JP2012029826A

JP2012029826A - 画像処理装置及び方法、並びに放射線撮影システム

Info

Publication number: JP2012029826A
Application number: JP2010171474A
Authority: JP
Inventors: Keita Watanabe; 敬太渡邊
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2012-02-16
Anticipated expiration: 2030-07-30
Also published as: JP5441850B2

Abstract

【課題】グリッドによりモアレ縞が生じている場合でも精度良く欠損画素塊の補正及びモアレ縞の除去を行う。
【解決手段】所定数以上の欠損画素が連続して集合した欠損画素塊Ｂの周辺に隣接する正常画素を用いて、欠損画素塊Ｂの内部を補正するプレ補正処理を行う。次に、欠損画素塊Ｂ内の欠損画素Ｑを通りｘ方向に沿う第１ライン及びｙ方向に沿う第２ラインと、欠損画素塊を内包する所定の大きさの矩形領域Ｃとを設定し、欠損画素塊Ｂ外でかつ矩形領域Ｃ内の領域について第１及び第２ライン上の画素値（Ｎｘ１，・・Ｎｘ４，Ｎｙ１，・・・，Ｎｙ４）の平均値を求めて第１平均値とし、欠損画素塊Ｂの内部の第１及び第２ライン上の画素値（Ｂｘ１，・・Ｂｘ４，Ｂｙ１，・・・，Ｂｙ４，ｑ）の平均値を求めて第２平均値とし、第１平均値から第２平均値を減算することにより縞目データを算出し、欠損画素Ｑの画素値ｑに加算する。この後、モアレ除去処理を行う。
【選択図】図９

Description

本発明は、Ｘ線等の放射線の強度分布を検出することにより得られた画像データの画像処理を行う画像処理及び方法、並びに放射線撮影システムに関し、特に、画像データ中の欠損画素を補正する技術に関する。

近年、医療分野において、従来のＸ線フィルムに代えて、Ｘ線を電気信号に変換して画像として出力するＸ線画像検出装置が普及しつつある。このＸ線画像検出装置では、Ｘ線発生器からから被写体に向けてＸ線を照射し、被写体を透過したＸ線の強度分布を画像化することによりＸ線画像を得る。

Ｘ線が被写体を透過する際には、被写体内部で散乱線が発生し、その散乱線によって画像にボケが生じる。この散乱線を除去するために、Ｘ線グリッドを被写体とＸ線画像検出装置の検出面との間に配置することが行われている。Ｘ線グリッドは、Ｘ線を吸収する吸収体（鉛など）と、Ｘ線を透過させる透過体（アルミニウムなど）とを格子状に交互に並べて構成される。散乱線は、透過体及び吸収体に対して斜めに進行し、吸収体に入射して吸収されることにより除去される。一方、散乱線以外のＸ線（直接線）は、透過体及び吸収体にほぼ平行に進行するため、透過体を通過してＸ線画像検出装置に入射して検出される。このため、Ｘ線グリッドを透過したＸ線の強度分布は、透過体及び吸収体に対応した縞目模様を有している。

Ｘ線画像検出装置は、２次元状に配列された検出素子（画素）によってＸ線の強度分布を離散的に検出するため、画素ピッチにより決まるサンプリング周波数の影響により、Ｘ線の線強度分布内に存在する縞目模様は、Ｘ線画像内にモアレ縞として現れる。このモアレ縞は、グリッドの縞目に対して垂直方向に低域通過フィルタ処理等のモアレ縞除去処理を施すことによりＸ線画像から除去可能である。

また、Ｘ線画像検出装置には、検出素子の欠陥等によって、画素値が極端に大きくなったり小さくなったりすることがある。このような異常な値を示す画素は、欠損画素と呼ばれている。特許文献１では、欠損画素の補正をモアレ縞除去処理の前に行うことが提案されている。しかし、特許文献１では、欠損画素が点状欠損や線状欠損の場合のように、欠損画素が１画素の幅である場合には、補正が可能であるが、一方、欠損画素が大きな塊（以下、欠損画素塊と言う）として生じた場合には、補正が困難であると述べられている。

これに対して、特許文献２では、欠損画素塊の周囲に隣接する正常画素の画素値を、欠損画素塊内の補正対象の欠損画素と該正常画素との間の距離が大きいほど小さくなる重み付け係数により重み付けし、重み付けされた複数の正常画素の画素値を平均化することにより、該欠損画素の補正値を算出することが提案されている。

特許第３７９３０３９号公報特開２００８−１８０４７号公報

しかしながら、特許文献２に記載の欠損画素塊の補正方法を、特許文献１に記載のモアレ縞除去処理前の欠損画素補正に適用した場合には、正常画素による平均化により欠損画素塊内のモアレ縞が消えてしまうため、モアレ縞除去処理により、欠損画素塊の領域にアーチファクトが生じるといった問題がある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、グリッドによりモアレ縞が生じている場合でも精度良く欠損画素塊の補正及びモアレ縞の除去を行うことを可能とする画像処理及び方法、並びに放射線撮影システ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、本発明の画像処理装置は、放射線を被写体に照射する放射線発生手段と、被写体で発生した散乱線を除去するグリッドと、前記グリッドを通過した放射線を検出して画像データを生成する放射線画像検出手段とを備えた放射線撮影システムに用いられる画像処理装置において、所定数以上の欠損画素が連続して集合した欠損画素塊の周辺に隣接する正常画素を用いて、前記画像データの前記欠損画素塊の内部を補正するプレ補正処理を行った後、前記グリッドにより生じるモアレ縞の縞目に相当する縞目データを、前記欠損画素塊の内部及び外部の画素値に基づいて算出し、前記欠損画素塊内の画素値に加算することにより、前記欠損画素塊内にモアレ縞を復元する補正手段と、モアレ縞が復元された画像データから、前記モアレ縞の除去処理を行うモアレ縞除去手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。

なお、前記補正手段は、前記欠損画素塊内の欠損画素を通り、前記モアレ縞に直交する第１ライン及び前記第１ラインと直交する第２ラインを設定し、前記欠損画素塊の内部と外部とにおける前記第１及び第２ライン上の画素値の平均値の差分値を前記縞目データとして算出することが好ましい。

また、前記補正手段は、前記欠損画素塊内の欠損画素を通り、前記モアレ縞に直交する第１ライン及び前記第１ラインに直交する第２ラインと、前記欠損画素塊を内包する所定の大きさの矩形領域とを設定し、前記欠損画素塊外でかつ前記矩形領域内の領域について前記第１及び第２ライン上の画素値の平均値を求めて第１平均値とし、前記欠損画素塊の内部の前記第１及び第２ライン上の画素値の平均値を求めて第２平均値とし、前記第１平均値から前記第２平均値を減算することにより前記縞目データを算出することが好ましい。

また、前記補正手段は、前記欠損画素塊内の欠損画素を通り、前記モアレ縞に直交する第１ライン及び前記第１ラインに直交する第２ラインと、前記欠損画素塊を内包する所定の大きさの矩形領域とを設定し、前記欠損画素塊外でかつ前記矩形領域内の領域について前記第１及び第２ライン上の画素値の平均値を求めて第１平均値とし、前記欠損画素塊の内部の前記第１及び第２ライン上の画素値の平均値と、前記欠損画素の画素値との平均値を求めて第２平均値とし、前記第１平均値から前記第２平均値を減算することにより前記縞目データを算出することが好ましい。

また、前記補正手段は、前記欠損画素塊より小さな欠損画素については、該欠損画素からほぼモアレ縞の周期だけ離れた正常画素を用いて補正を行うことが好ましい。

前記補正手段は、欠損画素塊内の欠損画素と、欠損画素の周囲に隣接する各正常画素との組み合わせごとに、正常画素の画素値を、該欠損画素と正常画素との間の距離が大きいほど小さくなるように重み付けして、重み付けされたすべての正常画素の画素値を平均化することにより前記プレ補正処理を行うことが好ましい。

また、本発明の画像処理方法は、放射線を被写体に照射する放射線発生手段と、被写体で発生した散乱線を除去するグリッドと、前記グリッドを通過した放射線を検出して画像データを生成する放射線画像検出手段とを備えた放射線撮影システムに用いられる画像処理方法において、所定数以上の欠損画素が連続して集合した欠損画素塊の周辺に隣接する正常画素を用いて、前記画像データの前記欠損画素塊の内部を補正するプレ補正処理を行った後、前記グリッドにより生じるモアレ縞の縞目に相当する縞目データを、前記欠損画素塊の内部及び外部の画素値に基づいて算出し、前記欠損画素塊内の画素値に加算することにより、前記欠損画素塊内にモアレ縞を復元するステップと、モアレ縞が復元された画像データから、前記モアレ縞の除去処理を行うステップと、を有することを特徴とする。

また、本発明の放射線撮影システムは、放射線を被写体に照射する放射線発生手段と、被写体で発生した散乱線を除去するグリッドと、前記グリッドを通過した放射線を検出して画像データを生成する放射線画像検出手段と、所定数以上の欠損画素が連続して集合した欠損画素塊の周辺に隣接する正常画素を用いて、前記画像データの前記欠損画素塊の内部を補正するプレ補正処理を行った後、前記グリッドにより生じるモアレ縞の縞目に相当する縞目データを、前記欠損画素塊の内部及び外部の画素値に基づいて算出し、前記欠損画素塊内の画素値に加算することにより、前記欠損画素塊内にモアレ縞を復元する補正手段と、モアレ縞が復元された画像データから、前記モアレ縞の除去処理を行うモアレ縞除去手段と、を備えることを特徴とする。

本発明は、モアレ縞の縞目に相当する縞目データを、欠損画素塊の内部及び外部の画素値に基づいて算出し、欠損画素塊内の画素値に加算することにより、欠損画素塊内にモアレ縞を復元したうえで、モアレ縞の除去処理を行うものであるため、モアレ縞の除去処理によるアーチファクトの発生が防止され、グリッドによりモアレ縞が生じている場合でも精度良く欠損画素塊の補正及びモアレ縞の除去を行うことができる。

本発明の第１実施形態に係るＸ線撮影システムの模式図である。Ｘ線グリッドの構成を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。Ｘ線画像検出器の構成を示す構成図である。画像処理部の構成を示すブロック図である。欠損画素塊の判定方法を説明するための図である。第１補正部により選択される正常画素を示す図である。第２補正部による補正処理を示すフローチャートである。プレ補正に用いられる画素を示す図である。縞目データの算出に用いられる画素を示す図である。Ｘ線撮影システムの作用を説明するための模式図であり、（ａ）はプレ補正による画像データの変化、（ｂ）は縞目データの付加による画像データの変化、（ｃ）はモアレ縞の除去処理による画像データの変化を示す。

（第１実施形態）
図１において、Ｘ線撮影システム１０は、被写体Ｈを載置する天板１１と、被写体Ｈに向けてＸ線焦点１２ａからＸ線を発生するＸ線管１２と、被写体Ｈを透過したＸ線を検出してＸ線画像データを出力するＸ線画像検出器１３とを備える。Ｘ線画像検出器１３は、Ｘ線を電気信号に変換してＸ線画像を生成するフラットパネル型Ｘ線検出器である。

また、Ｘ線撮影システム１０は、高電圧発生部１４、Ｘ線管制御部１５、検出制御部１６、画像処理部１７、主制御部１８、メモリ１９、入力部２０、及びモニタ２１を備えている。高電圧発生部１４は、管電圧や管電流を発生する。Ｘ線管制御部１５は、高電圧発生部１４を制御し、管電圧や管電流をＸ線管１２に与えてＸ線を発生させる。また、Ｘ線管制御部１５は、Ｘ線管１２に設けられたコリメータ（図示せず）の照射野の設定制御などを行う。

検出制御部１６は、Ｘ線画像検出器１３の検出動作を制御する。画像処理部１７は、Ｘ線画像検出器１３から出力されたＸ線画像データに種々の画像処理を施す。主制御部１８は、各部を統括的に制御する。メモリ１９は、画像処理されたＸ線画像データを記憶する。入力部２０は、主制御部１８に対して撮影条件や撮影指示などの操作指示を入力する。モニタ２１は、画像処理されたＸ線画像データに基づく画像表示や、入力部２０により入力する際の撮影条件等のメニュー表示などを行う。

Ｘ線画像検出器１３の入射面側には、Ｘ線が被写体Ｈを透過する際に発生する散乱線を除去するためのＸ線グリッド２２が固設されている。図２（ａ）に示すように、Ｘ線グリッド２２は、一方向に延伸した吸収体２２ａ及び透過体２２ｂが、その延伸方向と直交する方向に交互に配列されてなる。吸収体２２ａは、Ｘ線を吸収する鉛などの材料で形成される。透過体２２ｂは、Ｘ線を透過させるアルミニウムや樹脂などの材料で形成される。

また、Ｘ線グリッド２２は、図２（ｂ）に示すように、吸収体２２ａの断面形状がＸ線管１２のＸ線焦点１２ａに対して指向性を有する、いわゆる集束グリッドである。被写体Ｈにより散乱され、Ｘ線焦点１２ａからの直進性が消失された散乱線は、吸収体２２ａに入射して吸収される。散乱線以外のＸ線（直接線）は、吸収体２２ａ及び透過体２２ｂにほぼ平行に進行するため、透過体２２ｂを通過してＸ線画像検出器１３に入射して検出される。このため、Ｘ線グリッド２２を透過したＸ線の強度分布は、透過体２２ｂに対応した縞目模様（以下、グリッド縞と言う）を有する。

図３において、Ｘ線画像検出器１３は、Ｘ線を電荷に変換して蓄積する複数の画素３０がｘ方向及びｙ方向に沿って２次元マトリクス配列されてなる受像部３１と、画素３０からの電荷の読み出しを制御するゲートドライバ３２と、画素３０から読み出された電荷をデジタル形式の画像データに変換して出力する出力回路３３とから構成される。

画素３０は、アモルファスセレン等のＸ線変換層（図示せず）にＸ線が入射することにより生じる電荷を収集する画素電極３０ａと、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３０ｂとを備える。ＴＦＴ３０ｂは、ゲート電極が走査線３４に接続され、ソース電極及びドレイン電極の一方が信号線３５に接続され、他方が画素電極３０ａに接続される。走査線３４と信号線３５とは格子状に配線される。走査線３４はゲートドライバ３２に接続され、信号線３５は出力回路３３に接続される。

ゲートドライバ３２は、走査線３４を１行ずつ順に活性化し、ＴＦＴ３０ｂを１行ずつオン状態とする。画素電極３０ａに収集された電荷は、ＴＦＴ３０ｂがオン状態になると信号線３５に読み出され、出力回路３３に入力される。

出力回路３３は、積分アンプ３６、マルチプレクサ（ＭＵＸ）３７、及びＡ／Ｄ変換器３８を備える。積分アンプ３６は、各信号線３５に対して個別に接続される。積分アンプ３６は、信号線３５から入力される電荷を積算し、電圧信号に変換して出力する。すべての積分アンプ３６の出力側には、共通にＭＵＸ３７が接続される。ＭＵＸ３７の出力側には、Ａ／Ｄ変換器３８が接続される。

ＭＵＸ３７は、複数の積分アンプ３６から順に１つの積分アンプ３６を選択し、選択した積分アンプ３６から出力される電圧信号をＡ／Ｄ変換器３８に入力する。Ａ／Ｄ変換器３８は、入力された電圧信号をデジタル化して出力する。

Ｘ線画像検出器１３は、例えば、信号線３５の延伸方向（ｙ方向）がＸ線グリッド２２の吸収体２２ａ及び透過体２２ｂの延伸方向とほぼ平行に配置される。Ｘ線画像検出器１３は、２次元マトリクス配列された画素３０によってＸ線グリッド２２を透過したＸ線の強度分布を離散的に検出するため、グリッド縞は、Ｘ線画像内にモアレ縞として現れる。Ｘ線画像検出器１３のｘ方向へのサンプリング周波数ｆ_ｓは、ｘ方向への画素ピッチｐを用いて「１／ｐ」と表される。また、ｘ方向へのグリッド縞の周波数ｆ_ｇ（以下、グリッド周波数ｆ_ｇと言う）は、前述の配列ピッチＰ_ｇを用いて「１／Ｐ_ｇ」と表される。

ｘ方向へのモアレ縞の周波数ｆ_ｍ（以下、モアレ周波数ｆ_ｍと言う）は、グリッド周波数ｆ_ｇがナイキスト周波数ｆ_ｎ（＝ｆ_ｓ／２）以下の場合には、グリッド周波数ｆ_ｇと同一である。一方、モアレ周波数ｆ_ｍは、グリッド周波数ｆ_ｇがナイキスト周波数ｆ_ｎより大きい場合には、ナイキスト周波数ｆ_ｎで折り返された、いわゆる折り返し周波数として表される。

図４において、画像処理部１７は、欠損画素情報記憶部４０、欠損種別判定部４１、欠損画素補正部４２、及びモアレ縞除去部４３を備える。欠損画素情報記憶部４０は、Ｘ線画像検出器１３に固有の欠損画素情報を記憶している。欠損種別判定部４１は、図５に示すように、欠損画素が連続した領域Ｒについて、ｘ方向及びｙ方向に関する幅（画素数）Ｗｘ，Ｗｙを算出し、Ｗｘ，Ｗｙが共に所定値（例えば、４画素）以上であれば、該領域Ｒを「欠損画素塊」と判定する。また、欠損種別判定部４１は、Ｗｘ，Ｗｙの少なくとも一方が該所定値より小さい場合には、該領域Ｒを「非欠損画素塊」と判定する。この非欠損画素塊には、欠損画素が孤立した「点状欠損」や、欠損画素が一方向に連続した「線状欠損」が含まれる。

欠損画素補正部４２は、上記非欠損画素塊に含まれる欠損画素に対して補正を行う第１補正部４２ａと、上記欠損画素塊に含まれる欠損画素に対して補正を行う第２補正部４２ｂとからなる。

第１補正部４２ａは、図６に示すように、補正対象の欠損画素Ｑを基準として、ｘ方向に距離Ｌｘだけ離れた正常画素Ａ１，Ａ２と、ｙ方向に距離Ｌｙだけ離れた正常画素Ａ３，Ａ４と、ｘ方向及びｙ方向にそれぞれ距離Ｌｘ，Ｌｙだけ離れた正常画素Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８との計８個の正常画素Ａ１〜Ａ８を選択し、正常画素Ａ１〜Ａ８の画素値を平均化することにより、欠損画素Ｑの補正値を算出して、算出した補正値で欠損画素Ｑの画素値を置換する。

距離Ｌｘ，Ｌｙは、前述のモアレ縞の周期（１／ｆ_ｍ）とほぼ一致するように設定される。例えば、画素ピッチが１５０μｍで、グリッド本数が３４〜４４本／ｃｍの場合には、距離Ｌｘ，Ｌｙをそれぞれ２画素（３００μｍ）とする。これにより、欠損画素Ｑは、隣接するモアレ縞の対応する部分で補正されるため、モアレ縞がほぼ復元される。なお、このモアレ周期は、予め設定値として第１補正部４２ａに記憶しておいてもよく、また、撮影のたびに画像データから検出するようにしてもよい。

第２補正部４２ｂは、図７のフローチャートに示すように、まず、欠損画素塊に含まれる欠損画素に対して、プレ補正を行い（ステップＳ１０）、モアレ縞の縞目に相当する縞目データを算出し（ステップＳ１１）、ステップＳ１０で補正された画素にステップＳ１１で算出された縞目データを付加する（ステップＳ１２）という手順で補正を行う。

ステップＳ１０のプレ補正処理は、特開２００８−１８０４７号公報に開示された補正方法と同様である。第２補正部４２ｂは、図８に示すように、欠損画素塊Ｂ内の補正対象の欠損画素Ｑと、欠損画素塊Ｂの周囲に隣接する各正常画素Ｎｉ（ｉ＝１，２，・・・）との組み合わせごとに、正常画素Ｎｉの画素値を、該欠損画素Ｑと正常画素Ｎｉとの間の距離Ｌｉが大きいほど小さくなるように重み付けして、重み付けされたすべての正常画素Ｎｉの画素値を平均化することにより、該欠損画素の補正値を算出する。このプレ補正処理は、欠損画素塊Ｂの内部のすべての欠損画素に対して行われる。

ここで、正常画素Ｎｉの画素値に、距離Ｌｉの重み付け係数Ｗ（Ｌｉ）を乗じることにより重み付けを行う。重み付け係数Ｗ（Ｌｉ）の距離Ｌｉの依存性を変えることで、補正値を調整することが可能である。Ｗ（Ｌｉ）としては、Ｌｉ→∞（無限大）で、Ｗ（Ｌｉ）→０となる関数であればよく、例えば、指数関数が好ましい。

第２補正部４２ｂは、ステップＳ１１において、ステップＳ１０で補正処理がなされた各欠損画素塊Ｂに対して、図９に示すように、欠損画素塊Ｂを内包するように矩形領域Ｃを設定する。具体的には、矩形領域Ｃは、欠損画素塊Ｂのｘ方向の幅Ｗｘの両端に２画素ずつ加算した長さがｘ方向の長さ、欠損画素塊Ｂのｙ方向の幅Ｗｙの両端に２画素ずつ加算した長さがｙ方向の長さとなるように設定される。

次いで、第２補正部４２ｂは、矩形領域Ｃ内で、欠損画素Ｑを基準として、ｘ方向及びｙ方向に沿うライン上に並ぶ画素の画素値について、欠損画素塊Ｂの内部と外部とでそれぞれ平均値を算出し、両者を減算することで縞目データを算出する。同図の場合には、欠損画素Ｑを基準として、ｘ方向及びｙ方向に沿うライン上に並ぶ欠損画素塊Ｂの内部の画素の画素値Ｂｘ１，Ｂｘ２，Ｂｘ３，Ｂｘ４，Ｂｙ１，Ｂｙ２，Ｂｙ３，Ｂｙ４及び欠損画素Ｑの画素値ｑの平均値（以下、クロスの平均値という）を、同ライン上に並ぶ欠損画素塊Ｂの周辺部の画素の画素値Ｎｘ１，Ｎｘ２，Ｎｘ３，Ｎｘ４，Ｎｙ１，Ｎｙ２，Ｎｙ３，Ｎｙ４の平均値から減じることで縞目データＤを算出する。この縞目データＤの算出方法は、一般に、以下の数式（１）で表される。この縞目データＤの算出は、欠損画素塊Ｂの内部すべての欠損画素に対して行われる。

ここで、ｉ，ｊ，ｋ，ｍは、正の整数である。ｉ，ｊは、偶数あるいは２以上の整数であることが好ましい。また、ｑ，Ｂｘｎ，Ｂｙｎ，Ｎｘｎ，Ｎｙｎは、いずれもステップＳ１０で補正処理がなされ、ステップＳ１１が行われる前の画素値である。

数式（１）の右辺第１項が特許請求の範囲に記載の第１平均値に対応し、右辺第２項（クロスの平均値）が特許請求の範囲に記載の第２平均値に対応する。また、欠損画素Ｑを基準としてｘ方向及びｙ方向に並ぶ画素のラインが特許請求の範囲に記載の第１ライン及び第２ラインに対応する。

そして、第２補正部４２ｂは、ステップＳ１２において、ステップＳ１１で得られた縞目データＤを欠損画素塊Ｂの内部の各欠損画素Ｑの画素値ｑに加算する。

モアレ縞除去部４３は、欠損画素補正部４２により欠損補正がなされた画像データに対して、ｘ方向及びｙ方向に対応する方向に低域通過型フィルタを施すことにより、画像データからモアレ縞を除去する。このモアレ縞除去部４３によりモアレ縞が除去された画像データは、主制御部１８を介してメモリ１９に入力される。

以下、上記構成による作用について説明する。入力部２０を用いて撮影条件が設定され、撮影開始指示が与えられることより、Ｘ線管１２からＸ線の照射が行われ、被写体Ｈを透過し、Ｘ線グリッド２２により散乱線が除去されたＸ線がＸ線画像検出器１３により検出される。Ｘ線画像検出器１３により生成された画像データは、画像処理部１７に入力される。

画像処理部１７では、まず、欠損種別判定部４１により欠損画素情報記憶部４０に記憶された欠損画素情報が参照され、欠損画素が連続した領域Ｒについて、幅Ｗｘ，Ｗｙを算出して所定値と比較することにより、欠損画素が集合して大きな塊となった「欠損画素塊」と、それ以外の「非欠損画素塊」とに分類される。この分類情報は、欠損画素補正部４２に入力される。

欠損画素補正部４２では、まず、第１補正部４２ａにより、欠損画素からほぼモアレ縞の周期だけ離れた周辺画素を用いて、非欠損画素塊に属する欠損画素の補正が行われる。次いで、第２補正部４２ｂにより、欠損画素塊に対して、図７のフローチャートに沿った補正処理が行われる。ステップＳ１０のプレ補正が行われると、図１０（ａ）に示すように、欠損画素塊Ｂが補正されるとともに、モアレ縞が消去される。次いで、ステップＳ１１で縞目データの算出が行われ、ステップＳ１２で縞目データの付加が行われると、図１０（ｂ）に示すように、欠損画素塊Ｂの部分に、モアレ縞の縞目模様が復元される。

そして、モアレ縞除去部４３により、図１０（ｃ）に示すようにモアレ縞が除去される。モアレ縞除去部４３によりモアレ縞が除去された画像データは、メモリ１９に格納され、この画像データに基づくＸ線画像がモニタ２１に表示される。このように、本実施形態では、欠損画素塊Ｂの補正後に、該領域にモアレ縞の縞目模様を復元したうえでモアレ縞の除去処理を行うため、従来のようなアーチファクトの発生が防止される。

また、本実施形態では、第１補正部４２ａが、図６に示すように、ｘ方向及びｙ方向に対称に周辺画素を選択しており、また、第２補正部４２ｂが、ｘ方向及びｙ方向に対称な数式（１）で縞目データＤの算出を行っているため、Ｘ線グリッド２２の格子方向がｘ方向、ｙ方向のいずれの向きに配置された場合でも精度良く補正が行われる。

なお、上記実施形態では、数式（１）を用いて縞目データＤを算出しているが、数式（１）に代えて、数式（１）の右辺第２項を変形した以下の数式（２）を用いることも好ましい。

この右辺第２項は、クロスの平均値と、欠損画素Ｑの画素値ｑとを平均したものであるため、画素値ｑがクロスの平均値より重み付けられている。このため、クロスの平均値がやや大きくなる場合には、数式（１）より数式（２）のほうが、縞目データＤが大きな値となり、補正精度が高くなる。このようなクロスの平均値の上昇は、Ｘ線グリッド２２を、ｘ方向及びｙ方向に対して数度傾けて配置した場合に生じ得る。

また、欠損画素塊Ｂ内の画素値の選び方は、上記実施形態に限られず、欠損画素塊Ｂ内のすべての画素を選択してもよい。換言すると、数式（１）の右辺第２項を、欠損画素塊Ｂの内部のすべての画素値の平均値とした数式を用いて、縞目データＤを算出してもよい。さらに、欠損画素塊Ｂ内の画素値として欠損画素Ｑの画素値ｑのみを選択し、数式（１）の右辺第２項を画素値ｑとした数式を用いて、縞目データＤを算出してもよい。

また、上記実施形態では、欠損画素情報を予め欠損画素情報記憶部４０に記憶させているが、被写体Ｈを配置しない状態でキャリブレーション撮影を行い、Ｘ線画像検出器１３により得られる画像データから欠損画素情報を検出するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、Ｘ線画像検出器１３として、Ｘ線を直接電荷に変換する直接変換型検出器を用いて説明したが、これに代えて、Ｘ線を蛍光体により一旦可視光に変換し、変換した可視光を光電変換素子により電荷に変換する間接変換型検出器を用いてもよい。

また、上記実施形態では、放射線としてＸ線を例にして説明したが、Ｘ線に限られず、γ線等を用いてもよい。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。

１０Ｘ線撮影システム
１２Ｘ線管
１３Ｘ線画像検出器
１７画像処理部
１８主制御部
２２Ｘ線グリッド
２２ａ吸収体
２２ｂ透過体
３０画素
３０ａ画素電極
３０ｂＴＦＴ
３６積分アンプ
４２欠損画素補正部

Claims

放射線を被写体に照射する放射線発生手段と、被写体で発生した散乱線を除去するグリッドと、前記グリッドを通過した放射線を検出して画像データを生成する放射線画像検出手段とを備えた放射線撮影システムに用いられる画像処理装置において、
所定数以上の欠損画素が連続して集合した欠損画素塊の周辺に隣接する正常画素を用いて、前記画像データの前記欠損画素塊の内部を補正するプレ補正処理を行った後、前記グリッドにより生じるモアレ縞の縞目に相当する縞目データを、前記欠損画素塊の内部及び外部の画素値に基づいて算出し、前記欠損画素塊内の画素値に加算することにより、前記欠損画素塊内にモアレ縞を復元する補正手段と、
モアレ縞が復元された画像データから、前記モアレ縞の除去処理を行うモアレ縞除去手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
前記補正手段は、前記欠損画素塊内の欠損画素を通り、前記モアレ縞に直交する第１ライン及び前記第１ラインと直交する第２ラインを設定し、
前記欠損画素塊の内部と外部とにおける前記第１及び第２ライン上の画素値の平均値の差分値を前記縞目データとして算出することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記補正手段は、前記欠損画素塊内の欠損画素を通り、前記モアレ縞に直交する第１ライン及び前記第１ラインに直交する第２ラインと、前記欠損画素塊を内包する所定の大きさの矩形領域とを設定し、
前記欠損画素塊外でかつ前記矩形領域内の領域について前記第１及び第２ライン上の画素値の平均値を求めて第１平均値とし、
前記欠損画素塊の内部の前記第１及び第２ライン上の画素値の平均値を求めて第２平均値とし、
前記第１平均値から前記第２平均値を減算することにより前記縞目データを算出することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
前記補正手段は、前記欠損画素塊内の欠損画素を通り、前記モアレ縞に直交する第１ライン及び前記第１ラインに直交する第２ラインと、前記欠損画素塊を内包する所定の大きさの矩形領域とを設定し、
前記欠損画素塊外でかつ前記矩形領域内の領域について前記第１及び第２ライン上の画素値の平均値を求めて第１平均値とし、
前記欠損画素塊の内部の前記第１及び第２ライン上の画素値の平均値と、前記欠損画素の画素値との平均値を求めて第２平均値とし、
前記第１平均値から前記第２平均値を減算することにより前記縞目データを算出することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
前記補正手段は、前記欠損画素塊より小さな欠損画素については、該欠損画素からほぼモアレ縞の周期だけ離れた正常画素を用いて補正を行うことを特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載の画像処理装置。
前記補正手段は、欠損画素塊内の欠損画素と、欠損画素の周囲に隣接する各正常画素との組み合わせごとに、正常画素の画素値を、該欠損画素と正常画素との間の距離が大きいほど小さくなるように重み付けして、重み付けされたすべての正常画素の画素値を平均化することにより前記プレ補正処理を行うことを特徴とする請求項１から５いずれか１項に記載の画像処理装置。
放射線を被写体に照射する放射線発生手段と、被写体で発生した散乱線を除去するグリッドと、前記グリッドを通過した放射線を検出して画像データを生成する放射線画像検出手段とを備えた放射線撮影システムに用いられる画像処理方法において、
所定数以上の欠損画素が連続して集合した欠損画素塊の周辺に隣接する正常画素を用いて、前記画像データの前記欠損画素塊の内部を補正するプレ補正処理を行った後、前記グリッドにより生じるモアレ縞の縞目に相当する縞目データを、前記欠損画素塊の内部及び外部の画素値に基づいて算出し、前記欠損画素塊内の画素値に加算することにより、前記欠損画素塊内にモアレ縞を復元するステップと、
モアレ縞が復元された画像データから、前記モアレ縞の除去処理を行うステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
放射線を被写体に照射する放射線発生手段と、
被写体で発生した散乱線を除去するグリッドと、
前記グリッドを通過した放射線を検出して画像データを生成する放射線画像検出手段と、
所定数以上の欠損画素が連続して集合した欠損画素塊の周辺に隣接する正常画素を用いて、前記画像データの前記欠損画素塊の内部を補正するプレ補正処理を行った後、前記グリッドにより生じるモアレ縞の縞目に相当する縞目データを、前記欠損画素塊の内部及び外部の画素値に基づいて算出し、前記欠損画素塊内の画素値に加算することにより、前記欠損画素塊内にモアレ縞を復元する補正手段と、
モアレ縞が復元された画像データから、前記モアレ縞の除去処理を行うモアレ縞除去手段と、
を備えることを特徴とする放射線撮影システム。