(57)【要約】【課題】  一系列の放射線撮影画像を取得する装置を較正し且つ観察中の物体についての画像を補正する。【解決手段】  較正は少なくとも１つの較正用デバイスについての現在の画像の少なくとも１つの関心区域におけるグレー・レベルの平均の変動値を決定することによって行われる。該変動値は、各関心区域における該系列内の第１の画像の平均グレー・レベルに対して決定される。変動分の決定は較正用デバイスを用いて一続きの画像系列について繰り返されて、系列毎に異なる平均グレー・レベルの第１の画像を生じる。観察中の物体についての一画像系列内の各画像は、異なるグレー・レベルを有する観察区域を含んでいて、物体についての第１の画像に対する一グレー・レベルの変動値を現在の画像から減算することによって補正される。減算は各観察区域から考慮されたグレー・レベルの関数である。【選択図】        図４
2004248297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一系列の放射線撮影画像を取得することのできる装置を較正し、且つ観察中の物体についての画像を補正する方法であって、
前記装置によって取得された一系列の各々の画像について、且つ前記系列の所与の取得頻度について、前記装置を較正するために、少なくとも１つの較正用デバイスについての現在の画像の中の少なくとも１つの関心区域におけるグレー・レベルの平均の変動値を決定するステップを含み、該変動値は各関心区域における前記系列内の第１の画像の平均グレー・レベルに対して決定されており、
前記の変動値を決定するステップは、較正用デバイスを使用して取得された一続きの画像系列について繰り返されて、その結果、系列毎に異なる平均グレー・レベルの第１の画像を作成しており、
更に、観察中の物体についての一画像系列内の各画像が、異なるグレー・レベルを有する観察区域を含んでいて、前記物体についての第１の画像に対する一グレー・レベルの変動値を現在の画像から減算することによって補正され、該減算が各観察区域から考慮されたグレー・レベルの関数であること、を特徴とする方法。
【請求項２】
前記較正用デバイスについての前記系列内の前記第１の画像の平均グレー・レベルに対する前記現在の画像の平均グレー・レベルの変動値を分子とし且つ前記第１の画像の平均グレー・レベルを分母とする比を縦座標に取ると共に、各々の第１の画像の異なるレベルを横座標に取ったグラフ表現を、特性が既知である関数によって近似することを含んでいる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記関数が直線である、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記観察中の物体についての各画像の各区域において補正されるグレー・レベルが平均グレー・レベルである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記観察中の物体についての各画像の各区域において補正されるグレー・レベルが中央値のグレー・レベルである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記観察中の物体についての各画像において選択された少なくとも１つの画素のグレー・レベルが補正される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記較正が前記観察中の物体についての画像系列の取得より前に行われる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
較正についての一続きの系列の各平均グレー・レベル値が、各較正用デバイスを含む所定の厚さの少なくとも１つの較正用プレートを観察することによって与えられ、前記厚さが前記一続き毎に変更されている、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記平均グレー・レベルは、較正のときに複数の関心区域を同時に使用して決定される、請求項７又は８記載の方法。
【請求項１０】
補正ステップにおける前記減算が、一方では各観察区域におけるグレー・レベルに依存し、また他方では各関心区域に対する観察区域の位置に依存する、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記物体についての画像系列内の各画像から減算される値が、一方では観察区域の位置の関数であり、また他方では所定の空間利得の関数である、請求項７又は８記載の方法。
【請求項１２】
前記較正が前記観察中の物体についての画像系列の取得の際に行われる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
各較正用デバイスが、前記観察中の物体も含んでいて、前記装置の取得の場内に配置されている、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
各較正用デバイスが、各画像について区域毎に異なる平均グレー・レベルを持つ少なくとも２つの関心区域を含んでいる、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記物体についての画像系列内の各画像から減算される値が、一方では観察区域の位置の関数であり、また他方では前記装置の空間利得の関数である、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
相次ぐ系列のうちの少なくとも２つの系列の較正測定値が組み合わされる、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
相異なる較正デバイスを持つ相次ぐ系列のうちの少なくとも２つの系列の較正測定値が組み合わされる、請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
観察中の物体（４２）についての一系列の放射線撮影画像を取得することのできる装置（１）であって、
当該装置によって取得された一系列の各々の画像について、且つ所与の取得頻度について、少なくとも１つの較正用デバイス（４０）についての現在の画像の中の少なくとも１つの選ばれた関心区域におけるグレー・レベルの平均の変動値を決定し、且つ該変動値を各関心区域における前記系列内の第１の画像の平均グレー・レベルに対して決定する手段を含んでいる、当該装置を較正する手段（８）と、
較正用デバイスを使用して取得された一続きの画像系列について変動値の決定を繰り返して、その結果、系列毎に異なる平均グレー・レベルの第１の画像を作成する手段（８）と、
異なるグレー・レベルを有する観察区域を含む、観察中の物体（４２）についての一画像系列内の各画像を、前記物体についての第１の画像に対する一グレー・レベルの変動値を現在の画像から減算することによって補正し、且つ該減算を各観察区域から考慮されたグレー・レベルの関数として行う手段（８）と、
を有している装置（１）。
【請求項１９】
前記較正用デバイスについての前記系列内の前記第１の画像の平均グレー・レベルに対する前記現在の画像の平均グレー・レベルの変動値を分子とし且つ前記第１の画像の平均グレー・レベルを分母とする比を縦座標に取ると共に、各々の第１の画像の異なるレベルを横座標に取ったグラフ表現を近似する手段（８）と、
その特性を当該装置（１）のオペレータによって決定することのできる関数を使用する手段（８）と、
を含んでいる請求項１８記載の装置（１）。
【請求項２０】
コンピュータ又は処理手段によって実行したときに、請求項１に記載の全てのステップを実施するコード手段を有しているコンピュータ・プログラム。
【請求項２１】
コンピュータ又は処理手段によって実行したときに、請求項１に記載の全てのステップを実施するコードを担持する坦体上のコンピュータ・プログラム。
【請求項２２】
請求項１に記載の全てのステップを実施するコンピュータ装置又は処理手段。
【請求項２３】
データ処理手段を動作させる方法であって、
装置によって取得された一系列の各々の画像について、且つ前記系列の所与の取得頻度について、前記装置を較正するために、少なくとも１つの較正用デバイスについての現在の画像の中の少なくとも１つの関心区域におけるグレー・レベルの平均の変動値を決定するステップを含み、該変動値は各関心区域における前記系列内の第１の画像の平均グレー・レベルに対して決定されており、
前記の変動値を決定するステップは、較正用デバイスを使用して取得された一続きの画像系列について繰り返されて、その結果、系列毎に異なる平均グレー・レベルの第１の画像を作成しており、
更に、観察中の物体についての一画像系列内の各画像が、異なるグレー・レベルを有する観察区域を含んでいて、前記物体についての第１の画像に対する一グレー・レベルの変動値を現在の画像から減算することによって補正され、該減算が各観察区域から考慮されたグレー・レベルの関数であること、を特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像のグレー・レベルを較正し補正する方法及び装置に関する。具体的に述べると、本発明は、一系列(sequence)の放射線撮影画像を取得し、観察中の物体についての画像を補正することを対象とする。より具体的に述べると、本発明は、一系列の放射線撮影画像を取得し、次いで該系列内の各々の画像から、同じ系列内の画像相互の間でのグレー・レベルのスプリアス変動値を減算することによって、観察中の物体の画像の較正及び補正を行う方法及び装置に関するものである。本発明は特に医学分野において、例えば、乳房撮影及び癌性腫瘍の検出に使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
既知の放射線撮影装置は、コンソールと、検出手段の方向に放射線ビームを供給する手段を含んでいる。検出手段は、放射線ビーム供給手段と該検出手段との間でビーム内に設けられた観察空間内に配置された観察中の物体を通過した後の放射線を受け取る。既知の装置はまた、検出手段から送られた、物体についての一系列の画像を取得して処理することのできる処理手段も含んでいる。
【０００３】
観察中の物体の相異なる部分による放射線吸収の差は、物体の組成についての情報を得ることを可能にする。検出手段上に形成される像は相異なるグレー・レベルを含んでおり、これらのグレー・レベルから情報を導き出すことができる。従って、観察中の物体が身体の一部である場合、例えば、骨は検出器によって取得された画像に明瞭に現れて、筋肉によって形成された部分から明確に区別される。
【０００４】
一般的に云えば、一系列の放射線撮影画像の取得時に、常に該系列内の相次ぐ画像の間でグレー・レベルの変動が見出される。取得された一系列の画像において、検出手段はグレー・レベルの変動の増加を測定する。この現象は一画像から他の画像への放射線撮影情報の持続分又は残存分(remanence) に起因しており、この持続分又は残存分によりグレー・レベルが画像相互の間で変動する。一系列内でのグレー・レベルの変動は、観察している物体の厚さ及び組成に依存する。従って、第１の厚さを持つ観察対象の物体についての変動値対時間の曲線は、第１の厚さとは異なる第２の厚さを持つ物体についての曲線とは異なる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
グレー・レベルの変動は主に検出手段のフォトダイオードにおける電荷の捕捉に起因する。変動にはまた多数の原因があり得る。それは特に装置の相異なる要素の温度上昇の問題であることがある。
【０００６】
全ての場合において、一画像から別の画像へのグレー・レベルの変動は、装置によって取得される測定値を摂動させる。残存分が大きい場合、すなわち、変動がかなり大きい場合、取得された画像の品質及び解釈がかなり劣化することがある。また、「ゴースト」又は複数の画像が現れること、すなわち、以前に取得された画像が物体についての新しい画像上に重畳することがある。残存分が小さくなってゴーストを出現させないとき、行われる測定が一画像から別の画像へのグレー・レベルのスプリアス変動によって同様に歪ませられる。変動値は、検出したい信号のグレー・レベルの動的範囲と同じ程度の大きさになる可能性がある。
【０００７】
ある特定の方法により、特殊なデバイスを使用して特殊な用途でこの残存分を除去することが可能である。ある特定の用途では、残存分が時間につれて減少していく法則を決定し、且つ系列内の画像の残存分を減算することが可能である。そのため、少なくとも１回のブラック(black) 測定を２つの画像取得時点の間に行う。このブラック測定は、放射線を照射しないときに検出手段によって供給されるグレー・レベルに対応する。その結果、所与の第１の時点における残存分の値を知ることによって、残存分減少の法則を推測することができる。２つの取得の間の残存分減少の法則から、所与の第２の時点における残存分の値をその後の取得される画像について推測し、このようにして一系列内の取得される画像を補正することができる。
【０００８】
画像系列を補正するこの方法は、ブラック測定を行うためのデバイスを使用することを前提としている。このようなデバイスは必ずしも常に入手可能であり又は従来の放射線撮影デバイスで利用可能であるとは限らない。このため、殆どの場合、一系列の相次ぐ画像におけるグレー・レベルの変動を補正できるようにすることは実際上不可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態では、画像におけるグレー・レベルを補正する方法及び装置を提供する。本発明の一実施形態は、一系列の放射線撮影画像における残存分を補正することを対象とする。この方法及び装置はブラック測定デバイスの利用を排除できる。
【００１０】
本発明の一実施形態では、一系列の放射線撮影画像を取得することができるデバイスを較正する方法及び装置を提供する。較正は、観察中の物体についての一系列の放射線撮影画像におけるグレー・レベルの変動の影響を補正できるように行われる。
【００１１】
本発明の一実施形態では、全ての繰返し得る変動事象、すなわち、一取得系列内の相次ぐ測定毎に同じ取得事象を維持しているときに一取得系列のうちの相次ぐ測定毎に繰り返す変動事象に適用可能である放射線撮影画像の較正及び補正方法及び装置を提供する。
【００１２】
本発明の一実施形態では、一系列の放射線撮影画像を取得することのできる装置を較正し、且つ観察中の物体についての画像を補正する方法を提供する。
【００１３】
該方法は、前記装置によって取得された一系列の各々の画像について、且つ前記系列の所与の取得頻度について、少なくとも１つの較正用デバイスについての現在の画像の中の少なくとも１つの関心区域におけるグレー・レベルの平均の変動値を決定することによって前記装置を較正するステップを含み、該変動値は各関心区域における前記系列内の第１の画像の平均グレー・レベルに対して決定される。
【００１４】
該方法ではまた、較正用デバイスを使用して取得された一続きの画像系列について前記の変動値の決定ステップを繰り返して、系列毎に異なる平均グレー・レベルの第１の画像を求めることを含んでいる。
【００１５】
該方法では更に、観察中の物体についての一画像系列内の各画像が、異なるグレー・レベルを有する観察区域を含んでいて、物体についての第１の画像に対する一グレー・レベルの変動値を現在の画像から減算することによって補正される。減算は各観察区域から考慮されたグレー・レベルの関数である。
【００１６】
本発明はまた、本発明の一実施形態による方法を具現化して、一系列の放射線撮影画像を取得することのできる装置に関する。
【００１７】
本発明の実施形態は以下の説明からより良く理解されよう。以下の説明は単に例示であって限定するものではなく、また以下の説明は添付の図面を参照して読まれたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
既知の放射線撮影装置の一例が図１に概略的に示してある。図１において、装置１が、（ほぼ垂直な延長部を持つ）コンソール５と、検出手段２を含んでいるプレート７の方向に面している放射線ビーム・エミッタ３を構成する手段を含んでいる。検出手段２はフォトダイオード・マトリクスで構成してよい。検出手段２は、装置１のエミッタ３と検出器２との間のビーム４内に構成されている観察空間６の中に配置された観察中の物体を通過した後の放射線、例えば、Ｘ線を収集する。エミッタ３及び検出器２の延長部は、例えば、水平であると共に、コンソール５に対して直角であるようにすることができるが、特にエミッタ３及び検出器２によって構成されたアセンブリが延長部のほぼ水平な軸線を中心として回転可能であることにより、任意の観察方向が可能である。装置１はまた、検出器２から送られた物体についての一系列の画像を取得して処理することのできる処理手段８も含んでいてよい。
【００１９】
前に述べたように、観察中の物体の相異なる部分による放射線の吸収の差は、物体の組成についての情報を得ることを可能にする。実際に、検出器２上に形成される像は異なるグレー・レベルを含んでおり、これらのグレー・レベルから情報を導き出すことができる。従って、観察中の物体が身体の一部である場合、例えば、骨は検出器によって取得された画像に明瞭に現れて、筋肉によって形成された部分から明確に区別される。
【００２０】
前に述べたように、一般的に、一系列の放射線撮影画像の取得時に、常に該系列内の相次ぐ画像の間でグレー・レベルの変動が見出される。従って、図２は、時点ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 で取得した一系列の画像において、例えば、検出器がグレー・レベルの変動値Ｌの増加を測定することを示している。この事象は一画像から他の画像への放射線撮影情報の持続分又は残存分に起因し、これによりグレー・レベルが画像相互の間で変動する。図２のグラフにおいて、時点ｔ1 で生じる画像のグレー・レベルの変動値Ｌは時点０で取得された第１の画像に対して相対表示されている。図２は同様に、一系列におけるグレー・レベルの変動値Ｌが、観察している物体の厚さ及び組成に依存することを示している。従って、第１の厚さを持つ観察対象の物体については、曲線ζ1 で示され、また第１の厚さとは異なる第２の厚さを持つ観察対象物体については、第１の曲線とは異なる曲線ζ2 で示されている。
【００２１】
前に述べたように、グレー・レベルの変動Ｌは主に検出器のフォトダイオードにおける電荷の捕捉に起因する。変動Ｌはまた、多数の原因で生じ得る。それは特にデバイスの相異なる要素の温度上昇の問題であることがある。
【００２２】
前に述べたように、全ての場合において、一画像から別の画像へのグレー・レベルの変動は、デバイスによって取得される測定値を摂動させる。実際に、残存分が大きい場合、すなわち、変動がかなり大きい場合、取得された画像の品質及び解釈がかなり劣化することがある。実際に、「ゴースト」又は複数の画像が現れること、すなわち、以前に取得された画像が物体の新しい画像上に重畳することがある。残存分が小さくなってゴーストを出現させないとき、行われる測定が一画像から別の画像へのグレー・レベルのスプリアス変動によって同様に歪ませられる。変動は、検出したい信号のグレー・レベルの動的範囲と同じ程度の大きさになる可能性がある。
【００２３】
前に述べたように、実際に、ある特定の用途では、残存分が時間につれて減少していく法則を決定し、且つ系列内の画像において前記残存分を減算することが可能である。図３は、時点ｔ1 及びｔ2 に行われる２つの画像取得の間に、決定することのできる指数分布に従って残存分が減少することを示している。そのため、２つの取得時点の間に、Ｘ線を照射しないときに検出器によって供給されるグレー・レベルに対応する少なくとも１つのブラック測定を行う。ブラック測定は、例えば、時点ｔm に行われて、その時点における残存分の値Ｌm を決定することができる。その結果、例えば時点ｔ1 とｔm における残存分の値を知ることによって、残存分減少の法則を推測することができる。２つの取得の間の残存分減少の法則から、時点ｔ2 における残存分の値をその後の取得される画像について推測し、このようにして一系列内の取得される画像を補正することができる。
【００２４】
本発明の一実施形態は、一系列の放射線撮影画像を取得することのできる装置の較正方法であり、また一系列の放射線撮影画像におけるグレー・レベルの変動の不所望な影響を補正することを可能にする観察中の物体の画像の補正方法である。
【００２５】
本方法の実施形態を２つの方策に従って考察することができる。第１の方策では、観察中の物体についての一系列の画像を取得する前に較正ステップを実行する。第２の方策では、観察中の物体についての画像の取得と同時に較正を行うことができる。
【００２６】
全ての図において、同様な要素又はステップには同じ参照符号を付してある。
【００２７】
第１の方策を具現化する方法の一実施形態が図４に概略的に表してある。図４に表された方法は、２つの部分を含んでいる。第１の部分は、図４において３つのステップ（ａ），（ｂ），（ｃ） を含んでいる較正部分である。第２の部分は観察中の物体の画像の補正である。第２の部分は図４において３つのステップ（ｄ），（ｅ），（ｆ） を含んでいる。
【００２８】
較正部分を以下に説明する。ステップ（ａ）のときに、放射線撮影装置を使用して、一系列の画像＃１，＃２，．．．＃Ｎを取得する。該系列の取得は較正用デバイス４０を観察することによって行われる。較正用デバイス４０は装置の検出器上の観察区域内に位置決めされていて、検出器表面のより大きい部分を占める。
【００２９】
この系列は所与の取得頻度で取得される。例えば、取得頻度は３０秒ごとに一画像の取得であるか又は６０秒ごとに一画像の取得である。画像は不規則な時間間隔で取得することもできる。較正系列の取得頻度は、優先的に、観察中の物体についての画像の系列を取得するために使用すべき取得頻度と同じである。
【００３０】
図４（ａ）は、従って、所与の厚さを持つ少なくとも１つの較正用デバイス４０についての第１の系列の画像を概略的に表している。各々の較正用デバイス４０は少なくとも１つのプレートを含んでおり、その厚さは１ｃｍ〜８ｃｍである。各々のプレートは、デバイスによって放出される放射線に対して、その後に観察すべき物体とほぼ等しい吸収特性を有している。従って、乳房撮影に使用されるような既知のタイプＢＲ１２のプレートは、乳房のような腺組織と同じ減衰特性を有しているので利用することができる。明らかに、他の用途では、例えば、ルーサイト(Lucite)又はプレキシグラス(Plexiglas) のような他の材料を使用することができる。
【００３１】
取得時に、各画像について、図４（ａ）に示されているように、選択された均質な関心区域４１についての平均グレー・レベルを決定する。関心区域４１の寸法は典型的には１００画素×１００画素である。区域４１における平均グレー・レベルの測定精度を改善するために、較正用デバイスについての画像の取得を数回繰り返す。従って、典型的には、各系列は４〜５回繰り返される。次いで、それらの結果の平均を決定する。
【００３２】
次いで、異なる厚さを持つ複数の較正用デバイス４０を使用して一続きの系列を取得する。このようにして、一続きの系列のうちの各々の系列の間で異なる関心区域４１に関して平均グレー・レベルが得られる。
【００３３】
前に述べたように、平均グレー・レベルは時間の関数として進展する、すなわち、同じ系列内の相次ぐ画像の間で変化する。従って、一続きの全ての系列の各画像の関心区域４１における平均グレー・レベルが作成される。次いで、装置によって取得された一系列内の各々のｎ番目の画像Ｃ(n) について、且つ関心区域４１について、各装置内の処理手段を使用して、現在の画像と最初の画像との間でのグレー・レベルの平均変動値を決定する。この差をＬ(n) と記録する。これは下式に相当する。
【００３４】
【数１】
2004248297.tif 000003
【００３５】
次いで、図４のステップ（ｂ）に進む。ステップ（ｂ）で、ｎ番目の画像について、相対差
【００３６】
【数２】
2004248297.tif 000004
【００３７】
を決定する。次いで、
【００３８】
【数３】
2004248297.tif 000005
【００３９】
のグラフを
【００４０】
【数４】
2004248297.tif 000006
【００４１】
の関数としてプロットする。こうして、この関数は直線によって近似できることが確認される。推定された差〈Ｌ(n) 〉は下式に相当する。
【００４２】
【数５】
2004248297.tif 000007
【００４３】
この式において、α(n) 及びβ(n) はステップ（ｂ）のときにプロットされ且つステップ（ｃ）のときに計算される曲線の線形回帰係数である。
【００４４】
ステップ（ｃ）は、装置に含まれている処理手段を使用して、画像ｉの各々の線の起点に対する縦座標においてディレクタ係数にそれぞれ対応する回帰係数α(i) 及びβ(i) を決定することを示している。これらの係数は、処理手段８内に含まれた装置のメモリを構成する手段に、又は装置の外部に配置された手段に記憶される。ステップ（ｃ）の動作は較正を終了させる。
【００４５】
各々の線は、一方では、上付き添え字（ｎ）によって表されるような系列内のｎ番目の画像の優先度に依存し、また他方では、系列の取得頻度に依存する。換言すれば、図４（ｂ）で確認できるように、取得頻度が同じである場合、画像＃２と画像＃３の曲線は異なる。これはまた、取得頻度が異なる場合、それぞれの画像＃２の曲線が異なることを意味している。
【００４６】
一較正系列の画像の全てに対応する一組の曲線がプロットされる。
【００４７】
画像についての補正部分を以下に説明する。図４（ｄ）は、観察中の物体４２についての一系列の画像が取得され、該系列がＮ個の画像を含んでいることを概略的に表している。補正がなされていない場合、不所望なグレー・レベルの変動が該系列の相次ぐ画像の間で観察される。従って、これらの不所望な変動を補正するために較正データが使用される。
【００４８】
未補正のｎ番目の画像Ｙ(n) の座標（ｉ，ｊ）の画素に対して補正を行うため、第１の画像の点（ｉ，ｊ）を中心とした観察区域Ｒ（ｉ，ｊ）、例えば、図４（ｄ）の区域４３
における平均グレー・レベル
【００４９】
【数６】
2004248297.tif 000008
【００５０】
を測定する。各々の観察区域Ｒ（ｉ，ｊ）は２５画素×２５画素の典型的な寸法を有している。各々の観察区域の寸法は、例えば、乳房撮影の分野における腫瘍のような観察できる最小寸法の物体に実質的に対応する。
【００５１】
次いで、画像Ｙ(n) に補正方法を適用して、物体の第１（最初）の画像に対するグレー・レベルの変動値を現在の画像から減算する。図４（ｅ）は、ステップ（ｄ）のときの平均グレー・レベル
【００５２】
【数７】
2004248297.tif 000009
【００５３】
の決定値を使用し且つ較正データを使用することによって、
【００５４】
【数８】
2004248297.tif 000010
【００５５】
の関数である変動値〈Ｌ(n) 〉を得ることができる。そこで、この値を現在のグレー・レベルの値から減算すればよい。
【００５６】
このようにして、複数の観察区域、例えば、図４（ｄ）の観察区域４４において同様に平均グレー・レベルの測定を行う。観察区域４４の平均グレー・レベルは区域４３の平均グレー・レベルから異なる可能性がある。
【００５７】
数学的には、補正済みのｎ番目の画像Ｚi,j(n)が下記の公式を使用して求められる。
【００５８】
【数９】
2004248297.tif 000011
【００５９】
一系列内の一組の画像にこのような補正を適用することによって、その中のグレー・レベルの変動の全てが抑圧されるか又は少なくとも低減された一系列が得られる。
【００６０】
これまでに示した等式において、画素（ｉ，ｊ）の周囲の平均グレー・レベルの測定値が使用されている。考察しているグレー・レベルの関数として複数の代替案が可能である。
【００６１】
各々の観察区域における中間グレー・レベルの値を決定することもできる。従って、平均グレー・レベルはもはや考慮されない。一続きの値のうちの中間値は、昇順又は降順に配列された該一続きの値のうちの中央に位置する値である。
【００６２】
この中央値の使用により、補正ステップで考慮されるグレー・レベルの値についての、測定した異常なグレー・レベルの影響が防止される。実際に、一続きの値のうちの極端な値は中央値の計算に何ら影響を持たない。このような異常な値は、厚さの変化が大きい部分を持つ物体４２の区域において、観察中の物体の厚さが急激に変化する付近で測定され得る。
【００６３】
このような厚さの変化を持つ物体については、平均グレー・レベルの代わりに中央グレー・レベルが考慮される。較正ステップ並びに式（１）及び（２）は同じままにする。式（３）は、中央グレー・レベルが平均グレー・レベルの代わりに適用されるので、僅かに修正される。
【００６４】
中央値の計算は一般に、装置の処理手段で行われる情報の処理時間を僅かに増大させる。
【００６５】
第２の代替案によれば、平均グレー・レベルはまた画素（ｉ，ｊ）のグレー・レベルの値Ｙi,j(1)と置き換えることができる。勿論、関心区域Ｒ（ｉ，ｊ）（例えば、区域４３又は４４）の値はもはや平均化されず、中央値は計算されない。
【００６６】
第１の代替案については、方法のステップは同じに留まり、また式（３）のみが僅かに修正される。というのは、それが画素（ｉ，ｊ）のグレー・レベルの値Ｙi,j(1)に適用されるからである。
【００６７】
第２の代替案は、第１の代替案と同様に、観察中の物体の厚さが急激に変化する区域付近に位置する画素におけるグレー・レベルの変動の良好な推定を行うことができる。第２の代替案は、第１の代替案とは対照的に、処理時間を短縮することができる。しかしながら、グレー・レベルの変動の値の決定は、量子ノイズ効果の増大があるので精度が悪くなる。量子ノイズの効果は平均化又は中央値の計算によって大幅に低減される。
【００６８】
上述の全ての実施形態において、グレー・レベルの変動が装置の検出器の表面全体にわたって均一であると仮定している。係数α(n) 及びβ(n) は実際には単一の関心区域４１においてのみ決定される。
【００６９】
第１の方策の適応型方策を以下に説明する。適応型方策は装置の検出器の表面にわたるグレー・レベルの変動の不均一さを考慮に入れる。検出器は完全ではなく、しかも検出器上の位置に依存してグレー・レベルの変動に差異があると考えられる。
【００７０】
適応型方策の幾つかのステップを図５に概略的に表している。適応型方策は、複数の関心区域４１について較正を実行することによって、変動の不均一さを考慮に入れている。関心区域は較正用デバイスの表面にわたって規則的に分割されていて、検出器の表面を最大限にカバーする。
【００７１】
従って、図５のステップ（ａ）のときに、検出器の上に配置された較正用デバイス４０についての一画像系列を取得する。前と同様に、較正用デバイス４０の厚さを変えるため
に、一続きの系列を取得する。次いで、各々の画像Ｃ(n) について、残存分
【００７２】
【数１０】
2004248297.tif 000012
【００７３】
が次式を使用して計算される。
【００７４】
【数１１】
2004248297.tif 000013
【００７５】
（この式は式（１）と同様である）、ここで、各々のＲｃ（ｋ，ｌ），（ｋ，ｌ）∈Ωは座標（ｋ，ｌ）を持つ画素を中心とした関心区域（４１）を表し、Ωは図５中の複数の関心区域（４１）のそれぞれの中心を成す一組の画素である。同様に、
【００７６】
【数１２】
2004248297.tif 000014
【００７７】
が計算されて、
【００７８】
【数１３】
2004248297.tif 000015
【００７９】
の関数としてプロットされる。
【００８０】
従って、ステップ（ｂ）のときに、相異なる画像に対応する一組の直線より成る１つのグラフが得られるのではなく、各々が一つずつ関心区域４１に対応する一組のグラフが得られる。従って、較正用デバイス４０の表面上の関心区域と同じ数のグラフ、すなわち、Ｎ個の関心区域４１における一組の測定値に対応する一組のグラフ４１１，４１２，．．．４１Ｎを得る。
【００８１】
ステップ（ｃ）は、各グラフについて定められた直線によって、得られた曲線を近似し、その係数
【００８２】
【数１４】
2004248297.tif 000016
【００８３】
及び
【００８４】
【数１５】
2004248297.tif 000017
【００８５】
は、それらを計算する対象である関心区域４１に依存する。
【００８６】
ステップ（ｄ）において、観察中の物体４２についての一系列の画像を取得する。補正を行うことが要望されている観察区域４３及び４４を決定する。従って、観察区域の位置は異なる関心区域４１に対してマークされる。
【００８７】
ステップ（ｅ）において、各観察区域のグレー・レベルの変動値を決定するために、対応する関心区域４１について決定された
【００８８】
【数１６】
2004248297.tif 000018
【００８９】
及び
【００９０】
【数１７】
2004248297.tif 000019
【００９１】
の値を取る。次いで、式（３）と同様な式を使用して補正を適用する。補正済みのグレー・レベルＺi,j(n)は次式のようになる。
【００９２】
【数１８】
2004248297.tif 000020
【００９３】
（この式は式（３）と同様である）、ここで、Ｙi,j(n)は補正の前のグレー・レベルであり、αi,j(n) 及びβi,j(n) は各関心区域について決定された係数であり、画素（ｉ，ｊ）を中心とする観察区域に適用される。このようにして、補正済み画像Ｚi,j(n)がステップ（ｆ）で得られる。
【００９４】
適応型方策の幾つかの代替案が可能である。第１の可能な代替案は、関心区域の外側に配置された観察区域のαi,j(n) 及びβi,j(n) 係数を補間することを含む。従って、任意の観察区域について係数すなわちαi,j(n) ，βi,j(n) を持つことができる。他の代替案も可能であり、観察区域における平均グレー・レベルを考慮する代わりに、中央グレー・レベル値又は画素についてのグレー・レベル値を利用する。
【００９５】
前に述べたように、第１の方策についての方法の一実施形態では、観察中の物体についての画像系列を取得する前に較正を考慮する。第２の方策についての方法の一実施形態では、画像の取得と同時に較正を行う。
【００９６】
以下に説明する本発明の一実施形態による方法の第２の方策では、較正ステップを観察中の物体についての画像の取得と同時に行う。第２の方策の幾つかのステップが図６に概略的に表されている。
【００９７】
図６（ａ）で、較正用デバイス４０が装置の取得の場内に置かれ、これは観察中の物体４２についての一系列の画像を取得する際に行われる。そうすることによって、較正の目的のためにのみ一続きの取得を行わなければならない必要性がなくなる。しかしながら、第１の方策におけるように異なる厚さの較正用デバイス４０を使用して一続きの取得を行うのが望ましいことであると判った。この厚さの変化は、ステップ（ｂ）の曲線をプロットするために望ましい。
【００９８】
第２の方策では、較正用デバイス４０は、一方の区域が他方の区域に対して異なる平均グレー・レベルを有している少なくとも２つの関心区域を含んでいる。このことが図８に表されている。図８にいて、較正用デバイス４０は第１の関心区域４１を含み、第１の関心区域４１は第２の区域４５から異なる放射線吸収特性を有している。吸収レベルの差は、２つの区域４１及び４５におけるデバイス４０の厚さの差、及び／又は２つの区域の材料の相違に起因するものとすることができる。デバイス４０は３つ以上の区域を含んでいてもよい。区域の数が多くなれば、ステップ（ｂ）で較正曲線のプロットに用いる有意な点の数が多くなる。ステップ（ｂ）における曲線のプロットがより精密になれば、ステップ（ｃ）におけるそれらの近似がより正確になる。
【００９９】
従って、較正用デバイス４０についての一系列の画像の同一の取得のときに、第１の方策の図４（ｂ）の場合と同様な図６（ｂ）に従ったプロットを行うことのできる複数の基準点が得られる。各画像について、ステップ（ｂ）の曲線のプロットがより精密になると、ステップ（ｃ）におけるそれらの近似がより正確になる。
【０１００】
従って、較正用デバイス４０についての一系列の画像の同一の取得のときに、第１の方策の図４（ｂ）の場合と同様な図６（ｂ）に従ったプロットを行うことのできる複数の基準点が得られる。各画像Ｙ(n) について、残存分が、（既に述べた式（１）と同様な）式
【０１０１】
【数１９】
2004248297.tif 000021
【０１０２】
を使用して計算される。
【０１０３】
ステップ（ｂ）において、これらの相対値の曲線が第１の画像における平均グレー・レベルに対してプロットされる。
【０１０４】
ステップ（ｃ）において、グレー・レベルの変動の異なる曲線が第１の画像のグレー・レベルの関数として直線によって近似され、代表的な関数の係数が計算される。
【０１０５】
ステップ（ｅ）において、ステップ（ａ），（ｂ），（ｃ）の較正が使用される。該較正により、一系列内の物体４２の各画像についての変動値の計算が可能になる。このようにして、ステップ（ｆ）において、補正済みの一続きの画像が得られる。
【０１０６】
この方策を理解する際に、次のことを認識することができる。第１に、グレー・レベルの変動について最も正確な補正が得られる。残存分が、観察中の物体についての一系列の画像を使用して直接に決定される。較正系列と観察中の物体についての画像の取得との間で装置の動作に何ら差異がないことは合理的に確かである。第２に、一般的に、較正曲線を得るために一続きの測定を完全に行う必要はない。較正は、観察中の物体についての画像の取得と同時に直接行われる。従って、装置のオペレータにとってかなりの時間の節約になる。
【０１０７】
第２の方策に適応型方策を適用することは容易ではない。観察中の物体の存在下で、取得の場の全体の較正は行うことができない。従って、第２の方策の第１の代替案では、検出器上の位置の関数としてグレー・レベルの変動の差異を考慮に入れるために空間モデルを使用する。このように変形案の幾つかのステップが図７に概略的に表されている。
【０１０８】
ステップ（ａ），（ｂ）,（ｃ）及び（ｅ）は図６のものと同じである。しかしながら、ステップ（ｅ）とステップ（ｆ）との間にステップ（ｅ’）が追加され、このステップは変動の差異についての空間モデルの適用を可能にする。
【０１０９】
従って、画像Ｙ（ｎ）の画素（ｉ，ｊ）に補正を適用するために、例えば点（ｉ，ｊ）を中心とした観察区域４４において平均グレー・レベル
【０１１０】
【数２０】
2004248297.tif 000022
【０１１１】
が測定される。較正の後、画素（ｉ，ｊ）のグレー・レベルＺi,j(n) は次式のようになる。
【０１１２】
【数２１】
2004248297.tif 000023
【０１１３】
（この式は式（３）と同様である）、ここで、Ｙi,j(n) は較正の前のグレー・レベルであり、α(n) 及びβ(n) はグレー・レベルの変動の近似についての線形回帰係数であり、λi,j は画素（ｉ，ｊ）についての測定した又はモデル化した利得係数である。
【０１１４】
測定したλi,j 利得係数を得るために、例えば、第１の方策について述べた適応型方策におけるように複数の関心区域についての較正を利用することができる。λi,j の異なる値を装置の処理手段に入力して、補正ステップのときに適用する。
【０１１５】
λi,j 利得係数をモデル化するために、装置利得係数の逆数を利用することができる。装置のＫi,j 利得係数はエミッタによる検出器の照射の不均一を補償し且つ検出器のフォトダイオードの応答の不均一を補償する。
【０１１６】
このようにして、利得を補正した画像がＫi,j （Ｉｍ＋残存分）の形の検出器上で観察される。ここで、Ｉｍは利得及び不均一さを補正していない物体の画像である。部分（Ｋi,j Ｉｍ）は均一な画像である。従って、検出器で観察される不均一な残存分は（Ｋi,j 残存分）である。観察された残存分の不均一さはＫi,j 利得係数に起因する。従って、均一な残存分を見出すため、項（Ｋi,j 残存分）にλi,j 係数を適用して、λi,j ＝１／Ｋi,j になるようにする。この乗算後に得られる均一な残存分は現在の画像から減算することができる。
【０１１７】
第２の方策の第２の可能な代替案では、較正曲線をプロットするための値の数が少ないことについて補償を行う。較正データが画像観察データと同時に取得されるので、所与のグレー・レベルについて一画像当りの変動値が唯一つである。
【０１１８】
近似の回帰係数α(i) 及びβ(i) の計算の精度を改善するために測定点の数を増大させるため、観察中の相異なる物体についての複数の相次ぐ取得系列からの情報を組み合わせることが可能である。図９はこの代替案の異なるステップを概略的に表している。図９に見られるように、少なくとも２つの物体画像４２’及び４２”がこれらのステップ（参照符号（ａ1）及び（ａ2）で示す）で取得される。２つの系列９１及び９２が同じ取得条件で相次いで取得される。例えば、系列９１は系列９２の前に取得される。系列９１は、特に、系列９２と同じ取得頻度を有する。ステップ（ｂ）において、２つの系列９１及び９２の各々において較正用デバイス４０について収集された測定値が点の数を増やすために組み合わされ、点の数に関しては回帰係数がステップ（ｃ）で計算される。図９において、デバイス４０は３つの関心区域４１，４５及び４６を含んでいる。図９（ｂ）は区域４１，４５及び４６について各画像のための各系列から生じる相異なる点を表している。このようにして、２つの系列が組み合わされた場合には、点の数が２倍になる。従って、近似の精度が増大する。２つの系列９１及び９２は次いで、ステップ（ｅ1）及び（ｅ2）でそれぞれ補正される。この補正はステップ（ｃ）において計算された回帰係数を利用する。従って、ステップ（ｆ1）及び（ｆ2）において補正済みの画像が得られる。
【０１１９】
図９の代替案は一般化して、系列の数を望まれる数まで多くすることができる。各画像のために、各グレー・レベルについて一群の点がある。更に、図９の代替案は反復的にすることができ、すなわち、取得した新しい系列について、新しい回帰係数を計算し直すことができる。
【０１２０】
第２の方策の別の代替案では、較正曲線をプロットするために利用できる機能的な点が少ないことについて補償を行う。実際に、検出器の取得の場内に観察中の物体が存在していることにより、より大きな寸法の較正用デバイスを該場の中に配置することができない。その結果、デバイスは多数の異なる減衰特性の区域を持てない。本変形案は、機能的な点の数を増大させるために、系列毎に異なる較正用デバイスを利用する。このような代替案を構成するステップが図１０に概略的に表されている。図１０において、物体４２’及び４２”についての少なくとも２つの系列の画像がステップ（ａ1）及び（ａ2）において取得される。２つの系列９１及び９２は共に同じ取得条件の下に相次いで取得される。系列９１は、特に、系列９２と同じ取得頻度を有する。２つの系列に使用される較正用デバイス４０’及び４０”は、対照的に系列毎に異なる。例えば、デバイス４０’は２つの関心区域４１及び４５を持つのに対し、デバイス４０”は少なくとも１つ、好ましくは、２つの関心区域４７及び４８を持つ。区域４７及び４８は区域４１及び４５とは異なる放射線減衰特性を有する。ステップ（ｂ）で、２つの系列９１及び９２の各々において較正用デバイス４０’及び４０”を使用して収集された測定値が機能的な点の数を増やすために組み合わされ、これらの機能的な点を使用して、ステップ（ｃ）の回帰係数が計算される。系列９２の取得時における区域４７及び４８の測定点は、系列９１の取得の際に取得される区域４１及び４５の点を補足する。例えば、２つのデバイス４０’及び４０”は、２つの異なる物体４２’及び４２”の相次ぐ取得時に検出器上に二者択一的に配列される。
【０１２１】
図９及び１０の代替案において、空間モデルを使用できることは勿論である。
【０１２２】
第２の方策の他の変形案もまた可能であり、それらは、観察区域における平均グレー・レベルを考慮する代わりに、グレー・レベル中央値又は一画素についてのグレー・レベル値を利用する。
【０１２３】
補正ステップの際の利得係数λi,j の導入は第１の方策に同様に適用することができる。
【０１２４】
上記の発展として、第１の画像の平均グレー・レベル
【０１２５】
【数２２】
2004248297.tif 000024
【０１２６】
の関数としてのｎ番目の画像の相対推定値
【０１２７】
【数２３】
2004248297.tif 000025
【０１２８】
は直線によって近似することができる。勿論、上記の発展として、例えば、図４（ｂ）の視覚可能なグラフ表現は、その特性が決定可能であるか又は既に知られている他の関数によって近似することができる。選ばれる近似関数は、観察される再現可能な事象と、較正時に要望される精度とに依存する。従って、近似関数は、例えば、
【０１２９】
【数２４】
2004248297.tif 000026
【０１３０】
の累乗を含む多項関数又は指数関数とすることができる。
【０１３１】
従って、本発明の実施形態は、以下に示す特徴のうちの１つ、又は技術的に可能なそれらの任意の組合せによって補完される。
【０１３２】
（１）較正用デバイスについての画像系列内の第１の画像の平均グレー・レベルに対する現在の画像の平均グレー・レベルの変動値を分子とし且つ該第１の画像の平均グレー・レベルを分母とする比を縦座標に取ると共に、各々の第１の画像の異なるレベルを横座標に取ったグラフ表現を、特性が既知である関数によって近似すること、
（２）前記関数が直線であること、
（３）観察中の物体についての各画像の各区域において補正されるグレー・レベルが平均グレー・レベルであること、
（４）観察中の物体についての各画像の各区域において補正されるグレー・レベルが中央値のグレー・レベルであること、
（５）観察中の物体についての各画像において選択された少なくとも１つの画素のグレー・レベルが補正されること、
（６）較正が観察中の物体についての画像系列の取得より前に行われること。
【０１３３】
（７）較正についての一続きの系列の各平均グレー・レベル値が、各較正用デバイスを構成する所定の厚さの少なくとも１つの較正用プレートを観察することによって与えられ、該厚さが一続きの系列毎に変更されること、
（８）平均グレー・レベルが、較正のときに複数の関心区域を同時に使用して決定されること、
（９）補正ステップにおける減算が、一方では各観察区域におけるグレー・レベルに依存し、また他方では各関心区域に対する観察区域の位置に依存すること、
（１０）物体についての画像系列内の各画像から減算される値が、一方では観察区域の位置の関数であり、また他方では空間利得の関数であること、
（１１）較正が観察中の物体についての画像系列の取得の際に行われること、
（１２）各較正用デバイスが、観察中の物体も含んでいて、装置の取得の場内に配置されていること、
（１３）各較正用デバイスが、各画像について区域毎に異なる平均グレー・レベルを持つ少なくとも２つの関心区域を含んでいること、
（１４）物体についての画像系列内の各画像から減算される値が、一方では観察区域の位置の関数であり、また他方では前記装置の空間利得の関数であること、
（１５）相次ぐ系列のうちの少なくとも２つの系列の較正測定値が組み合わされること、
（１６）相異なる較正デバイスを持つ相次ぐ系列のうちの少なくとも２つの系列の較正測定値が組み合わされること。
【０１３４】
当業者は、保護の範囲から逸脱することなく開示した実施形態の方法／構造及び／又は機能及び／又は結果及び／又はステップに対して様々な変更を提案し又は行うことができよう。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】一系列の放射線撮影画像を取得するための既知の装置を表す略図である。
【図２】一系列の放射線撮影画像における時間の関数としての残存分の既知の増大を表す略図である。
【図３】ブラック測定を使用する最新技術による残存分に対する既存の補正方法を表す略図である。
【図４】観察中の物体の一系列の画像の取得の前に較正を行うようにした、本発明の一実施形態による画像系列の較正及び補正方法を表す略図である。
【図５】図４による方法の空間適応型実施形態を表す略図である。
【図６】観察すべき物体についての一系列の画像の取得と較正を同時に行うようにした、本発明の一実施形態による方法を表す略図である。
【図７】図６による方法の空間適応型実施形態を表す略図である。
【図８】本発明の一実施形態で使用される較正用デバイスの縦断面を表す略図である。
【図９】少なくとも２つの相次ぐ系列の較正データを組み合わせるようにした、本発明の一実施形態の異なるステップを表す略図である。
【図１０】異なる較正用デバイスによる少なくとも２つの系列の較正データを組み合わせるようにした、本発明の一実施形態の異なるステップを表す略図である。
【符号の説明】
【０１３６】
１  装置
２  検出手段
３  放射線ビーム・エミッタ
４  ビーム
５  コンソール
６  観察空間
７  プレート
８  処理手段
４０  較正用デバイス
４１  関心区域
４２  観察中の物体
４３  観察区域
４４  観察区域
４５  関心区域
４６  関心区域
４７  関心区域
４８  関心区域
９１  系列
９２  系列
【図１】
2004248297.tif 000027
【図２】
2004248297.tif 000028
【図３】
2004248297.tif 000029
【図４】
2004248297.tif 000030
【図５】
2004248297.tif 000031
【図６】
2004248297.tif 000032
【図７】
2004248297.tif 000033
【図８】
2004248297.tif 000034
【図９】
2004248297.tif 000035
【図１０】
2004248297.tif 000036
【外国語明細書】
2004248297000001.pdf