(57)【要約】      （修正有）【課題】オフセット補正およびゲイン補正後の画像を用いた補正処理によりアーチファクトを低減する画像処理装置を提供する。【解決手段】放射線撮影装置等で用いられる放射線検出器の複数の画素を含む放射線検出部から出力される画像を処理する画像処理装置は、画像の画素値の分布により画素が飽和しているか判定する判定部と、画素が飽和している場合に画素の飽和画素値を取得する取得部と、飽和画素値を用いて画像を補正する補正部と、を備える。【選択図】図１
2015204921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を含む放射線検出部から出力される画像を処理する画像処理装置であって、
前記画像の画素値の分布により画素が飽和しているか判定する判定部と、
前記画素が飽和している場合に前記画素の飽和画素値を取得する取得部と、
前記飽和画素値を用いて前記画像を補正する補正部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記判定部は、
放射線発生部から前記放射線検出部に放射線が直接到達する直接線領域を前記画像から導出する領域導出部と、
前記直接線領域について、画素値の分布を示すプロファイルを取得するプロファイル取得部と、
前記プロファイルを解析して、画素値が飽和している飽和領域のプロファイルであるか判定するプロファイル判定部と、を備え、
前記取得部は、
前記飽和領域のプロファイルから前記飽和領域の最小の画素値を前記飽和画素値として取得し、
前記補正部は、
前記飽和画素値を用いて前記画像を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記プロファイル取得部は、
前記直接線領域の最大値画素と、最小値画素とを探索し、
前記最小値画素の座標から前記最大値画素の座標への線分の延長線上にある直接線領域の端点を導出し、
前記最大値画素と前記最小値画素との間の画素値の分布を示すプロファイルと、前記最大値画素と前記直接線領域の端点との間の画素値の分布を示すプロファイルとを生成することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記プロファイル判定部は、
前記生成されたプロファイルを２次関数にあてはめ、前記２次関数の係数を取得し、
前記係数から前記プロファイルが飽和領域のプロファイルであるか否かを判定することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記補正部は、
放射線画像から暗電流成分を除去するオフセット補正を行うオフセット補正部と、
前記オフセット補正された画像について、前記画素に入射する放射線量に対して出力される画素値を補正するゲイン補正部と、を備え、
前記補正部は、
前記ゲイン補正部で補正された画像に対して前記飽和画素値を用いて前記画像を補正することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記放射線検出部から画像を取得する通信部を更に備え、
前記オフセット補正部は、
照射された放射線に基づく放射線画像と、放射線が照射されていない状態の暗電流画像とを前記通信部を介して取得して、前記放射線画像から前記暗電流画像の暗電流成分を除去するオフセット補正を行なうことを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記ゲイン補正部は、
照射された放射線に基づくゲイン画像を、前記通信部を介して取得し、前記オフセット補正した画像と前記ゲイン画像とを用いて、前記画素に入射する放射線量に対して出力される画素値を補正することを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記直接線領域を画素値の分布の異なる領域に分割する分割部を更に備え、
前記プロファイル取得部は、
前記領域のそれぞれについて、画素値の分布を示すプロファイルを取得し、
前記プロファイル判定部は、
前記領域のそれぞれについて取得された前記プロファイルを解析して、画素値が飽和している飽和領域のプロファイルであるか判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記取得部は、
複数の領域について、飽和領域のプロファイルから極小値となる画素値を取得し、取得した極小値のうち最小値を前記飽和画素値として取得し、
前記補正部は、
前記飽和画素値を用いて前記画像を補正することを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
複数の画素を含む放射線検出部から出力される画像を処理する画像処理装置の画像処理方法であって、
前記画像処理装置の判定部が、前記画像の画素値の分布により画素が飽和しているか判定する判定工程と、
画像処理装置の取得部が、前記画素が飽和している場合に前記画素の飽和画素値を取得する取得工程と、
画像処理装置の補正部が、前記飽和画素値を用いて前記画像を補正する補正工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１１】
コンピュータを、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像処理装置の各部として機能させるためのプログラム。
【請求項１２】
放射線を照射する放射線発生部と、前記放射線を検出する複数の画素を含む放射線検出部とを有する放射線撮影装置であって、
前記放射線検出部から出力される画像を処理する画像処理部を備え、
前記画像処理部は、
前記画像の画素値の分布により画素が飽和しているか判定する判定部と、
前記画素が飽和している場合に前記画素の飽和画素値を取得する取得部と、
前記飽和画素値を用いて前記画像を補正する補正部と、
を備えることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の放射線撮影装置を有する放射線撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、放射線撮影装置、放射線撮影システムおよびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放射線撮影装置等で用いられる放射線検出器として、フラットパネルディテクタ(以降、Flat Panel Detector:ＦＰＤと略す)と呼ばれる固体撮像素子を用いた大判のイメージセンサにより放射線分布を取得する構成が一般化しつつある。
【０００３】
ＦＰＤは、平面上に複数の画素が配置されており、平面上のエネルギー分布を直接空間的にサンプリングして信号化できる。しかし、空間的にサンプリングするための複数の画素は基本的に独立した素子であり、それぞれに異なる特性をもつ。このため、均一の特性をもつ画像を取得するためには、画素ごとの特性のばらつきを補正する必要がある。
【０００４】
特許文献１には、補正を行う前の放射線画像で飽和状態の有無を検出し、飽和状態にある画素に対しては補正を行わないことにより飽和画素値を一定とし、アーチファクトを低減する手法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３-０００５７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、既存のＦＰＤは内部の演算装置によってオフセット補正を行うよう実装されたものが多く、オフセット補正とゲイン補正の後に新たにアーチファクトを低減する処理を追加することは考慮されていなかった。
【０００７】
本発明の目的は、オフセット補正およびゲイン補正後の画像を用いた補正処理によりアーチファクトを低減することが可能な画像処理技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る画像処理装置は、複数の画素を含む放射線検出部から出力される画像を処理する画像処理装置であって、前記画像の画素値の分布により画素が飽和しているか判定する判定部と、前記画素が飽和している場合に前記画素の飽和画素値を取得する取得部と、前記飽和画素値を用いて前記画像を補正する補正部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、オフセット補正およびゲイン補正後の画像を用いた補正処理によりアーチファクトを低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像処理装置の構成を示す図。
【図２】補正処理の流れを説明する図。
【図３】飽和アーチファクト補正処理の流れを説明する図。
【図４】オフセット補正を説明する図。
【図５】飽和アーチファクトを説明する図。
【図６】プロファイル取得部の処理を説明する図。
【図７】プロファイルの例を示す図。
【図８】飽和特性の異なる画素の比較例を示す図。
【図９】飽和特性の異なる領域間のアーチファクトを例示する図。
【図１０】飽和特性が異なる領域Ａおよび領域Ｂの比較例を示す図。
【図１１】プロファイル取得部の処理を説明する図。
【図１２】補正処理の対象となる画像及びヒストグラムを例示する図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【００１２】
図１（ａ）は、本実施形態の画像処理装置の概略構成を示す図であり、図１（ｂ）は画像処理装置３００のＣＰＵ３０２の処理に基づく機能構成を示す図である。
【００１３】
放射線発生部１００から放射線が照射され被写体Ｓを透過した放射線をＦＰＤ２００が検出し、放射線画像（被写体画像）に変換して出力する。画像処理装置３００は通信部３０１を介してＦＰＤ２００から送信された放射線画像を取得する。ＣＰＵ３０２は画像処理装置３００の各部の動作を制御する制御部（制御装置）として機能する。ＣＰＵ３０２は、取得した放射線画像を、画像処理装置３００内部のメモリ３０３又は記憶媒体３０４に格納する。ＣＰＵ３０２は、メモリ３０３または記憶媒体３０４に格納されている画像処理プログラムを実行して、放射線画像に対して画像処理を行う。ＣＰＵ３０２は画像処理後の画像を、表示装置４００を用いて表示するように表示制御を行う。
【００１４】
図１（ｂ）は画像処理装置３００の機能構成を示す図である。ＣＰＵ３０２の機能構成を示す図であり、各部の機能はＣＰＵ３０２がメモリ３０３または記憶媒体３０４に記憶されている制御プログラムを実行することにより実現される。制御部１１０はＣＰＵ３０２により提供される機能に対応する構成である。複数の画素を含む放射線検出部から出力される画像を処理する画像処理装置３００は、判定部１０１、取得部１０２および補正部１０３を有する。ここで、判定部１０１は、ＦＰＤ２００（放射線検出部）から出力される画像の画素値の分布により画素が飽和しているか判定する。取得部１０２は画素が飽和している場合に画素の飽和画素値を取得する。そして、補正部１０３（アーチファクト補正部）は飽和画素値を用いて、ＦＰＤ２００から取得した画像を補正する。
【００１５】
判定部１０１は、具体的構成として、領域導出部１０４、プロファイル取得部１０５およびプロファイル判定部１０６を有する。領域導出部１０４は、放射線発生部１００からＦＰＤ２００（放射線検出部）に放射線が直接到達する直接線領域を画像から導出する。プロファイル取得部１０５は、直接線領域について、画素値の分布を示すプロファイルを取得する。プロファイル判定部１０６は、取得したプロファイルを解析して、画素値が飽和している飽和領域のプロファイルであるか判定する。
【００１６】
この判定結果により取得部１０２は飽和領域のプロファイルから飽和領域において極小値（最小）となる画素値を飽和画素値として取得する。補正部１０３は取得部１０２により取得された飽和画素値を用いて画像を補正する。
【００１７】
補正部１０３による補正の前処理を行う構成として画像処理装置３００は、オフセット補正部１０７およびゲイン補正部１０８を備える。オフセット補正部１０７は放射線画像から暗電流成分を除去するオフセット補正を行う。ゲイン補正部１０８オフセット補正された画像について、画素に入射する放射線量に対して出力される画素値を補正する。補正部１０３は、ゲイン補正部で補正された画像に対して飽和画素値を用いて画像を補正する。
【００１８】
（補正処理の内容）
実施形態に係る補正処理の具体的な説明の前に、前提となる補正について説明する。ＦＰＤ２００は、平面上に複数の画素が配置されており、複数の画素は基本的に独立した素子であり、それぞれに異なる特性をもつ。このため、補正部１０３は、均一の特性をもつ画像を取得するために、画素ごとの特性のばらつきを補正する。
【００１９】
ＦＰＤ２００は、平面上のエネルギー分布を直接空間的にサンプリングして信号化することが可能なエネルギー変換素子である。エネルギー変換素子の画素要素の主な特性ばらつきとして、オフセット(暗電流)とゲイン（変換効率）のばらつきがあげられ、ＦＰＤ２００を用いる場合、オフセット補正部１０７はオフセット補正行い、ゲイン補正部１０８はゲイン補正を行なう。オフセット補正とゲイン補正の概要を以下に説明する。
【００２０】
オフセット補正部１０７は、放射線の照射によらず生じる固体撮像素子の暗電流成分を除去するために、放射線画像に対してオフセット補正を実施する。オフセット補正で使用する暗電流成分は、例えば、放射線画像の取得直後に、被写体Ｓの画像情報を取得した際の電荷蓄積時間と同じ時間だけ放射線を照射せずに電荷を蓄積することにより取得することができる。このとき取得した画像を以下、オフセット画像という。オフセット補正は、放射線画像からオフセット画像を減算することにより実施される。
【００２１】
次に、ゲイン補正部１０８は、オフセット補正後の画像に対して、画素間の変換効率のばらつきを補正するためゲイン補正を行う。ゲイン補正で使用する画像は、被写体Ｓを配置せずに放射線を照射することにより、放射線画像と同様に画像として得ることができる。このとき取得した画像を以下、ゲイン画像とする。
【００２２】
ゲイン補正はオフセット補正後の放射線画像をゲイン画像で除算した上で、ゲイン画像全体の平均値などの適当な係数を乗算することにより実施される。補正部１０３は、オフセット補正およびゲイン補正後の画像に対して階調処理、ダイナミックレンジ処理、空間周波数処理などの診断画像へ変換する処理を行う。そして、画像処理装置３００のＣＰＵ３０２は、ファイリング装置で代表される外部機器へ画像転送を行ったり、ハードコピーを行うなどにより画像処理後の画像を表示装置４００を介してユーザに提示するように表示制御を行う。
【００２３】
放射線撮影装置の特徴のひとつとしてＦＰＤ２００に到達する放射線量のダイナミックレンジが非常に広いことがあげられる。これは関心領域である被写体Ｓ内部が適切に描出されるよう照射する放射線量を調整すると、放射線が被写体を通らずにＦＰＤ２００に直接到達する到達放射線（以下、直接線と表記する）の量が大きくなるためである。
【００２４】
固体撮像素子のＦＰＤ２００に到達する放射線量があまりに大きいと、図４（ａ）に示すような２つの現象が生じる。一つ目の現象は、ＦＰＤ２００のＡ／Ｄ変換器の出力値が飽和し放射線画像の画素値が一定値に固定される現象である。以下、この現象の生じる放射線量を飽和線量という。飽和線量時のＡ／Ｄ出力画素値を飽和画素値といい、飽和線量を超える状態を飽和状態という。
【００２５】
二つ目の現象は、オフセット画像に暗電流成分以外の成分として、放射線量に比例した残像成分が加わり、ＦＰＤ２００に到達する放射線量が増加するにつれオフセット画像の画素値（オフセット画素値）が単調に増加する現象である。
【００２６】
この残像成分は、放射線画像を取得する際に、ＦＰＤ２００の画素内のコンデンサを解放することができない場合に生じる得る成分である。この残像成分が、その後に取得するオフセット画像の一部に含まれる形で取得されるためこのような現象が発生する。
【００２７】
飽和状態でオフセット補正とゲイン補正を行った場合、以下の２つのアーチファクトが発生する可能性がある。一つ目のアーチファクトは図４（ｂ）に示すように、飽和線量を超える放射線が到達した画素では、オフセット補正後の画素値が低下し、あたかも到達した放射線量が低いかの様に見えるアーチファクトである。これは、放射線画像を生成するための飽和画素値が一定であるのに対して、オフセット画像値は単調増加するため、飽和線量を超えた放射線量に対応する領域では、オフセット補正後の放射線画像の画素値（放射線画素値）が低下するためである。
【００２８】
その一例として、図５に被写体Ｓを置かずに放射線撮影したオフセット補正後の放射線画像を示す。この画像では画素値が高い領域を白く表現している。通常は放射線照射中心に到達する放射線量が最も大きいため、飽和線量を超えない場合は図５（ａ）に示すように放射線照射中心から離れるほど画素値が小さくなる。
【００２９】
しかしながら、放射線照射中心付近の画素で飽和線量を超える場合は先に説明したように、オフセット補正後の画素値が低下するため、図５（ｂ）に示すようなドーナツ状のアーチファクトとなる。すなわち、放射線照射中心部の画素値は低くなる（黒く表現している領域）。そして、画素値の低い領域の周囲に画素値が高い領域（白く表現している領域）が分布し、画素値が高い領域の周囲から画像の端部側へ向かって距離が離れるに従い画像値は低くなる（黒く表現している領域）。
【００３０】
図５（ｂ）の点線で示した箇所の画素値のプロファイルを図５（ｃ）に示す。飽和線量を超える放射線照射中心付近で放射線画像の画素値が一定値に固定され、残像成分を含むオフセット画像を用いてオフセット補正を実施した結果、オフセット補正後の放射線画像の画素値は放射線量が増加するにつれ減少していることが分かる。
【００３１】
二つ目のアーチファクトは、Ａ／Ｄ変換器やアンプ等の個体差に起因する各画素の暗電流特性および変換効率（以下、これらをまとめて飽和特性と記す。）の違いから飽和線量が異なることにより生じるアーチファクトである。この現象を、図８を用いて説明する。図８（ａ）は、ある２つの画素Ａ、画素Ｂの到達放射線量（入力放射線量）と画素値の関係を示した図である。入力放射線量がゼロにおける画素値（暗電流成分）を比較すると、画素Ｂの暗電流成分は、画素Ａの暗電流成分よりも小さいことを示している。また飽和画素値は、Ａ／Ｄ変換の最大値で一定となるため画素Ａの方が画素Ｂと比べて飽和線量の小さいことが示されている。画素Ａ、画素Ｂを比較すると、画素Ｂは画素Ａと比べて変換効率が高いことを示している。
【００３２】
図８（ｂ）は画素Ａおよび画素Ｂそれぞれのオフセット補正後の画素値を示した図である。図４（ｂ）で説明したようにオフセット補正により放射線量に比例しない暗電流成分が取り除かれるため、画素Ａおよび画素Ｂ共に画素値０付近が切片となるが、それぞれの飽和線量を超える放射線量に到達すると、画素値が徐々に低下する現象が生じる。また、暗電流成分の違いから、画素Ａのオフセット補正後の飽和画素値ＡＭａｘoffsetが画素Ｂのオフセット補正後の飽和画素値ＢＭａｘoffsetよりも小さくなっている。
【００３３】
図８（ｃ）は、２つの画素Ａ、画像Ｂの変換効率のばらつきを補正するためにゲイン補正を実施した後の画素値を示した図である。このとき画素Ａおよび画素Ｂのそれぞれのゲイン補正後の飽和画素値は、飽和線量の違いによりＡＭａｘgain、ＢＭａｘgainと異なる値となり、これがアーチファクトとして観察されることになる。
【００３４】
飽和画素値が異なる根本原因となり得るＡ／Ｄ変換器やアンプ等はＦＰＤ内に実装されるのが一般的であるため、実際のアーチファクトの見え方としては、図９（ａ）に示す様にＡ／Ｄ変換器やアンプ等の境界で段差が発生する。図９（ａ）において、Ａ領域には、図８で説明した画素Ａの特性を有する画素が配置されており、Ｂ領域には画素Ｂの特性を示す画素が配置されているものとする。段差として示される部分で画素値の分布が不連続となる。
【００３５】
図９（ａ）の点線で示した箇所の画素値のプロファイルを図９（ｂ）に示す。飽和線量の違いによりＡＭａｘgain、ＢＭａｘgainと異なる値となり、Ａ領域およびＢ領域において、画素値の分布傾向が異なる。Ａ領域とＢ領域との間の境界（図９（ｂ）のＣＣ）において、画素値の値は不連続となる。画素値の分布傾向の相違がアーチファクトとして観察されることになる。図９（ｂ）のＣＣが図９（ａ）の段差の位置に対応する。
【００３６】
（第１実施形態）
アーチファクトを低減する画像処理の具体的な内容を説明する。本実施形態では、図４および図５を用いて説明した飽和領域の画素値が低下するアーチファクトを低減する画像処理を例とする。即ち、飽和線量を超える放射線量に到達した画素では、オフセット補正後の画素値が低下し、あたかも到達した放射線量が低いかの様に見えるアーチファクトを低減する画像処理の例を説明する。尚、図５（ｂ）では被写体Ｓの無い場合を説明したが、実施形態の構成として、この例に限定されるものではなく、被写体Ｓの存在する場合も対応可能である。
【００３７】
図２は、本実施形態の補正処理の流れを説明するフローチャートである。はじめに、ステップＳ１１０で、画像処理装置３００の通信部３０１は、ＦＰＤ２００（放射線検出部）から画像を取得する。画像には、後に説明するオフセット補正を行うための放射線画像および暗電流画像と、ゲイン補正行うためのゲイン画像とが含まれる。
【００３８】
制御部１１０の制御により、放射線発生部１００は被写体Ｓが配置された状態で放射線を照射する。ＦＰＤ２００は被写体Ｓを透過した放射線を検出し、放射線画像（被写体画像）に変換して出力する。
【００３９】
通信部３０１は、被写体Ｓの放射線画像を取得した後に、放射線が照射されていない状態で、ＦＰＤ２００から暗電流画像を取得する。尚、暗電流画像を取得するタイミングとしては、被写体Ｓの撮影後に限定されるものではなく、被写体Ｓの撮影前に暗電流画像を取得しても良い。また、制御部１１０の制御により、放射線発生部１００は、被写体Ｓが配置されていない状態で放射線を照射し、ＦＰＤ２００は被写体Ｓを透過していない放射線を検出し、ゲイン画像に変換して出力する。画像処理装置３００は通信部３０１を介してＦＰＤ２００から送信されたゲイン画像を取得する。尚、ゲイン画像を取得するタイミングとしては、被写体Ｓの撮影後に限定されるものではなく、被写体Ｓの撮影前にゲイン画像を取得しても良い。
【００４０】
ステップＳ１２０で、オフセット補正部１０７は被写体Ｓの放射線画像から暗電流成分を取り除くために、オフセット補正を行う。オフセット補正部１０７は、ステップＳ１１０で取得した被写体Ｓの放射線画像から暗電流画像を減算することでオフセット補正を行う。
【００４１】
ステップＳ１３０で、ゲイン補正部１０８は、オフセット補正後の画像（オフセット補正画像）の画素間の変換効率のばらつきを補正するため、ゲイン補正を行う。ゲイン補正部１０８は、オフセット補正後の画像（補正画像）の画素値をゲイン画像の画素値で除算した後に、ゲイン画像全体の画素値の平均値などの係数（補正係数）を乗算することによりゲイン補正を行う。尚、ゲイン画像を取得するタイミングは、先のステップＳ１１０で取得する場合に限定されず、例えば、ステップＳ１３０のゲイン補正を行う前のタイミングで被写体Ｓを配置せずに放射線を照射して、ゲイン画像を取得するようにしてもよい。
【００４２】
次に、ステップＳ１４０で、補正部１０３は、ゲイン補正後の画像に対して飽和アーチファクト補正処理を行う。
【００４３】
図３（ａ）は、飽和アーチファクト補正処理の具体的な処理の流れを示す図である。ステップＳ１４１で、画像処理装置３００の領域導出部１０４は、直接線領域を導出する。領域導出部１０４は、例えば、ゲイン補正後の画像（ゲイン補正画像）に対して対数変換を行い、対数変換後の画像の画素値のヒストグラムを作成する。図１２は、補正処理の対象となる画像１２００、及び作成されたヒストグラム１２１０を例示した図である。１２０２は、被写体部分、及び被写体部分に対応するヒストグラム部分を示し、１２０３は、被写体外部の直接線領域の部分、及び直接線領域のヒストグラム部分を示す。領域導出部１０４は、ヒストグラムの度数分布から、最も高線量側（図１２では右側）に幅の狭い度数分布を示す領域を抽出し、抽出した領域を直接線領域として設定することができる。
【００４４】
ステップＳ１４２で、プロファイル取得部１０５は導出された直接線領域に対してプロファイル取得処理を行う。プロファイル取得処理において、プロファイル取得部１０５は、直接線領域の最大値画素と、最小値画素とを探索する。プロファイル取得部１０５は最小値画素の座標から最大値画素の座標への線分の延長線上にある直接線領域の端点を導出する。そして、プロファイル取得部１０５は最大値画素と最小値画素との間の画素値の分布を示すプロファイルと、最大値画素と直接線領域の端点との間の画素値の分布を示すプロファイルとを生成する。
【００４５】
具体的に、プロファイル取得部１０５は、まず図６の様に直接線領域から最大値画素と最小値画素を探索する。さらにプロファイル取得部１０５は、最小値画素の座標から最大値画素の座標への線分の延長線上にある直接線領域の端点を導出する。更に、プロファイル取得部１０５は、探索した最大値画素と最小値画素との間の画素値の分布を示すプロファイルと最大値画素と直接線領域の端点との間の画素値の分布を示すプロファイルを生成する。プロファイルは、直接線領域の最大値画素からの距離に対する画素値でプロットする。図７は、プロファイルの例を示す図である。プロファイルを取得するとき、直接線領域のノイズを低減するためローパスフィルタや各種ノイズフィルタを用いても良い。
【００４６】
ステップＳ１４３で、プロファイル判定部１０６は、取得したプロファイルに対して、飽和領域プロファイルの判定処理を行う。飽和領域プロファイルの判定処理において、プロファイル判定部１０６は、飽和領域であるか非飽和領域であるか判定し、飽和領域のプロファイルを特定する。図４（ｂ）に示した通り、飽和領域では放射線量が多いほど画素値が低下し、また、放射線量は放射線の照射中心から離れるに従い低下する。これらの観点から、画素値分布は、図７のように飽和領域プロファイルであれば下向きに凸の形状を示す。また、非飽和領域プロファイルで有れば上向きに凸の形状を示す。
【００４７】
プロファイル判定部１０６は、飽和領域プロファイルの形状が非飽和プロファイルの形状と異なることを利用して、近似式による飽和領域のプロファイルを特定することができる。具体的な例として、プロファイル判定部１０６は、２次元モデルを示す２次関数（ｙ＝ａ*ｘ2＋ｂ*ｘ＋ｃ）に、プロファイルのあてはめ（フィッティング）を行う。係数ａが正であれば、２次関数のプロファイルは下向きに凸の形状となり、プロファイル判定部１０６は飽和領域プロファイルであると判定する。一方、係数ａが負であれば、２次関数のプロファイルは上向きに凸の形状となり、プロファイル判定部１０６は非飽和プロファイルであると判定する。この時、フィッティングは最小二乗法やＭ推定等を用いれば良い。
【００４８】
ステップＳ１４４で、取得部１０２は飽和領域のプロファイルに対して飽和画素値を取得するための取得処理を行う。飽和画素値の取得処理は、飽和領域のプロファイルを用いて放射線の照射中心の画素値を導出することで求めることが可能である。放射線の照射中心の画素値は、飽和領域プロファイルにおいて極小値となる。具体的な例として、取得部１０２は飽和領域プロファイルの取得処理と同様に２次関数にフィッティングを行い、２次関数の極小値Ｖminを次の式１によって取得する。この時、フィッティングは最小二乗法やＭ推定等を用いれば良い。以下の式１で、ａ、ｂ、ｃは、飽和領域プロファイルを２次関数にあてはめ（フィッティング）を行った際の係数を示す。
【００４９】
Ｖmin＝ｃ−（ｂ2/4ａ）・・・式１
式１で求めたＶminが飽和領域プロファイルにおける画素値の極小値となる。
【００５０】
画素値の極小値の取得方法として、式１は、飽和領域プロファイルを用いる方法を例示的に説明したが、この例に限定されるものではない。例えば、飽和領域プロファイルにおける画素値のヒストグラムをとり、全体画素のうち、下から一定の割合（％）の画素値を最低値の画素値として、用いることも可能である。
【００５１】
次に、ステップＳ１４５で、補正部１０３は取得した飽和画素値を用いて補正処理を行う。補正部１０３は、飽和画素値の補正処理としてゲイン補正後の画像の飽和画素値以上の画素値をクリップする。以上の処理によって、図２のステップＳ１４０の飽和アーチファクト補正処理が完了する。
【００５２】
次に、図２のステップＳ１５０で、画像処理装置３００の補正部１０３は、飽和アーチファクト補正を行った画像を用いて、診断に適した画像にするため階調処理・周波数処理を行う。そして、ステップＳ１６０で、画像処理装置３００のＣＰＵ３０２は、階調処理・周波数処理後の画像をモニタやフィルム等の表示装置４００に表示するように表示制御を行う。
【００５３】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態で説明した、飽和領域の画素値が低下するアーチファクトに加え、画素の飽和特性が異なることによるアーチファクトを低減する画像処理の具体的な内容を説明する。
【００５４】
具体的な一例として、図９（ａ）に飽和領域の画素値の低下によるアーチファクトと、画素の飽和特性が異なることによるアーチファクトが同時に発生した場合のゲイン補正後の画像を示す。この画像では画素値が高い領域を白く表現している。同図から放射線照射中心の付近で画素値が低下していること、飽和特性の異なるＡ領域とＢ領域の境界で段差が発生していることが分かる。
【００５５】
図９（ａ）の点線で示した箇所の画素値のプロファイルを図９（ｂ）に示す。Ａ領域のゲイン補正後の飽和画素値ＡＭａｘgainはＢ領域のゲイン補正後の飽和画素値ＢＭａｘgainと比べて低いこと、更に、Ａ領域とＢ領域との境界で画素値が大きく変化していることが分かる。
【００５６】
飽和画素値が異なる主な要因としては、ＦＰＤ２００に蓄積した電荷を読み取る際に信号を増幅するＡ／Ｄ変換器やアンプ等のＦＰＤ２００のハードウェアの性能のばらつきが挙げられる。この場合、同じアンプやＡ／Ｄ変換器等を使用している画素間は同様の飽和画素値となるが、異なるＡ／Ｄ変換器やアンプ等を使用している画素間は異なる飽和画素値となる可能性が生じ得る。概念図としては図９（ａ）にあるように、Ａ領域とＢ領域とで異なるＡ／Ｄ変換器やアンプ等を用いており、ハードウェアの性能にばらつきが存在し、かつ、Ａ領域とＢ領域が飽和する場合、Ａ領域とＢ領域の境にある飽和領域で段差が発生する。図９の例では、被写体Ｓの無い場合を説明しているが、実施形態の構成として、この例に限定されるものではなく、被写体Ｓの存在する場合も対応可能である。
【００５７】
本実施形態における画像処理は、図２のステップＳ１４０の飽和アーチファクト補正処理のみが第１実施形態と相違し、その他の処理は第１実施形態と同様の処理の流れとなる。本実施形態では、ステップＳ１４０の飽和アーチファクト補正処理の処理内容のみを説明し、その他の処理は重複を避けるため説明を省略する。
【００５８】
画像処理装置３００の機能構成として、本実施形態の判定部１０１は、具体的構成として、領域導出部１０４、プロファイル取得部１０５、プロファイル判定部１０６および分割部１０９を有する。領域導出部１０４、プロファイル取得部１０５、プロファイル判定部１０６の機能は第１実施形態と同様である。
【００５９】
分割部１０９は、領域導出部１０４で求められた直接線領域を画素値の分布の異なる領域（小領域）に分割する。
【００６０】
プロファイル取得部１０５は、領域のそれぞれについて、画素値の分布を示すプロファイルを取得する。プロファイル判定部１０６は、領域のそれぞれについて取得されたプロファイルを解析して、画素値が飽和している飽和領域のプロファイルであるか判定する。
【００６１】
取得部１０２は、複数の領域について、飽和領域のプロファイルから極小値となる画素値を取得し、取得した極小値のうち最小値を飽和画素値として取得する。そして、補正部１０３は飽和画素値を用いて画像を補正する。
【００６２】
図３（ｂ）は、飽和アーチファクト補正処理の具体的な処理の流れを示す図である。ステップＳ１４１で、画像処理装置３００の領域導出部１０４は、直接線領域を導出する。領域導出部１０４は、例えば、ゲイン補正後の画像（ゲイン補正画像）から直接線領域を取得する。この処理は、図３（ａ）のステップＳ１４１と同様である。
【００６３】
ステップＳ１４６で、分割部１０９は領域分割処理を行う。領域分割処理において、分割部１０９は、既知のハードウェアの特性の相違に応じて飽和特性が異なる領域の間で直接線領域を分割する。直接線領域を分割することにより得られる領域を部分領域という。図１０は、既知のハードウェアの特性の相違に応じて飽和特性が異なる領域Ａおよび領域Ｂを示す図である。分割部１０９は、例えば、図１０の様にハードウェアの特性の相違により飽和特性がＦＰＤ２００の中心から左右で異なる場合、分割部１０９はＡ領域、Ｂ領域の様に直接線領域を分割する。
【００６４】
ステップＳ１４２で、プロファイル取得部１０５は分割した各領域内の直接線領域に対してプロファイル取得処理を行う。このプロファイル取得処理で、プロファイル取得部１０５は第１実施形態で説明した処理と同様の処理を各領域内の直接線領域に対して行う。プロファイル取得処理において、プロファイル取得部１０５は、まず図１１の様に、Ａ領域およびＢ領域のそれぞれについて、直接線領域から最大値画素と最小値画素を探索する。さらにプロファイル取得部１０５は、最小値画素の座標から最大値画素の座標への線分の延長線上にある直接線領域の端点を導出する。更に、プロファイル取得部１０５は、探索した最大値画素と最小値画素との間の画素値の分布を示すプロファイルと最大値画素と直接線領域の端点との間の画素値の分布を示すプロファイルを生成する。プロファイルは、直接線領域の最大値画素からの距離に対する画素値でプロットする。プロファイルは、第１実施形態で説明した図７に例示したような図となる。プロファイルを取得するとき、直接線領域のノイズを低減するためローパスフィルタや各種ノイズフィルタを用いても良い。
【００６５】
ステップＳ１４３で、プロファイル判定部１０６は、導出した各領域のプロファイルに対して、飽和領域プロファイルの判定処理を行う。この飽和領域プロファイルの判定処理で、プロファイル判定部１０６は第１実施形態で説明した処理と同様の処理を行い、各領域のプロファイルに対して、飽和領域プロファイルの判定を行う。
【００６６】
ステップＳ１４４で、取得部１０２は各領域の飽和領域プロファイルに対して飽和画素値を取得ための取得処理を行う。取得部１０２は、各領域の飽和領域プロファイルに対して、第１実施形態で説明したように、２次関数にプロファイルのあてはめ（フィッティング）を行い、２次関数の極小値Ｖminを式１によって取得する。取得部１０２は、更にそれぞれ求めた画素値の極小値の中から最小値を導出し、これを飽和アーチファクト補正処理に用いる飽和画素値として取得する。
【００６７】
領域が複数存在する場合、飽和領域プロファイルもそれぞれ異なり、各領域の飽和画素値も異なることとなる。このため、各領域の飽和画素値を用いて補正処理を行うと、各領域間で段差が生じ得る。このため、取得部１０２は、領域が複数存在する場合、全ての領域について、飽和領域プロファイルから取得した画素値の極小値のうち、最小値を飽和アーチファクト補正処理に用いる飽和画素値として取得する。
【００６８】
ステップＳ１４５で、補正部１０３は取得した飽和画素値を用いて補正処理を行う。補正部１０３は、それぞれの領域の画像について、飽和画素値以上の画素値をクリップする。以上の処理によって、第２実施形態に係る飽和アーチファクトの補正処理が完了する。
【００６９】
上記の各実施形態の構成は、例えば、複数画素から構成される撮像素子を用いた放射線撮影画像に対し、オフセット補正処理やゲイン補正処理を施す放射線撮影装置や放射線撮影システムに用いることも可能である。例えば、放射線を照射する放射線発生部１００と、放射線を検出する複数の画素を含むＦＰＤ２００（放射線検出部）とを有する放射線撮影装置は、放射線検出部から出力される画像を処理する画像処理部を備える。画像処理部は、画像の画素値の分布により画素が飽和しているか判定する判定部１０１と、画素が飽和している場合に画素の飽和画素値を取得する取得部１０２と、飽和画素値を用いて画像を補正する補正部１０３とを備える。また、放射線撮影システムは、放射線撮影装置を有することにより構成することが可能である。
【００７０】
上記の各本実施形態によれば、オフセット補正およびゲイン補正後の放射線画像を用いて飽和画素値が異なることによって見えるアーチファクトを低減できる。
【００７１】
（その他の実施形態）
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。
【符号の説明】
【００７２】
１０１  判定部、１０２  取得部、１０３補正部、３００  画像処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図８】
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【図１２】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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