(57)【要約】【課題】アーチファクトの抑制に有利な技術を提供する。【解決手段】入射する放射線を電気信号に変換する複数の画素を含む撮像部を備える放射線撮像装置であって、放射線撮像装置は、複数の画素のうち常に異常な画素値を出力する第１画素の位置情報を記憶する記憶部と、位置情報と複数の画素のうち第１画素の近傍に配された画素の画素値とに基づいて、第１画素の画素値を生成する補間部と、複数の画素のうち記憶部に記憶されておらず、かつ、異常な画素値を出力する第２画素を検出し、第２画素の画素値を補正する補正部と、をさらに備え、撮像部から出力される画像データに対して、補正部による処理を行った後に、補間部による処理を行う。【選択図】図２
2020048836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する放射線を電気信号に変換する複数の画素を含む撮像部を備える放射線撮像装置であって、
前記放射線撮像装置は、
前記複数の画素のうち常に異常な画素値を出力する第１画素の位置情報を記憶する記憶部と、
前記位置情報と前記複数の画素のうち前記第１画素の近傍に配された画素の画素値とに基づいて、前記第１画素の画素値を生成する補間部と、
前記複数の画素のうち前記記憶部に記憶されておらず、かつ、異常な画素値を出力する第２画素を検出し、前記第２画素の画素値を補正する補正部と、をさらに備え、
前記撮像部から出力される画像データに対して、前記補正部による処理を行った後に、前記補間部による処理を行うことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
入射する放射線を電気信号に変換する複数の画素を含む撮像部を備える放射線撮像装置であって、
前記放射線撮像装置は、
前記複数の画素のうち常に異常な画素値を出力する第１画素の位置情報を記憶する記憶部と、
前記位置情報と前記複数の画素のうち前記第１画素の近傍に配された画素の画素値とに基づいて、前記第１画素の画素値を生成する補間部と、
前記複数の画素のうち前記記憶部に記憶されておらず、かつ、異常な画素値を出力する第２画素を検出し、前記第２画素の画素値を補正する補正部と、をさらに備え、
前記補間部は、前記撮像部から出力され前記補正部による処理が行われた画像データに対して、処理を行うことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３】
前記補正部が、前記複数の画素のうち設定された閾値以上の画素値を出力する画素を前記第２画素として検出することを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮像装置。
【請求項４】
前記補正部が、前記閾値を設定するための閾値設定部をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の放射線撮像装置。
【請求項５】
前記補正部が、前記複数の画素のうち前記第２画素の近傍に配された近傍画素の画素値に基づいて、前記第２画素の画素値を補正することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項６】
前記補正部は、前記近傍画素が前記記憶部に記憶された前記第１画素を含む場合、前記近傍画素のうち前記第１画素を除いた画素の画素値に基づいて、前記画像データを補正することを特徴とする請求項５に記載の放射線撮像装置。
【請求項７】
前記補正部が、前記第２画素の画素値を、前記近傍画素のうち最も大きい画素値を出力する画素と同じ画素値に補正することを特徴とする請求項５または６に記載の放射線撮像装置。
【請求項８】
前記補正部が、前記第２画素の画素値を、前記近傍画素のうち２番目に大きい画素値を出力する画素と同じ画素値に補正することを特徴とする請求項５または６に記載の放射線撮像装置。
【請求項９】
前記補正部が、前記第２画素の画素値を、前記近傍画素の画素値の平均値に補正することを特徴とする請求項５または６に記載の放射線撮像装置。
【請求項１０】
前記補正部が、
少なくとも２種類から選択される方法を用いて前記第２画素の画素値を補正可能に構成され、
前記方法を選択するための方法設定部をさらに備え、
前記方法が、
前記第２画素の画素値を、前記近傍画素のうち最も大きい画素値を出力する画素と同じ画素値する方法と、
前記第２画素の画素値を、前記近傍画素のうち２番目に大きい画素値を出力する画素と同じ画素値する方法と、を含むことを特徴とする請求項５または６に記載の放射線撮像装置。
【請求項１１】
前記方法が、前記第２画素の画素値を、前記近傍画素の画素値の平均値にする方法をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の放射線撮像装置。
【請求項１２】
前記方法設定部が、撮像を行う際の撮像条件に応じて前記方法を選択することを特徴とする請求項１０または１１に記載の放射線撮像装置。
【請求項１３】
前記放射線撮像装置が、前記画像データのオフセットを補正するオフセット補正部と、前記画像データのゲインを補正するゲイン補正部と、をさらに含み、
前記補正部による処理を行った後に、前記オフセット補正部および前記ゲイン補正部による処理を行うことを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１４】
前記撮像部が、シンチレータをさらに含み、
前記複数の画素が、前記シンチレータによって放射線から変換された光を電気信号に変換するための光電変換部をそれぞれ備えることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れか１項に記載の放射線撮像装置と、
前記放射線撮像装置に放射線を照射するための放射線源と、
を含む放射線撮像システム。
【請求項１６】
入射する放射線を電気信号に変換する複数の画素を含む撮像部を備える放射線撮像装置の制御方法であって、
前記放射線撮像装置は、
前記複数の画素のうち常に異常な画素値を出力する第１画素の位置情報を記憶する記憶部と、
前記位置情報と前記複数の画素のうち前記第１画素の近傍に配された画素の画素値とに基づいて、前記第１画素の画素値を生成する補間部と、
前記複数の画素のうち前記記憶部に記憶されず、かつ、異常な画素値を出力する第２画素を検出し、前記第２画素の画素値を補正する補正部と、をさらに備え、
前記制御方法は、前記撮像部から出力される画像データに対して、
前記補正部による処理を行う工程と、
前記補正部による処理の後に、前記補間部による処理を行う工程と、
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮像装置、放射線撮像システム、放射線撮像装置の制御方法、および、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線による医療画像診断や非破壊検査に用いる撮像装置として、半導体材料によって形成された平面検出器（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＦＰＤ）を用いた放射線撮像装置が知られている。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、静止画や動画などのデジタル撮像装置として用いられる。
【０００３】
ＦＰＤに配される複数の画素の中に、常に異常な信号を出力する画素（欠陥画素）が存在する場合がある。また、撮像中の偶発的なノイズなどの混入によって、一時的に異常な信号を出力する画素が存在する場合がある。特許文献１には、撮像された画像データに対して、予め位置情報が登録された欠陥画素の画素値を補間する処理を行った後に、一時的に異常な信号を出力する画素の画素値を補正するＸ線画像撮影装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２６３９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
欠陥画素の近傍に配された画素の画素値を用いて欠陥画素の画素値を補間する際、欠陥画素の近傍に、撮像時のノイズなどによって一時的に異常な信号を出力する画素が存在する可能性がある。欠陥画素の近傍に一時的に異常な信号を出力する画素が存在すると、欠陥画素の画素値の補間に一時的に異常な信号を出力する画素の画素値が用いられてしまい、欠陥画素の画素値の補間の精度が低下し、アーチファクトが生じてしまう可能性がある。
【０００６】
本発明は、アーチファクトの抑制に有利な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係る放射線撮像装置は、入射する放射線を電気信号に変換する複数の画素を含む撮像部を備える放射線撮像装置であって、放射線撮像装置は、複数の画素のうち常に異常な画素値を出力する第１画素の位置情報を記憶する記憶部と、位置情報と複数の画素のうち第１画素の近傍に配された画素の画素値とに基づいて、第１画素の画素値を生成する補間部と、複数の画素のうち記憶部に記憶されておらず、かつ、異常な画素値を出力する第２画素を検出し、第２画素の画素値を補正する補正部と、をさらに備え、撮像部から出力される画像データに対して、補正部による処理を行った後に、補間部による処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記手段によって、アーチファクトの抑制に有利な技術を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る放射線撮像装置を用いた放射線撮像システムの構成例を示す図。
【図２】図１の放射線撮像装置の画像データの処理方法を示すブロック図。
【図３】比較例の画像データの処理方法を示すブロック図。
【図４】画像データを処理する順番に起因するアーチファクトを説明する図。
【図５】図１の放射線撮像装置の異常画素の補正方法の例を示す図。
【図６】図１の放射線撮像装置の補正部の構成例を示す図。
【図７】図２の処理方法の変形例を示すブロック図。
【図８】図６の補正部の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る放射線撮像装置の具体的な実施形態を、添付図面を参照して説明する。以下の説明及び図面において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そのため、複数の図面を相互に参照して共通する構成を説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。また、本発明における放射線には、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を有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども含みうる。
【００１１】
第１の実施形態
図１〜６を参照して、本発明の実施形態における放射線撮像装置の構成および動作について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における放射線撮像装置１００を用いた放射線撮像システムＳＹＳの構成例を示す図である。放射線撮像システムＳＹＳは、放射線撮像装置１００、制御用コンピュータ１４０、放射線源制御部１５０、放射線源１６０を含む。
【００１２】
放射線源１６０は、放射線源制御部１５０から出力される制御信号に応じて放射線を生成し、放射線撮像装置１００に向けて放射線を照射する。放射線源１６０から照射される放射線は、被検体１９０を介して放射線撮像装置１００に入射する。放射線撮像装置１００は、照射された放射線量に応じた画像を生成し、制御用コンピュータ１４０へ送信する。制御用コンピュータ１４０は、放射線撮像システムＳＹＳ全体の動作を制御する。例えば、制御用コンピュータ１４０は、放射線源制御部１５０に対して放射線の照射の開始や停止を指示し、放射線撮像装置１００に放射線の照射の開始や停止を通知することによって、放射線源制御部１５０と放射線撮像装置１００との間の同期をとる。また、制御用コンピュータ１４０は、ユーザ（医師や放射線技師など）が放射線撮像装置１００の設定を変更するために用いられてもよい。制御用コンピュータ１４０に、ユーザが放射線源１６０で生成される放射線の条件や放射線撮像装置１００の設定などの確認や入力をするためのディスプレイやキーボードが内蔵されていてもよい。また、図１に示される構成のように、制御用コンピュータ１４０とは別に、各種の条件や設定をユーザが確認するための表示部１７０や、各種の条件や設定をユーザが入力するための制御卓１８０が配されていてもよい。
【００１３】
放射線撮像装置１００は、撮像部１１０および制御部１２０を含む。撮像部１１０は、シンチレータ１０１と、シンチレータ１０１によって放射線から変換された光を電気信号に変換するための光電変換部をそれぞれ備える複数の画素が配された撮像パネル１０２と、を含む。本実施形態において、撮像部１１０は、シンチレータ１０１と撮像パネル１０２とを含むが、これに限られることはない。撮像部１１０が、入射する放射線を電気信号に直接変換する変換素子をそれぞれ備える複数の画素が配された撮像パネルによって構成され、シンチレータ１０１が配されなくてもよい。撮像部１１０は、入射する放射線を入射した放射線量に応じた電気信号に変換する複数の画素を含んでいればよい。
【００１４】
制御部１２０は、放射線撮像装置１００の全体を制御する。制御部１２０は、外部電源や内蔵バッテリなどから電力を受け放射線撮像装置１００の全体に供給するレギュレータ機能を備えうる。また、制御部１２０は、撮像パネル１０２を駆動し、撮像パネル１０２から画像データを読み出す。さらに、制御部１２０は、撮像パネル１０２から読み出した画像データに対して、撮像パネル１０２に固有の特性を補正するための補正処理を行う。制御部１２０が実施する補正処理として、オフセットの補正やゲインの補正があげられる。また、詳細は後述するが、制御部１２０が実施する補正処理として、常に異常な信号を出力する画素に対する補間、および、撮像中の偶発的なノイズなどの混入によって、一時的に異常な信号を出力する画素に対する補正があげられる。これらの補正機能が、制御用コンピュータ１４０に備わっていてもよい。この場合、放射線撮像装置１００と制御用コンピュータ１４０の補正機能とをあわせて本発明の「放射線撮像装置」といえる。
【００１５】
次いで、制御部１２０の補正処理について詳細を説明する。図２は、放射線撮像装置１００の画像データの補正処理の方法を示すブロック図である。制御部１２０は、補正処理を行うために、オフセットを補正するオフセット補正部２０１、ゲインを補正するゲイン補正部２０２を含む。また、制御部１２０は、偶発的なノイズなどによって一時的に異常な信号を出力する画素（第２画素：以下、異常画素と呼ぶ場合がある。）に対する補正を行う補正部２０３、常に異常な信号を出力する画素（第１画素：以下、欠陥画素と呼ぶ場合がある。）に対する補間を行う補間部２０４を含む。さらに、制御部１２０は、複数の画素のうち常に異常な画素値を出力する欠陥画素の位置情報を記憶する記憶部２０７を含む。欠陥画素の位置情報は、例えば、放射線撮像装置１００の出荷前の検査や出荷後のキャリブレーション作業などによって取得され、予め記憶部２０７に記憶される。
【００１６】
ここで、まず、比較例の補正処理におけるアーチファクトの発生について説明し、次いで、本実施形態における補正処理について説明する。図３は、比較例の補正処理の方法を示すブロック図である。
【００１７】
撮像パネル１０２から読み出された画像データは、始めに、オフセット補正部２０１において、オフセットデータ記憶部２０５に記憶されたオフセットデータを用いてオフセットを補正する処理が行われる。オフセットデータは、撮像前などに放射線が照射されない状態で撮像パネル１０２のそれぞれの画素から出力される信号を取得し、オフセットデータ記憶部２０５に記憶される。次に、オフセット補正部２０１で処理された画像データは、ゲイン補正部２０２において、ゲインデータ記憶部２０６に記憶された、撮像条件などに応じたゲインデータを用いてゲインを補正する処理が行われる。
【００１８】
次いで、ゲイン補正部２０２で処理された画像データは、補間部２０４において、記憶部２０７に登録されている欠陥画素の位置情報に基づいて、空間的な補間処理が行われる。より具体的に、補間部２０４は、記憶部２０７に記憶された欠陥画素の位置情報と撮像パネル１０２に配された複数の画素のうち欠陥画素の近傍に配された画素の画素値とに基づいて、欠陥画素の画素値を生成する。補間部２０４は、生成された画素値を欠陥画素の画素値とする。常に異常な信号を出力する欠陥画素とは、例えば、撮像パネル１０２の製造工程上の問題や経時変化などによって、常に異常な信号を出力する。このため、上述のように予め記憶部２０７に、その位置情報を記憶することができる画素である。欠陥画素は、例えば、入射する放射線の線量にかかわらず、常に同じ値の画素値を出力する画素でありうる。
【００１９】
補間部２０４での処理の後、画像データは、補正部２０３において、異常画素の補正が行われる。より具体的に、補正部２０３は、複数の画素のうち記憶部２０７に記憶されておらず、かつ、異常な画素値を出力する異常画素を検出し、異常画素の画素値を補正する。一時的に異常な信号を出力する異常画素とは、撮像中の偶発的なノイズなどの混入によって、空間的にも時間的にもランダムに画素値が異常値を示す画素である。例えば、撮像中に放射線撮像装置１００に衝撃が加わった場合などに発生しうる。また、本実施形態のようにシンチレータ１０１を用いた構成において、シンチレータ１０１で吸収されず（光に変換されず）に通過した放射線フォトンが、撮像パネル１０２に入射する場合がある。この放射線フォトンが、撮像パネル１０２の画素の光電変換部で光電効果を起こし、電気信号に変換された場合、その画素において異常に大きな画素値を出力しうる。異常画素は、一般的に正常な画素よりも大きな値の画素値を出力すると考えられる。このような異常画素は、記憶部２０７に登録することができないため、補正部２０３は、記憶部２０７に記憶されていない画素のうち異常な画素値を出力する画素を検出し、この画素値を補正する。補正部２０３で処理された画像データは、出力画像として制御用コンピュータ１４０に転送される。
【００２０】
次に、比較例におけるアーチファクトの発生について図４を用いて説明する。図４は、補正部２０３と補間部２０４との画像データを処理する順番に起因するアーチファクトの発生を説明する図である。図４の下段に比較例の補正処理を示す。
【００２１】
オフセット補正およびゲイン補正の後、まず、補間部２０４において、欠陥画素の近傍に配された画素の画素値を用いて補間演算によって、欠陥画素の画素値を決定する空間的な補正処理が行われる。このとき、欠陥画素の近傍に異常画素が存在すると、異常画素は記憶部２０７に登録されていないため、補間部２０４は、異常画素を含む画素を用いて欠陥画素の補間を行う。このため、欠陥画素に対する補正が、十分に行われない可能性がある。上述のように、異常画素は、正常な画素よりも大きな画素値を出力しうる。例えば、放射線フォトンが、直接、光電変換部で電気信号に変換された場合に発生する信号電荷は、シンチレータ１０１で変換された光を検出した場合に発生する信号電荷よりも１０倍程度多い。このため、補間部２０４において欠陥画素の補間を行った後も、欠陥画素において、欠陥画素の近傍に存在した異常画素に起因する異常な画素値が残存してしまう可能性がある。上述のように、異常画素は、一般的に正常な画素よりも大きな値の画素値を出力するため、欠陥画素の近傍に異常画素が存在した場合、補間後の欠陥画素の画素値は、本来の画素値よりも大きい値の画素値となってしまう可能性が高い。つまり、欠陥画素の画素値は、欠陥画素の補間において異常画素の影響を受けてしまう。補間部２０４での処理に続く補正部２０３の補正では、記憶部２０７に位置情報が記憶された欠陥画素の補正は行われない。結果として、欠陥画素の画素値の補間の精度が低下し、アーチファクトが生じてしまう可能性がある。
【００２２】
一方、本実施形態において、図２に示されるように、撮像部１１０から出力される画像データに対して、補正部２０３による処理が行なわれた後に、補間部２０４による処理が行なわれる。換言すると、補間部２０４は、撮像部１１０から出力され補正部２０３によって異常画素の画素値を補正する処理が行われた画像データに対して、欠陥画素を補間する処理を行う。図４の上段を用いて説明すると、まず、補正部２０３による異常画素の補正が行われる。次いで、補間部２０４による欠陥画素の補正が行われる。このため、欠陥画素の近傍に異常画素が存在した場合であっても、欠陥画素の近傍に配された画素の画素値を用いて補間演算により画素値を決定する空間的な補正処理において、異常画素の異常な画素値の影響が抑制される。結果として、放射線撮像装置１００の補正処理におけるアーチファクトの発生が抑制され、生成される放射線画像の信頼性を向上させることができる。
【００２３】
次いで、図５（ａ）〜５（ｅ）を用いて、補正部２０３による異常画素を補正する方法について説明する。図５（ａ）において、異常画素をＴで示す。補正部２０３は、例えば、複数の画素のうち異常画素Ｔの近傍に配された近傍画素Ｎ（ｍ）の画素値に基づいて、異常画素Ｔの画素値を補正してもよい。近傍画素Ｎ（ｍ）は、図５（ａ）に示されるように、異常画素Ｔを取り囲む８つの画素（近傍画素Ｎ（１）〜Ｎ（８））であってもよい。また、例えば、近傍画素Ｎ（ｍ）は、異常画素Ｔに隣り合う４つの画素（例えば、近傍画素Ｎ（２）、Ｎ（４）、Ｎ（５）、Ｎ（７））であってもよい。さらに、例えば、近傍画素Ｎ（ｍ）は、異常画素Ｔを２周分、取り囲む５×５のマトリックスに含まれる２４個の画素であってもよい。ここで、本明細書において、説明の簡単化のために、近傍画素Ｎ（ｍ）は、異常画素Ｔを取り囲む８つの画素を用いるとして説明する。また、それぞれの画素は、１〜９の画素値を出力するとして説明する。
【００２４】
図５（ｂ）に示されるように、補正部２０３は、異常画素Ｔの画素値を、近傍画素Ｎ（ｍ）のうち最も大きい画素値を出力する画素と同じ画素値に補正してもよい。つまり、図５（ｂ）に示される画素値がそれぞれの画素から出力された場合、補正部２０３は、異常画素Ｔの画素値を近傍画素Ｎ（７）の画素値に補正する。
【００２５】
また、図５（ｃ）に示されるように、補正部２０３は、異常画素Ｔの画素値を、近傍画素Ｎ（ｍ）のうち２番目に大きい画素値を出力する画素と同じ画素値に補正してもよい。つまり、図５（ｃ）に示される画素値がそれぞれの画素から出力された場合、補正部２０３は、異常画素Ｔの画素値を近傍画素Ｎ（６）の画素値に補正する。これによって、異常画素Ｔを取り囲む近傍画素Ｎ（ｍ）に、さらに、放射線フォトンが光電変換部で直接、電気信号に変換されたような異常画素があった場合であっても、異常画素Ｔを適切に補正することが可能となる。また、異常画素Ｔを取り囲む近傍画素Ｎ（ｍ）に、画素値が異常に大きい欠陥画素があった場合も、この方法を用いることによって、異常画素Ｔを適正に補正することが可能となる。
【００２６】
ここで、シンチレータ１０１を用いた撮像部１１０において、直接、放射線フォトンが撮像パネル１０２の画素に配された光電変換部で電気信号に変換（直接変換と呼ぶ）される可能性を考える。直接変換は、シンチレータ１０１を透過した放射線が光電変換部に吸収されることで発生するため、シンチレータ１０１に入射した放射線量、シンチレータ１０１の厚さ、光電変換部の量子効率などに基づいて発生頻度を推定することができる。例えば、シンチレータ１０１が厚さ１０００μｍのＣｓＩで構成され、光電変換部がＳｉで構成され、放射線がＸ線である場合を考える。この場合、シンチレータ１０１に入射したＸ線の約２０％がシンチレータ１０１を透過し、その１％未満が光電変換部（Ｓｉは、ｐｍオーダーの波長の光に対し、感度を殆どもたない。）で直接変換される。このため、図５（ｂ）に示される方法を用いた場合であっても、近傍画素Ｎ（ｍ）にさらなる異常画素が発生する確率は低いため、異常画素Ｔを補正でき、欠陥画素の補正を先に行う場合と比較して、アーチファクトの発生を抑制できる。
【００２７】
また、異常画素Ｔを取り囲む近傍画素Ｎ（ｍ）に欠陥画素がある場合を考える。この場合、欠陥画素の画素値は、１〜９の何れの値をとりうる。したがって、図５（ｂ）、５（ｃ）に示される方法を用いた場合、欠陥画素が常に大きな画素値を出力する画素でない限り、多くの場合において、異常画素Ｔを適切に補正することが可能となる。さらに、補正部２０３が、記憶部２０７から欠陥画素の位置情報を取得し、近傍画素Ｎ（ｍ）が欠陥画素を含む場合、近傍画素Ｎ（ｍ）のうち欠陥画素を除いた画素の画素値に基づいて、画像データを補正してもよい。これによって、アーチファクトの発生をより抑制することができる。
【００２８】
補正部２０３による異常画素の補正の方法は、これらの方法に限られることはない。例えば、図５（ｄ）に示されるように、補正部２０３は、異常画素Ｔの画素値を、近傍画素Ｎ（ｍ）の画素値の平均値に補正してもよい。つまり、図５（ｄ）に示される画素値がそれぞれの画素から出力された場合、補正部２０３は、異常画素Ｔの画素値を近傍画素Ｎ（１）〜Ｎ（８）の画素値の平均値に補正する。複数の画素の画素値の平均値を用いることによって、近傍画素Ｎ（ｍ）に欠陥画素やさらなる異常画素が含まれた場合であっても、異常画素の補正に対するこれら欠陥画素の影響を抑制することができる。また、補正部２０３は、記憶部２０７から欠陥画素の位置情報を取得し、近傍画素Ｎ（ｍ）が欠陥画素を含む場合、欠陥画素を除いた近傍画素Ｎ（ｍ）の画素値に基づいて平均値を取得してもよい。
【００２９】
また、補正部２０３による異常画素Ｔの補正は、上述のような異常画素Ｔの近傍に配された画素を用いた空間的な補正に限られるものではない。例えば、動画像の撮像など連続して撮像が行われる場合、補正部２０３は、異常画素Ｔが発生したフレームの前後のフレームの同じ位置の画素の画素値を用いて、異常画素Ｔの補正を行ってもよい。例えば、補正部２０３は、異常画素Ｔの画素値を、１つ前のフレームまたは１つ後のフレームの画素値と同じ画素値にしてもよい。また、例えば、補正部２０３は、異常画素Ｔの画素値を、１つ前のフレームの画素値と１つ後のフレームの画素値との平均値など、２つ以上のフレームの画素値に基づいて補正してもよい。
【００３０】
また、補正部２０３は、異常画素を検出する方法として、複数の画素のうち設定された閾値以上の画素値を出力する画素を異常画素として検出してもよい。このとき、補正部２０３が、閾値を設定するための閾値設定部をさらに備えていてもよい。例えば、オフセット補正部２０１やゲイン補正部２０２による処理に応じて、閾値設定部が適当な閾値を設定してもよい。また、ユーザが放射線の照射条件（放射線源１６０の管電圧の設定や照射時間など）や撮影部位などの撮像条件を設定する際に、ユーザが閾値設定部を介して閾値を設定してもよいし、ユーザが設定した撮影条件に応じて閾値設定部が適当な閾値を設定してもよい。例えば、閾値が９に設定されている場合、図５（ｅ）に示されるマトリックスの中心の画素が出力する画素値は８のため、異常画素として検出されず、補正部２０３による補正は行われない。
【００３１】
図６は、放射線撮像装置１００の補正部２０３の構成例を示す図である。補正部２０３は、補正部の動作を制御する制御部６０１、ラインバッファ６０２、６０３、６０４、ラインアドレス生成部６０５、セレクタ６０６、６０８、リードアドレス生成部６０７、閾値設定部６１０、データ比較部６０９を含む。ラインバッファ６０２、６０３、６０４は、補正部に供給される画像データをライン単位で保存する。ラインアドレス生成部６０５は、画像データをラインバッファ６０２、６０３、６０４の何れのラインバッファに書き込むかを制御する。セレクタ６０６は、ラインごとの画像データの保存先を選択する。リードアドレス生成部６０７は、ラインバッファ６０２、６０３、６０４から画像データを読み出すためのアドレスを制御する。セレクタ６０８は、ラインバッファ６０２、６０３、６０４から読み出された画像データを図５（ａ）に示されるような３×３のマトリックス配列に並び替える。閾値設定部６１０は、上述の通り、異常画素を検出するための閾値を設定する。データ比較部６０９は、セレクタ６０８によって３×３のマトリックスに配置された画素値のデータから、異常画素Ｔと近傍画素Ｎ（１）〜Ｎ（８）とを比較し、異常画素Ｔの画素値を近傍画素Ｎ（１）〜Ｎ（８）の画素値に応じて補正する。
【００３２】
補正部２０３の制御部６０１は、上述したような、少なくとも２種類から選択される方法を用いて異常画素Ｔの画素値を補正可能に構成されていてもよい。この場合、補正部２０３の制御部６０１は、方法を選択するための方法設定部をさらに備えうる。方法設定部は、ユーザの指定に従って補正方法を選択してもよいし、上述した撮像を行う際の撮像条件などに応じて補正方法を選択してもよい。例えば、撮像条件において、放射線がシンチレータ１０１を透過し、撮像パネル１０２の光電変換部で電荷信号に変換される可能性が高い照射条件が選択されている場合、図５（ｃ）に示される方法が選択されうる。
【００３３】
ゲイン補正部２０２から供給される入力データは、ラインアドレス生成部６０５とセレクタ６０６とによって、ラインごとにラインバッファ６０２、６０３、６０４へ順次格納される。次いで、リードアドレス生成部６０７とセレクタ６０８とによって、３×３のマトリックスの９画素が選択される。閾値設定部６１０によって設定された閾値を用いて、９画素からデータ比較部６０９が、異常画素Ｔを検出する。また、制御部６０１の方法選択部によって選択された方法を用いて、データ比較部６０９が、異常画素Ｔの画素値を近傍画素Ｎ（ｍ）の画素値に応じて補正し、出力データとして補間部２０４へ出力する。
【００３４】
以上、説明した構成を放射線撮像装置１００が備えることによって、時間的にも空間的にもランダムに発生する異常画素に起因するアーチファクトの発生が抑制される。結果として、放射線撮像装置１００によって取得される放射線画像の信頼性が向上する。
【００３５】
第２の実施形態
図７、８を用いて、本発明の実施形態における放射線撮像装置の構成および動作について説明する。図７は、本発明の第２の実施形態における放射線撮像装置１００の画像データの補正処理の方法を示すブロック図である。図２に示した第１の実施形態のブロック図と比較して、補正部２０３による処理を行った後に、オフセット補正部２０１およびゲイン補正部２０２による処理を行うことが異なる。このため、次に説明する補正部２０３の構成以外、放射線撮像装置１００の構成は、上述の第１の実施形態と同様であってもよい。
【００３６】
図８は、本実施形態における放射線撮像装置１００の補正部２０３の構成例を示す図である。上述のように、異常画素の画素値は、放射線撮像装置１００において設定された画素値の最大値となりうる。しかしながら、オフセット補正部２０１およびゲイン補正部２０２にてそれぞれ処理を施した後の異常画素の画素値は、ゲイン補正部２０２での処理後の補正された値となる。このため、撮像条件によって異常画素の画素値が変化し、撮像条件ごとに、異常画素を検出するための閾値をオフセット補正およびゲイン補正に応じた適当な値に変更する必要がある。
【００３７】
一方、本実施形態において、撮像パネル１０２から供給される画像データの補正処理の最初の工程は、補正部２０３の異常画素の補正である。このため、補正部２０３に供給される画素データにおいて、異常画素の画素値は、放射線撮像装置１００において設定された最大の画素値でありうる。異常画素を検出し補正する補正部２０３をオフセット補正部２０１およびゲイン補正部２０２よりも前に配置し処理することで、異常画素を検出するための閾値を固定とすることが可能となる。このため、図８に示される本実施形態の補正部２０３は、図６に示される第１の実施形態の補正部２０３と比較して、閾値設定部６１０が省略され、より簡易な構成とすることができる。
【００３８】
本実施形態の構成においても、上述の第１の実施形態と同様に、時間的にも空間的にもランダムに発生する異常画素に起因するアーチファクトの発生が抑制される。結果として、放射線撮像装置１００によって取得される放射線画像の信頼性を向上することが可能となる。
【００３９】
以上、本発明に係る実施形態を示したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。
【００４０】
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【００４１】
１００：放射線撮像装置、１１０：撮像部、２０３：補正部、２０４補間部、２０７：記憶部
【図１】
2020048836.tif 000003
【図２】
2020048836.tif 000004
【図３】
2020048836.tif 000005
【図４】
2020048836.tif 000006
【図５】
2020048836.tif 000007
【図６】
2020048836.tif 000008
【図７】
2020048836.tif 000009
【図８】
2020048836.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和1年9月5日(2019.9.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する放射線を電気信号に変換する複数の画素を含む撮像部と、
前記複数の画素のうち常に異常な画素値を出力する第１画素の位置情報を記憶する記憶部と、
前記複数の画素のうち前記記憶部に記憶されておらず、かつ、異常な画素値を出力する第２画素を検出し、前記第２画素の画素値を補正する補正部と、
前記撮像部から出力される画像データに対して、前記補正部による処理を行った後に、前記位置情報と前記複数の画素のうち前記第１画素の近傍に配された画素の画素値とに基づいて、前記第１画素の画素値を生成する補間部と、
を備えることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
入射する放射線を電気信号に変換する複数の画素を含む撮像部と、
前記複数の画素のうち常に異常な画素値を出力する第１画素の位置情報を記憶する記憶部と、
前記複数の画素のうち前記記憶部に記憶されておらず、かつ、異常な画素値を出力する第２画素を検出し、前記第２画素の画素値を補正する補正部と、
前記撮像部から出力され前記補正部による処理が行われた画像データに対して、前記位置情報と前記複数の画素のうち前記第１画素の近傍に配された画素の画素値とに基づいて、前記第１画素の画素値を生成する補間部と、
を備えることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３】
前記補正部が、前記複数の画素のうち設定された閾値以上の画素値を出力する画素を前記第２画素として検出することを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮像装置。
【請求項４】
前記補正部が、前記閾値を設定するための閾値設定部をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の放射線撮像装置。
【請求項５】
前記補正部が、前記複数の画素のうち前記第２画素の近傍に配された近傍画素の画素値に基づいて、前記第２画素の画素値を補正することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項６】
前記補正部は、前記近傍画素が前記記憶部に記憶された前記第１画素を含む場合、前記近傍画素のうち前記第１画素を除いた画素の画素値に基づいて、前記画像データを補正することを特徴とする請求項５に記載の放射線撮像装置。
【請求項７】
前記補正部が、前記第２画素の画素値を、前記近傍画素のうち最も大きい画素値を出力する画素と同じ画素値に補正することを特徴とする請求項５または６に記載の放射線撮像装置。
【請求項８】
前記補正部が、前記第２画素の画素値を、前記近傍画素のうち２番目に大きい画素値を出力する画素と同じ画素値に補正することを特徴とする請求項５または６に記載の放射線撮像装置。
【請求項９】
前記補正部が、前記第２画素の画素値を、前記近傍画素の画素値の平均値に補正することを特徴とする請求項５または６に記載の放射線撮像装置。
【請求項１０】
前記補正部が、
少なくとも２種類から選択される方法を用いて前記第２画素の画素値を補正可能に構成され、
前記方法を選択するための方法設定部をさらに備え、
前記方法が、
前記第２画素の画素値を、前記近傍画素のうち最も大きい画素値を出力する画素と同じ画素値する方法と、
前記第２画素の画素値を、前記近傍画素のうち２番目に大きい画素値を出力する画素と同じ画素値する方法と、を含むことを特徴とする請求項５または６に記載の放射線撮像装置。
【請求項１１】
前記方法が、前記第２画素の画素値を、前記近傍画素の画素値の平均値にする方法をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の放射線撮像装置。
【請求項１２】
前記方法設定部が、撮像を行う際の撮像条件に応じて前記方法を選択することを特徴とする請求項１０または１１に記載の放射線撮像装置。
【請求項１３】
前記放射線撮像装置が、前記画像データのオフセットを補正するオフセット補正部と、前記画像データのゲインを補正するゲイン補正部と、をさらに含み、
前記補正部による処理を行った後に、前記オフセット補正部および前記ゲイン補正部による処理を行うことを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１４】
前記撮像部が、シンチレータをさらに含み、
前記複数の画素が、前記シンチレータによって放射線から変換された光を電気信号に変換するための光電変換部をそれぞれ備えることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れか１項に記載の放射線撮像装置と、
前記放射線撮像装置に放射線を照射するための放射線源と、
を含む放射線撮像システム。
【請求項１６】
入射する放射線を電気信号に変換する複数の画素を含む撮像部を備える放射線撮像装置の制御方法であって、
前記放射線撮像装置は、
前記複数の画素のうち常に異常な画素値を出力する第１画素の位置情報を記憶する記憶部と、
前記位置情報と前記複数の画素のうち前記第１画素の近傍に配された画素の画素値とに基づいて、前記第１画素の画素値を生成する補間部と、
前記複数の画素のうち前記記憶部に記憶されず、かつ、異常な画素値を出力する第２画素を検出し、前記第２画素の画素値を補正する補正部と、をさらに備え、
前記制御方法は、前記撮像部から出力される画像データに対して、
前記補正部による処理を行う工程と、
前記補正部による処理の後に、前記補間部による処理を行う工程と、
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係る放射線撮像装置は、入射する放射線を電気信号に変換する複数の画素を含む撮像部と、複数の画素のうち常に異常な画素値を出力する第１画素の位置情報を記憶する記憶部と、複数の画素のうち記憶部に記憶されておらず、かつ、異常な画素値を出力する第２画素を検出し、第２画素の画素値を補正する補正部と、撮像部から出力される画像データに対して、補正部による処理を行った後に、位置情報と複数の画素のうち第１画素の近傍に配された画素の画素値とに基づいて、第１画素の画素値を生成する補間部と、を備えることを特徴とする。