JP7205552B2

JP7205552B2 - Ｘ線撮影装置

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Publication number: JP7205552B2
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Inventors: 拓真新坂
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Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2023-01-17
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Description

本発明は、Ｘ線撮影装置に関し、特に、第１位置および第２位置において検出されたＸ線に基づいて生成された第１画像および第２画像よりも解像度が高い超解像画像を生成するＸ線撮影装置に関する。

従来、第１位置および第２位置において検出されたＸ線に基づいて生成された第１画像および第２画像よりも解像度が高い超解像画像を生成するＸ線撮影装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、Ｘ線ビームを放出するＸ線発生器と、Ｘ線ビームの放出方向に対して垂直に配置された平面を有する放射線検出器と、放射線検出器を保持するとともに、放射線検出器をピクセル方向に平行移動させる平行移動ステージと、を備えたＸ線撮影装置が開示されている。上記特許文献１のＸ線撮影装置では、放射線検出器は、平行移動ステージによりピクセルサイズよりも微細な距離だけ平行移動されることによって、互いに異なる検出位置に移動するように構成されている。そして、互いに異なる検出位置において取得された複数のラジオグラフ（画像）に基づいて、取得されたラジオグラフよりも微細な解像度を有する画像（超解像画像）を生成するように構成されている。

特表２０１６－５１７９６１号公報

ここで、上記特許文献１には記載されていないが、上記特許文献１に記載のような従来のＸ線撮影装置のように、取得された複数の画像に基づいて超解像画像を生成する場合には、多数のパラメータを用いた逐次的な演算が行われることが知られている。このように、逐次的な演算が行われる場合、計算時間が比較的長くなり易い。また、多数のパラメータが用いられる場合、生成される超解像画像の画質がパラメータに左右され易く、一定の超解像効果（画質を低下させることなく解像度を高くする効果）を得られない場合がある。このため、上記特許文献１に記載のような従来のＸ線撮影装置では、取得された複数の画像に基づいて超解像画像を生成するための計算時間が長くなるとともに、生成された超解像画像において一定の超解像効果を得られない場合があるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、超解像画像を生成する際の計算時間が長くなるのを抑制するとともに一定の超解像効果を確保しながら超解像画像を生成することが可能なＸ線撮影装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面におけるＸ線撮影装置は、Ｘ線源と、Ｘ線源から照射されたＸ線を、第１位置と、第１位置から１画素分よりも小さい移動量だけ第１方向へ平行移動させた第２位置とにおいて検出する検出器と、第１位置において検出されたＸ線に基づいて第１画像を生成するとともに、第２位置において検出されたＸ線に基づいて第２画像を生成する画像処理部と、検出器によるＸ線の検出位置を、第１位置と第２位置との間で移動させる移動機構と、を備え、画像処理部は、第１画像と第２画像とを上記移動量に対応する分だけ第１方向にずらして重ねて表示した場合に、第１画像および第２画像の一方の第１画素の画素値を、第１画像および第２画像の他方における第１画素に対してオーバラップする２つの画素の画素値に基づいて第１方向に分割する第１方向の分割処理を行った分割画像に基づいて、第１画像および第２画像よりも第１方向における解像度が高い超解像画像を生成するように構成されている。

この発明の一の局面によるＸ線撮影装置では、上記のように、画像処理部は、第１画像および第２画像の一方の第１画素の画素値を、第１画像と第２画像とを上記移動量に対応する分だけ第１方向にずらして重ねて表示した場合に、第１画像および第２画像の他方における第１画素に対してオーバラップする２つの画素の画素値に基づいて第１方向に分割する第１方向の分割処理を行った分割画像に基づいて、第１画像および第２画像よりも第１方向における解像度が高い超解像画像を生成するように構成されている。ここで、第１画像と第２画像とを上記移動量に対応する分だけ第１方向にずらして重ねて表示した場合に、第１画像および第２画像の他方における第１画素に対してオーバラップする２つの画素は、第１方向において、それぞれ、第１画素の一方側および他方側に部分的にずれた画素である。すなわち、第１画像および第２画像の他方における第１画素に対してオーバラップする２つの画素は、第１画素の画素値を、第１方向の一方側と他方側とに分割する場合の目安の値と考えることができる。したがって、上記のように構成すれば、第１画素の画素値を、２つの画素の画素値に基づいて分割するだけの比較的単純な演算により、実際の画素値の分布を考慮して、第１方向に分割することができる。すなわち、２つの画素の画素値に基づいて画素値を分割するだけの演算なので、従来の超解像処理で行っていた逐次的な演算や多数のパラメータを用いる必要がない。また、実際の画素値の分布を考慮して画素を分割するので、第１画像および第２画像よりも少なくとも第１方向における解像度が高いとともに一定の画質が確保された超解像画像を生成することができる。その結果、超解像画像を生成する際の計算時間が長くなるのを抑制するとともに一定の超解像効果（画質を低下させることなく解像度を高くする効果）を確保しながら、超解像画像を生成することができる。

上記一の局面によるＸ線撮影装置において、好ましくは、画像処理部は、第１画像および第２画像の一方の第１画素の画素値を、第１画像と第２画像とを上記移動量に対応する分だけ第１方向にずらして重ねて表示した場合に、第１画像および第２画像の他方における第１画素に対してオーバラップする２つの画素の画素値およびオーバラップする面積比率に基づいて分割処理を行った分割画像に基づいて、超解像画像を生成するように構成されている。このように構成すれば、第１画素を、第１画素に対してオーバラップする２つの画素の画素値に加えて、２つの画素のオーバラップする面積比率が考慮されているので、実際の画素値の分布をより精度よく考慮して、第１方向に分割することができる。その結果、２つの画素のオーバラップする面積比率を考慮しない場合と比較して、第１画像および第２画像よりも少なくとも第１方向における解像度が高いとともにより画質の良い超解像画像を生成することができる。

上記一の局面によるＸ線撮影装置において、好ましくは、画像処理部は、第１画像における第１画素の画素値を、第１画像と第２画像とを上記移動量に対応する分だけ第１方向にずらして重ねて表示した場合に、第２画像における第１画素に対してオーバラップする２つの画素の画素値に基づいて分割処理を行った第１分割画像と、第２画像における第２画素の画素値を、第１画像と第２画像とを上記移動量に対応する分だけ第１方向にずらして重ねて表示した場合に、第１画像における第２画素に対してオーバラップする２つの画素の画素値に基づいて分割処理を行った第２分割画像とに基づいて、超解像画像を生成するように構成されている。このように構成すれば、第１分割画像または第２分割画像の一方のみを考慮して超解像画像を生成する場合と比較して、第１分割画像および第２分割画像の両方を考慮して超解像画像を生成することにより、第１方向における画素値の分割の精度を向上することができる。その結果、第１分割画像または第２分割画像の一方のみを考慮して超解像画像を生成する場合と比較して、第１画像および第２画像よりも少なくとも第１方向における解像度が高いとともにより画質の良い超解像画像を生成することができる。

この場合、好ましくは、画像処理部は、第１分割画像と第２分割画像とを、互いに対応する画素において平均した平均画像を生成することにより、超解像画像を生成するように構成されている。このように構成すれば、平均画像を生成しない場合と比較して、第１分割画像と第２分割画像との間に生じる誤差を低減することができるので、第１方向における画素値の分割の精度を容易に向上することができる。

上記一の局面によるＸ線撮影装置において、好ましくは、検出器は、第１位置および第２位置に加えて、第１位置および第２位置からそれぞれ１画素分よりも小さい移動量だけ第１方向に直交する第２方向へ平行移動させた第３位置および第４位置とにおいて検出するように構成されており、画像処理部は、第１位置、第２位置、第３位置および第４位置において検出されたＸ線に基づいて、それぞれ、第１画像、第２画像、第３画像および第４画像を生成するとともに、第１画像および第２画像に基づいて第１方向の分割処理を行った分割画像と、第３画像および第４画像に基づいて第１方向の分割処理を行った分割画像とに基づいて、第１方向における分割処理と同様の処理を第２方向に対して行うことにより、第１画像、第２画像、第３画像および第４画像よりも第１方向および第２方向における解像度が高い超解像画像を生成するように構成されている。このように構成すれば、第１方向に加えて第２方向においても解像度が高いとともに一定の画質が確保された超解像画像を生成することができるので、第１方向のみにおいて解像度が高い場合と比較して、第１方向と第２方向とにおいて、解像度の程度に偏りのない超解像画像を生成することができる。また、一般的な表示装置における画素は、マトリクス状に配列された検出素子の行方向および列方向におけるサイズが等しいので、第１方向と第２方向との解像度が異なる場合のように、第１方向と第２方向とにおける画素サイズを調整する画像の補間処理等の超解像画像を表示装置に表示させるための後工程を簡略化することができる。

上記一の局面によるＸ線撮影装置において、好ましくは、画像処理部は、第１画像または第２画像の他方の端部において、第１画像と第２画像とを上記移動量に対応する分だけ第１方向にずらして重ねて表示した場合に、第１画像および第２画像の一方の第１画素に対してオーバラップする画素が１つしかない場合には、オーバラップする１つの画素の画素値に基づいて、もう１つのオーバラップする画素を仮想的に生成するように構成されている。このように構成すれば、もう１つのオーバラップする画素を仮想的に生成することにより、端部に位置する第１画素に対してオーバラップする画素が１つしかない場合でも、第１画素を第１方向に分割する演算を確実に行うことができる。

上記画像処理部が第１画素の画素値を第１画素に対してオーバラップする２つの画素の画素値およびオーバラップする面積比率に基づいて分割処理を行った分割画像に基づいて超解像画像を生成する構成において、好ましくは、検出器は、Ｘ線源から照射されたＸ線を、第１位置と、第１位置から１画素分の半分の長さ分だけ第１方向へ平行移動させた第２位置とにおいて検出するように構成されている。このように構成すれば、２つの画素のオーバラップする面積比率が等しくなる（１対１になる）ので、第１画素の画素値を、第１画素に対してオーバラップする２つの画素の画素値自体の比率により、第１方向に分割することができる。その結果、２つの画素のオーバラップする面積比率を２分割以外の比率に分割する場合と比較して、分割処理における演算を簡略化することができるので、超解像画像を生成する際の計算時間が長くなるのをより抑制することができる。

上記一の局面によるＸ線撮影装置において、好ましくは、検出器は、Ｘ線源から照射されたＸ線を、第３方向を回転軸として回転しながら複数の方向から検出する検出動作と、第３方向への平行移動とを、交互に繰り返し行うことにより、断層撮影を行うように構成されている。このように構成すれば、上記のような（いわゆるノンヘリカルスキャン型の）断層撮影を行うＸ線撮影装置において、超解像画像を生成する際の計算時間が長くなるのを抑制するとともに一定の超解像効果を確保しながら超解像画像を生成することができる。

本発明によれば、上記のように、超解像画像を生成する際の計算時間が長くなるのを抑制するとともに一定の超解像効果を確保しながら超解像画像を生成することができる。

本発明の一実施形態によるＸ線撮影装置の全体構成を示したＹ方向から見た図である。本発明の一実施形態によるＸ線撮影装置の全体構成を示したＸ方向から見た図である。本発明の一実施形態によるＸ線撮影装置におけるＸ線の検出位置を説明するための図である。本発明の一実施形態によるＸ線撮影装置により撮影されたＸ線透視画像を説明するための図である。本発明の一実施形態によるＸ線撮影装置における超解像処理を説明するための図である。Ｘ方向の超解像処理が行われる第１Ｘ線透視画像の一部および第２Ｘ線透視画像の一部を示した図である。第１Ｘ線透視画像および第２Ｘ線透視画像に基づいて生成された第１分割画像および第２分割画像を説明するための図である。第１分割画像と第２分割画像とを平均した平均画像を説明するための図である。第３Ｘ線透視画像および第４Ｘ線透視画像に対するＸ方向の超解像処理を説明するための図である。Ｘ方向の超解像処理が行われた２つの画像に基づくＹ方向の超解像処理を説明するための図である。Ｘ方向およびＹ方向の超解像処理が行われた複数の超解像画像を再構成した再構成画像の生成を説明するための図である。超解像画像の生成フローである。第１Ｘ線透視画像および第２Ｘ線透視画像に基づいて、Ｘ方向の超解像処理を行うフローである。第３Ｘ線透視画像および第４Ｘ線透視画像に基づいて、Ｘ方向の超解像処理を行うフローである。Ｘ方向の超解像処理が行われた２つの画像に基づいて、さらにＹ方向の超解像処理を行うフローである。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１～図９を参照して、本発明の一実施形態によるＸ線撮影装置１００の構成について説明する。

図１に示すように、Ｘ線撮影装置１００は、Ｘ線源１と、検出器２と、処理ユニット３と、回転ステージ４と、検出器移動機構５と、を備えている。なお、検出器移動機構５は、特許請求の範囲の「移動機構」の一例である。

Ｘ線撮影装置１００では、Ｘ線源１と、回転ステージ４と、検出器２とが、Ｘ線源１と検出器２とを結ぶ方向（Ｚ方向）に、この順に並んで配置されている。本明細書では、Ｘ線源１から検出器２に向かう方向をＺ２方向、その逆方向をＺ１方向とする。また、Ｚ方向と直交する面内方向のうちの回転ステージ４が並進移動する方向をＹ方向とする。また、Ｚ方向およびＹ方向と直交する方向をＸ方向とする。なお、Ｘ方向は、特許請求の範囲の「第１方向」および「行方向」の一例である。また、Ｙ方向は、特許請求の範囲の「第２方向」および「列方向」の一例である。

Ｘ線源１は、高電圧が印加されることにより、Ｘ線を発生させることが可能なＸ線発生装置である。Ｘ線源１は、発生させたＸ線をＺ２方向に照射するように構成されている。

検出器２は、Ｘ線源１から照射されたＸ線を検出するとともに、検出されたＸ線を電気信号に変換する。検出器２は、マトリクス状にＸ方向およびＹ方向に所定の周期Ｌ１で並んで配列された複数の検出素子２ａを含む検出面２ｂを有する。検出器２は、複数の検出素子２ａのそれぞれに対応するように配置されるとともに、検出されたＸ線を電気信号に変化する複数の変換素子（図示せず）を含む。検出器２は、たとえば、ＦＰＤ（ＦｌａｔＰａｎｅｌＤｅｔｅｃｔｏｒ）である。検出器２で変換された検出信号（電気信号）は、処理ユニット３が備える画像処理部３ｂ（後述する）に送られる。

処理ユニット３は、制御部３ａと、画像処理部３ｂと、を備えている。

制御部３ａは、回転ステージ４および検出器移動機構５の動作を制御するように構成されている。制御部３ａは、たとえば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）などを含む。

画像処理部３ｂは、検出器２から送られた検出信号に基づいて、Ｘ線透視画像Ｉａ（図４参照）を生成するように構成されている。また、画像処理部３ｂは、複数のＸ線透視画像Ｉａ（図４参照）に基づいて、後述する再構成画像７０ｘ（図８参照）を生成するように構成されている。画像処理部３ｂは、たとえば、ＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）や画像処理用に構成されたＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）などのプロセッサを含む。なお、Ｘ線透視画像Ｉａ（図４参照）における各画素Ｅａ（Ｅ）のデータは、それぞれ、検出器２の各検出素子２ａで検出されたＸ線量に対応する。

回転ステージ４は、被写体Ｓを載置する載置面４ａ（図２参照）を有する。回転ステージ４は、ＸＺ平面内において、Ｙ方向に沿った回転軸９０周りに３６０度回転移動することが可能に構成されている。また、図２に示すように、回転ステージ４は、Ｙ方向に並進移動することが可能に構成されている。これにより、本実施形態では、検出器２は、Ｘ線源１から照射されたＸ線を、Ｙ方向を回転軸として回転しながら（ＸＺ平面内の）複数の方向から検出する検出動作と、Ｙ方向への平行移動とを、交互に繰り返し行うことにより、断層撮影を行うことが可能に構成されている。すなわち、Ｘ線撮影装置１００は、いわゆるノンヘリカルスキャン型の断層撮影を行うことが可能な撮影装置である。

図１および図２に示すように、検出器移動機構５は、検出器２を、検出素子２ａよりも小さい移動量だけＸ方向およびＹ方向にそれぞれ移動させることが可能に構成されている。これにより、図３に示すように、検出器移動機構５は、検出器２を、第１位置Ｐ１と、第２位置Ｐ２と、第３位置Ｐ３と、第４位置Ｐ４との間で移動させることが可能である。第２位置Ｐ２は、第１位置Ｐ１から距離Ｌ２だけＸ方向へ平行移動させた位置である。第３位置Ｐ３は、第１位置Ｐ１から距離Ｌ３だけＹ方向へ平行移動させた位置である。第４位置は、第１位置Ｐ１から距離Ｌ３だけＹ方向における第３位置と同じ側へ平行移動させた位置である。距離Ｌ２および距離Ｌ３は、それぞれ、Ｘ方向およびＹ方向において、検出素子２ａの１つ分の大きさ（検出素子２ａが並ぶ周期）Ｌ１よりも小さい距離である。なお、Ｘ線撮影装置１００では、距離Ｌ２および距離Ｌ３は、それぞれ、Ｘ方向およびＹ方向において、検出素子２ａの１つ分の大きさＬ１の半分の距離（長さ）である。すなわち、本実施形態では、検出器２は、Ｘ線源１から照射されたＸ線を、第１位置Ｐ１と、第１位置Ｐ１から１画素Ｅａ分（の長さＬ４（図５参照））の半分の長さＬ５（図５参照）分だけＸ方向へ平行移動させた第２位置Ｐ２と、第１位置Ｐ１および第２位置Ｐ２からそれぞれ１画素Ｅａ分（の長さＬ４（図５参照））の半分の長さＬ５（図５参照）分だけＹ方向へ平行移動させた第３位置Ｐ３および第４位置Ｐ４とにおいて検出することが可能に構成されている。

以上の構成により、図４に示すように、画像処理部３ｂは、第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、第３位置Ｐ３および第４位置Ｐ４において検出されたＸ線に基づいて、それぞれ、Ｘ線透視画像Ｉａとして、第１Ｘ線透視画像１０、第２Ｘ線透視画像２０、第３Ｘ線透視画像３０および第４Ｘ線透視画像４０を生成することが可能である。なお、第１Ｘ線透視画像１０、第２Ｘ線透視画像２０、第３Ｘ線透視画像３０および第４Ｘ線透視画像４０は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１画像」、「第２画像」、「第３画像」および「第４画像」の一例である。

第１Ｘ線透視画像１０、第２Ｘ線透視画像２０、第３Ｘ線透視画像３０および第４Ｘ線透視画像４０は、それぞれ、回転ステージ４を用いた断層撮影により取得された複数のＸ線透視画像Ｉａを含む。すなわち、第１Ｘ線透視画像１０は、回転ステージ４によりＸＺ平面内の撮影方向およびＹ方向の撮影位置の少なくとも一方が互いに異なる第１Ｘ線透視画像１１、１２、１３、１４、…を含む。第２Ｘ線透視画像２０は、回転ステージ４の動作によりＸＺ平面内の撮影方向およびＹ方向の撮影位置の少なくとも一方が互いに異なる第２Ｘ線透視画像２１、２２、２３、２４、…を含む。第３Ｘ線透視画像３０は、回転ステージ４の動作によりＸＺ平面内の撮影方向およびＹ方向の撮影位置の少なくとも一方が互いに異なる第３Ｘ線透視画像３１、３２、３３、３４、…を含む。第４Ｘ線透視画像４０は、回転ステージ４の動作によりＸＺ平面内の撮影方向およびＹ方向の撮影位置の少なくとも一方が互いに異なる第４Ｘ線透視画像４１、４２、４３、４４、…を含む。

図５に示すように、第１Ｘ線透視画像１０と第２Ｘ線透視画像２０とは、Ｘ方向において、１画素Ｅａの大きさＬ４の半分の大きさＬ５分だけ撮影位置が異なるデータである。また、第３Ｘ線透視画像３０と第４Ｘ線透視画像４０とは、Ｘ方向において、１画素Ｅａの大きさＬ４の半分の大きさＬ５分だけ撮影位置が異なるデータである。また、第１Ｘ線透視画像１０および第２Ｘ線透視画像２０と、第３Ｘ線透視画像３０と第４Ｘ線透視画像４０とは、Ｙ方向において、１画素Ｅａの大きさＬ４の半分の大きさＬ５分だけ撮影位置が異なるデータである。なお、図５では、第１Ｘ線透視画像１０と第２Ｘ線透視画像２０とを（Ｘ線の検出位置の）移動量に対応する分だけＸ方向にずらして重ねて表示するとともに、第３Ｘ線透視画像３０と第４Ｘ線透視画像４０とを（Ｘ線の検出位置の）移動量に対応する分だけＸ方向にずらして重ねて表示した状態を示している。

ここで、本実施形態では、画像処理部３ｂは、第１Ｘ線透視画像１０（Ｘ線透視画像Ｉａ）と第２Ｘ線透視画像２０（Ｘ線透視画像Ｉａ）とに基づいて、第１Ｘ線透視画像１０および第２Ｘ線透視画像２０よりもＸ方向における解像度が高い超解像画像Ｉｂを生成するように構成されている。なお、以下の説明では、複数の画像（元画像）に基づいて、元画像よりも解像度が高い画像を生成する処理を「超解像処理」と呼ぶ場合がある。

詳細には、図６に示すように、画像処理部３ｂは、第１Ｘ線透視画像１０における画素Ｅ１（図６Ａ参照）の画素値をＸ方向に分割するＸ方向の分割処理を行った分割画像５１（図６Ｂ参照）と、第２Ｘ線透視画像２０における画素Ｅ２（図６Ａ参照）の画素値をＸ方向に分割するＸ方向の分割処理を行った分割画像５２（図６Ｂ参照）とに基づいて、第１Ｘ線透視画像１０および第２Ｘ線透視画像２０よりもＸ方向における解像度が高い超解像画像Ｉｂ（図５参照）を生成するように構成されている。また、画像処理部３ｂは、分割画像５１（図６Ｂ参照）と分割画像５２（図６Ｂ参照）とを、互いに対応する画素Ｅにおいて平均した平均画像６０（図６Ｃ参照）を生成することにより、超解像画像Ｉｂ（図５参照）を生成するように構成されている。なお、画素Ｅ１および画素Ｅ２は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１画素」および「第２画素」の一例である。また、分割画像５１および分割画像５２は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１分割画像」および「第２分割画像」の一例である。

分割画像５１（図６Ｂ参照）は、第１Ｘ線透視画像１０における画素Ｅ１（図６Ａ参照）の画素値を、（図５に示すように）第１Ｘ線透視画像１０と第２Ｘ線透視画像２０とを（Ｘ線の検出位置の）移動量に対応する分だけＸ方向にずらして重ねて表示した場合に、第２Ｘ線透視画像２０における画素Ｅ１（図６Ａ参照）に対してオーバラップする２つの画素Ｅ２の画素値およびオーバラップする面積比率に基づいて、Ｘ方向の分割処理を行った分割画像５０（図６Ｂ参照）である。分割画像５２（図６Ｂ参照）は、第２Ｘ線透視画像２０における画素Ｅ２（図６Ａ参照）の画素値を、第１Ｘ線透視画像１０における画素Ｅ２（図６Ａ参照）に対してオーバラップする２つの画素Ｅ１の画素値およびオーバラップする面積比率に基づいて、Ｘ方向の分割処理を行った分割画像５０（図６Ｂ参照）である。なお、図６では、図示の都合上、Ｘ線透視画像Ｉａの内の１つの行だけを取り出して説明している。また、図６Ａおよび図６Ｂでは、図５と同様に、第１Ｘ線透視画像１０と第２Ｘ線透視画像２０とを（Ｘ線の検出位置の）移動量に対応する分だけＸ方向にずらして表示するとともに、（重ねて表示した）図５とは異なり、図示の都合上、紙面の上下方向にずらして表示している。

具体的には、図６Ｂに示すように、画像処理部３ｂは、第１Ｘ線透視画像１０における画素Ｅ１ｂを、分割画像５１の画素となる画素Ｅ５１ｃと画素Ｅ５１ｄとに分割する。画像処理部３ｂは、画素Ｅ５１ｃおよび画素Ｅ５１ｄの画素値を、それぞれ、第２Ｘ線透視画像２０において画素Ｅ１ｂに対してオーバラップする画素Ｅ２ａの画素値と画素Ｅ２ｂの画素値との比率で、画素Ｅ１ｂの画素値を分割した値とする。たとえば、画像処理部３ｂは、画素Ｅ１ｂの画素値（７）を、画素Ｅ２ａの画素値（５）と画素Ｅ２ｂの画素値（４）との比率で分割した値（７×（５／（５＋４））＝３．９）および値（７×（４／（５＋４））＝３．１）を、それぞれ、画素Ｅ５１ｃの画素値および画素Ｅ５１ｄの画素値とする。すなわち、Ｘ線撮影装置１００では、画像処理部３ｂは、第１Ｘ線透視画像１０の画素Ｅ１の画素値を、第２Ｘ線透視画像２０における画素Ｅ１に対してそれぞれ半分ずつがオーバラップする２つの画素Ｅ２の画素値に基づいて半分に分割するように構成されている。

画像処理部３ｂは、同様の処理を、第１Ｘ線透視画像１０における他の画素Ｅ１についても行う。すなわち、画像処理部３ｂは、第１Ｘ線透視画像１０における画素Ｅ１ｃを、分割画像５１の画素Ｅとなる画素Ｅ５１ｅと画素Ｅ５１ｆとに分割する。画像処理部３ｂは、画素Ｅ５１ｅおよび画素Ｅ５１ｆの画素値を、それぞれ、第２Ｘ線透視画像２０において画素Ｅ１ｃに対してオーバラップする画素Ｅ２ｂの画素値と画素Ｅ２ｃの画素値との比率で、画素Ｅ１ｃの画素値を分割した値とする。また、画像処理部３ｂは、第１Ｘ線透視画像１０における画素Ｅ１ｄを、分割画像５１の画素となる画素Ｅ５１ｇと画素Ｅ５１ｈとに分割する。画像処理部３ｂは、画素Ｅ５１ｇおよび画素Ｅ５１ｈの画素値を、それぞれ、第２Ｘ線透視画像２０において画素Ｅ１ｄに対してオーバラップする画素Ｅ２ｃの画素値と画素Ｅ２ｄの画素値との比率で、画素Ｅ１ｄの画素値を分割した値とする。

ここで、本実施形態では、画像処理部３ｂは、（図５に示すように）第１Ｘ線透視画像１０と第２Ｘ線透視画像２０とを（Ｘ線の検出位置の）移動量に対応する分だけＸ方向にずらして重ねて表示した場合に、第２Ｘ線透視画像２０の端部において、第１Ｘ線透視画像１０の画素Ｅ１に対してオーバラップする画素Ｅが１つしかない場合には、オーバラップする１つの画素Ｅ２の画素値に基づいて、もう１つのオーバラップする画素Ｅ２を仮想的に生成するように構成されている。具体的には、画像処理部３ｂは、第１Ｘ線透視画像１０における画素Ｅ１ａを、分割画像５１の画素Ｅとなる画素Ｅ５１ａと画素Ｅ５１ｂとに分割する。画像処理部３ｂは、第２Ｘ線透視画像２０において画素Ｅ１ａに対してオーバラップする（第２Ｘ線透視画像２０における端部の）画素Ｅ２ａに隣接した仮想的な画素Ｅ２ｅを生成する。そして、画像処理部３ｂは、画素Ｅ５１ａおよび画素Ｅ５１ｂの画素値を、それぞれ、画素Ｅ２ａの画素値と（仮想的な）画素Ｅ２ｄの画素値との比率で、画素Ｅ１ａの画素値を分割した値とする。なお、Ｘ線撮影装置１００では、画像処理部３ｂは、仮想的な画素Ｅの画素値を、隣接する画素Ｅの画素値と等しい画素値となるように生成するように構成されている。

画像処理部３ｂは、分割画像５１と分割画像５２との画素数を等しくように、分割画像５１の端部の画素Ｅを生成するように構成されている。具体的には、画像処理部３ｂは、第１Ｘ線透視画像１０における（端部の）画素Ｅ１ｄに隣接した（仮想的な）画素Ｅ１ｅに基づいて、画素Ｅ５１ｉを生成する。以上の構成により、第１Ｘ線透視画像１０の画素Ｅ１をＸ方向に分割した分割画像５１が生成される。

そして、画像処理部３ｂは、第２Ｘ線透視画像２０の画素Ｅ２をＸ方向に分割した分割画像５２も（分割画像５１の生成と）同様の方法により生成する。すなわち、画像処理部３ｂは、第２Ｘ線透視画像２０における画素Ｅ２ａを、分割画像５２の画素Ｅとなる画素Ｅ５２ｂと画素Ｅ５２ｃとに分割する。また、画像処理部３ｂは、第２Ｘ線透視画像２０における画素Ｅ２ｂを、分割画像５２の画素Ｅとなる画素Ｅ５２ｄと画素Ｅ５２ｅとに分割する。また、画像処理部３ｂは、第２Ｘ線透視画像２０における画素Ｅ２ｃを、分割画像５２の画素となる画素Ｅ５２ｆと画素Ｅ５２ｇとに分割する。また、第２Ｘ線透視画像２０における画素Ｅ２ｄを、分割画像５２の画素Ｅとなる画素Ｅ５２ｈと画素Ｅ５２ｉとに分割する。また、画像処理部３ｂは、分割画像５１と分割画像５２との画素数を等しくように、第２Ｘ線透視画像２０における（端部の）画素Ｅ２ａに隣接した（仮想的な）画素Ｅ２ｅに基づいて、画素Ｅ５２ａを生成する。以上の構成により、第２Ｘ線透視画像２０の画素Ｅ２をＸ方向に分割した分割画像５２が生成される。

そして、図６Ｂおよび図６Ｃに示すように、画像処理部３ｂは、分割画像５１と分割画像５２との互いに対応する画素Ｅの画素値同士を平均した平均画像６１（６０）を生成する。すなわち、画像処理部３ｂは、分割画像５１の画素Ｅ５１ａの画素値（１．５）と、分割画像５２の画素Ｅ５２ａの画素値（２．５）とを平均して、平均画像６１の画素Ｅ６１ａの画素値（２）とする。画像処理部３ｂは、他の画素についても同様の処理を行う。すなわち、画像処理部３ｂは、分割画像５１の画素Ｅ５１ｂ、Ｅ５１ｃ、Ｅ５１ｄ、Ｅ５１ｅ、Ｅ５１ｇ、Ｅ５１ｈおよびＥ５１ｉの画素値と、分割画像５２の画素Ｅ５２ｂ、Ｅ５２ｃ、Ｅ５２ｄ、Ｅ５２ｅ、Ｅ５２ｇ、Ｅ５２ｈおよびＥ５２ｉの画素値とを、それぞれ平均して、平均画像６１の画素Ｅ６１ｂ、Ｅ６１ｃ、Ｅ６１ｄ、Ｅ６１ｅ、Ｅ６１ｇ、Ｅ６１ｈおよびＥ６１ｉの画素値とする。

図５に示すように、平均画像６１（６０）は、第１Ｘ線透視画像１０および第２Ｘ線透視画像２０よりもＸ方向に解像度が高くなっている（２倍になっている）。具体的には、Ｘ方向において、平均画像６１（６０）の１画素Ｅｂ分の長さＬ５は、第１Ｘ線透視画像１０および第２Ｘ線透視画像２０の１画素Ｅａ分の長さＬ４の半分となっている。すなわち、平均画像６１（６０）は、第１Ｘ線透視画像１０および第２Ｘ線透視画像２０よりもＸ方向における解像度が高い（Ｘ方向に超解像処理が行われた）超解像画像Ｉｂである。

また、本実施形態では、画像処理部３ｂは、第１Ｘ線透視画像１０（Ｘ線透視画像Ｉａ）と、第２Ｘ線透視画像２０（Ｘ線透視画像Ｉａ）と、第３Ｘ線透視画像３０（Ｘ線透視画像Ｉａ）と、第４Ｘ線透視画像４０（Ｘ線透視画像Ｉａ）とに基づいて、第１Ｘ線透視画像１０、第２Ｘ線透視画像２０、第３Ｘ線透視画像３０および第４Ｘ線透視画像４０よりもＸ方向およびＹ方向における解像度が高い超解像画像Ｉｃを生成するように構成されている。詳細には、画像処理部３ｂは、第１Ｘ線透視画像１０および第２Ｘ線透視画像２０に基づいてＸ方向の分割処理を行った分割画像５０（分割画像５１および分割画像５２）と、第３Ｘ線透視画像３０および第４Ｘ線透視画像４０に基づいてＸ方向の分割処理を行った分割画像５０（分割画像５３および分割画像５４）とに基づいて、Ｘ方向における分割処理と同様の処理をＹ方向に対して行うことにより、超解像画像Ｉｃを生成するように構成されている。なお、分割画像５３および分割画像５４は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１分割画像」および「第２分割画像」の一例である。

具体的には、図７に示すように、画像処理部３ｂは、第１Ｘ線透視画像１０および第２Ｘ線透視画像２０に基づいてＸ方向の分割処理を行った分割画像５１および分割画像と同様に、第３Ｘ線透視画像３０および第４Ｘ線透視画像４０に基づいてＸ方向の分割処理を行って分割画像５３および分割画像５４を生成する。すなわち、画像処理部３ｂは、第３Ｘ線透視画像３１（３０）における画素Ｅ３の画素値をＸ方向に分割するＸ方向の分割処理を行って分割画像５３を生成するとともに、第４Ｘ線透視画像４１（４０）における画素Ｅ４の画素値をＸ方向に分割するＸ方向の分割処理を行って分割画像５４を生成する。なお、画素Ｅ３および画素Ｅ４は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１画素」および「第２画素」の一例である。

そして、画像処理部３ｂは、分割画像５３と分割画像５４との互いに対応する画素Ｅの画素値同士を平均した平均画像６２（６０）を生成する。すなわち、画像処理部３ｂは、分割画像５３の画素Ｅ５３の画素値と、（画素Ｅ５３に対応する）分割画像５４の画素Ｅ５４の画素値とを平均して、平均画像６２の画素Ｅ６２とする。これにより、図５に示すように、平均画像６１（６０）と同様に、第３Ｘ線透視画像３０および第４Ｘ線透視画像４０よりもＸ方向に解像度が高くなっている（２倍になっている）平均画像６２（６０）が生成される。すなわち、平均画像６２（６０）は、第３Ｘ線透視画像３０および第４Ｘ線透視画像４０よりもＸ方向における解像度が高い（Ｘ方向に超解像処理が行われた）超解像画像Ｉｂである。

そして、図８に示すように、画像処理部３ｂは、（Ｘ方向に超解像処理が行われた超解像画像Ｉｂである）平均画像６１および平均画像６２に基づいて、Ｙ方向の分割処理を行って分割画像５５および分割画像５６を生成する。すなわち、画像処理部３ｂは、平均画像６１における画素Ｅ６１の画素値をＹ方向に分割するＹ方向の分割処理を行って分割画像５５を生成するとともに、平均画像６２における画素Ｅ６２の画素値をＹ方向に分割するＹ方向の分割処理を行って分割画像５６を生成する。

そして、画像処理部３ｂは、分割画像５５と分割画像５６との互いに対応する画素Ｅの画素値同士を平均した平均画像７１（７０）を生成する。すなわち、画像処理部３ｂは、分割画像５５の画素Ｅ５５の画素値と、（画素Ｅ５５に対応する）分割画像５６の画素Ｅ５６の画素値とを平均して、平均画像７１の画素Ｅ７１とする。これにより、図５に示すように、平均画像６１（６０）および平均画像６２（６０）よりもＹ方向に解像度が高くなっている（２倍になっている）平均画像７１（７０）が生成される。具体的には、Ｙ方向において、平均画像７１（７０）の１画素Ｅｃ分の長さＬ５は、平均画像６１（６０）および平均画像６２（６０）の１画素Ｅｂ分の長さＬ４の半分となっている。すなわち、平均画像７１（７０）は、Ｘ線透視画像Ｉａ（第１Ｘ線透視画像１０、第２Ｘ線透視画像２０、第３Ｘ線透視画像３０および第４Ｘ線透視画像４０）よりもＸ方およびＹ方向における解像度が高い（Ｘ方向およびＹ方向に超解像処理が行われた）超解像画像Ｉｃである。

なお、図９に示すように、画像処理部３ｂは、（Ｘ方向およびＹ方向に超解像処理が行われた）超解像画像Ｉｃを再構成して、再構成画像７０ｘを生成するように構成されている。すなわち、画像処理部３ｂは、回転ステージ４を用いた断層撮影により取得された複数のＸ線透視画像Ｉａに対して、超解像画像Ｉｃを生成する。具体的には、画像処理部３ｂは、超解像画像Ｉｃである（２次元の）平均画像７１、７２、７３、７４、…を再構成して３次元の再構成画像７０ｘを生成する。なお、平均画像７２は、第１Ｘ線透視画像１２、第２Ｘ線透視画像２２、第３Ｘ線透視画像３２および第４Ｘ線透視画像４２により生成された超解像画像Ｉｃである平均画像７２（７０）である。平均画像７３は、第１Ｘ線透視画像１３、第２Ｘ線透視画像２３、第３Ｘ線透視画像３３および第４Ｘ線透視画像４３により生成された超解像画像Ｉｃである平均画像７３（７０）である。平均画像７４は、第１Ｘ線透視画像１４、第２Ｘ線透視画像２４、第３Ｘ線透視画像３４および第４Ｘ線透視画像４４により生成された超解像画像Ｉｃである平均画像７４（７０）である。

（超解像画像の生成フロー）
次に、図１０～１３を参照して、Ｘ線透視画像ＩａよりもＸ方向およびＹ方向における解像度が高い超解像画像Ｉｃの生成フローを説明する。なお、超解像画像Ｉｃの生成に先立って、第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、第３位置Ｐ３および第４位置Ｐ４において、スキャン撮影が行われることにより、第１Ｘ線透視画像１０、第２Ｘ線透視画像２０、第３Ｘ線透視画像３０および第４Ｘ線透視画像４０が生成されているものとする。

まず、図１０に示すように、ステップ１１０において、画像処理部３ｂは、第１Ｘ線透視画像１０および第２Ｘ線透視画像２０に基づいてＸ方向に超解像処理を行った超解像画像Ｉｂを生成する。

具体的には、図１１に示すように、ステップ１１１において、画像処理部３ｂは、第１Ｘ線透視画像１０の画素Ｅ１を、第１Ｘ線透視画像１０と第２Ｘ線透視画像２０とを（Ｘ線の検出位置の）移動量に対応する分だけＸ方向にずらして重ねて表示した場合に、第２Ｘ線透視画像２０において画素Ｅ１に対してオーバラップする２つの画素Ｅ２の画素値に基づいて、Ｘ方向に分割して分割画像５１を生成する。

次に、ステップ１１２において、画像処理部３ｂは、第２Ｘ線透視画像２０の画素Ｅ２を、第１Ｘ線透視画像１０と第２Ｘ線透視画像２０とを（Ｘ線の検出位置の）移動量に対応する分だけＸ方向にずらして重ねて表示した場合に、第１Ｘ線透視画像１０において画素Ｅ２に対してオーバラップする２つの画素Ｅ１の画素値に基づいて、Ｘ方向に分割して分割画像５２を生成する。なお、ステップ１１１およびステップ１１２の順序は逆でもよい。

次に、ステップ１１３において、画像処理部３ｂは、分割画像５１および分割画像５２を、互いに対応する画素Ｅ同士で平均して平均画像６１（Ｘ方向において超解像処理が行われた超解像画像Ｉｂ）を生成する。

次に、図１０に示すように、ステップ１２０において、画像処理部３ｂは、第３Ｘ線透視画像３０および第４Ｘ線透視画像４０に基づいてＸ方向に超解像処理を行った超解像画像Ｉｂを生成する。なお、ステップ１１０およびステップ１２０の順序は逆でもよい。

具体的には、図１２に示すように、ステップ１２１において、画像処理部３ｂは、第３Ｘ線透視画像３０の画素Ｅ３を、第３Ｘ線透視画像３０と第４Ｘ線透視画像４０とを（Ｘ線の検出位置の）移動量に対応する分だけＸ方向にずらして重ねて表示した場合に、第４Ｘ線透視画像４０において画素Ｅ３に対してオーバラップする２つの画素Ｅ４の画素値に基づいて、Ｘ方向に分割して分割画像５３を生成する。

次に、ステップ１２２において、画像処理部３ｂは、第４Ｘ線透視画像４０の画素Ｅ４を、第３Ｘ線透視画像３０と第４Ｘ線透視画像４０とを（Ｘ線の検出位置の）移動量に対応する分だけＸ方向にずらして重ねて表示した場合に、第３Ｘ線透視画像３０において画素Ｅ４に対してオーバラップする２つの画素Ｅ３の画素値に基づいて、Ｘ方向に分割して分割画像５４を生成する。なお、ステップ１２１およびステップ１２２の順序は逆でもよい。

次に、ステップ１２３において、画像処理部３ｂは、分割画像５３および分割画像５４を、互いに対応する画素Ｅ同士で平均して平均画像６２（Ｘ方向において超解像処理が行われた超解像画像Ｉｂ）を生成する。

次に、図１０に示すように、ステップ１３０において、画像処理部３ｂは、（Ｘ方向において超解像処理が行われた超解像画像Ｉｂである）平均画像６１および平均画像６２に基づいて、さらにＹ方向に超解像処理を行った超解像画像Ｉｃを生成する。

具体的には、図１３に示すように、ステップ１３１において、画像処理部３ｂは、平均画像６１と平均画像６２とを（Ｘ線の検出位置の）移動量に対応する分だけＹ方向にずらして重ねて表示した場合に、平均画像６１の画素Ｅ６１を、平均画像６２において画素Ｅ６１に対してオーバラップする２つの画素Ｅ６２の画素値に基づいて、Ｙ方向に分割して分割画像５５を生成する。

次に、ステップ１３２において、画像処理部３ｂは、平均画像６１と平均画像６２とを（Ｘ線の検出位置の）移動量に対応する分だけＹ方向にずらして重ねて表示した場合に、平均画像６２の画素Ｅ６２を、平均画像６１において画素Ｅ６２に対してオーバラップする２つの画素Ｅ６１の画素値に基づいて、Ｙ方向に分割して分割画像５６を生成する。なお、ステップ１３１およびステップ１３２の順序は逆でもよい。

次に、ステップ１３３において、画像処理部３ｂは、分割画像５５および分割画像５６を、互いに対応する画素Ｅ同士で平均して平均画像７０（Ｘ方向およびＹ方向において超解像処理が行われた超解像画像Ｉｃ）を生成する。

（実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、画像処理部３ｂを、第１Ｘ線透視画像１０の画素Ｅ１の画素値を、第１Ｘ線透視画像１０と第２Ｘ線透視画像２０とを（Ｘ線の検出位置の）移動量に対応する分だけＸ方向にずらして重ねて表示した場合に、第２Ｘ線透視画像２０における画素Ｅ１に対してオーバラップする２つの画素Ｅ２の画素値に基づいてＸ方向に分割するＸ方向の分割処理を行った分割画像５０（分割画像５１）に基づいて、第１Ｘ線透視画像１０および第２Ｘ線透視画像２０よりもＸ方向における解像度が高い超解像画像Ｉｂを生成するように構成する。これにより、画素Ｅ１の画素値を、２つの画素Ｅ２の画素値に基づいて分割するだけの比較的単純な演算により、実際の画素値の分布を考慮して、Ｘ方向に分割することができる。すなわち、２つの画素Ｅ２の画素値に基づいて画素値を分割するだけの演算なので、従来の超解像処理で行っていた逐次的な演算や多数のパラメータを用いる必要がない。また、実際の画素値Ｅ２の分布を考慮して画素Ｅ１を分割するので、第１Ｘ線透視画像１０および第２Ｘ線透視画像２０よりも少なくともＸ方向における解像度が高いとともに一定の画質が確保された超解像画像Ｉｂを生成することができる。その結果、超解像画像Ｉｂを生成する際の計算時間が長くなるのを抑制するとともに一定の超解像効果（画質を低下させることなく解像度を高くする効果）を確保しながら、超解像画像Ｉｂを生成することができる。

また、本実施形態では、上記のように、画像処理部３ｂを、第１Ｘ線透視画像１０の画素Ｅ１の画素値を、第１Ｘ線透視画像１０と第２Ｘ線透視画像２０とを（Ｘ線の検出位置の）移動量に対応する分だけＸ方向にずらして重ねて表示した場合に、第２Ｘ線透視画像２０における画素Ｅ１に対してオーバラップする２つの画素Ｅ２の画素値およびオーバラップする面積比率に基づいて分割処理を行った分割画像５０（分割画像５１）に基づいて、超解像画像Ｉｂを生成するように構成する。これにより、画素Ｅ１を、画素Ｅ１に対してオーバラップする２つの画素Ｅ２の画素値に加えて、２つの画素Ｅ２のオーバラップする面積比率が考慮されているので、実際の画素値の分布をより精度よく考慮して、Ｘ方向に分割することができる。その結果、２つの画素Ｅ２のオーバラップする面積比率を考慮しない場合と比較して、第１Ｘ線透視画像１０および第２Ｘ線透視画像２０よりも少なくともＸ方向における解像度が高いとともにより画質の良い超解像画像Ｉｂを生成することができる。

また、本実施形態では、上記のように、画像処理部３ｂを、第１Ｘ線透視画像１０における画素Ｅ１の画素値を、第１Ｘ線透視画像１０と第２Ｘ線透視画像２０とを（Ｘ線の検出位置の）移動量に対応する分だけＸ方向にずらして重ねて表示した場合に、第２Ｘ線透視画像２０における画素Ｅ１に対してオーバラップする２つの画素Ｅ２の画素値に基づいて分割処理を行った分割画像５１と、第２Ｘ線透視画像２０における画素Ｅ２の画素値を、第１Ｘ線透視画像１０と第２Ｘ線透視画像２０とを（Ｘ線の検出位置の）移動量に対応する分だけＸ方向にずらして重ねて表示した場合に、第１Ｘ線透視画像１０における画素Ｅ２に対してオーバラップする２つの画素Ｅ１の画素値に基づいて分割処理を行った分割画像５２とに基づいて、超解像画像Ｉｂを生成するように構成する。これにより、分割画像５１または分割画像５２の一方のみを考慮して超解像画像Ｉｂを生成する場合と比較して、分割画像５１および分割画像５２の両方を考慮して超解像画像Ｉｂを生成することにより、Ｘ方向における画素値の分割の精度を向上することができる。その結果、分割画像５１または分割画像５２の一方のみを考慮して超解像画像Ｉｂを生成する場合と比較して、第１Ｘ線透視画像１０および第２Ｘ線透視画像２０よりも少なくともＸ方向における解像度が高いとともにより画質の良い超解像画像Ｉｂを生成することができる。

また、本実施形態では、上記のように、画像処理部３ｂを、分割画像５１と分割画像５２とを、互いに対応する画素Ｅにおいて平均した平均画像６１を生成することにより、超解像画像Ｉｂを生成するように構成する。これにより、平均画像６１を生成しない場合と比較して、分割画像５１と分割画像５２との間に生じる誤差を低減することができるので、Ｘ方向における画素値の分割の精度を容易に向上することができる。

また、本実施形態では、上記のように、検出器２は、第１位置Ｐ１および第２位置Ｐ２に加えて、第１位置Ｐ１および第２位置Ｐ２からそれぞれ１画素分よりも小さい移動量だけＸ方向に直交するＹ方向へ平行移動させた第３位置Ｐ３および第４位置Ｐ４とにおいて検出するように構成する。そして、画像処理部３ｂを、第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、第３位置Ｐ３および第４位置Ｐ４において検出されたＸ線に基づいて、それぞれ、第１Ｘ線透視画像１０、第２Ｘ線透視画像２０、第３Ｘ線透視画像３０および第４Ｘ線透視画像４０を生成するように構成する。また、画像処理部３ｂを、第１Ｘ線透視画像１０および第２Ｘ線透視画像２０に基づいてＸ方向の分割処理を行った分割画像５０（５１、５２）と、第３Ｘ線透視画像３０および第４Ｘ線透視画像４０に基づいてＸ方向の分割処理を行った分割画像５０（５３、５４）とに基づいて、Ｘ方向における分割処理と同様の処理をＹ方向に対して行うことにより、第１Ｘ線透視画像１０、第２Ｘ線透視画像２０、第３Ｘ線透視画像３０および第４Ｘ線透視画像４０よりもＸ方向およびＹ方向における解像度が高い超解像画像Ｉｃを生成するように構成する。これにより、Ｘ方向に加えてＹ方向においても解像度が高いとともに一定の画質が確保された超解像画像Ｉｃを生成することができるので、Ｘ方向のみにおいて解像度が高い場合と比較して、Ｘ方向とＹ方向とにおいて、解像度の程度に偏りのない超解像画像Ｉｃを生成することができる。また、一般的な表示装置における画素Ｅは、マトリクス状に配列された検出素子２ａの行方向（Ｘ方向）および列方向（Ｙ方向）におけるサイズが等しいので、Ｘ方向とＹ方向との解像度が異なる場合のように、Ｘ方向とＹ方向とにおける画素サイズを調整する画像の補間処理等の超解像画像Ｉｃを表示装置（図示しない）に表示させるための後工程を簡略化することができる。

また、本実施形態では、上記のように、画像処理部３ｂを、第１Ｘ線透視画像１０と第２Ｘ線透視画像２０とを（Ｘ線の検出位置の）移動量に対応する分だけＸ方向にずらして重ねて表示した場合に、第２Ｘ線透視画像２０の端部において、第１Ｘ線透視画像１０の画素Ｅ１に対してオーバラップする画素Ｅ２が１つしかない場合には、オーバラップする１つの画素Ｅ２の画素値に基づいて、もう１つのオーバラップする画素Ｅ２を仮想的に生成するように構成する。これにより、もう１つのオーバラップする画素Ｅを仮想的に生成することにより、第１Ｘ線透視画像１０の端部に位置する画素Ｅ１に対してオーバラップする画素Ｅ２が１つしかない場合でも、画素Ｅ１を分割する演算を確実に行うことができる。また、画像処理部３ｂを、第１Ｘ線透視画像１０の端部において、第２Ｘ線透視画像２０の画素Ｅ２に対してオーバラップする画素Ｅ１が１つしかない場合には、オーバラップする１つの画素Ｅ１の画素値に基づいて、もう１つのオーバラップする画素Ｅ１を仮想的に生成するように構成する。これにより、もう１つのオーバラップする画素Ｅ１を仮想的に生成することにより、第２Ｘ線透視画像２０の端部に位置する画素Ｅ２に対してオーバラップする画素Ｅ１が１つしかない場合でも、画素Ｅ２をＸ方向に分割する演算を確実に行うことができる。

また、本実施形態では、上記のように、検出器２を、Ｘ線源１から照射されたＸ線を、第１位置Ｐ１（第３位置Ｐ３）と、第１位置Ｐ１（第３位置Ｐ３）から１画素Ｅａ分（の長さＬ４）の半分の長さＬ５分だけＸ方向へ平行移動させた第２位置Ｐ２（第４位置Ｐ４）とにおいて検出するように構成する。これにより、２つの画素Ｅ２（画素Ｅ４）のオーバラップする面積比率が等しくなる（１対１になる）ので、画素Ｅ１（画素Ｅ３）の画素値を、画素Ｅ１（画素Ｅ３）に対してオーバラップする２つの画素Ｅ２（画素Ｅ４）の画素値自体の比率により、Ｘ方向に分割することができる。その結果、２つの画素Ｅ２（画素Ｅ４）のオーバラップする面積比率を２分割以外の比率に分割する場合と比較して、分割処理における演算を簡略化することができるので、超解像画像Ｉｂを生成する際の計算時間が長くなるのをより抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、検出器２を、Ｘ線源１から照射されたＸ線をＸ方向を回転軸として回転しながら複数の方向から検出する検出動作と、Ｘ方向への平行移動とを、交互に繰り返し行うことにより、断層撮影を行うように構成する。これにより、ノンヘリカルスキャン型の断層撮影を行うＸ線撮影装置１００において、超解像画像Ｉｂを生成する際の計算時間が長くなるのを抑制するとともに一定の超解像効果を確保しながら超解像画像Ｉｂ、Ｉｃを生成することができる。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、画像処理部３ｂを、仮想的な画素Ｅを、隣接する画素Ｅの画素値と等しい画素値となるように生成するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、画像処理部を、仮想的な画素の画素値を、隣接する画素と異なる画素値となるように生成するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、Ｘ線の検出位置を、１画素Ｅａ分の長さＬ４の半分の長さＬ５分だけ平行移動させるとともに、画像処理部３ｂを、第１Ｘ線透視画像１０（第３Ｘ線透視画像３０）と第２Ｘ線透視画像２０（第４Ｘ線透視画像４０）とを（Ｘ線の検出位置の）移動量に対応する分だけＸ方向にずらして重ねて表示した場合に、第１Ｘ線透視画像１０（第３Ｘ線透視画像３０）の画素Ｅ１（画素Ｅ３）の画素値を、第２Ｘ線透視画像２０（第４Ｘ線透視画像４０）における画素Ｅ１（画素Ｅ３）に対してそれぞれ半分ずつがオーバラップする２つの画素Ｅ２（画素Ｅ４）の画素値に基づいて半分に分割するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、Ｘ線の検出位置を、１画素分の長さの半分よりも長い長さ分だけ平行移動させるように構成してもよいし、１画素分の長さの半分よりも短い長さ分だけ平行移動させるように構成してもよい。この場合、画像処理部を、「（特許請求の範囲の）第１画像」の「（特許請求の範囲の）第１画素」の画素値を、「（特許請求の範囲の）第２画像」における「第１画素」に対してオーバラップする２つの「（特許請求の範囲の）第２画素」の画素値およびオーバラップする面積比率に基づいて分割処理を行って分割画像を生成するように構成すればよい。

また、上記実施形態では、画像処理部３ｂを、Ｘ方向またはＹ方向のいずれかに平行移動させた位置において検出されたＸ線に基づくＸ線透視画像Ｉａ同士を分割して、分割画像５０を生成するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、画像処理部を、Ｘ方向およびＹ方向のいずれにも平行移動（Ｘ方向およびＹ方向に対して斜めに平行移動）させた位置において検出されたＸ線に基づくＸ線透視画像同士を分割して、分割画像を生成するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、画像処理部３ｂを、２つの分割画像５０を互いに対応する画素Ｅにおいて平均した平均画像６０を生成することにより、超解像画像Ｉｂを生成するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、画像処理部を、１つの分割画像自体を超解像画像として処理するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、Ｘ線撮影装置１００を、超解像画像Ｉｃの生成に先立って、第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、第３位置Ｐ３および第４位置Ｐ４において、スキャン撮影が行われることにより、第１Ｘ線透視画像１０、第２Ｘ線透視画像２０、第３Ｘ線透視画像３０および第４Ｘ線透視画像４０が生成されているものとして構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、一の超解像画像の生成に必要なＸ線透視画像が生成された時点で、他の超解像画像の生成に必要なＸ線透視画像が生成される前に、一の超解像画像の生成を開始するように構成してもよい。たとえば、上記実施形態の例に当てはめると、第１Ｘ線透視画像１０および第２Ｘ線透視画像２０が生成された時点で、第３Ｘ線透視画像３０および第４Ｘ線透視画像４０が生成されていない場合でも、第１Ｘ線透視画像１０および第２Ｘ線透視画像２０に基づいてＸ方向に超解像処理を行った超解像画像Ｉｂの生成を開始してもよい。

また、上記実施形態では、画像処理部３ｂを、２つのＸ線透視画像Ｉａに基づいて、超解像画像Ｉｂを生成するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、画像処理部を、３つ以上のＸ線透視画像に基づいて、超解像画像を生成するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、画像処理部３ｂを、Ｘ方向およびＹ方向において超解像処理が行われた超解像画像Ｉｃを再構成して、再構成画像７０ｘを生成するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、画像処理部を、Ｘ方向またはＹ方向のいずれかのみにおいて超解像処理が行われた超解像画像を再構成して、再構成画像を生成するように構成してもよい。この場合、超解像処理を行わない方向における、Ｘ線の検出位置が異なるＸ線透視画像が不要となる。

また、上記実施形態では、ノンヘリカルスキャン型の断層撮影を行うＸ線撮影装置１００において、超解像画像Ｉｂ、Ｉｃを生成するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、（螺旋状に動作する）ヘリカルスキャン型の断層撮影を行うＸ線撮影装置において、超解像画像を生成するように構成してもよい。また、断層撮影を行わないＸ線撮影装置において、超解像画像を生成するように構成してもよい。

１Ｘ線源
２検出器
３ｂ画像処理部
５検出器移動機構（移動機構）
１０（１１、１２、１３、１４）第１Ｘ線透視画像（第１画像）
２０（２１、２２、２３、２４）第２Ｘ線透視画像（第２画像）
３０（３１、３２、３３、３４）第３Ｘ線透視画像（第３画像）
４０（４１、４２、４３、４４）第４Ｘ線透視画像（第４画像）
５０分割画像
５１、５３分割画像（第１分割画像）
５２、５４分割画像（第２分割画像）
６０（６１、６２）平均画像
９０回転軸
１００Ｘ線撮影装置
Ｅ（Ｅａ、Ｅｂ、Ｅｃ）画素
Ｅ１、Ｅ３画素（第１画素）
Ｅ２、Ｅ４画素（第２画素）
Ｉｂ、Ｉｃ超解像画像
Ｐ１第１位置
Ｐ２第２位置
Ｐ３第３位置
Ｐ４第４位置

Claims

Ｘ線源と、
前記Ｘ線源から照射されたＸ線を、第１位置と、前記第１位置から１画素分よりも小さい移動量だけ第１方向へ平行移動させた第２位置とにおいて検出する検出器と、
前記第１位置において検出されたＸ線に基づいて第１画像を生成するとともに、前記第２位置において検出されたＸ線に基づいて第２画像を生成する画像処理部と、
前記検出器によるＸ線の検出位置を、前記第１位置と前記第２位置との間で移動させる移動機構と、
を備え、
前記画像処理部は、前記第１画像および前記第２画像の一方の第１画素の画素値を、前記第１画像と前記第２画像とを前記移動量に対応する分だけ前記第１方向にずらして重ねて表示した場合に、前記第１画像および前記第２画像の他方における前記第１画素に対してオーバラップする２つの画素の画素値に基づいて、前記第１方向に分割する前記第１方向の分割処理を行った分割画像に基づいて、前記第１画像および前記第２画像よりも前記第１方向における解像度が高い超解像画像を生成するように構成されている、Ｘ線撮影装置。
前記画像処理部は、前記第１画像および前記第２画像の一方の前記第１画素の画素値を、前記第１画像と前記第２画像とを前記移動量に対応する分だけ前記第１方向にずらして重ねて表示した場合に、前記第１画像および前記第２画像の他方における前記第１画素に対してオーバラップする２つの画素の画素値およびオーバラップする面積比率に基づいて前記分割処理を行った前記分割画像に基づいて、前記超解像画像を生成するように構成されている、請求項１に記載のＸ線撮影装置。
前記画像処理部は、前記第１画像における前記第１画素の画素値を、前記第１画像と前記第２画像とを前記移動量に対応する分だけ前記第１方向にずらして重ねて表示した場合に、前記第２画像における前記第１画素に対してオーバラップする２つの画素の画素値に基づいて前記分割処理を行った第１分割画像と、前記第２画像における第２画素の画素値を、前記第１画像と前記第２画像とを前記移動量に対応する分だけ前記第１方向にずらして重ねて表示した場合に、前記第１画像における前記第２画素に対してオーバラップする２つの画素の画素値に基づいて前記分割処理を行った第２分割画像とに基づいて、前記超解像画像を生成するように構成されている、請求項１または２に記載のＸ線撮影装置。
前記画像処理部は、前記第１分割画像と前記第２分割画像とを、互いに対応する画素において平均した平均画像を生成することにより、前記超解像画像を生成するように構成されている、請求項３に記載のＸ線撮影装置。
前記検出器は、前記第１位置および前記第２位置に加えて、前記第１位置および前記第２位置からそれぞれ１画素分よりも小さい前記移動量だけ前記第１方向に直交する第２方向へ平行移動させた第３位置および第４位置とにおいて検出するように構成されており、
前記画像処理部は、前記第１位置、前記第２位置、前記第３位置および前記第４位置において検出されたＸ線に基づいて、それぞれ、前記第１画像、前記第２画像、第３画像および第４画像を生成するとともに、前記第１画像および前記第２画像に基づいて前記第１方向の前記分割処理を行った前記分割画像と、前記第３画像および前記第４画像に基づいて前記第１方向の前記分割処理を行った前記分割画像とに基づいて、前記第１方向における前記分割処理と同様の処理を前記第２方向に対して行うことにより、前記第１画像、前記第２画像、前記第３画像および前記第４画像よりも前記第１方向および前記第２方向における解像度が高い前記超解像画像を生成するように構成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
前記画像処理部は、前記第１画像または前記第２画像の他方の端部において、前記第１画像と前記第２画像とを前記移動量に対応する分だけ前記第１方向にずらして重ねて表示した場合に、前記第１画像および前記第２画像の一方の前記第１画素に対してオーバラップする画素が１つしかない場合には、前記オーバラップする１つの画素の画素値に基づいて、もう１つの前記オーバラップする画素を仮想的に生成するように構成されている、請求項１～５のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
前記検出器は、前記Ｘ線源から照射されたＸ線を、前記第１位置と、前記第１位置から１画素分の半分の長さ分だけ前記第１方向へ平行移動させた前記第２位置とにおいて検出するように構成されている、請求項２に記載のＸ線撮影装置。
前記検出器は、前記Ｘ線源から照射されたＸ線を、第３方向を回転軸として回転しながら複数の方向から検出する検出動作と、前記第３方向への平行移動とを、交互に繰り返し行うことにより、断層撮影を行うように構成されている、請求項１～７のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。