(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を透過した放射線のエネルギーに基づく画像に対して画像処理を実行する画像処理装置であって、
前記被検体を透過した前記放射線のエネルギーのフォトンに基づく第１投影データの所定方向の所定範囲の画素値に基づいて、所定の演算をした値を画素値とする第２投影データを生成する投影データ処理部と、
前記第１投影データを再構成して第１再構成画像を生成する第１再構成部と、
前記第２投影データを再構成して第２再構成画像を生成する第２再構成部と、
前記第２再構成画像に基づいて前記第１再構成画像を変換することにより、復元画像を生成する生成部と、
を備え、
前記投影データ処理部は、前記第１投影データに対して前記所定の演算を行うことにより、フォトン数が０であることを示す画素を前記第１投影データよりも少なくした前記第２投影データを生成する画像処理装置。
【請求項２】
被検体を透過した放射線のエネルギーに基づく画像に対して画像処理を実行する画像処理装置であって、
前記被検体を透過した前記放射線のエネルギーのフォトンに基づく第１投影データの所定方向の所定範囲の画素値に基づいて、所定の演算をした値を画素値とする第２投影データを生成する投影データ処理部と、
前記第１投影データを再構成して第１再構成画像を生成する第１再構成部と、
前記第２投影データを再構成して第２再構成画像を生成する第２再構成部と、
前記第２再構成画像に基づいて前記第１再構成画像を変換することにより、復元画像を生成する生成部と、
を備え、
前記生成部は、
前記第１再構成画像から第１フィルタ処理によって第１フィルタ値を算出し、前記第２再構成画像から第２フィルタ処理によって第２フィルタ値を算出するフィルタ処理部と、
前記第１フィルタ値および前記第２フィルタ値に基づいて、前記第１再構成画像を変換して前記復元画像を生成する変換部と、
を有する画像処理装置。
【請求項３】
前記変換部は、前記第２フィルタ値と前記第１フィルタ値との比の値に基づいて、前記第１再構成画像を変換して前記復元画像を生成する請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第１フィルタ処理および前記第２フィルタ処理は、平均値を算出するフィルタ処理、加重平均を算出するフィルタ処理、イプシロンフィルタによるフィルタ処理、バイラテラルフィルタによるフィルタ処理、またはメディアンフィルタによるフィルタ処理のうちいずれかの処理である請求項２または３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記所定方向は、前記第１投影データのチャネル方向、ビュー方向、スライス方向、時間方向、またはエネルギー方向のうち、いずれか１つ、または２以上の組み合わせである請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項６】
被検体を透過した放射線のエネルギーに基づく画像に対して画像処理を実行する画像処理装置であって、
前記被検体を透過した前記放射線のエネルギーのフォトンに基づく第１投影データの所定方向の所定範囲の画素値に基づいて、所定の演算をした値を画素値とする第２投影データを生成する投影データ処理部と、
前記第１投影データを再構成して第１再構成画像を生成する第１再構成部と、
前記第２投影データを再構成して第２再構成画像を生成する第２再構成部と、
前記第２再構成画像に基づいて前記第１再構成画像を変換することにより、復元画像を生成する生成部と、
を備え、
前記所定の演算は、前記所定範囲の画素値についての加重和を求める演算、該所定範囲の画素値についての非線形フィルタによる演算、または前記加重和からサブサンプリングして画素値とする演算のいずれかである画像処理装置。
【請求項７】
被検体を透過した放射線のエネルギーに基づく画像に対して画像処理を実行する画像処理装置であって、
前記被検体を透過した前記放射線のエネルギーのフォトンに基づく第１投影データの所定方向の所定範囲の画素値に基づいて、所定の演算をした値を画素値とする第２投影データを生成する投影データ処理部と、
前記第１投影データを再構成して第１再構成画像を生成する第１再構成部と、
前記第２投影データを再構成して第２再構成画像を生成する第２再構成部と、
前記第２再構成画像に基づいて前記第１再構成画像を変換することにより、復元画像を生成する生成部と、
を備え、
前記投影データ処理部は、
前記第１投影データに含まれるフォトン数が０であることを示す画素値の分布に基づいて、前記第２投影データを生成するための前記所定の演算の内容を決定する決定部と、
前記決定部により決定された内容の前記所定の演算によって、前記第１投影データから前記第２投影データを生成する処理部と、
を有する画像処理装置。
【請求項８】
被検体を透過した放射線のエネルギーに基づく画像に対して画像処理を実行する画像処理装置であって、
前記被検体を透過した前記放射線のエネルギーのフォトンに基づく第１投影データの所定方向の所定範囲の画素値に基づいて、所定の演算をした値を画素値とする第２投影データを生成する投影データ処理部と、
前記第１投影データを再構成して第１再構成画像を生成する第１再構成部と、
前記第２投影データを再構成して第２再構成画像を生成する第２再構成部と、
前記第２再構成画像に基づいて前記第１再構成画像を変換することにより、復元画像を生成する生成部と、
を備え、
前記投影データ処理部は、
前記所定の演算によって、前記第１投影データから前記第２投影データを生成する処理部と、
前記第２投影データに含まれるフォトン数が０であることを示す画素値の分布に基づいて、該第２投影データの生成が再度必要か否かを解析する解析部と、
を有し、
前記処理部は、前記解析部の解析結果が、前記第２投影データの再度の生成が必要であることを示す場合、前記所定の演算の内容を変更して、前記第２投影データを再度生成する画像処理装置。
【請求項９】
前記第１投影データに含まれるフォトン数が０であることを示す画素値の分布に基づいて、該第１投影データの信頼度を算出する信頼度算出部を、さらに備え、
前記変換部は、前記信頼度に基づいて、前記第１フィルタ値および前記第２フィルタ値に基づいて前記第１再構成画像を変換して前記復元画像を生成するか、該第１再構成画像をそのまま前記復元画像とするかを判定する、請求項２〜４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
被検体を透過した放射線のエネルギーに基づく画像に対して画像処理を実行する画像処理装置であって、
前記被検体を透過した前記放射線のエネルギーのフォトンに基づく第１投影データの所定方向の所定範囲の画素値に基づいて、所定の演算をした値を画素値とする第２投影データを生成する投影データ処理部と、
前記第１投影データを再構成して第１再構成画像を生成する第１再構成部と、
前記第２投影データを再構成して第２再構成画像を生成する第２再構成部と、
前記第２再構成画像に基づいて前記第１再構成画像を変換することにより、復元画像を生成する生成部と、
を備え、
前記第１投影データに含まれるフォトン数が０であることを示す画素値の分布に基づいて、該第１投影データの信頼度を算出する信頼度算出部を、さらに備え、
前記投影データ処理部は、前記信頼度に基づいて、前記第２投影データを生成するための前記所定の演算の内容を決定する画像処理装置。
【請求項１１】
前記第１投影データに含まれるフォトン数が０であることを示す画素値の分布に基づいて、該第１投影データの信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記信頼度を提示する提示部と、
前記変換部が前記第１フィルタ値および前記第２フィルタ値に基づいて前記第１再構成画像を変換して前記復元画像を生成するか、該第１再構成画像をそのまま前記復元画像とするかを選択、または、前記投影データ処理部が前記第２投影データを生成するための前記所定の演算の内容を選択するための操作入力を受け付ける選択部と、
をさらに備えた請求項２〜４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
前記被検体の周囲で前記放射線を照射するＸ線管と、
前記Ｘ線管から照射された前記放射線のエネルギーを検出する検出器と、
を備えたＸ線ＣＴ装置。
【請求項１３】
放射線が照射された被検体を透過した前記放射線のエネルギーに基づく画像に対して画像処理を実行するプログラムであって、
前記被検体を透過した前記放射線のエネルギーのフォトンに基づく第１投影データの所定方向の所定範囲の画素値に基づいて、所定の演算をした値を画素値とする第２投影データを生成する投影データ処理ステップと、
前記第１投影データを再構成して第１再構成画像を生成する第１再構成ステップと、
前記第２投影データを再構成して第２再構成画像を生成する第２再構成ステップと、
前記第２再構成画像に基づいて前記第１再構成画像を変換することにより、復元画像を生成する生成ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記投影データ処理ステップは、前記第１投影データに対して前記所定の演算を行うことにより、フォトン数が０であることを示す画素を前記第１投影データよりも少なくした前記第２投影データを生成する、プログラム。
【請求項１４】
放射線が照射された被検体を透過した前記放射線のエネルギーに基づく画像に対して画像処理を実行するプログラムであって、
前記被検体を透過した前記放射線のエネルギーのフォトンに基づく第１投影データの所定方向の所定範囲の画素値に基づいて、所定の演算をした値を画素値とする第２投影データを生成する投影データ処理ステップと、
前記第１投影データを再構成して第１再構成画像を生成する第１再構成ステップと、
前記第２投影データを再構成して第２再構成画像を生成する第２再構成ステップと、
前記第２再構成画像に基づいて前記第１再構成画像を変換することにより、復元画像を生成する生成ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記生成ステップは、
前記第１再構成画像から第１フィルタ処理によって第１フィルタ値を算出し、前記第２再構成画像から第２フィルタ処理によって第２フィルタ値を算出するフィルタ処理ステップと、
前記第１フィルタ値および前記第２フィルタ値に基づいて、前記第１再構成画像を変換して前記復元画像を生成する変換ステップと、
を有する、プログラム。
【請求項１５】
放射線が照射された被検体を透過した前記放射線のエネルギーに基づく画像に対して画像処理を実行するプログラムであって、
前記被検体を透過した前記放射線のエネルギーのフォトンに基づく第１投影データの所定方向の所定範囲の画素値に基づいて、所定の演算をした値を画素値とする第２投影データを生成する投影データ処理ステップと、
前記第１投影データを再構成して第１再構成画像を生成する第１再構成ステップと、
前記第２投影データを再構成して第２再構成画像を生成する第２再構成ステップと、
前記第２再構成画像に基づいて前記第１再構成画像を変換することにより、復元画像を生成する生成ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記所定の演算は、前記所定範囲の画素値についての加重和を求める演算、該所定範囲の画素値についての非線形フィルタによる演算、または前記加重和からサブサンプリングして画素値とする演算のいずれかである、プログラム。
【請求項１６】
放射線が照射された被検体を透過した前記放射線のエネルギーに基づく画像に対して画像処理を実行するプログラムであって、
前記被検体を透過した前記放射線のエネルギーのフォトンに基づく第１投影データの所定方向の所定範囲の画素値に基づいて、所定の演算をした値を画素値とする第２投影データを生成する投影データ処理ステップと、
前記第１投影データを再構成して第１再構成画像を生成する第１再構成ステップと、
前記第２投影データを再構成して第２再構成画像を生成する第２再構成ステップと、
前記第２再構成画像に基づいて前記第１再構成画像を変換することにより、復元画像を生成する生成ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記投影データ処理ステップは、
前記第１投影データに含まれるフォトン数が０であることを示す画素値の分布に基づいて、前記第２投影データを生成するための前記所定の演算の内容を決定する決定ステップと、
前記決定ステップにより決定された内容の前記所定の演算によって、前記第１投影データから前記第２投影データを生成する処理ステップと、
を有する、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像処理装置、Ｘ線ＣＴ装置およびプログラムに関する。 
【背景技術】
【０００２】
近年、シリコンをベースとした光電子増倍器の開発が盛んになると共に、光電子増倍器を用いたＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：コンピュータ断層撮影）装置等の放射線検出装置の開発が進んでいる。このようなＸ線ＣＴ装置の一例として、被検体を透過したＸ線のエネルギーごとのフォトン数で示されるスペクトルを検出するスペクトラルＣＴ装置がある。
【０００３】
このようなスペクトラルＣＴ装置において、注目する特定のエネルギー帯のサイノグラムから再構成して得られた断面画像の画素値である線減弱係数について、ノイズによって線減弱係数の算出精度が低下することを抑制するために、以下のような処置を施す技術がある。すなわち、上述の特定のエネルギー帯よりも広いエネルギー帯のサイノグラムから再構成して得られた断面画像を用いることによって、ノイズの影響が低減された線減弱係数で構成される断面画像を得る技術が提案されている。
【０００４】
しかし、このようなスペクトラルＣＴ装置において、照射するＸ線の線量が低い条件で撮像した場合、線減弱係数の高い被検体もしくは厚みがある被検体を撮像した場合、または、注目する特定のエネルギー帯を狭くした場合、検出器で検出されるフォトン数が０となるチャネルが発生する場合がある。このような場合、被検体の断面画像を構成する線減弱係数の算出精度が低下するという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開ＵＳ２０１３／０１０８０１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被検体の断面画像である復元画像の線減弱係数の算出精度を向上させる画像処理装置、Ｘ線ＣＴ装置およびプログラムを提供することを目的とする。 
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の画像処理装置は、被検体を透過した放射線のエネルギーに基づく画像に対して画像処理を実行する画像処理装置であって、投影データ処理部と、第１再構成部と、第２再構成部と、生成部と、を備える。投影データ処理部は、被検体を透過した放射線のエネルギーのフォトンに基づく第１投影データの所定方向の所定範囲の画素値に基づいて、所定の演算をした値を画素値とする第２投影データを生成する。第１再構成部は、第１投影データを再構成して第１再構成画像を生成する。第２再構成部は、第２投影データを再構成して第２再構成画像を生成する。生成部は、第２再構成画像に基づいて第１再構成画像を変換することにより、復元画像を生成する。投影データ処理部は、第１投影データに対して所定の演算を行うことにより、フォトン数が０であることを示す画素を第１投影データよりも少なくした第２投影データを生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係るＸ線検査装置の全体構成図である。
【図２】第１の実施形態の画像処理部のブロック構成の一例を示す図である。
【図３】サイノグラムを説明する図である。
【図４】検出器の特定のチャネルで検出されたエネルギーのスペクトルの一例を示す図である。
【図５】被検体サイノグラムの例を示す図である。
【図６】特定のエネルギー帯のフォトンで再構成した再構成画像の例を示す図である。
【図７】第２投影データで再構成した再構成画像の例を示す図である。
【図８】画像処理後の復元画像の例を示す図である。
【図９】第１の実施形態の画像処理部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】第１の実施形態の変形例１の投影データ処理部のブロック構成を示す図である。
【図１１】第１の実施形態の変形例１の画像処理部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】第１の実施形態の変形例２の投影データ処理部のブロック構成を示す図である。
【図１３】第１の実施形態の変形例２の画像処理部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１４】第２の実施形態の画像処理部のブロック構成の一例を示す図である。
【図１５】第２の実施形態の表示装置の表示内容の一例を示す図である。
【図１６】第２の実施形態の画像処理部の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る画像処理装置、Ｘ線ＣＴ装置および画像処理方法を詳細に説明する。また、以下の図面において、同一の部分には同一の符号が付してある。ただし、図面は模式的なものであるため、具体的な構成は以下の説明を参酌して判断すべきものである。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＸ線検査装置の全体構成図である。図１を参照しながら、Ｘ線検査装置１の全体構成の概要を説明する。
【００１１】
Ｘ線ＣＴ装置の一例であるＸ線検査装置１は、図１に示すように、Ｘ線を被検体４０に透過させてエネルギーごとのフォトン数で示されるスペクトルとして検出することにより、被検体４０の投影断面４１の断面画像を得るスペクトラルＣＴ装置またはフォトンカウンティングＣＴ装置等である。Ｘ線検査装置１は、図１に示すように、架台装置１０と、寝台装置２０と、コンソール装置３０（画像処理装置）と、を備えている。
【００１２】
架台装置１０は、被検体４０に対してＸ線を照射して透過させ、上述のスペクトルを検出する装置である。架台装置１０は、Ｘ線管１１と、回転フレーム１２と、検出器１３と、照射制御部１４と、架台駆動部１５と、データ収集部１６と、を備えている。
【００１３】
Ｘ線管１１は、照射制御部１４から供給される高電圧によりＸ線を発生する真空管であり、被検体４０に対してＸ線ビーム１１ａを照射する。Ｘ線管１１から照射されるＸ線のエネルギーごとのフォトン数で示されるスペクトルは、Ｘ線管１１の管電圧、管電流、および、線源に用いるターゲット（例えば、タングステン等）の種類によって定まる。そして、Ｘ線管１１から照射されたＸ線は、被検体４０を透過する際に、被検体４０を構成する物質の状態に応じて各エネルギーのフォトン数が減少してスペクトルが変化する。
【００１４】
回転フレーム１２は、Ｘ線管１１と検出器１３とを、被検体４０を挟んで対向するように支持するリング状の支持部材である。
【００１５】
検出器１３は、チャネル毎に、Ｘ線管１１から照射されて被検体４０を透過したＸ線のエネルギーごとのフォトン数を検出する検出器である。すなわち、検出器１３は、チャネル毎に、後述する図４に示すようなＸ線のエネルギーごとのフォトン数で示されるスペクトルを検出する。検出器１３は、図１に示すように、回転フレーム１２の周方向に回転しながら、ビュー毎にスペクトルを検出する。ここで、ビューとは、回転フレーム１２の周方向の１周３６０°のうち、所定角度ごとに検出器１３によりスペクトルが検出される場合の角度のことをいうものとする。すなわち、検出器１３が２°ごとにスペクトルを検出する場合、１ビュー＝２°というものとする。検出器１３は、チャネル方向（回転フレーム１２の周方向）に複数の検出素子が配列された検出素子列が、被検体４０の体軸方向（図１に示すＺ軸方向）に沿って複数列配列された２次元アレイ型検出器である。なお、検出器１３の検出素子列は、フォトカウンティング型検出素子と積分型検出素子との組み合わせで構成されていてもよい。
【００１６】
照射制御部１４は、高電圧を発生して、発生した高電圧をＸ線管１１に供給する装置である。
【００１７】
架台駆動部１５は、回転フレーム１２を回転駆動させることで、被検体４０を中心とした円軌道上でＸ線管１１および検出器１３を回転駆動させる装置である。なお、架台駆動部１５は、Ｘ線管１１および検出器１３の双方を回転駆動させる構成に限定されるものではない。例えば、検出器１３は、回転フレーム１２の周方向に１周分にわたって検出素子が配列されて構成されており、架台駆動部１５は、Ｘ線管１１のみを回転駆動させる構成であってもよい。
【００１８】
データ収集部１６は、検出器１３によりチャネル毎に検出されたエネルギーごとのフォトン数で示されるスペクトルのデータを収集する装置である。そして、データ収集部１６は、収集したスペクトルのデータそれぞれに対して増幅処理またはＡ／Ｄ変換処理等を行なって、所望する（注目する）特定のエネルギー帯のサイノグラムを生成し、コンソール装置３０に出力する。
【００１９】
寝台装置２０は、被検体４０を載せる装置であり、図１に示すように、寝台駆動装置２１と、天板２２とを、備えている。
【００２０】
天板２２は、被検体４０が載置されるベッド等の寝台である。寝台駆動装置２１は、天板２２に載置される被検体４０の体軸方向（Ｚ軸方向）へ移動させることによって、被検体４０を回転フレーム１２内に移動させる装置である。
【００２１】
コンソール装置３０は、操作者によるＸ線検査装置１の操作を受け付け、架台装置１０によって収集されたデータから断面画像を再構成する装置である。コンソール装置３０は、図１に示すように、入力装置３１と、表示装置３２と、スキャン制御部３３と、画像処理部３４と、画像記憶部３５と、システム制御部３６と、を備えている。
【００２２】
入力装置３１は、Ｘ線検査装置１を操作する操作者が各種指示を操作入力するための装置であり、操作入力された各種コマンドをシステム制御部３６に送信する装置である。入力装置３１は、例えば、マウス、キーボード、ボタン、トラックボール、またはジョイスティック等である。
【００２３】
表示装置３２は、入力装置３１を介して操作者から操作指示を受け付けるためのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を表示したり、後述する画像記憶部３５が記憶する再構成画像（復元画像、断面画像）を表示したりする装置である。表示装置３２は、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）ディスプレイ、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：液晶ディスプレイ）、または有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等である。
【００２４】
スキャン制御部３３は、照射制御部１４、架台駆動部１５、データ収集部１６、および寝台駆動装置２１の動作を制御する処理部である。具体的には、スキャン制御部３３は、回転フレーム１２を回転させながら、Ｘ線管１１からＸ線を連続的または間欠的に照射させることで、Ｘ線スキャンを実行させる。例えば、スキャン制御部３３は、天板２２を移動させながら回転フレーム１２を連続回転させて撮像を行なうヘリカルスキャン、または、被検体４０の周りを回転フレーム１２が１回転して撮像を行い、続いて被検体４０が載置された天板２２を少しずらして再び回転フレーム１２が１回転して撮影を行うノンヘリカルスキャンを実行させる。
【００２５】
画像処理部３４は、データ収集部１６から受信したサイノグラムから被検体の断層画像を再構成する処理部である。画像処理部３４のブロック構成および動作の詳細については、後述する。
【００２６】
画像記憶部３５は、画像処理部３４による再構成処理により生成された断面画像（復元画像）を記憶する機能部である。画像記憶部３５は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）、または光ディスク等の記憶装置である。
【００２７】
システム制御部３６は、架台装置１０、寝台装置２０およびコンソール装置３０の動作を制御することによって、Ｘ線検査装置１の全体の制御を行う処理部である。具体的には、システム制御部３６は、スキャン制御部３３を制御することにより、架台装置１０および寝台装置２０による被検体のスペクトルのデータの収集動作を制御する。また、システム制御部３６は、画像処理部３４を制御することにより、断層画像の再構成処理を制御する。また、システム制御部３６は、画像記憶部３５から断面画像を読み出して、表示装置３２に断面画像を表示させる。
【００２８】
なお、データ収集部１６によって、収集したスペクトルのデータから所望する（注目する）特定のエネルギー帯のサイノグラムが生成されるものとしているが、これに限定されるものではない。すなわち、データ収集部１６は、収集したスペクトルのデータを画像処理部３４に送信し、画像処理部３４によって、スペクトルのデータから所望する（注目する）特定のエネルギー帯のサイノグラムが生成されるものとしてもよい。
【００２９】
図２は、第１の実施形態の画像処理部のブロック構成の一例を示す図である。図３は、サイノグラムを説明する図である。図４は、検出器の特定のチャネルで検出されたエネルギーのスペクトルの一例である。図５は、被検体サイノグラムの例を示す図である。図６は、特定のエネルギー帯のフォトンで再構成した再構成画像の例を示す図である。図７は、第２投影データで再構成した再構成画像の例を示す図である。図８は、画像処理後の復元画像の例を示す図である。図２〜８を参照しながら、第１の実施形態の画像処理部３４の構成および動作の概要について説明する。
【００３０】
図２に示すように、画像処理部３４は、投影データ処理部３４１と、第１再構成部３４２と、第２再構成部３４３と、生成部３４４と、を備えている。
【００３１】
投影データ処理部３４１は、データ収集部１６から、被検体４０のサイノグラムである被検体サイノグラムを第１投影データＩ１として受信し、第１投影データＩ１に基づいて、サイノグラムの形式である第２投影データＩ２を生成する処理部である。第１投影データＩ１は、所望する（注目する）特定のエネルギー帯の被検体サイノグラムである。ここで、サイノグラムとは、図３に示すサイノグラム１００１のように、Ｘ線管１１のビュー毎、検出器１３のチャネル毎の測定値を画素値として並べた画像をいう。このうち、Ｘ線管１１から照射されたＸ線が被検体４０を透過して検出器１３により検出されたスペクトル（図４参照）から生成されたサイノグラムを被検体サイノグラムというものとする。そして、被検体４０を配置せずに、Ｘ線が空気だけを通過して検出器１３により検出されたスペクトルから生成されたサイノグラムを空気サイノグラムというものとする。被検体サイノグラムおよび空気サイノグラムの画素値は、検出器１３により測定値として検出されたフォトン数である。また、検出器１３は、ビュー毎、かつ、チャネル毎にエネルギーごとのフォトン数で示されるスペクトルを検出するので、Ｘ線検査装置１は、Ｘ線管１１の１周分のＸ線スキャンにより、図５に示すような、エネルギーごとの被検体サイノグラム１０１１を得ることができる。図５に示す例では、スペクトルを４つのエネルギー帯に分割して、エネルギー帯ごと（以下、単に「エネルギーごと」ともいう）に４つの被検体サイノグラム１０１１ａ〜１０１１ｄが得られる場合を示している。なお、図５では、４つのエネルギー帯に分割する例を示したが、この分割数に限定されるものではない。
【００３２】
投影データ処理部３４１は、第２投影データＩ２を生成するため所定の演算の一例として例えば、下記の式（１）に示すように、第１投影データＩ１の画素値についてチャネル方向の加重和を算出して第２投影データＩ２とする。
【数１】
0006510203.tif 000002
【００３３】
式（１）の（ｘ，ｙ）はｘ番目のチャネル、かつ、ｙ番目のビューのデータであることを示し、Ｗｋは１以上の実数の重みであり、ｋはチャネル方向のシフト量であり、Ｋ、−Ｋは加重和を算出するためのチャネル方向の範囲の上下限値である。Ｗｋは、ｋの値に関わらず同じ値としてもよく、あるいは、ｋの値が０に近づくほど大きい値をとるようにしてもよい。
【００３４】
上述のように、Ｘ線管１１から照射されるＸ線の線量が低い条件で撮像した場合、線減弱係数の高い被検体もしくは厚みがある被検体を撮像した場合、または、注目する特定のエネルギー帯が狭い場合、検出器１３で検出されるフォトン数が０となるチャネルが発生する場合がある。この場合、第１投影データＩ１においてはフォトン数が０であることを示す画素値（例えば「０」等）が多数含まれることになる。しかし、投影データ処理部３４１が上述の式（１）によって、第１投影データＩ１のチャネル方向の加重和を算出することにより、フォトン数が０であることを示す画素の数が第１投影データＩ１よりも少ない第２投影データＩ２が生成される。いずれにしても、第１投影データＩ１および第２投影データＩ２は、上述のスペクトル（図４参照）における同じエネルギー帯におけるフォトン数に基づくデータである。
【００３５】
また、第２投影データＩ２の生成は、第２投影データＩ２に含まれるフォトン数が０であることを示す画素の数を減らすという観点からは、より多くのデータを用いて加算（加重和）することが好ましいが、第２投影データＩ２から再構成される後述の第２再構成画像の空間分解能をできるだけ低下させないという観点からは、より少ないデータを用いて加算（加重和）することが好ましい。
【００３６】
なお、上述のように、第２投影データＩ２を生成するための所定の演算の一例として式（１）に示す第１投影データＩ１のチャネル方向の加重和を求める演算を示したが、これに限定されるものではなく、第１投影データＩ１の画素値の加算を含む所定の演算として、メディアンフィルタまたはイプシロンフィルタ等の非線形フィルタを用いて第２投影データＩ２を生成するものとしてもよい。このような非線形フィルタを用いることによって、後述する第２再構成画像の空間分解能の低下を抑制することができる。
【００３７】
また、第２投影データＩ２は、第１投影データＩ１よりもチャネル方向の画素数が少なくなるようにしてもよい。例えば、第１投影データＩ１のチャネル方向の画素数を１０チャネル毎に加重和を算出して、第２投影データＩ２のチャネル方向の画素数が、第１投影データＩ１のチャネル方向の画素数の１／１０となるように第２投影データＩ２を生成するものとしてもよい。
【００３８】
また、上述の式（１）によって、第１投影データＩ１の加重和を算出した後、所定のチャネルの間隔でデータをサブサンプリングして第２投影データＩ２を生成するものとしてもよい。
【００３９】
また、上述の式（１）においては、第１投影データＩ１の所定方向としてのチャネル方向の加重和を算出して第２投影データＩ２とするものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、第１投影データＩ１の所定方向としてのビュー方向、スライス方向、時間方向またはエネルギー方向の加重和を算出して第２投影データＩ２としてもよい。また、それぞれの方向の加重和の算出処理は、組み合わせて用いてもよい。
【００４０】
ここで、第１投影データＩ１のスライス方向の加重和とは、図１の被検体４０のＺ軸方向の複数の投影断面４１において生成された第１投影データＩ１の加重和である。この場合、加重和の対象となる第１投影データＩ１の画素値は、スライス方向で得られた複数の第１投影データＩ１における同じ位置（ｘ，ｙ）の画素値である。例えば、被検体４０の断面画像がスライス方向（図１のＺ軸方向）で同じ画像と予想される場合に、第１投影データＩ１のスライス方向の加重和を適用することができる。また、第１投影データＩ１の時間方向の加重和とは、図１の被検体４０の同一の投影断面４１において時系列に複数得られた第１投影データＩ１の加重和である。この場合、加重和の対象となる第１投影データＩ１の画素値は、時間方向で得られた複数の第１投影データＩ１における同じ位置（ｘ，ｙ）の画素値である。例えば、被検体４０が人体である場合、投影断面４１に対応する臓器が動いてしまう場合は、第１投影データＩ１の時間方向の加重和は適さないことになる。また、第１投影データＩ１のエネルギー方向の加重和とは、上述の所望する（注目する）特定のエネルギー帯を含み、かつこのエネルギー帯よりも広いエネルギー帯のスペクトルから得られる被検体サイノグラムである投影データについての加重和である。
【００４１】
また、投影データ処理部３４１は、データ収集部１６から第１投影データＩ１を受信するものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、データ収集部１６は、生成した被検体サイノグラムである第１投影データＩ１を、画像記憶部３５に記憶させるものとし、投影データ処理部３４１は、画像記憶部３５から第１投影データＩ１を読み込んで取得するものとしてもよい。
【００４２】
また、被検体サイノグラムである第１投影データＩ１の画素値は、検出器１３により測定値として検出されたフォトン数であるものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、検出器１３に到達したフォトンの総エネルギーを検出する検出器で取得されるデータを第１投影データＩ１の画素値としてもよい。
【００４３】
第１再構成部３４２は、データ収集部１６から受信した第１投影データＩ１を再構成して第１再構成画像Ｓ１を生成する処理部である。再構成の方法としては、例えば、逆投影法の一例であるフィルタ補正逆投影法（ＦＢＰ（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ  Ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法）を用いることができる。ここでは、第１投影データＩ１を再構成する方法として、ＦＢＰ法を採用した場合について説明する。この場合、第１再構成部３４２は、被検体４０を配置せずに、Ｘ線が空気だけを通過して検出器１３により検出されたスペクトルから生成された空気サイノグラムである基準投影データＩ０を有しているものとする。
【００４４】
具体的には、第１再構成部３４２は、まず、第１投影データＩ１と基準投影データＩ０とから、下記の式（２）により線減弱係数の積分値Ｍ１を算出する。
【数２】
0006510203.tif 000003
【００４５】
Ｉ１（ｘ，ｙ）＝０の場合、Ｉ１（ｘ，ｙ）≠０のときと同じ条件で式（２）の上側の式により演算すると、積分値Ｍ１（ｘ，ｙ）の値が無限大となり演算不可能となる。そこで、第１再構成部３４２は、Ｉ１（ｘ，ｙ）＝０の場合、式（２）の上側の式の右辺の第１投影データＩ１を「１」に置き換えた下側の式によって積分値Ｍ１（ｘ，ｙ）を算出する。この積分値Ｍ１（ｘ，ｙ）は、ｙ番目のビューにおいて、Ｘ線管１１から照射されたＸ線が検出器１３のｘ番目のチャネルに到達するまでに通過する経路に沿って被検体４０の線減弱係数を積分した値となる。
【００４６】
次に、第１再構成部３４２は、算出した積分値Ｍ１（ｘ，ｙ）に対して、チャネル方向に１次元フーリエ変換をする。次に、第１再構成部３４２は、１次元フーリエ変換をした値に対して、ランプフィルタまたはＳｈｅｐｐ−Ｌｏｇａｎフィルタ等の高域通過フィルタによって周波数方向にフィルタ処理をして、１次元逆フーリエ変換をする。そして、第１再構成部３４２は、１次元逆フーリエ変換をしたデータを、すべてのビュー毎に逆投影して加算することによって、再構成された断面画像である第１再構成画像Ｓ１を生成する。
【００４７】
第２再構成部３４３は、投影データ処理部３４１から受け取った第２投影データＩ２を再構成して第２再構成画像Ｓ２を生成する処理部である。ここでは、第２投影データＩ２を再構成する方法として、第１再構成部３４２による第１投影データＩ１の再構成の方法と同様に、ＦＢＰ法を採用した場合について説明する。第２再構成部３４３は、線減弱係数の積分値Ｍ２を算出する場合に用いる基準投影データとして、上述の基準投影データＩ０を用いることもできるが、投影データ処理部３４１により第１投影データＩ１から第２投影データＩ２を生成した場合と同様の方法で生成した基準投影データを用いることが好適である。すなわち、第２再構成部３４３は、まず、基準投影データＩ０から、下記の式（３）により基準投影データＩ０’を算出する。
【数３】
0006510203.tif 000004
【００４８】
そして、第２再構成部３４３は、第２投影データＩ２と基準投影データＩ０’とから、下記の式（４）により線減弱係数の積分値Ｍ２を算出する。
【数４】
0006510203.tif 000005
【００４９】
Ｉ２（ｘ，ｙ）＝０の場合、Ｉ２（ｘ，ｙ）≠０のときと同じ条件で式（４）の上側の式により演算すると、積分値Ｍ２（ｘ，ｙ）の値が無限大となり演算不可能となる。そこで、第２再構成部３４３は、Ｉ２（ｘ，ｙ）＝０の場合、式（４）の上側の式の右辺の第２投影データＩ２を「１」に置き換えた下側の式によって積分値Ｍ２（ｘ，ｙ）を算出する。
【００５０】
次に、第２再構成部３４３は、算出した積分値Ｍ２（ｘ，ｙ）に対して、チャネル方向に１次元フーリエ変換をする。次に、第２再構成部３４３は、１次元フーリエ変換をした値に対して、ランプフィルタまたはＳｈｅｐｐ−Ｌｏｇａｎフィルタ等の高域通過フィルタによって周波数方向にフィルタ処理をして、１次元逆フーリエ変換をする。そして、第２再構成部３４３は、１次元逆フーリエ変換をしたデータを、すべてのビュー毎に逆投影して加算することによって、再構成された断面画像である第２再構成画像Ｓ２を生成する。
【００５１】
なお、第１再構成部３４２および第２再構成部３４３は、いずれも、逆投影法の一例であるＦＢＰ法を用いて再構成する場合を示したが、再構成する方法はこれに限定されるものではなく、逐次近似法等の各種の再構成方式を用いてもよい。例えば、逐次近似法では、疑似的に仮の画像を予め用意し、各ビューにおいてＸ線を被検体に照射して減弱率を算出する方法である。そして、仮の画像で算出した減弱率が、実際に検出器１３において検出された測定値（減弱率）より小さい場合、仮の画像の画素値を増加させていく。逆に、仮の画像で算出した減弱率が、実際に検出器１３において検出された測定値より大きい場合、仮の画像の画素値を減少させていく。この動作を繰り返すことによって、仮の画像で算出される減弱率が、実際に検出器１３で検出された測定値（減弱率）と等しくなるように変更して再構成画像を得る。逐次近似法には、ＡＲＴ（Ａｌｇｅｂｒａｉｃ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）法、ＯＳ−ＥＭ（Ｏｒｄｅｒｅｄ  Ｓｕｂｓｅｔ  Ｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎ  Ｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎ）法、およびＭＬ−ＥＭ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎ  Ｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎ）法等の種々の方法がある。
【００５２】
生成部３４４は、第１再構成部３４２から受け取った第１再構成画像Ｓ１、および第２再構成部３４３から受け取った第２再構成画像Ｓ２から、復元画像ＳＯｕｔを生成する処理部である。上述の第１再構成部３４２により生成された第１再構成画像Ｓ１の例として、図６に模式的に表した第１再構成画像１１０１を示す。第１再構成部３４２により生成された第１再構成画像Ｓ１は、第１投影データＩ１に０が含まれている場合、局所平均をとっても、その値は真の線減弱係数に一致しない。図６に示す第１再構成画像１１０１の例では、被検体の断面画像において、内側に向かうほど画素値（輝度値）が小さくなり、真の線減弱係数からずれている。また、第２再構成部３４３により生成された第２再構成画像Ｓ２の例として、図７に模式的に表した第２再構成画像１１０２を示す。第２再構成部３４３により生成された第２再構成画像Ｓ２は、第２投影データＩ２に含まれる０の数が第１投影データＩ１よりも少なくなっているため、局所平均をとった場合、第１再構成画像Ｓ１よりも真の線減弱係数に近い値を示す画像となる。しかし、第２投影データＩ２は、画素値を加算（加重和）して求められているため、図７に示すように、第２再構成画像Ｓ２（図７の例では第２再構成画像１１０２）は、空間分解能が第１再構成画像Ｓ１よりも低下しており、被検体４０の断面の模様（臓器の境界等）が不鮮明となる。
【００５３】
そこで、生成部３４４は、第１再構成画像Ｓ１が有する空間分解能を保ちつつ、第２再構成画像Ｓ２のような真の線減弱係数に近い画素値となる復元画像ＳＯｕｔを求める処理をする。生成部３４４は、図２に示すように、フィルタ処理部３４４１と、変換部３４４２と、を備えている。
【００５４】
フィルタ処理部３４４１は、第１再構成画像Ｓ１および第２再構成画像Ｓ２のそれぞれについて、局所的な平均値である第１フィルタ値Ｔ１および第２フィルタ値Ｔ２を算出するためのフィルタ処理（それぞれ第１フィルタ処理、第２フィルタ処理）をする処理部である。ここで、局所的な平均値とは、注目する画素を含む周辺の所定領域内の画素値の平均をとった値である。例えば、画像における座標（ｍ，ｎ）を中心とする局所的な平均値は、座標（ｍ，ｎ）を中心として、ｍ方向およびｎ方向に±Ｌ画素分の範囲の平均値とすることができる。なお、所定領域は、円形としてもよい。
【００５５】
なお、フィルタ処理部３４４１による局所的な平均値を求める方法としては、単純平均以外にも、上述の所定領域の中心に近いほど重みを大きくした加重平均をとる方法であってもよい。例えば、イプシロンフィルタ、バイラテラルフィルタ、またはメディアンフィルタを用いてもよい。
【００５６】
また、第１フィルタ値Ｔ１および第２フィルタ値Ｔ２を算出するためのフィルタ処理は、同じタップ数のフィルタでもよく、または、タップ数の異なるフィルタでもよい。例えば、第２再構成画像Ｓ２は、第１再構成画像Ｓ１よりも空間分解能が低いので、第２フィルタ値Ｔ２を算出するためのフィルタのタップ数は、第１フィルタ値Ｔ１を算出するためのフィルタのタップ数よりも小さくしてもよい。
【００５７】
また、上述のように、第１再構成画像Ｓ１および第２再構成画像Ｓ２のそれぞれについて、局所的な平均値を求めた第１フィルタ値Ｔ１および第２フィルタ値Ｔ２は、すべての画素値についてフィルタ処理をした画像形式であってもよく、後の変換部３４４２で変換の対象となる画素値のみフィルタ処理をした値であってもよい。
【００５８】
変換部３４４２は、第１再構成部３４２から受け取った第１再構成画像Ｓ１、ならびにフィルタ処理部３４４１から受け取った第１フィルタ値Ｔ１および第２フィルタ値Ｔ２から、下記の式（５）により復元画像ＳＯｕｔを生成する処理部である。
【数５】
0006510203.tif 000006
【００５９】
すなわち、変換部３４４２は、式（５）に示すように、第１フィルタ値Ｔ１および第２フィルタ値Ｔ２に基づいて、第１再構成画像Ｓ１の画素値を変換して復元画像ＳＯｕｔを生成する。また、以下に式（５）が示す定性的な意義を説明する。まず、第１フィルタ値Ｔ１は、第１再構成画像Ｓ１の局所的な平均値であるので、式（５）の右辺のうちＳ１（ｍ，ｎ）／Ｔ１（ｍ，ｎ）は、画像全体では平均的に「１」に近似する。したがって、ＳＯｕｔ（ｍ，ｎ）の画素値は、画像全体ではＴ２（ｍ，ｎ）の値に近似することになり、第２再構成画像Ｓ２が有する真の線減弱係数に近い画素値となる。また、上述のように第１フィルタ値Ｔ１および第２フィルタ値Ｔ２は、それぞれ第１再構成画像Ｓ１および第２再構成画像Ｓ２の局所的な平均値であるため空間分解能は低くなる。したがって、第２再構成画像Ｓ２よりも空間分解能の高い第１再構成画像Ｓ１は、式（５）に示すように、Ｔ２（ｍ，ｎ）／Ｔ１（ｍ，ｎ）によって乗算されても、空間分解能への影響は小さく、ＳＯｕｔ（ｍ，ｎ）の空間分解能は、第１再構成画像Ｓ１の高い空間分解能を踏襲することになる。
【００６０】
したがって、変換部３４４２が生成する復元画像ＳＯｕｔは、第１再構成画像Ｓ１が有する空間分解能を保ちつつ、第２再構成画像Ｓ２のような真の線減弱係数に近い画素値を有する画像となる。変換部３４４２により生成された復元画像ＳＯｕｔの例として、図８に模式的に表した復元画像１２０１を示す。図８に示す復元画像１２０１は、図６に示す第１再構成画像１１０１よりも真の線減弱係数に近い画素値を有し、図７に示す第２再構成画像１１０２よりも空間分解能が高い画像となっている。
【００６１】
なお、変換部３４４２は、上述の式（５）に基づいて、復元画像ＳＯｕｔを生成することに限定されるものではなく、係数αを用いた、下記の式（６）によって復元画像ＳＯｕｔを生成するものとしてもよい。
【数６】
0006510203.tif 000007
【００６２】
式（６）における係数αは、０≦α≦１の範囲の実数であり、α＝０の場合、ＳＯｕｔ＝Ｓ１となり、α＝１の場合、ＳＯｕｔ＝（Ｔ２／Ｔ１）Ｓ１、すなわち式（５）と同一の式となる。すなわち、式（６）で示されるＳＯｕｔは、係数αの値に基づいて、Ｓ１と（Ｔ２／Ｔ１）Ｓ１との間の値をとることになる。例えば、投影データ処理部３４１において第１投影データＩ１の画素値を加算（加重和）するチャネル方向の範囲を大きくした場合、第２再構成画像Ｓ２の空間分解能の低下が大きくなり、第２フィルタ値Ｔ２の信頼度が低下するため、係数αを小さくするものとすればよい。また、第１投影データＩ１に含まれる０の数が少ない場合、第１再構成画像Ｓ１の信頼度が向上するため、係数αを小さくするものとしてもよい。
【００６３】
また、上述の式（５）または（６）によって得られた復元画像ＳＯｕｔは、別の再構成方法の初期値として利用するものとしてもよい。例えば、逐次近似法の例であるＭＬ−ＥＭ法等の初期値にすることもできる。上述の式（５）または（６）によって得られた復元画像ＳＯｕｔを、逐次近似法による断面画像の演算の初期値とすることによって、画像更新の収束が早くなり、演算の高速化を実現することができる。
【００６４】
また、図２に示す画像処理部３４における投影データ処理部３４１、第１再構成部３４２、第２再構成部３４３、フィルタ処理部３４４１、および変換部３４４２は、それぞれソフトウェアであるプログラムで実現されてもよく、またはハードウェア回路により実現されてもよい。また、図２に示す画像処理部３４における投影データ処理部３４１、第１再構成部３４２、第２再構成部３４３、生成部３４４、フィルタ処理部３４４１、および変換部３４４２は、機能を概念的に示したものであって、このような構成に限定されるものではない。
【００６５】
また、本実施形態のコンソール装置３０は、コンピュータを利用した構成となっている。すなわち、コンソール装置３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の制御装置（図１のスキャン制御部３３およびシステム制御部３６等）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）またはＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｔａｔｅ  Ｓｏｌｉｄ  Ｄｒｖｉｅ）またはＣＤドライブ等の外部記憶装置（図１の画像記憶部３５等）と、キーボードまたはマウス等の入力装置（図１の入力装置３１）と、ディスプレイ等の表示装置（図１の表示装置３２）とを備えている。ここで、上述のように、画像処理部３４における投影データ処理部３４１、第１再構成部３４２、第２再構成部３４３、フィルタ処理部３４４１、および変換部３４４２のうち少なくともいずれかがプログラムで実現される場合、コンソール装置３０で実行されるそのプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲまたはＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。また、コンソール装置３０で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、コンソール装置３０で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、上述のプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。本実施形態のコンソール装置３０で実行されるプログラムは、上述した画像処理部３４の投影データ処理部３４１、第１再構成部３４２、第２再構成部３４３、フィルタ処理部３４４１、および変換部３４４２のうち少なくともいずれかを含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵが上述の記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、上述の各部が主記憶装置上にロードされて生成されるようになっている。上述の内容は、後述する変形例およびその他の実施形態についても同様である。
【００６６】
図９は、第１の実施形態の画像処理部の動作の一例を示すフローチャートである。図９を参照しながら、第１の実施形態の画像処理部３４による画像処理の全体動作について説明する。
【００６７】
＜ステップＳ１１＞
画像処理部３４の投影データ処理部３４１は、データ収集部１６から、被検体サイノグラムである第１投影データＩ１を受信して取得する。そして、ステップＳ１２へ進む。
【００６８】
＜ステップＳ１２＞
投影データ処理部３４１は、上述の式（１）によって、取得した第１投影データＩ１の画素値についてチャネル方向の加重和を算出して、第２投影データＩ２を生成する。そして、投影データ処理部３４１は、生成した第２投影データＩ２を、第２再構成部３４３に送る。そして、ステップＳ１３へ進む。
【００６９】
＜ステップＳ１３＞
画像処理部３４の第１再構成部３４２は、データ収集部１６から第１投影データＩ１を受信して取得する。次に、第１再構成部３４２は、第１投影データＩ１と基準投影データＩ０とから、上述の式（２）により線減弱係数の積分値Ｍ１を算出する。第１再構成部３４２は、算出した積分値Ｍ１（ｘ，ｙ）に対してチャネル方向に１次元フーリエ変換をした値に対して、ランプフィルタまたはＳｈｅｐｐ−Ｌｏｇａｎフィルタ等の高域通過フィルタによって周波数方向にフィルタ処理をして、１次元逆フーリエ変換をする。そして、第１再構成部３４２は、１次元逆フーリエ変換をしたデータを、すべてのビュー毎に逆投影して加算することによって、再構成された断面画像である第１再構成画像Ｓ１を生成する。第１再構成部３４２は、生成した第１再構成画像Ｓ１を、生成部３４４のフィルタ処理部３４４１および変換部３４４２に送る。
【００７０】
また、画像処理部３４の第２再構成部３４３は、空気サイノグラムである基準投影データＩ０から、上述の式（３）により基準投影データＩ０’を算出する。次に、第２再構成部３４３は、第２投影データＩ２と基準投影データＩ０’とから、上述の式（４）により線減弱係数の積分値Ｍ２を算出する。第２再構成部３４３は、算出した積分値Ｍ２（ｘ，ｙ）に対してチャネル方向に１次元フーリエ変換をした値に対して、ランプフィルタまたはＳｈｅｐｐ−Ｌｏｇａｎフィルタ等の高域通過フィルタによって周波数方向にフィルタ処理をして、１次元逆フーリエ変換をする。そして、第２再構成部３４３は、１次元逆フーリエ変換をしたデータを、すべてのビュー毎に逆投影して加算することによって、再構成された断面画像である第２再構成画像Ｓ２を生成する。第２再構成部３４３は、生成した第２再構成画像Ｓ２を、フィルタ処理部３４４１へ送る。そして、ステップＳ１４へ進む。
【００７１】
＜ステップＳ１４＞
フィルタ処理部３４４１は、第１再構成部３４２から受け取った第１再構成画像Ｓ１、および第２再構成部３４３から受け取った第２再構成画像Ｓ２のそれぞれについて、局所的な平均値である第１フィルタ値Ｔ１および第２フィルタ値Ｔ２を算出する。フィルタ処理部３４４１は、算出した第１フィルタ値Ｔ１および第２フィルタ値Ｔ２を、変換部３４４２へ送る。そして、ステップＳ１５へ進む。
【００７２】
＜ステップＳ１５＞
変換部３４４２は、第１再構成部３４２から受け取った第１再構成画像Ｓ１、ならびにフィルタ処理部３４４１から受け取った第１フィルタ値Ｔ１および第２フィルタ値Ｔ２から、上述の式（５）または（６）により復元画像ＳＯｕｔを生成する。変換部３４４２は、生成した復元画像ＳＯｕｔを画像記憶部３５に出力して、画像記憶部３５は、復元画像ＳＯｕｔを記憶する。
【００７３】
以上のステップＳ１１〜Ｓ１５の動作によって、画像処理部３４による画像処理が実行される。
【００７４】
以上のように、投影データ処理部３４１は、データ収集部１６から受信した第１投影データＩ１に基づいて、第１投影データＩ１よりもフォトン数が０であることを示す画素値が少ない第２投影データＩ２を生成し、生成部３４４は、第１再構成画像Ｓ１が有する空間分解能を保ちつつ、第２再構成画像Ｓ２の画素値に近い復元画像ＳＯｕｔを生成するものとしている。これによって、検出器１３で検出されるフォトン数が０となるチャネルが発生する条件においても、空間分解能の低減を抑制しつつ、被検体の真の線減弱係数に近い画素値で構成された復元画像である断面画像を得ることができる。
【００７５】
なお、検出器１３は、回転フレーム１２の周方向に並んだチャネル（検出素子）ごとにエネルギーごとのフォトン数で示されるスペクトルを検出するものとしたが、上述のように、検出器１３は、被検体４０の体軸方向にも検出素子が配列されている。したがって、体軸方向における検出素子のリング状の配列ごとにサイノグラムが生成され、上述の画像処理が実行されるものとしてよい。または、ヘリカルスキャンのように天板２２を移動させながら回転フレーム１２を連続回転させる場合においては、同一の周方向のチャネル（検出素子）により検出されたデータのみ使用するのではなく、体軸方向にずれたチャネルによって検出されたデータにより補間してサイノグラムが生成されるものとしてもよい。また、デュアルエナジーＸ線ＣＴ装置のように、Ｘ線管１１から照射されるＸ線のエネルギーを２種類に分けて１周ごとに切り替えて照射（例えば、１周目は１４０［ｋｅＶ］、２周目は８０［ｋｅＶ］）して、異なるエネルギーのスペクトルを合成して、サイノグラムを生成するものとしてもよい。
【００７６】
また、生成部３４４によって生成される復元画像ＳＯｕｔの画素値は線減弱係数であるものとしたが、これに限定されるものではなく、ＣＴ値等のＸ線の減弱の多寡を表す値であれば、いずれも有効である。同様に、サイノグラムの画素値も、フォトン数に限定されるものではなく、Ｘ線の量もしくはフォトン数の多寡を表す値、または、Ｘ線の量もしくはフォトン数の変化率を表す値であってもよい。
【００７７】
また、上述の復元画像を生成するまでの画像処理について、Ｘ線検査装置１で説明したが、例えば、Ｘ線透視装置のように、被検体を投影または撮影したフォトン数が異なる画像が得られるすべての画像処理装置において適用可能である。
【００７８】
＜変形例１＞
本変形例の画像処理部３４について、第１の実施形態の画像処理部３４と相違する点を中心に説明する。本変形例の画像処理部３４は、図２に示す第１の実施形態の画像処理部３４が備える投影データ処理部３４１の代わりに、後述する図１０に示す投影データ処理部３４１ａを備えている。
【００７９】
図１０は、第１の実施形態の変形例１の投影データ処理部のブロック構成を示す図である。図１０を参照しながら、本変形例の画像処理部３４が備える投影データ処理部３４１ａの構成および動作について説明する。
【００８０】
本変形例の投影データ処理部３４１ａは、データ収集部１６（図１参照）から受信した被検体４０（図１参照）のサイノグラムである被検体サイノグラムを第１投影データＩ１として受信し、第１投影データＩ１に基づいて、サイノグラムの形式である第２投影データＩ２を生成する処理部である。投影データ処理部３４１ａは、図１０に示すように、処理部３４１１ａと、決定部３４１２ａと、を備えている。
【００８１】
決定部３４１２ａは、データ収集部１６から受信した第１投影データＩ１に含まれるフォトン数が０であることを示す画素値の分布に基づいて、第２投影データＩ２を生成するための処理方法を決定する制御信号を出力する処理部である。ここで、フォトン数が０であることを示す画素値の分布とは、例えば、チャネル方向またはビュー方向等における所定範囲に含まれるフォトン数が０であることを示す画素値の割合である。決定部３４１２ａは、所定範囲に含まれるフォトン数が０であることを示す画素値の割合が高いほど、上述の式（１）において加重和を算出する画素値の範囲を広くするような制御信号を出力する。例えば、決定部３４１２ａは、上述の式（１）において、所定範囲に含まれるフォトン数が０であることを示す画素値の割合が５％未満である場合、Ｋ＝１とし、５％以上１０％未満である場合、Ｋ＝５とし、１０％以上である場合、Ｋ＝１０とするような制御信号を出力する。
【００８２】
なお、フォトン数が０であることを示す画素値の分布は、所定範囲に含まれるフォトン数が０であることを示す画素値の割合とすることに限定されるものではなく、例えば、チャネル方向またはビュー方向等において、フォトン数が０であることを示す画素値が隣接する最大の幅の値としてもよい。
【００８３】
処理部３４１１ａは、決定部３４１２ａから受け取った制御信号により決定された上述の式（１）におけるＫの値に基づいて、データ収集部１６から受信した第１投影データＩ１の画素値についてチャネル方向またはビュー方向等の加重和を算出して第２投影データＩ２を生成する処理部である。処理部３４１１ａは、生成した第２投影データＩ２を第２再構成部３４３（図２参照）に送る。
【００８４】
図１１は、第１の実施形態の変形例１の画像処理部の動作の一例を示すフローチャートである。図１１を参照しながら、本変形例の画像処理部３４による画像処理の全体動作について、第１の実施形態の画像処理部３４による画像処理と相違する点を中心に説明する。
【００８５】
＜＜ステップＳ１１＞＞
画像処理部３４の投影データ処理部３４１ａは、データ収集部１６から、被検体サイノグラムである第１投影データＩ１を受信して取得する。そして、ステップＳ２１へ進む。
【００８６】
＜＜ステップＳ２１＞＞
投影データ処理部３４１ａの決定部３４１２ａは、データ収集部１６から受信した第１投影データＩ１に含まれるフォトン数が０であることを示す画素値の分布に基づいて、第２投影データＩ２を生成するための処理方法を決定する制御信号を出力する。そして、ステップＳ２２へ進む。
【００８７】
＜＜ステップＳ２２＞＞
投影データ処理部３４１ａの処理部３４１１ａは、決定部３４１２ａから受け取った制御信号により決定された処理方法に基づいて、上述の式（１）により、データ収集部１６から受信した第１投影データＩ１の画素値についてチャネル方向またはビュー方向等の加重和を算出して第２投影データＩ２を生成する。処理部３４１１ａは、生成した第２投影データＩ２を第２再構成部３４３（図２参照）に送る。
【００８８】
図１１におけるステップＳ１３〜Ｓ１５の処理は、それぞれ上述の第１の実施形態の図９におけるステップＳ１３〜Ｓ１５と同様である。
【００８９】
以上のように、投影データ処理部３４１ａは、第１投影データＩ１に含まれるフォトン数が０であることを示す画素値の分布に基づいて、第２投影データＩ２を生成するための処理方法を動的に決定し、決定した処理方法に基づいて第２投影データＩ２を生成している。具体的には、投影データ処理部３４１ａは、例えば、第１投影データＩ１に含まれるフォトン数が０であることを示す画素値の分布に基づいて、上述の式（１）における加重和を算出する画素値の範囲を動的に決定する。これによって、第１の実施形態と比較して、より好適な第２投影データＩ２を生成、すなわち、フォトン数が０であることを示す画素値が少ない信頼度の高い第２投影データＩ２を生成することができる。よって、被検体の真の線減弱係数に近い画素値で構成された復元画像である断面画像を、より精度良く得ることができる。
【００９０】
なお、本変形例の画像処理部３４における処理部３４１１ａ、決定部３４１２ａ、第１再構成部３４２、第２再構成部３４３、フィルタ処理部３４４１、および変換部３４４２は、それぞれソフトウェアであるプログラムで実現されてもよく、またはハードウェア回路により実現されてもよい。また、図１０に示す投影データ処理部３４１ａは、機能を概念的に示したものであって、このような構成に限定されるものではない。
【００９１】
＜変形例２＞
本変形例の画像処理部３４について、第１の実施形態の画像処理部３４と相違する点を中心に説明する。本変形例の画像処理部３４は、図２に示す第１の実施形態の画像処理部３４が備える投影データ処理部３４１の代わりに、後述する図１２に示す投影データ処理部３４１ｂを備えている。
【００９２】
図１２は、第１の実施形態の変形例２の投影データ処理部のブロック構成を示す図である。図１２を参照しながら、本変形例の画像処理部３４が備える投影データ処理部３４１ｂの構成および動作について説明する。
【００９３】
本変形例の投影データ処理部３４１ｂは、データ収集部１６（図１参照）から受信した被検体４０（図１参照）のサイノグラムである被検体サイノグラムを第１投影データＩ１として受信し、第１投影データＩ１に基づいて、サイノグラムの形式である第２投影データＩ２を生成する処理部である。投影データ処理部３４１ｂは、図１２に示すように、処理部３４１１ｂと、解析部３４１２ｂと、を備えている。
【００９４】
処理部３４１１ｂは、上述の式（１）によって、データ収集部１６から受信した第１投影データＩ１の画素値についてチャネル方向またはビュー方向等の加重和を算出して第２投影データＩ２を生成する処理部である。処理部３４１１ｂは、生成した第２投影データＩ２を第２再構成部３４３（図２参照）または解析部３４１２ｂに送る。
【００９５】
解析部３４１２ｂは、処理部３４１１ｂから受け取った第２投影データＩ２に含まれるフォトン数が０であることを示す画素値の分布に基づいて、処理部３４１１ｂによる第２投影データＩ２の生成が再度必要か否かを解析して、その解析結果を含めた制御信号を出力する処理部である。解析部３４１２ｂは、例えば、フォトン数が０であることを示す画素値の分布として、チャネル方向またはビュー方向等における所定範囲に含まれるフォトン数が０であることを示す画素値の割合が所定値より高い場合、第２投影データＩ２の生成が再度必要であると判定して、再度の生成を指示する制御信号を出力する。
【００９６】
処理部３４１１ｂは、解析部３４１２ｂから再度の生成を指示する制御信号を受け取った場合、前回、第２投影データＩ２を生成した場合と比較して、上述の式（１）において加重和を算出する画素値の範囲を広くして、再度、第２投影データＩ２を生成する。例えば、処理部３４１１ｂは、前回、第２投影データＩ２を生成した場合の上述の式（１）のＫの値を２倍にして、再度、第２投影データＩ２を生成する。
【００９７】
なお、処理部３４１１ｂは、解析部３４１２ｂから再度の生成を指示する制御信号を受け取った場合、前回、上述の式（１）においてチャネル方向における所定範囲で加重和を算出した場合、異なる方向（ビュー方向、スライス方向、時間方向またはエネルギー方向等）において加重和を算出するものとしてもよい。
【００９８】
図１３は、第１の実施形態の変形例２の画像処理部の動作の一例を示すフローチャートである。図１３を参照しながら、本変形例の画像処理部３４による画像処理の全体動作について、第１の実施形態の画像処理部３４による画像処理と相違する点を中心に説明する。
【００９９】
＜＜ステップＳ１１＞＞
画像処理部３４の投影データ処理部３４１ｂは、データ収集部１６から、被検体サイノグラムである第１投影データＩ１を受信して取得する。そして、ステップＳ３１へ進む。
【０１００】
＜＜ステップＳ３１＞＞
投影データ処理部３４１ｂの処理部３４１１ｂは、上述の式（１）により、データ収集部１６から受信した第１投影データＩ１の画素値についてチャネル方向またはビュー方向等の加重和を算出して、第２投影データＩ２を生成する。そして、処理部３４１１ｂは、生成した第２投影データＩ２を、解析部３４１２ｂに送る。そして、ステップＳ３２へ進む。
【０１０１】
＜＜ステップＳ３２＞＞
解析部３４１２ｂは、処理部３４１１ｂから受け取った第２投影データＩ２に含まれるフォトン数が０であることを示す画素値の分布に基づいて、処理部３４１１ｂによる第２投影データＩ２の生成が再度必要か否かを解析して、その解析結果を含めた制御信号を出力する。解析部３４１２ｂは、例えば、フォトン数が０であることを示す画素値の分布として、チャネル方向またはビュー方向等における所定範囲に含まれるフォトン数が０であることを示す画素値の割合が所定値より高い場合、第２投影データＩ２の生成が再度必要であると判定して、再度の生成を指示する制御信号を出力する。そして、ステップＳ３３へ進む。
【０１０２】
＜＜ステップＳ３３＞＞
処理部３４１１ｂは、解析部３４１２ｂから、再度の生成を指示する制御信号を受け取った場合（ステップＳ３３：Ｙｅｓ）、前回、第２投影データＩ２を生成した場合と比較して、上述の式（１）において加重和を算出する画素値の範囲を広くする。そして、ステップＳ３１へ戻る。処理部３４１１ｂは、解析部３４１２ｂから、再度の生成の必要がない旨の制御信号を受け取った場合（ステップＳ３３：Ｎｏ）、生成した第２投影データＩ２を第２再構成部３４３（図２参照）に送る。そして、ステップＳ１３へ進む。
【０１０３】
図１３におけるステップＳ１３〜Ｓ１５の処理は、それぞれ上述の第１の実施形態の図９におけるステップＳ１３〜Ｓ１５と同様である。
【０１０４】
以上のように、投影データ処理部３４１ｂは、第１投影データＩ１から生成した第２投影データＩ２に含まれるフォトン数が０であることを示す画素値の分布に基づいて、第２投影データＩ２の生成が再度必要か否かを解析する。投影データ処理部３４１ｂは、その解析の結果、第２投影データＩ２の生成が再度必要であると判定した場合、上述の式（１）において加重和を算出する画素値の範囲を広くして、再度、第２投影データＩ２を生成する。これによって、第１の実施形態と比較して、より好適な第２投影データＩ２を生成、すなわち、フォトン数が０であることを示す画素値が少ない信頼度の高い第２投影データＩ２を生成することができる。よって、被検体の真の線減弱係数に近い画素値で構成された復元画像である断面画像を、より精度良く得ることができる。
【０１０５】
なお、本変形例の画像処理部３４における処理部３４１１ｂ、解析部３４１２ｂ、第１再構成部３４２、第２再構成部３４３、フィルタ処理部３４４１、および変換部３４４２は、それぞれソフトウェアであるプログラムで実現されてもよく、またはハードウェア回路により実現されてもよい。また、図１２に示す投影データ処理部３４１ｂは、機能を概念的に示したものであって、このような構成に限定されるものではない。
【０１０６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係るＸ線検査装置について、第１の実施形態に係るＸ線検査装置１と相違する点を中心に説明する。第２の実施形態に係るＸ線検査装置は、図１に示す第１の実施形態に係るＸ線検査装置１と同様の構成を有するが、画像処理部３４の代わりに、後述する図１４に示す画像処理部３４ａを備えている。本実施形態では、第１投影データＩ１の信頼度に応じて、第２投影データＩ２を生成する場合の上述の式（１）における加重和を算出するための範囲を切り替える動作、および、変換部３４４２における第１再構成画像Ｓ１の画素値の変換処理を行うか否かを切り替える動作について説明する。
【０１０７】
図１４は、第２の実施形態の画像処理部のブロック構成の一例を示す図である。図１４を参照しながら、第２の実施形態の画像処理部３４ａの構成および動作の概要について説明する。
【０１０８】
図１４に示すように、画像処理部３４ａは、投影データ処理部３４１と、第１再構成部３４２と、第２再構成部３４３と、生成部３４４と、信頼度算出部３４５と、を備えている。
【０１０９】
投影データ処理部３４１は、データ収集部１６から、被検体サイノグラムを第１投影データＩ１として受信し、かつ、システム制御部３６から後述する第１選択情報を受信し、第１投影データＩ１および第１選択情報に基づいて、第２投影データＩ２を生成する処理部である。具体的には、投影データ処理部３４１は、上述の式（１）に示すように、第１投影データＩ１の画素値についてチャネル方向の加重和を算出して第２投影データＩ２とする。このとき、投影データ処理部３４１は、第１選択情報で示される加重和を算出する画素値の範囲に従って、加重和を算出する。
【０１１０】
なお、上述の式（１）において、第１投影データＩ１のチャネル方向の加重和を算出して第２投影データＩ２とするものとしたが、これに限定されるものではなく、第１の実施形態でも言及したように、第１投影データＩ１のビュー方向、スライス方向、時間方向またはエネルギー方向の加重和を算出して第２投影データＩ２としてもよい。
【０１１１】
第１再構成部３４２および第２再構成部３４３の動作は、それぞれ第１の実施形態の画像処理部３４の第１再構成部３４２および第２再構成部３４３の動作と同様である。
【０１１２】
生成部３４４は、第１再構成部３４２から受け取った第１再構成画像Ｓ１、および第２再構成部３４３から受け取った第２再構成画像Ｓ２から、復元画像ＳＯｕｔを生成する処理部である。生成部３４４は、図１４に示すように、フィルタ処理部３４４１と、変換部３４４２と、を備えている。
【０１１３】
フィルタ処理部３４４１は、第１の実施形態の画像処理部３４のフィルタ処理部３４４１の動作と同様である。
【０１１４】
変換部３４４２は、第１再構成部３４２から受け取った第１再構成画像Ｓ１、ならびにフィルタ処理部３４４１から受け取った第１フィルタ値Ｔ１および第２フィルタ値Ｔ２から、上述の式（５）により復元画像ＳＯｕｔを生成する処理部である。すなわち、変換部３４４２は、上述の式（５）に示すように、第１フィルタ値Ｔ１および第２フィルタ値Ｔ２に基づいて、第１再構成画像Ｓ１の画素値を変換して復元画像ＳＯｕｔを生成する。また、変換部３４４２は、システム制御部３６から後述する第２選択情報を受信し、第２選択情報が上述の式（５）が示す第１再構成画像Ｓ１の画素値の変換処理を行う旨を示す場合、当該変換処理を行う。一方、変換部３４４２は、第２選択情報が上述の式（５）が示す第１再構成画像Ｓ１の画素値の変換処理を行わない旨を示す場合、第１再構成部３４２から受け取った第１再構成画像Ｓ１をそのまま復元画像ＳＯｕｔとして出力する。変換部３４４２は、生成した復元画像ＳＯｕｔをシステム制御部３６に送信する。
【０１１５】
信頼度算出部３４５は、データ収集部１６（図１参照）から第１投影データＩ１を受信し、投影データ処理部３４１から第２投影データＩ２を受信し、第１投影データＩ１および第２投影データＩ２の信頼度を算出する処理部である。ここで、算出される信頼度とは、第１投影データＩ１および第２投影データＩ２それぞれに含まれるフォトン数が０であることを示す画素値の分布に基づいて算出され、フォトン数が０であることを示す画素値を含むことにより、それぞれ再構成される第１再構成画像Ｓ１および第２再構成画像Ｓ２の画素値である線減弱係数が真の値から離れると予想される場合に低くなる値である。信頼度は、例えば、０〜１００％の範囲の値とする。また、フォトン数が０であることを示す画素値の分布とは、第１の実施形態で上述した通りである。
【０１１６】
入力装置３１は、本実施形態に係るＸ線検査装置を操作する操作者が各種指示を操作入力するための装置であり、操作入力された各種コマンドをシステム制御部３６に送信する装置である。また、入力装置３１は、第２投影データＩ２を生成する場合の上述の式（１）における加重和を算出するための範囲の程度を切り替える操作入力を受け付け、その操作信号をシステム制御部３６に送信する。さらに、入力装置３１は、変換部３４４２における第１再構成画像Ｓ１の画素値の変換処理を行うか否かを切り替える操作入力を受け付け、その操作信号をシステム制御部３６に送信する。
【０１１７】
表示装置３２は、入力装置３１を介して操作者から操作指示を受け付けるためのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を表示したり、画像記憶部３５が記憶する再構成画像（復元画像、断面画像）を表示したりする装置である。また、表示装置３２は、画像処理部３４ａによって画像処理され、システム制御部３６を介して受信した再構成画像（復元画像、断面画像）、および、信頼度算出部３４５により算出され、システム制御部３６を介して受信した信頼度を表示する。
【０１１８】
システム制御部３６は、架台装置１０、寝台装置２０およびコンソール装置３０の動作を制御することによって、Ｘ線検査装置の全体の制御を行う処理部である。また、システム制御部３６は、信頼度算出部３４５から信頼度を受信し、変換部３４４２から復元画像を受信し、信頼度および復元画像を表示装置３２に送信する。また、システム制御部３６は、入力装置３１から受信した操作信号に基づいて、投影データ処理部３４１による上述の式（１）における加重和を算出する画素値の範囲を示す第１選択情報を生成し、第１選択情報を投影データ処理部３４１に送信する。さらに、システム制御部３６は、入力装置３１から受信した操作信号に基づいて、上述の式（５）が示す第１再構成画像Ｓ１の画素値の変換処理を行うか否かを示す第２選択情報を生成し、第２選択情報を変換部３４４２に送信する。
【０１１９】
また、図１４に示す画像処理部３４ａにおける投影データ処理部３４１、第１再構成部３４２、第２再構成部３４３、フィルタ処理部３４４１、変換部３４４２、および信頼度算出部３４５は、それぞれソフトウェアであるプログラムで実現されてもよく、またはハードウェア回路により実現されてもよい。また、図１４に示す画像処理部３４ａにおける投影データ処理部３４１、第１再構成部３４２、第２再構成部３４３、生成部３４４、フィルタ処理部３４４１、変換部３４４２、および信頼度算出部３４５は、機能を概念的に示したものであって、このような構成に限定されるものではない。
【０１２０】
図１５は、第２の実施形態の表示装置の表示内容の一例を示す図である。図１５を参照しながら、表示装置３２が表示する表示内容と、入力装置３１による選択操作について説明する。
【０１２１】
図１５に示すように、表示装置３２は、提示部３２１と、選択部３２２と、画像表示部３２３と、を有する。
【０１２２】
提示部３２１は、信頼度算出部３４５によって算出された第１投影データＩ１および第２投影データＩ２の信頼度を表示する領域である。図１５の例では、「第１画像の信頼度」が第１投影データＩ１の信頼度に対応しており「６０％」と表示され、「第２画像の信頼度」が第２投影データＩ２の信頼度に対応しており「９５％」と表示されている。
【０１２３】
選択部３２２は、変換部３４４２により、上述の式（５）が示す第１再構成画像Ｓ１の画素値の変換処理を行うか否かを表示、かつ、選択操作するための変換処理ＯＮボタン３２２１ａおよび変換処理ＯＦＦボタン３２２１ｂを有する。例えば、ユーザは、第１再構成画像Ｓ１の画素値の変換処理を行うことを選択する場合、変換処理ＯＮボタン３２２１ａをマウス等の入力装置３１によってクリック操作を行う。これによって、図１５に示すように、変換処理ＯＮボタン３２２１ａが黒色に反転表示され、第１再構成画像Ｓ１の画素値の変換処理を行うことが選択されたことが表示される。
【０１２４】
また、選択部３２２は、投影データ処理部３４１による上述の式（１）における加重和を算出する画素値の範囲の程度を表示、かつ、選択操作するための弱ボタン３２２２ａ、中ボタン３２２２ｂおよび強ボタン３２２２ｃを有する。例えば、ユーザは、加重和を算出する画素値の範囲を中程度に選択する場合、中ボタン３２２２ｂをマウス等の入力装置３１によってクリック操作を行う。これによって、図１５に示すように、中ボタン３２２２ｂが黒色に反転表示され、加重和を算出する画素値の範囲が中程度の範囲であることが選択されたことが表示される。また、例えば、弱ボタン３２２２ａがクリック操作された場合、上述の式（１）においてＫ＝１とし、中ボタン３２２２ｂがクリック操作された場合、Ｋ＝５とし、強ボタン３２２２ｃがクリック操作された場合、Ｋ＝１０とする。
【０１２５】
なお、表示装置３２および入力装置３１は、例えば、一体となったタッチパネルで実現されてもよく、この場合、変換処理ＯＮボタン３２２１ａ、変換処理ＯＦＦボタン３２２１ｂ、弱ボタン３２２２ａ、中ボタン３２２２ｂおよび強ボタン３２２２ｃは、マウス等によるクリック操作ではなく、ユーザが直接タッチ操作できるものとしてもよい。
【０１２６】
画像表示部３２３は、変換部３４４２によって生成された復元画像ＳＯｕｔを表示する領域である。なお、画像表示部３２３は、第１再構成部３４２により生成された第１再構成画像Ｓ１、または、第２再構成部３４３により生成された第２再構成画像Ｓ２を表示するものとしてもよく、第１再構成画像Ｓ１、第２再構成画像Ｓ２、および復元画像ＳＯｕｔのすべてを、領域を分割して表示するものとしてもよい。
【０１２７】
なお、表示装置３２は、図１５に示すように、同一の表示画面に提示部３２１、選択部３２２および画像表示部３２３を有するものとしているが、これに限定されるものではない。例えば、提示部３２１、選択部３２２および画像表示部３２３のうち少なくともいずれかが別体の表示装置に表示されるものとしてもよく、すべてがそれぞれ異なる表示装置に表示されるものとしてもよい。
【０１２８】
図１６は、第２の実施形態の画像処理部の動作の一例を示すフローチャートである。図１６を参照しながら、第２の実施形態の画像処理部３４ａによる画像処理の全体動作について説明する。
【０１２９】
＜ステップＳ４１＞
画像処理部３４ａの投影データ処理部３４１は、データ収集部１６から、被検体サイノグラムである第１投影データＩ１を受信して取得する。そして、ステップＳ４２へ進む。
【０１３０】
＜ステップＳ４２＞
投影データ処理部３４１は、データ収集部１６から、被検体サイノグラムを第１投影データＩ１として受信し、かつ、システム制御部３６から第１選択情報を受信し、第１投影データＩ１および第１選択情報に基づいて、第２投影データＩ２を生成する。具体的には、投影データ処理部３４１は、第１選択情報で示される加重和を算出する画素値の範囲に従って、上述の式（１）に示すように、第１投影データＩ１の画素値についてチャネル方向の加重和を算出して第２投影データＩ２とする。そして、投影データ処理部３４１は、生成した第２投影データＩ２を、第２再構成部３４３および信頼度算出部３４５に送る。そして、ステップＳ４３へ進む。
【０１３１】
＜ステップＳ４３、Ｓ４４＞
ステップＳ４３およびＳ４４の処理は、それぞれ図９に示すステップＳ１３およびＳ１４の処理と同様である。そして、ステップＳ４５へ進む。
【０１３２】
＜ステップＳ４５＞
画像処理部３４ａの信頼度算出部３４５は、データ収集部１６（図１参照）から第１投影データＩ１を受信し、投影データ処理部３４１から第２投影データＩ２を受信し、第１投影データＩ１および第２投影データＩ２の信頼度を算出する。そして、信頼度算出部３４５は、算出した信頼度をシステム制御部３６に送信する。そして、ステップＳ４６へ進む。
【０１３３】
＜ステップＳ４６＞
システム制御部３６は、信頼度算出部３４５から受信した第１投影データＩ１および第２投影データＩ２の信頼度を、表示装置３２に送信する。表示装置３２は、受信した第１投影データＩ１および第２投影データＩ２の信頼度を、提示部３２１に表示してユーザに提示する。そして、ステップＳ４７へ進む。
【０１３４】
＜ステップＳ４７＞
ユーザは、表示装置３２の提示部３２１に提示された第１投影データＩ１および第２投影データＩ２の信頼度を確認し、変換部３４４２に対して上述の式（５）が示す第１再構成画像Ｓ１の画素値の変換処理を行わせるか否かを判断して、変換処理ＯＮボタン３２２１ａまたは変換処理ＯＦＦボタン３２２１ｂを選択操作（入力装置３１であるマウス等によるクリック操作）する。入力装置３１は、ユーザによる変換処理ＯＮボタン３２２１ａまたは変換処理ＯＦＦボタン３２２１ｂに対する操作入力を受け付け、その操作信号をシステム制御部３６に送信する。システム制御部３６は、入力装置３１から受信した操作信号に基づいて、上述の式（５）が示す第１再構成画像Ｓ１の画素値の変換処理を行うか否かを示す第２選択情報を生成し、第２選択情報を変換部３４４２に送信する。そして、ステップＳ４８へ進む。
【０１３５】
＜ステップＳ４８＞
変換部３４４２は、システム制御部３６から受信した第２選択情報が、上述の式（５）が示す第１再構成画像Ｓ１の画素値の変換処理を行うか否かいずれを示しているか判定する。第２選択情報が、変換処理を行うことを示している場合（ステップＳ４８：Ｙｅｓ）、ステップＳ４９へ進む。一方、第２選択情報が、変換処理を行わないことを示されている場合（ステップＳ４８：Ｎｏ）、変換部３４４２は、第１再構成部３４２から受け取った第１再構成画像Ｓ１をそのまま復元画像ＳＯｕｔとして生成し、復元画像ＳＯｕｔを表示装置３２に送信する。そして、ステップＳ５０へ進む。
【０１３６】
＜ステップＳ４９＞
変換部３４４２は、第１再構成部３４２から受け取った第１再構成画像Ｓ１、ならびにフィルタ処理部３４４１から受け取った第１フィルタ値Ｔ１および第２フィルタ値Ｔ２から、上述の式（５）によって、第１再構成画像Ｓ１の画素値を変換して復元画像ＳＯｕｔを生成する。変換部３４４２は、生成した復元画像ＳＯｕｔを表示装置３２に送信する。そして、ステップＳ５０へ進む。
【０１３７】
＜ステップＳ５０＞
表示装置３２は、受信した復元画像ＳＯｕｔを画像表示部３２３に表示させる。
【０１３８】
以上のステップＳ４１〜Ｓ５０の動作によって、画像処理部３４ａによる画像処理が実行される。また、ユーザは、表示装置３２の画像表示部３２３に表示された復元画像ＳＯｕｔを確認することによって、選択部３２２において選択操作を再度行うこともできる。
【０１３９】
以上のように、本実施形態においては、ユーザが第１投影データＩ１や第２投影データＴ２の信頼度または復元画像ＳＯｕｔを確認しながら、投影データ処理部３４１による上述の式（１）における加重和を算出する画素値の範囲を選択操作、および、変換部３４４２による上述の式（５）が示す第１再構成画像Ｓ１の画素値の変換処理を行うか否かを選択操作することができる。これによって、ユーザによる判断に基づいて、効果的に空間分解能の低減を抑制しつつ、被検体の真の線減弱係数に近い画素値で構成された復元画像である断面画像を精度よく得ることができる。
【０１４０】
なお、ステップＳ４６のタイミングで、ユーザが、表示装置３２の提示部３２１により提示された第１投影データＩ１および第２投影データＩ２の信頼度を確認して、変換部３４４２に対して上述の式（５）が示す第１再構成画像Ｓ１の画素値の変換処理を行わせるか否かを選択操作するものとしているが、これに限定されるものではない。すなわち、ステップＳ４６のタイミングで、ユーザによる変換処理を行わせるか否かの選択操作を促すのではなく、画像処理部３４ａによる画像処理動作の前に、予め選択操作されている内容に従って、変換部３４４２は、上述の式（５）が示す第１再構成画像Ｓ１の画素値の変換処理を行うか否かを判定するものとしてもよい。この場合、最終的に得られた、第１投影データＩ１および第２投影データＩ２の信頼度、または、画像表示部３２３に表示された復元画像ＳＯｕｔを確認して、第１再構成画像Ｓ１の画素値の変換処理を行わせるか否かを再度選択操作するものとすればよい。または、画像処理部３４ａによる画像処理動作の前に選択操作されている内容が変換処理を行わない選択操作がなされている場合、ステップＳ４２およびＳ４４の処理、ならびにステップＳ４３における第２再構成部３４３による第２再構成画像Ｓ２の生成処理をスキップすることもできる。
【０１４１】
また、ステップＳ４２において、投影データ処理部３４１は、システム制御部３６によって予め生成されている第１選択情報が示す加重和を算出する画素値の範囲に従って、上述の式（１）により、第１投影データＩ１の画素値についてチャネル方向の加重和を算出するものとしているが、これに限定されるものではない。すなわち、ステップＳ４２において、投影データ処理部３４１が第２投影データＩ２を生成する前に、ユーザに対して、投影データ処理部３４１による上述の式（１）における加重和を算出する画素値の範囲を選択部３２２において選択操作することを促すものとしてもよい。この場合、ユーザは、前回に提示部３２１において提示された第１投影データＩ１および第２投影データＩ２の信頼度、または、画像表示部３２３に表示された復元画像ＳＯｕｔを参考にして、選択操作するものとすればよい。また、ステップＳ４５で、信頼度算出部３４５は、第１投影データＩ１の信頼度を算出するものとしているが、ステップＳ４２での投影データ処理部３４１による第２投影データＩ２の生成前に先行して、信頼度算出部３４５が、第１投影データＩ１の信頼度を算出して、提示部３２１に第１投影データＩ１の信頼度を提示させるものとしてもよい。
【０１４２】
また、第２の実施形態においては、ユーザの判断で、図１５に示す表示装置３２の画面において、変換部３４４２による上述の式（５）が示す第１再構成画像Ｓ１の画素値の変換処理を行うか否かを選択操作し、かつ、投影データ処理部３４１による上述の式（１）における加重和を算出する画素値の範囲の選択操作をするものとしていたが、これに限定されるものではない。例えば、信頼度算出部３４５は、ステップＳ４２での投影データ処理部３４１による第２投影データＩ２の生成前に先行して、第１投影データＩ１の信頼度を算出するものとし、この第１投影データＩ１の信頼度に基づいて、投影データ処理部３４１は、上述の式（１）における加重和を算出する画素値の範囲を決定し、変換部３４４２は、上述の式（５）が示す第１再構成画像Ｓ１の画素値の変換処理を行うか否かを判定するものとしてもよい。
【０１４３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、および変更を行うことができる。これらの実施形態およびその変形は、発明の範囲および要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１４４】
１  Ｘ線検査装置
１０  架台装置
１１  Ｘ線管
１１ａ  Ｘ線ビーム
１２  回転フレーム
１３  検出器
１４  照射制御部
１５  架台駆動部
１６  データ収集部
２０  寝台装置
２１  寝台駆動装置
２２  天板
３０  コンソール装置
３１  入力装置
３２  表示装置
３３  スキャン制御部
３４、３４ａ  画像処理部
３５  画像記憶部
３６  システム制御部
４０  被検体
４１  投影断面
３２１  提示部
３２２  選択部
３２３  画像表示部
３４１、３４１ａ、３４１ｂ  投影データ処理部
３４２  第１再構成部
３４３  第２再構成部
３４４  生成部
３４５  信頼度算出部
１００１  サイノグラム
１０１１、１０１１ａ〜１０１１ｄ  被検体サイノグラム
１１０１  第１再構成画像
１１０２  第２再構成画像
１２０１  復元画像
３２２１ａ  変換処理ＯＮボタン
３２２１ｂ  変換処理ＯＦＦボタン
３２２２ａ  弱ボタン
３２２２ｂ  中ボタン
３２２２ｃ  強ボタン
３４１１ａ、３４１１ｂ  処理部
３４１２ａ  決定部
３４１２ｂ  解析部
３４４１  フィルタ処理部
３４４２  変換部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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