(57)【要約】      （修正有）【課題】Ｘ線検出時の感度または利得（ｇａｉｎ）を、対象体の厚さ、密度、またはＸ線減衰特性によって領域別に調節することによって、一つの映像内の多様な厚さ、密度、またはＸ線減衰特性に対応可能な広いダイナミックレンジ（Ｈｉｇｈ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ）の映像を提供する。【解決手段】Ｘ線映像装置１００は、Ｘ線を発生させて対象体に照射するＸ線発生部１１０と、前記対象体を透過したＸ線を検出して映像信号に変換するＸ線検出部１２０と、前記対象体に関する映像信号を分析して、Ｘ線検出部の利得（ｇａｉｎ）を検出領域別に設定する制御部１３０と、を含む。【選択図】図１
2014131619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生させて対象体に照射するＸ線発生部と、
前記対象体を透過したＸ線を検出して映像信号に変換するＸ線検出部と、
前記対象体に関する映像信号を分析して、前記Ｘ線検出部の利得（ｇａｉｎ）をＸ線検出部の検出領域別に設定する制御部と、を含むことを特徴とするＸ線映像装置。
【請求項２】
前記Ｘ線検出部は、
複数のピクセル領域を含み、前記Ｘ線検出部の検出領域は少なくとも一つのピクセル領域を含むことを特徴とする請求項１に記載のＸ線映像装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記対象体に関する映像信号を分析して、ノイズ領域と飽和領域を抽出することを特徴とする請求項２に記載のＸ線映像装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記Ｘ線検出部の検出領域のうち、対応する映像信号が予め設定された第１基準レベル以上である検出領域を前記飽和領域と判断し、前記Ｘ線検出部の検出領域のうち、対応する映像信号が予め設定された第２基準レベル以下である領域をノイズ領域と判断することを特徴とする請求項３に記載のＸ線映像装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記Ｘ線検出部のノイズ領域に対しては、元の利得よりも高い値を利得として設定し、前記Ｘ線検出部の飽和領域に対しては、元の利得よりも低い値を利得として設定することを特徴とする請求項４に記載のＸ線映像装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記Ｘ線検出部の検出領域別オフセットを設定し、
前記Ｘ線検出部は、前記制御部で設定された利得を受信して、前記Ｘ線検出部の利得を調節する利得調節回路と、前記制御部で設定されたオフセットを受信して、前記Ｘ線検出部のオフセットを調節するオフセット調節回路とを含むことを特徴とする請求項３に記載のＸ線映像装置。
【請求項７】
前記Ｘ線発生部は、
事前撮影（ｐｒｅ−ｓｈｏｔ）のために前記対象体にＸ線を照射し、
前記制御部で分析する映像信号は、前記事前撮影時に前記対象体を透過したＸ線から変換された映像信号であることを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載のＸ線映像装置。
【請求項８】
前記第１基準レベルは、前記Ｘ線検出部の飽和電圧レベル、事前撮影時に照射されたＸ線の強度、及び本撮影（ｍａｉｎ  ｓｈｏｔ）時に照射されるＸ線の強度の関係を用いて設定され、
前記第２基準レベルは、前記Ｘ線検出部のノイズレベル、事前撮影時に照射されたＸ線の線量、及び本撮影（ｍａｉｎ  ｓｈｏｔ）時に照射されるＸ線の線量の関係を用いて設定されることを特徴とする請求項７に記載のＸ線映像装置。
【請求項９】
前記Ｘ線検出部は、
前記制御部で設定した利得に応じて該当の検出領域の利得を調節し、本撮影（ｍａｉｎ  ｓｈｏｔ）時に前記対象体を透過したＸ線を映像信号に変換して、前記調節された利得に応じて増幅して出力することを特徴とする請求項８に記載のＸ線映像装置。
【請求項１０】
前記Ｘ線検出部は、
前記制御部で設定した利得に応じて該当の検出領域の利得を調節し、前記Ｘ線検出部に格納された映像信号を、前記調節された利得に応じて再び増幅して出力することを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載のＸ線映像装置。
【請求項１１】
前記第１基準レベルは、前記Ｘ線検出部の飽和電圧レベルに対応し、
前記第２基準レベルは、前記Ｘ線検出部のノイズレベルに対応することを特徴とする請求項１０に記載のＸ線映像装置。
【請求項１２】
前記制御部は、
前記調節された利得に応じて増幅して出力された映像信号に対して、前記検出領域別利得の差を補償するための補正を行うことを特徴とする請求項９又は１０に記載のＸ線映像装置。
【請求項１３】
Ｘ線を発生させて対象体に照射し、
前記対象体を透過したＸ線を検出して映像信号に変換し、
前記対象体に関する映像信号を分析して、Ｘ線検出部の利得（ｇａｉｎ）を検出領域別に設定することを含むことを特徴とするＸ線映像生成方法。
【請求項１４】
前記Ｘ線検出部は、
複数のピクセル領域を含み、前記Ｘ線検出部の検出領域は少なくとも一つのピクセル領域を含むことを特徴とする請求項１３に記載のＸ線映像生成方法。
【請求項１５】
前記対象体に関する映像信号を分析することは、
前記対象体に関する映像信号を分析して、ノイズ領域と飽和領域を抽出することを含むことを特徴とする請求項１４に記載のＸ線映像生成方法。
【請求項１６】
前記対象体に関する映像信号を分析することは、
前記Ｘ線検出部の検出領域のうち、対応する映像信号が予め設定された第１基準レベル以上である検出領域を前記飽和領域と判断し、前記Ｘ線検出部の検出領域のうち、対応する映像信号が予め設定された第２基準レベル以下である領域をノイズ領域と判断することを含むことを特徴とする請求項１５に記載のＸ線映像生成方法。
【請求項１７】
前記Ｘ線検出部の利得（ｇａｉｎ）を検出領域別に設定することは、
前記ノイズ領域に対しては、元の利得よりも高い値を利得として設定し、前記飽和領域に対しては、元の利得よりも低い値を利得として設定することを特徴とする請求項１６に記載のＸ線映像生成方法。
【請求項１８】
前記Ｘ線検出部の検出領域別オフセットを設定することをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載のＸ線映像生成方法。
【請求項１９】
Ｘ線を感知して電気信号に変換する受光素子と、
前記受光素子を通じて出力される電気信号の利得を自動的に調節する利得調節回路とを含むことを特徴とするＸ線検出部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
対象体にＸ線を透過させてＸ線映像を生成するＸ線映像装置及びＸ線映像生成方法を開示する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線映像装置は、対象体にＸ線を照射し、対象体を透過したＸ線を分析することによって対象体の内部構造を把握できるようにする装置である。対象体を構成する物質の特性によってＸ線の透過性が異なるので、対象体を透過したＸ線の強度を検出して対象体の内部構造を映像化する。
【０００３】
自動露出制御（Ａｕｔｏ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＡＥＣ）を実行すると、対象体に対する事前撮影（ｐｒｅ−ｓｈｏｔ）を分析して、対象体の特性に最適化されたＸ線の撮影条件を計算し、計算された撮影条件を設定して本撮影を行う。
【０００４】
しかし、自動露出制御は、事前撮影映像の全体領域または予め設定された領域の特定階調表現力（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  ｌｅｖｅｌ）に対して最適化された撮影条件を映像全体に同一に設定するので、対象体の領域別密度、厚さ、または減衰特性によって階調表現力が低下したり、飽和してしまい正確な情報を示せない領域が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一実施例に係るＸ線映像装置及びＸ線映像生成方法は、Ｘ線検出時の感度または利得（ｇａｉｎ）を、対象体の厚さ、密度、またはＸ線減衰特性により領域別に調節することによって、一つの映像内の多様な厚さ、密度、またはＸ線減衰特性に対応可能な広いダイナミックレンジ（Ｈｉｇｈ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ）の映像を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
Ｘ線映像装置の一実施例は、Ｘ線を発生させて対象体に照射するＸ線発生部と、前記対象体を透過したＸ線を検出して映像信号に変換するＸ線検出部と、前記対象体に関する映像信号を分析して、Ｘ線検出部の利得（ｇａｉｎ）を検出領域別に設定する制御部と、を含む。
【０００７】
前記Ｘ線検出部は、複数のピクセル領域を含み、前記Ｘ線検出部の検出領域は少なくとも一つのピクセル領域を含むことができる。
【０００８】
前記制御部は、前記対象体に関する映像信号を分析して、ノイズ領域と飽和領域を抽出することができる。
【０００９】
前記制御部は、前記Ｘ線検出部の検出領域のうち、対応する映像信号が予め設定された第１基準レベル以上である検出領域を前記飽和領域と判断し、前記Ｘ線検出部の検出領域のうち、対応する映像信号が予め設定された第２基準レベル以下である領域をノイズ領域と判断することができる。
【００１０】
前記制御部は、前記Ｘ線検出部のノイズ領域に対しては、元の利得よりも高い値を利得として設定し、前記Ｘ線検出部の飽和領域に対しては、元の利得よりも低い値を利得として設定することができる。
【００１１】
前記制御部は、前記Ｘ線検出部の検出領域のうち、対応する映像信号が予め設定された第１基準レベル以上である検出領域に対しては、元の利得よりも低い値を利得として設定し、前記Ｘ線検出部の検出領域のうち、対応する映像信号が予め設定された第２基準レベル以下である領域に対しては、元の利得よりも高い値を利得として設定することができる。
【００１２】
前記制御部は、前記Ｘ線検出部の検出領域別オフセットを設定することができる。
【００１３】
前記Ｘ線検出部は、前記変換された電気信号を増幅する増幅器と、前記制御部で設定された利得を受信して、前記増幅器の利得を調節する利得調節回路と、を含むことができる。
【００１４】
前記Ｘ線検出部は、前記制御部で設定されたオフセットを受信して、前記増幅器のオフセットを調節するオフセット調節回路を含むことができる。
【００１５】
前記Ｘ線発生部は、事前撮影（ｐｒｅ−ｓｈｏｔ）のために前記対象体にＸ線を照射し、前記制御部で分析する映像信号は、前記事前撮影時に前記対象体を透過したＸ線から変換された映像信号であってもよい。
【００１６】
前記Ｘ線検出部は、前記制御部で設定した利得に応じて該当の検出領域の利得を調節し、本撮影（ｍａｉｎ  ｓｈｏｔ）時に前記対象体を透過したＸ線を映像信号に変換し、前記映像信号を前記調節された利得に応じて増幅して出力することができる。
【００１７】
前記Ｘ線検出部は、前記制御部で設定した利得に応じて該当の検出領域の利得を調節し、前記変換された映像信号を、前記調節された利得に応じて再び増幅して出力することができる。
【００１８】
一実施例に係るＸ線映像装置の制御方法は、Ｘ線を発生させて対象体に照射し、前記対象体を透過したＸ線を検出して映像信号に変換し、前記対象体に関する映像信号を分析して、Ｘ線検出部の利得（ｇａｉｎ）を検出領域別に設定することを含む。
【００１９】
前記Ｘ線検出部は、複数のピクセル領域を含み、前記Ｘ線検出部の検出領域は少なくとも一つのピクセル領域を含むことができる。
【００２０】
前記対象体に関する映像信号を分析することは、前記対象体に関する映像信号を分析して、ノイズ領域と飽和領域を抽出することを含むことができる。
【００２１】
前記対象体に関する映像信号を分析することは、前記Ｘ線検出部の検出領域のうち、対応する映像信号が予め設定された第１基準レベル以上である検出領域を前記飽和領域と判断し、前記Ｘ線検出部の検出領域のうち、対応する映像信号が予め設定された第２基準レベル以下である領域をノイズ領域と判断することを含むことができる。
【００２２】
前記Ｘ線検出部の利得（ｇａｉｎ）を検出領域別に設定することは、前記ノイズ領域に対しては、元の利得よりも高い値を利得として設定し、前記飽和領域に対しては、元の利得よりも低い値を利得として設定することを含むことができる。
【００２３】
前記対象体に関する映像信号を分析して、Ｘ線検出部の利得（ｇａｉｎ）を検出領域別に設定することは、前記Ｘ線検出部の検出領域のうち、対応する映像信号が予め設定された第１基準レベル以上である検出領域に対しては、元の利得よりも低い値を利得として設定し、前記Ｘ線検出部の検出領域のうち、対応する映像信号が予め設定された第２基準レベル以下である領域に対しては、元の利得よりも高い値を利得として設定することを含む。
【００２４】
前記Ｘ線映像装置の制御方法は、前記Ｘ線検出部の検出領域別オフセットを設定することをさらに含むことができる。
【００２５】
前記分析に使用される対象体に関する映像信号は、事前撮影（ｐｒｅ−ｓｈｏｔ）時に前記対象体を透過したＸ線から変換された映像信号であってもよい。
【発明の効果】
【００２６】
一実施例に係るＸ線映像装置及びＸ線映像生成方法によれば、Ｘ線検出時の感度または利得（ｇａｉｎ）を、対象体の厚さ、密度、またはＸ線減衰特性により領域別に調節することによって、一つの映像内の多様な厚さ、密度、またはＸ線減衰特性に対応可能な広いダイナミックレンジ（Ｈｉｇｈ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ）の映像を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】Ｘ線映像装置の一側面による制御ブロック図である。
【図２】Ｘ線映像装置の一側面における、乳房撮影のためのＸ線映像装置の全体外観図である。
【図３】対象体が乳房である場合、対象体の組織構造を簡略に示す断面図である。
【図４】対象体を透過したＸ線の強度を概略的に示すグラフである。
【図５】Ｘ線映像装置の一実施例に係る制御ブロック図である。
【図６】（Ａ）は対象体を透過したＸ線の強度（ｆｌｕｘ）によるＸ線検出部の出力電圧の変化を概略的に示すグラフであり、（Ｂ）はノイズ領域と飽和領域を含む未加工（Ｒａｗ）映像を示す図である。
【図７】Ｘ線映像装置の一実施例において、一つのピクセル領域の構造に関する概略的な回路図である。
【図８】（Ａ）はピクセル領域の利得を増加させる場合の出力電圧と飽和領域及びノイズ領域の関係を示すグラフであり、（Ｂ）はピクセル領域の利得を減少させる場合の出力電圧と飽和領域及びノイズ領域の関係を示すグラフである。
【図９】映像処理部で前処理が行われた場合のダイナミックレンジを示すグラフである。
【図１０】対象体を透過したＸ線の強度、出力電圧、及びオフセットの関係を示すグラフである。
【図１１】Ｘ線映像装置の一実施例において、オフセット調節が可能な一つのピクセル領域の構造に関する概略的な回路図である。
【図１２】オフセットを低くする場合の出力電圧と飽和領域及びノイズ領域の関係を示すグラフである。
【図１３】Ｘ線映像装置の制御方法に関する一実施例において、利得を設定する方法に関する実施例を示すフローチャートである。
【図１４】Ｘ線映像装置の制御方法に関する一実施例において、事前撮影を通じて利得を設定し、設定された利得に応じて本撮影を行う場合に関するフローチャートである。
【図１５】Ｘ線映像装置の制御方法に関する一実施例において、本撮影で利得を設定する場合に関するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付の図面を参照して、Ｘ線映像装置及びＸ線映像装置の制御方法の実施例について詳細に説明する。
【００２９】
図１に、Ｘ線映像装置の一側面による制御ブロック図を、図２に、Ｘ線映像装置の一側面における、乳房撮影のためのＸ線映像装置の全体外観図を示す。
【００３０】
Ｘ線映像装置は、撮影対象によってその構造や制御条件などが少しずつ変わる。Ｘ線映像装置１００は、撮影対象に制限を設けないが、図２では、具体的な説明のための例として、乳房撮影のためのＸ線映像装置を示した。
【００３１】
図１及び図２を参照すると、Ｘ線映像装置１００は、Ｘ線を発生させて対象体に照射するＸ線発生部１１０と、対象体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部１２０と、対象体の映像を分析し、分析結果によってＸ線撮影条件またはＸ線の検出感度を設定する制御部１３０と、を含む。
【００３２】
Ｘ線発生部１１０は、ハウジング１１１に備えられており、Ｘ線を発生させて対象体に照射する。対象体３０が乳房である場合には、対象体を圧迫パドル２０とＸ線検出部１２０との間に位置させ、圧迫パドルで乳房を圧迫した状態でＸ線を照射する。
【００３３】
Ｘ線発生部１１０は、電源供給部（図示せず）から供給される電源によりＸ線を発生させ、管電圧によってＸ線のエネルギーを制御でき、管電流及びＸ線露出時間によってＸ線の強度又は線量を制御する。
【００３４】
Ｘ線発生部１１０は、単色光（ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｉｃ）Ｘ線または多色光（ｐｏｌｙｃｈｒｏｍａｔｉｃ）Ｘ線を照射する。一実施例として、Ｘ線発生部１１０は、一定のエネルギー帯域を有する多色光Ｘ線を照射し、照射されるＸ線のエネルギー帯域は上限と下限によって定義される。
【００３５】
エネルギー帯域の上限、すなわち、照射されるＸ線の最大のエネルギーは、管電圧の大きさによって調節し、エネルギー帯域の下限、すなわち、照射されるＸ線の最小のエネルギーは、Ｘ線発生部の内部または外部に備えられたフィルターによって調節する。フィルターを用いて低エネルギー帯域のＸ線をろ過することによって、照射されるＸ線の平均エネルギーを上げる。
【００３６】
Ｘ線検出部１２０は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ、ＴＦＴなどの半導体素子で具現でき、対象体を透過したＸ線を検出し、検出されたＸ線を電気信号に変換する。検出されたＸ線を電気信号に変換する方式は、直接変換方式と間接変換方式とに区分できる。直接変換方式は、Ｘ線の吸収によって直ちに電荷を発生させる光電物質（ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ）を使用する方式であり、間接変換方式は、対象体を透過したＸ線が閃光体と反応して可視光領域の波長を有する光子（ｐｈｏｔｏｎ）を放出し、これを受光素子が電荷に変換する方式である。一方、Ｘ線映像装置１００は、Ｘ線検出部１２０の検出方式や具現する素子に制限を設けない。但し、以下に詳述する実施例では、説明の便宜のために、ＣＭＯＳで具現されるＸ線検出部１２０を中心に説明する。
【００３７】
Ｘ線検出部１２０は、フォトダイオードなどの複数の受光素子を含み、複数の受光素子のそれぞれを一つのピクセル単位とする。複数の受光素子は、対象体を透過したＸ線を電荷に変換し、Ｘ線検出部１２０に備えられた増幅回路が、前記電荷の量に対応する電気信号を増幅して出力する。ここでの電気信号は電圧信号のことを意味する。
【００３８】
このとき、増幅回路は、増幅器を備え、前記電気信号を用途に合う大きさに増幅して出力する。電気信号が増幅される比率を利得（ｇａｉｎ）といい、Ｘ線検出部の利得を検出感度（ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）ともいう。
【００３９】
Ｘ線発生部１１０から照射されたＸ線は、対象体を透過しながら減衰するが、Ｘ線が照射された部分を構成する組織の特性、またはＸ線が照射された部分の厚さによってＸ線の減衰率が異なるので、対象体の内部構成によって検出されるＸ線の量が変わる。したがって、Ｘ線検出部１２０が変換した電気信号を複数のピクセルに対してまとめると、対象体を映像化できることから、前記電気信号は一種の映像信号といえる。前記映像信号は、制御部１３０に伝送され、制御部１３０に伝送される映像信号は、アナログ信号であってもよく、デジタル信号であってもよい。
【００４０】
制御部１３０は、Ｘ線検出部１２０から伝送された映像信号を分析して、Ｘ線検出部１２０の各検出領域に対する利得（ｇａｉｎ）を対象体の特性に合わせて設定する。Ｘ線検出部１２０は、複数のピクセル領域を含み、ピクセル領域は、一つの受光素子を含む検出単位であり、検出領域は少なくとも一つのピクセル領域を含むものとする。
【００４１】
制御部１３０の分析に使用される映像信号は、事前撮影（ｐｒｅ−ｓｈｏｔ）によって獲得されたものであってもよく、本撮影（ｍａｉｎ  ｓｈｏｔ）によって獲得されたものであってもよい。以下、事前撮影（ｐｒｅ−ｓｈｏｔ）について簡略に説明する。
【００４２】
Ｘ線映像の撮影条件としては、管電圧、管電流、Ｘ線露出時間、フィルター、及び陽極（ターゲット物質）などがある。制御部１３０は、事前撮影を通じて得た対象体の情報を用いて、前記撮影条件を適切な値に設定し、Ｘ線映像装置は、撮影条件が適切に設定された後に本撮影を行う。
【００４３】
事前撮影は、管電流とＸ線露出時間を一般撮影よりも低くした状態で対象体にＸ線を照射することによって行われる。制御部１３０は、事前撮影によって獲得された映像信号を分析して、撮影条件を設定する。一実施例として、事前撮影で検出されたＸ線の強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）の代表値を計算し、対象体の情報（厚さ、圧迫強度）、事前撮影時の条件及び前記代表値から本撮影に対する撮影条件を直接計算するか、パラメーターを基準に設定された最適の撮影条件をデータベース化しておき、対応する撮影条件を持ってくることも可能である。
【００４４】
以下、制御部１３０の分析に使用される映像信号が本撮影（ｍａｉｎ  ｓｈｏｔ）によって獲得された場合について簡略に説明する。事前撮影を行わない場合には、映像信号の分析なしに得られる対象体の情報（厚さ、圧縮強度など）を用いてＸ線の目標強度を設定し、本撮影を開始してＸ線を照射する。Ｘ線検出部１２０においてリアルタイムでＸ線の強度を測定し、Ｘ線の強度が目標強度に到達すると、Ｘ線の照射を止める。但し、前記方式以外に、目標露出時間を設定し、Ｘ線露出時間が目標露出時間に到達すると、Ｘ線の照射を止める方式を適用してもよく、使用者が直接Ｘ線の照射を制御してもよく、制御部が事前撮影なしに映像信号を獲得する方式には制限がない。
【００４５】
Ｘ線照射が完了すると、Ｘ線検出部１２０でＸ線を検出して、対象体に関する映像信号を制御部１３０に伝送する。制御部１３０は、伝送された映像信号を分析して、Ｘ線検出部の検出領域別に対象体の特性に合わせて利得を設定する。
【００４６】
そして、制御部１３０の設定によってＸ線検出部１２０の利得が調節されると、Ｘ線検出部１２０に一時的または非一時的に格納されていた対象体を透過したＸ線情報を再び電気信号に変換して、調節された利得に応じて増幅し、制御部１３０に伝送してＸ線映像を生成する。
【００４７】
以下、制御部の動作についてより具体的に説明する。
【００４８】
図３に、対象体が乳房である場合、対象体の組織構造を簡略に示す断面図を、図４に、対象体を透過したＸ線の強度を概略的に示したグラフを示す。
【００４９】
図３を参照すると、乳房３０の組織は、乳房の周りを囲みながら形態を維持させる繊維組織３１、乳房全体に分布する脂肪組織３２、母乳を生産する乳腺組織３３、母乳の移動通路である乳管組織３４などで構成される。このうち、乳腺組織３３及び乳管組織３４などのように母乳の生産と供給に関連する組織を乳房の実質組織と言い、このような実質組織は、Ｘ線の減衰量が大きいため、実質組織が多く集まっている部分はＸ線映像において白く出る場合が多い。したがって、実質組織が多く分布された領域は密度が高いと表現する。
【００５０】
Ｘ線が透過する対象体の厚さが厚い、または密度が高い場合には、Ｘ線の減衰量が大きくなるため、対象体を透過するＸ線の強度は小さくなる。反対に、Ｘ線が透過する対象体の厚さが薄い、または密度が低い場合には、Ｘ線の減衰量が小さくなるため、対象体を透過するＸ線の強度は大きくなる。
【００５１】
厚さが均一な対象体３０であっても、位置によってその密度が異なることがある。例えば、対象体３０が乳房の場合には、図２に示したように、圧迫パドル２０により乳房を圧迫して厚さを均一にしても、乳房内の組織の分布によって、実質組織が発達して密度が高い部分と、密度が低い部分とがある。
【００５２】
図４に示すように、対象体３０を、その密度によって、密度が高い第１領域（Ｄｅｎｓｅ）と、密度が中間である第２領域（Ｎｏｒｍａｌ）と、密度が低い第３領域（Ｓｐａｒｓｅ）とに区分することと仮定する。制御部１３０において撮影条件を設定する時、または事前撮影なしに本撮影を行う時に、対象体の領域別厚さ又は密度の変化を考慮しないので、対象体３０にＸ線を照射すると、第１領域（Ｄｅｎｓｅ）を透過したＸ線の強度が最も低く、第３領域（Ｓｐａｒｓｅ）を透過したＸ線の強度が最も高い。
【００５３】
Ｘ線検出部１２０において増幅して出力できる電気信号の大きさには限界がある。したがって、密度が非常に低い第３領域（Ｓｐａｒｓｅ）に対しては、図４に示すように、第３領域（Ｓｐａｒｓｅ）を透過したＸ線に対する電気信号は飽和する場合がある。反対に、密度が非常に高い第１領域（Ｄｅｎｓｅ）に対しては、第１領域（Ｄｅｎｓｅ）を透過したＸ線に対する電気信号はノイズに埋もれて画質が低下した映像を生成する場合がある。
【００５４】
したがって、制御部１３０は、対象体に関する映像信号を分析して、対象体の領域別厚さ又は密度によって、すなわち、対象体の領域別映像信号の大きさによって、Ｘ線検出部１２０の利得（ｇａｉｎ）を異なるように設定する。例えば、対象体の領域のうち、厚さ又は密度が大きい領域（映像信号が小さい領域）に対しては、Ｘ線検出部１２０の利得を高く設定してノイズの影響を減少させ、対象体の領域のうち、厚さ又は密度が小さい領域（映像信号が大きい領域）に対しては、Ｘ線検出部１２０の利得を低く設定して飽和領域を減少させる。
【００５５】
図５には、Ｘ線映像装置の一実施例に係る制御ブロック図を示しており、以下、図５を参照して、Ｘ線映像装置の一実施例に係る動作を具体的に説明する。
【００５６】
図５の実施例において、Ｘ線発生部１１０及びＸ線検出部１２０の基本的な動作は、上記の図１で説明した通りであるので、ここでは説明を省略する。
【００５７】
制御部１３０は、Ｘ線検出部１２０で獲得した映像信号を分析して、対象体の領域別厚さ又は密度に対応するようにＸ線検出部１２０の利得を設定する条件設定部１３１と、条件設定部１３１によって設定された利得に応じて、Ｘ線検出部１２０で出力する映像信号に対して利得補正を行う映像処理部１３２と、を含む。
【００５８】
図６（Ａ）には、対象体を透過したＸ線の強度によるＸ線検出部１２０の出力電圧の変化を概略的に示したグラフが、図６（Ｂ）には、ノイズ領域及び飽和領域を含む未加工（Ｒａｗ）映像を示している。
【００５９】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）を説明するに先立ち、以下に詳述する実施例において、Ｘ線の強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）は、Ｘ線のフラックス（ｆｌｕｘ）、すなわち、単位時間当たりのフォトンの数として表す。フォトンはＸ線をなす粒子である。
【００６０】
図６（Ａ）のグラフは、Ｘ線検出部の単一ピクセル領域での出力値を示したもので、元の利得を適用した場合である。すなわち、図６（Ａ）のグラフにおいて、傾きは元の利得である。元の利得は、Ｘ線検出部１２０にデフォルト（ｄｅｆａｕｌｔ）として設定されている値であってもよく、事前撮影を行う場合には、事前撮影によって設定されるＸ線の強度に合わせて設定される値であってもよい。
【００６１】
対象体を透過してＸ線検出部１２０で検出されたＸ線は、一定の利得に応じて増幅された電圧信号として出力される。図６（Ａ）を参照すると、対象体を透過したＸ線の強度が大きくなるほど、出力される電圧信号の大きさも大きくなる。しかし、上述したように、Ｘ線検出部１２０で増幅して出力できる電圧の大きさには限界があるため、対象体を透過したＸ線の強度が飽和電圧Ｖｓに対応する強度ｂ以上になると、それに対応して出力される電圧信号は飽和する。
【００６２】
したがって、対象体を透過したＸ線の強度がｂ以上になると、対象体に関する映像情報が損失する。以下、Ｘ線検出部１２０の検出領域において、検出されるＸ線の強度がｂ以上である領域、すなわち、出力される電圧信号が飽和する領域を飽和領域Ｓと呼ぶ。図６（Ｂ）を参照すると、未加工（Ｒａｗ）画像において、飽和領域Ｓに該当する部分は白く見えるため、対象体に関する情報を確認しにくいことがわかる。
【００６３】
Ｘ線検出部１２０から出力される電圧信号にはノイズが含まれており、ノイズレベルよりも小さい電圧信号はノイズに埋もれて、画質が低下したＸ線映像を生成する。以下、Ｘ線検出部１２０の検出領域のうち、検出されるＸ線の強度がａ以下である領域、すなわち、出力される電圧信号がノイズレベルよりも小さい領域をノイズ領域Ｎと呼ぶ。図６（Ｂ）を参照すると、未加工（Ｒａｗ）映像において、ノイズ領域Ｎに該当する部分は他の部分に比べて画質が低下したことがわかる。
【００６４】
Ｘ線検出部１２０で測定できる最大信号と最小信号のレベル差をダイナミックレンジ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ）と言い、図６（Ａ）のグラフでは、Ｘ線の強度ａとｂとの間の領域がダイナミックレンジ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ）となる。このダイナミックレンジを拡張することによって、広いダイナミックレンジ（Ｈｉｇｈ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ）の映像を獲得できる。
【００６５】
したがって、条件設定部１３１は、事前撮影または本撮影によってＸ線検出部１２０で獲得した映像信号を分析して、Ｘ線検出部１２０の各検出領域別に利得を調節することによって、Ｘ線映像のダイナミックレンジを拡張させる。
【００６６】
そのために、条件設定部１３１は、事前撮影によって獲得した映像信号を分析して、ノイズ領域と飽和領域を抽出する。そして、ノイズ領域に対してはＸ線検出部１２０の利得を高く設定し、飽和領域に対してはＸ線検出部１２０の利得を低く設定する。
【００６７】
ノイズ領域と飽和領域を抽出する一実施例として、条件設定部１３１は、本撮影時に照射されるＸ線の線量を推定し、推定された線量から、Ｘ線検出部１２０の複数の検出領域が本撮影時にノイズ領域に該当するか、または飽和領域に該当するかを判断する。
【００６８】
複数の検出領域はそれぞれ、少なくとも一つのピクセル領域を含むとしたので、各検出領域が一つのピクセル領域を含む場合には、各ピクセル領域で出力される映像信号を用い、各検出領域が複数のピクセル領域を含む場合には、複数のピクセル領域で出力される映像信号の平均値を用いる。以下に詳述する実施例では、説明の便宜のために、各検出領域が一つのピクセル領域を含む場合を示す。
【００６９】
例えば、事前撮影によって獲得された映像信号において、あるピクセル領域の出力電圧が２Ｖであり、本撮影時に照射されるＸ線の線量が事前撮影時の２倍に設定される場合、該当のピクセルは、本撮影時に４Ｖの電圧を出力すると予想できる。また、照射されるＸ線の線量と出力信号との関係が線形ではなくても、両者の関係は予め予想できる。
【００７０】
そして、前記予想された出力電圧をＸ線検出部１２０の飽和電圧と比較して、予想出力電圧が飽和電圧以上であれば、該当のピクセル領域が飽和領域に該当すると判断する。予想出力電圧が飽和電圧未満の場合には、予想出力電圧をノイズレベルと比較し、予想出力電圧がノイズレベル以下であれば、該当のピクセルはノイズ領域に該当すると判断する。
【００７１】
整理すると、条件設定部１３１は、Ｘ線検出部１２０のピクセル領域で出力される映像信号を、飽和電圧に対応する第１基準レベルまたはノイズレベルに対応する第２基準レベルと比較して、映像信号が第１基準レベル以上であれば、飽和領域であると判断し、映像信号が第２基準レベル以下であれば、ノイズ領域であると判断する。
【００７２】
ここで、第１基準レベル及び第２基準レベルは、事前撮影によって照射されたＸ線の線量と、本撮影によって照射されるＸ線の線量との間の関係が反映された信号レベルである。しかし、事前撮影を行わずに直ちに本撮影のためのＸ線を照射した場合には、第１基準レベルは飽和電圧レベルとなり、第２基準レベルはノイズレベルとなる。
【００７３】
条件設定部１３１は、Ｘ線検出部１２０の全てのピクセル領域に対して前記判断を行うか、対象体が撮影されたピクセル領域に対してのみ前記判断を行う。
【００７４】
そして、条件設定部１３１は、飽和領域に該当するピクセル領域に対してはＸ線検出部１２０での利得を低く設定し、ノイズ領域に該当するピクセル領域に対してはＸ線検出部１２０での利得を高く設定する。
【００７５】
図７には、Ｘ線映像装置の一実施例において、一つのピクセル領域の構造に関する概略的な回路図を示す。
【００７６】
図７を参照すると、ピクセル領域は、Ｘ線を感知して電荷に変換する受光素子１５と、変換された電荷の量を読んで電圧信号に出力する増幅回路と、を含む。受光素子１５は、ＰＮフォトダイオード、ＰＩＮフォトダイオード、ショットキー型フォトダイオード、アバランシェ型フォトダイオードなどで具現可能である。
【００７７】
受光素子１５から電荷を流すと、電荷の流れは電流を形成し、この電流は増幅回路のバッファー１４を通過して増幅器１３に入力され、増幅された電圧信号を出力する。増幅器１３の利得は可変キャパシタ１２によって調節され、条件設定部１３１は、ラッチ１１を通じて可変キャパシタ１２の容量を制御する。これによって、飽和領域またはノイズ領域に該当するピクセル領域の利得が、条件設定部１３１で設定された値に自動的に調節され、増幅回路は利得調節回路となる。利得調節回路は、複数の受光素子別利得を、条件設定部１３１で設定された値に応じて相互独立して調節する。
【００７８】
但し、図７のピクセル領域は、Ｘ線検出部１２０がＣＭＯＳタイプで具現される場合に関するもので、Ｘ線検出部１２０がＴＦＴタイプで具現される場合には、各ピクセル領域別に利得調節回路を備えずに、行（ｒｏｗ）方向にデータを読み出す（ｒｅａｄ−ｏｕｔ）時、同調（ｓｙｎｃ）を取って列（ｃｏｌｕｍｎ）別利得を調節することも可能である。
【００７９】
Ｘ線検出部１２０の検出領域のうち、飽和領域またはノイズ領域に該当しない領域は、元の利得（ｏｒｉｇｉｎａｌ  ｇａｉｎ）を維持する。条件設定部１３１で設定する利得の基準は元の利得となり、飽和領域に該当するピクセル領域に対しては元の利得よりも低い利得を設定し、ノイズ領域に該当するピクセル領域に対しては元の利得よりも高い利得を設定する。設定される利得の具体的な値は、該当のピクセル領域で出力された信号の大きさと飽和レベル及びノイズレベルを全て考慮して決定でき、与えられた条件で最適の階調表現力を有するようにする値が、実験またはシミュレーションを通じてマッピングされる。
【００８０】
図８（Ａ）は、ピクセル領域の利得を増加させる場合の出力電圧と飽和領域及びノイズ領域との関係を示したグラフであり、図８（Ｂ）は、ピクセル領域の利得を減少させる場合の出力電圧と飽和領域及びノイズ領域との関係を示したグラフである。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）のグラフは、単一ピクセル領域に関するものである。
【００８１】
図８（Ａ）に示したように、ピクセル領域の利得を増加させると、すなわち、元の利得よりも高い利得を有するように制御すれば、前記ピクセル領域に同量のＸ線が入っても元の利得を有する場合よりさらに大きい電圧信号が出力される。
【００８２】
利得を増加させると、信号に含まれた雑音も共に増幅されるので、ノイズレベルもある程度上昇するが、図８（Ａ）に示したように、グラフの傾きが増加しながら、ノイズレベルよりも低い電圧信号を出力するＸ線の最大強度が小さくなる（ａ→ａ’）。
【００８３】
より具体的に説明すると、図８（Ａ）のグラフに対応するピクセル領域に対象体を透過して入ってくる単位時間当たり光子の数（ｆｌｕｘ）をｆ１とすると、元の利得を適用した時には前記ピクセル領域がノイズ領域に該当したが、条件設定部１３１で設定した利得を適用すると、ノイズ領域に該当しなくなる。すなわち、ノイズによる画質低下が現れない。
【００８４】
図８（Ｂ）に示したように、ピクセル領域の利得を減少させると、すなわち、元の利得よりも低い利得を有するように制御すれば、前記ピクセル領域に同量のＸ線が入っても元の利得を有する場合よりも小さい電圧信号が出力される。
【００８５】
したがって、出力信号が飽和し始めるＸ線の強度が大きくなり（ｂ→ｂ’）、図８（Ｂ）のグラフに対応するピクセル領域に対象体を透過して入ってくる単位時間当たり光子の数（ｆｌｕｘ）をｆ２とすると、元の利得を適用した時には前記ピクセル領域が飽和領域に該当したが、条件設定部１３１で設定した利得を適用すると、飽和領域に該当しなくなる。すなわち、飽和による情報損失を避けることができる。
【００８６】
映像処理部１３２は、Ｘ線検出部１２０で獲得した映像信号に対して映像処理を行って、Ｘ線映像装置１００に備えられたディスプレイ部に表示するＸ線映像を生成する。映像処理部１３２で映像処理を行う映像信号は、条件設定部１３１で設定した利得が適用された映像信号である。
【００８７】
具体的に、事前撮影を行った場合には、条件設定部１３１が事前撮影によって獲得された映像信号を分析してＸ線検出部１２０の利得を調節し、本撮影のためにＸ線を照射すると、利得が調節されたＸ線検出部１２０がＸ線を検出して映像信号を獲得する。この映像信号が映像処理部１３２の映像処理対象となる映像信号である。
【００８８】
または、事前撮影を行わない場合には、条件設定部１３１が、本撮影のために照射されたＸ線から獲得された映像信号を分析してＸ線検出部１２０の利得を調節し、Ｘ線検出部１２０に臨時に格納されていた電荷は、利得が調節された増幅回路を再び通過して映像信号を出力する。この映像信号が映像処理部１３２の映像処理対象となる映像信号である。
【００８９】
映像処理部１３２で行う映像処理は前処理と後処理を含む。本発明の実施例での前処理は、対象体に関する全体映像を同一感度の映像に補正することであり、後処理は、映像改善または映像強化のために行われる映像処理を意味するものと定義する。
【００９０】
まず、ピクセル値、すなわち、各ピクセル領域に対応する明るさ値（ｉ）に対してフラットフィールドコレクション（ｆｌａｔ  ｆｉｅｌｄ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を行う。明るさ値は、各ピクセル領域で検出されたＸ線の強度に比例するもので、各ピクセル領域で出力される映像信号、すなわち、電圧信号から算出する。フラットフィールドコレクション（Ｆｌａｔ  ｆｉｅｌｄ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）は、下記の数式１によって行うことができる。
【００９１】
［数１］
ｉｃｏｒｒｅｃｔ＝  −ｌｏｇ｛（ｉｍｅａｓｕｒｅ−ｉｄａｒｋ）／（ｉｗｈｉｔｅ−ｉｄａｒｋ）｝
【００９２】
ここで、ｉｍｅａｓｕｒｅは、本撮影時に獲得したピクセル値で、ｉｄａｒｋは、Ｘ線を照射していない状態で獲得したピクセル値であり、ｉｗｈｉｔｅは、対象体無しでＸ線を照射して得たピクセル値である。そして、ｉｄａｒｋとｉｗｈｉｔｅは、ｉｍｅａｓｕｒｅと同一の厚さ条件及び同一の利得条件で獲得されたものでなければならない。例えば、ｉｍｅａｓｕｒｅが、利得をＧ１として出力されたピクセル値であれば、ｉｄａｒｋとｉｗｈｉｔｅも、利得をＧ１として得た値でなければならない。
【００９３】
したがって、前記数式１を計算するために設定可能な利得及び厚さ別にｉｄａｒｋとｉｗｈｉｔｅを予め獲得して格納しておくか又は、一部の利得及び厚さに対するｉｄａｒｋとｉｗｈｉｔｅのみを予め格納しておき、これを用いて必要な利得及び厚さ条件のｉｄａｒｋとｉｗｈｉｔｅに関する情報を獲得する。
【００９４】
図９は、映像処理部で前処理が行われた場合のダイナミックレンジを示すグラフである。
【００９５】
図９を参照すると、飽和領域Ｓ１に該当するピクセル領域に対しては利得をＧ１に設定し、ノイズ領域Ｎ１に該当するピクセル領域に対しては利得をＧ２に設定してＸ線撮影を実行した場合、飽和領域Ｓ１に該当するピクセル領域の出力信号とノイズ領域Ｎ１に該当するピクセル領域の出力信号に対して、ピクセル領域別利得に合わせて前記数１のフラットフィールドコレクション（ｆｌａｔ  ｆｉｅｌｄ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を行うと、同一感度の映像に変換することができ、この映像は、全体ピクセル領域に対して利得をＧ０に設定した時よりもダイナミックレンジが拡張される（ＤＲ１→ＤＲ）ことがわかる。
【００９６】
各ピクセル領域に対してフラットフィールドコレクション（ｆｌａｔ  ｆｉｅｌｄ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）が完了すると、映像処理部１３２は、映像改善及び映像強化のための後処理を行う。具体的に、階調処理及び周波数処理などを通じて映像の階調及び周波数対応特性を制御する。空間周波数処理を通じて診断映像の質を向上させ、階調処理によって客観的な映像強調（ｉｍａｇｅ  ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）を実現する。また、映像処理部１３２は、ピクセル領域別に設定された利得に合う後処理を行う。
【００９７】
上述した実施例では、Ｘ線検出部のオフセットは考慮していないが、Ｘ線検出部で出力する信号にはオフセットが含まれ得る。本発明の一実施例に係るＸ線映像装置１００は、Ｘ線検出部の利得調節だけでなく、オフセット調節も行う。
【００９８】
図１０は、対象体を透過したＸ線の強度、出力電圧、及びオフセットの関係を示すグラフである。
【００９９】
図１０を参照すると、Ｘ線検出部１２０から出力される信号にはオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）が含まれ得、ａ０以下の強度を有するＸ線が検出されると、ノイズとオフセットによる画質低下が現れる。すなわち、オフセットはノイズ領域Ｎを拡張させる。
【０１００】
したがって、本発明の一実施例に係るＸ線映像装置１００の条件設定部１３１は、各ピクセル領域に対して利得を調節すると同時に、オフセットを低くすることで、画質低下領域を減らす。
【０１０１】
図１１に、Ｘ線映像装置の一実施例において、オフセット調節が可能な一つのピクセル領域の構造に関する概略的な回路図を示す。
【０１０２】
図１１を参照すると、増幅器１３の反転入力端（−）には、検出されたＸ線の強度に対応する信号が入力され、非反転入力端（＋）には、オフセットを決定する基準電圧Ｖｒｅｆが入力される。このとき、入力される基準電圧をグラウンド電圧または定電圧として設定せず、デジタルラッチ１６及びデジタル値をアナログ値に変換するＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）と接続して、基準電圧を外部で制御する。したがって、制御部１３０がデジタルラッチ１６を通じて基準電圧を調節する。または、Ｘ線映像装置１００に備えられた入力部を通じて、使用者が基準電圧を調節することも可能である。
【０１０３】
図１２は、オフセットを低くする場合の出力電圧と飽和領域及びノイズ領域との関係を示すグラフである。前記グラフは単一ピクセル領域に関するものである。
【０１０４】
図１２を参照すると、ピクセル領域が低いオフセットを有するように調節された場合、Ｘ線の強度と出力電圧に関するグラフが右側へ移動する。したがって、飽和が始まるＸ線の強度が大きくなるので（ｂ０→ｂ０’）、飽和による情報損失を減少させる。条件設定部１３１は、毎撮影ごとに対象体の特性に合わせてピクセル領域別にオフセットを調節する。一般に、低いオフセットはダイナミックレンジを拡張させるのに有利に作用するが、特に、飽和電圧に到達するＸ線の強度を増加させるので、飽和領域に対してオフセットを低く調節すると、飽和による情報損失を防止する助けになる。
【０１０５】
以下、本発明の一側面に係るＸ線映像装置の制御方法に関する実施例を説明する。
【０１０６】
図１３に、Ｘ線映像装置の制御方法に関する一実施例において、利得を設定する方法に関する実施例を示すフローチャートを示す。
【０１０７】
図１３を参照すると、まず、対象体に関する映像信号を獲得する（５１１）。上記のＸ線映像装置の実施例で説明したように、検出領域別利得は、事前撮影を通じて設定されてもよく、本撮影時に設定されてもよい。したがって、当該段階において対象体に関する映像信号は、事前撮影によって獲得されたものであってもよく、本撮影によって獲得されたものであってもよい。
【０１０８】
獲得された映像信号を分析して、単一ピクセル領域に対応する映像信号を予め設定された第１基準レベルと比較する（５１２）。ここで、映像信号は、単一ピクセル領域で出力される電圧信号であってもよい。第１基準レベルは、ピクセル領域が飽和領域に該当するか否かを判断する基準であって、前記映像信号が事前撮影によって獲得されたものであれば、飽和電圧、事前撮影時に照射されたＸ線の強度、及び本撮影時に照射されるＸ線の強度の関係を用いて第１基準レベルを設定し、前記映像信号が本撮影によって獲得されたものであれば、飽和電圧を第１基準レベルとして設定する。
【０１０９】
単一ピクセル領域に対応する映像信号が、第１基準レベルよりも大きいと（５１３のはい）、飽和領域と判断し、該当のピクセル領域の利得を元の利得よりも低い値に設定する（５１４）。このとき、設定される値は、実験的に又はシミュレーションを通じて予めマッピングされた値の中から選択された値であってもよい。元の利得は、Ｘ線検出部１２０にデフォルト（ｄｅｆａｕｌｔ）として設定された値であってもよい。
【０１１０】
単一ピクセル領域に対応する映像信号が、第１基準レベルよりも大きくない場合（５１３のいいえ）には、前記映像信号を第２基準レベルと比較する（５１５）。ここで、第２基準レベルは、ピクセル領域がノイズ領域に該当するか否かを判断する基準であって、前記映像信号が事前撮影によって獲得されたものであれば、ノイズレベル、事前撮影時に照射されたＸ線の強度、及び本撮影時に照射されるＸ線の強度の関係を用いて第２基準レベルを設定し、前記映像信号が本撮影によって獲得されたものであれば、ノイズレベルを第２基準レベルとして設定する。
【０１１１】
前記映像信号が第２基準レベルよりも小さい場合には（５１６のはい）、前記ピクセル領域がノイズ領域に該当すると判断し、前記ピクセル領域の利得を元の利得よりも高い値に設定する（５１７）。このとき設定される値もまた実験的に又はシミュレーションを通じて予めマッピングされた値の中から選択された値であってもよい。
【０１１２】
前記５１１段階から５１７段階を、Ｘ線検出部１２０の全てのピクセル領域または関心領域（対象体が撮影された領域）に対して行うと、対象体の領域別厚さ又は密度特性に適した利得を設定できる。
【０１１３】
図１４に、Ｘ線映像装置の制御方法に関する一実施例において、事前撮影を通じて利得を設定し、設定された利得に応じて本撮影を行う場合に関するフローチャートを示す。
【０１１４】
図１４を参照すると、まず、事前撮影を通じて対象体に関する映像信号を獲得する（５２１）。ここで、映像信号は、対象体に対応する複数のピクセル領域から出力される電気信号を意味し、デジタルに変換された信号であってもよい。
【０１１５】
単一ピクセル領域に対応する映像信号を第１基準レベルと比較する（５２２）。第１基準レベルは、ピクセル領域が飽和領域に該当するか否かを判断するための基準であり、飽和電圧、事前撮影時に照射されたＸ線の強度、及び本撮影時に照射されるＸ線の強度を考慮して決定される。
【０１１６】
前記映像信号が第１基準レベルよりも大きいと（５２３のはい）、単一ピクセル領域の利得を元の利得よりも低い値に設定する（５２４）。上述したように、ここで設定される利得値は、実験又はシミュレーションによって予めマッピングされた値の中から選択された一つであり、元の利得は、Ｘ線検出部１２０にデフォルト（ｄｅｆａｕｌｔ）として設定された値である。
【０１１７】
前記映像信号が第１基準レベルよりも小さいと（５２３のいいえ）、前記映像信号を第２基準レベルと比較する（５２５）。第２基準レベルは、ピクセル領域がノイズ領域に該当するか否かを判断するための基準であり、ノイズレベル、事前撮影時に照射されたＸ線の強度、及び本撮影時に照射されるＸ線の強度を考慮して決定される。
【０１１８】
前記映像信号が第２基準レベルよりも小さいと（５２６のはい）、単一ピクセル領域の利得を元の利得よりも高い値に設定する（５２７）。ここで設定される利得値もまた実験又はシミュレーションによって予めマッピングされた値の中から選択された一つである。
【０１１９】
前記５２２段階ないし５２７段階を、関心領域に該当する全てのピクセル領域に対して完了した場合（５２８のはい）、該当のピクセル領域の利得をそれぞれ設定された値に調節する（５２９）。そして、対象体に対して本撮影を行う（５３０）。事前撮影によって獲得された映像信号を分析して、本撮影時に適用される管電圧、管電流、Ｘ線露出時間などの撮影条件を設定し、本撮影は、設定された撮影条件によって行う。
【０１２０】
本撮影を通じて対象体に関する映像信号を獲得する（５３１）。そして、各ピクセル領域に対応する映像信号に対して、該当のピクセル領域の利得に応じてフラットフィールドコレクション（ｆｌａｔ  ｆｉｅｌｄ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を行う（５３２）。フラットフィールドコレクションは、上述した数式１によって行う。
【０１２１】
フラットフィールドコレクションが行われた映像信号に対して映像後処理を行ってＸ線映像を生成し（５３３）、生成されたＸ線映像をディスプレイ部に表示する（５３４）。映像後処理は、Ｘ線映像の生成のために一般的に行われる映像改善及び映像強化処理を意味する。
【０１２２】
図１５に、Ｘ線映像装置の制御方法に関する一実施例において、本撮影で利得を設定する場合に関するフローチャートを示す。
【０１２３】
図１５を参照すると、Ｘ線を照射して対象体に関する映像信号を獲得する（５４１）。このとき照射されるＸ線は、本撮影のためのものであり、照射されるＸ線の線量は、対象体の種類、対象体の厚さ情報などを用いて設定する。
【０１２４】
そして、単一ピクセル領域に対応する映像信号を第１基準レベルと比較する（５４２）。第１基準レベルは、ピクセル領域が飽和領域に該当するか否かを判断する基準であって、飽和電圧レベルを第１基準レベルとして設定する。
【０１２５】
映像信号が第１基準レベルよりも大きいと（５４３のはい）、単一ピクセル領域の利得を元の利得よりも低い値に設定する（５４４）。ここで、設定される値は、実験又はシミュレーションを通じてマッピングされた値の中から選択されてもよく、元の利得は、Ｘ線検出部１２０にデフォルトとして設定された値であってもよい。
【０１２６】
映像信号が第１基準レベルよりも小さいと、該当のピクセル領域が飽和領域ではないと判断し、映像信号を第２基準レベルと比較する（５４５）。映像信号が第２基準レベルよりも小さいと（５４６のはい）、単一ピクセル領域の利得を元の利得よりも高い値に設定する（５４７）。ここで設定される利得値もまた実験又はシミュレーションを通じてマッピングされた値の中から選択される。
【０１２７】
関心領域に該当する全てのピクセル領域に対して、前記５４１段階ないし５４７段階が実行された場合（５４８のはい）、ピクセル領域の利得をそれぞれ設定された値に調節する（５４９）。
【０１２８】
そして、Ｘ線検出部１２０に一時的または非一時的に格納された電荷を、調節された利得に応じて増幅させる（５５０）。
【０１２９】
増幅された信号から対象体に関する映像信号を獲得し（５５１）、獲得された映像信号に対して映像処理を行う。映像処理は前処理と後処理とに区分できる。
【０１３０】
前処理は、対象体に関する全体映像信号を同一利得に関するものに補正することである。そのために、各ピクセル領域に対応する映像信号に対して各ピクセル領域別利得を適用して、フラットフィールドコレクション（ｆｌａｔ  ｆｉｅｌｄ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を行う（５５２）。
【０１３１】
そして、フラットフィールドコレクションが行われた映像信号に対して映像後処理を行ってＸ線映像を生成する（５５３）。映像後処理は、一般的なＸ線映像に適用される映像処理であって、映像改善または映像強化のための処理である。
【０１３２】
そして、生成された映像をディスプレイ部に表示する（５５４）。
【０１３３】
前記図１３乃至図１５のフローチャートに示していないが、Ｘ線検出部の利得を調節する段階において、基準電圧を調節してオフセットを低くする動作を共に行うことも可能である。オフセットを低くする動作は、全てのピクセル領域または関心領域に対して行ってもよく、飽和領域に対して行うことも可能である。
【０１３４】
上述した実施例に係る本発明の一側面によるＸ線映像装置及びその制御方法によれば、対象体の厚さ又は密度の特性によってＸ線検出部の検出領域別に利得を設定するので、ダイナミックレンジが拡張されて広いダイナミックレンジのＸ線映像が得られる。
【符号の説明】
【０１３５】
１００    Ｘ線映像装置
１１０    Ｘ線発生部
１２０    Ｘ線検出部
１３０    制御部
１３１    条件設定部
１３２    映像処理部
【図１】
2014131619.tif 000003
【図２】
2014131619.tif 000004
【図３】
2014131619.tif 000005
【図４】
2014131619.tif 000006
【図５】
2014131619.tif 000007
【図６】
2014131619.tif 000008
【図７】
2014131619.tif 000009
【図８】
2014131619.tif 000010
【図９】
2014131619.tif 000011
【図１０】
2014131619.tif 000012
【図１１】
2014131619.tif 000013
【図１２】
2014131619.tif 000014
【図１３】
2014131619.tif 000015
【図１４】
2014131619.tif 000016
【図１５】
2014131619.tif 000017