JP2022124713A - 放射線画像生成方法および放射線画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影時間を短縮しつつ、再構成画像の画質が低下することを抑制することが可能な放射線画像撮影装置を提供する。【解決手段】この放射線画像生成方法は、被写体９０と撮影部１との相対角度が異なる複数の撮影角度で複数の放射線画像を撮影するステップと、第１基準画像６ａおよび第２基準画像６ｂを選択するステップと、選択した各基準画像の撮影角度をカバーする角度範囲３０内において、第１放射線画像群７ａおよび第２放射線画像群７ｂを選択するステップと、選択した各放射線画像群に基づいて、第１ぶれ画像８ａおよび第２ぶれ画像８ｂを生成するステップと、第１基準画像６ａと第１ぶれ画像８ａとに基づいて第１高画質画像９ａを生成するとともに、第２基準画像６ｂと第２ぶれ画像８ｂとに基づいて第２高画質画像９ｂを生成するステップと、第１高画質画像９ａおよび第２高画質画像９ｂに基づいて、再構成画像１０を生成するステップと、を備える。【選択図】図７

Description

本発明は、放射線画像生成方法および放射線画像撮影装置に関し、特に、複数の撮影角度で撮影する被写体を放射線画像生成方法および放射線画像撮影装置に関する。

従来、複数の撮影角度で被写体を撮影する放射線画像撮影装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に記載されているＸ線ＣＴ装置（放射線画像撮影装置）は、Ｘ線管と、コリメータと、Ｘ線検出器と、回転機構とを備える。上記特許文献１に開示されている放射線画像撮影装置は、回転機構によってＸ線管とＸ線検出器とを回転させながら撮影することにより、断層画像を生成する。

特開２００５－２３７７７９号公報

ここで、上記特許文献１に記載されているＸ線ＣＴ装置（放射線画像撮影装置）では、回転機構によって回転させながら、各々の回転角度（撮影角度）において被写体を撮影する。撮影角度を多く（撮影する角度間隔を小さく）することにより、得られる断層画像（再構成画像）の画質を向上させることができる。しかしながら、撮影角度を多くすると、撮影する枚数が多くなり、再構成画像を生成するために要する撮影時間が増加する。この場合、撮影時間が増加することを抑制するために、各々の撮影角度における撮影時間を短縮することが考えられる。しかしながら、各々の撮影角度における撮影時間を短縮すると、各撮影角度において撮影された画像の画質が低下し、再構成画像の画質が低下する。そのため、撮影時間を短縮しつつ、再構成画像の画質が低下することを抑制することが望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、撮影時間を短縮しつつ、再構成画像の画質が低下することを抑制することが可能な放射線画像生成方法および放射線画像撮影装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における放射線画像生成方法は、被写体と撮影部との相対角度が異なる複数の撮影角度で複数の放射線画像を撮影するステップと、複数の放射線画像から、第１撮影角度において撮影された第１基準画像、および、第１撮影角度とは異なる第２撮影角度において撮影された第２基準画像を選択するステップと、選択した各基準画像の撮影角度をカバーする角度範囲内において、互いに異なる撮影角度で撮影された第１放射線画像群、および、第２放射線画像群を選択するステップと、選択した各放射線画像群に基づいて、第１ぶれ画像、および、第２ぶれ画像を生成するステップと、第１基準画像と第１ぶれ画像とに基づいて第１高画質画像を生成するとともに、第２基準画像と前記第２ぶれ画像とに基づいて第２高画質画像を生成するステップと、第１高画質画像および第２高画質画像に基づいて、被写体の３次元構造を反映するように再構成された再構成画像を生成するステップと、を備える。

この発明の第２の局面における放射線画像撮影装置は、被写体を撮影する撮影部と、被写体と撮影部との相対角度が異なる複数の角度から撮影した複数の放射線画像に対して画像処理を行う画像処理部と、を備え、画像処理部は、複数の放射線画像から、第１撮影角度において撮影された第１基準画像、および、第１撮影角度とは異なる第２撮影角度において撮影された第２基準画像の撮影角度をカバーする角度範囲内において、互いに異なる撮影角度で撮影された第１放射線画像群および第２放射線画像群のうち、第１放射線画像群に基づいて第１ぶれ画像を生成するとともに、第２放射線画像群に基づいて第２ぶれ画像を生成し、第１基準画像と第１ぶれ画像とに基づいて、第１高画質画像を生成するとともに、第２基準画像と第２ぶれ画像とに基づいて、第２高画質画像を生成し、第１高画質画像と第２高画質画像とに基づいて、被写体の３次元構造を反映するように再構成された再構成画像を生成するように構成されている。

上記第１の局面における放射線画像生成方法は、上記のように、第１基準画像と、第１ぶれ画像とに基づいて、第１高画質画像を生成するとともに、第２基準画像と、第２ぶれ画像とに基づいて、第２高画質画像を生成するステップと、第１高画質画像と第２高画質画像とに基づいて、被写体の３次元構造を反映するように再構成された再構成画像を生成するステップとを備える。ここで、再構成画像を生成するために要する総撮影時間を短縮するために、１枚当たりの放射線画像を撮影する際の撮影時間を短縮した場合、第１基準画像および第２基準画像は、ノイズが多い画像となる。一方、被写体がぶれた状態で写る画像である第１ぶれ画像は、第１放射線画像群に基づいて生成されるため、１枚の放射線画像を撮影する時間が短い場合でも、十分な放射線量が得られる。また、被写体がぶれた状態で写る画像である第２ぶれ画像は、第２放射線画像群に基づいて生成されるため、１枚の放射線画像を撮影する時間が短い場合でも、十分な放射線量が得られる。そのため、第１ぶれ画像および第２ぶれ画像は、被写体がぶれた状態で写るが、ノイズが少ない画像となる。

第１基準画像および第２基準画像は、ノイズが多いが、被写体はぶれていない状態で写る画像であるため、第１基準画像および第２基準画像から被写体のエッジ情報を取得することができる。また、第１ぶれ画像および第２ぶれ画像は、被写体がぶれた状態で写るが、ノイズが少ない画像であるため、被写体の画素値の情報を取得することができる。すなわち、第１基準画像から被写体のエッジ情報を取得するとともに、第１ぶれ画像から被写体の画素値の情報を取得することにより、１枚当たりの放射線画像を撮影する際の撮影時間を短縮した場合でも、ノイズを低減するとともに、被写体のぶれを抑制した画像（第１高画質画像）を生成することができる。また、第２基準画像から被写体のエッジ情報を取得するとともに、第２ぶれ画像から被写体の画素値の情報を取得することにより、１枚当たりの放射線画像を撮影する際の撮影時間を短縮した場合でも、ノイズを低減するとともに、被写体のぶれを抑制した画像（第２高画質画像）を生成することができる。そのため、上記のように、十分な放射線量が得られる第１ぶれ画像と、第１基準画像とにより第１高画質画像を生成するとともに、十分な放射線量が得られる第２ぶれ画像と、第２基準画像とにより第２高画質画像を生成することにより、１枚当たりの放射線画像を撮影する際の撮影時間を短くした場合でも、画質が低下することを抑制した画像を生成することができる。その結果、撮影時間を短縮しつつ、再構成画像の画質が低下することを抑制することが可能な放射線画像生成方法を提供することができる。

また、上記第２の局面における放射線画像撮影装置は、第１放射線画像群に基づいて第１ぶれ画像を生成するとともに、第２放射線画像群に基づいて第２ぶれ画像を生成し、第１基準画像と第１ぶれ画像とに基づいて、第１高画質画像を生成するとともに、第２基準画像と第２ぶれ画像とに基づいて、第２高画質画像を生成し、第１高画質画像と第２高画質画像とに基づいて、被写体の３次元構造を反映するように再構成された再構成画像を生成する画像処理部を備える。これにより、上記第１の局面における放射線画像生成方法と同様に、撮影時間を短縮しつつ、再構成画像の画質が低下することを抑制することが可能な放射線画像撮影装置を提供することができる。

一実施形態による放射線画像生成装置の構成を示すブロック図である。 一実施形態による放射線画像生成装置が被写体を撮影する際の角度範囲を説明するための模式図である。 複数の放射線画像から再構成画像を生成する構成を説明するための模式図である。 第１基準画像および第１放射線画像群を説明するための模式図である。 一実施形態による画像処理部が第１ぶれ画像を生成する構成を説明するための模式図である。 一実施形態による画像処理部が第１高画質画像を生成する構成を説明するための模式図である。 一実施形態による画像処理部が再構成画像を生成する処理を説明するためのフローチャートである。 一実施形態による画像処理部が第１ぶれ画像を生成する処理を説明するためのフローチャートである。 一実施形態による画像処理部が第１高画質画像を生成する処理を説明するためのフローチャートである。 変形例による放射線画像生成装置の構成を示すブロック図である。 変形例による画像処理部が第１高画質画像を生成する処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１～図６を参照して、本実施形態による放射線画像撮影装置１００について説明する。放射線画像撮影装置１００は、非破壊検査用途、および、医用用途に用いられる。本実施形態では、放射線画像撮影装置１００が非破壊検査用途として用いられる例について説明する。

（放射線画像撮影装置の全体構成）
図１に示すように、放射線画像撮影装置１００は、撮影部１と、コンピュータ２と、被写体回転機構３と、表示部４と、入力受付部５と、を備える。

撮影部１は、被写体９０を撮影するように構成されている。本実施形態では、撮影部１は、Ｘ線を照射するＸ線源１ａと、Ｘ線源１ａから照射されたＸ線を検出するＸ線検出器１ｂとを含む。なお、本実施形態では、被写体９０として、回路基板を撮影する例について説明する。

なお、本明細書では、上下方向をＺ方向とし、上方向をＺ１方向、下方向をＺ２方向とする。また、Ｘ線源１ａからＸ線検出器１ｂに向かう方向をＸ方向とし、一方側をＸ１方向、他方側をＸ２方向とする。また、Ｚ方向およびＸ方向と直交する方向をＹ方向とし、一方側をＹ１方向、他方側をＹ２方向とする。

Ｘ線源１ａは、被写体９０にＸ線を照射するように構成されている。具体的には、Ｘ線源１ａは、高電圧が印加されることにより、Ｘ線を発生させるように構成されている。

Ｘ線検出器１ｂは、Ｘ線源１ａから照射されたＸ線を検出するように構成されている。また、Ｘ線検出器１ｂは、検出されたＸ線を電気信号に変換するように構成されている。Ｘ線検出器１ｂは、たとえば、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）である。Ｘ線検出器１ｂは、複数の変換素子（図示せず）と複数の変換素子上に配置された画素電極（図示せず）とにより構成されている。複数の変換素子および画素電極は、所定の周期（画素ピッチ）で、Ｙ方向およびＺ方向に並んで配置されている。本実施形態では、Ｘ線検出器１ｂは、検出されたＸ線の線量に基づいて、検出信号（画像信号）を出力する。Ｘ線検出器１ｂから出力された画像信号は、後述する画像処理部２１に送られる。

コンピュータ２は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの第１プロセッサ２ａと、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）または画像処理用に構成されたＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などの第２プロセッサ２ｂと、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリと、記憶部２ｃと、画像信号取得部２ｄと、を含む。

第１プロセッサ２ａは、制御部２０を含む。制御部２０は、Ｘ線源１ａ、被写体回転機構３などの制御を行うように構成されている。制御部２０は、第１プロセッサ２ａが各種プログラムを実行することにより実現される機能ブロックとしてソフトウェア的に構成される。制御部２０は、専用の処理回路としてハードウェアにより構成されていてもよい。

第２プロセッサ２ｂは、画像処理部２１を含む。画像処理部２１は、被写体９０と撮影部１との相対角度が異なる複数の角度から撮影した複数の放射線画像に対して画像処理を行うように構成されている。本実施形態では、画像処理部２１は、複数の放射線画像を取得するように構成されている。具体的には、画像処理部２２は、複数の放射線画像として、複数のＸ線画像６を撮影するように構成されている。すなわち、画像処理部２１は、画像信号取得部２ｄを介してＸ線検出器１ｂから取得した画像信号に基づいて、Ｘ線画像６を取得する。また、画像処理部２１は、取得した複数のＸ線画像６に基づいて、後述する第１ぶれ画像８ａ（図３参照）および第２ぶれ画像８ｂ（図３参照）を生成するように構成されている。また、画像処理部２１は、第１ぶれ画像８ａ第２ぶれ画像８ｂとに基づいて、後述する再構成画像１０（図３参照）を生成するように構成されている。再構成画像１０は、被写体９０の３次元構造を反映するように再構成された画像である。本実施形態では、画像処理部２１は、再構成画像１０として、断層画像を生成する。すなわち、放射線画像撮影装置１００は、いわゆる、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）撮影装置である。なお、断層画像は、２次元の断層画像であってもよいし、３次元の断層画像であってもよい。

画像処理部２１は、第２プロセッサ２ｂが各種プログラムを実行することにより実現される機能ブロックとしてソフトウェア的に構成される。画像処理部２１は、専用の処理回路としてハードウェアにより構成されていてもよい。画像処理部２１が第１ぶれ画像８および再構成画像１０を生成する構成の詳細については、後述する。

記憶部２ｃは、画像信号取得部２ｄが取得したＸ線画像６、画像処理部２１が生成した再構成画像１０、学習済モデル１１、第１プロセッサ２ａおよび第２プロセッサ２ｂが実行する各種プログラムを記憶するように構成されている。記憶部２ｃは、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、または、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの不揮発性のメモリを含む。

画像信号取得部２ｄは、Ｘ線検出器１ｂから、検出信号（画像信号）を取得するように構成されている。また、画像信号取得部２ｄは、取得した画像信号を、画像処理部２１に出力するように構成されている。複数の放射線画像を取得するように構成されている。画像信号取得部２ｄは、たとえば、入出力インターフェースを含む。

被写体回転機構３は、被写体９０と撮影部１との相対角度を変更するように構成されている。具体的には、被写体回転機構３は、被写体９０を軸線８０の周りの回転方向に回転させることにより、被写体９０と撮影部１との相対角度を変更するように構成されている。被写体回転機構３は、たとえば、被写体９０を載置する被写体載置部（図示せず）と、被写体載置部を回転させる駆動部（図示せず）とを含む。軸線８０は、Ｚ方向に沿って延びる軸線である。図１に示す例では、軸線８０は、被写体回転機構３の中心に設けられている。また、被写体９０は、被写体回転機構３の中心に設けられている。すなわち、軸線８０は、被写体９０の中心を通り、Ｘ線源１ａから照射されるＸ線の照射範囲内で被写体９０を回転可能な位置に設定されている。なお、被写体回転機構３は、特許請求の範囲の「相対角度変更機構」の一例である。

表示部４は、画像処理部２１が生成した再構成画像１０を表示する。表示部４は、たとえば、液晶モニタを含む。

入力受付部５は、操作者の操作入力を受け付けるように構成されている。入力受付部５は、たとえば、キーボードやマウスなどの入力デバイスを含む。

学習済モデル１１は、後述する第１基準画像６ａ（図３参照）と、後述する第１ぶれ画像８ａ（図３参照）とに基づいて、後述する第１高画質画像９ａ（図３参照）を生成するように構成されている。また、学習済モデル１１は、後述する第２基準画像６ｂ（図３参照）と、後述する第１ぶれ画像８ａ（図３参照）とに基づいて、後述する第２高画質画像９ｂ（図３参照）を生成するように構成されている。学習済モデル１１が第１高画質画像９ａおよび第２高画質画像９ｂを生成する構成の詳細については、後述する。

（撮影角度）
次に、図２を参照して、放射線画像撮影装置１００が被写体９０を撮影する際の撮影角度を変更する構成について説明する。

制御部２０は、被写体回転機構３を制御することにより、被写体９０を所定の角度間隔で回転させながら、各々の撮影角度において、被写体９０を撮影する制御を行う。図２に示す例では、制御部２０は、被写体回転機構３を制御することにより、１番から１８番まで、所定の角度間隔で被写体９０を３６０度回転させる。すなわち、図２に示す例では、１番から１８番の撮影角度で撮影することにより、合計１８回撮影を行う。また、図２に示す例では、所定の角度間隔は、２０度である。

ここで、図２に示すように、画像処理部２１は、１番から１８番までの撮影角度の各々で撮影されたＸ線画像６に基づいて、再構成画像１０を生成する。Ｘ線画像６を撮影する枚数（撮影角度）が増加すればするだけ、より詳細な再構成画像１０を生成することが可能となるが、その分、再構成画像１０を生成するための総撮影時間も増加する。そこで、１枚当たりのＸ線画像６を撮影するための撮影時間を短縮することにより、再構成画像１０を生成するための総撮影時間を短縮することできる。しかしながら、１枚当たりの撮影時間を短縮すると、Ｘ線検出器１ｂで検出されるＸ線の１枚当たりの線量が低下する。その結果、Ｘ線画像６の画質が低下する。Ｘ線画像６の画質が低下すると、再構成画像１０の画質も低下する。そのため、１枚当たりの撮影時間を短縮した場合でも、得られる再構成画像１０の画質が低下することを抑制することが望まれている。

そこで、本実施形態では、画像処理部２１は、複数の放射線画像のうちの１枚の放射線画像である第１基準画像６ａ（図３参照）の撮影角度を含む所定の角度範囲３０内の撮影角度で撮影された第１放射線画像群７ａ（図３参照）に基づいて、被写体９０がぶれた状態で写る画像である第１ぶれ画像８ａ（図３参照）を生成する。所定の角度範囲３０は、複数の放射線画像のうちの１枚の放射線画像である第１基準画像６ａの撮影角度を含む。具体的には、所定の角度範囲３０は、第１基準画像６ａの撮影角度と所定の角度間隔で連続する複数の異なる撮影角度を含む。より具体的には、所定の角度範囲３０は、第１基準画像６ａの撮影角度の所定の角度間隔の前後の撮影角度を含む連続した複数の異なる撮影角度を含む。

図２に示す例では、１番の角度において被写体９０を撮影したＸ線画像６を第１基準画像６ａとする。また、図２に示す例では、所定の角度範囲３０は、１番の撮影角度を中心に、１番の撮影角度から所定の角度間隔の前後２つずつの撮影角度を含む。すなわち、図２に示す例では、所定の角度範囲３０は、矢印３０ａで示すように、１番の撮影角度を中心に、３番の撮影角度と、１７番の撮影角度とを含む。なお、基準画像を変更した場合には、所定の角度範囲３０も変更される。すなわち、所定の角度範囲は、基準画像としてＸ線画像６が選択される度に、選択されたＸ線画像６を中心に、所定の角度間隔の前後の撮影角度を含む範囲となるように設定される。たとえば、第２基準画像６ｂとして１０番の撮影角度において撮影されたＸ線画像６が選択された場合には、８番の撮影角度から１２番の撮影角度が、所定の角度範囲として設定される。

また、画像処理部２１は、第１基準画像６ａと、第１ぶれ画像８ａとに基づいて、第１基準画像６ａからノイズを低減するとともに、画像中に写る被写体９０のぶれを低減した第１高画質画像９ａ（図３参照）を生成する。また、画像処理部２１は、第２基準画像６ｂと、第２ぶれ画像８ｂとに基づいて、第２基準画像６ｂからノイズを低減するとともに、画像中に写る被写体９０のぶれを低減した第２高画質画像９ｂ（図３参照）を生成する。また、画像処理部２１は、第１高画質画像９ａおよび第２高画質画像９ｂに基づいて、被写体９０の３次元構造を反映するように再構成された再構成画像１０を生成するように構成されている。

（再構成画像の生成）
図３を参照して、画像処理部２１が、複数の放射線画像（Ｘ線画像６）から、再構成画像１０を生成する構成について説明する。

画像処理部２１は、複数の放射線画像（Ｘ線画像６）から、第１撮影角度において撮影された第１基準画像６ａ、および、第１撮影角度とは異なる第２撮影角度において撮影された第２基準画像６ｂを選択する。また、画像処理部２１は、選択した各基準画像の撮影角度をカバーする角度範囲内において、互いに異なる撮影角度で撮影された第１放射線画像群７ａ、および、第２放射線画像群７ｂを選択する。なお、本実施形態では、第１基準画像６ａの撮影角度をカバーする角度範囲は、角度範囲３０であり、第２基準画像６ｂの撮影角度をカバーする角度範囲は、角度範囲３０とは異なる角度範囲である。

次に、画像処理部２１は、選択した各放射線画像群に基づいて、第１ぶれ画像８ａ、および、第２ぶれ画像８ｂを生成する。そして、画像処理部２１は、第１基準画像６ａと第１ぶれ画像８ａとに基づいて第１高画質画像９ａを生成する。また、画像処理部２１は、第２基準画像６ｂと第２ぶれ画像８ｂとに基づいて第２高画質画像９ｂを生成する。その後、画像処理部２１は、第１高画質画像９ａおよび第２高画質画像９ｂに基づいて、被写体９０の３次元構造を反映するように再構成された再構成画像１０を生成する。

（第１基準画像および第１放射線画像群）
次に、図４を参照して、第１基準画像６ａおよび第１放射線画像群７ａについて説明する。

第１基準画像６ａは、複数のＸ線画像６（放射線画像）のうちの１枚の画像である。本実施形態では、画像処理部２１は、第１撮影角度および第２撮影角度を含む複数の撮影角度の各々の角度の放射線画像を順次基準画像として選択する。具体的には、画像処理部２１は、第１基準画像６ａの撮影角度および第２基準画像６ｂの撮影角度以外の撮影角度において撮影されたＸ線画像６からを、順次、基準画像として選択する。なお、以下では、複数のＸ線画像６のうち、１番の撮影角度（図２参照）において撮影されたＸ線画像６を、第１基準画像６ａとして選択する例について説明する。

第１放射線画像群７ａは、所定の角度範囲３０（図２参照）に含まれるＸ線画像６である。本実施形態では、２番の撮像角度、３番の撮影角度、１７番の撮影角度、および、１８番の撮影角度において撮影されたＸ線画像６を、それぞれ、第２角度のＸ線画像１７ａ、第３角度のＸ線画像１７ｂ、第１７角度のＸ線画像１７ｃ、および、第１８角度のＸ線画像群７ｄとする。なお、第１放射線画像群７ａには、第１基準画像６ａ自体も含まれる。

第１基準画像６ａ、および、第１放射線画像群７ａは、ノイズが低減されるまで撮影した場合と比較して、撮影時間が短い状態で撮影された画像である。言い換えると、第１基準画像６ａ、および、第１放射線画像群７ａは、Ｘ線の線量が小さく、ＳＮＲ（ｓｉｇｎａｌ－ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）が低い画像である。すなわち、第１基準画像６ａ、および、第１放射線画像群７ａは、ノイズの多い画像となる。なお、図４に示す例では、第１基準画像６ａ、および、第１放射線画像群７ａのノイズの多さを、ハッチングを付すことにより表現している。

なお、第２基準画像６ｂおよび第２放射線画像群７ｂについては、撮影角度が異なる点を除いて、第１基準画像６ａおよび第１放射線画像群7ａと同様である。そのため、第２基準画像６ｂおよび第２放射線画像群７ｂの詳細な説明は省略する。

（第１ぶれ画像）
次に、図５を参照して、画像処理部２１が第１ぶれ画像８ａを生成する構成について説明する。

画像処理部２１は、互いに異なる撮影角度で撮影された第１放射線画像群７ａおよび第２放射線画像群７ｂのうち、第１放射線画像群７ａに基づいて第１ぶれ画像８ａを生成する。具体的には、画像処理部２１は、第１基準画像６ａと、所定の角度範囲３０内の互いに異なる撮影角度で撮影された第２角度のＸ線画像１７ａと、第３角度のＸ線画像１７ｂと、第１７角度のＸ線画像１７ｃと、第１８角度のＸ線画像１７ｄと、に基づいて、第１ぶれ画像８ａを生成する。図５に示すように、第１ぶれ画像８ａは、被写体９０がぶれた状態で写る画像である。第１ぶれ画像８ａは、第１基準画像６ａと、第１放射線画像群７ａに含まれる４枚のＸ線画像６との、合計５枚の画像に基づいて生成された画像である。そのため、第１ぶれ画像８ａは、被写体９０がぶれた状態で写っているが、ＳＮＲが高く、ノイズが少ない画像である。

本実施形態では、画像処理部２１は、第１基準画像６ａと、第１角度のＸ線画像１７ａと、第３角度のＸ線画像１７ｂと、第１７角度のＸ線画像１７ｃと、第１８角度のＸ線画像１７ｄとを、加算することにより、第１ぶれ画像８ａを生成する。なお、第１基準画像６ａと複数の放射線画像とを加算するとは、第１基準画像６ａの各画素に対して、第１基準画像６ａの各画素の位置に対応する複数の放射線画像の画素の画素値を加算することを意味する。

なお、画像処理部２１が、第２放射線画像群７ｂに基づいて第２ぶれ画像８ｂを生成する構成は、画像処理部２１が、第１放射線画像群７ａに基づいて第１ぶれ画像８ａを生成する構成と同様である。そのため、画像処理部２１が第２ぶれ画像８ｂを生成する構成の詳細な説明は省略する。

（第１高画質画像）
次に、図６を参照して、画像処理部２１が、第１高画質画像９ａを生成する構成について説明する。

本実施形態では、画像処理部２１は、第１基準画像６ａと第１ぶれ画像８ａと、学習済モデル１１とに基づいて、第１高画質画像９ａを生成する。

学習済モデル１１は、ノイズの多い画像と、被写体９０がぶれた画像とから、ノイズおよび被写体９０のぶれが除去された明瞭な画像を出力することを学習済みのモデルである。学習済モデル１１は、たとえば、ＣＧＡＮ（Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ Ｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ Ａｄｖｅｒｓａｒｉａｌ Ｎｅｔｓ）を含む。

本実施形態では、画像処理部２１は、第１基準画像６ａと、第１ぶれ画像８ａとを学習済モデル１１に入力することにより、第１高画質画像９ａを生成するように構成されている。図６に示すように、第１高画質画像９ａは、第１基準画像６ａからノイズを低減するとともに、画像中に写る被写体９０のぶれを低減した画像である。ここで、第１ぶれ画像８ａは、第１基準画像６ａと第１放射線画像群７ａとに基づいて生成された画像であるため、第１基準画像６ａよりも長い撮影時間で撮影された画像とみなすことができる。すなわち、第１ぶれ画像８ａは、被写体９０がぶれて写っているが、画素値の分布については、妥当な画像であるといえる。一方、第１基準画像６ａは、ノイズが多い画像であるが、被写体９０がぶれていない画像であるため、画素の境界については妥当な画像であるといえる。また、学習済モデル１１は、ノイズの多い画像と、被写体９０がぶれた画像とから、ノイズおよび被写体９０のぶれが除去された明瞭な画像を出力することを学習済みである。したがって、学習済モデル１１に対して、画素の境界が妥当である第１基準画像６ａと画素値の分布が妥当である第１ぶれ画像８ａとを入力することにより、被写体９０のぶれが抑制されるとともに、ノイズが低減された画像である第１高画質画像９ａを生成することができる。

なお、画像処理部２１が第２高画質画像９ｂを生成する構成は、画像処理部２１が第１高画質画像９ａを生成する構成と同様である。そのため、画像処理部２１が、第２高画質画像９ｂを生成する構成の詳細な説明は省略する。

（再構成画像生成処理）
次に、図７を参照して、画像処理部２１が再構成画像１０を生成する放射線画像生成方法の処理について説明する。

図７に示すように、放射線画像生成方法は、複数の放射線画像を撮影するステップ１０１と、第１ぶれ画像８ａを生成するステップ１０２と、第１高画質画像９ａを生成するステップ１０３と、再構成画像１０を生成するステップ１０４と、を備える。

ステップ１０１において、画像処理部２１は、被写体９０と撮影部１との相対角度が異なる複数の撮影角度で複数の放射線画像を撮影する。具体的には、画像処理部２１は、ステップ１０１において、所定の角度間隔で撮影された複数の放射線画像を取得する。また、ステップ１０１において、画像処理部２１は、被写体９０と撮影部１との相対角度を変更しつつ、各々の角度において撮影を行うことにより、複数の放射線画像を撮影する。具体的には、画像処理部２１は、複数の放射線画像として、複数のＸ線画像６を撮影する。本実施形態では、画像処理部２１は、複数のＸ線画像６として、１８枚のＸ線画像６を撮影する。

ステップ１０２において、画像処理部２１は、第１基準画像６ａと第１放射線画像群７ａとに基づいて、第１ぶれ画像８ａを生成する。また、画像処理部２１は、第２基準画像６ｂと第２放射線画像群７ｂとに基づいて、第２ぶれ画像８ｂを生成する。なお、本実施形態では、画像処理部２１は、１番の撮影角度から１８番の撮影角度まで、全ての撮影角度において撮影された１８枚のＸ線画像６から、第１基準画像６ａおよび第２基準画像６ｂ以外のＸ線画像６を順次選択するとともに、順次選択した基準画像に対して、ぶれ画像を生成する。すなわち、画像処理部２１は、第１基準画像６ａおよび第２基準画像６ｂを含む１８枚のぶれ画像を生成する。

ステップ１０３において、画像処理部２１は、第１基準画像６ａと、第１ぶれ画像８ａとに基づいて、第１高画質画像９ａを生成する。また、画像処理部２１は、第２基準画像６ｂと第２ぶれ画像８ｂとに基づいて、第２高画質画像９ｂを生成する。なお、本実施形態では、画像処理部２１は、第１基準画像６ａおよび第２基準画像６ｂ以外の複数の基準画像と、第１ぶれ画像８ａおよび第２ぶれ画像８ｂ以外の複数のぶれ画像とから、複数の高画質画像を生成する。すなわち、画像処理部２１は、第１基準画像６ａおよび第２基準画像６ｂを含む１８枚の基準画像と、第１ぶれ画像８ａおよび第２ぶれ画像８ｂを含む１８枚のぶれ画像とから、１８枚の高画質画像を生成する。

ステップ１０４において、画像処理部２１は、第１高画質画像９ａおよび第２高画質画像９ｂに基づいて、被写体９０の３次元構造を反映するように再構成された再構成画像１０を生成する。なお、本実施形態では、画像処理部２１は、第１高画質画像９ａおよび第２高画質画像９ｂを含む１８枚の高画質画像に基づいて、１枚の再構成画像１０を生成する。また、本実施形態では、画像処理部２１は、再構成画像１０として、断層画像を生成する。

（ぶれ画像生成処理）
次に、図８を参照して、画像処理部２１がぶれ画像を生成する処理について説明する。

ステップ１０２ａにおいて、画像処理部２１は、複数の放射線画像（Ｘ線画像６）から、第１撮影角度において撮影された第１基準画像６ａ、および、第１撮影角度とは異なる第２撮影角度において撮影された第２基準画像６ｂを選択する。

ステップ１０２ｂにおいて、画像処理部２１は、選択した第１基準画像６ａの撮影角度をカバーする角度範囲３０内において撮影された第１放射線画像群７ａを選択する。具体的には、画像処理部２１は、ステップ１０２ｂにおいて、第１放射線画像群７ａのうち、第１基準画像６ａの撮影角度と所定の角度間隔で連続する複数の異なる撮影角度で撮影した第１放射線画像群７ａを取得する。より具体的には、画像処理部２１は、ステップ１０２ｂにおいて、第１放射線画像群７ａのうち、第１基準画像６ａの撮影角度の所定の角度間隔の前後の撮影角度を含む連続した複数の異なる撮影角度において撮影した第１放射線画像群７ａを取得する。本実施形態では、第１基準画像６ａの撮影角殿所定の角度間隔の前後２つずつの撮影角度を含む４つの異なる撮影角度において撮影した第１放射線画像群７ａのうちから、４枚のＸ線画像６を取得する。

また、ステップ１０２ｂにおいて、画像処理部２１は、選択した第２基準画像６ｂの撮影角度をカバーする角度範囲内において撮影された第２放射線画像群７ｂを選択する。具体的には、画像処理部２１は、ステップ１０２ｂにおいて、第２放射線画像群７ｂのうち、第２基準画像６ｂの撮影角度と所定の角度間隔で連続する複数の異なる撮影角度で撮影した第２放射線画像群７ｂを取得する。より具体的には、画像処理部２１は、ステップ１０２ｂにおいて、第２放射線画像群７ｂのうち、第２基準画像６ｂの撮影角度の所定の角度間隔の前後の撮影角度を含む連続した複数の異なる撮影角度において撮影した第２放射線画像群７ｂを取得する。本実施形態では、第２基準画像６ｂの撮影角殿所定の角度間隔の前後２つずつの撮影角度を含む４つの異なる撮影角度において撮影した第２放射線画像群７ｂのうちから、４枚のＸ線画像６を取得する。

ステップ１０２ｃにおいて、画像処理部２１は、ステップ１０２ｂにおいて選択した第１放射線画像群７ａに基づいて、第１ぶれ画像８ａを生成する。具体的には、画像処理部２１は、ステップ１０２ｂにおいて選択した第１放射線画像群７ａを加算する。すなわち、画像処理部２１は、第１放射線画像群７ａを加算することにより、第１ぶれ画像８ａを生成する。ステップ１０２ｃにおいて、画像処理部２１は、第１放射線画像群７ａに基づいて、被写体９０がぶれた状態で写る画像である第１ぶれ画像８ａを生成する。なお、ステップ１０２ｃの処理において、画像処理部２１は、第１放射線画像群７ａとともに、第１基準画像６ａを加算することにより、第１ぶれ画像８ａを生成する。また、画像処理部２１は、生成した第１ぶれ画像８ａを、記憶部２ｃに記憶する。

ステップ１０２ｄにおいて、画像処理部２１は、ステップ１０２ｂにおいて選択した第２放射線画像群７ｂに基づいて、第２ぶれ画像８ｂを生成する。具体的には、画像処理部２１は、ステップ１０２ｂにおてい選択した第２放射線画像群７ｂを加算する。すなわち、画像処理部２１は、第２放射線画像群７ｂを加算することにより、第２ぶれ画像８ｂを生成する。ステップ１０２ｄにおいて、画像処理部２１は、第２放射線画像群７ｂに基づいて、被写体９０がぶれた状態で写る画像である第２ぶれ画像８ｂを生成する。なお、ステップ１０２ｄの処理において、画像処理部２１は、第２放射線画像群７ｂとともに、第２基準画像６ｂを加算することにより、第２ぶれ画像８ｂを生成する。また、画像処理部２１は、生成した第２ぶれ画像８ｂを、記憶部２ｃに記憶する。

ステップ１０２ｅにおいて、画像処理部２１は、第１基準画像６ａおよび第２基準画像６ｂ以外の、選択した全ての撮影角度における基準画像に対応するぶれ画像を生成する。なお、画像処理部２１は、第１ぶれ画像８ａ（第２ぶれ画像８ｂ）を生成する構成と同様に、選択した全ての撮影角度における基準画像に対応するぶれ画像を生成する。

（高画質画像生成処理）
次に、図９を参照して、画像処理部２１が高画質画像を生成する処理について説明する。

ステップ１０３ａにおいて、画像処理部２１は、複数の放射線画像（Ｘ線画像６）から、第１基準画像６ａを選択する。

ステップ１０３ｂにおいて、画像処理部２１は、ステップ１０３ａにおいて選択した第１基準画像６ａに対応する第１ぶれ画像８ａを記憶部２ｃから取得する。

ステップ１０３ｃにおいて、画像処理部２１は、学習済モデル１１に第１基準画像６ａおよび第１ぶれ画像８ａを入力することにより、第１高画質画像９ａを生成する。

ステップ１０３ｄにおいて、画像処理部２１は、複数の放射線画像（Ｘ線画像６）から、第２基準画像６ｂを選択する。

ステップ１０３ｅにおいて、画像処理部２１は、ステップ１０３ｄにおいて選択した第２基準画像６ｂに対応する第２ぶれ画像８ｂを記憶部２ｃから取得する。

ステップ１０３ｆにおいて、画像処理部２１は、学習済モデル１１に第２基準画像６ｂおよび第２ぶれ画像８ｂを入力することにより、第２高画質画像９ｂを生成する。

ステップ１０３ｇにおいて、画像処理部２１は、複数の撮影角度の各々の角度の放射線画像を順次基準画像とし、基準画像の各々に対して、高画質画像を生成する。具体的には、画像処理部２１は、図２において示した１番から１８番のそれぞれの撮影角度のうち、第１基準画像６ａおよび第２基準画像６ｂ以外の撮影角度において撮影したＸ線画像６を順次基準画像とする。また、画像処理部２１は、順次基準画像を変更することに伴い、所定の角度範囲も順次変更する。画像処理部２１は、１番から１８番の撮影角度の各々において、基準画像および放射線画像群に基づいて、ぶれ画像を作成する。また、画像処理部２１は、１番から１８番の撮影角度の各々において作成したぶれ画像と、基準画像とに基づいて、高画質画像を作成する。すなわち、画像処理部２１は、第１基準画像６ａおよび第２基準画像６ｂを含む１８枚の基準画像を生成する。また、画像処理部２１は、第１ぶれ画像８ａおよび第２ぶれ画像８ｂを含む１８枚のブレ画像を生成する。また、画像処理部２１は、第１高画質画像９ａおよび第２高画質画像９ｂを含む１８枚の高画質画像を生成する。

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、被写体９０と撮影部１との相対角度が異なる複数の撮影角度で複数の放射線画像を撮影するステップと、複数の放射線画像から、第１撮影角度において撮影された第１基準画像６ａ、および、第１撮影角度とは異なる第２撮影角度において撮影された第２基準画像６ｂを選択するステップと、選択した各基準画像の撮影角度をカバーする角度範囲３０内において、互いに異なる撮影角度で撮影された第１放射線画像群７ａ、および、第２放射線画像群７ｂを選択するステップと、選択した各放射線画像群に基づいて、第１ぶれ画像８ａ、および、第２ぶれ画像８ｂを生成するステップと、第１基準画像６ａと第１ぶれ画像８ａとに基づいて第１高画質画像９ａを生成するとともに、第２基準画像６ｂと第２ぶれ画像８ｂとに基づいて第２高画質画像９ｂを生成するステップと、第１高画質画像９ａおよび第２高画質画像９ｂに基づいて、被写体９０の３次元構造を反映するように再構成された再構成画像１０を生成するステップと、を備える。

ここで、再構成画像１０を生成するために要する総撮影時間を短縮するために、１枚当たりの放射線画像（Ｘ線画像６）を撮影する際の撮影時間を短縮した場合、第１基準画像６ａおよび第２基準画像６ｂは、ノイズが多い画像となる。一方、被写体９０がぶれた状態で写る画像である第１ぶれ画像８ａは、第１放射線画像群７ａに基づいて生成されるため、１枚の放射線画像を撮影する時間が短い場合でも、十分な放射線量が得られる。また、被写体９０がぶれた状態で写る画像である第２ぶれ画像８ｂは、第２放射線画像群７ｂに基づいて生成されるため、１枚の放射線画像を撮影する時間が短い場合でも、十分な放射線量が得られる。そのため、第１ぶれ画像８ａおよび第２ぶれ画像８ｂは、被写体９０がぶれた状態で写るが、ノイズが少ない画像となる。

第１基準画像６ａおよび第２基準画像６ｂは、ノイズが多いが、被写体９０はぶれていない状態で写る画像であるため、第１基準画像６ａおよび第２基準画像６ｂから被写体９０のエッジ情報を取得することができる。また、第１ぶれ画像８ａおよび第２ぶれ画像８ｂは、被写体９０がぶれた状態で写るが、ノイズが少ない画像であるため、被写体９０の画素値の情報を取得することができる。すなわち、第１基準画像６ａから被写体９０のエッジ情報を取得するとともに、第１ぶれ画像８ａから被写体９０の画素値の情報を取得することにより、１枚当たりの放射線画像を撮影する際の撮影時間を短縮した場合でも、ノイズを低減するとともに、被写体９０のぶれを抑制した画像（第１高画質画像９ａ）を生成することができる。また、第２基準画像６ｂから被写体９０のエッジ情報を取得するとともに、第２ぶれ画像８ｂから被写体９０の画素値の情報を取得することにより、１枚当たりの放射線画像を撮影する際の撮影時間を短縮した場合でも、ノイズを低減するとともに、被写体９０のぶれを抑制した画像（第２高画質画像９ｂ）を生成することができる。そのため、上記のように、十分な放射線量が得られる第１ぶれ画像８ａと、第１基準画像６ａとにより第１高画質画像９ａを生成するとともに、十分な放射線量が得られる第２ぶれ画像８ｂと、第２基準画像６ｂとにより第２高画質画像９ｂを生成することにより、１枚当たりの放射線画像を撮影する際の撮影時間を短くした場合でも、画質が低下することを抑制した画像を生成することができる。その結果、撮影時間を短縮しつつ、再構成画像１０の画質が低下することを抑制することが可能な放射線画像生成方法を提供することができる。

また、本実施形態では、上記のように、放射線画像撮影装置１００は、被写体９０を撮影する撮影部１と、被写体９０と撮影部１との相対角度が異なる複数の角度から撮影した複数の放射線画像に対して画像処理を行う画像処理部２１と、を備え、画像処理部２１は、複数の放射線画像から、第１撮影角度において撮影された第１基準画像６ａ、および、第１撮影角度とは異なる第２撮影角度において撮影された第２基準画像６ｂの撮影角度をカバーする角度範囲３０内において、互いに異なる撮影角度で撮影された第１放射線画像群７ａおよび第２放射線画像群７ｂのうち、第１放射線画像群７ａに基づいて第１ぶれ画像８ａを生成するとともに、第２放射線画像群７ｂに基づいて、第２ぶれ画像８ｂを生成し、第１基準画像６ａと第１ぶれ画像８ａとに基づいて、第１高画質画像９ａを生成するとともに、第２基準画像６ｂと第２ぶれ画像８ｂとに基づいて、第２高画質画像９ｂを生成し、第１高画質画像９ａと第２高画質画像９ｂとに基づいて、被写体９０の３次元構造を反映するように再構成された再構成画像１０を生成するように構成されている。

これにより、上記放射線画像生成方法と同様に、撮影時間を短縮しつつ、再構成画像１０の画質が低下することを抑制することが可能な放射線画像撮影装置１００を提供することができる。

また、上記実施形態では、以下のように構成したことによって、下記のような更なる効果が得られる。

すなわち、本実施形態では、上記のように、複数の放射線画像を撮影するステップにおいて、所定の角度間隔で撮影された複数の放射線画像を取得し、第１ぶれ画像８ａおよび第２ぶれ画像８ｂを生成するステップにおいて、第１放射線画像群７ａのうち、第１基準画像６ａの撮影角度と所定の角度間隔で連続する複数の異なる撮影角度で撮影した第１放射線画像群７ａに基づいて、第１ぶれ画像８ａを生成するとともに、第２放射線画像群７ｂのうち、第２基準画像６ｂの撮影角度と所定の角度間隔で連続する複数の異なる撮影角度で撮影した第２放射線画像群７ｂに基づいて、第２ぶれ画像８ｂを生成する。これにより、所定の角度範囲３０内で連続しない第１放射線画像群７ａに基づいて第１ぶれ画像８ａを生成する構成と本実施形態の構成とにおいて、第１放射線画像群７ａの枚数を同一にする場合には、本実施形態の構成のほうが角度範囲３０の大きさを小さくすることができる。また、所定の角度範囲３０内で連続しない複数の第１放射線画像群７に基づいて第１ぶれ画像８ａを生成する構成と本実施形態の構成とにおいて、角度範囲３０の大きさを同一にする場合には、本実施形態の構成のほうが第１ぶれ画像８ａの生成に用いる第１放射線画像群７ａの枚数を増加させることができる。したがって、所定の角度範囲３０内で連続しない第１放射線画像群７ａに基づいて第１ぶれ画像８ａを生成する構成と比較して、第１ぶれ画像８ａ内に写る被写体９０のぶれが大きくなることを抑制することができる。その結果、第１高画質画像９ａを生成する際に除去するぶれの量が増加することを抑制することが可能となるので、第１高画質画像９ａの画質を向上させることができる。また、第２高画質画像９ｂにおいても、第１高画質画像９ａと同様に、画質を向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１ぶれ画像８ａおよび第２ぶれ画像８ｂを生成するステップにおいて、第１放射線画像群７ａのうち、第１基準画像６ａの撮影角度の所定の角度間隔の前後の撮影角度を含む連続した複数の異なる撮影角度において撮影した第１放射線画像群７ａに基づいて、第１ぶれ画像８ａを生成するとともに、第２放射線画像群７ｂのうち、第２基準画像６ｂの撮影角度の所定の角度間隔の前後の撮影角度を含む連続した複数の異なる撮影角度において撮影した第２放射線画像群７ｂに基づいて、第２ぶれ画像８ｂを生成する。これにより、第１基準画像６ａの撮影角度の所定の角度間隔の前後の撮影角度を含む連続した複数の異なる撮影角度において撮影した第１放射線画像群７ａに基づいて第１ぶれ画像８ａを生成することが可能となるので、第１ぶれ画像８ａに写る被写体９０のぶれが大きくなることをより抑制することができる。その結果、第１高画質画像９ａを生成する際に除去するぶれの量が増加することをより抑制することが可能となるので、第１高画質画像９ａの画質をより向上させることができる。また、第２高画質画像９ｂにおいても、第１高画質画像９ａと同様に、画質をより向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１高画質画像９ａおよび第２高画質画像９ｂを生成するステップにおいて、第１撮影角度および第２撮影角度を含む複数の撮影角度の各々の角度の放射線画像を順次基準画像とし、基準画像の各々に対して、高画質画像を生成する。これにより、複数の放射線画像の各々に対して生成した第１高画質画像９ａおよび第２高画質画像９ｂのみに基づいて再構成画像１０を生成することができる。その結果、第１高画質画像９ａと第２高画質画像９ｂと放射線画像とに基づいて再構成画像１０を生成する構成と比較して、再構成画像１０の画質を向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１高画質画像９ａおよび第２高画質画像９ｂを生成するステップにおいて、学習済モデル１１に第１基準画像６ａおよび第１ぶれ画像８ａを入力することにより、第１高画質画像９ａを生成するとともに、学習済モデル１１に第２基準画像６ｂおよび第２ぶれ画像８ｂを入力することにより、第２高画質画像９ｂを生成する。これにより、第１高画質画像９ａを容易に生成することができる。また、第２高画質画像９ｂを容易に生成することができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１ぶれ画像８ａおよび第２ぶれ画像８ｂを生成するステップにおいて、第１放射線画像群７ａを加算することにより、第１ぶれ画像８ａを生成するとともに、第２放射線画像群７ｂを加算することにより、第２ぶれ画像８ｂを生成する。これにより、第１ぶれ画像８ａを容易に生成することができる。また、第２ぶれ画像８ｂを容易に生成することができる。

また、本実施形態では、上記のように、複数の放射線画像を撮影するステップにおいて、被写体９０と撮影部１との相対角度を変更しつつ、各々の角度において撮影を行うことにより、複数の放射線画像を撮影する。これにより、被写体９０と撮影部１との相対角度を変更しつつ、各々の角度における撮影時間を短縮した場合でも、再構成画像１０の画質が低下することを抑制することができる。そのため、被写体９０または撮影部１を移動させながら撮影する放射線画像生成方法において、本発明を適用することができる。

また、本実施形態では、上記のように、複数の放射線画像を撮影するステップにおいて、複数の放射線画像として、複数のＸ線画像６を撮影し、再構成画像１０を生成するステップにおいて、再構成画像１０として、断層画像を生成する。これにより、撮影時間を短縮しつつ、画質が低下することを抑制した断層画像を生成することができる。そのため、断層画像を生成する画像生成方法に対して、本発明を適用することは特に好ましい。

また、本実施形態では、上記のように、相対角度を変更する被写体回転機構３（相対角度変更機構）をさらに備え、撮影部１は、Ｘ線を照射するＸ線源１ａと、Ｘ線源１ａから照射されたＸ線を検出するＸ線検出器１ｂとを含み、画像処理部２１は、複数の放射線画像として、複数のＸ線画像６を取得するとともに、取得した複数のＸ線画像６に基づいて、第１ぶれ画像８ａおよび第２ぶれ画像８ｂを生成し、再構成画像１０を生成するように構成されている。これにより、被写体回転機構３（相対角度変更機構）によって被写体９０および撮影部１の相対角度を変更させながら撮影することにおり再構成画像１０を生成する放射線画像撮影装置１００に本発明を適用することが好ましい。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、画像処理部２１が、学習済モデル１１を用いて第１高画質画像９ａを生成する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１０に示す変形例による放射線画像撮影装置２００が備える画像処理部１２０のように、学習済モデル１１を用いずに第１高画質画像９ａを生成してもよい。

変形例による放射線画像撮影装置２００は、コンピュータ２の代わりにコンピュータ１２を備える点で、上記実施形態による放射線画像撮影装置１００と異なる。

コンピュータ１２は、第２プロセッサ２ｂの代わりに第２プロセッサ１２ａを備える点で、上記実施形態によるコンピュータ２とは異なる。

第２プロセッサ１２ａは、画像処理部２１の代わりに画像処理部１２０を備える点で、上記実施形態による第２プロセッサ２ｂとは異なる。

画像処理部１２０は、第１基準画像６ａと第１ぶれ画像８ａとに基づいて、第１高画質画像９ａを生成する。具体的には、画像処理部１２０は、学習済モデル１１ではなく、第１ぶれ画像８ａから画像のぶれを取得し、取得した画像のぶれを第１ぶれ画像８ａから除去するとともに、第１基準画像６ａから被写体９０のエッジ情報を取得することにより、第１高画質画像９ａを生成する。すなわち、変形例による画像処理部１２０は、計算処理により、第１高画質画像９ａを生成するように構成されている。

次に、図１１を参照して、変形例による画像処理部１２０が第１高画質画像９ａを生成する処理について説明する。なお、上記実施形態による画像処理部２１と同様の処理については、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

ステップ１０３ａおよびステップ１０３ｂにおいて、画像処理部１２０は、第１基準画像６ａを選択するとともに、選択した第１基準画像６ａに対応する第１ぶれ画像８ａを取得する。

ステップ１０３ｈにおいて、画像処理部１２０は、第１基準画像６ａ、および、第１ぶれ画像８ａに基づいて、第１高画質画像９ａを生成する。なお、ステップ１０３ｇでは、画像処理部１２０は、学習済モデル１１を用いることなく、計算処理により、第１高画質画像９ａを生成する。

その後、処理は、ステップ１０３ｄおよびステップ１０３ｅに進み、選択した第２基準画像６ｂと第２基準画像６ｂに対応する第２ぶれ画像８ｂを取得する。

ステップ１０３ｉにおいて、画像処理部１２０は、第２基準画像６ｂ、および、第２ぶれ画像８ｂに基づいて、第２高画質画像９ｂを生成する。なお、ステップ１０３ｈでは、画像処理部１２０は、学習済モデル１１を用いることなく、計算処理により、第２高画質画像９ｂを生成する。

なお、変形例による画像処理部１２０のその他の構成は、上記実施形態による画像処理部２１の構成と同様の構成である。また、変形例による放射線画像撮影装置２００の効果は、上記実施形態による放射線画像撮影装置１００の効果と同様である。

また、上記実施形態では、画像処理部２１が、第１放射線画像群７ａとして、所定の角度範囲３０内において、第１基準画像６ａの撮影角度の所定の角度間隔の前後の撮影角度を含む連続した複数の異なる撮影角度において撮影した複数の放射線画像を取得する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、画像処理部は、所定の角度範囲３０において、所定の角度間隔で連続しない複数の異なる撮影角度において撮影した複数の放射線画像を第１放射線画像群として取得するように構成されていてもよい。また、画像処理部は、所所定の角度間隔で連続しない複数の異なる撮影角度において撮影した複数の放射線画像を第２放射線画像群として取得するように構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、被写体回転機構３が、所定の角度間隔として、被写体９０を２０度ずつ回転させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。被写体回転機構３が被写体９０を回転させる際の所定の角度間隔は、２０度以外の角度でもよい。たとえば、被写体回転機構３は、所定の角度間隔として、１度ずつ被写体９０を回転させてもよい。所定の角度間隔は、任意の値に設定し得る。

また、上記実施形態では、画像処理部２１が、第１ぶれ画像８ａを生成する際に、１枚の第１基準画像６ａと、第１放射線画像群７ａに含まれる４枚のＸ線画像６との、合計５枚の画像を用いる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。画像処理部２１は、１枚の第１基準画像６ａと、第１放射線画像群７ａとを用いれば、第１ぶれ画像８ａを生成する際に用いる画像の枚数は何枚でもよい。たとえば、画像処理部２１は、１枚の第１基準画像６ａと、２枚の第１放射線画像群７ａとの合計３枚の画像を用いて第１ぶれ画像８ａを生成してもよい。なお。第１ぶれ画像８ａを生成する際に用いる画像の数が増加するにつれて、第１ぶれ画像８ａの画素値が増加する。一方、第１ぶれ画像８ａを生成する際に用いる画像の数が増加するにつれて、第１ぶれ画像８ａに写る被写体９０のぶれが大きくなる。すなわち、第１ぶれ画像８ａの画素値と被写体９０のぶれとは、トレードオフの関係にある。また、第２ぶれ画像８ｂの画素値と被写体９０のぶれとは、トレードオフの関係にある。

また、上記実施形態では、コンピュータ２が、第１プロセッサ２ａと第２プロセッサ２ｂとを備える構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、コンピュータ２は、１つのプロセッサのみを含む構成であってもよい。コンピュータ２が１つのプロセッサのみを含む構成の場合、プロセッサが記憶部２ｃに記憶されたプログラムを実行することにより、制御部２０および画像処理部２１として機能するように構成すればよい。

また、上記実施形態では、放射線画像撮影装置１００が、被写体９０を回転させながら撮影を行う、いわゆるＣＴ撮影装置である例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、放射線画像撮影装置１００は、ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）撮影装置、ＳＰＥＣＴ（ｓｉｎｇｌｅ ｐｈｏｔｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ＣＴ）撮影装置、トモシンセシス撮影装置として構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、Ｘ線検出器１ｂとして、照射されたＸ線の線量に基づいて画像信号を出力する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、Ｘ線検出器１ｂは、Ｘ線を光子として検出する、いわゆる、フォトンカウンティング型の検出器として構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、画像処理部２１が、第１基準画像６ａと、第１放射線画像群７ａとを加算することにより、第１ぶれ画像８ａを生成する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、画像処理部２１は、第１基準画像６ａと、第１放射線画像群７ａとを加算平均することにより、第１ぶれ画像８ａを生成するように構成されていてもよい。また、画像処理部２１は、第２基準画像６ｂと、第２放射線画像群７ｂとを加算平均することにより、第２ぶれ画像８ｂを生成するように構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、画像処理部２１が、第１ぶれ画像８ａを生成した後に、第２ぶれ画像８ｂを生成する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、画像処理部２１は、第２ぶれ画像８ｂを生成した後に第１ぶれ画像８ａを生成するように構成されていてもよい。また、画像処理部２１は、第１ぶれ画像８ａと第２ぶれ画像８ｂとを並列的に（並列処理によって）生成するように構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、画像処理部２１が、第１高画質画像９ａを生成した後に、第２高画質画像９ｂを生成する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、画像処理部２１は、第２高画質画像９ｂを生成した後に第１高画質画像９ａを生成するように構成されていてもよい。また、画像処理部２１は、第１高画質画像９ａと第２高画質画像９ｂとを並列的に（並列処理によって）生成するように構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、画像処理部２１が、放射線画像として、Ｘ線画像６を取得する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、画像処理部２１は、放射線画像として、ＰＥＴ撮影装置で撮影された画像、ＳＰＥＣＴ撮影装置で撮影された画像などを取得するように構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、被写体回転機構３が、被写体９０を軸線８０の周りの回転方向に回転させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、被写体回転機構３は、撮影部１を軸線８０の周りの回転方向に回転させるように構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、放射線画像撮影装置１００を、非破壊検査用途に用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、放射線画像撮影装置１００は、医用用途に用いられてもよい。すなわち、放射線画像撮影装置１００は、被写体９０として、患者（ヒト）を撮影する用途に用いられてもよい。

［態様］
上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（項目１）
被写体と撮影部との相対角度が異なる複数の撮影角度で複数の放射線画像を撮影するステップと、
前記複数の放射線画像から、第１撮影角度において撮影された第１基準画像、および、前記第１撮影角度とは異なる第２撮影角度において撮影された第２基準画像を選択するステップと、
選択した各基準画像の撮影角度をカバーする角度範囲内において、互いに異なる撮影角度で撮影された第１放射線画像群、および、第２放射線画像群を選択するステップと、
選択した各放射線画像群に基づいて、第１ぶれ画像、および、第２ぶれ画像を生成するステップと、
前記第１基準画像と前記第１ぶれ画像とに基づいて第１高画質画像を生成するとともに、前記第２基準画像と前記第２ぶれ画像とに基づいて第２高画質画像を生成するステップと、
前記第１高画質画像および前記第２高画質画像に基づいて、前記被写体の３次元構造を反映するように再構成された再構成画像を生成するステップと、を備える、放射線画像生成方法。

（項目２）
複数の放射線画像を撮影するステップにおいて、所定の角度間隔で撮影することにより前記複数の放射線画像を撮影し、
前記第１ぶれ画像および前記第２ぶれ画像を生成するステップにおいて、前記第１放射線画像群のうち、前記第１基準画像の撮影角度と所定の角度間隔で連続する複数の異なる撮影角度で撮影した前記第１放射線画像群に基づいて、前記第１ぶれ画像を生成するとともに、前記第２放射線画像群のうち、前記第２基準画像の撮影角度と所定の角度間隔で連続する複数の異なる撮影角度で撮影した前記第２放射線画像群に基づいて、前記第２ぶれ画像を生成する、項目１に記載の放射線画像生成方法。

（項目３）
前記第１ぶれ画像および前記第２ぶれ画像を生成するステップにおいて、前記第１放射線画像群のうち、前記第１基準画像の撮影角度の所定の角度間隔の前後の撮影角度を含む連続した複数の異なる撮影角度において撮影した前記第１放射線画像群に基づいて、前記第１ぶれ画像を生成するとともに、前記第２放射線画像群のうち、前記第２基準画像の撮影角度の所定の角度間隔の前後の撮影角度を含む連続した複数の異なる撮影角度において撮影した前記第２放射線画像群に基づいて、前記第２ぶれ画像を生成する、項目２に記載の放射線画像生成方法。

（項目４）
前記第１高画質画像および前記第２高画質画像を生成するステップにおいて、前記第１撮影角度および前記第２撮影角度を含む複数の撮影角度の各々の角度の前記放射線画像を順次前記基準画像とし、前記基準画像の各々に対して、高画質画像を生成する、項目１～３のいずれか１項に記載の放射線画像生成方法。

（項目５）
前記第１高画質画像および前記第２高画質画像を生成するステップにおいて、学習済モデルに前記第１基準画像および前記第１ぶれ画像を入力することにより、前記第１高画質画像を生成するとともに、前記学習済モデルに前記第２基準画像および前記第２ぶれ画像を入力することにより、前記第２高画質画像を生成する、請求項１～４のいずれか１項に記載の放射線画像生成方法。

（項目６）
前記第１ぶれ画像および前記第２ぶれ画像を生成するステップにおいて、前記第１放射線画像群を加算することにより、前記第１ぶれ画像を生成するとともに、前記第２放射線画像群を加算することにより、前記第２ぶれ画像を生成する、項目１～５のいずれか１に記載の放射線画像生成方法。

（項目７）
複数の放射線画像を撮影するステップにおいて、前記被写体と前記撮影部との前記相対角度を変更しつつ、各々の角度において撮影を行うことにより、複数の放射線画像を撮影する、項目１～６のいずれか１項に記載の放射線画像生成方法。

（項目８）
前記複数の放射線画像を撮影するステップにおいて、前記複数の放射線画像として、複数のＸ線画像を撮影し、
前記再構成画像を生成するステップにおいて、前記再構成画像として、断層画像を生成する、項目１～７のいずれか１項に記載の放射線画像生成方法。

（項目９）
被写体を撮影する撮影部と、
前記被写体と前記撮影部との相対角度が異なる複数の角度から撮影した複数の放射線画像に対して画像処理を行う画像処理部と、を備え、
前記画像処理部は、
前記複数の放射線画像から、第１撮影角度において撮影された第１基準画像、および、前記第１撮影角度とは異なる第２撮影角度において撮影された第２基準画像の撮影角度をカバーする角度範囲内において、互いに異なる撮影角度で撮影された第１放射線画像群および第２放射線画像群のうち、前記第１放射線画像群に基づいて前記第１ぶれ画像を生成するとともに、前記第２放射線画像群に基づいて、前記第２ぶれ画像を生成し、
前記第１基準画像と前記第１ぶれ画像とに基づいて、前記第１高画質画像を生成するとともに、前記第２基準画像と前記第２ぶれ画像とに基づいて、前記第２高画質画像を生成し、
前記第１高画質画像と前記第２高画質画像とに基づいて、前記被写体の３次元構造を反映するように再構成された再構成画像を生成するように構成されている、放射線画像撮影装置。

（項目１０）
前記相対角度を変更する相対角度変更機構をさらに備え、
前記撮影部は、Ｘ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線源から照射されたＸ線を検出するＸ線検出器とを含み、
前記画像処理部は、前記複数の放射線画像として、複数のＸ線画像を取得するとともに、取得した前記複数のＸ線画像に基づいて、前記第１ぶれ画像および第２ぶれ画像を生成し、前記再構成画像を生成するように構成されている、項目９に記載の放射線画像撮影装置。

１ 撮影部
１ａ Ｘ線源
１ｂ Ｘ線検出器
３ 被写体回転機構（相対角度変更機構）
６ Ｘ線画像
７ａ 第１放射線画像群
７ｂ 第２放射線画像群
８ａ 第１ぶれ画像
８ｂ 第２ぶれ画像
９ａ 第１高画質画像
９ｂ 第２高画質画像
１０ 再構成画像
１１ 学習済モデル
２１、１２０ 画像処理部
３０ 所定の角度範囲
９０ 被写体
１００、２００ 放射線画像撮影装置

Claims (10)

1. 被写体と撮影部との相対角度が異なる複数の撮影角度で複数の放射線画像を撮影するステップと、
   前記複数の放射線画像から、第１撮影角度において撮影された第１基準画像、および、前記第１撮影角度とは異なる第２撮影角度において撮影された第２基準画像を選択するステップと、
   選択した各基準画像の撮影角度をカバーする角度範囲内において、互いに異なる撮影角度で撮影された第１放射線画像群、および、第２放射線画像群を選択するステップと、
   選択した各放射線画像群に基づいて、第１ぶれ画像、および、第２ぶれ画像を生成するステップと、
   前記第１基準画像と前記第１ぶれ画像とに基づいて第１高画質画像を生成するとともに、前記第２基準画像と前記第２ぶれ画像とに基づいて第２高画質画像を生成するステップと、
   前記第１高画質画像および前記第２高画質画像に基づいて、前記被写体の３次元構造を反映するように再構成された再構成画像を生成するステップと、を備える、放射線画像生成方法。
2. 複数の放射線画像を撮影するステップにおいて、所定の角度間隔で撮影することにより前記複数の放射線画像を撮影し、
   前記第１ぶれ画像および前記第２ぶれ画像を生成するステップにおいて、前記第１放射線画像群のうち、前記第１基準画像の撮影角度と所定の角度間隔で連続する複数の異なる撮影角度で撮影した前記第１放射線画像群に基づいて、前記第１ぶれ画像を生成するとともに、前記第２放射線画像群のうち、前記第２基準画像の撮影角度と所定の角度間隔で連続する複数の異なる撮影角度で撮影した前記第２放射線画像群に基づいて、前記第２ぶれ画像を生成する、請求項１に記載の放射線画像生成方法。
3. 前記第１ぶれ画像および前記第２ぶれ画像を生成するステップにおいて、前記第１放射線画像群のうち、前記第１基準画像の撮影角度の所定の角度間隔の前後の撮影角度を含む連続した複数の異なる撮影角度において撮影した前記第１放射線画像群に基づいて、前記第１ぶれ画像を生成するとともに、前記第２放射線画像群のうち、前記第２基準画像の撮影角度の所定の角度間隔の前後の撮影角度を含む連続した複数の異なる撮影角度において撮影した前記第２放射線画像群に基づいて、前記第２ぶれ画像を生成する、請求項２に記載の放射線画像生成方法。
4. 前記第１高画質画像および前記第２高画質画像を生成するステップにおいて、前記第１撮影角度および前記第２撮影角度を含む複数の撮影角度の各々の角度の前記放射線画像を順次基準画像とし、前記基準画像の各々に対して、高画質画像を生成する、請求項１～３のいずれか１項に記載の放射線画像生成方法。
5. 前記第１高画質画像および前記第２高画質画像を生成するステップにおいて、学習済モデルに前記第１基準画像および前記第１ぶれ画像を入力することにより、前記第１高画質画像を生成するとともに、前記学習済モデルに前記第２基準画像および前記第２ぶれ画像を入力することにより、前記第２高画質画像を生成する、請求項１～４のいずれか１項に記載の放射線画像生成方法。
6. 前記第１ぶれ画像および前記第２ぶれ画像を生成するステップにおいて、前記第１放射線画像群を加算することにより、前記第１ぶれ画像を生成するとともに、前記第２放射線画像群を加算することにより、前記第２ぶれ画像を生成する、請求項１～５のいずれか１に記載の放射線画像生成方法。
7. 複数の放射線画像を撮影するステップにおいて、前記被写体と前記撮影部との前記相対角度を変更しつつ、各々の角度において撮影を行うことにより、複数の放射線画像を撮影する、請求項１～６のいずれか１項に記載の放射線画像生成方法。
8. 前記複数の放射線画像を撮影するステップにおいて、前記複数の放射線画像として、複数のＸ線画像を撮影し、
   前記再構成画像を生成するステップにおいて、前記再構成画像として、断層画像を生成する、請求項１～７のいずれか１項に記載の放射線画像生成方法。
9. 被写体を撮影する撮影部と、
   前記被写体と前記撮影部との相対角度が異なる複数の角度から撮影した複数の放射線画像に対して画像処理を行う画像処理部と、を備え、
   前記画像処理部は、
   前記複数の放射線画像から、第１撮影角度において撮影された第１基準画像、および、前記第１撮影角度とは異なる第２撮影角度において撮影された第２基準画像の撮影角度をカバーする角度範囲内において、互いに異なる撮影角度で撮影された第１放射線画像群および第２放射線画像群のうち、前記第１放射線画像群に基づいて第１ぶれ画像を生成するとともに、前記第２放射線画像群に基づいて第２ぶれ画像を生成し、
   前記第１基準画像と前記第１ぶれ画像とに基づいて、第１高画質画像を生成するとともに、前記第２基準画像と前記第２ぶれ画像とに基づいて、第２高画質画像を生成し、
   前記第１高画質画像と前記第２高画質画像とに基づいて、前記被写体の３次元構造を反映するように再構成された再構成画像を生成するように構成されている、放射線画像撮影装置。
10. 前記相対角度を変更する相対角度変更機構をさらに備え、
    前記撮影部は、Ｘ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線源から照射されたＸ線を検出するＸ線検出器とを含み、
    前記画像処理部は、前記複数の放射線画像として、複数のＸ線画像を取得するとともに、取得した前記複数のＸ線画像に基づいて、前記第１ぶれ画像および前記第２ぶれ画像を生成し、前記再構成画像を生成するように構成されている、請求項９に記載の放射線画像撮影装置。

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