(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線の照射に応じた画像信号を出力可能な複数の画素を有する放射線撮像装置であって、
電荷蓄積容量として、第１の容量と第２の容量を有する光電変換部と、
前記光電変換部で蓄積された電荷に応じて出力される画像信号に基づいて、前記照射された放射線の線量に対する画素値に前記複数の画素の感度のばらつきを抑制するためのゲイン補正を行うゲイン補正部と、を備え、
前記ゲイン補正部は、前記第１の容量から前記第２の容量への切り替えに応じて前記ゲイン補正を行うゲイン補正点の間隔を変更することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
前記光電変換部とは異なる電荷蓄積領域の付加容量部を更に備え、
前記ゲイン補正部は、前記光電変換部で蓄積された電荷に基づいて出力される第１の画像信号、または、前記光電変換部および前記付加容量部を接続した状態で蓄積された電荷に基づいて出力される第２の画像信号に基づいて、照射された放射線の線量に対する画素値を補正し、
前記ゲイン補正部は、電荷の蓄積先が第１の容量から第２の容量へ切り替わる容量切替点で補正を行うゲイン補正点の間隔を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項３】
前記付加容量部を前記光電変換部に接続した状態、または、前記付加容量部を前記光電変換部に接続していない状態に切り替える切替部と、
前記付加容量部が接続されていない状態で、前記光電変換部で蓄積された電荷に基づいて出力される前記第１の画像信号を保持する第１の信号保持部と、
前記光電変換部および前記付加容量部を接続した状態で蓄積された電荷に基づいて出力される前記第２の画像信号を保持する第２の信号保持部と、
を更に備え、
前記ゲイン補正部は、前記第１の信号保持部で保持された前記第１の画像信号、または、前記第２の信号保持部で保持された前記第２の画像信号に基づいて、前記照射された放射線の線量に対する画素値を補正し、
前記ゲイン補正部は、電荷の蓄積先が前記第１の容量から前記第２の容量へ切り替わる容量切替点で、前記補正を行うゲイン補正点の間隔を変更することを特徴とする請求項２に記載の放射線撮像装置。
【請求項４】
前記ゲイン補正部は、前記容量切替点が含まれるゲイン補正点の間隔を、前記容量切替点が含まれないゲイン補正点の間隔よりも狭く設定することを特徴とする請求項２または３に記載の放射線撮像装置。
【請求項５】
前記ゲイン補正部は、前記容量切替点を超えて線量が増加するに従い、前記ゲイン補正点の間隔を増加するように設定することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項６】
前記ゲイン補正部は、前記容量切替点から線量が減少するに従い、前記ゲイン補正点の間隔を増加するように設定することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項７】
前記ゲイン補正部は、線量と画素値との関係を示すゲイン曲線において、前記容量切替点の他に含まれる変曲点の情報を取得し、
前記変曲点が含まれるゲイン補正点の間隔を、前記変曲点が含まれないゲイン補正点の間隔よりも狭く設定することを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項８】
前記ゲイン補正部は、前記変曲点を超えて線量が増加するに従い、前記ゲイン補正点の間隔を増加するように設定することを特徴とする請求項７に記載の放射線撮像装置。
【請求項９】
前記ゲイン補正部は、前記変曲点から線量が減少するに従い、前記ゲイン補正点の間隔を増加するように設定することを特徴とする請求項７または８に記載の放射線撮像装置。
【請求項１０】
前記複数の画素は、二次元の領域に配置されており、
前記ゲイン補正部は、前記二次元の領域の中央部に配置されている画素の線量および前記二次元の領域の周辺部に配置されている画素の線量を取得することを特徴とする請求項７に記載の放射線撮像装置。
【請求項１１】
前記ゲイン補正部は、前記中央部に配置されている画素の線量および前記周辺部に配置されている画素の線量に基づいて、前記ゲイン補正点の間隔を変更することを特徴とする請求項１０に記載の放射線撮像装置。
【請求項１２】
前記ゲイン補正部は、前記中央部に配置されている画素の線量および前記周辺部に配置されている画素の線量が、前記容量切替点に対応する線量に到達したときに、前記ゲイン補正点の間隔を狭く設定することを特徴とする請求項１１に記載の放射線撮像装置。
【請求項１３】
前記ゲイン補正部は、前記中央部に配置されている画素の線量および前記周辺部に配置されている画素の線量が、前記変曲点に対応する線量に到達したときに、前記ゲイン補正点の間隔を狭く設定することを特徴とする請求項１１または１２に記載の放射線撮像装置。
【請求項１４】
前記ゲイン補正部は、最小二乗法、線形補間、スプライン補間のいずれか一つを用いて、前記変更したゲイン補正点の間隔で補正値を取得することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１５】
放射線の照射に応じた画像信号を出力可能な複数の画素を有する放射線撮像装置であって、
電荷蓄積容量として、第１の容量と第２の容量を有する光電変換部と、
前記光電変換部で蓄積された電荷に応じて出力される画像信号に基づいて、前記照射された放射線の線量に対する画素値を補正するゲイン補正部と、を備え、
前記ゲイン補正部は、前記第１の容量から前記第２の容量への切り替えに応じて前記補正を行うゲイン補正点の間隔を変更し、
前記ゲイン補正部は、電荷の蓄積先が前記第１の容量から前記第２の容量へ切り替わる容量切替点を、画素の線量が超えた場合に、第１の電荷蓄積時間で撮像された画像と、前記第１の電荷蓄積時間とは異なる第２の電荷蓄積時間で撮像された画像を取得することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１６】
前記ゲイン補正部は、第１の電荷蓄積時間と、前記第１の電荷蓄積時間で撮像された画像の画素値の関係と、前記第１の電荷蓄積時間とは異なる第２の電荷蓄積時間と、前記第２の電荷蓄積時間で撮像された画像の画素値の関係を内挿あるいは外挿し、任意の蓄積時間のゲイン曲線を求めることを特徴とする請求項１５に記載の放射線撮像装置。
【請求項１７】
放射線の照射に応じた画像信号を出力可能な複数の画素を有する放射線撮像装置であって、
電荷蓄積容量として、第１の容量と第２の容量を有する光電変換部と、
前記光電変換部で蓄積された電荷に応じて出力される画像信号に基づいて、前記照射された放射線の線量に対する画素値を補正するゲイン補正部と、を備え、
前記ゲイン補正部は、前記第１の容量から前記第２の容量への切り替えに応じて前記補正を行うゲイン補正点の間隔を変更し、最小二乗法、線形補間、スプライン補間のいずれか一つを用いて、前記変更したゲイン補正点の間隔で補正値を取得し、
前記補正値に基づいて補正された画像を取得し、前記取得した画像の欠陥を補正する欠陥補正部を更に備え、
前記欠陥補正部は、電荷の蓄積先が前記第１の容量から前記第２の容量へ切り替わる容量切替点を、画素の線量が超えた場合に、第１の電荷蓄積時間で撮像された画像と、前記第１の電荷蓄積時間とは異なる第２の電荷蓄積時間で撮像された画像を取得することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１８】
前記欠陥補正部は、
前記第１の電荷蓄積時間に対応した画素の欠陥位置を示す第１の欠陥マップと、前記第２の電荷蓄積時間に対応した画素の欠陥位置を示す第２の欠陥マップとを合成した欠陥マップを生成することを特徴とする請求項１７に記載の放射線撮像装置。
【請求項１９】
前記欠陥補正部は、前記第１の電荷蓄積時間で撮像された画像および前記第２の電荷蓄積時間で撮像された画像を合成した画像を、前記生成した欠陥マップを用いて補正することを特徴とする請求項１８に記載の放射線撮像装置。
【請求項２０】
放射線の照射に応じた画像信号を出力可能な複数の画素と、電荷蓄積容量として、第１の容量と第２の容量を有する光電変換部とを有する放射線撮像装置の制御方法であって、
前記光電変換部で蓄積された電荷に応じて出力される画像信号に基づいて、前記照射された放射線の線量に対する画素値に前記複数の画素の感度のばらつきを抑制するためのゲイン補正を行うゲイン補正工程を有し、
前記ゲイン補正工程は、前記第１の容量から前記第２の容量への切り替えに応じて前記ゲイン補正を行うゲイン補正点の間隔を変更することを特徴とする放射線撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮像装置および放射線撮像装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線撮像装置に関して、画素の感度ばらつきを抑制するためのゲイン補正が行われるが、画素の非線形性が大きい場合はゲイン補正でも画素の感度ばらつきが残り、画像の信号・ノイズ比（Signal-to-noise ratio： SNR）が低下してしまう場合が存在する。
【０００３】
非特許文献１には、キャリブレーション点を複数点取得することで、ゲイン補正をより精度よく近似して画像の高線量側SNRを向上させる多点ゲイン補正が開示されている。また、特許文献１には、多点ゲイン補正を改良したものとして、ゲイン補正の低線量域を一次式で近似し、高線量域を多項式で近似する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４-１３９５０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】C. Schmidgunst et al.“Calibration model of a dual gain flat panel detector for 2D and 3D x-ray imaging”、 Medical physics 34(9) 3649ページ (2007)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１や非特許文献１に記載の方法を適用すると、高い信号・ノイズ比を確保するために大量のキャリブレーション点が必要となる。
【０００７】
本発明は、上記の課題を鑑み、より少ないキャリブレーション点で高い信号・ノイズ比の画像を得ることが可能な撮像技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題に鑑みて、本発明の１つの側面の放射線撮像装置は、放射線の照射に応じた画像信号を出力可能な複数の画素を有する放射線撮像装置であって、電荷蓄積容量として、第１の容量と第２の容量を有する光電変換部と、前記光電変換部で蓄積された電荷に応じて出力される画像信号に基づいて、前記照射された放射線の線量に対する画素値に前記複数の画素の感度のばらつきを抑制するためのゲイン補正を行うゲイン補正部と、を備え、前記ゲイン補正部は、前記第１の容量から前記第２の容量への切り替えに応じて前記ゲイン補正を行うゲイン補正点の間隔を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、より少ないキャリブレーション点で高い信号・ノイズ比の画像を得ることが可能な撮像技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態にかかる放射線撮像装置の構成を示す図。
【図２】実施形態に係る撮像装置の詳細を示す図。
【図３】実施形態に係る撮像装置の駆動と電圧変化を示す図。
【図４】撮像装置の画素値線量依存性を示す図。
【図５】放射線撮像装置のゲインキャリブレーションの線量間隔を示す図。
【図６】放射線撮像装置の撮影手順を示す図。
【図７】画素値と線量の関係における蓄積時間依存性を示す図。
【図８】２つの蓄積時間におけるゲイン画像の撮影フローを示す図。
【図９】欠陥マップの生成フローを示す図。
【図１０】実施形態に係る撮像装置の構成例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【００１２】
図１は、実施形態にかかる放射線撮像装置の構成を示す図である。実施形態にかかる放射線撮像装置は、放射線の照射に応じた画像信号を出力可能な複数の画素を有する。放射線発生部１０１から放出される放射線は、被写体１２３と架台１２２を通過した後、撮像装置１０２にて、放射線からデジタル値へ変換される。撮像装置１０２は、電荷蓄積容量として、第１の容量と第２の容量を有する光電変換部（フォトダイオード）と、光電変換部とは異なる電荷蓄積領域の付加容量部（キャパシタ２０３、２０４）とを備える。撮像装置１０２は、付加容量部を光電変換部に接続した状態、または、付加容量部を光電変換部に接続していない状態に切り替える切替部（スイッチ２０５、２０６）を備える。また、撮像装置１０２は、付加容量部が接続されていない状態で、光電変換部で蓄積された電荷に基づいて出力される第１の画像信号を保持する第１の信号保持部（サンプルホールド回路２０９）と、光電変換部および付加容量部を接続した状態で蓄積された電荷に基づいて出力される第２の画像信号を保持する第２の信号保持部（サンプルホールド回路２１０）を備える。
【００１３】
ゲイン補正部１０９は、第１の信号保持部で保持された第１の画像信号、または、第２の信号保持部で保持された第２の画像信号に基づいて、照射された放射線の線量に対する画素値を補正し、ゲイン補正部１０９は、飽和により電荷の蓄積先が第１の容量から第２の容量へ切り替わる容量切替点で、補正を行うゲイン補正点の間隔を変更する。
【００１４】
撮像装置１０２には、例えば、放射線を可視光に変換するためのシンチレータや画素値を読み出すための電気回路（アンプ回路、アナログ／デジタル変換器など）が含まれる。図１０は実施形態に係る撮像装置１０２の構成例を説明する図である。撮像装置１０２は、画素アレイ１１、駆動回路１２、読出し回路１３、制御部１４及び信号処理部１５を備える。画素アレイ１１には、入射光に応じた信号を出力する画素１６がアレイ状（二次元の領域）に配置される。駆動回路１２は制御部１４からの指示に従って、駆動線１７を介して行ごとに画素１６に制御信号を供給する。読出し回路１３は制御部１４からの指示に従って、画素１６から信号線１８に出力された信号を列ごとに読み出し、信号処理部１５に出力する。信号処理部１５はそれぞれの画素１６から出力された信号に基づいて各画素１６の画素値を決定し、出力する。制御部１４は、制御装置１０５からの制御信号を受信して、駆動回路１２および読出し回路１３を制御する。
【００１５】
操作者は、操作装置１０３を通じて撮像を指示する。撮像の指示はコンピュータ１０４および制御装置１０５に入力され、制御装置１０５は、放射線発生部１０１および撮像装置１０２の光電変換部に撮像を指示する撮像制御を行う。制御装置１０５は、放射線発生部１０１と撮像装置１０２とを同期させる撮像制御を行う。制御装置１０５は撮像装置１０２から取得した画像を、コンピュータ１０４に転送する。コンピュータ１０４は、必要な画像処理を実行する画像処理装置として機能し、画像処理をした画像を液晶ディスプレイなどの表示装置１０７に表示させる表示制御を行う。
【００１６】
コンピュータ１０４は、オフセット補正部１０８、ゲイン補正部１０９、欠陥補正部１１０、画像合成部１１１、２次元画像生成部１１２、３次元画像生成部１１３を備え、これらを用いて撮像装置１０２で撮像された画像の画像処理を行う。これらオフセット補正部１０８、ゲイン補正部１０９、欠陥補正部１１０、画像合成部１１１、２次元画像生成部１１２、３次元画像生成部１１３は、コンピュータ内のCPU(中央演算処理装置)１１４、主記憶装置１１５、記録装置１１６で形成される。通信装置１１７は撮像装置１０２、操作装置１０３、制御装置１０５と通信を行うために設けられる。ゲイン補正部１０９は、フォトダイオードを含む光電変換部で蓄積された電荷に応じて出力される画像信号に基づいて、照射された放射線の線量に対する画素値を補正する。具体的には、ゲイン補正部１０９は、フォトダイオードを含む光電変換部で蓄積された電荷に基づいて出力される第１の画像信号、または、光電変換部および付加容量部を接続した状態で蓄積された電荷に基づいて出力される第２の画像信号に基づいて、照射された放射線の線量に対する画素値を補正することが可能である。
【００１７】
ゲイン補正部１０９は、第１の容量から第２の容量への切り替えに応じて補正を行うゲイン補正点の間隔を変更する。すなわち、ゲイン補正部１０９は、電荷の蓄積先が第１の容量から第２の容量へ切り替わる容量切替点で補正を行うゲイン補正点の間隔を変更する。ゲイン補正部は、飽和により電荷の蓄積先が第１の容量から第２の容量へ切り替わる容量切替点で照射された線量に対する画素値を補正するためのゲイン補正点の間隔を変更することが可能である。
【００１８】
図２（ａ）は撮像装置１０２の画素１６における画素回路の構造を示す図である。画素１６はフォトダイオード２０１（光電変換部）、画素の電荷のリセットを行うためのスイッチ２０２、画素感度を変更するためのキャパシタ２０３、２０４（付加容量部）、画素感度変更の有無を選択するためのスイッチ２０５、２０６（切替部）、画素の電圧値を読むためのソースフォロア回路２０７、定電流源２０８、サンプルホールド回路２０９、２１０、２１１、出力アンプ２１２、２１３、２１４を備える。
【００１９】
サンプルホールド回路２０９（第１の信号保持部）は第１の画像信号をサンプルホールドし、サンプルホールド回路２１０（第２の信号保持部）は第２の画像信号をサンプルホールドし、サンプルホールド回路２１１（第３の信号保持部）はノイズ信号をサンプルホールドする。ノイズ信号のサンプルホールド回路２１１を備えることで、第１の画像信号のサンプルホールド回路２０９と第２の画像信号のサンプルホールド回路２１０に含まれるノイズを減算することが可能である。キャパシタ２０３、２０４を２つ備えることにより、より多くのゲインの組み合わせの選択が可能になる。キャパシタ２０３、２０４が接続されていない画素回路の状態をハイゲイン状態、キャパシタ２０３のみ接続された画素回路の状態をミッドゲイン状態、キャパシタ２０３と２０４が両方接続された画素回路の状態をローゲイン状態と呼ぶ。本実施形態ではキャパシタ２０３、２０４のようなキャパシタを２つ用意したが、キャパシタは一つでも本実施形態と同様の現象が発生し、本実施形態と同様の手法が適用可能である。
【００２０】
また図２（ｂ）はフォトダイオード２０１の電圧と容量の関係を模式的に示す図である。図２（ｂ）に示すように、本実施形態におけるフォトダイオードは電圧がある点Ｖｔｈに達すると容量が急激に増大する構造を持つ。こうした構造は、例えば、フォトダイオードの中に、体積の小さい高濃度電子領域を形成することで実現できる。
【００２１】
また図２（ｃ）は、撮像装置１０２の走査順序を例示的に示す図である。図２（ｃ）における各四角形の部分領域が図２（ａ）で示した画素１６の画素回路を示す。図２（ｃ）の矢印が画素の走査順序（画素走査順）をあらわし、画素１６をラインごとに走査することを示している。
【００２２】
図３（ａ）は撮像装置１０２の動作を示すタイミングチャートであり、図３（ｂ）は、タイミングチャートに対応した時系列の電圧の変化を示す図である。ＳＷ２０２はスイッチ２０２の状態を示し、ＳＷ２０５はスイッチ２０５の状態を示している。また、ＳＷ２０６はスイッチ２０６の状態を示し、Ｓ１＿２０９はサンプルホールド回路２０９の保持タイミングを示し、Ｓ２＿２１０はサンプルホールド回路２１０の保持タイミングを示している。そして、Ｎ２１１はサンプルホールド回路２１１の保持タイミングを示している。
【００２３】
スイッチ２０５が常にオン（ｏｎ）状態であることから、本駆動では常にキャパシタ２０３が、フォトダイオード２０１と並列に接続されている。まず、時間ｔ１にてＳＷ２０２のスイッチを入れて回路の電圧をリセット電圧Ｖｒｅｓにする。時間ｔ２では低ゲイン側のキャパシタに接続するスイッチ２０６をオフ（ｏｆｆ）状態として、キャパシタ２０４を回路から一旦切り離す。ここで画素回路はミッドゲイン状態となる。
【００２４】
続いて時間ｔ３にてノイズのサンプルホールド回路２１１をオン（ｏｎ）状態としてノイズの値のサンプルホールドを行う。ここから放射線の蓄積が開始される。続いて、時間ｔ４は放射線の蓄積の終了時間であり、第１のサンプルホールド回路２０９（Ｓ１）をオン（ｏｎ）状態として、ミッドゲイン状態でのサンプルホールドを行う。その後、時間ｔ５でスイッチ２０６をオン（ｏｎ）状態として、キャパシタ２０４の回路を接続して、回路をローゲイン状態とする。その後、時間ｔ６で第２のサンプルホールド回路２１０（Ｓ２）をオン（ｏｎ）状態として、ローゲイン状態での電圧値を保存する。サンプルホールド回路を保持することで、グローバルシャッタを実現することが可能になる。
【００２５】
ソースフォロア回路の最大入力電圧には制限があるため、ゲインを切り替えない場合、単一ゲインで実現できるダイナミックレンジが限られる。しかしながら、上記のように高いゲイン（上述の説明ではミッドゲイン）から低いゲイン（同じくローゲイン）に切り替えて、二つのゲインで画像を取得することで高いダイナミックレンジの画像を得ることが可能となる。こうした二つのゲインによるサンプルホールドを行い、そのサンプルホールドの値を読み出す手法を複数ゲイン読み出しと呼ぶ。高いゲインでサンプルホールドを行うことを高ゲインサンプルホールド、低いゲインでサンプルホールドを行うことを低ゲインサンプルホールドという。
【００２６】
ここで、高ゲインとは、複数ゲイン読み出しにおいてゲインが相対的に高いゲインを指し、低ゲインとは、複数ゲイン読み出しにおいてゲインが相対的に低いゲインを指す。例えば、図３（ａ）した駆動では、一度目のサンプルホールドでミッドゲインサンプルホールドを行い、二度目のサンプルホールドでローゲインサンプルホールドを行うが、この時、高ゲインとはミッドゲインを指し、低ゲインとはローゲインを指す。図２（ａ）で示した回路では、他に２通りの複数ゲイン読み出しが可能である。他の一つ目の複数ゲイン読み出しとして、一度目のサンプルホールドでハイゲインゲインサンプルホールドを行い、二度目のサンプルホールドでローゲインサンプルホールドを行う駆動である。この駆動において、高ゲインとはハイゲインであり、低ゲインとはローゲインである。
【００２７】
他の二つ目の複数ゲイン読み出しとして、一度目のサンプルホールドでハイゲインゲインサンプルホールドを行い、二度目のサンプルホールドでミッドゲインサンプルホールドを行う駆動である。この駆動において、高ゲインとはハイゲインであり、低ゲインとはミッドゲインである。
【００２８】
尚、キャパシタ２０３とキャパシタ２０４のようなキャパシタは一つでも複数ゲイン読み出しは可能であるが、複数ゲイン読み出しが可能なゲインの組み合わせは一通りである。また、単一ゲインの画像で十分な撮影状況では、ｔ５におけるキャパシタ接続とｔ６におけるＳ２によるサンプルホールドを省略することで、単一ゲインの読み出しが可能である。単一ゲインの読み出しにおいて、高ゲイン（たとえばハイゲイン）が必要な場合は時間ｔ２にてスイッチ２０５とスイッチ２０６をオフとする。一方、高飽和線量（たとえばローゲイン）の必要な場合は、時間ｔ２にてスイッチ２０５とスイッチ２０６をオンにすればよい。こうした単一ゲインによる読み出し方法を単一ゲイン読み出しと呼ぶ。
【００２９】
本実施形態では画素毎にゲインを切り替える機構と、サンプルホールド回路を備えている。非特許文献２（Pieter G. Roos et al.“Multiple gain ranging readout method to extend the dynamic range of amorphous silicon flat panel imagers”、 Proceedings of SPIE Vol. 5368 139ページ）には放射線ディテクタのアンプ回路のゲインを切り替える方法でダイナミックレンジを拡大する方法が記載されているが、その場合グローバルシャッタとダイナミックレンジ拡大の両立をすることができない。またアンプ回路が別途必要であることからコストが増大する。本実施形態のように画素回路毎にゲイン切り替え機構と３つのサンプルホールド回路を備えることで、グローバルシャッタとダイナミックレンジ拡大を両立することが可能になる。
【００３０】
特に、断層画像撮影時では、撮像装置１０２が被写体１２３の周りを高速で回転するため、非特許文献２のように撮像装置がグローバルシャッタでない場合は画像が歪み、断層画像にアーチファクトが生じる場合がある。本実施形態における放射線撮像装置は、ダイナミックレンジ拡大とグローバルシャッタの両立が可能であるから、非特許文献２の場合に発生するアーチファクトを抑制することができる。
【００３１】
図４は、撮像装置の画素値線量依存性を示す図である。この画素値線量依存性をゲイン曲線と呼ぶ。グラフの中において破線で示されているゲイン曲線は、単一ゲイン読み出しにおけるゲイン曲線カーブであり、グラフの中において実線で示されているゲイン曲線は複数ゲイン読み出しによるゲイン曲線である。図示したように、単一ゲイン読み出し時と比べて、複数ゲイン読み出し時は特に高線量で画素値が低下する傾向にある。
【００３２】
これはフォトダイオードの構造と関連している。フォトダイオードの電圧が高いときは、フォトダイオードで発生した電荷はフォトダイオードの中で電子が高濃度の第１の容量の領域に蓄積する（４０１）。すなわち、容量の低い部分に電荷が集積する。一方、その高濃度領域が飽和した場合は（４０２）、発生した電荷を高濃度の領域に蓄積することができず、発生した電荷は低濃度領域の第２の容量の領域に蓄積し始める（４０３）。この時、フォトダイオードの面積は低濃度領域の方が大きいため、電荷のリークが高濃度領域と比べて格段に発生しやすくなる。すなわち、電荷のリークは、発生した電子がフォトダイオードの低濃度領域に蓄積し始める閾値電圧Ｖｔｈになって発生し始める。この閾値電圧Ｖｔｈを第１変曲点、あるいは容量切替点と呼ぶ。
【００３３】
つまり、本画素構造を用いた放射線撮像装置は、フォトダイオードの電圧が容量切替点Ｖｔｈとなり始めた線量で電荷のリークが発生し、この容量切替点Ｖｔｈより高い線量では画素の線形性が悪化する。
【００３４】
そこで本実施形態では、このリークの始まる容量切替点Ｖｔｈの付近からゲイン補正のためのキャリブレーション点数を変更する。すなわち、飽和により電荷の蓄積先が第１の容量から第２の容量へ切り替わる容量切替点で、照射された線量に対する画素値を補正するためのゲイン補正点の間隔を変更する。具体的には、ゲイン補正点の間隔を増加させるように変更する。図５は、放射線撮像装置のゲインキャリブレーションの線量間隔を示す図である。例えば、ゲイン補正部１０９は、容量切替点が含まれるゲイン補正点の間隔を、容量切替点が含まれないゲイン補正点の間隔よりも狭く設定する。また、ゲイン補正部１０９は、容量切替点を超えて線量が増加するに従い、ゲイン補正点の間隔を増加するように設定する。また、ゲイン補正部１０９は、容量切替点から線量が減少するに従い、ゲイン補正点の間隔を増加するように設定する。
【００３５】
図５において、ｄｎ（n=0、1、2、・・・）はディテクタのキャリブレーション線量を表す。容量の切り替わる第１変曲点ｄvthの線量以下の最大のキャリブレーション線量ｄmax（図５に示すｄ2）と、そのｄmaxの一つ前のキャリブレーション点ｄ1の間隔をΔ1とする。また、第１変曲点ｄvthより高い最小の線量ｄ3とｄmaxとの間隔をΔ2とすると、ゲイン補正部１０９は、Δ1≧Δ2という関係が成立するようにキャリブレーション間隔を設定する。
【００３６】
ゲイン補正部１０９は、ｄ3より大きい線量ではΔ2よりキャリブレーション点の間隔を徐々に広く設定する（広義の単調増加である）。ゲイン補正の補間には、最小二乗法（例えば３次の最小二乗法）、線形補間、スプライン補間のいずれか一つを用いることが可能である。ゲイン補正部１０９は、最小二乗法、線形補間、スプライン補間のいずれか一つを用いて、設定したゲイン補正点の間隔で補正値を取得する。これらの補間方法は、要求されるゲイン補正の精度や計算コスト、ゲイン曲線の性質によって決定することが可能である。例えば、線形補間やスプライン補間の場合はゲイン曲線が極大値あるいは極小値を持ちうる場合が、最小二乗法より多くなる。このため、これらの補間方法を用いる場合は予めゲイン曲線が極値を持ちうるかどうかを調べることにより、より効果的な補間処理を行うことが可能になる。例えば、それぞれの補間方法で補間後に、曲線の傾きを調べることにより、ゲイン曲線が極値を持ちうるかどうかを確認することができる。
【００３７】
例えば、特許文献１に記載されているように、ゲインキャリブレーション点は高線量になるほど間隔を広くする傾向にある。つまり、特許文献１に記載の方法を適用すると、測定間隔は線量増加にしたがって単調増加し、
min({Δｄ≧ｄmax})＞max({Δｄ≦ｄmax})となる。
【００３８】
ここで、min({・})は、集合{・}の最小値であり、max({・})は、集合{・}の最大値である。{Δｄ≦ｄmax} は、キャリブレーション線量がｄmax以下の時のキャリブレーション測定間隔の集合であり、{Δｄ≧ｄmax} は、キャリブレーション線量がｄmax以上の時のキャリブレーション測定間隔の集合である。ｄmaxは、容量切替点Ｖth以下の最大キャリブレーション線量であり、ｄmaxは、図５のｄ2に対応する線量である。
【００３９】
本実施形態では、容量切替点Ｖth（第１変曲点）をまたぐときに、キャリブレーション測定間隔（線量間隔）を減少させることを特徴とする。本実施形態では、min({Δｄ≧ｄmax})＜max({Δｄ≦ｄmax})であることを特徴とする。
【００４０】
上記の例では、キャリブレーション間隔を変更する例として、容量切替点Ｖth（第１変曲点）をまたぐときに、キャリブレーション間隔を減少させる例を記したが、例えば、キャリブレーション間隔の変更には、線量に対するキャリブレーション間隔の増加率を変更する（減少させる）といった方法も含まれる。
【００４１】
放射線発生部は、シェーディングを通常備えており、放射線を照射すると中央部の線量が高くなり、周辺部の線量が低くなる。そこで、キャリブレーション点を細かく取り始めるのは中央部の線量が第１変曲点の線量ｄVTHに到達した時で、少なくとも周辺部も線量ｄVTHに到達するまでは、キャリブレーション点を細かく取り続ける必要がある。撮像装置１０２の複数の画素は、二次元の領域に配置されており、ゲイン補正部１０９は、二次元の領域の中央部に配置されている画素の線量および二次元の領域の周辺部に配置されている画素の線量を取得する。ゲイン補正部１０９は、中央部に配置されている画素の線量および周辺部に配置されている画素の線量に基づいて、ゲイン補正点の間隔を変更することが可能である。ゲイン補正部１０９は、中央部に配置されている画素の線量および周辺部に配置されている画素の線量が、容量切替点に対応する線量に到達したときに、ゲイン補正点の間隔を狭く設定する。また、容量切替点以外の変曲点について、ゲイン補正部１０９は、中央部に配置されている画素の線量および周辺部に配置されている画素の線量が、変曲点に対応する線量に到達したときに、ゲイン補正点の間隔を狭く設定する。
【００４２】
中央部が線量ｄVTHに到達したかどうかは、中央部に例えば１２８ｘ１２８ピクセルの関心領域（ＲＯＩ：region  of  interest）を設けて、中央部の関心領域における線量の平均値を求めることで判定することができる。一方、周辺部の最低画素値を決定する時は、ディテクタが長方形あるいは正方形の場合、四隅のうちの一つの隅を選択して、選択した隅に中央部と同様の関心領域を設定し、その関心領域の線量の平均値を求めることで判定することができる。
【００４３】
より正確に線量の最大値（ｄmax）を定めるためにはシェーディングを発生させる他の要素（たとえばヒール効果）を考慮して、関心領域（ＲＯＩ）を中央から変位させたり、あるいは四隅のうち最も線量の当たらない隅を決定する。より正確に関心領域（ＲＯＩ）を決定するために、ダーク画像と容量切替点Ｖth（第１変曲点）付近の放射線画像を取得して、放射線画像をダーク画像でオフセット補正して、画像のうち最も画素値の大きい部分と最も小さい部分を関心領域（ＲＯＩ）として設定すればよい。
【００４４】
また、放射線撮像装置は、図５に示したｄ6とｄ7との間に対応する第２変曲点を持つ場合がある。この第２変曲点は、画素毎に異なるリーク速度（単位時間当たりのリーク量）などによって決まるため不確定である。しかし、リーク速度は半導体プロセスによって決定するため、第２変曲点はある程度の範囲内に収まることが多い。そのため、第２変曲点の線量目安を予め撮像装置のパラメータとして取得し、主記憶装置１１５や記録装置１１６に保存しておき、第２変曲点の付近でもキャリブレーション間隔を減少させるようにゲイン補正点の間隔を設定することも可能である。例えば、ゲイン補正部１０９は、線量と画素値との関係を示すゲイン曲線において、容量切替点の他に含まれる変曲点の情報を取得し、変曲点が含まれるゲイン補正点の間隔を、変曲点が含まれないゲイン補正点の間隔よりも狭く設定する。そして、ゲイン補正部１０９は、変曲点を超えて線量が増加するに従い、ゲイン補正点の間隔を増加するように設定する。また、ゲイン補正部１０９は、変曲点から線量が減少するに従い、ゲイン補正点の間隔を増加するように設定する。
【００４５】
容量切替点Ｖth（第１変曲点）でも第２変曲点でもない部分ではキャリブレーション点の間隔を増加させるように設定することで、より少ないキャリブレーション点数でゲイン曲線を定めることが可能になる。第２変曲点についても、容量切替点Ｖth（第１変曲点）と同様に関心領域（ＲＯＩ）を設定し、中央部と周辺部の線量を計測する。キャリブレーション点を細かく取り始めるのは中央部の線量が第２変曲点の線量に到達した時で、周辺部も線量に到達するまでは、キャリブレーション点を細かく取り続けるように設定する。
【００４６】
周辺部の線量が第１変曲点の線量、あるいは第２変曲点の線量より大きくなった後は、キャリブレーション点の間隔を徐々に増加させる（間隔は広義の単調増加である。ただし第１変曲点と第２変曲点がともにある場合を除く）。これらの変曲点より十分大きな線量では、ゲイン曲線は再び直線に近づくため、こうした点でキャリブレーションすることはキャリブレーション点を増加させることになるためである。
【００４７】
第１の変曲点と第２の変曲点がともにある場合は、第１の変曲点から第２の変曲点の中間の線量付近で一旦、キャリブレーション点の間隔（線量間隔）が疎になるが、第１変曲点の付近、あるいは、第２変曲点の付近ではキャリブレーション点の間隔（線量間隔）は密になる。第１の変曲点より低い線量、および第２の変曲点より高い線量では、キャリブレーション点の間隔（線量間隔）は疎になる（線量間隔は長くなる）。尚、第２の変曲点は、第１の変曲点と比べて不確定であるため、第２変曲点付近の線量に対する線量間隔の増加率は、第１変曲点の線量に対する線量間隔の増加率より低く設定する。
【００４８】
図６は、放射線撮像装置の撮影手順として、撮影後の画像処理フローを示す図である。まず、ステップＳ６０１にて、オフセット補正部１０８は、低ゲイン（本実施形態ではローゲイン）の画像を読み出す。読み出しとは、撮像装置１０２がサンプルホールドした値を、制御装置１０５を経て、撮像装置１０２がサンプルホールドした値をコンピュータ１０４が取得することを意味する。本フローは複数ゲイン読み出しにおけるフローを表している。画像の読み出しは、図２（ｃ）で示すようにラインごとに行われる。撮像装置１０２で撮像された画像は、制御装置１０５を経てコンピュータ１０４へ転送される。
【００４９】
ステップＳ６０２において、オフセット補正部１０８は、取得された低ゲインの画像（読みだされた画像）を、予め取得された当該ラインのオフセット画像を用いてオフセット補正する。オフセット画像は、複数ゲイン読み出しで読み出されたダーク画像のうちの低ゲイン側の情報を用いる。
【００５０】
ステップＳ６０３において、ゲイン補正部１０９は、当該ラインの低ゲインの画像を用いて、多点ゲイン補正を行う。多点ゲイン補正に用いるゲイン曲線は、先述の方法で求められたものであり、容量切替点Ｖth（第１変曲点）や第２変曲点付近のキャリブレーション点の間隔を細かく設定したものが用いられる。ゲイン曲線を求めた後のゲイン補正方法は種々の文献で示されているため省略する。オフセット補正、ゲイン補正はコンピュータ１０４内にて実行可能であるが、コンピュータ１０４は、通信装置１１７を介して、他のコンピュータ（画像処理装置）で処理された結果を取得することも可能である。
【００５１】
ステップＳ６０４において、オフセット補正部１０８は、高ゲイン（本実施形態ではハイゲイン）の画像を取得する。そして、ステップＳ６０５において、オフセット補正部１０８は、取得された高ゲインの画像を、予め取得された当該ラインのオフセット画像を用いてオフセット補正（高ゲインのオフセット補正）する。そして、ステップＳ６０６において、ゲイン補正部１０９は、単一ゲイン補正を行う。高ゲイン側は、発生した電荷がフォトダイオード２０１の低濃度領域に到達する前にソースフォロア回路２０７が飽和するため、フォトダイオードのリークによる影響を受けず、低ゲイン側より線形性がよい。そのため高ゲイン側のゲイン補正は単一点のゲイン補正で十分な補正を行うことができる。非線形性が、たとえばソースフォロア回路２０７の非線形性などフォトダイオード以外の性質に起因する場合は、リークの有無にかかわらず多点ゲイン補正を行えばよい。
【００５２】
ステップＳ６０７において、画像合成部１１１は、先のステップＳ６０１からステップＳ６０３にて補正された低ゲイン画像と、ステップＳ６０４からステップＳ６０６にて補正された高ゲイン画像を合成する。画像合成は、まず、低ゲイン側の画像に低ゲインの感度と高ゲインの感度比Ｇを掛けた後、高ゲイン側の画素値Ｐhigherに基づいて、下記のa.)、b.)、c.)の場合に分けて行われる。
【００５３】
a.) Ｐhigher ＜ (高ゲイン飽和線量画素値×0.8): Ｐmixed = Ｐhigher
b.) (高ゲイン飽和線量画素値×0.8) ≦Ｐhigher ＜ (高ゲイン飽和線量画素値×0.9)：Ｐmixed = (1 − k(Ｐhigher)) Ｐhigher + k(Ｐhigher)Ｐlower
c.) (高ゲイン飽和線量画素値×0.9) ≦Ｐhigher: Ｐmixed =Ｐlower
ここで、Ｐmixed ：合成後画像の画素値
Ｐhigher：高ゲイン側の画素値（感度比Ｇ乗算後）
Ｐlower ：低ゲイン側の画素値
k(x)    ：k(x)＝（ｘ−0.8×飽和線量）/(0.1×飽和線量)
ゲイン感度比Ｇは、たとえばゲイン感度比測定として独立に行ってもよいし、予めゲイン画像の取得時に決定してもよい。また別々の線量において、ゲイン感度比Ｇを求めるのではなく、同じ線量で、かつ(高ゲイン飽和線量画素値×0.8) ≦ Ｐhigher ＜ (高ゲイン飽和線量画素値×0.9)の範囲で行うことも可能である。例えば、高ゲインの飽和線量の0.85倍の付近で行うことも可能である。ゲイン感度比Ｇは、例えば、高ゲインの画像と低ゲインの画像を、それぞれオフセット補正した後に、それぞれの画像について画像の中央部分、面積１／４の長方形の関心領域（ＲＯＩ）を定めて、各関心領域（ＲＯＩ）の線量の平均値（算術平均、メディアンなど）を求め、高ゲインの線量の平均値を低ゲインの線量の平均値で除算することで、ゲイン感度比Ｇを求めることができる。
【００５４】
ステップＳ６０８において、欠陥補正部１１０は、画像の欠陥補正を行う。先に説明したように、ゲイン補正部１０９は、最小二乗法、線形補間、スプライン補間のいずれか一つを用いて、変更したゲイン補正点の間隔で補正値を取得する。欠陥補正部１１０は、ゲイン補正部１０９の補正値に基づいて補正された画像を取得し、取得した画像の欠陥を補正する。欠陥補正は、先のステップＳ６０７にて求められた合成後の画像について行われる。合成画像の欠陥の位置を示す欠陥マップも、高ゲインの欠陥マップと低ゲインの欠陥マップの論理和を取った欠陥マップが生成されており、生成された欠陥マップにより、合成後の画像における欠陥の位置を特定することができる。
【００５５】
先に説明したように、ゲイン曲線において、高ゲイン側は、低ゲイン側より良い線形性を示す。低ゲイン側にのみ存在する欠陥も存在し、逆に高ゲイン側にのみ存在する欠陥も存在する。そのため高ゲイン側と低ゲイン側で欠陥マップを別個に持ち、欠陥補正を別々に行った後に画像合成を行うことも可能である。この場合、欠陥補正が２度必要になる。
【００５６】
ステップＳ６０８において、欠陥補正部１１０の欠陥補正処理が終わると、２種類のゲインで読み出した画像を合成した画像が取得される。これにより、１ゲインで読みだした場合と比較して広いダイナミックレンジを持つ画像を取得することができる。２次元画像生成部１１２は、こうして取得された画像に対して、画像後処理（鮮鋭化処理、ノイズ低減、散乱線低減、階調の調整など）を行う。そして、ＣＰＵ１１４は、２次元画像生成部１１２で処理された画像を表示装置１０７に表示させるための表示制御を行う。あるいは、ステップＳ６０８で欠陥補正された画像を、３次元画像生成部１１３が断層画像に再構成した後に、２次元画像生成部１１２が断面の２次元画像処理を行うことも可能である。ＣＰＵ１１４は、３次元画像生成部１１３および２次元画像生成部１１２で処理された画像を表示装置１０７に表示させるための表示制御を行う。あるいは３次元画像生成部１１３による断層画像生成後に、ＣＰＵ１１４は、コンピュータ・グラフィックスによる立体像を表示装置１０７に表示させるための表示制御を行うことも可能である。
【００５７】
（第２実施形態）
リーク量は電荷蓄積時間（以下、蓄積時間ともいう）と関係する電荷の保持時間と関係しているため、ゲイン曲線に蓄積時間依存性が見られる。第１実施形態では、画素値の線量依存性について図４を用いて説明したが、本実施形態では、更にこのゲイン曲線に蓄積時間（図３におけるΔt）依存性がある場合の処理について説明する。
【００５８】
図７は、画素値と線量の関係における蓄積時間依存性を示す図である。図７（ａ）に示した点線７０１が蓄積時間ｗ１の時の画素値の線量依存性を示すゲイン曲線である。破線７０２が蓄積時間ｗ２の時の画素値の線量依存性を示すゲイン曲線である。実線７０３は任意の蓄積時間ｗについて、計算による導出結果を示すゲイン曲線である。ここで、蓄積時間の関係は、ｗ１＜ｗ２である。蓄積時間ｗ２の方が蓄積時間ｗ１よりも長いことから、電荷の保持時間はｗ２の方が長くなる。このため、リークが増加し、蓄積時間ｗ２のゲイン曲線（破線７０２）では、大きな画素値低下がみられる。第１の変曲点ｄvthより高い線量のときに画素値の低下が発生するのはすでに図４を用いて説明したとおりである。
【００５９】
本実施形態の放射線撮像装置は、より正確な補正（つまり、より高い信号・ノイズ比（ＳＮＲ））を求めるためには、ゲイン曲線を蓄積時間別に定めることが可能である。本実施形態のゲイン補正部１０９は、電荷の蓄積先が第１の容量から第２の容量へ切り替わる容量切替点を、画素の線量が超えた場合に、第１の電荷蓄積時間で撮像された画像と、第１の電荷蓄積時間とは異なる第２の電荷蓄積時間で撮像された画像を取得する。そして、ゲイン補正部１０９は、第１の電荷蓄積時間と、第１の電荷蓄積時間で撮像された画像の画素値の関係と、第１の電荷蓄積時間とは異なる第２の電荷蓄積時間と、第２の電荷蓄積時間で撮像された画像の画素値の関係を内挿あるいは外挿し、任意の蓄積時間のゲイン曲線を求めることが可能である。
【００６０】
単位蓄積時間当たりのリーク量が蓄積時間に依らない場合は、図７（ｂ）に示されるように、画素値と蓄積時間の関係は直線的である。そのため、蓄積時間ｗ１とｗ２の二点における画素値を求めると、蓄積時間と画素値の関係を示すグラフは一次関数（ｙ＝ａｘ＋ｂ）の形で外挿あるいは内挿することができる。
【００６１】
具体的には、蓄積時間（ｗ）と、当該蓄積時間で撮像された画像の画素値（ｐ）との組として、（ｗ１、ｐ１）および（ｗ２、ｐ２）を求める。それを一次関数ｙ＝ａｘ＋ｂに代入して、係数ａ、ｂを決定する。ここでｘは蓄積時間、ｙは画素値である。最後に係数の決定した一次関数に任意の蓄積時間ｗを代入し、画素値ｐを決定する。これを撮影した各線量で行うことで、任意の蓄積時間におけるゲイン曲線を求めることができる。蓄積時間０の時の画素値（それぞれの一次関数の切片ｂである値）を基準として規格化した場合、線量ｄ4、ｄ10は、図７（ｂ）のように示される。
【００６２】
図７(ａ)に示した、計算による導出結果７０３がこのようにして求めたゲイン曲線である。これにより、蓄積時間が変化し、ゲイン曲線が変化した場合でも最適なゲイン曲線で補正が可能になり、より高い信号・ノイズ比を得ることができる。
【００６３】
図８は、２つの蓄積時間におけるゲイン画像の撮影フローを示す図である。ＣＰＵ１１４および制御装置１０５の制御の下に以下の処理を実行する。ここで、パラメータiは撮影条件と関連しており、パラメータiが増加するほど撮影線量が大きくなる（たとえば、放射線発生部のｍＡｓ値を増加させる）設定となっている。
【００６４】
まず、ステップＳ８０１において、放射線線量が一番弱い照射条件（ｉ＝１がもっとも弱い条件である）に設定される。そして、ステップＳ８０２において、ＣＰＵ１１４および制御装置１０５の制御の下に、コンピュータ１０４は、短蓄積時間のゲイン画像を取得する（ゲイン画像撮影（短蓄積））。ここで、注意するのは、図７に示したように、第１変曲点（フォトダイオードの容量切替点：ｄth）より低い線量領域では蓄積時間依存性が見られないことである。これは、第１実施形態で説明したように、フォトダイオードのリークがフォトダイオードの容量が大きい領域（低濃度領域）で起こるためである。つまり容量切替点より線量の低い条件においては、そもそもフォトダイオードのリークが発生しないため、蓄積時間依存性も見られない。そのため、容量切替点（ｄth）より線量の低い条件における画像取得は、１つの蓄積時間のみでよい。
【００６５】
ステップＳ８０３において、ゲイン補正部１０９は、mAs値やディテクタの感度、あるいは撮影画像の線量の平均値などの撮影条件をもとに、次の撮影線量ｄi+1が容量切替点を超えているか否かを判断する。撮影線量ｄi+1が容量切替点を超えていない場合は（Ｓ８０３−Ｎｏ）、処理をステップＳ８０２に戻して、短蓄積時間のみの撮影を繰り返す。一方、ステップＳ８０３の判定で、撮影線量ｄi+1が容量切り替え点以上の場合は（Ｓ８０３−Ｙｅｓ）、処理をステップＳ８０５に進めて、新たに長蓄積時間の撮影を行う（ゲイン画像撮影（長蓄積））。ステップＳ８０６において、パラメータiを増加させて、撮影線量を大きく設定する。
【００６６】
ステップＳ８０７で、ＣＰＵ１１４および制御装置１０５の制御の下に、測定時間（短蓄積時間、長蓄積時間）が設定され、ステップＳ８０８で短蓄積時間によるゲイン画像の撮影を行い（ゲイン画像撮影（短蓄積））、ステップＳ８０９で、長蓄積時間の撮影を行う（ゲイン画像撮影（長蓄積））。そして、ステップＳ８１０において、ゲイン補正部１０９は、次の撮影条件が飽和線量を超えているかどうかを、放射線発生部のmAs値条件などを用いて判断する。飽和していない場合は（Ｓ８１０−Ｎｏ）、処理をステップＳ８１１に進めて、パラメータiを増加させて、撮影線量を大きく設定し、テップＳ８０８で短蓄積時間によるゲイン画像の撮影を行い、ステップＳ８０９で、長蓄積時間の撮影を行う処理を繰り返す。一方、ステップＳ８１０の判定で、飽和している場合は（Ｓ８１０−Ｙｅｓ）、撮影を終了とする。
【００６７】
線量領域では蓄積時間依存性があることから、画素欠陥も蓄積時間依存が存在することになる。そのため、蓄積時間別に欠陥マップを用意する。本実施形態では蓄積時間の長短で欠陥マップを２種類用意し（高ゲイン欠陥マップ、低ゲイン欠陥マップ）、蓄積時間に応じて変更する。
【００６８】
図９は、欠陥マップの生成フローを示す図である。ステップＳ９０１において、欠陥補正部１１０は、高ゲイン欠陥マップをロードする。高ゲインの欠陥は、蓄積時間に応じて大きくは変化しないため、欠陥マップは共通とする。
【００６９】
次に、設定された蓄積時間に応じて、ステップＳ９０２において、欠陥補正部１１０は、高蓄積時間と低蓄積時間のどちらの欠陥マップを使用するか判断する。長蓄積時間の欠陥マップには、フォトダイオードのリークに起因する欠陥が多数存在することになる。判断の結果に応じて、ステップＳ９０３とＳ９０４のどちらの欠陥マップを使用するか判断する。ステップＳ９０２において、設定された蓄積時間（ｗ）が、所定の基準時刻（ｔ1）を超えていない場合（Ｓ９０２−Ｎｏ）、処理はステップＳ９０４に進められ、ステップＳ９０４で、欠陥補正部１１０は、低ゲイン短蓄積時間の欠陥マップをロードする。一方、ステップＳ９０２の判定で、設定された蓄積時間（ｗ）が、所定の基準時刻（ｔ1）を超えている場合（Ｓ９０２−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ９０３に進められ、ステップＳ９０３で、欠陥補正部１１０は、低ゲイン長蓄積時間の欠陥マップをロードする。
【００７０】
そして、ステップＳ９０５において、欠陥補正部１１０は、欠陥マップを合成する。すなわち、ステップＳ９０１、ステップＳ９０３またはＳ９０４でロードされた欠陥マップを合成した欠陥マップを生成する。尚、取得した画像の補正手順は第１実施形態の図６と同様であり、この場合、ステップＳ６０３やステップＳ６０８で、本実施形態で計算された蓄積時間に応じたゲイン曲線、および欠陥マップが使用される。すなわち、ゲイン補正部１０９は、設定したゲイン補正点の間隔で補正値を取得する。欠陥補正部１１０は、ゲイン補正部１０９の補正値に基づいて補正された画像を取得し、取得した画像の欠陥を補正する。欠陥補正部１１０は、飽和により電荷の蓄積先が第１の容量から第２の容量へ切り替わる容量切替点を、画素の線量が超えた場合に、第１の電荷蓄積時間で撮像された画像と、第１の電荷蓄積時間とは異なる第２の電荷蓄積時間で撮像された画像を取得する。また、欠陥補正部１１０は、図９で説明したように、第１の電荷蓄積時間に対応した画素の欠陥位置を示す第１の欠陥マップと、第２の電荷蓄積時間に対応した画素の欠陥位置を示す第２の欠陥マップとを合成した欠陥マップを生成する。そして、欠陥補正部１１０は、第１の電荷蓄積時間で撮像された画像および第２の電荷蓄積時間で撮像された画像を合成した画像を、生成した欠陥マップを用いて補正する。
【００７１】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１０９：ゲイン補正部、２０１：光電変換部（フォトダイオード）、２０４：付加容量部（キャパシタ）、２０９：第１の信号保持部（サンプルホールド回路）、２１０：第２の信号保持部（サンプルホールド回路）
【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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