JP2009130818A - 画像処理装置、画像処理装置の制御方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 欠陥画素が隣接する可能性を低下して、合成画像を得る。
【解決手段】 画像検出器により画像を取得する撮像手段と、複数の画像の中の任意の１画像を基準とし、その他の画像を主走査方向および／または副走査方向に１画素幅超移動させて合成することで合成画像を得る合成手段と、前記合成画像に欠陥補正処理を施す。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像検出器を移動して撮像したて取得した画像を合成する画像処理装置、画像処理装置の制御方法、プログラム及びコンピュータ可読媒体に関する

従来より、画像を高精細化する方法のひとつとして、画像検出器を主走査方向および／または副走査方向に１画素幅よりも小さい量だけ移動して複数回の撮像を行い、取得した複数の画像から高精細画像を合成することが行われている（特許文献１、特許文献２参照）。

上記の方法によれば、例えば図８に示すように、複数の撮像素子８０１から構成される画像検出器８１０を主走査方向および／または副走査方向に０．５画素幅だけ移動して計４回の撮像を行い、取得した４個の画像を適切に合成することにより各走査方向の解像度を２倍相当に向上した高精細画像８２０を取得することが可能である。
特開平１１−２１５３２４号公報 特開２００５−３２６２６０号公報

一方、画像検出器は一般に欠陥画素と呼ばれる出力不良の撮像素子を含むことがしばしばあり、欠陥画素を周囲の正常画素に基づいて補正することが広く行われている。そのため、図９に示すような欠陥画素９０１を含む画像検出器を利用して１画素幅より小さい移動量で撮像した複数の画像を合成すると、欠陥画素９０１が互いに隣接し、上述したような欠陥画素の周囲の正常画素に基づく補正処理の精度が低下するという課題があった。

また、高精細画像を合成する前の複数の画像を個別に欠陥補正する方法も考えられるが、画像の空間解像度を考慮すると、上述した補正処理よりも更に精度が低下することは明白である。

本発明はこのような課題を解決するために成されたものであり、欠陥画素の補正精度を低下させることなく複数の画像を合成して高画質かつ高精細な画像を取得することを目的とする。

本発明の目的を達成するために、例えば本発明の画像処理装置は以下の構成を備える。すなわち、複数の画素を有し、光学像を画像信号に変換して画像として撮像する画像検出器と、
前記画像検出器を、第一の位置及び該第一の位置から前記画素の幅以上の距離を移動する移動手段と、
前記第一の位置において前記画像検出器で第一の画像を撮像し、
前記第一の位置から前記画素の幅以上の距離を移動した第二の位置おいて前記画像検出器で第二の画像を撮像する様に、前記画像検出器及び前記移動手段を制御する制御手段と、
合成画像の座標上で、前記第二の画像の座標を前記距離に相当する値に変更して、前記第一の画像と前記合成画像を合成する合成手段と、を備える。

本発明によれば、同一の欠陥画素を隣接することなく、複数の画像を合成することができる。

（実施例１）
以下、この発明の実施例１の形態を説明する。

図１はこの発明の実施例１．による画像処理装置１００である。すなわち、画像処理装置１００は、複数の画像を合成して高精細画像を取得する機能を有する画像処理装置であり、前処理回路１０３、制御手段としてのＣＰＵ１０８、メインメモリ１０９、操作パネル１１０、ディスプレイモニタ１１１、画像処理回路１２０を備えており、ＣＰＵバス１０７を介して互いにデータ授受されるようになされている。

また、画像処理装置１００は、前処理回路１０３に接続されたデータ収集回路１０２と、データ収集回路１０２に接続された画像検出器１０１及び移動装置１０４とを備えており、データ収集回路１０２はＣＰＵバス１０７にも接続されている。画像検出器１０１は複数の画素を有し受光した光を画像として撮像する。つまり、光学像を画像信号に変換して画像として撮像する。

更に画像処理回路１２０は、複数の画像を合成して合成画像を生成する合成手段としての合成回路１２１、画像に対して欠陥補正処理を施す欠陥補正回路１２２を備える。

上述の様な画像処理装置１００において、メインメモリ１０９は、制御手段としてのＣＰＵ１０８での処理に必要な各種のデータなどが記憶されるものであると共に、ＣＰＵ１０８の作業用としてのワークメモリを含む。ＣＰＵ１０８は、メインメモリ１０９を用いて、操作パネル１１０からの操作にしたがって装置全体の動作制御等を行う。

図２は画像処理装置１００が動作する際の制御処理の流れを示す図であり、図３は画像検出器１０１により撮像される複数の画像３０１乃至３０４を示している。また図４は前記複数の画像を合成して得た合成画像４０１を示している。尚、図２に示したフローチャートに従ったプログラムコードはメインメモリ１０９、もしくは図不示のＲＯＭに格納され、ＣＰＵ１０８により読み出され、実行されるものとする。

以下では図２乃至図４を用いて画像処理装置１００が動作する際の処理の流れを説明する。はじめにデータ収集回路１０２が移動手段としての移動装置１０４を駆動して画像検出器１０１を第１の撮像位置に移動させる（ｓ２０１）。続いて画像検出器１０１を駆動させ図不示の被写体を撮像し、第１の撮像位置における第一の画像３０１を取得する（ｓ２０２）。次にデータ収集回路１０２は移動装置１０４を駆動して画像検出器１０１をその主走査方向に移動させ第２の撮像位置に平行移動させる（ｓ２０３）。本実施例においては、このときの移動量を画像検出器１０１を構成する撮像素子の画素の幅の１．５倍の量とする。続いて上記処理ｓ２０２と同様に画像検出器１０１を駆動させ図不示の被写体を撮像し、第２の撮像位置における第二の画像３０２を取得する（ｓ２０４）。同様に画像検出器１０１をその副走査方向に画素幅の１．５倍の量だけ移動して第３の撮像位置に移動させ、第三の画像３０３を取得する（ｓ２０５、ｓ２０６）。同様に画像検出器１０１を第４の撮像位置に移動させ、第四の画像３０４を取得する（ｓ２０７、ｓ２０８）。尚、本実施例における各画像の撮像順序は上述した通りだが、これに限定されるものではなく任意の撮像順序として構わない。

上記処理ｓ２０１乃至ｓ２０８により取得された４個の画像は、データ収集回路１０２から前処理回路１０３に供給され、オフセット補正処理やゲイン補正処理等の一般的な前処理を施される（ｓ２０９）。

次に画像処理回路１２０に備わる合成回路１２１が、上記処理ｓ２０９により前処理を施した４個の画像３０１乃至３０４をそれぞれの撮像位置に基づいて移動して合成し、合成画像４０１を生成する（ｓ２１０）。また、補間回路を新たに構成に加え、合成画像４０１の周辺部の画像を補間処理により生成すれば有効領域の減少を回避することも可能である。ここで、合成画像４０１の座標上で、画素幅の１．５倍の量だけ、画像３０２，３０３，３０４を移動して画像３０１と合成する。

最後に画像処理回路１２０に備わる欠陥補正回路１２２が、合成画像４０１に対して欠陥補正処理を施す（ｓ２１１）。欠陥補正処理は一般に補正対象の欠陥画素の周囲の正常画素、すなわち非欠陥画素に基づいて補正対象の欠陥画素の画素値を生成することで実現される。最も単純には欠陥画素に隣接する４画素または８画素のうち正常画素の平均値で欠陥画素の画素値を代用する方法が用いられる。本実施例によれば上記処理ｓ２０３、ｓ２０５、ｓ２０７において画像検出器１０１を移動した量は各走査方向に１．５画素幅であるため、合成画像４０１において欠陥画素が互いに隣接する状況は発生し難く、高精度の欠陥補正処理が可能である。欠陥画素の位置については画像検出器１０１の製造過程で特定し、画像検出器１０１の個体の固有情報として画像処理装置１００の内部、例えば欠陥補正回路１２２に予め記憶させるのが一般的である。上記処理ｓ２１０における各画像の合成位置は既知であるため、画像検出器１０１の欠陥画素の位置から合成画像４０１の欠陥画素の位置を知ることができる。その他にも新たに欠陥検出回路を構成に加え、撮像の度に、または定期的に画像３０１乃至３０４または合成画像４０１から欠陥画素の位置を検出して利用してももちろん構わない。

以上の様に実施例１．によれば、合成画像を合成するにあたり、欠陥画素が隣接する可能性を落として、合成画像を得ることが可能である。さらに、また複数の画像を主走査方向および／または副走査方向に１．５画素幅だけ移動して合成するため、合成後の画像において欠陥画素が互いに隣接する状況の発生を大幅に低減することが可能である。また、一枚の画像よりも高解像度の合成画像を取得可能とする効果がある。つまり、高解像度、高画質化した画像を得ることができる。

尚、本実施例では説明を簡単にするため、画像の撮像位置を主走査方向に２個の位置、副走査方向に２個の位置として計４（２×２）個の位置とした。またその際の移動量は各走査方向で１．５画素幅とした。しかしこれは最も簡単な例であり一般的には主走査方向にＭ個の位置、副走査方向にＮ個の位置として計Ｍ×Ｎ個の位置で撮像することが可能である。またその際の移動量を主走査方向は（ｍ＋１／Ｍ）画素幅、副走査方向は（ｎ＋１／Ｎ）画素幅、ただしｍ、ｎはそれぞれ１以上の整数とすることにより、本実施例と同様の効果が得られることは明らかである。

（実施例２）
図５はこの発明の実施例２．による画像処理装置５００である。実施例１．による画像処理装置１００との相違は、画像検出器１０１の代わりに放射線画像検出器５０１が構成された点である。また、放射線画像検出器５０１は、被写体を透過した放射線画像を画像信号に変換して、画像を撮像するものである。

放射線発生装置５０２、放射線ビーム５０３および被検査体５０４が追加された点である。以下ではこれらに関連する部分についてのみ説明する。

はじめにデータ収集回路１０２が、放射線画像検出器の移動手段である移動装置１０４を駆動して放射線画像検出器５０１を第１の撮像位置に移動させる（ｓ２０１）。続いてデータ収集回路１０２の制御により放射線発生装置５０２および放射線画像検出器５０１が駆動され、被検査体５０４に対して放射線ビーム５０３が放射される。放射線発生装置５０２から放射された放射線ビーム５０３は、被検査体５０４を減衰しながら透過して放射線画像検出器５０１に到達し、放射線画像検出器５０１により画像３０１として出力される（ｓ２０２）。以降、実施例１．と同様に、データ収集回路１０２は移動装置１０４を駆動して放射線画像検出器５０１を第２、第３および第４の撮像位置に移動させ、それぞれの撮像位置で被検査体５０４の画像を取得する（ｓ２０３乃至ｓ２０８）。ただしそれぞれの撮像位置において放射線画像検出器５０１に加えて放射線発生装置５０２も併せて駆動し、被検査体５０４に対して放射線ビーム５０３が放射される点は本実施例の特徴である。

上記処理ｓ２０１乃至ｓ２０８により取得された４個の画像は、引き続き各回路により前処理（ｓ２０９）、画像合成（ｓ２１０）、欠陥補正（ｓ２１１）されるが、これらの処理については実施例１．と同様であるため説明を省略する。

以上の様に実施例２．によれば、複数の放射線画像を合成して高精細な放射線画像を取得することが可能である。また複数の放射線画像を主走査方向および／または副走査方向に１．５画素幅だけ移動して合成するため、合成後の放射線画像において欠陥画素が互いに隣接する状況の発生を大幅に低減することが可能であり、精度の高い欠陥補正処理が可能である。結果として高画質かつ高精細な放射線画像を取得可能とする効果がある。

（実施例３）
図６はこの発明の実施例３．による画像処理装置６００である。実施例２．による画像処理装置５００との相違は、実施例２．において放射線画像検出器５０１を移動させるよう構成していた移動装置１０４が、本実施例では放射線発生装置５０２を移動させる移動装置６０４として構成されている点である。以下ではこれらに関連する部分についてのみ説明する。

図７は画像処理装置６００が動作する際の制御処理の流れを示す図である。はじめにデータ収集回路１０２が移動装置６０４を駆動して放射線発生装置５０２を第１の曝射位置に移動させる（ｓ７０１）。続いてデータ収集回路１０２の制御により放射線発生装置５０２および放射線画像検出器５０１が駆動され、被検査体５０４に対して放射線ビーム５０３が放射される。放射線発生装置５０２から放射された放射線ビーム５０３は、被検査体５０４を減衰しながら透過して放射線画像検出器５０１に到達し、放射線画像検出器５０１により画像３０１として出力される（ｓ７０２）。次にデータ収集回路１０２は移動装置６０４を駆動して放射線発生装置５０２を放射線画像検出器５０１の主走査方向に対応する方向に移動させ第２の曝射位置に移動させる（ｓ７０３）。このとき移動量を例えば放射線画像検出器５０１を構成する撮像素子の画素幅の１．５倍の量とする。続いて上記処理ｓ７０２と同様に放射線発生装置５０２および放射線画像検出器５０１を駆動し、第２の曝射位置における画像３０２を取得する（ｓ７０４）。同様に放射線発生装置５０２を放射線画像検出器５０１の副走査方向に対応する方向に放射線画像検出器５０１の画素幅の１．５倍の量だけ移動して第３の曝射位置に移動させ、画像３０３を取得する（ｓ７０５、ｓ７０６）。同様に放射線発生装置５０２を第４の曝射位置に移動させ、画像３０４を取得する（ｓ７０７、ｓ７０８）。

上記処理ｓ７０１乃至ｓ７０８により取得された４個の画像は、引き続き各回路により前処理（ｓ７０９）、画像合成（ｓ７１０）、欠陥補正（ｓ７１１）される。これらの処理については実施例１．における処理ｓ２０９乃至ｓ２１１と同様であるため説明を省略する。

以上の様に実施例３．によれば、複数の放射線画像を合成して高精細な放射線画像を取得することが可能である。また複数の放射線画像を主走査方向および／または副走査方向に１．５画素幅だけ移動して合成するため、合成後の放射線画像において欠陥画素が互いに隣接する状況の発生を大幅に低減することが可能であり、精度の高い欠陥補正処理が可能である。結果として高画質かつ高精細な放射線画像を取得可能とする効果がある。

尚、本発明の目的は、実施形態１〜３の装置又はシステムの機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、装置又はシステムに供給し、その装置又はシステムのコンピュータ（ＣＰＵ又はＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読みだして実行することによっても、達成されることは言うまでもない。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が実施形態１〜３の機能を実現することとなり、そのプログラムコードを記憶したコンピュータ記憶媒体及び当該プログラムコードは本発明を構成することとなる。

プログラムコードを供給するためのコンピュータ記憶媒体としては、ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等を用いることができる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、実施形態１〜３の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって実施例１〜３の機能が実現される場合も本発明の実施の態様に含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって実施例１〜３の機能が実現される場合も本発明の実施の態様に含まれることは言うまでもない。

このようなプログラム又は当該プログラムを格納した記憶媒体に本発明が適用される場合、当該プログラムは、例えば、上述の図２または図７に示されるフローチャートに対応したプログラムコードから構成される。

発明の実施例１．の構成を示すブロック図である。 実施例１．および２．の画像処理装置の処理の流れを示す図である。 実施例１．２．および３．の画像を示す図である。 実施例１．２．および３．の合成画像を示す図である。 発明の実施例２．の構成を示すブロック図である。 発明の実施例３．の構成を示すブロック図である。 実施例３．の画像処理装置の処理の流れを示す図である。 背景技術の原理を説明する図である。 背景技術の課題を説明する図である。

符号の説明

１０１ 画像検出器
１０４、６０４ 移動装置
１０８ ＣＰＵ
１２１ 合成回路
１２２ 欠陥補正回路

Claims (8)

1. 複数の画素を有し、光学像を画像信号に変換して画像として撮像する画像検出器と、
   前記画像検出器を、第一の位置及び該第一の位置から前記画素の幅以上の距離を移動する移動手段と、
   前記第一の位置において前記画像検出器で第一の画像を撮像し、
   前記第一の位置から前記画素の幅以上の距離を移動した第二の位置おいて前記画像検出器で第二の画像を撮像する様に、前記画像検出器及び前記移動手段を制御する制御手段と、
   合成画像の座標上で、前記第二の画像の座標を前記距離に相当する値に変更して、前記第一の画像と前記第二の画像との前記合成画像を合成する合成手段と、
   を有することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記制御手段は、前記画像検出器を主走査方向および／または副走査方向に前記基第一の位置から前記画素の幅以上に移動した複数の位置に移動させて前記画像を取得する様に前記画像検出器及び前記移動手段を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記第一の位置を含め主走査方向にＭ個の位置、副走査方向にＮ個の位置、合計Ｍ×Ｎ個の位置に前記画像検出器を移動させて前記画像を取得し、その際の移動量が主走査方向は（ｍ＋１／Ｍ）画素幅、副走査方向は（ｎ＋１／Ｎ）画素幅であり、ｍ、ｎはそれぞれ１以上の整数であることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記画像検出器は放射線を画像信号に変換して、画像とし撮像する検出器であり、更に、被検体に放射線を曝射する放射線発生装置を備えることを特徴とする請求項１乃至３に記載の画像処理装置。
5. 更に、前記放射線発生装置を前記画像検出器の主走査方向および／または副走査方向に対応する方向に平行移動させる放射線発生装置の移動手段を備え、前記放射線発生装置を複数の位置に移動させて前記画像を取得することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
6. 画像検出器で取得した複数の画像を合成して合成画像を得る画像処理装置の制御方法であって、
   第一の位置おいて前記画像検出器で第一の画像を撮像する工程と、
   該第一の位置から前記画素の幅以上の距離を移動する第二の位置において、
   前記画像検出器で第二の画像を撮像する工程と、
   前記合成画像の座標上で、前記第二の画像の座標を前記距離に相当する値に変更して、前記第一の画像と前記合成画像を合成する合成工程と、
   を有する画像処理装置の制御方法。
7. 請求項６に記載の画像処理装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラム。
8. 請求項６に記載の画像処理装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムを記憶するコンピュータ記憶媒体。

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