of the image sensor for the entire image represented by the second image signal using the second threshold value based on the second image signal, and the first detection To function detection result of the defective line by the detection result and the second detection means defective line by means as combining means for combining.
請求項9記載の発明に係る画像処理プログラムは、コンピュータを、上記の第1検出手段、第2検出手段及び合成手段として機能させるためのプログラムであるので、コンピュータが請求項9記載の発明に係る画像処理プログラムを実行することで、コンピュータが請求項1に記載の画像処理装置として機能することになり、請求項1記載の発明と同様に、隣接欠陥ラインの検出精度の向上を実現することができる。
The image processing program according to the invention described in claim 9 is a program for causing a computer to function as the first detecting means, the second detecting means, and the synthesizing means. Therefore, the computer according to the invention according to claim 9. By executing the image processing program, the computer functions as the image processing apparatus according to
以上説明したように本発明は、所定波長域の光が未照射の状態の撮像素子から読み出した第1画像信号に基づき、第1閾値を用い、画像全体を対象として撮像素子の欠陥ラインを検出すると共に、所定波長域の光が一様に照射された状態の撮像素子から読み出した画像信号に対しオフセット補正及びシェーディング補正を行って得られた第2画像信号に基づき、第2閾値を用い、画像全体を対象として撮像素子の欠陥ラインを検出し、第1画像信号に基づく欠陥ラインの検出結果と第2画像信号に基づく欠陥ラインの検出結果を合成するようにしたので、隣接欠陥ラインの検出精度の向上を実現できる、という優れた効果を有する。 As described above, the present invention detects a defect line of an image sensor for the entire image using the first threshold value based on the first image signal read from the image sensor not irradiated with light in a predetermined wavelength range. And using the second threshold value based on the second image signal obtained by performing offset correction and shading correction on the image signal read from the imaging element in a state where light in a predetermined wavelength region is uniformly irradiated, Since the defect line of the image sensor is detected for the entire image and the detection result of the defect line based on the first image signal and the detection result of the defect line based on the second image signal are combined, detection of the adjacent defect line It has an excellent effect of improving accuracy.
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。図1には本実施形態に係る放射線画像撮影装置10が示されている。放射線画像撮影装置10は、エックス線(X線)等の放射線を発生する放射線発生部12と、放射線発生部12と間隔を隔てて設けられた放射線検出部14を備えている。放射線発生部12と放射線検出部14の間は、撮影時に被写体16が位置する撮影位置とされ、放射線発生部12から射出され、撮影位置に位置している被写体16を透過することで画像情報を担持した放射線は放射線検出部14に照射される。
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a radiographic
放射線検出部14は放射線画像検出器を含んで構成されている。放射線画像検出器は、放射線の照射を受けることで導電性を呈する光導電層を含む静電記録部を備え、画像情報を担持している放射線の照射を受けて静電記録部に画像情報を記録し、記録した画像情報を表す画像信号を出力するものである。放射線画像検出器としては、静電記録部に記録した画像情報を、光の照射により電荷を発生する半導体材料を利用して読み取る光読取方式の放射線画像検出器や、放射線の照射により発生した電荷を蓄積し、その蓄積した電荷を薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)等のスイッチング素子を1単位領域ずつオンオフすることで読み取る方式(以下、TFT方式という)の放射線画像検出器などがある。以下、TFT方式の放射線画像検出器を例にその構成を説明する。
The
図2及び図3に示すように、本実施形態に係る放射線画像検出器20は、電磁波導電性を示し、バイアス電圧が印加された状態で放射線が入射されることで入射放射線量に応じた電荷を生成する電荷変換層としての光導電層28を備えている。光導電層28としては、暗抵抗が高く、放射線照射に対して良好な電磁波導電性を示し、真空蒸着法により低温で大面積成膜が可能な非晶質(アモルファス)材料が好適であり、アモルファスSe(a−Se)膜が用いられている。また、アモルファスSeにAs,Sb,Geをドープした材料も熱安定性に優れ、好適な材料である。光導電層28の上層側には、光導電層28へバイアス電圧を印加するための上部電極としてのバイアス電極22が設けられている。バイアス電極22は例えば金(Au)等の材料で形成され、電極層60を構成している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、光導電層28の下層には下部電極としての電荷収集電極36Aが複数設けられている。複数の電荷収集電極36Aは放射線画像検出器20の全面に亘って(2次元に)配列されており、個々の電荷収集電極36Aは、同じく放射線画像検出器20の全面に亘って各々配列された電荷蓄積容量(コンデンサ)36C及びスイッチング素子36Bに各々接続されている(図3参照)。電荷収集電極36A、スイッチング素子36B及び電荷蓄積容量36Cは電荷検出層36を形成しており、電荷検出層36はガラス基板38と共にアクティブマトリックス基板62を構成している。
A plurality of
また、光導電層28とバイアス電極22との間には中間層が設けられている。中間層とは、上部電極と電荷変換層の間に存在する層であり、電荷注入阻止層(電荷蓄積とダイオード形成を包含)を兼ねても良い。電荷注入阻止層としては、抵抗層や絶縁層のほか、電子に対しては導電体でありながら正孔の注入を阻止する正孔注入阻止層や、正孔に対しては導電体でありながら電子の注入を阻止する電子注入阻止層がある。正孔注入阻止層は、例えばCeO2,ZnS,Sb2S3を用いて形成することができる。このうちZnSは低温で形成できるので望ましい。電子注入阻止層は、例えばSb2S3、CdS、TeをドープされたSe,CdTe、有機物系の化合物等を用いて形成することができる。なお、Sb2S3は、設けられる位置により正孔注入阻止層として機能させることも電子注入阻止層として機能させることも可能である。本実施形態例ではバイアス電極の極性が正であるため、中間層として正孔注入阻止層24が設けられている。また、光導電層28と電荷収集電極36Aとの間には電子注入阻止層32が設けられている。
An intermediate layer is provided between the
また、正孔注入阻止層24と光導電層28との間、及び、電子注入阻止層32と光導電層28との間には、それぞれ結晶化防止層26,30が設けられている。結晶化防止層26,30は、例えばGeSe,GeSe2,Sb2Se3,a−As2Se3や、Se−As,Se−Ge,Se−Sb系化合物等を用いて形成することができる。
Further,
図4及び図5に示す放射線画像検出器20の1画素は、サイズが0.1mm×0.1mm〜0.3mm×0.3mm程度であり、放射線画像検出器20全体としては、この画素がマトリクス状に500×500〜3000×3000画素程度配列されている。図4に示すように、アクティブマトリックス基板62は、ガラス基板38上に、ゲート電極42、電荷蓄積容量電極(以下、Cs電極と称する)54、ゲート絶縁膜46、ドレイン電極44、チャネル層48、コンタクト電極50、ソース電極40、絶縁保護膜52、層間絶縁膜56及び電荷収集電極36Aが形成されて構成されている。また、スイッチング素子36Bはゲート電極42、ゲート絶縁膜46、ソース電極40、ドレイン電極44、チャネル層48、コンタクト電極50等にから成り、電荷蓄積容量36CはCs電極54、ゲート絶縁膜46、ドレイン電極44等によって構成されている。
One pixel of the
なお、ガラス基板38としては、例えば無アルカリガラス基板(例えばコーニング社製#1737等)を用いることができる。また、ゲート電極42及びソース電極40は、図5に示すように格子状に配列された電極配線であり、スイッチング素子36Bはその交点に各々形成され、スイッチング素子36Bのソースはソース電極40に、スイッチング素子36Bのドレインはドレイン電極44に接続されている(図6も参照)。ソース電極40は、信号線としての直線部分と、スイッチング素子36Bを構成するための延長部分を備えており、ドレイン電極44はスイッチング素子36Bと電荷蓄積容量36Cを接続するように設けられている。
As the
ゲート絶縁膜46はSiNXやSiOX等の材料から成り、ゲート電極42及びCs電極54を覆うように設けられている。ゲート絶縁膜46は、ゲート電極42上に位置する部分がスイッチング素子36Bにおけるゲート絶縁膜として作用し、Cs電極54上に位置する部分は電荷蓄積容量36Cにおける誘電体層として作用する。すなわち、ゲート電極42と同一層に形成されたCs電極54とドレイン電極44との重畳領域が電荷蓄積容量36Cとして機能している。なお、ゲート絶縁膜46としては、SiNXやSiOXに限らず、ゲート電極42及びCs電極54を陽極酸化した陽極酸化膜を併用することも可能である。
The
また、チャネル層(i層)48はスイッチング素子36Bのチャネル部であり、ソース電極40とドレイン電極44とを結ぶ電流の通路である。コンタクト電極(n+層)416はソース電極40とドレイン電極44とのコンタクトを図る。絶縁保護膜52は、ソース電極40上及びドレイン電極44上、つまり、ガラス基板38上に、ほぼ全面(ほぼ全領域)に亘って形成されている。これにより、ドレイン電極44とソース電極40とを保護すると共に、電気的な絶縁分離を図っている。また、絶縁保護膜52は、ドレイン電極44においてCs電極54と対向している部分の一部にコンタクトホール58が形成されている。電荷収集電極36Aは非晶質透明導電酸化膜から構成されている。電荷収集電極36Aはコンタクトホール58を埋めるようにして形成され、ソース電極40上及びドレイン電極44上に積層されている。電荷収集電極36Aと光導電層28とは電気的に導通しており、光導電層28で発生した電荷は電荷収集電極36Aに収集される。層間絶縁膜56は感光性を有するアクリル樹脂から成り、スイッチング素子36Bの電気的な絶縁分離を図っている。層間絶縁膜56にはコンタクトホール58が貫通しており、電荷収集電極36Aはドレイン電極44に接続されている。コンタクトホール58は、図4に示すように逆テーパ形状に整形されている。
The channel layer (i layer) 48 is a channel portion of the switching
バイアス電極22とCs電極54との間には、図示しない高圧電源が接続されている。この高圧電源により、バイアス電極22とCs電極54との間に電圧が印加される。これにより、電荷蓄積容量36Cを介してバイアス電極22と電荷収集電極36Aとの間に電界を発生させることができる。このとき、光導電層28と電荷蓄積容量36Cとは、電気的に直列に接続された構造になっているので、バイアス電極22にバイアス電圧を印加しておくと、光導電層28内で電荷(電子−正孔対)が発生する。光導電層28で発生した電子は+電極側に、正孔は−電極側に移動し、その結果、電荷蓄積容量36Cに電荷が蓄積される。
A high voltage power supply (not shown) is connected between the
TFT方式の放射線画像検出器20では、バイアス電極22とCs電極54との間に電圧が印加された状態、すなわちバイアス電極22とCs電極54とを介して光導電層28に電圧が印加された状態で、光導電層28に放射線が照射されると、光導電層28内に電荷(電子−正孔対)が発生する。そして、光導電層28と電荷蓄積容量36Cとは電気的に直列に接続されているので、光導電層28内に発生した電子は+電極側に、正孔は−電極側に移動し、その結果、電荷蓄積容量36Cに電荷が蓄積される。電荷蓄積容量36Cに蓄積された電荷は、ゲート電極42への入力信号によってスイッチング素子36Bをオン状態にすることによりソース電極40を介して外部に取り出すことが可能となる。そして、ゲート電極42とソース電極40とから成る電極配線、スイッチング素子36B及び電荷蓄積容量36Cは、全てマトリクス状に設けられているため、信号を入力するゲート電極42を順次切り替え、個々のソース電極40からの信号を個々のソース電極40毎に検知することで、放射線画像検出器20に入射された放射線の空間分布を表す画像情報を得ることができる。
In the TFT
なお、上述した放射線画像検出器20は、本発明に係る撮像素子(より詳しくは請求項2,3に記載の撮像素子)に対応している。
The
放射線検出部14は、上述した放射線画像検出器20に加えて、図6に示すゲート線ドライバ70及び信号処理部72も備えており、放射線画像検出器20の個々のゲート電極42はゲート線ドライバ70に各々接続され、放射線画像検出器20の個々のソース電極40は信号処理部72に各々接続されている。ゲート線ドライバ70は制御装置74(の画像読出制御部80:後述)に接続されており、放射線画像検出器20からの画像読出時に、駆動信号(スイッチング素子36Bをオンさせる信号)を供給するゲート電極42を画像読出制御部80からの指示に応じて順に切り替えることで、同一のゲート電極に接続された1ライン分の画素(個々の画素はスイッチング素子36B及び電荷蓄積容量36C等から構成される)を単位として、電荷蓄積容量36Cに蓄積されている電荷の出力を順に行わせる。個々の画素から出力された電荷は、ソース電極40を介し画像信号として信号処理部72に入力される。信号処理部72は増幅器及びA/D変換器を備え(図示省略)、ソース電極40を介して入力された画像信号を増幅し、デジタルの画像データへ変換して制御装置74(の画像処理部82:後述)へ出力する。これにより、放射線画像検出器20に記録された画像一面分の画像情報が画像データとして全て読み出される。
The
図1に示すように、放射線発生部12及び放射線検出部14は制御装置74に各々接続されている。制御装置74は、CPU、RAM等から成るメモリ、HDD(Hard Disk Drive)等から成る不揮発性の記憶部74A(記憶部74A以外は図示を省略する)を備えたコンピュータと、このコンピュータに接続された周辺回路を含んで構成されており、不揮発性の記憶部に記憶された所定のプログラムがコンピュータのCPUによって実行され、コンピュータと周辺回路が協働することで、放射線発生部12における放射線の発生を制御する放射線発生制御部78として機能すると共に、放射線画像検出器20からの画像情報の読み出しを制御する画像読出制御部80として機能する。なお、制御装置74には、放射線画像を表示するためのディスプレイ76も接続されている。
As shown in FIG. 1, the
また、制御装置74の不揮発性の記憶部74Aには画像処理プログラムも記憶されており、当該画像処理プログラムがCPUによって実行されることで、制御装置74は図3に示す画像処理部82としても機能する。なお、上記の画像処理プログラムは本発明に係る画像処理プログラムに対応しており、当該画像処理プログラムが実行されることで実現される画像処理部82は本発明に係る画像処理装置に対応している。
Further, an image processing program is also stored in the
次に本実施形態の作用として、画像処理部82によって実現される処理について説明する。画像処理部82は、画像読出制御部80によって放射線画像検出器20から読み出された画像データが入力されると、入力された画像データに対してオフセット補正、シェーディング補正及び欠陥画素補正を順に行い、各補正を経た画像データをディスプレイ76へ出力することで、当該画像データが表す放射線画像をディスプレイ76に表示させる。以下、画像処理部82が行う上記各補正について順に説明する。
Next, as an operation of the present embodiment, processing realized by the
放射線画像検出器20から読み出した画像データは、放射線画像検出器20に放射線が照射されていない(すなわち各画素の電荷蓄積容量36Cに電荷が蓄積されておらず画像情報が記録されていない)状態であっても、各画素毎の値にばらつきが生じている(各画素の値に加わっているオフセットがばらついている)。オフセット補正はこのばらつきを補正するものであり、各画素毎のオフセット(暗出力)の大きさを表すオフセット補正用データ(図7も参照)を予め生成して記憶部74Aに記憶しておき、放射線画像検出器20から画像情報を含む画像データが読み出されて入力されると、当該画像データの各画素の値から、オフセット補正用データが表す各画素毎のオフセット分を各々減ずることによって成される。これにより、放射線画像検出器20の各画素毎のオフセット(暗出力)のばらつきに起因する放射線画像の画質劣化を補正することができる。
The image data read from the
上記のオフセット補正用データは、放射線が照射されていない状態の放射線画像検出器20から画像データを複数回読み出し(図7では、この複数回の読み出しによって得られた複数の画像データを、図7の左上に"0mR画像データ(X線非照射)"と表記した複数のブロックで示している)、複数回の読み出しで得られた複数の画像データの平均値を各画素毎に演算する(図7のステップ100も参照)ことによって得られ、演算後の画像データがオフセット補正用データとして記憶部74Aに記憶される。オフセット補正用データの生成は定期的に(例えば日々の始業時に)行われる。
The above-described offset correction data is obtained by reading image data from the
また、放射線画像検出器20の各画素の中には、例えば放射線が繰り返し照射されることに伴う劣化等により、照射放射線量と蓄電部30に蓄積される潜像極性電荷の量との関係(光電変換特性)の傾きが画素によってばらつくことがある。シェーディング補正は、この光電変換特性のばらつきを補正するものであり、各画素毎の光電変換特性のばらつきを補正するためのゲインを定めたシェーディング補正用データ(図7も参照)を予め生成して記憶部74Aに記憶しておき、放射線画像検出器20から読み出された画像情報を含む画像データに対し、前述のオフセット補正を行った後に、オフセット補正を経た画像データの各画素毎の値に、シェーディング補正用データが表す各画素毎のゲインを各々乗ずることによって成される。これにより、放射線画像検出器20の各画素毎の光電変換特性のばらつきに起因する放射線画像の画質劣化を補正することができる。
Further, in each pixel of the
上記のシェーディング補正データは、撮影位置に被写体16が存在していない状態で、放射線発生部12によって一定レベル(例えば10mR)の放射線を発生させ、放射線画像検出器20の全面に一定レベルの放射線を一様に照射させた後に、放射線画像検出器20から画像データを読み出すことを複数回行い(図7では、この複数回の読み出しによって得られた複数の画像データを、図7の上側中央に"10mR画像データ(X線一様照射)"と表記した複数のブロックで示している)、複数回の読み出しで得られた複数の画像データの平均値を各画素毎に演算し(図7のステップ102も参照)、演算によって得られた画像データ(図7に示す"10mR平均画像データ")に対して前述のオフセット補正を行い、オフセット補正を経た画像データにおける各画素毎の値のばらつき(このときの値のばらつきは各画素毎の光電変換特性のばらつきに起因する)に基づき、各画素毎の光電変換特性のばらつきを補正するためのゲインを演算する(図7のステップ104も参照)ことによって得られる。シェーディング補正用データの生成もオフセット補正用データの生成と同様に定期的に(例えば日々の始業時に)行われる。
The above-mentioned shading correction data is generated in a state where the subject 16 is not present at the photographing position, and the
また、放射線画像検出器20の各画素の中には、例えば放射線が繰り返し照射されることに伴う劣化や、放射線画像検出器20の電荷蓄積容量36Cからスイッチング素子36B、ソース電極40、信号処理部72を経て画像処理部82へ至る電気回路、或いはゲート線ドライバ70からゲート電極42を経てスイッチング素子36Bへ至る電気回路の接触不良等を原因として、電荷蓄積容量36Cに蓄積される電荷の量に応じた電気信号が出力されない画素、すなわち欠陥画素が生ずることがある。欠陥画素補正は、この欠陥画素の出力(値)を画像データ上で補正するものである。
Further, in each pixel of the
欠陥画素補正では、放射線画像検出器20の欠陥画素を予め検出し、検出した個々の欠陥画素の位置を表す欠陥画素情報(欠陥画素マップ)を記憶部74Aに記憶しておき、放射線画像検出器20から読み出された画像情報を含む画像データに対し、前述のオフセット補正及びシェーディング補正を順に行った後に、オフセット補正及びシェーディング補正を経た画像データの各画素のうち、欠陥画素情報に基づいて認識した個々の欠陥画素の値を、個々の欠陥画素の周囲に存在する複数の非欠陥画素の値から補間によって各々求め、個々の欠陥画素の値を補間によって求めた値に置き換えることによって成される。これにより、放射線画像検出器20の欠陥画素に起因する放射線画像の画質劣化を補正することができる。
In the defective pixel correction, a defective pixel of the
上記のように、放射線画像検出器20から読み出された画像情報を含む画像データに対し、オフセット補正、シェーディング補正及び欠陥画素補正を順に行った後にディスプレイ76へ出力することで、放射線画像検出器20の各画素毎のオフセット(暗出力)のばらつきや、各画素毎の光電変換特性のばらつき、欠陥画素に起因する画質劣化が補正された、高画質の放射線画像をディスプレイ76に表示させることができる。なお、上記の各補正に加えて後述するメディアン減算等の他の処理も行った画像データをディスプレイ76に出力・表示させるようにしてもよい。また、ディスプレイ76に表示させることに代えて、フラッシュメモリやその他の情報記録媒体に画像データを記録させたり、プリンタ等の記録装置によってシート状の記録材料に画像として記録させる等の処理を行うようにしてもよい。
As described above, the image data including the image information read out from the
ところで、放射線画像検出器20における画素欠陥は、単一又は少数の欠陥画素が点状に分布して成る画素欠陥(点欠陥)と、複数の欠陥画素が直線状に分布して成る画素欠陥(線欠陥)に大別されるが、このうち線欠陥は点欠陥と比較して周囲の画素との輝度等の差が小さくても視認され易く、また線欠陥が生じているライン(欠陥ライン)に隣接するラインが、欠陥ラインの影響を受けて正常ラインと異なる特性へ変化してしまうこともある。このため、本実施形態では以下に説明する欠陥ライン抽出処理を行い、当該処理によって抽出された欠陥ラインの情報を欠陥画素情報(欠陥画素マップ)として記憶部74Aに記憶している。なお、欠陥ライン抽出処理は前述したオフセット補正データやシェーディング補正データの生成と同様に定期的に(例えば日々の始業時に)行われる。また、本実施形態では、以下で説明する欠陥ライン抽出処理と別に、点欠陥を検出し検出結果を欠陥画素情報(欠陥画素マップ)として記憶部74Aに記憶する点欠陥抽出処理も行われるが、この点欠陥抽出処理については説明を省略する。
By the way, the pixel defect in the
本実施形態に係る欠陥ライン抽出処理では、まず欠陥ラインの検出に用いる画像データを取得する処理が行われる。この処理では、撮影位置に被写体16が存在していない状態で、放射線発生部12によって一定レベル(但し、シェーディング補正用データ取得時よりは低レベル(例えば放射線量が1/2))の放射線を発生させ、放射線画像検出器20の全面に一定レベルの放射線を一様に照射させた後に、放射線画像検出器20から画像データを読み出すことを複数回行い(図7では、この複数回の読み出しによって得られた複数の画像データを、図7の右上に"5mR画像データ(X線一様照射)"と表記した複数のブロックで示している)、複数回の読み出しで得られた複数の画像データの平均値を各画素毎に演算し(図7のステップ106も参照)、演算によって得られた画像データ(図7に示す"5mR平均画像データ")に対して前述のオフセット補正、シェーディング補正が順次行われる。これにより、欠陥ライン検出用画像データ(図7も参照)が得られる。
In the defect line extraction processing according to the present embodiment, first, processing for acquiring image data used for detection of a defective line is performed. In this processing, in a state where the subject 16 does not exist at the imaging position, the
本実施形態に係る欠陥ライン抽出処理では、上記処理によって得られた欠陥ライン検出用画像データ(本発明に係る第2画像信号に相当)及びオフセット補正を行うためのオフセット補正データ(本発明に係る第1画像信号に相当)を対象として、欠陥ラインを検出する欠陥ライン検出処理が各々行われる(図7のステップ108、110も参照)。個々の欠陥ライン検出処理では、それぞれ図8に示す処理が行われる。なお、図8では、上記の欠陥ライン検出用画像データ及びオフセット補正データを「欠陥ライン検出対象の画像データ」と表記している。なお、図7のステップ108の欠陥ライン検出処理は本発明に係る第1検出手段(より詳しくは請求項5,6に記載の第1検出手段)に、図7のステップ110の欠陥ライン検出処理は本発明に係る第2検出手段(より詳しくは請求項5,6に記載の第2検出手段)に各々対応している。
In the defect line extraction process according to the present embodiment, the defect line detection image data (corresponding to the second image signal according to the present invention) obtained by the above process and the offset correction data for performing the offset correction (according to the present invention). A defect line detection process for detecting a defect line is performed on the target image (corresponding to the first image signal) (see also steps 108 and 110 in FIG. 7). In each defective line detection process, the process shown in FIG. 8 is performed. In FIG. 8, the defect line detection image data and the offset correction data are expressed as “defect line detection target image data”. The defect line detection process in
図8に示す欠陥ライン検出処理では、欠陥ライン検出対象の画像データに対し、ノイズを除去するための2次元のメディアン処理を行う(図8のステップ120)。この2次元のメディアン処理は、放射線画像検出器20における点欠陥の許容最大サイズ(幅及び長さ)を画素数換算でS_dとしたときに、(2×S_d+1)画素×(2×S_d+1)画素のサイズのメディアンフィルタを用い、欠陥ライン検出対象の画像データの各画素の値を、各画素の位置が中心となるように配置したメディアンフィルタの範囲内に入る複数画素((2×S_d+1)×(2×S_d+1)個の画素)の中央値で置き換えることによって行われる。これにより、欠陥ライン検出対象の画像データから点欠陥等のノイズが除去される。
In the defective line detection process shown in FIG. 8, a two-dimensional median process for removing noise is performed on the image data to be detected as a defective line (
また、2次元のメディアン処理を経た画像データから画像の中央部に相当する複数画素の値を抽出し、抽出した複数画素の値の平均値を中央部平均値Q_aveとして演算する(図8のステップ122)。本実施形態では、中央部平均値Q_aveに対する欠陥ライン検出のための閾値の偏差αが予め設定されており、この偏差αを読み出し、演算した中央部平均値Q_aveに偏差αを加算することで上限閾値(=Q_ave+α)を演算すると共に、中央部平均値Q_aveから偏差αを減算することで下限閾値(=Q_ave−α)を演算する(図8のステップ124)。なお、上記の偏差αは、詳しくは、欠陥ライン検出対象がオフセット補正データの場合の偏差α1(本発明に係る第1閾値に相当)と、欠陥ライン検出対象が欠陥ライン検出用画像データの場合の偏差α2(本発明に係る第2閾値に相当)が別々に設定されており、偏差α1>偏差α2とされている(この偏差α1,α2の大小関係は請求項4記載の発明に対応している)。オフセット補正データを欠陥ライン検出対象とする欠陥ライン検出処理(図7のステップ108)では、偏差α1が読み出されて上限閾値及び下限閾値の演算が行われ、欠陥ライン検出用画像データを欠陥ライン検出対象とする欠陥ライン検出処理(図7のステップ110)では、偏差α2が読み出されて上限閾値及び下限閾値の演算が行われる。
Further, the value of a plurality of pixels corresponding to the central portion of the image is extracted from the image data that has undergone the two-dimensional median processing, and the average value of the extracted values of the plurality of pixels is calculated as the central portion average value Q_ave (step in FIG. 8). 122). In the present embodiment, a threshold deviation α for defect line detection with respect to the central average value Q_ave is preset, and the upper limit is obtained by reading this deviation α and adding the deviation α to the calculated central average value Q_ave. A threshold value (= Q_ave + α) is calculated, and a lower limit threshold value (= Q_ave−α) is calculated by subtracting the deviation α from the central average value Q_ave (step 124 in FIG. 8). Specifically, the deviation α is more specifically the deviation α 1 (corresponding to the first threshold value according to the present invention) when the defect line detection target is offset correction data, and the defect line detection target is the defect line detection image data. Deviation α 2 (corresponding to the second threshold value according to the present invention) is set separately, and deviation α 1 > deviation α 2 (the magnitude relationship between these deviations α 1 and α 2 is claimed in claim 4). Corresponding to the described invention). In the defect line detection processing for the offset correction data and defective line detection (
一方、図8に示す欠陥ライン検出処理では、欠陥ライン検出対象の画像データに対して横方向(例えばゲート電極42の延びる方向、以下では便宜上、ゲート電極42の延びる方向を横方向、ソース電極42の延びる方向を縦方向と称する)に沿った1次元のメディアン処理も行う(図8のステップ126)。この横方向のメディアン処理は、(2×S_d+1)画素×1画素のサイズのメディアンフィルタを用い、欠陥ライン検出対象の画像データの各画素の値を、横方向に向けると共に各画素の位置が中心となるように配置したメディアンフィルタの範囲内に入る複数画素((2×S_d+1)個の画素)の中央値で置き換えることによって行われる。これにより、欠陥ライン検出対象の画像データから縦方向に沿った線欠陥等のノイズが除去された画像データ(図8に示す横メディアン処理画像データ)が得られる。
On the other hand, in the defect line detection process shown in FIG. 8, the horizontal direction (for example, the direction in which the
次に、横メディアン処理を経た画像データ上で横方向に延びる各ラインのうち、線欠陥が含まれていると判断できる横欠陥ラインを検出する横欠陥ライン検出処理を行う(図8のステップ128)。これは、例えば横方向に延びる各ラインについて、ライン上の全画素の値の平均値を各々演算し、演算した平均値が先に演算した上限閾値以下かつ下限閾値以上か否かを判断することで行うことができる。そして演算した平均値が上限閾値よりも大きいか、又は下限閾値未満と判断したラインを横欠陥ラインとして明示した横欠陥ラインマップ(図8参照)を生成する。なお、横欠陥ラインマップとしては、例えば横メディアン処理画像データのうち、横欠陥ラインと判断したラインの全画素に、横欠陥ライン上の画素であることを明示する所定の情報を各々付加した画像データを適用することができる。 Next, a horizontal defect line detection process is performed to detect a horizontal defect line that can be determined to contain a line defect among the lines extending in the horizontal direction on the image data that has undergone the horizontal median process (step 128 in FIG. 8). ). For example, for each line extending in the horizontal direction, the average value of all pixels on the line is calculated, and it is determined whether the calculated average value is equal to or lower than the previously calculated upper limit threshold and lower limit threshold. Can be done. Then, a lateral defect line map (see FIG. 8) is generated in which the calculated average value is larger than the upper threshold value or less than the lower threshold value and the line is clearly indicated as a lateral defect line. As the lateral defect line map, for example, in the lateral median processing image data, all the pixels of the line determined to be the lateral defect line are each added with predetermined information that clearly indicates the pixel on the lateral defect line. Data can be applied.
更に、図8に示す欠陥ライン検出処理では、欠陥ライン検出対象の画像データに対して縦方向に沿った1次元のメディアン処理も行う(図8のステップ130)。この縦方向のメディアン処理についても (2×S_d+1)画素×1画素のサイズのメディアンフィルタを用い、欠陥ライン検出対象の画像データの各画素の値を、縦方向に向けると共に各画素の位置が中心となるように配置したメディアンフィルタの範囲内に入る複数画素((2×S_d+1)個の画素)の中央値で置き換えることによって行われる。これにより、欠陥ライン検出対象の画像データから横方向に沿った線欠陥等のノイズが除去された画像データ(図8に示す縦メディアン処理画像データ)が得られる。
Further, in the defect line detection process shown in FIG. 8, one-dimensional median processing along the vertical direction is also performed on the image data to be detected as a defect line (
次に、縦メディアン処理を経た画像データ上で縦方向に延びる各ラインのうち、線欠陥が含まれていると判断できる縦欠陥ラインを検出する縦欠陥ライン検出処理を行う(図8のステップ132)。これは、例えば縦方向に延びる各ラインについて、ライン上の全画素の値の平均値を各々演算し、演算した平均値が先に演算した上限閾値以下かつ下限閾値以上か否かを判断することで行うことができる。そして演算した平均値が上限閾値よりも大きいか、又は下限閾値未満と判断したラインを縦欠陥ラインとして明示した縦欠陥ラインマップ(図8参照)を生成する。なお、縦欠陥ラインマップについても、例えば縦メディアン処理画像データのうち、縦欠陥ラインと判断したラインの全画素に、縦欠陥ライン上の画素であることを明示する所定の情報を各々付加した画像データを適用することができる。 Next, a vertical defect line detection process is performed to detect a vertical defect line that can be determined to contain a line defect among the lines extending in the vertical direction on the image data that has undergone the vertical median process (step 132 in FIG. 8). ). For example, for each line extending in the vertical direction, the average value of all the pixel values on the line is calculated, and it is determined whether the calculated average value is equal to or lower than the previously calculated upper limit threshold and lower limit threshold. Can be done. Then, a vertical defect line map (see FIG. 8) is generated in which the calculated average value is greater than the upper limit threshold value or a line determined to be less than the lower limit threshold value is specified as a vertical defect line. As for the vertical defect line map, for example, in the vertical median processed image data, all the pixels of the line determined to be the vertical defect line are each added with predetermined information that clearly indicates the pixel on the vertical defect line. Data can be applied.
上記のようにして縦欠陥ラインマップ及び横欠陥ラインマップを生成すると、生成した縦欠陥ラインマップと横欠陥ラインマップを合成し、欠陥ラインマップを生成するマップ合成処理を行う(図8のステップ134)。このマップ合成処理は、例えば縦欠陥ラインマップ及び横欠陥ラインマップのうちの少なくとも一方のマップで縦欠陥ライン又は横欠陥ライン上であることが明示されている画素について、欠陥ライン上の画素であることを明示した所定の情報を付加した画像データ(欠陥ラインマップ)を生成することで行うことができる。 When the vertical defect line map and the horizontal defect line map are generated as described above, the generated vertical defect line map and the horizontal defect line map are combined to perform a map combining process for generating a defect line map (step 134 in FIG. 8). ). This map composition processing is, for example, a pixel on a defective line with respect to a pixel that is specified to be on a vertical defect line or a horizontal defect line in at least one of a vertical defect line map and a horizontal defect line map. This can be done by generating image data (defect line map) to which predetermined information clearly indicating this is added.
オフセット補正データ及び欠陥ライン検出用画像データに対し、上述した欠陥ライン検出処理を各々行って欠陥ラインマップを各々生成すると、これらの欠陥ラインマップを合成する処理を行う(図7のステップ112)。そして、この合成処理によって得られた新たな欠陥ラインマップは、別に行われた点欠陥の検出結果と更に合成された後に、欠陥画素情報(欠陥画素マップ)として記憶部74Aに記憶され、先に説明した欠陥画素補正に用いられる。なお、図7のステップ112の合成処理は本発明に係る合成手段に対応している。
When the defect line detection process described above is performed on the offset correction data and the defect line detection image data to generate defect line maps, a process for synthesizing these defect line maps is performed (
なお、上記の合成処理によって得られる欠陥ラインマップ上で、連続する複数ラインが欠陥ラインと判断されていることがあるが、欠陥ラインが一定数以上連続している場合、放射線画像検出器20から読み出された画像情報を含む画像データに対して欠陥画素補正を行ったとしても、欠陥画素補正等を経た放射線画像のうち、一定数以上連続している欠陥ラインに対応する箇所が不自然な仕上がりとなってしまうことがある。このため、上記の欠陥ラインマップ合成処理(図7のステップ112)において、生成した欠陥ラインマップ上で欠陥ラインがnライン(例えば3ライン)以上連続しているか否かを判定し、判定が肯定された場合はオペレータに対して警告を発することが好ましい。これにより、前記警告が発せられた場合に、オペレータは放射線画像検出器20の故障と判断し、放射線画像検出器20を交換する等の対策を講ずることができる。なお、上記事項は請求項7記載の発明に対応している。
It should be noted that on the defect line map obtained by the above synthesis process, a plurality of continuous lines may be determined as defect lines, but if the defect lines are continuous for a certain number or more, the
上述したように、本実施形態に係る欠陥ライン抽出処理では、オフセット補正データに対し、予め設定された偏差α1から演算した上限閾値及び下限閾値を用いて欠陥ラインを検出すると共に、欠陥ライン検出用画像データに対し、予め設定された偏差α2から演算した上限閾値及び下限閾値を用いて欠陥ラインを検出し、それぞれの欠陥ラインの検出結果を合成して欠陥ラインマップを生成しているので、放射線画像検出器20に欠陥ラインが存在しており、かつ当該欠陥ラインに隣接するラインの値が、欠陥ライン検出用画像データ上で正常ラインの値(中央部平均値Q_ave)と偏差α2以上相違している隣接欠陥ラインであった場合には、当該隣接欠陥ラインが欠陥ライン検出用画像データを用いた欠陥ライン検出処理により欠陥ラインとして検出され、放射線画像検出器20に欠陥ラインが存在しており、かつ当該欠陥ラインに隣接するラインが図11(A),(B)のような特性を示す隣接欠陥ラインであった場合には、当該隣接欠陥ラインがオフセット補正データを用いた欠陥ライン処理により欠陥ラインとして検出される。従って、放射線画像検出器20の欠陥ラインのみならず、隣接欠陥ラインも精度良く検出することができる。
As described above, in the defective line extraction process according to the present embodiment, with respect to the offset correction data, it detects the defective line with upper and lower thresholds calculated from preset deviation alpha 1, the defect line detection to use the image data to detect a defect line with upper and lower thresholds calculated from preset deviation alpha 2, since the generated defect line map by combining the detection results of the respective defective line The defect line exists in the
なお、図8に示す欠陥ライン検出処理では、1次元のメディアン処理を経た画像データ(横メディアン処理画像データ又は縦メディアン処理画像データ)に対して縦欠陥ライン又は横欠陥ラインの検出を行っているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例として図9に示すように、1次元のメディアン処理を経た画像データ(横メディアン処理画像データ又は縦メディアン処理画像データ)を元の画像データ(欠陥ライン検出対象の画像データ)から各画素毎に減算するメディアン減算を行った画像データを対象として、縦欠陥ライン又は横欠陥ラインの検出を行うようにしてもよい。 In the defect line detection process shown in FIG. 8, a vertical defect line or a horizontal defect line is detected for image data (horizontal median processed image data or vertical median processed image data) that has undergone a one-dimensional median process. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 9 as an example, image data (horizontal median processed image data or vertical median processed image data) that has undergone one-dimensional median processing is used as the original image data. You may make it detect a vertical defect line or a horizontal defect line for the image data which performed the median subtraction which subtracts for every pixel from (defect line detection target image data).
また、欠陥ライン検出処理として、図10に示すように、欠陥ライン検出対象の画像データに対し、欠陥ライン検出用の閾値(この閾値も欠陥ライン検出対象の画像データがオフセット補正データか欠陥ライン検出用画像データかに応じて相違する)による二値化を行って欠陥画素を抽出し(図10のステップ140)、二値化後の画像データにおける縦横の全ラインについて、1ラインの全画素中の欠陥画素の比率が一定値以上のラインを欠陥ラインと判定する一方、1ラインの全画素中の欠陥画素の比率が一定値未満のラインを非欠陥ラインと判定し(図10のステップ142)、判定結果に従って欠陥ラインマップを生成する処理を行うようにしてもよい。
In addition, as shown in FIG. 10, as the defect line detection processing, a defect line detection threshold value is detected for the defect line detection target image data (this threshold value is also detected when the defect line detection target image data is offset correction data. Binarization is performed to extract defective pixels (
また、上記では本発明に係る撮像素子として、TFT方式の放射線画像検出器20を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明に係る撮像素子は、光読取方式の放射線画像検出器等、他の構成の放射線画像検出器であってもよい。また本発明は、欠陥ラインに隣接するラインが、欠陥ラインの影響を受けて正常ラインと異なる特性へ変化してしまう特性を有する撮像素子が好適であるが、その他の撮像素子(例えばCCD等)にも適用可能である。
In the above description, the TFT type
また、上記では本発明に係る画像処理プログラムが記憶部74Aに予め記憶(インストール)されている態様を説明したが、本発明に係る画像処理プログラムは、CD−ROMやDVD−ROM等の記録媒体に記録されている形態で提供することも可能である。
In the above description, the image processing program according to the present invention is stored (installed) in the
10 放射線画像撮影装置
12 放射線発生部
14 放射線検出部
20 放射線画像検出器
74 制御装置
82 画像処理部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記所定波長域の光が一様に照射された状態の前記撮像素子から読み出した画像信号に対し、個々の光電変換部毎の暗出力のばらつきを補正するオフセット補正及び個々の光電変換部毎の感度のばらつきを補正するシェーディング補正を行って得られた第2画像信号に基づき、第2閾値を用い、前記第2画像信号が表す画像全体を対象として前記撮像素子の欠陥ラインを検出する第2検出手段と、
前記第1検出手段による欠陥ラインの検出結果と前記第2検出手段による欠陥ラインの検出結果を合成する合成手段と、
を含む画像処理装置。 Based on a first image signal read from an image sensor in a state in which photoelectric conversion units are arranged two-dimensionally and the photoelectric conversion unit is sensitive to light in a predetermined wavelength range, the first image is read using a first threshold value. First detection means for detecting a defective line of the image sensor for the entire image represented by the signal;
For image signals read out from the image sensor in a state where the light of the predetermined wavelength range is uniformly irradiated, offset correction for correcting a variation in dark output for each photoelectric conversion unit and for each photoelectric conversion unit A second line that detects a defective line of the image sensor for the entire image represented by the second image signal using a second threshold value based on a second image signal obtained by performing shading correction for correcting sensitivity variations. Detection means;
Combining means for combining the detection result of the defective line by the first detection means and the detection result of the defect line by the second detection means;
An image processing apparatus.
前記所定波長域の光が一様に照射された状態の前記撮像素子から読み出した画像信号に対し、個々の光電変換部毎の暗出力のばらつきを補正するオフセット補正及び個々の光電変換部毎の感度のばらつきを補正するシェーディング補正を行って得られた第2画像信号に基づき、第2閾値を用い、前記第2画像信号が表す画像全体を対象として前記撮像素子の欠陥ラインを検出し、
前記第1画像信号に基づく欠陥ラインの検出結果と前記第2画像信号に基づく欠陥ラインの検出結果を合成する画像処理方法。 Based on a first image signal read from an image sensor in a state in which photoelectric conversion units are arranged two-dimensionally and the photoelectric conversion unit is sensitive to light in a predetermined wavelength range, the first image is read using a first threshold value. Detecting the defective line of the image sensor for the entire image represented by the signal,
For image signals read out from the image sensor in a state where the light of the predetermined wavelength range is uniformly irradiated, offset correction for correcting a variation in dark output for each photoelectric conversion unit and for each photoelectric conversion unit Based on the second image signal obtained by performing the shading correction for correcting the sensitivity variation, the second threshold is used to detect the defective line of the image sensor for the entire image represented by the second image signal,
An image processing method for combining a defect line detection result based on the first image signal and a defect line detection result based on the second image signal.
光電変換部が2次元に並び、前記光電変換部が感度を有する所定波長域の光が未照射の状態の撮像素子から読み出した第1画像信号に基づき、第1閾値を用い、前記第1画像信号が表す画像全体を対象として前記撮像素子の欠陥ラインを検出する第1検出手段、
前記所定波長域の光が一様に照射された状態の前記撮像素子から読み出した画像信号に対し、個々の光電変換部毎の暗出力のばらつきを補正するオフセット補正及び個々の光電変換部毎の感度のばらつきを補正するシェーディング補正を行って得られた第2画像信号に基づき、第2閾値を用い、前記第2画像信号が表す画像全体を対象として前記撮像素子の欠陥ラインを検出する第2検出手段、
及び、前記第1検出手段による欠陥ラインの検出結果と前記第2検出手段による欠陥ラインの検出結果を合成する合成手段
として機能させるための画像処理プログラム。 Computer
Based on a first image signal read from an image sensor in a state in which photoelectric conversion units are arranged two-dimensionally and the photoelectric conversion unit is sensitive to light in a predetermined wavelength range, the first image is read using a first threshold value. First detection means for detecting a defective line of the image sensor for the entire image represented by the signal;
For image signals read out from the image sensor in a state where the light of the predetermined wavelength range is uniformly irradiated, offset correction for correcting a variation in dark output for each photoelectric conversion unit and for each photoelectric conversion unit A second line that detects a defective line of the image sensor for the entire image represented by the second image signal using a second threshold value based on a second image signal obtained by performing shading correction for correcting sensitivity variations. Detection means,
And an image processing program for functioning as a combining unit that combines the detection result of the defective line by the first detection unit and the detection result of the defective line by the second detection unit.
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