(57)【要約】【課題】誤差のあるＸ線グリッドや異なる密度のＸ線グリッドを用いた場合でも、正確にライン欠損を補正することができるＸ線撮影装置を提供する。【解決手段】Ｘ線撮影装置において、フーリエ変換部２７は、Ｘ線画像に写りこんだモアレパターンの縞目と直交するラインに１次元のフーリエ変換を行い、ピーク周波数検出部２９は、１次元のフーリエ変換の結果からモアレパターンの空間周波数を示すピーク周波数を検出する。検出されたピーク周波数は、画素周期変換部３１によりモアレパターンの１周期における画素数に変換される。ライン欠損補正部３３は、その画素数から、モアレパターン中でライン欠損画素と同じ位相の画素を求め、その画素の値を用いてライン欠損画素を補正する。Ｘ線画像に写りこんだモアレパターンから、その１周期における画素数を求めているので、正確にライン欠損を補正することができる。【選択図】図２
2012050771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に向けてＸ線を照射するＸ線照射部と、
被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器のＸ線入射面側に配置され、散乱線を除去するＸ線グリッドと、を備え、
前記Ｘ線検出器で検出したＸ線に基づいてＸ線画像を取得するＸ線撮影装置において、
Ｘ線画像に映りこんだモアレパターンの縞目と直交するラインに対して１次元のフーリエ変換を行うフーリエ変換部と、
前記１次元のフーリエ変換の結果からピーク周波数を検出するピーク周波数検出部と、
前記ピーク周波数をモアレパターンの１周期における画素数に変換する画素周期変換部と、
前記モアレパターンの１周期における画素数から、モアレパターン中でライン欠損画素と同じ位相の画素を求め、その画素の値を用いて前記ライン欠損画素を補正するライン欠損補正部と、
を備えていることを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線撮影装置において、
前記画素周期変換部は、変換テーブルを用いることを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＸ線撮影装置において、
前記ライン欠損補正部は、Ｘ線画像に映りこんだモアレパターンの縞目と直交する各ラインで求められたモアレパターンの１周期における画素数から、モアレパターン中でライン欠損画素と同じ位相の画素を各ラインで求め、各ラインで求められたライン欠損画素と同じ位相の画素の値を用いて各ラインのライン欠損画素の値を補正することを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のＸ線撮影装置において、
Ｘ線画像に映りこんだモアレパターンの縞目と直交するラインを構成する画素のうち、予め設定された所定数の画素を抽出する画素抽出部を備え、
前記フーリエ変換部は、前記画素抽出部で抽出された画素に対して１次元のフーリエ変換を行うことを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のＸ線撮影装置において、
ライン欠損が補正されたＸ線画像からモアレパターンを除去する処理を行うモアレパターン除去処理部を備えていることを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項６】
請求項５に記載のＸ線撮影装置において、
前記モアレパターン除去処理部は、前記ピーク周波数検出部で検出されたピーク周波数に基づいて、Ｘ線画像からモアレパターンを除去する処理を行うことを特徴とするＸ線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、散乱線を除去するＸ線グリッドを用いて被検体のＸ線画像を撮影するＸ線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＸ線撮影装置は、被検体にＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線を検出してＸ線画像を撮影している。しかしながら、Ｘ線が被検体を透過する際に散乱線が発生する。散乱線を含んで撮影されると、Ｘ線画像は、ぼやけて不鮮明になる。そこで、被検体によって散乱した散乱線を除去するために、Ｘ線検出器のＸ線入射面側にＸ線グリッドを配置している。Ｘ線グリッドは、Ｘ線を吸収する吸収体（例えば鉛）と、Ｘ線を透過する透過体（例えばアルミニウムや空気）とを交互に並設して構成される。吸収体では散乱線が吸収され、吸収体と吸収体との間の透過体に沿って透過したＸ線のみがＸ線検出器で検出される。それにより、散乱線が除去された鮮明なＸ線画像が得られる。
【０００３】
しかしながら、Ｘ線グリッドを用いて被検体のＸ線画像を撮影する場合、Ｘ線検出器の解像度とＸ線グリッドの密度との違いにより、取得したＸ線画像にモアレパターンが映りこんでしまう。なお、Ｘ線検出器の解像度、Ｘ線グリッドの密度、モアレパターンは、空間周波数「lp/mm」で表現される。「lp/mm」はラインペア／ミリと呼び、通常、１ミリの間に黒白の線のペアが何ペアあるのかを示している。Ｘ線グリッドの密度は、１ミリの間に吸収体と透過体とのペアが何ペアあるのか、あるいは、１ミリの間に吸収体の本数が何本あるのかを示している。Ｘ線検出器の解像度は、識別可能な限界の空間周波数を示し、画素ピッチ（サンプリング周期）をｄとすると１／２ｄで表現される。そして、モアレパターンは、その波形（縞）の周期が１ミリの間に何周期あるのかを示している。
【０００４】
ところで、従来のＸ線撮影装置において、取得したＸ線画像に、垂直（縦）方向のライン欠損が発生しているとともに、縞目がほぼ垂直方向のモアレパターンが映りこんでいる場合、ライン欠損の補正は、ライン欠損を構成するライン欠損画素に対して水平（横）方向の左右４画素隣の画素の値を用いて補正を行っている（例えば、特許文献１参照）。ライン欠損画素に対して水平方向の左右４画素隣の画素の値を用いているのは、モアレパターンの波形が４画素１周期で構成されるためである。なお、Ｘ線画像にモアレパターンが映りこんでいない場合、通常のライン欠損の補正は、ライン欠損画素の水平方向の左右１画素隣の画素の値を用いて補正を行っている。なお、ライン欠損は複数の欠損画素がライン状に発生したものを表すが、本明細書において、ライン欠損を構成する欠損画素をライン欠損画素として説明する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２２０６５７号公報
【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、このような従来のＸ線撮影装置の場合には、次のような問題がある。すなわち、Ｘ線グリッドの密度には、製造誤差などの誤差があり、同じ密度の表示のＸ線グリッドを用いたとしてもライン欠損を正しく補正できないことがある。また、異なる密度のＸ線グリッドを用いた場合も同様である。これらの場合、モアレパターンの波形が４画素１周期で構成されていないので、ライン欠損を正しく補正することができない。
【０００７】
例えば、解像度が３．３〔lp/mm〕（画素ピッチ：０．１５mm）のＸ線検出器と、密度が５〔lp/mm〕のＸ線グリッドを用いているものとする。この場合、Ｘ線グリッドの密度の方がＸ線検出器の解像度より高周波であるので、周波数の折り返しにより、モアレパターンがＸ線画像に写りこむ。すなわち、図１１に示すように、解像度が３．３〔lp/mm〕のＸ線検出器で、それよりも高周波である密度が５〔lp/mm〕のＸ線グリッドのパターンをサンプリングする場合、Ｘ線検出器は、Ｘ線グリッドのパターンを正確に再現することができない。そのため、３．３〔lp/mm〕を中心として、Ｘ線グリッドの密度５〔lp/mm〕の折り返した対称の位置の空間周波数を持つ実在しない像であるモアレパターンがＸ線画像に映りこむ。したがって、図１１に示すように、Ｘ線グリッドの密度〔lp/mm〕とＸ線検出器の解像度〔lp/mm〕との差を求め、Ｘ線検出器の解像度〔lp/mm〕から、その差を減算することにより、折り返し位置に現れるモアレパターンの空間周波数が算出される。すなわち、モアレパターンの空間周波数は、３．３〔lp/mm〕−（５〔lp/mm〕−３．３〔lp/mm〕）＝１．６〔lp/mm〕となる。
【０００８】
空間周波数が１．６〔lp/mm〕のモアレパターンがＸ線画像に写りこむ場合は、図１２に示すように、４画素１周期のモアレパターンとなる。しかしながら、例えば、Ｘ線グリッドの密度が５〔lp/mm〕に対して誤差が５％以上存在すると仮定して、４．７〔lp/mm〕である場合は、モアレパターンの空間周波数〔lp/mm〕が異なるものとなる。すなわち、３．３〔lp/mm〕−（４．７〔lp/mm〕−３．３〔lp/mm〕）＝１．９〔lp/mm〕となり、空間周波数が１．９〔lp/mm〕のモアレパターンがＸ線画像に映りこむ。このとき、図１３に示すように、モアレパターンは、７画素１周期（実際は３．５画素１周期）となり、４画素１周期となっていないことがわかる。例えば、密度が同じ５〔lp/mm〕の表示のＸ線グリッドを用いた場合でも、製造誤差などの誤差により、実際には、４．７〔lp/mm〕であるとき、ライン欠損画素に対して水平方向の左右４画素隣の画素の値を用いても、モアレパターンの波形が７画素１周期であるので、正しく補正することができない。その結果、補正後のモアレパターンの波形がそのライン欠損画素の部分で乱れた状態のままとなってしまう。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、誤差のあるＸ線グリッドや異なる密度のＸ線グリッドを用いた場合でも、正確にライン欠損を補正することができるＸ線撮影装置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】
【００１０】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。すなわち、本発明に係るＸ線撮影装置は、被検体に向けてＸ線を照射するＸ線照射部と、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器のＸ線入射面側に配置され、散乱線を除去するＸ線グリッドと、を備え、前記Ｘ線検出器で検出したＸ線に基づいてＸ線画像を取得するＸ線撮影装置において、Ｘ線画像に映りこんだモアレパターンの縞目と直交するラインに対して１次元のフーリエ変換を行うフーリエ変換部と、前記１次元のフーリエ変換の結果からピーク周波数を検出するピーク周波数検出部と、前記ピーク周波数をモアレパターンの１周期における画素数に変換する画素周期変換部と、前記モアレパターンの１周期における画素数から、モアレパターン中でライン欠損画素と同じ位相の画素を求め、その画素の値を用いて前記ライン欠損画素を補正するライン欠損補正部と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明に係るＸ線撮影装置によれば、フーリエ変換部はＸ線画像に写りこんだモアレパターンの縞目と直交するラインに１次元のフーリエ変換を行い、ピーク周波数検出部は１次元のフーリエ変換の結果からモアレパターンの空間周波数を示すピーク周波数を検出する。検出されたピーク周波数は、画素周期変換部によりモアレパターンの１周期における画素数に変換される。そして、ライン欠損補正部はモアレパターンの１周期における画素数から、モアレパターン中でライン欠損画素と同じ位相の画素を求め、その画素の値を用いてライン欠損画素を補正する。ライン欠損補正部で用いるモアレパターンの１周期における画素数をＸ線画像に写りこんだモアレパターンから求めているので、誤差のあるＸ線グリッドや異なる密度のＸ線グリッドを用いた場合でも、正確にライン欠損を補正することができる。
【００１２】
また、本発明に係るＸ線撮影装置において、前記画素周期変換部は、変換テーブルを用いることが好ましい。画素周期変換部は、変換テーブルを用いることにより、検出したピーク周波数からモアレパターンの１周期における画素数への変換を適切かつ容易に行うことができる。
【００１３】
また、本発明に係るＸ線撮影装置において、前記ライン欠損補正部は、Ｘ線画像に映りこんだモアレパターンの縞目と直交する各ラインで求められたモアレパターンの１周期における画素数から、モアレパターン中でライン欠損画素と同じ位相の画素を各ラインで求め、各ラインで求められたライン欠損画素と同じ位相の画素の値を用いて各ラインのライン欠損画素の値を補正することが好ましい。それにより、各ラインで正確にライン欠損を補正することができる。
【００１４】
また、本発明に係るＸ線撮影装置は、Ｘ線画像に映りこんだモアレパターンの縞目と直交するラインを構成する画素のうち、予め設定された所定数の画素を抽出する画素抽出部を備え、前記フーリエ変換部は、前記画素抽出部で抽出された画素に対して１次元のフーリエ変換を行うことが好ましい。Ｘ線画像のモアレパターンの縞目と直交するラインにおいて、そのラインを構成する全ての画素に対して１次元のフーリエ変換を行わなくても、モアレパターンの空間周波数を示すピーク周波数を精度よく求めることができる場合がある。この場合は１次元のフーリエ変換を行うラインの画素数を減らすことができるので、１次元のフーリエ変換を行う計算量を抑制することができる。
【００１５】
また、本発明に係るＸ線撮影装置は、ライン欠損が補正されたＸ線画像からモアレパターンを除去する処理を行うモアレパターン除去処理部を備えていることが好ましい。モアレパターン除去処理部は、ライン欠損補正部によって正確にライン欠損が補正されたＸ線画像からモアレパターンを除去するので、モアレパターンを正確に除去することができる。
【００１６】
また、本発明に係るＸ線撮影装置において、前記モアレパターン除去処理部は、前記ピーク周波数検出部で検出されたピーク周波数に基づいて、Ｘ線画像からモアレパターンを除去する処理を行うことが好ましい。１次元のフーリエ変換の結果から検出したピーク周波数をライン欠損の補正にだけ用いるのではなく、モアレパターン除去処理にも転送して用いている。ライン欠損補正およびモアレパターン除去処理においてピーク周波数を共用することができるので、装置の構成を簡単にできるとともに、処理時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るＸ線撮影装置によれば、フーリエ変換部はＸ線画像に写りこんだモアレパターンの縞目と直交するラインに１次元のフーリエ変換を行い、ピーク周波数検出部は１次元のフーリエ変換の結果からモアレパターンの周波数を示すピーク周波数を検出する。検出されたピーク周波数は、画素周期変換部によりモアレパターンの１周期における画素数に変換される。そして、ライン欠損補正部はモアレパターンの１周期における画素数から、モアレパターン中でライン欠損画素と同じ位相の画素を求め、その画素の値を用いてライン欠損画素を補正する。ライン欠損補正で用いられるモアレパターンの１周期における画素を、取得したＸ線画像に映りこんだモアレパターンから求めているので、誤差のあるＸ線グリッドや異なる密度のＸ線グリッドを用いた場合でも、正確にライン欠損を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１に係るＸ線撮影装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施例１に係るＸ線撮影装置の画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】ライン欠損とモアレパターンを含むＸ線画像の一例を示す模式図である。
【図４】フーリエ変換結果の一例を示す図である。
【図５】変換テーブルの一例を示す図である。
【図６】ライン欠損補正の説明に供する図であり、（ａ）はライン欠損画素とその補正で用いる正常画素を示し、（ｂ）はモアレパターンの波形を示す。
【図７】Ｘ線撮影装置の動作の説明に供するフローチャートである。
【図８】Ｘ線撮影装置の効果の説明に供する図であり、（ａ）は元のＸ線画像を示し、（ｂ）は従来装置でライン欠損補正を行った場合を示し、（ｃ）は従来装置でライン欠損補正後にモアレパターン除去処理を行った場合を示し、（ｄ）は本発明でライン欠損補正を行った場合を示し、（ｅ）は本発明でライン欠損補正後にモアレパターン除去処理を行った場合を示す。
【図９】実施例２に係るＸ線撮影装置の画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図１０】実施例３に係るＸ線撮影装置の画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図１１】Ｘ線検出器の解像度とＸグリッドの密度とによりＸ線画像に写りこむモアレパターンの空間周波数の算出方法の説明に供する図である。
【図１２】Ｘ線グリッドが５〔lp/mm〕のときのモアレパターンの１周期における画素数を示す図である。
【図１３】Ｘ線グリッドが５〔lp/mm〕に対して誤差のある４．７〔lp/mm〕のときのモアレパターンの１周期における画素数を示す図である。
【実施例１】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施例１を説明する。図１は実施例１に係るＸ線撮影装置の構成を示すブロック図であり、図２は実施例１に係るＸ線撮影装置の画像処理部の構成を示すブロック図である。図３はライン欠損とモアレパターンを含むＸ線画像の一例を示す模式図であり、図４はフーリエ変換結果の一例を示す図である。図５は変換テーブルの一例を示す図であり、図６はライン欠損補正の説明に供する図である。
【００２０】
＜Ｘ線撮影装置＞
図１を参照する。Ｘ線撮影装置１は、被検体Ｍを載置する天板２と、その被検体Ｍに向けてＸ線を照射するＸ線管３と、Ｘ線管３と対向して配置され、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、適宜「ＦＰＤ」と略記する）４とを備えている。また、Ｘ線撮影装置１は、Ｘ線管３を移動させるＸ線管移動機構５と、ＦＰＤ４を移動させるＸ線検出器移動機構６とを備えている。なお、Ｘ線管３は、本発明におけるＸ線照射部に相当し、ＦＰＤ４は、本発明におけるＸ線検出器に相当する。
【００２１】
Ｘ線管制御部７は、Ｘ線管３の管電圧や管電流を発生させる高電圧発生部８を有しており、後述する入力部１４などで予め設定された管電圧・管電流等の照射条件に応じてＸ線管３に対してＸ線照射に必要な制御を実行する。また、Ｘ線管制御部７は、Ｘ線管移動機構５を制御して、Ｘ線管３を水平移動させたり、被検体Ｍの体軸の軸心周りにＸ線管３を回転移動させたりすることによる走査に必要な制御を実行する。また、Ｘ線管制御部７は、Ｘ線管３の照射口側に設けられたコリメータ（図示省略）の照射野設定の制御などを実行する。
【００２２】
Ｘ線検出器制御部９は、Ｘ線検出器移動機構６を制御して、ＦＰＤ４を水平移動させたり、被検体Ｍの体軸の軸心周りに回転移動させたりすることによる走査に必要な制御を実行する。なお、Ｘ線管３やＦＰＤ４の走査の際には、Ｘ線管３から照射されたＸ線をＦＰＤ４が検出できるようにＸ線管３およびＦＰＤ４が互いに対向しながらそれぞれの移動を行う。また、天板２を水平方向および垂直方向に移動させる天板移動機構と、天板移動機構を制御する天板制御部（いずれも図示省略）を備えている。
【００２３】
また、Ｘ線撮影装置１は、ＦＰＤ４から電荷信号であるＸ線検出信号をディジタル化して取り出すＡ／Ｄ変換器１０と、Ａ／Ｄ変換器１０から出力されたＸ線検出信号に基づいて、種々の処理を行う画像処理部１１と、Ｘ線撮影装置１の各構成を統括して制御する主制御部１２とを備えている。また、Ｘ線撮影装置１は、画像処理されたＸ線画像を表示するモニタ等で構成される表示部１３と、操作者が入力設定を行う入力部１４と、画像処理されたＸ線画像を記憶するメモリ部１５とを備えている。
【００２４】
Ａ／Ｄ変換器１０は、ＦＰＤ４から出力された電荷信号をアナログからディジタルに変換して、ディジタル化されたＸ線検出信号を出力する。主制御部１２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されており、装置全体を適切に動作させる統括的な制御を行う。入力部１４は、マウスやキーボード等で構成されている。メモリ部１５は、ＲＯＭ（Read-only Memory）、ＲＡＭ（Random-Access Memory）またはハードディスク等の記憶媒体で構成されている。
【００２５】
さらに、Ｘ線撮影装置１は、ＦＰＤ４のＸ線入射面側に配置され、被検体Ｍで散乱した散乱線を除去するＸ線グリッド１６を備えている。Ｘ線グリッド１６は、例えば、鉛とアルミニウムを交互に並設して構成されている。
【００２６】
＜画像処理部＞
画像処理部１１は、図２に示すように、Ｘ線画像に発生したライン欠損を補正するライン欠損補正処理部２１と、ライン欠損補正処理部２１でライン欠損が補正されたＸ線画像からＸ線グリッド１６等によるモアレパターンを除去する処理を行うモアレパターン除去処理部２３とを備えている。
【００２７】
ライン欠損補正処理部２１は、メモリ部２５、フーリエ変換部２７、ピーク周波数検出部２９、画素周期変換部３１およびライン欠損補正部３３を備えている。
【００２８】
メモリ部２５には、Ａ／Ｄ変換器１０でディジタル変換されて出力されたＸ線検出信号、すなわちＸ線画像が一旦記憶される。このときのＸ線画像を図３に示す。Ｘ線画像Ｉｍには、そのＸ線画像Ｉｍの垂直方向にライン欠損Ｌｄが発生し、また、Ｘ線グリッド１６等によるモアレパターンＭｐが、その縞目がＸ線画像Ｉｍのほぼ垂直方向に配置するように映りこんでいるものとする。
【００２９】
フーリエ変換部２７は、図３に示すように、Ｘ線画像Ｉｍに映りこんだモアレパターンＭｐの縞目とほぼ直交する各ラインＬｈに対して１次元のフーリエ変換を行う。すなわち、Ｘ線画像Ｉｍの水平方向の画素列である各ラインＬｈに対して１次元のフーリエ変換を行う。１次元のフーリエ変換は、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により行われる。また、１次元のフーリエ変換は、例えば、Ｘ線画像Ｉｍの上端から順番に１ラインずつ行われる。１ラインに対して１次元のフーリエ変換が行われると、ラインごとに、１次元のフーリエ変換の結果がピーク周波数検出部２９に転送される（ピーク周波数検出部２９、画素周期変換部３１、ライン欠損補正部３３等も同様である）。
【００３０】
ピーク周波数検出部２９は、１次元のフーリエ変換の結果からピーク周波数を検出する。図４に示すように、１次元のフーリエ変換を結果の波形には、不自然に突出した部分が存在する。この部分の周波数応答が最大となる点の空間周波数〔lp/mm〕をピーク周波数Ｐｋとして検出する。ピーク周波数Ｐｋは、モアレパターンＭｐの空間周波数を示している。
【００３１】
なお、ピーク周波数検出部２９は、１次元のフーリエ変換の結果のうち、予め設定された空間周波数の範囲からピーク周波数Ｐｋを検出するようにしてもよい。密度が５〔lp/mm〕（誤差±１０％）のＸ線グリッド１６を用いる場合、例えば１．２５〔lp/mm〕〜２．２４〔lp/mm〕の範囲でピーク周波数Ｐｋを検出するようにしてもよい。
【００３２】
画素周期変換部３１は、ピーク周波数検出部２９で検出されたピーク周波数ＰｋをモアレパターンＭｐの１周期における画素数に変換する。すなわち、モアレパターンＭｐの空間周波数を示すピーク周波数Ｐｋを、モアレパターンＭｐの波形の１周期における画素数（何画素１周期）、すなわち、１周期が何画素分であるかという形式に変換する。なお、モアレパターンの１周期は１〔lp〕である。画素周期変換部３１は、図５に示すような、変換テーブル３５を用いて行う。例えば、ピーク周波数Ｐｋが１．６〔lp/mm〕の場合は４画素１周期に変換され、１．９〔lp/mm〕の場合は７画素（３．５画素×２）１周期に変換される。
【００３３】
変換テーブル３５は、図５に示すように、ピーク周波数検出部２９で検出されたピーク周波数ＰｋがモアレパターンＭｐの１周期における画素数に対応するように予め設定される。まず、解像度が３．３〔lp/mm〕のＦＰＤ４を用いて撮影し、３．３〔lp/mm〕のパターンがＸ線画像に写りこんだ場合、そのパターンは２画素１周期のパターンとして映りこむ関係にある。そのため、所定のピーク周波数Ｐｋ〔lp/mm〕のモアレパターンＭｐがＸ線画像に写りこんだ場合のモアレパターンＭｐの１周期における画素数Ｐｘは、式（１）のように比で表すことができる。また、式（１）は、式（２）のように表される。これにより、ピーク周波数ＰｋからモアレパターンＭｐの１周期における画素数Ｐｘを求めることができる。
３．３〔lp/mm〕：（１／２〔画素〕）＝Ｐｋ〔lp/mm〕：（１／Ｐｘ〔画素〕）…（１）
Ｐｘ〔画素〕＝３．３〔lp/mm〕／Ｐｋ〔lp/mm〕×２〔画素〕          …（２）
【００３４】
なお、式（１）、（２）により求められた画素数Ｐｘは、小数点以下の数値を含むものとなることが多い。そのため、正の整数の画素数Ｐｘに調整する必要がある。例えば、画素数Ｐｘの小数点以下を切り上げや切り捨てしてもよい。本実施例では、例えば、３．７５以上４．２５未満の場合は４画素として設定している。また、３．２５以上３．７５未満の場合は３．５画素として、３画素と４画素の間の画素数を設定している。この場合は、３．５画素を２倍した７画素をモアレパターンＭｐの１周期における画素数Ｐｘとして設定している。図５に示すように、ピーク周波数Ｐｋ〔lp/mm〕が１．４、１．５、１．８、１．９の場合、４．５画素の２倍である９画素や３．５画素の２倍である７画素をモアレパターンＭｐの１周期における画素数Ｐｘとして設定している。
【００３５】
すなわち、画素数Ｐｘを正の整数にする調整は、モアレパターンＭｐの（正の整数の）周期に合うように正の整数の画素数Ｐｘを求めて、それをモアレパターンＭｐの１周期における画素数Ｐｘとして設定している。本実施例では、まず、０．５画素間隔の画素数に置き換えて、小数点以下の数値を含むものは２倍にしている。それにより、より正確にモアレパターンＭｐの周期を正の整数の画素数で表すことができる。
【００３６】
ライン欠損補正部３３は、画素周期変換部３１で変換されたモアレパターンＭｐの１周期における画素数Ｐｘから、モアレパターンＭｐ中でライン欠損画素と同じ位相の画素を求め、その画素の値を用いてライン欠損画素を補正する。Ｘ線画像Ｉｍには、図６（ａ）に示すように、Ｘ線画像Ｉｍに垂直方向のライン欠損ｂ（Ｌｄ）が発生しているとともに、縞目がほぼ垂直方向のモアレパターンＭｐが４画素１周期で映りこんでいるものとする。ライン欠損補正部３３は、１ライン目のライン欠損画素ｂ１を補正するとき、モアレパターンＭｐ中でライン欠損画素ｂ１と同じ位相の画素、すなわち、ライン欠損画素ｂ１に対して水平方向の左右４画素隣の（両側に４画素離れた）画素ａ１，ｃ１の値を求める。そして、ライン欠損補正部３３は、画素ａ１，ｃ１の値の平均値をライン欠損画素ｂ１の値として補正する。２ライン目以降も同様に行われ、ｂ（ｎ）をライン欠損画素とし、ａ（ｎ）またはｃ（ｎ）を同じ位相の正常画素とする場合は、次の式（３）のようにライン欠損画素ｂ（ｎ）を補正する画素値が求められる。
【００３７】
ｂ１＝（ａ１＋ｃ１）／２，ｂ２＝（ａ２＋ｃ２）／２，…，ｂ（ｎ）＝〔ａ（ｎ）＋ｃ（ｎ）〕／２  …（３）
【００３８】
なお、図６（ｂ）に示すように、モアレパターンＭｐの周期が４画素１周期である場合、モアレパターンＭｐ中でライン欠損画素ｂ（ｎ）と同じ位相の画素は、水平方向の左右４画素隣の正常画素ａ（ｎ）、ｃ（ｎ）となる。ライン欠損画素ｂ（ｎ）を補正するために、モアレパターン中でライン欠損画素と同じ位相の正常画素ａ（ｎ）、ｃ（ｎ）を用いれば、モアレパターンの波形を乱さずに補正することができる。しかしながら、同じ位相でない正常画素を用いて補正すると、例えば符号ｂ′に示すように、モアレパターンの波形が乱れた状態のままで補正されることになる。
【００３９】
また、ライン欠損補正部３３で補正するライン欠損Ｌｄは、操作者の入力によりＸ線画像Ｉｍ内のライン欠損画素ｂ（ｎ）の位置を指定してもよいし、また、例えば、他の画素と比べて異常な値を示す画素を自動で判定することにより、ライン欠損画素の位置を指定してもよい。
【００４０】
モアレパターン除去処理部２３は、ライン欠損Ｌｄが補正されたＸ線画像ＩｍからモアレパターンＭｐを除去する処理を行う。例えば、モアレパターンＭｐの縞目とほぼ直交する方向の各ラインＬｈに低域通過型フィルタ処理を実行する。あるいは、モアレパターンＭｐの縞目とほぼ直交する方向の各ラインＬｈに高域通過型フィルタ処理を実行して各ラインＬｈのモアレパターンＭｐを抽出した後に、モアレパターンＭｐが映りこんだＸ線画像Ｉｍからその抽出された各ラインＬｈのモアレパターンＭｐを差分する。それらにより、Ｘ線画像Ｉｍからモアレパターン成分のみが除去される。なお、モアレパターン除去処理部２３は、モアレパターンＭｐを除去する処理を行うものであれば、その他公知の方法を用いてもよい。
【００４１】
なお、Ｘ線画像ＩｍからモアレパターンＭｐを除去した後、画像処理部１１は、Ｘ線画像Ｉｍに対してその他必要な処理を行う。
【００４２】
＜Ｘ線撮影装置の動作説明＞
次に、Ｘ線撮影装置１の動作を図７に示すフローチャートに沿って説明する。
【００４３】
〔ステップＳ０１〕Ｘ線撮影
天板２に載置された被検体Ｍに向けてＸ線管３からＸ線を照射する。Ｘ線管３から照射されたＸ線は被検体Ｍを透過し、Ｘ線グリッド１６を経てＦＰＤ４に入射され、ＦＰＤ４で検出される。このとき、Ｘ線グリッド１６によって被検体Ｍで散乱した散乱線が除去される。検出されたＸ線の強度分布に応じてＦＰＤ４はＸ線検出信号を出力し、ＦＰＤ４から出力されたＸ線検出信号はＡ／Ｄ変換器１０でディジタル信号に変換される。ディジタル信号に変換されたＸ線検出信号、すなわちＸ線画像は、画像処理部１１に転送され、ライン欠損補正処理部２１のメモリ部２５に一旦記憶される。このようにして取得されたＸ線画像には、図３に示すように、そのＸ線画像Ｉｍの垂直方向にライン欠損Ｌｄが発生しているとともに、縞目がほぼ垂直方向のモアレパターンＭｐが映りこんでいるものとする。
【００４４】
〔ステップＳ０２〕フーリエ変換
フーリエ変換部２７は、Ｘ線画像に写りこんだモアレパターンの縞目とほぼ直交する方向の各ラインを、例えばＸ線画像の上端から順番に１ラインずつ１次元のフーリエ変換を行う。１次元のフーリエ変換が行われると、図４に示すような、不自然に突出した部分を有する波形（周波数特性）が得られる。
【００４５】
〔ステップＳ０３〕ピーク周波数検出
ピーク周波数検出部２９は、１次元のフーリエ変換の結果からピーク周波数Ｐｋを検出する。すなわち、図４に示すように、フーリエ変換された結果の波形（周波数特性）には、不自然に突出した部分が存在し、この部分の周波数応答が最大となる点の空間周波数〔lp/mm〕を求める。その点の空間周波数〔lp/mm〕がピーク周波数Ｐｋである。ピーク周波数Ｐｋは、モアレパターンの空間周波数〔lp/mm〕を示している。ピーク周波数検出部２９は、Ｘ線画像の各ラインで行われた１次元のフーリエ変換の結果からピーク周波数Ｐｋを各ラインで検出する。
【００４６】
〔ステップＳ０４〕画素周期変換
画素周期変換部３１は、図５に示すような、変換テーブル３５を用いて、ピーク周波数検出部２９で検出されたピーク周波数ＰｋをモアレパターンＭｐの１周期における画素数Ｐｘ（例えば４画素１周期）に変換する。図５に示すように、ピーク周波数Ｐｋが１．６〔lp/mm〕の場合は４画素１周期に、ピーク周波数が１．９〔lp/mm〕の場合は７画素１周期に変換される。画素周期変換部３１は、Ｘ線画像の各ラインで検出されたピーク周波数Ｐｋをモアレパターンの１周期における画素数に各ラインで変換する。
【００４７】
〔ステップＳ０５〕ライン欠損補正
ライン欠損補正部３３は、モアレパターンＭｐの１周期における画素数ＰｘからモアレパターンＭｐ中でライン欠損画素と同じ位相の画素を求め、その画素の値を用いてライン欠損画素を補正する。図６に示すように、例えば、４画素１周期のモアレパターンＭｐの場合は、ライン欠損画素に対して水平方向の左右４画素隣の画素の値の平均値を求めて、その平均値をライン欠損画素の値として補正する。また、７画素１周期のモアレパターンの場合は、ライン欠損画素に対して水平方向の左右７画素隣の画素の値の平均値を求めて、その平均値をライン欠損画素の値として補正する。ライン欠損補正部３３は、Ｘ線画像の各ラインで変換された１周期における画素数から、モアレパターン中で各ライン上に位置するライン欠損画素と同じ位相の画素を各ラインで求めて、各ラインで求められたライン欠損画素と同じ位相の画素の値を用いて各ラインのライン欠損画素を補正する。
【００４８】
〔ステップＳ０６〕モアレパターン除去処理
ライン欠損が補正されたＸ線画像は、モアレパターン除去処理部２３によって、モアレパターンが除去される。ライン欠損補正部３３で、ライン欠損部分のモアレパターンＭｐの波形を乱すことなくライン欠損が正確に補正されるので、モアレパターン除去処理部２３は、モアレパターンＭｐを正しく除去することができる。
【００４９】
〔ステップＳ０７〕表示・保存
モアレパターンＭｐが除去されたＸ線画像Ｉｍに対して、画像処理部１１により、その他必要な処理が行われる。画像処理されたＸ線画像Ｉｍは、表示部１３に表示されたり、メモリ部１５に保存されたりする。
【００５０】
実施例１に係るＸ線撮影装置１によれば、フーリエ変換部２７は、Ｘ線画像Ｉｍに写り込んだモアレパターンＭｐの縞目とほぼ直交するラインＬｈに１次元のフーリエ変換を行い、ピーク周波数検出部２９は、１次元のフーリエ変換の結果から不自然に突出した部分の周波数応答が最大となる点の空間周波数をピーク周波数Ｐｋとして検出する。検出されたピーク周波数Ｐｋは、画素周期変換部３１により、モアレパターンＭｐの１周期における画素数Ｐｘに変換される。そして、ライン欠損補正部３３は、モアレパターンＭｐの１周期における画素数Ｐｘから、モアレパターン中でライン欠損画素と同じ位相の画素（例えば、ライン欠損画素に対して水平方向の左右４画素隣の画素の値）を求め、その画素の値を用いて（例えば、それらの平均値をライン欠損画素とすることで）ライン欠損画素を補正する。ライン欠損補正部３３で用いるモアレパターンＭｐの１周期における画素数Ｐｘを、取得したＸ線画像Ｉｍに写りこんだモアレパターンＭｐから直接に求めているので、誤差のあるＸ線グリッドや密度の異なるＸ線グリッドを用いた場合でも、正確にライン欠損を補正することができる。
【００５１】
また、正確にライン欠損を補正することができるので、その後に行われるモアレパターンを除去する処理を正確に行うことができる。例えば、図８（ａ）に示すように、Ｘ線画像Ｉｍには、垂直方向にライン欠損Ｌｄが発生しているとともに、ほぼ垂直方向に沿って縞目が配列するモアレパターンＭｐが映りこんでいるものとする。従来装置において、ライン欠損Ｌｄの補正が正確に行われない場合は、図８（ｂ）に示すように、モアレパターンＭｐ１のうちの補正後のライン欠損Ｌｄ部分で波形が乱れた状態のままとなる。この状態でモアレパターン除去処理を行うと、図８（ｃ）に示すように、補正後のライン欠損Ｌｄ部分にモアレパターンＭｐ２が残ってしまう。一方、本実施例のＸ線撮影装置１では、図８（ｄ）に示すように、正確にライン欠損Ｌｄを補正することができるので、図８（ｅ）に示すように、モアレパターン除去処理後において、モアレパターンＭｐ３の補正後のライン欠損Ｌｄ部分を正確に除去することができる。
【００５２】
また、画素周期変換部３１は、変換テーブル３５を用いることにより、検出したピーク周波数から１周期における画素数Ｐｘへの変換を適切かつ容易に行うことができる。
【００５３】
また、ライン欠損補正部３３は、Ｘ線画像Ｉｍに映りこんだモアレパターンＭｐの縞目とほぼ直交する各ラインＬｈで求められたモアレパターンＭｐの１周期における画素数Ｐｘから、モアレパターンＭｐ中でライン欠損画素と同じ位相の画素を各ラインＬｈで求め、各ラインＬｈで求められたライン欠損画素と同じ位相の画素の値を用いて各ラインＬｈのライン欠損画素の値を補正しているので、各ラインで正確にライン欠損Ｌｄを補正することができる。
【実施例２】
【００５４】
次に、図面を参照して本発明の実施例２を説明する。図９は、実施例２に係る画像処理部の構成を示すブロック図である。なお、上述した実施例１と重複する構成については、その説明を省略する。
【００５５】
実施例１では、Ｘ線画像Ｉｍに写りこんだモアレパターンＭｐの縞目とほぼ直交する方向のラインＬｈ、すなわちＸ線画像Ｉｍの水平方向の各ラインＬｈを、例えば上端から順番に１ラインずつ、１ラインを構成する全ての画素に対して１次元のフーリエ変換を行っていた。しかしながら、これに限定されない。すなわち、１ラインを構成する画素のうち予め設定された所定数の画素を抽出して、抽出された画素に対して１次元のフーリエ変換を行うようにしてもよい。
【００５６】
すなわち、Ｘ線撮影装置４１の画像処理部４３において、図９に示すように、ライン欠損補正処理部４５は、フーリエ変換部２７の前段に、モアレパターンＭｐの縞目とほぼ直交する方向のラインＬｈを構成する画素のうち、予め設定した所定数の画素を抽出する画素抽出部４７を備えている。画素抽出部４７は、ライン欠損補正部３３で正確に補正するために必要な画素数が予め設定される。フーリエ変換部２７は、画素抽出部４３で抽出された画素に対して１次元のフーリエ変換を行う。なお、フーリエ変換を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）で行う場合、抽出する画素は２のべき乗個であることが好ましい。
【００５７】
実施例２のＸ線撮影装置４１によれば、画素抽出部４７は、Ｘ線画像Ｉｍに映りこんだモアレパターンＭｐの縞目とほぼ直交するラインＬｈを構成する画素のうち、予め設定された所定数の画素を抽出し、フーリエ変換部２７は、画素抽出部４７で抽出された画素に対して１次元のフーリエ変換を行う。Ｘ線画像ＩｍのモアレパターンＭｐの縞目とほぼ直交するラインＬｈにおいて、そのラインＬｈを構成する全ての画素に対して１次元のフーリエ変換を行わなくても、モアレパターンＭｐの空間周波数を示すピーク周波数Ｐｋを精度よく求めることができる場合がある。この場合は１次元のフーリエ変換を行うラインＬｈを構成する画素数を減らすことができるので、フーリエ変換する計算量を抑制することができる。なお、抽出する画素を２のべき乗個とすることにより、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を効果的に行うことができる。
【実施例３】
【００５８】
次に、図面を参照して本発明の実施例３を説明する。図１０は、実施例３に係るＸ線撮影装置の画像処理部の構成を示すブロック図である。なお、上述した実施例１または２と重複する構成については、その説明を省略する。
【００５９】
上述した実施例１または実施例２において、ライン欠損補正処理部２１，４５は、フーリエ変換部２７とピーク周波数検出部２９、または画素抽出部４７とフーリエ変換部２７とピーク周波数検出部２９を備えてライン欠損Ｌｄを補正する処理を行っている。一方、モアレパターン除去処理部２３でも、フーリエ変換部とピーク周波数検出部、または画素抽出部とフーリエ変換部とピーク周波数検出部を備えてモアレパターンを除去する処理を行う場合、モアレパターン除去処理部２３は、ライン欠損補正処理部２１，４５と同様の処理が繰り返して行われることになる。
【００６０】
そこで、図１０に示すように、Ｘ線撮影装置５１の画像処理部５３において、モアレパターン除去処理部５５は、ライン欠損補正処理部４５のピーク周波数検出部２９で検出されたピーク周波数Ｐｋに基づいて、Ｘ線画像ＩｍからモアレパターンＭｐを除去する処理を行う。モアレパターン除去処理部５５は、例えば、まず、Ｘ線画像Ｉｍの各ラインＬｈで検出されたピーク周波数Ｐｋに基づいて、各ラインＬｈで、モアレパターンＭｐを抽出するためのＦＩＲフィルタの係数を求め、求められた係数を用いてＦＩＲフィルタをＸ線画像Ｉｍの各ラインＬｈに実行してモアレパターン像を抽出する。そして、Ｘ線画像Ｉｍからモアレパターン像を差分することで、Ｘ線画像ＩｍからモアレパターンＭｐを除去する処理を行う。
【００６１】
また、図１０において、画素抽出部４７を用いない場合、モアレパターン除去処理部５５は、ライン欠損補正処理部４５のフーリエ変換部２７で行われた１次元のフーリエ変換の結果と、ピーク周波数検出部２９で検出されたピーク周波数Ｐｋに基づいて、Ｘ線画像ＩｍからモアレパターンＭｐを除去する処理を行うようにしてもよい。例えば、まず、１次元のフーリエ変換の結果からモアレパターンＭｐを除去するため、Ｘ線画像Ｉｍの各ラインＬｈに対して行われたピーク周波数Ｐｋに基づいて、各ラインＬｈでフィルタ（マスク）を作成し、作成された各ラインＬｈのフィルタを用いて、１次元のフーリエ変換された各ラインＬｈの結果からフィルタ処理を行ってモアレパターン成分を除去する。そして、フィルタ処理された各ラインＬｈの結果に対して１次元の逆フーリエ変換を行うことで、Ｘ線画像ＩｍからモアレパターンＭｐを除去する処理を行う。
【００６２】
実施例３のＸ線撮影装置５１によれば、ライン欠損補正処理部４５で求められた、フーリエ変換部２７で行われた１次元のフーリエ変換の結果、およびピーク周波数検出部２９で検出されたピーク周波数Ｐｋを、ライン欠損補正にだけ用いるのではなくモアレパターン除去処理部５５にも転送して用いている。すなわち、ライン欠損補正処理部４５とモアレパターン除去処理部５５との構成の一部を共用することができるので、Ｘ線撮影装置５１（画像処理部５３）の構成を簡単にできるとともに、処理時間を短縮することができる。
【００６３】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００６４】
（１）上述した実施例１または２では、まず、Ｘ線画像Ｉｍに映りこんだモアレパターンＭｐの縞目とほぼ直交する各ラインＬｈに対して１次元のフーリエ変換を行う。次に各ラインＬｈで、１次元のフーリエ変換の結果からピーク周波数Ｐｋを検出し、検出されたピーク周波数ＰｋをモアレパターンＭｐの１周期における画素数Ｐｘに変換する。そして各ラインＬｈで、ライン欠損Ｌｄを構成するライン欠損画素を補正していた。しかしながら、これに限定されない。例えば、Ｘ線画像Ｉｍを撮影する前に、設定用に撮影したＸ線画像Ｉｍに映りこんだモアレパターンＭｐから、各ラインＬｈでモアレパターンＭｐの１周期における画素数Ｐｘ、あるいは、所定数のラインＬｈから代表的なモアレパターンの１周期における画素数Ｐｘを求めて設定しておき、その後に撮影されたＸ線画像Ｉｍに対して、設定されたモアレパターンＭｐの１周期における画素数を用いてライン欠損Ｌｄを補正してもよい。
【００６５】
（２）上述した各実施例では、ライン欠損画素に対して水平方向の左右１周期分（例えば４画素）隣の正常画素の平均値を求めてライン欠損画素を補正していたが、これに限定されない。例えば、ライン欠損画素に対して水平方向の左右２周期分隣の正常画素の平均値を求めてライン欠損画素を補正してもよい。また、ライン欠損画素が位置する水平方向のライン上の、ライン欠損画素に対して左右１周期分隣の正常画素の平均値を求めてライン欠損補正をしていたが、これに限定されない。例えば、図６（ａ）において、ライン欠損画素ｂ５を補正する場合、１周期分隣の正常画素ａ５とｃ５、さらに、それらの上下の正常画素（ａ４、ａ６、ｂ４およびｂ６）を加えた複数画素の平均値を求めてライン欠損画素ｂ５を補正してもよい。すなわち、ｂ５＝（ａ４＋ａ５＋ａ６＋ｂ４＋ｂ５＋ｂ６）／６により、ライン欠損画素ｂ５は補正される。
【００６６】
（３）上述した各実施例では、画素周期変換部３１は、図５に示すように、変換テーブル３５を用いて、検出したピーク周波数ＰｋをモアレパターンＭｐの１周期における画素数Ｐｘに変換していたが、これに限定されない。すなわち、検出したピーク周波数Ｐｋを上述の式（２）に代入してモアレパターンＭｐの１周期における画素数Ｐｘ１を算出し、変換テーブルを用いて、算出された画素数Ｐｘ１を正の整数の画素数Ｐｘ２に変換してもよい。例えば、変換テーブルにおいて、画素数Ｐｘ１が３．７５以上４．２５未満の場合に４画素に変換されるとき、算出された画素数Ｐｘ１が４．１２５画素（ピーク周波数Ｐｋ：１．６〔lp/mm〕）のときは、４画素に変換される。
【００６７】
（４）上述した各実施例では、画像処理部１１，４３，５３において、Ｘ線画像Ｉｍの１ラインの処理が終了すると、ライン単位で次の構成に転送していたが、これに限られない。すなわち、全ラインの処理が終了したＸ線画像単位で次の構成に転送してもよい。
【００６８】
（５）上述した各実施例では、Ｘ線撮影装置１，４１，５１は、Ｘ線検出器としてフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）４を備えていたが、この構成に限定されない。すなわち、イメージインテンシファイアを備えていてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１，４１，５１…  Ｘ線撮影装置
３    …  Ｘ線管
４    …  フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
１１，４３，５３…  画像処理部
１６  …  Ｘ線グリッド
２１，４５…  ライン欠損補正処理部
２３，５５…  モアレパターン除去処理部
２７  …  フーリエ変換部
２９  …  ピーク周波数検出部
３１  …  画素周期変換部
３３  …  ライン欠損補正部
３５  …  変換テーブル
４７  …  画素抽出部
Ｌｈ  …  モアレパターンの縞目と直交する方向のライン
Ｌｄ  …  ライン欠損
Ｍｐ  …  モアレパターン
Ｐｋ  …  ピーク周波数
Ｐｘ  …  モアレパターンの１周期における画素数
【図１】
2012050771.tif 000003
【図２】
2012050771.tif 000004
【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】
2012050771.tif 000009
【図８】
2012050771.tif 000010
【図９】
2012050771.tif 000011
【図１０】
2012050771.tif 000012
【図１１】
2012050771.tif 000013
【図１２】
2012050771.tif 000014
【図１３】
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