JP2016027932A - Image processing system, image processing method, program, and storage medium - Google Patents

Image processing system, image processing method, program, and storage medium Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processing system for suppressing linear noises without any degradation in an X-ray image taken.SOLUTION: Pixel values of original image data, which are read out for every line from a plane detector constituted of a plurality of pixels arrayed in a matrix shape, are subjected in a row direction to a high-pass filter treatment thereby to acquire first image data. In accordance with absolute values of statistic quantities calculated on the basis of the pixel values in a common pixel row in the first image data, values obtained by converting values of pixel values in the first image data are subtracted from the values of the individual pixels corresponding to the original image data thereby to obtain processed image data.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、画像に生じるノイズを低減する技術に関し、特に画像の行毎に生じるノイズを低減する技術に関する。   The present invention relates to a technique for reducing noise generated in an image, and more particularly to a technique for reducing noise generated for each row of an image.

従来、ガラス基板上に成膜、形成したアモルファスシリコンやポリシリコンを材料とした平面検出器を用いたX線画像撮影装置が知られている。この平面検出器で撮像された原画像データには、入射したX線から変換された純粋な信号成分に加えて、画像の行毎に発生するノイズ成分が含まれている。平面検出器では、同一画素行に存在する半導体スイッチをON/OFFすることにより画像信号として読み出す。この場合、ON/OFFするためのゲート信号の時間的な変動が、画像の行毎に発生するノイズの発生原因の一つと考えられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an X-ray imaging apparatus using a flat detector made of amorphous silicon or polysilicon formed and formed on a glass substrate is known. The original image data picked up by the flat panel detector includes a noise component generated for each row of the image in addition to a pure signal component converted from the incident X-ray. In the flat detector, a semiconductor switch existing in the same pixel row is turned on / off to read out as an image signal. In this case, the temporal variation of the gate signal for turning on / off is considered as one of the causes of noise generated for each row of the image.

画像の行毎に発生する線状のノイズ(特許文献1では「横引きノイズ」と呼ばれている)の抑制方法に関しては、特許文献1(図3など)に開示されている。
特許文献1に記載されているノイズ抑制技術は画像の列方向にハイパスフィルタ処理を行い、行方向にローパスフィルタ処理を行い画像の行毎に発生するノイズ成分を抽出している。そして、抽出したノイズ成分を原画像データから減算している。
A method for suppressing linear noise generated in each row of an image (referred to as “horizontal noise” in Patent Document 1) is disclosed in Patent Document 1 (FIG. 3 and the like).
The noise suppression technique described in Patent Document 1 performs high-pass filter processing in the column direction of an image and performs low-pass filter processing in the row direction to extract a noise component generated for each row of the image. The extracted noise component is subtracted from the original image data.

特開2003−204955号公報JP 2003-204955 A

しかしながら、特許文献1に開示される方法では、「横引きノイズ」だけでなく被写体を構成する信号成分を含んでいる。特に、前記被写体領域の画像上で、画素値の値が急峻に変化している領域で、被写体の信号成分を含んでいる。そのため、特許文献1に開示される「横引きノイズ」は撮影した被写体の影響を受ける。したがって、画像信号のS/N比を劣化させるという課題がある。   However, the method disclosed in Patent Document 1 includes not only “horizontal noise” but also a signal component constituting the subject. In particular, a signal component of a subject is included in a region where the value of a pixel value changes sharply on the image of the subject region. Therefore, “horizontal noise” disclosed in Patent Document 1 is influenced by the photographed subject. Therefore, there is a problem that the S / N ratio of the image signal is deteriorated.

また、一般的に読み出し速度を上げるため、平面検出器を複数の領域に分割し、分割された領域毎に別々の増幅器で、画像信号を読み出す方法が取られている。しかし、増幅器に特性の違いがあるために、ノイズ量も増幅器毎に異なるという課題がある。   In general, in order to increase the reading speed, the flat detector is divided into a plurality of areas, and an image signal is read out by a separate amplifier for each of the divided areas. However, there is a problem in that the amount of noise varies from amplifier to amplifier because of differences in the characteristics of the amplifiers.

本発明に係る画像処理装置は、
X線を原画像データに変換する平面検出器と、
前記原画像データの画素値に対して列方向にハイパスフィルタ処理を実行して第1の画像データを得るフィルタ手段と、
前記第1の画像データにおける同一画素行内の画素値に基づいて算出した統計量の絶対値に応じて前記第1の画像データにおける画素値の値を変換して得た値を、前記原画像データの対応する各画素の値から減じて処理後画像データを得る処理手段と、を備えることを特徴とする。
An image processing apparatus according to the present invention includes:
A flat panel detector for converting X-rays into original image data;
Filter means for obtaining first image data by performing high-pass filter processing in a column direction on the pixel values of the original image data;
A value obtained by converting a value of a pixel value in the first image data according to an absolute value of a statistic calculated based on a pixel value in the same pixel row in the first image data is obtained as the original image data. And processing means for obtaining post-processing image data by subtracting from the value of each corresponding pixel.

本発明によれば、画像の行毎に発生するノイズを抑制でき、画像信号の劣化を低減できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the noise which generate | occur | produces for every line of an image can be suppressed, and deterioration of an image signal can be reduced.

画像処理システムのブロック図である。1 is a block diagram of an image processing system. 画像処理装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of an image processing apparatus. 第1実施形態の処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of a process of 1st Embodiment. 列方向フィルタの係数例を示す図である。It is a figure which shows the coefficient example of a column direction filter. 行方向フィルタの係数例を示す図である。It is a figure which shows the coefficient example of a row direction filter. 平面検出器を列方向に3分割した図である。It is the figure which divided the plane detector into 3 in the column direction. フィルタ画像データと統計値の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between filter image data and a statistical value. 処理効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a processing effect. 平面検出器を列方向に3分割した図である。It is the figure which divided the plane detector into 3 in the column direction.

以下、添付図面に従って本発明に係る画像処理装置及び方法の好ましい実施形態について詳説する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されるものではない。   Hereinafter, preferred embodiments of an image processing apparatus and method according to the present invention will be described in detail according to the accompanying drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples.

[第1実施形態]
図1に、画像処理システム1の機器構成例を示す。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a device configuration example of the image processing system 1.

X線発生部2は、曝射スイッチ3が押されるタイミングに基づいてX線を被験者4に曝射する。被験者4を透過したX線は平面検出器5で原画像データとして取得される。   The X-ray generator 2 irradiates the subject 4 with X-rays based on the timing when the exposure switch 3 is pressed. X-rays transmitted through the subject 4 are acquired as original image data by the flat detector 5.

平面検出器5は、マトリックス状に配列された複数の画素から構成される。そして各画素には、入射したX線量に比例した電荷を蓄積するコンデンサと、このコンデンサから電荷を読み出すための半導体スイッチとが設けられている。   The flat detector 5 is composed of a plurality of pixels arranged in a matrix. Each pixel is provided with a capacitor for accumulating charges proportional to the incident X-ray dose, and a semiconductor switch for reading out charges from the capacitors.

平面検出器5は読出し回路を備え、読出し回路はマトリクス状に配置された画素の行毎に順次、前記半導体スイッチをON/OFFしていく。前記半導体スイッチのONにより取り出された電荷は,マトリクス状に配置された画素の行毎に読み出され、A/D変換することでディジタル化された画像信号として取り出される。この画像信号の値は画素値として、各画素の位置と関連付けた原画像データとして取得される。つまり、原画像データは、マトリクス状に配置された各画素に対応する画素値の値を含むデータある。   The flat detector 5 includes a readout circuit, and the readout circuit sequentially turns on and off the semiconductor switch for each row of pixels arranged in a matrix. The electric charges taken out by turning on the semiconductor switch are read out for each row of pixels arranged in a matrix, and taken out as a digitized image signal by A / D conversion. The value of the image signal is acquired as original image data associated with the position of each pixel as a pixel value. That is, the original image data is data including pixel values corresponding to the respective pixels arranged in a matrix.

また、原画像データは各画素の位置と画素値を関連付けたデータであるため、画素が配置された位置に対応して画素値を前記画像データから選択できるものである。   Further, since the original image data is data in which the position of each pixel is associated with the pixel value, the pixel value can be selected from the image data corresponding to the position where the pixel is arranged.

平面検出器5で取得した原画像データに基づく画像を表示するための表示部6を画像処理システムは備える。また、画像処理システム1全体を制御する制御部7を備える。制御部7は図示しないCPU8及びメインメモリ9を備える。   The image processing system includes a display unit 6 for displaying an image based on the original image data acquired by the flat detector 5. Moreover, the control part 7 which controls the image processing system 1 whole is provided. The control unit 7 includes a CPU 8 and a main memory 9 (not shown).

CPU8は、主として画像処理システム1の各構成要素の動作を制御する。メインメモリ9は、CPU8が実行する制御プログラムを格納したり、CPU8によるプログラム実行時の作業領域を提供したりする。磁気ディスク10は、オペレーティングシステム(OS)、周辺機器のデバイスドライブ、後述する画像処理等を行うためのプログラムを含む各種アプリケーションソフト等を格納する。   The CPU 8 mainly controls the operation of each component of the image processing system 1. The main memory 9 stores a control program executed by the CPU 8, and provides a work area when the CPU 8 executes the program. The magnetic disk 10 stores an operating system (OS), device drives of peripheral devices, various application software including programs for performing image processing to be described later, and the like.

図2は、画像処理装置11におけるデータの流れを示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a data flow in the image processing apparatus 11.

平面検出器5で取得した原画像データf(x、y)に対して、フィルタ手段としてのフィルタ回路12はフィルタ処理を実行してフィルタ画像データpf(x、y)を得る。   For the original image data f (x, y) acquired by the flat detector 5, the filter circuit 12 as a filter means performs a filtering process to obtain filter image data pf (x, y).

今後の説明で行方向(「同一画素行の方向」と呼ぶ場合もある。)とは、前記読出し回路が画素から画像信号を読み出すために、選択している画素が連なる画素行の方向である。一方、列方向とは画素行と直交する方向である。例えば、図3に示すように、M行、N列のマトリクス状に配置された画素であれば、画素の座標を(x、y)として、yの値を固定ymとして、xの値を変更した場合に選択されている座標が連なる方向を行方向とする。一方、xの値を固定として、yの値を変更した場合に選択されている座標が連なる方向を縦方向とする。f(x、y)は、座標(x、y)の画素に対応する画素値の値を示す。
そして、統計量計算手手段としての統計量計算回路13は、フィルタ画像データpf(x、y)から後述するノイズに関連する統計値Dv(x,y)を算出する。また、処理手段としての処理回路14は、後述するように第1の画像データpf(x、y)から統計値Dv(x,y)に基づいて算出したノイズの量を示すN1(x,y)を算出する。そして、原画像f(x、y)からノイズの量を示すN1(x,y)を減じて処理後画像データp(x、y)を得る。
In the following description, the row direction (sometimes referred to as “the direction of the same pixel row”) is the direction of the pixel row in which the selected pixels are connected in order for the readout circuit to read out the image signal from the pixel. . On the other hand, the column direction is a direction orthogonal to the pixel row. For example, as shown in FIG. 3, in the case of a pixel arranged in a matrix of M rows and N columns, the pixel coordinates are (x, y), the y value is fixed ym, and the x value is changed. In this case, the direction in which the selected coordinates are continuous is set as the row direction. On the other hand, with the value of x being fixed, the direction in which the coordinates selected when the value of y is changed is the vertical direction. f (x, y) indicates the value of the pixel value corresponding to the pixel at coordinates (x, y).
Then, the statistic calculation circuit 13 as a statistic calculation means calculates a statistic value Dv (x, y) related to noise described later from the filter image data pf (x, y). Further, as will be described later, the processing circuit 14 serving as processing means N1 (x, y) indicating the amount of noise calculated from the first image data pf (x, y) based on the statistical value Dv (x, y). ) Is calculated. Then, the processed image data p (x, y) is obtained by subtracting N1 (x, y) indicating the amount of noise from the original image f (x, y).

次に、図3のフローチャートを用いて、制御部7がどのように画像処理システム1を制御しているかについて説明する。なお、図3に示される処理は、CPU8がメインメモリ9に格納されているプログラムを実行することにより実現される。   Next, how the control unit 7 controls the image processing system 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that the processing shown in FIG. 3 is realized by the CPU 8 executing a program stored in the main memory 9.

ステップS301において、CPU8は平面検出器5から原画像データf(x、y)を読み出す。或いは、CPU8は、画像処理システム1に接続された記憶装置、例えばFDD、CD−RWドライブ、MOドライブ、ZIPドライブ等の各種記憶媒体から原画像データを読み取る。   In step S <b> 301, the CPU 8 reads the original image data f (x, y) from the flat detector 5. Alternatively, the CPU 8 reads original image data from various storage media such as a FDD, a CD-RW drive, an MO drive, and a ZIP drive connected to the image processing system 1.

ステップS302において、CPU8はフィルタ回路12に原画像データf(x、y)を入力する処理を行う。そして、原画像データf(x、y)に対して、列方向にハイパスフィルタ処理処理を実行するように、フィルタ回路12を制御して第1の画像データpf(x、y)を得る。   In step S <b> 302, the CPU 8 performs processing for inputting the original image data f (x, y) to the filter circuit 12. Then, the filter circuit 12 is controlled to obtain the first image data pf (x, y) so that the high-pass filter processing is performed in the column direction on the original image data f (x, y).

ここで図4は列方向のハイパスフィルタのフィルタ係数、図5は行方向のローパスフィルタのフィルタ係数である。図4と図5において、縦方向のフィルタサイズと横方向のフィルタサイズは7であるが、これに限定されるものではない。また、縦方向のハイパスフィルタと横方向のローパスフィルタはFIR型フィルタであるが、これに限定されるものではなく、例えばIIR型フィルタでもよい。   Here, FIG. 4 shows filter coefficients of the high-pass filter in the column direction, and FIG. 5 shows filter coefficients of the low-pass filter in the row direction. 4 and 5, the vertical filter size and the horizontal filter size are 7, but the present invention is not limited to this. The vertical high-pass filter and the horizontal low-pass filter are FIR filters, but are not limited to this, and may be, for example, IIR filters.

前記画素行の方向に発生するノイズは、画素行毎で値が変動するため、縦方向のハイパスフィルタ処理を実行することで抽出される。   The noise generated in the direction of the pixel row is extracted by executing a high-pass filter process in the vertical direction because the value varies for each pixel row.

ステップS303において、CPU8は統計量計算回路13に第1の画像データpf(x、y)を入力する処理を行う。そして、各画素の座標(x、y)に対してそれぞれ統計値Dv(x,y)を得るように、統計量計算回路12を制御する。   In step S <b> 303, the CPU 8 performs a process of inputting the first image data pf (x, y) to the statistic calculation circuit 13. Then, the statistic calculation circuit 12 is controlled so as to obtain the statistical value Dv (x, y) for each pixel coordinate (x, y).

ステップS204において、CPU8は処理手段としての処理回路14を制御して、処理後画像データp(x、y)を得る。   In step S204, the CPU 8 controls the processing circuit 14 as processing means to obtain post-processing image data p (x, y).

図6は処理後画像データp(x、y)を得るための説明図である。   FIG. 6 is an explanatory diagram for obtaining post-processing image data p (x, y).

図6において、200は第1の画像データpf(x、y)を示しており、原画像データの画像サイズがM行、N列であれば、第1の画像データpf(x、y)の画像サイズもM行、N列となる。また、Pf(x,ym)は第1の画像データpf(x、y)の座標(x,ym)の値、201はym行の値だけを取り出した図を示す。202はym行の統計値Dv(x,ym)である。統計値Dv(x,ym)は、例えば図5に示したように、Pf(x−2,ym)からPf(x+2,ym)の5個の値を用いて計算した分散値である。
しかし、それに限定されるものではなく、平均値、標準偏差等の統計値でもよい。即ち、同一行内から算出される分散値、平均値、標準偏差であればよく、各画素の座標から一定範囲の画素の座標に対応する第1の画像データpf(x、y)に基づいて算出される。これにより、同一行内での画素値の値の変動が座標毎に統計量としてあらわされることになる。
In FIG. 6, 200 indicates the first image data pf (x, y). If the image size of the original image data is M rows and N columns, the first image data pf (x, y) The image size is also M rows and N columns. Pf (x, ym) is a value of the coordinates (x, ym) of the first image data pf (x, y), and 201 is a diagram in which only the value of the ym row is extracted. Reference numeral 202 denotes a statistical value Dv (x, ym) of ym rows. The statistical value Dv (x, ym) is a variance value calculated using, for example, five values from Pf (x−2, ym) to Pf (x + 2, ym) as shown in FIG.
However, it is not limited thereto, and may be a statistical value such as an average value or a standard deviation. That is, the variance value, the average value, and the standard deviation calculated from the same row may be used, and the calculation is performed based on the first image data pf (x, y) corresponding to the pixel coordinates within a certain range from the coordinates of each pixel. Is done. As a result, the variation of the pixel value within the same row is represented as a statistic for each coordinate.

そして、任意の座標(x,y)のノイズ成分N1(x,y)は、例えば下記の式で計算される。   And the noise component N1 (x, y) of arbitrary coordinates (x, y) is calculated by the following formula, for example.

Figure 2016027932

ここで、aは係数であり、Dmは予め測定して記憶しておいた平面検出器5のノイズに関する量である。予め測定して記憶したDmに関しては、後で説明する。また、通常、aの値は1程度であるが、aを小さくするとノイズ成分を示すN1(x,y)の値が小さくなる。a=1の場合で、Dv(x、y)つまりエッジ成分のない場合には、pf(x、y)が原画像データから減算されることになる。pf(x、y)は統計的にDmに近い値であるため、線状のノイズ成分が減算されることになる。
Figure 2016027932

Here, a is a coefficient, and Dm is an amount related to noise of the flat detector 5 measured and stored in advance. Dm measured and stored in advance will be described later. Normally, the value of a is about 1, but when a is decreased, the value of N1 (x, y) indicating a noise component is decreased. When a = 1 and Dv (x, y), that is, when there is no edge component, pf (x, y) is subtracted from the original image data. Since pf (x, y) is a value statistically close to Dm, a linear noise component is subtracted.

ただし、(1)式に限定されるものではなく、統計値Dv(x,ym)の絶対値が大きくなるとノイズ成分の値N1(x,y)の絶対値が小さくなり、統計値Dv(x,ym)の絶対値が小さくなるとノイズ成分の値N1(x,y)の絶対値が大きくなるいかなる算出方法を用いてもよい。   However, the present invention is not limited to the expression (1). When the absolute value of the statistical value Dv (x, ym) increases, the absolute value of the noise component value N1 (x, y) decreases, and the statistical value Dv (x , Ym), any calculation method may be used in which the absolute value of the noise component value N1 (x, y) increases as the absolute value of the noise component decreases.

このような算出方法をもちいると、同一画素行内で画素値の変動が大きな領域(撮像された被写体の領域のエッジ部分に例えば相当する)ではノイズ成分の値N1(x,y)の絶対値が小さくなる。これにより、ノイズ成分の値N1(x,y)を原画像データf(x、y)から減算しても被写体領域のエッジ成分を壊さない効果を有する。逆に、同一画素行内で画素値の変動が小さな領域ではノイズ成分の値N1(x,y)の絶対値が大きくなる。
また、原画像データf(x、y)に対して、縦方向はハイパスフィルタ処理、横方向はローパスフィルタ処理を実行するように、フィルタ回路11を制御して第1の画像データpf(x、y)を得るように構成してもよい。この場合には、同一画素行内のノイズ成分の値を減衰できる。すなわち、同一画素行であっても各列におけるノイズの大きさは一様ではない。
When such a calculation method is used, the absolute value of the noise component value N1 (x, y) in an area where the fluctuation of the pixel value is large within the same pixel row (e.g., corresponding to the edge portion of the imaged subject area). Becomes smaller. Thus, even if the noise component value N1 (x, y) is subtracted from the original image data f (x, y), there is an effect that the edge component of the subject region is not broken. On the contrary, the absolute value of the noise component value N1 (x, y) increases in a region where the variation of the pixel value is small in the same pixel row.
Further, the first image data pf (x, y) is controlled by controlling the filter circuit 11 so as to execute high-pass filter processing in the vertical direction and low-pass filter processing in the horizontal direction on the original image data f (x, y). You may comprise so that y) may be obtained. In this case, the value of the noise component in the same pixel row can be attenuated. That is, even in the same pixel row, the magnitude of noise in each column is not uniform.

上述したように、ここで図5は横方向のローパスフィルタのフィルタ係数の例である。
そして、原画像データf(x、y)からノイズ成分の値N1(x,y)を減じることにより処理後画像データp(x、y)が得られる。
As described above, FIG. 5 is an example of the filter coefficient of the horizontal low-pass filter.
Then, post-processed image data p (x, y) is obtained by subtracting the noise component value N1 (x, y) from the original image data f (x, y).

次に、予め測定して記憶するDmについて説明する。予め測定して記憶するDmは、X線を曝射しない状態で平面検出器5から読み出した原画像データから計算した統計値である。ここで統計値は例えば、X線を曝射しないで平面検出器5から読み出した原画像データの行毎に横行方向の平均値を計算し、全ての平均値の分散を計算した値の係数倍である。   Next, Dm that is measured and stored in advance will be described. Dm measured and stored in advance is a statistical value calculated from the original image data read from the flat detector 5 in a state where X-rays are not exposed. Here, the statistical value is, for example, an average value in the transverse direction for each row of the original image data read from the flat detector 5 without exposure to X-rays, and a coefficient multiple of the value obtained by calculating the variance of all the average values. It is.

従って、X線を曝射しないで平面検出器5から読み出した画像の画素値をPd(x,y)とすると、任意のy行の平均値Av(y)は下記式で計算できる。   Therefore, if the pixel value of the image read from the flat detector 5 without exposing X-rays is Pd (x, y), the average value Av (y) of an arbitrary y row can be calculated by the following equation.

Figure 2016027932

また、予め測定して記憶する統計値Dmは下記式で計算できる。
Figure 2016027932

Further, the statistical value Dm measured and stored in advance can be calculated by the following equation.

Figure 2016027932

ここで、cは係数であり、
Figure 2016027932

Where c is a coefficient,

Figure 2016027932

はAv(y)の平均値である。ただし、Dmは分散値に限定されるものではなく、平均値や標準偏差等の統計値であればよい。また、記憶するDmを測定するタイミングは、例えば工場出荷時、機器の設置時等が考えられるが、これに限定されるものではなく、ノイズを抑制する前ならば何れのタイミングで行ってもよい。通常、cの値は3程度であるが、これに限定されるものではない。
Figure 2016027932

Is the average value of Av (y). However, Dm is not limited to the variance value, and may be a statistical value such as an average value or a standard deviation. Further, the timing of measuring the stored Dm may be, for example, at the time of factory shipment or equipment installation, but is not limited to this, and may be performed at any timing before noise suppression. . Normally, the value of c is about 3, but is not limited thereto.

Dmを記憶したおき、式(1)で示すようにノイズ成分の判断に用いているのが一つの特徴である。Dmは上述のように、平面検出器5では、同一画素行に存在する半導体スイッチをON/OFFすることにより画像信号として読み出す。この場合、ON/OFFするためのゲート信号の時間的な変動が、画像の行毎に発生するノイズの発生原因の一つと考えられている。   One feature is that Dm is stored and used to determine the noise component as shown in equation (1). As described above, Dm is read as an image signal in the flat detector 5 by turning on / off the semiconductor switches existing in the same pixel row. In this case, the temporal variation of the gate signal for turning on / off is considered as one of the causes of noise generated for each row of the image.

したがって、撮影物がない状態で線状ノイズからDmを算出しておくと、純粋にON/OFFするためのゲート信号の時間的な変動に起因する成分を抽出することができるものである。これにより、線状のノイズ成分のみを有為に抽出する効果を有する。また、上述のaは、X線の曝射時の線量を制御部7又はX線発生部2から取得しておき、決定するとより効果的である。   Therefore, if Dm is calculated from the linear noise in the absence of a photographed object, it is possible to extract a component due to temporal variation of the gate signal for purely turning on / off. Thereby, it has the effect of extracting only a linear noise component significantly. The above-mentioned a is more effective if the dose at the time of X-ray exposure is acquired from the control unit 7 or the X-ray generation unit 2 and determined.

[第2実施形態]
次に、第1のノイズ成分の値N1(x,y)を変更して第2のノイズ成分の値N2(x,y)を得る場合について説明する。第2のノイズ成分の値N2(x,y)は第1のノイズ成分の値N1(x,y)を閾値処理したものであり、bを係数とすると、
[Second Embodiment]
Next, the case where the value N1 (x, y) of the first noise component is changed to obtain the value N2 (x, y) of the second noise component will be described. The value N2 (x, y) of the second noise component is obtained by performing threshold processing on the value N1 (x, y) of the first noise component, and b is a coefficient.

Figure 2016027932

の式で表される。通常、bの値は1程度であるが、bを小さくすると第2のノイズ成分の値N2(x,y)が小さくなる。
Figure 2016027932

It is expressed by the following formula. Normally, the value of b is about 1, but when b is reduced, the value N2 (x, y) of the second noise component is reduced.

図7に、第1のノイズ成分の値N1(x,y)と第2のノイズ成分の値N2(x,y)の関係を示す。図6に示す様に、第1のノイズ成分の値N1(x,y)の絶対値が所定値を超えると、第2のノイズ成分の値N2(x,y)の絶対値はそれ以上大きくならないように制限される。ただし、閾値処理はこれに限定されるものではなく、第1のノイズ成分の値N1(x,y)の絶対値が所定値を超えると、第2のノイズ成分の値N2(x,y)が制限されればよい。例えば、   FIG. 7 shows the relationship between the first noise component value N1 (x, y) and the second noise component value N2 (x, y). As shown in FIG. 6, when the absolute value of the first noise component value N1 (x, y) exceeds a predetermined value, the absolute value of the second noise component value N2 (x, y) is larger than that. It is restricted not to become. However, the threshold processing is not limited to this, and when the absolute value of the first noise component value N1 (x, y) exceeds a predetermined value, the second noise component value N2 (x, y). May be limited. For example,

Figure 2016027932

でも構わない。この場合、第2のノイズ成分の値は定数となる。
Figure 2016027932

It doesn't matter. In this case, the value of the second noise component is a constant.

次に、図8を用いて処理の流れとともに処理効果を説明する。   Next, the processing effect will be described together with the processing flow with reference to FIG.

原画像データを画像として表示した(a)は胃を撮影した原画像データの各画素値を図として表現したものであり、同一画素行内に線状のノイズが含まれている。この線状のノイズは行毎にランダムな位置に表れ、またノイズ成分の値もランダムに変化する。   (A) in which the original image data is displayed as an image is a representation of each pixel value of the original image data obtained by photographing the stomach, and linear noise is included in the same pixel row. This linear noise appears at random positions for each row, and the value of the noise component also changes randomly.

フィルタ画像データfp(x、y)の値を表示した画像が(b)である。画像(b)は線状のノイズ成分を含むが、被写体の画像成分も含む。特に、被写体の横方向の輪郭成分が多く含まれる。   An image displaying the value of the filter image data fp (x, y) is (b). The image (b) includes a linear noise component, but also includes an image component of the subject. In particular, it contains a lot of contour components in the lateral direction of the subject.

一般に、表示される画像データの画素値が10ビットの場合、線状のノイズ成分の値は±10以内なのに対して、フィルタ画像データ内の被写体のエッジ成分は±100以上になる場合もある。従って、オリジナル画像(1)からフィルタ画像(2)を減算すると、被写体の輪郭部分が影響を受けて画像が劣化してしまう。   In general, when the pixel value of image data to be displayed is 10 bits, the value of the linear noise component is within ± 10, whereas the edge component of the subject in the filter image data may be ± 100 or more. Therefore, when the filter image (2) is subtracted from the original image (1), the contour portion of the subject is affected and the image deteriorates.

第1のノイズ成分の値N1(x,y)を図表化した図が(c)である。第1のノイズ成分の値N1(x,y)は同じ行でほぼ同じ値であるのに対し、被写体の成分は被写体の輪郭部で大きく変化する。そのため、フィルタ画像データの分散値が小さい座標に対応する第1のノイズ成分の値がそのまま残り、被写体の輪郭部等でフィルタ画像データの分散値が大きく変化すると局所的な分散値が大きくなる。これにより、第1のノイズ成分の値が小さくなる。しかし、第1のノイズ成分の値にはそれでも被写体の成分が残ってしまう。   FIG. 8C is a diagram illustrating the first noise component value N1 (x, y). The value N1 (x, y) of the first noise component is almost the same value in the same row, whereas the subject component greatly changes in the contour portion of the subject. For this reason, the value of the first noise component corresponding to the coordinate having a small variance value of the filter image data remains as it is, and when the variance value of the filter image data greatly changes in the contour portion of the subject, the local variance value increases. As a result, the value of the first noise component is reduced. However, the subject component still remains in the value of the first noise component.

第2のノイズ成分の値N2(x,y)を図表化した図が(d)である。既に説明した様に、第1のノイズ量N1(x,y)が予め定まる値以上になると、第2のノイズ量N2(x,y)はそれ以上大きくならない様に制限される。従って、被写体の成分が殆ど無くなるが、線状のノイズ成分は残る。   FIG. 8D is a diagram illustrating the second noise component value N2 (x, y). As already described, when the first noise amount N1 (x, y) exceeds a predetermined value, the second noise amount N2 (x, y) is limited so as not to increase any more. Accordingly, the subject component is almost eliminated, but the linear noise component remains.

処理後画像データp(x、y)の値を表示した画像が(e)である。減算する第2のノイズ成分は被写体の信号成分を減じられたものである。そのため、処理後画像データp(x、y)では被写体の画像信号を劣化を抑制でき、線状のノイズの抑制効果を高めることができる。そのため、原画像データよりもS/N比の改善された処理後画像データが得られる。   The image displaying the value of the processed image data p (x, y) is (e). The second noise component to be subtracted is obtained by subtracting the signal component of the subject. Therefore, the post-processing image data p (x, y) can suppress degradation of the image signal of the subject, and can enhance the effect of suppressing linear noise. Therefore, post-processing image data having an improved S / N ratio than the original image data can be obtained.

[第2実施形態]
第2実施形態を説明する。
[Second Embodiment]
A second embodiment will be described.

図9は、読み出し速度を上げるため、図1の平面検出器5を列方向に3分割したものであり、領域41、領域42、領域43に分割している。そして、分割した領域41内の画素は増幅器61、分割した領域42内の画素は増幅器62、分割した領域43内の画素は増幅器63で増幅される。しかし、増幅器に特性の違いがある為に、線状のノイズ成分の値も増幅器毎に異なる増幅率で増幅される。そのため、第2実施例ではノイズ抑制処理を増幅器毎に行う。   FIG. 9 shows the flat detector 5 of FIG. 1 divided into three in the column direction in order to increase the reading speed, and is divided into a region 41, a region 42, and a region 43. The pixels in the divided area 41 are amplified by the amplifier 61, the pixels in the divided area 42 are amplified by the amplifier 62, and the pixels in the divided area 43 are amplified by the amplifier 63. However, due to the difference in the characteristics of the amplifiers, the value of the linear noise component is also amplified with a different amplification factor for each amplifier. Therefore, in the second embodiment, noise suppression processing is performed for each amplifier.

ノイズ抑制処理を増幅器毎に行うためには、既に説明した図2のフローチャートにおいて、第2のノイズ成分の値N2(x,y)を増幅器単位に求めればよい。それ以外の処理は第1実施例と同じである。   In order to perform the noise suppression process for each amplifier, the value N2 (x, y) of the second noise component in the flowchart of FIG. The other processes are the same as those in the first embodiment.

図9において、領域41の第2のノイズ成分の値Nb2(x,y)は、係数をcとすると、N1(x,y)が−c・Dm以上、かつN1(x,y)がc・Dm以下を満たす場合のN1(x,y)を平均化した値である。   In FIG. 9, the value Nb2 (x, y) of the second noise component in the region 41 is such that N1 (x, y) is equal to or greater than −c · Dm and N1 (x, y) is c, where c is the coefficient. A value obtained by averaging N1 (x, y) when Dm or less is satisfied.

数式で表せば、下記式で表される。   If expressed by a mathematical formula, it is represented by the following formula.

Figure 2016027932

ここで、Avr(N1(x,y))はN1(x,y)の平均値を示す。また、Dmは第1実施例で説明した、予め測定して記憶した平面検出器から得られるDmである。
Figure 2016027932

Here, Avr (N1 (x, y)) indicates an average value of N1 (x, y). Dm is Dm obtained from the flat detector previously measured and stored as described in the first embodiment.

そして、これを領域42、領域43に対して同じ計算を行い、領域毎に計算したNb2(x,y)をオリジナル画像から減算することによりノイズ抑制処理を行う。   Then, the same calculation is performed on the regions 42 and 43, and noise suppression processing is performed by subtracting Nb2 (x, y) calculated for each region from the original image.

第2実施例では、平面検出器を3分割した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、2つに分割してもよいし、もっと多くの領域に分割してもよい。   In the second embodiment, the case where the flat detector is divided into three has been described. However, the present invention is not limited to this, and the flat detector may be divided into two or more regions.

また、予め測定して記憶するDmは、増幅器単位に測定して記憶していてもよい。   Further, Dm measured and stored in advance may be measured and stored in units of amplifiers.

従って、第2実施例によれば、増幅器の特性の違いによって生じるノイズ成分の値の変動を、増幅器毎に計算して補正するために、X線画像を劣化させることなく、ノイズを抑制することができる。   Therefore, according to the second embodiment, noise is suppressed without degrading the X-ray image in order to calculate and correct the fluctuation of the noise component value caused by the difference in the characteristics of the amplifier for each amplifier. Can do.

[その他の実施形態]
以上、実施形態を詳述したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能である。具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
[Other Embodiments]
Although the embodiment has been described in detail above, the present invention can take an embodiment as a system, apparatus, method, program, storage medium, or the like. Specifically, the present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices, or may be applied to an apparatus composed of a single device.

尚、本発明は、ソフトウェアのプログラムをシステム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによって前述した実施形態の機能が達成される場合を含む。この場合、供給されるプログラムは実施形態で図に示したフローチャートに対応したコンピュータプログラムである。   In the present invention, the functions of the above-described embodiments are achieved by supplying a software program directly or remotely to a system or apparatus, and the computer of the system or apparatus reads and executes the supplied program code. Including the case. In this case, the supplied program is a computer program corresponding to the flowchart shown in the drawings in the embodiment.

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。   Accordingly, since the functions of the present invention are implemented by computer, the program code installed in the computer also implements the present invention. In other words, the present invention includes a computer program itself for realizing the functional processing of the present invention.

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。
コンピュータプログラムを供給するためのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体としては以下が挙げられる。例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、MO、CD−ROM、CD−R、CD−RW、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM、DVD(DVD−ROM,DVD−R)などである。
In that case, as long as it has the function of a program, it may be in the form of object code, a program executed by an interpreter, script data supplied to the OS, or the like.
Examples of the computer-readable storage medium for supplying the computer program include the following. For example, floppy (registered trademark) disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, MO, CD-ROM, CD-R, CD-RW, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, DVD (DVD-ROM, DVD- R).

その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることが挙げられる。この場合、ダウンロードされるプログラムは、圧縮され自動インストール機能を含むファイルであってもよい。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるWWWサーバも、本発明に含まれるものである。   As another program supply method, a client computer browser is used to connect to a homepage on the Internet, and the computer program of the present invention is downloaded from the homepage to a recording medium such as a hard disk. In this case, the downloaded program may be a compressed file including an automatic installation function. It can also be realized by dividing the program code constituting the program of the present invention into a plurality of files and downloading each file from a different homepage. That is, a WWW server that allows a plurality of users to download a program file for realizing the functional processing of the present invention on a computer is also included in the present invention.

また、本発明のプログラムを暗号化してCD−ROM等の記憶媒体に格納してユーザに配布するという形態をとることもできる。この場合、所定の条件をクリアしたユーザに、インターネットを介してホームページから暗号を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用して暗号化されたプログラムを実行し、プログラムをコンピュータにインストールさせるようにもできる。   Further, the program of the present invention may be encrypted, stored in a storage medium such as a CD-ROM, and distributed to users. In this case, a user who has cleared a predetermined condition is allowed to download key information for decryption from a homepage via the Internet, execute an encrypted program using the key information, and install the program on the computer. You can also.

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOSなどとの協働で実施形態の機能が実現されてもよい。この場合、OSなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。   In addition to the functions of the above-described embodiment being realized by the computer executing the read program, the embodiment of the embodiment is implemented in cooperation with an OS or the like running on the computer based on an instruction of the program. A function may be realized. In this case, the OS or the like performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.

さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれて前述の実施形態の機能の一部或いは全てが実現されてもよい。この場合、機能拡張ボードや機能拡張ユニットにプログラムが書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行なう。   Furthermore, the program read from the recording medium is written in a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, so that part or all of the functions of the above-described embodiments are realized. May be. In this case, after a program is written in the function expansion board or function expansion unit, the CPU or the like provided in the function expansion board or function expansion unit performs part or all of the actual processing based on the instructions of the program.

5 平面検出器
11 画像処理装置
12 フィルタ回路
13 統計量計算回路
14 処理回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Planar detector 11 Image processing apparatus 12 Filter circuit 13 Statistics calculation circuit 14 Processing circuit

本発明に係る画像処理装置は、X線検出器から取得した原画像データからノイズ成分を低減する処理を行う画像処理装置であって、前記原画像データに対して所定の方向に平均化処理を行い、前記所定の方向に分割した分割領域毎に前記所定の方向とは異なる方向にハイパスフィルタ処理を行うフィルタ手段と、前記第1の画像データを用いて前記原画像データから線状ノイズを低減する処理を行う処理手段と、を有することを特徴とする。 An image processing apparatus according to the present invention is an image processing apparatus that performs a process of reducing noise components from original image data acquired from an X-ray detector, and performs an averaging process on the original image data in a predetermined direction. Filter means for performing high-pass filter processing in a direction different from the predetermined direction for each divided region divided in the predetermined direction, and reducing linear noise from the original image data using the first image data And a processing means for performing the processing .

Claims (12)

X線を原画像データに変換する平面検出器と、
前記原画像データの画素値に対して列方向にハイパスフィルタ処理を実行して第1の画像データを得るフィルタ手段と、
前記第1の画像データにおける同一画素行内の画素値に基づいて算出した統計量の絶対値に応じて前記第1の画像データにおける画素値の値を変換して得た値を、前記原画像データの対応する各画素の値から減じて処理後画像データを得る処理手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
A flat panel detector for converting X-rays into original image data;
Filter means for obtaining first image data by performing high-pass filter processing in a column direction on the pixel values of the original image data;
A value obtained by converting a value of a pixel value in the first image data according to an absolute value of a statistic calculated based on a pixel value in the same pixel row in the first image data is obtained as the original image data. Processing means for obtaining post-processing image data by subtracting from the value of each corresponding pixel of
An image processing apparatus comprising:
前記フィルタ手段は、前記ハイパスフィルタ処理を実行した後に、前記原画像データの同一行の方向にローパスフィルタを実行して前記第1の画像データを得ることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。   2. The image according to claim 1, wherein after the high-pass filter process is performed, the filter unit performs a low-pass filter in the same row direction of the original image data to obtain the first image data. 3. Processing equipment. 前記処理手段は、前記算出した統計量の絶対値の大きさが大きくなるに従い、前記第1の画像の画素値の絶対値の値を小さく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 image processing according to claim 1, wherein the processing unit decreases the absolute value of the pixel value of the first image as the absolute value of the calculated statistic increases. apparatus. 前記処理手段は、前記算出した統計量の絶対値の値が、予め定まる値以上の場合は定数と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 image processing apparatus according to claim 1, wherein the processing unit sets a constant if the absolute value of the calculated statistic is a predetermined value or more. 前記処理手段は、前記算出した統計量の絶対値の値が、予め定まる値以上の場合は0と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 image processing apparatus according to claim 1, wherein the processing unit sets 0 when an absolute value of the calculated statistic is a predetermined value or more. 前記平面検出器は、行毎に複数の増幅器を有し、前記統計量は読み出した増幅器毎に算出されることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein the flat panel detector includes a plurality of amplifiers for each row, and the statistics are calculated for each read amplifier. 前記統計値は分散値、平均値、標準偏差のいづれか一つであることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein the statistical value is one of a variance value, an average value, and a standard deviation. 前記読出し回路は画像信号を原画像データに変換するためのA/D変換手段を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein the readout circuit further includes A / D conversion means for converting an image signal into original image data. マトリックス状に配列された複数の画素から構成される平面検出器から行毎に読み出された原画像データに対する画像処理方法であって、
前記原画像データの画素値に対して列方向にハイパスフィルタ処理を実行して第1の画像データを得るフィルタ工程と、
前記第1の画像データにおける同一画素行内の画素値に基づいて算出した統計量の絶対値に応じて前記第1の画像データにおける画素値の値を変換して得た値を、前記原画像データの対応する各画素の値から減じて処理後画像データを得る処理工程と、
を備えることを特徴とする画像処理方法。
An image processing method for original image data read out row by row from a planar detector composed of a plurality of pixels arranged in a matrix,
A filter step of obtaining a first image data by performing a high-pass filter process in a column direction on the pixel value of the original image data;
A value obtained by converting a value of a pixel value in the first image data according to an absolute value of a statistic calculated based on a pixel value in the same pixel row in the first image data is obtained as the original image data. A processing step of obtaining post-processing image data by subtracting from the value of each corresponding pixel;
An image processing method comprising:
コンピュータに、マトリックス状に配列された複数の画素から構成される平面検出器から行毎に読み出された原画像データに対する画像処理方法を実行させるプログラムであって、
前記原画像データの画素値に対して列方向にハイパスフィルタ処理を実行して第1の画像データを得るフィルタ工程と、
前記第1の画像データにおける同一画素行内の画素値に基づいて算出した統計量の絶対値に応じて前記第1の画像データにおける画素値の値を変換して得た値を、前記原画像データの対応する各画素の値から減じて処理後画像データを得る処理工程と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
A program for causing a computer to execute an image processing method for original image data read out row by row from a flat detector composed of a plurality of pixels arranged in a matrix,
A filter step of obtaining a first image data by performing a high-pass filter process in a column direction on the pixel value of the original image data;
A value obtained by converting a value of a pixel value in the first image data according to an absolute value of a statistic calculated based on a pixel value in the same pixel row in the first image data is obtained as the original image data. A processing step of obtaining post-processing image data by subtracting from the value of each corresponding pixel;
A program that causes a computer to execute.
コンピュータに、マトリックス状に配列された複数の画素から構成される平面検出器から行毎に読み出された原画像の画素値に対する画像処理方法を実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記原画像データの画素値に対して列方向にハイパスフィルタ処理を実行して第1の画像データを得るフィルタ工程と、
前記第1の画像データにおける同一画素行内の画素値に基づいて算出した統計量の絶対値に応じて前記第1の画像データにおける画素値の値を変換して得た値を、前記原画像データの対応する各画素の値から減じて処理後画像データを得る処理工程と、
をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒
体。
A computer-readable recording medium recording a program for causing a computer to execute an image processing method for pixel values of an original image read out row by row from a flat detector composed of a plurality of pixels arranged in a matrix There,
A filter step of obtaining a first image data by performing a high-pass filter process in a column direction on the pixel value of the original image data;
A value obtained by converting a value of a pixel value in the first image data according to an absolute value of a statistic calculated based on a pixel value in the same pixel row in the first image data is obtained as the original image data. A processing step of obtaining post-processing image data by subtracting from the value of each corresponding pixel;
The computer-readable recording medium which recorded the program which makes a computer perform.
X線を受光した際に帯電した電荷に基づく画像信号を、マトリックス状に配列された複数の画素から構成される平面検出器から行毎に読み出した原画像データf(x、y)に対する画像処理方法であって、
X線を照射しないときに前記平面検出器から行毎に読み出された画像データから線状のノイズに関する第1の統計量Dmを計算する工程と、
前記原画像データf(x、y)の画素値に対して列方向にハイパスフィルタ処理を実行して第1の画像データPf(x,y)を得るフィルタ工程と、
前記第1の画像データpf(x、y)における同一画素行内の画素値に基づいて各画素毎に算出した第2の統計量Dv(x、y)を算出する工程と、
座標(x,y)、定数aをもって、線状ノイズに関する成分N1(x,y)を、下記の式で計算する工程と、
Figure 2016027932

前記原画像データf(x、y)の対応する各画素の値から線状ノイズに関する成分N1(x,y)を減じて処理後画像データp(x、y)を得る処理工程と、を備えることを特徴とする画像処理方法。
Image processing for original image data f (x, y) read out row by row from a flat panel detector composed of a plurality of pixels arranged in a matrix, based on charges charged when receiving X-rays A method,
Calculating a first statistic Dm related to linear noise from image data read out row by row from the flat panel detector when not irradiated with X-rays;
A filtering step of performing high-pass filtering on the pixel values of the original image data f (x, y) in the column direction to obtain first image data Pf (x, y);
Calculating a second statistic Dv (x, y) calculated for each pixel based on a pixel value in the same pixel row in the first image data pf (x, y);
A step of calculating a component N1 (x, y) related to linear noise with coordinates (x, y) and a constant a by the following equation:
Figure 2016027932

A processing step of subtracting the component N1 (x, y) related to linear noise from the value of each corresponding pixel of the original image data f (x, y) to obtain post-processing image data p (x, y). An image processing method.
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