JP2020000543A - 画像処理装置、放射線撮影装置及びそれらの制御方法、放射線撮影システム - Google Patents

Abstract

【課題】飽和画素値を補正するための専用の画像を撮影することを不要とする。【解決手段】画像処理装置は、放射線撮影装置が撮影した放射線画像を当該撮影後に当該放射線撮影装置が撮影したオフセット画像を用いて補正した補正後放射線画像と、当該放射線画像に対応する補正前放射線画像とを取得し、補正後放射線画像と補正前放射線画像に基づいて補正後放射線画像から残像成分を抽出して残像画像を生成し、残像成分と真の画素値との関係を示す残像特性に基づいて残像画像の残像成分の真値を推定し、補正後放射線画像における飽和画素の画素値を推定された真値で補正する。【選択図】 図２

Description

本発明は、放射線撮影システム、放射線撮影システムを構成する放射線撮影装置および画像処理装置に関する。

放射線、特にＸ線による医療画像診断や非破壊検査のために、２次元平面上に並べられた固体撮像素子で構成された平面検出器（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ；以下ＦＰＤ）を用いた放射線撮影装置が普及している。放射線撮影装置は、例えば医療画像診断の分野においては、一般撮影のような静止画撮影や、透視撮影のような動画撮影などが可能なデジタル撮影装置として用いられている。ＦＰＤにおける画像化の流れは、まず、Ｘ線焦点から被写体を透過して到達したＸ線を、各画素に対応した固体撮像素子でＸ線量に応じた電荷として蓄積する。次に、固体撮像素子に蓄積された電荷の解放時の電流値をＡ／Ｄ変換器でデジタル化することにより、各画素の画素値を得る。そして、２次元平面上に並んでいるそれぞれの固体撮像素子の位置と画素値からＸ線画像を作成する。

上記のＡ／Ｄ変換器では、入力された電流値を例えば「０〜６５５３５」等の様に有限な範囲の画素値に変換する。ここで変換の際に、入力が有限な範囲を超える場合、その入力は有限な範囲の上限値に変換される。上限値に変換された状態を飽和と呼び、上限値を飽和画素値と呼ぶ。Ｘ線画像内で飽和した画素は全て飽和画素値となり、被写体による減衰による画素値の変化が表れないため、被写体の情報が失われた状態となる。そのため、例えば医療目的の撮影等の場合であれば、飽和によって診断に支障が出てしまう可能性もある。

特許文献１には、このような、飽和によって被写体の情報が失われる問題を解決する方法として、残像という現象を利用して飽和した画素の情報を復元する方法が記載されている。残像とは、Ｘ線撮影して画像を取得した後、Ｘ線を照射せずに画像を取得すると直前にＸ線撮影した画像の一部が写り込んでいるような画像が得られる、といった現象を指す。この残像は、Ｘ線を受け撮像素子で蓄積した電荷を解放した際に電荷の一部が解放されず、次の画像取得でこの電荷が呼び出されてしまうという撮像素子の特性に起因する。特許文献１では、Ｘ線画像取得後に別途ＦＰＤから取得した画像の残像成分を用いて、残像から元の画像を推定することで飽和画素値を補正している。

特開２００３−２０９７４６

しかし、特許文献１の方法の場合、Ｘ線画像とその後に取得した残像を含んだ画像の２枚の画像を必要とする。一般的には、Ｘ線画像の１枚だけをＦＰＤから画像処理装置等の出力先に転送すれば良いが、特許文献１の場合、画像２枚分のデータサイズを転送するため、画像の転送に凡そ倍の時間が掛かってしまう。また、放射線画像の撮影後にオフセット画像を取得してオフセット補正後の画像を生成する構成に特許文献１の構成を適用すると、放射線画像の撮影、残像を含んだ画像の撮影、オフセット画像の撮影を行うことになる。すなわち、１枚の放射線画像を取得するのに、３回の撮影を実行することになり、効率が悪い。

本発明の一態様による画像処理装置は、
放射線撮影装置が撮影した放射線画像を前記放射線画像の撮影後に前記放射線撮影装置が撮影したオフセット画像を用いて補正した補正後放射線画像と、前記放射線画像に対応する補正前放射線画像とを取得する取得手段と、
前記補正後放射線画像と前記補正前放射線画像に基づいて、前記補正後放射線画像から残像成分を抽出して残像画像を生成する抽出手段と、
残像成分と真の画素値との関係を示す残像特性に基づいて、前記残像画像の残像成分の真値を推定する推定手段と、
前記補正後放射線画像における飽和画素の画素値を前記推定手段で推定された真値で補正する補正手段と、を備える。

本発明によれば、オフセット補正後の放射線画像を生成するために撮影された放射線画像とオフセット画像を用いて飽和画素値を補正することが可能となるので、飽和画素値を補正するための放射線画像を個別に撮影することが不要となる。

実施形態による放射線撮影システムの構成例を示すブロック図。 第１実施形態によるＦＰＤと画像処理装置の機能構成例を示すブロック図。 画像取得のタイミングを示す図。 第１実施形態による残像成分の抽出処理を示すフローチャート。 オフセットレベル補正処理の概念を説明する図。 ＦＰＤの残像特性の例を示す図。 第２実施形態によるＦＰＤと画像処理装置の機能構成例を示すブロック図。 第２実施形態による残像成分の抽出処理を示すフローチャート。 前オフセット画像取得のタイミングを示す図。 第３実施形態によるＦＰＤと画像処理装置の機能構成例を示すブロック図。 第３実施形態による残像成分の抽出処理を示すフローチャート。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態において、放射線という用語は、Ｘ線の他、例えば、α線、β線、γ線粒子線、宇宙線などを含み得る。

＜第１実施形態＞
第１実施形態では、図１の構成の放射線撮影システムにおいて、図２に示した通り画像処理装置への入力にオフセット補正後の放射線画像と縮小放射線画像を用いた場合の画像処理例を示す。

図１は、第１実施形態による放射線撮影システムの構成例を示すブロック図である。本実施形態の放射線撮影システムは、放射線発生装置１００、放射線撮影装置（以下、ＦＰＤ２００）、画像処理装置３００を有する。放射線発生装置１００は、設定された条件（管電圧、照射時間など）で放射線を発生する。ＦＰＤ２００は、放射線を検出して放射線画像を生成し、画像処理装置３００へ送信する。画像処理装置３００は、放射線発生装置１００への照射条件の設定、ＦＰＤ２００からの画像の取得、取得した画像の処理を行う。表示装置４００は画像処理装置３００により生成された画像を表示する。操作部５００は、画像処理装置３００に対するユーザ操作を受け付け、受け付けた操作に対応する信号を画像処理装置３００へ送る。

画像処理装置３００において、Ｉ／Ｏ部３０１は、放射線発生装置１００、ＦＰＤ２００、表示装置４００、操作部５００を画像処理装置３００と接続するインターフェースである。記憶媒体３０２には、ＣＰＵ３０８により実行されるプログラムが格納されている。メモリ３０７は、記憶媒体３０２に格納されているプログラムをＣＰＵ３０８が実行できるように展開するための領域と、ＣＰＵ３０８の作業領域を有する。

放射線発生装置１００は、被写体９００とその延長線上にあるＦＰＤ２００に対して放射線を照射する。放射線を照射されたＦＰＤ２００は、放射線を画像（以下、放射線画像）に変換し、画像処理装置３００のＩ／Ｏ部３０１へ送る。この時、放射線発生装置１００から画像処理装置３００へ線量や管電圧などの画像撮影時の撮影に関する情報（以下、撮影情報）が送られてもよい。Ｉ／Ｏ部３０１を介して取得された放射線画像と撮影情報は記憶媒体３０２に格納される。記憶媒体３０２に格納された放射線画像と撮影情報は、記憶媒体３０２に記憶されている画像処理プログラムと共にメモリ３０７に一時的に読み出される。ＣＰＵ３０８は、メモリ３０７に展開された画像処理プログラムを実行して画像処理装置３００を制御し、放射線画像を処理する。ＣＰＵ３０８は、画像処理プログラムを実行することにより、抽出部３０３、推定部３０４、補正部３０５、処理部３０６として機能する。なお、抽出部３０３、推定部３０４、補正部３０５は、オフセット補正後の放射線画像における飽和画素を補正する処理を行う。なお、ＣＰＵ３０８の代わりにＧＰＵや画像処理用チップ等の演算装置により画像処理が実行されてもよい。画像処理装置３００は、画像処理した結果を表示装置４００に表示させる。また、操作部５００は、画像処理装置３００の操作や撮影情報の入力等に使用される。

次に、画像処理装置３００の記憶媒体３０２に記憶されている画像処理プログラムの処理について図２を用いて説明する。図２は、ＦＰＤ２００と画像処理装置３００の機能構成例を示すブロック図である。上述したように、図２に示される画像処理装置３００の各機能部は、ＣＰＵ３０８がプログラムを実行することにより実現されてもよいし、専用のハードウエアにより実現されてもよいし、ソフトウエアとハードウエアの協働により実現されてもよい。ＦＰＤ２００においても、不図示のＣＰＵがメモリに格納されたプログラムを実行することにより、あるいは、専用のハードウエアにより、あるいはそれらの協働により、図２に示される各機能部が実現され、以下に説明するようにＦＰＤ２００が制御される。

ＦＰＤ２００において、撮影部２５１は放射線撮影を行う。取得部２５２は、撮影部２５１が撮影した放射線画像を、当該放射線画像の撮影後に撮影部２５１が撮影したオフセット画像を用いて補正することによりオフセット補正後放射線画像２０１を取得する。縮小部２５３は、撮影部２５１が撮影した上記の放射線画像（オフセット補正前の放射線画像）を縮小して縮小放射線画像２０２を生成する。ＦＰＤ２００は、オフセット補正後放射線画像２０１と、縮小放射線画像２０２を、画像処理装置へ送信する。なお、本実施形態では、ＦＰＤ２００は、飽和画素値の補正に用いるための画像として縮小放射線画像を提供するが、オフセット補正前の放射線画像そのものが送信されてもよい。本実施形態では、ＦＰＤ２００から画像処理装置３００へ送信されるデータ量を減少させるために、縮小放射線画像が用いられている。

画像処理装置３００は、ＦＰＤ２００が撮影した放射線画像を当該放射線画像の撮影後にＦＰＤ２００が撮影したオフセット画像を用いて補正した補正後放射線画像と、該放射線画像に対応する補正前放射線画像とを取得する。本実施形態では、飽和画素を補正する対象となるオフセット補正後放射線画像２０１と飽和画素値の補正に必要な情報となる、補正前放射線画像としての縮小放射線画像２０２がＦＰＤ２００から取得される。抽出部３０３は、オフセット補正後放射線画像２０１と補正前放射線画像（本実施形態では縮小放射線画像２０２）に基づいて、オフセット補正後放射線画像２０１から残像成分を抽出して残像画像を生成する。推定部３０４は、残像成分と真の画素値との関係を示す残像特性３２０に基づいて、残像画像の各画素（残像成分）の真値を推定し、推定した真値を画素値とする真値推定画像を生成する。補正部３０５は、オフセット補正後放射線画像２０１の飽和画素値を、真値推定画像を用いて補正する。すなわち、補正部３０５は、オフセット補正後放射線画像２０１における飽和画素の画素値を推定部３０４で推定された真値で補正することにより、補正放射線画像３５０を生成する。本実施形態では、補正部３０５は例えば推定された真値で飽和画素の画素値を置き換える。

次に、上述の各処理について具体的に説明する。まず、ＦＰＤ２００から画像処理装置３００へ転送される２つの画像、すなわちオフセット補正後放射線画像２０１と縮小放射線画像２０２について説明する。縮小放射線画像２０２は、転送するデータサイズを小さくするために放射線画像を縮小したものである。具体的な例としては、ニアレストネイバー法やバイリニア等の補間方法を用いて、４分の１や８分の１等の画像に縮小すればよい。また、オフセット補正後放射線画像２０１は、放射線画像から暗電流成分の画素値を減算した画像である。以下、ＦＰＤ２００におけるオフセット補正後放射線画像２０１の生成処理について説明する。

撮影部２５１の撮影により得られる放射線画像は、［数１］に示す様に、放射線成分による画素値と撮像素子に蓄積された暗電流成分の画素値からなる。

ここで、x, yは画像上の座標、V_xはＸ線画像の画素値、V_XrayはＸ線成分の画素値、V_Darkは暗電流成分の画素値を示す。

放射線画像から暗電流成分を減算する方法としては、例えば、図３に示した様に放射線画像と放射線照射をせずに取得したオフセット画像を［数２］の様に減算することで実施できる。図３に示されるように、オフセット画像は放射線画像の撮影から所定時間（Ｔ）後に取得される。

ここで、x, yは画像上の座標、V_x-oはオフセット補正後放射線画像、V_xはＸ線画像、V_oはオフセット画像、を示す。但し、オフセット画像には、［数３］に示される様に、暗電流成分の電荷以外に残像が含まれている。

ここで、V_Lagは残像成分を画素値とする残像画像である。

ゆえに、［数１］〜［数３］からオフセット補正後放射線画像２０１は、［数４］の様に残像成分の項を持つ画像となる。

［数３］、［数４］で述べた残像成分は、放射線成分と相関があり、かつ、放射線成分よりも十分に小さく、飽和しない、という特徴を備える。これらの２つ特徴から残像成分を用いることで、放射線成分の相関関係から飽和した際の放射線成分の真値推定をすることができる。

次に、画像処理装置３００内の処理の説明をする。画像処理装置３００では、抽出部３０３による残像成分の抽出処理と、推定部３０４による真値の推定処理と、補正部３０５による飽和画素値の補正処理が順番に行われる。

図４は、抽出部３０３による残像画像の抽出処理を示すフローチャートである。抽出部３０３は、縮小放射線画像を元の画像サイズに復元して放射線画像を取得する（Ｓ３１１）。そして、抽出部３０３は、復元された放射線画像とオフセット補正後放射線画像２０１との差分に基づいてオフセットレベルを取得し（Ｓ３１２）、放射線画像、オフセットレベル、オフセット補正後放射線画像に基づいて残像成分を抽出する（Ｓ３１３）。以下、具体的に説明する。

まず、Ｓ３１１において、抽出部３０３は、縮小放射線画像２０２を元の画像サイズに復元して放射線画像を得る。例えば、抽出部３０３は、ニアレストネイバー法やバイリニア法などの補間方法を用いて縮小放射線画像２０２を縮小前の画像サイズに拡大することにより、放射線画像を復元する。

次に、Ｓ３１２において、抽出部３０３は、Ｓ３１１で復元された放射線画像に含まれるオフセット成分（オフセットレベル）を、オフセット補正後放射線画像２０１を用いて取得する。但し、オフセット補正後放射線画像２０１には残像成分の影響も含まれおり、１画素ごとの暗電流成分を正確に推測することは難しい。そこで、本実施形態では、図５に示した様に、復元された放射線画像とオフセット補正後放射線画像の差分から一律の暗電流成分を推定し、これを復元された放射線画像から除去する。

具体的な方法の例としては、まず［数５］に示した様に放射線画像の復元処理（Ｓ３１１）で得られた放射線画像とオフセット補正後放射線画像２０１との差分の平均値からオフセットレベル求める。

ここで、Oはオフセットレベル、V_x'はＳ３１１で縮小放射線画像を復元することにより得られた放射線画像の画素値、V_x-oはオフセット補正後放射線画像２０１の画素値である。［数６］に示した様に、放射線画像よりオフセットレベルを減算することで暗電流成分を除去できる。

ここで、V_x'-oはオフセットレベル補正処理Ｓ３１２後のＸ線画像の画素値を示す。

Ｓ３１３において、抽出部３０３は、オフセットレベルの補正処理（Ｓ３１２）により補正された放射線画像とオフセット補正後放射線画像２０１とから残像画像２１０を生成する。残像画像の生成処理（Ｓ３１３）では、例えば、［数７］の様に、オフセットレベルの補正処理（Ｓ３１２）で求められた放射線画像からオフセット補正後放射線画像２０１を減算する。

ここで、V_Lagは残像画像の画素値を示す。

次に、図２の画像処理装置３００の推定部３０４による真値の推定処理を説明する。真値の推定処理では、抽出部３０３が取得した残像画像と事前に設定した残像特性３２０を基に、真値推定画像を生成する。具体的な例としては、［数８］に示した様に、残像画像の画素値を残像特性３２０に従った残像係数で除算することで真値推定画像を求めることができる。

ここで、V_Rは真値推定画像の画素値、Lは残像特性３２０の残像係数を示す。

なお、残像特性３２０としては、公知の方法を用いて導出したものを設定すれば良い。具体的な例としては、ＦＰＤ２００を用いて放射線の照射線量と放射線画像の取得からオフセット画像の取得までの経過時間を変数とした放射線画像とオフセット画像を取得し、画素値の比から図６の様なテーブルもしくは近似式として保持することで実現できる。図６に示される例では、残像特性は、画素値と経過時間と残像係数の関係を示している。例えば、推定部３０４は、残像特性を参照することにより、放射線画像の撮影からオフセット画像の撮影までの時間Ｔ（図２）と残像成分（残像画像の画素値）から、残像係数Ｌを取得する。

次に、図２の画像処理装置３００における補正部３０５による飽和画素値の補正処理について説明する。飽和画素値の補正処理では、オフセット補正後放射線画像２０１と、推定部３０４の真値推定処理により得られた真値推定画像とから、補正放射線画像３５０を算出する。例えば、補正部３０５は、オフセット補正後放射線画像２０１の画素のうち、飽和する可能性のある閾値以上の画素を値推定画像の画素値で補正する。本実施形態では、補正部３０５が飽和する可能性のある閾値以上の画素を値推定画像の画素値で置き換えるものとして説明する。ここで、閾値とは、例えば、ＦＰＤ２００における飽和画素値から所定値を引いた値である。オフセット補正後放射線画像２０１では、オフセット補正により飽和画素における画素値が飽和画素値未満になっている可能性がある。すなわち、飽和画素が必ずしも飽和画素値であるとは限らないため、飽和画素値から所定値を引いた値が閾値として用いられる。なお、この所定値を、ユーザが操作部５００を介して設定できるようにしてもよい。また、縮小放射線画像を復元した放射線画像においてＦＰＤ２００の飽和画素値を持つ画素を、真値推定画像の画素値による置き換えの対象となるオフセット補正後放射線画像２０１の飽和画素であると判定するようにしてもよい。

飽和画素値の補正処理で飽和画素が真値で置き換えられた補正放射線画像３５０は、画像処理装置３００から表示装置４００に出力され、表示される。この際、処理部３０６が、補正放射線画像３５０に所定の画像処理を施した後に表示装置４００に出力するようにしてもよい。そのような所定の画像処理の具体例としては、ユーザに見やすくすることを目的とした階調処理、周波数強調処理、散乱線低減処理などがある。あるいは、画像特徴量を抽出する画像処理、線量指標値導出処理などの、飽和によって影響を受ける画像処理を行うようにしてもよく、その場合、処理の精度向上を実現できる。

以上のように、第１実施形態によれば、飽和画素の画素値を、被写体の有無や被写体による減衰情報を持った画素値に補正することができる。また、ＦＰＤ２００からは、オフセット補正後放射線画像２０１と縮小放射線画像２０２が画像処理装置３００へ送信されるので、送信なデータ量が少なくなり、転送時間の早い放射線撮影装置を提供できる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、画像処理装置３００は、ＦＰＤ２００から取得されるオフセット補正後放射線画像２０１とオフセット補正前の放射線画像（縮小放射線画像２０２）を用いて飽和画素の真値を推定し、補正放射線画像３５０を生成した。第２実施形態では、ＦＰＤ２００から取得されるオフセット補正後放射線画像２０１と、オフセット補正に用いたオフセット画像（本実施形態では縮小オフセット画像）とを用いて飽和画素の真値を推定し、補正放射線画像３５０を生成する。なお、第２実施形態の放射線撮影装置の構成は第１実施形態（図１）と同様である。ＦＰＤ２００の縮小部２５３は、撮影部２５１から得られたオフセット画像を縮小して縮小オフセット画像２０３を生成し、画像処理装置３００に提供する。また、ＦＰＤ２００は、画像処理装置３００からの要求に応じて、前オフセット画像を撮影し、画像処理装置３００に提供する。

図７は、第２実施形態による画像処理装置３００の機能構成例を示すブロック図である。以下、主として、第２実施形態の第１実施形態と異なる部分について説明する。第１実施形態の構成との主たる違いは、ＦＰＤ２００から画像処理装置３００により取得されるデータと、抽出部３０３による残像成分の抽出処理である。また、図７において、前オフセット画像３７０は、実質的に残像成分を含まないオフセット画像であり、例えば、オフセット補正後放射線画像２０１を取得するための放射線撮影に先立って、ＦＰＤ２００が撮影したオフセット画像である。例えば、図９に示される様に放射線照射前に前オフセット画像３７０が取得される。なお、前オフセット画像３７０のノイズを低減するために、放射線照射前に複数回にわたって画像を取得し、これらを平均して前オフセット画像３７０としてもよい。

画像処理装置３００は、ＦＰＤ２００が撮影した放射線画像を、当該放射線画像の撮影後にＦＰＤ２００が撮影したオフセット画像を用いて補正したオフセット補正後放射線画像２０１と、当該オフセット画像に対応するオフセット画像を取得する。ここで画像処理装置３００が取得するオフセット画像は、オフセット補正に用いたオフセット画像そのものでもよいが、本実施形態では、データ転送量を削減するために、オフセット画像を縮小した縮小オフセット画像が用いられる。

抽出部３０３は、縮小オフセット画像２０３と前オフセット画像３７０に基づいて残像成分を抽出して残像画像を生成する。縮小オフセット画像２０３は、転送するデータサイズを小さくするためにオフセット画像を縮小したものである。具体的な例としては、オフセット画像をニアレストネイバー法やバイリニア等の補間方法を用いて４分の１や８分の１等の画像に縮小することにより得られた画像である。

図８は、第２実施形態による抽出部３０３の処理を示すフローチャートである。Ｓ３６１において、抽出部３０３は、縮小オフセット画像２０３を元の画像サイズに復元してオフセット画像を得る復元処理を行う。具体的には、例えば、ニアレストネイバー法やバイリニア法などの補間方法を用いて、縮小オフセット画像２０３を縮小前の画像サイズに拡大することで、オフセット画像が生成される。

Ｓ３６２において、抽出部３０３は、Ｓ３６１で復元したオフセット画像に含まれる暗電流成分を、前オフセット画像３７０を用いて補正し、残像画像２１０を生成する。すなわち、抽出部３０３は、Ｓ３６１で復元されたオフセット画像から、前オフセット画像３７０を差し引くことにより残像画像を生成する。なお、前オフセット画像３７０は、放射線画像の取得に先立ってＦＰＤ２００により取得され、画像処理装置３００へ送信される。

Ｓ３６２における残像画像作成処理は、［数３］でも記載した通り、Ｓ３６１で復元されたオフセット画像は暗電流成分を含むが、前オフセット画像３７０は、図９で示した通り放射線撮影前に取得されるので、実質的に残像を含まない。従って、オフセット画像から前オフセット画像を減算することで補正することができる。具体的には、［数９］によって残像画像２１０を求めることができる。

ここで、V_o'はＳ３６１のオフセット画像復元処理で求めたオフセット画像の画素値、V_Bは前オフセット画像３７０の画素値を示す。

以降の処理、すなわち推定部３０４が残像画像を用いて真値推定画像を生成し、補正部３０５が真値推定画像を用いてオフセット補正後放射線画像２０１の飽和画素値を補正する処理は、第１実施形態と同様である。

以上のように、第２実施形態によれば、飽和画素の画素値を、被写体の有無や被写体による減衰情報を持った画素値に補正することができる。また、オフセット画像は、縮小された転送されるため、転送されるデータ量が少なくなり、転送時間の早い放射線撮影装置を提供できる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態の画像処理装置３００は、オフセット補正後放射線画像２０１と、オフセット補正前の放射線画像における飽和画素の位置を示す飽和画素情報２０４とを用いて補正放射線画像３５０を生成する。なお、第３実施形態の放射線撮影システムの構成は第１実施形態（図１）と同様である。図１０は、第３実施形態による画像処理装置３００の機能構成例を示すブロック図である。以下、主として、第３実施形態の第１実施形態と異なる部分について説明する。第１実施形態の構成との主たる違いは、抽出部３０３による残像成分の抽出処理である。なお、ＦＰＤ２００において、生成部２５４は、撮影部２５１が撮影した放射線画像から、飽和画素値を有する画素の位置を示す飽和画素情報２０４を生成する。ＦＰＤ２００は、オフセット補正後放射線画像２０１と飽和画素情報２０４を画像処理装置３００に送信する。

抽出部３０３は、前オフセット画像３７０とオフセット補正後放射線画像２０１と飽和画素情報２０４とに基づいて、オフセット補正後放射線画像２０１の残像成分を抽出して残像画像を生成する。放射線画像の飽和画素情報２０４は、飽和画素値となっている画素の位置を示す情報である。飽和画素情報２０４の具体的な例としては、例えば、飽和画素の行と列の座標情報群、または、画像サイズ分のｂｉｔ配列において画像のラスタスキャン順に飽和画素の場合「１」それ以外を「０」とした情報を格納したデータがあげられる。

図１１は、第３実施形態による抽出部３０３の処理を示すフローチャートである。抽出部３０３は、飽和画素情報により示される飽和画素に飽和画素値が割り当てられた飽和画像から前オフセット画像３７０を差し引いてオフセット補正後の飽和画像を得る。そして、抽出部３０３は、オフセット補正後の飽和画像からオフセット補正後放射線画像２０１を差し引くことにより残像成分を抽出する。より具体的には、まず、Ｓ３８１において、抽出部３０３は、飽和画素情報２０４を飽和画像に変換する。例えば、抽出部３０３は、飽和画素情報２０４に基づいて飽和している画素にはＦＰＤ２００のＡ／Ｄ変換器の飽和画素値を格納し、それ以外の画素には「０」を格納することで、飽和画素情報２０４を飽和画像に変換する。

次に、Ｓ３８２において、抽出部３０３は、Ｓ３８１で生成した飽和画像に含まれる暗電流成分を、前オフセット画像３７０を用いて補正する。このオフセット補正は、Ｓ３８１で生成された飽和画像の各画素における暗電流成分を取り除くために行われる。具体的には、［数１０］に示される様に、飽和画像の画素のうち、Ａ／Ｄ変換器の飽和画素値の場合は前オフセット画像３７０の画素値を減算し、その他の場合は０を格納することで実現され得る。

ここで、V_s-oは前オフセット画像３７０によりオフセット補正された飽和画像の画素値、V_sは飽和画像の画素値、V_Bは前オフセット画像３７０の画素値である。

次に、Ｓ３８３において、抽出部３０３は、Ｓ３８２におけるオフセット補正処理により補正された飽和画像と、オフセット補正後放射線画像２０１とから残像画像を生成する。より具体的には、［数１１］に示される様に、Ｓ３８２におけるオフセット補正処理で求めた飽和画像の各画素からオフセット補正後放射線画像２０１を減算することで実現できる。

ここで、V_Lagは残像画像の画素値を示す。

以降の処理、すなわち推定部３０４が残像画像２１０を用いて真値推定画像を生成し、補正部３０５が真値推定画像を用いてオフセット補正後放射線画像２０１の飽和画素値を補正する処理は、第１実施形態と同様である。ただし、オフセット補正後放射線画像２０１における飽和画素は、飽和画素情報２０４が示す飽和画素の位置に基づいて判定することができる。

以上のように、第３実施形態によれば、飽和画素の画素値を、被写体の有無や被写体による減衰情報を持った画素値に補正することができる。また、飽和画素情報は、飽和画素の座標値の情報、あるいは、各画素が飽和画素か否かを示すために１画素が１ビットで構成された画像であり、放射線画像に比べてデータ量が少ない。結果、ＦＰＤ２００から画像処理装置３００へ転送されるデータ量が少なく、転送時間の早い放射線撮影装置を提供できる。

＜その他の実施形態＞
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１００：放射線発生装置、２００：ＦＰＤ、３００：画像処理装置、４００：表示装置、５００：操作部、３０１：Ｉ／Ｏ部、３０２：記憶媒体、３０３：抽出部、３０４：推定部、３０５：補正部、３０６：処理部、３０７：メモリ、３０８：ＣＰＵ

Claims (29)

1. 放射線撮影装置が撮影した放射線画像を前記放射線画像の撮影後に前記放射線撮影装置が撮影したオフセット画像を用いて補正した補正後放射線画像と、前記放射線画像に対応する補正前放射線画像とを取得する取得手段と、
   前記補正後放射線画像と前記補正前放射線画像に基づいて、前記補正後放射線画像から残像成分を抽出して残像画像を生成する抽出手段と、
   残像成分と真の画素値との関係を示す残像特性に基づいて、前記残像画像の残像成分の真値を推定する推定手段と、
   前記補正後放射線画像における飽和画素の画素値を前記推定手段で推定された真値で補正する補正手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記放射線画像を縮小した縮小放射線画像が提供され、
   前記取得手段は、前記縮小放射線画像を元の画像サイズに復元した画像を前記補正前放射線画像として取得することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記抽出手段は、
   前記補正前放射線画像と前記補正後放射線画像との差分に基づいてオフセットレベルを取得し、
   前記補正前放射線画像と、前記オフセットレベルと、前記補正後放射線画像とに基づいて前記残像成分を抽出することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 前記抽出手段は、前記補正前放射線画像と前記補正後放射線画像の対応する画素の画素値の差分の平均値を前記オフセットレベルとして取得することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記抽出手段は、前記補正前放射線画像から前記オフセットレベルを差し引いた結果から、前記補正後放射線画像を差し引くことで前記残像画像を生成することを特徴とする請求項３または４に記載の画像処理装置。
6. 放射線撮影装置が撮影した放射線画像を、前記放射線画像の撮影後に前記放射線撮影装置が撮影したオフセット画像を用いて補正した補正後放射線画像と前記オフセット画像に対応する第１のオフセット画像を取得する取得手段と、
   前記放射線撮影装置により撮影された、残像成分を含まない第２のオフセット画像と前記第１のオフセット画像に基づいて残像成分を抽出して残像画像を生成する抽出手段と、
   残像成分と真の画素値との関係を示す残像特性に基づいて、前記残像画像の残像成分の真値を推定する推定手段と、
   前記補正後放射線画像における飽和画素の画素値を前記推定手段で推定された真値で補正する補正手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
7. 前記放射線画像の撮影後に撮影された前記オフセット画像を縮小した縮小オフセット画像が提供され、
   前記取得手段は、前記縮小オフセット画像を元の画像サイズに復元した画像を前記第１のオフセット画像として取得することを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
8. 前記第２のオフセット画像は、前記放射線撮影装置が前記放射線画像の撮影に先立って撮影したオフセット画像であることを特徴とする請求項６または７に記載の画像処理装置。
9. 前記抽出手段は、前記第１のオフセット画像から前記第２のオフセット画像を差し引くことにより前記残像画像を生成することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
10. 前記補正後放射線画像における飽和画素とは、飽和画素値から所定値を引いた閾値を超える画素値を有する画素であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
11. ユーザによる前記所定値の設定を受け付ける設定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の画像処理装置。
12. 放射線撮影装置が撮影した放射線画像を前記放射線画像の撮影後に前記放射線撮影装置が撮影したオフセット画像を用いて補正することにより得られた補正後放射線画像と、前記放射線画像における飽和画素の位置を示す飽和画素情報を取得する取得手段と、
    前記放射線撮影装置により撮影された、残像成分を含まない第２のオフセット画像と前記補正後放射線画像と前記飽和画素情報に基づいて、前記補正後放射線画像の残像成分を抽出して残像画像を生成する抽出手段と、
    残像成分と真の画素値との関係を示す残像特性に基づいて、前記残像画像の残像成分の真値を推定する推定手段と、
    前記補正後放射線画像における飽和画素を前記推定手段で推定された真値で補正する補正手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
13. 前記抽出手段は、前記飽和画素情報により示される飽和画素に飽和画素値が割り当てられた飽和画像から前記第２のオフセット画像を差し引いて得られるオフセット補正後の飽和画像から、前記補正後放射線画像を差し引くことにより前記残像成分を抽出することを特徴とする請求項１２に記載の画像処理装置。
14. 前記補正後放射線画像における飽和画素は、前記飽和画素情報により示される飽和画素であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の画像処理装置。
15. 前記残像特性は経過時間と残像係数の関係を示し、
    前記推定手段は、前記放射線画像の撮影から前記オフセット画像の撮影までの時間と前記残像特性に基づいて真値を推定することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
16. 前記補正手段により飽和画素が真値で補正された補正放射線画像について画像処理を行う画像処理手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
17. 前記画像処理手段は、前記補正放射線画像について、階調処理、周波数強調処理、散乱線低減処理、画像特徴量の抽出処理、線量指標値導出処理の少なくとも何れかを行うことを特徴とする請求項１６に記載の画像処理装置。
18. 放射線撮影装置であって、
    放射線撮影を行う撮影手段と、
    前記撮影手段が撮影した放射線画像を、前記放射線画像の撮影後に前記撮影手段が撮影したオフセット画像を用いて補正することにより補正後放射線画像を取得する取得手段と、
    前記補正後放射線画像を送信し、前記放射線画像または前記オフセット画像に対応する画像を送信する送信手段と、を備えることを特徴とする放射線撮影装置。
19. 前記放射線画像または前記オフセット画像を縮小して縮小放射線画像または縮小オフセット画像を生成する縮小手段をさらに備え、
    前記送信手段は、前記補正後放射線画像と、前記縮小放射線画像または前記縮小オフセット画像とを送信する、ことを特徴とする請求項１８に記載の放射線撮影装置。
20. 放射線撮影装置であって、
    放射線撮影を行う撮影手段と、
    前記撮影手段が撮影した放射線画像を、前記放射線画像の撮影後に前記撮影手段が撮影したオフセット画像を用いて補正することにより補正後放射線画像を取得する取得手段と、
    前記放射線画像における飽和画素の位置を示す飽和画素情報を生成する生成手段と、
    前記補正後放射線画像と前記飽和画素情報を送信する送信手段と、を備えることを特徴とする放射線撮影装置。
21. 放射線撮影装置と画像処理装置を備える放射線撮影システムであって、
    前記放射線撮影装置が、放射線撮影により得られた放射線画像を、前記放射線画像の撮影後に撮影されたオフセット画像を用いて補正した補正後放射線画像と、前記放射線画像に対応する補正前放射線画像とを、前記画像処理装置へ送信し、
    前記画像処理装置が、
    前記補正後放射線画像と前記補正前放射線画像に基づいて、前記補正後放射線画像から残像成分を抽出して残像画像を生成し、
    残像成分と真の画素値との関係を示す残像特性に基づいて、前記残像画像の残像成分の真値を推定し、
    前記補正後放射線画像における飽和画素の画素値を前記推定された真値で補正する、ことを特徴とする放射線撮影システム。
22. 放射線撮影装置と画像処理装置を備える放射線撮影システムであって、
    前記放射線撮影装置が、放射線撮影により得られた放射線画像を、前記放射線画像の撮影後に撮影されたオフセット画像を用いて補正した補正後放射線画像と前記オフセット画像に対応する第１のオフセット画像を、前記画像処理装置へ送信し、
    前記画像処理装置が、
    前記放射線撮影装置により撮影された、残像成分を含まない第２のオフセット画像と前記第１のオフセット画像に基づいて残像成分を抽出して残像画像を生成し、
    残像成分と真の画素値との関係を示す残像特性に基づいて、前記残像画像の残像成分の真値を推定し、
    前記補正後放射線画像における飽和画素の画素値を前記推定された真値で補正する、ことを特徴とする放射線撮影システム。
23. 放射線撮影装置と画像処理装置を備える放射線撮影システムであって、
    前記放射線撮影装置が、放射線撮影により得られた放射線画像を前記放射線画像の撮影後に撮影された第１のオフセット画像を用いて補正することにより得られた補正後放射線画像と、前記放射線画像における飽和画素の位置を示す飽和画素情報を前記画像処理装置へ送信し、
    前記画像処理装置が、
    前記放射線撮影装置により撮影された、残像成分を含まない第２のオフセット画像と前記補正後放射線画像と前記飽和画素情報に基づいて、前記補正後放射線画像の残像成分を抽出して残像画像を生成し、
    残像成分と真の画素値との関係を示す残像特性に基づいて、前記残像画像の残像成分の真値を推定し、
    前記補正後放射線画像における飽和画素を前記推定された真値で補正する、ことを特徴とする放射線撮影システム。
24. 放射線撮影装置が撮影した放射線画像を前記放射線画像の撮影後に前記放射線撮影装置が撮影したオフセット画像を用いて補正した補正後放射線画像と、前記放射線画像に対応する補正前放射線画像とを取得する取得工程と、
    前記補正後放射線画像と前記補正前放射線画像に基づいて、前記補正後放射線画像から残像成分を抽出して残像画像を生成する抽出工程と、
    残像成分と真の画素値との関係を示す残像特性に基づいて、前記残像画像の残像成分の真値を推定する推定工程と、
    前記補正後放射線画像における飽和画素の画素値を前記推定工程で推定された真値で補正する補正工程と、を備えることを特徴とする画像処理装置の制御方法。
25. 放射線撮影装置が撮影した放射線画像を、前記放射線画像の撮影後に前記放射線撮影装置が撮影したオフセット画像を用いて補正した補正後放射線画像と前記オフセット画像に対応する第１のオフセット画像を取得する取得工程と、
    前記放射線撮影装置により撮影された、残像成分を含まない第２のオフセット画像と前記第１のオフセット画像に基づいて残像成分を抽出して残像画像を生成する抽出工程と、
    残像成分と真の画素値との関係を示す残像特性に基づいて、前記残像画像の残像成分の真値を推定する推定工程と、
    前記補正後放射線画像における飽和画素の画素値を前記推定工程で推定された真値で補正する補正工程と、を備えることを特徴とする画像処理装置の制御方法。
26. 放射線撮影装置が撮影した放射線画像を前記放射線画像の撮影後に前記放射線撮影装置が撮影したオフセット画像を用いて補正することにより得られた補正後放射線画像と、前記放射線画像における飽和画素の位置を示す飽和画素情報を取得する取得工程と、
    前記放射線撮影装置により撮影された、残像成分を含まない第２のオフセット画像と前記補正後放射線画像と前記飽和画素情報に基づいて、前記補正後放射線画像の残像成分を抽出して残像画像を生成する抽出工程と、
    残像成分と真の画素値との関係を示す残像特性に基づいて、前記残像画像の残像成分の真値を推定する推定工程と、
    前記補正後放射線画像における飽和画素を前記推定工程で推定された真値で補正する補正工程と、を備えることを特徴とする画像処理装置の制御方法。
27. 放射線撮影を行う撮影手段を有する放射線撮影装置の制御方法であって、
    前記撮影手段が撮影した放射線画像を、前記放射線画像の撮影後に前記撮影手段が撮影したオフセット画像を用いて補正することにより補正後放射線画像を取得する取得工程と、
    前記補正後放射線画像を送信し、前記放射線画像または前記オフセット画像に対応する画像を送信する送信工程と、を備えることを特徴とする放射線撮影装置の制御方法。
28. 放射線撮影を行う撮影手段を有する放射線撮影装置の制御方法であって、
    前記撮影手段が撮影した放射線画像を、前記放射線画像の撮影後に前記撮影手段が撮影したオフセット画像を用いて補正することにより補正後放射線画像を取得する取得工程と、
    前記放射線画像における飽和画素の位置を示す飽和画素情報を生成する生成工程と、
    前記補正後放射線画像と前記飽和画素情報を送信する送信工程と、を備えることを特徴とする放射線撮影装置の制御方法。
29. コンピュータを、請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の画像処理装置の各手段、または、請求項１８乃至２０のいずれか１項に記載の放射線撮影装置の各手段、として機能させるためのプログラム。

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