JPWO2009130829A1 - X線透視画像におけるモアレの除去方法、およびそれを用いたx線撮像装置 - Google Patents
X線透視画像におけるモアレの除去方法、およびそれを用いたx線撮像装置 Download PDFInfo
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Abstract
Description
すなわち、請求項1に記載の発明は、X線透視画像におけるモアレの除去方法において、X線透視画像に写り込んでいるモアレの周波数を求めるモアレ周波数導出ステップと、欠損画素からモアレ1周期分の整数倍だけ離間した画素を参照して欠損画素を補完することにより第1中間画像を形成する欠損画素予備補完ステップと、第1中間画像を周波数解析し、第1中間画像に写り込んだモアレを除去して第2中間画像を形成するモアレ除去ステップと、第1中間画像に画像平滑化処理を行い、第3中間画像を形成する画像平滑化ステップと、第2中間画像と第3中間画像とを重ね合わせて欠損画素を再び補完する欠損画素再補完ステップとを備えることを特徴とするものである。
(A)X線ビームを照射するX線源と、(B)X線ビームを検出するX線検出手段と、(C)X線検出手段と、X線源の介在する位置に設けられた散乱X線を除去するX線グリッドと、(D)X線透視画像に写り込んでいるモアレの周波数を求めるモアレ周波数導出手段と、(E)欠損画素からモアレ1周期分の整数倍だけ離間した画素を参照して欠損画素を補完することにより第1中間画像を形成する欠損画素予備補完手段と、(F)第1中間画像を周波数解析し、第1中間画像に写り込んだモアレを除去して第2中間画像を形成するモアレ除去手段と、(G)第1中間画像に画像平滑化処理を行い、第3中間画像を形成する画像平滑化手段と、(H)第2中間画像と第3中間画像とを重ね合わせて欠損画素を再び補完する第1欠損画素再補完手段とを備えることを特徴とするX線撮影装置。
(A)X線ビームを照射するX線源と、(B)X線ビームを検出するX線検出手段と、(C)X線検出手段と、X線源の介在する位置に設けられた散乱X線を除去するX線グリッドと、(D)X線透視画像に写り込んでいるモアレの周波数を求めるモアレ周波数導出手段と、(E)欠損画素からモアレ1周期分の整数倍だけ離間した画素を参照して欠損画素を補完することにより第1中間画像を形成する欠損画素予備補完手段と、(F)第1中間画像を周波数解析し、第1中間画像に写り込んだモアレを除去して第2中間画像を形成するモアレ除去手段と、(I)第1中間画像に属する予備的に補完された予備補完画素の画素値を第2中間画像における予備補完画素と同一位置にある画素に隣接する隣接画素の画素値に置き換えることにより、第1中間画像の予備補完画素を再び補完する第2欠損画素再補完手段とを備えることを特徴とするX線撮影装置。
2 欠損画素予備補完部(欠損画素予備補完手段)
3 モアレ除去部(モアレ除去手段)
4 画像平滑化部(画像平滑化手段)
5 第1欠損画素再補完部(第1欠損画素再補完手段)
24 第2欠損画素再補完部(第2欠損画素再補完手段)
P1 予備補完画像(第1中間画像)
P2 モアレ除去画像(第2中間画像)
P3 平滑化画像(第3中間画像)
図4は、実施例1に係るX線透視画像を表す模式図である。FPDによって取得されたX線透視画像(元画像P0)は、モアレと、欠損画素を含んでいる。図4(a)に示すように、モアレは、y方向に沿って伸びた暗部領域Dが、x方向に等間隔に配列したものである。なお、説明の便宜上、モアレの暗部領域Dの幅は1ピクセルとし、x方向に暗部領域Dが4ピクセルごとに表れているものとするが、この暗部領域Dの幅と間隔は、これに限られるものではない。一方、欠損領域Laは、欠損画素がy方向に配列した黒い線として元画像P0に表れている。なお、説明の便宜上、欠損領域Laの幅は1ピクセルとするが、本発明はこれに限られるものではない。また、欠損領域Laは、元画像P0において、ちょうどモアレの暗部領域Dが現れる位置に存しているが、本発明はこれに限られない。実際の元画像P0においては、モアレの位相と関係なく欠損領域Laが出現している。
次に、欠損画素を予備的に補完する。欠損領域Laの画素値は、極端なものとなっているので、欠損領域Laを残した状態でモアレの除去を行ってしまうと、欠損領域Laのゴーストが画像に表れてしまう。そこで、モアレの除去に先駆けて、予め欠損領域Laをその近傍の画素に置換する。具体的には、図4(b)に示すように、モアレの延伸方向(y方向)において、欠損画素aと同一位置であるとともに、配列方向(x方向)にモアレの1周期分に相当する4ピクセル分だけ欠損画素aから離間した画素bを参照して、欠損画素aを、画素bに置換する。この様に、実施例1に係る欠損画素予備補完ステップS2では、欠損画素をx方向の画素に置換することで、欠損画素の予備補完を行う。なお、この置き換えによって、欠損領域Laは、予備補完領域Lbに代えられるものとし、このステップS2によって得られる画像を予備補完画像P1とする。また、図4(b)においては、欠損画素a以降の補完処理は、未処理となっているが、これは、欠損画素aの処理を強調するためである。実際は、元画像P0の全領域について欠損画素の置き換えが行われる。なお、4ピクセル分は、本発明に係るモアレ1周期分の整数倍に相当する。なお、本発明においては、この予備補完領域Lbに属する画素を予備補完画素と定義する。
そして、モアレ除去部3において、上述の予備補完画像P1に対して周波数解析を行い、予備補完画像P1に写り込んだモアレを除去する。具体的には、予備補完画像P1に対する周波数解析によって取得した周波数関数に対してモアレの周波数ωを除去するフィルタリング処理を行った後、それを再びX線透視画像へと変換する。すると、図4(c)に示すように、モアレが除去されたモアレ除去画像P2が得られる。この処理によって、予備補完領域Lbは、写り込んだモアレが除去されてモアレを含まない領域Lcとなったものとする。この領域Lcに注目すれば、モアレは除去されてはいるものの、参照した画素はモアレの周期に対応して離間したものとなっている。つまり領域Lcには、欠損領域Laの補完により適さない画素値が使用されていることになる。なお、この領域Lcに属する画素は、本発明の欠損画素予備補完ステップにおいて補完した欠損画素に相当する。以降の説明においては便宜上、補完した欠損画素と呼ぶ。
そこで、領域Lcの画素値をより好適なものとするため、欠損領域Laの補完にふさわしい画素値を画像平滑化処理によって取得する。画像平滑化部4においては、欠損画素予備補完ステップS2で得られた予備補完画像P1に画像平滑化処理を行うことで、平滑化画像P3を構築する。図5は、実施例1に係る画像平滑化ステップを説明する模式図である。予備補完画像P1の平滑化は、行数と列数が同一の5×5となっているコンボリューション行列を用いたコンボリューションフィルタによって行われる。ここで、予備補完領域Lbに属する画素cで行われる演算について説明する。まず、画素cを囲むように矩形領域Sが用意される。この矩形領域Sは、画素cを中心とする5×5ピクセルの正方形をしている。つまり、矩形領域Sは、コンボリューション行列と同様の大きさとなっている。つまり、この矩形領域Sに属する25個の画素を使って画素cに対するコンボリューション行列を用いた画像平滑化処理が行われることになる。
最後に、モアレ除去画像P2の領域Lcを平滑化画像P3の平滑処理領域Ldに置換するる欠損画素の再補完が第1欠損画素再補完部5で行われる。図6は、実施例1に係る欠損画素再補完ステップを説明する模式図である。図6に示すように、モアレ除去画像P2の領域Lcを構成する各画素の画素値をそれに対応する平滑化画像P3における平滑処理領域Ldの各画素の画素値に置換する。
実施例2の特徴的なステップである欠損画素再補完ステップT4の説明をする。図7(b)は、実施例2に係る欠損画素再補完ステップの説明をする模式図である。図7(b)に示すように、欠損画素再補完ステップT4では、モアレ除去画像P2における領域Lcに属しない画素hを参照して、予備補完された欠損画素gの画素値を置換する操作が行われる。具体的には、再補完の対象となる予備補完された欠損画素gを取り囲む画素のうち、領域Lcに属していない画素を画素hとし、この画素hの画素値を読み出して、予備補完された欠損画素gの画素値をこれに変更する。こうして、予備補完された欠損画素gが再補完されたX線透視画像が形成される。つまり、第2欠損画素再補完部24は、予備補完画像P1に属する予備補完された欠損画素g(予備補完画素)の画素値をこの欠損画素gと同一位置となっているモアレ除去画像P2上の画素に隣接する画素hの画素値に置き換えることにより、予備補完画像P1の予備補完された欠損画素gを再び補完するのである。
Claims (6)
- X線透視画像におけるモアレの除去方法において、
X線透視画像に写り込んでいるモアレの周波数を求めるモアレ周波数導出ステップと、
欠損画素から前記モアレ1周期分の整数倍だけ離間した画素を参照して前記欠損画素を補完することにより第1中間画像を形成する欠損画素予備補完ステップと、
前記第1中間画像を周波数解析し、前記第1中間画像に写り込んだモアレを除去して第2中間画像を形成するモアレ除去ステップと、
前記第1中間画像に画像平滑化処理を行い、第3中間画像を形成する画像平滑化ステップと、
前記第2中間画像と前記第3中間画像とを重ね合わせて前記欠損画素を再び補完する欠損画素再補完ステップとを備えることを特徴とするX線透視画像におけるモアレの除去方法。 - 請求項1に記載のX線透視画像におけるモアレの除去方法において、
前記画像平滑化ステップの画像平滑化処理は、所定の行列を用いた行列演算であり、前記行列の行数は、モアレの1周期分の画素数以上であることを特徴とするX線透視画像におけるモアレの除去方法。 - X線透視画像におけるモアレの除去方法において、
X線透視画像に写り込んでいるモアレの周波数を求めるモアレ周波数導出ステップと、
欠損画素から前記モアレ1周期分の整数倍だけ離間した画素を参照して前記欠損画素を補完することにより、第1中間画像を形成する欠損画素予備補完ステップと、
前記第1中間画像を周波数解析し、前記第1中間画像に写り込んだモアレを除去して第2中間画像を形成するモアレ除去ステップと、
前記第2中間画像において、前記欠損画素予備補完ステップにおいて補完した欠損画素に隣接する画素を参照してさらに前記補完した欠損画素を補完する欠損画素再補完ステップとを備えることを特徴とするX線透視画像におけるモアレの除去方法。 - (A)X線ビームを照射するX線源と、
(B)前記X線ビームを検出するX線検出手段と、
(C)前記X線検出手段と、前記X線源の介在する位置に設けられた散乱X線を除去するX線グリッドと、
(D)X線透視画像に写り込んでいるモアレの周波数を求めるモアレ周波数導出手段と、
(E)欠損画素から前記モアレ1周期分の整数倍だけ離間した画素を参照して前記欠損画素を補完することにより第1中間画像を形成する欠損画素予備補完手段と、
(F)前記第1中間画像を周波数解析し、前記第1中間画像に写り込んだモアレを除去して第2中間画像を形成するモアレ除去手段と、
(G)前記第1中間画像に画像平滑化処理を行い、第3中間画像を形成する画像平滑化手段と、
(H)前記第2中間画像と前記第3中間画像とを重ね合わせて前記欠損画素を再び補完する第1欠損画素再補完手段とを備えることを特徴とするX線撮像装置。 - 請求項4に記載のX線透視画像において、
(G1)前記画像平滑化手段が行う画像平滑化処理は、所定の行列を用いた行列演算であり、前記行列の行数は、モアレの1周期分の画素数以上であることを特徴とするX線撮像装置。 - (A)X線ビームを照射するX線源と、
(B)前記X線ビームを検出するX線検出手段と、
(C)前記X線検出手段と、前記X線源の介在する位置に設けられた散乱X線を除去するX線グリッドと、
(D)X線透視画像に写り込んでいるモアレの周波数を求めるモアレ周波数導出手段と、
(E)欠損画素から前記モアレ1周期分の整数倍だけ離間した画素を参照して前記欠損画素を補完することにより第1中間画像を形成する欠損画素予備補完手段と、
(F)前記第1中間画像を周波数解析し、前記第1中間画像に写り込んだモアレを除去して第2中間画像を形成するモアレ除去手段と、
(I)前記第1中間画像に属する予備的に補完された予備補完画素の画素値を前記第2中間画像における前記予備補完画素と同一位置にある画素に隣接する隣接画素の画素値に置き換えることにより、前記第1中間画像の予備補完画素を再び補完する第2欠損画素再補完手段とを備えることを特徴とするX線撮像装置。
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