JP2020088654A - 放射線撮像装置、放射線撮像システム、放射線撮像装置の制御方法、および、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】異常画素の補正に有利な技術を提供する。【解決手段】入射する放射線を電気信号に変換する複数の画素を備え、第１画像データを出力する撮像部と、複数の画素のうち常に異常な画素値を出力する第１画素の位置情報を記憶する記憶部と、位置情報に基づいて、第１画素の画素値を予め設定された設定値に置換することによって第１画像データから第２画像データを生成する置換部と、複数の画素のうち記憶部に記憶されておらず、かつ、異常な画素値を出力する第２画素を検出し、第２画素の画素値を補正する補正部と、を備え、補正部は、第２画像データのうち画素値が置換された第１画素を含むデータに基づいて、第２画素の検出および補正を行う。【選択図】図３

Description

本発明は、放射線撮像装置、放射線撮像システム、放射線撮像装置の制御方法、および、プログラムに関する。

放射線による医療画像診断や非破壊検査に用いる撮像装置として、半導体材料によって形成された平面検出器（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＦＰＤ）を用いた放射線撮像装置が知られている。このような放射線撮像装置は、例えば医療画像診断において、静止画や動画などのデジタル撮像装置として用いられる。

ＦＰＤに配される複数の画素の中に、ＦＰＤの製造工程上の問題などによって、常に異常な信号を出力する画素（欠陥画素）が存在する場合がある。また、撮像中の偶発的なノイズなどの混入によって、一時的に異常な信号を出力する画素（異常画素）が存在する場合がある。特許文献１には、異常画素の検出および補正を行った後、欠陥画素を補正することが示されている。特許文献１の異常画素の検出において、注目する画素と当該注目する画素の近傍に配された画素（近傍画素）とを比較することによって、当該注目する画素が異常画素であるか否かを判定する。このとき、欠陥画素の位置情報が記憶されたマップ（欠陥画素マップ）を参照することによって、近傍画素に欠陥画素がある場合、近傍画素のうち欠陥画素を除いた画素と、当該注目する画素と、の比較を行うことによって、異常画素の検出が行われる。また、異常画素が検出された場合、異常画素の画素値は、近傍画素のうち欠陥画素を除いた画素の画素値を用いて補正される。

米国特許出願公開第２０１１／０２３５９４０号明細書

特許文献１に示される方法では、画素ごとに欠陥画素マップを参照し、欠陥画素を除いた画素を用いて異常画素の検出および補正を行うため、異常画素の検出および補正にかかる処理効率を低下させる要因となりうる。

本発明は、異常画素の補正に有利な技術を提供することを目的とする。

上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係る放射線撮像装置は、入射する放射線を電気信号に変換する複数の画素を備え、第１画像データを出力する撮像部と、複数の画素のうち常に異常な画素値を出力する第１画素の位置情報を記憶する記憶部と、位置情報に基づいて、第１画素の画素値を予め設定された設定値に置換することによって第１画像データから第２画像データを生成する置換部と、複数の画素のうち記憶部に記憶されておらず、かつ、異常な画素値を出力する第２画素を検出し、第２画素の画素値を補正する補正部と、を備え、補正部は、第２画像データのうち画素値が置換された第１画素を含むデータに基づいて、第２画素の検出および補正を行うことを特徴とする。

上記手段によって、異常画素の補正に有利な技術を提供する。

本発明の実施形態に係る放射線撮像装置を用いた放射線撮像システムの構成例を示す図。 図１の放射線撮像装置の補正処理の工程を示すフロー図。 図１の放射線撮像装置の補正処理の方法を示すブロック図。 図１の放射線撮像装置の欠陥画素の置換処理の動作を示すフロー図。 図１の放射線撮像装置の異常画素の補正処理の動作を示すフロー図。 図５の補正処理の例を示す図。 図１の放射線撮像装置の欠陥画素の補間処理の動作を示すフロー図。

以下、本発明に係る放射線撮像装置の具体的な実施形態を、添付図面を参照して説明する。以下の説明及び図面において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そのため、複数の図面を相互に参照して共通する構成を説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。また、本発明における放射線には、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども含みうる。

図１〜７を参照して、本発明の実施形態における放射線撮像装置の構成および動作について説明する。図１は、本発明の実施形態における放射線撮像装置１００を用いた放射線撮像システムＳＹＳの構成例を示す図である。放射線撮像システムＳＹＳは、放射線撮像装置１００、制御用コンピュータ１４０、放射線源制御部１５０、放射線源１６０を含む。

放射線源１６０は、放射線源制御部１５０から出力される制御信号に応じて放射線を生成し、放射線撮像装置１００に向けて放射線を照射する。放射線源１６０から照射される放射線は、被検体１９０を介して放射線撮像装置１００に入射する。放射線撮像装置１００は、照射された放射線量に応じた画像を生成し、制御用コンピュータ１４０へ送信する。

制御用コンピュータ１４０は、放射線撮像システムＳＹＳ全体の動作を制御する。例えば、制御用コンピュータ１４０は、放射線源制御部１５０に対して放射線の照射の開始や停止を指示し、放射線撮像装置１００に放射線の照射の開始や停止を通知することによって、放射線源制御部１５０と放射線撮像装置１００との間の同期をとる。また、制御用コンピュータ１４０は、ユーザ（医師や放射線技師など）が放射線撮像装置１００の設定を変更するために用いられてもよい。制御用コンピュータ１４０に、ユーザが放射線源１６０で生成される放射線の条件や放射線撮像装置１００の設定などの確認や、放射線撮像システムＳＹＳにおける撮像条件を入力するためのディスプレイやキーボードが内蔵されていてもよい。また、図１に示されるように、制御用コンピュータ１４０とは別に、撮像された放射線画像や、放射線撮像システムＳＹＳの撮像条件や設定をユーザが確認するための表示部１７０や、撮像条件や設定をユーザが入力するための制御卓１８０が配されていてもよい。

放射線撮像装置１００は、撮像部１１０および制御部１２０を含む。撮像部１１０は、シンチレータ１０１と、シンチレータ１０１によって放射線から変換された光を電気信号に変換するための光電変換部をそれぞれ備える複数の画素が配された撮像パネル１０２と、を含む。本実施形態において、撮像部１１０は、シンチレータ１０１と撮像パネル１０２とを含むが、これに限られることはない。撮像部１１０が、入射する放射線を電気信号に直接変換する変換素子をそれぞれ備える複数の画素が配された撮像パネルによって構成され、シンチレータ１０１が配されなくてもよい。撮像部１１０は、入射する放射線を入射した放射線量に応じた電気信号に変換する複数の画素を含んでいればよい。

制御部１２０は、放射線撮像装置１００の全体を制御する。制御部１２０は、外部電源や内蔵バッテリなどから電力を受け放射線撮像装置１００の全体に供給するレギュレータ機能を備えうる。また、制御部１２０は、撮像パネル１０２を駆動し、撮像パネル１０２から画像データを読み出す。さらに、制御部１２０は、撮像パネル１０２から読み出した画像データに対して、撮像パネル１０２に固有の特性を補正するための補正処理を行う。制御部１２０が実施する補正処理として、オフセットの補正やゲインの補正があげられる。また、詳細は後述するが、制御部１２０が実施する補正処理として、常に異常な信号を出力する画素に対する補間、および、撮像中の偶発的なノイズなどの混入によって、一時的に異常な信号を出力する画素に対する補正があげられる。これらの補正機能が、制御用コンピュータ１４０に備わっていてもよい。この場合、放射線撮像装置１００と制御用コンピュータ１４０の補正機能とをあわせて本発明の「放射線撮像装置」といえる。

次いで、図２、３を用いて、本実施形態おける制御部１２０が実施する補正処理の流れを説明する。図２は、放射線撮像装置１００の画像データの補正処理の工程を示すフロー図である。

放射線撮像システムＳＹＳを用いた放射線画像の撮像の後、まず、制御部１２０は、ステップＳ２０１において、撮像部１１０の撮像パネル１０２から出力される画像データ（第１画像データ）を取得する。取得された画像データは、ステップＳ２０２において、常に異常な信号を出力する画素（第１画素：以下、欠陥画素と呼ぶ場合がある。）の信号値を予め設定された設定値に置換する置換処理を行う。次いで、制御部１２０は、ステップＳ２０３において、撮像部１１０から出力され置換処理が行われた画像データに対して、偶発的なノイズなどによって一時的に異常な信号を出力する画素（第２画素：以下、異常画素と呼ぶ場合がある。）の検出を行う。さらに、制御部１２０は、検出された異常画素の画素値を補正する。異常画素の補正処理が行われた後、制御部１２０は、ステップＳ２０４において、暗画像や撮像条件などに応じたオフセット補正およびゲイン補正の各処理を行う。オフセット補正およびゲイン補正を行った後、制御部１２０は、ステップＳ２０５において、欠陥画素の補間処理を行う。

図３は、放射線撮像装置１００の画像データの補正処理の工程を示すブロック図である。制御部１２０は、撮像部１１０から出力された画像データの補正処理を行うために、置換部３０１、補正部３０２、オフセット補正部３０３、ゲイン補正部３０４、補間部３０５を含む。また、制御部１２０は、複数の画素のうち常に異常な画素値を出力する欠陥画素の位置情報を記憶する記憶部３０６を含む。ここでは、制御部１２０の中に記憶部３０６が含まれるように説明するが、記憶部３０６が、制御部１２０から独立して配されていてもよい。欠陥画素の位置情報は、例えば、放射線撮像装置１００の出荷前の検査や出荷後のキャリブレーション作業などによって取得され、予め記憶部３０６に記憶される。

撮像部１１０から出力された画像データに対して、まず、置換部３０１において、記憶部３０６に記憶された欠陥画素の位置情報を用いて、欠陥画素の画素値を予め設定された設定値に置換する置換処理が実施される。ここで、常に異常な信号を出力する欠陥画素とは、例えば、撮像パネル１０２の製造工程上の問題や経時変化などによって、常に異常な信号を出力する画素のことである。このため、上述のように予め記憶部３０６に、その位置情報を記憶することができる画素である。欠陥画素は、例えば、入射する放射線の線量にかかわらず、常に同じ値の画素値を出力する画素でありうる。この置換処理によって、欠陥画素の画素値が予め設定された設定値に置換された画像データ（第２画像データ）が生成される。

次いで、補正部３０２は、置換部による処理が行われた画像データに対して、複数の画素のうち記憶部３０６に記憶されておらず、かつ、異常な画素値を出力する異常画素を検出し、異常画素の画素値を補正する。ここで、一時的に異常な信号を出力する異常画素とは、撮像中の偶発的なノイズなどの混入によって、空間的にも時間的にもランダムに画素値が異常値を示す画素である。例えば、撮像中に放射線撮像装置１００に衝撃が加わった場合などに発生しうる。また、本実施形態の撮像部１１０のようにシンチレータ１０１を用いた構成において、シンチレータ１０１で吸収されず（光に変換されず）に通過した放射線フォトンが、撮像パネル１０２に入射する場合がある。この放射線フォトンが、撮像パネル１０２の画素の光電変換部で光電効果を起こし、電気信号に変換された場合、その画素は、通常の画素値と比較して、異常に大きな画素値を出力しうる。異常画素は、一般的に正常な画素よりも大きな値の画素値を出力すると考えられる。空間的にも時間的にもランダムに出現する異常画素は、記憶部３０６に登録することができないため、補正部３０２は、記憶部３０６に記憶されていない画素のうち異常な画素値を出力する画素を検出し、この画素値を補正する。

補正部３０２による処理が行われた画像データに対して、オフセット補正部３０３において、オフセットデータ記憶部３０７に記憶されたオフセットデータを用いてオフセットを補正する処理が行われる。オフセットデータは、撮像前などに放射線が照射されない状態で撮像パネル１０２のそれぞれの画素から出力される信号（暗画像）を取得し、オフセットデータ記憶部３０７に記憶される。次に、オフセット補正部３０３で処理された画像データに対して、ゲイン補正部３０４において、ゲインデータ記憶部２０６に記憶された、撮像条件などに応じたゲインデータを用いてゲインを補正する処理が行われる。

次いで、ゲイン補正部３０４で処理された画像データは、補間部３０５において、記憶部３０６に登録されている欠陥画素の位置情報に基づいて、空間的な補間処理が行われる。より具体的に、補間部３０５は、記憶部３０６に記憶された欠陥画素の位置情報と撮像パネル１０２に配された複数の画素のうち欠陥画素の近傍に配された画素の画素値とに基づいて、欠陥画素の画素値を生成する。補間部３０５は、生成された画素値を欠陥画素の画素値とする。補間部３０５で処理された画像データは、出力データとして制御用コンピュータ１４０に転送される。

次に、図４〜７を用いて、図２、３に示す補正処理の各ステップについて、詳細に説明する。

図４は、図２のステップＳ２０２における欠陥画素の画素値の置換を行う置換処理の詳細を説明するフロー図である。本処理は、図３における置換部３０１の処理にあたる。この置換処理は、ステップＳ２０３の異常画素の補正において、補正後の異常画素の画素値に対して、欠陥画素の影響を抑制するために必要な処理である。また、異常画素の検出がされていないステップＳ２０２において、欠陥画素の補間処理は行わない。これは、欠陥画素の近傍に異常画素が存在すると、異常画素は記憶部３０６に登録されていないため、補間部３０５は、異常画素を含む画素を用いて欠陥画素の補間を行ってしまう可能性があるためである。

図４、５、７において、処理中の画素を「画素ｎ」と記述する。「ｎ」は、それぞれの画素に対応する番号である。例えば、撮像部１１０の撮像パネル１０２に１０００個の画素が配されている場合、「ｎ」は、それぞれの画素に０から順に９９９までナンバリングされた画素の番号である。

撮像部１１０から出力された画像データに対して、最初に、ステップＳ４０１において、置換部３０１は、画素の番号である「ｎ」の初期化（ｎ＝０）を行う。次に、置換部３０１は、ステップＳ４０２において、記憶部３０６に記憶された欠陥画素の位置情報に基づいて、画素ｎが欠陥画素か否かを判定する。ステップＳ４０２において、画素ｎが欠陥画素ではないと判定された場合、置換部３０１は、ステップＳ４０４に遷移する。ステップＳ４０２において、画素ｎが欠陥画素であると判定された場合、置換部３０１は、ステップＳ４０３に遷移する。置換部３０１は、ステップステップＳ４０３に遷移すると、欠陥画素と判定された画素ｎの画素値を予め設定された設定値に置換する。例えば、設定値が、複数の画素のうち正常な画素の画素値の最小値であってもよい。ここで、正常な画素の画素値の最小値とは、画素が、例えば、暗い側から０〜２５５の２５６段階の画素値を出力するように設計されている場合、「０」の画素値のことをいう。また、例えば、設定値が、複数の画素のうち正常な画素の画素値の中間値であってもよい。ここで、正常な画素の画素値の中間値とは、画素が、上述のような設計がなされている場合、例えば、「１２８」の画素値であってもよいし、例えば、「６４」〜「１９２」の間のユーザや撮像条件などによって設定される任意の画素値であってもよい。以下、置換部３０１は、欠陥画素の画素値を、正常な画素の画素値の最小値に置換するとして説明する。

置換部３０１は、ステップＳ４０４に遷移した場合、画素ｎが最終画素か否かの判定を行う。ステップＳ４０４おいて最終画素ではないと判定された場合、置換部３０１は、ステップＳ４０５に遷移する。置換部３０１は、ステップＳ４０５において、「ｎ」を「ｎ＋１」に進め、引き続き、ステップＳ４０２からの処理を繰り返す。また、ステップＳ４０４において、画素ｎが最終画素と判定された場合、置換部３０１における置換処理の工程が終了する。

次に、図５および図６（ａ）〜６（ｄ）を参照して、図２のステップＳ２０３における異常画素の検出および異常画素の画素値の補正の詳細について説明する。本処理は、図３における補正部３０２の処理にあたる。

図５は、異常画素の検出および補正処理の流れを示すフロー部である。図６（ａ）〜６（ｄ）は、異常画素の検出および補正処理の一例を示す図である。図６（ａ）は、撮像部１１０の撮像パネル１０２に配される１つの画素を示し、画素内のＮは、図６（ｂ）〜６（ｄ）において、画素値の大小関係の順番を示す。図６（ｂ）〜６（ｄ）において、画素値の大小関係は、最も小さい画素値を示す画素のＮを「１」、最も大きい画素値を示す画素のＮを「９」として順番に表されている。図６（ｂ）は、異常画素の検出するための判定の対象画素を中心とし、対象画素の近傍に配された８画素の近傍画素を含む９画素で、画素値の大小比較を行った例を示している。９画素による比較のため、Ｎは、最も小さい画素値を出力した画素の１から最も大きい画素値を出力した９までの値となる。図６（ｃ）、６（ｄ）は、異常画素の画素値を補正する補正処理の方法を示す図である。

本実施形態において、近傍画素は、図６（ｂ）に示されるように、対象画素を取り囲む８つの画素とするが、これに限られることはない。例えば、近傍画素は、対象画素に隣り合う４つの画素（例えば、対象画素の上下左右に配された画素）であってもよい。さらに、例えば、近傍画素は、対象画素を取り囲む５×５のマトリックスに含まれる２４個の画素であってもよい。

まず、図５に示すフロー図を参照し、異常画素の検出および異常画素の画素値の補正処理について説明する。

置換部３０１による処理が行われた画像データに対して、最初に、ステップＳ５０１において、補正部３０２は、画素の番号である「ｎ」の初期化（ｎ＝０）を行う。次に、補正部３０２は、画素ｎが異常画素か否かの判定を行う。まず、ステップＳ５０２において、補正部３０２は、画素ｎの画素値と画素ｎの近傍に配された近傍画素の画素値との比較を行う。図６（ｂ）は、ステップＳ５０２における判定結果の例である。ステップＳ５０２において、画素ｎの画素値が、画素ｎと近傍画素との画素値の中で最大であると判定された場合、補正部３０２は、ステップＳ５０３に遷移する。ステップＳ５０２において、画素ｎの画素値が、画素ｎと近傍画素との画素値の中で最大ではないと判定された場合、補正部３０２は、画素ｎは異常画素ではないと判定し、ステップＳ５０５に遷移する。

図６（ｂ）に示されるように、ステップＳ５０２において画素ｎが、画素ｎと近傍画素との画素値の中で最大であった場合、補正部３０２は、ステップＳ５０３において、画素ｎの画素値が設定された閾値以上か否かを判定する。画素ｎの画素値が閾値以上の場合、補正部３０２は、画素ｎが異常画素であると判定しステップＳ５０４に遷移する。上述したように、異常画素は、一般に、正常な画素よりも大きな値の画素値を出力すると考えられる。また、欠陥画素は、図２に示すステップＳ２０２において、画素値が最小の画素値に置換されている。このため、画素ｎの画素値が閾値以上の場合、補正部３０２は、画素ｎが異常画素であると判定できる。画素ｎの画素値が閾値よりも小さい場合、補正部３０２は、画素ｎが異常画素ではないと判定しステップＳ５０５に遷移する。

ステップＳ５０２、Ｓ５０３を実施することによって、補正部３０２は、置換部３０１によって欠陥画素の画素値が置換された画像データのうち画素値が置換された欠陥画素を含むデータに基づいて、異常画素の検出を行う。より具体的には、補正部３０２は、複数の画素のうち置換部３０１によって画素値が置換されていない画素の画素値、および、欠陥画素の設定値に置換された画素値を使用して、異常画素の検出を行う。これによって、撮像部１１０の撮像パネル１０２に配された複数の画素から、記憶部３０６に記憶されていない、設定された閾値以上の画素値を出力する画素が、異常画素として検出される。

このように、補正部３０２は、欠陥画素の設定値に置換された画素値を参照して異常画素の検出を行う。換言すると、補正部３０２は、異常画素の検出において、記憶部３０６に記憶された欠陥画素の位置情報を参照し、異常画素の検出の対象となる１つ１つの画素の近傍画素に欠陥画素が含まれているか否かを判定しなくてもよい。これによって、異常画素の検出にかかる処理効率が向上しうる。

本実施形態において、補正部３０２は、ステップＳ５０２で画素ｎの画素値が近傍画素の画素値よりも大きいと判定された画素ｎに対して、ステップＳ５０３で閾値との比較を行うが、これに限られることはない。例えば、ステップＳ５０２を省略し、補正部３０２が、画像データに含まれるすべての画素ｎに対して画素値が閾値以上か否かを判定することによって、異常画素を検出してもよい。また、異常画素を検出する際の閾値は、例えば、ユーザが撮像条件などに応じて設定してもよい。また、例えば、制御用コンピュータ１４０内のメモリなどに、撮像条件などに応じた閾値が記憶され、ユーザが撮像条件を設定した際に、制御用コンピュータ１４０から、放射線撮像装置１００の制御部１２０に閾値が転送されてもよい。

補正部３０２は、異常画素を検出した場合、ステップＳ５０４において、異常画素の画素値の補正処理を実施する。ステップＳ５０４で補正部３０２が行う補正処理について、図６（ｃ）、６（ｄ）を参照して説明する。ここでは、図６（ｂ）に示される中央の画素が異常画素として検出され、補正部３０２が、複数の画素のうち異常画素の近傍に配された近傍画素の画素値に基づいて、異常画素の画素値を補正する例を示す。

例えば、図６（ｃ）に示されるように、補正部３０２は、異常画素の画素値を、近傍画素のうち最も大きい画素値を出力する画素と同じ画素値に変更してもよい。また、例えば、図６（ｄ）に示されるように、異常画素の画素値を、近傍画素のうち中間値を出力する画素の画素値に変更してもよい。ここで、中間値とは、図６（ｄ）に示される構成の場合、８画素の近傍画素のうち小さい側から４番目または５番目の画素値を出力する画素の画素値であってもよい。また、例えば、４番目の画素値を出力した画素と５番目の画素値を出力した画素との画素値の平均値であってもよい。また、例えば、補正部３０２は、異常画素の画素値を近傍画素から出力される画素値の平均値に変更してもよい。このとき、欠陥画素は、図２に示すステップＳ２０２において画素値が最小の画素値に置換されている。このため、補正部３０２は、異常画素の画素値を、近傍画素のうち最大の画素値を出力する画素と最小の画素値を出力する画素とを除いた画素から出力される画素値の平均値に変更してもよい。さらに、例えば、補正部３０２は、異常画素の画素値を、近傍画素のうち２番目に大きな画素値を出力する画素と同じ画素値に変更してもよい。２番目に大きな画素値に変更することによって、近傍画素に、さらに他の異常画素が含まれていた場合においても、このさらなる異常画素の影響を抑制し、異常画素の補正の精度を向上させることが可能となる。

また、ステップＳ５０４における異常画素の補正は、上述のような異常画素の近傍に配された画素を用いた空間的な補正に限られるものではない。例えば、動画像の撮像など連続して撮像が行われる場合、補正部３０２は、異常画素が発生したフレームの前後のフレームの同じ位置の画素の画素値を用いて、異常画素の補正を行ってもよい。例えば、補正部３０２は、異常画素の画素値を、１つ前のフレームまたは１つ後のフレームの画素値と同じ画素値にしてもよい。また、例えば、補正部３０２は、異常画素の画素値を、１つ前のフレームの画素値と１つ後のフレームの画素値との平均値など、２つ以上のフレームの画素値に基づいて補正してもよい。

また、補正部３０２は、上述したような補正の方法のうち少なくとも２種類から選択される方法を用いて異常画素の画素値を補正可能に構成されていてもよい。この場合、補正部３０２は、異常画素の補正を行う処理方法を選択するための方法設定部をさらに備えうる。方法設定部は、例えば、ユーザの指定に従って補正方法を選択してもよい。また、例えば、撮像条件などに応じて、方法設定部が、適宜、異常画素の補正を行う処理方法を選択してもよい。

ステップＳ５０４を実施することによって、補正部３０２は、置換部３０１によって欠陥画素の画素値が置換された画像データのうち画素値が置換された欠陥画素を含むデータに基づいて、異常画素の補正を行う。より具体的には、補正部３０２は、複数の画素のうち置換部３０１によって画素値が置換されていない画素の画素値、および、欠陥画素の設定値に置換された画素値を使用して、異常画素の補正を行う。このように、複数の画素の中から異常画素が検出された場合、補正部３０２は、近傍画素に欠陥画素が含まれていても、欠陥画素の設定値に置換された画素値を参照して異常画素の補正を行う。換言すると、補正部３０２は、異常画素の補正において、記憶部３０６に記憶された欠陥画素の位置情報を参照し、検出された１つ１つの異常画素の近傍画素に欠陥画素が含まれているか否かを判定しなくてもよい。これによって、異常画素の補正にかかる処理効率が向上しうる。

補正部３０２は、ステップＳ５０５に遷移した場合、画素ｎが最終画素かどうか判定を行う。ステップＳ５０５において最終画素ではないと判定された場合、補正部３０２は、ステップＳ５０６に遷移する。補正部３０２は、ステップＳ５０６において、「ｎ」を「ｎ＋１」に進め、引き続き、ステップＳ５０２からの処理を繰り返す。また、ステップＳ５０５において、画素ｎが最終画素と判定された場合、補正部３０２における異常画素の検出および補正の工程が終了する。

続いて、図７を参照して、図２のステップＳ２０５における欠陥画素の画素値の補間を行う補間処理の詳細を説明する。図７は、欠陥画素の補間処理の流れを示すフロー図である。本処理は、図３における補間部３０５の処理にあたる。

補間部３０５は、最初に、ステップＳ７０１において、画素の番号である「ｎ」の初期化を行う。次に、補間部３０５は、ステップＳ７０２において、記憶部３０６に記憶された欠陥画素の位置情報に基づいて、画素ｎが欠陥画素か否かを判定する。ステップＳ７０２において、画素ｎが欠陥画素ではないと判定された場合、補間部３０５は、ステップＳ７０４に遷移する。ステップＳ７０２において、画素ｎが欠陥画素であると判定された場合、補間部３０５は、ステップＳ４０３に遷移する。補間部３０５は、ステップＳ４０３に遷移すると、欠陥画素と判定された画素ｎの画素値を、複数の画素のうち欠陥画素と判定された画素ｎの近傍に配された画素の画素値に基づいて補間する。例えば、補間部３０５は、複数の画素のうち欠陥画素と判定された画素ｎの近傍に配された画素の画素値の平均値に変更する。

補間部３０５は、補正部３０２によって異常画素に対する処理が行われた画像データに対して、処理を行う。これによって、欠陥画素の補間において、異常画素の画素値の影響を受けることが抑制される。また、本実施形態において、図３に示されるように、補間部３０５は、オフセット補正部３０３およびゲイン補正部３０４による処理が行われた画像データに対して処理を行うが、これに限られることはない。補間部３０５は、オフセット補正部３０３およびゲイン補正部３０４による処理が行われる前に、欠陥画素の補間を行ってもよい。

また、欠陥画素の補正方法として、欠陥画素と判定された画素ｎの近傍に配された画素の画素値の平均値を採用する方法を示したが、これに限られるものではない。例えば、補間部３０５は、欠陥画素と判定された画素ｎの近傍に配された画素の画素値の中間値を用いて、欠陥画素と判定された画素ｎの画素値を補完してもよい。また、例えば、欠陥画素は、図２に示すステップＳ２０２において画素値が最小の画素値に置換されている。そこで、補間部３０５は、記憶部３０６に記憶された記憶情報から欠陥画素と判定された画素ｎの画素値を、近傍画素のうち最小の画素値を出力する画素を除いた画素から出力される画素値の平均値に補正してもよい。これによって、欠陥画素と判定された画素ｎの近傍に、さらに他の欠陥画素があった場合であっても、欠陥画素と判定された画素ｎの画素値の補間の精度を保つことが可能となる。

補間部３０５は、ステップＳ７０４に遷移した場合、画素ｎが最終画素かどうか判定を行う。ステップＳ７０４おいて最終画素ではないと判定された場合、補間部３０５は、ステップＳ７０５に遷移する。補間部３０５は、ステップＳ７０５において、「ｎ」を「ｎ＋１」に進め、引き続き、ステップＳ７０２からの処理を繰り返す。また、ステップＳ７０４において、画素ｎが最終画素と判定された場合、補間部３０５における欠陥画素の補間の工程が終了する。

以上のように、本実施形態において、異常画素の検出を行う前に、欠陥画素の画素値を異常画素の検出および補正に対して影響が小さな値に置換する。これによって、異常画素を検出する際に、検出の対象となる画素ごとに、それぞれの画素の近傍に欠陥画素があるか否かの判定をする必要がなくなる。また、異常画素の画素値の補正を行う際、検出された異常画素ごとに、すべての近傍画素に基づいて補正するのか、近傍画素から欠陥画素を除いた画素に基づいて補正するのかの判定を必要としない。これによって、異常画素の検出および補正にかかる効率の低下を抑制することが可能となる。

以上、本発明に係る実施形態を示したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。

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。

１００：放射線撮像装置、１１０：撮像部、３０１：置換部、３０２：補正部、３０６：記憶部

Claims (18)

1. 入射する放射線を電気信号に変換する複数の画素を備え、第１画像データを出力する撮像部と、
   前記複数の画素のうち常に異常な画素値を出力する第１画素の位置情報を記憶する記憶部と、
   前記位置情報に基づいて、前記第１画素の画素値を予め設定された設定値に置換することによって前記第１画像データから第２画像データを生成する置換部と、
   前記複数の画素のうち前記記憶部に記憶されておらず、かつ、異常な画素値を出力する第２画素を検出し、前記第２画素の画素値を補正する補正部と、を備え、
   前記補正部は、前記第２画像データのうち画素値が置換された前記第１画素を含むデータに基づいて、前記第２画素の検出および補正を行うことを特徴とする放射線撮像装置。
2. 前記補正部は、前記複数の画素のうち前記置換部によって画素値が置換されていない画素の画素値、および、前記第１画素の前記設定値に置換された画素値を使用して、前記第２画素の検出および補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
3. 前記補正部は、前記第２画素の検出および補正において、前記第１画素の前記設定値に置換された画素値を参照することを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮像装置。
4. 前記設定値が、前記複数の画素のうち正常な画素の画素値の最小値であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
5. 前記補正部が、前記複数の画素のうち設定された閾値以上の画素値を出力する画素を前記第２画素として検出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
6. 前記補正部が、前記複数の画素のうち前記第２画素の近傍に配された近傍画素の画素値に基づいて、前記第２画素の画素値を補正することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
7. 前記補正部が、前記第２画素の画素値を、前記近傍画素のうち最も大きい画素値を出力する画素と同じ画素値に変更することを特徴とする請求項６に記載の放射線撮像装置。
8. 前記補正部が、前記第２画素の画素値を、前記近傍画素のうち中間値を出力する画素の画素値に変更することを特徴とする請求項６に記載の放射線撮像装置。
9. 前記補正部が、
   少なくとも２種類から選択される方法を用いて前記第２画素の画素値を補正可能に構成され、
   前記方法を選択するための設定部をさらに備え、
   前記方法が、
   前記第２画素の画素値を、前記近傍画素のうち最も大きい画素値を出力する画素と同じ画素値に変更する方法と、
   前記第２画素の画素値を、前記近傍画素のうち中間値を出力する画素の画素値に変更する方法と、
   を含むことを特徴とする請求項６に記載の放射線撮像装置。
10. 前記設定部が、撮像を行う際の撮像条件に応じて前記方法を選択することを特徴とする請求項９に記載の放射線撮像装置。
11. 前記放射線撮像装置は、前記位置情報と前記複数の画素のうち前記第１画素の近傍に配された画素の画素値とに基づいて、前記第１画素の画素値を生成する補間部をさらに備え、
    前記補間部は、前記補正部によって処理が行われた前記第２画像データに対して、処理を行うことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
12. 前記放射線撮像装置が、画像データのオフセットを補正するオフセット補正部と、画像データのゲインを補正するゲイン補正部をさらに備え、
    前記オフセット補正部および前記ゲイン補正部は、前記補正部によって処理が行われた前記第２画像データに対して、処理を行い、
    前記補間部は、前記補正部、前記オフセット補正部および前記ゲイン補正部によって処理が行われた前記第２画像データに対して、処理を行うことを特徴とする請求項１１に記載の放射線撮像装置。
13. 前記補間部が、前記第１画素の画素値を、前記複数の画素のうち前記第１画素の近傍に配された画素の画素値に基づいて、前記第１画素の画素値を補正することを特徴とする請求項１１または１２に記載の放射線撮像装置。
14. 前記補間部が、前記第１画素の画素値を、前記複数の画素のうち前記第１画素の近傍に配された画素の画素値の平均値に変更することを特徴とする請求項１３に記載の放射線撮像装置。
15. 前記撮像部が、シンチレータをさらに含み、
    前記複数の画素が、前記シンチレータによって放射線から変換された光を電気信号に変換するための光電変換部をそれぞれ備えることを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
16. 請求項１乃至１５の何れか１項に記載の放射線撮像装置と、
    前記放射線撮像装置に放射線を照射するための放射線源と、
    を含む放射線撮像システム。
17. 放射線撮像装置の制御方法であって、
    前記放射線撮像装置は、
    入射する放射線を電気信号に変換する複数の画素を含む撮像部と、
    前記複数の画素のうち常に異常な画素値を出力する第１画素の位置情報を記憶する記憶部と、
    前記位置情報に基づいて、前記第１画素の画素値を予め設定された設定値に置換する置換部と、
    前記複数の画素のうち前記記憶部に記憶されておらず、かつ、異常な画素値を出力する第２画素を検出し、前記第２画素の画素値を補正する補正部と、を備え、
    前記制御方法は、
    前記撮像部から出力される第１画像データに対して、前記置換部による処理を行うことによって第２画像データを生成する工程と、
    前記第２画像データのうち画素値が置換された前記第１画素を含むデータに基づいて、前記補正部による前記第２画素の検出および補正を行う工程と、
    を含むことを特徴とする制御方法。
18. 請求項１７に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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