JP4006137B2 - 画像処理装置、画像処理システム、及び画像処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ディジタル画像を複数の画素で構成される平面センサにより収集する際に欠陥画素補正を行う技術に関し、Ｘ線等の放射線撮影に用いて好適な、画像処理装置、画像処理システム、及び画像処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より例えば、増感紙とＸ線写真フィルムを組み合わせて用いるフィルムスクリーンシステムにより、医療診断を目的とするＸ線撮影がよく行われている。
上記のシステムでは、被写体を通過したＸ線（被写体の内部情報を含む）を、増感紙によって該Ｘ線の強度に比例した可視光に変換し、その可視光によってＸ線写真フィルムを感光させることで、Ｘ線画像をＸ線写真フィルム上に形成するようになされている。
【０００３】
また、近年では、Ｘ線を蛍光体によって該Ｘ線の強度に比例した可視光に変換し、その可視光を複数の画素で構成される平面センサを用いて電気信号に変換し、そのアナログ的な電気信号をアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器によってディジタル化することで、Ｘ線ディジタル画像を得るＸ線ディジタル撮影装置が使用されはじめている。
このようなＸ線ディジタル撮影装置では、平面センサを構成する画素の幾つかには欠陥画素が含まれているため、その欠陥画素を抽出して、それを補正することが行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようなＸ線ディジタル撮影装置等における欠陥画素抽出方法として、他の画素（ピクセル）と出力挙動が異なっている画素を欠陥画素と判定する方法があるが、このような従来方法では、画素の出力挙動が、Ｘ線の当たり方や、平面センサから画素信号を読み出すＡ／Ｄ変換器の特性、或いは、小さな平面センサが組み合わされて大きなセンサが構成されている場合の該センサの特性等によって異なることにより、欠陥画素でない画素が誤って欠陥画素として判定され抽出される場合があった。このため、正確な欠陥画素の補正を行うことができず、したがって、出力画像の画質が劣化してしまっていた。
【０００５】
そこで、本発明は、上記の欠点を除去するためになされたもので、欠陥画素を常に正確に抽出することで、出力画像の画質向上を図った画像処理装置、画像処理システム、及び画像処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理装置は、複数の画素で構成され、ディジタル画像を得るための平面センサと、上記平面センサから出力された画像信号をディジタル信号に変換する複数のＡ／Ｄ変換器と、上記平面センサ上の領域を複数の画像領域に分割し、各画像領域毎に、対象画像領域内の画素値の平均及び標準偏差を取得する取得手段と、上記取得手段により得られた各画像領域毎の画素値の平均及び標準偏差を用いて、上記取得手段にて分割された各画像領域毎に、対象画像領域における欠陥画素位置情報の抽出を行う抽出手段とを備え、上記複数の画像領域は、上記複数のＡ／Ｄ変換器の読み出し範囲に基づいて定められることを特徴とする。
【０００７】
本発明の画像処理システムは、複数の機器が相互通信可能に接続されてなる画像処理システムであって、上記複数の機器のうち少なくとも１つの機器は、上記画像処理装置の機能を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の画像処理方法は、複数の画素で構成されディジタル画像を得るための平面センサから出力された画像信号を複数のＡ／Ｄ変換器によりディジタル信号に変換する変換ステップと、上記複数のＡ／Ｄ変換器の読み出し範囲に基づいて定められる複数の画像領域に上記平面センサ上の領域を分割し、各画像領域毎に、対象画像領域内の画素値の平均及び標準偏差を取得する取得ステップと、上記取得ステップにより得られた各画像領域毎の画素値の平均及び標準偏差を用いて、上記取得ステップにより分割された各画像領域毎に、対象画像領域における欠陥画素位置情報の抽出を行う抽出ステップとを含むことを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２５】
本発明は、例えば、図１に示すようなＸ線画像撮影装置１００に適用される。
このＸ線画像撮影装置１００は、Ｘ線を発生するＸ線管球１０１と、Ｘ線管球１０１のＸ線絞り１０２と、Ｘ線管球１０１からのＸ線が入射する固体撮像素子（平面センサ）１０７と、Ｘ線管球１０１と固体撮像素子１０７の間に設けられたグリッド１０４及びシンチレータ１０６と、固体撮像素子１０７の出力をディジタル画像信号として出力するＡ／Ｄ変換器１０８と、Ａ／Ｄ変換器１０８からのディジタル画像信号に対して種々の処理を行って画像表示出力等を行う画像読取部１０９と、Ｘ線管球１０１でのＸ線の発生を制御するＸ線発生制御部１２６とを備えている。
【００２６】
画像読取部１０９は、固体撮像素子１０７及びＸ線発生制御部１２６等の動作制御や後述する画像補正処理を含む種々の処理を実行する画像読取制御部１１０と、種々のデータ等が記憶され作業用としても用いられるＲＡＭ１１１と、本装置で実行される種々の処理プログラム等が格納されるＲＯＭ１１２と、外部ネットワーク（ここでは「ＬＡＮ」とする）とのインターフェース部であるＬＡＮ／ＩＦ１１３と、外部可搬媒体記録装置とのインターフェース部であるＤＩＳＫ／ＩＦ１１４と、不揮発性ＲＡＭであるＮＶＲＡＭ１１５と、ハードディスク等の不揮発性記憶部１１６と、ユーザインターフェース（ＩＦ）部１１７と、ＲＯＭ１１２の処理プログラムを実行する等して装置全体の動作制御を司るＣＰＵ１１８とが、バス１１９を介して接続され、互いにデータ授受する構成としている。
また、画像読取部１０９には、曝射ボタン１２５が設けられており、この曝射ボタン１２５の出力は、画像読取制御部１１０が曝射許可スイッチ１２４を切り替え制御することでＸ線発生制御部１２６に供給されるようになされている。
また、ユーザＩＦ部１１７には、ＣＲＴ等のディスプレイ１２０や、キーボード及びマウス等の操作部１２１が接続されている。
【００２７】
［Ｘ線画像撮影装置１００の一連の動作］
【００２８】
先ず、操作者は、撮影する被写体１０３を、固体撮像素子１０７とＸ線管球１０１の間に配置する。
次に、操作者は、撮影する為の準備を操作部１２１を用いて行う。例えば、被写体１０３の撮影部位を操作部１２１により選択する。この操作情報は、ユーザインターフェース１１７を介して画像読取部１０９内に取り込まれる。
【００２９】
上述のような操作者による撮影準備が終了すると、画像読取部１０９において、画像読取制御部１１０は、固体撮像素子駆動制御信号を用いて固体撮像素子１０７に電圧を加えることで、固体撮像素子１０７が、被写体１０３の画像入力がいつ有っても良い状態（Ｘ線管球１０２からのＸ線を画像化できる状態）となるように準備する。
【００３０】
次に、操作者は、被写体１０３の撮影したい目的の部位が撮影領域に入るように、操作部１２１の絞り指示部（図示せず）を用いて絞り量を調節する。この絞り量の調節情報は、ユーザインターフェース１１７を介して画像読取部１０９内に取り込まれる。
【００３１】
画像読取部１０９において、画像読取制御部１１０は、ユーザインターフェース１１７からの絞り量調節情報に基づいた絞り信号２を、Ｘ線発生制御部１２６に供給する。
Ｘ線発生制御部１２６は、画像読取制御部１１０からの絞り信号２に基づいた絞り信号３をＸ線絞り１０２に供給する。これによりＸ線絞り１０２が開閉する。
【００３２】
ここで、Ｘ線絞り１０２は、矩形であり。上下方向、左右方向の両者のそれぞれの開閉量が、Ｘ線発生制御部１２６からの絞り信号３によって調節可能になされている。また、操作者から指示された被写体１０３の部位に対する、Ｘ線絞り１０２による適切な照射は、ランプ光により調節できるようになされている。
【００３３】
次に、操作者は、曝射ボタン１２５を操作する。この曝射ボタン１２５は、Ｘ線管球１０１でＸ線を発生させるトリガとなるものであり、操作者から操作（ボタン押下）されることで曝射信号１を発生する。
曝射ボタン１２５から発生した曝射信号１は、画像読取部１０９内の画像読取制御部１１０へ一旦供給される。
これを受けた画像読取制御部１１０は、固体撮像素子１０７がＸ線管球１０１からのＸ線を受けると画像化できる状態となっているか否かを、個体撮像素子１０７が発生する駆動通知信号の状態で確認した後、曝射許可信号を曝射許可スイッチ１２４に対して発生する。この曝射許可信号は、曝射許可スイッチ１２４をオンにして、曝射ボタン１２５から発生された曝射信号１を、Ｘ線発生制御部１２６に対する曝射信号２に導通させる。
尚、曝射信号は、曝射ボタン１２５のセカンドスイッチと呼ばれるスイッチを用いることとする。
【００３４】
Ｘ線発生制御部１２６は、上述のようにして発生された曝射信号２に従って、Ｘ線管球１０１のＸ線発生の準備が整い次第、曝射信号３をＸ線管球１０１に対して発生する。これにより、Ｘ線管球１０１からＸ線が発生する。
【００３５】
一方、上述のような曝射を受けた後、Ｘ線管球１０１のＸ線は、被写体１０３、グリッド１０４、及びシンチレータ１０６を順次透過して、被写体１０３の透過光像として固体撮像素子１０７の撮像面上に結像され、固体撮像素子１０７での光電変換により、画像信号として固体撮像素子１０７から出力される。
Ａ／Ｄ変換器１０８は、固体撮像素子１０７の出力である画像信号をディジタル化して、それをディジタル画像信号として画像読取部１０９に供給する。
【００３６】
画像読取部１０９は、Ａ／Ｄ変換器１０８からのディジタル画像信号を一旦ＲＡＭ１１１上に展開し、画像読取制御部１１０により後述する画像補正処理を含む様々な処理を施して、それをディスプレイ１２０にて画面表示したり、フィルム上に出力したりする。このような動作制御は、ＣＰＵ１１８により行われる。
【００３７】
［Ｘ線画像撮影装置１００での画像補正処理構成］
【００３８】
まず、Ｘ線画像撮影装置１００では、例えば、キャリブレーション撮影が行われる。
このキャリブレーション撮影とは、通常撮影に先立って行う画像校正（補正）用の情報収集の為の操作を行うことで、通常撮影時の画像（以下、「撮影生画像」と言う）に対してピクセルゲイン補正を行う為のピクセルゲイン情報を収集することと、欠陥画素の位置情報を収集することとの作業（以下、「キャリブレーション作業」と言う）が行われる撮影方式である。
また、キャリブレーション撮影では、撮影が複数回行うようになっており、これにより平均的な情報を収集することができるようになされている。このとき、１回のキャリブレーション作業で何回の撮影を繰り返すかは、予め設定することも可能であるし、また、操作者が撮影を繰り返していきながら、希望の撮影を最後の撮影とすることもできるようになされている。
したがって、画像補正処理に用いるピクセルゲイン情報や欠陥画素位置情報を収集するために、撮影する前段階の処理（実際の撮影直前の処理）として、何も被写体を置かない状態で、固体撮像素子（以下、「平面センサ」と言う）１０７の撮像面（センサ面）上の、例えば、中央２５６×２５６画素の出力が、４０９６階調中、およそ２０４８階調あたりになるような撮影を行う。この撮影により得られた画像情報（以下、「暗電流画像情報」と言う）は、自動的に収集される。
【００３９】
そこで、画像読取制御部１１０は、例えば、図２に示すような画像補正部２００を備えている。
画像補正部２００は、上記図２に示すように、通常の撮影動作によって得られた撮影生画像情報から該撮影直前に収集された暗電流画像情報を減算する暗電流減算部２０１と、予め工場出荷時等に収集された初期欠陥位置情報を用いて暗電流減算部２０１からの画像情報に対して欠陥補正処理を行う初期欠陥補正部２０２と、初期欠陥補正部２０２にて得られた初期欠陥補正画像の適切さをチェックする画像チェック部２０３と、画像チェック部２０３でのチェック結果に基づいて初期欠陥補正部２０２にて得られた撮影毎の初期欠陥補正画像を積算するピクセルゲイン情報加算部２０５と、ピクセルゲイン情報加算部２０５での処理中における情報を一時記憶するためのピクセルゲイン情報一時記憶部２０６と、ピクセルゲイン情報加算部２０５での処理結果を保存するためのピクセルゲイン情報保持部２０７とを備えている。
また、画像補正部２００は、初期欠陥補正部２０２にて得られた初期欠陥補正画像情報を用いてユーザ先で増加した欠陥画素の位置情報を抽出する欠陥位置抽出部２０４と、欠陥位置抽出部２０４にて得られた撮影毎の欠陥画素位置情報を合成する欠陥位置合成部２０８と、欠陥位置合成部２０８での処理中における情報を一時記憶するための欠陥位置情報一時記憶部２０９と、欠陥位置合成部２０８での処理結果を保存するための増加欠陥位置情報保持部２１２と、欠陥位置合成部２０８にて得られた増加欠陥画素と上記初期欠陥位置情報を合成する初期欠陥位置合成部２１０と、初期欠陥位置合成部２１０での処理結果を保存するための欠陥位置情報保持部２１１とを備えている。
尚、上述した各記憶部及び保持部としては、例えば、不揮発性記憶部１１６（上記図１参照）が用いられる。
【００４０】
上述のような画像補正部２００において、まず、暗電流減算部２０１は、撮影生画像情報から暗電流画像情報を減算することで暗電流補正処理を行う。
初期欠陥補正部２０２は、暗電流減算部２０１にて得られた画像情報に対して、予め工場出荷時等で収集された初期欠陥位置情報を用いた欠陥画素補正処理を行う。この補正処理に結果得られた画像を「初期欠陥補正画像」と言う。
【００４１】
画像チェック部２０３は、初期欠陥補正部２０２からの初期欠陥補正画像情報を用いて、平面センサ１０７中央の出力が４０９６階調中、およそ２０４８階調あたりになるようになっているか否かを判定する。
ここでの平面センサ１０７は、２６８８×２６８８画素（ピクセル）としており、画像チェック部２０３は、平面センサ１０７の中央の２５６×２５６画素部分の画素平均値によって、キャリブレーション撮影でのＸ線量が適切が否かを判定する。例えば、センサ中央部分の画素平均値が、１５００以上、２５００未満の場合、キャリブレーション撮影でのＸ線量が適切と判断し、それ以外の場合は不適切と判断する。
画像チェック部２０３にて、キャリブレーション撮影でのＸ線量が不適切と判断された場合、このときの撮影はキャンセルされ、再度撮影をやり直す旨が、ユーザインタフェース部１１７を介してディスプレイ１２０等に与えられる。これにより、操作者は、再度撮影を認識し、再びキャリブレーション撮影を行う。
【００４２】
画像チェック部２０３にて、キャリブレーション撮影でのＸ線量が適切と判断された場合、ピクセルゲイン情報加算部２０５は、初期欠陥補正部２０２からの撮影毎の初期欠陥補正画像情報の積算を行う。
【００４３】
具体的にはまず、キャリブレーション作業中の初めての撮影である場合は、初期欠陥補正部２０２から受け取った初期欠陥補正画像を、そのままピクセルゲイン情報として一旦ピクセルゲイン情報一時記億部２０６へ記憶する。
【００４４】
また、キャリブレーション作業中の初めての撮影でない場合、すなわち２回目以降の撮影である場合は、ピクセルゲイン情報一時記憶部２０６に記憶されている情報と、初期欠陥補正部２０２から受け取った初期欠陥補正画像とを、各画素毎に加算して、その加算結果を再びピクセルゲイン情報一時記憶部２０６へ記憶する。
【００４５】
また、キャリブレーション作業中の最後の撮影である場合は、ピクセルゲイン情報一時記憶部２０６に記憶されている情報と、初期欠陥補正部２０２から受け取った初期欠陥補正画像とを、各画素毎に加算して、その加算結果を撮影回数で除算することで、ピクセルゲイン情報の平均値を算出する。そして、その算出結果を、ピクセルゲイン情報保持部２０７へ記憶する。
【００４６】
尚、キャリブレーション撮影が１回の場合には、そのときにピクセルゲイン情報一時記憶部２０６へ一旦収集されたピクセルゲイン情報が、そのままピクセルゲイン情報保持部２０７へと渡されることと同等の扱いとなる。
また、通常撮影の際にはピクセルゲイン情報保持部２０７内の情報が必要となるので、ピクセルゲイン情報保持部２０７としては不揮発性記憶媒体を用いている。
【００４７】
一方、初期欠陥補正部２０２にて得られた初期欠陥補正画像は、欠陥位置抽出部２０４にも供給される。この欠陥位置抽出部２０４に供給される初期欠陥補正画像は、予め工場出荷時の際に調べられた欠陥画像（初期欠陥画像）に関しては補正された状態である。
そこで、欠陥位置抽出部２０４は、ユーザ先で増えた欠陥画素の位置情報を抽出する。このための欠陥抽出アルゴリズムについての詳細は後述する。
【００４８】
欠陥位置合成部２０８は、欠陥位置抽出部２０４にて得られた撮影毎の欠陥画素位置情報を合成する。
【００４９】
具体的にはまず、キャリブレーション作業中の初めての撮影である場合は、欠陥位置抽出部２０４からの欠陥画素位置情報を、そのまま一時欠陥画素情報として欠陥位置情報一時記億部２０９へ一旦記憶する。
ここで、欠陥位置情報一時記憶部２０９には、各画素に対して欠陥画素である判定された回数を記憶できる機構（以下、「判定回数記憶機構」と言う）を有し、欠陥画素と判定された画素に対しては、その判定回数に”１”が加算されるようになされている。したがって、この場合に欠陥画素と判定された画素には、”１”が設定される。
【００５０】
また、キャリブレーション作業中の初めての撮影でない場合、すなわち２回目以降の撮影である場合は、欠陥位置情報一時記憶部２０９に記憶されている情報と、欠陥位置抽出部２０４からの欠陥画素位置情報とを合成し、その合成結果を再び欠陥位置情報一時記憶部２０９へ記憶する。このとき、欠陥位置情報一時記憶部２０９において、上述した判定回数記憶機構により、欠陥画素と判定された画素に対しては、その判定回数に”１”が加算される。
【００５１】
また、キャリブレーション作業中の最後の撮影である場合は、欠陥位置情報一時記憶部２０９に記憶されている情報と、欠陥位置抽出部２０４からの欠陥画素位置情報とを合成し、その合成結果を増加欠陥画素位置情報として、増加欠陥位置情報保持部２１２へ記憶すると共に、初期欠陥位置合成部２１１へ供給する。
このとき、上述した判定回数記憶機構により、欠陥画素と判定された画素に対して、その判定回数に”１”が加算された後、その加算結果が予め設定された欠陥判定回数を超える場合のみ、その画素を欠陥画素として扱うようにする。例えば、一般には、キャリブレーション撮影は４回ほど行うため、このような場合の欠陥判定回数は、撮影回数の半分の値である”２”を設定する（小数点以下は切り捨てる）。したがって、この場合には、２回を超える、３回若しくは４回、欠陥画素と判定された画素が欠陥画素と確定される。
初期欠陥位置合成部２１１は、予め工場出荷時等で収集された初期欠陥位置情報と、欠陥位置合成部２０８からの増加欠陥画素位置情報とを合成し、その合成結果を欠陥位置情報保持部２１１へ記憶する。
【００５２】
尚、キャリブレーション撮影が１回で、画素の判定回数が”０”の場合、収集された欠陥位置情報がそのまま欠陥位置情報保持部２１１へと渡されることと同等の扱いとなる。
【００５３】
上述のようにして、ピクセルゲイン情報保持部２０７に保持されたピクセルゲイン情報、及び欠陥位置情報保持部２１１に保持された欠陥画素位置情報は、後述する通常撮影時でのピクセルゲイン補正処理及び欠陥画素補正処理に用いられる。
【００５４】
［欠陥位置抽出部２０４にて実行される欠陥画素位置抽出アルゴリズム］
【００５５】
ここでの欠陥画素位置抽出アルゴリズムは、以下に説明する方法（１）〜（３）というような複数のアルゴリズムの選択が可能となっており、これらのアルゴリズムから選択されたものが予めＸ線画像撮影装置１００に対して設定されるようになされている。
また、ここでの欠陥画素位置抽出アルゴリズムは、例えば、工場出荷時に、初期欠陥画素位置情報を得る際にも利用可能なようになされている。
【００５６】
（方法１）
本アルゴリズムは、図３の概念図、及び図４のフローチャートにより示される。
【００５７】
先ず、センサ面上の領域の左上を対象画素Ｐijの開始画素とする（ステップＳ３０１）。
次に、初期欠陥補正部２０２にて得られた初期欠陥画素補正画像から、全画素の平均Ａ及び標準偏差σを算出すると共に、この標準偏差σに予め指定された倍率Ｎを積算する（ステップＳ３０２）。
次に、対象画素Ｐijと全画素平均Ａの差の絶対値が、上記積算結果より大きいか否かを判別する（ステップＳ３０３）。
この判別の結果、”絶対値＞積算結果”の場合には、対象画素Ｐijを欠陥画素と確定する（ステップＳ３０４）。その後、次のステップＳ３０５へと進む。
一方、”絶対値＞積算結果”でない場合には、そのままステップＳ３０５へと進む。
ステップＳ３０５では、センサ面上の領域の全ての画素に対して、ステップＳ３０３からの処理を実行し終えたか否かを判別し、未だ終了していない場合には対象画素Ｐijを次の画素へと進めて（ステップＳ３０６）、ステップＳ３０３へと戻り、以降の処理ステップを繰り返し実行する。そして、センサ面上の領域の全ての画素に対して、ステップＳ３０３からの処理を実行し終えたときに、本処理終了となる。
【００５８】
すなわち、本アルゴリズムでは、
｜Ｐij−Ａ（全画素）｜＞σ（全画素）×Ｎ
Ｐij ：対象画素
Ａ（全画素）：全画素平均
σ（全画素）：全画素標準偏差
Ｎ ：指定倍率
なる関係にある対象画素Ｐijを欠陥画素と判定する。
尚、Ｘ線撮影の際に画像シェーディングが存在するときは、該シェーディングのために、欠陥画素ではないのに出力値が少なくなり、欠陥画素として判断される場合がある。このため、本アルゴリズムは、演算時間が高速な、シェーディングの少ない場合等に利用するのが好ましい。
【００５９】
（方法２）
本アルゴリズムは、図５の概念図、及び図６のフローチャートにより示される。
まず、上述した（方法１）では、センサ面上の全画素の平均Ａ及び標準偏差σに基づいて、欠陥画素の判定を行っているが、本アルゴリズムでは、対象画素Ｐijの近傍、例えば、その周囲２５６×２５６画素の平均及び標準偏差に基づいて、欠陥画素の判定を行う。
【００６０】
すなわち、先ず、センサ面上の領域の左上を対象画素Ｐijの開始画素とする（ステップＳ３１１）。
次に、初期欠陥補正部２０２にて得られた初期欠陥補正画像から、対象画素Ｐijの近傍２５６×２５６画素の平均Ａ及び標準偏差σijを算出すると共に、この標準偏差σijに予め指定された倍率Ｎを積算する（ステップＳ３１２）。
次に、対象画素Ｐijと、対象画素Ｐijの近傍２５６×２５６画素の全画素平均Ａijとの差の絶対値が、上記積算結果より大きいか否かを判別する（ステップＳ３１３）。
この判別の結果、”絶対値＞積算結果”の場合には、対象画素Ｐijを欠陥画素と確定する（ステップＳ３１４）。その後、次のステップＳ３１５へと進む。
一方、”絶対値＞積算結果”でない場合には、そのままステップＳ３１５へと進む。
ステップＳ３１５では、センサ面上の領域の全ての画素に対して、ステップＳ３１２からの処理を実行し終えたか否かを判別し、未だ終了していない場合には対象画素Ｐijを次の画素へと進めて（ステップＳ３１６）、ステップＳ３１２へと戻り、以降の処理ステップを繰り返し実行する。そして、センサ面上の領域の全ての画素に対して、ステップＳ３１２からの処理を実行し終えたときに、本処理終了となる。
【００６１】
上述のような本アルゴリズムによれば、Ｘ線撮影によるシェーディングによる影響が少なくなり、より正確な欠陥画素の判定を行うことができる。
尚、例えば、図７に示すように、平面センサからの画像読み出しのＡＤ変換器が複数ある場合は、ＡＤ変換器のばらつきが大きいことがある。この場合、２つのＡＤ変換器にまたがるように近傍矩形領域をとった場合、例えば、ＡＤ変換器の出力が小さいと、それが原因で誤って欠陥画素として判定される場合がある。このため、本アルゴリズムは、利用している平面センサが小さいセンサであり、ＡＤ変換器が１つしかない場合等に利用するのが好ましい。
【００６２】
（方法３）
本アルゴリズムは、図７の概念図、及び図８のフローチャートにより示される。
本アルゴリズムでは、平面センサ１０７からの画像読み出しのＡＤ変換器１０８に従ってセンサ面の領域の横方向をバンドで区切り、且つ縦方向をも、Ｘ線シェーディング特性をよりなくすようにバンドで区切りる。このようにして、センサ面上の領域を縦横で碁盤状に区切り、対象画素Ｐijが存在する矩形領域内を対象として、上述した（方法１）のアルゴリズムを実行する。
【００６３】
すなわち、先ず、センサ面上の領域の左上の区切られた矩形領域を対象矩形領域とする（ステップＳ３２１）。
次に、上記対象矩形領域の左上を対象画素Ｐijの開始画素とする（ステップＳ３２２）。
次に、初期欠陥補正部２０２にて得られた初期欠陥補正画像から、上記対象矩形領域の平均Ａ及び標準偏差σijを算出すると共に、この標準偏差σijに予め指定された倍率Ｎを積算する（ステップＳ３２３）。
次に、対象画素Ｐijと全画素平均Ａとの差の絶対値が、上記積算結果より大きいか否かを判別する（ステップＳ３２４）。
この判別の結果、”絶対値＞積算結果”の場合には、対象画素Ｐijを欠陥画素と確定する（ステップＳ３２５）。その後、次のステップＳ３２６へと進む。
一方、”絶対値＞積算結果”でない場合には、そのままステップＳ３２６へと進む。
ステップＳ３２６では、上記対象矩形領域の全ての画素に対して、ステップＳ３２４からの処理を実行し終えたか否かを判別し、未だ終了していない場合には対象画素Ｐijを次の画素へと進めて（ステップＳ３２７）、ステップＳ３２４へと戻り、以降に処理ステップを繰り返し実行する。
上記対象矩形領域の全ての画素に対して、ステップＳ３２４からの処理を実行し終えると、上記対象矩形領域を次の矩形領域へと進める（ステップＳ３２８）。
そして、センサ領域の全ての矩形領域に対して、ステップＳ３２２からの処理を実行し終えたか否かを判別し（ステップＳ３２９）、未だ終了していない場合にはステップＳ３２２へと戻り、以降の処理ステップを繰り返し実行する。センサ領域の全ての矩形領域に対して、ステップＳ３２２からの処理を実行し終えたときに、本処理終了となる。
【００６４】
上述のような本アルゴリズムによれば、ＡＤ変換器が複数ある場合でも、より正確な欠陥画素の判定を行うことができる。特に、面積の小さい平面センサが複数組み合わされて大きい平面センサを構成する場合でも、平面センサの組み合わせの境目を区切りとして、縦横でセンサ領域を区切ることで、より正確な欠陥画素の判定を行うことができる。
尚、本アルゴリズムでは、Ｘ線撮影によるシェーディングによる影響が少なくなり、且つＡＤ変換器やセンサの組み合わせに従う必要もないため、構成を問わず、様々な構成に利用することが可能である。
【００６５】
［Ｘ線量を変更しながらの欠陥画素位置抽出］
【００６６】
まず、一般的に、平面センサより得られる画素の出力挙動は、全く出力されない画素や、常にディジタル的に大きい信号を出力する画素、また、中間値を出力する画素等があり、上述したようなディジタル階調４０９６中、２０００階調あたりをねらった撮影では、平面センサの出力中に欠陥画素としての出力値が含まれてしまうケースがある。
【００６７】
そこで、ここでは、図９のフローチャートに示すように、Ｘ線量（曝射線量）を様々に変更して、それぞれのＸ線量での上述したようなキャリブレーション撮影を行って、欠陥画素位置情報を収集する。
【００６８】
すなわち、先ず、平面センサ１０７の中央の２５６×２５６画素の平均が５００〜１０００階調の範囲となるようなＸ線量での撮影回数（撮影許容回数）Ｎｌ（ｌｏｗ）、１５００〜２５００階調の範囲となるようなＸ線量での撮影回数Ｎｍ（ｍｉｄ）、３０００〜３５００階調の範囲となるようなＸ線量での撮影回数Ｎｈ（ｈｉｇｈ）をそれぞれ設定する（ステップＳ４０１）。
ここでは、Ｎｌ＝４、Ｎｍ＝４、Ｎｈ＝４と設定しているため、平面センサ１０７の中央の２５６×２５６画素の平均が５００〜１０００階調の範囲となるようなＸ線量での撮影が４回行われ、１５００〜２５００階調の範囲となるようなＸ線量での撮影が４回行われ、３０００〜３５００階調の範囲となるようなＸ線量での撮影が４回行われることになる。
【００６９】
次に、平面センサ１０７の中央の２５６×２５６画素の平均が５００〜１０００階調の範囲となるようなＸ線量での撮影により得られた画像情報に対して、上述したような欠陥画素位置の抽出を、Ｎｌで示される回数分行う（ステップＳ４０２）。
次に、平面センサ１０７の中央の２５６×２５６画素の平均が１５００〜２５００階調の範囲となるようなＸ線量での撮影により得られた画像情報に対して、上述したような欠陥画素位置の抽出を、Ｎｍで示される回数分を行う。このとき、ピクセルゲイン情報の収集をもＮｍで示される回数分行う（ステップＳ４０３）。
次に、平面センサ１０７の中央の２５６×２５６画素の平均が３０００〜３５００階調の範囲となるようなＸ線量での撮影により得られた画像情報に対して、上述したような欠陥画素位置の抽出を、Ｎｈで示される回数分行う（ステップＳ４０４）。
【００７０】
上述のステップＳ４０２〜Ｓ４０４での欠陥画素位置抽出は、利用するセンサ種類等の環境により、上述した（方法１）〜（方法３）のいずれの欠陥画素位置抽出アルゴリズムも利用できるが、重要な点は、曝射強度が違うため、より低い曝射線量で撮影した場合は、欠陥画素として比較的中間階調を維持する画素が、欠陥画素と全画素平均の差の絶対値が標準偏差に予め指定された倍率を積算した値より大きく外れるので、欠陥画素として捕捉できる点である。
したがって、上述のようにしてＸ線量を様々に変更しながら欠陥画素位置の抽出を行うことで、それぞれのＸ線量での撮影での平面センサ１０７の出力のばらつきから大きくはずれたものが欠陥画素と確定されることになるため、出力挙動が、全く出力されない画素や、常にディジタル的に大きい信号を出力する画素、また、中間値を出力する画素等に対しても、欠陥画素の判定を正確に行うことができる。
【００７１】
尚、Ｘ線量がそれぞれの範囲以外の値となってしまった場合においては、その撮影は再撮影となる。
【００７２】
［ピクセルゲイン補正処理及び欠陥画素補正処理構成］
【００７３】
上記図２〜図８を用いて説明したようにして、欠陥画素位置情報及びピクセルゲイン情報を収集し終えると、通常撮影時において、それらの情報を用いたピクセルゲイン補正処理及び欠陥画素補正処理が行われる。
このため、上記図２に示した画像補正部２００は、例えば、図１０に示すような、ピクセルゲイン情報保持部２０７に保持されたピクセルゲイン情報を用いてピクセル補正処理を行うピクセルゲイン補正部２２１と、ピクセルゲイン補正部２２１の出力及び欠陥位置情報保持部２１１に保持された欠陥画素位置情報を用いて欠陥画素補正処理を行う欠陥画素補正部２２２を更に備えた構成としている。
【００７４】
先ず、ピクセルゲイン補正部２２１は、通常撮影により得られた撮影生画像情報に対して、ピクセルゲイン情報保持部２０７のピクセルゲイン情報を用いたピクセル補正処理を行う。
ここでのピクセルゲイン補正処理とは、先ず、ピクセルゲイン情報を、画像の中央部が１．０近くとなるように、撮影生画像情報の画素（入力ピクセル）Ｐijを持って、
Ｎij＝Ｐij／（画像中央部２５６×２５６画素の平均）
なる式により正規化して、正規化されたピクセルゲイン情報Ｎijを得る。
【００７５】
そして、
Ｏij＝Ｐij／Ｎij
なる式に示されるように、入力ピクセルＰijを、その画素の正規化されたピクセルゲイン情報Ｎijで除算して、ピクセルゲインの補正された値（ピクセルゲイン補正値）Ｏijを得る。
【００７６】
上記のピクセルゲイン補正値Oijは、計算結果が４０９５階調となるようにクリッピングされて、オーバフローしたものは４０９５階調となる。
ここでは、
Ｌｏｇ（Ｏij）＝Ｌｏｇ（Ｐij）−Ｌｏｇ（Ｎij）
なるＬｏｇ演算式により、Ｌｏｇテーブルを通して、減算することで実施するようになされている。そして、この結果の出力値は、指数テーブルを用いて”Ｏij”に戻すようになされている。
【００７７】
ここで、上述のようなピクセルゲイン補正処理を行う際、欠陥画素に関しては、上記の計算は全く意味の無い値を出力する。これは、入力される撮影生画像も、上述したようにしてピクセルゲイン情報保持部２０９に保持されるピクセルゲイン情報も、欠陥画素に関しては無意味な値であるためである。
しかしながら、ピクセルゲイン補正処理に引き続き実行される欠陥画素補正部２２２での欠陥画素補正処理により、欠陥画素部分に関して補正がなされるため、ピクセルゲインも、欠陥画素も補正された撮影画像を得ることができる。
例えば、欠陥画素補正部２２２は、ピクセルゲイン補正部２２１にて得られたピクセルゲイン補正処理後の画像情報に対して、欠陥位置情報保持部２１１の欠陥画素位置情報（ユーザ先で増加した欠陥画素位置情報を含む）により、欠陥画素の周囲の画素の平均値を該欠陥画素値に上書する、といった補正処理を行う。
したがって、欠陥画素補正部２２２での欠陥画素補正処理後、最終的に得られる撮影画像は、ピクセルゲインも、欠陥画素も補正された高品位の画像となる。
また、上述したピクセルゲイン情報は、ユーザ先で増加した欠陥画素を含んでいるため、ピクセルゲイン情報のみしか入手できない場合においても、本実施の形態での欠陥画素抽出処理を実行すれば、ユーザ先で増加した欠陥画素を確実に抽出することが可能であり、サービスの面からも都合が良い。
【００７８】
尚、本実施の形態では、実施をより容易にするため、及び説明をより簡便にするために、ソフトウェアでの実現を示したが、これに限らずハードウェアにて実現することも可能である。この場合、より高速に処理を実行することができる。
【００７９】
また、本実施の形態では、本発明をＸ線撮影に適用したが、これに限らず、他の撮影、例えば、可視光を用いた撮影等に適用することも可能である。
【００８０】
また、本発明の目的は、上述した実施の形態のホスト及び端末の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、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（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読みだして実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が本実施の形態の機能を実現することとなり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、ＲＯＭ、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等を用いることができる。
また、コンピュータが読みだしたプログラムコードを実行することにより、本実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって本実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された拡張機能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た後、そのプログラムコードの指示に基づき、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又は全部を行い、その処理によって本実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、平面センサからの画像信号をディジタル信号に変換する複数のＡ／Ｄ変換器の読み出し範囲に基づいて、平面センサ上の領域を複数の画像領域に分割し、各画像領域毎に、対象画像領域の画素値の平均及び標準偏差を算出し、その平均及び標準偏差を用いて、対象画像領域において、対象画素が欠陥画素であるかの判定を行い欠陥画素位置情報の抽出を行う。
これにより、平面センサからの画像読み出しのＡ／Ｄ変換器が複数ある場合でも、欠陥画素位置情報を常に正確に抽出することができるため、この正確な抽出結果を用いて欠陥画素補正を行うことができ、高画質の撮影画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したＸ線画像撮影装置の構成を示すブロック図である。
【図２】上記Ｘ線画像撮影装置の画像読取制御部の画像補正部の構成を示すブロック図である。
【図３】上記画像補正部において、欠陥画素位置抽出処理の一例（方法１）を説明するための図である。
【図４】上記欠陥画素位置抽出処理（方法１）を説明するためのフローチャートである。
【図５】上記画像補正部において、欠陥画素位置抽出処理の一例（方法２）を説明するための図である。
【図６】上記欠陥画素位置抽出処理（方法２）を説明するためのフローチャートである。
【図７】上記画像補正部において、欠陥画素位置抽出処理の一例（方法３）を説明するための図である。
【図８】上記欠陥画素位置抽出処理（方法３）を説明するためのフローチャートである。
【図９】上記画像補正部において、Ｘ線量を変更しながらの欠陥画素位置抽出処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】上記画像補正部において、ピクセルゲイン補正処理及び欠陥画素補正処理の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００ Ｘ画像撮影装置
１１８ ＣＰＵ
１１０ 画像読取制御部
２００ 画像補正部
２０１ 暗電流減算部
２０２ 初期欠陥補正部
２０３ 画像チェック部
２０４ 欠陥位置抽出部
２０５ ピクセルゲイン情報加算部
２０６ ピクセルゲイン情報一時記憶部
２０７ ピクセルゲイン情報保持部
２０８ 欠陥位置合成部
２０９ 欠陥位置情報一時記憶部
２１０ 初期欠陥位置合成部
２１１ 欠陥位置情報保持部
２１２ 増加欠陥位置情報保持部
２２１ ピクセルゲイン補正部
２２２ 欠陥画素補正部

Claims (4)

1. 複数の画素で構成され、ディジタル画像を得るための平面センサと、
   上記平面センサから出力された画像信号をディジタル信号に変換する複数のＡ／Ｄ変換器と、
   上記平面センサ上の領域を複数の画像領域に分割し、各画像領域毎に、対象画像領域内の画素値の平均及び標準偏差を取得する取得手段と、
   上記取得手段により得られた各画像領域毎の画素値の平均及び標準偏差を用いて、上記取得手段にて分割された各画像領域毎に、対象画像領域における欠陥画素位置情報の抽出を行う抽出手段とを備え、
   上記複数の画像領域は、上記複数のＡ／Ｄ変換器の読み出し範囲に基づいて定められることを特徴とする画像処理装置。
2. 上記抽出手段は、各画素毎に、対象画素値と上記平均の差分の絶対値と、上記標準偏差と指定倍率の積算結果とを比較し、その比較結果に基づいて、対象画素が欠陥画素であるかを判定することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 複数の機器が相互通信可能に接続されてなる画像処理システムであって、
   上記複数の機器のうち少なくとも１つの機器は、請求項１又は２記載の画像処理装置の機能を有することを特徴とする画像処理システム。
4. 複数の画素で構成されディジタル画像を得るための平面センサから出力された画像信号を複数のＡ／Ｄ変換器によりディジタル信号に変換する変換ステップと、
   上記複数のＡ／Ｄ変換器の読み出し範囲に基づいて定められる複数の画像領域に上記平面センサ上の領域を分割し、各画像領域毎に、対象画像領域内の画素値の平均及び標準偏差を取得する取得ステップと、
   上記取得ステップにより得られた各画像領域毎の画素値の平均及び標準偏差を用いて、上記取得ステップにより分割された各画像領域毎に、対象画像領域における欠陥画素位置情報の抽出を行う抽出ステップとを含むことを特徴とする画像処理方法。

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