(57)【要約】画像形成装置は、夫々のチャネルをサンプリング時間中にサンプリングすることによって第１の行内の複数のチャネルから画像の一部分を生成し、回路は、第１の行内の少なくとも第１及び第２のチャネルのサンプリング時間をオフセットしてチャネル間のノイズ相関を低減する。ピクセルサンプリング時間は、行内のチャネルの開始時間、終了時間又はその両方によって定義されてよい。オフセットは、所定の組のサンプリング時間値を用いて、又はサンプリング時間値をランダム化することによって、達成されてよい。互いに対して行内のチャネルのピクセルサンプリング時間をオフセットすることは、ノイズ信号の異なった位相が夫々のチャネルにおいてサンプリングされるので、チャネルサンプリングを無相関とし、夫々の行内のチャネルノイズを有効に鈍らせる又はディザする。例えば行間でチャネルサンプリング時間を異ならせることによるチャネル内のランダムサンプリングは、夫々のチャネル内でノイズを更にディザする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
夫々のチャネルを当該チャネルに対応するサンプリング時間の間サンプリングすることによって第１の行内の複数のチャネルから画像の一部分を生成する装置と共同して、前記第１の行内の少なくとも第１及び第２のチャネルのサンプリング時間をオフセットして前記第１の行における前記第１及び第２のチャネルの間のノイズ相関を低減する回路
を有する装置。
【請求項２】
サンプリング時間は、ランダム化及び疑似ランダム化のうち少なくとも一方により選択される、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記サンプリング時間の少なくとも１つは、他の全てのチャネルと相違する、
請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の行内の夫々のチャネルのサンプリング時間は、前記第１の行内の他の全てのチャネルと相違する、
請求項１に記載の装置。
【請求項５】
複数の行が存在し、前記第１の行内の第１のチャネルのサンプリング時間は、第２の行内の第１のチャネルのサンプリング時間と相違する、
請求項１に記載の装置。
【請求項６】
複数の行が存在し、前記第１の行内の夫々のチャネルのサンプリング時間は、第２の行内の全てのチャネルと相違する、
請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記サンプリング時間は、開始時間によって定義される、
請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記サンプリング時間は、終了時間によって定義される、
請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記サンプリング時間は、総ピクセルデータ追跡時間である、
請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
総ピクセルデータ追跡時間は、前記第１の行におけるチャネル間で変化する、
請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
総ピクセルデータ追跡時間は、第１の行と第２の行との間で第１のチャネル内で変化する、
請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記回路は、前記第１の行内のチャネル間でランダムに分布した複数の開始時間スロットを有するピクセルサンプル開始ウィンドウを定義する、
請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記回路は、複数の終了時間スロットを有するピクセルサンプル終了ウィンドウを定義する、
請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記回路は、相関二重サンプリングのための第１のスイッチドＲＣフィルタ及び第２のスイッチドＲＣフィルタを有する電荷増幅器を有し、
前記開始時間スロット及び前記終了時間スロットは、ピクセルサンプルインターバルの開始及びピクセルサンプルインターバルの終了を夫々制御するよう前記第１のスイッチドＲＣフィルタ及び前記第２のスイッチドＲＣフィルタのスイッチを駆動する、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１のスイッチドＲＣフィルタ及び前記第２のスイッチドＲＣフィルタの夫々のスイッチは、専用のプログラム可能遅延ラインによる入力を有する、
請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記プログラム可能遅延ラインは、ピクセルサンプルウィンドウの所定数の時間スロットの間のランダムな選択によってプログラムされる、
請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記プログラム可能遅延ラインは、前記サンプリング時間が共通チャネルにおける隣接行の間で変化するように、電荷増幅器読み出しの間で予めプログラムされる、
請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
１０から５０個のスロットに割り振られた２０マイクロ秒のウィンドウサイズを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１９】
第１の行内の少なくとも第１及び第２のチャネルのサンプリング時間をオフセットして前記第１の行における前記第１及び第２のチャネルの間のノイズ相関を低減するステップを含み、夫々のチャネルを当該チャネルに対応するサンプリング時間の間サンプリングすることによって前記第１の行内の複数のチャネルから画像の一部分を生成するステップ
を有する方法。
【請求項２０】
ランダム化及び疑似ランダム化のうち少なくとも一方によりサンプリング時間を選択するステップ
を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記サンプリング時間の少なくとも１つを、他の全てのチャネルと相違するよう選択するステップ
を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１の行内の夫々のチャネルのサンプリング時間を、前記第１の行内の他の全てのチャネルのサンプリング時間と相違する値に設定するステップ
を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
複数の行が存在し、
前記第１の行内の第１のチャネルのサンプリング時間を、第２の行内の第１のチャネルのサンプリング時間と相違する値に設定するステップ
を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
複数の行が存在し、
前記第１の行内の夫々のチャネルのサンプリング時間を、第２の行内の全てのチャネルのサンプリング時間と相違する値に設定するステップ
を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
前記サンプリング時間に対応するサンプリング開始時間を設定するステップ
を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】
前記サンプリング時間に対応するサンプリング終了時間を設定するステップ
を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２７】
前記サンプリング時間に対応する総ピクセルデータ追跡時間を設定するステップ
を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１の行におけるチャネルごとに異なった総ピクセルデータ追跡時間を設定するステップ
を含む請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
第１の行と第２の行との間で第１のチャネル内で異なった総ピクセルデータ追跡時間を設定するステップ
を含む請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１の行内のチャネル間でランダムに分布した複数の開始時間スロットを有するピクセルサンプル開始ウィンドウを定義するステップ
を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項３１】
複数の終了時間スロットを有するピクセルサンプル終了ウィンドウを定義するステップ
を含む請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
相関二重サンプリングのための第１のスイッチドＲＣフィルタ及び第２のスイッチドＲＣフィルタを有する電荷増幅器を有し、
前記開始時間スロット及び前記終了時間スロットを用いて、ピクセルサンプルインターバルの開始及びピクセルサンプルインターバルの終了を夫々制御する前記第１のスイッチドＲＣフィルタ及び前記第２のスイッチドＲＣフィルタのスイッチを駆動するステップ
を含む請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１のスイッチドＲＣフィルタ及び前記第２のスイッチドＲＣフィルタの夫々のスイッチを専用のプログラム可能遅延ラインによる入力により制御するステップ
を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
ピクセルサンプルウィンドウの所定数の時間スロットの間のランダムな選択によって前記プログラム可能遅延ラインをプログラムするステップ
を含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記サンプリング時間が共通チャネルにおける隣接行の間で変化するように、電荷増幅器読み出しの間で前記プログラム可能遅延ラインを予めプログラムするステップ
を含む請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
１０から５０個のスロットに割り振られた２０マイクロ秒のウィンドウサイズを設定するステップ
を含む請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、デジタルイメージングの分野に関し、より具体的には、デジタル画像における相関又は構造化ノイズアーティファクトを低減することに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線、磁気共鳴、光学及び他のモダリティに基づくデジタル画像は、医療分野において広く使用されている。例えば、Ｘ線画像は、悪性腫瘍を示す石灰化、病変、塊又はパターンを選別するために放射線科医によって使用される。そのため、選別の精度は画像に依存することは明らかである。
【０００３】
ノイズは望まないアーティファクトを画像において生じさせうることが知られている。例えば、Ｘ線画像の捕捉及び読み出しの間に導入される相関ノイズは、はっきりと識別できる帯を画像において引き起こしうる。電子Ｘ線検出器は二種類に分けることができる。１つは、直接的な方法がＸ線を電界に変換するために使用されるものであり、もう１つは、間接的な方法が使用されるものである。直接変換型及び間接変換型いずれの検出器も、Ｘ線照射の間に受け取られる電荷を蓄積して保持する。直接変換型検出器では、アモルファスセレン等のＸ線光伝導体がＸ線光子を電荷に直接変換する。間接変換型検出器では、Ｘ線エネルギはシンチレータにより可視光に変換され、次いで、光エネルギはアモルファスシリコンフォトダイオード配列又はＣＣＤ等の光検出器により電荷に変換される。いずれか一方のタイプ（直接変換型又は間接変換型）の典型的なＸ線検出器は、ピクチャ素子（すなわち、検出器ピクセル）のＭ行×Ｎ列（チャネルとも呼ばれる）の配列に分割される。例えば、マンモグラフィ検出器は、４０９６行及び３５８５チャネル毎行を有してよい。図１には、行１２及びチャネル１４を有する検出器アレイ１０の例が示されている。夫々のチャネルは電荷増幅器１６の１つへ結合され、一方、夫々の行は行ドライバ１５の１つへ結合される。Ｘ線照射の間、検出器アレイの夫々のピクセル位置における電荷は、蓄積されて保持される。電荷は、Ｘ線照射の間にピクセルで受け取られる光子の数と関連しており、個々の伝達されるＸ線が撮像対象を通るにつれて受ける減衰を表す。Ｘ線照射の後、検出器の電荷パターンは読み出されてデジタル画像に変換される。このとき、デジタル画像の個々のピクセルの輝度は、検出器ピクセルの電荷と直接関連しており、撮像対象の内部構造の視覚表現を可能にする。検出器読み出しの間、行は行ドライバによって順次アクセスされ、アクセスされる行の夫々のチャネルにおけるピクセルの電荷は、電荷増幅器１６によってサンプリングされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、外部ノイズがピクセル電荷に影響を及ぼすことがあり、ノイズ効果は、サンプリング時間が相関する場合に相関する。これは、行間の相関ノイズ位相差が派生画像において帯として現れるので、問題がある。よって、様々なモダリティについて捕捉画像における相関ノイズの影響を低減することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に従って、装置は、夫々のチャネルを当該チャネルに対応するサンプリング時間の間サンプリングすることによって第１の行内の複数のチャネルから画像の一部分を生成する装置と共同して、前記第１の行内の少なくとも第１及び第２のチャネルのサンプリング時間をオフセットして前記第１の行における前記第１及び第２のチャネルの間のノイズ相関を低減する回路を有する。
【０００６】
本発明の他の態様に従って、方法は、第１の行内の少なくとも第１及び第２のチャネルのサンプリング時間をオフセットして前記第１の行における前記第１及び第２のチャネルの間のノイズ相関を低減するステップを含み、夫々のチャネルを当該チャネルに対応するサンプリング時間の間サンプリングすることによって前記第１の行内の複数のチャネルから画像の一部分を生成するステップを有する。
【０００７】
本発明の少なくとも一実施形態に関連する利点は、相関ノイズ効果の低減である。この利点は、行内のチャネルのピクセルサンプリング時間を互いに対してオフセットしてチャネルサンプリングを無相関とすることによって、達成される。無相関は、様々な技術により達成されてよい。例えば、行内のチャネルの開始時間、終了時間又はその両方がオフセットされてよい。これは、所定の組のサンプリング時間値を用いて、又はサンプリング時間値をランダム化することによって、達成されてよい。行内のサンプリング時間をオフセットすることは、ノイズ信号の異なった位相が夫々のチャネルにおいてサンプリングされるので、その行におけるチャネル間のノイズ相関を低減し、夫々の行内のチャネルノイズを有効に鈍らせる又はディザする。例えば行間でチャネルサンプリング時間を異ならせることによるチャネル内のランダムサンプリングは、更に夫々のチャネル内のノイズをディザする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】検出器アレイの例を表す。
【図２】ピクセルアレイの単一ピクセルの回路例を表す。
【図３】電荷増幅器の実施例の回路図である。
【図４】図３の電荷増幅器のスイッチドコンポーネントの動作を表すタイミング図である。
【図５】相関ノイズ効果に係る幾つかの範囲を表す画像である。
【図６Ａ】電荷増幅器を駆動する従来技術を表す。
【図６Ｂ】電荷増幅器ごとにＴＨ１及びＴＨ２の独立制御を提供する技術の例を表す。
【図７】夫々のＰＳＳウィンドウ及びＰＳＥウィンドウにおいて６個のピクセルサンプル開始時間スロット及び６個のピクセルサンプル終了時間スロットを有する本発明の一実施形態を表すタイミング図である。
【図８】デジタル検出器に作用しうるノイズの例を表す。
【図９Ａ】相関ノイズ効果を表す。
【図９Ｂ】ピクセルサンプル時間をランダムに異ならせることによる図９Ａの相関ノイズ効果の低減を表す。
【図９Ｃ】３０ｋＨｚのノイズの存在下で検出器によって取得されうるもののシミュレーション画像である。
【図９Ｄ】３０ｋＨｚのノイズの存在下で検出器によって取得されうるもののシミュレーション画像である。
【図１０】ノイズ周波数に対する取得画像の相関ノイズ振幅のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、Ｘ線画像に関連して記載される。しかし、本発明はＸ線装置による使用に限られず、本発明が陽電子放出型断層撮影（positron  emission  tomography）（ＰＥＴ）、単光子放出コンピュータ断層撮影（single  photon  emission  computed  tomography）（ＳＰＥＣＴ）、磁気共鳴イメージング（magnetic  resonance  imaging）（ＭＲＩ）及び光学イメージング（例えば、ＣＣＤを用いるもの）を含むがそれらに限られない他の様々なモダリティとともに実施されてよいことは当業者に明らかである。また、本発明が医療用途に限られず、他の様々な目的のための画像処理において有用性を有することも明らかである。
【００１０】
図２は、ピクセルアレイ１０の単一のピクセル１８の回路例を表す。ピクセル１８は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）スイッチ２０と、ピクセルキャパシタ２２と、行ドライバ２４と、電荷増幅器２６とを有する。Ｘ線２１が検出器に衝突すると、電荷はピクセルキャパシタ２２に蓄積する。Ｘ線照射の後、ピクセルキャパシタ２２は、そのピクセル位置でのＸ線減衰を表す電荷を保持する。行ドライバ２４がアサートされる場合に、ピクセルキャパシタ２２にかかる電圧はＴＦＴ２０を介して電荷増幅器２６へ伝えられる。電荷増幅器２６は、Ｘ線電荷を電圧に変換し、それをデジタル化のためにＡＤＣへ送る。
【００１１】
図３は、電荷増幅器２６の実施例の回路図である。電荷増幅器２６は、図２の行ドライバ２４及びピクセルキャパシタ２２に結合されているように示される。キャパシタＣｐは、接地に対するソースライン（列ライン）のキャパシタンスを表す。これは、ソースラインが受け取る接地ノイズ又は外部ノイズに対するシステムの影響の受けやすさを高めて、相関ノイズを引き起こすノイズ利得を提供する。表される電荷増幅器２６は、積分器リセットスイッチ３２に結合される増幅器３０を有する。電荷増幅器２６は、一対のスイッチドＲＣフィルタ３４及び３６を有する。スイッチドＲＣフィルタ３４及び３６は、電荷増幅器に関連するオフセットを取り除き、且つ、相関二重サンプリング（Correlated  Double  Sampling）（ＣＤＳ）スキームを用いて低周波ノイズを低減するよう、従来技術の電荷増幅器において使用されてきた。基本的な相関二重サンプリングスキームは、評価インターバルの間２つの電圧サンプルを取得することを有し、第１のサンプルは、第１のＲＣフィルタ３４によりシステムオフセット及び低周波ノイズソースを記録し、第２のサンプルは、第２のＲＣフィルタ３６により保持ＴＦＴピクセル電圧を記録する。次いで、基準サンプル電圧が、サンプリングされたピクセル電圧から減じられてよい。そのような配置は、低周波ノイズを低減し、コンポーネントに関連するオフセットを最終のピクセル値から除く。
【００１２】
図４は、図３の電荷増幅器のスイッチドコンポーネントの動作を表すタイミング図である。Ｒｅｓｅｔは、積分器リセットスイッチ３２を制御する信号の値を反映し、ＴＨ１及びＴＨ２は、ＲＣフィルタ３４及び３６の夫々のスイッチの値を反映し、Ｇａｔｅは、行ドライバ２４を制御する信号の値を反映する。夫々の評価インターバルの開始時（Ｔ０）に、積分器リセットスイッチ３２は、あらゆる前の電荷を増幅器から除くよう一時的にリセットされる。Ｔ１で、Ｒｅｓｅｔ信号は解除され、スイッチＴＨ１及びＴＨ２は閉じられ、キャパシタＣ１及びＣ２があらゆる電荷増幅器オフセットを追跡することを可能にする。Ｔ２（ＣＤＳ１）で、スイッチＴＨ１は開かれ、基準電圧（ＶＲ）がＣ１によって保持される。Ｔ３で、Ｇａｔｅ信号はオンされ、ピクセルキャパシタ２２からの電荷は増幅器３０のノード３０ａへ移動し、ＲＣフィルタ３６へ出力を供給してキャパシタＣ２を充電する。時間Ｔ４（ＣＤＳ２）で、スイッチＴＨ２は開き、電圧ＶＳがキャパシタＣ２で保持される。よって、“ＣＤＳ時間”（すなわち、ＣＤＳ１とＣＤＳ２との間の時間インターバル）の間、ピクセルキャパシタ２２からの電荷は増幅され、フィルタをかけられ、電圧ＶＳとして保持される。ＶＲは、システムオフセットを除き、且つ、低周波ノイズを低減するよう、ＶＳから減じられ、その差は、後に、デジタル化のためにＡ／Ｄコンバータへ転送される。
【００１３】
ＣＤＳを使用するＸ線検出器が遭遇する１つの共通した問題は、水平相関ノイズである。ＣＤＳ１時間及びＣＤＳ２時間は全てのチャネルについて同じであるから、外部ノイズ信号は行内の全てのチャネルに対して等しい影響を有する。しかし、ノイズ位相は行ごとに異なってよい。異なった位相において捕捉されるノイズによって引き起こされる結果のオフセットは、派生画像にわたって帯に現れる行間のピクセル値オフセットを生じさせる。相関ノイズ効果の重大性は、他のノイズ源が有意に削減される場合に、検出器システムにおいて悪化しうる。図５は、相関ノイズに係る幾つかの範囲、例えば範囲５２を表す画像５０である。そのようなアーティファクトは、画像の全体的な品質を下げ、癌検診における使用のためのその有効性をおとしめる。
【００１４】
本発明の一態様に従って、相関ノイズ効果は、行内のチャネルのピクセルサンプリング時間を互いに対してオフセットすることによって低減され得ることが分かる。例えば、行内のチャネルの開始時間（ＣＤＳ１）、終了時間（ＣＤＳ２）又はその両方がオフセットされてよい。これは、所定の組の疑似ランダムサンプリング時間値を用いて、又はサンプリング時間値をランダム化することによって、達成されてよい。行内のサンプリング時間をオフセットすることは、ノイズ信号の異なった位相が夫々のチャネルでサンプリングされるので、その行におけるチャネル間のノイズ相関を低減する。非相関チャネルサンプリングと呼ばれるこの技術を用いることは、夫々の行内でチャネルノイズを有効に鈍らせる又はディザする。行間でチャネルＣＤＳ時間を異ならせることによるチャネル内のサンプリングオフセットは、夫々のチャネル内で更にノイズをディザする。
【００１５】
ＣＤＳ時間（総ピクセルデータ追跡時間）は、サンプルの開始時間ＣＤＳ１におけるあらゆるシフトがサンプルの終了時間ＣＤＳ２における対応するシフトを引き起こすように、望ましくは一定に保たれる。ＣＤＳ１時間及びＣＤＳ２時間を変更しながらＣＤＳ時間を一定に保つことは、相関ノイズ効果の低減という更なる効果とともに、電荷増幅器が依然として同様にシステムオフセットを除き且つ低周波ノイズを低減することにおいて有効であることを確かにする。
【００１６】
しかし、ＣＤＳ時間を一定のままとすることは本発明の必要条件ではなく、ピクセル値の適切なサンプルを得るための少なくとも最小ＣＤＳ時間が保たれることを条件として、ＣＤＳ時間が共通の行におけるチャネル間で及び行間のチャネル内で変化する本発明の他の実施形態が想定されることに留意すべきである。
【００１７】
よって、本発明は、ピクセルサンプル開始ウィンドウ（pixel  sample  start  window）（ＰＳＳＷ）を想定する。ＰＳＳＷは複数の開始時間スロットを有してよく、時間スロットは、共通の行内のチャネル間で、及び／又は共通チャネルの行間で、ランダムに分配される。本発明は、更に、ピクセルサンプル終了ウィンドウ（pixel  sample  end  window）（ＰＳＥＷ）を想定する。ＰＳＥＷも複数の終了時間スロットを有し、それらの数はＰＳＳＷの開始時間スロットの数と一致してよい。しかし、それは本発明の必要条件ではない。開始時間スロット及び終了時間スロットは、夫々のＴＨ１スイッチ及びＴＨ２スイッチを駆動するために使用され、夫々ピクセルサンプルインターバルの開始及びピクセルサンプルインターバルの終了を制御する。
【００１８】
ここで図６Ａを参照すると、電荷増幅器１６を駆動する従来技術は、全ての電荷増幅器（ここでは４つの電荷増幅器１６Ａ〜１６Ｄが示されている。）へ共通するＴＨ１及びＴＨ２信号を転送することを含む。対照的に、本発明は、ＴＨ１信号及びＴＨ２信号の独立した制御を想定する。夫々の電荷増幅器１６Ａ〜１６Ｄに対してＴＨ１信号及びＴＨ２信号の独立した制御を提供する技術の一例は、図６Ｂに示されている。夫々のＴＨ１／ＴＨ２入力は、専用のプログラム可能遅延ライン（全体としてグループ６０によって示されている。）を有する。一実施形態において、プログラム可能遅延ラインは、所定数のスロットの間のランダムな選択によってプログラムされる。プログラム可能遅延ラインは、ＴＨ１信号及びＴＨ２信号が共通チャネルにおける行間で変化することを確かにするよう、有利に電荷増幅器読み出しの間でプログラムされるが、それは本発明の必要条件ではない。選択された組の時間スロットの間でＴＨ１時間及びＴＨ２時間をランダムに変化させる他の技術は、本発明の適用範囲に影響を及ぼすことなく、ここで代用されてよい。
【００１９】
図７は、夫々のＰＳＳウィンドウ及びＰＳＥウィンドウにおいて６個のピクセルサンプル開始時間スロット及び６個のピクセルサンプル終了時間スロットを有する本発明の一実施形態を表すタイミング図である。チャネルは、有限数のスロットからＣＤＳ１及びＣＤＳ２のためにＰＳＳウィンドウ及びＰＳＥウィンドウの間に時間スロットを割り当てられる。結果として、夫々のチャネル及び派生画像に対する外部ノイズの影響によるノイズ信号の異なった位相はランダム化され、相関ノイズ効果は画像において可視的でなくなる。
【００２０】
例えば、図８は、デジタル検出器に作用する外部ノイズを表す。所与の行における全てのチャネルが１つの特定の位相でノイズをサンプリングし、ノイズの位相が行ごとに変化する場合に、累積ノイズオフセットは行間で変化しうることが容易に理解され得る。図８は、如何にしてノイズ信号がピクセル取得の間に５つの異なったチャネルによってサンプリングされ得るのかを表す。ノイズは異なった位相においてサンプリングされるので、ノイズの影響はチャネルにわたって且つ行間で平滑化され、望まれない相関ノイズ効果を低減する。図９Ａ及び９Ｂは、２０ｋＨｚのノイズの存在下で検出器によって取得されうるもののシミュレーション画像である。相関ノイズ効果は、図９Ａにおいて明らかに見ることができ、上述されたようにピクセルサンプル時間をランダムに変化させることによって大幅に低減され、その結果は図９Ｂに示されている。図９Ｃ及び９Ｄは、３０ｋＨｚのノイズの存在下で検出器によって取得されうるもののシミュレーション画像である。相関ノイズ効果は図９Ｃにおいて見ることができ、一方、ピクセルサンプル時間が行内のチャネル間で及び行におけるチャネル間でランダム化される場合には、相関ノイズは図９Ｄに示されるように大幅に低減される。図９Ｂ及び９Ｄの間の相関ノイズの低減は、本発明がより高い周波数ノイズに関して性能が高まることを示唆する。
【００２１】
図１０は、ノイズ周波数に対する取得画像の相関ノイズ振幅のグラフである。このシミュレーションにおいて、ＰＳＳＷ及びＰＳＥＷは夫々、５０個の時間スロットに割り振られた１０マイクロ秒ウィンドウである。チャネルごとのピクセル開始時間は、１０、２０及び３０マイクロ秒ウィンドウにおいて５０個の時間スロットに割り当てられ、一方、総ＣＤＳ時間は一定のままである。図１０に示されるように、ディザウィンドウが大きければ大きいほど、ますます大きな相関ノイズの抑制が達成され得る。
【００２２】
本発明の一態様は、時間スロットの数並びにＰＳＳ及びＰＳＥウィンドウのサイズを含む。スロットの数、ウィンドウのサイズ及びウィンドウ内のスロットの間隔は可変であり、概して設計選択事項であり、検出器のサイズ、検出器が使用される環境、検出器の望ましい速度並びに望ましい設計の費用及び複雑性に依存して様々であることは明らかである。よって、本発明は、如何なる特定の数のスロット又は如何なる特定のウィンドウサイズにも全く制限されない。それでもやはり、シミュレーションされた使用は、１０から５０個のスロットに割り振られた２０マイクロ秒のウィンドウサイズを用いて、デジタル画像における相関ノイズの低減を見出した。
【００２３】
然るべく、行内及び行間のチャネルサンプリングの時間的変化を介して相関ノイズアーティファクトを低減する改善された電荷増幅器サンプリングシステム及び方法が図示及び記載されてきた。チャネルサンプリング技術は、チャネル及び行の間でノイズオフセットを最小限とすることによって直接変換型及び間接変換型両方のＸ線検出器の性能を改善するために使用されてよい。本発明は相関二重サンプリング電荷増幅器に付属するものとして記載されてきたが、当業者によって容易に理解されるように、本発明は二重サンプリング環境における使用に限られず、ノイズアーティファクトを欠点とする多くの他のデータサンプリングシステムとともに使用されてよい。同様に、本発明の特徴は、非一時的なコンピュータ読出可能媒体に記憶されるコンピュータプログラムを用いて実施されてよい。実施例を記載してきたが、上記の例は単なる例示であり、他の例も添付の特許請求の範囲の適用範囲内に包含されることは明らかである。
【００２４】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１０年３月２２日付けで出願された米国特許仮出願第６１／３１６２６６号（発明の名称「System,  Apparatus  and  Method  for  Decorrelated  Channel  Sampling  in  Image  Detectors」）に基づく優先権を主張するものである。なお、当該米国出願の内容は、参照により本願に援用される。
【図１】
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【図２】
2013523051.tif 000004
【図３】
2013523051.tif 000005
【図４】
2013523051.tif 000006
【図５】
2013523051.tif 000007
【図６Ａ】
2013523051.tif 000008
【図６Ｂ】
2013523051.tif 000009
【図７】
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【図８】
2013523051.tif 000011
【図９Ａ】
2013523051.tif 000012
【図９Ｂ】
2013523051.tif 000013
【図９Ｃ】
2013523051.tif 000014
【図９Ｄ】
2013523051.tif 000015
【図１０】
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【国際調査報告】
2013523051.tif 000017