JP5360397B2

JP5360397B2 - 放射線撮影装置

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Publication number: JP5360397B2
Application number: JP2009157745A
Authority: JP
Inventors: 一博森; 新悟馬場; 直紀長谷川
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2009-07-02
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2029-07-02
Also published as: JP2011010873A

Description

本発明は、散乱放射線を除去する放射線グリッドを備えた放射線撮影装置に関し、特に、取得される放射線透視画像に放射線グリッドに起因するモアレが写り込む放射線撮影装置に関する。

放射線撮影装置には、放射線源からコーン状の放射線ビームを被検体に向けて照射し、被検体を透過した透過放射線をフラットパネル・ディテクタ（以下、ＦＰＤと略記）で検出する構成となっているものがある。この様な放射線撮影装置において、ＦＰＤの放射線検出面を覆うように放射線グリッドが付設され、散乱放射線を吸収させるようになっている。

従来の放射線グリッドの構成について説明する。図１０に示すように、従来の放射線グリッド５０は、放射線を吸収しやすい吸収箔５１を有し、それが略平行に配列されている。

ところで、ＦＰＤ５３は、多数の半導体タイプの検出素子ｅがマトリクス状に配列された放射線検出面５３ａを有している。この様なＦＰＤ５３は、配列された各々の検出素子ｅにより被検体Ｍを透過した放射線を離散的にサンプリングすることにより放射線透視画像を構成する。一方、放射線グリッド５０は、ブラインド状に配列された複数の吸収箔５１を有する。コーン状の放射線ビームがこの放射線グリッド５０を透過すると、放射線グリッド５０の有する吸収箔５１の各々について筋状の影が生じる。この影を放射線グリッド５０全体で見れば、ストライプ状である影の配列パターンとなっており、それが放射線グリッド５０の下方に配置された放射線検出面５３ａに写り込む。この影の配列パターンは、ＦＰＤ５３を構成する検出素子ｅによって離散的にサンプリングされることになるが、検出素子ｅの各々に写る影の本数は、ＦＰＤ５３全体で一定とはならない。検出素子ｅの配列ピッチと影の配列ピッチが一致していないためである。こうして、影の多数が映りこんだ細長状の暗部領域と、より少数の影が映りこんだ細長状の明部領域とが交互に並んだ干渉縞が放射線透視画像に出現する。このように、ＦＰＤ５３が有する検出素子ｅの配列パターンと放射線グリッド５０による影の配列パターンとが干渉してモアレが生じて、これが放射線透視画像に写り込む。

この様に放射線透視画像に写りこんだモアレを除去する従来の方法としては、２つの方法がある。第１に、放射線グリッド５０をＦＰＤ５３に対して遥動させて動かすことで、ＦＰＤ５３に対するモアレの出現位置を変更させながら放射線透視画像の撮影を行い、ＦＰＤ５３に写りこむモアレをボカす方法である。

第２の方法としては、画像処理を通じて放射線透視画像に写りこんだモアレを消去する方法である。具体的には、放射線透視画像に対して周波数解析を行う（例えば、特許文献１参照）。この様にして得られた放射線透視画像の周波数特性は、例えば、図１１（ａ）のようになっている。図における帯域Ｄ１，帯域Ｄ２において、周波数成分は、鋭いピークとなっており、他の部分は連続的である。モアレは、ＦＰＤ５３における検出素子の配列と放射線グリッドにおける吸収箔の配列とが干渉して生じるものなので、周期性を有している。したがって、放射線透視画像に重畳したモアレの成分は、周波数解析を行うと、特定の帯域に集中することになり、その結果が帯域Ｄ１，帯域Ｄ２で現れる鋭いピークである。従来の画像解析処理においては、帯域Ｄ１，帯域Ｄ２をフィルタリングして除去する。このとき取得される処理画像の周波数特性は、図１１（ｂ）の如くとなっている。すなわち、帯域Ｄ１，帯域Ｄ２における周波数成分は、処理画像の中で除去されている。

特開２０００−３１６１２６号公報

しかしながら、従来構成によれば、以下のような問題点がある。
すなわち、従来の構成によれば、モアレを完全に除去できないという問題があった。上述の、放射線グリッド５０をＦＰＤ５３に対して遥動させる構成によれば、放射線グリッド５０の振動がＦＰＤ５３にも伝達されてしまい、ＦＰＤ５３と被検体との位置関係が乱され、ＦＰＤ５３に写りこむ被検体の像がブレてしまう。これを防ぐには、放射線グリッド５０の遥動を緩やかなものとするしかなく、放射線透視画像におけるモアレの発生を十分に抑制することができない。また、放射線グリッド５０を遥動させる新たな機構が必要となり、装置構成の複雑化の原因ともなってしまう。

また、上述の画像解析を行う手法を採用しても、モアレを完全に除去できない。すなわち、モアレの成分は、実は、帯域Ｄ１，帯域Ｄ２の外側にも広がっているのである。図１２は、モアレのみが写りこんだ放射線透視画像を周波数解析した場合の結果である。モアレの成分は、帯域Ｄ１，帯域Ｄ２の外側にも広がっているので、帯域Ｄ１，帯域Ｄ２をフィルタリングしたのみでは、処理画像の中には、依然としてモアレの成分は残存しており、これが、処理画像において偽像として表れる。

かといって、所定の周波数以上の成分を一括にフィルタリングしてしまうと、確かにモアレは完全に除去されるものの、被検体の透視像に由来する成分まで区別なく放射線透視画像から除去されてしまう。つまり、被検体の透視像の高周波成分が除去されると、被検体の詳細な構造が除去されてしまうので、結局、処理画像において、被検体の透視像はボカされることになる。このような事情から、一括的なフィルタリングは、診断に好適な鮮明な画像を提供するという観点からは、望ましい構成とは言えない。

本発明はこの様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、２つの特性の異なるフィルタリング処理を組み合わせて使用することにより、放射線透視画像に写りこむモアレを効果的に除去しつつ、被検体の透視像の詳細な構造を損なうことがない放射線撮影装置を提供することにある。

本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線を検出する検出素子が２次元的に配列している放射線検出手段と、放射線検出手段を覆うように設けられ散乱放射線を吸収する放射線グリッドと、放射線検出手段の出力する検出信号に基づいて元画像を生成する元画像生成手段と、放射線検出手段が有する検出素子の配列と放射線グリッドとが互いに干渉して生じたモアレを元画像から除去する画像処理手段を備えた放射線撮影装置において、画像処理手段は、元画像に対して微分処理を行い、元画像に対応して微分値がマッピングされた微分値マップを生成する微分値マップ生成手段と、元画像に対して周波数解析を行い、元画像の周波数特性を取得する周波数特性生成手段と、周波数特性におけるモアレに起因のピークが現れているピーク出現帯域を求めるピーク出現帯域取得手段と、ピーク出現帯域に属する周波数のうち、最低の周波数を求める最低周波数取得手段と、元画像の周波数特性のプロファイルから、ピーク出現帯域に属するモアレに由来する周波数成分のみを抜き出す第１フィルタリング手段と、元画像の周波数特性のプロファイルから最低周波数以上となっている周波数成分を抜き出す第２フィルタリング手段と、第１フィルタリング手段で抜き出された周波数成分を有する第１モアレ画像と第２フィルタリング手段で抜き出された周波数成分を有する第２モアレ画像とを元画像に対して部分的に切り替えて使用することによりモアレが除去された除去画像を生成する除去画像生成手段とを備え、除去画像生成手段は、微分値マップの微分値が判断値よりも高い場合、元画像に第１モアレ画像の反転パターンを重ね合わせる一方、微分値マップの微分値が判断値よりも低い場合、元画像に第２モアレ画像の反転パターンを重ね合わせることを特徴とするものである。

［作用・効果］本発明の構成によれば、元画像に対応して微分値がマッピングされた微分値マップを生成する微分値マップ生成手段と、元画像におけるピーク出現帯域に属する周波数成分に作用する第１フィルタリング手段と、元画像における最低周波数以上となっている周波数成分に作用する第２フィルタリング手段とを備えている。第１フィルタリング手段は、被検体の透視像の再現性に優れ、第２フィルタリング手段は、モアレの除去の完全性に優れている。本発明は、この２つのフィルタリング手段を協働させることにより、視認に好適な画像を取得するのである。すなわち、本発明の構成は、第１フィルタリング手段と第２フィルタリング手段とを元画像に対して部分的に切り替えて使用することによりモアレが除去された除去画像を生成する除去画像生成手段を備えている。この様にすることで、元画像の部分に合わせて好適なフィルタリング手段を選択することができる。

また、上述の選択は、元画像における画素値の変化の激しさをマッピングした微分値マップを基に行われる。例えば、微分値マップにおいて微分値の高い領域においては、元画像における被検体の透視像を構成する周波数成分は、高い周波数にも含まれている。本発明の構成によれば、元画像に写りこんだモアレを除去する際に、第２フィルタリング手段と、第１フィルタリング手段と第２フィルタリング手段とが切り替えられるので、この様な微分値の高い領域においては、被検体の透視像を構成する周波数成分を失わないように第１フィルタリング手段を用いることができる。また、微分値の低い領域において、モアレを確実に除去するように第２フィルタリング手段を用いることができるのである。したがって、より視認性に優れた放射線透視画像が取得できる放射線撮影装置が提供できる。

また、上述の放射線撮影装置において、除去画像生成手段は、第１モアレ画像と第２モアレ画像とを元画像を構成する画素毎に切り替えて使用すればより望ましい。

［作用・効果］上述のような構成によれば、第１フィルタリング手段と第２フィルタリング手段とが元画像を構成する画素毎に切り替えられる。したがって、両フィルタリング手段の選択をより精密に行うことができる。したがって、より視認性に優れた放射線透視画像が取得できる放射線撮影装置が提供できる。

本発明の構成によれば、元画像に対応して微分値がマッピングされた微分値マップを生成する微分値マップ生成手段と、元画像におけるピーク出現帯域に属する周波数成分に作用する第１フィルタリング手段と、元画像における最低周波数以上となっている周波数成分に作用する第２フィルタリング手段とを備えている。また、上述の選択は、元画像における画素値の変化の激しさをマッピングした微分値マップを基に行われる。本発明の構成によれば、元画像に写りこんだモアレを除去する際に、第１フィルタリング手段と第２フィルタリング手段とが切り替えられるので、この様な微分値の高い領域においては、被検体の透視像を構成する周波数成分を失わないように第１フィルタリング手段を用いることができる。また、微分値の低い領域において、モアレを確実に除去するように第２フィルタリング手段を用いることができるのである。したがって、より視認性に優れた放射線透視画像が取得できる放射線撮影装置が提供できる。

実施例１に係るＸ線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明するフローチャートである。実施例１に係る元画像を説明する模式図である。実施例１に係る周波数特性を説明するグラフである。実施例１に係る急特性フィルタリング部の動作を説明するグラフである。実施例１に係る急特性モアレ画像を説明する模式図である。実施例１に係る穏特性フィルタリング部の動作を説明するグラフである。実施例１に係る穏特性モアレ画像を説明する模式図である。実施例１に係る除去画像を説明する模式図である。従来の構成を説明する断面図である。従来の構成に係る周波数特性を説明するグラフである。従来の構成に係る周波数特性を説明するグラフである。

以下、本発明に係る放射線撮影装置の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、実施例においては、Ｘ線を用いたＸ線撮影装置について説明する。

まず、実施例１に係るＸ線撮影装置１の構成について説明する。図１は、実施例１に係るＸ線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。図１に示すように、実施例１に係るＸ線撮影装置１は、被検体Ｍを載置する天板２と、天板２の下部に設けられたＦＰＤ４と、天板２の上部に設けられたコーン状のＸ線ビームをＦＰＤ４に向けて照射するＸ線管３と、ＦＰＤ４とＸ線管３との介在する位置に設けられるとともに、ＦＰＤ４のＸ線検出面を覆うように設けられ散乱Ｘ線を除去するＸ線グリッド５と、Ｘ線管３の管電圧を制御するＸ線管制御部６とを備えている。

また、Ｘ線撮影装置１は、ＦＰＤ４から出力される検出信号を組み立てて元画像Ｐ０を形成する元画像生成部１１と、元画像Ｐ０を基に微分値マップＰ１を生成する微分値マップ生成部１２と、元画像Ｐ０を基に周波数特性プロファイルＰ２を生成する周波数特性生成部１３と、周波数特性プロファイルＰ２を基に、ピーク出現帯域を求めるピーク出現帯域取得部１４と、ピーク出現帯域の最低の周波数を求める最低周波数取得部１５と、元画像に対して周波数成分のフィルタリング処理を行う急特性フィルタリング部１６，および緩特性フィルタリング部１７と、両フィルタリング部１６，１７の出力と微分値マップＰ１とを参照してモアレが除去された除去画像を生成する除去画像生成部１８とを備えている。また、両フィルタリング部１６，１７の後段には、周波数特性を表した周波数関数を２次元画像に変換する周波数逆変換部１９，２０が各々設けられている。そして、Ｘ線撮影装置１は、Ｘ線透視画像を表示する表示部２１を備えている。

なお、各部１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，および２０は、本発明の画像処理手段に相当する。また、Ｘ線管は、本発明の放射線源に相当する。また、ＦＰＤは、本発明の放射線検出手段に相当する。また、Ｘ線グリッドは、本発明の放射線グリッドに相当する。また、元画像生成部は、本発明の元画像生成手段に相当する。また、微分値マップ生成部は、本発明の微分値マップ生成手段に相当する。また、最低周波数特性取得部は、本発明の最低周波数特性取得手段に相当する。また、急特性フィルタリング部は、本発明の第１フィルタリング手段に相当する。また、穏特性フィルタリング部は、本発明の第２フィルタリング手段に相当する。また、除去画像取得部は、本発明の除去画像取得手段に相当する。

また、Ｘ線撮影装置１は、Ｘ線管制御部６，元画像生成部１１，微分値マップ生成部１２，周波数特性生成部１３，ピーク出現帯域取得部１４，最低周波数取得部１５，急特性フィルタリング部１６，緩特性フィルタリング部１７，除去画像生成部１８，および周波数逆変換部１９，２０を統括的に制御する主制御部２２をも備えている。この主制御部２２は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することにより各部６，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，および２０を実現している。また、上述の各部は、それらを担当する演算装置に分割されて実行されてもよい。

この様なＸ線撮影装置１の動作について説明する。図２は、実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明するフローチャートである。Ｘ線撮影装置１におけるＸ線透視画像を取得する動作は、被検体Ｍを天板２に載置する載置ステップＳ１と、放射線の照射を開始する照射開始ステップＳ２と、ＦＰＤ４から出力された検出信号を基に元画像Ｐ０を取得する元画像取得ステップＳ３と、画像処理を行って、元画像に写りこんでいるモアレを除去するモアレ除去ステップＳ４とを備えている。以降、これら各ステップの詳細を図面を参照しながら順を追って説明する。

＜載置ステップＳ１，照射開始ステップＳ２，元画像取得ステップＳ３＞
まず、天板２に被検体Ｍが載置される。そして、オペレータは、Ｘ線の照射の開始をＸ線撮影装置１に指示する。すると、Ｘ線管３からＸ線が被検体Ｍに向けて照射される。Ｘ線は、被検体Ｍ，および天板２を透過し、Ｘ線グリッド５を通過する。そこで、被検体Ｍの内部で散乱してＦＰＤ４に向かおうとする散乱Ｘ線は、Ｘ線グリッド５が有する短冊状の吸収箔によって吸収される。こうして、Ｘ線管３から直接的に進行する直接Ｘ線のみがＦＰＤ４に到達する。このとき、ＦＰＤ４に向かうＸ線ビームには、等間隔に並んだ吸収箔の影が写りこんでいる。

ＦＰＤ４は、Ｘ線を検出し、元画像生成部１１に対して検出信号を送出する。この検出信号には、ＦＰＤ４が有する各検出素子の位置と、各検出素子が検出したＸ線強度とが関連付けられており、元画像生成部１１は、この検出信号を基に画像を組み立てて、図３に示すような元画像Ｐ０を生成する。この元画像Ｐ０には、被検体Ｍの透視像のみならず、ＦＰＤ４が有する検出素子と、Ｘ線グリッド５が有する吸収箔の影の配列とが干渉して生じるモアレ（暗部領域Ｄが配列している偽像）をも写し込んでいる。

＜モアレ除去ステップＳ４：微分値マップの生成＞
次に、実施例１の構成に置いて、最も特徴的な部分であるモアレ除去ステップＳ４について説明する。適宜、図１を参照されたい。元画像Ｐ０は、微分値マップ生成部１２に送出される。元画像Ｐ０は、画素が２次元的に配列されたものであり、具体的には、ｘ方向、ｙ方向の縦横に画素が配列されている。元画像Ｐ０には、図３に示すように、ｙ方向に伸びた縞状の暗部領域がｘ方向に配列したモアレが写りこんでいるものとする。微分値マップ生成部１２では、元画像Ｐ０における各画素の画素値をｙ方向に沿って微分する。そして、取得された微分値を元画像Ｐ０の画素の配列に対応してマッピングを行い、微分値が２次元的に配列された微分値マップを生成する。この微分値マップＰ１は、被検体Ｍの透視像におけるエッジの強度を示している。すなわち、微分値マップＰ１において微分値が高い領域においては、各画素の間で画素値が細かく変動していることに由来し、例えば、被検体Ｍの臓器の微細な構造をよく映しこんでいる領域である。また、微分値マップＰ１において微分値が低い領域においては、逆に、被検体が各画素の間で大きく写りこんでいる部分である。この様に微分値マップＰ１の位置に応じて、微分値は一定ではない。

＜モアレ除去ステップＳ４：周波数特性の生成＞
元画像Ｐ０は、周波数特性生成部１３にも送出される。そこで、元画像Ｐ０は、周波数変換され、周波数ωと、強度Ｉが関係した周波数関数に変換される。この取得された周波数関数は、実施例１においては、元画像Ｐ０の周波数特性と呼ぶことにする。このとき生成された周波数特性は、例えば、図４のようになっている。すなわち、強度Ｉは、周波数ωが高くなるほど次第に小さくなる。元画像Ｐ０は、画素が配列して構成されるものであるので、元画像Ｐ０が表現できる周波数成分の周波数ωの高さには限界があるからである。

＜モアレ除去ステップＳ４：ピーク出現帯域の取得＞
周波数特性は、周波数特性プロファイルＰ２としてピーク出現帯域取得部１４に送出される。図４に示すように、周波数特性には、２つのピークが現れている。このピークは元画像Ｐ０に写りこんだモアレに由来する。ピーク出現帯域取得部１４は、周波数特性を周波数ωについて微分し、周波数特性が急峻に変動しているピークを周波数特性から抽出して、ピークが存する周波数帯域であるピーク出現帯域Ｄ１，Ｄ２を決定する。ちなみに、ピークが存する周波数帯域のうち、周波数が低い位置に現れた大きいピークを第１高調波と呼び、周波数が高い位置に現れた小さいピークを第２高調波と呼ぶ。この様に、モアレは、周波数特性プロファイルＰ２において、離間した複数の帯域に分散して現れる。

＜モアレ除去ステップＳ４：急特性フィルタリング処理＞
ピーク出現帯域Ｄ１，Ｄ２は、後段の急特性フィルタリング部１６に送出される（図１参照）。急特性フィルタリング部１６では、元画像Ｐ０に写りこんだモアレの再現を行う目的で設けられている。急特性フィルタリング部１６の出力は、周波数逆変換部１９により急特性モアレ画像Ｐ３に変換され、除去画像生成部１８が行う元画像Ｐ０に写りこんだモアレの除去に使用される。

また、急特性フィルタリング部１６には、周波数特性生成部１３が出力する周波数特性プロファイルＰ２が送られてきている。急特性フィルタリング部１６では、周波数特性プロファイルＰ２に加工を行い、新たな周波数特性を生成する。すなわち、周波数特性プロファイルＰ２におけるピーク出現帯域Ｄ１，Ｄ２を取り出して、これを新たな周波数特性とする。この様に、急特性フィルタリング部１６は、ピーク出現帯域に属する周波数成分に作用する。この急特性フィルタリング処理で得られた周波数特性Ｐ２ａは、モアレに由来する周波数成分のみを含んでいる。周波数特性Ｐ２ａは、図５に示すように、周波数特性プロファイルＰ２からピーク出現帯域Ｄ１，Ｄ２の部分を抜き出したものとなっている。

この新たに生成された周波数特性Ｐ２ａは、周波数逆変換部１９に送出され、急特性モアレ画像Ｐ３に変換される。この急特性モアレ画像Ｐ３は、図６に示すように、被検体Ｍの透視像が除外され、モアレのみを写し込んでいる。しかしながら、元画像Ｐ０を周波数変換して得られた周波数特性プロファイルＰ２において、モアレに由来する周波数成分は、実際には、ピーク出現帯域Ｄ１，Ｄ２の外側にもはみ出して存在する（図１２参照）。急特性モアレ画像Ｐ３においては、この様な、はみ出し分の周波数成分は無視されて組み立てられているので、急特性モアレ画像Ｐ３に写りこんだ縞模様は、元画像Ｐ０に写りこんだモアレと若干異なる。具体的には、急特性モアレ画像Ｐ３には、元画像Ｐ０に写りこんだモアレの再現モレが発生してしまっている。つまり、仮に、元画像Ｐ０に急特性モアレ画像Ｐ３を単純に重ね合わせるのでは、被検体Ｍの透視像は、保持されるものの、モアレの一部が消え残ってしまう。

＜モアレ除去ステップＳ４：最低周波数の取得＞
一方、ピーク出現帯域Ｄ１，Ｄ２は、最低周波数取得部１５にも送出される。最低周波数取得部１５においては、ピーク出現帯域Ｄ１，Ｄ２に属する周波数のうち、最低の周波数を取得するものである。実施例１においては、図４に示すように、最低の周波数は、ピーク出現帯域Ｄ１の低周波数の一端を基に決められる周波数Ｌとなっている。したがって周波数Ｌは、ピーク出現帯域Ｄ１，Ｄ２を決定したピーク出現帯域取得部１４が決定していることになる。ピーク出現帯域取得部１４は、周波数特性プロファイルＰ２の微分値が所定値となった周波数で、周波数特性プロファイルＰ２が急峻に変化するものと認め、ピーク出現帯域Ｄ１，Ｄ２を決定する。ピーク出現帯域Ｄ１の低周波数の一端が周波数Ｌである。このように、最低周波数取得部１５は、ピーク出現帯域Ｄ１を基に周波数Ｌを決定する。

また、モアレは、図１２に示すように、ピーク出現帯域Ｄ１，Ｄ２の外側にもはみ出して存在するので、周波数Ｌの位置をピーク出現帯域Ｄ１の低周波数の一端よりも、所定の幅だけ低周波側にシフトさせてもよい。具体的には、周波数特性プロファイルＰ２に現れるピークを既知の分布関数にフィッテングし、これを基に周波数Ｌを求める。例えば、ピークが正規分布であったとすると、ピークの周波数の平均値から±３σの区間内にピークの９９．７４％が収まる。したがって、この区間の低周波側の一端を周波数Ｌとすることができる。また、ピークを積分することで周波数Ｌを決定してもよい。この場合、周波数Ｌは、ピーク出現帯域Ｄ１に現れたピークを周波数Ｌよりも低周波側について積分すると、その積分値がピーク全体の積分値の所定の割合（例えば１％）となる位置に決められる。これらピークの解析は、被検体を写しこまない状態でＸ線グリッド５を撮影後、このＸ線画像を元画像Ｐ０としたときの周波数特性プロファイルＰ２により行われる。上述のような周波数Ｌの決定も最低周波数取得部１５が行う。

＜モアレ除去ステップＳ４：穏特性フィルタリング処理＞
周波数Ｌ（最低の周波数）は、穏特性フィルタリング部１７に送出される。この穏特性フィルタリング部１７には周波数特性生成部１３が出力する周波数特性プロファイルＰ２が送られてきている。穏特性フィルタリング部１７は、周波数特性プロファイルＰ２に加工を行い、新たな周波数特性を生成する。すなわち、周波数特性プロファイルＰ２における最低の周波数以上の周波数領域を取り出して、これを新たな周波数特性Ｐ２ｂとする。周波数特性Ｐ２ｂは、図７に示すように、周波数特性プロファイルＰ２から最低周波数Ｌ以上の周波数成分を抜き出したものとなっている。この穏特性フィルタリング処理で得られた周波数特性Ｐ２ｂは、モアレに由来する周波数成分の全てを含んでいる。この新たに生成された周波数特性Ｐ２ｂは、周波数逆変換部２０に送出され、穏特性モアレ画像Ｐ４に変換される。この穏特性モアレ画像Ｐ４は、急特性モアレ画像Ｐ３とは異なり、ピーク出現帯域Ｄ１，Ｄ２の外側の周波数成分も参照して組み立てられているので、穏特性モアレ画像Ｐ４に写りこんだ縞模様は、元画像Ｐ０に写りこんだモアレをより忠実に再現している。しかしながら、図８の網掛けで示すように、穏特性モアレ画像Ｐ４には、被検体Ｍの透視像に由来する周波数成分も含まれているので、穏特性モアレ画像Ｐ４には、被検体Ｍの透視像の一部が写りこむ。つまり、仮に、元画像Ｐ０に穏特性モアレ画像Ｐ４を単純に重ね合わせるのでは、モアレは完全に除去されるものの、被検体Ｍの透視像を構成する高周波成分が失われ、被検体Ｍの微細な構造までもが除去されてしまう。

＜モアレ除去ステップＳ４：除去画像の生成＞
急特性モアレ画像Ｐ３，および穏特性モアレ画像Ｐ４は、除去画像生成部１８に送出される。除去画像生成部１８においては、元画像Ｐ０に急特性モアレ画像Ｐ３，および穏特性モアレ画像Ｐ４（正確には、それらの反転パターン）を重ね合わせて、元画像Ｐ０に写りこんだモアレを除去するのである。

また、微分値マップＰ１は、微分値マップ生成部１２より除去画像生成部１８に送出されている。除去画像生成部１８は、この微分値マップＰ１を用いて、急特性モアレ画像Ｐ３と穏特性モアレ画像Ｐ４と元画像Ｐ０に対して部分的に切り替えながら上述の重ね合わせを行う。

微分値マップＰ１において微分値が高い領域は、元画像Ｐ０において被検体Ｍの微細な構造が写りこんでいる部分である。この様な部分には、被検体Ｍの透視像に由来する高周波成分が多く含まれるので、この様な場合、被検体Ｍの透視像に由来する周波数成分を含まない急特性モアレ画像Ｐ３を用いてモアレを除去することが望ましい。

一方、微分値マップＰ１において微分値が低い領域は、元画像Ｐ０において被検体Ｍが各画素の間で大きく写りこんでいる部分である。この様な部分には、被検体Ｍの透視像に由来する高周波成分を含まない領域であるので、この様な場合、元画像Ｐ０における高周波成分を一斉に除去して、モアレを完全に除去することができる穏特性モアレ画像Ｐ４を用いてモアレを除去することが望ましい。

そこで、実施例１の構成によれば、微分値マップＰ１を参照して、急特性モアレ画像Ｐ３と穏特性モアレ画像Ｐ４とを切り替えながら元画像Ｐ０に写りこんだモアレの除去を行うのである。除去画像生成部１８には、所定の判断値が設定されている。微分値マップＰ１を構成する微分値と、この所定の判断値とを画素毎に比較する。比較対象の微分値が判断値よりも高い場合、その画素に対応する元画像Ｐ０の画素には、急特性モアレ画像Ｐ３の反転パターンが重ね合わせられる。そして、比較対象の微分値が判断値よりも低い場合、その画素に対応する元画像Ｐ０の画素には、穏特性モアレ画像Ｐ４の反転パターンが重ね合わせられる。こうして、元画像Ｐ０に写りこんでいたモアレは、急特性モアレ画像Ｐ３と穏特性モアレ画像Ｐ４とを元画像Ｐ０を構成する画素毎に切り替えて使用することで除去される。

こうして、除去画像生成部１８は、元画像Ｐ０からモアレが除去され、図９に示すような除去画像Ｐ５を生成し、これを主制御部２２に送出する。この除去画像Ｐ５は、表示部２１に表示される。このようにして、実施例１に係るＸ線透視画像の取得は、終了となる。

以上のように、実施例１の構成によれば、元画像Ｐ０に対応して微分値がマッピングされた微分値マップＰ１を生成する微分値マップ生成部１２と、元画像Ｐ０からピーク出現帯域に属する周波数成分に作用する急特性フィルタリング部１６と、元画像Ｐ０から周波数が最低周波数以上となっている周波数成分に作用する緩特性フィルタリング部１７とを備えている。急特性フィルタリング部１６は、被検体Ｍの透視像の再現性に優れ、緩特性フィルタリング部１７は、モアレの除去の完全性に優れている。実施例１の構成は、この２つのフィルタリング部１６，１７を協働させることにより、視認に好適な除去画像Ｐ５を取得するのである。すなわち、実施例１の構成の構成は、急特性フィルタリング部１６と緩特性フィルタリング部１７とを元画像Ｐ０に対して部分的に切り替えて使用することによりモアレが除去された除去画像Ｐ５を生成する除去画像生成部１８を備えている。この様にすることで、元画像Ｐ０の部分に合わせて好適なフィルタリング部１６，１７を選択することができる。

また、上述の選択は、元画像Ｐ０における画素値の変化の激しさをマッピングした微分値マップＰ１を基に行われる。例えば、微分値マップＰ１において微分値の高い領域においては、元画像Ｐ０における被検体Ｍの透視像を構成する周波数成分は、高い周波数にも含まれている。実施例１の構成の構成によれば、元画像Ｐ０に写りこんだモアレを除去する際に、緩特性フィルタリング部１７と、急特性フィルタリング部１６と緩特性フィルタリング部１７とが切り替えられるので、この様な微分値の高い領域においては、被検体Ｍの透視像を構成する周波数成分を失わないように急特性フィルタリング部１６を用いることができる。また、微分値の低い領域において、モアレを確実に除去するように緩特性フィルタリング部１７を用いることができるのである。したがって、より視認性に優れたＸ線透視画像が取得できるＸ線撮影装置１が提供できる。

また、実施例１の構成によれば、急特性フィルタリング部１６と緩特性フィルタリング部１７とが元画像Ｐ０を構成する画素毎に切り替えられる。したがって、両フィルタリング部１６，１７の選択をより精密に行うことができる。したがって、より視認性に優れたＸ線透視画像が取得できるＸ線撮影装置１が提供できる。

本発明は、上述した実施例の構成に限られることなく、下記のように変形実施が可能である。

（１）上述した実施例では、最低周波数取得部１５は、ピーク出現帯域Ｄ１，Ｄ２に属する周波数のうち、最低の周波数を求め、これを緩特性フィルタリング部１７に送出する構成としていたが、本発明はこれに限らず、ピーク出現帯域Ｄ１，Ｄ２に属する周波数よりも低い周波数を緩特性フィルタリング部１７に送出する構成としてもよい。つまり、本変形例によれば、緩特性フィルタリング部１７は、最低周波数以上の周波数成分に作用することに加えて、それよりも低い周波数にも作用させることができる。図１２に示すように、モアレを構成する周波数成分は、ピーク出現帯域Ｄ１よりも低周波側にも、はみ出している場合がある。本変形例によれば、緩特性フィルタリング部１７が作用する周波数が低周波数側に拡張されているので、緩特性フィルタリング部１７によって生成される緩特性モアレ画像Ｐ４は、より、元画像Ｐ０に写りこんだモアレを忠実に再現していることになる。

（２）上述した実施例は、医用の装置であったが、この発明は、工業用や、原子力用の装置にも適応することができる。

３Ｘ線管（放射線源）
４ＦＰＤ（放射線検出手段）
５Ｘ線グリッド（放射線グリッド）
１１元画像生成部（元画像生成手段）
１２微分値マップ生成部（微分値マップ生成手段）
１５最低周波数特性取得部（最低周波数特性取得手段）
１６急特性フィルタリング部（第１フィルタリング手段）
１７穏特性フィルタリング部（第２フィルタリング手段）
１８除去画像取得部（除去画像取得手段）

Claims

放射線を照射する放射線源と、前記放射線を検出する検出素子が２次元的に配列している放射線検出手段と、前記放射線検出手段を覆うように設けられ散乱放射線を吸収する放射線グリッドと、前記放射線検出手段の出力する検出信号に基づいて元画像を生成する元画像生成手段と、前記放射線検出手段が有する前記検出素子の配列と前記放射線グリッドとが互いに干渉して生じたモアレを前記元画像から除去する画像処理手段を備えた放射線撮影装置において、
前記画像処理手段は、
前記元画像に対して微分処理を行い、前記元画像に対応して微分値がマッピングされた微分値マップを生成する微分値マップ生成手段と、
前記元画像に対して周波数解析を行い、前記元画像の周波数特性を取得する周波数特性生成手段と、
前記周波数特性における前記モアレに起因のピークが現れているピーク出現帯域を求めるピーク出現帯域取得手段と、
前記ピーク出現帯域に属する周波数のうち、最低の周波数を求める最低周波数取得手段と、
前記元画像の周波数特性のプロファイルから、前記ピーク出現帯域に属するモアレに由来する周波数成分のみを抜き出す第１フィルタリング手段と、
前記元画像の周波数特性のプロファイルから前記最低周波数以上となっている周波数成分を抜き出す第２フィルタリング手段と、
前記第１フィルタリング手段で抜き出された周波数成分を有する第１モアレ画像と前記第２フィルタリング手段で抜き出された周波数成分を有する第２モアレ画像とを前記元画像に対して部分的に切り替えて使用することにより前記モアレが除去された除去画像を生成する除去画像生成手段とを備え、
前記除去画像生成手段は、前記微分値マップの前記微分値が判断値よりも高い場合、前記元画像に前記第１モアレ画像の反転パターンを重ね合わせる一方、前記微分値マップの前記微分値が判断値よりも低い場合、前記元画像に前記第２モアレ画像の反転パターンを重ね合わせることを特徴とする放射線撮影装置。
請求項１に記載の放射線撮影装置において、前記除去画像生成手段は、前記第１モアレ画像と前記第２モアレ画像とを前記元画像を構成する画素毎に切り替えて使用することを特徴とする放射線撮影装置。