JP2011092558A - Ｘ線画像撮影装置、ｘ線画像処理方法およびｘ線画像処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】濃度の振幅は異なるが形状は同等のスジムラを、被写体を撮影した画像から除去することにより、読影により適した画像を作成することができるＸ線画像撮影装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線画像撮影装置は、被写体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器によって、被写体が撮影されたＸ線画像の画像データを取得するものであって、あらかじめムラテンプレート画像を作成するムラテンプレート画像作成部と、乗算係数を求める乗算係数生成部と、被写体が撮影されたＸ線画像から、ムラテンプレート画像と乗算係数とを掛けて取得される乗算画像の成分を除去することにより、補正画像を生成する補正画像生成部とを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、被写体（被検者）にＸ線を照射し、被写体を透過したＸ線を検出して電気信号に変換し、変換した電気信号に基づいて被写体が撮影されたＸ線画像を生成するＸ線画像撮影装置、Ｘ線画像処理方法およびＸ線画像処理プログラムに関するものである。

現在では、Ｘ線の検出器として、受光したＸ線を電気信号に変換するフラットパネル型検出器（ＦＰＤ（Flat Panel Detector））が利用されている。ＦＰＤを用いたＸ線画像撮影装置では、Ｘ線源から被写体にＸ線を照射し、被写体を透過したＸ線をＦＰＤで検出して電気信号に変換し、ＦＰＤから被写体の画像データに相当する電気信号を読み出してＸ線画像が生成される。

ＦＰＤ等のＸ線検出器で取得される画像には、パネルや周辺機器により一定のムラが現れることは不可避である。補正データの取得（更新）が十分に頻繁に行われない場合は、オフセット補正やゲイン補正だけでは補正が不十分であり、ＦＰＤの特性のばらつきに応じて、撮影されたＸ線画像にスジ状（直線状）の濃度ムラ（アーチファクト、ノイズ成分）が発生するという問題がある。それらの解決手段として特許文献１，２があるが、十分ではない。

ここで、特許文献１は、画像情報読取装置におけるシェーディング補正方法に関するものである。同文献には、記録媒体に光ビームを走査させて画像情報を含む光を得、この光を光電子増倍管により検出して画像情報を読み取る装置において、光電子増倍管に印加される高圧電圧に対応するシェーディング特性を求めておき、光の読取り時に高圧電圧に対応するシェーディング特性に応じて、読取信号を補正することが開示されている。

特許文献２は、輝尽蛍光体に蓄積記録された放射線画像を読み取って画像データを得る放射線画像変換装置に関するものである。同文献には、補正用データの差分データを補正用メモリに格納しておき、ムラの情報の除去にあたって、その差分データから補正用データを復元することにより、補正用メモリの容量を小さくし、したがって装置の小型化、低価格化を図ることが開示されている。

特開昭６３−３０９０６２号公報 特開平５−１８８５０７号公報

ところで、本発明者による鋭意研究の結果、例えば図２に示すようなＦＰＤにおいて、濃度の振幅は撮影条件（線量、管電圧など）によって異なるものの、形状は略同等のスジムラが発生することがわかった（図６参照）。さらに、この様な特性を持つスジムラは、被写体のない領域からＬＰＦ（ローパスフィルタ）等を用いることにより簡易に求めることが出来ることがわかった。

そこで、本発明は、上記のような、濃度の振幅は異なるが形状は同等のスジムラを、被写体を撮影した画像から除去することにより、読影により適した画像を作成することができるＸ線画像撮影装置、Ｘ線画像処理方法およびＸ線画像処理プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、被写体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器によって、被写体が撮影されたＸ線画像の画像データを取得するＸ線画像撮影装置において、
あらかじめムラテンプレート画像を作成するムラテンプレート画像作成部と、
乗算係数を求める乗算係数生成部と、
前記被写体が撮影されたＸ線画像から、前記ムラテンプレート画像と前記乗算係数とを掛けて取得される乗算画像の成分を除去することにより、補正画像を生成する補正画像生成部とを備えていることを特徴とするＸ線画像撮影装置を提供するものである。

ここで、前記乗算係数生成部は、前記被写体が撮影されたＸ線画像と前記ムラテンプレート画像から前記乗算係数を求める、もしくは、撮影条件とムラの振幅の関係を予め定めたテーブルを用いて、前記乗算係数を決定することが好ましい。

また、前記ムラテンプレート画像作成部は、
被写体のない状態でＸ線を曝射して得られる第１の画像を取得する第１の画像取得部と、
該第１の画像から特定の周波数帯域の前記ムラテンプレート画像を抽出するムラテンプレート画像抽出部とを備えていることが好ましい。

また、前記ムラテンプレート画像作成部は、さらに、
前記被写体が撮影されたＸ線画像から被写体のない領域を抽出する素抜け領域判定部を備え、
該素抜け領域判定部により被写体が無いと判定された領域の画像から前記ムラテンプレート画像を作成することが好ましい。

また、前記乗算係数生成部は、前記ムラテンプレート画像と前記被写体が撮影されたＸ線画像のそれぞれを複数の等しいブロックに分割して、各々の前記ブロックにおいて前記乗算係数を求め、
前記補正画像生成部は、前記各々のブロックについて、前記被写体が撮影されたＸ線画像から、前記乗算画像の成分を除去することにより、前記補正画像を生成することが好ましい。

また、前記乗算係数生成部は、前記被写体が撮影されたＸ線画像の各ブロックの画像データと前記ムラテンプレート画像の対応するブロックの画像データとを用いて最小二乗法により前記乗算係数を生成することが好ましい。

また、前記乗算係数生成部は、前記被写体が撮影されたＸ線画像の各ブロックの画像データの平均値と前記ムラテンプレート画像の対応するブロックの画像データの平均値との比を求め、該比を前記乗算係数とすることが好ましい。

また、前記補正画像生成部は、前記被写体が撮影されたＸ線画像から前記乗算画像を減算することにより、前記補正画像を生成することが好ましい。

また、前記補正画像生成部は、前記第１の画像から前記特定の周波数帯域以外の周波数帯域の第２の画像を取得し、該第２の画像と前記乗算画像を加算して第３の画像を取得し、前記被写体が撮影されたＸ線画像を前記第３の画像で除算して得られた値に基づいて前記補正画像を生成することが好ましい。

また、本発明は、被写体のない状態でＸ線を曝射して得られる第１の画像を取得するステップと、
前記第１の画像から特定の周波数帯域の画像を抽出して、ムラテンプレート画像を作成するステップと、
被写体を撮影して得られる、被写体が撮影されたＸ線画像を取得するステップと、
前記被写体が撮影されたＸ線画像と前記ムラテンプレート画像から乗算係数を求めるステップと、
乗算画像を取得するステップと、
前記被写体が撮影されたＸ線画像から前記乗算画像の成分を除去することにより、補正画像を生成するステップとを含むことを特徴とするＸ線画像処理方法を提供する。

ここで、前記乗算係数を求めるステップは、前記被写体が撮影されたＸ線画像と前記ムラテンプレート画像から前記乗算係数を求めるステップ、もしくは、撮影条件とムラの振幅の関係を予め定めたテーブルを用いて、前記乗算係数を決定するステップを含むことが好ましい。

また、前記被写体が撮影されたＸ線画像から前記乗算画像の成分を除去することにより、前記補正画像を生成するステップは、前記被写体が撮影されたＸ線画像から前記乗算画像を減算することにより、前記補正画像を生成するステップを含むことが好ましい。

また、前記被写体が撮影されたＸ線画像から前記乗算画像の成分を除去することにより、前記補正画像を生成するステップは、前記第１の画像から前記特定の周波数帯域以外の周波数帯域の第２の画像を取得するステップと、該第２の画像と前記乗算画像を加算して第３の画像を取得するステップと、前記被写体が撮影されたＸ線画像を前記第３の画像で除算して得られた値に基づいて前記補正画像を生成するステップとを含むことが好ましい。

また、本発明は、上記のいずれかに記載のＸ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を提供する。

本発明によれば、簡単な乗算係数の算出または決定と積算等により、Ｘ線検出器の特性のばらつきに応じて生じるスジ状の濃度ムラを低減させることができる。

本発明のＸ線画像撮影装置の構成を表す一実施形態のブロック概念図である。 ＦＰＤの構成を表す概念図である。 図１に示す画像処理部の構成を表すブロック図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、Ｘ線画像における被写体の存在する領域と存在しない領域を表す概念図である。 （Ａ）〜（Ｆ）は、第１の実施形態の画像処理部の動作を表す概念図である。 撮影時のＸ線量を変えた場合のスジ状の濃度ムラの振幅とＦＰＤの行方向の距離との関係を表すグラフである。 図１に示す画像処理部の構成を表すブロック図である。 スジ状の濃度ムラの振幅の比率とＸ線画像の撮影時のＸ線量との関係を表すグラフである。

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明のＸ線画像撮影装置、Ｘ線画像処理方法およびＸ線画像処理プログラムを詳細に説明する。

図１は、本発明のＸ線画像撮影装置の構成を表す一実施形態のブロック概念図である。同図に示すＸ線画像撮影装置１０は、被写体ＨにＸ線を照射し、被写体Ｈを透過したＸ線をＦＰＤで検出して電気信号に変換し、変換した電気信号に基づいて、被写体Ｈが撮影されたＸ線画像を生成する。撮影装置１０は、撮影部１２と、画像処理部１４と、出力部１６と、指示入力部１８と、制御部２０とによって構成されている。

指示入力部１８は、撮影開始の指示、画像処理条件、出力指示等の各種の指示を入力するためのものである。指示入力部１８からは、撮影開始の指示、画像処理条件、出力指示等を表す指示信号が出力される。

制御部２０は、指示入力部１８から供給された指示信号に応じて、撮影装置１０の動作を制御する部位である。制御部２０は、例えば、撮影部１２における撮影の制御、画像処理部１４における画像処理の制御、出力部１６における出力の制御等を行う。

撮影部１２は、制御部２０の制御に従って、被写体ＨにＸ線を照射し、被写体Ｈを透過したＸ線をＦＰＤ２８で検出することで被写体Ｈの撮影を行う部位である。撮影部１２からは、被写体Ｈが撮影されたＸ線画像の画像データ（デジタル画像データ）が出力される。

画像処理部１４は、制御部２０の制御に従って、撮影部１２から供給されたＸ線画像の画像データに対して、オフセット補正、残像補正、欠陥画素補正、本発明のＸ線画像処理方法に従うスジ状の濃度ムラ補正等を含む画像処理を行う部位である。画像処理部１４は、例えば、コンピュータ上で動作するＸ線画像処理プログラム（ソフトウェア）によって構成される。画像処理部１４からは、画像処理後のＸ線画像の画像データが出力される。

出力部１６は、制御部２０の制御に従って、画像処理部１４から供給された画像処理後のＸ線画像の画像データを出力する部位である。出力部１６は、例えば、Ｘ線画像を画面上に表示するモニタ、Ｘ線画像をプリント出力するプリンタ、Ｘ線画像の画像データを記憶する記憶装置等である。

続いて、撮影部１２について説明する。

撮影部１２は、図１に示すように、Ｘ線源２２と、撮影台２４と、Ｘ線検出部２６とを備えている。

Ｘ線源２２は、撮影時に、設定された強度のＸ線を設定された時間だけ照射（曝射）する。Ｘ線源２２から照射されたＸ線は、撮影台２４上の被写体Ｈを透過してＸ線検出部２６に入射される。

Ｘ線検出部２６は、被写体Ｈを透過したＸ線を検出して電気信号（Ｘ線画像の画像データ）に変換するものであり、ＦＰＤ２８、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器（図示省略）等を備えている。ＦＰＤ２８からは、被写体Ｈが撮影されたＸ線画像のデータ（アナログデータ）が出力され、これがＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換されて、変換後のＸ線画像の画像データ（デジタルデータ）が出力される。

ＦＰＤ２８は、Ｘ線を電荷に直接変換する直接方式のＦＰＤ、もしくは、Ｘ線を一旦光に変換し、変換された光をさらに電気信号に変換する間接方式のＦＰＤのどちらでも利用可能である。また、ＦＰＤ２８に限らず、Ｘ線を検出する各種のＸ線検出器を使用することができる。

続いて、第１の実施形態の画像処理部１４について説明する。

図３は、図１に示す画像処理部の構成を表すブロック図である。同図に示す画像処理部１４は、スジ状の濃度ムラを補正する部分のみを表したものであり、被写体Ｈがいる状態で撮影されたＸ線画像の画像データから、ＦＰＤ２８の列方向に沿って発生するスジ状の濃度ムラ（ムラ画像）の成分を除去することにより、ＦＰＤ２８の特性のばらつきに応じて列方向に発生するスジ状の濃度ムラを補正し、補正画像を出力する。

同図に示す画像処理部１４は、画像データ取得部３０およびムラ画像データ生成部（ムラテンプレート画像作成部）３２と、画像ブロック分割部３４と、乗算係数生成部３６と、演算部（補正画像生成部）３８とを備えている。

画像データ取得部３０は、撮影部１２から、被写体Ｈがいない状態でＸ線を曝射して撮影された第１のＸ線画像（第１の画像）の画像データ、および、被写体Ｈがいる状態でＸ線を曝射して、被写体が撮影されたＸ線画像の画像データを取得する。画像データ取得部３０のうち、第１のＸ線画像の画像データを取得する部分は、本発明の第１の画像取得部に相当する。

ここで、第１のＸ線画像に周波数フィルタやメディアンフィルタを掛けることにより、あらかじめ画像のノイズを除去しておいてもよい。

ムラ画像データ生成部３２は、画像データ取得部３０によって取得された第１のＸ線画像の画像データからムラ画像に相当する特定の周波数帯域の画像データを抽出し、被写体が撮影されたＸ線画像よりスジ状の濃度ムラの振幅を決定してスジ状の濃度ムラに相当するムラテンプレート画像の画像データを生成する。ムラ画像データ生成部３２は、第１の画像から特定の周波数帯域のムラテンプレート画像を抽出する、本発明のムラテンプレート画像抽出部に相当する。

ここで、特定の周波数帯域の画像データの抽出方法は何ら限定されないが、例えば、第１のＸ線画像中の特定の周波数帯域をフーリエ変換等を用いて抽出することができる。また、第１のＸ線画像に対して、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）やメディアンフィルタ等を掛けて得られる、前述の特定の周波数帯域以外の周波数帯域の画像（第２の画像）（つまり、第１のＸ線画像中のスジ状の濃度ムラ以外の画像）を、第１のＸ線画像から減算することによって、前述の特定の周波数帯域の画像データを抽出することもできる。

また、ムラ画像データ生成部３２は、図４（Ａ）に示すように、被写体が撮影されたＸ線画像から被写体Ｈの輪郭を抽出することにより、被写体が撮影されたＸ線画像において、被写体Ｈが存在していない領域を抽出する素抜け領域判定部を備え、同図（Ｂ）に示すように、素抜け領域判定部により、被写体が撮影されたＸ線画像の画像データのうちの被写体Ｈが存在していないと判定された領域（同図中、斜線部）の画像データ（画像）から、ムラテンプレート画像の画像データを生成するようにしてもよい。

これにより、ムラテンプレート画像の画像データから、被写体Ｈの成分を完全に排除することができるので望ましい。

この場合、ムラ画像データ生成部３０は、被写体が撮影されたＸ線画像の画像データのうちの被写体Ｈが存在していない領域の画像データから、例えば、隣接する被写体Ｈが存在していない領域の画像データを補間する、もしくは、隣接する被写体Ｈが存在していない領域の画像データをそのまま利用する等して、被写体Ｈが存在している領域のムラテンプレート画像の画像データを生成する。

上記のように、ムラテンプレート画像作成部は、第１のＸ線画像の画像データまたは被写体が撮影されたＸ線画像の画像データから、あらかじめムラテンプレート画像を作成する。

続いて、画像ブロック分割部３４は、画像データ取得部３０によって取得された被写体が撮影されたＸ線画像の画像データ、および、ムラ画像データ生成部３２によって生成されたムラテンプレート画像を、同一サイズの複数のブロックに分割し、そのブロック分割画像を出力する。ブロックのサイズに制限はないが、例えば、５ｃｍ×５ｃｍ、１０ｃｍ×１０ｃｍのブロックを例示することができる。

乗算係数生成部３６は、被写体が撮影されたＸ線画像の画像データとムラテンプレート画像の画像データから、画像ブロック分割部３４から供給されるブロック分割画像毎に、ムラテンプレート画像の画像データに掛けることにより被写体が撮影されたＸ線画像に含まれるムラ画像に相当する画像データを得るための乗算係数を生成する。つまり、乗算係数生成部３６により、ブロックの個数分の乗算係数が生成される。

乗算係数の生成方法は何ら限定されず、例えば、被写体が撮影されたＸ線画像のブロックの画像データとムラテンプレート画像の対応するブロックの画像データとを用いて最小二乗法により乗算係数を生成することができる。また、被写体が撮影されたＸ線画像のブロックの画像データの平均値とムラテンプレート画像の対応するブロックの画像データの平均値との比を求め、この比を乗算係数としてもよい。なお、Ｘ線画像を複数のブロックに分割することは必須ではない。

ここで、図６のグラフに示すように、スジ状の濃度ムラの振幅（強度）に正負がある場合、画像データの合計を求めた段階で合計値が０になり、平均値を求めることができない時がある。この場合、ムラテンプレート画像のブロックの画像データおよび被写体が撮影されたＸ線画像の対応するブロックの画像データの積算値の平均値と、ムラテンプレート画像の画像データのブロックを二乗した値の平均値との比を求め、これを乗算係数とすることが望ましい。

続いて、演算部（補正画像生成部）３８は、画像ブロック分割部３４から供給されたブロック分割画像に従って、画像データ取得部３０によって取得された被写体が撮影されたＸ線画像のブロックの画像データから、同ムラテンプレート画像の対応するブロックの画像データと、乗算係数生成部３６によって生成された、対応するブロックの乗算係数とを掛けて取得される乗算画像（つまり、被写体が撮影されたＸ線画像の対応するブロックにおけるムラ画像）の成分を除去し、スジ状の濃度ムラ補正後のＸ線画像（補正画像）の画像データを出力する。

ここで、被写体が撮影されたＸ線画像から乗算画像の成分を除去する方法は何ら限定されないが、例えば、被写体が撮影されたＸ線画像から乗算画像を減算することにより、補正画像を生成することができる。

また、別の方法として、第１のＸ線画像から前述の第２の画像を取得し、第２の画像と乗算画像を加算して第３の画像を取得し、被写体が撮影されたＸ線画像を第３の画像で除算して得られる値に基づいて補正画像を生成することもできる。被写体が撮影されたＸ線画像を第３の画像で除算して得られる値は両者の比率であるから、例えば、これを０〜２５５までの画像データに規格化するなどの階調処理を施すことにより補正画像を取得する。この方法では、第２の画像を考慮して補正画像を生成するため、被写体が撮影されたＸ線画像から、除去したい乗算画像は除去されやすく、除去したくない第２の画像は除去されにくいという利点がある。

次に、本発明のＸ線画像処理方法に従って、第１の実施形態の画像処理部１４において、ＦＰＤ２８の特性のばらつきに応じて列方向に発生するスジ状の濃度ムラを補正する場合の動作を説明する。

まず、画像データ取得部３０により、撮影部１２から、第１のＸ線画像の画像データおよび被写体が撮影されたＸ線画像の画像データが取得される。図５（Ａ）に示すように、第１のＸ線画像には、ＦＰＤ２８の特性のばらつきに応じて列方向にスジ状の濃度ムラが発生している。また、同図（Ｂ）に示すように、被写体が撮影されたＸ線画像には、被写体Ｈの画像にスジ状の濃度ムラが合成されている。

続いて、ムラ画像データ生成部３２により、第１のＸ線画像の画像データから特定の周波数帯域の画像データを抽出し、被写体が撮影されたＸ線画像よりスジ状の濃度ムラの振幅を決定して、同図（Ｃ）に示すように、ムラテンプレート画像の画像データが生成される。

ここで、スジ状の濃度ムラの振幅の変動要因は、スジ状の濃度ムラの振幅を変動させるＸ線画像の撮影時の撮影条件であり、何ら制限はないが、例えば、Ｘ線量、温度等を例示することができる。

続いて、画像ブロック分割部３４により、同図（Ｄ）および（Ｅ）に示すように、ムラテンプレート画像および被写体が撮影されたＸ線画像が、同一サイズの複数のブロックに分割され、そのブロック分割画像が出力される。ここでは、同図に示すように、ムラテンプレート画像のブロックの平均値をａ１，ａ２，ａ３，…とし、同図に示すように、被写体が撮影されたＸ線画像のブロックの平均値をｂ１，ｂ２，ｂ３，…とする。

乗算係数生成部３６では、対応するブロック毎に、ムラテンプレート画像の画像データに掛けることにより被写体が撮影されたＸ線画像に含まれるムラに相当する画像データを得るための乗算係数が生成される。同図に示すように、各ブロックの乗算係数をｃ１，ｃ２，ｃ３，…とすると、ｃ１＝ｂ１／ａ１，ｃ２＝ｂ２／ａ２，ｃ３＝ｂ３／ａ３，…となる。

そして、演算部３８により、ブロック分割画像に従って、例えば、ムラテンプレート画像の対応するブロックの画像データと対応するブロックの乗算係数とを掛けることによって乗算画像の画像データが取得され、被写体が撮影されたＸ線画像のブロックの画像データから乗算画像の画像データが減算されることによって、スジ状の濃度ムラ補正後のＸ線画像の画像データが生成され、出力される。つまり、各ブロックの画像データは、ｂ１−ａ１＊ｃ１，ｂ２−ａ２＊ｃ２，ｂ３−ａ３＊ｃ３，…となる。

図６は、撮影時のＸ線量を変えた場合のスジ状の濃度ムラの振幅とＦＰＤの行方向の距離との関係を表すグラフである。同図の縦軸は、スジ状の濃度ムラの振幅（強度）、同横軸は、ＦＰＤの行方向の距離（位置）を表す。このグラフに示すように、スジ状の濃度ムラは、撮影時のＸ線量（ｍＡｓ）を変えても、撮影毎に空間的な形状はほぼ同じで、その振幅だけが異なる場合が多いという特性がある。

第１の実施形態の画像処理部１４を用いたＸ線画像撮影装置１０では、スジ状の濃度ムラの特性に基づいて、被写体が撮影されたＸ線画像およびムラテンプレート画像の画像データから、両者の間のスジ状の濃度ムラの振幅の比率となる乗算係数を求め、ムラテンプレート画像の画像データと乗算係数とを掛けて乗算画像の画像データを取得することにより、被写体が撮影されたＸ線画像におけるスジ状の濃度ムラの振幅を算出することができる。

また、被写体が撮影されたＸ線画像の画像データから乗算画像の成分を除去することにより、被写体が撮影されたＸ線画像に含まれるスジ状の濃度ムラを低減させることができる。

上記のように、第１の実施形態の画像処理部１４を用いたＸ線画像撮影装置１０では、簡単な乗算係数の算出と積算等により、ＦＰＤ２８の特性のばらつきに応じて生じるスジ状の濃度ムラを低減させることができる。

続いて、第２の実施形態の画像処理部１４について説明する。

図７は、図１に示す画像処理部の構成を表すブロック図である。同図に示す画像処理部１４は、スジ状の濃度ムラを補正する部分のみを表したものであり、画像データ取得部４０と、変動要因取得部４２と、補正テーブル４４と、乗算係数生成部４６と、演算部４８とを備えている。

画像データ取得部４０は、画像データ取得部３０と同じものである。

変動要因取得部４２は、画像処理部１４によるスジ状の濃度ムラの補正処理の実行時の、スジ状の濃度ムラの振幅の変動要因の値を取得する。例えば、変動要因をＸ線画像の撮影時のＸ線量とした場合、被写体が撮影されたＸ線画像の撮影時のＸ線量を変動要因取得部４２が補正処理実行前に取得する。

補正テーブル４４は、スジ状の濃度ムラの振幅の比率と該振幅の変動要因（撮影条件）との関係を表すものである。補正テーブル４４の形式は何ら限定されないが、例えば、図８に示すグラフをテーブル化したものを使用することができる。

図８は、スジ状の濃度ムラの振幅の比率とＸ線画像の撮影時のＸ線量との関係を表すグラフである。同図の縦軸は、スジ状の濃度ムラの振幅の比率、同横軸は、Ｘ線画像の撮影時のＸ線量を表す。同図は、Ｘ線量が２２ｍＡｓの時の比率を１とした場合の両者の関係を表したものである。このグラフを用いて、Ｘ線画像の撮影時のＸ線量の値から、スジ状の濃度ムラの振幅の比率を求めることができる。

乗算係数生成部４６は、補正テーブル４４を用いて、変動要因取得部４２によって取得された変動要因の値に対応する比率を求め、これを乗算係数として決定し出力する。上記のように、図８に示すグラフを補正テーブル４４として用いた場合、変動要因取得部４２によってＸ線画像の撮影時のＸ線量の値から、スジ状の濃度ムラの振幅の比率を求め、求めた比率をそのまま乗算係数として決定する。

演算部３８は、例えば、画像データ取得部４０によって取得された被写体が撮影されたＸ線画像の画像データから、同第１のＸ線画像の画像データより作成したムラテンプレート画像と、乗算係数生成部４６によって決定された乗算係数とを掛けて取得される乗算画像の画像データを減算し、これをスジ状の濃度ムラ補正後のＸ線画像の画像データとして出力する。また、第１のＸ線画像から前述の第２の画像を取得し、第２の画像と乗算画像を加算して第３の画像を取得し、被写体が撮影されたＸ線画像を第３の画像で除算して得られる値に基づいて補正画像を生成してもよいことは言うまでもない。

次に、本発明のＸ線画像処理方法に従って、第２の実施形態の画像処理部１４において、ＦＰＤ２８の特性のばらつきに応じて列方向に発生するスジ状の濃度ムラを補正する場合の動作を説明する。

画像データ取得部４０により、撮影部１２から、第１のＸ線画像の画像データおよび被写体が撮影されたＸ線画像の画像データが取得され、変動要因取得部４２により、補正処理実行時に必要なスジ状の濃度ムラの振幅の変動要因の値が取得される。

乗算係数生成部４６では、補正テーブル４４を用いて、変動要因の値に対応する比率が算出され、これが乗算係数として決定される。

例えば、変動要因取得部４２により、変動要因の値として、Ｘ線画像の撮影時のＸ線量の値が取得された場合を例に挙げて説明する。この場合、Ｘ線画像の撮影時のＸ線量が３０ｍＡｓであったとすると、図８のグラフに示す補正テーブル４４を用いて、Ｘ線量＝３０ｍＡｓから、スジ状の濃度ムラの振幅の比率が約１．７であることが算出され、乗算係数＝１．７として決定される。

そして、演算部３８により、例えば、被写体が撮影されたＸ線画像の画像データから、第１のＸ線画像の画像データと乗算係数とを掛けて取得される乗算画像の画像データが除去され、これがスジ状の濃度ムラ補正後のＸ線画像の画像データとして出力される。第２の実施形態の画像処理部１４では、第１のＸ線画像の全ての画像データに対して共通の乗算係数が乗算される。

第２の実施形態の画像処理部１４を用いたＸ線画像撮影装置１０では、スジ状の濃度ムラの特性に基づいて、あらかじめスジ状の濃度ムラの振幅の比率と変動要因の値との関係を表す補正テーブルを用意しておき、被写体が撮影されたＸ線画像に係る変動要因の値から乗算係数を決定して、第１のＸ線画像の画像データと乗算係数とを掛けて乗算画像の画像データを取得することにより、被写体が撮影されたＸ線画像におけるスジ状の濃度ムラの振幅を算出することができる。

また、被写体が撮影されたＸ線画像の画像データから乗算画像の画像データを除去することにより、被写体が撮影されたＸ線画像に含まれるスジ状の濃度ムラを低減させることができる。

上記のように、第２の実施形態の画像処理部１４を用いたＸ線画像撮影装置１０では、簡単な乗算係数の決定と積算および減算により、ＦＰＤ２８の特性のばらつきに応じて生じるスジ状の濃度ムラを低減させることができる。

次に、撮影装置１０の動作を説明する。

指示入力部１８において、ユーザにより撮影条件が設定され、撮影指示が与えられると、被写体Ｈの撮影が開始される。撮影が開始されると、撮影部１２において、Ｘ線源２２から、撮影条件に応じて設定された強度のＸ線が設定された時間だけ照射される。照射されたＸ線は、撮影台２４上の被写体Ｈを透過してＸ線検出部２６のＦＰＤ２８に入射され、被写体Ｈを透過したＸ線がＸ線画像の画像データに変換される。

続いて、画像処理部１４では、ＦＰＤ２８から読み出されたＸ線画像の画像データに対して、スジ状の濃度ムラの補正を含む画像処理が行われる。画像処理後のＸ線画像の画像データは出力部１６に供給され、例えば、モニタ上に表示されたり、プリント出力されたりする。

本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１０ Ｘ線画像撮影装置
１２ 撮影部
１４ 画像処理部
１６ 出力部
１８ 指示入力部
２０ 制御部
２２ Ｘ線源
２４ 撮影台
２６ Ｘ線検出部
２８ ＦＰＤ
３０ 画像データ取得部
３２ ムラ画像データ生成部
３４ 画像ブロック分割部
３６，４６ 乗算係数生成部
３８ 演算部
４０ 画像データ取得部
４２ 変動要因取得部
４４ 補正テーブル
４８ 演算部

Claims (16)

1. 被写体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器によって、被写体が撮影されたＸ線画像の画像データを取得するＸ線画像撮影装置において、
   あらかじめムラテンプレート画像を作成するムラテンプレート画像作成部と、
   乗算係数を求める乗算係数生成部と、
   前記被写体が撮影されたＸ線画像から、前記ムラテンプレート画像と前記乗算係数とを掛けて取得される乗算画像の成分を除去することにより、補正画像を生成する補正画像生成部とを備えていることを特徴とするＸ線画像撮影装置。
2. 前記乗算係数生成部は、前記被写体が撮影されたＸ線画像と前記ムラテンプレート画像から前記乗算係数を求めることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
3. 前記乗算係数生成部は、撮影条件とムラの振幅の関係を予め定めたテーブルを用いて、前記乗算係数を決定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
4. 前記ムラテンプレート画像作成部は、
   被写体のない状態でＸ線を曝射して得られる第１の画像を取得する第１の画像取得部と、
   該第１の画像から特定の周波数帯域の前記ムラテンプレート画像を抽出するムラテンプレート画像抽出部とを備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置。
5. 前記ムラテンプレート画像作成部は、さらに、
   前記被写体が撮影されたＸ線画像から被写体のない領域を抽出する素抜け領域判定部を備え、
   該素抜け領域判定部により被写体が無いと判定された領域の画像から前記ムラテンプレート画像を作成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置。
6. 前記乗算係数生成部は、前記ムラテンプレート画像と前記被写体が撮影されたＸ線画像のそれぞれを複数の等しいブロックに分割して、各々の前記ブロックにおいて前記乗算係数を求め、
   前記補正画像生成部は、前記各々のブロックについて、前記被写体が撮影されたＸ線画像から、前記乗算画像の成分を除去することにより、前記補正画像を生成することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置。
7. 前記乗算係数生成部は、前記被写体が撮影されたＸ線画像の各ブロックの画像データと前記ムラテンプレート画像の対応するブロックの画像データとを用いて最小二乗法により前記乗算係数を生成することを特徴とする請求項６に記載のＸ線画像撮影装置。
8. 前記乗算係数生成部は、前記被写体が撮影されたＸ線画像の各ブロックの画像データの平均値と前記ムラテンプレート画像の対応するブロックの画像データの平均値との比を求め、該比を前記乗算係数とすることを特徴とする請求項６に記載のＸ線画像撮影装置。
9. 前記補正画像生成部は、前記被写体が撮影されたＸ線画像から前記乗算画像を減算することにより、前記補正画像を生成することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置。
10. 前記補正画像生成部は、前記第１の画像から前記特定の周波数帯域以外の周波数帯域の第２の画像を取得し、該第２の画像と前記乗算画像を加算して第３の画像を取得し、前記被写体が撮影されたＸ線画像を前記第３の画像で除算して得られた値に基づいて前記補正画像を生成することを特徴とする請求項４に記載のＸ線画像撮影装置。
11. 被写体のない状態でＸ線を曝射して得られる第１の画像を取得するステップと、
    前記第１の画像から特定の周波数帯域の画像を抽出して、ムラテンプレート画像を作成するステップと、
    被写体を撮影して得られる、被写体が撮影されたＸ線画像を取得するステップと、
    乗算係数を求めるステップと、
    前記ムラテンプレート画像と前記乗算係数とを掛けて乗算画像を取得するステップと、
    前記被写体が撮影されたＸ線画像から前記乗算画像の成分を除去することにより、補正画像を生成するステップとを含むことを特徴とするＸ線画像処理方法。
12. 前記乗算係数を求めるステップは、前記被写体が撮影されたＸ線画像と前記ムラテンプレート画像から前記乗算係数を求めるステップを含むことを特徴とする請求項１１に記載のＸ線画像撮影方法。
13. 前記乗算係数を求めるステップは、撮影条件とムラの振幅の関係を予め定めたテーブルを用いて、前記乗算係数を決定するステップを含むことを特徴とする請求項１１に記載のＸ線画像撮影方法。
14. 前記被写体が撮影されたＸ線画像から前記乗算画像の成分を除去することにより、前記補正画像を生成するステップは、前記被写体が撮影されたＸ線画像から前記乗算画像を減算することにより、前記補正画像を生成するステップを含むことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載のＸ線画像処理方法。
15. 前記被写体が撮影されたＸ線画像から前記乗算画像の成分を除去することにより、前記補正画像を生成するステップは、前記第１の画像から前記特定の周波数帯域以外の周波数帯域の第２の画像を取得するステップと、該第２の画像と前記乗算画像を加算して第３の画像を取得するステップと、前記被写体が撮影されたＸ線画像を前記第３の画像で除算して得られた値に基づいて前記補正画像を生成するステップとを含むことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載のＸ線画像処理方法。
16. 請求項１１〜１５のいずれかに記載のＸ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。