WO2015005262A1 - 放射線撮像システム - Google Patents

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WO2015005262A1
WO2015005262A1 PCT/JP2014/068018 JP2014068018W WO2015005262A1 WO 2015005262 A1 WO2015005262 A1 WO 2015005262A1 JP 2014068018 W JP2014068018 W JP 2014068018W WO 2015005262 A1 WO2015005262 A1 WO 2015005262A1
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WO
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correction coefficient
pixel
imaging system
value
radiation
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PCT/JP2014/068018
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English (en)
French (fr)
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貴司 岩下
登志男 亀島
八木　朋之
竹中　克郎
英之 岡田
翔 佐藤
恵梨子 佐藤
拓哉 笠
Original Assignee
キヤノン株式会社
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Publication date
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/32—Transforming X-rays
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
    • A61B6/4233—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector using matrix detectors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating thereof
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    • A61B6/585—Calibration of detector units
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    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/30—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from X-rays
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    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/63—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
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    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/68—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to defects

Definitions

  • the present invention relates to a radiation imaging system suitably used for still image shooting such as general shooting in medical diagnosis and moving image shooting such as fluoroscopic shooting.
  • imaging apparatuses used for medical image diagnosis and non-destructive inspection using X-rays radiation imaging apparatuses using a flat panel detector (hereinafter referred to as FPD) formed of a semiconductor material are widely used.
  • FPD flat panel detector
  • Such a radiation imaging apparatus is used as a digital imaging apparatus for still image shooting such as general shooting or moving image shooting such as fluoroscopic shooting in medical image diagnosis, for example.
  • Such an imaging apparatus generally has a configuration in which the X-ray generator and the FPD are synchronized.
  • connection with the X-ray generator is necessary, and there is a problem that the installation location is limited.
  • the readout circuit before the radiographic image is taken, the readout circuit is caused to perform a readout operation periodically in a state where all the switch means are in an off state. Then, the process of converting the charge leaked from the radiation detection element via the switch means into leak data and the reset process of each radiation detection element are alternately repeated, and the start of radiation irradiation is detected based on the read leakage data. To do.
  • Patent Document 1 the image data profile in the extending direction of the signal line of the radiation imaging apparatus is analyzed to identify the range of the image data in which the defect has occurred, and the image data in the identified range is restored.
  • the image data read from the radiation imaging apparatus is added with an offset component caused by a dark current or the like in addition to a decrease in the gain component accompanying the reading process and the reset process. If the image is restored while ignoring the offset component, there is a problem that an artifact is generated in the corrected image. That is, it is necessary to perform correction after calculating the offset correction coefficient and the gain correction coefficient. However, a problem has been discovered that the offset correction coefficient and the gain correction coefficient cannot be calculated from the profile of the image.
  • An object of the present invention is to provide a radiation imaging system capable of obtaining a good image quality by calculating a correction coefficient.
  • the radiation imaging system of the present invention is arranged in a matrix, includes a plurality of pixels that convert radiation into electric charges and output pixel values, receives a detection unit that outputs image information, and a signal indicating radiation irradiation. Until a signal indicating irradiation of radiation is input, the reset operation is stopped for the plurality of pixels and the charge accumulation operation is performed. After that, when the radiation irradiation is completed, the detection value is output by a drive control unit that outputs image information corresponding to the radiation irradiation by performing a reading operation of pixel values of the plurality of pixels.
  • Correction coefficient acquisition means for calculating a correction coefficient based on the image information thus obtained, and the image information output by the detection unit using the correction coefficient calculated by the correction coefficient acquisition means.
  • the correction coefficient acquisition unit includes a first pixel value of a pixel belonging to a row in which the reset operation has been performed after the radiation irradiation is started, and the radiation irradiation.
  • the second pixel value of a pixel belonging to the same column as the pixel of the first pixel value belongs to a row that belongs to a row in which the reset operation has not been performed since
  • the correction coefficient is calculated using a plurality of value pairs.
  • FIG. 1 is a block diagram of an imaging system according to a first embodiment. It is an equivalent circuit diagram of a two-dimensional detection unit. It is a flowchart which shows operation
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a radiation imaging system according to the first embodiment of the present invention.
  • radiation has a similar level of energy, such as X-rays, particle rays, and space. Lines are also included.
  • the radiation imaging system includes an X-ray generation apparatus 201, an X-ray control apparatus 202, a computer 206, and an X-ray imaging apparatus 203.
  • the X-ray imaging apparatus 203 includes a two-dimensional detection unit 205 and a drive control unit 204.
  • the computer 206 includes a correction coefficient acquisition unit 207 and an image correction unit 208.
  • the X-ray control apparatus (radiation control apparatus) 202 controls the X-ray generation apparatus 201 to irradiate X-rays.
  • the X-ray generation apparatus 201 irradiates (exposes) X-rays to the X-ray imaging apparatus 203 through the subject under the control of the X-ray control apparatus 202.
  • the two-dimensional detection unit 205 is a sensor in which elements for detecting X-rays are arranged in a two-dimensional matrix of X columns ⁇ Y rows, and image information corresponding to the irradiation of X-rays is controlled by a drive control unit 204 by a computer. It outputs to 206.
  • the configuration of the two-dimensional detection unit 205 will be described in detail later with reference to FIG.
  • the correction coefficient acquisition unit 207 calculates a correction coefficient based on the image information input from the two-dimensional detection unit 205 and outputs the correction coefficient to the image correction unit 208.
  • the image correction unit 208 corrects the image information input from the two-dimensional detection unit 205 using the correction coefficient input from the correction coefficient acquisition unit 207.
  • the drive control unit 204 controls the operation of the two-dimensional detection unit 205 by a driving method requested from the computer 206, and based on the signal indicating the X-ray irradiation output from the X-ray control device 202, the two-dimensional detection unit 205. Change the driving method.
  • FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the two-dimensional detection unit 205.
  • the two-dimensional detection unit 205 includes a vertical drive circuit 114, a detection unit 112, a bias power supply unit 103, a readout circuit 113, an output buffer amplifier 109, and an analog / digital (A / D) converter 110.
  • the two-dimensional detection unit 205 is a sensor in which elements (pixels) for detecting radiation are arranged in a two-dimensional matrix, and detects radiation and outputs image information.
  • FIG. 2 shows an example of the detection unit 112 having pixels of 3 rows ⁇ 3 columns for ease of explanation. However, the actual two-dimensional detection unit 205 has more pixels. For example, in the case of 17 inches, the pixel has about 2800 rows ⁇ about 2800 columns.
  • the detection unit 112 has a plurality of pixels arranged in a matrix. Each pixel has conversion elements S11 to S33 that convert radiation or light into electric charges, and switch elements T11 to T33 that output electric signals corresponding to the electric charges of the conversion elements S11 to S33, and output pixel values.
  • the conversion elements S11 to S33 are indirect type conversion elements or direct type conversion elements, and convert irradiated radiation into electric charges.
  • the indirect conversion elements S11 to S33 include a wavelength converter that converts radiation into light and a photoelectric conversion element that converts the light into electric charges.
  • the direct conversion elements S11 to S33 convert radiation directly into electric charges.
  • an MIS type photodiode that is disposed on an insulating substrate such as a glass substrate and mainly contains amorphous silicon can be used.
  • the photoelectric conversion element may be a PIN photodiode.
  • the switch elements T11 to T33 are transistors having a control terminal and two main terminals, and are preferably thin film transistors (TFTs).
  • TFTs thin film transistors
  • one electrode is electrically connected to one of the two main terminals of the switch elements T11 to T33, and the other electrode is electrically connected to the bias power supply unit 103 via the common bias line Bs.
  • the bias power supply unit 103 supplies a bias voltage Vs to the bias line Bs.
  • the plurality of switch elements T11 to T13 in the first row have their control terminals electrically connected in common to the drive line Vg1 in the first row.
  • the plurality of switch elements T21 to T23 in the second row have their control terminals electrically connected in common to the drive line Vg2 in the second row.
  • the plurality of switch elements T31 to T33 in the third row have their control terminals electrically connected in common to the drive line Vg3 in the third row.
  • the vertical drive circuit 114 is, for example, a shift register, and supplies drive signals to the switch elements T11 to T33 via the drive lines Vg1 to Vg3, thereby controlling the conduction states of the switch elements T11 to T33 in units of rows.
  • Each of the plurality of switch elements T11 to T31 in the first column has one main terminal connected to the conversion elements S11 to S31 and the other main terminal electrically connected to the signal line Sig1 in the first column. While the switch elements T11 to T31 in the first column are in a conductive state, an electrical signal corresponding to the charges of the conversion elements S11 to S31 in the first column is output to the readout circuit 113 via the signal line Sig1.
  • Each of the plurality of switch elements T12 to T32 in the second column has one main terminal connected to the conversion elements S12 to S32 and the other main terminal electrically connected to the signal line Sig2 in the second column.
  • Each of the plurality of switching elements T13 to T33 in the third column has one main terminal connected to the conversion elements S13 to S33 and the other main terminal electrically connected to the signal line Sig3 in the third column. While the switch elements T13 to T33 in the third column are in the conductive state, an electrical signal corresponding to the charge of the conversion elements S13 to S33 in the third column is output to the readout circuit 113 via the signal line Sig3.
  • a plurality of signal lines Sig1 to Sig3 arranged in the column direction output electric signals output from a plurality of pixels to the readout circuit 113 in parallel.
  • the readout circuit 113 is provided with an amplifier circuit 106 for amplifying the electric signals of the signal lines Sig1 to Sig3 for each of the signal lines Sig1 to Sig3.
  • Each amplification circuit 106 includes an integration amplifier 105, a variable gain amplifier 104, and a sample hold circuit 107.
  • the integrating amplifier 105 amplifies the electric signals of the signal lines Sig1 to Sig3.
  • the variable gain amplifier 104 amplifies the electric signal from the integration amplifier 105 with a variable gain.
  • the sample hold circuit 107 samples and holds the electric signal amplified by the variable gain amplifier 104.
  • the integrating amplifier 105 includes an operational amplifier 121 that amplifies and outputs electrical signals from the signal lines Sig1 to Sig3, an integrating capacitor 122, and a reset switch 123.
  • the integrating amplifier 105 can change the gain (amplification factor) by changing the value of the integrating capacitor 122.
  • the operational amplifier 121 in each column has an inverting input terminal connected to the signal lines Sig1 to Sig3, a normal rotation input terminal connected to the reference power supply unit 111 of the reference voltage Vref, and an output terminal that outputs an amplified electric signal. To do.
  • the reference power supply unit 111 supplies the reference voltage Vref to the normal rotation input terminal of each operational amplifier 121.
  • the integration capacitor 122 is disposed between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier 121.
  • the sample hold circuit 107 has a sampling switch 124 for the control signal SH and a sampling capacitor 125.
  • the reading circuit 113 includes a switch 126 and a multiplexer 108 in each column. The multiplexer 108 sequentially turns on the switches 126 in each column, and sequentially outputs the electrical signals output in parallel from the amplifier circuits 106 to the output buffer amplifier 109 as serial signals.
  • the output buffer amplifier 109 impedance-converts the electrical signal and outputs it.
  • the analog / digital (A / D) converter 110 converts the analog electric signal output from the output buffer amplifier 109 into a digital electric signal, and outputs the digital electric signal to the computer 206 in FIG.
  • the vertical drive circuit 114 In response to the control signals D-CLK, OE, and DIO input from the drive control unit 204 of FIG. 1, the vertical drive circuit 114 and the non-conducting state for setting the switch elements T11 to T33 to the conductive state and the non-conductive state.
  • a drive signal having a voltage is output to each of the drive lines Vg1 to Vg3.
  • the vertical drive circuit 114 controls the conduction state and the non-conduction state of the switch elements T11 to T33, and drives the detection unit 112.
  • the control signal D-CLK is a shift clock for a shift register used as the vertical drive circuit 114.
  • the control signal DIO is a transfer pulse of the shift register of the vertical drive circuit 114.
  • the control signal OE is an output enable signal for the shift register of the vertical drive circuit 114. As described above, the vertical drive circuit 114 sets the drive time and the scanning direction.
  • the driving unit 204 controls the operation of each component of the reading circuit 113 by outputting the control signal RC, the control signal SH, and the control signal CLK to the reading circuit 113.
  • the control signal RC is a signal for controlling the operation of the reset switch 123 of the integrating amplifier 105.
  • the control signal SH is a signal for controlling the sampling switch 124 of the sample and hold circuit 107.
  • the control signal CLK is a clock signal for controlling the operation of the multiplexer 108.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a control method of the radiation imaging system of FIG. 1, and FIG. 4 is a timing chart of the control method.
  • the drive control unit 204 determines whether X-ray irradiation has been started.
  • the X-ray generator 201 emits X-rays when a signal indicating X-ray irradiation is input from the X-ray controller 202.
  • the drive control means 204 determines that X-ray irradiation has been started when a signal indicating X-ray irradiation is input from the X-ray control device 202, and if no signal indicating X-ray irradiation is input, X-ray irradiation is performed.
  • step S302 under the control of the drive control unit 204, the detection unit 112 sequentially sets the drive lines Vg1 to VgY to the conductive voltage and sequentially sets the switch elements T11 to T33 and the like in the row unit as shown in FIG. .
  • a reset operation hereinafter referred to as idle reading
  • idle reading for resetting the charges of the conversion elements S11 to S33 and the like caused by the charge accumulation of the dark current is sequentially performed from the first row to the last Y row. Then, it returns to step S301.
  • the detection unit 112 repeatedly performs a reset operation for resetting the charges of the conversion elements S11 to S33 and the like caused by the dark current before the X-ray irradiation.
  • the idle reading is sequentially performed from the first line to the last Y line. When the last Y line is reached, the first line returns to the first line, and is repeated until the X-ray start is determined. When the start of X-ray irradiation is determined, idle reading is stopped. For example, the line in which idle reading is stopped is the Nth line.
  • step S303 the drive control unit 204 determines whether or not the X-ray irradiation has ended. For example, the drive control unit 204 determines the end of X-ray irradiation after a predetermined time (X-ray irradiation period) has elapsed from the determination time for starting X-ray irradiation. Further, the drive control unit 204 may determine that the X-ray irradiation has ended when a signal indicating the X-ray irradiation is not input from the X-ray control device 202. If the X-ray irradiation has been completed, the process proceeds to step S305. If the X-ray irradiation has not been completed, the process proceeds to step S304.
  • step S ⁇ b> 304 the detection unit 112 performs a charge accumulation operation under the control of the drive control unit 204. Thereafter, the process returns to step S303.
  • the charge accumulation operation all the drive lines Vg1 to VgY are set to a non-conductive voltage, and the switch elements T11 to T33 and the like of all the pixels are set to a non-conductive state in accordance with the X-ray irradiation. This is an operation of accumulating charges in the conversion elements S11 to S33. Until the X-ray irradiation is completed, the charge accumulation operation is performed in the conversion elements S11 to S33 and the like.
  • step S ⁇ b> 305 the detection unit 112 performs a main reading operation of reading the pixel value of the pixel charge corresponding to the X-ray irradiation under the control of the drive control unit 204.
  • the drive lines Vg1 to VgY sequentially become pulses of the conduction voltage
  • the switch elements S11 to S33 and the like are sequentially turned on in units of rows, and the pixels in the first row to the pixels in the last row Electric signals are sequentially output to the signal lines Sig1 to Sig3.
  • the A / D converter 110 outputs image information of pixels from the first row to the last row to the computer 206.
  • the drive control means 204 completes the X-ray start determination using a signal indicating X-ray irradiation output from the X-ray controller 202. It is desirable to shift from the idle reading operation to the charge accumulation operation. However, depending on the communication speed between the devices and the time required for X-ray start determination, X-ray irradiation may be started before the transition from the idle reading operation to the charge accumulation operation. In such a case, there is a problem that an artifact is generated in an image of a row in which idle reading is performed after X-ray irradiation is started. That is, in the conversion elements S11 to S33 and the like in the vicinity of the idle reading stop row N, after the charge corresponding to the X-ray irradiation is generated, the charge is reset by the idle reading. Artifacts occur.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of artifacts that occur when X-ray irradiation is started before the transition from the idle reading operation to the charge accumulation operation.
  • the row in which the idle reading operation is performed from the start time at which X-ray irradiation is actually started to the stop time at which the idle reading operation is stopped loses the charge accumulated during that time.
  • the amount of charge lost becomes a value proportional to the pixel value. That is, an artifact due to a decrease in the gain of the pixel value occurs.
  • the charge lost at this time is also proportional to the integral value of the X-ray waveform. That is, there is a correlation between the amount of artifact and the integrated value of the X-ray waveform.
  • the integrated value of the X-ray waveform is a straight line with a certain slope. Accordingly, the gain of the pixel value in each column is linearly reduced. This reduction in gain can be represented by the depth depth and width width of the artifact.
  • the case where the X-ray is not a rectangular wave will be described in the description of FIG.
  • a method for calculating the width of the artifact is also described in the description of FIG. In the following description, it is assumed that the X-ray can be approximated by a rectangular wave and the width of the artifact is known.
  • the amount of decrease in the gain of the pixel value of each row can be estimated. That is, it is possible to correct a decrease in gain that occurs in an image.
  • an offset component is added to the pixel value due to dark current or the like. In order to remove this offset component, it is preferable to subtract the dark image obtained by performing the main reading before or after the acquisition of the X-ray image from the X-ray image acquired by performing the main reading after the X-ray irradiation.
  • an offset component may remain even if the dark image is subtracted due to the time response of the dark current.
  • the present inventor has found a problem that if the offset component is ignored and only the gain reduction amount is corrected, an artifact remains. That is, in order to increase the accuracy of correction, it is necessary to perform correction after calculating the offset correction coefficient and the gain correction coefficient.
  • the correction coefficient acquisition unit 207 belongs to the first pixel value of the pixel belonging to the row that has been read idle after the start of X-ray irradiation and the row that has not been read empty after the start of X-ray irradiation. A pair with a second pixel value of a pixel belonging to the same column as the pixel having the pixel value is a value pair. Then, the correction coefficient acquisition unit 207 calculates an offset correction coefficient and a gain correction coefficient for an artifact generated in the image using a plurality of pairs of values belonging to different columns. The image correction unit 208 corrects artifacts generated in the image using the offset correction coefficient and the gain correction coefficient.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a correction coefficient calculation method of the correction coefficient acquisition unit 207.
  • the slope a and intercept b of a straight line connecting between the value pairs are obtained by using two pairs of the above values. From this slope a and intercept b, it is possible to calculate an offset correction coefficient and a gain correction coefficient. A specific method will be described with reference to FIG.
  • the first pixel value row and the second pixel value row should be close to each other.
  • the pixel values of the boundary portion between the row where blank reading is performed after the start of X-ray irradiation and the row where blank reading is not performed that is, the blank reading stop row N and the next row N + 1.
  • the first pixel value is the pixel value of the pixel belonging to the row N where the idle reading is stopped
  • the second pixel value is the pixel belonging to the row N + 1 one row after the row N where the idle reading is stopped. Pixel value.
  • the first pixel value is the pixel value of the pixel belonging to the row N ⁇ 1 immediately before the row N where the idle reading is stopped
  • the second pixel value is the pixel value of the row N where the idle reading is stopped. This is the pixel value of the pixel belonging to the row N + 1 after one row.
  • the accuracy of the correction coefficient tends to improve as the number of value pairs increases.
  • the value pairs at this time may be acquired from all the columns of the row before and after the idle reading stop, or may be acquired from a part.
  • the correction coefficient acquisition unit 207 inputs and uses the line number of the line where the idle reading output from the drive control unit 204 is stopped as the idle reading stop line N. Further, when it is difficult to implement a protocol for transferring such line number values, the correction coefficient acquisition unit 207 may calculate the line number at which idle reading is stopped based on image information.
  • FIG. 7 is a diagram showing a method for obtaining an offset correction coefficient and a gain correction coefficient based on the slope a and intercept b of a straight line connecting a plurality of value pairs.
  • the pixel value is composed of an offset component offset by dark current or the like and a gain component gain by X-rays.
  • the first pixel value D1 and the second pixel value D2 have substantially the same offset component offset.
  • the gain component gain is reduced to G1 times that of the second pixel value D2.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a method of correcting pixel values in a section of a row in which idle reading is performed after X-rays are actually irradiated.
  • a line where X-ray irradiation is actually started is set as start, and a line where empty reading is stopped is set as stop.
  • the step width width is known as described with reference to FIG.
  • the relationship between start, stop, and width is as shown in Equation (4) below.
  • Formula (4) start stop-width
  • D ′ (x, y) D (x, y) (0 ⁇ y ⁇ start)
  • D ′ (x, y) D (x, y) + ⁇ D (x, y) ⁇ offset ⁇ ⁇ d (y) / ⁇ 1 ⁇ d (y) ⁇ (Start ⁇ y ⁇ stop)
  • D ′ (x, y) D (x, y) (Stop ⁇ y ⁇ Y-1)
  • D ′ (x, y) D (x, y) + ⁇ D (x, y) ⁇ offset ⁇ ⁇ d (y) / ⁇ 1 ⁇ d (y) ⁇ (0 ⁇ y ⁇ stop)
  • D ′ (x, y) D (x, y) (Stop ⁇ y ⁇ start)
  • D ′ (x, y) D (x, y) + ⁇ D (x, y) ⁇ offset ⁇ ⁇ d (y ⁇ Y) / ⁇ 1 ⁇ d (y ⁇ Y) ⁇ (Stop ⁇ y ⁇ Y-1)
  • the X-ray irradiation start can be determined by the correction method described above before the empty reading makes a round after the X-ray irradiation starts, an image in which artifacts generated during that period can be corrected can be acquired. That is, the time limit until determining the start of X-ray irradiation can be greatly relaxed.
  • the second embodiment of the present invention is the same as the first embodiment except for the method for obtaining the slope a and intercept b of the straight line shown in FIG.
  • FIG. 9 corresponds to FIG. 6 and is a diagram showing a method for obtaining the straight line inclination a and intercept b according to the second embodiment of the present invention.
  • the correction coefficient acquisition unit 207 sets the pixel values of a plurality of pixels belonging to a row that has been read idle after the start of X-ray irradiation as a first average value averaged within a certain region of interest.
  • the correction coefficient acquisition unit 207 averages the pixel values of a plurality of pixels belonging to the same row range as the region of interest of the first average value belonging to a row that has not been read idle after the start of X-ray irradiation.
  • the first average value and the second average value are a pair of values.
  • the correction coefficient acquisition unit 207 calculates an offset correction coefficient and a gain correction coefficient of an artifact generated in the image using a plurality of pairs of values belonging to different column ranges.
  • noise included in the pixel value is averaged, so that a pair of values with higher accuracy can be obtained compared to the first embodiment. Therefore, there is an advantage that the accuracy of the offset correction coefficient and the gain correction coefficient is improved.
  • pairs of values acquired from the same column range are close to each other, and therefore have substantially the same value. That is, there is a problem that the calculation accuracy of the inclination a and the intercept b is remarkably lowered. Therefore, two or more pairs of values belonging to column ranges that do not overlap each other are necessary. However, when an entire line of the image is designated as the region of interest, the column range becomes single, so that only one set of valid value pairs can be extracted. Therefore, there is a problem that even if the row average of the image, that is, the profile is analyzed, the offset correction coefficient and the gain correction coefficient cannot be calculated. For this reason, the present embodiment excludes a configuration that calculates an offset correction coefficient and a gain correction coefficient by analyzing an image profile.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of a radiation imaging system according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is obtained by adding detection means 1001 to FIG.
  • the detection unit 1001 detects the start and end of X-ray irradiation, and outputs a signal indicating X-ray irradiation to the drive control unit 204.
  • the drive control unit 204 receives a signal indicating X-ray irradiation from the detection unit 1001 and controls the operation of the two-dimensional detection unit 205.
  • the X-ray imaging apparatus 203 can perform imaging without connecting to the X-ray control apparatus 202.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of the two-dimensional detection unit 205 in FIG. FIG. 11 is different from FIG. 2 in the configuration of the bias power supply unit 103.
  • the bias power supply unit 103 includes a current-voltage conversion circuit 115 and an A / D converter 127.
  • the current-voltage conversion circuit 115 converts the current flowing through the bias line Bs into a voltage while supplying the bias voltage Vs to the bias line Bs, and outputs the voltage to the A / D converter 127.
  • the A / D converter 127 converts an analog voltage value having current information into a digital voltage value having current information and outputs the digital voltage value.
  • the detection means 1001 for detecting X-ray irradiation can be mounted without arranging an X-ray sensor other than the two-dimensional detection unit 205.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a method for estimating the shape and width of an artifact according to the present embodiment.
  • the X-ray waveform is a rectangular wave, and the width width of the artifact is known.
  • the width of the artifact varies greatly depending on the X-ray irradiation time and the like. Accordingly, if the artifact width is not correctly estimated, a correction error occurs.
  • a method of estimating the width a method such as analyzing an image profile is conceivable.
  • the image includes subject information, it is difficult to estimate the width.
  • the X-ray waveform is not necessarily a rectangular wave. In particular, when the X-ray irradiation time is short, the influence of the rise and fall of the X-ray waveform cannot be ignored.
  • the present inventor proposes a method of using a signal indicating X-ray irradiation in addition to image information.
  • this method not only the accuracy of estimating the width of the artifact is increased, but also the shape of the artifact caused by an arbitrary X-ray waveform can be estimated.
  • the inventor conducted an experiment it was found that the amount of signal charge lost from the image and the value of the current flowing through the bias line Bs are in a proportional relationship.
  • the image before correction is D (x, y)
  • the line number of the line where idle reading is stopped is stop
  • the offset correction coefficient is offset
  • the depth of the artifact is depth.
  • the number of columns of the two-dimensional detection unit 205 is X.
  • the sum R (y) of the gain components of the pixel values in the y-th row is expressed by the following equation (11).
  • R (y) that is the sum of the gain components of the pixel values in the y-th row
  • Vs (y) that is the current of the bias line Bs when the y-th row is read idle
  • d (y) the current of the bias line Bs when the y-th row is read idle
  • ⁇ a proportionality constant
  • the artifact amount d (y) in the y-th row can be obtained as in the following equation (15).
  • Formula (15) d (y) 1 / [ ⁇ Vs (stop) * R (y) * (1-depth) ⁇ / ⁇ R (stop) * Vs (y) * depth ⁇ +1]
  • the shape correction coefficient sequence d (y) and the width correction coefficient width are obtained by using the current Vs (y) flowing through the pixel bias line Bs in addition to the image information.
  • this embodiment is not limited to this.
  • a configuration correction coefficient is obtained by extracting a signal indicating X-ray irradiation from some pixels of the two-dimensional detection unit 205 and using signals of some pixels of the two-dimensional detection unit 205 in addition to image information.
  • the column d (y) and the width correction coefficient width may be obtained.
  • a signal indicating X-ray irradiation is taken out from an X-ray sensor arranged separately from the two-dimensional detection unit 205, and a signal from the X-ray sensor is used in addition to image information, so that a shape correction coefficient sequence d ( y) and the width correction coefficient width may be obtained.
  • FIGS. 13A to 13C are diagrams showing a method for removing an abnormal pixel value.
  • this assumption may not hold. For example, in a region where sharp edges of a subject overlap in an image, the values of adjacent pixels are not substantially the same due to the influence of the edge. Accordingly, the assumption for calculating the slope a and the intercept b from the value pair is not valid, and the estimation accuracy of the slope a and the intercept b may deteriorate.
  • the present inventor proposes a method in which abnormality determination is performed on a pair of values and the pair of values determined to be abnormal is not used for calculating a correction coefficient.
  • correction coefficients such as an offset correction coefficient and a gain correction coefficient can be accurately calculated by removing a pair of values from which assumptions necessary for calculating the slope a and the intercept b are not satisfied.
  • the relationship between the first pixel value and pixel values around the first pixel value falls within the amount of variation predicted from the X-ray quantum noise and the amount of variation predicted from the system noise. In this case, it is estimated that the assumption that “the values of adjacent pixels are substantially the same” holds in the vicinity of the first pixel value. On the other hand, the relationship between the first pixel value and the surrounding pixel values of the first pixel value deviates from the amount of variation predicted from the X-ray quantum noise and the amount of variation predicted from the system noise. There may be. In that case, it is presumed that the assumption that “the values of adjacent pixels are substantially the same” does not hold in the vicinity of the first pixel value. The same applies to the relationship between the second pixel value and pixel values around the second pixel value.
  • the correction coefficient acquisition unit 207 predicts one pixel value of the value pair or both pixel values from the X-ray quantum noise and system noise with respect to surrounding pixel values.
  • the correction coefficient acquisition means 207 removes the abnormal value pairs as shown in FIG. 13B and calculates the correction coefficient. An abnormal value pair is not used for calculating a correction coefficient.
  • the correction coefficient acquisition unit 207 has a variation in which one or both pixel values of a value pair are predicted from the X-ray quantum noise and / or system noise with respect to surrounding pixel values. When it is out of quantity, it is determined that the pair of values is an abnormal value.
  • the present embodiment is not limited to this. For example, when one or both pixel values of a value pair are saturated, the correction coefficient acquisition unit 207 can determine that the value pair is an abnormal value. Further, the correction coefficient acquisition unit 207 determines that the value pair is an abnormal value when one pixel value or both pixel values of the value pair are negative values or defective pixels. be able to.
  • Each embodiment can also be realized, for example, when a computer included in the drive control unit 204 in FIG. 1 executes a program. Further, a means for supplying the program to the computer, for example, a computer-readable recording medium such as a CD-ROM in which such a program is recorded, or a transmission medium such as the Internet for transmitting such a program is also applied as an embodiment of the present invention. Can do.
  • the above program can also be applied as an embodiment of the present invention.
  • the above program, recording medium, transmission medium, and program product are included in the scope of the present invention.
  • inventions based on combinations that can be easily imagined from the first to third embodiments are also included in the scope of the present invention.

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Abstract

　良好な画質を取得できる放射線撮像システムを提供することを課題とする。　放射線撮像システムは、行列状に配置され、放射線を電荷に変換して画素値を出力する複数の画素を含み、画像情報を出力する検出部（２０５）と、放射線の照射を示す信号が入力されるまでの間、複数の画素に対してリセット動作を行わせ、放射線の照射を示す信号が入力されると、複数の画素に対してリセット動作を停止させて電荷の蓄積動作を行わせ、その後、放射線の照射が終了すると、複数の画素の画素値の読み出し動作を行わせることにより、放射線の照射に応じた画像情報を出力させる駆動制御手段（２０４）と、検出部により出力された画像情報を基に補正係数を算出する補正係数取得手段（２０７）と、補正係数取得手段により算出された補正係数を用いて、検出部により出力された画像情報を補正する画像補正手段（２０８）とを有する。

Description

放射線撮像システム
　本発明は、医療診断における一般撮影などの静止画撮影や透視撮影などの動画撮影に好適に用いられる放射線撮像システムに関する。
　現在、Ｘ線による医療画像診断や非破壊検査に用いる撮影装置として、半導体材料によって形成された平面検出器（Ｆｌａｔ　Ｐａｎｅｌ　Ｄｅｔｅｃｔｏｒ、以下ＦＰＤと略す）を用いた放射線撮像装置が普及している。このような放射線撮像装置は、例えば医療画像診断においては、一般撮影のような静止画撮影や、透視撮影のような動画撮影のデジタル撮像装置として用いられている。このような撮像装置では、Ｘ線発生装置とＦＰＤの同期を行う構成が一般的である。しかしながら、ＦＰＤの設置時にＸ線発生装置とのつなぎこみが必要であり、設置場所が制限されるという課題がある。
　特許文献１では、放射線画像撮影前に、全てのスイッチ手段をオフ状態とした状態で読み出し回路に周期的に読み出し動作を行わせる。そして、スイッチ手段を介して放射線検出素子からリークした電荷をリークデータに変換する処理と各放射線検出素子のリセット処理とを交互に繰り返し行わせ、読み出したリークデータに基づいて放射線の照射開始を検出する。
特開２０１２－１９１５９９号公報
　放射線の照射を検知して撮影動作に移行する構成では、放射線の照射が実際に開始されてから放射線撮像装置で放射線の照射開始を検知するまでに、時間がかかることがある。従って、その間に読み出し処理やリセット処理を行った画素において発生した有用な電荷の一部が、信号線に流出し、画像に線欠陥を生じる可能性がある。
　そこで特許文献１では、放射線撮影装置の信号線の延在方向における画像データのプロファイルを解析して欠損を生じている画像データの範囲を特定し、特定した範囲の画像データを修復している。この方法により、画像に線欠陥が不可避的に発生してしまうとしても、それを適切に修復して、線欠陥が写り込んでいない放射線画像を的確に生成することができる。
　しかしながら、放射線撮像装置から読み出した画像データには、読み出し処理やリセット処理に伴うゲイン成分の低下に加え、暗電流等により生じるオフセット成分が加算されている。このオフセット成分を無視して画像の修復を行うと、補正後の画像にアーチファクトを生じるという課題がある。すなわち、オフセット補正係数とゲイン補正係数を算出した上で補正を行う必要がある。ところが、画像のプロファイルからは、オフセット補正係数とゲイン補正係数を算出できないという課題が発見された。
　本発明の目的は、補正係数を算出することにより、良好な画質を取得できる放射線撮像システムを提供することである。
　本発明の放射線撮像システムは、行列状に配置され、放射線を電荷に変換して画素値を出力する複数の画素を含み、画像情報を出力する検出部と、放射線の照射を示す信号が入力されるまでの間、前記複数の画素に対してリセット動作を行わせ、前記放射線の照射を示す信号が入力されると、前記複数の画素に対してリセット動作を停止させて電荷の蓄積動作を行わせ、その後、前記放射線の照射が終了すると、前記複数の画素の画素値の読み出し動作を行わせることにより、前記放射線の照射に応じた画像情報を出力させる駆動制御手段と、前記検出部により出力された前記画像情報を基に補正係数を算出する補正係数取得手段と、前記補正係数取得手段により算出された前記補正係数を用いて、前記検出部により出力された前記画像情報を補正する画像補正手段とを有し、前記補正係数取得手段は、前記放射線の照射が開始された後に前記リセット動作が行われた行に属する画素の第１の画素値と、前記放射線の照射が開始された後に前記リセット動作が行われていない行に属し、前記第１の画素値の画素と同じ列に属する画素の第２の画素値とを値の対とし、互いに異なる列に属する前記値の対を複数用いて、前記補正係数を算出することを特徴とする。
　補正係数を算出して画像情報を補正することにより、良好な画質を取得できる放射線撮像システムを提供することができる。
第１の実施形態に係る撮像システムのブロック図である。 二次元検出部の等価回路図である。 撮像システムの動作を示すフローチャートである。 二次元検出部の駆動タイミング図である。 二次元検出部におけるアーチファクトを示す図である。 補正係数取得手段における補正係数の算出方法を示す図である。 オフセット補正係数とゲイン補正係数の算出方法を示す図である。 画像補正手段における画像の補正方法を示す図である。 第２の実施形態に係る補正係数の算出方法を示す図である。 第３の実施形態に係る撮像システムのブロック図である。 二次元検出部の等価回路図である。 アーチファクトの形状及び幅を推定する方法を示す図である。 補正係数取得手段における異常値の除去方法を示す図である。
　（第１の実施形態）
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮像システムの構成例を示すブロック図である。放射線は、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギーを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども、含まれるものとする。以下、放射線がＸ線の場合を例を示す。放射線撮像システムは、Ｘ線発生装置２０１、Ｘ線制御装置２０２、コンピュータ２０６、及びＸ線撮像装置２０３を有する。Ｘ線撮像装置２０３は、二次元検出部２０５及び駆動制御手段２０４を有する。コンピュータ２０６は、補正係数取得手段２０７及び画像補正手段２０８を有する。
　Ｘ線制御装置（放射線制御装置）２０２は、Ｘ線発生装置２０１に対してＸ線の照射を制御する。Ｘ線発生装置２０１は、Ｘ線制御装置２０２の制御により、被写体を介してＸ線撮像装置２０３に対して、Ｘ線を照射（曝射）する。二次元検出部２０５は、Ｘ線を検出する素子をＸ列×Ｙ行の二次元行列状に配置したセンサであり、駆動制御手段２０４の制御により、Ｘ線の照射に応じた画像情報をコンピュータ２０６に出力する。二次元検出部２０５の構成は、後に図２を参照しながら詳細に述べる。補正係数取得手段２０７は、二次元検出部２０５から入力した画像情報を基に補正係数を算出し、画像補正手段２０８に出力する。画像補正手段２０８は、補正係数取得手段２０７から入力した補正係数を用いて、二次元検出部２０５から入力した画像情報を補正する。駆動制御手段２０４は、コンピュータ２０６から要求された駆動方法で二次元検出部２０５の動作を制御し、Ｘ線制御装置２０２が出力したＸ線の照射を示す信号を基に、二次元検出部２０５の駆動方法を変更する。
　図２は、二次元検出部２０５の構成例を示す回路図である。二次元検出部２０５は、垂直駆動回路１１４、検出部１１２、バイアス電源部１０３、読み出し回路１１３、出力バッファアンプ１０９及びアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１１０を有する。二次元検出部２０５は、放射線を検出する素子（画素）を２次元行列状に配置したセンサであり、放射線を検出して画像情報を出力する。図２では、説明の簡便化のために、３行×３列の画素を有する検出部１１２の例を示す。しかしながら、実際の二次元検出部２０５はより多画素であり、例えば１７インチの場合、約２８００行×約２８００列の画素を有している。
　検出部１１２は、行列状に配置された複数の画素を有する。各画素は、放射線又は光を電荷に変換する変換素子Ｓ１１～Ｓ３３と、変換素子Ｓ１１～Ｓ３３の電荷に応じた電気信号を出力するスイッチ素子Ｔ１１～Ｔ３３とを有し、画素値を出力する。変換素子Ｓ１１～Ｓ３３は、間接型の変換素子又は直接型の変換素子であり、照射された放射線を電荷に変換する。間接型の変換素子Ｓ１１～Ｓ３３は、放射線を光に変換する波長変換体と、その光を電荷に変換する光電変換素子とを有する。直接型の変換素子Ｓ１１～Ｓ３３は、放射線を直接電荷に変換する。照射された光を電荷に変換する光電変換素子としては、ガラス基板等の絶縁性基板上に配置されアモルファスシリコンを主材料とするＭＩＳ型フォトダイオードを用いることができる。また、光電変換素子は、ＰＩＮ型フォトダイオードでもよい。
　スイッチ素子Ｔ１１～Ｔ３３は、制御端子と２つの主端子を有するトランジスタであり、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が好ましい。変換素子Ｓ１１～Ｓ３３は、それぞれ、一方の電極がスイッチ素子Ｔ１１～Ｔ３３の２つの主端子の一方に電気的に接続され、他方の電極が共通のバイアス線Ｂｓを介してバイアス電源部１０３と電気的に接続される。バイアス電源部１０３は、バイアス線Ｂｓにバイアス電圧Ｖｓを供給する。１行目の複数のスイッチ素子Ｔ１１～Ｔ１３は、それらの制御端子が１行目の駆動線Ｖｇ１に共通に電気的に接続される。２行目の複数のスイッチ素子Ｔ２１～Ｔ２３は、それらの制御端子が２行目の駆動線Ｖｇ２に共通に電気的に接続される。３行目の複数のスイッチ素子Ｔ３１～Ｔ３３は、それらの制御端子が３行目の駆動線Ｖｇ３に共通に電気的に接続される。垂直駆動回路１１４は、例えばシフトレジスタであり、駆動線Ｖｇ１～Ｖｇ３を介して、駆動信号をスイッチ素子Ｔ１１～Ｔ３３に供給することにより、スイッチ素子Ｔ１１～Ｔ３３の導通状態を行単位で制御する。
　１列目の複数のスイッチ素子Ｔ１１～Ｔ３１は、それぞれ、一方の主端子が変換素子Ｓ１１～Ｓ３１に接続され、他方の主端子が１列目の信号線Ｓｉｇ１に電気的に接続されている。１列目のスイッチ素子Ｔ１１～Ｔ３１が導通状態である間に、１列目の変換素子Ｓ１１～Ｓ３１の電荷に応じた電気信号が、信号線Ｓｉｇ１を介して読み出し回路１１３に出力される。２列目の複数のスイッチ素子Ｔ１２～Ｔ３２は、それぞれ、一方の主端子が変換素子Ｓ１２～Ｓ３２に接続され、他方の主端子が２列目の信号線Ｓｉｇ２に電気的に接続されている。２列目のスイッチ素子Ｔ１２～Ｔ３２が導通状態である間に、２列目の変換素子Ｓ１２～Ｓ３２の電荷に応じた電気信号が、信号線Ｓｉｇ２を介して読み出し回路１１３に出力される。３列目の複数のスイッチ素子Ｔ１３～Ｔ３３は、それぞれ、一方の主端子が変換素子Ｓ１３～Ｓ３３に接続され、他方の主端子が３列目の信号線Ｓｉｇ３に電気的に接続されている。３列目のスイッチ素子Ｔ１３～Ｔ３３が導通状態である間に、３列目の変換素子Ｓ１３～Ｓ３３の電荷に応じた電気信号が、信号線Ｓｉｇ３を介して読み出し回路１１３に出力される。列方向に複数配列された信号線Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ３は、複数の画素から出力された電気信号を並列に読み出し回路１１３に出力する。
　読み出し回路１１３は、信号線Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ３の電気信号をそれぞれ増幅する増幅回路１０６を信号線Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ３毎に設けている。各増幅回路１０６は、積分アンプ１０５と、可変ゲインアンプ１０４と、サンプルホールド回路１０７とを有する。積分アンプ１０５は、信号線Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ３の電気信号を増幅する。可変ゲインアンプ１０４は、積分アンプ１０５からの電気信号を可変ゲインで増幅する。サンプルホールド回路１０７は、可変ゲインアンプ１０４で増幅された電気信号をサンプルしホールドする。積分アンプ１０５は、信号線Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ３の電気信号を増幅して出力する演算増幅器１２１と、積分容量１２２と、リセットスイッチ１２３とを有する。積分アンプ１０５は、積分容量１２２の値を変えることにより、ゲイン（増幅率）を変更することが可能である。各列の演算増幅器１２１は、それぞれ、反転入力端子が信号線Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ３に接続され、正転入力端子が基準電圧Ｖｒｅｆの基準電源部１１１に接続され、出力端子が増幅された電気信号を出力する。基準電源部１１１は、各演算増幅器１２１の正転入力端子に基準電圧Ｖｒｅｆを供給する。積分容量１２２は、演算増幅器１２１の反転入力端子と出力端子の間に配置される。サンプルホールド回路１０７は、制御信号ＳＨのサンプリングスイッチ１２４と、サンプリング容量１２５とを有する。また、読み出し回路１１３は、各列のスイッチ１２６と、マルチプレクサ１０８とを有する。マルチプレクサ１０８は、各列のスイッチ１２６を順次導通状態することにより、各増幅回路１０６から並列に出力される電気信号を順次、出力バッファアンプ１０９にシリアル信号として出力する。出力バッファアンプ１０９は、電気信号をインピーダンス変換して出力する。アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１１０は、出力バッファアンプ１０９から出力されたアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換し、画像情報として図１のコンピュータ２０６に出力する。
　垂直駆動回路１１４は、図１の駆動制御手段２０４から入力された制御信号Ｄ－ＣＬＫ，ＯＥ，ＤＩＯに応じて、スイッチ素子Ｔ１１～Ｔ３３を導通状態にする導通電圧と非道通状態とする非導通電圧を有する駆動信号を、各駆動線Ｖｇ１～Ｖｇ３に出力する。これにより、垂直駆動回路１１４は、スイッチ素子Ｔ１１～Ｔ３３の導通状態及び非導通状態を制御し、検出部１１２を駆動する。制御信号Ｄ－ＣＬＫは、垂直駆動回路１１４として用いられるシフトレジスタのシフトクロックである。制御信号ＤＩＯは、垂直駆動回路１１４のシフトレジスタの転送パルスである。制御信号ＯＥは、垂直駆動回路１１４のシフトレジスタの出力イネーブル信号である。以上により、垂直駆動回路１１４は、駆動の時間と走査方向を設定する。また、駆動手段２０４は、制御信号ＲＣ、制御信号ＳＨ、及び制御信号ＣＬＫを読み出し回路１１３に出力することによって、読み出し回路１１３の各構成要素の動作を制御する。制御信号ＲＣは、積分アンプ１０５のリセットスイッチ１２３の動作を制御するための信号である。制御信号ＳＨは、サンプルホールド回路１０７のサンプリングスイッチ１２４を制御するための信号である。制御信号ＣＬＫは、マルチプレクサ１０８の動作を制御するためのクロック信号である。
　図３は図１の放射線撮像システムの制御方法を示すフローチャートであり、図４はその制御方法のタイミングチャートである。ステップＳ３０１では、駆動制御手段２０４は、Ｘ線の照射が開始されたか否かを判定する。Ｘ線発生装置２０１は、Ｘ線制御装置２０２からＸ線の照射を示す信号を入力するとＸ線を照射する。駆動制御手段２０４は、Ｘ線制御装置２０２からＸ線の照射を示す信号を入力するとＸ線の照射が開始されたと判定し、Ｘ線の照射を示す信号を入力しない場合にはＸ線の照射が開始されていないと判定する。Ｘ線の照射が開始された場合にはステップＳ３０３に進み、Ｘ線の照射が開始されていない場合にはステップＳ３０２に進む。ステップＳ３０２では、検出部１１２は、駆動制御手段２０４の制御により、図４に示すように、駆動線Ｖｇ１～ＶｇＹを順に導通電圧にし、スイッチ素子Ｔ１１～Ｔ３３等を順に行単位で導通状態にする。これにより、暗電流の電荷蓄積により生じた変換素子Ｓ１１～Ｓ３３等の電荷をリセットするリセット動作（以下、空読みと称する）が、先頭の１行目から最終のＹ行目まで順に行われる。その後、ステップＳ３０１に戻る。検出部１１２は、Ｘ線の照射前に、暗電流によって生じた変換素子Ｓ１１～Ｓ３３等の電荷のリセットを行うリセット動作を繰り返し行う。空読みは、先頭の１行目から最終のＹ行目まで順に行われ、最終のＹ行目に到達すると先頭の１行目に戻り、Ｘ線開始が判定されるまで、繰り返し行われる。Ｘ線照射開始が判定されると、空読みが停止される。例えば、空読みが停止された行がＮ行目である。
　ステップＳ３０３では、駆動制御手段２０４は、Ｘ線の照射が終了したか否かを判定する。例えば、駆動制御手段２０４は、Ｘ線照射開始の判定時刻から所定時間（Ｘ線照射期間）経過後に、Ｘ線照射終了を判定する。また、駆動制御手段２０４は、Ｘ線制御装置２０２からＸ線の照射を示す信号が入力されなくなった場合にＸ線の照射が終了されたと判定してもよい。Ｘ線の照射が終了した場合にはステップＳ３０５に進み、Ｘ線の照射が終了していない場合にはステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４では、検出部１１２は、駆動制御手段２０４の制御により、電荷の蓄積動作を行う。その後、ステップＳ３０３に戻る。電荷の蓄積動作は、図４に示すように、全ての駆動線Ｖｇ１～ＶｇＹを非導通電圧にし、全ての画素のスイッチ素子Ｔ１１～Ｔ３３等を非導通状態にして、Ｘ線の照射に応じた電荷を変換素子Ｓ１１～Ｓ３３等に蓄積する動作である。Ｘ線の照射が終了するまで、変換素子Ｓ１１～Ｓ３３等において電荷の蓄積動作が行われる。
　ステップＳ３０５では、検出部１１２は、駆動制御手段２０４の制御により、Ｘ線の照射に応じた画素の電荷の画素値を読み出す本読み出し動作を行う。本読み出し動作では、駆動線Ｖｇ１～ＶｇＹが順次、導通電圧のパルスになり、スイッチ素子Ｓ１１～Ｓ３３等が行単位で順次、導通状態になり、先頭行の画素から最終行の画素まで行単位で順番に信号線Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ３等に電気信号が出力される。Ａ／Ｄ変換器１１０は、先頭行から最終行までの画素の画像情報をコンピュータ２０６に出力する。
　理想的には、Ｘ線発生装置２０１が実際にＸ線を照射する前に、駆動制御手段２０４がＸ線制御装置２０２が出力したＸ線の照射を示す信号を用いてＸ線開始判定を完了させ、空読み動作から電荷蓄積動作に移行していることが望ましい。しかしながら、装置間の通信速度や、Ｘ線開始判定に要する時間によっては、空読み動作から電荷蓄積動作に移行する前にＸ線の照射が開始されてしまう場合がある。このような場合、Ｘ線の照射が開始された後に空読みを行った行の画像にアーチファクトが生じるという課題がある。すなわち、空読み停止行Ｎ付近の行の変換素子Ｓ１１～Ｓ３３等では、Ｘ線照射に応じた電荷が発生した後に、その電荷が空読みによりリセットされるため、リセットにより失われた電荷に応じたアーチファクトが発生する。
　図５は、空読み動作から電荷蓄積動作に移行する前にＸ線の照射が開始されたときに生じるアーチファクトの例を示す図である。Ｘ線が実際に照射が開始されたｓｔａｒｔの時刻から空読み動作が停止されたｓｔｏｐの時刻までの間で、空読み動作が行われた行は、その間に蓄積した電荷を失う。この時、失う電荷の量は、画素値に比例した値となる。すなわち、画素値のゲインの低下によるアーチファクトが発生する。また、この時に失う電荷は、Ｘ線波形の積分値にも比例している。すなわち、アーチファクトの量とＸ線波形の積分値には、相関関係がある。
　単純化のため、Ｘ線を矩形波で近似した場合、Ｘ線波形の積分値は一定の傾きを持つ直線となる。従って、各列の画素値のゲインは直線的に低下してゆく。このゲインの低下は、アーチファクトの深さｄｅｐｔｈと幅ｗｉｄｔｈで表わすことができる。なお、Ｘ線が矩形波でない場合については、図１２の説明において述べる。また、アーチファクトの幅を算出する方法についても、図１２の説明において述べる。以後の説明は、Ｘ線が矩形波で近似可能であり、アーチファクトの幅ｗｉｄｔｈが既知であるものとして行う。
　次に、空読みを停止した行の前後に注目する。空読みを停止する直前の画素は、Ｘ線の照射開始後に空読みが行われているため、空読みにより電荷が失われている。一方、空読みを停止した直後の画素は、Ｘ線の照射開始後に空読みが行われていないため、電荷が失われていない。これに対して、画像中のほとんどの領域では、近接した画素の値はほぼ同じであると考えられる。すなわち、空読みによって電荷を失わなければ、空読みを停止する前の行の画素値と停止した後の行の画素値はほぼ同じ値になっていたと考えられる。この両者の関係を利用することで、ゲインの低下量、すなわちアーチファクトの深さｄｅｐｔｈを算出することができる。深さｄｅｐｔｈを算出する方法については、図６及び図７の説明で述べる。
　なお、画像中で被写体の急峻なエッジが重なる領域では、近接した画素の値がほぼ同じにならない。この課題に関しては、図１３の説明において述べる。以後の説明は、近接した画素の値がほぼ同じであるものとして行う。
　アーチファクトの深さｄｅｐｔｈと幅ｗｉｄｔｈが既知であれば、各行の画素値のゲインの低下量は推定可能である。すなわち、画像に生じるゲインの低下を補正することができる。ただし、実際の画像には、暗電流等により画素値にオフセット成分が加算されている点に注意が必要である。このオフセット成分を除去するため、Ｘ線の照射後に本読みを行って取得したＸ線画像から、Ｘ線画像の取得前又は取得後に本読みを行って取得したダーク画像を減算することが好ましい。しかしながら、暗電流の時間応答などにより、ダーク画像を減算してもオフセット成分が残ることがある。本発明者は、このオフセット成分を無視してゲインの低下量だけを補正すると、アーチファクトが残るという課題を見出した。すなわち、補正の精度を高めるには、オフセット補正係数とゲイン補正係数を算出した上で補正を行う必要がある。
　そこで、補正係数取得手段２０７は、Ｘ線の照射開始後に空読みを行った行に属する画素の第１の画素値と、Ｘ線の照射開始後に空読みを行っていない行に属し、第１の画素値の画素と同じ列に属する画素の第２の画素値との対を値を対とする。そして、補正係数取得手段２０７は、互いに異なる列に属する値の対を複数用いて、画像に生じたアーチファクトに対するオフセット補正係数とゲイン補正係数を算出する。画像補正手段２０８は、オフセット補正係数とゲイン補正係数を用いて、画像に生じるアーチファクトを補正する。
　図６は、補正係数取得手段２０７の補正係数の算出方法を示す図である。まず、上記の値の対を２組み用いて、値の対の間を結ぶ直線の傾きａと切片ｂを求める。この傾きａと切片ｂから、オフセット補正係数とゲイン補正係数を算出することが可能である。具体的な方法については、図７で説明を行うものとする。
　値の対を結ぶ直線の傾きａと切片ｂを求めるには、有効な値の対が２組み以上必要である。ところが、同じ列の異なる行から取り出した対の値は、画素が近接しているため、ほぼ同じとなる。このような場合、傾きａ及び切片ｂの算出精度が著しく低下するという問題がある。従って、互いに異なる列に属する値の対を複数組み用いることが好ましい。
　また、「近接した画素の値がほぼ同じ」という仮定を満たすため、第１の画素値の行と第２の画素値の行は、近いほうがよい。特に、Ｘ線照射開始後に空読みを行った行と空読みを行っていない行の境界部分、すなわち、空読み停止行Ｎとその次の行Ｎ＋１の画素値を用いることが好ましい。その場合、第１の画素値は、空読みを停止した行Ｎに属する画素の画素値であり、第２の画素値は、空読みを停止した行Ｎの１行後の行Ｎ＋１に属する画素の画素値である。
　ただし、空読みの停止に伴い、空読み停止行Ｎの画素値に誤差が生じることがある。そのような場合は、走査方向に対して、空読み停止行Ｎの前の行と次の行の画素値を用いることが望ましい。その場合、第１の画素値は、空読みを停止した行Ｎの１行前の行Ｎ－１に属する画素の画素値であり、第２の画素値は、空読みを停止した行Ｎの１行後の行Ｎ＋１に属する画素の画素値である。
　また、一般的に、値の対の数が多いほど補正係数の精度が向上する傾向がある。多数の値の対を取得できる場合は、最小二乗法により直線の傾きａと切片ｂを求めることが好ましい。このときの値の対は、空読み停止の前後の行の全ての列から取得してもよいし、一部から取得してもよい。
　また、補正係数取得手段２０７は、空読み停止行Ｎとして、駆動制御手段２０４が出力した空読みを停止した行の行番号を入力して用いることが好ましい。また、補正係数取得手段２０７は、そのような行番号の値を転送するプロトコルの実装が難しい場合などは、画像情報を基に空読みを停止した行番号を算出するようにしてもよい。
　図７は、複数の値の対を結ぶ直線の傾きａと切片ｂを基にオフセット補正係数とゲイン補正係数を求める方法を示す図である。図７に示すように、画素値は、暗電流等によるオフセット成分ｏｆｆｓｅｔとＸ線によるゲイン成分ｇａｉｎで構成される。空読み停止行Ｎの近辺において、第１の画素値Ｄ１及び第２の画素値Ｄ２は、オフセット成分ｏｆｆｓｅｔはほぼ等しい。また、第１の画素値Ｄ１は、空読みを行っているため、第２の画素値Ｄ２に対して、ゲイン成分ｇａｉｎがＧ１倍に低下する。第１の画素値Ｄ１と第１の画素値Ｄ２の画素は近接しているため、もし第１の画素値Ｄ１が空読みを行わなければ、第１の画素値Ｄ１と第２の画素値Ｄ２はほぼ同じであったと考えられる。従って、第１の画素値Ｄ１と第２の画素値Ｄ２の間の関係は、以下の式（１）で表わされる。
　式（１）
｛Ｄ２－ｏｆｆｓｅｔ｝：１＝｛Ｄ１－ｏｆｆｓｅｔ｝：Ｇ１
　また、図６で示した通り、第１の画素値Ｄ１と第２の画素値Ｄ２の関係は、以下の式（２）で表わされる。
　式（２）
Ｄ２＝ａ×Ｄ１＋ｂ
　以上より、オフセット成分を示すオフセット補正係数ｏｆｆｓｅｔとゲイン補正係数Ｇ１は、以下の式（３）で表わされる。
　式（３）
ｏｆｆｓｅｔ＝ｂ／（１－ａ）
Ｇ１＝１／ａ
　図８は、Ｘ線が実際に照射された後に空読みを行った行の区間の画素値を補正する方法を示す図である。まず、Ｘ線が実際に照射開始された行をｓｔａｒｔ、空読みを停止した行をｓｔｏｐとする。段差の幅ｗｉｄｔｈについては、図５で説明した通り、既知であるものとする。ｓｔａｒｔとｓｔｏｐとｗｉｄｔｈの関係は、以下の式（４）の通りである。
　式（４）
ｓｔａｒｔ＝ｓｔｏｐ－ｗｉｄｔｈ
　また、第１の画素値と第２の画素値の境界におけるアーチファクトの深さｄｅｐｔｈは、以下の式（５）で表わされる。
　式（５）
ｄｅｐｔｈ＝１－Ｇ１
　図８に示すように、Ｘ線が実際に照射開始されてから空読みを行った行の区間、すなわち、ｙ行目（ｓｔａｒｔ＜ｙ＜ｓｔｏｐ）のアーチファクト量ｄ（ｙ）は、以下の式（６）で表わされる。
　式（６）
ｗｉｄｔｈ：ｄｅｐｔｈ＝｛ｙ－ｓｔａｒｔ｝：ｄ（ｙ）
　式（４）～（６）より、以下の式（７）が導かれる。
　式（７）
ｄ（ｙ）＝（１－Ｇ１）×（ｙ－ｓｔｏｐ＋ｗｉｄｔｈ）／ｗｉｄｔｈ
　ｙ行目の画素値のうち、オフセット成分は減少しないが、ゲイン成分は本来の値の１－ｄ（ｙ）倍になっている。従って、ｘ列ｙ行目の画素値をＤ（ｘ，ｙ）、アーチファクトを補正した画素値をＤ’（ｘ，ｙ）とすると、以下の式（８）が成り立つ。
　式（８）
｛Ｄ’（ｘ，ｙ）－ｏｆｆｓｅｔ｝×｛１－ｄ（ｙ）｝＝Ｄ（ｘ，ｙ）－ｏｆｆｓｅｔ
　Ｘ線が実際に照射開始された後に空読みを行っていない行の区間については、アーチファクトは発生しない。従って、二次元検出部２０５の行数をＹとしたとき、補正後の画像Ｄ’（ｘ，ｙ）は以下の式（９）で表わされる。
　式（９）
Ｄ’（ｘ，ｙ）＝Ｄ（ｘ，ｙ）
　（０≦ｙ≦ｓｔａｒｔ)
Ｄ’（ｘ，ｙ）＝Ｄ（ｘ，ｙ）＋｛Ｄ（ｘ，ｙ）－ｏｆｆｓｅｔ｝×ｄ（ｙ）／｛１－ｄ（ｙ）｝
　（ｓｔａｒｔ＜ｙ＜ｓｔｏｐ）Ｄ’（ｘ，ｙ）＝Ｄ（ｘ，ｙ）
　（ｓｔｏｐ≦ｙ≦Ｙ－１)
　このようにして、Ｘ線が実際に照射開始されてから空読みを行った行の区間の画素値を正確に補正した画像を得ることができる。なお、Ｘ線を実際に照射開始してから空読みを停止するまでの間に空読みが先頭行に戻る場合は、以下の式（１０）で画像の補正を行う。
　式（１０）
Ｄ’（ｘ，ｙ）＝Ｄ（ｘ，ｙ）＋｛Ｄ（ｘ，ｙ）－ｏｆｆｓｅｔ｝×ｄ（ｙ）／｛１－ｄ（ｙ）｝
　（０≦ｙ＜ｓｔｏｐ）
Ｄ’（ｘ，ｙ）＝Ｄ（ｘ，ｙ）
　（ｓｔｏｐ≦ｙ≦ｓｔａｒｔ)
Ｄ’（ｘ，ｙ）＝Ｄ（ｘ，ｙ）＋｛Ｄ（ｘ，ｙ）－ｏｆｆｓｅｔ｝×ｄ（ｙ－Ｙ）／｛１－ｄ（ｙ－Ｙ）｝
　（ｓｔｏｐ＜ｙ≦Ｙ－１）
　以上に示した補正方法により、Ｘ線が照射開始後に空読みが一周するまでにＸ線の照射開始を判定することができれば、その間に生じたアーチファクトを補正した画像を取得することができる。すなわち、Ｘ線の照射開始を判定するまでの時間制限を大幅に緩和することができる。
　（第２の実施形態）
　本発明の第２の実施形態は、図６で示した直線の傾きａと切片ｂを求める方法以外は、第１の実施形態と同様である。図９は、図６に対応し、本発明の第２の実施形態による直線の傾きａと切片ｂを求める方法を示す図である。以下、本実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。補正係数取得手段２０７は、Ｘ線の照射開始後に空読みを行った行に属する複数の画素の画素値を、ある関心領域内で平均化した第１の平均値とする。そして、補正係数取得手段２０７は、Ｘ線の照射開始後に空読みを行っていない行に属し、第１の平均値の関心領域と同じ列範囲に属する複数の画素の画素値を関心領域で平均化した第２の平均値とし、第１の平均値と第２の平均値とを値の対とする。そして、補正係数取得手段２０７は、互いに異なる列範囲に属する値の対を複数用いて、画像に生じたアーチファクトのオフセット補正係数とゲイン補正係数を算出する。本実施形態は、画素値に含まれるノイズが平均化されるため、第１の実施形態と比較して精度の高い値の対を得ることができる。従って、オフセット補正係数とゲイン補正係数の精度が高まるという利点がある。
　本実施形態は、第１の実施形態と同様に、同じ列範囲から取得した値の対は、近接しているため、ほぼ同じ値となる。すなわち、傾きａと切片ｂの算出精度が著しく低下するという課題がある。そこで、互いに重複しない列範囲に属する値の対が２組み以上必要である。ところが、関心領域として画像の一行全体を指定した場合、列範囲が単一になるため、有効な値の対を１組みしか取り出せない。従って、画像の行平均、すなわちプロファイルを解析しても、オフセット補正係数とゲイン補正係数を算出することができないという課題がある。このような理由から、本実施形態では、画像のプロファイルを解析してオフセット補正係数とゲイン補正係数を算出する構成を除外するものとする。
　（第３の実施形態）
　図１０は、本発明の第３の実施形態に係る放射線撮像システムの構成例を示すブロック図である。図１０は、図１に対して、検知手段１００１を追加したものである。以下、本実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。検知手段１００１は、Ｘ線の照射開始及び照射終了を検知し、Ｘ線の照射を示す信号を駆動制御手段２０４に出力する。駆動制御手段２０４は、Ｘ線制御装置２０２の代わりに、検知手段１００１からＸ線の照射を示す信号を入力し、二次元検出部２０５の動作を制御する。これにより、Ｘ線撮像装置２０３は、Ｘ線制御装置２０２との接続を行うことなく撮影を行うことができる。
　図１１は、図１０の二次元検出部２０５の構成例を示す図である。図１１は、図２に対して、バイアス電源部１０３の構成が異なる。バイアス電源部１０３は、電流－電圧変換回路１１５及びＡ／Ｄ変換器１２７を有する。電流－電圧変換回路１１５は、バイアス線Ｂｓにバイアス電圧Ｖｓを供給しつつ、バイアス線Ｂｓに流れる電流を電圧に変換し、Ａ／Ｄ変換器１２７に出力する。Ａ／Ｄ変換器１２７は、電流情報を有するアナログ電圧値を電流情報を有するデジタル電圧値に変換して出力する。図１０の検知手段１００１は、Ａ／Ｄ変換器１２７が出力する電流情報を用いてＸ線の照射開始及び照射終了を検知する。これにより、二次元検出部２０５以外のＸ線センサを配置することなく、Ｘ線の照射を検知する検知手段１００１を実装することができる。
　図１２は、本実施形態によるアーチファクトの形状及び幅を推定する方法を示す図である。これまでは、図５の説明で示した通り、Ｘ線の波形は矩形波であり、アーチファクトの幅ｗｉｄｔｈが既知であるものとしていた。しかし、実際には、Ｘ線の照射時間等により、アーチファクトの幅ｗｉｄｔｈは大きく異なる。従って、アーチファクトの幅を正しく推定しなければ、補正誤差が生じることになる。幅を推定する方法として、画像のプロファイルを解析する等の手法が考えられる。しかしながら、画像には被写体の情報が含まれるため、幅の推定は困難である。また、Ｘ線の波形は必ずしも矩形波にはならない。特に、Ｘ線の照射時間が短い場合は、Ｘ線の波形の立ち上がり及び立ち下がりの影響が無視できない。
　そこで、本発明者は、画像情報に加えて、Ｘ線の照射を示す信号を用いる手法を提案する。この方法では、アーチファクトの幅の推定精度が高まるだけでなく、任意のＸ線波形により生じるアーチファクトの形状を推定することが可能である。本発明者が実験を行ったところ、画像から失われる信号電荷の量とバイアス線Ｂｓに流れる電流の値が比例関係にあることを発見した。
　まず、図８の説明と同様に、補正前の画像をＤ（ｘ，ｙ）、空読みを停止した行の行番号をｓｔｏｐ、オフセット補正係数をｏｆｆｓｅｔ、 アーチファクトの深さをｄｅｐｔｈとする。また、二次元検出部２０５の列数をＸとする。このとき、ｙ行目の画素値のゲイン成分の総和Ｒ（ｙ）は、以下の式（１１）で表わされる。
　式（１１）
Ｒ（ｙ）＝｛Ｄ（０，ｙ）－ｏｆｆｓｅｔ｝＋｛Ｄ（１，ｙ）－ｏｆｆｓｅｔ｝＋・・・＋｛Ｄ（Ｘ－１，ｙ）－ｏｆｆｓｅｔ｝＝ΣＤ（ｘ，ｙ）－ｏｆｆｓｅｔ×Ｘ
　本発明者は、ｙ行目の画素値のゲイン成分の総和であるＲ（ｙ）と、ｙ行目を空読みした時のバイアス線Ｂｓの電流であるＶｓ（ｙ）と、ｙ行目のアーチファクト量であるｄ（ｙ）の間の関係を整理した。その結果、本発明者は、Ｘ線波形が矩形波である場合だけでなく、任意のＸ線波形が照射された場合であっても、以下の式（１２）が成り立つことを見出した。ここで、αは比例定数である。
　式（１２）
Ｒ（ｙ）×ｄ（ｙ）／｛１－ｄ（ｙ）｝＝α×Ｖｓ（ｙ）
　ｙ＝ｓｔｏｐにおけるアーチファクト量は、アーチファクトの深さｄｅｐｔｈである。これを式（１２）に代入すると、以下の式（１３）が成り立つ。
　式（１３）
Ｒ（ｓｔｏｐ）×ｄ（ｓｔｏｐ）／｛１－ｄ（ｓｔｏｐ）｝＝α×Ｖｓ（ｓｔｏｐ）
　式（１２）と式（１３）を整理して比例定数αを消去すると、式（１４）が導かれる。
　式（１４）
｛１－ｄ（ｙ）｝／ｄ（ｙ）＝（１－ｄｅｐｔｈ）／ｄｅｐｔｈ×Ｖｓ（ｓｔｏｐ）／Ｖｓ（ｙ）×Ｒ（ｙ）／Ｒ（ｓｔｏｐ）
　また、式（１４）より、次式（１５）のように、ｙ行目のアーチファクト量ｄ（ｙ）を求めることができる。
　式（１５）
ｄ（ｙ）＝１／［｛Ｖｓ（ｓｔｏｐ）×Ｒ（ｙ）×（１－ｄｅｐｔｈ）｝／｛Ｒ（ｓｔｏｐ）×Ｖｓ（ｙ）×ｄｅｐｔｈ｝＋１］
　以上のようにして、任意のＸ線波形に対して、画像に生じる各行のアーチファクト量ｄ（ｙ）、すなわちアーチファクトの形状を示す形状補正係数列ｄ（ｙ）を算出することができる。Ｘ線波形を矩形波で近似しても差し支えない場合は、形状補正係数列ｄ（ｙ）を基に、画像に生じるアーチファクトの幅を示す幅補正係数ｗｉｄｔｈを求めてもよい。例えば、ｄ（ｙ）＝０となる行をｓｔａｒｔ行とする方法が好ましい。
　以上の説明では、画像情報に加えて、画素のバイアス線Ｂｓに流れる電流Ｖｓ（ｙ）を用いることで、形状補正係数列ｄ（ｙ）及び幅補正係数ｗｉｄｔｈを求めていた。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、二次元検出部２０５の一部の画素からＸ線の照射を示す信号を取り出す構成とし、画像情報に加えて二次元検出部２０５の一部の画素の信号を用いることで、形状補正係数列ｄ（ｙ）及び幅補正係数ｗｉｄｔｈを求めてもよい。また、二次元検出部２０５とは別に配置したＸ線センサからＸ線の照射を示す信号を取り出す構成とし、画像情報に加えてＸ線センサからの信号を用いることで、形状補正係数列ｄ（ｙ）及び幅補正係数ｗｉｄｔｈを求めてもよい。
　図１３（Ａ）～（Ｃ）は、画素値の異常値を除去する方法を示す図である。これまでは、図５の説明で示した通り、画像中のほとんどの領域では、近接した画素の値はほぼ同じであるものと仮定していた。しかし、実際には、この仮定が成り立たない場合がある。例えば、画像中で被写体の急峻なエッジが重なる領域では、エッジの影響により、近接した画素の値がほぼ同じにならない。従って、値の対から傾きａと切片ｂを算出するときの仮定が成り立たなくなり、傾きａと切片ｂの推定精度が悪化することがある。
　そこで、本発明者は、値の対に対して異常判定を行い、異常が判定された値の対を補正係数の算出に用いない方法を提案する。この方法では、傾きａと切片ｂの算出に必要な仮定が成り立たなくなる値の対を除去することで、オフセット補正係数やゲイン補正係数などの補正係数を正確に算出することができる。
　まず、図１３（Ａ）に示すように、第１の画素値と第２の画素値の周辺の画素値の関係に注目する。第１の画素値の付近で被写体が均一であれば、第１の画素値と周辺の画素値はほぼ同じ値となる。ただし、画素値に多少のバラツキが生じる点に注意する必要がある。
　第１の画素値が大きいときは、Ｘ線の量子ノイズによるバラツキが支配的となり、第１の画素値が小さいときは、システムノイズによるバラツキが支配的となる。第１の画素値と第１の画素値の周辺の画素値の関係が、Ｘ線の量子ノイズから予測されるバラツキの量及びシステムノイズから予測されるバラツキの量に収まっている場合がある。その場合、第１の画素値の付近において、「近接した画素の値がほぼ同じ」という仮定が成り立つ状況にあると推定される。これに対して、第１の画素値と第１の画素値の周辺の画素値の関係が、Ｘ線の量子ノイズから予測されるバラツキの量及びシステムノイズから予測されるバラツキの量から外れている場合がある。その場合、第１の画素値の付近において、「近接した画素の値がほぼ同じ」という仮定が成り立たない状況にあると推定される。第２の画素値と第２の画素値の周辺の画素値の関係についても同様である。
　このような異常な値の対が混入すると、傾きａと切片ｂの推定精度が悪化する。そこで、補正係数取得手段２０７は、図１３（Ｂ）において、値の対の一方の画素値又は両方の画素値が周辺の画素値に対して、Ｘ線の量子ノイズ及びシステムノイズから予測されるバラツキの量から外れているとき、値の対を異常と判定する。そして、補正係数取得手段２０７は、図１３（Ｂ）のように異常値の値の対を除去し、補正係数を算出する。異常値の値の対は、補正係数の算出に用いない。
　以上の説明では、補正係数取得手段２０７は、値の対の一方の画素値又は両方の画素値が周辺の画素値に対して、Ｘ線の量子ノイズ及び／又はシステムノイズから予測されるバラツキの量から外れている場合に、その値の対が異常値であると判定する。しかしながら、本実施形態は、これに限定されない。例えば、補正係数取得手段２０７は、値の対の一方の画素値又は両方の画素値が飽和している場合に、その値の対が異常値であると判定することができる。また、補正係数取得手段２０７は、値の対の一方の画素値又は両方の画素値が負の値である場合や、欠陥画素である場合に、その値の対が異常値であると判定することができる。
　なお、各実施形態は、例えば図１の駆動制御手段２０４に含まれるコンピュータがプログラムを実行することによって実現することもできる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ－ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体又はかかるプログラムを伝送するインターネット等の伝送媒体も本発明の実施形態として適用することができる。また、上記のプログラムも本発明の実施形態として適用することができる。上記のプログラム、記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。また、第１～第３の実施形態から容易に想像可能な組み合わせによる発明も本発明の範疇に含まれる。
　上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
　本願は、2013年07月09日提出の日本国特許出願特願2013-143832を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てをここに援用する。
２０４　駆動制御手段
２０５　二次元検出部
２０７　補正係数取得手段
２０８　画像補正手段

Claims (20)

  1. 　行列状に配置され、放射線を電荷に変換して画素値を出力する複数の画素を含み、画像情報を出力する検出部と、
    　放射線の照射を示す信号が入力されるまでの間、前記複数の画素に対してリセット動作を行わせ、前記放射線の照射を示す信号が入力されると、前記複数の画素に対してリセット動作を停止させて電荷の蓄積動作を行わせ、その後、前記放射線の照射が終了すると、前記複数の画素の画素値の読み出し動作を行わせることにより、前記放射線の照射に応じた画像情報を出力させる駆動制御手段と、
    　前記検出部により出力された前記画像情報を基に補正係数を算出する補正係数取得手段と、
    　前記補正係数取得手段により算出された前記補正係数を用いて、前記検出部により出力された前記画像情報を補正する画像補正手段とを有し、
    　前記補正係数取得手段は、
    　前記放射線の照射が開始された後に前記リセット動作が行われた行に属する画素の第１の画素値と、前記放射線の照射が開始された後に前記リセット動作が行われていない行に属し、前記第１の画素値の画素と同じ列に属する画素の第２の画素値とを値の対とし、
    互いに異なる列に属する前記値の対を複数用いて、前記補正係数を算出することを特徴とする放射線撮像システム。
  2. 　前記駆動制御手段は、放射線の照射を制御する放射線制御装置が出力した放射線の照射を示す信号を用いて、前記検出部の動作を制御することを特徴とする請求項１記載の放射線撮像システム。
  3. 　さらに、放射線の照射を検知し、放射線の照射を示す信号を出力する検知手段を有し、前記駆動制御手段は、前記検知手段が出力した放射線の照射を示す信号を用いて前記検出部の動作を制御することを特徴とする請求項１記載の放射線撮像システム。
  4. 　前記補正係数取得手段は、
    　前記放射線の照射が開始された後に前記リセット動作が行われた行に属する複数の画素の画素値を平均化した第１の平均値と、前記放射線の照射が開始された後に前記リセット動作が行われていない行に属し、前記第１の平均値の複数の画素と同じ列に属する複数の画素の画素値を平均化した第２の平均値とを値の対とし、
    　互いに異なる列に属する前記値の対を複数用いて、前記補正係数を算出することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。
  5. 　前記補正係数取得手段は、最小二乗法により前記補正係数を算出することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。
  6. 　前記補正係数取得手段は、前記リセット動作を停止した行の行番号を基に前記補正係数を算出することを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。 
  7. 　前記補正係数取得手段は、前記駆動制御手段から前記リセット動作を停止した行の行番号を入力し、前記行番号を基に前記補正係数を算出することを特徴とする請求項６記載の放射線撮像システム。
  8. 　前記補正係数取得手段は、前記画像情報を基に前記リセット動作を停止した行の行番号を算出し、前記行番号を基に前記補正係数を算出することを特徴とする請求項６記載の放射線撮像システム。
  9. 　前記第１の画素値は、前記リセット動作を停止した行に属する画素の画素値であり、
    　前記第２の画素値は、前記リセット動作を停止した行の１行後の行に属する画素の画素値であることを特徴とする請求項６～８のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。
  10. 　前記第１の画素値は、前記リセット動作を停止した行の１行前の行に属する画素の画素値であり、
    　前記第２の画素値は、前記リセット動作を停止した行の１行後の行に属する画素の画素値であることを特徴とする請求項６～８のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。
  11. 　前記補正係数は、オフセット補正係数と、ゲイン補正係数と、画像に生じるアーチファクトの幅を示す幅補正係数とを有することを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。
  12. 　前記補正係数は、オフセット補正係数と、ゲイン補正係数と、画像に生じる各行のアーチファクト量を示す形状補正係数列とを有することを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。
  13. 　前記補正係数取得手段は、前記画像情報を基に前記幅補正係数又は前記形状補正係数列を算出することを特徴とする請求項１１又は１２記載の放射線撮像システム。
  14. 　前記補正係数取得手段は、前記画素のバイアス線に流れる電流を基に前記幅補正係数又は前記形状補正係数列を算出することを特徴とする請求項１１～１３のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。
  15. 　前記補正係数取得手段は、前記値の対が異常値である場合には、前記異常値である前記値の対を除去して、前記補正係数を算出することを特徴とする請求項１～１４のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。
  16. 　前記補正係数取得手段は、前記値の対の一方の画素値又は両方の画素値が周辺の画素値に対して量子ノイズから予測されるバラツキの量から外れている場合に、前記値の対が異常値であると判定することを特徴とする請求項１５記載の放射線撮像システム。
  17. 　前記補正係数取得手段は、前記値の対の一方の画素値又は両方の画素値が周辺の画素値に対してシステムノイズから予測されるバラツキの量から外れている場合に、前記値の対が異常値であると判定することを特徴とする請求項１５又は１６記載の放射線撮像システム。
  18. 　前記補正係数取得手段は、前記値の対の一方の画素値又は両方の画素値が飽和している場合に、前記値の対が異常値であると判定することを特徴とする請求項１５～１７のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。
  19. 　前記補正係数取得手段は、前記値の対の一方の画素値又は両方の画素値が負の値の場合に、前記値の対が異常値であると判定することを特徴とする請求項１５～１８のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。
  20. 　前記補正係数取得手段は、前記値の対の一方の画素値又は両方の画素値が欠陥画素の場合に、前記値の対が異常値であると判定することを特徴とする請求項１５～１９のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。
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