JP2015204921A - Image processor, image processing method, radiographic apparatus, radiographic system and program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processor for reducing artifacts by correction processing using an image after offset correction and gain correction.SOLUTION: The image processor for processing an image outputted from a radiation detection part including a plurality of pixels of a radiation detector used in a radiographic apparatus, or the like includes a determination part for determining whether pixels are saturated due to a distribution of pixel values of an image, an acquisition part for acquiring a saturation pixel value of a pixel in the case that the pixel is saturated, and a correction part for correcting the image by using the saturation pixel value.

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法、放射線撮影装置、放射線撮影システムおよびプログラムに関するものである。   The present invention relates to an image processing apparatus, an image processing method, a radiation imaging apparatus, a radiation imaging system, and a program.

放射線撮影装置等で用いられる放射線検出器として、フラットパネルディテクタ(以降、Flat Panel Detector:FPDと略す)と呼ばれる固体撮像素子を用いた大判のイメージセンサにより放射線分布を取得する構成が一般化しつつある。   As a radiation detector used in a radiography apparatus or the like, a configuration in which a radiation distribution is acquired by a large image sensor using a solid-state image sensor called a flat panel detector (hereinafter abbreviated as FPD) is becoming common. .

FPDは、平面上に複数の画素が配置されており、平面上のエネルギー分布を直接空間的にサンプリングして信号化できる。しかし、空間的にサンプリングするための複数の画素は基本的に独立した素子であり、それぞれに異なる特性をもつ。このため、均一の特性をもつ画像を取得するためには、画素ごとの特性のばらつきを補正する必要がある。   In the FPD, a plurality of pixels are arranged on a plane, and the energy distribution on the plane can be directly spatially sampled and converted into a signal. However, a plurality of pixels for spatial sampling are basically independent elements and have different characteristics. For this reason, in order to acquire an image having uniform characteristics, it is necessary to correct variations in characteristics among pixels.

特許文献1には、補正を行う前の放射線画像で飽和状態の有無を検出し、飽和状態にある画素に対しては補正を行わないことにより飽和画素値を一定とし、アーチファクトを低減する手法が記載されている。   Patent Document 1 discloses a technique for detecting artifacts by detecting the presence or absence of a saturated state in a radiographic image before correction, and by making no correction for pixels in a saturated state, thereby making the saturated pixel value constant and reducing artifacts. Have been described.

特開2003-000576号JP 2003-000576 A

しかしながら、既存のFPDは内部の演算装置によってオフセット補正を行うよう実装されたものが多く、オフセット補正とゲイン補正の後に新たにアーチファクトを低減する処理を追加することは考慮されていなかった。   However, many existing FPDs are mounted so as to perform offset correction by an internal arithmetic unit, and it has not been considered to newly add processing for reducing artifacts after offset correction and gain correction.

本発明の目的は、オフセット補正およびゲイン補正後の画像を用いた補正処理によりアーチファクトを低減することが可能な画像処理技術を提供する。   An object of the present invention is to provide an image processing technique capable of reducing artifacts by correction processing using an image after offset correction and gain correction.

本発明の一態様に係る画像処理装置は、複数の画素を含む放射線検出部から出力される画像を処理する画像処理装置であって、前記画像の画素値の分布により画素が飽和しているか判定する判定部と、前記画素が飽和している場合に前記画素の飽和画素値を取得する取得部と、前記飽和画素値を用いて前記画像を補正する補正部と、を備えることを特徴とする。   An image processing apparatus according to an aspect of the present invention is an image processing apparatus that processes an image output from a radiation detection unit including a plurality of pixels, and determines whether a pixel is saturated by a distribution of pixel values of the image A determination unit that performs correction, an acquisition unit that acquires a saturated pixel value of the pixel when the pixel is saturated, and a correction unit that corrects the image using the saturated pixel value. .

本発明によれば、オフセット補正およびゲイン補正後の画像を用いた補正処理によりアーチファクトを低減することが可能になる。   According to the present invention, artifacts can be reduced by correction processing using an image after offset correction and gain correction.

画像処理装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of an image processing apparatus. 補正処理の流れを説明する図。The figure explaining the flow of a correction process. 飽和アーチファクト補正処理の流れを説明する図。The figure explaining the flow of a saturation artifact correction process. オフセット補正を説明する図。The figure explaining offset correction. 飽和アーチファクトを説明する図。The figure explaining a saturation artifact. プロファイル取得部の処理を説明する図。The figure explaining the process of a profile acquisition part. プロファイルの例を示す図。The figure which shows the example of a profile. 飽和特性の異なる画素の比較例を示す図。The figure which shows the comparative example of the pixel from which a saturation characteristic differs. 飽和特性の異なる領域間のアーチファクトを例示する図。The figure which illustrates the artifact between the areas where saturation characteristics differ. 飽和特性が異なる領域Aおよび領域Bの比較例を示す図。The figure which shows the comparative example of the area | region A and the area | region B from which a saturation characteristic differs. プロファイル取得部の処理を説明する図。The figure explaining the process of a profile acquisition part. 補正処理の対象となる画像及びヒストグラムを例示する図。The figure which illustrates the image and histogram used as the object of a correction process.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the components described in this embodiment are merely examples, and the technical scope of the present invention is determined by the scope of the claims, and is not limited by the following individual embodiments. Absent.

図1(a)は、本実施形態の画像処理装置の概略構成を示す図であり、図1(b)は画像処理装置300のCPU302の処理に基づく機能構成を示す図である。   FIG. 1A is a diagram illustrating a schematic configuration of the image processing apparatus according to the present embodiment, and FIG. 1B is a diagram illustrating a functional configuration based on the processing of the CPU 302 of the image processing apparatus 300.

放射線発生部100から放射線が照射され被写体Sを透過した放射線をFPD200が検出し、放射線画像(被写体画像)に変換して出力する。画像処理装置300は通信部301を介してFPD200から送信された放射線画像を取得する。CPU302は画像処理装置300の各部の動作を制御する制御部(制御装置)として機能する。CPU302は、取得した放射線画像を、画像処理装置300内部のメモリ303又は記憶媒体304に格納する。CPU302は、メモリ303または記憶媒体304に格納されている画像処理プログラムを実行して、放射線画像に対して画像処理を行う。CPU302は画像処理後の画像を、表示装置400を用いて表示するように表示制御を行う。   The FPD 200 detects the radiation irradiated from the radiation generation unit 100 and transmitted through the subject S, converts the radiation into a radiation image (subject image), and outputs the radiation image. The image processing apparatus 300 acquires the radiation image transmitted from the FPD 200 via the communication unit 301. The CPU 302 functions as a control unit (control device) that controls the operation of each unit of the image processing apparatus 300. The CPU 302 stores the acquired radiation image in the memory 303 or the storage medium 304 inside the image processing apparatus 300. The CPU 302 executes an image processing program stored in the memory 303 or the storage medium 304 to perform image processing on the radiation image. The CPU 302 performs display control so that the image after image processing is displayed using the display device 400.

図1(b)は画像処理装置300の機能構成を示す図である。CPU302の機能構成を示す図であり、各部の機能はCPU302がメモリ303または記憶媒体304に記憶されている制御プログラムを実行することにより実現される。制御部110はCPU302により提供される機能に対応する構成である。複数の画素を含む放射線検出部から出力される画像を処理する画像処理装置300は、判定部101、取得部102および補正部103を有する。ここで、判定部101は、FPD200(放射線検出部)から出力される画像の画素値の分布により画素が飽和しているか判定する。取得部102は画素が飽和している場合に画素の飽和画素値を取得する。そして、補正部103(アーチファクト補正部)は飽和画素値を用いて、FPD200から取得した画像を補正する。   FIG. 1B is a diagram illustrating a functional configuration of the image processing apparatus 300. It is a figure which shows the function structure of CPU302, The function of each part is implement | achieved when CPU302 runs the control program memorize | stored in the memory 303 or the storage medium 304. FIG. The control unit 110 has a configuration corresponding to the function provided by the CPU 302. An image processing apparatus 300 that processes an image output from a radiation detection unit including a plurality of pixels includes a determination unit 101, an acquisition unit 102, and a correction unit 103. Here, the determination unit 101 determines whether a pixel is saturated based on a distribution of pixel values of an image output from the FPD 200 (radiation detection unit). The acquisition unit 102 acquires the saturated pixel value of the pixel when the pixel is saturated. Then, the correction unit 103 (artifact correction unit) corrects the image acquired from the FPD 200 using the saturated pixel value.

判定部101は、具体的構成として、領域導出部104、プロファイル取得部105およびプロファイル判定部106を有する。領域導出部104は、放射線発生部100からFPD200(放射線検出部)に放射線が直接到達する直接線領域を画像から導出する。プロファイル取得部105は、直接線領域について、画素値の分布を示すプロファイルを取得する。プロファイル判定部106は、取得したプロファイルを解析して、画素値が飽和している飽和領域のプロファイルであるか判定する。   The determination unit 101 includes an area deriving unit 104, a profile acquisition unit 105, and a profile determination unit 106 as specific configurations. The region deriving unit 104 derives from the image a direct line region in which radiation directly reaches the FPD 200 (radiation detection unit) from the radiation generation unit 100. The profile acquisition unit 105 acquires a profile indicating the distribution of pixel values for the direct line region. The profile determination unit 106 analyzes the acquired profile and determines whether the profile is a saturated region profile in which the pixel value is saturated.

この判定結果により取得部102は飽和領域のプロファイルから飽和領域において極小値(最小)となる画素値を飽和画素値として取得する。補正部103は取得部102により取得された飽和画素値を用いて画像を補正する。   Based on the determination result, the acquisition unit 102 acquires, from the saturation region profile, a pixel value that is a minimum value (minimum) in the saturation region as a saturation pixel value. The correction unit 103 corrects the image using the saturated pixel value acquired by the acquisition unit 102.

補正部103による補正の前処理を行う構成として画像処理装置300は、オフセット補正部107およびゲイン補正部108を備える。オフセット補正部107は放射線画像から暗電流成分を除去するオフセット補正を行う。ゲイン補正部108オフセット補正された画像について、画素に入射する放射線量に対して出力される画素値を補正する。補正部103は、ゲイン補正部で補正された画像に対して飽和画素値を用いて画像を補正する。   The image processing apparatus 300 includes an offset correction unit 107 and a gain correction unit 108 as a configuration for performing preprocessing of correction by the correction unit 103. The offset correction unit 107 performs offset correction for removing the dark current component from the radiation image. The gain correction unit 108 corrects the pixel value output for the radiation dose incident on the pixel for the offset-corrected image. The correction unit 103 corrects the image using the saturated pixel value with respect to the image corrected by the gain correction unit.

(補正処理の内容)
実施形態に係る補正処理の具体的な説明の前に、前提となる補正について説明する。FPD200は、平面上に複数の画素が配置されており、複数の画素は基本的に独立した素子であり、それぞれに異なる特性をもつ。このため、補正部103は、均一の特性をもつ画像を取得するために、画素ごとの特性のばらつきを補正する。
(Contents of correction processing)
Prior to specific description of the correction processing according to the embodiment, correction that is a premise will be described. In the FPD 200, a plurality of pixels are arranged on a plane, and the plurality of pixels are basically independent elements, each having different characteristics. Therefore, the correction unit 103 corrects the variation in characteristics for each pixel in order to acquire an image having uniform characteristics.

FPD200は、平面上のエネルギー分布を直接空間的にサンプリングして信号化することが可能なエネルギー変換素子である。エネルギー変換素子の画素要素の主な特性ばらつきとして、オフセット(暗電流)とゲイン(変換効率)のばらつきがあげられ、FPD200を用いる場合、オフセット補正部107はオフセット補正行い、ゲイン補正部108はゲイン補正を行なう。オフセット補正とゲイン補正の概要を以下に説明する。   The FPD 200 is an energy conversion element that can directly sample an energy distribution on a plane and spatially sample it. Variations in offset (dark current) and gain (conversion efficiency) are the main characteristic variations of pixel elements of the energy conversion element. When the FPD 200 is used, the offset correction unit 107 performs offset correction, and the gain correction unit 108 gains gain. Make corrections. An outline of offset correction and gain correction will be described below.

オフセット補正部107は、放射線の照射によらず生じる固体撮像素子の暗電流成分を除去するために、放射線画像に対してオフセット補正を実施する。オフセット補正で使用する暗電流成分は、例えば、放射線画像の取得直後に、被写体Sの画像情報を取得した際の電荷蓄積時間と同じ時間だけ放射線を照射せずに電荷を蓄積することにより取得することができる。このとき取得した画像を以下、オフセット画像という。オフセット補正は、放射線画像からオフセット画像を減算することにより実施される。   The offset correction unit 107 performs offset correction on the radiation image in order to remove the dark current component of the solid-state imaging device that is generated regardless of radiation irradiation. The dark current component used in the offset correction is acquired by, for example, accumulating charges without irradiating radiation for the same time as the charge accumulation time when the image information of the subject S is acquired immediately after the acquisition of the radiation image. be able to. The image acquired at this time is hereinafter referred to as an offset image. Offset correction is performed by subtracting the offset image from the radiation image.

次に、ゲイン補正部108は、オフセット補正後の画像に対して、画素間の変換効率のばらつきを補正するためゲイン補正を行う。ゲイン補正で使用する画像は、被写体Sを配置せずに放射線を照射することにより、放射線画像と同様に画像として得ることができる。このとき取得した画像を以下、ゲイン画像とする。   Next, the gain correction unit 108 performs gain correction on the image after offset correction in order to correct variations in conversion efficiency between pixels. An image used for gain correction can be obtained as an image in the same manner as a radiographic image by irradiating radiation without placing the subject S. The image acquired at this time is hereinafter referred to as a gain image.

ゲイン補正はオフセット補正後の放射線画像をゲイン画像で除算した上で、ゲイン画像全体の平均値などの適当な係数を乗算することにより実施される。補正部103は、オフセット補正およびゲイン補正後の画像に対して階調処理、ダイナミックレンジ処理、空間周波数処理などの診断画像へ変換する処理を行う。そして、画像処理装置300のCPU302は、ファイリング装置で代表される外部機器へ画像転送を行ったり、ハードコピーを行うなどにより画像処理後の画像を表示装置400を介してユーザに提示するように表示制御を行う。   The gain correction is performed by dividing the radiation image after the offset correction by the gain image and then multiplying by an appropriate coefficient such as an average value of the entire gain image. The correction unit 103 performs processing for converting the image after offset correction and gain correction into a diagnostic image such as gradation processing, dynamic range processing, and spatial frequency processing. Then, the CPU 302 of the image processing apparatus 300 displays the image after image processing so as to be presented to the user via the display apparatus 400 by transferring the image to an external device represented by a filing apparatus or performing a hard copy. Take control.

放射線撮影装置の特徴のひとつとしてFPD200に到達する放射線量のダイナミックレンジが非常に広いことがあげられる。これは関心領域である被写体S内部が適切に描出されるよう照射する放射線量を調整すると、放射線が被写体を通らずにFPD200に直接到達する到達放射線(以下、直接線と表記する)の量が大きくなるためである。   One of the features of the radiation imaging apparatus is that the dynamic range of the radiation dose reaching the FPD 200 is very wide. This is because when the amount of radiation to be irradiated is adjusted so that the inside of the subject S, which is the region of interest, is appropriately depicted, the amount of reaching radiation (hereinafter referred to as a direct line) that directly reaches the FPD 200 without passing through the subject. This is because it becomes larger.

固体撮像素子のFPD200に到達する放射線量があまりに大きいと、図4(a)に示すような2つの現象が生じる。一つ目の現象は、FPD200のA/D変換器の出力値が飽和し放射線画像の画素値が一定値に固定される現象である。以下、この現象の生じる放射線量を飽和線量という。飽和線量時のA/D出力画素値を飽和画素値といい、飽和線量を超える状態を飽和状態という。   If the radiation dose reaching the FPD 200 of the solid-state imaging device is too large, two phenomena as shown in FIG. The first phenomenon is a phenomenon in which the output value of the A / D converter of the FPD 200 is saturated and the pixel value of the radiation image is fixed to a constant value. Hereinafter, the radiation dose causing this phenomenon is referred to as a saturated dose. The A / D output pixel value at the saturated dose is called a saturated pixel value, and a state exceeding the saturated dose is called a saturated state.

二つ目の現象は、オフセット画像に暗電流成分以外の成分として、放射線量に比例した残像成分が加わり、FPD200に到達する放射線量が増加するにつれオフセット画像の画素値(オフセット画素値)が単調に増加する現象である。   The second phenomenon is that an afterimage component proportional to the radiation dose is added to the offset image as a component other than the dark current component, and the pixel value (offset pixel value) of the offset image monotonously increases as the radiation dose reaching the FPD 200 increases. It is a phenomenon that increases.

この残像成分は、放射線画像を取得する際に、FPD200の画素内のコンデンサを解放することができない場合に生じる得る成分である。この残像成分が、その後に取得するオフセット画像の一部に含まれる形で取得されるためこのような現象が発生する。   This afterimage component is a component that can occur when a capacitor in the pixel of the FPD 200 cannot be released when acquiring a radiation image. This phenomenon occurs because the afterimage component is acquired in a form included in a part of the offset image acquired thereafter.

飽和状態でオフセット補正とゲイン補正を行った場合、以下の2つのアーチファクトが発生する可能性がある。一つ目のアーチファクトは図4(b)に示すように、飽和線量を超える放射線が到達した画素では、オフセット補正後の画素値が低下し、あたかも到達した放射線量が低いかの様に見えるアーチファクトである。これは、放射線画像を生成するための飽和画素値が一定であるのに対して、オフセット画像値は単調増加するため、飽和線量を超えた放射線量に対応する領域では、オフセット補正後の放射線画像の画素値(放射線画素値)が低下するためである。   When offset correction and gain correction are performed in a saturated state, the following two artifacts may occur. As shown in FIG. 4 (b), the first artifact is an artifact that appears as if the amount of radiation reached is low at the pixel where the radiation exceeding the saturation dose has arrived, the pixel value after offset correction decreases. It is. This is because the offset pixel value monotonically increases while the saturated pixel value for generating the radiographic image is constant, and therefore, in the region corresponding to the radiation dose exceeding the saturated dose, the radiographic image after offset correction This is because the pixel value (radiation pixel value) decreases.

その一例として、図5に被写体Sを置かずに放射線撮影したオフセット補正後の放射線画像を示す。この画像では画素値が高い領域を白く表現している。通常は放射線照射中心に到達する放射線量が最も大きいため、飽和線量を超えない場合は図5(a)に示すように放射線照射中心から離れるほど画素値が小さくなる。   As an example, FIG. 5 shows a radiographic image after offset correction obtained by radiography without placing the subject S. In this image, a region having a high pixel value is expressed in white. Usually, since the radiation dose reaching the radiation irradiation center is the largest, when the saturation dose is not exceeded, the pixel value decreases as the distance from the radiation irradiation center increases as shown in FIG.

しかしながら、放射線照射中心付近の画素で飽和線量を超える場合は先に説明したように、オフセット補正後の画素値が低下するため、図5(b)に示すようなドーナツ状のアーチファクトとなる。すなわち、放射線照射中心部の画素値は低くなる(黒く表現している領域)。そして、画素値の低い領域の周囲に画素値が高い領域(白く表現している領域)が分布し、画素値が高い領域の周囲から画像の端部側へ向かって距離が離れるに従い画像値は低くなる(黒く表現している領域)。   However, when the saturation dose is exceeded at the pixel near the radiation irradiation center, as described above, the pixel value after the offset correction decreases, resulting in a donut-shaped artifact as shown in FIG. That is, the pixel value at the center of radiation irradiation becomes low (region expressed in black). A region with a high pixel value (a region expressed in white) is distributed around a region with a low pixel value, and the image value becomes as the distance increases from the periphery of the region with a high pixel value toward the edge of the image. It becomes lower (area that is expressed in black).

図5(b)の点線で示した箇所の画素値のプロファイルを図5(c)に示す。飽和線量を超える放射線照射中心付近で放射線画像の画素値が一定値に固定され、残像成分を含むオフセット画像を用いてオフセット補正を実施した結果、オフセット補正後の放射線画像の画素値は放射線量が増加するにつれ減少していることが分かる。   FIG. 5C shows the profile of the pixel value at the location indicated by the dotted line in FIG. The pixel value of the radiation image is fixed at a constant value near the radiation irradiation center exceeding the saturation dose, and the offset correction is performed using the offset image including the afterimage component. As a result, the pixel value of the radiation image after the offset correction has a radiation dose. It can be seen that it decreases as it increases.

二つ目のアーチファクトは、A/D変換器やアンプ等の個体差に起因する各画素の暗電流特性および変換効率(以下、これらをまとめて飽和特性と記す。)の違いから飽和線量が異なることにより生じるアーチファクトである。この現象を、図8を用いて説明する。図8(a)は、ある2つの画素A、画素Bの到達放射線量(入力放射線量)と画素値の関係を示した図である。入力放射線量がゼロにおける画素値(暗電流成分)を比較すると、画素Bの暗電流成分は、画素Aの暗電流成分よりも小さいことを示している。また飽和画素値は、A/D変換の最大値で一定となるため画素Aの方が画素Bと比べて飽和線量の小さいことが示されている。画素A、画素Bを比較すると、画素Bは画素Aと比べて変換効率が高いことを示している。   The second artifact is that the saturation dose varies due to the difference in dark current characteristics and conversion efficiency (hereinafter collectively referred to as saturation characteristics) of each pixel due to individual differences such as A / D converters and amplifiers. This is an artifact caused by This phenomenon will be described with reference to FIG. FIG. 8A is a diagram showing the relationship between the amount of radiation reached (input radiation dose) of two pixels A and B and the pixel value. Comparing the pixel value (dark current component) at zero input radiation dose shows that the dark current component of pixel B is smaller than the dark current component of pixel A. Further, since the saturated pixel value is constant at the maximum value of A / D conversion, it is indicated that the saturated dose of the pixel A is smaller than that of the pixel B. Comparing pixel A and pixel B shows that pixel B has higher conversion efficiency than pixel A.

図8(b)は画素Aおよび画素Bそれぞれのオフセット補正後の画素値を示した図である。図4(b)で説明したようにオフセット補正により放射線量に比例しない暗電流成分が取り除かれるため、画素Aおよび画素B共に画素値0付近が切片となるが、それぞれの飽和線量を超える放射線量に到達すると、画素値が徐々に低下する現象が生じる。また、暗電流成分の違いから、画素Aのオフセット補正後の飽和画素値AMaxoffsetが画素Bのオフセット補正後の飽和画素値BMaxoffsetよりも小さくなっている。 FIG. 8B is a diagram showing pixel values after offset correction of the pixel A and the pixel B, respectively. As described with reference to FIG. 4B, the dark current component that is not proportional to the radiation dose is removed by the offset correction. Therefore, the pixel A and the pixel B each have a intercept near the pixel value 0, but the radiation dose exceeding the respective saturation doses. When the value reaches, a phenomenon occurs in which the pixel value gradually decreases. Further, because of the difference in dark current components, the saturated pixel value AMMax offset after offset correction of the pixel A is smaller than the saturated pixel value BMax offset after offset correction of the pixel B.

図8(c)は、2つの画素A、画像Bの変換効率のばらつきを補正するためにゲイン補正を実施した後の画素値を示した図である。このとき画素Aおよび画素Bのそれぞれのゲイン補正後の飽和画素値は、飽和線量の違いによりAMaxgain、BMaxgainと異なる値となり、これがアーチファクトとして観察されることになる。 FIG. 8C is a diagram illustrating pixel values after performing gain correction in order to correct variations in conversion efficiency between the two pixels A and B. At this time, the saturated pixel value after gain correction of each of the pixel A and the pixel B becomes a value different from AMMax gain and BMax gain due to a difference in saturated dose, and this is observed as an artifact.

飽和画素値が異なる根本原因となり得るA/D変換器やアンプ等はFPD内に実装されるのが一般的であるため、実際のアーチファクトの見え方としては、図9(a)に示す様にA/D変換器やアンプ等の境界で段差が発生する。図9(a)において、A領域には、図8で説明した画素Aの特性を有する画素が配置されており、B領域には画素Bの特性を示す画素が配置されているものとする。段差として示される部分で画素値の分布が不連続となる。   Since A / D converters, amplifiers, and the like, which can cause different saturation pixel values, are generally mounted in the FPD, as shown in FIG. A step occurs at the boundary between the A / D converter and the amplifier. 9A, it is assumed that pixels having the characteristics of the pixel A described in FIG. 8 are arranged in the A area, and pixels showing the characteristics of the pixel B are arranged in the B area. The distribution of pixel values is discontinuous at the portion indicated as a step.

図9(a)の点線で示した箇所の画素値のプロファイルを図9(b)に示す。飽和線量の違いによりAMaxgain、BMaxgainと異なる値となり、A領域およびB領域において、画素値の分布傾向が異なる。A領域とB領域との間の境界(図9(b)のCC)において、画素値の値は不連続となる。画素値の分布傾向の相違がアーチファクトとして観察されることになる。図9(b)のCCが図9(a)の段差の位置に対応する。 FIG. 9B shows a profile of the pixel value at the location indicated by the dotted line in FIG. It becomes a value different from AMax gain and BMax gain due to the difference in saturation dose, and the distribution tendency of pixel values is different in the A region and the B region. At the boundary between the A area and the B area (CC in FIG. 9B), the pixel values are discontinuous. Differences in the distribution tendency of pixel values are observed as artifacts. CC in FIG. 9B corresponds to the position of the step in FIG.

(第1実施形態)
アーチファクトを低減する画像処理の具体的な内容を説明する。本実施形態では、図4および図5を用いて説明した飽和領域の画素値が低下するアーチファクトを低減する画像処理を例とする。即ち、飽和線量を超える放射線量に到達した画素では、オフセット補正後の画素値が低下し、あたかも到達した放射線量が低いかの様に見えるアーチファクトを低減する画像処理の例を説明する。尚、図5(b)では被写体Sの無い場合を説明したが、実施形態の構成として、この例に限定されるものではなく、被写体Sの存在する場合も対応可能である。
(First embodiment)
Specific contents of the image processing for reducing the artifact will be described. In the present embodiment, image processing for reducing artifacts in which the pixel value in the saturated region described with reference to FIGS. 4 and 5 is reduced is taken as an example. That is, an example of image processing that reduces artifacts that appear as if the amount of radiation that has reached the radiation dose that exceeds the saturation dose decreases as the pixel value after the offset correction is reduced, will be described. Although FIG. 5B illustrates the case where the subject S is not present, the configuration of the embodiment is not limited to this example, and the case where the subject S exists can also be handled.

図2は、本実施形態の補正処理の流れを説明するフローチャートである。はじめに、ステップS110で、画像処理装置300の通信部301は、FPD200(放射線検出部)から画像を取得する。画像には、後に説明するオフセット補正を行うための放射線画像および暗電流画像と、ゲイン補正行うためのゲイン画像とが含まれる。   FIG. 2 is a flowchart for explaining the flow of correction processing according to this embodiment. First, in step S110, the communication unit 301 of the image processing apparatus 300 acquires an image from the FPD 200 (radiation detection unit). The image includes a radiation image and dark current image for performing offset correction, which will be described later, and a gain image for performing gain correction.

制御部110の制御により、放射線発生部100は被写体Sが配置された状態で放射線を照射する。FPD200は被写体Sを透過した放射線を検出し、放射線画像(被写体画像)に変換して出力する。   Under the control of the control unit 110, the radiation generation unit 100 emits radiation while the subject S is arranged. The FPD 200 detects the radiation transmitted through the subject S, converts it to a radiation image (subject image), and outputs it.

通信部301は、被写体Sの放射線画像を取得した後に、放射線が照射されていない状態で、FPD200から暗電流画像を取得する。尚、暗電流画像を取得するタイミングとしては、被写体Sの撮影後に限定されるものではなく、被写体Sの撮影前に暗電流画像を取得しても良い。また、制御部110の制御により、放射線発生部100は、被写体Sが配置されていない状態で放射線を照射し、FPD200は被写体Sを透過していない放射線を検出し、ゲイン画像に変換して出力する。画像処理装置300は通信部301を介してFPD200から送信されたゲイン画像を取得する。尚、ゲイン画像を取得するタイミングとしては、被写体Sの撮影後に限定されるものではなく、被写体Sの撮影前にゲイン画像を取得しても良い。   After acquiring the radiation image of the subject S, the communication unit 301 acquires a dark current image from the FPD 200 in a state where no radiation is irradiated. Note that the timing of acquiring the dark current image is not limited to after the subject S is captured, and the dark current image may be acquired before the subject S is captured. Further, under the control of the control unit 110, the radiation generation unit 100 emits radiation in a state where the subject S is not arranged, and the FPD 200 detects radiation that does not pass through the subject S, converts it to a gain image, and outputs it. To do. The image processing apparatus 300 acquires the gain image transmitted from the FPD 200 via the communication unit 301. Note that the timing of acquiring the gain image is not limited to after the subject S is captured, and the gain image may be acquired before the subject S is captured.

ステップS120で、オフセット補正部107は被写体Sの放射線画像から暗電流成分を取り除くために、オフセット補正を行う。オフセット補正部107は、ステップS110で取得した被写体Sの放射線画像から暗電流画像を減算することでオフセット補正を行う。   In step S120, the offset correction unit 107 performs offset correction to remove the dark current component from the radiation image of the subject S. The offset correction unit 107 performs offset correction by subtracting the dark current image from the radiation image of the subject S acquired in step S110.

ステップS130で、ゲイン補正部108は、オフセット補正後の画像(オフセット補正画像)の画素間の変換効率のばらつきを補正するため、ゲイン補正を行う。ゲイン補正部108は、オフセット補正後の画像(補正画像)の画素値をゲイン画像の画素値で除算した後に、ゲイン画像全体の画素値の平均値などの係数(補正係数)を乗算することによりゲイン補正を行う。尚、ゲイン画像を取得するタイミングは、先のステップS110で取得する場合に限定されず、例えば、ステップS130のゲイン補正を行う前のタイミングで被写体Sを配置せずに放射線を照射して、ゲイン画像を取得するようにしてもよい。   In step S <b> 130, the gain correction unit 108 performs gain correction in order to correct variation in conversion efficiency between pixels of the image after offset correction (offset correction image). The gain correction unit 108 divides the pixel value of the offset corrected image (corrected image) by the pixel value of the gain image, and then multiplies the coefficient (correction coefficient) such as the average value of the pixel values of the entire gain image. Perform gain correction. Note that the timing of acquiring the gain image is not limited to the case of acquiring in the previous step S110. For example, the gain is applied without irradiating the subject S at the timing before the gain correction in step S130. An image may be acquired.

次に、ステップS140で、補正部103は、ゲイン補正後の画像に対して飽和アーチファクト補正処理を行う。   Next, in step S140, the correction unit 103 performs a saturation artifact correction process on the gain-corrected image.

図3(a)は、飽和アーチファクト補正処理の具体的な処理の流れを示す図である。ステップS141で、画像処理装置300の領域導出部104は、直接線領域を導出する。領域導出部104は、例えば、ゲイン補正後の画像(ゲイン補正画像)に対して対数変換を行い、対数変換後の画像の画素値のヒストグラムを作成する。図12は、補正処理の対象となる画像1200、及び作成されたヒストグラム1210を例示した図である。1202は、被写体部分、及び被写体部分に対応するヒストグラム部分を示し、1203は、被写体外部の直接線領域の部分、及び直接線領域のヒストグラム部分を示す。領域導出部104は、ヒストグラムの度数分布から、最も高線量側(図12では右側)に幅の狭い度数分布を示す領域を抽出し、抽出した領域を直接線領域として設定することができる。   FIG. 3A is a diagram illustrating a specific processing flow of the saturation artifact correction processing. In step S141, the area deriving unit 104 of the image processing apparatus 300 derives a direct line area. For example, the region deriving unit 104 performs logarithmic conversion on an image after gain correction (gain-corrected image), and creates a histogram of pixel values of the image after logarithmic conversion. FIG. 12 is a diagram exemplifying an image 1200 to be corrected and a created histogram 1210. Reference numeral 1202 denotes a subject portion and a histogram portion corresponding to the subject portion, and 1203 denotes a direct line region portion outside the subject and a direct line region histogram portion. The region deriving unit 104 can extract a region showing a narrow frequency distribution on the highest dose side (right side in FIG. 12) from the frequency distribution of the histogram, and set the extracted region as a direct line region.

ステップS142で、プロファイル取得部105は導出された直接線領域に対してプロファイル取得処理を行う。プロファイル取得処理において、プロファイル取得部105は、直接線領域の最大値画素と、最小値画素とを探索する。プロファイル取得部105は最小値画素の座標から最大値画素の座標への線分の延長線上にある直接線領域の端点を導出する。そして、プロファイル取得部105は最大値画素と最小値画素との間の画素値の分布を示すプロファイルと、最大値画素と直接線領域の端点との間の画素値の分布を示すプロファイルとを生成する。   In step S142, the profile acquisition unit 105 performs profile acquisition processing on the derived direct line area. In the profile acquisition process, the profile acquisition unit 105 searches for the maximum value pixel and the minimum value pixel of the direct line region. The profile acquisition unit 105 derives the end point of the direct line area on the extension line of the line segment from the coordinate of the minimum value pixel to the coordinate of the maximum value pixel. Then, the profile acquisition unit 105 generates a profile indicating the distribution of pixel values between the maximum value pixel and the minimum value pixel and a profile indicating the distribution of pixel values between the maximum value pixel and the end point of the direct line area. To do.

具体的に、プロファイル取得部105は、まず図6の様に直接線領域から最大値画素と最小値画素を探索する。さらにプロファイル取得部105は、最小値画素の座標から最大値画素の座標への線分の延長線上にある直接線領域の端点を導出する。更に、プロファイル取得部105は、探索した最大値画素と最小値画素との間の画素値の分布を示すプロファイルと最大値画素と直接線領域の端点との間の画素値の分布を示すプロファイルを生成する。プロファイルは、直接線領域の最大値画素からの距離に対する画素値でプロットする。図7は、プロファイルの例を示す図である。プロファイルを取得するとき、直接線領域のノイズを低減するためローパスフィルタや各種ノイズフィルタを用いても良い。   Specifically, the profile acquisition unit 105 first searches the maximum value pixel and the minimum value pixel from the direct line area as shown in FIG. Further, the profile acquisition unit 105 derives the end point of the direct line region on the extension line of the line segment from the coordinate of the minimum value pixel to the coordinate of the maximum value pixel. Further, the profile acquisition unit 105 generates a profile indicating the distribution of pixel values between the searched maximum value pixel and the minimum value pixel, and a profile indicating the distribution of pixel values between the maximum value pixel and the end point of the direct line area. Generate. The profile is plotted with the pixel value against the distance from the maximum value pixel in the direct line region. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a profile. When acquiring the profile, a low-pass filter or various noise filters may be used to reduce noise in the direct line region.

ステップS143で、プロファイル判定部106は、取得したプロファイルに対して、飽和領域プロファイルの判定処理を行う。飽和領域プロファイルの判定処理において、プロファイル判定部106は、飽和領域であるか非飽和領域であるか判定し、飽和領域のプロファイルを特定する。図4(b)に示した通り、飽和領域では放射線量が多いほど画素値が低下し、また、放射線量は放射線の照射中心から離れるに従い低下する。これらの観点から、画素値分布は、図7のように飽和領域プロファイルであれば下向きに凸の形状を示す。また、非飽和領域プロファイルで有れば上向きに凸の形状を示す。   In step S143, the profile determination unit 106 performs a saturation region profile determination process on the acquired profile. In the saturation region profile determination process, the profile determination unit 106 determines whether the region is a saturated region or a non-saturated region, and specifies a saturated region profile. As shown in FIG. 4B, in the saturation region, the pixel value decreases as the radiation dose increases, and the radiation dose decreases as the distance from the radiation irradiation center increases. From these viewpoints, if the pixel value distribution is a saturated region profile as shown in FIG. Moreover, if it is a non-saturation area | region profile, an upward convex shape is shown.

プロファイル判定部106は、飽和領域プロファイルの形状が非飽和プロファイルの形状と異なることを利用して、近似式による飽和領域のプロファイルを特定することができる。具体的な例として、プロファイル判定部106は、2次元モデルを示す2次関数(y=a*x2+b*x+c)に、プロファイルのあてはめ(フィッティング)を行う。係数aが正であれば、2次関数のプロファイルは下向きに凸の形状となり、プロファイル判定部106は飽和領域プロファイルであると判定する。一方、係数aが負であれば、2次関数のプロファイルは上向きに凸の形状となり、プロファイル判定部106は非飽和プロファイルであると判定する。この時、フィッティングは最小二乗法やM推定等を用いれば良い。 The profile determination unit 106 can specify the saturation region profile based on the approximate expression using the fact that the shape of the saturation region profile is different from the shape of the non-saturation profile. As a specific example, the profile determination unit 106 fits a profile to a quadratic function (y = a * x 2 + b * x + c) indicating a two-dimensional model. If the coefficient a is positive, the profile of the quadratic function has a downwardly convex shape, and the profile determination unit 106 determines that the profile is a saturated region profile. On the other hand, if the coefficient a is negative, the profile of the quadratic function has an upwardly convex shape, and the profile determination unit 106 determines that the profile is an unsaturated profile. At this time, the fitting may use the least square method, M estimation, or the like.

ステップS144で、取得部102は飽和領域のプロファイルに対して飽和画素値を取得するための取得処理を行う。飽和画素値の取得処理は、飽和領域のプロファイルを用いて放射線の照射中心の画素値を導出することで求めることが可能である。放射線の照射中心の画素値は、飽和領域プロファイルにおいて極小値となる。具体的な例として、取得部102は飽和領域プロファイルの取得処理と同様に2次関数にフィッティングを行い、2次関数の極小値Vminを次の式1によって取得する。この時、フィッティングは最小二乗法やM推定等を用いれば良い。以下の式1で、a、b、cは、飽和領域プロファイルを2次関数にあてはめ(フィッティング)を行った際の係数を示す。 In step S144, the acquisition unit 102 performs an acquisition process for acquiring a saturated pixel value for the profile of the saturated region. The saturation pixel value acquisition process can be obtained by deriving the pixel value of the radiation irradiation center using the profile of the saturation region. The pixel value at the center of radiation irradiation is a minimum value in the saturation region profile. As a specific example, the acquisition unit 102 performs fitting on a quadratic function in the same manner as the saturation region profile acquisition process, and acquires the minimum value V min of the quadratic function by the following Expression 1. At this time, the fitting may use the least square method, M estimation, or the like. In Equation 1 below, a, b, and c indicate coefficients when fitting the saturation region profile to a quadratic function (fitting).

min=c−(b2/4a)・・・式1
式1で求めたVminが飽和領域プロファイルにおける画素値の極小値となる。
V min = c− (b 2 / 4a) Equation 1
V min obtained by Equation 1 is the minimum value of the pixel value in the saturation region profile.

画素値の極小値の取得方法として、式1は、飽和領域プロファイルを用いる方法を例示的に説明したが、この例に限定されるものではない。例えば、飽和領域プロファイルにおける画素値のヒストグラムをとり、全体画素のうち、下から一定の割合(%)の画素値を最低値の画素値として、用いることも可能である。   As a method for obtaining the minimum value of the pixel value, Equation 1 has exemplified the method using the saturation region profile, but is not limited to this example. For example, it is possible to take a histogram of pixel values in the saturation region profile and use a certain percentage (%) of pixel values from the bottom as the lowest pixel value among all the pixels.

次に、ステップS145で、補正部103は取得した飽和画素値を用いて補正処理を行う。補正部103は、飽和画素値の補正処理としてゲイン補正後の画像の飽和画素値以上の画素値をクリップする。以上の処理によって、図2のステップS140の飽和アーチファクト補正処理が完了する。   Next, in step S145, the correction unit 103 performs correction processing using the acquired saturated pixel value. The correction unit 103 clips a pixel value that is equal to or higher than the saturated pixel value of the image after gain correction as a correction process of the saturated pixel value. With the above processing, the saturation artifact correction processing in step S140 in FIG. 2 is completed.

次に、図2のステップS150で、画像処理装置300の補正部103は、飽和アーチファクト補正を行った画像を用いて、診断に適した画像にするため階調処理・周波数処理を行う。そして、ステップS160で、画像処理装置300のCPU302は、階調処理・周波数処理後の画像をモニタやフィルム等の表示装置400に表示するように表示制御を行う。   Next, in step S150 of FIG. 2, the correction unit 103 of the image processing apparatus 300 performs gradation processing and frequency processing to obtain an image suitable for diagnosis using the image on which saturation artifact correction has been performed. In step S160, the CPU 302 of the image processing apparatus 300 performs display control so that the image after gradation processing / frequency processing is displayed on the display device 400 such as a monitor or a film.

(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態で説明した、飽和領域の画素値が低下するアーチファクトに加え、画素の飽和特性が異なることによるアーチファクトを低減する画像処理の具体的な内容を説明する。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, specific contents of image processing for reducing artifacts due to different saturation characteristics of pixels in addition to the artifacts in which the pixel value of the saturation region is reduced as described in the first embodiment will be described.

具体的な一例として、図9(a)に飽和領域の画素値の低下によるアーチファクトと、画素の飽和特性が異なることによるアーチファクトが同時に発生した場合のゲイン補正後の画像を示す。この画像では画素値が高い領域を白く表現している。同図から放射線照射中心の付近で画素値が低下していること、飽和特性の異なるA領域とB領域の境界で段差が発生していることが分かる。   As a specific example, FIG. 9A shows an image after gain correction in a case where an artifact due to a decrease in the pixel value in the saturation region and an artifact due to a difference in pixel saturation characteristics occur simultaneously. In this image, a region having a high pixel value is expressed in white. It can be seen from the figure that the pixel value is reduced near the radiation irradiation center and that a step is generated at the boundary between the A region and the B region having different saturation characteristics.

図9(a)の点線で示した箇所の画素値のプロファイルを図9(b)に示す。A領域のゲイン補正後の飽和画素値AMaxgainはB領域のゲイン補正後の飽和画素値BMaxgainと比べて低いこと、更に、A領域とB領域との境界で画素値が大きく変化していることが分かる。 FIG. 9B shows a profile of the pixel value at the location indicated by the dotted line in FIG. The saturated pixel value AMax gain after gain correction in the A region is lower than the saturated pixel value BMax gain after gain correction in the B region, and further, the pixel value greatly changes at the boundary between the A region and the B region. I understand that.

飽和画素値が異なる主な要因としては、FPD200に蓄積した電荷を読み取る際に信号を増幅するA/D変換器やアンプ等のFPD200のハードウェアの性能のばらつきが挙げられる。この場合、同じアンプやA/D変換器等を使用している画素間は同様の飽和画素値となるが、異なるA/D変換器やアンプ等を使用している画素間は異なる飽和画素値となる可能性が生じ得る。概念図としては図9(a)にあるように、A領域とB領域とで異なるA/D変換器やアンプ等を用いており、ハードウェアの性能にばらつきが存在し、かつ、A領域とB領域が飽和する場合、A領域とB領域の境にある飽和領域で段差が発生する。図9の例では、被写体Sの無い場合を説明しているが、実施形態の構成として、この例に限定されるものではなく、被写体Sの存在する場合も対応可能である。   As a main factor that the saturated pixel value is different, there is a variation in hardware performance of the FPD 200 such as an A / D converter or an amplifier that amplifies a signal when reading the charge accumulated in the FPD 200. In this case, the same saturated pixel value is obtained between pixels using the same amplifier or A / D converter, but different saturated pixel values are used between pixels using different A / D converters or amplifiers. Can occur. As a conceptual diagram, as shown in FIG. 9A, different A / D converters and amplifiers are used in the A area and the B area, there are variations in hardware performance, and the A area and When the B region is saturated, a step is generated in the saturated region at the boundary between the A region and the B region. In the example of FIG. 9, the case where there is no subject S has been described. However, the configuration of the embodiment is not limited to this example, and the case where the subject S exists can also be handled.

本実施形態における画像処理は、図2のステップS140の飽和アーチファクト補正処理のみが第1実施形態と相違し、その他の処理は第1実施形態と同様の処理の流れとなる。本実施形態では、ステップS140の飽和アーチファクト補正処理の処理内容のみを説明し、その他の処理は重複を避けるため説明を省略する。   The image processing in this embodiment is different from the first embodiment only in the saturation artifact correction processing in step S140 of FIG. 2, and the other processing is the same processing flow as in the first embodiment. In the present embodiment, only the content of the saturation artifact correction process in step S140 will be described, and the description of other processes will be omitted to avoid duplication.

画像処理装置300の機能構成として、本実施形態の判定部101は、具体的構成として、領域導出部104、プロファイル取得部105、プロファイル判定部106および分割部109を有する。領域導出部104、プロファイル取得部105、プロファイル判定部106の機能は第1実施形態と同様である。   As a functional configuration of the image processing apparatus 300, the determination unit 101 of the present embodiment includes an area deriving unit 104, a profile acquisition unit 105, a profile determination unit 106, and a dividing unit 109 as specific configurations. The functions of the area deriving unit 104, the profile acquiring unit 105, and the profile determining unit 106 are the same as those in the first embodiment.

分割部109は、領域導出部104で求められた直接線領域を画素値の分布の異なる領域(小領域)に分割する。   The dividing unit 109 divides the direct line region obtained by the region deriving unit 104 into regions (small regions) having different pixel value distributions.

プロファイル取得部105は、領域のそれぞれについて、画素値の分布を示すプロファイルを取得する。プロファイル判定部106は、領域のそれぞれについて取得されたプロファイルを解析して、画素値が飽和している飽和領域のプロファイルであるか判定する。   The profile acquisition unit 105 acquires a profile indicating the distribution of pixel values for each region. The profile determination unit 106 analyzes the profile acquired for each region, and determines whether the profile is a saturated region profile in which the pixel value is saturated.

取得部102は、複数の領域について、飽和領域のプロファイルから極小値となる画素値を取得し、取得した極小値のうち最小値を飽和画素値として取得する。そして、補正部103は飽和画素値を用いて画像を補正する。   The acquisition unit 102 acquires a pixel value that is a minimum value from the profile of the saturation region for a plurality of regions, and acquires the minimum value among the acquired minimum values as a saturation pixel value. Then, the correction unit 103 corrects the image using the saturated pixel value.

図3(b)は、飽和アーチファクト補正処理の具体的な処理の流れを示す図である。ステップS141で、画像処理装置300の領域導出部104は、直接線領域を導出する。領域導出部104は、例えば、ゲイン補正後の画像(ゲイン補正画像)から直接線領域を取得する。この処理は、図3(a)のステップS141と同様である。   FIG. 3B is a diagram illustrating a specific processing flow of the saturation artifact correction processing. In step S141, the area deriving unit 104 of the image processing apparatus 300 derives a direct line area. For example, the area deriving unit 104 acquires a line area directly from an image after gain correction (gain correction image). This process is the same as step S141 in FIG.

ステップS146で、分割部109は領域分割処理を行う。領域分割処理において、分割部109は、既知のハードウェアの特性の相違に応じて飽和特性が異なる領域の間で直接線領域を分割する。直接線領域を分割することにより得られる領域を部分領域という。図10は、既知のハードウェアの特性の相違に応じて飽和特性が異なる領域Aおよび領域Bを示す図である。分割部109は、例えば、図10の様にハードウェアの特性の相違により飽和特性がFPD200の中心から左右で異なる場合、分割部109はA領域、B領域の様に直接線領域を分割する。   In step S146, the dividing unit 109 performs area division processing. In the area dividing process, the dividing unit 109 directly divides a line area between areas having different saturation characteristics according to differences in known hardware characteristics. An area obtained by dividing the direct line area is referred to as a partial area. FIG. 10 is a diagram illustrating a region A and a region B having different saturation characteristics according to differences in known hardware characteristics. For example, when the saturation characteristics differ from the center of the FPD 200 due to the difference in hardware characteristics as shown in FIG. 10, the dividing section 109 divides the line area directly like the A area and the B area.

ステップS142で、プロファイル取得部105は分割した各領域内の直接線領域に対してプロファイル取得処理を行う。このプロファイル取得処理で、プロファイル取得部105は第1実施形態で説明した処理と同様の処理を各領域内の直接線領域に対して行う。プロファイル取得処理において、プロファイル取得部105は、まず図11の様に、A領域およびB領域のそれぞれについて、直接線領域から最大値画素と最小値画素を探索する。さらにプロファイル取得部105は、最小値画素の座標から最大値画素の座標への線分の延長線上にある直接線領域の端点を導出する。更に、プロファイル取得部105は、探索した最大値画素と最小値画素との間の画素値の分布を示すプロファイルと最大値画素と直接線領域の端点との間の画素値の分布を示すプロファイルを生成する。プロファイルは、直接線領域の最大値画素からの距離に対する画素値でプロットする。プロファイルは、第1実施形態で説明した図7に例示したような図となる。プロファイルを取得するとき、直接線領域のノイズを低減するためローパスフィルタや各種ノイズフィルタを用いても良い。   In step S142, the profile acquisition unit 105 performs profile acquisition processing on the direct line area in each divided area. In this profile acquisition process, the profile acquisition unit 105 performs the same process as the process described in the first embodiment on the direct line area in each area. In the profile acquisition process, the profile acquisition unit 105 first searches for the maximum value pixel and the minimum value pixel from the direct line area for each of the A area and the B area as shown in FIG. Further, the profile acquisition unit 105 derives the end point of the direct line region on the extension line of the line segment from the coordinate of the minimum value pixel to the coordinate of the maximum value pixel. Further, the profile acquisition unit 105 generates a profile indicating the distribution of pixel values between the searched maximum value pixel and the minimum value pixel, and a profile indicating the distribution of pixel values between the maximum value pixel and the end point of the direct line area. Generate. The profile is plotted with the pixel value against the distance from the maximum value pixel in the direct line region. The profile is a diagram as illustrated in FIG. 7 described in the first embodiment. When acquiring the profile, a low-pass filter or various noise filters may be used to reduce noise in the direct line region.

ステップS143で、プロファイル判定部106は、導出した各領域のプロファイルに対して、飽和領域プロファイルの判定処理を行う。この飽和領域プロファイルの判定処理で、プロファイル判定部106は第1実施形態で説明した処理と同様の処理を行い、各領域のプロファイルに対して、飽和領域プロファイルの判定を行う。   In step S143, the profile determination unit 106 performs a saturation region profile determination process on the derived profile of each region. In this saturation region profile determination processing, the profile determination unit 106 performs processing similar to the processing described in the first embodiment, and determines the saturation region profile for each region profile.

ステップS144で、取得部102は各領域の飽和領域プロファイルに対して飽和画素値を取得ための取得処理を行う。取得部102は、各領域の飽和領域プロファイルに対して、第1実施形態で説明したように、2次関数にプロファイルのあてはめ(フィッティング)を行い、2次関数の極小値Vminを式1によって取得する。取得部102は、更にそれぞれ求めた画素値の極小値の中から最小値を導出し、これを飽和アーチファクト補正処理に用いる飽和画素値として取得する。 In step S144, the acquisition unit 102 performs an acquisition process for acquiring a saturated pixel value for the saturated region profile of each region. As described in the first embodiment, the acquisition unit 102 fits a profile to a quadratic function (fitting) with respect to the saturation region profile of each region, and obtains the minimum value V min of the quadratic function by Expression 1. get. The acquisition unit 102 further derives a minimum value from the minimum values of the obtained pixel values, and acquires this as a saturated pixel value used in the saturation artifact correction process.

領域が複数存在する場合、飽和領域プロファイルもそれぞれ異なり、各領域の飽和画素値も異なることとなる。このため、各領域の飽和画素値を用いて補正処理を行うと、各領域間で段差が生じ得る。このため、取得部102は、領域が複数存在する場合、全ての領域について、飽和領域プロファイルから取得した画素値の極小値のうち、最小値を飽和アーチファクト補正処理に用いる飽和画素値として取得する。   When there are a plurality of regions, the saturation region profiles are also different, and the saturation pixel values of the regions are also different. For this reason, when correction processing is performed using the saturated pixel value of each region, a step may be generated between the regions. For this reason, when there are a plurality of regions, the acquiring unit 102 acquires the minimum value as the saturated pixel value used for the saturation artifact correction process among the minimum values of the pixel values acquired from the saturated region profile for all the regions.

ステップS145で、補正部103は取得した飽和画素値を用いて補正処理を行う。補正部103は、それぞれの領域の画像について、飽和画素値以上の画素値をクリップする。以上の処理によって、第2実施形態に係る飽和アーチファクトの補正処理が完了する。   In step S145, the correction unit 103 performs correction processing using the acquired saturated pixel value. The correction unit 103 clips a pixel value equal to or greater than the saturated pixel value for each area image. Through the above processing, the saturation artifact correction processing according to the second embodiment is completed.

上記の各実施形態の構成は、例えば、複数画素から構成される撮像素子を用いた放射線撮影画像に対し、オフセット補正処理やゲイン補正処理を施す放射線撮影装置や放射線撮影システムに用いることも可能である。例えば、放射線を照射する放射線発生部100と、放射線を検出する複数の画素を含むFPD200(放射線検出部)とを有する放射線撮影装置は、放射線検出部から出力される画像を処理する画像処理部を備える。画像処理部は、画像の画素値の分布により画素が飽和しているか判定する判定部101と、画素が飽和している場合に画素の飽和画素値を取得する取得部102と、飽和画素値を用いて画像を補正する補正部103とを備える。また、放射線撮影システムは、放射線撮影装置を有することにより構成することが可能である。   The configuration of each of the above embodiments can be used for, for example, a radiation imaging apparatus or a radiation imaging system that performs an offset correction process or a gain correction process on a radiographic image using an imaging element including a plurality of pixels. is there. For example, a radiation imaging apparatus having a radiation generation unit 100 that emits radiation and an FPD 200 (radiation detection unit) that includes a plurality of pixels that detect radiation includes an image processing unit that processes an image output from the radiation detection unit. Prepare. The image processing unit includes a determination unit 101 that determines whether a pixel is saturated based on a distribution of pixel values of the image, an acquisition unit 102 that acquires a saturated pixel value of the pixel when the pixel is saturated, and a saturation pixel value. And a correction unit 103 that corrects the image using the correction unit 103. Further, the radiation imaging system can be configured by including a radiation imaging apparatus.

上記の各本実施形態によれば、オフセット補正およびゲイン補正後の放射線画像を用いて飽和画素値が異なることによって見えるアーチファクトを低減できる。   According to each of the embodiments described above, it is possible to reduce artifacts that appear due to different saturation pixel values using the radiation image after offset correction and gain correction.

(その他の実施形態)
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
(Other embodiments)
The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.

101 判定部、102 取得部、103補正部、300 画像処理装置 101 determination unit, 102 acquisition unit, 103 correction unit, 300 image processing apparatus

Claims (13)

複数の画素を含む放射線検出部から出力される画像を処理する画像処理装置であって、
前記画像の画素値の分布により画素が飽和しているか判定する判定部と、
前記画素が飽和している場合に前記画素の飽和画素値を取得する取得部と、
前記飽和画素値を用いて前記画像を補正する補正部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
An image processing apparatus that processes an image output from a radiation detection unit including a plurality of pixels,
A determination unit for determining whether a pixel is saturated based on a distribution of pixel values of the image;
An acquisition unit that acquires a saturated pixel value of the pixel when the pixel is saturated;
A correction unit that corrects the image using the saturated pixel value;
An image processing apparatus comprising:
前記判定部は、
放射線発生部から前記放射線検出部に放射線が直接到達する直接線領域を前記画像から導出する領域導出部と、
前記直接線領域について、画素値の分布を示すプロファイルを取得するプロファイル取得部と、
前記プロファイルを解析して、画素値が飽和している飽和領域のプロファイルであるか判定するプロファイル判定部と、を備え、
前記取得部は、
前記飽和領域のプロファイルから前記飽和領域の最小の画素値を前記飽和画素値として取得し、
前記補正部は、
前記飽和画素値を用いて前記画像を補正することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
The determination unit
A region deriving unit for deriving from the image a direct line region where radiation directly reaches the radiation detecting unit from a radiation generating unit;
A profile acquisition unit that acquires a profile indicating a distribution of pixel values for the direct line region;
A profile determination unit that analyzes the profile and determines whether the profile is a saturated region profile in which pixel values are saturated,
The acquisition unit
Obtaining a minimum pixel value of the saturated region from the profile of the saturated region as the saturated pixel value;
The correction unit is
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image is corrected using the saturated pixel value.
前記プロファイル取得部は、
前記直接線領域の最大値画素と、最小値画素とを探索し、
前記最小値画素の座標から前記最大値画素の座標への線分の延長線上にある直接線領域の端点を導出し、
前記最大値画素と前記最小値画素との間の画素値の分布を示すプロファイルと、前記最大値画素と前記直接線領域の端点との間の画素値の分布を示すプロファイルとを生成することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
The profile acquisition unit
Search for the maximum value pixel and the minimum value pixel of the direct line region,
Deriving the end point of the direct line region on the extension line of the line from the coordinate of the minimum pixel to the coordinate of the maximum pixel,
Generating a profile indicating a distribution of pixel values between the maximum value pixel and the minimum value pixel, and a profile indicating a distribution of pixel values between the maximum value pixel and an end point of the direct line region. The image processing apparatus according to claim 2.
前記プロファイル判定部は、
前記生成されたプロファイルを2次関数にあてはめ、前記2次関数の係数を取得し、
前記係数から前記プロファイルが飽和領域のプロファイルであるか否かを判定することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
The profile determination unit
Apply the generated profile to a quadratic function to obtain the coefficient of the quadratic function;
The image processing apparatus according to claim 3, wherein whether or not the profile is a saturation region profile is determined from the coefficient.
前記補正部は、
放射線画像から暗電流成分を除去するオフセット補正を行うオフセット補正部と、
前記オフセット補正された画像について、前記画素に入射する放射線量に対して出力される画素値を補正するゲイン補正部と、を備え、
前記補正部は、
前記ゲイン補正部で補正された画像に対して前記飽和画素値を用いて前記画像を補正することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像処理装置。
The correction unit is
An offset correction unit that performs offset correction to remove dark current components from the radiation image;
A gain correction unit that corrects a pixel value that is output with respect to the amount of radiation incident on the pixel with respect to the offset-corrected image;
The correction unit is
5. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image is corrected using the saturated pixel value with respect to the image corrected by the gain correction unit. 6.
前記放射線検出部から画像を取得する通信部を更に備え、
前記オフセット補正部は、
照射された放射線に基づく放射線画像と、放射線が照射されていない状態の暗電流画像とを前記通信部を介して取得して、前記放射線画像から前記暗電流画像の暗電流成分を除去するオフセット補正を行なうことを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
A communication unit for acquiring an image from the radiation detection unit;
The offset correction unit
Offset correction for acquiring a radiation image based on the irradiated radiation and a dark current image in a state where no radiation is irradiated via the communication unit, and removing a dark current component of the dark current image from the radiation image The image processing apparatus according to claim 5, wherein:
前記ゲイン補正部は、
照射された放射線に基づくゲイン画像を、前記通信部を介して取得し、前記オフセット補正した画像と前記ゲイン画像とを用いて、前記画素に入射する放射線量に対して出力される画素値を補正することを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。
The gain correction unit
A gain image based on the irradiated radiation is acquired via the communication unit, and the pixel value output for the radiation dose incident on the pixel is corrected using the offset corrected image and the gain image. The image processing apparatus according to claim 6.
前記直接線領域を画素値の分布の異なる領域に分割する分割部を更に備え、
前記プロファイル取得部は、
前記領域のそれぞれについて、画素値の分布を示すプロファイルを取得し、
前記プロファイル判定部は、
前記領域のそれぞれについて取得された前記プロファイルを解析して、画素値が飽和している飽和領域のプロファイルであるか判定する
ことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
A division unit that divides the direct line region into regions having different pixel value distributions;
The profile acquisition unit
For each of the regions, obtain a profile indicating the distribution of pixel values,
The profile determination unit
The image processing apparatus according to claim 2, wherein the profile acquired for each of the regions is analyzed to determine whether the profile is a saturated region in which a pixel value is saturated.
前記取得部は、
複数の領域について、飽和領域のプロファイルから極小値となる画素値を取得し、取得した極小値のうち最小値を前記飽和画素値として取得し、
前記補正部は、
前記飽和画素値を用いて前記画像を補正することを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。
The acquisition unit
For a plurality of regions, obtain a pixel value that is a minimum value from the profile of the saturation region, obtain a minimum value among the obtained minimum values as the saturated pixel value,
The correction unit is
The image processing apparatus according to claim 8, wherein the image is corrected using the saturated pixel value.
複数の画素を含む放射線検出部から出力される画像を処理する画像処理装置の画像処理方法であって、
前記画像処理装置の判定部が、前記画像の画素値の分布により画素が飽和しているか判定する判定工程と、
画像処理装置の取得部が、前記画素が飽和している場合に前記画素の飽和画素値を取得する取得工程と、
画像処理装置の補正部が、前記飽和画素値を用いて前記画像を補正する補正工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
An image processing method of an image processing apparatus for processing an image output from a radiation detection unit including a plurality of pixels,
A determination step of determining whether a pixel is saturated by a distribution of pixel values of the image;
An acquisition step in which the acquisition unit of the image processing apparatus acquires the saturated pixel value of the pixel when the pixel is saturated;
A correction step in which a correction unit of the image processing apparatus corrects the image using the saturated pixel value;
An image processing method comprising:
コンピュータを、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像処理装置の各部として機能させるためのプログラム。   The program for functioning a computer as each part of the image processing apparatus of any one of Claims 1 thru | or 9. 放射線を照射する放射線発生部と、前記放射線を検出する複数の画素を含む放射線検出部とを有する放射線撮影装置であって、
前記放射線検出部から出力される画像を処理する画像処理部を備え、
前記画像処理部は、
前記画像の画素値の分布により画素が飽和しているか判定する判定部と、
前記画素が飽和している場合に前記画素の飽和画素値を取得する取得部と、
前記飽和画素値を用いて前記画像を補正する補正部と、
を備えることを特徴とする放射線撮影装置。
A radiation imaging apparatus having a radiation generation unit for irradiating radiation and a radiation detection unit including a plurality of pixels for detecting the radiation,
An image processing unit for processing an image output from the radiation detection unit;
The image processing unit
A determination unit for determining whether a pixel is saturated based on a distribution of pixel values of the image;
An acquisition unit that acquires a saturated pixel value of the pixel when the pixel is saturated;
A correction unit that corrects the image using the saturated pixel value;
A radiation imaging apparatus comprising:
請求項12に記載の放射線撮影装置を有する放射線撮影システム。   A radiation imaging system comprising the radiation imaging apparatus according to claim 12.
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