JPH10133309A - 記録部材における放射線画像の欠陥を補正する方法 - Google Patents
記録部材における放射線画像の欠陥を補正する方法Info
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Abstract
陥を、補正する。 【解決手段】 キャリブレーションマトリックスの値
は、各ピクセルにおいて、記録部材が平坦場露光を受け
た時、ピクセルにおいて有効に獲得された値と、ピクセ
ルにおいて予期される値の偏差を表現する。ピクセルに
おける予期値を決定する。オーバーレイ画像が、記録部
材に対して生成され、局所欠陥が明視化される。
Description
る。発明は、さらに具体的には、放射線画像を格納する
ための記録部材における任意の形式及び大きさの欠陥の
検出及び位置付けに関する。発明は、さらに、放射線画
像におけるそのような欠陥の補正に関する。
において、医学用画像のディジタル表現を与える非常に
多様な画像取得技術が、開発された。そのような技術の
中で、コンピュータ連動断層撮影、核磁気共鳴、超音
波、CCDセンサ又はビデオカメラを用いた放射線画像
の検出、放射線フィルム走査、セレニウムを用いる技
術、及び薄膜トランジスタ等の読出しシステムがある。
如く)露出物体によって透過されたX線は、光刺激性蛍
光面において格納される。そのような光刺激性蛍光面
は、例えば、ユーロピウム活性バリウムフルオロハライ
ドと結合剤等の蛍光体を含む光刺激性発光材料の層を具
備する。蛍光体は、X線によって励起状態に付勢され、
第1波長範囲内の光により刺激され、基底状態に戻り、
第2波長範囲内の光を放射するという特性を有する。刺
戟放射線は、放射光線とは異なった波長を有するように
配置される。放射線画像がユーロピウム活性バリウムフ
ルオロハライド蛍光体を具備する画面において格納され
る特定例に関して、刺戟光は、600〜700nmの範
囲内に位置し、そして放射光線は、350〜450nm
の範囲内に.位置する。
めに、画像は、刺戟光で二次元的に走査する走査ステー
ションを通って搬送される。この目的のために、蛍光体
の刺戟波長範囲内の波長の光ビ―ムは、第1方向(主走
査方向と言う)において画面を走査するために偏向され
るが、それは、主走査方向に垂直な第2方向において搬
送される。
を通って光電子増倍管の如く光電気変換器へ案内され、
放射光線を対応するアナログ電気信号へ変換する。この
アナログ電気信号は、それから、A/Dコンバ―タを用
いてディジタル画像信号へ変換される。
を通して取得されたディジタル画像表現、又は他の種類
の検出器及び/又は画像取得システムによって取得され
たディジタル画像表現は、常に、或る程度の雑音を含
む。
情報を医師に提示し、診断を行うためのシステムが開発
された、医学用画像形成の分野において、画像における
すべての画像欠陥は、関連信号成分に干渉し、それ自
体、診断に影響を及ぼすかもしてないために、検出及び
通知されることは、極めて重要である。
ジタル画像表現における欠陥の検出を取り扱う。さらに
具体的には、本発明は、上記の読出しプロセスにより読
み出される光刺激性蛍光面において格納された放射線画
像における欠陥を取り扱う。刺激性蛍光体における欠陥
は、幾つかの原因から起こる。本発明の文脈において、
これらの欠陥は、3つのクラスに分類される。即ち、
(1)蛍光面の成型プロセスにおける微粒不純物から、
又は続く使用中のほこりから生ずる点欠陥。点欠陥の空
間次元は、両主画像次元に関して小さく、それらのグレ
ー値振幅は、症例による程度において結像鎖雑音振幅を
超える。(2)生産工程中のよごれ又は使用中の機械的
摩耗から生ずる線状又は曲線状欠陥。これら欠陥のクラ
スは、さらに、(a)限定的ではないが、機械的ローラ
によって生ずるような純粋な線欠陥、(b)例えば、取
り扱いと損傷によるひっかき、(c)任意の種類の1次
元ひずみプロセスによる曲線状欠陥、に細分される。線
欠陥のこれらのサブクラスのすべては、横寸法に関する
欠陥の軸に沿った長さの大きな比率を有する。振幅は、
広く変化し、(例えば、よごれにより生ずる如く)最も
弱い振幅は、許容されないと考えられる。(3)例え
ば、生産における成型プロセス又は使用中の湿気から発
生する諸点の如く領域欠陥と大域不純物。この欠陥クラ
スは、主画像軸における次元を示す。欠陥源のさらに他
の原因も考えられるが、合成欠陥の形状は、点、線又は
領域欠陥として分類される。上記の欠陥クラスのすべて
によって共有される共通な特性は、作製時においてすで
に存在し、又は結像板の使用中に生ずることである。こ
の事実は、板の寿命の規則正しい間隔において、(新し
く)現われた欠陥の存在を検出するために、結像板の周
期的点検を必要とする。
正処置は、少なくとも生産段階において指示され、特
に、マモグラフィーの如く発症領域での使用中、動機付
けられる。上記の欠陥の存在に関する結像板の全設置基
体の規則正しい遮蔽は、不可欠である。この種類の品質
管理は、一般に、外観検査として公知である。しかし、
検査官は、主観的な知覚と査定におちいりやすい。その
上、ほこり、小さなひっかきと大域不純物の如く、微細
な異常の存在は、ほとんど検出可能ではなく、又は気付
かれないままでいる。しかし、これらの欠陥は、ディジ
タル画像において明確に可視な印影を残し、放射線専門
医による正しい診断を厳しくそこなう。ほこりとひっか
きは、多分、デジタル化された又はディジタル乳房X線
像における潜在的な微石灰化と混乱される。マモグラフ
ィーは、利用可能な最高画像品質標準を必要とする典型
的な応用領域である。コンピュータ化検査によるこれら
の欠陥に対する自動検出方法の開発をめざす研究分野
は、一般に、自動外観検査として公知である。
尺度に応じた非許容欠陥による結像板の完全な拒否、
(2)特別な注意を必要とする区域の通知及び指示によ
る結像板の限界受入れ、又は(3)画像板の受入れ、の
いずれかである。
eijden、Image based measur
ement systems、Wiley、1994、
において提示された如く、ディジタル画像処理における
十分に開発された分野である。しかし、フィルム検査と
蛍光体結像板検査の高度に専門化された領域に適用でき
る方法については、文献においてほとんど言及されてい
ない。P.Dewaele et al.、An ap
plication of the Lilysoft
ware package to defect in
spection in unexposed rad
iographic film,Proc.of th
e SPIE,The Sixth Meeting
inIsrael on Optical Engin
eering,Vol.1038,Dec.1988に
おいて、縁及びレベル尺度に基づいた純粋な1次元技術
が、放射線フィルムの高速オンライン検査に対して開発
された。しかし、それらは、前進方向のみにおいて線欠
陥を仮定する。蛍光板の自動検査は、ずっと多様な欠陥
幾何学に対処しなければならず、2次元技術の使用を必
要とする。現在、蛍光体結像板の検査は、生産バッチの
代表標本において、手動で行われる。しかし、前記の恩
恵を考えると、自動検査は、非常に望ましい。
納された記録部材の点、線及び領域欠陥を検出し、位置
をつきとめ、重大度を評価し、欠陥の支持領域を画定
し、これらの欠陥に対して実放射線画像を補正する方法
を提供することである。
必要とする、記録部材における欠陥区域を示す付随オー
バーレイ画像を提供し、ピクセル毎ベースにおいて登録
された実画像を補正ための補正率を供給する2次元キャ
リブレ−ションマトリックスを提供することである。
かになるであろう。
材において格納された放射線画像の記録部材欠陥を修正
する方法において、 − 該記録部材における各ピクセルに対して、ピクセル
において有効に獲得された値の偏差を表現する補正値
と、該記録媒体が平坦場露光にさらされ、続いて、校正
された読出しシステムによって読み出された時予期され
る値とを具備するキャリブレ−ションマトリックスを記
録部材に対して生成することと、 − 校正された読出しシステムを用いて画像を読み取る
ことにより、放射線画像のディジタル信号表現を生成す
ることと、 − 該キャリブレ−ションマトリックスの対応する値を
ピクセルに適用することにより、該放射線画像の各ピク
セルを修正することとを具備する方法によって達成され
る。
如く生成される。
光される。
納された画像が、校正された読出しシステムで読出され
る(その結果、読出し部材における欠陥から生じない読
出し信号における影響は、除去される。) − 次に、平坦場画像のピクセル値が、平均化され、平
均値μRを発生する。
R(i,j)が、下記の方法の一つによって計算され
る。
クスの値が、放射線画像のピクセル値がキャリブレ−シ
ョンマトリックスの対応する値をピクセル値に加算する
ことにより修正される加法の場合においてμR−g
R(i,j)として、又は放射線画像のピクセル値がキ
ャリブレ−ションマトリックスの対応する値を放射線画
像のピクセル値に掛け算することにより修正される掛け
算の場合においてμR/gR(i,j)として計算され
る。
と、特に、背景画像の発生のための代替的方法は、より
詳細に以下で説明される。
は、X線、γ線等の任意の種類の透過性放射線を言う。
画像、例えば、X線像が一時的又は限定的に格納される
部材である。種々の形式の記録媒体も使用される。再使
用可能な記録部材の一つの例は、光刺激性蛍光面であ
る。再使用不能な部材の例は、放射線フィルムである。
種々の画面フィルム組合せの如く、さらに他のものも考
えられる。
た読出しシステムを使用する時、理想的に、欠陥のない
記録部材の各ピクセルにおいて、同一値が読み出される
如く、透過性放射線への記録部材の一様な露光を意味す
る。
構成部分自体から起こる読出し信号における非一様性に
対して補正されたシステムである。そのような非一様性
の原因は、例えば、光電気変換器へ光を指向させるため
の手段に帰する。これらの現象は、適切な補正方法の例
とともに、例えば、US特許4、885、467と研究
開示N352、ページ484〜485(1993)等
の、技術文献において広範に記載された。
スターに入れられる実画像とキャリブレ−ションマトリ
ックスにおける対応する要素を言う。
参照してより詳細に説明される。本発明の方法は、一般
に、図2を参照して説明される。放射線画像のディジタ
ル信号表現の取得に関する部分は、放射線画像が光刺激
性蛍光面において格納された特定例に対して図1におい
て例証される。
納するために物体を通過するX線の如く放射線に露出さ
れた後、それは、図1に示された読出しステーションへ
送られる。633nmの波長を有するレーザー光線3
は、ヘリウムネオンレーザー源2から放射され、検流計
鏡8の方に指向される。駆動手段6は、検流計鏡を、三
角波パターンにおいて往復運動させる。回転円板セグメ
ント5を含むチョッパ4は、検流計帰線段階中、レーザ
ービーム光路を円板セグメントで遮ることができるよう
に位置付けられる。
ー光線集束装置は、蛍光体シートにおけるビームの走査
中一様なビーム径を保証し、そしてまた、往復する鏡8
の一様な角速度8が、一様な直線速度において蛍光体シ
ートを横断するレーザ点を生ずることを保証する。レー
ザー光線3は、検流計鏡8と平面反射鏡9によって蛍光
体シート1の上に一次元的に偏向される。不図示の輸送
手段は、矢印11の方向においてシートを搬送するため
に設けられ、一様な方式で全シートを走査可能にする。
走査線に接近して、その背後に、蛍光体シート1から放
射された光を収容するが、レーザー光線3への直接の露
出から遮蔽された光案内12が、位置付けられる。光案
内12は、出力端において結束された個別オプチカルフ
ァイバ―から成る。光案内の出力端は、注がれる光度に
より電気信号を生成する光検出器13に隣接して位置付
けられる。
力信号を、チョッパ4と検流計鏡ドライブ6を制御する
ために役立つコンピュータ20に通過させるために作成
され、出力信号において本発明の方法並びに他の種類の
画像処理技術を実施する。コンピュータの出力は、さら
に、VDUスクリーンの如く、ディスプレー装置21に
結合される。代替的又は付加的に、コンピュータ20の
出力は、画像の永久レコードを生成するために使用され
る。出力はまた、オフライン処理のためのワークステー
ション及び/又はアーカイブステーション等(不図示)
に送られる。
出し信号は、平方根増幅器30に送られ、増幅される。
それから、それは、サンプル及びホ―ルド回路31によ
って標本され、アナログ対ディジタルコンバータ32を
用いて、12ビット信号へ変換される。
て決定された適切な補正値を各ピクセル値に掛け算する
ことにより、読出し信号に適用される。
イッチ33を経由して、補正値が本発明の方法により計
算される補正部34、又は読出し信号がこれら補正値を
用いて補正される雑音除去部36のいずれかに送信され
た。
である。
った(る 2)を行う、読出し装置において使用された各画
面が、(患者又はX線変調物体の不在において)一様な
平坦場露光を受けた。
ために読出し装置へ連続的に送られた。
トにおいて設けた電子メモリ(EEPROM)において
記憶された識別情報を読み取ることにより行われた。画
像読出しは、上記の方法に続いて行われた。
れ、標本され、上記の如くディジタル信号へ変換され
た。ディジタル信号は、それから、スイッチ33を経由
して、補正値計算回路34へ適用され、ここで、画面の
各個別ピクセルに対して、対応する補正値が、以下で広
範に説明される如く、計算された。
リックスと呼ばれる、画面における各ピクセルに対する
補正値のマトリックスが、関連した識別項目と共に、メ
モリ35において記憶された。典型的に、約30の異な
る光刺激性蛍光面が、単一の読出し装置において使用さ
れる。この手順は、読出し装置において使用されるあら
ゆる光刺激性蛍光面に対して実施された。
る代わりに、放射線画像への記録部材の各露光前に、キ
ャリブレ−ションマトリックスを決定する手順を行うこ
とができる。極めて正確であるが、この手順は、非常に
時間を浪費する。
石灰化の混乱が容易に発生するマモグラフィーの如く、
特定の検査形式に対して使用されるこれらの光刺激性蛍
光面にのみ、本発明による手順を実行することが可能で
ある。これは、診断において有害な影響を有する。
された(患者又は物体の)放射線画像が、識別され、読
み出され、そして放射線画像を表現するディジタル画像
信号は、スイッチ33を経由して、補正回路36へ送ら
れた。雑音除去回路は、それから、識別画面に属する補
正値をメモリ35から検索し、読出しピクセル値の対応
する補正値による掛け算又は加算により、補正を実行す
る。
れ、ここで、さらに、周波数及び階調処理等の各種の処
理を受ける。これらの方法は、本出願の文脈外になる。
出力装置38(ハードコピー記録器、ディスプレー装置
等)において生成される。
た局所欠陥は、回路34において浮動しきい値Tでしき
い化される(図4と図5を参照)。このしきい化動作の
結果は、メモリ35において記憶され、識別された光刺
激性蛍光面において記憶された実画像が補正される時点
において検索されるディジタルオーバーレイ画像(ビッ
トマップ画像)である。ディジタルオーバーレイ画像
は、着色域又は輪郭として欠陥領域を表現するオーバー
レイ画像の生産のために、ハードコピー記録器38に適
用される。オーバーレイ画像は、実X線画像のハードコ
ピー又はソフトコピーにおいて放射線専門医によって重
ね合わされ、その結果、専門医は、そのような局所欠陥
の位置を通知され、診断に関して関連した要素とこれら
の欠陥を混乱することはない。
特性付け及び分類回路39に適用され、この場合、欠陥
は、詳細に後述される如く、多数の特性に応じて分類さ
れる。このようにして、記録部材の品質報告が、創成さ
れ、出力される。この報告に基づいて、記録部材の承諾
又は却下が、判定される。
は、より詳細に以下で説明される。まず、多数の手順
が、キャリブレ−ションマトリックスを生成するために
使用された背景画像gR(i,j)を計算するために説
明される。
的に、雑音を重ね合わせた定数であることを予期され
る。雑音は、X線露光量によるポアソン分布量子雑音
と、X線露光量から独立した一定の構造的雑音から成
る。適度の露光量において、第1雑音源が支配し、それ
に続く平方根圧縮によって、予報可能な標準偏差を有す
る独立付加ガウス雑音としてモデル化される。信号は、
こうして、理想的に、信号独立付加雑音を有する空間的
に一定の平均値から成る。
様な欠陥源により歪められる。図3は、平坦場露光を受
けた刺戟された蛍光体の典型的な走査線を描写する。定
数とは対照的に、それは、雑音に浸されたゆっくり変化
する背景を示す。無欠陥部材は、背景寛容度を表現する
解析又は離散関数を導出することを特徴とする。
に検査された。それらは、解析又は経験的な性質である
が、一般に、レベル基準方法であり、レベル基準欠陥検
出を伴う。続篇は、これらの方法を簡単に記載する。
実現が、Press.W.H.et al.、Nume
rical Recipes in C、2nd Ed
ition、Cambridge Universit
y Press、1992、Chapter 15:M
odeling of Dataにおいて提示された如
く、利用可能である。回帰は、グレー値の2次元アレイ
の場合に、N=K.Lデータ点が、M個の調整パラメー
タaj、j=1..Mを有するモデルに当てはめられる
方法である。修飾子「大域的」とは、データの空間範囲
が、全画像を覆うことを意味する。即ち、KとLは、画
像次元を表記する。最小にされた誤差は、最小自乗誤差
である。
z(i、j;a1..aM)は、独立及び従属変数の間の
関数関係を示し、そしてσi,jは、zi,jにおける測定
誤差の標準偏差である。最小自乗当てはめは、σi,jが
定数である時、当てはめパラメータの最尤推定である。
この最尤推定は、σi,jが非一定であり、各グレー値に
対して供給される時、カイ二乗当てはめに相当する。パ
ラメータakに関して導関数を取ることにより、カイ二
乗最小において成り立たなければならない方程式が獲得
される。
るM個の非線形方程式のセットである。
jのM個の特定関数の一次結合である時、数学的により
扱いやすくなる。この種類の回帰は、一般線形最小自乗
と呼ばれ、次のモデル形式を有する。
ZM(i,j)は、任意の固定関数(多分、空間座標
x、yの非線形関数)である。計算は、さらに、ランダ
ム数ジェネレータを使用して、もしくは、例えば、H.
Press et al.、Numerical Re
cipes in C、Cambridge Univ
ersity Press、1992、Chapter
7:Random Numbersにおいて導入され
たSobolのシ−ケンスの如く、準ランダム数ジェネ
レータによって、画像面におけるデータ点の総数の一部
を無作為に標本することにより、かなり加速された。
用して、試験された。他の適切な基本関数が、最小自乗
当てはめの一般的原理からはずれることなく、使用され
ることは、容易に考えられる。実施例として、限定され
ないが、指数4までの多項式は、次の形式を有する。
るための一層の洗練において、背景グレー値変動のモデ
ルは、純粋な1次元の場合に簡易化され、これにより、
各走査線は、次数M−1の多項式としてモデル化され
る。
標の線形又は非線形関数である。
イン当てはめ この画像は、第3座標として輝度値を使用することによ
り、表面として考えられる。表面は、非常に複雑であ
り、大域的回帰によって計算される如く、画像のドメイ
ンについて単一の方程式によって記述できず、このた
め、区分的近似の必要が生じる。そのような区分的表現
は、T.Pavlidis、Algorithms f
or graphics and image pro
cessing、Computer Science
Press、1982、Chapter 11 Cur
ve fitting with splines、C
hapter 12 Approximation o
f curves and Chapter 13 S
urface fittingにおいて提示された如
く、スプラインによって提供される。表現の性質によ
り、スプラインは、固定ノット又は可変ノットを有する
補間又は近似に細分される。等サイズ(200×200
ピクセル)のタイルへ画像を細分すると、当てはめ問題
は、固定ノットを有する近似スプラインのクラスに属す
る。高局所変動の領域におけるノット数の増大は、欠陥
を表現するかもしれないために、望ましくないことか
ら、ノット(又は制御点)は、ここでは固定して保持さ
れる。以後使用された個々の方法と対照的に、解析表現
は、次の定義されるキャリブレ−ションマトリックスの
ずっと小形の記憶を可能にする。各ピクセルに対する個
別加算又は掛け算補正係数を記憶する代わりに、近似ス
プラインの係数が、記憶される。実背景値は、画像を処
理する時点において再構成される。必要な記憶容量とス
プライン当てはめのために要求された計算時間は、大域
回帰方法のそれらより大きいが、スプラインによって提
供された恩恵は、それらが背景変動を正確にモデル化す
ることである。計算は、連続する1次元走査線プロフィ
ルに対して近似スプラインを計算することにより、代案
実現において加速された。
の一次結合として背景を表示する。個別表現は、背景変
動の性質に関する先行の知識は、必要とされず、そのた
め、それらは、ずっと複雑な変動を取り扱うという利点
を提示する。これに反して、各キャリブレ−ションマト
リックスに対して必要とされた記憶容量は、ピクセル数
に比例する。グレー値表面の局所離散的近似は、適切な
大きさの平滑核で平滑化することにより獲得される。平
滑核の係数値は、公開文献において文書化され、一般
に、一定の係数を有するボックスフィルター、もしく
は、W.K.Pratt、Digital Image
Processing、2nd ed.、Wiley
Interscienceのガウス分布から導出され
た係数を有するフィルターを表現する。これらの核は、
分離可能であり、連続水平及び垂直重畳によって獲得さ
れる。ボックスフィルターは、前平滑値と方向及びピク
セル当り一つの加算と一つの引算を用いて再帰的な方法
で実現されるという付加特性を有する。平滑フィルター
は、畳み込みであり、フーリエドメインにおける核の伝
達関数との掛け算によって獲得される。
1)核を有する2次元畳み込み
して、
ス平滑化実現
背景決定 離散格子における局所及び大域的ひずみモデル化に対す
る共通な枠組は、EP0 527 525において開示
された如く、ピラミッド分解及び再構成によって獲得さ
れる。分解プロセスの好ましい実施態様が、図6におい
て描写される。原画像z(i、j)は、低域フィルター
41を用いて、濾過され、2の因子によって副標本さ
れ、各交互行の一つおきのピクセル位置において合成低
解像度近似画像g1を計算することにより実現される。
最微細レベルにおける詳細画像r0は、行及び列数の2
倍化で低解像度近似g1を補間し、原画像zから補間画
像をピクセル毎に控除することにより獲得される。補間
は、補間回路42によって実施され、零値の列を一つお
きに挿入し、零値の行を一つおきに挿入し、次に、低域
フィルターと拡張画像を畳み込む。引算は、加算器43
によって行われる。同一プロセスは、原画像zの代わり
に、低解像度近似g1において反復され、さらに低い解
像度g2と詳細画像r1の近似を生ずる。一連の詳細画像
ri、i=0..L−1と低解像度近似gLは、上記のプ
ロセスL回繰り返すことにより獲得される。最微細な詳
細画像r0は、原画像と同一サイズを有する。次に粗い
詳細画像r1は、第1詳細画像r0の半数の行及び列を有
する。反復の各段階において、合成詳細画像の最大空間
周波数は、前微細詳細画像の半分であり、そしてまた、
行及び列数は、ナイキスト判別法に従い、半減される。
最終反復後に、画像gLが残され、原画像の非常に低い
解像度近似であると考えられる。極端な場合において、
それは、原画像zの平均値を表現するただ一つのピクセ
ルから成る。好ましい実施態様の低域フィルターのフィ
ルター係数が、図7において提示される。それらは、5
×5格子における2次元ガウス分布のサンプルにおおよ
そ一致する。同一フィルター係数は、全スケールにおけ
る低域フィルター41、41’..41”’に対して使
用される。すべての係数に4を掛け算した同一フィルタ
ー核はまた、補間回路42、42’..42’”内で使
用される。因子4は、上記の如く、ゼロピクセル列及び
行の挿入を補償する。
解
々は、下記の如く、ピラミッドレベルの適切な下位集合
を用いて、再構成によって獲得される。
再構成によって獲得される。最も粗な解像度画像g
Lは、まず、その原サイズの2倍まで補間回路44によ
って補間され、そして補間画像は、加算器45を用い
て、次に最も粗いレベルrL-1の画像へピクセル毎に加
算される。合成画像は、補間され、次に微細な詳細画像
に加算される。このプロセスが、非修正解像度レベルr
L-1...rMを用いて、L−M回反復されるならば、低
解像度背景画像gMが、生ずる。画像は、補間回路4
6、46’、46”を用いて、原画像zのサイズまで引
き伸ばされる。背景画像gを生ずる。M=Lであり、詳
細画像rL-1、...rMが、修正されていないならば、
原画像zが、この再構成プロセスによって生ずる。
用いて、再構成によって獲得される。解像度レベルMか
ら始まり、詳細画像rM-1は、補間回路47によってそ
の原サイズの2倍に補間され、次に、補間画像は、加算
器48において、次に微細な詳細レベルrM-2の画像に
ピクセル毎に加算される。合成画像は、補間され、次に
微細な詳細画像に加算される。このプロセスが、非修正
解像度レベルrM-1、...、r0を用いて、M回反復さ
れるならば、全解像度残留又は誤差画像rが、獲得され
る。
要はない。gが計算され、そしてrが、r=z−gとし
て直接的に獲得されるか、もしくは、rが計算され、g
は、画像控除により、g=z−rとして獲得される。
材は、平坦場露光にさらされ、理想的に、背景画像と呼
ばれる一定信号振幅を生ずる。欠陥は、雑音において浸
された背景変動に重ね合わせたアーチファクト形信号と
してモデル化される。点欠陥は、両方向における小支持
のピ−クである。振幅は、雑音のピークピーク範囲を越
える。ひっかきと痕跡から来る線欠陥は、他よりも実質
的に大きな一寸法を有する。クロスプロフィルは、ピー
ク状形態を示す。領域欠陥は、一定信号から大域偏差を
導入し、より広い範囲の変動を表現し、このため、大域
補正を必要とする。
に小さな寸法を有するために、背景画像は、欠陥の存在
によって僅かに影響される。この特質は、計算背景近似
を、欠陥によって現実に妨害されることなく、通過さ
せ、このため、点及びレベル欠陥は、十分な残留レベル
信号を生成する。他方、領域欠陥は、解析近似方法のパ
ラメータに影響を与え、離散又は解析近似方法によって
獲得された表面の形状を歪め、このため、導出されたキ
ャリブレ−ションマトリックスは、実画像における欠陥
を補正する。
しきい化は、直接的に適用できない。しきい値は、背景
変動の関数として浮動であり、又は代替的に、背景除去
の後に達成される。前方法のいずれが背景を近似するた
めに使用されるかに拘わらず、背景除去は、一般に、残
留信号を生ずるために、次の方程式によって達成され
る。
てはめ信号である。無欠陥誤差信号は、零平均値μrと
既知雑音分散σrを有する。欠陥から生ずるピ−クは、
重ね合わされ、雑音従属しきい値Tで絶対値|r(i,
j)|をしきい化することにより検出される。
る。ガウス分布雑音N(μ、σ)に対して、すべてのグ
レー値の99.9%は、平均値μの周りの3−σ範囲に
ある。雑音従属しきい値よりも大きな偏差は、欠陥に帰
せられる。
は、大域ひずみを補正するために、2次元キャリブレ−
ションマトリックスの確立を可能にする。大域ひずみと
は、画像寸法に関して十分に大きな程度を有する記録手
段における偏差を意味する。この程度は、経験的背景当
てはめ法に対する平滑核のサイズと、解析近似方法に対
する基本関数の形状に関する。補正は、加法又は乗法式
に行われる。加法キャリブレ−ションマトリックスCa
(i、j)(図8参照)は、なめらかな背景画像g
R(i、j)と、記録部材の平坦場露光によって獲得さ
れた参照画像の大域平均値μRの間のピクセル毎のオフ
セットを計算することにより、構成される。
(i、j)は、平均値μRのなめらかな背景変動g
R(i、j)の比率として計算される(図8参照)。
レ−ションマトリックスの適用は、記録部材欠如による
平均値に関する大域変動を取り消す。
実画像のキャリブレ−ションは、両画像の登録を必要と
する。異なる露出及び読出し時点において取られ、物理
的に異なる物体を表現する2つの画像の登録は、露出
中、境界標又は起点マ―カの使用を必要とする。Y.C
hristophe、J.Cornelis、P.De
Muynck、Subpixel geometric
correction of digital im
ages,Signal Processing I
V、Proc.of EUSCIPCO 1988、V
ol.3、pp.1605〜1608において報告され
た如く、登録問題に対して先行技術を使用した。境界標
の検出とサブピクセル精度への位置付けは、実画像と参
照画像に対する座標系の確立を可能にする。アフィン変
換マトリックスが、計算され、実画像の座標系を、参照
又は校正画像の座標系に変換する。次に、校正画像と診
断画像は、実画像z(i,j)へアフィン変換を適用す
ることにより、対応され、幾何学的に変換された画像
z’(i、j)を生ずる。非整数座標におけるピクセル
値は、双一次補間によって獲得される。他の補間体系も
考えられる。
に補正マトリックスCa(i、j)を加算するか、又は
代替的に、ピクセル従属オフセットCa(i、j)を画
像z’(i、j)に加算することにより実施される。R
が、参照又は校正画像を表記するならば、
m(i、j)を登録画像z’(i、j)に掛け算するこ
とにより、行われる。
陥検出は、2進画像であり、この場合、1は、欠陥(前
景)ピクセルを表記し、0は、背景ピクセルを表記す
る。小さなユーザー規定サイズを有するスプリアスフォ
ールスアラームは、前景の連続する浸食によって取り除
かれる。原画厚又は残欠陥は、等量の拡張によって復元
される。使用された平面マスクの形状は、3×3平方マ
スクであった。 線の如く特定形状の欠陥を保存するた
めに、A.K.Jain、Fundamentals
of Digital Image Processi
ng、Prentice Hall、1989、p.3
84において提示された如く、他の形態学的な処理も考
えられる。
的のために、前段階において検出された可能な欠陥域を
表現するオーバーレイ画像(図8参照)が、構成され
る。オーバーレイ画像は、着色域又は輪郭として欠陥域
を表現する。
点状、線状又は領域状の欠陥の特性付けと自動分類を可
能にする。形状特性付けの目的のために、形状特徴は、
(1)A.K.Jain、Fundamentals
of image processing、Prent
ice Hall、1989、p.390、Shape
features、(2)W.K.Pratt、Di
gital Image Processing、2n
d ed.、Wiley、p.629、Shape a
nalyisにおいて文書化された如く、計算された。
連結された各構成部分の機能が、計算される。幾何学的
特徴は、視野計、領域、最小及び最大半径、オイラー
数、曲線状欠陥における隅部、コンパクト性、対称性で
ある。モ−メントに基づく特徴は、質量中心、定位、境
界矩形、最適合楕円及び偏心率である。輪郭のフーリエ
記述子に基づいた特徴は、フーリエ係数の振幅と位相か
ら導出される。他の記述子も、同様に考えられる。統計
的又は神経分類器の如く、技術において非常に公知な分
類技術は、点、線又は領域欠陥として欠陥領域を分類す
るために使用された。潜在的欠陥の厳しさは、さらに、
局所背景グレー値に関する欠陥信号の振幅の比を調べる
ことにより、評価される。欠陥の形状及び振幅に基づい
て、最終的に、記録部材は、限定的に使用を受け入れら
れ、又は限界的に受け入れ又は拒絶される。
りである。
録部材欠陥を補正する方法において、− 該記録部材に
おける各ピクセルに対して、ピクセルにおいて有効に獲
得された値の偏差を表現する補正値と、該記録媒体が平
坦場露光にさらされ、続いて、校正された読出しシステ
ムによって読み出された時予期される値とを具備するキ
ャリブレ−ションマトリックスを記録部材に対して生成
することと、 − 校正された読出しシステムを用いて画像を読み取る
ことにより、放射線画像のディジタル信号表現を生成す
ることと、 − 該キャリブレ−ションマトリックスの対応する値を
ピクセルに適用することにより、該放射線画像の各ピク
セルを補正することとを具備する方法。
クスが、 − 該記録部材を放射線の平坦場露光にさらし、 − 該平坦場露光にさらされた記録部材に格納された平
坦場画像を読出し、 − 該平坦場画像のピクセル値を平均化することによ
り、大域平均値μRを計算し、 − なめらかな背景画像gr(i,j)を生成し、 − 加法キャリブレ−ションマトリックスCa(i,
j)をμR−gR(i,j)として生成することにより獲
得され、(ii)該放射線画像の各ピクセルが、加法キャ
リブレ−ションマトリックスの対応する値をピクセルに
加算することにより補正される上記1に記載の方法。
クスが、 − 該記録部材を放射線の平坦場露光にさらし、 − 該平坦場露光により、記録部材に格納された平坦場
画像を読出し、 − 該平坦場画像のピクセル値を平均化することによ
り、大域平均値μRを計算し、 − なめらかな背景画像gr(i,j)を生成し、 − 乗法キャリブレ−ションマトリックスCm(i,
j)をμR/gR(i,j)として生成することにより獲
得され、(ii)該放射線画像の各ピクセルが、乗法キャ
リブレ−ションマトリックスの対応する値をピクセルに
掛け算することにより補正される上記1に記載の方法。
における局所欠陥を突きとめる方法において、 − 該記録部材を放射線の平坦場露光にさらす段階と、 − 該平坦場露光により、記録部材に格納された平坦場
画像を読出す段階と、 − なめらかな背景画像gR(i,j)を生成する段階
と、 − なめらかな背景画像gR(i,j)の対応する値を
平坦場画像のピクセル値から控除することにより、残留
画像r(i,j)を生成する段階と、 − 誤差画像e(i,j)を生成するために、雑音従属
しきい値Tで該残留画像r(i,j)の絶対値|r
(i,j)|をしきい化する段階とを具備し、この場
合、|r(i,j)|>Tならばe(i,j)=1であ
り、そうでなければe(i,j)=0であり、T=ασ
R、αは3〜5であり、σRは、該平坦場画像における雑
音分布の分散である方法。
が、該平坦場画像のピクセル値に回帰技術を適用するこ
とにより獲得される上記2〜4のいずれか一つに記載の
方法。
が、該平坦場画像のピクセル値にスプライン当てはめ技
術を適用することにより獲得される上記2〜4のいずれ
か一つに記載の方法。
が、該平坦場画像のピクセル値を平滑化することにより
獲得される上記2〜4のいずれか一つに記載の方法。
一連の詳細画像r1、r2...rL-1とさらに低い解像
度レベルにおける残余画像gLに分解され、この場合、
該残留画像rは、レベルM−1からレベル0までのM個
の最微細解像度レベルにおける詳細画像の総和を取るこ
とにより形成され、詳細画像の各々は、総和を取る前
に、次に微細な解像度レベルにおける詳細画像の大きさ
に対して補間される上記2又は4に記載の方法。
一連の詳細画像r1、r2...rL-1とさらに低い解像
度レベルにおける残余画像gLに分解され、この場合、
該残留画像rは、(i)残余画像gLと解像度レベルLか
ら解像度レベルMまでのL−M個の最粗解像度レベルに
おける詳細画像riの総和を取り、詳細画像の各々は、
縮小された背景画像gMを形成するために、総和を取ら
れる次に微細な解像度レベルにおける詳細画像の大きさ
に対して補間されることと、(ii)gMにおいてM個の
連続する補間を行うことにより、全サイズ背景画像gを
形成するために、背景画像gMを拡大することと、(ii
i)原画像zのディジタル信号表現から拡大された背景
画像gを控除することとにより形成される上記2又は4
に記載の方法。
が、前以て生成され、メモリにおいて記憶され、記録部
材の識別により検索される上記1に記憶の方法。
ーレイ画像を生成するために、はーどこぴー記録器に適
用される上記4に記載の方法。
形状及び振幅を発生するために、特性付け及び分類処理
される上記4に記載の方法。
面であり、(ii)放射線画像が、刺激放射線を用いて該
画面を走査し、刺激により放射された光を検出し、検出
光を電気信号に変換し、該信号をディジタル化すること
により読み出される上記1に記載の方法。
示する。
線を描写する。
果を示す。
解画像から始まる背景画像の発生を描写する。
を示す。
出を図解する。
Claims (2)
- 【請求項1】 記録部材に格納された放射線画像の記録
部材欠陥を補正する方法において、 − 該記録部材における各ピクセルに対して、ピクセル
において有効に獲得された値の偏差を表現する補正値
と、該記録媒体が平坦場露光にさらされ、続いて、校正
された読出しシステムによって読み出された時予期され
る値とを具備するキャリブレ−ションマトリックスを記
録部材に対して生成することと、 − 校正された読出しシステムを用いて画像を読み取る
ことにより、放射線画像のディジタル信号表現を生成す
ることと、 − 該キャリブレ−ションマトリックスの対応する値を
ピクセルに適用することにより、該放射線画像の各ピク
セルを補正することとを具備する方法。 - 【請求項2】 放射線画像を記録するために記録部材に
おける局所欠陥を突きとめる方法において、 − 該記録部材を放射線の平坦場露光にさらす段階と、 − 該平坦場露光により、記録部材に格納された平坦場
画像を読出す段階と、 − なめらかな背景画像gR(i,j)を生成する段階
と、 − なめらかな背景画像gR(i,j)の対応する値を
平坦場画像のピクセル値から控除することにより、残留
画像r(i,j)を生成する段階と、 − 誤差画像e(i,j)を生成するために、雑音従属
しきい値Tで該残留画像r(i,j)の絶対値|r
(i,j)|をしきい化する段階とを具備し、この場
合、|r(i,j)|>Tならばe(i,j)=1であ
り、そうでなければe(i,j)=0であり、T=ασ
R、αは3〜5であり、σRは、該平坦場画像における雑
音分布の分散である方法。
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