JP5013718B2 - 放射線画像取得装置及び方法 - Google Patents
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Description
・蛍光体へ到達したX線に起因する蛍光分布を銀塩フィルムで画像化する旧来の方法、
・蛍光による光電子を光電子増倍管により増幅しTVカメラで映像化する方法、
・X線強度分布が輝尽性蛍光体上につくる潜像情報をレーザ光線により励起して読み取り、顕像化する方法、
・固体撮像素子で構成されたフラットパネルディテクタ(以下、FPD)を用いて、蛍光もしくはX線照射により半導体層もしくは重金属中に発生した自由電子の空間分布を画像化する方法、
などが挙げられる。
1)加算数が増加するにしたがって希望される直線から離れて行く
2)FPDによって特性が異なる。
放射線強度を検出するマトリクス状に配された複数の検出素子を有する撮像部より取得された放射線の強度分布に対応するアナログ電気信号をデジタル値に変換することにより画像情報を得る放射線画像取得装置であって、
前記複数の検出素子の各々からのアナログ電気信号をデジタル値に変換して得られた画素値により構成された画像情報を形成する第1形成手段と、
前記撮像部の複数の隣接する検出素子のアナログ電気信号をアナログ加算して得られた信号を用いて、隣接する画素値が加算された加算画素値により構成された画像情報を形成する第2形成手段と、
同一の放射線量で同一の撮影を行った場合に、前記第1及び第2形成手段で形成される各画像情報の全体もしくは一部の画素値の平均値に基づいて、前記アナログ加算による非線形性を排除する補正値を取得する取得手段と、
前記取得手段で取得した補正値を用いて前記第1又は第2形成手段で形成される画像情報の各画素値を補正する第1補正手段と、を備え、
前記取得手段は、同一の放射線量で同一の撮影を行った場合に、前記第1及び第2形成手段で形成される各画像情報の全体もしくは一部の画素の平均値を等しくする補正値を取得する。
放射線強度を検出するマトリクス状に配された複数の検出素子を有する撮像部より取得された放射線の強度分布に対応するアナログ電気信号をデジタル値に変換することにより画像情報を得る放射線画像取得方法であって、
前記複数の検出素子の各々からのアナログ電気信号をデジタル値に変換して得られた画素値により構成された画像情報を形成する第1形成工程と、
前記撮像部の複数の隣接する検出素子のアナログ電気信号をアナログ加算して得られた信号を用いて、隣接する画素値が加算された加算画素値により構成された画像情報を形成する第2形成工程と、
同一の放射線量で同一の撮影を行った場合に、前記第1及び第2形成工程で形成される各画像情報の全体もしくは一部の画素値の平均値に基づいて、前記アナログ加算による非線形性を排除する補正値を取得する取得工程と、
前記取得工程で取得した補正値を用いて前記第1又は第2形成工程で形成される画像情報の各画素値を補正する第1補正工程と、を備え、
前記取得工程では、同一の放射線量で同一の撮影を行った場合に、前記第1及び第2形成手段で形成される各画像情報の全体もしくは一部の画素の平均値を等しくする補正値を取得する。
FPDでのX線撮像に不可欠な補正に画素毎のゲイン補正がある。FPDは半導体製品であるため、画素ごとの容量成分などの正確な制御が製造上困難であり、一般に画素毎のゲイン値が大きくばらつく。ゲイン補正は、そのようなゲイン値のばらつきを補正するものである。通常、キャリブレーションと呼ばれる操作によって、被写体のない状態でX線分布を撮像した画像データ(以下、白画像)を取得し、その白画像と実際の被写体がある状態での撮像画像の画素毎の比率を計算することにより、ゲインのばらつきをなくす。
F=K・ln(G/Ref)+P=K・ln(G)−K・ln(Ref)+P …式(7)
で表すことができる。ここで、K、Pは以下の2条件で決定される定数であり、lnは自然対数関数を表す。
条件1)入力されたA/D変換値Gが基準値RefのLmin倍である場合:F=Fmin
条件2)入力されたA/D変換値Gが基準値RefのLmax倍である場合:F=Fmax
K=(Fmax−Fmin)/(ln(Lmax)−ln(Lmin)) …式(8)
P=(Fmax・ln(Lmin)−Fmin・ln(Lmax))/(ln(Lmin)−ln(Lmax)) …式(9)
F2=F1 …式(10)
F3=F1 …式(11)
F4=F1 …式(12)
F1=K・ln(A1)−K・ln(Ref)+P+C1 …式(13)
ここでC1はモード1に対応した補正値である。
F3=K・ln(A3)−K・ln(Ref)+P+C3 …式(15)
F4=K・ln(A4)−K・ln(Ref)+P+C4 …式(16)
C2=K・ln(A1)−K・ln(A2)=K・ln(A1/A2) …式(17)
C3=K・ln(A1)−K・ln(A3)=K・ln(A1/A3) …式(18)
C4=K・ln(A1)−K・ln(A4)=K・ln(A1/A4) …式(19)
以上のようにして算出された補正値C1〜C4は、モード1〜モード4の補正値としてメモリ19〜22に保持される。
又、上記実施形態では、ゲイン補正における白画像を利用して画素加算モードに起因する非線形性の補正を行ったがこれに限られるものではない。同一の照射条件及び同一の被写体条件の下で、各画素加算モードにより得られた画像を利用して、補正値C1、C2、C3、C4を求めてもよいことは明らかである。
第1実施形態では、対数変換を施した画像についてゲイン補正や、画素加算モードに応じた補正を行ったが、対数変換を用いない系においても本発明は適用可能である。第2実施形態では、対数変換を省略した場合の、画素加算モードに対応した補正処理を説明する。
C2=(A1/A2) …(21)
C3=(A1/A3) …(22)
C4=(A1/A4) …(23)
上記第1及び第2実施形態では、画素加算モードにおける画素の加算数に関係なく、一定の出力値が得られるように補正を行った。しかしながら、画素加算モードでは画素出力を単純加算したという意識から、出力値が加算数の倍率で得られることを期待する場合がある。従って、第3実施形態では、加算された画素数に応じた倍率の出力値を得るX線撮影装置を説明する。但し、装置の構成は第1実施形態(図1)と略同様であるので、詳細な説明は省略する。
F3=F1+K・ln(9) …式(11')
F4=F1+K・ln(16) …式(12')
F1=K・ln(A1)−K・ln(Ref)+P+C1 …(13)
で求められた画素値F1に対して、式(10')〜式(12')の関係を保つ必要がある。そこで、第1実施形態と同様に、それぞれRef2〜Ref4を用いた各モードでのA/D変換値G2〜G4を用いた式(7)の変換式に対して補正値C2、C3、C4を加算し、
F2=K・ln(A2)−K・ln(Ref)+P+C2 …式(14)
F3=K・ln(A3)−K・ln(Ref)+P+C3 …式(15)
F4=K・ln(A4)−K・ln(Ref)+P+C4 …式(16)
とすることで、式(10')〜式(12')の関係を維持する。
C2=K・ln(A1)−K・ln(A2)+K・ln(4)=K・ln(4・A1/A2) …(17')
C3=K・ln(A1)−K・ln(A3)+K・ln(9)=K・ln(9・A1/A3) …(18')
C4=K・ln(A1)−K・ln(A4)+K・ln(16)=K・ln(16・A1/A4) …(19')
第3実施形態では、対数変換を施した画像についてゲイン補正や、画素加算モードに応じた補正を行ったが、対数変換を用いない系においても本発明は適用可能である。第4実施形態では、対数変換を省略した場合の、画素加算モードに対応した補正処理を説明する。第4実施形態のX線撮影装置の構成は第2実施形態(図4)と同様である。即ち、図1の対数変換LUT10を用いず、画像データに対して直接に除算と乗算を行うことで第1実施形態と同様の補正を行う。この場合、補正値C1〜C4からは対数表現が取れ、下式で示されるように計算される。
C2=(4・A1/A2) …(21')
C3=(9・A1/A3) …(22')
C4=(16・A1/A4) …(23')
Claims (10)
- 放射線強度を検出するマトリクス状に配された複数の検出素子を有する撮像部より取得された放射線の強度分布に対応するアナログ電気信号をデジタル値に変換することにより画像情報を得る放射線画像取得装置であって、
前記複数の検出素子の各々からのアナログ電気信号をデジタル値に変換して得られた画素値により構成された画像情報を形成する第1形成手段と、
前記撮像部の複数の隣接する検出素子のアナログ電気信号をアナログ加算して得られた信号を用いて、隣接する画素値が加算された加算画素値により構成された画像情報を形成する第2形成手段と、
同一の放射線量で同一の撮影を行った場合に、前記第1及び第2形成手段で形成される各画像情報の全体もしくは一部の画素値の平均値に基づいて、前記アナログ加算による非線形性を排除する補正値を取得する取得手段と、
前記取得手段で取得した補正値を用いて前記第1又は第2形成手段で形成される画像情報の各画素値を補正する第1補正手段と、を備え、
前記取得手段は、同一の放射線量で同一の撮影を行った場合に、前記第1及び第2形成手段で形成される各画像情報の全体もしくは一部の画素の平均値を等しくする補正値を取得することを特徴とする放射線画像取得装置。 - 前記取得手段は、同一の放射線量で且つ被写体の無い状態で撮影を行って前記第1及び第2形成手段により第1及び第2の白画像情報を形成し、前記第1及び第2の白画像情報の全体もしくは一部における画素値の平均値を等しくするように前記補正値を決定することを特徴とする請求項1に記載の放射線画像取得装置。
- 前記第1及び第2の白画像を保持するメモリと、
前記第1又は第2の白画像を用いて前記第1又は第2形成手段で形成される画像情報のゲイン補正を行う第2補正手段と、を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の放射線画像取得装置。 - 前記第1又は第2形成手段で形成された画像を対数変換する変換手段を更に備え、
前記第2補正手段は、対数変換された画像情報の画素値と白画像情報の対応する画素値との減算により前記ゲイン補正を行い、
前記第1補正手段は、前記ゲイン補正された画像情報の画素値に前記補正値を加算することを特徴とする請求項3に記載の放射線画像取得装置。 - 前記第2補正手段は、前記第1又は第2形成手段で形成された画像情報の画素値を白画像情報の対応する画素値で除算することにより前記ゲイン補正を行い、
前記第1補正手段は、前記ゲイン補正された画像情報の画素値に前記補正値を乗算することを特徴とする請求項3に記載の放射線画像取得装置。 - 放射線強度を検出するマトリクス状に配された複数の検出素子を有する撮像部より取得された放射線の強度分布に対応するアナログ電気信号をデジタル値に変換することにより画像情報を得る放射線画像取得装置であって、
前記複数の検出素子の各々からのアナログ電気信号をデジタル値に変換して得られた画素値により構成された画像情報を形成する第1形成手段と、
前記撮像部の複数の隣接する検出素子のアナログ電気信号をアナログ加算して得られた信号を用いて、隣接する画素値が加算された加算画素値により構成された画像情報を形成する第2形成手段と、
同一の放射線量で同一の撮影を行った場合に、前記第1及び第2形成手段で形成される各画像情報の全体もしくは一部の画素値の平均値に基づいて、前記アナログ加算による非線形性を排除する補正値を取得する取得手段と、
前記取得手段で取得した補正値を用いて前記第1又は第2形成手段で形成される画像情報の各画素値を補正する第1補正手段と、を備え、
前記第2形成手段は、隣接する画素の加算数を切り替えることが可能であり、
前記取得手段は、前記加算数に対応した補正値を取得し、メモリに保持することを特徴とする放射線画像取得装置。 - 前記取得手段は、画像を複数の領域に分割し、各領域毎に前記第1及び第2形成手段で形成される各画像情報の画素値の平均値を等しくする補正値を取得することを特徴とする請求項1に記載の放射線画像取得装置。
- 前記放射線はX線であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の放射線画像取得装置。
- 放射線強度を検出するマトリクス状に配された複数の検出素子を有する撮像部より取得された放射線の強度分布に対応するアナログ電気信号をデジタル値に変換することにより画像情報を得る放射線画像取得方法であって、
前記複数の検出素子の各々からのアナログ電気信号をデジタル値に変換して得られた画素値により構成された画像情報を形成する第1形成工程と、
前記撮像部の複数の隣接する検出素子のアナログ電気信号をアナログ加算して得られた信号を用いて、隣接する画素値が加算された加算画素値により構成された画像情報を形成する第2形成工程と、
同一の放射線量で同一の撮影を行った場合に、前記第1及び第2形成工程で形成される各画像情報の全体もしくは一部の画素値の平均値に基づいて、前記アナログ加算による非線形性を排除する補正値を取得する取得工程と、
前記取得工程で取得した補正値を用いて前記第1又は第2形成工程で形成される画像情報の各画素値を補正する第1補正工程と、を備え、
前記取得工程では、同一の放射線量で同一の撮影を行った場合に、前記第1及び第2形成手段で形成される各画像情報の全体もしくは一部の画素の平均値を等しくする補正値を取得することを特徴とする放射線画像取得方法。 - 放射線強度を検出するマトリクス状に配された複数の検出素子を有する撮像部より取得された放射線の強度分布に対応するアナログ電気信号をデジタル値に変換することにより画像情報を得る放射線画像取得方法であって、
前記複数の検出素子の各々からのアナログ電気信号をデジタル値に変換して得られた画素値により構成された画像情報を形成する第1形成工程と、
前記撮像部の複数の隣接する検出素子のアナログ電気信号をアナログ加算して得られた信号を用いて、隣接する画素値が加算された加算画素値により構成された画像情報を形成する第2形成工程と、
同一の放射線量で同一の撮影を行った場合に、前記第1及び第2形成工程で形成される各画像情報の全体もしくは一部の画素値の平均値に基づいて、前記アナログ加算による非線形性を排除する補正値を取得する取得工程と、
前記取得工程で取得した補正値を用いて前記第1又は第2形成工程で形成される画像情報の各画素値を補正する第1補正工程と、を備え、
前記第2形成工程では、隣接する画素の加算数を切り替えることが可能であり、
前記取得工程では、前記加算数に対応した補正値を取得し、メモリに保持することを特徴とする放射線画像取得方法。
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