(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を透過した放射線に基づく放射線画像を生成する放射線センサユニットと、前記放射線画像を取得するための制御を行うメイン制御ユニットとを含み構成された放射線撮像システムであって、
前記放射線センサユニットは、
前記被写体を透過した放射線を前記放射線画像として検出する放射線センサと、
前記放射線画像に対して、前記放射線センサが持つ受像特性であるセンサ特性の補正処理を行って補正画像を得るセンサ特性補正手段と、
前記補正画像を解析して、前記メイン制御ユニットで行われる階調変換処理で使用される解析パラメータを算出する画像解析手段と、
前記メイン制御ユニットに対して、前記補正画像を分割して順次送信し、かつ、前記解析パラメータを、前記補正画像とともに或いは前記補正画像に先行して送信する送信手段と
を有し、
前記メイン制御ユニットは、
前記分割して順次送信された補正画像を順次受信し、かつ、前記解析パラメータを受信する受信手段と、
前記順次送信された補正画像の全体が前記受信手段で受信される前に、前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したか否かを前記受信手段で受信した補正画像の一部に基づいて判定する判定手段と、
前記判定手段により前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したと判定されることに応じて、前記解析パラメータを用いて前記補正画像の前記階調変換処理を開始する画像処理手段と
を有し、
前記判定手段は、前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信していないと判定した場合、その後、前記受信手段により順次受信される補正画像に基づいて前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したか否かの判定を再度行うことを特徴とする放射線撮像システム。
【請求項２】
前記送信手段は、前記解析パラメータを前記補正画像とともに送信する場合に、前記解析パラメータを前記補正画像の画像データのヘッダ部分に埋め込んで送信を行うことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像システム。
【請求項３】
前記解析パラメータは、前記補正画像に係る画素平均値、前記補正画像のヒストグラム解析による最大値、最小値および中央値のうちの少なくとも１つであ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システム。
【請求項４】
当該放射線撮像システムは、前記被写体に放射線を照射し、当該放射線の照射量を制御可能に構成された放射線発生ユニットを更に含み構成されており、
前記送信手段は、更に、前記解析パラメータを前記放射線発生ユニットに送信することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。
【請求項５】
前記送信手段から前記放射線発生ユニットに送信される前記解析パラメータは、前記放射線発生ユニットから照射する放射線の照射量を決定するためのパラメータとして使用されるものであることを特徴とする請求項４に記載の放射線撮像システム。
【請求項６】
前記画像解析手段は、前記解析パラメータを算出する際に、外部装置から取得し、或いは、前記補正画像に対する照射野認識により取得した照射野領域情報に基づいて、前記補正画像の照射野領域の画素のみから前記解析パラメータを算出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。
【請求項７】
前記メイン制御ユニットは、前記画像処理手段で処理された画像を、少なくとも表示または保存する制御を行う制御手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。
【請求項８】
前記放射線センサユニットは、前記放射線センサで検出された放射線画像を記憶する記憶手段を更に有し、
前記センサ特性補正手段は、前記記憶手段に記憶された放射線画像に対して、前記センサ特性の補正処理を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。
【請求項９】
被写体を透過した放射線に基づく放射線画像を放射線センサで生成する放射線センサユニットと通信可能に構成され、前記放射線画像を取得するための制御を行うメイン制御ユニットであって、
前記放射線センサユニットでは、前記放射線画像に対して、前記放射線センサが持つ受像特性であるセンサ特性の補正処理が行われて補正画像が生成され、前記補正画像の解析により当該メイン制御ユニットで行われる階調変換処理で使用される解析パラメータが算出され、当該メイン制御ユニットに対して、前記補正画像を分割して順次送信し、かつ、前記解析パラメータを前記補正画像とともに或いは前記補正画像に先行して送信するものであり、
前記放射線センサユニットから前記分割して順次送信された補正画像を順次受信し、かつ、前記放射線センサユニットから送信された前記解析パラメータを受信する受信手段と、
前記放射線センサユニットから前記順次送信された補正画像の全体が前記受信手段で受信される前に、前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したか否かを前記受信手段で受信した補正画像の一部に基づいて判定する判定手段と、
前記判定手段により前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したと判定されることに応じて、前記解析パラメータを用いて前記補正画像の前記階調変換処理を開始する画像処理手段と
を有し、
前記判定手段は、前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信していないと判定した場合、その後、前記受信手段により順次受信される補正画像に基づいて前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したか否かの判定を再度行うことを特徴とするメイン制御ユニット。
【請求項１０】
被写体を透過した放射線に基づく放射線画像を生成する放射線センサユニットと、前記放射線画像を取得するための制御を行うメイン制御ユニットとを含み構成された放射線撮像システムの制御方法であって、
前記放射線センサユニットにおいて、
前記放射線画像に対して、前記被写体を透過した放射線を前記放射線画像として検出する放射線センサが持つ受像特性であるセンサ特性の補正処理を行って補正画像を得るセンサ特性補正ステップと、
前記補正画像を解析して、前記メイン制御ユニットで行われる階調変換処理で使用される解析パラメータを算出する画像解析ステップと、
前記メイン制御ユニットに対して、前記補正画像を分割して順次送信し、かつ、前記解析パラメータを、前記補正画像とともに或いは前記補正画像に先行して送信する送信ステップと
を実行し、
前記メイン制御ユニットにおいて、
前記分割して順次送信された補正画像を受信手段で順次受信し、かつ、前記解析パラメータを前記受信手段で受信する受信ステップと、
前記順次送信された補正画像の全体が前記受信手段で受信される前に、前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したか否かを前記受信手段で受信した補正画像の一部に基づいて判定する判定ステップと、
前記判定ステップにより前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したと判定されることに応じて、前記解析パラメータを用いて前記補正画像の前記階調変換処理を開始する画像処理ステップと
を実行し、
前記判定ステップでは、前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信していないと判定した場合、その後、前記受信手段により順次受信される補正画像に基づいて前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したか否かの判定を再度行うことを特徴とする放射線撮像システムの制御方法。
【請求項１１】
前記放射線撮像システムは、前記被写体に放射線を照射し、当該放射線の照射量を制御可能に構成された放射線発生ユニットを更に含み構成されており、
前記送信ステップでは、更に、前記解析パラメータを前記放射線発生ユニットに送信することを特徴とする請求項１０に記載の放射線撮像システムの制御方法。
【請求項１２】
被写体を透過した放射線に基づく放射線画像を放射線センサで生成する放射線センサユニットと通信可能に構成され、前記放射線画像を取得するための制御を行うメイン制御ユニットの制御方法であって、
前記放射線センサユニットでは、前記放射線画像に対して、前記放射線センサが持つ受像特性であるセンサ特性の補正処理が行われて補正画像が生成され、前記補正画像の解析により前記メイン制御ユニットで行われる階調変換処理で使用される解析パラメータが算出され、前記メイン制御ユニットに対して、前記補正画像を分割して順次送信し、かつ、前記解析パラメータを前記補正画像とともに或いは前記補正画像に先行して送信するものであり、
前記放射線センサユニットから前記分割して順次送信された補正画像を受信手段で順次受信し、かつ、前記放射線センサユニットから送信された前記解析パラメータを前記受信手段で受信する受信ステップと、
前記放射線センサユニットから前記順次送信された補正画像の全体が前記受信手段で受信される前に、前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したか否かを前記受信手段で受信した補正画像の一部に基づいて判定する判定ステップと、
前記判定ステップにより前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したと判定されることに応じて、前記解析パラメータを用いて前記補正画像の前記階調変換処理を開始する画像処理ステップと
を実行し、
前記判定ステップでは、前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信していないと判定した場合、その後、前記受信手段により順次受信される補正画像に基づいて前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したか否かの判定を再度行うことを特徴とするメイン制御ユニットの制御方法。
【請求項１３】
被写体を透過した放射線に基づく放射線画像を生成する放射線センサユニットと、前記放射線画像を取得するための制御を行うメイン制御ユニットとを含み構成された放射線撮像システムの制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記放射線センサユニットにおいて、
前記放射線画像に対して、前記被写体を透過した放射線を前記放射線画像として検出する放射線センサが持つ受像特性であるセンサ特性の補正処理を行って補正画像を得るセンサ特性補正ステップと、
前記補正画像を解析して、前記メイン制御ユニットで行われる階調変換処理で使用される解析パラメータを算出する画像解析ステップと、
前記メイン制御ユニットに対して、前記補正画像を分割して順次送信し、かつ、前記解析パラメータを、前記補正画像とともに或いは前記補正画像に先行して送信する送信ステップと
をコンピュータに実行させ、
前記メイン制御ユニットにおいて、
前記分割して順次送信された補正画像を受信手段で順次受信し、かつ、前記解析パラメータを前記受信手段で受信する受信ステップと、
前記順次送信された補正画像の全体が前記受信手段で受信される前に、前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したか否かを前記受信手段で受信した補正画像の一部に基づいて判定する判定ステップと、
前記判定ステップにより前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したと判定されることに応じて、前記解析パラメータを用いて前記補正画像の前記階調変換処理を開始する画像処理ステップと
をコンピュータに実行させ、
前記判定ステップでは、前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信していないと判定した場合、その後、前記受信手段により順次受信される補正画像に基づいて前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したか否かの判定を再度行うことを特徴とするプログラム。
【請求項１４】
前記放射線撮像システムは、前記被写体に放射線を照射し、当該放射線の照射量を制御可能に構成された放射線発生ユニットを更に含み構成されており、
前記送信ステップでは、更に、前記解析パラメータを前記放射線発生ユニットに送信することを特徴とする請求項１３に記載のプログラム。
【請求項１５】
被写体を透過した放射線に基づく放射線画像を放射線センサで生成する放射線センサユニットと通信可能に構成され、前記放射線画像を取得するための制御を行うメイン制御ユニットの制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記放射線センサユニットでは、前記放射線画像に対して、前記放射線センサが持つ受像特性であるセンサ特性の補正処理が行われて補正画像が生成され、前記補正画像の解析により前記メイン制御ユニットで行われる階調変換処理で使用される解析パラメータが算出され、前記メイン制御ユニットに対して、前記補正画像を分割して順次送信し、かつ、前記解析パラメータを前記補正画像とともに或いは前記補正画像に先行して送信するものであり、
前記放射線センサユニットから前記分割して順次送信された補正画像を受信手段で順次受信し、かつ、前記放射線センサユニットから送信された前記解析パラメータを前記受信手段で受信する受信ステップと、
前記放射線センサユニットから前記順次送信された補正画像の全体が前記受信手段で受信される前に、前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したか否かを前記受信手段で受信した補正画像の一部に基づいて判定する判定ステップと、
前記判定ステップにより前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したと判定されることに応じて、前記解析パラメータを用いて前記補正画像の前記階調変換処理を開始する画像処理ステップと
をコンピュータに実行させ、
前記判定ステップでは、前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信していないと判定した場合、その後、前記受信手段により順次受信される補正画像に基づいて前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したか否かの判定を再度行うことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮像を行う放射線撮像システム及びその制御方法、放射線画像を取得するための制御を行うメイン制御ユニット及びその制御方法、並びに、当該制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、放射線の一種であるＸ線を用いたＸ線撮影において、被写体を透過したＸ線の強度分布の取得には、光電変換素子を用いたディジタルＸ線撮像装置が使用され始めている。このディジタルＸ線撮像装置は、従来のフィルム式の撮像装置よりも優れた感度や画質を有する。また、ディジタルＸ線撮像装置では、ディジタルデータで画像が保存されるため、撮影後に各種の画像処理を行うことでより診断しやすい画像へ加工でき、また、画像管理が容易であることや、ネットワークを利用して画像データを転送できること等の利点を持つ。
【０００３】
Ｘ線撮影においては、一般に、実際にＸ線を照射して撮影を行う場所と、装置を制御して画像を表示、診断する場所とが異なる。また、撮影形態によっては、撮影場所と制御室が別々の部屋である場合もあり、Ｘ線画像を実際に取得する「Ｘ線センサユニット」と、装置の制御や画像処理を行う「メイン制御ユニット」とは、離されて使用するというニーズが存在している。
【０００４】
このようなＸ線センサユニットとメイン制御ユニットを含み構成されるＸ線撮像システムにおいては、Ｘ線センサユニットは、被写体のＸ線画像を得るＸ線センサ部と、距離の離れたメイン制御ユニットに画像データを出力するための通信Ｉ／Ｆを有する。また、Ｘ線センサユニットは、メイン制御ユニットからの指示に応じた撮影動作を行う。一方、メイン制御ユニットは、Ｘ線センサユニットから受信した画像データを診断用に適した画像データに変換する画像処理部を有し、また、Ｘ線撮像システムを制御する制御部及びユーザＩ／Ｆを有する。
【０００５】
また、Ｘ線センサユニットには、変換素子、及び、ＴＦＴに代表されるスイッチング素子を２次元アレイ状に配置したＸ線センサ部が用いられている。そして、Ｘ線源とＸ線センサ部との間に被写体を配設し、各変換素子において被写体を透過したＸ線のＸ線量を電気信号に変換することで、被写体のＸ線画像を得る。また、各変換素子からの電気信号（Ｘ線画像信号）は、個別に読み出され、Ａ／Ｄ変換を経てディジタル化される。
【０００６】
また、近年では、静止画撮影だけでなく動画撮影可能なＸ線センサ部が開発されており、例えば、下記の特許文献１や特許文献２等に開示されている。作業効率や省スペースの観点からも、１つの装置で静止画撮影だけでなく動画撮影を行うＸ線撮像装置が求められている。
【０００７】
ここで、Ｘ線センサ部により得られるＸ線画像は、固定ノイズや感度特性のばらつきといった、Ｘ線センサ部が持つ特有の受像特性（センサ特性）を含む。したがって、これらのセンサ特性を補正する必要がある。例えば、Ｘ線センサユニットでは、ユニット内でセンサ特性の補正処理を行い、センサ特性を補正したＸ線画像を後段のメイン制御ユニットに出力する。そして、例えば、メイン制御ユニットでは、Ｘ線センサユニットから受信したＸ線画像を、より診断に適したＸ線画像にするために、鮮鋭化、粒状性低減、階調変換等の画像処理を行った後、モニタへの表示や保存を行う。
【０００８】
ここで、例えば、上述したセンサ特性の補正処理、並びに、鮮鋭化、粒状性低減及び階調変換等の画像処理を全てＸ線センサユニット内で行う構成の場合、Ｘ線センサユニットとしてのコストの上昇や、発熱量の増加、サイズの大型化を招く問題がある。
【０００９】
また、例えば、Ｘ線センサユニットでは撮影したＸ線画像をそのままメイン制御ユニットに出力し、メイン制御ユニットでセンサ特性の補正処理や他の画像処理を全て行う構成の場合、Ｘ線センサユニットとしてのコスト、発熱、サイズは抑えることができる。しかしながら、この場合、メイン制御ユニットでは、センサ特性の補正処理のためにセンサ固有の受像特性を全て把握する必要があり、Ｘ線センサユニットとメイン制御ユニットとの間の整合性に問題が出てくる。
【００１０】
例えば、Ｘ線センサユニットを入れ替えた場合、メイン制御ユニットでは、当該Ｘ線センサ部のセンサ特性を何らかの手段を用いて再度取得する必要がある。また、メイン制御ユニット側でセンサ特性の補正処理を行うため、センサ特性補正用のオフセットデータ等を撮影時にＸ線センサユニットから転送することになり、通信量の増加を招く。一般に、Ｘ線センサユニットとメイン制御ユニットとは、距離の離れた場所に配設されるため、通信量の増加は大きな問題となる。
【００１１】
ここで、後段のメイン制御ユニット側で行う画像処理においては、撮影画像の種類（例えば、撮影部位等）によって画像調整用のパラメータが変動することがある。この際、診断に適した画像の品位を自動調整するためには、撮影した画像を解析し、パラメータを決定する必要がある。
【００１２】
図８は、一般的な階調変換処理で用いる階調変換曲線を変更する一例を示す模式図である。例えば、図８に示す階調変換処理では、例えば画像の平均画素値（画素平均値ともいう）を、図８（ａ）に示す階調変換パラメータ（階調変換曲線）として算出する。そして、図８（ｂ）に示す入力基準値（注目点）が表示モニタ上で一定の輝度値（出力指定値）になるように、図８（ａ）に示す階調変換曲線を変更する。そして、変更した階調変換曲線に従って撮影画像の画素値を変換（階調変換）する。このような階調変換処理の方法としては、例えば、下記の特許文献３等などの様々な方法が既に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平１０−２８５４６６号公報
【特許文献２】特開２００６−４３２９３号公報
【特許文献３】特開２００１−３２５５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
一方で、Ｘ線センサユニット側でセンサ特性の補正処理を行うと、メイン制御ユニットに補正用データを送信する必要がなくなり、通信帯域の点から有効である。さらに、メイン制御ユニット側においてＸ線センサ部に固有の特性を把握する必要がなくなり、Ｘ線センサユニットとメイン制御ユニットとの間の整合性が向上するとともに、メイン制御ユニットの負荷を低減できることから、負荷分散の観点からも有効である。
以上のように、Ｘ線センサユニット側でセンサ特性の補正処理を行った後に当該補正後の画像データをメイン制御ユニットに出力し、メイン制御ユニット側でより診断に適するように画像処理を行う構成は、多くの利点がある。
【００１５】
しかしながら、上述した、Ｘ線センサユニットでセンサ特性の補正処理を行い、メイン制御ユニットへ補正済みの画像データを出力する構成では、センサ特性の補正処理を行うためにＸ線センサユニット内で１画像分の画素値データを一旦保持する必要がある。この場合、保持した画像データに対してセンサ特性の補正処理を行った後に、メイン制御ユニットへ出力するため、画像データがメイン制御ユニットに送信されるまでの遅延が大きくなるというデメリットも存在する。さらに、メイン制御ユニット側でも画像データの画素平均値の算出の際には１画像分の画素値データが必要であるため、メイン制御ユニットでは、１画像分の画像データをＸ線センサユニットから受信し、一旦保持する必要がある。
【００１６】
図９は、従来例を示し、Ｘ線撮影における一連の流れの一例を示すタイミングチャートである。この図９には、被写体へのＸ線照射からＸ線画像の画像表示までのタイミングチャートが示されている。
【００１７】
図９に示す例では、メイン制御ユニットは、１画像分の全画素データを受信した後に、画像解析により例えば画素平均値を階調変換パラメータとして算出する。そして、当該階調変換パラメータに応じた画像処理を行った画像データを表示モニタに出力する。このため、Ｘ線センサユニットからメイン制御ユニットへの画像データのデータ転送にかかる時間がボトルネックとなり、画像を表示するまでの遅延時間が問題となる。
【００１８】
近年では、Ｘ線センサ部の高精彩化も進んできている。一般的なディジタルＸ線センサ部の画素マトリクスは、数千×数千（例えば、２０００画素×２０００画素等）で構成され、１画素あたりのデータも８〜１６ビット程度とされており、非常に大量のデータを転送する必要がある。また、動画撮影時ではリアルタイムでの画像表示が求められ、画像の表示遅延が大きくなると、操作と視認との相違が大きくなって問題となる。
【００１９】
このような状況下で画像の表示遅延を短縮するためには、データ転送経路の多ビット化或いはデータ転送速度の高速化によって、データ転送レートを向上させる必要がある。しかしながら、前者の場合には、データ転送経路のケーブルの大径化を招き、可搬性を損ねる問題がある。また、後者の場合には、Ｉ／Ｏ部を構成する部品の価格上昇や、伝送品質の確保が難しくなる等の問題が残されている。
【００２０】
また、表示遅延を抑える方法として、メイン制御ユニットでは、画像の表示を優先するため、Ｘ線センサユニットから画像データの受信後、画素平均値の算出といった画像解析と、階調変換等の画像処理とを並行して行う方法が考えられる。
【００２１】
図１０は、従来例を示し、画像表示を優先させた場合のＸ線撮影における一連の流れの一例を示すタイミングチャートである。この図１０には、被写体へのＸ線照射からＸ線画像の画像表示までのタイミングチャートが示されている。
【００２２】
図１０に示す例では、画像解析を行っている間に表示に必要な画像処理を行い、表示を優先させることで表示遅延を抑えるようにしている。この場合、画像解析により得られたパラメータは、次フレーム以降の画像処理に反映させる形態となる。例えば、解析パラメータの算出にｉフレームが必要な場合、第Ｎフレーム目の画像処理には、第Ｎ−ｉフレーム目の画像の解析パラメータを反映し、第Ｎフレーム目の解析パラメータは、第Ｎ＋ｉフレーム目の画像処理に反映させることになる。
【００２３】
しかしながら、この方法では、画素平均値といった解析結果のパラメータをそのフレームでの画像処理に反映できず、１フレーム或いはそれ以上遅れて当該パラメータが反映されることになる。そのため、解析結果に応じた画像処理を正確に行うことが困難であるという問題が存在する。
【００２４】
また、Ｘ線動画撮影では、診断に最適な画像を提供するために、リアルタイムでＸ線の照射量を自動調整する。このＸ線制御では、例えばＸ線画像の全体的な輝度が低い場合にはＸ線の照射量を大きくし、逆にＸ線画像の全体的な輝度が高い場合にはＸ線の照射量を小さくする。このように、画像解析により算出したＸ線制御パラメータをフィードバックさせ、その値に応じたＸ線制御を行う。このようなＸ線制御パラメータには、例えば画素平均値が用いられる。
【００２５】
このため、Ｘ線制御パラメータを算出する際にも、メイン制御ユニット側では、画像の１画像分の全画素データを受信してから、画素平均値の算出等の画像解析が行われ、その後、算出したＸ線制御パラメータをＸ線発生装置に送信する形態となる。したがって、画像のデータ転送にかかる時間がボトルネックとなり、Ｘ線制御に対する遅延が大きくなるか、或いは、Ｘ線制御パラメータの反映が数フレーム遅れるという問題があった。
【００２６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、放射線画像の表示遅延、或いは、放射線制御に関する遅延を抑えつつ、メイン制御ユニットにおける階調変換等の画像処理を効率よく行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明の放射線撮像システムは、被写体を透過した放射線に基づく放射線画像を生成する放射線センサユニットと、前記放射線画像を取得するための制御を行うメイン制御ユニットとを含み構成された放射線撮像システムであって、前記放射線センサユニットは、前記被写体を透過した放射線を前記放射線画像として検出する放射線センサと、前記放射線画像に対して、前記放射線センサが持つ受像特性であるセンサ特性の補正処理を行って補正画像を得るセンサ特性補正手段と、前記補正画像を解析して、前記メイン制御ユニットで行われる階調変換処理で使用される解析パラメータを算出する画像解析手段と、前記メイン制御ユニットに対して、前記補正画像を分割して順次送信し、かつ、前記解析パラメータを、前記補正画像とともに或いは前記補正画像に先行して送信する送信手段とを有し、前記メイン制御ユニットは、前記分割して順次送信された補正画像を順次受信し、かつ、前記解析パラメータを受信する受信手段と、前記順次送信された補正画像の全体が前記受信手段で受信される前に、前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したか否かを前記受信手段で受信した補正画像の一部に基づいて判定する判定手段と、前記判定手段により前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したと判定されることに応じて、前記解析パラメータを用いて前記補正画像の前記階調変換処理を開始する画像処理手段とを有し、前記判定手段は、前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信していないと判定した場合、その後、前記受信手段により順次受信される補正画像に基づいて前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したか否かの判定を再度行う。
本発明の放射線撮像システムにおける他の態様は、当該放射線撮像システムは、前記被写体に放射線を照射し、当該放射線の照射量を制御可能に構成された放射線発生ユニットを更に含み構成されており、前記送信手段は、更に、前記解析パラメータを前記放射線発生ユニットに送信する。
本発明のメイン制御ユニットは、被写体を透過した放射線に基づく放射線画像を放射線センサで生成する放射線センサユニットと通信可能に構成され、前記放射線画像を取得するための制御を行うメイン制御ユニットであって、前記放射線センサユニットでは、前記放射線画像に対して、前記放射線センサが持つ受像特性であるセンサ特性の補正処理が行われて補正画像が生成され、前記補正画像の解析により当該メイン制御ユニットで行われる階調変換処理で使用される解析パラメータが算出され、当該メイン制御ユニットに対して、前記補正画像を分割して順次送信し、かつ、前記解析パラメータを前記補正画像とともに或いは前記補正画像に先行して送信するものであり、前記放射線センサユニットから前記分割して順次送信された補正画像を順次受信し、かつ、前記放射線センサユニットから送信された前記解析パラメータを受信する受信手段と、前記放射線センサユニットから前記順次送信された補正画像の全体が前記受信手段で受信される前に、前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したか否かを前記受信手段で受信した補正画像の一部に基づいて判定する判定手段と、前記判定手段により前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したと判定されることに応じて、前記解析パラメータを用いて前記補正画像の前記階調変換処理を開始する画像処理手段とを有し、前記判定手段は、前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信していないと判定した場合、その後、前記受信手段により順次受信される補正画像に基づいて前記階調変換処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したか否かの判定を再度行う。
【００２８】
また、本発明は、上述した放射線撮像システム及びメイン制御ユニットの制御方法、並びに、当該制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを含む。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、放射線画像の表示遅延、或いは、放射線制御に関する遅延を抑えつつ、メイン制御ユニットにおける階調変換等の画像処理を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮像システム（放射線撮像システム）の概略構成の一例を示す模式図である。
【図２】図１に示す２次元Ｘ線センサ部の内部構成の一例を示す模式図である。
【図３】図１に示すＸ線センサユニットで行われる階調変換パラメータ（画素平均値）算出処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４−１】本発明の第１の実施形態を示し、図１に示すＸ線センサユニットで行われる一連の処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４−２】本発明の第１の実施形態を示し、図１に示すメイン制御ユニットで行われる一連の処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態を示し、Ｘ線撮影における一連の流れの一例を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態を示し、図１に示すＸ線センサユニットで行われる一連の処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るＸ線撮像システム（放射線撮像システム）の概略構成の一例を示す模式図である。
【図８】一般的な階調変換処理で用いる階調変換曲線を変更する一例を示す模式図である。
【図９】従来例を示し、Ｘ線撮影における一連の流れの一例を示すタイミングチャートである。
【図１０】従来例を示し、画像表示を優先させた場合のＸ線撮影における一連の流れの一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。なお、以下に説明する本発明の各実施形態においては、本発明に係る放射線撮像システムとして、放射線の一種であるＸ線を用いたＸ線撮像システムを適用した例について説明を行う。ここで、本発明に係る放射線撮像システムとしては、このＸ線撮像システムに限定されるものではなく、例えば、α線やβ線、γ線などの他の放射線を用いた放射線撮像システムも適用可能である。また、以下に説明する本発明の各実施形態においては、本発明に係る放射線撮像システムとしてＸ線撮像システムを適用するが、例えば、Ｘ線撮像装置等の放射線撮像装置として適用する形態であってもよい。
【００３２】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００３３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮像システム（放射線撮像システム）の概略構成の一例を示す模式図である。
図１に示すように、Ｘ線撮像システム１００は、Ｘ線発生ユニット１１０、Ｘ線センサユニット１２０、外部通信ケーブル１３０、メイン制御ユニット１４０、ユーザインタフェース（Ｉ／Ｆ）１５０、保存部１６０、及び、表示部１７０を有して構成されている。
【００３４】
Ｘ線センサユニット（放射線センサユニット）１２０は、外部通信ケーブル１３０を介して、メイン制御ユニット１４０に接続されている。即ち、本実施形態に係るＸ線撮像システム１００では、Ｘ線センサユニット１２０とメイン制御ユニット１４０が分離して構成されている。メイン制御ユニット１４０は、例えば、パーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータで構成されている。このメイン制御ユニット１４０は、例えば、Ｘ線撮影等の指示を行うユーザＩ／Ｆ１５０、ＲＯＭやハードディスク等から構成される保存部１６０、Ｘ線画像等を表示するモニタ等の表示部１７０、及び、外部装置等が接続されたネットワークに接続されている。
【００３５】
Ｘ線発生ユニット（放射線発生ユニット）１１０は、メイン制御ユニット１４０からの制御に基づき、被写体Ｈに対して放射線の一種であるＸ線１１３ａを照射するものである。このＸ線発生ユニット１１０は、Ｘ線制御部（放射線制御部）１１１及びＸ線源（放射線源）１１２を有して構成されている。Ｘ線制御部１１１は、メイン制御ユニット１４０からの制御に基づき、Ｘ線源１１２から照射するＸ線１１３ａの制御を行う。Ｘ線源１１２は、Ｘ線制御部１１１の制御に基づいて、被写体Ｈに対してＸ線１１３ａを照射する。このように、Ｘ線発生ユニット１１０は、被写体ＨにＸ線１１３ａを照射し、当該Ｘ線の照射量を制御可能に構成されている。
【００３６】
Ｘ線センサユニット１２０は、２次元Ｘ線センサ部（２次元放射線センサ部）１２１、センサ制御部１２２、Ａ／Ｄ変換部１２３、画像処理部１２４、記憶部１２５、平均値算出判定部１２６、及び、通信部１２７を有して構成されている。
【００３７】
２次元Ｘ線センサ部１２１は、Ｘ線発生ユニット１１０から照射され、被写体Ｈを透過したＸ線１１３ｂを電気信号（Ｘ線画像信号）として検出する。具体的に、２次元Ｘ線センサ部１２１は、Ｘ線１１３ｂの強度２次元分布をＸ線画像信号として検出する。センサ制御部１２２は、２次元Ｘ線センサ部１２１の内部のドライブ回路や読出し回路（サンプルホールド回路、マルチプレクサ、アンプなど）等を制御する。Ａ／Ｄ変換部１２３は、２次元Ｘ線センサ部１２１から読み出されたアナログ信号の電気信号（Ｘ線画像信号）をディジタル信号に変換し、これをＸ線画像データ（放射線画像データ）として出力する。
【００３８】
画像処理部１２４は、Ａ／Ｄ変換部１２３から出力されたＸ線画像データの画像処理を行うものであり、センサ特性補正部１２４１及び画像解析部（平均値算出部）１２４２を有して構成されている。センサ特性補正部１２４１は、２次元Ｘ線センサ部１２１が持つ特有の受像特性（センサ特性）の補正処理を行うものである。画像解析部（平均値算出部）１２４２は、Ｘ線画像データを解析して、解析パラメータとして画素平均値を算出する。具体的に、本実施形態では、この解析パラメータは、メイン制御ユニット１４０で行われる階調変換処理で使用される階調変換パラメータとなるものである。
【００３９】
記憶部１２５は、Ａ／Ｄ変換部１２３から出力されたＸ線画像データや、画像処理部１２４で画像処理が施されたＸ線画像データ等を記憶する。平均値算出判定部１２６は、Ｘ線画像データの各画素データが平均値算出対象であるか否かを判定する。通信部１２７は、外部通信ケーブル１３０を介してメイン制御ユニット１４０と通信を行う。
【００４０】
外部通信ケーブル１３０は、Ｘ線センサユニット１２０（通信部１２７）と、メイン制御ユニット１４０（通信部１４１）とを通信可能に接続するものである。
【００４１】
メイン制御ユニット１４０は、Ｘ線撮像システム１００における動作を統括的に制御するものである。メイン制御ユニット１４０は、通信部１４１、処理・制御部１４２、及び、画像受信判定部１４３を有して構成されている。
【００４２】
通信部１４１は、外部通信ケーブル１３０を介してＸ線センサユニット１２０と通信を行う。処理・制御部１４２は、画像処理部１４２１及び制御部１４２２を有して構成されている。画像処理部１４２１は、Ｘ線センサユニット１２０から受信したＸ線画像データに対して、必要に応じて、鮮鋭化、粒状性低減、ノイズ低減、階調変換等の画像処理を行う。制御部１４２２は、メイン制御ユニット１４０の制御のみならず、２次元Ｘ線センサ部１２１の制御やＸ線制御部１１１への指示など、Ｘ線撮像システム１００における動作を統括的に制御する。画像受信判定部１４３は、例えばＸ線センサユニット１２０からＸ線画像データを受信したか否かを判定する。
【００４３】
ユーザＩ／Ｆ１５０は、ユーザが、メイン制御ユニット１４０に対して、Ｘ線撮影等の各種の指示を行う際に操作するものである。保存部１６０は、例えば画像処理部１４２１で処理されたＸ線画像データ等を保存するものである。表示部１７０は、制御部１４２２による制御に基づいて、画像処理部１４２１で処理されたＸ線画像データに基づくＸ線画像（診断用画像）や各種の情報を表示するものである。
【００４４】
また、メイン制御ユニット１４０は、Ｘ線画像データを、ネットワークを介してプリンタに出力することや、ネットワークを介して遠隔診断システムや画像管理システムに転送することも可能である。
【００４５】
また、Ｘ線センサユニット１２０とメイン制御ユニット１４０をつなぐ外部通信ケーブル１３０では、Ｘ線画像データの通信だけでなく、Ｘ線センサユニット１２０を制御するコマンドやＸ線センサユニット１２０の状態を示すコマンド等の送受信も行う。例えば、撮影フレームレートやビニングを指示するコマンドや、２次元Ｘ線センサ部１２１の動作状態を示す同期信号なども含まれる。なお、本実施形態では、これらの通信は、１つの外部通信ケーブル１３０で行う形態として説明するが、コマンド通信、画像データ通信、同期信号通信等をそれぞれ別の通信ケーブルを用いて行ってもよい。
【００４６】
次に、図１に示す２次元Ｘ線センサ部１２１の内部構成について説明する。
図２は、図１に示す２次元Ｘ線センサ部１２１の内部構成の一例を示す模式図である。ここで、図２には、図１に示す２次元Ｘ線センサ部１２１の内部構成の他に、図１に示すセンサ制御部１２２及びＡ／Ｄ変換部１２３も図示している。
【００４７】
図２に示すように、２次元Ｘ線センサ部１２１は、ドライブ回路２１０、２次元Ｘ線センサ２２０、電源２３０、サンプルホールド回路２４０、マルチプレクサ２５０、及び、アンプ２６０を有して構成されている。
【００４８】
ドライブ回路２１０、電源２３０、サンプルホールド回路２４０、マルチプレクサ２５０、及び、アンプ２６０は、センサ制御部１２２により制御される。
【００４９】
２次元Ｘ線センサ２２０は、１つの変換素子２２１１と１つのＴＦＴ２２１２とを含み構成される画素２２１が２次元アレイ状（２次元行列状）に配設されて構成されている。
また、２次元Ｘ線センサ２２０には、各画素２２１を行方向に接続するゲート線（駆動線）が複数設けられ（ｇ１〜ｇｎ）、また、各画素２２１を列方向に接続する信号線（読み出し線）が複数設けられている。
【００５０】
変換素子２２１１は、入射したＸ線を電気信号に変換するものである。変換素子２２１１は、例えば、入射したＸ線を光に変換する蛍光体と、蛍光体による光を電気信号に変換する光電変換素子を有して構成されていても、また、入射したＸ線を直接電気信号に変換するもので構成されていてもよい。
【００５１】
ドライブ回路２１０は、センサ制御部１２２による制御に基づいて、ある行の画素２２１の群をゲート線を介して同時にアドレシングする。これにより、当該行の各画素（各変換素子）に蓄積されている電荷（電気信号）は、信号線２２３を介してサンプルホールド回路２４０に読み出されて保持される。その後、サンプルホールド回路２４０に保持された画素２２１からの電荷は、マルチプレクサ２５０を介して順次読み出され、アンプ２６０により増幅された後、Ａ／Ｄ変換部１２３に出力される。そして、Ａ／Ｄ変換部１２３において、ディジタル信号（ディジタル値）に変換される。
【００５２】
各行の画素２２１の電荷の読み出しが終了する毎に、ドライブ回路２１０は、順次、２次元Ｘ線センサ２２０の次の行をドライブして読み出しを行い、最終的に、２次元Ｘ線センサ２２０上の全ての画素２２１の電荷が読み出され、Ｘ線画像データが生成される。
【００５３】
次に、ディジタル値に変換されたＸ線画像データは、図１に示す記憶部１２５上のフレームメモリに格納された後、固定ノイズや感度特性のばらつきといったセンサ特有の受像特性を補正するため、センサ特性補正部１２４１で画像処理が行われる。
【００５４】
センサ特性補正部１２４１では、主に、オフセット補正、ゲイン補正、欠陥画素補正等のセンサ特性補正を行う。このセンサ特性補正部１２４１による補正処理を以下に説明する。
【００５５】
Ｘ線を照射しない状態で画像を読み出した場合でも、２次元Ｘ線センサ２２０からの出力値は必ずしも０にならず、オフセット成分が発生する。これを補正するため、２次元Ｘ線センサ部１２１では、Ｘ線を照射しない状態で撮影した画像データをオフセット画像データ（基準画像データ）として２次元Ｘ線センサ部１２１（例えば記憶部１２５）内に記憶しておく。そして、センサ特性補正部１２４１は、Ｘ線を照射するＸ線撮影により得られたＸ線画像データの画素値とオフセット画像データの画素値との差分をとることで、Ｘ線画像データのオフセット補正処理を行う。
【００５６】
ここで、上述したオフセット成分はフレーム毎に変動する。この変動を抑える方法として、例えば、Ｘ線撮影の直後に、Ｘ線を照射しない状態で上述した２次元Ｘ線センサ２２０の読み出しを行い、読み出された画像データをオフセット画像データとして例えば記憶部１２５内に記憶する。この際、Ｘ線撮影により得られたＸ線画像データを記憶するフレームメモリとは別のオフセット画像用メモリの領域に保存する。そして、センサ特性補正部１２４１は、フレームメモリに格納されたＸ線画像データとオフセット画像用メモリに格納されたオフセット画像データとの差を取ることで、オフセット補正後のＸ線画像データを取得する。そして、この処理を各フレーム毎に行うことで、オフセット成分の変動を抑えることができる。なお、ここでは、オフセット画像データを、毎回、Ｘ線撮影の直後に取得する態様を説明するが、本実施形態においては、この態様に限定されるものではない。例えば、Ｘ線撮影直前にオフセット画像データを取得する態様であってもよい。また、フレーム毎の変動が少なければ、予め用意した１枚のオフセット画像データを用いて複数のＸ線画像におけるオフセット補正処理に用いてもよい。
【００５７】
そして、センサ特性補正部１２４１は、オフセット補正済みＸ線画像データに対して、２次元Ｘ線センサ２２０における画素２２１ごとの感度のばらつきを補正するためゲイン補正を行い、その後、欠陥画素の補正を行う。これらのセンサ特性補正処理により、センサ特性補正済みＸ線画像データが生成される。
【００５８】
なお、センサ特性補正部１２４１によるセンサ特性補正処理は、上述のオフセット補正、ゲイン補正、欠陥画素補正に限定されるものではない。例えば、散乱線を抑制するグリッドにより発生する、モアレ（グリッド縞）を補正する処理が含まれてもよいし、或いは、オフセット補正とゲイン補正のみ等、一部の処理だけを行うものであってもよい。ただし、最低限オフセット補正は行われることが望ましい。
【００５９】
また、本実施形態では、画像解析部（平均値算出部）１２４２において、Ｘ線画像データの画像解析を行い、メイン制御ユニット１４０で行われる階調変換処理で使用される階調変換パラメータとなる画素平均値を算出する。なお、ここでは、階調変換パラメータとして画素平均値を適用した説明を行うが、Ｘ線画像データのヒストグラム解析結果による最小値、最大値、中央値、またはある特定の画素値を階調変換パラメータとして適用し、階調処理条件を決定することもできる。
【００６０】
ここで、上述した画素平均値の算出方法について説明する。
【００６１】
まず、画像解析部（平均値算出部）１２４２は、記憶部１２５上のフレームメモリからＸ線画像データの画素データを読み出す。そして、平均値算出判定部１２６において、読み出した画素データが平均値算出対象の画素の画素データであるか否かを判定する。ここで、平均値算出対象の画素は、Ｘ線の照射野領域の画素とする。この際、照射野領域の情報は、例えばコリメータ（不図示）の位置情報を持つ外部装置から取得し、どのアドレス範囲が照射野領域内であるかの情報を持つ。例えば、矩形コリメータの場合、コリメータ中心座標、矩形の上下左右端までの距離等の情報を、外部通信ケーブル１３０を通して当該コリメータ又はメイン制御ユニット１４０から受信する。そして、平均値算出判定部１２６は、受信した情報からフレームメモリ上のどのアドレスの画素が照射野領域内であるかの情報を保持しておき、画像データを読み出した画素のアドレスが照射野領域のアドレス範囲内の画素であるかどうかの判定を行う。そして、画像解析部（平均値算出部）１２４２は、平均値算出判定部１２６において平均値算出対象と判定された画素の画像データを用いて、画素平均値を算出する。
【００６２】
図３は、図１に示すＸ線センサユニット１２０で行われる階調変換パラメータ（画素平均値）算出処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００６３】
まず、ステップＳ１０１において、例えば画像解析部（平均値算出部）１２４２は、カウンタの値を０にセットする。
【００６４】
続いて、ステップＳ１０２において、例えば画像解析部（平均値算出部）１２４２は、記憶部１２５上のフレームメモリからＸ線画像データの画素データを読み出す。
【００６５】
続いて、ステップＳ１０３において、平均値算出判定部１２６は、上述した照射野領域情報を用いて、ステップＳ１０２で読み出した画素データが平均値算出対象の画素の画素データであるか否かを判断する。具体的に、本実施形態では、照射野領域内の画素を平均値算出対象の画素とする。
【００６６】
ステップＳ１０３の判断の結果、ステップＳ１０２で読み出した画素データが平均値算出対象の画素の画素データである場合には、ステップＳ１０４に進む。
【００６７】
ステップＳ１０４に進むと、画像解析部（平均値算出部）１２４２は、ステップＳ１０２で読み出した画素データに基づく画素値を、例えば記憶部１２５に設けられた平均値算出用メモリの値に加算する処理を行う。ここで、平均値算出用メモリは、記憶部１２５に設けられたものとしているが、本実施形態においてはこの態様に限定されるものではなく、例えば画像解析部（平均値算出部）１２４２の内部に内部メモリとして設けられていてもよい。その後、例えば画像解析部（平均値算出部）１２４２は、カウンタの値を１だけアップする。
【００６８】
ステップＳ１０４の処理が終了した場合、或いは、ステップＳ１０３においてステップＳ１０２で読み出した画素データが平均値算出対象の画素の画素データでないと判断された場合には、ステップＳ１０５に進む。
【００６９】
ステップＳ１０５に進むと、例えば画像解析部（平均値算出部）１２４２は、記憶部１２５上のフレームメモリに記憶されているＸ線画像データの全ての画素の判定処理を終了したか否かを判断する。
【００７０】
ステップＳ１０５の判断の結果、Ｘ線画像データの全ての画素については未だ判定処理を終了していない（即ち、未だ判定処理を行っていない画素がある）場合には、ステップＳ１０２に戻る。そして、ステップＳ１０２において、未だ判定処理を行っていない画素の画素データを読み出して、ステップＳ１０３以降の処理を再度行う。
【００７１】
一方、ステップＳ１０５の判断の結果、Ｘ線画像データの全ての画素の判定処理を終了した場合には、ステップＳ１０６に進む。この場合、平均値算出用メモリには、平均値算出対象画素（即ち、照射野領域内画素）の画素値における加算結果の値が記憶されていることになる。
【００７２】
ステップＳ１０６に進むと、画像解析部（平均値算出部）１２４２は、平均値算出用メモリに記憶されている加算結果の値を、カウンタの値で除算処理して、階調変換パラメータとなる画素平均値を算出する平均値算出処理を行う。
【００７３】
そして、ステップＳ１０６の処理が終了すると、図３のフローチャートにおける処理を終了する。
【００７４】
なお、次のフレームの画素データの読み出しを行う際には、図３のフローチャートの処理を再度行うことになるが、この場合、カウンタの値と、平均値算出用メモリの値をクリア（初期化）して行うことになる。
【００７５】
この図３に示す画素平均値の算出処理は、センサ特性の補正処理中、もしくは、補正処理終了後にフレームメモリからＸ線画像データの画素データを読み込む際に、当該画素データを画像解析部（平均値算出部）１２４２に入力して行われる。
【００７６】
なお、本例では、画素平均値の算出処理は、Ｘ線の照射野領域内から求めたが、本実施形態では、これに限定されるものではない。例えば、画像全体から求めてもよいし、照射野領域内で、かつ、被写体Ｈを透過せずに直接２次元Ｘ線センサ部１２１にＸ線が照射されている素抜け領域や、金属領域を除いた領域内から求めてもよい。
【００７７】
その後、Ｘ線センサユニット１２０は、内部で生成したセンサ特性補正済みＸ線画像データと階調変換パラメータ（画素平均値）を、外部通信ケーブル１３０を介してメイン制御ユニット１４０に送信する。そして、メイン制御ユニット１４０では、内部の画像処理部１４２１において、受信したセンサ特性補正済みＸ線画像データに対して、受信した階調変換パラメータに基づく階調変換等の画像処理を行う。そして、画像処理部１４２１で処理されたＸ線画像データに基づくＸ線画像（診断用画像）が表示部１７０に表示される。
【００７８】
ここで、Ｘ線センサユニット１２０は、通信部１２７から、センサ特性補正済みＸ線画像データを送信する際に、センサ特性補正済みＸ線画像データを通信のパケット単位もしくは所定の単位に分割して、メイン制御ユニット１４０に送信する。また、その際に、Ｘ線センサユニット１２０は、階調変換パラメータを各分割画像データのヘッダに埋め込んでメイン制御ユニット１４０に送信する。なお、本例では、階調補正パラメータ（画素平均値）をＸ線画像データのヘッダに埋め込んで送信するとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、Ｘ線画像データと同時または先行してメイン制御ユニット１４０に送信する態様であってもよい。即ち、Ｘ線画像データとは別に独立した通信データとして、Ｘ線画像データより先にメイン制御ユニット１４０に送信することもできる。また、この場合、１つの通信部１２７から送信する態様に限らず、階調変換パラメータとセンサ特性補正済みＸ線画像データを別の通信手段からそれぞれ送信を行うようにしてもよい。
【００７９】
この場合、メイン制御ユニット１４０側の画像受信判定部１４３は、画像処理部１４２１による階調変換パラメータを用いた画像処理の開始に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したかどうかを判定する。そして、受信した場合には、画像処理部１４２１は、直ちに階調変換等の画像処理を開始する。
【００８０】
次に、本実施形態におけるＸ線センサユニット１２０で行われる一連の処理について説明する。
図４−１は、本発明の第１の実施形態を示し、図１に示すＸ線センサユニット１２０で行われる一連の処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００８１】
まず、ステップＳ２０１において、Ｘ線センサユニット１２０は、被写体ＨのＸ線撮影を行う。具体的に、２次元Ｘ線センサ部１２１は、Ｘ線発生ユニット１１０から照射され、被写体Ｈを透過したＸ線１１３ｂをアナログ信号のＸ線画像信号として検出する。そして、Ａ／Ｄ変換部１２３は、２次元Ｘ線センサ部１２１から読み出されたアナログ信号のＸ線画像信号をディジタル信号に変換し、これをＸ線画像データ（撮影画像データ）として出力する。そして、Ａ／Ｄ変換部１２３から出力されたＸ線画像データ（撮影画像データ）は、画像処理部１２４を介して、記憶部１２５上のフレームメモリに格納される。また、このＸ線撮影の前後に、上述したオフセット画像データ（基準画像データ）が取得され、例えば記憶部１２５内のオフセット画像用メモリに記憶される。
【００８２】
続いて、ステップＳ２０２において、センサ特性補正部１２４１は、オフセット画像用メモリに格納されたオフセット画像データを用いて、フレームメモリに格納されたＸ線画像データ（撮影画像データ）に対してセンサ特性補正処理を行う。この際、センサ特性補正部１２４１は、フレームメモリから読み出したＸ線画像データ（撮影画像データ）の画素データを、オフセット画像用メモリから読み出した対応する画素データを用いて、センサ特性補正処理を行う。例えば、ステップＳ２０２では、Ｘ線画像データ（撮影画像データ）とオフセット画像データとの差を取ることで、オフセット補正処理を行う。その後、センサ特性補正部１２４１は、オフセット補正済みＸ線画像データに対して、必要に応じて各種の処理を行って、センサ特性補正済みＸ線画像データを生成し、これを例えば記憶部１２５上のフレームメモリに記憶する。
【００８３】
続いて、ステップＳ２０３において、画像解析部（平均値算出部）１２４２は、例えば記憶部１２５上のフレームメモリからセンサ特性補正済みＸ線画像データを読み出して、階調変換パラメータとなる画素平均値の算出処理を行う。このステップＳ２０３における詳細な処理は、図３のフローチャートの処理となる。
【００８４】
続いて、ステップＳ２０４において、例えば通信部１２７（或いは画像処理部１２４）は、センサ特性補正済み画像データを通信のパケット単位または所定の単位に分割し、分割画像データとする。
【００８５】
続いて、ステップＳ２０５において、通信部１２７は、分割画像データを通信用のデータフォーマットに変換するとともに各分割画像データのヘッダにステップＳ２０３の処理で得られた画素平均値を埋め込む処理を行う。
【００８６】
続いて、ステップＳ２０６において、通信部１２７は、画素平均値がヘッダに埋め込まれた分割画像データを、外部通信ケーブル１３０を介してメイン制御ユニット１４０の通信部１４１に送信する。このステップＳ２０６の処理を行う通信部１２７は、送信手段を構成する。
【００８７】
続いて、ステップＳ２０７において、通信部１２７は、全ての分割画像データの送信が完了したか否かを判断する。
【００８８】
ステップＳ２０７の判断の結果、全ての分割画像データの送信については未だ完了していない（未送信の分割画像データがある）場合には、ステップＳ２０６に戻り、未送信の分割画像データの送信処理が行われる。
【００８９】
一方、ステップＳ２０７の判断の結果、全ての分割画像データの送信が完了した場合には、図４−１のフローチャートにおける処理を終了する。
【００９０】
次に、本実施形態におけるメイン制御ユニット１４０で行われる一連の処理について説明する。
図４−２は、本発明の第１の実施形態を示し、図１に示すメイン制御ユニット１４０で行われる一連の処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００９１】
まず、ステップＳ３０１において、通信部１４１は、パケット単位又は所定の単位に分割されたセンサ特性補正済みの分割画像データを受信する処理を行う。このステップＳ３０１の処理を行う通信部１４１は、受信手段を構成する。
【００９２】
続いて、ステップＳ３０２において、画像受信判定部１４３は、画像処理部１４２１による階調変換パラメータ（画素平均値）を用いた画像処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信したか否かを判断する。
【００９３】
ステップＳ３０２の判断の結果、画像処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信していない場合には、ステップＳ３０１に戻り、分割画像データの受信処理を再度行う。
【００９４】
一方、ステップＳ３０２の判断の結果、画像処理に必要な最小処理単位以上の画素データを受信した場合には、ステップＳ３０３に進む。
【００９５】
ステップＳ３０３に進むと、画像処理部１４２１は、階調変換パラメータ（画素平均値）に基づく階調変換等の画像処理を行う。このステップＳ３０３の階調変換処理を行う画像処理部１４２１は、階調変換処理手段を構成する。
【００９６】
続いて、ステップＳ３０４において、例えば画像処理部１４２１は、センサ特性補正済みＸ線画像データの全ての画素の画像処理が完了したか否かを判断する。
【００９７】
ステップＳ３０４の判断の結果、センサ特性補正済みＸ線画像データの全ての画素については画像処理を完了していない（未処理の画素がある）場合には、ステップＳ３０１に戻る。
【００９８】
一方、ステップＳ３０４の判断の結果、センサ特性補正済みＸ線画像データの全ての画素の画像処理が完了した場合には、ステップＳ３０５に進む。
【００９９】
ステップＳ３０５に進むと、処理・制御部１４２は、画像処理部１４２１で処理されたＸ線画像データに基づくＸ線画像（診断用画像）を保存部１６０に保存したり、表示部１７０に表示したりする処理を行う。
【０１００】
そして、ステップＳ３０５の処理が終了すると、図４−２のフローチャートにおける処理を終了する。
【０１０１】
このように、本実施形態では、Ｘ線センサユニット１２０側でセンサ特性補正処理を行うため、１フレーム分のＸ線画像データをＸ線センサユニット１２０の記憶部１２５内のフレームメモリに一旦保持する必要がある。このため、Ｘ線画像データをＸ線センサユニット１２０からメイン制御ユニット１４０へ出力するまでに遅延が発生することが懸念される。そこで、本実施形態では、Ｘ線センサユニット１２０内で画像解析処理を先行して行って階調変換パラメータとなる画素平均値を算出し、これを分割画像データと共に、又は先行してメイン制御ユニット１４０の画像処理部１４２１へ送信する。そして、メイン制御ユニット１４０側では、画素平均値を用いた画像処理の開始に必要な最小処理単位以上の画像データを受信した後、直ちに画像処理を開始するようにしている。この際、メイン制御ユニット１４０では、階調変換パラメータである画素平均値を、分割画像データのヘッダ部分から、或いは、分割画像データよりも先行して取得するので、階調変換パラメータを反映した画像処理を順次開始することができる。
【０１０２】
図５は、本発明の第１の実施形態を示し、Ｘ線撮影における一連の流れの一例を示すタイミングチャートである。この図５には、被写体ＨへのＸ線照射からＸ線画像の画像表示までのタイミングチャートが示されている。また、図５には、従来の表示タイミング（例えば図９の破線で示すタイミング）が示されている。
【０１０３】
例えば図９に示す従来例のように、メイン制御ユニット１４０側で１フレーム全体の画像データの受信を待ってから画像解析を行い、求めたパラメータを用いて画像処理を行う場合に比べて、図５に示す本実施形態の場合には、表示遅延を改善可能となっている。また、本実施形態の場合には、画像解析により求めたパラメータを同一フレーム上で反映させることが可能であり、次フレーム以降にそのパラメータが反映されるという遅れが生じることはない。
【０１０４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【０１０５】
第２の実施形態に係るＸ線撮像システム（放射線撮像システム）の概略構成は、図１に示すＸ線撮像システム１００の概略構成と同様である。即ち、Ｘ線センサユニット１２０とメイン制御ユニット１４０は、外部通信ケーブル１３０を介して接続されている。また、Ｘ線センサユニット１２０では、センサ特性の補正処理、並びに、画像解析による階調変換パラメータに係る画素平均値の算出処理を行い、各処理で得られたセンサ特性補正済みＸ線画像データ及び画素平均値をメイン制御ユニット１４０に転送する。そして、メイン制御ユニット１４０では、画素平均値を階調変換パラメータとして使用して、センサ特性補正済みＸ線画像データの階調変換処理を行う。
【０１０６】
また、第２の実施形態に係る２次元Ｘ線センサ部の内部構成は、図２に示す第１の実施形態に係る２次元Ｘ線センサ部１２１の内部構成と同様である。
【０１０７】
ここで、第１の実施形態では、画素平均値の算出処理については、コリメータもしくはメイン制御ユニット等の外部装置から取得した照射野領域情報に係る照射野領域内から求めるものであった。
【０１０８】
これに対して、第２の実施形態では、Ｘ線センサユニット１２０内でＸ線画像データを解析して照射野認識処理を行い、認識結果から得られた照射野領域の画素を平均値算出対象の画素としてその画素値の画素平均値の算出処理を行う。ここで、照射野認識処理の方法は、既に様々な手法が提案されており、本実施形態形態ではその手法は問わない。例えば、画像のエッジ抽出から照射野領域の輪郭を求めてもよいし、画素のヒストグラム分布から、輝度の低い分布領域を照射野外領域として処理をしてもよい。
【０１０９】
次に、本実施形態におけるＸ線センサユニット１２０で行われる一連の処理について説明する。
図６は、本発明の第２の実施形態を示し、図１に示すＸ線センサユニット１２０で行われる一連の処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。ここで、図６において、図４−１に示す処理と同様の処理については同じステップ番号を付し、以下の説明では、その説明を省略する。
【０１１０】
まず、図４−１のステップＳ２０１及びＳ２０２の処理を経る。これにより、センサ特性補正済みＸ線画像データが取得できる。
【０１１１】
続いて、ステップＳ４０１において、画像解析部（平均値算出部）１２４２は、センサ特性補正済みＸ線画像データに対して、照射野認識処理を実行する。
【０１１２】
続いて、ステップＳ４０２において、画像解析部（平均値算出部）１２４２は、ステップＳ４０１における照射野認識結果に基づいて、照射野領域の画素を平均値算出対象の画素としてその画素値の画素平均値の算出処理を行う。
【０１１３】
その後、図４−１のステップＳ２０４〜Ｓ２０７の処理を経て、図６のフローチャートにおける処理を終了する。
【０１１４】
なお、本例では、平均値算出対象の画素は、照射野領域内の画素としたが、本実施形態では、これに限定されるものではない。例えば、画像解析により照射野領域を認識するだけでなく、被写体Ｈを透過せずに直接２次元Ｘ線センサ部１２１にＸ線が照射されている素抜け領域や、金属領域を認識して、これらの領域を除いた画素を平均値算出対象の画素としてもよい。
【０１１５】
このように、本実施形態では、Ｘ線センサユニット１２０内で照射野領域の認識処理を行い、その認識結果の情報を用いて階調変換パラメータに係る画素平均値を算出するようにしている。これにより、Ｘ線センサユニット１２０では照射野領域情報を外部装置から取得する必要がなくなる。そして、先行して階調変換パラメータ（画素平均値）を算出することで、後段のメイン制御ユニット１４０では、その階調変換パラメータを用いた画像処理を直ぐに開始することができ、Ｘ線画像（診断用画像）の表示遅延を抑えることができる。
【０１１６】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【０１１７】
図７は、本発明の第３の実施形態に係るＸ線撮像システム（放射線撮像システム）の概略構成の一例を示す模式図である。ここで、図７に示すＸ線撮像システム３００において、図１に示す第１の実施形態に係るＸ線撮像システム１００と同様の構成については同じ符号を付し、以下の説明では、その説明を省略する。なお、第３の実施形態では、Ｘ線センサユニット内の通信部の機能が異なるため、これを通信部３２７とし、当該通信部３２７を含むＸ線センサユニットをＸ線センサユニット３２０とする。さらに、なお、第３の実施形態では、Ｘ線発生ユニット内のＸ線制御部の機能が異なるため、これをＸ線制御部３１１とし、当該Ｘ線制御部３１１を含むＸ線発生ユニットをＸ線発生ユニット３１０とする。
【０１１８】
図７に示すＸ線撮像システム３００では、図１に示す第１の実施形態に係るＸ線撮像システム１００と同様に、Ｘ線センサユニット３２０とメイン制御ユニット１４０は、外部通信ケーブル１３０を介して接続されている。また、第１の実施形態と同様に、Ｘ線センサユニット３２０では、センサ特性の補正処理を行い、得られたセンサ特性補正済みＸ線画像データを後段のメイン制御ユニット１４０に送信する。
【０１１９】
また、第１の実施形態と同様に、Ｘ線センサユニット３２０では、Ｘ線画像データの画像解析を行って、Ｘ線画像データの画素平均値を解析パラメータとして算出する。なお、ここでは、解析パラメータとして、Ｘ線画像データの画素平均値を適用した例について説明するが、Ｘ線画像データのヒストグラム解析した結果から得られた最小値、最大値、中央値、又は、ある特定の画素値を解析パラメータとして適用してもよい。或いは、これらの複数の値を解析パラメータとして適用してもよい。
【０１２０】
また、解析パラメータの算出処理は、照射野領域内から求めてもよいし、画像全体から求めてもよい。もしくは、照射野領域内の素抜け部分を除いた領域等、特定の領域内から求めてもよい。また、照射領域情報は、第１の実施形態で示したように外部装置から取得してもよいし、第２の実施形態で示したようにＸ線センサユニット内でＸ線画像データの照射野認識処理を行って取得してもよい。また、上述した画素平均値の算出処理は、センサ特性補正処理の中もしくは補正処理終了後に、記憶部１２５内のフレームメモリから画素データを読み込む際に、当該画素データを画像解析部（平均値算出部）１２４２に入力して行う。
【０１２１】
また、第１の実施形態では、画像解析部（平均値算出部）１２４２で算出した解析パラメータは、後段のメイン制御ユニット１４０の画像処理部１４２１で行われる階調変換処理のパラメータとして用いるものであった。一方、本実施形態では、Ｘ線センサユニット３２０の画像解析部（平均値算出部）１２４２で算出した解析パラメータは、Ｘ線発生ユニット３１０から被写体Ｈに照射するＸ線１１３ａの照射量をリアルタイムで制御するための、Ｘ線制御パラメータとして用いる。
【０１２２】
このＸ線制御パラメータ（放射線制御パラメータ）である画素平均値は、Ｘ線画像データの送信と同時に、または、当該送信に先行して、通信部３２７からＸ線発生ユニット３１０のＸ線制御部３１１に送信される。
【０１２３】
Ｘ線制御部３１１は、通信部３２７から受信したＸ線制御パラメータに応じて、例えば内部メモリに保持しているＸ線照射の変換テーブルに従って、Ｘ線源１１２から被写体Ｈに照射するＸ線１１３ａの照射量を決定する制御を行う。これにより、Ｘ線源１１２から、Ｘ線制御部３１１で決定された照射量に基づくＸ線１１３ａが被写体Ｈに照射される。なお、Ｘ線制御パラメータは、Ｘ線発生ユニット３１０に直接接続された通信ケーブルを介して送信することが好ましいが、例えば、メイン制御ユニット１４０を一旦経由してＸ線制御部３１１に送信するものであってもよい。
【０１２４】
このように、本実施形態では、Ｘ線センサユニット３２０内で既に持つ１フレーム分のＸ線画像データから画素平均値を算出し、それをＸ線制御パラメータとしてＸ線発生ユニット３１０に出力するようにしている。従来では、メイン制御ユニット側が１フレーム分のＸ線画像データを受信してから解析を開始し、Ｘ線制御パラメータを求めていたが、本実施形態ではＸ線制御パラメータを先にＸ線制御部３１１に送信することができるため、Ｘ線制御に対する遅延を低減できる。また、Ｘ線制御パラメータの反映が数フレーム遅れることもない。
【０１２５】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
【０１２６】
第４の実施形態に係るＸ線撮像システム（放射線撮像システム）の概略構成は、図７に示す第３の実施形態に係るＸ線撮像システム３００の概略構成と同様である。
【０１２７】
即ち、Ｘ線センサユニット３２０とメイン制御ユニット１４０は、外部通信ケーブル１３０を介して接続されている。また、Ｘ線センサユニット３２０では、センサ特性の補正処理を行い、得られたセンサ特性補正済みＸ線画像データを後段のメイン制御ユニット１４０に送信する。
【０１２８】
また、Ｘ線センサユニット３２０では、Ｘ線画像データの画像解析を行って、Ｘ線画像データの画素平均値を解析パラメータとして算出する。
【０１２９】
上述した第１及び第２の実施形態では、解析パラメータである画素平均値を階調変換パラメータとしてメイン制御ユニット１４０に送信し、第３の実施形態では、画素平均値をＸ線制御パラメータとしてＸ線発生ユニット３１０に送信するものであった。
【０１３０】
これに対して、本実施形態では、解析パラメータである画素平均値をメイン制御ユニット１４０に階調変換パラメータとして送信するとともに、Ｘ線発生ユニット３１０にＸ線制御パラメータとして送信する。この際、メイン制御ユニット１４０への送信は、第１の実施形態と同様に、Ｘ線画像データのヘッダ部分に階調変換パラメータを埋め込んで送信を行う。また、メイン制御ユニット１４０側の画像処理部１４２１は、階調変換パラメータを利用した画像処理に必要となる最小処理単位以上のＸ線画像データを受信すれば、即座に画像処理を開始する。
【０１３１】
なお、ここでは、階調変換パラメータとＸ線制御パラメータとして、共に画素平均値を適用した説明を行ったが、必ずしも同じ値を使用する必要はない。例えば、階調変換パラメータにはヒストグラムの中央値を用い、Ｘ線制御パラメータにはＸ線画像データの画素平均値を用いてもよい。
【０１３２】
このように、本実施形態では、階調変換パラメータをＸ線画像データと共に、または先行してメイン制御ユニット１４０に送信するため、メイン制御ユニット１４０では、画像データの受信後、直ちに階調変換パラメータを使用した画像処理を開始できる。これにより、表示遅延を抑えることができる。また、階調変換パラメータの反映が数フレーム遅れることもない。また同様に、Ｘ線制御パラメータを先にＸ線発生ユニット３１０に送信することができるため、Ｘ線制御に対する遅延を低減できる。また、Ｘ線制御パラメータの反映が数フレーム遅れることもない。
【０１３３】
（本発明の他の実施形態）
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。
このプログラム及び当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１３４】
１００：Ｘ線撮像システム（放射線撮像システム）、１１０：Ｘ線発生ユニット（放射線発生ユニット）、１１１：Ｘ線制御部（放射線制御部）、１１２：Ｘ線源（放射線源）、１２０：Ｘ線センサユニット（放射線センサユニット）、１２１：２次元Ｘ線センサ部（２次元放射線センサ部）、１２２：センサ制御部、１２３：Ａ／Ｄ変換部、１２４：画像処理部、１２４１：センサ特性補正部、１２４２：画像解析部（平均値算出部）、１２５：記憶部、１２６：平均値算出判定部、１２７：通信部、１３０：外部通信ケーブル、１４０：メイン制御ユニット、１４１：通信部、１４２：処理・制御部、１４２１：画像処理部、１４２２：制御部、１４３：画像受信判定部、１５０：ユーザインタフェース（Ｉ／Ｆ）、１６０：保存部、１７０：表示部１７０
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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