(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出器（１０）のピクセルによって収集された信号を処理するための方法であって、各ピクセルは、前記検出器が受ける放射の影響下で信号を収集することが可能である、方法において、
●閾値（Ｓ）よりも大きい信号を収集する、被影響ピクセルと呼ばれるピクセル（Ｐ０）を特定することと、
●前記被影響ピクセル（Ｐ０）の少なくとも１つの隣接ピクセル（Ｐ１．．．ＰＮ）を定義することと、
●各隣接ピクセル（Ｐ１．．．ＰＮ）について、
■前記被影響ピクセル（Ｐ０）に関連付けられる第１の比較グループ（Ｃ０）および前記少なくとも１つの隣接ピクセル（Ｐ１．．．ＰＮ）に関連付けられる少なくとも１つの第２の比較グループ（Ｃ１．．．ＣＮ）を選択することであって、各比較グループ（Ｃ０．．．ＣＮ）は複数のピクセルを含み、前記第１の比較グループおよび前記少なくとも１つの第２の比較グループは共通のピクセルを全く含まない、選択することと、
■前記比較グループ（Ｃ０．．．ＣＮ）の各々によって収集された信号を判定することであって、前記比較グループの各々によって収集された前記信号は、前記グループの前記各々の前記個々のピクセルによって収集された前記信号を表す値に対応する、判定することと、
■最も高い信号を収集した前記比較グループを判定するために、各比較グループ（Ｃ０）、（Ｃ１．．．ＣＮ）によって収集された前記信号を比較することと、
●前記第１の比較グループ（Ｃ０）が、前記少なくとも１つの第２の比較グループ（Ｃ１．．．ＣＮ）によって収集された前記信号よりも大きい、収集された信号を呈する場合には、前記被影響ピクセルを勝者ピクセルとして宣言することと
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項２】
各比較グループ（Ｃ０、Ｃ１．．．ＣＮ）によって収集された前記信号が、前記グループを構成する前記ピクセルによって収集された前記信号の和に対応することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記比較の際に同等が生じた場合には、前記比較に関わった前記比較グループ（Ｃ０、Ｃ１．．．ＣＮ）の中から最も大きい信号量を累積した前記比較グループ（Ｃ０、Ｃ１．．．ＣＮ）を任意に定めるために、既定の優先規則が用いられることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記比較グループ（Ｃ０、Ｃ１．．．ＣＮ）がピクセル（Ｐ０．．．ＰＮ）のパターンに従って編成されることと、２つの所与の別個のピクセルについて、それらの比較グループの前記パターンは前記２つの所与のピクセルの相対配向の関数として変化する（図５および６）こととを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
各比較グループ（Ｃ０、Ｃ１．．．ＣＮ）が同数のピクセルを含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記勝者ピクセル（Ｐ０）に、割り当てグループと呼ばれるピクセルのグループの前記ピクセルの信号値に依存する信号値を割り当てることを含み、前記割り当てグループの前記ピクセルは前記勝者ピクセルの隣接ピクセルを含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記割り当てグループが、前記勝者ピクセル（Ｐ０）に関連付けられる前記比較グループ（Ｃ０）であることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記割り当てグループが、前記勝者ピクセル（Ｐ０）に関連付けられる前記比較グループ（Ｃ０）と異なり、前記勝者ピクセルの周りの信号の散乱を表すことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記割り当てグループが、前記勝者ピクセル（Ｐ０）に関連付けられる前記比較グループ（Ｃ０）よりも多数のピクセルを含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記勝者ピクセル（Ｐ０）を判定することに寄与した前記比較グループ（Ｃ０、Ｃ１．．．ＣＮ）の前記信号値が、前記勝者ピクセル（Ｐ０）への信号値の前記割り当てのために利用されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出器のピクセルによって収集された信号を処理するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は特に、画像化のために用いられる電磁放射の検出器に適用することができる。この種の検出器は、マトリックスまたはストリップとして一般的に編成されるピクセルと呼ばれる多数の光感応点を備える。ピクセルとは検出器の基本感応要素を表す。各ピクセルは、それが受ける電磁放射を電気信号に変換する。
【０００３】
個々のピクセルから生じた電気信号はマトリックスの読み取りの段階の間に収集され、その後、画像を形成するべく処理し、記憶することができるように、デジタル化される。ピクセルは、電荷収集電極、およびこのようにして生成された電気信号を処理するための電子回路で形成される。一般的な方法では、各ピクセルにおいて、収集電極は、例えば、遮断器、キャパシタ、抵抗器からなる電子回路に関連付けられ、その下流にアクチュエータが配置される。収集電極および電子回路からなる組立体は、電荷を発生させ、後者を収集することを可能にする。各ピクセルは、収集された電荷量を読み取り、それを処理手段に転送することを可能にする読み取り回路に連結される。この種の放射検出器は、医療分野における電離放射、および特にＸ線もしくはγ線の画像化、または産業分野における非破壊試験の画像化、放射線画像の検出のために用いることができる。
【０００４】
この場合には、検出器は、Ｘ線またはγ線型の入射放射と相互作用することができるシンチレータまたは半導体型の検出器材料を含む。
【０００５】
検出器材料が、例えば、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＨｇＩ２の種類の半導体である場合には、検出器内における入射光子の相互作用は電子−正孔型の電荷キャリアの生成を発生させる。この場合には、各ピクセルは、相互作用の結果生じた電荷キャリアの一部を収集することができる収集電極を含む。収集電極によって収集される電荷は、検出器材料内における検出されるべき放射の相互作用によって生成されるため、これは直接変換検出器と言える。
【０００６】
検出器材料が、シンチレータ、例えば、ＣｓＩ、ＮａＩ、ＬａＢｒ３の種類の無機シンチレータである場合には、入射光子の相互作用は、波長が可視領域内に概ね位置する、入射光子よりもエネルギーが低い複数の光子を発生させる。この場合には、各ピクセルは、これらの光子を検出し、それらを、収集電極によって収集される電荷に変換する光検出器、例えば、フォトダイオードを備える。収集電極によって収集される電荷は、検出器材料内における入射放射の相互作用から直接生じず、相互作用の間に生成された可視光子の検出から生じるため、これは間接変換検出器と言える。
【０００７】
光子イメージャ、および特にＸ線もしくはγ線光子イメージャは、ピクセルに結合される（半導体またはシンチレータ）検出器材料を含む。ピクセルは一般的にマトリックスに従って配置される。各ピクセルによって収集された電荷量は、検出器内における相互作用のロケーションならびに相互作用した光子のエネルギーに関する情報を与える。
【０００８】
さて、各相互作用は多数の粒子（シンチレータの場合には、光子、半導体の場合には、電子−正孔対）を発生させる。粒子は検出器材料内における空間分散を受け、個々の隣接ピクセルに向かって移動する。
【０００９】
この分散の結果、いくつかの隣接ピクセルが衝撃を受けるために、空間分解能の低下が生じ、入射光子のエネルギーの推定の精度の低下が生じる。これはエネルギー分解能の低下と言える。
【００１０】
この問題を緩和するために、米国特許第７，６６７，２０５号明細書に解決策が提案されている。この解決策は、ターゲットピクセルを中心とするピクセルのグループを定義することを含む。各グループは、ターゲットピクセルおよび数個の近隣のピクセルを包含する。グループの各々の出力信号の和が算出され、これらの和の間の差を算出することによってこれらの和が比較される。最も高い和を有するグループが、光子を受け取ったピクセルを定めることを可能にする。最後に、このターゲットピクセルのグループについて算出された和がターゲットピクセルに付与される。
【００１１】
本特許出願の出願人は、この解決策は欠点を呈することに気付いた。実のところ、２つの隣り合うターゲットピクセルのグループは共通のピクセルを必然的に有する。個々の隣り合うグループの出力信号の和を比較する際に、共通のピクセルの信号の値は互いに相殺し合う。比較が、出力信号が最も強いピクセルを考慮しないことがあり得る。このために、最も大きい信号量を受け取ったピクセルのロケーションの誤りが生じる。相互作用の位置をより正確に定めるためには、追加のステップが必要である。さらに、これによって、各ピクセルによって収集された信号を処理するための多数の演算、特に、全く同一のグループのピクセルの信号の加算、およびその後の各グループの信号の減算が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第７，６６７，２０５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、実施されるべき演算数を最小限に抑えることを可能にする簡単な方法によって、検出器内における相互作用のロケーションを改善すること、およびエネルギー分解能を改善すること、ならびに比較後に保持されるターゲットピクセルに付与される情報の信頼性を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的のために、本発明は、検出器のピクセルによって収集された信号を処理するための方法であって、各ピクセルは、検出器が受ける放射の影響下で信号を収集することが可能である、方法において、
●閾値よりも大きい信号を収集する、被影響ピクセルと呼ばれるピクセルを特定することと、
●被影響ピクセルの少なくとも１つの隣接ピクセルを定義することと、
●各隣接ピクセルについて、
■前記被影響ピクセルに関連付けられる第１の比較グループおよび前記隣接ピクセルに関連付けられる第２の比較グループを選択することであって、各比較グループは複数のピクセルを含み、前記第１の比較グループおよび前記第２の比較グループは共通のピクセルを全く含まない、選択することと、
■比較グループの各々によって収集された信号を判定することであって、比較グループの各々によって収集された信号は、前記グループの個々のピクセルによって収集された信号を表す値に対応する、判定することと、
■最も大きい信号を収集した比較グループを判定するために、各比較グループによって収集された信号を比較することと、
●被影響ピクセルに関連付けられるグループが、前記被影響ピクセルの隣接ピクセルに関連付けられる各グループによって収集された信号よりも大きい、収集された信号を呈する場合には、前記被影響ピクセルを勝者ピクセルとして宣言することと
を含むことを特徴とする、方法を主題とする。
【００１５】
比較グループの各々は、所与のピクセルの近隣に位置するピクセルで形成される。所与のピクセルは、第１の比較グループの場合には、被影響ピクセルであり、第２の比較グループの場合には、隣接ピクセルである。ここで、第２の比較グループはこの隣接ピクセルに関連付けられる。比較グループはあらかじめ決定される。換言すれば、比較グループの各々は、パターンに従って編成されるピクセルを含む。個々のグループのパターンは、共通のピクセルを有しないように、あらかじめ決定される。
【００１６】
被影響ピクセルを特定することを可能にする閾値は、既定の閾値である。
【００１７】
有利には、各比較グループは同数のピクセルを含む。
【００１８】
比較グループによって収集される信号は、特に、前記グループを構成する各ピクセルによって生成された信号の加重和、または加重しない和であることができる。加重和の場合には、比較グループの各ピクセルに、前記ピクセルと被影響ピクセルとの間の距離に依存する加重係数を付与することができる。
【００１９】
比較の際に同等が生じた場合には、比較に関わった比較グループの中から最も大きい信号量を累積した比較グループを任意に定めるために、既定の優先規則を用いることが可能である。
【００２０】
一実施形態によれば、比較グループはピクセルのパターンに従って編成され、および２つの所与の別個のピクセルについて、それらの比較グループのパターンは２つのピクセルの相対配向の関数として変化する。
【００２１】
このとき、勝者ピクセルに、割り当てグループと呼ばれるピクセルのグループのピクセルによって収集された信号の値に依存する信号値を割り当てることが可能である。割り当てグループのピクセルは勝者ピクセルの隣接ピクセルを含む。
【００２２】
この割り当てグループは、勝者ピクセルに関連付けられる比較グループと同一であることができる。また、勝者ピクセルの隣接ピクセルのグループを割り当てグループ内に含めることも可能である。
【００２３】
割り当てグループによって生成される信号は、前記割り当てグループを構成する各ピクセルによって生成された信号の加重和、または加重しない和であることができる。加重和の場合には、割り当てグループの各ピクセルに、前記ピクセルと勝者ピクセルとの間の距離に依存する加重係数を付与することができる。
【００２４】
割り当てグループは比較グループよりも多数または少数のピクセルを含むことができる。
【００２５】
例として与えられている実施形態の詳細な説明を読むことで、本発明はより深く理解され、他の利点も明らかになるであろう。説明は添付の図面によって例示される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】固体放射検出器の一例を示す。
【図２】放射検出器の構成要素を電気的に示す。
【図３ａ】検出器上の衝撃中心を判定するために比較される検出器のピクセルのグループの一例を示すことを可能にする。
【図３ｂ】検出器上の衝撃中心を判定するために比較される検出器のピクセルのグループの一例を示すことを可能にする。
【図３ｃ】検出器上の衝撃中心を判定するために比較される検出器のピクセルのグループの一例を示すことを可能にする。
【図３ｄ】検出器上の衝撃中心を判定するために比較される検出器のピクセルのグループの一例を示すことを可能にする。
【図３ｅ】検出器上の衝撃中心を判定するために比較される検出器のピクセルのグループの一例を示すことを可能にする。
【図４ａ】ピクセルのグループの別の例を示すことを可能にする。
【図４ｂ】ピクセルのグループの別の例を示すことを可能にする。
【図４ｃ】ピクセルのグループの別の例を示すことを可能にする。
【図４ｄ】ピクセルのグループの別の例を示すことを可能にする。
【図４ｅ】ピクセルのグループの別の例を示すことを可能にする。
【図５ａ】グループのパターンが変化するピクセルのグループの一例を示すことを可能にする。
【図５ｂ】グループのパターンが変化するピクセルのグループの一例を示すことを可能にする。
【図５ｃ】グループのパターンが変化するピクセルのグループの一例を示すことを可能にする。
【図５ｄ】グループのパターンが変化するピクセルのグループの一例を示すことを可能にする。
【図５ｅ】グループのパターンが変化するピクセルのグループの一例を示すことを可能にする。
【図６ａ】グループのパターンが変化するピクセルのグループの別の例を示すことを可能にする。
【図６ｂ】グループのパターンが変化するピクセルのグループの別の例を示すことを可能にする。
【図６ｃ】グループのパターンが変化するピクセルのグループの別の例を示すことを可能にする。
【図６ｄ】グループのパターンが変化するピクセルのグループの別の例を示すことを可能にする。
【図６ｅ】グループのパターンが変化するピクセルのグループの別の例を示すことを可能にする。
【図７ａ】本発明の利点を示す。
【図７ｂ】本発明の利点を示す。
【図７ｃ】本発明の利点を示す。
【図８ａ】本発明の利点を示す。
【図８ｂ】本発明の利点を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
明確にするために、個々の図において、同じ要素は同じ標識を有することになる。
【００２８】
本発明は、センサがシンチレータに関連付けられる、電離放射、特に、Ｘ線またはガンマ線放射の検出器に関して説明される。本発明を半導体型の検出器において実施することも同様に可能である。より一般的な方法では、本発明は、マトリックスとして編成される別個の感応要素を有する任意の検出器であって、検出および位置特定することを望む物理現象を検出することが可能な任意の検出器において実施することができる。本発明は、物理現象が空間分散を受け、いくつかの隣り合う感応要素に衝撃を与え得る場合に関心を示す。
【００２９】
図１は、シンチレータ１２に関連付けられる固体光感応センサ１１を備える固体放射検出器１０の一例を断面で概略的に示す。センサ１１およびシンチレータ１２は、光学的結合をももたらす接着剤１３を用いて互いに固定される。センサ１１は、絶縁基板１４上に、一般的に、フォトダイオード、フォトトランジスタまたはフォトレジスタ型の、光感応要素からなるピクセルＰｉを備える。図示されている例では、４つのピクセル１５、１６、１７および１８が示される。当然のことながら、本発明に係る検出器は多数の光感応要素を備えることができる。シンチレータ１２は入射窓１９によって覆われる。
【００３０】
検出器１０は、入射窓１９を通過し、それにより、シンチレータ１２に到達するＸ線放射２０を受ける。シンチレータ１２の機能は、Ｘ線放射を、より長い波長の、光感応要素によって検出されることができる二次放射に変換することである。二次放射は、例えば、可視光または近可視光放射である。放射２０から生じるＸ線光子２１がシンチレータ１２内に示されている。シンチレータ１２は光子２１を吸収し、それに応じていくつかの二次光子を発する。実際には、単一のＸ線光子は数百〜数千個の可視光子を発生させることができる。図１では、例として、４つの可視光子２２、２３、２４および２５が示される。光子２２はピクセル１５に到達し、光子２３および２４はピクセル１６に到達し、光子２５はピクセル１７に到達する。
【００３１】
本発明は、信号処理演算を最小限に抑えつつ、最も多数の可視光子を受け取ったピクセル、本例では、ピクセル１６を正確に判定することを可能にする。幾何学的に、Ｘ線光子２１はピクセル１６の上方に位置する。したがって、ピクセル１６は、Ｘ線光子２１の位置を特定することを可能にする。さらに、本発明は、Ｘ線光子２１から生じた可視光子の総数を計数することによって、Ｘ線光子２１のエネルギーを判定することを可能にする。
【００３２】
このような検出器は計数モードで動作することができ、好ましくは、相互作用の場所だけでなく、検出器のピクセルによって収集された信号の振幅にも関心がある、分光測定式の用途のために動作することができる。
【００３３】
図２は、検出器の例示的な電気回路図を提示する。
【００３４】
検出器ＤのピクセルＰｉが電荷を収集すると、読み取り回路ＡＭＰｉは信号を成形し、振幅が、収集された電荷に依存するパルスを発生させる。このパルスが既定の閾値Ｓｉを超えると、ピクセルの信号は、本発明の主題であり、以下において説明される方法の実施のために、処理回路ＰＲＯＣへ伝送される。閾値Ｓｉに対するピクセルによって発生された信号の比較は、ピクセル内に統合された振幅弁別器ＣＯＭＰｉによって実行される。
【００３５】
処理回路ＰＲＯＣは、検出器Ｄの器外に設置され、信号をデジタル形式で処理する回路であることができる。代替的に、それは検出器Ｄ内に統合されることもでき、各ピクセルＰｉは、例えば、基本処理回路ＰＲＯＣｉを備えることができる。
【００３６】
先に見たように、Ｘ線光子の相互作用の間に検出器内で放出された粒子は、検出器１０に隣接するいくつかのピクセルＰｉによって検出される可能性がある。本発明に係る方法は、実施されるべき計算数を最小限に抑えつつ、検出器内における相互作用に最も接近したピクセルを正確に特定することを目的とする。これにより、特に、処理時間ならびに検出器の消耗を低減することが可能になる。
【００３７】
したがって、検出器の各ピクセルＰｉには、比較グループＣｉと呼ばれるピクセルのグループが関連付けられる。比較グループＣｉの各々は、所与のピクセルの近隣に位置するピクセルで形成される。比較グループに関連付けられる各ピクセルは衝撃中心の候補をなす。続いて行われる処理の目的は、衝撃中心の候補の中から真の衝撃中心を判定することである。この判定は、個々の比較グループによって収集された信号を、ピクセルに関連付けられる比較グループと比較することによって行われる。比較される個々のグループは隣接ピクセルに関連付けられる。本発明によれば、２つの隣接ピクセルに関連付けられる各比較グループは共通のピクセルを全く含まない。
【００３８】
被影響ピクセルと呼ばれるピクセルＰ０が、評価可能な信号、すなわち、既定の閾値Ｓよりも大きい信号を収集すると、処理回路ＰＲＯＣは以下の操作に着手する：
●被影響ピクセルＰ０に関連付けられる比較グループＣ０内で収集された信号の判定、
●前記被影響ピクセルＰ０の隣接ピクセルＰ１〜ＰＮの決定、
●被影響ピクセルＰ０の各隣接ピクセルＰ１〜ＰＮに関連付けられる比較グループＣ１〜ＣＮ内で収集された信号の判定、
●ピクセルＰ０に関連付けられる比較グループＣ０内で収集された信号と、各隣接ピクセルＰ１〜ＰＮに関連付けられる比較グループＣ１〜ＣＮ内で収集された信号との比較。
【００３９】
被影響ピクセルＰ０が関連付けられる比較グループＣ０が、それに隣接するピクセルＰ１〜ＰＮの各々に関連付けられる比較グループＣ１〜ＣＮ内で集められた信号よりも高い信号を集めた場合には、被影響ピクセルＰ０は「勝者ピクセル」と宣言される。
【００４０】
被影響ピクセルＰ０の隣接ピクセルに関連付けられる少なくとも１つの比較グループＣ１〜ＣＮが比較グループＣ０よりも多くの信号を集めた場合には、被影響ピクセルＰ０は「勝者ピクセル」と宣言されない。
【００４１】
相互作用の過程では、いくつかのピクセルが、閾値Ｓよりも大きい信号を同時に収集する場合がある。以上において説明された方法は、好ましくは、検出器内における相互作用の後に被影響ピクセルごとに実施される。
【００４２】
隣接ピクセルは、ピクセルＰ０に最も近いＮ個のピクセルを意味することを意図される。Ｎは２以上の整数である。これらは４つの最近接点（Ｎ＝４）もしくは６つの最近接点（Ｎ＝６）であってもよいか、またはさらにより多くてもよい。値Ｎは，特に、ピクセルのサイズに依存する。このサイズが小さいほど、相互作用は多数の隣接ピクセル内に評価可能な信号を発生させやすくなることが理解される。
【００４３】
比較グループによって収集された信号は、このグループを構成する個々のピクセルによって収集された信号を表す値を意味することを意図される。これは、特に、グループを構成する個々のピクセルによって収集された信号の和であってもよい。代表値を判定する他のモードを実施することもできる。例えば、グループのピクセルの各々によって放出された信号の値に重みを付けることが可能である。
【００４４】
閾値Ｓｉであって、それを超えるとピクセルＰｉが信号を収集したと見なされる閾値Ｓｉは、先行試験の過程において実験的に決定された値であるか、任意に定められた値のものであるか、または検出器が放射に曝露されていない校正段階の間に決定された値のものであることができる。この値は各ピクセルについて同一であることができるか、または各ピクセルＰｉに関連付けられる値Ｓｉであることができる。
【００４５】
比較の間に同等が生じた場合には、比較に関わった比較グループの中から最も大きい信号量を累積した比較グループを任意に定めるために、既定の優先規則を用いることが可能である。衝撃中心は、例えば、行方向または列方向の順位が最も低いピクセルとして定められる。より正確に言えば、全く同一の行の２つのピクセル間の比較の結果、同等となった場合には、行番号がより低い方を支持することが可能である。同様に、全く同一の列の２つのピクセルの比較の結果、同等となった際には、列番号がより低い方を支持することが可能である。
【００４６】
本発明の重要な特徴は、比較を実行するべき２つの隣接ピクセルに関連付けられるグループは共通のピクセルを全く含まないことである。これにより、比較の間に実行されるべき計算数が減少する。この結果、デバイスの電力消費の低減がもたらされる。さらに、これは、相互作用の位置の特定の信頼性を改善することを可能にすることができる。単純な例により、この利点を理解することが可能になる。グループの各々において、考慮されているグループのピクセルの各々によって収集された信号の値の和を算出することが可能である。グループの各々によって収集された信号の比較は、個々のグループの和を比較することによって行うことができる。最も大きい和を有するグループが、最も大きい信号量を累積したグループである。被影響ピクセルに関連付けられるグループＣ０と、Ｎ個の隣接ピクセルに関連付けられる各グループＣｉ（１≦ｉ≦Ｎ）、Ｃｉ（１≦ｉ≦Ｎ）との比較は、和の減算、および減算の結果の比較によって容易に行われる。比較される２つのグループが１つ以上の共通のピクセルを含む場合には、２つのグループに共通のピクセルの重みは減算の際に互いに相殺し合う。対照的に、比較されるグループが共通のピクセルを全く含まない場合には、２つのグループの比較は異なるピクセルに基づいて遂行され、結果の妥当性は増すばかりとなる。
【００４７】
図３ａ〜図３ｅは、衝撃中心を判定するために比較されるピクセルの個々のグループの一例を示すことを可能にする。
【００４８】
提示を簡単にするために、５つの行ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよび５つの列１、２、３、４、５のマトリックスが考慮される。先と同じように、当然のことながら、現実のマトリックスは一般的に、より多数の行および列を有する。マトリックス内の座標がそれぞれｃ３、ｂ３、ｄ３、ｃ４およびｃ２である、５つの所与のピクセルＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４が考慮される。時点ｔにおいて、ピクセルＰ０は、閾値よりも大きい信号を検出し、いわゆる被影響ピクセルになると仮定される。所与のピクセルの各々には、所与のピクセル、および所与のピクセルに対して対角線的に配置される４つの他の隣接ピクセルを含むグループが関連付けられる。例えば、ピクセルＰ０の場合、それに関連付けられるグループＣ０は、ピクセルＰ０、ならびに座標がｂ２、ｂ４、ｄ２およびｄ４であるピクセルを含む。図３ａ〜図３ｅにおいて、グループＣ０は、模式的に示されたマトリックス内において、水平方向にハッチングをかけた枠によって示される。
【００４９】
このグループＣ０のピクセルの幾何学的編成は、ピクセルＰ０の隣接ピクセルＰ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４の各々に関連付けられるグループＣ１〜Ｃ４を定義するようにずらすことができるパターンを形成する。図３ｂには、被影響ピクセルＰ０に関連付けられるグループＣ０、および隣接ピクセルＰ１に関連付けられるグループＣ１が示される。２つのグループＣ０、Ｃ１のパターンは、それらが共通のピクセルを含むことを防ぐように選定される。図３ｃには、被影響ピクセルＰ０および隣接ピクセルＰ２にそれぞれ関連付けられるグループＣ０およびＣ２が示された、模式的に示されるマトリックスの別の複製が示される。図３ｄには、被影響ピクセルＰ０および隣接ピクセルＰ３にそれぞれ関連付けられるグループＣ０およびＣ３が示され、図３ｅには、被影響ピクセルＰ０および隣接ピクセルＰ４に関連付けられるグループＣ０、Ｃ４が示される。図３ｂ〜図３ｅにおいて、グループＣ１〜Ｃ４は、垂直方向にハッチングをかけた枠によって示される。
【００５０】
各グループについて、考慮されているグループのピクセルの各々の信号の値の和が算出される。次に、被影響ピクセルＰ０に関連付けられるグループに対応する和が、ピクセルＰ０の各隣接グループに対応する和と一対ごとに比較される。より正確に言えば、図示されている例では、図３ｂには、ピクセルＰ０およびＰ１にそれぞれ関連付けられるグループＣ０およびＣ１の比較が示されている。図３ｃは、ピクセルＰ０およびＰ２にそれぞれ関連付けられるグループＣ０およびＣ２の比較を示す。図３ｄは、ピクセルＰ０およびＰ３にそれぞれ関連付けられるグループＣ０およびＣ３の比較を示す。図３ｅは、ピクセルＰ０およびＰ４にそれぞれ関連付けられるグループＣ０およびＣ４の比較を示す。それゆえ、隣接ピクセルと同数の比較、すなわち、４つの比較が遂行される。共通のピクセルを全く含まないグループのみが相互比較される。
【００５１】
図３ａ〜図３ｅを用いて示されている例では、個々の比較の結果の関数としていくつかの典型的な場合が生じ得る。被影響ピクセルＰ０に関連付けられるグループが、隣接ピクセルＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４に各々関連付けられる他の４つのグループの値の和の各々よりも大きい値の和を有する場合には、このとき、被影響ピクセルＰ０は勝者ピクセルと宣言される。対照的に、ある比較は、被影響ピクセルＰ０に関連付けられるグループを、特定の隣接ピクセルに関連付けられるグループの値よりも大きい値の和を有すると示し、他の比較は逆の結果を示す場合には、ピクセルＰ０は勝者ピクセルではない。
【００５２】
換言すれば、被影響ピクセルの比較グループを、それに隣接するピクセルの各々に関連付けられる全ての比較グループと比較することによって、個々の比較の全ての結果が、被影響ピクセルを、最も大きい信号量を累積したとして示す場合に、被影響ピクセルは勝者ピクセルとして宣言される。本例では、２つのピクセルは、それらが直に隣り合うもの同士であり、かつそれらがいずれもピクセルマトリックスの同じ行または同じ列内に位置する場合に、隣接すると見なされる。代替例として、隣接は、例えば、中心ピクセルを通過するマトリックスの対角線上に位置する、直に隣り合うピクセル、またはさらに、いわゆる直に隣り合うピクセルの近隣のピクセルを含めることによって、より幅広く定義することができる。
【００５３】
有利には、勝者ピクセルには、勝者ピクセルの近隣に位置するピクセルのグループのピクセルの信号値に依存する信号値が割り当てられる。このピクセルグループは割り当てグループと呼ばれる。それは、勝者ピクセルに関連付けられる比較グループであることができる。これにより、算出を簡単にし、すでに遂行された和の算出を再利用することが可能になる。代替的に、割り当てグループは、勝者ピクセルに関連付けられる比較グループと異なる。実際に、個々の比較グループのために保持されるパターンは、個々の比較の間において共通のピクセルを回避することを可能にする穴を含むことができる。個々の比較グループのピクセルの数よりも多数のピクセルを割り当てグループ内に含めることが可能である。当然のことながら、個々の比較グループは同数のピクセルを有する。図３ａ〜図３ｅの例では、被影響ピクセルＰ０が勝者ピクセルである場合には、ピクセルＰ０に関連付けられる割り当てグループは、ピクセルＰ０に関連付けられる比較グループの全てのピクセル、ならびにピクセルＰ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４を含むことができる。この場合には、比較グループは５つのピクセルを有し、割り当てグループは９つのピクセルを有する。割り当てグループのパターンと、ピクセル数で表される寸法とは、衝撃中心の周りの可視光子の散乱を表すように実験的に規定される。比較グループのパターンおよび寸法にもこれと同じことが言える。
【００５４】
勝者ピクセルに割り当てられる信号値は、割り当てグループの全てのピクセルの信号の値の和であることができる。この和は単純な和であるか、または場合により、勝者ピクセルから最も遠い割り当てグループのピクセルについてあり得るノイズを考慮することを可能にする加重和であることができる。
【００５５】
図４ａ〜図４ｅは、比較グループおよび割り当てグループの別の例を示すことを可能にする。図３ａ〜図３ｅに関しては、５つの行ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよび５つの列１、２、３、４、５のマトリックスが考慮された。本例の比較グループの特別な特徴は、比較グループが、それらが関連付けられるピクセルを含まないことである。例えば、被影響ピクセルＰ０に関連付けられるグループは隣接ピクセルＰ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４のみを含み、被影響ピクセルＰ０を含まない。この比較グループは図４ｂ〜図４ｅに見ることができる。先と同様に、関連付けられるピクセルを問わず、個々の比較グループのパターンは同一のままである。例えば、隣接ピクセルＰ１に関連付けられる比較グループＣ１は図４ｂに見ることができ、ピクセルｃ１、ｂ２、ｃ３およびｄ２を含む。図４ｃに見ることができる隣接ピクセルＰ２に関連付けられる比較グループＣ２、図４ｄに見ることができる隣接ピクセルＰ３に関連付けられる比較グループＣ３、および図４ｅに見ることができる隣接ピクセルＰ４に関連付けられる比較グループＣ４にも同じことが言える。
【００５６】
先と同様に、共通のピクセルを全く含まないグループのみが相互比較される。図４ａ〜図４ｅに示されている例において、図４ｂには、被影響ピクセルＰ０に関連付けられるグループＣ０と、隣接ピクセルＰ１に関連付けられるグループＣ１との比較が示され、図４ｃには、ピクセルＰ０に関連付けられるグループＣ０と、隣接ピクセルＰ２に関連付けられるグループＣ２との比較が示され、図４ｄには、被影響ピクセルＰ０に関連付けられるグループＣ０と、隣接ピクセルＰ３に関連付けられるグループＣ３との比較が示され、図４ｅには、被影響ピクセルＰ０に関連付けられるグループＣ０と、隣接ピクセルＰ４に関連付けられるグループＣ４との比較が示される。
【００５７】
４つの比較の結果、被影響ピクセルＰ０が勝者として示されると仮定すると、ピクセルＰ０に関連付けられる割り当てグループは、ピクセルＰ０に関連付けられる比較グループの全てのピクセル、プラス、ピクセルＰ０を含む。図４ａに、この割り当てグループが示される。
【００５８】
図５ａ〜図５ｅは、変化するパターンを有する比較グループの形成の一例を示すことを可能にする。より正確に言えば、比較グループはピクセルのパターンに従って編成され、２つの所与の別個のピクセルに対して、それらのグループのパターンは２つの所与のピクセルの相対配向の関数として変化する。
【００５９】
図５ｂは、一方は被影響ピクセルＰ０に関連付けられ、他方は隣接ピクセルＰ１に関連付けられる、２つの比較グループを示す。被影響ピクセルＰ０に関連付けられるグループＣ０はピクセル３ｂ、３ｃ、３ｄおよび４ｃを含む。隣接ピクセルＰ１に関連付けられるグループＣ１はピクセル１ｃ、２ｂ、２ｃおよび２ｄを含む。
【００６０】
図５ｃは、一方は被影響ピクセルＰ０に関連付けられ、他方は隣接ピクセルＰ２に関連付けられる、２つの比較グループを示す。ピクセルＰ０に関連付けられるグループＣ０はピクセル２ｃ、３ｃ、４ｃおよび３ｄを含む。隣接ピクセルＰ２に関連付けられるグループＣ２は被影響ピクセル３ａ、２ｂ、３ｂおよび４ｂを含む。
【００６１】
図５ｄは、一方は被影響ピクセルＰ０に関連付けられ、他方は隣接ピクセルＰ３に関連付けられる、２つの比較グループを示す。被影響ピクセルＰ０に関連付けられるグループＣ０はピクセル２ｃ、３ｂ、３ｃおよび３ｄを含む。隣接ピクセルＰ３に関連付けられるグループＣ３はピクセル４ｂ、４ｃ、４ｄおよび５ｃを含む。
【００６２】
図５ｅは、一方は被影響ピクセルＰ０に関連付けられ、他方は隣接ピクセルＰ４に関連付けられる、２つの比較グループを示す。被影響ピクセルＰ０に関連付けられるグループＣ０はピクセル３ｂ、２ｃ、３ｃおよび４ｃを含む。隣接ピクセルＰ４に関連付けられるグループＣ４はピクセル２ｄ、３ｄ、４ｄおよび３ｅを含む。
【００６３】
図５ｂ、図５ｃ、図５ｄおよび図５ｅに示される比較では、一対ごとに比較されるグループＣ０およびＣｉ（１≦ｉ≦Ｎ＝４）は共通のピクセルを全く有しない。
【００６４】
４つの比較の結果、被影響ピクセルＰ０が勝者として示されると仮定すると、ピクセルＸに関連付けられ、図５ａに示される割り当てグループは、ピクセル２ｃ、３ｂ、３ｃ、３ｄおよび４ｃを含む。図４ａ〜図４ｅの例の場合と同様に、図５ａに示される割り当てグループは、ピクセルＰ０に関連付けられる個々の比較グループよりも多数のピクセルを含む。
【００６５】
図６ａ〜図６ｅは、変化するパターンを有する比較グループの形成の別の例を示すことを可能にする。本例では、本発明者らは、勝者ピクセルに付与される信号値を決定するために実行される合算の際の算出を抑える。より正確に言えば、勝者ピクセルを判定することに寄与した比較グループの信号値が、勝者ピクセルへの信号値の割り当てにおいて利用される。換言すれば、勝者ピクセルに割り当てられる信号値を決定するために、割り当てグループの個々のピクセルの各個の値へ戻る必要が低減され、比較グループについてすでに算出された和が再利用される。これは、比較ステップの間にすでに行われた算出を割り当てのために再利用することによって、算出を抑えることを可能にする。
【００６６】
図６ｂは、一方は被影響ピクセルＰ０に関連付けられ、他方は隣接ピクセルＰ１に関連付けられる、２つの比較グループを示す。被影響ピクセルＰ０に関連付けられるグループＣ０はピクセル３ｃおよび４ｃを含む。隣接ピクセルＰ１に関連付けられるグループＣ１はピクセル１ｃおよび２ｃを含む。
【００６７】
図６ｃは、一方は被影響ピクセルＰ０に関連付けられ、他方は隣接ピクセルＰ２に関連付けられる、２つの比較グループを示す。被影響ピクセルＰ０に関連付けられるグループＣ０はピクセル３ｃおよび３ｄを含む。隣接ピクセルＰ２に関連付けられるグループＣ２はピクセル３ａおよび３ｂを含む。
【００６８】
図６ｄは、一方は被影響ピクセルＰ０に関連付けられ、他方は隣接ピクセルＰ３に関連付けられる、２つの比較グループを示す。被影響ピクセルＰ０に関連付けられるグループＣ０はピクセル２ｃおよび３ｃを含む。ピクセルＰ３に関連付けられるグループＣ３はピクセル４ｃおよび５ｃを含む。
【００６９】
図６ｅは、一方は被影響ピクセルＰ０に関連付けられ、他方は隣接ピクセルＰ４に関連付けられる、２つの比較グループを示す。被影響ピクセルＰ０に関連付けられるグループＣ０はピクセル３ｂおよび３ｃを含む。隣接ピクセルＰ４に関連付けられるグループＣ４はピクセル３ｄおよび３ｅを含む。
【００７０】
先と同様に、図６ｂ、図６ｃ、図６ｄおよび図６ｅに示される比較、比較されるグループＣｉ（１≦ｉ≦Ｎ＝４）は、ピクセルＰ０に関連付けられるグループＣ０と共通のピクセルを全く有しない。
【００７１】
４つの比較の結果、ピクセルＰ０が勝者ピクセルとして示されると仮定すると、ピクセルＰ０に関連付けられ、図６ａに示される割り当てグループは、ピクセル１ｃ、２ｃ、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、４ｃおよび４ｄを含む。図６ａに示される割り当てグループは、勝者ピクセルＰ０に関連付けられる個々の比較グループよりも多数のピクセルを含む。勝者ピクセルに割り当てられる信号値を決定するために、敗者比較グループ、すなわち、ピクセルＰ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４に関連付けられる比較グループの信号値の和が計算される。この和に勝者ピクセルＰ０の信号値が加算される。それゆえ、５つの値を加え合わせることによって、割り当てグループの９つのピクセルの信号の総和が得られる。
【００７２】
図７ａ、図７ｂ、図７ｃ、図８ａおよび図８ｂは、本発明により得られる利点を示すことを可能にする。先と同様に、５つの行ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよび５つの列１、２、３、４、５のマトリックスが考慮される。マトリックスの各ピクセルのために、図７ａ、図７ｂおよび図８ａには、ピクセルごとに記録された信号の量が指示されている。単純化のために、この量は整数によって表される。３つの図７ａ、７ｂおよび８ａのマトリックスは同じ量の信号を受け取る。これらの３つのマトリックスの間の相違は、選定される比較グループにある。図７ａおよび図７ｂに示される比較グループは本発明を実施しない。図７ａでは、ピクセルｃ３に関連付けられる比較グループはピクセルｂ３、ｃ２、ｃ３、ｃ４およびｄ３を含む。図７ｂでは、ピクセルｃ４に関連付けられる比較グループはピクセルｂ４、ｃ３、ｃ４、ｃ５およびｄ４を含む。これらの２つのグループは共通のピクセルｃ３およびｃ４を有する。図７ｃに、各比較グループ内の総信号量が示される。ピクセルｃ３およびｃ４に関連付けられる２つのグループについて、総和は１１に等しい。したがって、不確定性が存在する。勝者ピクセルを判定することは可能でない。記録のために、本発明者らは、ピクセルｂ２、ｂ３、ｂ４、ｃ２、ｄ２、ｄ３およびｄ４についての同形の比較グループの和も記した。
【００７３】
図８ａは、図５ｂに示される例に基づく、本発明に係る、ピクセルｃ３およびｃ４にそれぞれ関連付けられる比較グループを示す。より正確に言えば、ピクセルｃ３に関連付けられる比較グループはピクセルｂ３、ｃ２、ｃ３およびｄ３を含む。ピクセルｃ４に関連付けられる比較グループはピクセルｂ４、ｃ５、ｃ４およびｄ４を含む。図８ｂに、各比較グループ内の総信号量が示される。ピクセルｃ３に関連付けられるグループでは、総和は９に等しく、ピクセルｃ４に関連付けられるグループでは、総和は８に等しい。ここでは、ピクセルｃ３は勝者ピクセルであると判定することが可能である。
【００７４】
図８ａおよび図８ｂを用いて示されている例は、共通のピクセルを全く含まない比較グループを選定することによって、勝者ピクセルのより信頼性の高い判定が可能になることを示す。しかし、このピクセルは、検出器１０内における相互作用の最も確度の高い位置を表す。したがって、本発明は、検出器の空間分解能を改善することを可能にすることが理解される。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図５ｅ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図６ｅ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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