JP2009279042A - 放射線画像処理装置、放射線画像処理方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線画像に対して最適なノイズ抑制処理を行えるようにして、高画質のＸ線画像を取得できるようにする。
【解決手段】 Ｘ線を照射して得られたＸ線画像と、Ｘ線を照射せずに得られたダーク画像とを画像取得部１０１で取得し、ダーク補正モード入力部１０２では、ダーク画像を用いてＸ線画像を補正する際のダーク補正モードを入力する。また、制御部１０７では、ダーク補正モード入力部１０２から入力されたダーク補正モードに応じてノイズ抑制パラメータを設定し、ダーク補正部１０５では、ダーク補正モード入力部１０２から入力されたダーク補正モードに基づいてダーク画像を用いてＸ線画像を補正する。そして、ノイズ抑制部１０８では、制御部１０７からのノイズ抑制パラメータを用いて、ダーク補正部１０５で補正されたＸ線画像に対してノイズ抑制処理を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線等の放射線を照射して得られた放射線画像の処理を行う放射線画像処理装置及び放射線画像処理方法、並びに、当該放射線画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関するものである。

従来、放射線の一種であるＸ線を被写体に照射して、被写体を透過したＸ線に基づくＸ線透視画像（Ｘ線画像）を撮影することが、医療分野を中心に広く普及している。このＸ線画像は、被写体へのＸ線の被曝の観点から非常に弱い線量で撮影が行われるため、一般的にＸ線のエネルギー粒子に依存するランダムノイズが多い画像となることが知られている。したがって、Ｘ線透視撮影においてノイズ抑制処理を施すことは、Ｘ線画像の視認性を高める上で非常に重要なことである。

ノイズを抑制する上では、Ｘ線画像上のノイズ量を正確に推定する必要がある。これは、むやみやたらにノイズ抑制処理をかければ、エッジまでをぼかしてしまったり、反対にノイズを全く抑制できなかったりすることになるからである。

このＸ線画像上の正確なノイズ量の従来の推定手法としては、例えば、動画像のフレームごとにフレーム内の被写体を解析し、被写体ごとにノイズ量を推定するようにした技術がある（例えば、下記の特許文献１参照）。この際、特許文献１では、一般的なビデオカメラの実施例を挙げているが、Ｘ線画像においても同様の効果が考えられる。

Ｘ線は、被写体の厚みが厚いほど透過し難いため、この場合、Ｘ線センサに届くＸ線の線量が減り、Ｘ線センサの出力信号（Ｘ線画像信号）の値に対して相対的にノイズの多いＸ線画像となる。したがって、被写体ごとにノイズ量を推定する手法は有効である。

Ｘ線画像上のランダムノイズは、一定の強さ"Ｘ"のＸ線の線量（Ｘ線量）で照射した場合における特定領域内での画素値の変動量で表される。ここで、ランダムノイズは、Ｘ線量である"Ｘ"に起因する標準偏差σ_q（Ｘ）で画素値を変動させるランダム量子ノイズと、Ｘ線センサ及び周辺電気回路から受ける標準偏差σ_sで画素値を変動させる電気的なランダムシステムノイズとの２種類に分類される。

この２種類のランダムノイズがＸ線画像上にランダムノイズとして加算されると分析でき、ランダムノイズの標準偏差であるＸ線ランダムノイズ量σ（Ｘ）は、下記の（１）式で表すことができる。ここで、Ｘ線強度は、"Ｘ"として表すと、変数Ｘは、Ｘ線画像上の平均的な画素値と等価と考えることができる。また、（１）式に示すσ_q（Ｘ）は、Ｘ線強度"Ｘ"に依存して、下記の（２）式に従って変化する。（２）式においてＫ_qは、Ｘ線強度からノイズ量を計算する際の変換係数である。また、（１）式に示すσ_sは電気的な熱雑音であり、Ｘ線強度には依存しない一定値である。

図１２は、（１）式に示すＸ線強度ＸとＸ線ランダムノイズ量σ（Ｘ）との関係の一例を示す特性図である。ここで、図１２において、横軸はＸ線強度"Ｘ"を表し、縦軸はランダムノイズの標準偏差であるＸ線ランダムノイズ量を表している。

図１２において、直線１２０１は、Ｘ線強度Ｘとランダム量子ノイズ量σ_q（Ｘ）との関係を表し、直線１２０２は、Ｘ線強度Ｘとランダムシステムノイズ量σ_sとの関係を表している。そして、曲線１２０３は、ランダム量子ノイズ量σ_q（Ｘ）とランダムシステムノイズ量σ_sが加算されたランダムノイズ量σ（Ｘ）を表している。この関係から、図１２のＡで示すＸ線強度領域、即ち低線量領域では、ランダム量子ノイズの影響よりもランダムシステムノイズの影響の方が大きいということがいえる。

一方で、Ｘ線センサから取得するＸ線画像には、いわゆるダーク成分が含まれている。ここで、ダークとは、ある一定のオフセット量のことを意味する。このオフセットを補正する方法をダーク補正という。ダーク補正の基本的な手法は、Ｘ線を照射して撮影した画像に対して、Ｘ線を照射しないで撮影した画像（これを「ダーク画像」という）をひくことで、ダークを除去する。このダーク補正方法には、ダーク画像の選択の仕方で様々な方法があり、例えば、前ダーク補正、後ダーク補正、平均ダーク補正、市松ダーク補正、偶奇ダーク補正、Ｎ枚ダーク補正等の種々の方法がある。

「前ダーク補正」は"前ダーク画像"を利用するものであり、「後ダーク補正」は"後ダーク画像"、「平均ダーク補正」は"平均ダーク画像"を利用するものである。また、「市松ダーク補正」は"市松ダーク画像"を利用するものであり、「偶奇ダーク補正」は"偶奇ダーク画像"、「Ｎ枚ダーク補正」は"Ｎ枚ダーク画像"を利用するものである。

図１３は、一般的なダーク補正方法を説明するための模式図である。
図１３（ａ）には、Ｘ線画像（Ｉ０〜Ｉ２、・・・）と、ダーク画像（Ｄ０〜Ｄ２、・・・）を示している。図１３（ｂ）には、ダーク画像（ＤＫ０〜ＤＫ４、・・・）を示している。

図１３（ａ）は、Ｘ線透視撮影において、ダーク画像とＸ線画像を交互に取得する撮影する形態を示したものである。図１３（ｂ）は、ダーク画像だけを連続して取得する形態を示したものである。ここで、図１３（ａ）に示すＸ線画像Ｉ０に対してダーク補正を行う場合の各ダーク補正方法について説明する。

「前ダーク補正」は、処理対象のＸ線画像Ｉ０の直前に取得した前ダーク画像Ｄ０を用いてダーク補正するものである。「後ダーク補正」は、処理対象のＸ線画像Ｉ０の直後に取得した後ダーク画像Ｄ１を用いてダーク補正するものである。「平均ダーク補正」は、前ダーク画像Ｄ０と後ダーク画像Ｄ１とを画素ごとに平均した平均ダーク画像を用いてダーク補正するものである。

「市松ダーク補正」は、前ダーク画像Ｄ０と後ダーク画像Ｄ１とを交互に選択して生成した市松ダーク画像を用いてダーク補正するものである。ここで、この市松ダーク画像では、選択方法が市松模様となるように選択される。「偶奇ダーク補正」とは、前ダーク画像Ｄ０と後ダーク画像Ｄ１とを交互に選択して生成した偶奇ダーク画像を用いてダーク補正するものである。ここで、この偶奇ダーク画像は、ラインごとに前ダーク画像Ｄ０と後ダーク画像Ｄ１とを順次選択される。「Ｎ枚ダーク補正」は、例えば、図１３（ｂ）に示すＮ枚のダーク画像ＤＫ０〜ＤＫＮを平均して生成したＮ枚ダーク画像を用いてダーク補正するものである。

図１３（ｃ）には、図１３（ａ）に示すＸ線画像Ｉ０及びＸ線画像Ｉ１のそれぞれに対して、上述した各種のダーク補正方法によるダーク補正を行う場合の例を示している。

ここで、実際にＸ線画像上のランダムノイズを特定する一例を示す。
まず、Ｘ線画像からダークを取り除いた画像（以下、ダーク補正済みＸ線画像）を作成する。次に、ランダム量子ノイズ量σ_q（Ｘ）を、ダーク補正済みＸ線画像から算出をする。そして、ランダム量子ノイズ量σ_q（Ｘ）はＸ線強度"Ｘ"に依存するため、ダーク補正済みＸ線画像上から平均的な画素値Ｘを計算し、その値を（２）式に代入して算出する。

一方、ランダムシステムノイズ量σ_sは、図１２の直線１２０２から分かるように、Ｘ線強度"Ｘ"に依存しない一定値である。そのため、ダーク補正済みＸ線画像上から求めることは難しい。そこで、ランダムシステムノイズ量σ_sは、ダーク画像から算出する。ダーク画像をダーク補正し（２枚のダーク画像の差分をとる）、その画像の標準偏差を計算する。ダーク画像を利用するということは、Ｘ線強度０の場合のＸ線ランダムノイズ量を計算することになり、即ち、ランダムシステムノイズ量σ_sだけを標準偏差から得ることができる。このとき、ダーク画像にランダムシステムノイズ量σ_Dがのっていたとすると、下記の（３）式に示すように、ランダムシステムノイズ量σ_sは、（√２）σ_Dとなる。

特許第３７６２７２５号公報

Ｘ線画像の撮影を行うＸ線画像撮影装置には、用途に応じて様々な撮影モードがある。例えば、ノイズの少ない画像を出力する高画質モードや、フレームレートの高い画像を出力する高フレームレートモードなどである。この際、被写体の細部まで診断したい場合には高画質モードを利用し、動きの早い被写体を診断する場合には高フレームレートモードを利用する。

高画質モードが選択された場合、ノイズの少ない画像を出力するために、Ｘ線画像撮影装置内で行われる処理方法の一例として以下のものがある。
例えば、撮影の際のＸ線量を多くして、ノイズに対するＸ線画像信号の比を高めることが挙げられる。他の方法としては、ランダムノイズ抑制処理を強くかける方法がある。さらに、その他の方法として、ダーク補正を「平均ダーク補正」で行う方法がある。この場合、Ｘ線画像ごとにダーク画像を取得し利用するため、ダーク画像の変動に対応ができ、ダーク補正の精度を高めることができる。Ｘ線画像のダークの取り残しによる画質劣化を防ぐには、ダーク補正を工夫するしかないため、ダーク補正方法として最適なものを選択することは重要である。

一方、高フレームレートモードが選択された場合、フレームレートの高い画像を出力するために、Ｘ線画像撮影装置内で行われる処理方法の一例として以下のものがある。
例えば、Ｘ線センサから出力されるＸ線画像信号（Ｘ線画像データ）を小さくする方法である。このように、画像処理に供するデータサイズを小さくすることで、画像処理に要する時間を短縮する。他の方法として、処理時間の短い画像処理を選択する方法がある。さらに、その他の方法として、ダーク補正を「Ｎ枚ダーク補正」で行う方法がある。このように、予めダーク画像を用意しておくことで、ダーク画像の取得にかかる時間を削減する。ここで、画像処理を高速なものにしたとしても、次のフレームの入力がないと処理を開始できない。その点からもダーク補正として最適なものを選択することは重要である。

しかしながら、上記のように各モードを選択してダーク補正方法を変更した場合、高フレームレートは達成することができるが、後段のランダムノイズ抑制処理の出力画像でアーチファクトが生じてしまい、高画質の画像が得られないという問題が発生する。また、高画質モードにおいては、ランダムノイズ抑制処理を行う前の画像までは高画質の画像であるが、ランダムノイズ抑制処理の出力画像ではアーチファクトが生じてしまい、高画質の画像が得られないという問題が発生する。特に、動画像の処理の場合は、動きボケが発生してしまう結果となる。

即ち、従来の技術では、Ｘ線画像（放射線画像）に対して最適なノイズ抑制処理を行うものでは無かったため、高画質のＸ線画像（放射線画像）が得られないという問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、放射線画像に対して最適なノイズ抑制処理を行えるようにして、高画質の放射線画像を取得できるようにすることを目的とする。

本発明の放射線画像処理装置は、放射線を照射して得られた放射線画像と、放射線を照射せずに得られたダーク画像とを取得する画像取得部と、前記ダーク画像を用いて前記放射線画像を補正する際の補正モードを入力する補正モード入力部と、前記補正モードに応じて、第１のパラメータを設定するパラメータ設定部と、前記補正モードに基づいて、前記ダーク画像を用いて前記放射線画像を補正するダーク補正部と、前記第１のパラメータを用いて、前記ダーク補正部で補正された放射線画像に対してノイズ抑制処理を行うノイズ抑制部とを有する。

本発明の放射線画像処理方法は、放射線を照射して得られた放射線画像の処理を行う放射線画像処理方法であって、前記放射線画像と、放射線を照射せずに得られたダーク画像とを取得する画像取得ステップと、前記ダーク画像を用いて前記放射線画像を補正する際の補正モードを入力する補正モード入力ステップと、前記補正モードに応じて、第１のパラメータを設定するパラメータ設定ステップと、前記補正モードに基づいて、前記ダーク画像を用いて前記放射線画像を補正するダーク補正ステップと、前記第１のパラメータを用いて、前記ダーク補正ステップで補正された放射線画像に対してノイズ抑制処理を行うノイズ抑制ステップとを有する。

本発明のプログラムは、放射線を照射して得られた放射線画像の処理を行う放射線画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記放射線画像と、放射線を照射せずに得られたダーク画像とを取得する画像取得ステップと、前記ダーク画像を用いて前記放射線画像を補正する際の補正モードを入力する補正モード入力ステップと、前記補正モードに応じて、第１のパラメータを設定するパラメータ設定ステップと、前記補正モードに基づいて、前記ダーク画像を用いて前記放射線画像を補正するダーク補正ステップと、前記第１のパラメータを用いて、前記ダーク補正ステップで補正された放射線画像に対してノイズ抑制処理を行うノイズ抑制ステップとをコンピュータに実行させるためのものである。

本発明によれば、放射線画像に対して最適なノイズ抑制処理を行うことができる。これにより、高画質の放射線画像を取得することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照して説明を行う。
なお、以下に示す本発明の実施形態では、放射線としてＸ線を適用したＸ線画像処理装置の例を示すが、本発明においてはこれに限定されずに、例えば、α線、β線、γ線などの他の放射線に基づく放射線画像を処理する放射線画像処理装置も適用可能である。

本発明者らは、［発明が解決しようとする課題］で説明した、ダーク補正方法を変更するとランダムノイズ抑制処理が良好に動作しない原因として、ダーク補正後のＸ線画像のランダムシステムノイズ量が関係していると考えた。Ｘ線画像からダーク成分を取り除く目的でダーク補正を行っていたが、例えば、ダーク画像を生成することによってダーク画像そのものにのっているランダムシステムノイズ量が変化する。したがって、例えば、２枚のダーク画像の差分画像より標準偏差を求めた値σ_sを、単純にランダムシステムノイズ量としてランダムノイズ抑制処理のパラメータとして利用することは、適していない。

そこで、本発明者らは、ダーク補正モードに応じて（即ち、ダーク補正モードごとに）、ランダムノイズ抑制処理に用いるノイズ抑制パラメータであるランダムシステムノイズ量を設定することで、動きボケなどのアーチファクトを防ぐ方法を提案する。

図１は、本発明の実施形態に係るＸ線画像処理装置（放射線画像処理装置）の機能構成の一例を示すブロック図である。
図１のＸ線画像処理装置１００は、画像取得部１０１、ダーク補正モード入力部１０２、ダーク画像生成部１０３、画像保存部１０４、ダーク補正部１０５、画像補正部１０６、制御部１０７、ノイズ抑制部１０８、及び、画像出力部１０９を有して構成されている。

画像取得部１０１は、２種類の画像を取得する処理を行い、取得した画像を出力する。
ここで、例えば、画像取得部１０１は、Ｘ線センサを具備し当該Ｘ線センサで検出された各種の画像を取得するものであっても、また、外部に設けられたＸ線センサから通信手段等を介して各種の画像を取得するものであっても良い。画像取得部１０１で取得する第１の画像としては、被写体にＸ線を照射するＸ線撮影において、被写体を透過したＸ線に基づくＸ線画像（放射線画像）である。また、画像取得部１０１で取得する第２の画像としては、被写体にＸ線を照射しないダーク撮影において得られたダーク画像である。

ダーク補正モード入力部１０２は、ユーザから、ダーク補正方法に関する選択、または、撮影方法の選択等がなされた場合、画像取得部１０１で取得したＸ線画像に対するダーク補正モードをＸ線画像処理装置１００の各機能構成部に入力する処理を行う。

ダーク画像生成部１０３は、画像保存部１０４から出力された複数のダーク画像と、ダーク補正モード入力部からのダーク補正モードを入力とし、入力されたダーク補正モードに応じて、入力された複数のダーク画像から合成ダーク画像を生成する。

画像保存部１０４は、画像取得部１０１から出力されたＸ線画像およびダーク画像や、ダーク画像生成部１０３から出力された合成ダーク画像を入力とし、必要に応じて、それらを出力する。

ダーク補正部１０５は、画像取得部１０１（または画像保存部１０４）から出力されたＸ線画像と、ダーク画像生成部１０３から出力された合成ダーク画像（または画像保存部１０４から出力されたダーク画像）とを入力とし、ダーク補正済みＸ線画像を出力する。即ち、ダーク補正部１０５は、Ｘ線画像に対して、合成ダーク画像（または画像保存部１０４から出力されたダーク画像）を用いてダーク補正を行い、ダーク補正後のＸ線画像をダーク補正済みＸ線画像として出力する。

画像補正部１０６は、ダーク補正部１０５から出力されたダーク補正済みＸ線画像を入力とし、センサ特性補正済みＸ線画像を出力する。具体的に、画像補正部１０６は、ダーク補正済みＸ線画像に対して、画像取得部１０１で当該Ｘ線画像を取得した際のＸ線センサのセンサ特性を用いて補正を行い、補正後のＸ線画像をセンサ特性補正済みＸ線画像として出力する。

制御部１０７は、ダーク補正モード入力部１０２からのダーク補正モードを入力とし、当該ダーク補正モードに応じて、ノイズ抑制パラメータ（第１のパラメータ）であるノイズ抑制用制御値を出力とする。

ノイズ抑制部１０８は、画像補正部１０６から出力されたセンサ特性補正済みＸ線画像と、制御部１０７から出力されたノイズ抑制用制御値とを入力とし、ノイズ抑制済みＸ線画像を出力する。即ち、ノイズ抑制部１０８は、センサ特性補正済みＸ線画像に対して、制御部１０７から出力されたノイズ抑制用制御値（即ち、ノイズ抑制パラメータ）を用いてノイズ抑制処理を行い、ノイズ抑制処理後のＸ線画像をノイズ抑制済みＸ線画像として出力する。

画像出力部１０９は、ノイズ抑制部１０８から出力されたノイズ抑制済みＸ線画像を入力とし、これを表示デバイス等へ出力する。

図２は、本発明の実施形態に係るＸ線画像処理装置（放射線画像処理装置）のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
図２に示すように、Ｘ線画像処理装置１００は、ＣＡＮ２０１、Ｘ線センサ２１０、コントロールＰＣ２２０、表示部２３０、画像処理部２４０、ＨＤＤ２５０、及び、ＮＩＣ２６０のハードウェア構成を有して構成されている。

ＣＡＮ（Controller Area Network）２０１は、Ｘ線センサ２１０、コントロールＰＣ２２０、表示部２３０、画像処理部２４０、ＨＤＤ２５０、及び、ＮＩＣ２６０を相互に通信可能に接続する接続手段である。なお、Ｘ線画像処理装置１００の各デバイスを接続する接続手段としてＣＡＮを用いることは、一例であり、例えば、ＣＡＮに替えて光ファイバなどの接続手段を構成する形態であっても良い。

Ｘ線センサ２１０は、Ｘ線発生部（不図示）から被写体（不図示）にＸ線を照射するＸ線撮影において、当該被写体を透過したＸ線に基づくＸ線画像を検出し、撮像を行う撮像手段である。さらに、Ｘ線センサ２１０は、Ｘ線発生部（不図示）から被写体（不図示）にＸ線を照射しないダーク撮影において、ダーク画像を検出し、撮像を行う。

コントロールＰＣ２２０は、Ｘ線画像処理装置１００における動作を統括的に制御するものである。このコントロールＰＣ２２０は、図２に示すように、例えば、バス２２１、ＣＰＵ２２２、ＲＡＭ２２３、ＲＯＭ２２４、入力部２２５、表示部２２６、及び、記億部２２７を有して構成されている。コントロールＰＣ２２０は、必要に応じて、Ｘ線センサ２１０や画像処理部２４０などにコマンドを送る。

バス２２１は、ＣＰＵ２２２、ＲＡＭ２２３、ＲＯＭ２２４、入力部２２５、表示部２２６、及び、記億部２２７を相互に通信可能に接続する。ＣＰＵ（中央演算装置）２２２は、コントロールＰＣ２２０における動作を統括的に制御するものであり、バス２２１を介して、コントロールＰＣ２２０の各構成部（２２３〜２２７）を制御する。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２２３は、ＣＰＵ２２２の主メモリ、ワークエリア等として機能する。ＣＰＵ２２２は、処理の実行に際して、ＲＯＭ２２４或いは記億部２２７等から、必要なプログラムや必要な情報等をＲＡＭ２２３にロードし、当該プログラムや当該情報等の処理を実行することで、各種の動作を実現する。ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２２４は、例えば、ＣＰＵ２２２の動作に係るＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）やオペレーティングシステムプログラム（ＯＳ）等を記憶する。

入力部２２５は、ユーザが必要に応じて、コントロールＰＣ２２０に対して操作入力を行うための操作入力手段である。表示部２２６は、ＣＰＵ２２２の制御に基づいて、各種の情報や各種の画像等を表示する。記億部２２７は、例えば、ＣＰＵ２２２が本実施形態に係る処理を実行する際に用いるプログラムや各種の情報を記憶すると共に、ＣＰＵ２２２等の処理により得られた各種の情報（各種の画像やデータも含む）を記憶するものである。

表示部２３０は、コントロールＰＣ２２０の外部に設けられた表示デバイスであり、例えば、ＣＰＵ２２２の制御に基づいて、各種の情報や各種の画像等を表示する。画像処理部２４０は、例えば、ＣＰＵ２２２の制御に基づいて、画像処理を行う。ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）２５０は、コントロールＰＣ２２０の外部に設けられた記億デバイスであり、例えば、ＣＰＵ２２２等の処理により得られた各種の情報（各種の画像やデータも含む）を記憶するものである。ＮＩＣ（ネットワークインタフェース）２６０
は、Ｘ線画像処理装置１００と、当該Ｘ線画像処理装置１００の外部装置との通信を司る通信手段である。

以下に、図１に示す構成と図２に示す構成との対応関係について説明する。

図１に示す画像取得部１０１は、例えば、Ｘ線センサ２１０に相当する。図１に示すダーク補正モード入力部１０２及び制御部１０７は、例えば、コントロールＰＣ２２０内で実現される。具体的に、ダーク補正モード入力部１０２は、例えば、入力部２０６に相当し、制御部１０７は、例えば、ＣＰＵ２２２及び記憶部２０８に記億されているプログラム等から構成されている。この際、記憶部２０８には、例えば、ダーク補正方法（ダーク補正モード）ごと、撮影方法（撮影モードごと）等の処理に係るプログラム等が格納されており、必要に応じてＲＡＭ２２３に読み込まれて、ＣＰＵ２２２により実行される。

図１に示す画像保存部１０４は、例えば、ＨＤＤ２５０、または、記億部２２７もしくはＲＡＭ２２３に相当する。図１に示すダーク画像生成部１０３、ダーク補正部１０５、画像補正部１０６、及び、ノイズ抑制部１０８は、例えば、画像処理部２４０、並びに、ＣＰＵ２２２及び記憶部２０８に記億されているプログラム等から構成されている。即ち、ダーク画像生成部１０３、ダーク補正部１０５、画像補正部１０６、及び、ノイズ抑制部１０８は、画像処理部２４０として実装される部分と、コントロールＰＣ２２０内に実装される部分とがある。図１に示す画像出力部１０９は、例えば、表示部２２６及び２３０、ＨＤＤ２５０、ＮＩＣ２６０等に相当する。

図２に示すＸ線画像処理装置１００の例では、その処理の一部をコントロールＰＣ２２０の内部で統括的に行うようにしているが、本実施形態においては、コントロールＰＣで行う各処理を全て専用のハードウェアで構成する形態も実現可能である。この場合は、図１に示す各機能構成を全て専用のハードウェアとして構成する形態となる。即ち、本実施形態のＸ線画像処理装置１００では、目的に応じて、適宜、最適な実装を行うようにすればよい。

以下、本実施形態に係るＸ線画像処理装置１００を用いた各実施例について説明する。

（実施例１）
まず、本発明の実施例１について説明する。
図３は、本発明の実施例１を示し、Ｘ線画像処理装置（放射線画像処理装置）によるＸ線画像処理方法（放射線画像処理方法）の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下に示す図３のフローチャートの説明においては、図１に示すＸ線画像処理装置１００の機能構成を用いながら説明を行う。

まず、ユーザが、例えばダーク補正方法を選択すると、ステップＳ３０１において、ダーク補正モード入力部１０２は、当該ダーク補正方法に基づくダーク補正モードを、Ｘ線画像処理装置１００の各機能構成部に入力する処理を行う。具体的に、ダーク補正モード入力部１０２は、画像取得部１０１、ダーク画像生成部１０３、ダーク補正部１０５及び制御部１０７等に、ダーク補正モードを入力する処理を行う。

続いて、ステップＳ３０２において、制御部１０７は、ダーク補正モード入力部１０２から入力されたダーク補正モードに応じて、ランダムシステムノイズ量σ_{D_COR}を算出して設定し、これを、例えば自身の内部メモリに格納する。ここで設定されるランダムシステムノイズ量σ_{D_COR}は、上述したランダムシステムノイズ量σ_sを補正した値である。この際、ランダムシステムノイズ量σ_sは、例えば、撮影前にユーザから与えられる値、或いは、例えば制御部１０７が、撮影前またはダーク画像を取得するごとに、上述した（３）式に従って算出した値である。このランダムシステムノイズ量σ_sは、例えば制御部１０７の内部メモリに格納されている。

また、ステップＳ３０２で設定されるランダムシステムノイズ量σ_{D_COR}は、ノイズ抑制部１０８のノイズ抑制処理で用いられるノイズ抑制パラメータ（第１のパラメータ）である。即ち、ステップＳ３０２の処理を行う制御部１０７は、パラメータ設定部を構成する。また、以下の（４）式に、ランダムシステムノイズ量σ_{D_COR}とランダムシステムノイズ量σ_sとの関係について示す。

（４）式において、ｋσは、ランダムシステムノイズの補正係数である。
図４は、本発明の実施例１を示し、各ダーク補正モード（各ダーク補正方法）における
ランダムシステムノイズの補正係数ｋσの一例を示す模式図である。この場合、制御部１０７は、ダーク補正モード入力部１０２から入力されたダーク補正モードに応じて補正係数ｋσを算出し、当該補正係数ｋσとランダムシステムノイズ量σ_sを用いて、ランダムシステムノイズ量σ_{D_COR}を算出して設定する。即ち、ランダムシステムノイズの補正係数ｋσは、ノイズ抑制パラメータ（第１のパラメータ）であるランダムシステムノイズ量σ_{D_COR}の設定に用いられる第２のパラメータに相当するものである。

ダーク補正モードが、前ダーク補正、後ダーク補正、市松ダーク補正、及び、偶奇ダーク補正の場合、各画素に注目すると、Ｘ線画像から加算平均をされていない合成ダーク画像を引いていることになる。これは、ランダムシステムノイズ量σ_sを計算したときと同様に、上述したランダムシステムノイズ量σ_DのＸ線画像からランダムシステムノイズ量σ_Dのダーク画像を引いていると考えることができる。したがって、これらのダーク補正モードの場合のランダムシステムノイズ量σ_{D_COR}は、ランダムシステムノイズ量σ_sと同じである。即ち、図４に示すように、補正係数ｋσは１となる。

一方、ダーク補正モードが、平均ダーク補正、及び、Ｎ枚ダーク補正の場合、各画素に注目すると、Ｘ線画像から加算平均をされた合成ダーク画像を引いていることになる。

ダーク補正モードがＮ枚ダーク補正の場合、合成ダーク画像にのっているランダムシステムノイズ量σ_DNは、以下の（５）式のように表せる。

これより、ダーク補正後のランダムシステムノイズ量σ_{DN_COR}は、以下の（６）式のように表せる。

よって、ダーク補正モードがＮ枚ダーク補正の場合、補正係数ｋσは、以下の（７）式、及び、図４に示すものとなる。

また、ダーク補正モードが平均ダーク補正の場合には、補正係数ｋσは、図４に示すように、√（３／４）となる。

再び、図３の説明に戻る。
ステップＳ３０２の処理が終了すると、ステップＳ３０３に進む。
ステップＳ３０３に進むと、画像取得部１０１は、第１のダーク画像を取得する処理を行う。

続いて、ステップＳ３０４において、画像取得部１０１は、ステップＳ３０３で取得した第１のダーク画像を画像保存部１０４に保存する処理を行う。

続いて、ステップＳ３０５において、画像取得部１０１は、Ｘ線画像を取得する処理を行う。

続いて、ステップＳ３０６において、画像取得部１０１は、ステップＳ３０１でダーク補正モード入力部１０２から入力されたダーク補正モードが、前ダーク補正であるか否かを判断する。

ステップＳ３０６の判断の結果、ダーク補正モードが前ダーク補正である場合には、画像取得部１０１は、ダーク補正部１０５に、ステップＳ３０５で取得したＸ線画像を出力し、その後、ステップＳ３０７に進む。ステップＳ３０７に進むと、ダーク補正部１０５は、画像取得部１０１からＸ線画像を受け取ると共に、画像保存部１０４から、ステップＳ３０４で保存された第１のダーク画像を読み出す処理を行う。

その後、ステップＳ３１４に進み、ダーク補正部１０５は、ステップＳ３０１で入力されたダーク補正モードに基づいて、ステップＳ３０５で取得されたＸ線画像に対して、ステップＳ３０３で取得された第１のダーク画像を用いてダーク補正を行う。

一方、ステップＳ３０６の判断の結果、ダーク補正モードが前ダーク補正でない場合には、ステップＳ３０８に進む。ステップＳ３０８に進むと、画像取得部１０１は、ステップＳ３０５で取得したＸ線画像を画像保存部１０４に保存する処理を行う。

続いて、ステップＳ３０９において、画像取得部１０１は、第２のダーク画像を取得する処理を行う。その後、画像取得部１０１は、取得した第２のダーク画像を画像保存部１０４に保存する処理を行う。

続いて、ステップＳ３１０において、画像取得部１０１は、ステップＳ３０１でダーク補正モード入力部１０２から入力されたダーク補正モードが、後ダーク補正であるか否かを判断する。

ステップＳ３１０の判断の結果、ダーク補正モードが後ダーク補正でない場合には、ステップＳ３１１に進む。ステップＳ３１１に進むと、ダーク画像生成部１０３は、ステップＳ３０３で取得された第１のダーク画像と、ステップＳ３０９で取得された第２のダーク画像を、画像保存部１０４から読み出す処理を行う。

続いて、ステップＳ３１２において、ダーク画像生成部１０３は、ステップＳ３１１で読み出した第１のダーク画像と第２のダーク画像とを合成して、合成ダーク画像を生成する。そして、ダーク画像生成部１０３は、生成した合成ダーク画像をダーク補正部１０５に出力する。

続いて、ステップＳ３１３において、ダーク補正部１０５は、ダーク画像生成部１０３から合成ダーク画像を受け取ると共に、画像保存部１０４から、ステップＳ３０８で保存されたＸ線画像を読み出す処理を行う。

その後、ステップＳ３１４に進み、ダーク補正部１０５は、ステップＳ３０１で入力されたダーク補正モードに基づいて、ステップＳ３０５で取得されたＸ線画像に対して、ステップＳ３１２で生成された合成ダーク画像を用いてダーク補正を行う。

一方、ステップＳ３１０の判断の結果、ダーク補正モードが後ダーク補正である場合には、ステップＳ３１３に進む。この場合、ステップＳ３１３に進むと、ダーク補正部１０５は、画像保存部１０４から、ステップＳ３０９で保存された第２のダーク画像と共に、ステップＳ３０８で保存されたＸ線画像を読み出す処理を行う。

その後、ステップＳ３１４に進み、ダーク補正部１０５は、ステップＳ３０１で入力されたダーク補正モードに基づいて、ステップＳ３０５で取得されたＸ線画像に対して、ステップＳ３０９で取得された第２のダーク画像を用いてダーク補正を行う。

ステップＳ３１４の処理が終了すると、ダーク補正部１０５は、ダーク補正を行ったＸ線画像をダーク補正済みＸ線画像として、画像補正部１０６に出力する。

続いて、ステップＳ３１５に進むと、画像補正部１０６は、ダーク補正部１０５から出力されたダーク補正済みＸ線画像に対して、ゲイン補正や欠陥補正などのＸ線センサの特性（センサ特性）用いた補正処理を行う。そして、画像補正部１０６は、当該補正処理後のダーク補正済みＸ線画像をセンサ特性補正済みＸ線画像として、ノイズ抑制部１０８に出力する。

ここで、図１に示すＸ線画像処理装置１００では、画像補正部１０６がダーク補正部１０５の後段にある場合を示しているが、例えば、前段にある形態であっても良い。即ち、ダーク補正部１０５による補正処理と、画像補正部１０６による補正処理の処理順序は、任意である。

続いて、ステップＳ３１６において、ノイズ抑制部１０８は、画像補正部１０６からセ
ンサ特性補正済みＸ線画像を受け取ると共に、ランダムノイズ量を設定する。具体的に、
本実施例では、ノイズ抑制部１０８は、ステップＳ３０２において制御部１０７で設定さ
れたランダムシステムノイズ量σ_{D_COR}をノイズ抑制パラメータとして用いて、ノイズ抑制値であるランダムノイズ量を設定する。より詳細に、ノイズ抑制部１０８は、例えば、このランダムシステムノイズ量並びにランダム量子ノイズから、（１）式及び（２）式を使用してランダムノイズ量σを算出し、設定を行う。

続いて、ステップＳ３１７において、ノイズ抑制部１０８は、センサ特性補正済みＸ線画像に対して、ステップＳ３１６で設定したランダムノイズ量を用いて、ランダムノイズ抑制処理を行う。このランダムノイズ抑制処理後のＸ線画像は、ノイズ抑制済みＸ線画像となる。具体的に、ノイズ抑制部１０８は、ノイズ抑制済みＸ線画像をＮＲＩｍｇ、センサ特性補正済みＸ線画像をＯｒｇＩｍｇ、ランダムノイズ量をσ（ＯｒｇＩｍｇ）とすると、以下に示す（８）式に従って、ランダムノイズ抑制処理を行う。

即ち、（８）式に示すように、ノイズ抑制部１０８は、センサ特性補正済みＸ線画像（ＯｒｇＩｍｇ）から、ランダムノイズ量（σ（ＯｒｇＩｍｇ））を引くことで、ランダムノイズ抑制処理を行う。（８）式において、ノイズ抑制処理の効果を調節する項として、係数ａが設けられている。この係数ａは、例えば撮影前にユーザが与える値であり、例えばノイズ抑制部１０８の内部メモリに予め格納されている。

続いて、ステップＳ３１８において、ノイズ抑制部１０８は、ノイズ抑制処理後のノイズ抑制済みＸ線画像を、画像出力部１０９に出力する。その後、画像出力部１０９は、必要に応じて、ノイズ抑制部１０８から出力されたノイズ抑制済みＸ線画像を、Ｘ線画像処理装置１００の外部に出力する処理を行う。その後、図３に示すフローチャートの処理が終了する。

（実施例２）
次に、本発明の実施例２について説明する。
本発明の実施例２では、まず、上述した実施例１と同様に、図３に示すフローチャートのステップＳ３０１〜ステップＳ３１６まで処理を行う。そして、実施例２では、図３に示すステップＳ３１７において、ノイズ抑制部１０８でランダムノイズ抑制処理を行う際に、リカーシブフィルタ処理を用いる。

実施例２では、画像補正部１０６からノイズ抑制部１０８への入力として、センサ特性補正済みＸ線画像の他に、前フレームで出力されたリカーシブ処理済み画像を入力とする。この際、リカーシブフィルタ処理は、以下の（９）式のように表せる。

（９）式において、Ｙ（ｎ）は、第ｎフレーム目のリカーシブフィルタ処理済み画像である。また、Ｘ（ｎ）は、第ｎフレーム目のセンサ特性補正済みＸ線画像である。また、係数ａはフィードバック係数である。この係数ａは、例えば撮影前にユーザが与える値であり、例えばノイズ抑制部１０８の内部メモリに予め格納されている。

本実施例におけるリカーシブフィルタ処理は、（９）式の通り、時間軸方向にノイズ抑制を行う処理である。したがって、フレーム間で大きな動きがあった画素は、動きボケを生じてしまうという欠点がある。そこで、動きを検知し、動きのある画素には、フィードバック係数（係数ａ）を小さくし、動きボケを低減させる。動きを検知する動き検知パラメータとして、ステップＳ３１６で設定したランダムノイズ量σを利用する。ここで、動きかどうかの判定式は、以下の（１０）式のようになる。

（１０）式において、αはノイズ抑制力を調整する調整パラメータであり、０〜１の範囲の値をとる。リカーシブフィルタ処理でランダムノイズ量として除去される、Ｙ（ｎ−１）−Ｘ（ｎ）の値とランダムノイズ量σを比較することで、（１０）式を用いてノイズであるか動きであるかを判定する。この判定を含めた係数ａの補正は、例えば図１に示すノイズ抑制部１０８で行われる。この係数ａの補正を行うノイズ抑制部１０８は、係数補正部を構成する。

この場合、係数補正部を構成するノイズ抑制部１０８では、例えば自身の内部メモリから係数aを取得して補正を行い、補正後の係数aを当該内部メモリに格納する。

図５及び図６は、本発明の実施例２を示し、フィードバック係数（係数ａ）の補正処理を説明するための模式図である。具体的に、図５（ａ）〜図５（ｄ）には連続的な関数（それぞれ、関数５０１〜関数５０４）の一例が示されており、図６（ａ）〜図６（ｄ）には離散的な関数（それぞれ、関数６０１〜関数６０４）の一例が示されている。

本実施例では、必要に応じて、図５及び図６に示す関数の中から所望の関数を選択する。そして、係数ａを、Ｙ（ｎ−１）−Ｘ（ｎ）の値とランダムノイズ量σとの差分値を動きであるかどうかの確信度とし、ノイズ抑制部１０８では、係数ａが０に近くなればなるほど、動きである可能性が高いと判定する。したがって、その差分値が０に近づくにつれて係数ａが小さくなるようにする。図５では、連続関数として１次関数を用いているが、高次の関数でも構わない。また、図５及び図６では、係数ａの最大値を１、その最小値を０としているが、最大が１以下、或いは、最小値が０以上であっても構わない。

（実施例３）
次に、本発明の実施例３について説明する。
本発明の実施例３では、上述した実施例２と同様に、図３に示すステップＳ３１７において、ノイズ抑制部１０８でランダムノイズ抑制処理を行う際に、リカーシブフィルタ処理を用いる。この場合、実施例３では、動きかどうかの判定式として、実施例２における（１０）式に替えて、以下に示す（１１）式を適用する。

（１１）式において、ｓｔｄは標準偏差を求める関数である。この際、処理対象であるセンサ特性補正済みＸ線画像Ｘ（ｎ）の画素を中心に関心領域を設け、関心領域内の標準偏差を計算する。そして、算出した標準偏差をランダムノイズ量と比較することで、動きの判定を行う。なお、この際、標準偏差の替わりに分散を用いても良い。

（実施例４）
次に、本発明の実施例４について説明する。
本発明の実施例４では、まず、上述した実施例１と同様に、図３に示すフローチャートのステップＳ３０１〜ステップＳ３１６まで処理を行う。そして、実施例４では、図３に示すステップＳ３１７において、ノイズ抑制部１０８でランダムノイズ抑制処理を行う際に、ローパスフィルタ処理を用いる。このローパスフィルタ処理に係るフィルタサイズ及びフィルタ係数は、例えば撮影前にユーザが与える値であり、例えばノイズ抑制部１０８の内部メモリに予め格納されている。

本実施例におけるローパスフィルタ処理は、空間方向にノイズの抑制を行う処理である。したがって、エッジ領域などでは、エッジまでぼかしてしまうという欠点がある。そこで、エッジを検知し、エッジ領域の画素では、フィルタ係数を中心に重みを置く係数に変更し、エッジがぼけることを低減させる。エッジを検知するエッジ検知パラメータとして、ステップＳ３１６で設定したランダムノイズ量σを利用する。ここで、エッジかどうかの判定式は、以下の（１２）式のようになる。

（１２）式において、αはノイズ抑制力を調整するパラメータである。また、ｉ，ｊはフィルタの領域を探索できる範囲をもつものとする。本実施例では、周辺画素との差分をとり、その差分の値とランダムノイズ量σを比較することで、（１２）式を用いてノイズであるかエッジであるかを判定する。フィルタ係数は、ランダムノイズ量σとの差に対して連続的な関数で与えられても良いし、ある範囲ではこのフィルタという様に離散的にフィルタ係数を与えても良い。この判定を含めたフィルタ係数の補正は、例えば図１に示すノイズ抑制部１０８で行われる。このフィルタ係数の補正を行うノイズ抑制部１０８は、係数補正部を構成する。

この場合、係数補正部を構成するノイズ抑制部１０８では、例えば自身の内部メモリからフィルタ係数を取得して補正を行い、補正後のフィルタ係数を当該内部メモリに格納する。

図７は、本発明の実施例４を示し、フィルタ係数の補正処理を説明するための模式図である。具体的に、図７（ａ）及び図７（ｂ）には連続的な関数（それぞれ、関数７０１及び関数７０２）の一例が示されており、図７（ｃ）及び図７（ｄ）には離散的な関数（それぞれ、関数７０３及び関数７０４）の一例が示されている。

本実施例では、必要に応じて、図７に示す関数の中から所望の関数を選択する。そして、フィルタ係数を、周辺画素との差分値とランダムノイズ量σとの差分値をエッジであるかどうかの確信度とし、ノイズ抑制部１０８では、フィルタ係数が０に近くなればなるほど、エッジである可能性が高いと判定する。したがって、その差分値が０に近づくにつれて、フィルタ係数の構成を中心に重みを置く構成、言い換えれば、フィルタパワーが大きくなるようにする。図７（ａ）及び図７（ｂ）では、連続関数として１次関数を用いているが、高次の関数であっても構わない。

（実施例５）
次に、本発明の実施例５について説明する。
本発明の実施例５では、まず、上述した実施例１と同様に、図３に示すフローチャートのステップＳ３０１〜ステップＳ３１６まで処理を行う。そして、実施例５では、図３に示すステップＳ３１７において、ノイズ抑制部１０８でランダムノイズ抑制処理を行う際に、実施例２等で示したリカーシブフィルタ処理、及び、実施例４で示したローパスフィルタ処理を用いる。

実施例２で説明したように、リカーシブフィルタ処理は、動きがあるとボケを発生させる。そこで、動きを検知し、動きのある画素には実施例４で示したローパスフィルタを適用し、動きボケを低減させる。この際の動きを検知する方法としては、実施例２と同様である。また、閾値は今は１つであるが、段階的に複数設け、例えばランダムノイズ量等に応じて、複数のローパスフィルタ、複数のリカーシブフィルタといった、２個以上のフィルタを選択できるようにすることで、より動きに強くし、ノイズ抑制力をあげることもできる。

（実施例６）
次に、本発明の実施例６について説明する。
本発明の実施例６では、実施例１における図３に示すフローチャートにおいて、ステップＳ３０２で行われるランダムシステムノイズ量の算出方法が異なるものである。

まず、実施例６では、実施例１と同様に、ユーザが、例えばダーク補正方法を選択すると、ステップＳ３０１において、ダーク補正モード入力部１０２は、当該ダーク補正方法に基づくダーク補正モードを入力する処理を行う。

続いて、ステップＳ３０２において、制御部１０７は、ダーク補正モード入力部１０２から入力されたダーク補正モードに応じて、例えば自身の内部メモリからランダムシステムノイズ量σ_{D_COR}を取得して設定し、これを例えば自身の内部メモリに格納する。

本実施例では、ダーク補正モードごとのランダムシステムノイズ量σ_{D_COR}は、例えば制御部１０７が、撮影前に、或いは、ダーク画像を取得するごとに、以下の（１３）式〜（１８）式に従って算出され、例えば制御部１０７の内部メモリに予め格納される。

以下の説明においては、現在２枚のダーク画像を取得しているものとする。この場合、１枚目に取得したダーク画像をＤ₁、２枚目に取得したダーク画像をＤ₂、３枚目に取得するダーク画像をＤ₃とする。この際、入力されたダーク補正モードが前ダーク補正の場合のランダムシステムノイズ量σ_{D_COR_PRE}は、以下の（１３）式により算出される。ここで、以下の（１３）式において、関数Ｖａｒ（ ）は分散を求める関数である。

また、入力されたダーク補正モードが後ダーク補正の場合のランダムシステムノイズ量σ_{D_COR_POST}は、以下の（１４）式により算出される。

また、入力されたダーク補正モードが平均ダーク補正の場合のランダムシステムノイズ量σ_{D_COR_AVE}は、以下の（１５）式により算出される。

また、入力されたダーク補正モードが市松ダーク補正の場合のランダムシステムノイズ量σ_{D_COR_CRS}は、以下の（１６）式により算出される。

また、入力されたダーク補正モードが偶奇ダーク補正の場合のランダムシステムノイズ量σ_{D_COR_OE}は、以下の（１７）式により算出される。

また、入力されたダーク補正モードがＮ枚ダーク補正の場合のランダムシステムノイズ量σ_{D_COR_N}は、以下の（１８）式により算出される。この際、ｍ枚目に取得したダーク画像をＤ_mとする。

このように、Ｘ線画像とダーク画像とでダーク補正をする状態を再現して各ランダムシステムノイズ量を算出する。ただし、前ダーク補正の場合に（１４）式、後ダーク補正の場合に（１３）式を用いても構わない。

なお、入力されたダーク補正モードが市松ダーク補正の場合に、（１６）式における関数ｆは、以下に示す（１９）式に示すものであっても良い。

また、入力されたダーク補正モードが偶奇ダーク補正の場合に、（１７）式における関数ｇは、以下に示す（２０）式に示すものであっても良い。

本実施例におけるステップＳ３０２の処理が終了すると、実施例１と同様に、ステップＳ３０３〜ステップＳ３１８の処理が行われる。

（実施例７）
次に、本発明の実施例７について説明する。
上述した実施例１〜６では、ユーザがダーク補正モード入力部１０２に選択したダーク補正方法を入力するものであったが、実施例７では、ユーザがダーク補正モード入力部１０２に選択した撮影方法を入力するものである。

実施例７では、ユーザが、例えば撮影方法を選択すると、図３のステップＳ３０１において、ダーク補正モード入力部１０２は、まず、当該撮影方法に対応するダーク補正方法を選択処理する。そして、ダーク補正モード入力部１０２は、選択処理したダーク補正方法に基づくダーク補正モードを、Ｘ線画像処理装置１００の各機能構成部（１０１、１０３、１０７）に入力する処理を行う。

ここで、撮影方法としては、例えば、動画撮影／静止画撮影や、動画撮影ならば透視撮影なのか、シネ撮影なのか、ＤＳＡなのかという、Ｘ線画像の撮影に係る撮影モードを含むものである。また、撮影方法としては、放射線センサであるＸ線センサ２１０がＣＭＯＳセンサなのか或いはＭＩＳセンサなのかといったＸ線センサ２１０の種類を含むものである。さらに、撮影方法としては、被写体の撮影部位や、撮影する際のＸ線量、撮影フレームレート、Ｘ線センサ２１０の解像度、Ｘ線センサ２１０の駆動方法なども含まれる。この際、ダーク補正モード入力部１０２には、これらの各種の撮影方法に対して、どのダーク補正方法を利用するのかの対応表が予め内部メモリ等に用意されており、ユーザにより撮影方法が選択された場合に、対応表に基づいてダーク補正方法を選択処理する。

例えば、Ｘ線センサ２１０が、Metal-Insulator-Silicon型センサ（以下、「ＭＩＳ型センサ」と記す）である場合、当該ＭＩＳ型センサで取得するＸ線画像ごとにダーク画像が必要となる。このため、Ｘ線画像に対して直前もしくは直後のダーク画像が選択される。したがって、この場合、ダーク補正モード入力部１０２は、ダーク補正方法として、前ダーク補正、後ダーク補正、平均ダーク補正、市松ダーク補正、及び、偶奇ダーク補正の中から選択処理を行うことになる。

また、動画撮影であってＸ線センサ２１０がＭＩＳ型センサである場合、フレームレートを上げるために、ダーク補正モード入力部１０２は、ダーク補正方法として、例えば、前ダーク補正を選択処理する。また、静止画撮影であってＸ線センサ２１０がＭＩＳ型センサである場合、画質を上げるために、ダーク補正モード入力部１０２は、ダーク補正方法として、例えば、前ダーク画像と後ダーク画像を加算平均した平均ダーク補正を選択処理する。

また、例えば、Ｘ線センサ２１０が、ＣＭＯＳセンサである場合、Ｘ線画像ごとには、ダーク画像を必要としない。このため、この場合、ダーク補正モード入力部１０２は、ダーク補正方法として、予め撮影されたＮ枚のダーク画像を用いたＮ枚ダーク補正を選択処理することになる。

このように、ダーク補正モード入力部１０２において、ユーザが選択された撮影方法に応じて、ダーク補正方法を選択処理し、選択処理したダーク補正方法に基づくダーク補正モードを入力処理する。

本実施例におけるステップＳ３０１の処理が終了すると、実施例１と同様に、ステップＳ３０２〜ステップＳ３１８の処理が行われる。

本実施例によれば、Ｘ線センサ２１０の変更等によって生じるダーク補正方法の変更や、その他の撮影条件によるダーク補正方法の変更によるランダムシステムノイズの変動があったとしても、ランダムノイズ抑制処理を最適（良好）に行うことができる。これにより、例えば、医師の診断精度や手術精度の向上させることが可能となる。

（実施例８）
次に、本発明の実施例８について説明する。
本発明の実施例８では、実施例１における図３に示すフローチャートにおいて、ステップＳ３０２で行われるランダムシステムノイズ量の算出方法が異なるものである。

まず、実施例８では、実施例１と同様に、ユーザが、例えばダーク補正方法を選択すると、ステップＳ３０１において、ダーク補正モード入力部１０２は、当該ダーク補正方法に基づくダーク補正モードを入力する処理を行う。

続いて、ステップＳ３０２において、制御部１０７は、ダーク補正モード入力部１０２から入力されたダーク補正モードに応じて、例えば自身の内部メモリからランダムシステムノイズ量σ_{D_COR}を取得して設定し、これを例えば自身の内部メモリに格納する。

本実施例では、ダーク補正モードごとのランダムシステムノイズ量σ_{D_COR}は、例えば制御部１０７が、撮影前に、或いは、ダーク画像を取得するごとに、以下の（２１）式〜（２７）式に従って算出され、例えば制御部１０７の内部メモリに予め格納される。

ランダムシステムノイズ量σ_{D_COR}を算出するために、本実施例では、画像取得部１０１において、撮影前に、Ｋ＋１枚のダーク画像Ｄ₀〜Ｄ_Kを取得する。さらに、被写体を配置しない状態でＸ線をＸ線センサ２１０に照射してＫ枚のＸ線画像Ｉ₀〜Ｉ_K-1を取得する。

この際、入力されたダーク補正モードが前ダーク補正の場合のランダムシステムノイズ量σ_{D_COR_PRE}は、以下の（２１）式により算出される。

（２１）式において、関数ＲＳ（ ）は、入力値Ｉ₀−Ｄ₀〜Ｉ_K-1−Ｄ_K-1をサンプル点とし、以下の（２２）式のように近似して、係数を算出する。

（２２）式は、Ｘ線画像の画素値とランダムノイズとの関係を表す近似式である。（２２）式において、Ａ〜Ｃは係数であり、ＸがＸ線画像の画素値である。ランダムシステムノイズは、Ｘ線の線量に依存しない一定値であるため、係数Ｃがランダムシステムノイズに相当する。したがって、関数ＲＳ（ ）の出力は、係数Ｃとなる。

また、入力されたダーク補正モードが後ダーク補正の場合のランダムシステムノイズ量σ_{D_COR_POS}は、以下の（２３）式により算出される。

また、入力されたダーク補正モードが平均ダーク補正の場合のランダムシステムノイズ量σ_{D_COR_AVE}は、以下の（２４）式により算出される。

また、入力されたダーク補正モードが市松ダーク補正の場合のランダムシステムノイズ量σ_{D_COR_CRS}は、以下の（２５）式により算出される。

また、入力されたダーク補正モードが偶奇ダーク補正の場合のランダムシステムノイズ量σ_{D_COR_OE}は、以下の（２６）式により算出される。

また、入力されたダーク補正モードがＮ枚ダーク補正の場合のランダムシステムノイズ量σ_{D_COR_N}は、以下の（２７）式により算出される。この際、ｍ枚目に取得したダーク画像をＤ_mとする。

このように、Ｘ線画像とダーク画像とでダーク補正をする状態を再現して各ランダムシステムノイズ量を算出する。ただし、前ダーク補正の場合に（２３）式、後ダーク補正の場合に（２１）式を用いても構わない。

なお、入力されたダーク補正モードが市松ダーク補正の場合に、（２５）式における関数ｈは、以下に示す（２８）式に示すものであっても良い。

また、入力されたダーク補正モードが偶奇ダーク補正の場合に、（２６）式における関数Ｊは、以下に示す（２９）式に示すものであっても良い。

本実施例におけるステップＳ３０２の処理が終了すると、実施例１と同様に、ステップＳ３０３〜ステップＳ３１８の処理が行われる。

（実施例９）
次に、本発明の実施例９について説明する。
本発明の実施例９では、実施例１における図３に示すフローチャートにおいて、ステップＳ３０２で行われるランダムシステムノイズ量の算出の際に用いるランダムシステムノイズの補正係数ｋσの算出方法が異なるものである。

まず、実施例９では、実施例１と同様に、ユーザが、例えばダーク補正方法を選択すると、ステップＳ３０１において、ダーク補正モード入力部１０２は、当該ダーク補正方法に基づくダーク補正モードを入力する処理を行う。この際、本実施例では、ダーク補正方法（ダーク補正モード）として、後述する前Ｎ枚ダーク補正、後Ｎ枚ダーク補正、前後Ｎ枚ダーク補正を適用する。

続いて、ステップＳ３０２において、制御部１０７は、まず、ダーク補正モード入力部
１０２から入力されたダーク補正モードに応じて、例えば自身の内部メモリからランダム
システムノイズ量σ_sを取得すると共に、補正係数ｋσを算出する。そして、制御部１０７は、補正係数ｋσとランダムシステムノイズ量σ_sを用いて、ランダムシステムノイズ量σ_{D_COR}を算出して設定し、これを、例えば自身の内部メモリに格納する。

以下に、ダーク補正モードが、本実施例で用いる前Ｎ枚ダーク補正、後Ｎ枚ダーク補正、前後Ｎ枚ダーク補正の場合の補正係数kσの算出方法について説明する。

図８は、本発明の実施例９におけるダーク補正モード（ダーク補正方法）を説明するための模式図である。図８には、ダーク補正モードが、前Ｎ枚ダーク補正、後Ｎ枚ダーク補正、前後Ｎ枚ダーク補正の場合を示している。

図８（ａ）に示すように、画像取得部１０１が、ダーク画像（ＤＫ０〜ＤＫＮ−１）をＮ枚取得し、その後、Ｘ線画像（Ｉ０〜ＩＭ−１）をＭ枚取得する。さらに、その後、ダーク画像（ＤＫＮ〜ＤＫ２Ｎ−１）をＮ枚取得する。

この場合、前Ｎ枚ダーク補正では、図８（ｂ）に示すように、Ｘ線画像（Ｉ０〜ＩＭ−１）より先に取得したＮ枚のダーク画像（ＤＫ０〜ＤＫＮ−１）に基づく合成ダーク画像を利用する。また、後Ｎ枚ダーク補正では、図８（ｂ）に示すように、Ｘ線画像（Ｉ０〜ＩＭ−１）より後に取得したＮ枚のダーク画像（ＤＫＮ〜ＤＫ２Ｎ−１）に基づく合成ダーク画像を利用する。また、前後Ｎ枚ダーク補正では、Ｘ線画像の前及び後に取得した２Ｎ枚のダーク画像（ＤＫ０〜ＤＫＮ−１、ＤＫＮ〜ＤＫ２Ｎ−１）に基づく合成ダーク画像を利用する。

図９は、本発明の実施例９を示し、前Ｎ枚ダーク補正で利用する合成ダーク画像を生成する際の重み関数ｗｆの一例を示す模式図である。具体的に、図９（ａ）〜図９（ｄ）には、重み関数ｗｆとして、関数９０１〜関数９０４が示されている。本実施例では、必要に応じて、図９に示す重み関数ｗｆの中から所望の重み関数を選択する。
前Ｎダーク補正では、Ｎ枚のダーク画像（ＤＫ０〜ＤＫＮ−１）を、図９に示す選択した重み関数ｗｆによって加算することで、合成ダーク画像を生成する。

図１０は、本発明の実施例９を示し、後Ｎ枚ダーク補正で利用する合成ダーク画像を生成する際の重み関数ｗｂの一例を示す模式図である。具体的に、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）には、重み関数ｗｂとして、関数１００１〜関数１００４が示されている。本実施例では、必要に応じて、図１０に示す重み関数ｗｂの中から所望の重み関数を選択する。
後Ｎダーク補正では、Ｎ枚のダーク画像（ＤＫＮ〜ＤＫ２Ｎ−１）を、図１０に示す選択した重み関数ｗｂによって加算することで、合成ダーク画像を生成する。

図１１は、本発明の実施例９を示し、前後Ｎ枚ダーク補正で利用する合成ダーク画像を生成する際の重み関数ｗａの一例を示す模式図である。具体的に、図１１（ａ）〜図１１（ｆ）には、重み関数ｗａとして、関数１１０１〜関数１１０６が示されている。本実施例では、必要に応じて、図１１に示す重み関数ｗａの中から所望の重み関数を選択する。
前後Ｎダーク補正では、２Ｎ枚のダーク画像（ＤＫ０〜ＤＫＮ−１、ＤＫＮ〜ＤＫ２Ｎ−１）を、図１１に示す選択した重み関数ｗａによって加算することで、合成ダーク画像を生成する。ただし、重みの合計は１となるようにする。

図９〜図１１に示す重み関数ｗｆ、ｗｂ及びｗａは、取得順がＸ線画像に近いダーク画像ほどその重みを大きくするという一例を示している。

ステップＳ３０１において入力されたダーク補正モードが前Ｎ枚ダーク補正である場合の補正係数kσは、以下の（３０）式及び（３１）式により算出される。

また、ステップＳ３０１において入力されたダーク補正モードが後Ｎ枚ダーク補正である場合の補正係数kσは、以下の（３２）式及び（３３）式により算出される。

また、ステップＳ３０１において入力されたダーク補正モードが前後Ｎ枚ダーク補正である場合の補正係数kσは、以下の（３４）式及び（３５）式により算出される。

本実施例におけるステップＳ３０２の処理が終了すると、実施例１と同様に、ステップＳ３０３〜ステップＳ３１８の処理が行われる。

以上、説明したように、本実施形態に係るＸ線画像処理装置１００では、制御部１０７において、ダーク補正モード入力部１０２から入力されたダーク補正モードに応じて、ノイズ抑制パラメータであるランダムシステムノイズ量を設定するようにしている。そして、ノイズ抑制部１０８では、制御部１０７で設定されたランダムシステムノイズ量を用いてランダムノイズ量を設定し、当該ランダムノイズ量に基づいてダーク補正部１０５等で補正処理されたＸ線画像に対してノイズ抑制処理を行うようにしている。
かかる構成によれば、Ｘ線画像に対して最適なノイズ抑制処理を行うことができる。これにより、高画質のＸ線画像を取得することができる。

前述した本実施形態に係るＸ線画像処理装置（放射線画像処理装置）１００によるＸ線画像処理方法（放射線画像処理方法）を示す図３の各ステップは、コンピュータのＣＰＵがＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムを実行することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。

具体的に、前記プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのような記憶媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。前記プログラムを記録する記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、前記プログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネットの等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体を用いることができる。また、この際の通信媒体としては、光ファイバ等の有線回線や無線回線などが挙げられる。

また、本発明は、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより本実施形態に係るＸ線画像処理装置１００の機能が実現される態様に限られない。そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して本実施形態に係るＸ線画像処理装置１００の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。また、供給されたプログラムの処理の全て、或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて本実施形態に係るＸ線画像処理装置１００の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。

また、前述した本実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術的思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明の実施形態に係るＸ線画像処理装置（放射線画像処理装置）の機能構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るＸ線画像処理装置（放射線画像処理装置）のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施例１を示し、Ｘ線画像処理装置（放射線画像処理装置）によるＸ線画像処理方法（放射線画像処理方法）の処理手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施例１を示し、各ダーク補正モード（各ダーク補正方法）におけるランダムシステムノイズの補正係数の一例を示す模式図である。 本発明の実施例２を示し、フィードバック係数の補正処理を説明するための模式図である。 本発明の実施例２を示し、フィードバック係数の補正処理を説明するための模式図である。 本発明の実施例４を示し、フィルタ係数の補正処理を説明するための模式図である。 本発明の実施例９におけるダーク補正モード（ダーク補正方法）を説明するための模式図である。 本発明の実施例９を示し、前Ｎ枚ダーク補正で利用する合成ダーク画像を生成する際の重み関数の一例を示す模式図である。 本発明の実施例９を示し、後Ｎ枚ダーク補正で利用する合成ダーク画像を生成する際の重み関数の一例を示す模式図である。 本発明の実施例９を示し、前後Ｎ枚ダーク補正で利用する合成ダーク画像を生成する際の重み関数の一例を示す模式図である。 （１）式に示すＸ線強度ＸとＸ線ランダムノイズ量σ（Ｘ）との関係の一例を示す特性図である。 一般的なダーク補正方法を説明するための模式図である。

符号の説明

１０１：画像取得部
１０２：ダーク補正モード入力部
１０３：ダーク画像生成部
１０４：画像保存部
１０５：ダーク補正部
１０６：画像補正部
１０７：制御部
１０８：ノイズ抑制部
１０９：画像出力部

Claims (13)

1. 放射線を照射して得られた放射線画像と、放射線を照射せずに得られたダーク画像とを取得する画像取得部と、
   前記ダーク画像を用いて前記放射線画像を補正する際の補正モードを入力する補正モード入力部と、
   前記補正モードに応じて、第１のパラメータを設定するパラメータ設定部と、
   前記補正モードに基づいて、前記ダーク画像を用いて前記放射線画像を補正するダーク補正部と、
   前記第１のパラメータを用いて、前記ダーク補正部で補正された放射線画像に対してノイズ抑制処理を行うノイズ抑制部と
   を有することを特徴とする放射線画像処理装置。
2. 前記画像取得部は、前記補正モードに応じて、複数の前記ダーク画像を取得するものであり、
   前記画像取得部で取得された複数のダーク画像を合成して合成ダーク画像を生成するダーク画像生成部を更に有し、
   前記ダーク補正部は、前記補正モードに基づいて、前記合成ダーク画像を用いて前記放射線画像を補正することを特徴とする請求項１に記載の放射線画像処理装置。
3. 前記パラメータ設定部は、前記補正モードに応じて、前記第１のパラメータの設定に用いる第２のパラメータを算出し、当該第２のパラメータを用いて前記第１のパラメータの設定を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線画像処理装置。
4. 前記第１のパラメータは、ランダムシステムノイズ量であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線画像処理装置。
5. 前記ノイズ抑制部は、前記第１のパラメータを用いてノイズ抑制値を設定し、当該ノイズ抑制値に基づいて前記ノイズ抑制処理を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線画像処理装置。
6. 前記ノイズ抑制値は、ランダムノイズ量であることを特徴とする請求項５に記載の放射線画像処理装置。
7. 前記ノイズ抑制部は、前記ノイズ抑制処理としてフィルタ処理を行うものであり、前記ノイズ抑制値を用いて前記フィルタ処理を行う際の複数のフィルタを選択することを特徴とする請求項５又は６に記載の放射線画像処理装置。
8. 前記ノイズ抑制部は、前記ノイズ抑制処理としてフィルタ処理を行うものであり、前記ノイズ抑制値を用いて前記フィルタ処理を行う際のフィルタの係数を変更することを特徴とする請求項５又は６に記載の放射線画像処理装置。
9. 前記ノイズ抑制部は、前記ノイズ抑制値を用いて、前記ノイズ抑制処理を行う前記放射線画像における動きを判定することを特徴とする請求項５又は６に記載の放射線画像処理装置。
10. 前記補正モード入力部は、前記放射線画像の撮影に係る撮影方法が選択された場合、当該撮影方法に対応する前記補正モードを入力することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の放射線画像処理装置。
11. 前記撮影方法には、前記放射線画像の撮影に係る撮影モード、前記放射線画像を検出する放射線センサの種類、当該放射線センサの駆動方法が含まれることを特徴とする請求項１０に記載の放射線画像処理装置。
12. 放射線を照射して得られた放射線画像の処理を行う放射線画像処理方法であって、
    前記放射線画像と、放射線を照射せずに得られたダーク画像とを取得する画像取得ステップと、
    前記ダーク画像を用いて前記放射線画像を補正する際の補正モードを入力する補正モード入力ステップと、
    前記補正モードに応じて、第１のパラメータを設定するパラメータ設定ステップと、
    前記補正モードに基づいて、前記ダーク画像を用いて前記放射線画像を補正するダーク補正ステップと、
    前記第１のパラメータを用いて、前記ダーク補正ステップで補正された放射線画像に対してノイズ抑制処理を行うノイズ抑制ステップと
    を有することを特徴とする放射線画像処理方法。
13. 放射線を照射して得られた放射線画像の処理を行う放射線画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記放射線画像と、放射線を照射せずに得られたダーク画像とを取得する画像取得ステップと、
    前記ダーク画像を用いて前記放射線画像を補正する際の補正モードを入力する補正モード入力ステップと、
    前記補正モードに応じて、第１のパラメータを設定するパラメータ設定ステップと、
    前記補正モードに基づいて、前記ダーク画像を用いて前記放射線画像を補正するダーク補正ステップと、
    前記第１のパラメータを用いて、前記ダーク補正ステップで補正された放射線画像に対してノイズ抑制処理を行うノイズ抑制ステップと
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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