(57)【要約】【課題】放射線に損失が生じた補正対象画素が適切に補正されているかどうかを判定可能な装置、方法を提供する。【解決手段】放射線撮影装置は、放射線検出部により検出された放射線量に基づいて放射線画像を取得し、放射線画像に存在する、補正対象である第一の画素を、第一の画素以外の第二の画素を用いて補正する。そして、放射線撮影装置は、補正後の放射線画像と補正前の放射線画像のそれぞれから、周期信号を除去し、周期信号が除去された補正後の放射線画像と、周期信号が除去された補正前の放射線画像とに基づいて、上記補正の適否を判定する。【選択図】  図１
2015080519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線検出手段により検出された放射線量に基づいて放射線画像を取得する取得手段と、
前記放射線画像に存在する、補正対象である第一の画素を、前記第一の画素以外の第二の画素を用いて補正する補正手段と、
前記補正手段による補正後の放射線画像と補正前の放射線画像のそれぞれから、周期信号を除去する除去手段と、
周期信号が除去された前記補正後の放射線画像と、周期信号が除去された前記補正前の放射線画像とに基づいて前記補正手段による補正の適否を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
前記補正手段は、
前記第一の画素を補正するための補正係数を前記第一の画素に隣接する前記第二の画素から算出する第１の算出手段と、
前記第１の算出手段により算出された前記補正係数から前記周期信号の影響を除去した補正係数を算出する第２の算出手段と、を備え、
前記第２の算出手段により算出された補正係数を用いて前記第一の画素を補正することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
【請求項３】
前記第１の算出手段は、前記第一の画素と隣接する前記第二の画素の画素値の関係を回帰分析することで前記補正係数を算出することを特徴とする請求項２に記載の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記判定手段において、補正が適切に行われていないと判定された場合は、前記補正手段の補正結果を棄却し、前記補正手段による補正を行わない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影装置。
【請求項５】
前記判定手段において、補正が適切に行われていないと判定された場合は、その旨を報知することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項６】
前記第２の算出手段とは異なる方法で前記補正係数から前記周期信号の影響を除去した補正係数を算出する第３の算出手段をさらに備え、
前記補正手段は、前記判定手段において補正が適切に行われないと判定された場合は、前記第３の算出手段で算出した補正係数を用いて前記第一の画素を補正することを特徴とする請求項２または３に記載の放射線撮影装置。
【請求項７】
前記第２の算出手段または前記第３の算出手段は、前記第１の算出手段で算出した前記補正係数を平滑化することで前記周期信号の影響を除去することを特徴とする請求項６に記載の放射線撮影装置。
【請求項８】
前記第２の算出手段または前記第３の算出手段は、前記第１の算出手段で算出した前記補正係数を、モデル化された補正係数にフィッティングすることで前記周期信号の影響を除去することを特徴とする請求項６に記載の放射線撮影装置。
【請求項９】
前記判定手段は、前記第一の画素の前記補正手段による補正前後の放射線画像を各々回帰分析し、両者の回帰分析の結果に基づいて前記補正手段による補正の適否を判定することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項１０】
前記判定手段は、前記第１の算出手段で算出した補正係数と前記第２の算出手段で算出した補正係数との差に基づいて、前記補正手段による補正が適切に行われたか否かを判定することを特徴とする請求項２または３に記載の放射線撮影装置。
【請求項１１】
前記第一の画素は、前記放射線検出手段のリセット動作により、放射線の情報に損失が生じた画素であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項１２】
前記放射線画像は、前記第一の画素が並ぶ補正対象ラインと、前記第二の画素が並ぶ非補正対象ラインとが交互に存在する部分を有する画像であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項１３】
前記放射線検出手段をライン単位でリセットしながら、リセットの際に読み出された信号に基づいて放射線の照射開始を判定する手段を更に備え、
前記放射線検出手段に放射線が照射されてから前記照射開始を判定する手段が照射開始と判定するまでの間に前記リセットが繰り返された結果、前記放射線画像における前記補正対象ラインと前記非補正対象ラインとが交互に存在する部分が生成されることを特徴とする請求項１２に記載の放射線撮影装置。
【請求項１４】
前記取得手段によって取得される前記放射線画像に重畳される前記周期信号は、前記放射線検出手段と放射線発生部との間に配置されたグリッドにより生成されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項１５】
放射線検出手段により検出された放射線量に基づいて放射線画像を取得する取得手段と、
前記放射線画像に存在する、補正対象である第一の画素を補正するための補正係数を、前記第一の画素に隣接する、前記第一の画素以外の第二の画素を用いて補正するための補正係数を算出する第１の算出手段と、
前記第１の算出手段により算出された前記補正係数から周期信号の影響を除去した補正係数を算出する第２の算出手段と、
前記第２の算出手段により算出された補正係数を用いて前記第一の画素を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項１６】
放射線画像に存在する、補正対象である第一の画素を、前記第一の画素以外の第二の画素を用いて補正する補正手段と、
前記補正手段による補正後の放射線画像と補正前の放射線画像のそれぞれから、周期信号を除去する除去手段と、
周期信号が除去された前記補正後の放射線画像と、周期信号が除去された前記補正前の放射線画像とに基づいて前記補正手段による補正の適否を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする放射線画像処理装置。
【請求項１７】
放射線画像に存在する、補正対象である第一の画素を補正するための補正係数を、前記第一の画素に隣接する、前記第一の画素以外の第二の画素を用いて補正するための補正係数を算出する第１の算出手段と、
前記第１の算出手段により算出された前記補正係数から周期信号の影響を除去した補正係数を算出する第２の算出手段と、
前記第２の算出手段により算出された補正係数を用いて前記第一の画素を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする放射線画像処理装置。
【請求項１８】
放射線検出手段により検出された放射線量に基づいて放射線画像を取得する取得工程と、
前記放射線画像に存在する、補正対象である第一の画素を、前記第一の画素以外の第二の画素を用いて補正する補正工程と、
前記補正工程による補正後の放射線画像と補正前の放射線画像のそれぞれから、周期信号を除去する除去工程と、
周期信号が除去された前記補正後の放射線画像と、周期信号が除去された前記補正前の放射線画像とに基づいて前記補正工程による補正の適否を判定する判定工程と、を有することを特徴とする放射線撮影装置の制御方法。
【請求項１９】
放射線検出手段により検出された放射線量に基づいて放射線画像を取得する取得工程と、
前記放射線画像に存在する、補正対象である第一の画素を補正するための補正係数を、前記第一の画素に隣接する、前記第一の画素以外の第二の画素を用いて補正するための補正係数を算出する第１の算出工程と、
前記第１の算出工程で算出された前記補正係数から周期信号の影響を除去した補正係数を算出する第２の算出工程と、
前記第２の算出工程で算出された補正係数を用いて前記第一の画素を補正する補正工程と、を有することを特徴とする放射線撮影装置の制御方法。
【請求項２０】
放射線画像に存在する、補正対象である第一の画素を、前記第一の画素以外の第二の画素を用いて補正する補正工程と、
前記補正工程による補正後の放射線画像と補正前の放射線画像のそれぞれから、周期信号を除去する除去工程と、
周期信号が除去された前記補正後の放射線画像と、周期信号が除去された前記補正前の放射線画像とに基づいて前記補正工程による補正の適否を判定する判定工程と、を有することを特徴とする放射線画像処理方法。
【請求項２１】
放射線画像に存在する、補正対象である第一の画素を補正するための補正係数を、前記第一の画素に隣接する、前記第一の画素以外の第二の画素を用いて補正するための補正係数を算出する第１の算出工程と、
前記第１の算出工程で算出された前記補正係数から周期信号の影響を除去した補正係数を算出する第２の算出工程と、
前記第２の算出工程で算出された補正係数を用いて前記第一の画素を補正する補正工程と、を有することを特徴とする放射線画像処理方法。
【請求項２２】
コンピュータを、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の放射線撮影装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【請求項２３】
コンピュータを、請求項１６または１７に記載の放射線画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【請求項２４】
請求項２２または２３に記載のプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像（たとえばＸ線画像）中に存在する、放射線に損失が生じた画素を補正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｘ線を電荷信号として蓄積し、それをデジタル信号に変換して診断画像を提供するフラットパネルディテクタ（以下、ＦＰＤ）が実用化されている。このようなＦＰＤを用いたＸ線撮影装置では、Ｘ線発生装置によるＸ線照射とＦＰＤによる撮影動作の間の同期をとって撮影を実行するように構成されている。
【０００３】
これに対し、既存のモダリティのフィルムやイメージングプレート部分をＦＰＤに置き換えたいという市場要求も多くある。このような既存のモダリティの撮影部をＦＰＤに置き換えようとする場合、Ｘ線発生装置とＦＰＤ間を同期させるためのインターフェースの構築が困難なことがある。特許文献１ではＸ線発生装置とＦＰＤ間のインターフェースを設けずに、ＦＰＤ側でＸ線照射を検出し、自動的に蓄積動作を開始するＦＰＤが提案されている。
【０００４】
しかしながら、ＦＰＤ側で自動的にＸ線照射を検出して蓄積動作を開始する場合、Ｘ線を検出して蓄積動作を開始するまではある程度のＸ線照射が必要であり、その間はリセット動作が行われてしまう。このため、実際にＸ線照射が開始されてからＸ線の検出により蓄積動作が開始するまでの間に照射されたＸ線による電荷は排出され、排出された電荷は出力値に寄与することはできない。従って、電荷が排出されてＸ線情報に損失が生じた画素（以後、この画素をＸ線欠損画素と呼ぶ）と電荷が排出されていない画素（以後、この画素を非Ｘ線欠損画素と呼ぶ）においては、同一の入射Ｘ線量であっても出力値に相違が生じるという課題がある。
【０００５】
例えば、特許文献１ではＸ線検出時のリセット動作を１ラインごとに行い、フレーム毎に偶数ライン、奇数ラインを入れ替えてリセット動作を行うため、Ｘ線照射から蓄積動作開始までに電荷が排出されるのは１ライン置きとなる。その結果、電荷が排出されたライン（以後、このラインをＸ線欠損ラインと呼ぶ）と電荷が排出されていないライン（以後、このラインを非Ｘ線欠損ラインと呼ぶ）が交互に発生し、ライン間での出力値の相違が画像上において縞状に現れるという課題がある。なお、この課題について特許文献１ではＸ線欠損ラインのデータを欠陥として破棄し、周囲の画素の線形補間によって補正する方法が開示されている。
【０００６】
また、上述以外の方法として、Ｘ線欠損ラインと隣接する非Ｘ線欠損ラインからＸ線欠損ラインにおけるＸ線の欠損率を求め、欠損率に応じてデジタル的に出力値を増幅する方法が近年提案されている。この方法では、Ｘ線欠損ラインを欠陥として破棄する方法に比べ、Ｘ線欠損ラインの情報を有効活用できるため、より好適な補正結果が得られる。
【０００７】
ところで、Ｘ線画像には、上述したようなリセット動作によるＸ線の損失の他に、被検体とは関係の無い信号が重畳される場合がある。たとえば、Ｘ線が被検体内部を通る際に発生する散乱線を除去するグリッドと呼ばれる器具を被検体と放射線の受像面の間に配置し撮影を行う場合がある。このグリッドは、鉛等の放射線遮蔽物質と、アルミニウムやカーボン等の放射線透過物質とを、所定の幅で交互に並べて構成することで散乱線を除去する。しかしながら、グリッドを配置すると放射線遮蔽物質を通る直接線の一部も除去されるため、画像上に周期的信号（グリッド縞とも言う）が発生してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−２４９８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
リセット動作に限らず、上述したようなＸ線欠損ラインやＸ線欠損画素は画質を劣化させるものであり、これを補正することは適切な診断画像を得るために必要なものである。しかしながら、グリッド等により、さらに別の要因でＸ線情報が変化した場合に、そのようなＸ線情報の変化が上述したＸ線欠損画素の補正に悪影響を与え、補正により更に画像を劣化させる場合がある。たとえば、グリッドの縞目の方向と走査線の方向が並行となる条件でグリッドを配置した場合、Ｘ線を自動で検出する際に生じるＸ線欠損ラインによる縞目とグリッドの縞目の方向が一致することになる。特許文献１の方法では、このような場合に両者の縞目が干渉し、補正が適切に行えなくなり、補正を行うことで却って画質を悪くする可能性がある。なお、上述の課題はグリッドの縞目の方向と走査線の方向が垂直になるように配置すれば解決される。しかしながら、グリッドを誤って配置する可能性があり、その場合は補正が適切に行えなくなる可能性がある。
【００１０】
本発明は上記の課題に鑑みてされたものであり、その例示的な目的は、放射線に損失が生じた補正対象画素が適切に補正されているかどうかを判定可能な装置、方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための、本発明の一態様による放射線撮影装置は以下の構成を備える。すなわち、
放射線検出手段により検出された放射線量に基づいて放射線画像を取得する取得手段と、
前記放射線画像に存在する、補正対象である第一の画素を、前記第一の画素以外の第二の画素を用いて補正する補正手段と、
前記補正手段による補正後の放射線画像と補正前の放射線画像のそれぞれから、周期信号を除去する除去手段と、
周期信号が除去された前記補正後の放射線画像と、周期信号が除去された前記補正前の放射線画像とに基づいて前記補正手段による補正の適否を判定する判定手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
放射線照射を自動的に検出して放射線画像を取得した際に発生する放射線欠損画素が適切に補正されているかどうかを判定することで、適切に補正が行えないことによる画質劣化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第一実施形態によるＸ線撮影装置全体の構成図。
【図２】第一実施形態における処理手順を示すフローチャート。
【図３】ＦＰＤの回路構成を説明する図。
【図４】ＦＰＤの駆動を説明する図。
【図５】Ｘ線欠損ラインでの出力値の低下を説明する図。
【図６】補正係数の算出方法を説明する図。
【図７】グリッドの有無による補正係数の違いを説明する図。
【図８】局所回帰の重み関数を説明する図。
【図９】画素値の低下率を説明する図。
【図１０】第二実施形態によるＸ線撮影装置全体の構成図。
【図１１】第二実施形態における処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第一実施形態＞
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。本発明は、放射線を検出する放射線検出層部により検出された放射線量から放射線画像を取得し、放射線画像処理を行う放射線撮影装置、例えば図１に示すようなＸ線撮影装置１００に適用される。Ｘ線撮影装置１００は、Ｘ線照射を自動的に検出してＸ線画像を取得した際に、リセット動作によってＸ線が損失することにより発生する、Ｘ線画像中のＸ線欠損画素を補正するためのＸ線画像処理を実行する機能を有する。
【００１５】
上述のようなＸ線撮影装置１００において、放射線発生部の一例であるＸ線管１０１は被検体１０３にＸ線を照射する。Ｘ線発生装置１０４は曝射スイッチ（不図示）の押下でＸ線管１０１に高電圧パルスを与え、Ｘ線を発生させる。ＦＰＤ１０２はＦＰＤ制御部１０５に制御されて、被検体１０３を透過したＸ線を蛍光体により可視光に変換し、フォトダイオードで検出する。検出された電気信号はＡＤ変換されてＦＰＤ制御部１０５に送信される。ＦＰＤ制御部１０５には画像処理部１０９、画像保存部１０８が備えられ、１又は複数のコンピュータ（不図示）が内蔵される。
【００１６】
ＦＰＤ制御部１０５が有するコンピュータには、例えば、ＣＰＵ等の主制御部、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶部が具備されている。また、コンピュータには、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のグラフィック制御部、ネットワークカード等の通信部、キーボード、ディスプレイ又はタッチパネル等の入出力部等が具備されていてもよい。なお、これらの各構成は、バス等により接続され、主制御部が記憶部に記憶されたプログラムを実行することで制御される。モニタ１０６は受信されたデジタル信号や画像処理部１０９で処理したデジタル信号を画像として表示する。操作部１０７は画像処理部１０９やＦＰＤ１０２に対するユーザからの指示を入力する。画像保存部１０８はＦＰＤ制御部１０５から出力されたデジタル信号や画像処理部１０９で処理された画像データを保存する。また、画像処理部１０９は、ＦＰＤ１０２で撮影した画像のＸ線欠損画素を補正するものであり、第一の補正係数算出部１１０、第二の補正係数算出部１１１、補正部１１２、周期信号除去部１１３、判定部１１４を具備する。
【００１７】
以上のような構成を備えたＸ線撮影装置１００において、本実施の形態の特徴的な部分の動作について、図２に示すフローチャートを用いて具体的に説明する。まず、Ｘ線発生装置１０４により高電圧パルスをＸ線管１０１に印加し、Ｘ線を被検体１０３に照射する。ＦＰＤ１０２はＸ線照射が開始されたのち、Ｘ線照射を自動で検出することで蓄積動作を開始し、Ｘ線画像を取得する（Ｓ２０１）。
【００１８】
ここで、Ｘ線の照射開始を自動で検出、判定するための駆動について図３〜図５を用いて具体的に説明する。図３にＦＰＤ１０２の回路構成を示す。ＦＰＤ１０２は、ＴＦＴ３０２とフォトダイオード３０３から形成された画素を有し、ガラス基板３０１上には、縦横ともに数千個の画素が形成されている。なお、図３では説明のため縦横ともに４画素から構成されるＦＰＤを示している。走査線制御回路３０６はＧ１〜Ｇ４に順次オン信号を印加してＴＦＴ３０２のスイッチをオンにする。Ｇ１〜Ｇ４は走査線であり、各走査線にオン信号を印加するとＴＦＴ３０２がスイッチオンになり、１ラインずつフォトダイオード３０３の出力電荷を読み出せる。Ｓ１〜Ｓ４は信号線であり、フォトダイオード３０３から読み出された電荷は信号線を伝達して、信号検出回路３０５で読み取られる。信号検出回路３０５は読み取られた信号を保持、増幅、ＡＤ変換などの処理を経てデジタル信号としてＦＰＤ制御部１０５に出力する。電源３０４は各フォトダイオード３０３に動作電圧を供給する。
【００１９】
図４に本実施形態におけるＦＰＤ１０２の駆動を示すタイミングチャートを示す。ＦＰＤ１０２はＸ線が照射されていない場合、Ｘ線検出駆動で待機する。このとき、走査線制御回路３０６は第１フレームにおいて、走査線をＧ１、Ｇ３…というように奇数番目だけ順次駆動する。そして、奇数番目の走査線に接続された画素の暗電荷を読み取り、リセットする。次の第２フレームにおいて走査線制御回路３０６は走査線をＧ２、Ｇ４…というように偶数番目だけを順次駆動して、偶数番目の走査線に接続された画素をリセットする。こうして、奇数フレームでは奇数ラインをリセットし、偶数フレームでは偶数ラインをリセットすることで、奇数ラインと偶数ラインが交互にリセットされる。
【００２０】
ここで、ＦＰＤ制御部１０５の信号検出回路３０５ではＸ線照射を検出するためにリセットされた電荷をモニタリングしている。Ｘ線が照射されると、フォトダイオード３０３により電荷が生成されるため、信号線の出力が上昇する。ＦＰＤ制御部１０５は、この出力があらかじめ決められた閾値を超えたとき、Ｘ線が照射されたとみなし、全てのＴＦＴ３０２をオフにすることで、蓄積動作を開始する。
【００２１】
ところで、上述のＸ線照射を検出するための閾値が小さいほどＸ線照射を素早く検出できるが、ノイズなどによる誤検知が発生しやすくなる。したがって、閾値はそのような誤動作を考慮してある程度大きな値に設定する必要がある。その結果、Ｘ線照射が開始されてからＸ線照射を検出するまでに少なからずタイムラグが生じる。このタイムラグにより、蓄積動作に入るまでに照射されたＸ線による電荷は出力値に寄与することはできず、本来の出力値よりも値が小さくなる。すなわち、Ｘ線が損失した補正対象画素（本明細書では欠損画素と呼ぶ）が並ぶ補正対象ラインが生成されてしまう。
【００２２】
図５は、均一なＸ線が照射された場合における出力値の低下を示した模式図である。ここで、図５（ａ）は１つの矩形を１つの画素として表したものである。図５（ｂ）は、図５（ａ）の各行の画素の出力値の和を棒グラフで表したものである。なお、均一なＸ線が照射された場合、Ｘ線照射を検出するまでにタイムラグがなければ各行の出力値の和は略同じになる。ここで、偶数ラインＧ４でＸ線の照射が開始され、偶数ラインＧ８でＸ線の照射が検出されたとする。この場合、図５（ｂ）のようにリセット動作が行われた偶数ラインＧ４、Ｇ６、Ｇ８においてＸ線が損失しており、本来の出力値よりも値が小さくなる。これらのラインＧ４、Ｇ６、Ｇ８は補正対象ラインである。一方、その他のラインには、リセット動作によるＸ線の損失が発生しておらず、これらのラインは補正の必要の無い画素（すなわち、補正対象の画素以外の画素、以下、非補正対象画素という）が並ぶ非補正対象ラインとなる。
【００２３】
なお、出力値の低下はＸ線照射が開始されてからリセット動作が行われるまでのタイムラグに依存し、タイムラグが大きいほど低下も大きくなる。よって、本実施形態の動作では、Ｇ１から順次リセット動作を行うため、図５（ｂ）のようにＸ線照射が開始されたＧ４からＧ６、Ｇ８と出力値の低下は大きくなる。
【００２４】
また、出力値の低下は撮影条件に依存する。例えば、照射されるＸ線量が多いほど、Ｘ線照射を検出するために排出される電荷が出力値に寄与する割合は小さくなり、撮影条件によっては視覚的に無視可能（Ｘ線欠損画素の補正が不要）なレベルの低下量となる場合もある。
【００２５】
以上、説明したような動作によって得られたＸ線画像は、補正対象画素が並ぶ補正対象ラインと、非補正対象画素が並ぶ非補正対象ラインとが交互に存在する部分を有することになる。そして、そのようなＸ線画像は、画像処理部１０９に転送され出力値が低下した補正対象ライン（以下、Ｘ線欠損ラインと称する）の補正が行われる。以下に具体的な補正方法について説明する。
【００２６】
まず、補正係数算出部１１０において、Ｘ線欠損ラインの出力値を補正するための補正係数を算出する（Ｓ２０２）。通常、各画素の出力値Ｖ（以後、各画素の出力値を画素値と呼ぶ場合がある）は画素に入射されるＸ線量Ｘに比例したゲイン成分と暗電流等によるオフセット成分Ｄとの和で決まり、比例定数をＡとおけば、画素値ＶとＸ線量Ｘとの関係は以下となる。
【数１】
2015080519.tif 000003
【００２７】
これに対し、Ｘ線欠損ラインの画素値Ｖdでは、画素に入射されるＸ線量Ｘの一部がリセット動作により失われ、画素値に寄与するＸ線量は１／Ｇ倍に減少する。よって、Ｘ線欠損ラインの画素値ＶdとＸ線量Ｘとの関係は以下となる。
【数２】
2015080519.tif 000004
【００２８】
したがって、式（１）、式（２）よりＸ線欠損ラインの画素値Ｖdと本来の画素値Ｖとの関係は以下となる。
【数３】
2015080519.tif 000005
なお、式（３）のＧ，Ｄの値は未知であり、これら２つを補正係数として算出することで、Ｘ線欠損ラインの画素値Ｖdを本来の画素値Ｖに補正することができる。
【００２９】
そこで、本実施形態では、Ｘ線欠損ラインと相関の高い隣接する非Ｘ線欠損ライン（すなわち非補正対象ライン）の画素値を利用して補正係数Ｇ，Ｄを回帰分析により算出する。より具体的には、図６のようにＸ線欠損ラインの各列ｉの画素値を{xi|i=1,2,…,n}、上下に隣接する非Ｘ線欠損ラインの各列ｉの画素値をそれぞれ{yi,1|i=1,2,…,n}、{yi,2|i=1,2,…,n}とする。そして、各列の画素値は略同じ値をとると仮定すれば、Ｘ線欠損ラインの画素値ｘと非Ｘ線欠損ラインの画素値ｙの関係は以下の式（４）となる。
【数４】
2015080519.tif 000006
【００３０】
ここで、式（４）のようにｘとｙの関係は、傾きＧ、切片Ｄ・（１−Ｇ）の１次式で表され、直線回帰分析により、Ｇ，Ｄを算出することができる。例えば、直線回帰分析の方法として最小二乗回帰を用いる場合、式（５）で表わされる誤差Ｅを最小化する傾きａおよび切片ｂを求め、求めた傾きａと切片ｂから式（６）により補正係数Ｇ，Ｄを算出すれば良い。
【数５】
2015080519.tif 000007
【数６】
2015080519.tif 000008
【００３１】
ここで、本実施形態では、最小二乗回帰を用いた方法を説明したが、この方法に限定されるものではなく、ＭＡ回帰やＲＭＡ回帰等の既に公知の方法を用いても同様に補正係数を算出することができる。また、本実施形態では各列の画素値は略同じ値をとることを仮定して補正係数を求めたが、急峻なエッジ等が存在する場合においては、この仮定が成り立たない画素が存在する。よって、このような外れ値の対策としてＭ推定、ＬＭｅｄＳ推定、ＲＡＮＳＡＣ等の公知のロバスト回帰を用いることもできる。
【００３２】
以上、１つのＸ線欠損ラインに対する補正係数Ｇ，Ｄの算出方法について説明したが、すべてのＸ線欠損ラインに対して同様の処理を行い、各々のＸ線欠損ラインに対する補正係数Ｇ，Ｄを算出する。なお、Ｘ線照射が開始されたタイミングは未知であるため、どのラインまでがＸ線欠損ラインであるかは不明である。そこで、本実施形態ではＸ線照射を検出したタイミングにリセット動作がなされたラインから順次リセット動作がなされたラインをさかのぼっていき、ceil（全ライン数／２）−１のラインに対して補正係数Ｇ，Ｄを算出する。例えば、図５（ｂ）では、全ライン数１０に対して、Ｘ線照射を検出したタイミングにリセット動作がなされたＧ８から順にＧ６、Ｇ４、Ｇ２と実際にはＸ線欠損ラインではないＧ２も含めて４ラインの補正係数Ｇ，Ｄを求めていく。なお、Ｘ線照射を検出したタイミングにリセット動作がなされたラインから所定のライン数分をさかのぼって補正対象のラインとしてもよい。この場合、所定のライン数とは、予め十分なライン数を計算あるいは実験により求めておけばよい。
【００３３】
なお、ここでは、Ｘ線欠損ラインと相関の高い隣接する非Ｘ線欠損ラインの画素値は補正後において略同じ値をとると仮定して補正係数Ｇ，Ｄを求めた。しかしながら、グリッドの縞目の方向と走査線の方向が並行となる条件でグリッドを配置した場合では、隣接する非Ｘ線欠損ラインとの相関が低くなる場合があり、この仮定が成り立たない。そのため、グリッドの周期信号が補正係数に重畳することとなる。そこで、第二の補正係数算出部１１１は、第一の補正係数算出部１１０で求めた補正係数からグリッドに起因する周期信号の影響を除去した補正係数を算出する（Ｓ２０３）。
【００３４】
ところで、Ｘ線照射を検出したタイミングにリセット動作がなされたラインから、順次リセット動作がなされたラインをさかのぼって計算した補正係数Ｇをグラフ化すると図７となる。なお、図７では、Ｘ線照射を検出したタイミングにリセット動作がなされたラインをライン番号０として、順次番号を付与している。ここで、グリッドが装着されていない場合やグリッドの縞目の方向と走査線の方向が直交となる条件でグリッドを配置した場合においては、図７（ａ）のように正確な補正係数Ｇを算出することができる。しかしながら、グリッドの縞目の方向と走査線の方向が並行となる条件でグリッドが配置された場合は、図７（ｂ）のように、グリッドに起因する周期信号が重畳し、補正係数Ｇが振動してしまい、正確な補正係数Ｇを算出することができない。なお、図示しないが補正係数Ｄについても同様である。そこで、このような周期信号を除去した補正係数を算出する。
【００３５】
本実施形態では、LOWESSを用いて、グリッドの周期信号を除去するものとし、図７におけるライン番号をｉとし、ライン番号ｉにおける補正係数をＧiとすると、下記のような一次式にてグリッドの周期信号を除去したＧｃiを各ラインで算出する。
【数７】
2015080519.tif 000009
【００３６】
ここで、式（７）のａiおよびｂiは未知であり、これらの値をライン番号ｉを中心とした局所回帰にて算出する。より具体的には、ライン番号ｉに対する回帰係数ａiおよびｂiを算出する場合、下記式で表わされる誤差Ｅiが最小となる値を最小二乗近似にて算出する。
【数８】
2015080519.tif 000010
【００３７】
なお、ｗkは図８に示すような重み関数であり、ライン番号ｉで１となり、ｉから参照するサンプルｋとの距離が離れるに従い値が小さくなり、ｄを超えると０となるものである。よって、上述で求められる補正係数Ｇｃは、各ラインに対する補正係数Ｇを±ｄの範囲で直線近似したものとなる。従って、ｄをグリッドの周期よりもある程度大きな値に設定すれは、グリッドの周期信号は直線に当てはめることができないため、図７（ｂ）に示すようにグリッドの周期信号を除去することができる。
【００３８】
ここで、ｄの値について特に限定するものではないが、例えば本実施形態では、グリッドの周期の５倍に設定される。なお、グリッドの周期信号の周期は、設置されるグリッドの密度に応じて予め算出しておけばよい。また、補正係数Ｇのパワースペクトルから算出するようにしてもよい。
【００３９】
以上、補正係数Ｇからグリッドの周期信号を除去したＧｃを算出する方法を説明したが、補正係数Ｄについても、同様の方法によりグリッドの周期信号を除去したＤｃを算出する。また、本実施形態では回帰式として１次式を用いたが、これに限定されるものではなく、多項式を回帰式として用いても良い。また、異常値に頑健なRobust LOWESS等を用いることも可能である。
【００４０】
また、本実施の形態では局所回帰を用いた平滑化によりグリッドの周期信号を除去したが、それ以外にローパスフィルタ等を用いた平滑化によってグリッドの周期信号を除去してもよい。また、正しい補正係数の波形をモデル化し、補正係数Ｇをこのモデルにフィッティングすることでグリッドの周期信号を除去してもよい。
【００４１】
次に、補正部１１２において、求めた補正係数Ｇｃ，Ｄｃを用いて、Ｘ線画像における欠損画素の補正を行う（Ｓ２０４）。具体的には、Ｘ線欠損ラインｋの各列ｉの画素値をそれぞれ{Vk(i)|i=1,2,…,n}、そのラインに対する補正係数をＧｃk、Ｄｃkとすれば、下記式にて補正後の画素値V’k(i)を全てのＸ線欠損ラインに対して算出する。
【数９】
2015080519.tif 000011
【００４２】
次に、周期信号除去部１１３において、画像に重畳するグリッドの周期信号をフィルタリングにより除去する（Ｓ２０５）。具体的には画像上のグリッドの周波数をｆｇ（rad/sample）とすれば、下記の式（０）で算出したＮ次のＦＩＲフィルタｈを用いて、グリッド縞を除去する。
【数１０】
2015080519.tif 000012
【００４３】
なお、（１０）式で算出されるＦＩＲフィルタはグリッドの周波数ｆｇ以上の周波数を阻止するローパスフィルタとなっている。ここで、一般的に使用されるグリッドの密度は画像の主要な構造である低周波成分への影響を考慮して画像上において高い周波数となるようなものを選択されるものであり、画像上において０．５π（rad/sample）以上の周波数となる。そこで、本実施形態では、ｆg＝０．５πとすることで、一般的に使用されるグリッドの密度に対応したＦＩＲフィルタを算出する。
【００４４】
次に、上述のＦＩＲフィルタを用いてグリッドを除去する。なお、ここでは走査線の方向と並行な縞目のグリッドを除去することが目的であるため、画像上の走査線と直交する方向に対し上記のＦＩＲフィルタにてフィルタリングを行えばよい。また、本実施形態では、後段にて補正前後の画像を用いるため、補正前の画像および、補正部１１２にて補正された画像の両者に対して各々フィルタリングを行う。
【００４５】
次に、判定部１１４において、Ｓ２０４で行った補正の適否を判定する（ｓ２０６）。具体的には、グリッドの周期信号を除けば、Ｘ線欠損ラインと距離の近い非Ｘ線欠損ラインの補正後の画素値は略同じ値をとると仮定し、補正した画像が適切かどうかを判定する。
【００４６】
ここで、本実施形態による駆動では、上述した通り、Ｘ線照射が検出されたラインで最も画素値の低下率が大きく、順に低下率は小さくなりＸ線照射が開始されたラインで最小となる。また、Ｘ線欠損ラインは１ライン置きに発生する。この画素値の低下率をグラフ化すると図９（ａ）となる（図９ではＸ線照射が検出されたライン番号を０として表記している）。ここで、上述した周期信号除去を行った場合、ナイキスト周波数にピークをもつ１ライン置きの振動成分はグリッドの周期信号と共に除去され図９（ｂ）のような楔状の波形となる。
【００４７】
そこで、本実施の形態では、この楔状の波形の段差を評価することで補正が適切に行われたか否かを評価する。具体的には、Ｘ線照射が検出されたラインの各列ｉの画素値をそれぞれ{xi|i=1,2,…,n}、画像上において下（図９（ｂ）では左）にｍライン離れた非Ｘ線欠損ラインの各列ｉの画素値を{yi,m|i=1,2,…,n}とする。そして、両者の各列の画素値は補正が適切になされた場合に略同じ値をとると仮定すれば、Ｘ線欠損ラインの画素値ｘと非Ｘ線欠損ラインの画素値ｙの関係は以下となる。
【数１１】
2015080519.tif 000013
【００４８】
よって、下記式で表わされる誤差Eを最小化する傾きaを最小二乗近似で求め、傾きａが略１であれば、適切な補正がなされたことが判定できる。
【数１２】
2015080519.tif 000014
ここで、ｍは任意の値を設定すれば良く、特に限定するものではないが本実施の形態では例えば１０とする。
【００４９】
なお、本実施形態は、補正を行うことで却って画質を悪くする可能性があるか否かを判定するものである。そこで、補正前後のＸ線照射が検出されたラインに対し、（１２）式にて傾きａを求め、補正後の傾きが補正前の傾きに対して１に近づいた場合、すなわち段差が小さくなる場合に補正が適切であると判定する。具体的には、Ｓ２０４における補正前のラインから求めた傾きをａo、Ｓ２０４における補正後のラインから求めた傾きをａcとすれば、下記の条件を満たす場合に補正が適切であると判定する。
【数１３】
2015080519.tif 000015
【００５０】
また、補正が適切に行われない理由はグリッドに起因する周期信号の影響が大きい場合である。すなわち、第一の補正係数算出部１１０で求めた補正係数が図７（ａ）のような場合においては補正が適切に行われる。また、図７（ｂ）のようにグリッドに起因する周期信号が重畳する場合においても、求めるべき楔状の波形に対して相対的にグリッドの振幅や周期が小さい場合は、その影響は小さく補正を適切に行うことができる。よって、グリッドに起因する周期信号の影響が大きい場合にのみ（１３）式による判定を行えば、さらに判定精度を高めることができる。
【００５１】
そこで、本実施形態では、第一の補正係数算出部１１０で算出した補正係数Ｇと第二の補正係数算出部１１１で算出した補正係数Ｇｃを用いてグリッドに起因する周期信号の影響が大きいか否かを判定する。具体的には、ライン番号ｉの補正係数をそれぞれＧi、Ｇｃiとすれば、下記式にて決定係数Ｒ２を算出する。
【数１４】
2015080519.tif 000016
【００５２】
ここで、決定係数Ｒ２は０〜１の値をとり、補正係数ＧとＧｃの差が大きいほど小さな値となるものである。よって、図７（ｂ）のようにグリッドに起因する周期信号が重畳し、かつ影響が大きいほど差が大きくなり、結果として決定係数Ｒ２は小さな値をとる。したがって、下記の条件の場合はグリッドに起因する影響が大きいと判定する。
【数１５】
2015080519.tif 000017
ここで、ＴＨはグリッドの影響度合いを判定する閾値であり、本実施形態では例えば０．９５とする。
【００５３】
以上、述べた２つの判定基準を用いて補正が適切か否かの判定を行う。具体的には、（１５）式を満たし、（１３）式を満たさない場合に補正が適切に行われなかったと判定し、それ以外の条件の場合は補正が適切に行われたと判定する。なお、たとえば、式（１３）、または式（１５）のいずれか一方のみを用いて補正の適否を判定するようにしてもよい。
【００５４】
ここで、本実施の形態では、補正が適切に行われなかったと判定した場合は、補正結果を棄却し、補正前の画像を処理済みデータとして画像保存部１０８に保存する。これにより、補正の結果により却って画質を悪くする可能性を低減することができる。なお、補正が適切に行えないケースは、上述の如く求めるべき楔状の波形に対して相対的にグリッドの振幅や周期が大きい場合である。これは、言い換えれば補正対象である楔状の波形が相対的に非常に小さく、補正をしなくても視覚的に無視可能なレベルであることが多いものである。
【００５５】
なお、補正が適切に行われなかったと判定された場合は、補正前の画像を処理済みデータとして画像保存部１０８に保存するとともに、補正が実行できなかった旨をモニタ１０６を介して、操作者に明示的に報知しても良い。
＜第２実施形態＞
【００５６】
本発明は、例えば図１０に示すようなＸ線撮影装置１０００に適用される。図１０に示されるＸ線撮影装置１０００は、図１に示したＸ線撮影装置１００に対し、第三の補正係数算出部１００１を備える構成としている。また、第２実施形態では、画像処理部１０９の処理手順を第１実施形態とは異なる、図１１に示したフローチャートに従った動作とする。
【００５７】
なお、図１０のＸ線撮影装置１０００において、図１のＸ線撮影装置１００と同様に動作する箇所は同じ符号を付し、その詳細は省略する。また、図１１に示すフローチャートにおいて、図２に示したフローチャートと同様に処理実行するステップは同じ符号を付し、ここでは、上述した実施形態１とは異なる構成についてのみ具体的に説明する。Ｓ２０１〜Ｓ２０６では、第１実施形態１と同様の処理が実行され、Ｓ２０４における補正の適否が判定される。
【００５８】
ここで、第１実施形態では、補正が適切に行われなかったと判定された場合は、補正前の画像を処理済みデータとして画像保存部１０８に保存した。これに対して本実施形態では、補正が適切に行われなかったと判定された場合に（Ｓ１１００でＮＯ）、第三の補正係数算出部１００１が再度補正係数の算出を行う（Ｓ１１０１）。
【００５９】
ここで、補正が適切に行われなかった理由は、上述した通りグリッドに起因する周期信号の影響が大きく、結果として第二の補正係数算出部１１１にて、その影響を十分に除去できなかったと考えられる。そこで、第三の補正係数算出部１００１では、第二の補正係数算出部１１１と同様にLOWESSにて補正係数を算出するが、その際に用いるパラメータを変更することでグリッドに起因する周期信号の影響をより強く除去した補正係数を算出する。
【００６０】
具体的には、上述した（８）式のｄを大きくして再度補正係数を算出する。ここで、ｄは直線回帰を行う幅を設定するパラメータであり、この値を大きくするほど、周期信号の影響をより強く除去することができる。なお、この値を大きくしすぎると、正しい補正係数に対する当てはまりも悪くなるため両者はトレードオフの関係となる。
【００６１】
そこで、本実施形態ではｄを逐次的に増加させ、補正が適切になるような最適解を求めていく。具体的には、第二の補正係数算出部１１１で設定されたｄに対し、幅を例えば５%増加させ、補正係数を算出する（Ｓ１１０１）。次に、Ｓ２０４にて新たに求めた補正係数を用いてＸ線欠損ラインの補正を行う。次に、Ｓ２０５〜Ｓ２０６にて補正結果を判定する。ここで、補正結果が適切でない場合は（Ｓ１１００）、さらにｄの幅を５%増加して再度補正結果を求める（Ｓ１１０１）。
【００６２】
以上の動作を補正結果が適切と判定されるまで、繰り返し実行する。これにより、グリッドに起因した周期信号の影響が大きい場合においても適切な補正を行うことができる。  
【００６３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。たとえば、上記実施形態では、補正対象画素が並ぶ補正対象ラインと、非補正対象画素が並ぶ非補正対象ラインとが交互に存在する場合を説明したが、これに限られるものではない。たとえば、Ｘ線の損失が生じている補正対象画素がＸ線の損失が生じていない非補正対象画素により補正可能に配置された画像であれば、上記実施形態による補正、ノイズレベルの低減を適用することができる。したがって、たとえば、ライン単位でリセットを行う構成ではなく、列ごとにリセットを行う構成に適用してもかまわない。また、たとえば補正対象画素と非補正対象画素が格子柄状に配置されるようなＸ線画像にも、上記処理を適用できることは明らかである。さらに、上記実施形態では、ライン単位でのリセット動作として、１ラインずつリセットを行う例を示したが、複数の偶数ラインまたは奇数ライン（例えば、図５の「Ｇ２とＧ４」、「Ｇ６とＧ８」を同時にリセットするようにしてもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、グリッドの挿入により形成される周期信号を除去する場合を説明したが、これに限られるものではない。
【００６５】
また、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（実施形態では図に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。
【００６６】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【００６７】
プログラムを供給するためのコンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えば、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、MO、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM、DVD(DVD-ROM，DVD-R)などがある。
【００６８】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるWWWサーバも、本発明に含まれるものである。
【００６９】
また、本発明のプログラムを暗号化してCD-ROM等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【００７０】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOSなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【図１】
2015080519.tif 000018
【図２】
2015080519.tif 000019
【図３】
2015080519.tif 000020
【図４】
2015080519.tif 000021
【図５】
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【図６】
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【図７】
2015080519.tif 000024
【図８】
2015080519.tif 000025
【図９】
2015080519.tif 000026
【図１０】
2015080519.tif 000027
【図１１】
2015080519.tif 000028