(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を光走査してアナログ画像信号を得るアナログ画像信号読取手段と、
該アナログ画像信号を変換するログアンプであって、該ログアンプの特性の非線形部が前記アナログ画像信号のダイナミックレンジ内に含まれるログアンプと、
該ログアンプによる変換後の前記アナログ画像信号をデジタル変換してデジタル画像信号を得るＡ／Ｄコンバータと、
前記デジタル画像信号を、予め求められたシェーディング特性および前記ログアンプの非線形部の特性に基づいて、シェーディングの影響を解消するように補正するとともに前記非線形部を線形補間する補正手段を有することを特徴とする画像情報読取装置。
【請求項２】
前記補正手段が、前記デジタル画像信号を、前記ログアンプの非線形部の特性に基づいて線形補間する変換テーブルと、
予め求められたシェーディング特性に基づいてシェーディングの影響を解消するように作成されたシェーディング補正データを記憶するシェーディング補正データメモリと、
前記デジタル画像信号に対し、前記シェーディング補正データを加算する加算器とからなることを特徴とする請求項１記載の画像情報読取装置。
【請求項３】
前記補正手段が、前記デジタル画像信号を、予め求められたシェーディング特性および前記ログアンプの非線形部の特性に基づいて、シェーディングの影響を解消するように補正するとともに前記非線形部を線形補間するように作成されたシェーディング補正データを記憶するシェーディング補正データメモリと、
該シェーディング補正データを前記デジタル画像信号に加算する加算器とからなることを特徴とする請求項１記載の画像情報読取装置。
【請求項４】
前記非線形部が前記ダイナミックレンジの高濃度部および／または低濃度部に対応することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の画像情報読取装置。
【請求項５】
前記ログアンプの非線形部の特性が飽和特性であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の画像情報読取装置。
【請求項６】
画像を光走査してアナログ画像信号を得るアナログ画像信号読取手段と、
該アナログ画像信号をデジタル変換するための、前記アナログ画像信号のダイナミックレンジよりも狭いダイナミックレンジを有する第１のＡ／Ｄコンバータと、
該アナログ画像信号に対し、該アナログ画像信号のダイナミックレンジと前記第１のＡ／Ｄコンバータのダイナミックレンジの差分以上、かつ前記アナログ画像信号のダイナミックレンジ以下の幅の所定のオフセットを与えるオフセット手段と、
該オフセット手段によりオフセットされたアナログ画像信号をデジタル変換するための、前記差分以上のダイナミックレンジを有する第２のＡ／Ｄコンバータと、
前記第１のＡ／Ｄコンバータの出力に前記第２のＡ／Ｄコンバータの出力を加算し、前記第１のＡ／Ｄコンバータにより処理される範囲と前記第２のＡ／Ｄコンバータにより処理される範囲とがオーバーラップする範囲において重複して加算された出力分を前記加算の結果から減ずる演算を行う演算器を有することを特徴とする画像情報読取装置。
【請求項７】
前記第１および第２のＡ／Ｄコンバータの出力が前記加算により滑らかにつながるように前記出力を補正する連続性補正手段をさらに有することを特徴とする請求項６記載の画像情報読取装置。
【請求項８】
前記画像が蓄積性蛍光体シートに記録された放射線画像であり、
前記第２のＡ／Ｄコンバータへの入力信号の大きさに基づいて、前記蓄積性蛍光体シートの消去光レベルの検出を行うことを特徴とする請求項６または７記載の画像情報読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像情報読取装置に関し、特に詳しくは画像情報読取装置が行う読取画像のシェーディング補正に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像情報が記録された記録体に光ビームを照射して、その記録体からの反射光、透過光あるいは発光光を検出して画像情報を読み取ることが行われており、この処理を行う画像情報読取装置として、イメージスキャナ，ファクシミリ等の他、蓄積性蛍光体シートを使用した放射線画像情報記録再生システムで使用される放射線画像情報読取装置が知られている。
【０００３】
このような画像情報読取装置では、光ビームの照射角度や、光検出器の感度ムラなどに起因する主走査方向の画像信号の変動（いわゆるシェーディング）が問題となるが、この問題に対して、既に種々の解決策が提案されている。本出願人も上記放射線画像情報読取装置のシェーディング補正方法として、光検出器の感度を補正してシェーディングの影響を回避する方法等を提案しているが、近年は、デジタル化された後の画像データに対して補正データを加減算してシェーディングを補正するデジタルシェーディング補正（特願平7-223327号等）が主流となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、デジタル領域においてシェーディング補正を行う場合には、例えばシェーディング特性が図４に示すような特性であるとすると、図５に示すように、実効上のダイナミックレンジは、本来のダイナミックレンジよりも、シェーディングの分（シェーディングデータの最大値と最小値の差分）だけ狭くなるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、ダイナミックレンジを狭くすることなくデジタルシェーディング補正を行うことができる画像情報読取装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の画像情報読取装置によれば、画像を光走査してアナログ画像信号を得るアナログ画像信号読取手段と、該アナログ画像信号を変換するログアンプであって、該ログアンプの特性の非線形部が前記アナログ画像信号のダイナミックレンジ内に含まれるログアンプと、該ログアンプによる変換後の前記アナログ画像信号をデジタル変換してデジタル画像信号を得るＡ／Ｄコンバータと、前記デジタル画像信号を、予め求められたシェーディング特性および前記ログアンプの非線形部の特性に基づいて、シェーディングの影響を解消するように補正するとともに前記非線形部を線形補間する補正手段を有することを特徴とするものである。
【０００７】
ここで、「ログアンプの特性の非線形部が前記アナログ画像信号のダイナミックレンジ内に含まれるログアンプ」とは、通常ログアンプにより画像信号の対数変換を行う際にはログアンプの特性が線形になる範囲のみを処理に使用するものであるが、敢えて特性が非線形となる範囲を変換に使用するということを意味する。
【０００８】
また、「前記デジタル画像信号を、予め求められたシェーディング特性および前記ログアンプの非線形部の特性に基づいて、シェーディングの影響を解消するように補正するとともに前記非線形部を線形補間する補正手段」は、従来のデジタルシェーディング補正で行われていた処理に加え、ログアンプの非線形部により変換された部分を線形に戻す処理も行う手段である。
【０００９】
この補正手段としては、例えば、前記デジタル画像信号を、前記ログアンプの非線形部の特性に基づいて線形補間する変換テーブルと、予め求められたシェーディング特性に基づいてシェーディングの影響を解消するように作成されたシェーディング補正データを記憶するシェーディング補正データメモリと、前記デジタル画像信号に対し、前記シェーディング補正データを加算する加算器とからなるものが望ましい。
【００１０】
あるいは、前記補正手段が、前記デジタル画像信号を、予め求められたシェーディング特性および前記ログアンプの非線形部の特性に基づいて、シェーディングの影響を解消するように補正するとともに前記非線形部を線形補間するように作成されたシェーディング補正データを記憶するシェーディング補正データメモリと、該シェーディング補正データを前記デジタル画像信号に加算する加算器とからなるものであってもよい。
【００１１】
ここで、「シェーディングの影響を解消するように補正するとともに前記非線形部を線形補間するように作成された」とは、シェーディング特性から求められた本来のシェーディング補正データを調整して、そのデータを加算することにより結果的に線形補間したのと同じ効果が得られるようなデータとすることを意味する。
【００１２】
なお、前記非線形部はダイナミックレンジの高濃度部および／または低濃度部に対応することが望ましい。また、前記ログアンプの非線形部の特性は飽和特性であることが望ましい。
【００１３】
また、本発明の第２の画像情報読取装置は、画像を光走査してアナログ画像信号を得るアナログ画像信号読取手段と、該アナログ画像信号をデジタル変換するための、前記アナログ画像信号のダイナミックレンジよりも狭いダイナミックレンジを有する第１のＡ／Ｄコンバータと、該アナログ画像信号に対し、該アナログ画像信号のダイナミックレンジと前記第１のＡ／Ｄコンバータのダイナミックレンジの差分以上、かつ前記アナログ画像信号のダイナミックレンジ以下の幅の所定のオフセットを与えるオフセット手段と、該オフセット手段によりオフセットされたアナログ画像信号をデジタル変換するための、前記差分以上のダイナミックレンジを有する第２のＡ／Ｄコンバータと、前記第１のＡ／Ｄコンバータの出力に前記第２のＡ／Ｄコンバータの出力を加算し、前記第１のＡ／Ｄコンバータにより処理される範囲と前記第２のＡ／Ｄコンバータにより処理される範囲とがオーバーラップする範囲において重複して加算された出力分を前記加算の結果から減ずる演算を行う演算器を有することを特徴とするものである。
【００１４】
前記第１の画像情報読取装置がデジタル変換により所定の範囲を越えてしまう部分（以下オーバーレンジという）をログアンプの非線形部を利用して保持したのに対し、この第２の画像情報読取装置は、専用コンバータを設け、画像信号にオフセットを与えて、オーバーレンジをこの専用コンバータにより別途変換するものである。
【００１５】
すなわち、「前記アナログ画像信号のダイナミックレンジよりも狭いダイナミックレンジを有する第１のＡ／Ｄコンバータ」とは、これによりデジタル変換を行うとオーバーレンジによりダイナミックレンジが狭くなってしまう、いわゆる従来と同じ機能を果たすＡ／Ｄコンバータのことであり、「前記差分以上のダイナミックレンジを有する第２のＡ／Ｄコンバータ」とは、オーバーレンジをデジタル変換するのに十分なダイナミックレンジを有するオーバーレンジ用Ａ／Ｄコンバータという意味である。
【００１６】
したがって、「該アナログ画像信号のダイナミックレンジと前記第１のＡ／Ｄコンバータのダイナミックレンジの差分以上、かつ前記アナログ画像信号のダイナミックレンジ以下の幅の所定のオフセット」とは、第２のＡ／Ｄコンバータにより前記オーバーレンジを変換するために必要なオフセットのことである。
【００１７】
また、「前記第１のＡ／Ｄコンバータの出力に前記第２のＡ／Ｄコンバータの出力を加算し、前記第１のＡ／Ｄコンバータにより処理される範囲と前記第２のＡ／Ｄコンバータにより処理される範囲とがオーバーラップする範囲において重複して加算された出力分を前記加算の結果から減ずる演算を行う演算器」とは、２つのコンバータによりそれぞれデジタル変換した結果得られた出力を加算して、１つのデジタル画像信号に戻すための処理を行う演算器に他ならない。ここで、「オーバーラップ」とは、各Ａ／Ｄコンバータにより変換されるレンジの重なりを意味するが、オフセットの量によってはレンジが重ならない場合もある。したがって、オーバーラップ分は０の場合も含むものとする。
【００１８】
なお、この第２の画像情報読取装置では、第１および第２のＡ／Ｄコンバータの出力が前記加算により滑らかにつながるように前記出力を補正する連続性補正手段をさらに有することが望ましい。
【００１９】
また、第２のＡ／Ｄコンバータは、入力信号にオフセットを与えることによって所定の範囲を越える大きな信号を変換するものであることから、この画像情報読取装置が放射線画像が記録された蓄積性蛍光体シートの読取りを行う装置である場合には、この第２のＡ／Ｄコンバータを消去光レベル決定のための検出器として兼用してもよい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の第１の画像情報読取装置によれば、アナログ画像信号を変換するログアンプの特性の非線形部を前記アナログ画像信号のダイナミックレンジ内に含まれるようにしたため、デジタル変換した際にシェーディングが原因でオーバーレンジとなる部分がログアンプの非線形特性によって圧縮され、デジタル変換後にこれを予め求められたシェーディング特性および前記ログアンプの非線形部の特性に基づいて、シェーディングの影響を解消するように補正するとともに前記非線形部を線形補間線形補間することによりダイナミックレンジを狭くすることなくシェーディング補正を行うことができる。
【００２１】
また、本発明の第２の画像情報読取装置によれば、アナログ画像信号を画像専用のＡ／Ｄコンバータによってそのままデジタル変換するとともに、同じアナログ画像信号に所定のオフセットを与えて別途オーバーレンジ用のＡ／Ｄコンバータによりデジタル変換し、２つのＡ／Ｄコンバータの出力を加算し、さらに所定の演算を施すため、従来はシェーディングのためにデジタル変換時に所定の範囲を越えてしまっていた部分を失わずに保持することができ、これによりダイナミックレンジを狭くすることなくシェーディング補正を行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の画像情報読取装置の一実施の形態を表す図である。この画像情報読取装置は、本出願人が特開昭55-12429号、同56-11395号等において提案した蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）シートを用いる放射線画像情報記録再生システムにおいて、上記蓄積性蛍光体シートから発せられる輝尽発光光を読み取る放射線画像情報読取装置である。放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性蛍光体シート１は、エンドレスベルト等のシート搬送手段２により、副走査のために矢印Ｙ方向に搬送される。またレーザ光源３から射出された励起光としての光ビーム3aは、光偏向器である回転多面鏡４の反射面4aによって偏向され、蓄積性蛍光体シート１を上記副走査方向Ｙとほぼ直角な方向Ｘに主走査する。こうして光ビーム3aが照射されたシート１の箇所からは、蓄積記録されている放射線画像情報に応じた光量の輝尽発光光が発散され、この輝尽発光光は集光ガイド５を介して主走査線に沿って配された長尺のフォトマルチプライヤ６によって光電的に検出される。
【００２３】
上記フォトマルチプライヤ６から出力されるアナログ画像信号は、ログアンプ７によって増幅され、さらにエリアジングを防止すべくアンチエリアジングフィルタ８に通される。その後、このアナログ画像信号は、Ａ／Ｄ変換器８においてデジタル化され、そのデジタル画像信号に対して、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）10により所定の変換が施される。このようにして読み取られたデジタル画像データは画像メモリ12に一時記憶され、その後、必要に応じてさらに画像処理が施され、例えばＣＲＴやフィルムなどに再生出力され、あるいは磁気ディスク等に保存される。
【００２４】
上記画像情報読取装置においては、光ビームの強度ムラ、走査速度ムラおよび長尺フォトマルチプライヤ６の主走査方向の感度ムラ等に起因するシェーディングが生じることがある。このような各種ムラによるシェーディングが生じると、フォトマルチプライヤ６の出力信号は、同じ蓄積エネルギー量の画像部分に対してもビーム走査位置に応じて変わってしまい、正確な画像情報の読取りが行えなくなるので、シェーディング補正を行う必要がある。また、上記のように光偏向器として回転多面鏡が用いられている場合には、回転多面鏡の反射面ごとに、反射率、回転軸に対する角度（いわゆる面倒れ）、回転軸からの距離、あるいは回転速度に対応する偏向速度にバラツキが生じるため、シェーディングの状態は光ビームを偏向する反射面によっても異なってくる。従って、この場合のシェーディング補正は回転多面鏡の各反射面に応じて行うことも考えられる。
【００２５】
図１に示されるシェーディング補正データメモリ13、カウンタ14および加算器11はこのシェーディング補正を行うためのものであるが、シェーディング補正データメモリ13には、予め求められたシェーディング補正データが記憶されており、シェーディング補正は、このシェーディング補正データをカウンタ14により指示されるタイミングで加算器11に対して出力し、加算器11により、前記ＬＵＴにより変換された画像データとシェーディング補正データとを加算することにより行われる。
【００２６】
シェーディング補正データは、例えば、予め蓄積性蛍光体シート１に一様強度のＸ線等の放射線を照射し（いわゆるベタ露光）、このようにして得られた蓄積性蛍光体シート１に対して、上記読取りを行うことにより得られる。つまり、ベタ露光された蓄積性蛍光体シートから得られた参照出力信号の最大値と最小値の差は、シェーディングによって生じるものであり、シェーディング特性を示しているので、この信号から、同一反射面により形成された走査線における主走査方向の画素単位でシェーディング補正データを求めればよい。なお、シェーディング補正データの具体的算出方法については、上記特願平7-223327号等に詳細に記載されているため、ここでは説明を省略する。
【００２７】
ここで、例えば図４に示すようなシェーディング特性を有する画像に対して上記のような読取りを行うと、図５に示すように、シェーディングの影響によって、実効上のダイナミックレンジが、本来期待されているダイナミックレンジよりも狭くなってしまうという問題が生じる。
【００２８】
これに対し、本発明の第１の画像情報読取装置は、図１のログアンプ７の特性を、図２に示すように、ログアンプの特性の飽和する部分をダイナミックレンジ内の高濃度部あるいは低濃度部またはその両方に含めるようにしている。すなわち、通常のログアンプによる変換は、その線形特性を利用するのが一般的であるが、本発明ではログアンプの飽和特性部を積極的に使用することによりダイナミックレンジを一時的に圧縮しておいて、後にこれを元に戻す（伸長する）ことにより、シェーディングの影響によってダイナミックレンジが狭くなったとしても、本来のダイナミックレンジを維持できるようにするものである。
【００２９】
なお、ログアンプの飽和特性部は必ずしも完全に飽和しなくても、ダイナミックレンジの圧縮ができるような特性であればよい。また、高濃度部に飽和特性部を使用する方が、ダイナミックレンジ圧縮／伸長における変換誤差が目立ちにくくなるため好ましい。
【００３０】
圧縮されたダイナミックレンジを元に戻す方法としては、図１のＬＵＴ10を非線形部を線形に補正するように定義して、その後従来と同様にシェーディング補正データを加算してもよいし、シェーディング補正データとして、本来のシェーディングを解消するためだけの値ではなく、シェーディングを解消し、かつ上記非線形部を線形に補正するような値を使用して、シェーディング補正と線形補正を一括して行ってもよい。なお、この場合のＬＵＴ10、あるいはシェーディング補正データは、ログアンプの特性を予め測定しておけば、これに基づいて当業者が容易に作成することができるものである。
【００３１】
次に、本発明の第２の画像情報読取装置の実施の形態について、図２を参照して説明する。但し、図２には、図１のアンチエリアジングフィルタを通過した後の画像信号に対する処理を行う部分のみが示されており、図示されない部分については図１と同じであるものとする。
【００３２】
前記第１の画像情報読取装置がデジタル変換により所定の範囲を越えてしまう部分（以下オーバーレンジという）をログアンプの非線形部を利用して保持したのに対し、この第２の画像情報読取装置は、専用コンバータを設け、画像信号にオフセットを与えて、オーバーレンジをこの専用コンバータにより別途変換するものである。
【００３３】
アナログ画像信号は、画像専用Ａ／Ｄコンバータ17によりデジタル化されるが、シェーディングによりダイナミックレンジを越えてしまった部分については、このＡ／Ｄコンバータ17では処理することができない。この処理できない部分、すなわちオーバーレンジ部分を処理するためのコンバータがオーバーレンジ用Ａ／Ｄコンバータ16である。オーバーレンジ分をこのコンバータにより処理するために、オフセットゲイン調整器15によりアナログ画像信号に対して所定のオフセットが与えられる。
【００３４】
ここで、オフセットの幅は、上記目的を達成するように定められるべきものであり、したがって、アナログ画像信号のダイナミックレンジ以下の幅でなければならないことはいうまでもないが、さらにアナログ画像信号のダイナミックレンジと前記画像専用Ａ／Ｄコンバータ17のダイナミックレンジの差分、すなわちオーバーレンジ分以上でなければならない。画像専用Ａ／Ｄコンバータにより処理される範囲と、オーバーレンジ用Ａ／Ｄコンバータにより処理される範囲は、オーバーラップしていることが、データの連続性の観点からは好ましいので、実際にはオーバーレンジ用Ａ／Ｄコンバータのダイナミックレンジは前記差分のダイナミックレンジよりも大きくしておくのがよい。
【００３５】
画像専用Ａ／Ｄコンバータ17およびオーバーレンジ用Ａ／Ｄコンバータ16の出力は、演算器19により加算されるが、この際、２つの出力がオーバーラップして加算される部分が生ずるため、このオーバーラップ分を加算値から減ずることにより目的のデジタル画像信号を得る。以上の演算により、シェーディングの影響により画像信号Ａ／Ｄコンバータ17により変換できなかった範囲を、デジタル画像信号に含め、平滑に補正することができる。
【００３６】
なお、上記演算においては、別々に変換を行ったものを再び加算することにより加算部分において信号が滑らかにならない場合がある。このような場合には別途連続性補正回路20を設けて、微調整を行うことにより滑らかな画像信号を得るようにすることが望ましい。
【００３７】
また、本実施の形態の放射線画像情報読取装置では、読取後の蓄積性蛍光体シートに対してさらに光を照射して記録されている情報を消去することが行われているが、この際この照射すべき消去光のレベルは、蓄積されているエネルギーを十分に放射させるものでなければならず、この消去光のレベルを決定するためには、画像情報として読み取る範囲に拘わらず、記録されている情報の最大値を検出する必要がある。本発明のオーバーレンジ用Ａ／Ｄコンバータは、通常の画像専用Ａ／Ｄコンバータでは処理できる範囲を越えた範囲を処理するものであることから、消去光のレベルを検出する手段として兼用することができる。
【００３８】
以上、放射線画像情報読取装置を例に、本発明の２つの画像情報読取装置について説明したが、本発明がイメージスキャナなどの他の読取装置にも適用できることはいうまでもない。また、本発明の本来の目的とは異なるが、例えば所望の線形特性を有するログアンプが入手できずに、ダイナミックレンジ内に非線形部が含まれてしまうようなログアンプを使用せざるを得ないといった場合にも、本発明の手段を用いることにより所望の線形特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の画像情報読取装置の概要を表す図
【図２】ログアンプの特性とダイナミックレンジの関係を表す図
【図３】本発明の第２の画像情報読取装置の主要部を表すブロック図
【図４】予め求められたシェーディング特性の一例を示す図
【図５】従来のシェーディング補正の問題点を示す図
【符号の説明】
１    蓄積性蛍光体シート
3a    光ビーム
４    回転多面鏡
4a    反射面
６    フォトマルチプライヤ
７  ログアンプ
８  アンチエリアジングフィルタ
９  Ａ／Ｄコンバータ
10  ＬＵＴ（変換テーブル）
11  加算器
12  画像メモリ
13  シェーディング補正データメモリ
14  カウンタ
15  オフセットゲイン調整器
16  オーバーレンジ用Ａ／Ｄコンバータ
17  画像専用Ａ／Ｄコンバータ
18  オーバーレンジデータ
19  演算器
20  連続性補正回路
【図１】
0003763901.tif 000002
【図２】
0003763901.tif 000003
【図３】
0003763901.tif 000004
【図４】
0003763901.tif 000005
【図５】
0003763901.tif 000006