(57)【要約】      （修正有）【課題】濃度キャリブレーション用のステップチャート上に傷や汚れ等により濃度変動が発生した場合でも、正確に各ステップの濃度の平均値を抽出し、濃度補正を行なう。【解決手段】校正用のシート状の媒体を用いて前記キャリブレーション用ＬＵＴを生成する画像読取装置において、前記校正用シート状の媒体の濃度ステップ毎に複数の領域からデータ抽出を行う第一のステップ、抽出した該複数の領域の平均値及び、標準偏差を計算する第二のステップ、該複数の領域から最も標準偏差の小さい領域を選択する第三のステップ、第三のステップで選択された領域の平均値を用いて前記キャリブレーション用ＬＵＴを生成する第四のステップを有する。【選択図】図１
2005261800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の媒体に記録された画像を読取る画像読取り手段と、
読取った画像データを一時的に記憶する画像記憶手段と、
読取った画像データの濃度補正を行うキャリブレーション用ＬＵＴと、
複数の所定濃度ステップを有する校正用のシート状の媒体と、
前記校正用のシート状の媒体を用いて前記キャリブレーション用ＬＵＴを生成するＬＵＴ生成手段と、を有する画像読取装置において、
前記ＬＵＴ生成手段は、前記校正用シート状の媒体の濃度ステップ毎に複数の領域からデータ抽出を行う第一のステップ、抽出した該複数の領域の平均値及び、標準偏差を計算する第二のステップ、該複数の領域から最も標準偏差の小さい領域を選択する第三のステップ、第三のステップで選択された領域の平均値を用いて前記キャリブレーション用ＬＵＴを生成する第四のステップを有することを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像が形成されたＸ線フィルムから画像を読取ってデジタル画像信号を形成する画像読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療画像の電子化、デジタル画像化がますます普及しつつあり、Ｘ線フィルムなどの医用フィルムを電子画像化して保管・運用する施設が増えている。これらの医用フィルムを電子画像化する場合は、Ｘ線フィルム画像読取装置でフィルムを読取り、読取ったデジタル画像データをＰＣ等に転送して保管している。
【０００３】
フィルムの読取りには、例えば特開平9-270897のようなＸ線フィルム画像読取装置が用いられている。このＸ線フィルム画像読取装置は装置内にＣＰＵ、ハードディスク、インターフェースなどを持っているため、操作用のＰＣを介することなく直接ネットワーク上の画像サーバに画像データを転送することができる。
【０００４】
近年、このような画像読取装置は、コンピュータ自動診断支援（ＣＡＤ）装置の画像入力モダリティとして頻繁に使用されている。そのため、ＣＡＤ装置の自動診断が正しく行われるように画質を維持し、装置の故障を予防する等の観点から画像読取装置のメンテナンスは特に重要になっている。
【０００５】
画像読取装置のメンテナンス作業は、濃度キャリブレーション、搬送路の清掃などがあり、これらを定期的に行う必要がある。
【０００６】
特に読取り画像の濃度の絶対値はＣＡＤ装置にとって重要なパラメータであるため、濃度リニアリティを補正するための濃度キャリブレーションは、重要なメンテナンス作業の一つである。
【０００７】
図４に濃度キャリブレーションに使用するステップチャートの例を示す。
【０００８】
ステップチャートは図に示す様に複数の濃度ステップを有し、各ステップは規定のフィルム濃度となっている。例えば、0.1D, 0.5D, 1.0D, 1.5D, 2.0D, 2.5D, 3.0D, 3.3D, 3.5D, 3.7D等である。
【０００９】
濃度キャリブレーションは、画像読取り装置での前記ステップチャートの各ステップの読取り濃度値と規定のフィルム濃度値とを比較し、画像読取り装置での各ステップの読取り濃度値が規定のフィルム濃度値になる様な変換式を算出して、変換式に基づいてLUTを生成する。
【００１０】
具体的には、図５に示すフローチャートの手順に基づいて行われる。
【００１１】
まず、画像読取り装置をキャリブレーションモードに設定する。キャリブレーションモードに設定されると、キャリブレーション用ＬＵＴにはリニアテーブルが設定される。
【００１２】
続いて、濃度キャリブレーション用のステップチャートの読取りを行う。ステップチャートを読取った画像データはメモリに保存される。
【００１３】
保存されたデータから図４のｈで示すエリアに相当する部分のデータを抽出して、平均値Ｘｊ（１≦ｊ≦１０  ｊ：チャートのステップＮｏ．）を算出する。
【００１４】
各ステップの規定の濃度に相当するデジタル値Ｙｊ（１≦ｊ≦１０  ｊ：チャートのステップＮｏ．）と前記平均値に基づいて変換式を算出する。
【００１５】
変換式としては、例えば、３次の多項式  ｙ（ｘ）=ａｘ3＋ｂｘ2＋ｃｘ＋ｄ  ・・・（１）を用いる。
【００１６】
平均値Ｘｊ、規定の濃度に相当するデジタル値Ｙｊを用いて、最小２乗法により、Ｙｊ = ａＸｊ3 +ｂＸｊ2 +ｃＸｊ＋ｄ  の係数ａ、ｂ、ｃ、ｄを算出する。
【００１７】
算出したａ、ｂ、ｃ、ｄの値を使用した３次の多項式（１）を用いてＬＵＴデータを作成して、キャリブレーション用ＬＵＴに設定する。
【００１８】
以上の手順で濃度キャリブレーションが行われる。
【００１９】
図６（ｉ）にキャリブレーション用ＬＵＴにリニアデータを設定した時の読取りデータと規定のフィルム濃度値との関係を、図６（ii）に前記３次の多項式を用いて生成したＬＵＴの入出力の関係を、図６（iii）にキャリブレーション用ＬＵＴに前記３次の多項式を用いて生成したＬＵＴを設定した時の補正後の読取りデータと規定のフィルム濃度値との関係の一例を示す。
【００２０】
通常のフィルム読取りモードでは上記のようなキャリブレーション手順で作成されたキャリブレーション用ＬＵＴにより、フィルム濃度に対して正確に濃度補正された出力を得ることができる。
【特許文献１】特開平9-270897
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら上述の従来例においては、濃度キャリブレーション用ステップチャートの各濃度ステップの決められたエリアのデータを抽出して変換式の算出に使用しているため、ステップチャート上に傷や汚れ等による部分的な濃度変動がある場合、本来の値とは異なる平均値が得られてしまうため、変換式の算出が正確に行われず、濃度補正誤差が大きくなってしまうという問題点があった。
【００２２】
本発明の目的は、上述の問題を解決し、濃度キャリブレーション用のステップチャート上に傷や汚れ等により濃度変動が発生した場合でも、正確に各ステップの濃度の平均値を抽出し、濃度補正を行うことが可能な固体撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するための本発明に係る画像読取装置は、シート状の媒体に記録された画像を読取る画像読取り手段と、読取った画像データを一時的に記憶する画像記憶手段と、読取った画像データの濃度補正を行うキャリブレーション用ＬＵＴと、複数の所定濃度ステップを有する校正用のシート状の媒体と、前記校正用のシート状の媒体を用いて前記キャリブレーション用ＬＵＴを生成するＬＵＴ生成手段と、を有する画像読取装置において、前記ＬＵＴ生成手段は、前記校正用シート状の媒体の濃度ステップ毎に複数の領域からデータ抽出を行う第一のステップ、抽出した該複数の領域の平均値及び、標準偏差を計算する第二のステップ、該複数の領域から最も標準偏差の小さい領域を選択する第三のステップ、第三のステップで選択された領域の平均値を用いて前記キャリブレーション用ＬＵＴを生成する第四のステップを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、濃度キャリブレーション用のステップチャートに傷、汚れ等が付いてしまった場合でも、これらの影響を受けることなく正確に濃度補正を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明を図１〜図３に図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
図１は本発明の実施の形態におけるＸ線フィルム画像読取装置の画像処理部の構成図を示している。
【００２７】
蛍光ランプ、ハロゲンランプ等から成る光源１の前方には、読取対象であるＸ線フィルム２、光学系レンズ３、ＣＣＤリニアセンサ４が順次に配列されており、ＣＣＤリニアセンサ４の出力はアンプ５を介してＡ／Ｄ変換器６に接続されている。Ａ／Ｄ変換器６の出力はシェーディング補正回路７、キャリブレーション用ＬＵＴ８、画像データを記憶するメモリ９に順次に接続されている。
【００２８】
更に、シェーディング補正回路７、キャリブレーション用ＬＵＴ８、メモリ９には、アドレス、データ、制御信号等を伝送するバスライン１０を介して、ＣＰＵ等により構成される制御回路１１、本装置を動作させるためのプログラム等を格納しているＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤ等の記憶媒体１２が接続されている。
【００２９】
次に図２に示す本発明の濃度キャリブレーション手順について説明する。
【００３０】
図２のステップＳ１で、画像読取り装置をキャリブレーションモードに設定する。キャリブレーションモードに設定されると、キャリブレーション用ＬＵＴにはリニアテーブルが設定される。
【００３１】
ステップＳ２において、濃度キャリブレーション用のステップチャートの読取りを行う。ステップチャートを読取ったデータは、後述のシェーディング補正及び、濃度変換を行った後、メモリ９に保存される。
【００３２】
続いて、ステップＳ３において、メモリ９に保存されたステップチャートの読取りデータから図３のｅ、ｆ、ｇで示すエリアに相当する部分のデータを抽出し、ステップＳ４において各ステップの平均値Ｘｅｊ、Ｘｆｊ、Ｘｇｊ、（１≦ｊ≦１０  ｊ：チャートのステップＮｏ．）及び、標準偏差σｅｊ、σｆｊ、σｇｊ（１≦ｊ≦１０  ｊ：チャートのステップＮｏ．）を算出する。
【００３３】
続いてステップＳ５において、ステップＳ４で算出した標準偏差σｅｊ、σｆｊ、σｇｊを比較し、ステップ毎に標準偏差の最も小さいエリアの平均値をそのステップの平均値Ｘｊとしてそれぞれ取得する。
【００３４】
具体的には、例えば、ステップＮｏ．１のエリアｅ、ｆ、ｇにおける平均値及び、標準偏差がそれぞれ、Ｘｅ１＝１０２、Ｘｆ１＝１００、Ｘｇ１＝１１５、σｅ１＝３．２、σｆ１＝３．０、σｇ１＝１２．８であった場合、標準偏差が最も小さいエリアｆの平均値Ｘｆ１の値をステップＮｏ．１の平均値Ｘｊとして取得する。
【００３５】
本来、チャートの各ステップの濃度は均一であるため、同一ステップ内のデータの標準偏差は小さな値になるはずである。逆に抽出したのエリアの標準偏差が大きいときは、傷、汚れ等による濃度変動が発生している可能性が非常に高い。
【００３６】
そのため、複数のエリアについて、標準偏差を算出し、標準偏差が最も小さいエリアの平均値をキャリブレーション用ＬＵＴ作成のためのデータとして用いることにより、傷、汚れ等の影響を避けることができ、繰り返しの使用等によりステップチャートに傷、汚れ等が付いてしまった場合でも、正確に濃度補正を行うことが可能となる。
【００３７】
ステップＳ６において、ステップＳ５で取得した各ステップの平均値Ｘｊと規定の濃度値Ｙｊ（１≦ｊ≦１０  ｊ：チャートのステップＮｏ．）に基づいて変換式を算出する。
【００３８】
平均値変換式としては、従来例と同様に、３次の多項式（１）を用いる。
【００３９】
平均値Ｘｊ、規定の濃度に相当するデジタル値Ｙｊを用いて、最小２乗法により、Ｙｊ = ａＸｊ3 +ｂＸｊ2 +ｃＸｊ＋ｄ  の係数ａ、ｂ、ｃ、ｄを算出する。
【００４０】
ステップＳ７において、ステップＳ６で算出したａ、ｂ、ｃ、ｄの値を使用した３次の多項式（１）を用いてＬＵＴデータを作成して、キャリブレーション用ＬＵＴに設定する。
【００４１】
以上の手順で濃度キャリブレーションが行われる。
【００４２】
次にフィルムを読取る際の動作について説明する。
【００４３】
図１の蛍光ランプ、ハロゲンランプ等の光源１からの光はＸ線フィルム２を透過し光学系レンズ３により集光され、ＣＣＤラインセンサ４上へ結像される。
【００４４】
Ｘ線フィルム２は図示しない搬送手段により順次矢印の方向に搬送されるため、ＣＣＤラインセンサ４は搬送方向と直交する方向の一次元像を受光することにより、Ｘ線フィルム２はＣＣＤラインセンサ４により走査されて全画像が読み込まれる。
【００４５】
ＣＣＤラインセンサで受光した光は光電変換され、１画素ずつ電圧値として出力される。ＣＣＤラインセンサの出力はアンプ５により増幅されて、図示しないノイズ低減回路（ＣＤＳ）によりノイズ低減された後、Ａ／Ｄ変換器６に入力されてｎビットのデジタルデータＩｉ（１≦ｉ≦ｐ ｐ：１ラインの画素数）に変換される。
【００４６】
シェーディング補正回路７では、対応する画素データから予め収集した暗分布Ｂｉ及び、明分布Ｌｉを用いてシェーディング補正を行う。
【００４７】
暗分布Ｂｉは、光源を消灯した状態で収集した１ライン分のＣＣＤラインセンサ出力のデータであり、明分布Ｌｉは、フィルムを通さずに光源を点灯した状態で収集した１ライン分のＣＣＤラインセンサ出力のデータである。
【００４８】
シェーディング補正回路７では、初めに式（２）に基づき、透過率Ｔｉが算出される。
【００４９】
Ｔｉ＝（Ｉｉ−Ｂｉ）／（Ｌｉ−Ｂｉ）  （１≦ｉ≦ｐ）   ・・・（２）
但し、Ｉｉ＝０の時は、Ｔｉ＝１／（２ｎ−１）とする。
【００５０】
次に濃度Ｄと透過率Ｔとは式（３）
Ｄ＝−ｌｏｇ10Ｔ  ・・・（３）
の関係があることから、式（４）に基づきｎビットの濃度値Ｄｉに変換される。
【００５１】
Ｄｉ＝Ｒｏｕｎｄ（ −Ａ・ｌｏｇ10Ｔｉ） （１≦ｉ≦ｐ）   ・・・（４）
Ａ：（２ｎ−１）／ｌｏｇ10（２ｎ）
ここで、Ｒｏｕｎｄ（＊）は小数点以下を切り捨てること意味する。
【００５２】
例えば、ｎ＝１６すなわち、１６ビットのデジタルデータの場合、出力データＤｉ＝６５５３５に相当する濃度値は４．８Ｄであり、出力データＤｉ＝０に相当する濃度値は０．０Ｄである。
【００５３】
以上の処理により、シェーディング補正及び、濃度値への変換が行われ、濃度値Ｄｉはキャリブレーション用ＬＵＴ８に入力される。
【００５４】
ここで、画像読取り装置がキャリブレーションモードに設定されている場合は、キャリブレーション用ＬＵＴ８にはリニアテーブルが設定され、入力されたデータは、そのまま出力されて、メモリ９に保存される。
【００５５】
画像読取り装置が通常の読取りモードに設定されている場合は、キャリブレーション用ＬＵＴ８には、前述の濃度キャリブレーション手順により生成されたデータが設定され、入力されたデータは、濃度補正されて、メモリ９に保存される。
【００５６】
本実施例によれば、装置のメンテナンス作業の繰り返しにより濃度キャリブレーション用のステップチャートに傷、汚れ等が付いてしまった場合でも、傷、汚れ等の影響のない部分を抽出して濃度補正を行うため、チャートに依存することなく正確に濃度補正を行うことができる。
【００５７】
尚、本実施例では各ステップについて３つのエリアのデータを抽出して説明を行っているが、これに限らず２つ若しくは４つ以上のエリアのデータを抽出してもよい。
【００５８】
また、例えば、接続したＰＣ（パーソナルコンピュータ）上でシェーディング補正処理などを行う画像読取装置においては、一旦、画像データをＰＣに送った後に、上述の濃度キャリブレーション手順により、キャリブレーション用ＬＵＴを生成して、濃度補正を行ってもよい。
【００５９】
本発明に係るプログラムを格納した記録媒体１２を他の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が、記録媒体１２に格納されたプログラムコードを読み出し、実行するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明を用いた画像読取り装置の画像処理部の構成を表すブロック図である。
【図２】本発明を用いた濃度キャリブレーションの手順を示したフローチャートである。
【図３】キャリブレーション用ステップチャートの一例である。
【図４】キャリブレーション用ステップチャートの一例である。
【図５】従来の濃度キャリブレーションの手順を示したフローチャートである。
【図６】（ｉ）はキャリブレーション用ＬＵＴにリニアデータを設定した時の読取りデータと規定のフィルム濃度値との関係、（ii）は前記３次の多項式を用いて生成したＬＵＴの入出力の関係、（iii）はキャリブレーション用ＬＵＴに前記３次の多項式を用いて生成したＬＵＴを設定した時の補正後の読取りデータと規定のフィルム濃度値との関係の一例を示す。
【符号の説明】
【００６１】
１  光源
２  Ｘ線フィルム
３  光学系
４  ＣＣＤリニアセンサ
５  アンプ
６  Ａ／Ｄ変換器
７  シェーディング補正回路
８  キャリブレーション用ＬＵＴ
９  メモリ
１０  バス
１１  制御回路
１２  記憶媒体
１３  キャリブレーション用ＬＵＴ生成回路
【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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