JP4546174B2 - 撮影装置及びその制御方法、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、放射線を用いて被写体の撮影を行う撮影部によって得られる画像データを、外部機器に出力する撮影装置及びその制御方法、プログラムに関するものである。

通常のＸ線撮影においては、フィルム・スクリーンシステム、あるいは輝尽性蛍光体を用いたＩＰ（Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ）システムによって撮影を行い、撮影像を見るまでは数分かかっていた。これは、前者ではフィルムの現像処理に、後者ではＩＰを読出装置で読み出すための時間が必要なためである。

このため、撮影時の露光が適正であったか、あるいは部位を的確な角度で撮影したか等の撮影状態を確認するのは、これら待ち時間を経た後に行われる。そのため、撮影の失敗などが起こった場合は、Ｘ線検査のワークフローを乱すことがあった。

このため、撮影結果が早期に確認できれば、再撮影の必要性などの判定を早急に下すことができ、Ｘ線検査のワークフローを良好に保つことができる。

このような観点から、例えば、特許文献１では、Ｘ線像表示用の固体検出器を用いて、全体像からアンダーサンプリングしたデータに各種補正を施して表示出力するＸ線診断装置の作動方法が示されている。
特開２００２−１８６６０６号公報

しかしながら、上記Ｘ線診断装置の作動方法においては、検出器からは全画像データを取得した後、このデータを基にしてアンダーサンプリングした低解像度の画像（縮小像）を生成して、プレビュー表示するために、検出器から演算ユニットまでのデータ転送は全ての画像データについて行う必要があった。

一般的なディジタルＸ線撮影装置の画素マトリクスは、数千×数千（例えば、２０００×２０００画素、もしくはそれ以上）で構成され、１画素あたりのデータも８〜１６ビット程度とされており、非常に大量のデータを転送しなくてはならない。このような状況で、プレビュー表示までの時間を短縮するためには、データ転送経路の多ビット化、あるいはデータ転送速度の高速化によって、データ転送レートを向上させる必要が生じる。

しかしながら、前者の場合には、データ転送経路のケーブルの大径化を招き、可搬性を損ねる問題がある。後者の場合には、Ｉ／Ｏ部を構成する部品の価格上昇や、伝送品質の確保が難しくなる等の問題が残されている。

また、画像データは、オフセット補正、ゲイン補正、欠陥補正等の前処理、ダイナミックレンジ調整、表示用ＬＵＴ調整等の後処理が施されてはじめて診断用画像として供される。

これらの内、後処理においては、撮影画像の種類（例えば、撮影部位等）によって画像調整用のパラメータが変動するため、診断用画像の品位を自動調整するためには、撮影画像を解析処理し、後処理のパラメータを決定する必要がある。この解析処理に、プレビュー画像を用いることができれば、システムの高速化が期待できるが、そのためにはプレビュー画像の高品位化が必要であり、未補正の粗像や、事前の校正によって得られたダミーオフセットデータを用いた簡易的なオフセット補正像等では画像品位が不充分である。

また、撮影部を構成する各部品は、温度等の周辺環境によりその特性が変化する。撮影動作時間によっても撮影部内のＸ線検出器が有するダークノイズは変動し、撮影前にこれら変動成分をも校正データに含むことは不可能である。これら変動成分を最小とする方法は、撮影直後にＸ線未照射の状態で、撮影時と同一の動作を再現し、オフセットデータを取得することである。

しかし、この手法を用いても、全画素データの転送を行った後に、アンダーサンプリングにより縮小像を生成する方法では、データ転送にかかる時間がボトルネックとなり、画像表示までの時間を短縮する点で問題が残る。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、撮影画像のプレビュー画像を高速にかつ効率良く出力することができる撮影装置及びその制御方法、プログラムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明による撮影装置は以下の構成を備える。即ち、
放射線を用いて被写体の撮影を行う撮影部によって得られる画像データを、外部機器に出力する撮影装置であって、
放射線照射時の前記撮影部によって得られる放射線画像データを記憶する第１記憶手段と、
放射線未照射時の前記撮影部によって得られる基準画像データを記憶する第２記憶手段と、
前記放射線画像データ及び前記基準画像データそれぞれの縮小画像データである、縮小放射線画像データ及び縮小基準画像データを生成する生成手段と、
前記放射線画像データと前記基準画像データ間でオフセット補正処理を実行する実行手段と、
前記縮小放射線画像データ及び前記縮小基準画像データの前記外部機器への出力の完了後、前記実行手段によって得られるオフセット補正処理済放射線画像データを該外部機器へ出力する出力手段と
を備える。

また、好ましくは、前記生成手段は、前記撮影部のｎ×ｎ画素（ｎ：自然数）の正方領域を構成する２対の対角上に位置する画素群の内、少なくとも一群を該撮影部から得られる全画素より抽出することにより前記縮小画像データを生成する。

また、好ましくは、前記ｎは、要求される前記縮小画像データの大きさ及び画像品位、前記外部機器への出力に許される時間、前記撮影部の画素ピッチ、散乱Ｘ線吸収グリッドのグリッドピッチの少なくとも１つに基づいて決定される。

また、好ましくは、前記生成手段は、前記撮影部のｎ×ｎ（ｎは自然数）画素の正方領域を構成する２対の対角上に位置する画素群の内、少なくとも一群を該撮影部から得られる全画素より抽出し、その抽出した画素に対しフィルタ演算を行うことにより、前記全画素上のｎ×ｎ画素の正方領域を表現する前記縮小画像データの１画素を生成する。

また、好ましくは、前記フィルタ演算において、前記ｎは偶数であり、フィルタ演算における重みが偶関数である。

また、好ましくは、前記出力手段は、前記縮小放射線画像データを一括して前記外部機器へ出力後、前記縮小基準画像データを一括して前記外部機器へ出力し、その後、前記実行手段によって得られるオフセット補正処理済放射線画像データを該外部機器へ出力する。

また、好ましくは、前記出力手段は、前記縮小放射線画像データを所定の分割単位に分割して前記外部機器へ順次出力後、前記縮小基準画像データを所定の分割単位に分割して前記外部機器へ順次出力し、その後、前記実行手段によって得られるオフセット補正処理済放射線画像データを該外部機器へ出力する。

また、好ましくは、前記第２記憶手段は、前記第１記憶手段に前記放射線照射時の前記撮影部によって得られる放射線画像データが記憶された後の放射線未照射時の前記撮影部によって得られる基準画像データを記憶する。

また、好ましくは、前記生成手段は、前記放射線画像データの前記第１記憶手段の記憶と略同時に、前記縮小放射線画像データを生成し、前記出力手段は、該縮小放射線画像データを前記外部機器へ出力し、その後、前記生成手段は、前記基準画像データの前記第２記憶手段の記憶と略同時に、前記縮小基準画像データを生成し、前記出力手段は、該縮小基準画像データを前記外部機器へ出力し、その後、前記オフセット補正処理済放射線画像データを該外部機器へ出力する。

上記の目的を達成するための本発明による撮影装置の制御方法は以下の構成を備える。即ち、
放射線を用いて被写体の撮影を行う撮影部によって得られる画像データを、外部機器に出力する撮影装置の制御方法であって、
放射線照射時の前記撮影部によって得られる放射線画像データを第１記憶部に記憶する第１記憶工程と、
放射線未照射時の前記撮影部によって得られる基準画像データを第２記憶部に記憶する第２記憶工程と、
前記放射線画像データ及び前記基準画像データそれぞれの縮小画像データである、縮小放射線画像データ及び縮小基準画像データを生成する生成工程と、
前記放射線画像データと前記基準画像データ間でオフセット補正処理を実行する実行工程と、
前記縮小放射線画像データ及び前記縮小基準画像データの前記外部機器への出力の完了後、前記実行工程によって得られるオフセット補正処理済放射線画像データを該外部機器へ出力する出力工程と
を備える。

上記の目的を達成するための本発明によるプログラムは以下の構成を備える。即ち、
放射線を用いて被写体の撮影を行う撮影部によって得られる画像データを、外部機器に出力する撮影装置の制御を実現するプログラムであって、
放射線照射時の前記撮影部によって得られる放射線画像データを第１記憶部に記憶する第１記憶工程のプログラムコードと、
放射線未照射時の前記撮影部によって得られる基準画像データを第２記憶部に記憶する第２記憶工程のプログラムコードと、
前記放射線画像データ及び前記基準画像データそれぞれの縮小画像データである、縮小放射線画像データ及び縮小基準画像データを生成する生成工程のプログラムコードと、
前記放射線画像データと前記基準画像データ間でオフセット補正処理を実行する実行工程のプログラムコードと、
前記縮小放射線画像データ及び前記縮小基準画像データの前記外部機器への出力の完了後、前記実行工程によって得られるオフセット補正処理済放射線画像データを該外部機器へ出力する出力工程のプログラムコードと
を備える。

以上説明したように、本発明によれば、撮影画像のプレビュー画像を高速にかつ効率良く出力することができる撮影装置及びその制御方法、プログラムを提供できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態のＸ線撮影装置の構成を示すブロック図である。

撮影部１は、外部通信ケーブル２０により、外部機器である制御部２に接続されており、制御部２では撮影部１より受信した画像データに対してオフセット補正、ゲイン補正、欠陥補正等の前処理、ダイナミックレンジ調整、表示用ＬＵＴ調整等の後処理が行われ診断用画像が供される他、撮影部１の制御も行う。

尚、この制御部２は、例えば、パーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータで構成され、この汎用コンピュータは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク、外部記憶装置、ネットワークインタフェース、ディスプレイ、キーボード、マウス等の構成要素を有している。また、撮影部１に接続される外部機器としては、制御部２以外に、例えば、モニタ、プリンタ等の他の画像出力機器であっても良い。、
撮影部１は、図中に構成された各ユニットからなり、３は平面型検出器（フラットパネルディテクタ、以下、ＦＰＤと記す）である。ＦＰＤ３は、例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）からなるシンチレータと非結晶シリコン（ａ−Ｓｉ）からなる二次元光検出器の組み合わせで構成される。Ｘ線がシンチレータに入射すると、二次元光検出器に対して可視光を発し、結果としてＸ線可視光像を生じる。

尚、本実施形態では、Ｘ線撮影による撮影部１を例に挙げて説明するが、Ｘ線以外の他の放射線についても、本発明を適用することができる。

二次元光検出器の各行上の画素は、ＦＰＤドライブ回路６により同時にアドレシングされ、出力はサンプルホールド回路７において保持される。マルチプレクサ（ＭＵＸ）８を介して保持されている画素出力の電荷は、アンプ（ＡＭＰ）９にて増幅されＡ／Ｄ変換器１０により順次ディジタル値に変換される。これらの読出動作、あるいは撮像動作等の制御は、ＦＰＤ制御回路５により行われる。

各行上の画素の読出が終了する毎に、ＦＰＤドライブ回路６が順次ＦＰＤ３上の各行をドライブしていき、その結果として、ＦＰＤ３の画素は、Ａ／Ｄ変換器１０によるＡ／Ｄ変換動作により全ての画素がディジタル化される。

Ａ／Ｄ変換器１０の出力は、第１ＦＩＦＯ１１、フレームメモリバス調停回路１２を介して第１フレームメモリ１３、または第２フレームメモリ１４に記憶される。フレームメモリバス調停回路１２は、ＦＰＤ３からのデータ書込と、ＣＰＵ４からのデータ読出のバス調停を行うために設けられている。

また、フレームメモリバス調停回路１２は、Ｘ線照射時と未照射時においてＦＰＤ３からのデータを書き込むフレームメモリを選択するバスセレクタとしての機能も有している。例えば、Ｘ線照射時のデータ記録（Ｘ線画像）の際には、第１フレームメモリ１３にデータが書き込まれ、Ｘ線未照射時のデータ記録（オフセット画像）の際には、第２フレームメモリ１４にデータが書き込まれる。

ＦＰＤ３からのデータを第１フレームメモリ１３、または第２フレームメモリ１４へ書き込みを行うのと同時に、同一のデータが間引き回路１５に送られる。間引き回路１５では、予め決められた間引きパターンとなるように、必要となるデータのみを後段の第２ＦＩＦＯ１６に送る。

尚、Ｘ線撮影動作時間によっても撮影部１内のＦＰＤ３が有するダークノイズは変動し、撮影前にこれら変動成分をも校正データに含むことは不可能である。そこで、これら変動成分を最小とする方法として、撮影直後にＸ線未照射の状態で、撮影時と同一の動作を再現し、変動成分を補正するための補正用画像（基準画像）である上記のオフセット画像を取得する。そして、このオフセット画像と、Ｘ線撮影によって得られるＸ線画像との間でオフセット補正処理を実行することで、変動成分を補正したオフセット補正済Ｘ線画像を得ることができる。

次に、間引き回路１５による間引き処理について説明する。

Ｘ線は、被写体を透過する際に被写体自身による吸収以外に散乱を生じる。Ｘ線画像はＸ線源を光源として被写体を透かして観察するものであるため、Ｘ線源から真っ直ぐに被写体を透過したＸ線のみを検出するのが望ましい。散乱Ｘ線は、Ｘ線源とＦＰＤ３上の画素を結んだ直線上以外にも散乱され、このような画像は全体がカブり気味でボケた画像となる。

このような散乱Ｘ線を吸収する部材として、Ｘ線吸収の高い物質と低い物質（例えば、鉛とアルミニウムの組み合わせ等）を格子状に構成した散乱Ｘ線吸収グリッドを、被写体と撮影部１の間に配置し、Ｘ線源からの投影ライン上より入射するＸ線のみをＦＰＤ３上の画素に通過させ、それ以外のＸ線は高Ｘ線吸収物質に吸収させてしまうことでコントラストの高い画像を得ることが行われている。

しかし、散乱Ｘ線吸収グリッドの格子を構成する物質自身にも厚さがあるため、格子配列の周期（以下、グリッドピッチと表記する）で散乱Ｘ線吸収グリッドを透過するＸ線の強度分布が発生する。このような周期的な信号に対して、ＦＰＤ３上の画素でサンプリングを行うため、グリッドピッチと画素ピッチの両者から生じるモアレ（このモアレを、ここではグリッド縞と表記する）が取得画像には発生することとなる。

以下は、このグリッド縞の低減に関して、本発明の出願人により実施された実験のデータを示す。

撮影部１の画素サイズは、１６０μｍ×１６０μｍ、散乱Ｘ線吸収グリッドのグリッドピッチは４０本／ｃｍとし、グリッド縞のみに着目するために被写体は置かず、低管電圧で散乱Ｘ線吸収グリッドのみのＸ線画像を取得する。縮小画像として、面積比１／８の画像を想定し、８×８画素領域から縮小画像１画素を構成することとし、図２に示すような画素を抽出、それぞれの画素の単純平均値を用いることとした（以降、それぞれを４点平均、８点平均と示す）。

ここで、決定されるｎ×ｎ画素の正方領域の大きさは、必要とされる縮小画像の大きさ及び画像品位（縮小画像は、ｎが大きいほど広い領域を１画素で表現することになり、画像が粗くなる）、縮小画像転送に許される時間、撮影部１の画素ピッチ、散乱Ｘ線吸収グリッドのグリッドピッチ、あるいはその画素ピッチとそのグリッドピッチから予測されるグリッド縞の発生周期の少なくとも１つに基づいて決定される。

図３に示すのは、画像全体の横方向の平均パワースペクトルを示し、全画像のスペクトルと２種類の縮小画像での平均パワースペクトルを重ね合わせている。ここで明らかなように、４点平均による縮小画像では、グリッド縞が抑圧しきれていない。この際のフィルタ特性についてまとめると、４点平均は、

となる。
また、８点平均は、

となり、図４に示すグラフになる（Ｚは、１サンプル（ここでは１６０μｍ）に相当する遅延演算子（Ｚ変換）であり、また、水平方向のスペクトル特性が問題であるので、２次元の重み係数の投影で考える）。これにより、４点平均の方が低周波領域での抑圧度が低い、即ち、画像の解像度の高いボケの少ない画像と言うことができる。
尚、グリッド縞を抑制する観点では、８点平均が優れているが、単純平均では解像度の点で不充分であると言える。解像度を改善するために、単純平均ではなく、フィルタ係数を設定する必要がある、ここで仮定した画素ピッチとグリッドピッチでは２．２５ｃｙｃ／ｍｍ近辺にグリッド縞が発生する。このため、その領域における抑圧度は高く、且つ低周波部分の抑圧度が低いフィルタが適する。また、フィルタ演算を高速化するため、各点の重みは偶関数にする（４点ずつのペアとなる）などを考慮する。上述のＺ変換による記述にすると、

と示すことができ、式中のａ、ｂ、ｃ、ｄがフィルタ特性を決定付ける。
ここで、ハードウェアあるいはソフトウェアによる演算の簡便さを考慮して、ａ＝０、ｂ＝１、ｃ＝４、ｄ＝８としたフィルタ特性を図５に示す（同係数であればシフト演算が多用でき、高速な演算が期待できる）。

図５に示すグラフから、１．５ｃｙｃ／ｍｍ以上の高周波領域は強く抑圧し、主に画像成分が含まれる１．５ｃｙｃ／ｍｍ以下の領域では４点平均と同等の特性を有する。また、滑らかな特性で反転部分（零点）が存在しない。

ここでは、８×８画素領域の対角８画素に対し、０−１−４−８−８−４−１−０のフィルタを掛けて縮小画像１画素を構成するようにしているが、この構成であれば、撮影部と散乱Ｘ線吸収グリッドの相対位置が９０°回転した状態（即ち、従来グリッド縞が画像中縦方向に存在したものが、横方向になるような位置関係）であっても、抽出する画素の位置及びフィルタが、８×８画素領域中心に対して点対称の形状となっているため、問題は発生しない。

今は、８×８画素領域の対角上に位置する画素群の内、少なくとも一群を抽出して縮小画像を構成するようにしたが、もう一群存在する対角上の画素をも含めて縮小画像を構成するようにしても、同様の効果が得られることは明らかである。

以上示したように、全画像に対する縮小画像の縮小比率、撮影部の画素ピッチ、散乱Ｘ線吸収グリッドのグリッドピッチから、縮小画像の作成法が決定される。ここで用いた数値はあくまで一例に過ぎず、これに限定するものではない。例えば、式（３）で示されたフィルタは、全画像からの縮小画像構成をｎ×ｎ（偶関数とするため、ｎは偶数）領域から行うとすれば、

と示すことができる。
ここでは、間引き方法とフィルタ処理について示したが、撮影部１のハードウェア構成を簡便にするために、撮影部１では、縮小画像については、８×８画素領域の対角画素を抽出するのみ行い、抽出されたデータを制御部２に転送し、以降のフィルタ処理は、制御部２で行うようにしてもよい。このような構成であっても、データ転送量は全画像データに対して１／８にまで減少させることが可能であり、プレビュー表示までの時間を短縮する目的は達成可能である。

実際に間引き方法に関しては、主走査方向の画素数、及び副走査方向のライン数をカウントすることにより、容易に実現することが可能である。例えば、上述の説明で示した８×８画素領域の対角上の画素を抽出するのであれば、それぞれ３ビットの周期カウンタを用いる。主走査方向に対してはＦＰＤ３の１画素を読み出す毎にカウントアップし、副走査方向に対してはＦＰＤ３の１ラインを読み出す毎にカウントアップを行う。

３ビットカウンタであるのでカウント範囲は０〜７までであり、７の次は０に戻る。それぞれのカウント値をＦ及びＳと示すと、Ｆ＝Ｓ（０≦Ｆ≦７、０≦Ｓ≦７）の条件を満たすタイミングで読み出された画素を抽出すればよい。このように非常に簡便に間引き回路１５を構成することができる。

同様に、フィルタ処理に関しても容易に実現が可能である。上述の説明で示したａ＝０、ｂ＝１、ｃ＝４、ｄ＝８のフィルタを用いるとして、フィルタ係数の乗算は主走査方向のカウンタＦの値から掛け合わせる係数を選定し、実際の演算はシフト演算により実現する。主走査方向カウント値（後述の説明のためバイナリ表記とする）とフィルタ係数の対応は、ａ＝０（Ｆ＝０００Ｂ，１１１Ｂ）、ｂ＝１（Ｆ＝００１Ｂ，１１０Ｂ）、ｃ＝４（Ｆ＝０１０Ｂ，１０１Ｂ）、ｄ＝８（Ｆ＝０１１Ｂ，１００Ｂ）のようになっている。

ここで明らかなように、同一係数を用いるＦのカウンタ値はビット０、１とビット２の排他論理和をとった場合、同一になるということである。この排他論理演算結果後の値Ｆ’で上記のフィルタ係数との対応をとると、ａ＝０（Ｆ’＝００Ｂ）、ｂ＝１（Ｆ’＝０１Ｂ）、ｃ＝４（Ｆ’＝１０Ｂ）、ｄ＝８（Ｆ’＝１１Ｂ）とすることができる。

ａ＝０はデータを０で置き換え、ｂ＝１は無処理で出力、ｃ＝４、ｄ＝８の場合にはそれぞれデータを４倍、８倍する処理を行うが、４＝２²、８＝２³であるので、それぞれ左２ビット、左３ビットの算術シフトを行うことで処理できる。ハードウェアでフィルタ係数乗算を行うのであれば、間引き回路１５と第２ＦＩＦＯ１６との間に上記フィルタ係数乗算回路を追加すればよい。

式（３）で示されるフィルタ演算中の除算であるが、ハードウェアで構成する場合、最も単純に整数演算でよしとするならば比較器、加算器（減算する数値の２の補数を加算すれば減算処理となる）、シフト演算器で構成することができる。

フィルタ演算は、前述のとおり８×８画素領域に対して行われるが、ＦＰＤ３からのデータ読出は１ライン単位で行われる。このため、８ラインの読出が完了するまで前述の間引き方法に従って選択された間引き画素データを保持する必要がある。

この場合、８ライン分の画像データサイズ以上の記憶容量を持つ、間引き画素データを保持するメモリを別途用意し、８ラインの読出が行われた時点で同メモリに記憶されている間引き画素データに対して前述のフィルタ係数乗算、係数乗算後の各間引き画素データの加算、及び除算処理を行った後、第２ＦＩＦＯ１６にデータ出力しても良い。

あるいは、（１ライン分の画素数／８）画素分のデータサイズ以上の容量を持つ、間引き画素データを保持するメモリを別途用意し、間引き画素が選択された際にフィルタ係数乗算と係数乗算後の間引き画素データ加算までを行う。そして、同一の８×８画素領域中の間引き画素に関する演算結果は、同一のメモリエリアに書き戻す処理を行うようにし、８ラインの読出が行われた時点では、前述のフィルタ係数乗算と間引きデータ加算処理に加えて除算処理を行った結果を、同メモリに書き戻すようにする。

このとき、８ライン読出完了時点で、同メモリには８×８画素領域中の間引き画素に対してフィルタ演算を行った結果が保持されることになるので、このデータを順次、第２ＦＩＦＯ１６に転送してもよいし、同メモリをデュアルポートメモリで構成し、第２ＦＩＦＯ１６を置き換える構成としてもよい。

もちろん、ＣＰＵ４のソフトウェア制御によりデータ通信回路１９から制御部２へのデータ転送を行う際に、前述のフィルタ係数乗算、間引きデータ加算、及び除算を施しても同様の効果を得ることができる。さらには、撮影部１においてこれら演算を行わず、制御部２において行ってもかまわない。

図６に本発明の実施形態のＸ線撮影装置の動作メインフローを、図７に第２ＦＩＦＯ１６に間引き画像データ（縮小画像データ）が記憶された際に動作メインフローと並行動作をするサブフローを示す。また、図８及び図９に示すのは、Ｘ線出力、ＦＰＤ駆動状態、データ通信状態について、横軸を時間軸としたタイミングチャートである。

通常時、ＦＰＤ３は、初期化状態にある。その後、被写体のＸ線像を取得するために、この初期化状態からＸ線照射が行われる際、ＦＰＤ３は、撮像状態に移行する（ステップＳ１０１）。

尚、ＦＰＤ３の撮像状態への移行は、Ｘ線の照射状態を常時監視し、Ｘ線照射検知した時点より撮像状態に移行しても良いし、制御部２ないしは撮影部１がＸ線制御装置（制御部２）との間で同期を取り、ＦＰＤ３の駆動状態とＸ線照射状態を同期動作させるようにしてもよいが、本件ではその手法は問わない。

撮像状態において、Ｘ線照射を実行し（ステップＳ１０２）、Ｘ線照射の終了を判定する（ステップＳ１０３）。ＦＰＤ３では入射したＸ線強度に応じた電荷が発生し、これを蓄積する。Ｘ線照射が終了すると（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、撮像時間ｔを記憶後（ステップＳ１０４）、ＦＰＤ３は、読出状態に移行する（ステップＳ１０５）。この読出は、ＦＰＤ３に蓄積された電荷をディジタルデータに変換して読出を行う。読出方法に関しては既に述べたとおりであるが、簡単に示すと、以下のようになる。

まず、ＦＰＤ３から１画素の読出を行う（ステップＳ１０６）。読出画素が間引き対象画素であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。間引き対象画素である場合（ステップＳ１０７でＹＥＳ）、ステップＳ１０８に進み、その読出画素の画素データを第２ＦＩＦＯ１６に記憶した後、ステップＳ１０９に進み、その読出画素の画素データを第１フレームメモリ１３に記憶する。一方、間引き対象画素でない場合（ステップＳ１０７でＮＯ）、ステップＳ１０９に進み、その読出画素の画素データを第１フレームメモリ１３に記憶する。

次に、ＦＰＤ３上の全画素の読出が終了したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。読出が終了していない場合（ステップＳ１１０でＮＯ）、ステップＳ１０６に戻る。一方、読出が終了した場合（ステップＳ１１０でＹＥＳ）、ステップＳ１１１に進む。

以上までの処理によって、被写体のＸ線画像のフルサイズ画像が第１フレームメモリ１３に記憶されると共に、間引きＸ線画像（縮小Ｘ線画像）が第２ＦＩＦＯ１６に記憶される。

次に、Ｘ線撮影直後に、Ｘ線未照射の状態で、Ｘ線撮影時と同一の動作を再現することで、オフセット画像のフルサイズ画像と、間引きオフセット画像を取得する。これについて、以下に説明する。

まず、ＦＰＤ３は、初期化状態に移行する（ステップＳ１１１）。その後、ＦＰＤ３は、撮像状態に移行する（ステップＳ１１２）。撮影状態に移行後、記憶されている撮像時間ｔ経過しているか否かを判定する（ステップＳ１１３）。撮像時間ｔが経過したら（ステップＳ１１３でＹＥＳ）、ＦＰＤ３は、読出状態に移行する（ステップＳ１１４）。

次に、ＦＰＤ３から１画素の読出を行う（ステップＳ１１５）。読出画素が間引き対象画素であるか否かを判定する（ステップＳ１１６）。間引き対象画素である場合（ステップＳ１１６でＹＥＳ）、ステップＳ１１７に進み、その読出画素の画素データを第２ＦＩＦＯ１６に記憶した後、ステップＳ１１８に進み、その読出画素の画素データを第２フレームメモリ１４に記憶する。一方、間引き対象画素でない場合（ステップＳ１１６でＮＯ）、ステップＳ１１８に進み、その読出画素の画素データを第２フレームメモリ１４に記憶する。

次に、ＦＰＤ３上の全画素の読出が終了したか否かを判定する（ステップＳ１１９）。読出が終了していない場合（ステップＳ１１９でＮＯ）、ステップＳ１１５に戻る。一方、読出が終了した場合（ステップＳ１１９でＹＥＳ）、ステップＳ１２０に進む。

以上までの処理によって、Ｘ線未照射時のオフセット画像のフルサイズ画像が第２フレームメモリ１４に記憶されると共に、間引きオフセット画像（縮小オフセット画像）が第２ＦＩＦＯ１６に記憶される。

その後、ＦＰＤ３は、初期化状態に移行する（ステップＳ１２０）。そして、第１フレームメモリ１３に記憶されたＸ線画像と、第２フレームメモリ１４に記憶されたオフセット画像を用いてオフセット補正を差分回路２１により実行し、得られるオフセット補正済全画像を、ＣＰＵバスインタフェース回路２２、ＣＰＵバス、データ通信回路１９及び外部データ通信ケーブル２０を介して、制御部２に出力する。

この図６の処理に平行して、第２ＦＩＦＯ１６に順次記憶される縮小Ｘ線画像及び縮小オフセット画像を、順次、制御部２に転送する。

この転送方法には、縮小画像を一括出力する場合と、縮小画像を分割出力する場合の２種類の転送方法がある。

図７（ａ）は、縮小画像を一括出力する場合の処理フローを示している。

まず、第２ＦＩＦＯ１６に記憶されているデータ（縮小画像データ）が存在するか否かを判定する（ステップＳ２０１）。データが存在しない場合（ステップＳ２０１でＮＯ）、ステップＳ２０３に進む。一方、データが存在する場合（ステップＳ２０１でＹＥＳ）、ステップＳ２０２に進み、第２ＦＩＦＯ１６に記憶されているデータを、ＤＭＡインタフェース回路１７によりＣＰＵバスを介してメインメモリ１８上に設定されたＤＭＡバッファ領域に転送する。

次に、縮小画像データの全データのＤＭＡ転送が完了したか否かを判定する（ステップＳ２０３）。ＤＭＡ転送が完了していない場合（ステップＳ２０３でＮＯ）、ステップＳ２０１に戻る。一方、ＤＭＡ転送が完了した場合（ステップＳ２０３でＹＥＳ）、ステップＳ２０４に進み、メインメモリ１８上のＤＭＡバッファ領域に記憶された縮小画像データを、データ通信回路１９を介して出力するデータフォーマットに変換した後、データ通信回路１９に転送し、外部データ通信ケーブル２０を通じて制御部２に出力する。

尚、図７（ａ）の縮小画像データとは、図６の処理によって得られる、縮小Ｘ線画像及び縮小オフセット画像に相当するものである。そして、これらの縮小画像を一括出力する場合のタイミングチャートが図８である。

これに対し、図７（ｂ）は、縮小画像を分割出力する場合の処理フローを示している。 まず、第２ＦＩＦＯ１６に記憶されているデータ（縮小画像データ）が存在するか否かを判定する（ステップＳ２１１）。データが存在しない場合（ステップＳ２１１でＮＯ）、ステップＳ２１５に進む。一方、データが存在する場合（ステップＳ２１１でＹＥＳ）、ステップＳ２１２に進み、第２ＦＩＦＯ１６に記憶されているデータを、ＤＭＡインタフェース回路１７によりＣＰＵバスを介してメインメモリ１８上に設定されたＤＭＡバッファ領域に転送する。

次に、縮小画像の分割転送１回分のデータのＤＭＡ転送が完了したか否かを判定する（ステップＳ２１３）。ＤＭＡ転送が完了していない場合（ステップＳ２１３でＮＯ）、ステップＳ２１５に進む。一方、ＤＭＡ転送が完了した場合（ステップＳ２１３でＹＥＳ）、ステップＳ２１４に進み、メインメモリ１８上のＤＭＡバッファ領域に記憶された分割転送用の分割縮小画像データを、データ通信回路１９を介して出力するデータフォーマットに変換した後、データ通信回路１９に転送し、外部データ通信ケーブル２０を通じて制御部２に出力する。

そして、縮小画像データの全データの制御部２への出力が完了したか否かを判定する（ステップＳ２１５）。出力が完了していない場合（ステップＳ２１５でＮＯ）、ステップＳ２１１に戻る。一方、出力が完了した場合（ステップＳ２１５でＹＥＳ）、処理を終了する。

尚、図７（ｂ）の縮小画像データとは、図６の処理によって得られる、縮小Ｘ線画像及び縮小オフセット画像に相当するものである。そして、これらの縮小画像を分割出力する場合のタイミングチャートが図９である。

以上のようにして、Ｘ線照射時には、Ｘ線画像のフルサイズ画像が第１フレームメモリ１３に記憶されると共に、制御部２には間引きＸ線画像が転送される。同様に、Ｘ線照射未照射時には、オフセット画像のフルサイズ画像が第２フレームメモリ１４に記憶されると共に、制御部２には間引きオフセット画像が転送される。

ここでは、ＤＭＡインタフェース回路１７が所謂ＤＭＡコントローラ（ＤＭＡＣ）の機能を有し、バスマスタとして機能するように説明したが、ＣＰＵバス上に別にＤＭＡＣを用意する、あるいはＣＰＵ４がＤＭＡＣを内蔵するならばこの内蔵ＤＭＡＣを用い、ＤＭＡインタフェース回路１７はこのＤＭＡＣへのＤＭＡ転送要求信号を発生して、ＤＭＡ転送自体は上記のＤＭＡＣまたはＣＰＵ内蔵ＤＭＡＣが行なうようにしても同様の効果を得ることができる。

あるいはＤＭＡ転送によらず、ＤＭＡインタフェース回路１７はＣＰＵ４に対するデータ転送要求信号発生回路に置き換え、データ転送はＣＰＵ４による処理としても得られる効果は同様である。

そして、２種類のの間引き画像が転送された後、ＣＰＵ４が第１フレームメモリ１３、第２フレームメモリ１４に格納されたフル画像データをデータ通信回路１９に転送する。この場合、ＣＰＵ４からのバスアクセスが発生した際には、両フレームメモリよりフル画像データ（全画像データ）を読み出し、差分回路２１において両データの差分を取りデータを出力する。これによって、オフセット補正済全画像データが転送される。

以上説明したように、本実施形態によれば、プレビュー画像をデータ出力経路の高速化を必要とせずに、即時、表示出力が可能となる。また、得られたプレビュー像を高品位に保つことが可能であり、プレビュー像を解析処理した結果を後処理の画像調整パラメータの決定に用いることが可能であるため、システムの高速化が可能となる。

以上、実施形態例を詳述したが、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り、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。

尚、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（実施形態では図に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給し、そのシステムある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も達成される場合を含む。

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。

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。

プログラムを供給するための記録媒体としては、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）などがある。

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そのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイル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によっても供給できる。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。

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し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。

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、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

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い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。

本発明の実施形態のＸ線撮影装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態の縮小画像作成時の画素間引きの一例を示す図である。 本発明の実施形態の画素間引き及び単純平均による縮小画像のパワースペクトルを示す図である。 本発明の実施形態の画素間引き及び単純平均時のフィルタ特性を示す図である。 本発明の実施形態の画素間引き及びフィルタ演算時のフィルタ特性を示す図である。 本発明の実施形態のＸ線撮影装置の動作メインフローを示すフローチャートである。 本発明の実施形態のＸ線撮影装置の動作サブフローを示すフローチャートである。 本発明の実施形態のＸ線撮影装置の動作状態を示すタイミングチャートである。 本発明の実施形態のＸ線撮影装置の動作状態を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１ 撮影部
２ 制御部
３ ＦＰＤ
４ ＣＰＵ
５ ＦＰＤ制御回路
６ ＦＰＤドライブ回路
７ サンプルホールド回路
８ マルチプレクサ
９ アンプ
１０ Ａ／Ｄ変換器
１１ 第１ＦＩＦＯ
１２ フレームメモリバス調停回路
１３ 第１フレームメモリ
１４ 第２フレームメモリ
１５ 間引き回路
１６ 第２ＦＩＦＯ
１７ ＦＩＦＯインタフェース回路
１８ メインメモリ
１９ データ通信回路
２０ 外部通信ケーブル
２１ 差分回路
２２ ＣＰＵバスインタフェース回路

Claims (10)

1. 放射線を用いて被写体の撮影を行う撮影部によって得られる画像データを、外部機器に出力する撮影装置であって、
   放射線照射時の前記撮影部によって得られる放射線画像データを記憶する第１記憶手段と、
   放射線未照射時の前記撮影部によって得られる基準画像データを記憶する第２記憶手段と、
   前記放射線画像データ及び前記基準画像データそれぞれの縮小画像データである、縮小放射線画像データ及び縮小基準画像データを生成する生成手段と、
   前記放射線画像データと前記基準画像データ間でオフセット補正処理を実行する実行手段と、
   前記縮小放射線画像データ及び前記縮小基準画像データの前記外部機器への出力の完了後、前記実行手段によって得られるオフセット補正処理済放射線画像データを該外部機器へ出力する出力手段とを備え、
   前記生成手段は、前記撮影部のｎ×ｎ（ｎは自然数）画素の正方領域を構成する２対の対角上に位置する画素群の内、少なくとも１対の対角上に位置する画素群を該撮影部から得られる全画素より抽出し、その抽出した画素に対しフィルタ演算を行うことにより、前記全画素上のｎ×ｎ画素の正方領域を表現する前記縮小画像データの１画素を生成する
   ことを特徴とする撮影装置。
2. 前記生成手段は、前記撮影部のｎ×ｎ画素（ｎ：自然数）の正方領域を構成する２対の対角上に位置する画素群の内、少なくとも１対の対角上に位置する画素群を該撮影部から得られる全画素より抽出することにより前記縮小画像データを生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
3. 前記ｎは、要求される前記縮小画像データの大きさ及び画像品位、前記外部機器への出力に許される時間、前記撮影部の画素ピッチ、散乱Ｘ線吸収グリッドのグリッドピッチの少なくとも１つに基づいて決定される
   ことを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
4. 前記フィルタ演算において、前記ｎは偶数であり、フィルタ演算における重みが偶関数である
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
5. 前記出力手段は、前記縮小放射線画像データを一括して前記外部機器へ出力後、前記縮小基準画像データを一括して前記外部機器へ出力し、その後、前記実行手段によって得られるオフセット補正処理済放射線画像データを該外部機器へ出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
6. 前記出力手段は、前記縮小放射線画像データを指定された分割単位に分割して前記外部機器へ順次出力後、前記縮小基準画像データを指定された分割単位に分割して前記外部機器へ順次出力し、その後、前記実行手段によって得られるオフセット補正処理済放射線画像データを該外部機器へ出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
7. 前記第２記憶手段は、前記第１記憶手段に前記放射線照射時の前記撮影部によって得られる放射線画像データが記憶された後の放射線未照射時の前記撮影部によって得られる基準画像データを記憶する
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
8. 前記生成手段は、前記放射線画像データの前記第１記憶手段の記憶とともに、前記縮小放射線画像データを生成し、前記出力手段は、該縮小放射線画像データを前記外部機器へ出力し、その後、前記生成手段は、前記基準画像データの前記第２記憶手段の記憶とともに、前記縮小基準画像データを生成し、前記出力手段は、該縮小基準画像データを前記外部機器へ出力し、その後、前記オフセット補正処理済放射線画像データを該外部機器へ出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
9. 放射線を用いて被写体の撮影を行う撮影部によって得られる画像データを、外部機器に出力する撮影装置の制御方法であって、
   放射線照射時の前記撮影部によって得られる放射線画像データを第１記憶部に記憶する第１記憶工程と、
   放射線未照射時の前記撮影部によって得られる基準画像データを第２記憶部に記憶する第２記憶工程と、
   前記放射線画像データ及び前記基準画像データそれぞれの縮小画像データである、縮小放射線画像データ及び縮小基準画像データを生成する生成工程と、
   前記放射線画像データと前記基準画像データ間でオフセット補正処理を実行する実行工程と、
   前記縮小放射線画像データ及び前記縮小基準画像データの前記外部機器への出力の完了後、前記実行工程によって得られるオフセット補正処理済放射線画像データを該外部機器へ出力する出力工程とを備え、
   前記生成工程は、前記撮影部のｎ×ｎ（ｎは自然数）画素の正方領域を構成する２対の対角上に位置する画素群の内、少なくとも１対の対角上に位置する画素群を該撮影部から得られる全画素より抽出し、その抽出した画素に対しフィルタ演算を行うことにより、前記全画素上のｎ×ｎ画素の正方領域を表現する前記縮小画像データの１画素を生成する
   ことを特徴とする撮影装置の制御方法。
10. 放射線を用いて被写体の撮影を行う撮影部によって得られる画像データを、外部機器に出力する撮影装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    放射線照射時の前記撮影部によって得られる放射線画像データを第１記憶部に記憶する第１記憶工程と、
    放射線未照射時の前記撮影部によって得られる基準画像データを第２記憶部に記憶する第２記憶工程と、
    前記放射線画像データ及び前記基準画像データそれぞれの縮小画像データである、縮小放射線画像データ及び縮小基準画像データを生成する生成工程と、
    前記放射線画像データと前記基準画像データ間でオフセット補正処理を実行する実行工程と、
    前記縮小放射線画像データ及び前記縮小基準画像データの前記外部機器への出力の完了後、前記実行工程によって得られるオフセット補正処理済放射線画像データを該外部機器へ出力する出力工程とをコンピュータに実行させるものであり、
    前記生成工程は、前記撮影部のｎ×ｎ（ｎは自然数）画素の正方領域を構成する２対の対角上に位置する画素群の内、少なくとも１対の対角上に位置する画素群を該撮影部から得られる全画素より抽出し、その抽出した画素に対しフィルタ演算を行うことにより、前記全画素上のｎ×ｎ画素の正方領域を表現する前記縮小画像データの１画素を生成する
    ことを特徴とするプログラム。

Images