(57)【要約】【課題】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を好適に補正する。【解決手段】  放射線撮影装置は、放射線検出手段により検出された放射線から放射線画像を取得し、放射線画像における、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参照して補正し、第一の画素を補正したことにより生じるノイズレベルの増加を評価する評価値を算出し、算出された評価値に基づいて、補正後の第一の画素に対してノイズレベルを低減する処理を行う。【選択図】  図１
2015080518.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から放射線画像を取得する取得手段と、
前記放射線画像における、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参照して補正する補正手段と、
前記補正手段により前記第一の画素を補正したことにより生じるノイズレベルの増加を評価する評価値を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された評価値に基づいて、補正後の前記第一の画素に対してノイズレベルを低減する処理を行う低減手段と、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、前記第一の画素の画素値と、前記第一の画素に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により補正係数を取得し、前記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】
前記算出手段は、
前記第一の画素の補正前の画素値に対応した放射線量におけるノイズレベルが前記補正手段の補正により増加したノイズレベルと、前記第一の画素の補正後の画素値に対応した放射線量におけるノイズレベルとに基づいて前記評価値を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記ノイズレベルはノイズの標準偏差であることを特徴とする請求項３に記載の放射線撮影装置。
【請求項５】
前記算出手段は、σQを放射線量に依存した量子ノイズの標準偏差、σSを放射線量に依存しないシステムノイズの標準偏差、Ｇを前記補正手段による補正の倍率、Ｘを補正後の画素値に対応した放射線量とした場合に、
2015080518.tif 000021
により前記評価値を求めることを特徴とする請求項４に記載の放射線撮影装置。
【請求項６】
前記低減手段は、前記第一の画素の補正後のノイズレベルが、前記第一の画素に隣接する前記第二の画素のノイズレベルと等価になるように、前記ノイズレベルを低減することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項７】
前記低減手段は、補正後の前記第一の画素に対して、前記評価値に基づいて決定されるフィルタを適用してノイズレベルの低減を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項８】
前記低減手段は、補正後の前記第一の画素のノイズレベルを、隣接する複数の第二の画素とのフィルタリングによって行うことを特徴とする請求項７に記載の放射線撮影装置。
【請求項９】
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ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項１１】
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判定手段を更に備え、
前記放射線検出手段に放射線が照射されてから前記判定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ることにより、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１０に記載の放射線撮影装置。
【請求項１２】
前記補正手段は、前記補正対象ラインごとに、隣接する非補正対象ラインとの関係を直線回帰分析することにより前記補正対象ラインの補正係数を決定し、前記補正係数を用いて前記補正対象ラインの画素を補正することを特徴とする請求項１１に記載の放射線撮影装置。
【請求項１３】
前記判定手段により照射開始と判定されたラインから、前記リセットの実行の順をさかのぼって補正対象ラインを選択し、
前記補正係数が示す画素値の補正量が所定範囲となるラインまでを補正対象ラインとす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】
放射線画像における、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参照して補正する補正手段と、
前記補正手段により前記第一の画素を補正したことにより生じるノイズレベルの増加を評価する評価値を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された評価値に基づいて、補正後の前記第一の画素に対してノイズレベルを低減する処理を行う低減手段と、を備えることを特徴とする放射線画像処理装置。
【請求項１５】
放射線検出手段により検出された放射線から放射線画像を取得する取得工程と、
前記放射線画像における、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参照して補正する補正工程と、
前記補正工程で前記第一の画素を補正したことにより生じるノイズレベルの増加を評価する評価値を算出する算出工程と、
前記算出工程で算出された評価値に基づいて、補正後の前記第一の画素に対してノイズレベルを低減する処理を行う低減工程と、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１６】
放射線画像における、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参照して補正する補正工程と、
前記補正工程で前記第一の画素を補正したことにより生じるノイズレベルの増加を評価する評価値を算出する算出工程と、
前記算出工程で算出された評価値に基づいて、補正後の前記第一の画素に対してノイズレベルを低減する処理を行う低減工程と、を有することを特徴とする放射線画像処理方法。
【請求項１７】
コンピュータを、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載された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１８】
コンピュータを、請求項１４に記載された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１９】
請求項１７または１８に記載されたプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【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】
【０００８】
上述したようなＸ線の自動検出とＦＰＤのリセット動作に起因したものに限らず、Ｘ線欠損画素（Ｘ線欠損ライン）と非Ｘ線欠損画素（非Ｘ線欠損ライン）が存在するＸ線画像において、Ｘ線欠損画素（Ｘ線欠損ライン）を適切に補正することは重要である。Ｘ線画像におけるＸ線欠損画素あるいは不適切に補正されたＸ線欠損画素は、医師が行う読影に影響をおぼすからである。
しかしながら、上述のように、Ｘ線画像におけるＸ線欠損ラインの欠損率に応じて出力値を増幅する場合、信号だけでなく重畳するノイズもあわせて増幅されてしまう。そのため、特許文献１に記載のような駆動を用いた場合では、隣接するＸ線欠損ラインと非Ｘ線欠損ラインにおいて、入射Ｘ線量が略同等にも関わらず、ノイズレベルが異なることとなり、不自然な画像となってしまうという課題がある。
【０００９】
そこで、本発明の例示的な目的は、画素を補正する際に生じるノイズレベルの悪化を抑えることが可能な補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の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Ｘ線からＸ線画像を取得する取得手段と、
前記放射線画像における、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参照して補正する補正手段と、
前記補正手段により前記第一の画素を補正したことにより生じるノイズレベルの増加を評価する評価値を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された評価値に基づいて、補正後の前記第一の画素に対してノイズレベルを低減する処理を行う低減手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、画素の補正の際に生じるノイズレベルの悪化を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態によるＸ線撮影装置の構成例を示す図。
【図２】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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
上述のようなＸ線撮影装置１００において、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。
【００１５】
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、補正係数算出部１１０、補正部１１１、悪化度算出部１１２、ノイズ低減部１１３を具備する。
【００１６】
以上のような構成を備えた本実施形態のＸ線撮影装置１００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）。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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】
2015080518.tif 000003
【００２５】
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】
2015080518.tif 000004
【００２６】
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】
2015080518.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。
【００２７】
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】
2015080518.tif 000006
【００２８】
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】
2015080518.tif 000007
【数６】
2015080518.tif 000008
【００２９】
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。
【００３０】
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、補正対象ラインか否かの判定をいかようにして行う。すなわち、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補正対象ライン（Ｘ線欠損ライン）を選択してく。そして、選択された補正対象ライン（Ｘ線欠損ライン）の補正係数を求め、補正係数Ｇが所定の範囲、たとえば略１となるラインまで補正係数Ｇ，Ｄを算出すればよい。例えば、図５（ｂ）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Ｇ８から順にＧ６、Ｇ４と補正係数Ｇ，Ｄを求めていき、その補正量が所定範囲となった場合に補正係数の算出を終了する。たとえば、補正係数Ｇが略１となるラインＧ２で補正係数の算出を終了する。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。
【００３１】
次に、補正部１１１において、求めた補正係数Ｇ，Ｄを用いて欠損ラインの各欠損画素の補正を行う（Ｓ２０３）。具体的には、Ｘ線欠損ラインの各列ｉの画素値をそれぞれ{Vd(i)|i=1,2,…,n}、そのラインに対する補正係数をＧ，Ｄとし、下記の式（７）により補正後の画素値Ｖ（ｉ）を全てのＸ線欠損ラインに対して算出する。
【数７】
2015080518.tif 000009
【００３２】
次に、悪化度算出部１１２において、補正がなされたすべての画素の各々に対し、ノイズの悪化の度合いを算出する（Ｓ２０４）。ここでは、補正前の補正対象画素の画素値に対応したＸ線量におけるノイズレベルが、上述のような補正を行ったことにより増加したノイズレベルと、その補正後の画素値に対応したＸ線量におけるノイズレベルとに基づいて評価値を算出する。したがって、この評価値は、補正によるノイズレベルの悪化度を示すものとなる。通常、各画素の出力に重畳されるノイズレベルは、画素に入射されるＸ線量Ｘに比例する量子ノイズとＸ線量に依存しないシステム固有のシステムノイズが支配的である。そこで、量子ノイズの標準偏差をσQ、システムノイズの標準偏差をσSとすれば、各画素の出力に重畳されるノイズの標準偏差σは分散の加法性により下記式となる。
【数８】
2015080518.tif 000010
【００３３】
これに対し、Ｘ線欠損ラインの画素では、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、出力に寄与する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の出力に重畳されるノイズの標準偏差σdは下記式となる。
【数９】
2015080518.tif 000011
【００３４】
ここで、式（７）にて補正されたＸ線欠損ラインでは、補正の倍率であるＧにより、画素の出力値に含まれる信号成分がＧ倍されると同時に、ノイズもＧ倍される。すなわち、補正後のＸ線欠損ラインの画素の出力値に重畳されるノイズの標準偏差σCは、下記の式（１０）となる。
【数１０】
2015080518.tif 000012
【００３５】
したがって、補正されたＸ線欠損ラインの画素の出力値に含まれるノイズレベルは、本来の画素の出力値（Ｘ線量がＸの場合の出力値）に含まれるノイズレベルに対し、σC／σ倍にノイズレベルが増加することとなる。よって、各画素に対してこの値をノイズレベルの増加を表す評価値（以下、ノイズ悪化度Ｗ）として算出する。具体的な算出方法は下記の式（１１）となる。
【数１１】
2015080518.tif 000013
【００３６】
ここで、量子ノイズの標準偏差σQ、システムノイズの標準偏差σSは、撮影系で一意に決まる値であり、事前に算出した値を予め保持しておき、その値を用いれば良い。また、入射されるＸ線量Ｘは、上述した（１）式の関係を用いることで算出することができる。具体的には、補正された画像Ｖのｉ行ｊ列における画素値をＶ(i,j)とすれば、下記式にて各画素に入射されるＸ線量Ｘ(i,j)を各々算出することができる。
【数１２】
2015080518.tif 000014
【００３７】
ここで、Nはノイズの影響を除去するためのフィルタサイズを決定するものであり、本実施の形態では、例えば２とする。また、ＡはＸ線量Ｘを画素値Ｖに変換するために比例定数であり、センサによって一意に決まる値である。よって、事前に算出した値を予め保持しておき、その値を用いれば良い。
【００３８】
次に、ノイズ低減部１１３において、補正がなされたすべての画素に対し、ノイズ低減を行う（Ｓ２０５）。ここでは、隣接する画素におけるノイズレベルは同じであると仮定し、補正されたＸ線欠損画素のノイズレベルを隣接する非Ｘ線欠損画素と略等価となるように補正する。
【００３９】
本実施形態では、補正されたＸ線欠損画素と隣接する上下の非Ｘ線欠損画素の３点の重み付け加算（フィルタリング）によって補正されたＸ線欠損画素のノイズを低減する。具体的には、補正された画像Ｖのｉ行ｊ列における画素値をＶ(i,j)とすれば、下記式にてＸ線欠損画素のノイズを低減する。
【数１３】
2015080518.tif 000015
【００４０】
なお、式（１３）において、ａはノイズの低減度合を決定する重み係数であり、補正された画素Ｖ(i,j)のノイズレベルが隣接する画素Ｖ(i-1,j)、Ｖ(i+1,j)のノイズレベルと略等価となるように設定する。以下、ａの決定方法について説明する。
【００４１】
まず、補正されたＸ線欠損画素の出力に重畳するノイズの標準偏差をσT、隣接する画素の出力に重畳するノイズの標準偏差をσRとすれば、ノイズ低減後に得られる出力に重畳するノイズの標準偏差σは下記式となる。
【数１４】
2015080518.tif 000016
【００４２】
ここで、補正された画素Ｖ(i,j)のノイズレベルが隣接する画素Ｖ(i-1,j)、Ｖ(i+1,j)のノイズレベルと略等価になるための条件は以下である。
【数１５】
2015080518.tif 000017
また、σTとσRの関係は上述したノイズ悪化度Wから下記式となる。
【数１６】
2015080518.tif 000018
ここで、式（１５）と式（１６）を式（１４）に代入し、整理すると、
【数１７】
2015080518.tif 000019
となる。よって、（１７）式の条件を満たすように、すなわち、下記の式（１８）にてａを設定すれば良い。
【数１８】
2015080518.tif 000020
【００４３】
ここで、重み係数ａは悪化度Ｗに依存した値となるため、悪化度算出部１１２で算出した各画素の悪化度に基づいて各々の画素に対するａを算出し、ノイズ補正を行う。
【００４４】
なお、上記実施形態では、Ｘ線欠損画素のノイズ低減に上下２画素を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、斜めも含む６画素を用いてノイズ低減を行ってもよい。また、本実施形態は、線形フィルタでノイズ低減を行う方法を用いたが、これに限定されるものではなく、例えばεフィルタやバイラテラルフィルタ等のエッジを保存する非線形なフィルタを用いても良い。
【００４５】
さらに、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、ラインごとに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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
プログラムを供給するためのコンピュータ可読記録媒体としては、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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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】
2015080518.tif 000022
【図２】
2015080518.tif 000023
【図３】
2015080518.tif 000024
【図４】
2015080518.tif 000025
【図５】
2015080518.tif 000026
【図６】
2015080518.tif 000027