JP6250988B2

JP6250988B2 - 画像処理方法および装置

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Description

本発明は、撮像装置により複数のゲインモードで取得された画像を処理する画像処理方法および装置に関する。

Ｘ線検出器のダイナミックレンジは一般に狭い。そのため、ハイコントラストの被写体を撮影する場合は、Ｘ線検出器のダイナミックレンジを超えて出力が飽和してしまったり、ノイズに埋もれてしまったりしてしまい、被写体情報が欠落することがある。このような問題を解決するため、入射するＸ線に対して感度の高い高感度ゲインモードで出力された画像と、感度の低い低感度ゲインモードで出力された画像とを取得し、それらの画像を合成処理して、ダイナミックレンジを拡大することが行われる。

一般にゲインモードの切り替えは、電荷を蓄積するための複数のコンデンサを用意しておき、実際に電荷の蓄積に用いるコンデンサの数を増減することで行われる。したがって１つのコンデンサが不良であっても、あるゲインモードでは正常に動作する場合がある。すなわち、ゲインモード毎に欠陥画素と正常画素とが切り替わってしまう場合がある。また、コンデンサを制御するトランジスタが不良である場合も、同様に欠陥画素と正常画素とが切り替わる場合がある。その結果、ゲインモードを変更して読み出された画像では、ゲインモード毎に異なる位置に欠陥画素が現れることになる。したがって欠陥画素補正をする画像処理装置は、欠陥画素位置をゲインモード毎に把握する必要がある。

特許文献１と特許文献２では、高感度モード（高ゲインモード）には高感度用の欠陥画素情報を記憶し、低感度モード（低ゲインモード）には低感度用の欠陥画素情報を記憶し、設定された感度に対応する欠陥画素情報を用いて、欠陥画素補正を行っている。さらに特許文献３では欠陥補正の方法をゲインモード毎に切り換える方法を提案している。

特開２００７−３０６５０６号公報特許第４３９１８７６号明細書特開２００７−１２９３３９号公報

上記文献の何れにおいても、欠陥画素の画素値を、その欠陥画素の周辺画素から予測することにより欠陥画素補正が行われる。情報が欠落している画素をその周辺画素から予測するため、正常である周辺画素が多ければ多いほど精度の高い補正ができる。ところが、補正対象の画素の周辺画素に欠陥画素が多く存在すれば、その予測精度は下がってしまう。例えば、欠陥画素の周辺に正常な画素が１つしか存在しない場合は、欠陥画素の画素値がその唯一の正常な周辺画素の画素値へ置き換わるのみとなってしまう。さらに、周辺画素に正常な画素が１つも存在しない場合においてはその欠陥画素を補正することはできない。また、欠陥画素がエッジ付近であるとき、エッジ情報をもつ周辺画素に欠陥画素が多く含まれると、補正結果にはエッジ情報が含まれなくなってしまう。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、欠陥画素の周囲に欠陥画素が多く存在する場合であっても、適切な補正処理を実現できるように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の位置態様による画像処理装置は以下の構成を備える。すなわち、
第１のゲインモードと、前記第１のゲインモードとは異なる第２のゲインモードで撮影が可能な撮像装置により得られた画像を処理する画像処理装置であって、
前記撮像装置の、前記第１のゲインモードにおける欠陥画素の位置を示す第１の欠陥情報と、前記第２のゲインモードにおける欠陥画素の位置を示す第２の欠陥情報を取得する取得手段と、
前記第１と第２の欠陥情報に基づいて、前記撮像装置が前記第１のゲインモードで撮影した第１の画像における欠陥画素の補正処理を切り替える切替手段と、を備え、
前記切替手段は、前記第１の画像における前記欠陥画素の周囲の画素を用いて前記欠陥画素を補正する第１の補正処理と、前記撮像装置が前記第２のゲインモードで撮影した第２の画像における前記欠陥画素に対応する画素を用いて前記欠陥画素を補正する第２の補正処理との選択を切り替える。

本発明によれば、欠陥画素の周囲に欠陥画素が多く存在する場合であっても、適切な補正処理を実現することができる。

実施形態によるＸ線撮影装置の構成例を示すブロック図。Ｘ線センサの画素の回路例を示す図。２つのゲインモードによる入出力特性の例を示す図。第１〜第３実施形態の機能構成例を示すブロック図。第１実施形態による欠陥補正処理を示すフローチャート。合成欠陥情報を説明する図。第２実施形態による欠陥補正処理を示すフローチャート。エッジ領域での周辺画素補正の課題を説明する図。第３実施形態による欠陥補正処理を示すフローチャート。第４実施形態による機能構成例を示すブロック図。第３実施形態による欠陥補正処理を示すフローチャート。第５、第６実施形態の機能構成例を示すブロック図。第５実施形態による欠陥補正処理を示すフローチャート。第６実施形態による欠陥補正処理を示すフローチャート。第７実施形態の機能構成例を示すブロック図。第７、第８実施形態による欠陥補正処理を示すフローチャート。第８実施形態の機能構成例を示すブロック図。第９実施形態の機能構成例を示すブロック図。第９実施形態による画素の合成処理を示すフローチャート。第１０、第１１実施形態の機能構成例を示すブロック図。第１０実施形態による欠陥補正処理を示すフローチャート。第１１実施形態による欠陥処理を示すフローチャート。ライン欠陥情報の生成を説明する図。欠陥マップの順位付けを説明する図。

以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態のいくつかを説明する。

＜第１実施形態＞
以下に説明する実施形態では、あるゲインモードにおける欠陥画素の画素値を、異なるゲインモードにおいて対応する画素が正常画素であれば、その画素値を使用して欠陥画素の補正を実行する。図１は、実施形態によるＸ線撮影装置１００の構成例を示す図である。Ｘ線撮影装置１００の全体の制御を行うコントロールＰＣ１０１、照射されたＸ線量に応じた電気信号を出力するＸ線センサ１０２、Ｘ線を発生するＸ線発生装置１１０が光ファイバ１２２を介して接続されている。なお、信号線は光ファイバでなくてもよく、たとえば、ＣＡＮ（Controller Area Network）やギガビットイーサなどでもよい。光ファイバ１２２には、外部表示装置１０９、外部記憶装置１１１、ネットワークインタフェース１１２がさらに接続されている。コントロールＰＣ１０１においては、例えば、バス１２１に、ＣＰＵ（中央演算装置）１０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４、ＲＯＭ（Read OnlyMemory）１０５が接続される。バス１２１には、更に、入力部１０６、表示部１０７、記憶部１０８が接続されている。

コントロールＰＣ１０１は、Ｘ線センサ１０２、外部表示装置１０９、Ｘ線発生装置１１０などにコマンドを送る。コントロールＰＣ１０１では、撮影モードごとの処理内容がソフトウェアモジュールとして記憶部１０８に格納されており、必要に応じてＲＡＭ１０４に読み込まれ、ＣＰＵ１０３により実行される。例えば、図４により後述する機能構成の各ブロックは、ＣＰＵ１０３が記憶部１０８に記憶されている対応するソフトウェアモジュールを実行することにより実現される。但し、図４に示した各構成（機能）を実現する専用の画像処理ボードが実装された構成でもよい。

Ｘ線センサ１０２は、高感度ゲインと低感度ゲインの２つの異なるゲインで画素値を出力することができる、間接型Ｘ線検出器である。すなわち、Ｘ線センサ１０２は、第１のゲインモードと、第１のゲインモードとは異なる第２のゲインモードとで撮影が可能な撮像装置を構成する。図２に、Ｘ線センサ１０２の１画素当たりの回路構成例を示す。図２において、フォトダイオード２０１は蛍光体にて変換された光を電荷に変換し、コンデンサ２０２はその電荷を蓄積する。トランジスタ２０３およびトランジスタ２０４が蓄積された電荷を出力することによりＸ線画像が生成される。このとき、トランジスタ２０５がコンデンサ２０６に電荷が流れるようにスイッチングすることで、回路全体のコンデンサ容量が変わり、異なるゲインモードの画像が生成される。但し、図２では２種類の容量を用いて２種類のゲインモードを実現する構成を示したが、コンデンサとトランジスタをさらに追加することで、さらに異なるゲインの画像を生成するように構成することもできる。

以上の構成により取得される２種類のゲインモードにおける、Ｘ線量とセンサからの出力信号との関係を表す入出力特性は、たとえば図３のようになる。どちらのゲインモードにおいても線量に対して、出力信号が線形な関係にある領域とその前後に線形な関係が成り立たない領域とが存在する。Ｘ線量と出力信号が線形な関係にない領域とは、信号値が小さくノイズに埋もれてしまっていたり、コンデンサ２０２や２０６が飽和してしまっていたりする領域である。

第１実施形態におけるＸ線画像処理方法（欠陥補正処理方法）を実現するための機能構成例を図４に示す。図４に示すように、第１実施形態のＸ線画像処理方法を実現する機能構成は、周辺画素解析部４０１、欠陥情報比較部４０２、補正方法決定部４０３を備える。周辺画素解析部４０１は、Ｘ線センサ１０２にて取得されたＸ線画像に所定の前処理を施した画像（Ｘ線画像（Ａ）５１）と欠陥情報（欠陥情報（Ａ）６１）を入力とし、欠陥画素ごとに周辺画素を解析した結果を出力する。欠陥情報比較部４０２は、少なくとも二種類以上のゲインの欠陥情報（欠陥情報（Ａ）６１、欠陥情報（Ｂ）６２）を入力とし、画素毎に全てのゲインモードにおいて欠陥画素となるか否かを示す合成欠陥情報６３を出力する。補正方法決定部４０３は、周辺画素解析部４０１による周辺画素の解析結果と、欠陥情報比較部４０２の比較結果（合成欠陥情報）とに基づいて、各欠陥画素について採用すべき欠陥補正方法を決定する。不図示の補正処理部は、補正方法決定部４０３により決定された欠陥補正方法を用いて欠陥画素を補正する。なお、本実施形態では、Ｘ線画像や欠陥情報は外部記憶装置１１１に記憶されているものとするが、これに限られるものではない。

図４の機能構成図と図５のフローチャートを参照して、第１実施形態による欠陥補正方法を説明する。周辺画素解析部４０１は、ゲインモードＡで撮影されたＸ線画像（Ａ）５１を外部記憶装置１１１から取得する（ステップ５０１）。なお、Ｘ線画像（Ａ）５１は、必要な前処理が行われている画像とする。ここで、前処理とは、オフセット補正、Ｌｏｇ変換、ゲイン補正などのセンサの特性を補正する処理であり、前処理により各画素の値と周辺画素の値との相関関係が保たれた状態になる。次に、周辺画素解析部４０１は、Ｘ線センサ１０２のゲインモードＡでの欠陥情報（Ａ）６１を外部記憶装置１１１から取得する（ステップ５０２）。欠陥情報（Ａ）６１は、ステップ５０１にて取得したＸ線画像と同じゲインモードＡにおける、Ｘ線センサ１０２における欠陥画素の位置を示す。

次に、ステップ５０３以降の処理ループにより、欠陥情報（Ａ）６１が示す欠陥画素の各々について、欠陥情報（Ａ）６１と欠陥情報(Ｂ)６２に基づいて補正方法の切替を行う。まず、周辺画素解析部４０１は、取得した欠陥情報（Ａ）６１から欠陥画素の位置（欠陥位置）を把握し、欠陥画素の周辺画素を解析する。そして、周辺画素解析部４０１は、各欠陥位置における欠陥画素の補正方法を決定するための解析結果を補正方法決定部４０３に通知する。第１実施形態の周辺画素解析部４０１は、欠陥画素の補正に使用される周辺画素の中で正常である画素数を計数する（ステップ５０４）。例えば以下で説明する数１を用いて隣接する８画素から欠陥画素を補正する場合は、その隣接する８画素のうち何画素が正常であるかが計数される。補正方法決定部４０３は、計数結果と閾値５３を比較する（ステップ５０５）。正常画素の数が閾値５３以下の場合、補正方法決定部４０３は周辺画素を用いた補正の精度低下が許容範囲を超えると判断し、別のゲインモードで撮影された画像の画素（本例ではゲインモードＢで撮影された画像の画素）を用いた補正方法の採用を検討する。以下、この補正方法を「異なるゲインモードを用いた補正」という。一方、正常画素の数が閾値５３を上回っている場合は、周辺画素を用いた補正の精度を保てると判断し、補正方法決定部４０３は、Ｘ線画像（Ａ）５１の欠陥画素の周辺画素から、その欠陥画素を補正する周辺画素補正を選択する（ステップ５０６）。周辺画素補正方法は、ステップ５０４で想定した補正方法（欠陥画素の周囲８画素を用いた補正方法）である。この場合、たとえば、閾値５３には１以上８以下の整数が設定される。

なお、ステップ５０６で選択される周辺画素を用いた欠陥画素補正（周辺画素補正）に関しては多くの手法が提案されており、それらのうちのいずれが用いられてもよい。たとえば、以下の数１に示されるような補正方法を用いることができる。

ここで、Ｓ（ｘ，ｙ）は座標（ｘ、ｙ）での画素値、Ｓ’（ｘ，ｙ）は補正された画素値である。ｗ（ｘ，ｙ）は座標（ｘ，ｙ）の画素が欠陥画素であるか否かのフラグである。欠陥画素であればｗ（ｘ，ｙ）＝０、正常画素であればｗ（ｘ，ｙ）＝１である。Ｐｎｏｒｍは正常画素フラグの総数であり、正常画素の総数を表すことになる。数１では周辺画素に欠陥画素があれば、その画素情報は使わずに補正値が算出される。

一方、「異なるゲインモードを用いた補正」の採用を検討するべく処理がステップ５０５からステップ５０７へ進むと、補正方法決定部４０３は、欠陥情報比較部４０２から合成欠陥情報６３を入力する（ステップ５０７）。欠陥情報比較部４０２は、事前にゲインモードＡの欠陥情報（Ａ）６１とゲインモードＢの欠陥情報（Ｂ）６２とを外部記憶装置１１１から取得（ステップ５２１、５２２）する。そして、欠陥情報比較部４０２は、図６に示すように、欠陥情報（Ａ）６１と欠陥情報（Ｂ）６２をマージして、新たな合成欠陥情報６３を生成する（ステップ５２３）。図６に示されるように、合成欠陥情報６３には、ゲインモードＡとゲインモードＢで共に欠陥である画素と、どちらか一方のモードで欠陥である画素と、どちらのモードでも欠陥ではない画素と、を判別するための情報が含まれる。

補正方法決定部４０３は、合成欠陥情報６３から、補正対象の欠陥画素がモードＢにおいて正常画素であるかどうかをチェックする（ステップ５０８）。ゲインモードＢで得られた画像の対応する画素が正常画素である場合は、該対応する画素の値を使用して欠陥画素を補正する。すなわち、「異なるゲインモードを用いた補正」が選択される（ステップ５０９）。なお、異なるゲインモードでの画素値を用いる場合は、ゲインの差を補正する必要があるが、その詳細については、第５実施形態等で説明する。一方、ゲインモードＢで得られた画像の対応する画素も欠陥画素である場合は、「異なるゲインモードを用いた補正」を実施できないため、Ｘ線画像（Ａ）５１の周辺画素からの周辺画素補正方法を選択する（ステップ５０６）。

その後、補正方法決定部４０３により決定された（選択された）補正方法に従って、不図示の補正処理部により欠陥画素の補正が実行される。すなわち、「周辺画素補正」が選択された場合には、Ｘ線画像（Ａ）５１の欠陥画素の周辺画素を用いてその欠陥画素の画素値が生成される。また、「異なるゲインモードを用いた補正」が選択された場合は、Ｘ線画像（Ｂ）５２の対応する画素を用いて、Ｘ線画像（Ａ）５１の欠陥画素が補正される。以上の処理が、Ｘ線画像（Ａ）の各欠陥画素について実行される。また、Ｘ線画像（Ｂ）の欠陥画素を補正する場合にも、Ｘ線画像（Ａ）を異なるゲインモードの画像として用いて、上記と同様の補正処理を行う。

以上のように、第１実施形態によれば、欠陥画素の値をその周辺画素の値を利用して補正する補正処理において、利用可能な周辺画素の数が不足する場合に、別のゲインモードで得られた画素値を利用するようにした。そのため、欠陥画素の周辺に存在する正常画素が少ない場合にも、精度を維持した補正が実現される可能性が大きくなる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、補正方法の切り替え制御のために欠陥画素の周辺画素に含まれる欠陥画素の数を用いた（ステップ５０４，５０５）。これに対して、第２実施形態では、欠陥画素の部分がエッジ領域か否かの判定結果に応じて補正方法の切り替えを制御する。なお、第２実施形態のＸ線撮影装置１００の構成、Ｘ線センサ１０２の１画素当たりの回路構成は第１実施形態（図１、図２）と同様である。以下、図４の機能構成図と図７のフローチャートを参照して、第２実施形態による補正処理を説明する。ステップ７０１からステップ７０３までは第１実施形態（図５）のステップ５０１からステップ５０３と同様である。

周辺画素解析部４０１は、欠陥画素を周辺画素から補正する際に使用する画素領域の中からエッジを抽出する（ステップ７０４）。エッジ抽出には、例えば、以下に説明するようなソーベルのオペレータを用いた抽出方法を用いることができる。数２にソーベルのオペレータを示す。

ソーベルオペレータからＸ方向、Ｙ方向のエッジ成分が抽出される。そして、数３に示すようにグラジエントの強度を計算すると、エッジの強さを求めることができる。得られたエッジの強さを特定の閾値と比較し、エッジが存在するかしないかを判定する。したがって、第２実施形態では、閾値５３はエッジの強さの閾値となる。

なお、上述のソーベルオペレータを用いたエッジ抽出方法は一例であり、その他のエッジ抽出方法を用いてもよい。

補正方法決定部４０３は、エッジ存在の有無（エッジの強さが閾値５３を超えるか否か）によって、欠陥補正方法を選択する（ステップ７０５）。エッジが存在する場合は、ゲインモードＢの画素を使用する「異なるゲインモードを用いた補正」を検討するために処理はステップ７０７へ進む。エッジが存在する領域で周辺画素を用いた補正を行うと、たとえば図８に示すように画素のバラつきの大きいエッジ前後の情報が混ざり合い、正確な補正ができない。すなわち、エッジ領域を含む画像として、本来は欠陥なし画像８１のような画像が得られる被写体撮影において、欠陥画素（×印）が存在するために欠陥発生画像８２のような画像が得られたとする。この場合、周辺画素を用いた補正（数１）が行われると、欠陥画素の値として「５」が算出されてしまい、エッジ部分の画質を劣化させてしまう（欠陥補正画像８３）。エッジは臨床上重要な情報であることが多く、その情報が失われることは好ましくない。したがって、なるべく「異なるゲインモードを用いた補正」を使用してエッジが保存されるようにしている。一方、エッジが存在しない領域では、画素のバラつきが小さいため周辺画素補正が選択される（ステップ７０５→ステップ７０６）。ステップ７０７からステップ７０９の処理は第１実施形態のステップ５０７からステップ５０９と同様である。

以上のように、第２実施形態によれば、欠陥画素が存在する領域の画像の特性に応じて適切な補正方法が選択される。なお、第１実施形態のステップ５０４，５０５による判定（欠陥画素の周辺の欠陥画素の数に応じた補正方法の選択）を併用してもよい。

＜第３実施形態＞
第３実施形態では、欠陥画素の周辺領域のノイズ量に基づいて補正方法の切り替えを制御する構成を説明する。なお、第３実施形態のＸ線撮影装置１００の構成、Ｘ線センサ１０２の１画素当たりの回路構成は第１実施形態（図１、図２）と同様である。以下、図４の機能構成図と図９のフローチャートを用いて、第３実施形態による補正処理を説明する。ステップ９０１からステップ９０３までは第１実施形態（図５）のステップ５０１からステップ５０３までと同様である。

周辺画素解析部４０１は、欠陥画素を中心とした周辺領域からノイズ量を算出する（ステップ９０４）。周辺領域は周辺画素補正に使用する領域（たとえば、欠陥画素を中心とした３×３画素の領域）と同サイズであってもよいし、異なるサイズであっても構わない。ノイズは例えば以下の数４に示すように分散を使用して算出することができる。数４に分散を使ったノイズ量σ＾２を示す。

（ｘ、ｙ）が欠陥画素位置を示し、ｋが周辺領域のサイズとなる。ｗは、ｗ（０，０）で０、その他では１となる変数で、欠陥画素位置を省いた計算をするためのものである。なお上記のような分散を用いたノイズ算出方法は一例であり、その他のノイズ算出法方法を用いてもよい。

補正方法決定部４０３は、ステップ９０４で算出されたノイズ量の大小によって、欠陥補正方法を選択する（ステップ９０５）。ノイズ量が閾値５３より多い場合は、ゲインモードＢの画素を使用する「異なるゲインモードを用いた補正」の採用を検討するべく処理をステップ９０７へ進める。なお、閾値５３は、第３実施形態ではノイズ量の閾値となる。

数１に示すような周辺画素補正は中心画素を除いた移動平均フィルタになる。つまりノイズを低減する働きがあり、粒状性が変わってしまう。ノイズの目立たない領域では粒状性低減の影響が小さいため、粒状性の変更を感じることはない。しかしながら、ノイズの目立つ領域では欠陥画素位置だけがノイズの少ない画像になり、アーチファクトが生じてしまう。欠陥画素が孤立欠陥ではなく、ライン欠陥やブロック欠陥など連結している欠陥であれば、そのようなアーチファクトはさらに顕著になる。アーチファクトは診断の妨げになるものであり、その存在は好ましくない。一方、ノイズ量が少ない領域では、ノイズ低減の影響が小さいため周辺画素補正方法が選択される（ステップ９０６）。ステップ９０７からステップ９０９の処理は第１実施形態のステップ５０７からステップ５０９の処理と同様である。

以上のように、第３実施形態によれば、補正対象の欠陥画素の周辺領域におけるノイズ量に応じて補正方法を切り替えることにより、アーチファクトの発生を低減することができる。なお、欠陥方法を選択するステップ９０５にて、連結する欠陥画素数を分岐の指標として使用してもよい。連結数が多ければ多いほどノイズ低減された領域が大きくなるため、補正方法決定部４０３は、ステップ９０７を選択することが望ましい。なお、第１実施形態のステップ５０４，５０５による判定や、第２実施形態のステップ７０４，７０５による判定を併用してもよい。

＜第４実施形態＞
第４実施形態では、異なるゲインモードの画像の画素値を用いて欠陥画素を補正した場合に、その補正結果を他の欠陥画素の補正に利用可能にする構成を説明する。なお、第４実施形態のＸ線撮影装置１００の構成、Ｘ線センサ１０２の１画素当たりの回路構成は第１実施形態（図１、図２）と同様である。

第４実施形態におけるＸ線画像処理方法を実現するＸ線撮影装置の機能構成例を図１０に示す。周辺画素解析部４０１、欠陥情報比較部４０２、補正方法決定部４０３は第１実施形態（図４）で説明したとおりである。また、欠陥情報更新部１００１は、補正方法決定部４０３が選択した補正方法に基づいて、周辺画素解析部４０１が参照する欠陥情報（Ａ）６１を更新する。

以下、図１０の構成図と図１１のフローチャートを用いて、第４実施形態の処理を説明する。ステップ１１０１からステップ１１０９までの処理は第１実施形態のステップ５０１からステップ５０９までと同様である。

欠陥情報更新部１００１は周辺画素解析部４０１がステップ１１０２で取得した欠陥情報（Ａ）５１の現在注目されている欠陥画素（ステップ１１０９で「異なるゲインモードを用いた補正」が選択された欠陥画素）を正常画素に更新する（ステップ１１１３）。すなわち、ステップ１１０９においてゲインモードＢの画素値による補正が選択され、補正が実施された欠陥画素においては、ゲインモードＡでの正常画素と同等の情報量があるとみなし、その後の処理にて正常画素として扱うようにする。以降、周辺画素解析部４０１は、正常画素数をカウントする際に、この更新された欠陥情報（Ａ）５１を参照してカウントを行う。また、周辺画素からの欠陥補正を行う場合、周辺画素に異なるゲインモードでの画素値にて補正された画素があれば、この補正後の画素値を正常画素の画素値として欠陥補正に使用する。

以上のように、第４実施形態によれば、欠陥画素の補正後の画素値を、他の欠陥画素の「周囲画素補正」に利用できるようになる。なお、ステップ１１０４，１１０５では欠陥画素の周囲の正常画素の計数結果を判定に用いたが、これに限られるものではない。たとえば、第２実施形態や第３実施形態で説明したように、欠陥画素の周囲領域におけるエッジの抽出結果やノイズ量の算出結果を用いてもよいし、これらを組み合わせてもよい。

＜第５実施形態＞
第１〜第４実施形態では、「異なるゲインモードを用いた補正」を実行する場合に、異なるゲインモードで正常画素として機能している画素値を採用するに際してその適否を判定することはしていない。しかしながら、異なるゲインモードの画像において正常な画素であったとしても、図３に示したとおり、その特性に線形性を有していない領域や飽和領域等があるため、ゲインの違いを補正するだけでは正確に欠陥画素を補正することができない場合がある。そこで、以下の第５〜第９実施形態では、Ｘ線センサ１０２の入出力特性の線形性を補正するとともに、「異なるゲインモードを用いた補正」に使用することが可能である範囲を制限する構成について、いくつかの例を説明する。

第５実施形態のＸ線撮影装置１００の構成、Ｘ線センサ１０２の１画素当たりの回路構成は第１実施形態（図１、図２）と同様である。第５実施形態によるＸ線画像処理方法を実現するための機能構成例を図１２に示す。第５実施形態の機能構成は、補正方法選択部１２０１、欠陥情報比較部１２０２、評価部１２０３、欠陥補正部１２０４を備える。補正方法選択部１２０１は、欠陥情報比較部１２０２から取得される合成欠陥情報６３に基づいて補正方法を選択する。なお、補正方法選択部１２０１は、欠陥画素に対応した画素が他のゲインモードで正常画素である場合に他のゲインモードでの画素値を用いて補正を行い、その他の場合には周囲画素を用いた補正を行う構成としている。但し、補正方法選択部１２０１において、第１〜第３実施形態で説明した補正の選択方法を用いてもよい。

評価部１２０３は、Ｘ線センサにて取得されたＸ線画像の線量に対する入出力特性を入力とし、他のゲインモードの画素値を用いた場合に、欠陥画素の画素値が精度よく補正されるか否かの評価結果を出力する。すなわち、評価部１２０３は、以下にその一例を説明するように、ゲインモードＡとゲインモードＢのそれぞれの入出力特性から、「他のゲインモードの画素値を用いた補正」を各欠陥画素へ適用することの適否を判定する。欠陥補正部１２０４は、補正方法選択部１２０１による補正方法の選択結果と、評価部１２０３による評価結果に基づいて、最終的に採用する補正方法を決定し、決定された補正方法にしたがって得られた画素値を出力する。

図１２の機能構成図と図１３のフローチャートを参照して第５実施形態を説明する。評価部１２０３と欠陥補正部１２０４は、ゲインモードＡで撮影されたＸ線画像（Ａ）５１とゲインモードＢで撮影されたＸ線画像（Ｂ）５２を外部記憶装置１１１から取得する（ステップ１３０１）。なお、Ｘ線画像（Ａ）５１およびＸ線画像（Ｂ）５２は前処理が行われている画像とする。前処理とは、周辺画素との相関関係が保たれている状態にするために行われる、オフセット補正、Ｌｏｇ変換、ゲイン補正などのセンサの特性を補正する処理である。また、欠陥情報比較部１２０２、評価部１２０３は、ゲインモードＡでの欠陥情報（Ａ）６１、ゲインモードＢでの欠陥情報（Ｂ）６２を、外部記憶装置１１１から取得する（ステップ１３０２）。また、補正方法選択部１２０１には欠陥情報（Ａ）６１が入力される。さらに評価部１２０３は、外部記憶装置１１１からゲインモードＡの入出力特性（Ａ）７１とゲインモードＢの入出力特性（Ｂ）７２を取得する（ステップ１３０３）。

さらに、評価部１２０３は、評価閾値７３を入力する（ステップ１３０４）。評価閾値７３は補正率に関する閾値である。異なるゲインモードの画素を使って欠陥を補正するには、異なるゲインモードの画素に補正率を乗じ、補正してから使う必要がある。但し、この補正は信号もノイズも同様に行われる。ノイズにはＸ線の線量に比例しないシステムノイズが含まれているため、補正率が大きくなればなるほどＳ／Ｎが悪くなる。したがってＳ／Ｎが診断上影響のないレベルの最大補正率を設定し、それを評価閾値７３としている。

次に補正方法選択部１２０１は、取得した欠陥情報（Ａ）６１から欠陥位置を把握し（ステップ１３０５）、欠陥情報比較部１２０２から提供される合成欠陥情報６３を参照してその補正方法を決定する（ステップ１３０６，１３０７）。本実施形態では、欠陥情報（Ａ）６１により示された欠陥画素が、合成欠陥情報６３を参照することにより、他のゲインモード（この場合、ゲインモードＢ）において正常画素か否かを判定する（ステップ１３０７）。他のゲインモードで正常画素であれば、「異なるゲインモードを用いた補正」の採用を試みるように決定する。補正方法選択部１２０１が、「異なるゲインモードを用いた補正」の採用を検討するように選択した場合、ゲインモードＢの画素を使用する補正を検討するべく処理をステップ１３０８へ進める。

一方、欠陥画素が、他のゲインモードにおいても欠陥画素である場合は、異なるゲインモードでの補正方法を用いることができないため、Ｘ線画像（Ａ）５１の周辺画素を用いた補正を行うように決定する。周囲画素からの補正を行うように決定されると、欠陥補正部１２０４は、周辺画素を用いた欠陥画素の補正（周辺画素補正）を実行する（ステップ１３１１）。

異なるゲインモードを用いた補正の採用を検討することが選択された場合、評価部１２０３は、Ｘ線画像（Ｂ）５２、入出力特性（Ａ）７１および入出力特性（Ｂ）７２を用いて補正率を計算する（ステップ１３０８）。この補正率とは、ゲインモードＢの画素値をゲインモードＡの画素値に変換するための率である。Ｘ線画像（Ｂ）５２と入出力特性（Ｂ）７２からゲインモードＢの画素値Ｓ_Ｂ（ｘ、ｙ）に対する入力値（Ｘ線量）を求め、この入力値に対応するゲインモードＡの画素値Ｓ_Ａ（ｘ、ｙ）を入出力特性（Ａ）７１より算出する。これより補正率ｒ（ｘ、ｙ）は数５のようになる

評価部１２０３は、得られた補正率ｒ（ｘ、ｙ）を評価閾値７３と比較する（ステップ１３０９）。欠陥補正部１２０４は、評価閾値７３よりも小さい補正率であれば、そのまま補正率として使用して欠陥画素を補正することにより「異なるゲインモードを用いた補正」を実行する（ステップ１３１０）。一方、補正率が評価閾値７３以上であれば、前述したとおり、Ｓ／Ｎが悪化する恐れがあるため、欠陥補正部１２０４は周辺画素を用いて欠陥画素を補正する（ステップ１３１１）。

以上のように、第５実施形態によれば、他のゲインモードの画素値を用いた補正を採用するか否かの判定において、補正率の大きさを用いて補正値の適否が評価される。そして、他のゲインモードの画素値を用いた補正による画質の劣化が著しくなると判定された場合（上記実施形態では、補正率ｒが評価閾値を超える場合）、他のゲインモードの画素値を用いた補正を採用せず同じゲインモードの周辺画素を用いた補正を採用する。そのため、欠陥画素を補正した後の画像の画質が良好に維持される。

＜第６実施形態＞
第５実施形態では、ゲインモードＡでの欠陥画素の画素値を、ゲインモードＢでの画素値を用いて補正する場合に、ゲインモードＢでの画素値をどれだけ補正する必要があるか（補正率）に基づいてゲインモードＢでの画素値の採用の可否を決定した。これに対し、第６実施形態では、ゲインモードＡ，Ｂの両モードでのリニアリティに基づいて、ゲインモードＢでの画素値の採用の可否を決定する。第６実施形態のＸ線撮影装置１００の構成、Ｘ線センサ１０２の１画素当たりの回路構成は第１実施形態（図１、図２）と同様である。以下、図１２の機能構成図と図１４のフローチャートを参照して、第６実施形態の処理を説明する。なお、ステップ１４０１からステップ１４０３までは第５実施形態（図１３）のステップ１３０１からステップ１３０３までと同様である。

評価部１２０３は、ゲインモードＡの入出力特性（Ａ）７１とゲインモードＢの入出力特性（Ｂ）７２を入力し、それらの線形近似を行うための近似式を算出する（ステップ１４０４）。入出力特性は線量に対してリニアリティが失われているので、評価部１２０３はその補正を行いやすいようにリニアリティγを使って近似する。本実施形態では、たとえばゲインモード毎の入出力特性に数６のような近似が行われる。

数６への近似は複数のサンプリング点から最小二乗法等で算出する。算出された結果と、基のサンプリング点とから残差を算出し、ゲインモードＡでの残差とゲインモードＢでの残差を乗算した結果、すなわち近似による誤差量を近似精度とする。したがって、近似精度が高いほど、近似精度の値（誤差量）は小さくなる。この近似精度（誤差量）は入力の画素値に対するテーブルとしてメモリに保持しておく。次に評価部１２０３は、評価閾値７３を入力する（ステップ１４０５）。第６実施形態では、評価閾値７３は近似精度に関する閾値である。ステップ１４０６〜１４０８の処理は、第５実施形態（図１３）のステップ１３０５〜１３０７と同様である。

補正方法選択部１２０１が、「異なるゲインモードを用いた補正」の採用を検討するように選択した場合、ゲインモードＢの画素を使用する補正方法の採用を検討するべく処理をステップ１４０９へ進める。評価部１２０３は、Ｘ線画像（Ｂ）５２から、処理対象の欠陥画素に対応する画素の画素値を取得し、ステップ１４０４で算出した近似精度（テーブル）を参照して、その画素値に対応する近似精度を取得する。そして、評価部１２０３は、取得した近似精度と評価閾値７３とを比較する（ステップ１４０９）。近似精度が評価閾値７３以上の場合は、Ｘ線画像７１を入力とし周辺画素補正を実行する（ステップ１４１２）。近似精度（誤差量）が大きいということは、リニアリティが著しく低下している箇所であり、補正が困難な領域であると言える。そのため異なるゲインモードの値は使用せず、欠陥画素の周囲画素を用いた補正が採用される。

一方、近似精度が評価閾値７３より小さい場合は、異なるゲインモードでの補正を行うため、ゲインモードＢの画素値をゲインモードＡの画素に補正するための補正率を計算する（ステップ１４１０）。補正率は、たとえば、上述した数５により求めることができる。すなわち、Ｘ線画像（Ｂ）５２と入出力特性（Ｂ）７２から、ゲインモードＢの画素値ＳＢ（ｘ、ｙ）に対する入力値を求め、この入力値に対応するゲインモードＡの画素値ＳＡ（ｘ、ｙ）を入出力特性（Ａ）７１より算出する。そして、Ｓ_Ａ（ｘ、ｙ）／Ｓ_Ｂ（ｘ、ｙ）により補正率が算出される。欠陥補正部１２０４は、ステップ１４１０で得られた補正率を使って、欠陥を補正する（ステップ１４１１）。

以上のように、第６実施形態によれば、他のゲインモードの画素値を用いた補正を採用するか否かの判定において、入出力特性の直線への近似精度を参照して補正値の適否が評価され、近似精度が低い部分での他のゲインモードの画素値の利用が防止される。これにより、補正後の画像の画質の劣化を防ぐことができる。なお、ステップ１４１３で算出された補正率について、第５実施形態で説明した補正率の大小による補正値の適否の判定を更に実施するようにしてもよい。なお、ゲインモードＡとゲインモードＢのそれぞれにおいて数６から得られた近似値との残差を求め、これらを乗算して近似精度としたが、何れか一方のゲインモードにおける残差を近似精度としてもよい。例えば、ゲインモードＡの欠陥画素の補正において、ゲインモードＢの画素値を採用する際には、ゲインモードＢにおける残差から得られた近似精度を参照するようにしてもよい。

＜第７実施形態＞
第５実施形態や第６実施形態では、補正率や近似精度と比較する評価閾値として固定値が用いられたが、第７実施形態では、欠陥画素が被写体領域内か被写体領域外かに応じて評価閾値を変更する構成について説明する。第７実施形態のＸ線撮影装置１００の構成、Ｘ線センサ１０２の１画素当たりの回路構成は第１実施形態（図１、図２）と同様である。以下、図１５の機能構成図と図１６のフローチャートを参照して、第７実施形態の処理を説明する。ステップ１６０１〜１６０８の処理は、第６実施形態（図１４）のステップ１４０１〜１４０８と同様である。

図１５において、第７実施形態による機能構成では、第６実施形態の機能構成（図１２）に対して、周辺画素解析部１５０１が追加されている。また、評価部１２０３は、評価閾値７３の代わりに、周辺画素解析部１５０１が出力する適応閾値７５を近似精度との比較に用いる。

補正方法選択部１２０１が、「異なるゲインモードを用いた補正」の採用を検討するように選択した場合、ゲインモードＢの画素を使用する補正方法の採用を検討するべく処理をステップ１６０９へ進める。周辺画素解析部１５０１は、Ｘ線画像（Ｂ）５２を入力とし、評価閾値７３を補正し適応閾値７５を算出する（ステップ１６０９）。適応閾値７５の算出にあたり、周辺画素解析部１５０１は、補正係数を算出する。周辺画素解析部１５０１はＸ線画像（Ｂ）５２から被写体領域を抽出し、補正方法選択部１２０１から通知される欠陥画素（の位置）が被写体領域の内部にあるか外部にあるかを判定する。被写体領域の抽出方法としては、たとえばヒストグラムによる解析方法が挙げられる。例えば、周辺画素解析部１５０１は、Ｘ線画像（Ｂ）５２の累積ヒストグラムを作成する。そして高輝度域にＸ線がセンサに直接入射する範囲があり、低輝度域にコリメータによりセンサへＸ線が入射するのを妨げられる範囲があると考えると、累積頻度が全画素数のα％から１００−α％までの範囲を被写体とする（０＜α＜５０）。周辺画素解析部１５０１は、欠陥画素（の位置）がその範囲内であれば、被写体領域の画素と判断し、評価閾値７３が小さくなるように補正係数を乗じて適応閾値７５を得る。つまり、被写体領域内の画素については近似精度を厳しくすることになる。被写体内であるということは、診断上有用な領域であり、その精度を厳しく求められるためである。

一方、被写体範囲外の欠陥画素であれば、周辺画素解析部１５０１は、評価閾値７３にその値が大きくなるように補正係数を乗じた値、もしくはそのままの値を適応閾値７５として、評価部１２０３に提供する。被写体外であるということは、診断上有用な情報が入っていないことが多く、精度をそれほど必要しないためである。なお、周辺画素解析部１５０１は被写体領域の抽出を各欠陥画素を処理するためのループ内において毎回実行する必要はなく、最初に抽出した被写体領域を以降のループで利用するようにしてもよい。以降のステップ１６１０〜１６１３の処理は、近似精度との比較に適応閾値７５が用いられる点を除いて、第６実施形態（図１４）のステップ１４０９〜１４１２と同様の処理である。

以上のように、第７実施形態によれば、近似精度に応じて補正処理を切り替える処理（欠陥画素の周辺画素を用いた補正／異なるゲインモードにおける画素値を用いた補正）において、近似精度と比較するための閾値が被写体領域内か否かに応じて変更される。そのため、より適切に補正処理を切り替えることができる。なお、上記実施形態では、欠陥画素の位置が被写体領域内か否かの判定にＸ線画像（Ｂ）を用いたが、Ｘ線画像（Ａ）を用いてもよい。なお、第７実施形態による閾値の変更処理を第５実施形態で用いられる補正率の閾値に適用してもよい。

＜第８実施形態＞
第７実施形態では、補正対象となる欠陥画素の位置が被写体領域か否かに応じて閾値を調整したが、閾値の調整はこれに限られるものではない。第８実施形態では、画像処理アプリケーションの種類（たとえばＣＴ等の撮像であるか、一般透視撮影であるか）に応じて閾値を調整する。なお、第８実施形態のＸ線撮影装置１００の構成、Ｘ線センサ１０２の１画素当たりの回路構成は第１実施形態（図１、図２）と同様である。以下、図１７の機能構成図と図１６のフローチャートを参照して、第８実施形態による処理を説明する。ステップ１６０１〜１６０８の処理は第６実施形態（図１４）と同様である。

アプリケーション解析部１７０１は、評価閾値７３を入力とし、使用中のアプリケーションに応じて評価閾値７３を補正し、適応閾値７５を算出する（ステップ１６１２）。適応閾値７５を算出するにあたりアプリケーション解析部１７０１は、評価閾値７３に乗ずる補正係数を算出する。アプリケーション解析部１７０１は稼働中のアプリケーションが何であるかによって補正係数の値を変更する。例えば、アプリケーションがＣＴやトモシンセシスの場合、その誤差が再構成画像に大きく伝搬するため、評価閾値７３が小さくなるように補正係数を乗じて適応閾値７５を得る。一方、アプリケーションが一般透視の場合は、低線量撮影であるためにＳ／Ｎが悪く、その誤差の影響が小さいと考えられる。そのため、一般透視撮影では、評価閾値７３が大きくなるように補正係数を乗じて得られた値か、評価閾値７３のそのままの値を、適応閾値７５として出力する。なお、アプリケーション解析部１７０１は被写体領域の抽出を各欠陥画素を処理するためのループ内において毎回実行する必要はなく、最初に行ったアプリケーションの判断結果を以降のループで用いるようにしてもよい。

以上のように、第８実施形態によれば、近似精度に応じて補正処理を切り替える処理において、近似精度と比較するための閾値が、稼働中のアプリケーションに応じて変更される。そのため、ＣＴやトモシンセシスのための撮影や一般透視撮影といった撮影の種類に応じて適切に補正処理を切り替えることができる。なお、第８実施形態による閾値の変更処理を第５実施形態で用いられる補正率の閾値に適用してもよい。

＜第９実施形態＞
次に、異なるゲインの画像を使ってダイナミックレンジを拡張させる処理を示す。第９実施形態のＸ線撮影装置１００の構成、Ｘ線センサ１０２の１画素当たりの回路構成は第１実施形態（図１、図２）と同様である。ダイナミックレンジを拡張させるには、線量に応じて高ゲインモードと低ゲインモードで取得した画素値を合成することでできる。図３に示す入出力特性において、２つのゲインモードがカバーする画素値エリアが拡張されたダイナミックレンジになる。以下、図１８の機能構成図と図１９のフローチャートを参照して第９実施形態の処理を説明する。

画素値補正部１８０１は、ゲインモードＡで撮影されたＸ線画像（Ａ）５１とゲインモードＢで撮影されたＸ線画像（Ｂ）５２を取得する（ステップ１９０１）。ここで、Ｘ線画像（Ａ）５１およびＸ線画像（Ｂ）５２は前処理が行われている画像とする。前処理とは、オフセット補正、Ｌｏｇ変換、ゲイン補正などのセンサの特性を補正する処理であり、画像データは前処理により周辺画素との相関関係が保たれている状態になる。

続いて、画素値補正部１１０１は、ゲインモードＡの入出力特性（Ａ）７１とゲインモードＢの入出力特性（Ｂ）７２を取得する（ステップ１９０２）。入出力特性（Ａ）７１はステップ１２０１にて取得したＸ線画像（Ａ）５１と同じゲインモードＡでの入出力特性、入出力特性（Ｂ）７２はステップ１２０１にて取得したＸ線画像（Ｂ）５２と同じゲインモードＢでの入出力特性である。

また、評価部１８０２は、閾値７６を入力または設定する（ステップ１９０３）。閾値７６は補正率に関する閾値である。補正率とは異なるゲインモード間のリニアリティをそろえるための係数である。異なるゲインモードの画素を使って合成するには、リニアリティをそろえてから合成する必要がある。そのため異なるゲインモードの画素に補正率を乗じる必要が生じる。しかし、補正率の乗算は信号もノイズも同様に行われる。ノイズにはＸ線の線量に比例しないシステムノイズが含まれているため、補正率が大きくなればなるほど、Ｓ／Ｎが悪くなる。したがってＳ／Ｎが診断上影響のないレベルの最大補正率を設定し、それを閾値７６とする。

次に、評価部１８０２と画像合成部１８０３は、異なるゲインの画像を合成する処理を画素数分行う（ステップ１９０４）。まず、評価部１８０２は、各画素における補正率を計算する（ステップ１９０５）。補正率は例えば第５実施形態で説明した数５を用いて算出される。次に、評価部１８０２は、得られた補正率と閾値７６を比較する（ステップ１９０６）。補正率が閾値７６よりも大きければ、精度の高い補正が得られないと判断し、評価部１８０２は処理対象となっている画素を欠陥画素と判断する（ステップ１９０７）。一方、補正率が閾値７６より小さければ、評価部１８０２は補正精度に問題はないと判断する。補正精度に問題がないと判断されると、画像合成部１８０３は、補正した画素値にて画像を合成する（ステップ１９０８）。合成の式は、ゲインモードＡの補正された画素値をＳ_Ａ（ｘ、ｙ）、ゲインモードＢの画素値Ｓ_Ｂ（ｘ、ｙ）、とし、合成係数をｗとすると、以下の数７のようになる。

ｗの範囲は０以上１以下である。ｗはＸ線量の値の増加に応じて増加する増加関数であれば、その形状は線形でもシグモイドでもよい。各画素について以上のような合成処理を繰り返すことにより、合成画像が生成される。なお、上記では欠陥画素とするか否かの判定を補正率の大きさに基づいて行ったが、これに限られるものではなく、たとえば、第６実施形態の近似精度を用いた判定を利用してもよい。

＜第１０実施形態＞
以下の第１０実施形態、第１１実施形態では、異なるゲインモードで取得した画素で補正したことに起因した後段の処理への影響を低減する構成を説明する。例えば、欠陥補正によって欠損したグリッド縞を復元する処理が挙げられる。周辺画素からの欠陥補正はグリッド縞が欠損するため復元処理が必要となるが、異なるゲインモードでの欠陥補正結果はグリッド縞を有しているため、グリッド縞を復元する必要がない。そこで、異なるゲインモードで取得した画素を用いて行った欠陥補正によって後段の処理に必要な情報（例えば、グリッド縞の情報）が残存しているかどうかをチェックする。そして、そのチェック結果に従って、後段の画像処理（例えば、グリッド縞補正）で参照する欠陥情報を更新する。

図２０の機能構成図と図２１のフローチャートを用いて、第１０実施形態の処理を説明する。なお、ライン欠陥抽出部２００３は第１１実施形態で用いられる構成であるので、第１１実施形態において説明する。また、Ｘ線撮影装置の構成やＸ線センサ１０２の各画素の回路構成は図１、図２を用いて説明したとおりである。補正方法選択部２００１は、ゲインモードＡで撮影されたＸ線画像（Ａ）５１とゲインモードＢで撮影されたＸ線画像（Ｂ）５２を取得する（ステップ２１０１）。Ｘ線画像（Ａ）５１およびＸ線画像（Ｂ）５２は前処理が行われている画像とする。前処理とは、オフセット補正、Ｌｏｇ変換、ゲイン補正などのセンサの特性を補正する処理であり、前処理により画像データは周辺画素との相関関係が保たれている状態になる。

補正方法選択部２００１は、ゲインモードＡにおける欠陥情報（Ａ）６１を取得し、評価部２００４と欠陥情報比較部２００２は欠陥情報（Ａ）６１と欠陥情報（Ｂ）６２を取得する（ステップ２１０２）。さらに評価部２００４は、ゲインモードＡの入出力特性（Ａ）７１とゲインモードＢの入出力特性（Ｂ）７２を取得する（ステップ２１０３）。すなわち、入出力特性（Ａ）７１はステップ２１０１にて取得したＸ線画像（Ａ）５１と同じゲインモードＡでの入出力特性であり、入出力特性（Ｂ）７２はステップ２１０１にて取得したＸ線画像（Ｂ）５２と同じゲインモードでの入出力特性である。

次に補正方法選択部２００１は、合成欠陥情報６３を欠陥情報比較部２００２から取得する（ステップ２１０４）。欠陥情報比較部２００２による合成欠陥情報６３の生成は、第１実施形態（図５の（ｂ）、図６）で説明したとおりである。すなわち、合成欠陥情報６３には、ゲインモードＡとゲインモードＢで共に欠陥である画素と、どちらか一方のゲインモードで欠陥である画素と、どちらのゲインモードでも欠陥ではない画素との判別のつく情報が含まれている。

評価部２００４は、欠陥情報（Ａ）６１が示すＸ線画像（Ａ）５１の全ての欠陥画素に対して、合成欠陥情報６３を参照してゲインモードＢでの対応する画素が正常画素であるかどうかをチェックする（ステップ２１０５、２１０６）。ゲインモードＢでの対応する画素も欠陥画素である場合は、「異なるゲインモードを用いた補正」を用いることができない。そのため、欠陥補正部２００５は同じゲインモードＡにおける欠陥画素の周辺画素を用いて補正を行う。この補正方法は、数１を用いて第１実施形態で説明したとおりである（ステップ２１１０）。そして欠陥情報更新部２００６がこの補正対象画素を欠陥画素として登録し、後段の画像処理において参照される欠陥情報９１を更新する（ステップ２１１１）。一方、ゲインモードＢが正常画素である場合は、ゲインモードＢの画素を使用する異なるゲインモードでの補正方法を選択する（ステップ２１０６→ステップ２１０７）。

異なるゲインモードでの補正方法ではまずゲインを補正する処理が行われる。まず入出力特性（Ａ）７１および入出力特性（Ｂ）７２の近似式を算出する。入出力特性は線量に対してリニアリティが失われているため、その補正を行いやすいようにリニアリティγＡ、γＢを使って近似する。ゲインモード毎に数８、数９のように近似する。

数８、数９への近似は、それぞれのゲインモードにおける複数のサンプリング点から最小二乗法等で算出する。次にＸ線画像（Ｂ）５２の対応する画素値を入力とし、補正結果を計算する。すなわち、Ｘ線画像（Ｂ）５２の画素値から、数９の逆変換を使って入力値を計算する。得られた入力値に対し、数８を使って補正画素値を求めることで、ゲインに対応した補正を完了する。

次に、評価部２００４は、異なるゲインモードを用いた上記補正処理によって補正された後のＸ線画像（Ａ）から得られるスペクトルに基づいて、上記補正処理による欠陥画素の補正が適切か不適切かを評価する。本実施形態では、後段のグリッド縞補正を考慮して、Ｘ線画像（Ａ）から得られるスペクトルに基づいてグリッド縞が維持されているか否かを評価し、グリッド縞が維持されていれば上記補正処理は適切であり、維持されていなければ不適切であると評価する。本実施形態では、欠陥画素の位置をとおる２つの直交する方向に関する特定の周波数（本実施形態ではグリッド縞のピーク周波数）のスペクトル値の比と、欠陥画素の位置をとおらない２つの直交する方向に関する特定の周波数のスペクトル値の比との比較を行う。以下、より詳細な具体的に説明する。

まず、評価部２００４は、異なるゲインモードでの補正を行った補正対象画素に対して、その補正後の欠陥画素を含み、グリッド縞方向と垂直な方向のスペクトルＳ１と、グリッド縞方向と同方向であるスペクトルＳ２とを計算する。さらに補正対象欠陥画素周辺における、グリッド縞方向と垂直な方向の参照スペクトルＲＳ１と、グリッド縞方向と同方向である参照スペクトルＲＳ２とを計算する。グリッド縞によるピーク周波数をｆｇとしたとき、スペクトルＳ１、Ｓ２によるピーク比Ｐ_Ｓおよび参照スペクトルＲＳ１、ＲＳ２による参照ピーク比Ｐ_ＲＳは、数１０および数１１のようになる。

ピーク比は、グリッド縞の分だけ大きな値となって出力される。この値が周辺と等しいか否かでグリッド縞情報を欠損していないかどうかを判断することができる。評価部２００４は、参照ピーク比Ｐ_ＲＳとピーク比Ｐ_Ｓとを比較し、それらの差あるいは比を評価値として算出し（ステップ２１０８）、評価値が所定の範囲内に収まっているかをチェックする（ステップ２１０９）。評価値が所定の範囲内に収まっている場合は、グリッド縞情報まで正確に補正ができていると判断し、欠陥補正部１０５はこの補正結果を欠陥補正結果として出力する。以降の処理でこの補正対象画素は正常画素として使用される。「異なるゲインモードを用いた補正」が採用された場合、欠陥情報更新部２００６は、グリッド縞補正用の欠陥情報９１に当該欠陥画素を正常画素として登録する（ステップ２１１１）。こうして、異なるゲインモードでの補正処理により補正された画素は、グリッド縞補正の対象から除外されることになる。

一方、ステップ２１１８で評価値が所定の範囲内に収まっていない場合、評価部２００４はグリッド縞情報が正確に補正できていないと判断する。評価部２００４はこの判断を受けて、欠陥補正部２００５に同じゲインモードＡの周辺画素を用いた補正（第１実施形態の数１を用いた補正）を実行させる（ステップ２１１０）。この場合、その補正対象画素は以降も欠陥画素であるとして使用される。そのため、欠陥情報更新部２００６はグリッド縞補正用の欠陥情報９１に、欠陥画素であることを登録する（ステップ２１１０）。欠陥情報９１に欠陥画素と登録されると、グリッド縞補正を行う際に、前処理としてグリッド縞を考慮した特別な欠陥補正をする必要があるが、正常画素と登録されると、その必要がない。本実施形態によれば、異なるゲインモードで補正を実行できた場合（ピーク比に基づいてグリッド縞が維持されている場合）にはグリッド縞を考慮した欠陥補正を実施する必要が無くなるため、処理の高速化が見込める。

＜第１１実施形態＞
次に、図２０の機能構成図と図２２のフローチャートを参照して、第１１実施形態の処理を説明する。第１１実施形態では、ライン状に所定数以上の欠陥画素が連続する部分（ライン欠陥部分）をひとまとまりにして処理する。Ｘ線撮影装置の構成やＸ線センサ１０２の各画素の回路構成は図１、図２を用いて説明したとおりである。また、ステップ２２０１〜２２０４の処理は第１０実施形態（図２１）のステップ２１０１〜２１０４と同様である。

ライン欠陥抽出部２００３は、ライン欠陥定義７９を取得する（ステップ２２０５）。ライン欠陥定義７９とは、たとえば、連結する欠陥画素が３画素以上である、といったものである。そして、補正方法選択部２００１は、ライン欠陥抽出部２００３からライン欠陥情報６５を読み込む（ステップ２２０６）。ライン欠陥情報６５は、ライン欠陥抽出部２００３によって生成される。ライン欠陥情報６５の抽出において、ライン欠陥抽出部２００３は、ゲインモードＡの欠陥情報（Ａ）６１とゲインモードＢの欠陥情報（Ｂ）６２とを取得する。そして、ライン欠陥抽出部２００３は、これら欠陥情報に基づいてライン欠陥情報を生成する。

図２３は、本実施形態によるライン欠陥抽出方法の一例を示す図である。ゲインモードＡでの欠陥情報を欠陥情報（Ａ）６１、ゲインモードＢでの欠陥情報を欠陥情報（Ｂ）６２とすると、そのライン欠陥情報はライン欠陥情報６５のようになる（ステップ２２１１）。すなわち、欠陥情報（Ａ）６１では欠陥画素であるが、欠陥情報（Ｂ）６２では正常画素である画素のうち、所定数以上の画素が連続してライン状になっている部分がライン欠陥部分として抽出される。ライン欠陥として抽出するための基準は、上述したライン欠陥定義７９に基づいて設定される。例えば、上述したように、ライン欠陥定義７９が「連結する欠陥画素が３画素以上」である場合、同一方向へ連結している欠陥画素の数が３画素以上のものがライン画素として抽出される。

評価部２００４は、ゲインモードＡにおける全ての欠陥画素に対して、合成欠陥情報６３から、ゲインモードＢでの対応する画素が正常画素であるかどうかをチェックする（ステップ２２０７、２２０８）。ゲインモードＢが欠陥画素である場合は、異なるゲインモードを用いた補正を実行することができない。そのため、欠陥補正部２００５は、例えば数１を用いた周辺画素補正を実行する（ステップ２２０９）。そして欠陥情報更新部２００６がこの補正対象画素を欠陥画素として登録し、グリッド補正のための欠陥情報９１を生成する（ステップ２２１５）。すなわち、「異なるゲインモードを用いた補正」により補正されなかった画素は、後段のグリッド縞補正処理の対象となる。

一方、ゲインモードＡでは欠陥画素であるがゲインモードＢでは正常画素である場合は、ゲインモードＢの画素を使用する異なるゲインモードを用いた補正の採用を検討する。第１１実施形態では、異なるゲインモードを用いた補正はステップ２２０６で得たライン欠陥情報が示すライン欠陥単位で行われる（ステップ２２１０）。異なるゲインモードを用いた補正（ステップ２２１１）とピーク比の算出（ステップ２２１２）は第１０実施形態のステップ２１０７、ステップ２１０８と同様である。

評価部２００４は、ステップ２２１２で算出されたピーク比と参照ピーク比との差（あるいは比）を求め、ライン欠陥内で順位づけを行う（ステップ２２１３）。図２４に順位付けの例を示す。図２４では、（ａ）に示されるように、７個の欠陥画素が縦方向に並ぶライン欠陥についての処理例が示されている。ステップ２２１１の処理によりライン欠陥を構成する各欠陥画素を異なるゲインモードの対応する画素の画素値で補正し、ステップ２２１２の処理により補正後のピーク比と参照ピークの誤差を算出した様子を表したものが（ｂ）に示されている。そして、ステップ２２１３の処理により、ピーク比の誤差を昇順に順位付けた様子を表したものが（ｃ）である。ステップ２２２１では、これらの中で順位の低い画素、つまりピーク比誤差が小さい画素から正常画素と判断し、ライン欠陥定義７９に当てはまらなくなるまで、欠陥マップを更新する。図８の場合、順位が３位までの画素を正常画素と判断することで、３個以上の連結状態をライン欠陥とするライン欠陥定義に該当する欠陥画素が無くなる。

したがって、この場合、欠陥情報更新部２００６は、順位が３位までの画素を正常画素とし、欠陥補正部２００５は、これらの補正結果（ステップ２２１１出られた結果）を欠陥補正結果として出力する。また、これら正常画素と判定された画素について、正常画素であることを示すようにグリッド補正のための欠陥情報９１を更新する（ステップ２２１５）。これらの画素は、後段のグリッド縞補正の対象から除外されることになる。一方、順位が４位以降のものは、グリッド補正において欠陥画素として判断するため、欠陥補正部２００５は、例えば数１を用いて周辺画素補正を行う（ステップ２２０９）。そして、欠陥情報更新部２００６はそれらの画素（順位が４位以降の画素）を欠陥画素として登録する（ステップ２２１５）。

以上のように、第１１実施形態によれば、誤差の小さいものが優先的に正常画素として扱われることで画質に対する影響を小さくすることができる。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介して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（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims

第１のゲインモードと、前記第１のゲインモードとは異なる第２のゲインモードで撮影が可能な撮像装置により得られた画像を処理する画像処理装置であって、
前記撮像装置の、前記第１のゲインモードにおける欠陥画素の位置を示す第１の欠陥情報と、前記第２のゲインモードにおける欠陥画素の位置を示す第２の欠陥情報を取得する取得手段と、
前記第１と第２の欠陥情報に基づいて、前記撮像装置が前記第１のゲインモードで撮影した第１の画像における欠陥画素の補正処理を切り替える切替手段と、を備え、
前記切替手段は、前記第１の画像における前記欠陥画素の周囲の画素を用いて前記欠陥画素を補正する第１の補正処理と、前記撮像装置が前記第２のゲインモードで撮影した第２の画像における前記欠陥画素に対応する画素を用いて前記欠陥画素を補正する第２の補正処理との選択を切り替えることを特徴とする画像処理装置。
前記第１の欠陥情報から、前記欠陥画素の周囲の正常画素の数を計数する計数手段を更に備え、
前記切替手段は、さらに前記計数手段で計数された正常画素の数に基づいて補正処理を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記切替手段は、前記計数手段で計数された正常画素の数が閾値より少なく、前記第２の欠陥情報から前記欠陥画素が前記第２の画像において正常画素であると判定された場合に、前記第２の補正処理を選択することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
前記第１の画像の、前記欠陥画素の周囲の画像に基づいて、前記欠陥画素がエッジ領域に含まれるか否かを判定する判定手段を更に備え、
前記切替手段は、さらに前記判定手段による判定結果に基づいて補正処理を切り替えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
前記切替手段は、前記判定手段で前記欠陥画素がエッジ領域に含まれると判定され、前記第２の欠陥情報から前記欠陥画素が前記第２の画像において正常画素であると判定された場合に、前記第２の補正処理を選択することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
前記第１の画像の前記欠陥画素の周囲の画像からノイズ量を算出する算出手段を更に備え、
前記切替手段は、さらに前記算出手段により算出されたノイズ量に基づいて補正処理を切り替えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
前記切替手段は、前記算出手段で算出されたノイズ量が閾値を超え、前記第２の欠陥情報から前記欠陥画素が前記第２の画像において正常画素であると判定された場合に、前記第２の補正処理を選択することを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
前記第１の画像において前記第２の補正処理により補正された画素が正常画素であることを示すように、前記第１の欠陥情報を更新する更新手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載された画像処理装置。
前記切替手段は、前記第１の欠陥情報よって示される欠陥画素に対応する位置の画素が第２の欠陥情報によって正常画素として示されている場合には前記第２の補正処理を選択し、他の場合には前記第１の補正処理を選択することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記第１のゲインモードにおけるＸ線量と出力信号の対応を示す第１の入出力特性と、前記第２のゲインモードにおけるＸ線量と出力信号の対応を示す第２の入出力特性とに基づいて、前記第２の補正処理の適用の適否を評価する評価手段を更に備え、
前記切替手段は、さらに前記評価手段の評価結果に基づいて補正処理を切り替えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
前記評価手段は、前記第１の入出力特性と前記第２の入出力特性に基づいて、前記第２の画像の画素値を前記第１の画像の前記欠陥画素の画素値へ変換するための補正率が評価閾値を超えるか否かを判定し、
前記切替手段は、前記補正率が前記評価閾値を超えると判定された場合には前記第１の補正処理を選択することを特徴とする請求項１０に記載の画像処理装置。
前記評価手段は、前記第１の入出力特性と前記第２の入出力特性に基づいて線形近似の誤差量を取得し、前記欠陥画素に対応する前記第２の画像の画素値における前記誤差量が評価閾値を超えるか否かを判定し、
前記切替手段は、前記誤差量が前記評価閾値を超えると判定された場合には前記第１の補正処理を選択することを特徴とする請求項１０に記載の画像処理装置。
前記評価手段は、前記第１または第２の画像において、前記欠陥画素の位置が被写体領域内であるか否かに基づいて、前記評価閾値を変更することを特徴とする請求項１１または１２に記載の画像処理装置。
前記評価手段は、前記欠陥画素の位置が前記被写体領域内の場合の前記評価閾値は、被写体領域外の場合の前記評価閾値よりも小さいことを特徴とする請求項１３に記載の画像処理装置。
前記評価手段は、稼働中の画像処理アプリケーションの種類に基づいて、前記評価閾値を変更することを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
前記欠陥画素が前記第２の補正処理によって補正された後の前記第１の画像から得られるスペクトルに基づいて、前記第２の補正処理による前記欠陥画素の補正が適切か不適切かを判定するための評価値を生成する評価手段を更に備え、
前記切替手段は、前記評価値が適切であることを示す場合には前記第２の補正処理による補正結果を採用し、不適切であることを示す場合には前記第１の補正処理による補正結果を採用することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
前記評価手段は、前記スペクトルに基づいてグリッド縞が維持されているか否かを示す評価値を生成することを特徴とする請求項１６に記載の画像処理装置。
前記評価手段は、前記欠陥画素の位置をとおる２つの直交する方向についての特定の周波数におけるスペクトル値の比と、前記欠陥画素の位置をとおらない２つの直交する方向についての前記特定の周波数におけるスペクトル値の比との比較により前記評価値を生成することを特徴とする請求項１６または１７に記載の画像処理装置。
前記特定の周波数はグリッド縞のピーク周波数であり、前記２つの直交する方向の１つは前記グリッド縞に沿った方向であることを特徴とする請求項１８に記載の画像処理装置。
前記評価手段は、前記第１のゲインモードでは欠陥画素であるが前記第２のゲインモードでは正常画素である画素のうち所定数以上の画素が連続するライン欠陥部分について、前記評価値が良好な順に欠陥画素を順位付けし、
前記切替手段は、前記順位付けされた順に欠陥画素を選択して前記第２の補正処理を適用して正常画素として扱う処理を、前記ライン欠陥部分において前記所定数以上に欠陥画素が連続しなくなるまで繰り返すことを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
前記第２の補正処理による補正値が採用された欠陥画素を、後段の画像処理が参照する欠陥情報から除外することを特徴とする請求項１６乃至２０のいずれか１項に記載の画像処理装置。
第１のゲインモードと、前記第１のゲインモードとは異なる第２のゲインモードで撮影が可能な撮像装置により得られた画像を処理する画像処理装置の制御方法であって、
前記撮像装置の、前記第１のゲインモードにおける欠陥画素の位置を示す第１の欠陥情報と、前記第２のゲインモードにおける欠陥画素の位置を示す第２の欠陥情報を取得する取得工程と、
前記第１と第２の欠陥情報に基づいて、前記撮像装置が前記第１のゲインモードで撮影した第１の画像における欠陥画素の補正処理を切り替える切替工程と、を有し、
前記切替工程では、前記第１の画像における前記欠陥画素の周囲の画素を用いて前記欠陥画素を補正する第１の補正処理と、前記撮像装置が前記第２のゲインモードで撮影した第２の画像における前記欠陥画素に対応する画素を用いて前記欠陥画素を補正する第２の補正処理との選択を切り替えることを特徴とする画像処理装置の制御方法。
第１のゲインモードと、前記第１のゲインモードとは異なる第２のゲインモードで撮影が可能な撮像装置により得られた画像を処理する画像処理装置であって、
前記第１のゲインモードで取得された画素値と、前記第２のゲインモードで取得された画素値を前記第１のゲインモードにおける画素値へ変換した画素値と、を用いて各画素を合成する合成手段と、
前記合成の対象となる各画素に関して、前記第２のゲインモードにおける画素値を前記第１のゲインモードにおける画素値へ変換することの適否を前記第１および第２のゲインモードのそれぞれの入出力特性に基づいて評価する評価手段とを備え、
前記合成手段は、前記評価手段により不適切と評価された画素を欠陥画素とし、適切と評価された画素を合成して合成画像を生成することを特徴とする画像処理装置。
前記評価手段は、前記第１および第２のゲインモードのそれぞれの入出力特性に基づいて、前記第２のゲインモードの画素値を前記第１のゲインモードの画素値へ変換するための補正率が閾値を超える場合には、前記変換が不適切であると評価することを特徴とする請求項２３に記載の画像処理装置。
前記評価手段は、前記第１および第２のゲインモードのそれぞれの入出力特性について線形近似との誤差量を取得し、前記第２のゲインモードの画素値を前記第１のゲインモードの画素値へ変換することの適否を、当該画素値における前記誤差量に基づいて評価することを特徴とする請求項２３に記載の画像処理装置。
前記評価手段は、前記合成手段によって合成された後の画像から得られるスペクトルに基づいて、前記第２のゲインモードの画素値を前記第１のゲインモードの画素値へ変換することの適否を評価することを特徴とする請求項２３に記載の画像処理装置。
第１のゲインモードと、前記第１のゲインモードとは異なる第２のゲインモードで撮影が可能な撮像装置により得られた画像を処理する画像処理装置の制御方法であって、
前記第１のゲインモードで取得された画素値と、前記第２のゲインモードで取得された画素値を前記第１のゲインモードにおける画素値へ変換した画素値と、を用いて各画素を合成する合成工程と、
前記合成の対象となる各画素に関して、前記第２のゲインモードにおける画素値を前記第１のゲインモードにおける画素値へ変換することの適否を前記第１および第２のゲインモードのそれぞれの入出力特性に基づいて評価する評価工程とを有し、
前記合成工程では、前記評価工程で不適切と評価された画素を欠陥画素とし、適切と評価された画素を合成して合成画像を生成することを特徴とする画像処理装置の制御方法。