(57)【要約】【課題】Ｘ線の照射量にふらつきが生じても効果的にフリッカを抑制可能にする。【解決手段】Ｘ線センサにより連続して得られるフレームを画像処理するＸ線画像処理装置は、連続して得られるフレームの各々を解析して第１の解析値と第２の解析値を取得し、連続して得られるフレームの第１および第２の解析値の時間方向の統計量を第１および第２の統計量として算出する。Ｘ線画像処理装置は、算出された第１および第２の統計量に基づいて、第１の解析値を補正するか否かを判定し、補正すると判定された場合に、第１の統計量に基づいて第１の解析値を補正する。【選択図】  図３
2015073800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線センサにより連続して得られるフレームを画像処理するＸ線画像処理装置であって、
前記連続して得られるフレームの各々を解析して第１の解析値と第２の解析値を得る解析手段と、
前記連続して得られるフレームの前記第１の解析値と第２の解析値の時間方向の統計量を第１の統計量と第２の統計量として算出する算出手段と、
前記第１の統計量と第２の統計量に基づいて、前記第１の解析値を補正するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により補正すると判定された場合に、前記第１の統計量に基づいて前記第１の解析値を補正する補正手段と、を備えることを特徴とするＸ線画像処理装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記第２の統計量に基づいてＸ線の線量が安定していると判定された場合に、前記第１の統計量と第２の統計量に基づいて前記第１の解析値を補正するか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像処理装置。
【請求項３】
前記解析手段は、１つのフレームの異なる領域について解析を行うことにより前記第１の解析値と第２の解析値を得ることを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線画像処理装置。
【請求項４】
前記解析手段は、前記フレームの被写体領域を解析して前記第１の解析値を取得し、前記フレームの所定位置における所定サイズの領域を解析して前記第２の解析値を得ることを特徴とする請求項３に記載のＸ線画像処理装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記第１の統計量と前記第２の統計量の比が閾値を超える場合に、前記第１の解析値の補正が必要であると判定することを特徴とする請求項２に記載のＸ線画像処理装置。
【請求項６】
前記補正手段は、前記比が前記閾値と等しくなるように前記第１の解析値を補正することを特徴とする請求項５に記載のＸ線画像処理装置。
【請求項７】
前記補正手段は、前記比が前記閾値に最も近づくように前記第１の解析値を補正することを特徴とする請求項５に記載のＸ線画像処理装置。
【請求項８】
前記算出手段は、前記第１の解析値と第２の解析値の分散または標準偏差を前記統計量として算出する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Ｘ線画像処理装置。
【請求項９】
前記算出手段は、過去のフレームの解析値のうち、前記判定手段により補正が必要と判定された解析値を除外して前記統計量の算出を行うことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のＸ線画像処理装置。
【請求項１０】
前記補正手段は、前記比を前記閾値と等しくするように得られた複数の解析値のうち、補正前の前記第１の解析値との差が最も小さい解析値を補正後の前記第１の解析値として出力することを特徴とする請求項６に記載のＸ線画像処理装置。
【請求項１１】
過去の複数のフレームから得られた前記第１の解析値から、予測解析値を取得する予測手段を更に備え、
前記補正手段は、前記比を前記閾値と等しくするように得られた複数の解析値のうち、前記予測手段が予測した解析値との差が最も小さい解析値を補正後の前記第１の解析値として出力することを特徴とする請求項５に記載のＸ線画像処理装置。
【請求項１２】
前記補正手段は、前記比を前記閾値と等しくするように得られた複数の解析値のうち、前記第１の解析値の時間方向の微分値の符号と前記第２の解析値の時間方向の微分値の符号とを一致させる解析値を補正後の前記第１の解析値として選択することを特徴とする請求項５に記載のＸ線画像処理装置。
【請求項１３】
前記補正手段は、前記比を前記閾値と等しくするように得られた複数の解析値のうち、前記第１の解析値の時間方向の微分値と前記第２の解析値の時間方向の微分値との差が最も小さくなる解析値を補正後の前記第１の解析値として選択することを特徴とする請求項１２に記載のＸ線画像処理装置。
【請求項１４】
過去の所定数のフレームにおける前記第１の解析値を保持する保持手段と、
前記所定数のフレームの前記第１の解析値の時間方向の統計量に基づいて、現在のフレームで前記第１の解析値の取得に失敗したことを確認する確認手段と、を更に備え、
前記補正手段は、前記確認手段により現在のフレームで前記第１の解析値の取得に失敗したことを確認できない場合に、前記第１の解析値の補正を禁止することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のＸ線画像処理装置。
【請求項１５】
前記保持手段は、
保持されている最も古いフレームに対応する第１の解析値を破棄して新たに計算された前記第１の解析値を保持し、
前記補正手段による補正が必要とされた第１の解析値を保持しないことを特徴とする請求項１４に記載のＸ線画像処理装置。
【請求項１６】
前記保持手段は、最も古い第１の解析値に対応するフレームと現在のフレームとの間のフレーム数が所定フレーム数を超える場合は、該現在のフレームの第１の解析値を、補正が必要であったか否かに関わらず保持することを特徴とする請求項１５に記載のＸ線画像処理装置。
【請求項１７】
Ｘ線センサにより連続して得られるフレームを画像処理するＸ線画像処理装置であって、
前記連続して得られるフレームの各々を解析して解析値を得る解析手段と、
前記連続して得られるフレームの前記解析値の時間方向の統計量を算出する算出手段と、
前記統計量に基づいて前記解析値を補正する補正手段と、を備えることを特徴とするＸ線画像処理装置。
【請求項１８】
Ｘ線センサにより連続して得られるフレームを画像処理するＸ線画像処理方法であって、
前記連続して得られるフレームの各々を解析して第１の解析値と第２の解析値を得る解析工程と、
前記連続して得られるフレームの前記第１の解析値と第２の解析値の時間方向の統計量を第１の統計量と第２の統計量として算出する算出工程と、
前記第１の統計量と第２の統計量に基づいて、前記第１の解析値を補正するか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程で補正すると判定された場合に、前記第１の統計量に基づいて前記第１の解析値を補正する補正工程と、を有することを特徴とするＸ線画像処理方法。
【請求項１９】
Ｘ線センサにより連続して得られるフレームを画像処理するＸ線画像処理方法であって、
前記連続して得られるフレームの各々を解析して解析値を得る解析工程と、
前記連続して得られるフレームの前記解析値の時間方向の統計量を算出する算出工程と、
前記統計量に基づいて前記解析値を補正する補正工程と、を有することを特徴とするＸ線画像処理方法。
【請求項２０】
コンピュータに、請求項１８または１９に記載の画像処理方法の各工程を実行させるためのプログラム。
【請求項２１】
請求項１乃至１７のいずれか１項に記載されたＸ線画像処理装置と、
Ｘ線量に応じた電気信号を出力する前記Ｘ線センサと、
Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、を備えることを特徴とするＸ線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線画像を階調処理をするＸ線画像処理装置および方法、並びにＸ線撮像装置、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、Ｘ線透視システムは、センサから出力されるＸ線画像の一定画質を保持するため、センサに到達しているＸ線の線量を監視し、その値が一定になるように入射線量を制御する。センサへの到達線量が少なければ入射線量を多くする命令が、センサへの到達線量が多ければ入射線量を少なくする命令が発行され、Ｘ線照射量が制御される。本明細書ではこのような線量の制御を自動線量制御（以下、ＡＤＣ）と称する。
【０００３】
Ｘ線画像の連続撮影によって同じ被写体を透視し続ける場合、ＡＤＣによってＸ線照射量を最適化した後は、一定の線量で透視しつづけることになる。このような状態を「ＡＤＣが安定した」という。ＡＤＣが安定している状態ではユーザが観察するＸ線画像の階調は変化することなく、輝度のふらつきのない画像が表示されることになる。
【０００４】
しかしながら、Ｘ線発生装置は完全に一定の線量を出力することはできないため、ある程度のふらつきをもった出力になるのが一般的である。その結果、同じ被写体を透視し続けているのにも関わらず、ユーザが観察するＸ線画像に輝度のふらつきが発生してしまうことがある。そのためＡＤＣによって最適化されて得られた画像に対して、さらに画像処理を施すことによってＸ線画像を最適化し、輝度のふらつきを抑制することが行われている。たとえば、入力された画像を解析して、関心領域が常に一定の輝度値になるように階調変換カーブを作成し、作成された階調変換カーブを用いて画像を処理した結果が最終画像として出力される。
【０００５】
ところで、Ｘ線発生装置のふらつきを抑えた最適な階調変換カーブを生成するには、Ｘ線画像がどのような状態であるか画像解析をする必要がある。このような画像解析では、Ｘ線画像内のコリメーション領域や、素抜け領域（Ｘ線が直接入射される領域）を抽出することにより被写体領域を抽出し、抽出した被写体領域が最適な階調になるための解析値を算出する。そして、このような解析の精度を高めることで、より最適な最終画像を出力することができる。
【０００６】
しかしながら、解析の精度を高めれば高めるほど処理が困難になるため、画像解析が失敗する確率が高くなる。画像解析が失敗すると、最適な階調変換カーブを得ることができないため、輝度が不適切な画像が出力される。同じ被写体を透視し続けている場合、画像解析に失敗したフレームは輝度が不適切な状態になるため、ユーザにはフリッカが発生したように感じられてしまう。
【０００７】
そのようなフリッカの影響を補正する方法として、画像解析によって算出された解析値を時間軸方向で平滑化することで失敗した解析値の影響を低減する方法が挙げられる（特許文献１）。また別の方法として、画像を解析して解析値を算出し、この解析値と時間軸方向で平滑化した解析値との差分値を解析値に加算する方法がある（特許文献２）。時間方向の平滑化から安定するための値を算出し、その値に合わせ込むことでフリッカを取り除いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１−２１２９８３号公報
【特許文献２】特開２００９−３３２９３号公報
【特許文献３】特公平０５−０４９１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の方法では、平滑化によりフリッカの影響を低減することはできるが、失敗量が大きい場合は低減効果が弱くなり、フリッカが発生してしまう。特許文献２の方法においても、Ｘ線発生装置のふらつきがあるため解析値もふらつくことになる。また、画像解析が失敗と判断された値に対し平均値を補正値として使用すると、Ｘ線発生装置のふらつきが考慮できなくなり、逆に輝度がふらついてしまう。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、Ｘ線の照射量にふらつきが生じても効果的にフリッカを抑制可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するための本発明の一態様によるＸ線画像処理装置は以下の構成を備える。すなわち、
Ｘ線センサにより連続して得られるフレームを画像処理するＸ線画像処理装置であって、
前記連続して得られるフレームの各々を解析して第１の解析値と第２の解析値を得る解析手段と、
前記連続して得られるフレームの前記第１の解析値と第２の解析値の時間方向の統計量を第１の統計量と第２の統計量として算出する算出手段と、
前記第１の統計量と第２の統計量に基づいて、前記第１の解析値を補正するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により補正すると判定された場合に、前記第１の統計量に基づいて前記第１の解析値を補正する補正手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、Ｘ線の照射量にふらつきが生じても効果的にフリッカを抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態によるＸ線画像処理装置の機能構成例を示すブロック図。
【図２】Ｘ線画像処理装置のハードウェア構成例を示すブロック図。
【図３】階調処理のための解析値の取得処理を示すフローチャート。
【図４】解析値保存を説明する図。
【図５】第四実施形態によるＸ線画像処理装置の機能構成例を示すブロック図。
【図６】解の選択手順を説明するフローチャート。
【図７】第四実施形態の、階調処理のための解析値の取得処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態の例を説明する。
【００１５】
＜第一実施形態＞
第一実施形態によるＸ線撮像装置におけるＸ線画像処理方法を実現するための機能構成例を図１に示す。本実施形態のＸ線画像処理方法は、解析部１０１、線量状態判定部１０２、統計量算出部１０３、解析値比較部１０４、解析値補正部１０５、階調処理部１０６を有するＸ線画像処理装置により実現される。
【００１６】
解析部１０１は、Ｘ線センサにて取得されたＸ線画像に所定の前処理を施した画像（以下、前処理済み画像）を入力とし、階調処理で利用するための解析値を出力する。前処理とは、オフセット補正、ゲイン補正、欠陥補正などのセンサの特性を補正する処理であり、周辺画素との相関関係が保たれている状態にする処理である。線量状態判定部１０２は、解析部１０１から出力された解析値を入力とし、ＡＤＣが安定しているか否かの判定結果を出力する。統計量算出部１０３は、解析部１０１からの解析値と、線量状態判定部１０２からの判定結果を入力とし、解析値の時間方向の統計量を計算する。解析値比較部１０４は、統計量算出部１０３で算出された時間方向の統計量を入力とし、解析値が適切な値であるか否かを判定する。解析値補正部１０５は、解析値比較部１０４により解析値が適切な値ではないと判定された場合に、解析値を適切な値に補正した結果を出力する。階調処理部１０６は、解析部１０１から出力された解析値または解析値補正部１０５から出力された補正された解析値のいずれかを用いて前処理済み画像を階調処理する。なお、階調処理部１０６は、補正後の解析値を用いるか否かを解析値比較部１０４の判定結果に基づいて決定する。
【００１７】
図１の構成を、コンピュータ等の情報処理装置（以下、コントロールＰＣという）を使って実現する場合、そのハードウェア構成例は図２のようになる。コントロールＰＣ２０１とＸ線検出パネルであるＸ線センサ２０２、Ｘ線発生装置２１０がギガビットイーサ２２２でつながっている。なお、信号線はギガビットイーサに限られるものではなく、ＣＡＮ（Controller Area Network）や光ファイバーなどであってもよい。Ｘ線センサ２０２はＸ線量に応じた電気信号を出力し、出力された電気信号は、たとえばＸ線画像として外部記憶部２１１に格納される。
【００１８】
ギガビットイーサ２２２には、外部表示部２０９、外部記憶部２１１、ネットワークインタフェース部２１２が接続されている。コントロールＰＣ２０１には例えば、バス２２１に対して、ＣＰＵ（中央演算装置）２０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０４、ＲＯＭ（Read OnlyMemory）２０５、入力部２０６、表示部２０７、記憶部２０８が接続される。このコントロールＰＣ２０１を介して、Ｘ線センサ２０２や外部表示部２０９などにコマンドを送る。コントロールＰＣ２０１では、撮影モードごとの処理内容がソフトウェアモジュールとして記憶部２０８に格納され、そのソフトウェアモジュールがＲＡＭ２０４に読み込まれ、ＣＰＵ２０３により実行される。図１に示した各構成は、ソフトウェアモジュールとして記憶部２０８に格納されている。もちろん図１に示した各構成を専用の画像処理ボードとして実装してもよく、目的に応じて最適な実装を行うようにすればよい。以下、第一実施形態によるＸ線画像処理方法の詳細について説明する。
【００１９】
本実施形態では、Ｘ線撮像装置としてＸ線透視システムを例示する。図１の構成図と図３のフローチャートを参照して、第一実施形態によるＸ線透視システムにおけるＸ線画像処理を説明する。本実施形態のＸ線画像処理では、Ｘ線センサ２０２より連続して得られるフレーム（前処理済みのＸ線画像）を画像処理（本実施形態では階調処理）する。解析部１０１は連続して得られるフレームの各々を解析して、後述の解析値１や解析値２を含む複数の解析値を出力する。なお、前処理済みの画像は、たとえば、外部記憶部２１１に格納されており、解析部１０１や階調処理部１０６により読み出されるものとする。
【００２０】
本実施形態の解析部１０１は、１つのフレームの異なる領域について解析処理を行うことにより解析値１と解析値２を算出する。まず、解析部１０１は、前処理済み画像から被写体領域の画素値を代表する値を解析値１として出力する（ステップ３０１）。被写体領域の抽出には種々の方法があり、公知のいかなる手法が用いられてもよい。たとえば、画像からコリメーション領域と素抜け領域を抽出することにより被写体領域を抽出することができる。
【００２１】
コリメーション領域の抽出には、例えば特許文献３に記載された方法がある。この方法では、矩形照射野の輪郭の隣り合う２辺に沿ってＸ軸とＹ軸を設定し、画像データを設定したＸ軸方向およびＹ軸方向に加算集計する。ここで、照射野内の加算集計データはＸ線が殆ど照射されない照射野外に比べ高くなる。よって、Ｘ軸方向の加算集計データが所定の閾値ＴＨ以上となるＹ軸上の位置と、Ｙ軸方向の加算集計データが所定の閾値ＴＨ以上となるＸ軸上の位置を算出する。そして、算出したＹ軸上の位置にあるＸ軸方向の直線と、Ｘ軸上の位置にあるＹ軸方向の直線で囲まれる矩形領域をコリメーション領域とする。  
【００２２】
また、素抜け領域とは照射されたＸ線が被写体を通過せず、直接センサに到達した領域のことである。例えば画像ヒストグラムを算出すると、素抜け領域は高画素値領域に集中する。そのためヒストグラムレンジの高画素値側から数％を除去することで、素抜け領域を抽出〈除去〉することができる。なお、コリメーション領域や素抜け領域の抽出方法はこれらに限定されるものではない。
【００２３】
以上のようにして得られたコリメーション領域と素抜け領域をＸ線画像から取り除いた残りの領域が被写体領域となる。被写体領域を代表する値としては、例えば被写体領域の平均値や中間値等を利用することができる。算出された解析値１はたとえば外部記憶部２１１に保存される。なお、解析部１０１の処理対象となる画像を前処理済み画像としているが、前処理の他にＬｏｇ変換、強調処理、ノイズ抑制処理などの処理を施した後の画像を入力としてもよい。
【００２４】
次に、解析部１０１は、前処理済み画像からＡＤＣに使用される解析値２を算出する（ステップ３０２）。ＡＤＣに利用される解析値は、解析失敗のリスクを抑えるために、解析値１に比べて単純な方法で算出される。例えば、前処理済み画像の所定位置における所定サイズの領域の代表値を用いる。本実施形態では、前処理済み画像の中心における数インチ四方の領域の平均値を解析値２として算出する。算出された解析値１や解析値２は、たとえばフレーム番号と対応付けられて外部記憶部２１１に保存される。
【００２５】
次に、線量状態判定部１０２は、連続して得られるフレームの解析値２について時間方向の統計量を算出し、Ｘ線の線量が安定しているか否かを判断する。より具体的には、線量状態判定部１０２は、現在のフレーム（以下、現フレーム）の解析値２と、過去のフレームで算出された解析値２を外部記憶部２１１から入力し、これら解析値を統計処理する。この統計処理により得られる統計量に基づいてＡＤＣが安定であるか不安定であるかが判定される（ステップ３０３、３０４）。ここで統計量としては、解析値２の分散または標準偏差を用いることができる。ＡＤＣが働くときは、解析値２が変動するタイミングとなるため、解析値２の変動量を計算し、閾値処理を行う。解析値２の値をR2(t)とし、tはフレーム番号とし、変動量を表す指標として分散V2(t)を以下の数１のように算出する。なお、ｎ2は時間方向のサンプリング数を表す。
【数１】
2015073800.tif 000003
【００２６】
分散V2(t)の値が閾値を超えない場合、Ｘ線制御が行われていないと判断し、ＡＤＣが安定であると判断する。ＡＤＣが不安定であると判定された場合は、解析値１が成功しているか失敗しているかを判定するのは困難であるため、解析値１の補正をしない。すなわち、階調処理部１０６は、補正されていない解析値１を階調処理に用いて前処理済み画像の階調処理を行う（ステップ３０５）。
【００２７】
他方、ＡＤＣが安定であると判定された場合は、統計量算出部１０３と解析値比較部１０４により解析値１の補正処理を実行するか否かを判定する。この判定のために、統計量算出部１０３は、連続して得られるフレームの解析値１の時間方向の統計量を算出する。すなわち、統計量算出部１０３は現フレームでの解析値１と、過去のフレームで算出された解析値１の結果を外部記憶部２１１から読み出し、現フレームでの解析値１が成功しているか失敗しているかを判定するための統計量を算出する（ステップ３０６）。この統計量には、解析値２の場合と同様に分散や標準偏差を用いることができ、本実施形態では、統計量として解析値１の時間方向の分散V1(t)が数２を用いて算出される。なお、数２において、解析値１の値をR1(t)とし、tはフレーム番号、ｎ1は時間方向のサンプリング数を表す。
【数２】
2015073800.tif 000004
【００２８】
次に、解析値比較部１０４が解析値１の分散V1(t)と解析値２の分散V2(t)とを入力とし、解析値１が失敗しているかを判断する（ステップ３０７、３０８）。解析値比較部１０４は、この判断のためにV1(t)をV2(t)で割った分散比を算出し、算出された比を閾値と比較する。ＡＤＣが安定している状態でかつ解析値１が失敗していなければ、分散V1(t)とV2(t)はほぼ同じ値になるはずである。したがって分散比が閾値以下であるときは、解析値１は正しいと判断される。解析値１が正しいと判断されると、階調処理部１０６は解析値１を補正せずに用いて、前処理済み画像の階調処理を行う（ステップ３０５）。
【００２９】
ステップ３０８の比較の結果、解析値１が失敗である（解析値１の取得に失敗している）と判断された場合に、ステップ３１０による解析値１の補正を実行することも考えられる。しかしながら、サンプリングされた解析値１の中でどの解析値が失敗した解析値であるかは判らないため、単純にステップ３０８の結果に応じて解析値１を補正すると、補正する必要の無い解析値１を補正してしまう可能性がある。そこで本実施形態では、過去の所定数のフレームを参照することにより現フレームの解析値１の取得に失敗したかどうかを確認する（ステップ３０９）。この確認処理により、現フレームの解析値１に対する補正の実行要否をより正確に判定することができる。なお、ステップ３０９で現フレームの解析値１の失敗を確認できなかった場合は、解析値１の補正は禁止され、当該解析値１がそのまま用いられる。以下、本実施形態の確認処理について説明する。
【００３０】
ＡＤＣが安定している状態で分散比が閾値を超えた場合、分散V1(t)の算出に用いられた解析値に失敗した解析値が含まれていることになる。本実施形態では、対象フレームでの解析が失敗したことを明確にするために、前フレームまでの分散比が閾値以下になっていることを確認する（ステップ３０９）。前フレームまで分散比が閾値以下であったものが、新たに加えた現フレームでの解析値１によって分散比の閾値を超えることになれば、失敗した解析は現フレームでの解析であることになる。ここで、前フレームまでの分散比が閾値を超えている場合は、どのフレームでの解析が失敗しているのか断定できない。そのため、階調処理部１０６は、解析値１を補正せずに用いて前処理済み画像の階調処理を行う（ステップ３０５）。
【００３１】
前フレームまで分散比が閾値以下であった場合、解析値補正部１０５は、解析値１とその分散V1(t)、解析値２の分散V2(t)とを入力とし、解析値１が補正された解析値３を出力する（ステップ３１０）。本実施形態では、解析値補正部１０５は、現フレームの解析値１を含めた分散比が閾値thF以内に収まるように、数３を用いて解析値１を補正する。解析値３をR3(t)とすると、R3(t)に関する二次方程式を解くことになる。
【００３２】
【数３】
2015073800.tif 000005
【００３３】
数３によれば、解が実数のときは２つの結果R31(t)、R32(t)が得られることになる。２つ得られた結果からうち１つを選択する方法としては、たとえば、補正前の解析値１との差が最も小さくなる解を補正後の解析値として選択することが挙げられる。この処理を、図６（ａ）のステップ６０１１、６０１２、６０１３に示す。すなわち、R31(t)、R32(t)のそれぞれとR1(t)との差の絶対値を算出し（ステップ６０１１）、R31(t)、R32(t)のうち算出された差が小さい方が選択される（数４、ステップ６０１２、Ｓ６０１３）。こうして、R31(t)、R32(t)のうちR1(t)に近い値が選択されることにより、R1(t)の値の過補正が防止される。
【数４】
2015073800.tif 000006
【００３４】
一方、解が虚数になる場合は、分散比を閾値に最も近づける値、すなわち分散比を最小にする値を算出し直す。分散比を最小にするには、二次方程式の最小値を求めればよい。数３は下に凸の形状になるため、式３の微分値を計算すればよいことになる。
【数５】
2015073800.tif 000007
【００３５】
以上のように、第一実施形態によれば、２つの異なる領域から得られた解析値１と解析値２の分散比を保持するように解析値１が補正される。そのため、解析値の変動にＸ線発生装置のふらつきが入っていたとしても、そのふらつき成分を保持するように補正することができる。その結果、フリッカを効果的に抑制することができる。また、フレームごとに算出される解析値２に基づいてＸ線量の状態の安定が確認された場合に、解析値１の補正の要否を判断するので、Ｘ線の照射量に多少のふらつきが生じても効果的にフリッカを抑制することが可能になる。その後、階調処理部１０６が解析値３を用いて前処理済み画像に階調処理を行う（ステップ３１１）。なお、階調処理部１０６の処理対象となる画像を前処理済み画像としているが、前処理の他に強調処理やノイズ抑制処理などの処理をした後の画像であってもよい。
【００３６】
なお、上記実施形態では、V1(t)とV2(t)の比を用いたが、Ｘ線量の安定（V2(t)が閾値以下であること）が確認されているので、V1(t)が所定値となるように解析値１を補正するようにしてもよい。すなわち、線量状態判定部１０２により解析値２の統計量に基づいてＸ線の線量が安定していると判定された場合に、解析値１の補正の要否の判定や解析値１の補正値の算出を解析値１の統計量に基づいて実行するようにしてもよい。
【００３７】
本実施形態によれば、Ｘ線センサにより連続して得られるフレームを画像処理するＸ線画像処理装置であって、連続して得られるフレームの各々を解析して第１の解析値と第２の解析値を得る解析手段１０１と、連続して得られるフレームの第１の解析値と第２の解析値の時間方向の統計量を第１の統計量と第２の統計量として算出する算出手段１０３と、第１の統計量と第２の統計量に基づいて、第１の解析値を補正するか否かを判定する判定手段１０２と、判定手段により補正すると判定された場合に、第１の統計量に基づいて第１の解析値を補正する補正手段１０５と、を備える。よって、Ｘ線の照射量にふらつきが生じても効果的にフリッカを抑制することが可能になる。
【００３８】
なお、Ｘ線センサにより連続して得られるフレームを画像処理するＸ線画像処理装置であって、連続して得られるフレームの各々を解析して解析値を得る解析手段１０１と、連続して得られるフレームの解析値の時間方向の統計量を算出する算出手段１０３と、統計量に基づいて解析値を補正する補正手段１０５を備える形態であっても実現することができる。
【００３９】
＜第二実施形態＞
上記第一実施形態では、現フレームで解析値１が失敗した場合の処理を説明した。第二実施形態では、前フレームで解析値１が失敗したと判断された場合の次フレームでの処理を、図１の構成図と図３のフローチャートを参照して説明する。なお、本実施形態では、外部記憶部２１１を、過去の所定数のフレームを保持するための保持部として用いる。また、ステップ３０１から３０６までは前フレームまでの処理と同じであり、第一実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００４０】
解析値比較部１０４は解析値１の分散V1(t)と解析値２の分散V2(t)とを入力とし、解析値１が失敗しているかを判断する（ステップ３０７、３０８）。この判断をするために、解析値比較部１０４はV2(t)をV1(t)で割った分散比を算出し閾値と比較する。ＡＤＣが安定している状態で分散比が閾値を超えた場合、分散V1(t)を算出した解析値に失敗した解析値が含まれていることになる。対象フレームでの解析が失敗したことを明確にするために、保持部に保持されている前フレームまでの分散値が閾値以下になっていることを確認する（ステップ３０９）。第二実施形態では、ステップ３０９において前フレームまでの分散値を算出する際、解析値１が失敗したと判定されたフレームの解析値１を使用せずに分散値を算出する。すなわち、ステップ３０９において、解析に成功した解析値１を用いて分散値が算出される。
【００４１】
過去フレームで算出した解析値１の選択方法を図４に示す。図４の（ａ）〜（ｃ）はサンプル数が４の場合の外部記憶部２１１の保持部における格納状況を示す図である。保持部には、フレーム番号tにおける解析値１の値R1(t)が格納されており、過去の４つのフレームの解析値１が保持されている。図４（ａ）はt=5のときに、解析値１が成功であると判断された場合の保持部における解析値１の保持動作を説明する図である。この場合、最も古いR1(1)の値が破棄され、新たにR1(5)の値が格納される。これはより最新の分散状態と比較したいため、古いものから破棄するようにしているためである。t=6のときはこれらの４つの値からR1(6)の判定を行うことになる。
【００４２】
一方、図４（ｂ）はt=5のときに、解析値１が失敗であると判断された場合の保持部における格納状況を示す図である。この場合、R1(5)の値は保持部に格納されない。失敗した解析値１を使うと、対象フレームでの解析が失敗したことを明確にすることができなくなるためである。しかし、解析値１が失敗し続けるといつまでも古い分散値が保持部に維持されてしまうため、トレンド成分などで少しずつ分散値が変わっている場合等に、正しい判定ができなくなってしまう。したがって、所定フレーム数にわたって保持部の保持内容が更新されなかった場合（最も古い解析値１のフレームから現フレームまでのフレーム数が所定フレーム数を超えた場合）は、強制的に現フレームの解析値１により保持部の保持内容を更新する。
【００４３】
図４（ｃ）はその閾値を９フレームとした場合の保持部における格納状況を説明する図である。R1(10)が失敗した解析値であったが、最も古いR1(1)がその閾値（９フレーム）を超えたため、強制的に破棄されR1(10)の値が格納される。このとき、前フレームまでの分散値が閾値以上になってしまうため、解析値R1の補正は行われない。このように過去フレームの解析値１が失敗している場合は、その値を使わないようにして判定を行う。
【００４４】
なお、本実施形態では古い解析値１を破棄していったが、メモリに余裕がある場合は破棄をせずに保持していてもかまわない。選択方法として新しいものから選択する方法でもよい。ステップ３１０からステップ３１１の処理は第一実施形態と同様である。また、ステップ３０７の分散比の算出では、失敗した解析値１の除外を行っていないが、ステップ３０９と同様に、失敗した解析値１を除外して分散比を算出するようにしてもよい。
【００４５】
また、上記第二実施形態では、現フレームの解析値１が失敗であるか否かを判定する処理（ステップ３０９）において、過去に失敗と判定された解析値１を用いないようにしたが、これに限られるものではない。たとえば、ステップ３０６における統計量算出部１０３において、過去のフレームの解析値１のうち、補正が必要と判定された解析値（失敗と判定された解析値１）を除外して統計量の算出を行うようにしてもよい。
【００４６】
＜第三実施形態＞
第一実施形態では、解析値３に関する二次方程式の解が実数のときに、解を１つに選択する方法として図６（ａ）に示す方法を示したが、これに限られるものではない。第三実施形態では、そのような解の選択方法の変形例を示す。第三実施形態では以下のような処理により解が選択される。
（１）複数の解のうち、解析値１の時間方向の微分値の符号を解析値２の時間方向の微分値の符号と一致させる解を補正後の解析値１として選択する。
（２）解析値１の時間方向の微分値が同じである複数解のうち、解析値１の時間方向の微分値と解析値２の時間方向の微分値との差が最も小さくなる解を補正後の解析値１として選択する。以下、詳述する。
【００４７】
ステップ３１０において、解析値補正部１０５が、解析値１とその分散V1(t)、解析値２の分散V2(t)とを入力とし、失敗と判定された解析値１が補正された解析値３が生成される。解析値１の補正方法では、分散比が閾値thF以内に収まるように、第一実施形態で示したように、数３が用いられる。解が実数になるときは２つの解（R31(t)、R32(t)）が得られるため、２つのうち１つを選択する必要がある。本実施形態では、図６（ｂ）に示される手順で解が選択される。
【００４８】
分散の主原因がＸ線発生装置のばらつきにあるため、解析値１の時間方向の微分値の符号（R31(t)−R1(t-1)あるいはR32(t)−R1(t-1)）と解析値２の時間方向の微分値（R2(t)−R2(t-1)）の符号とは等しくなる。そこで、２つの解のうち、解析値２とそのような微分値の符号が等しくなる方が選択される（ステップ６０２１、６０２２）。２つの解の微分値の符号が等しい場合には、微分値の大きさに着目して選択が行われる。すなわち、ユーザがフリッカとして認識するのは前フレームとの輝度差、コントラスト差が大きい時である。したがって、数６に示されるように微分値の小さい方が選択される（ステップ６０２３、６０２４、６０２５）。
【数６】
2015073800.tif 000008
なお、t-1フレームの階調処理で使われた解析値が補正されたものでなければ、数６のR3(t-1)はR1(t-1)に等しくなる。
【００４９】
＜第四実施形態＞
解析値３に関する二次方程式の解が実数のときに、解を１つに選択する方法のさらに別の例を、図５の構成図と図７のフローチャートを参照して説明する。第四実施形態では、過去の複数フレームから得られた解析値１から、現フレームの解析値１の予測値（予測解析値）を取得し、この予測解析値に基づいて解の選択を行う。したがって、図５に示されるＸ線画像処理方法を実現する機能構成では、図１の構成に対して解析値予測部５０７が追加されている。解析値予測部５０７は過去フレームにおける解析値１を入力とし、現フレームにおける解析値１を予測した結果出る予測解析値を出力とする。ステップ７０１から７０９まではステップ３０１から３０９と同じになるため、省略する。
【００５０】
解析値補正部１０５は、解析値１とその分散V1(t)、解析値２の分散V2(t)とを入力とし、失敗結果が補正された解析値３を出力する（ステップ７１０）。ここで、解析値１は分散比が閾値thF以内に収まるように数３を用いて補正される。そして、解が実数になるときは２つの解（R31(t)、R32(t)）が得られる。
【００５１】
解析値予測部５０７は、解析値１と、過去のフレームで算出された解析値１の値を外部記憶部２１１から読み出して、予測解析値としてR3(t)’を出力する（ステップ７１１）。予測解析値を算出する方法としては、例えば、スプライン補間などを用いて、解析値１を時間方向に外挿する方法が挙げられる。本実施形態では、解析値補正部１０５はステップ７１０で得られた２つの解析値のうちの１つを、予測解析値R3(t)’を用いて数７により選択する（ステップ７１２）。
【数７】
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【００５２】
すなわち、図６（ｃ）のフローチャートに示されるように、R31(t)とR32(t)のそれぞれとR3(t)’との距離が計算され（ステップ６０３１）、計算された距離の近い方がより最適な解であると判定される（ステップ６０３２、６０３３）。
【００５３】
＜第五実施形態＞
なお、上記第一実施形態から第四実施形態では、被写体領域を代表する値として計算された解析値１を利用したが、これに限られるものではない。たとえば、計算された被写体領域を代表する値に対してフリッカ対策処理などを施した結果を解析値１と定義して、上述した処理を行うようにしてもよい。この場合は、既存のフリッカ対策処理で抑制しきれなかったフリッカを補間する抑制方法として、上記各実施形態の処理を動作をさせることが可能である。
【００５４】
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。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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