JP2001238136A - 検出器の欠陥ピクセル訂正 - Google Patents
検出器の欠陥ピクセル訂正Info
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Theoretical Computer Science (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Input (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 取得画像の欠陥ピクセルを訂正するための、
装置および方法を有する検出画像システムを提供するこ
と。 【解決手段】 このシステムは、欠陥ピクセル周囲の近
傍ピクセル値の直線補間によって、一時的に欠陥ピクセ
ルを置き換えること、部分的に取得画像およびグラディ
エント・カーネルに基づいて、局所グラディエントを決
定すること、および欠陥ピクセルを訂正するために局所
グラディエントに基づいた補正値を提供することを含
む、訂正方式を含む。この訂正方式は、取得画像でのす
べての欠陥ピクセルを訂正するため、希望に応じて複数
回繰り返される。
装置および方法を有する検出画像システムを提供するこ
と。 【解決手段】 このシステムは、欠陥ピクセル周囲の近
傍ピクセル値の直線補間によって、一時的に欠陥ピクセ
ルを置き換えること、部分的に取得画像およびグラディ
エント・カーネルに基づいて、局所グラディエントを決
定すること、および欠陥ピクセルを訂正するために局所
グラディエントに基づいた補正値を提供することを含
む、訂正方式を含む。この訂正方式は、取得画像でのす
べての欠陥ピクセルを訂正するため、希望に応じて複数
回繰り返される。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的に検出器シス
テムに関するものである。さらに詳細には、本発明は欠
陥ピクセル値を訂正するように装備された検出器システ
ムに関するものである。
テムに関するものである。さらに詳細には、本発明は欠
陥ピクセル値を訂正するように装備された検出器システ
ムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】固体検出器には複数の光検出素子が含ま
れている。例えば、撮影用Ｘ線検出器には、数百万の光
検出素子が含まれることがあり、それに対応する数百万
ピクセルの画像を提供する。そうした検出器は、通常、
何列にも並んだ光ダイオードのアレイと接触するシンチ
レータ層を備えている。各光ダイオードは、入射光をそ
れに比例する電荷、つまり電気信号に変換し、次に、各
電気信号が処理されて、デジタル値に変換される。この
結果得られるデジタル値のアレイが表示される画像の画
像データを構成する。
れている。例えば、撮影用Ｘ線検出器には、数百万の光
検出素子が含まれることがあり、それに対応する数百万
ピクセルの画像を提供する。そうした検出器は、通常、
何列にも並んだ光ダイオードのアレイと接触するシンチ
レータ層を備えている。各光ダイオードは、入射光をそ
れに比例する電荷、つまり電気信号に変換し、次に、各
電気信号が処理されて、デジタル値に変換される。この
結果得られるデジタル値のアレイが表示される画像の画
像データを構成する。
【０００３】そのような検出器を製造する際に、常に光
検出素子一定の数に欠陥がある。画像のなかの問題の対
象が個々のピクセルよりもはるかに大きくなるようにピ
クセルのサイズが選択されているので、画像処理を行う
のに完全無欠の検出器は必要とされない。ただし、欠陥
のあるピクセル、つまり不良ピクセルが、かなり大きな
クラスタで集合している場合には、重要な情報の損失も
相当なものになる。またそうでなくても、欠陥ピクセル
値が、対応する検出器位置が光学的かつ／または電気的
に応答しないために入射光とは独立しているか、あるい
は入射光に依存してはいるが、近傍のピクセルとは統計
的に異なる形で依存しているので、欠陥のあるピクセル
がそのまま放置されている場合、表示された画像でそれ
らが画像の残りの部分を視覚化する妨げになる。
検出素子一定の数に欠陥がある。画像のなかの問題の対
象が個々のピクセルよりもはるかに大きくなるようにピ
クセルのサイズが選択されているので、画像処理を行う
のに完全無欠の検出器は必要とされない。ただし、欠陥
のあるピクセル、つまり不良ピクセルが、かなり大きな
クラスタで集合している場合には、重要な情報の損失も
相当なものになる。またそうでなくても、欠陥ピクセル
値が、対応する検出器位置が光学的かつ／または電気的
に応答しないために入射光とは独立しているか、あるい
は入射光に依存してはいるが、近傍のピクセルとは統計
的に異なる形で依存しているので、欠陥のあるピクセル
がそのまま放置されている場合、表示された画像でそれ
らが画像の残りの部分を視覚化する妨げになる。
【０００４】現在、画像を表示する前に、欠陥ピクセル
値を識別して訂正する既知の方法がある。これらの訂正
方法は、各欠陥ピクセル値を近傍のピクセル値による補
間で置き換える。ただし、その訂正が欠陥ピクセルの周
囲のピクセル、すなわち欠陥ピクセルの周囲の８個のピ
クセルだけに依存しているので、そうした訂正方法はガ
イド・ワイヤの切断などの画像アーチファクトを生み出
しやすい。
値を識別して訂正する既知の方法がある。これらの訂正
方法は、各欠陥ピクセル値を近傍のピクセル値による補
間で置き換える。ただし、その訂正が欠陥ピクセルの周
囲のピクセル、すなわち欠陥ピクセルの周囲の８個のピ
クセルだけに依存しているので、そうした訂正方法はガ
イド・ワイヤの切断などの画像アーチファクトを生み出
しやすい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって、欠陥ピク
セルをより正確に訂正する訂正方法を提供する必要があ
る。さらに、欠陥ピクセルの訂正を実施するのに画像特
性情報を利用するように構成された装置および方法が必
要とされている。
セルをより正確に訂正する訂正方法を提供する必要があ
る。さらに、欠陥ピクセルの訂正を実施するのに画像特
性情報を利用するように構成された装置および方法が必
要とされている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の一実施態様は、
検出器によって生成された画像での欠陥ピクセルを訂正
する方法に関するものである。画像は、ピクセルのアレ
イを含み、このピクセルのアレイは、それに対応するピ
クセル値のアレイを有する。この方法は、局所グラディ
エントを決定することを含む。この局所グラディエント
は、局所グラディエントのマトリックス要素のアレイを
含む。この方法はさらに、欠陥ピクセルを訂正するため
に、局所グラディエントに基づく補正値を提供すること
を含む。
検出器によって生成された画像での欠陥ピクセルを訂正
する方法に関するものである。画像は、ピクセルのアレ
イを含み、このピクセルのアレイは、それに対応するピ
クセル値のアレイを有する。この方法は、局所グラディ
エントを決定することを含む。この局所グラディエント
は、局所グラディエントのマトリックス要素のアレイを
含む。この方法はさらに、欠陥ピクセルを訂正するため
に、局所グラディエントに基づく補正値を提供すること
を含む。
【０００７】本発明の別の実施態様は、検出器によって
生成された画像での欠陥ピクセルを訂正するシステムに
関するものである。このシステムは、検出器と連結され
たプロセッサを含み、このプロセッサは局所グラディエ
ントを決定し、その局所グラディエントに基づいて補正
値を生成するように構成されている。画像はピクセルの
アレイを含み、各ピクセルは、それに対応するピクセル
値を有し、局所グラディエントは、局所的グラディエン
トマトリックス要素を含む。
生成された画像での欠陥ピクセルを訂正するシステムに
関するものである。このシステムは、検出器と連結され
たプロセッサを含み、このプロセッサは局所グラディエ
ントを決定し、その局所グラディエントに基づいて補正
値を生成するように構成されている。画像はピクセルの
アレイを含み、各ピクセルは、それに対応するピクセル
値を有し、局所グラディエントは、局所的グラディエン
トマトリックス要素を含む。
【０００８】本発明のさらに別の実施態様は、検出器に
よって生成された画像での欠陥ピクセルを訂正するシス
テムに関するものである。画像はピクセルのアレイを含
み、ピクセルのアレイは、それに対応するピクセル値の
アレイを有する。このシステムは、局所グラディエント
を決定する手段を含み、この局所グラディエントは、局
所的グラディエントマトリックス要素のアレイを含む。
このシステムはさらに、欠陥ピクセルを訂正するため
に、局所グラディエントに基づいた補正値を提供する手
段を含む。
よって生成された画像での欠陥ピクセルを訂正するシス
テムに関するものである。画像はピクセルのアレイを含
み、ピクセルのアレイは、それに対応するピクセル値の
アレイを有する。このシステムは、局所グラディエント
を決定する手段を含み、この局所グラディエントは、局
所的グラディエントマトリックス要素のアレイを含む。
このシステムはさらに、欠陥ピクセルを訂正するため
に、局所グラディエントに基づいた補正値を提供する手
段を含む。
【０００９】
【発明の実施の形態】好ましい実施形態は、下記の発明
の詳細な説明を、以下のとおり参照番号が同じ番号は同
じ構成要素を表している添付の図面との関連で理解する
ことで、さらによく理解できるであろう。
の詳細な説明を、以下のとおり参照番号が同じ番号は同
じ構成要素を表している添付の図面との関連で理解する
ことで、さらによく理解できるであろう。
【００１０】図１を参照すると、固体検出器画像システ
ム１０の主な構成部品が示されている。システム１０
は、検出器１２、読み出し電子回路１８、スキャン電子
回路２４、プロセッサ２０、オペレータ・コンソール３
０を含む。システム１０は、検出器１２に入射する光エ
ネルギー３４を感知して、光エネルギーの強度に対応す
る画像を、オペレータ・コンソール３０の表示装置（Ｃ
ＲＴ、ＬＣＤ等）に表示するように構成されている。光
エネルギー３４が検出器１２に入射して、検出器１２
は、光エネルギー３４の強度、つまりエネルギーに対応
するアナログ信号を、読み出し電子回路１８に出力す
る。読み出し電子回路１８は、プロセッサ２０に連結さ
れており、プロセッサ２０は、オペレータ・コンソール
３０に連結されている。スキャン電子回路２４は、検出
器１２に連結されている。
ム１０の主な構成部品が示されている。システム１０
は、検出器１２、読み出し電子回路１８、スキャン電子
回路２４、プロセッサ２０、オペレータ・コンソール３
０を含む。システム１０は、検出器１２に入射する光エ
ネルギー３４を感知して、光エネルギーの強度に対応す
る画像を、オペレータ・コンソール３０の表示装置（Ｃ
ＲＴ、ＬＣＤ等）に表示するように構成されている。光
エネルギー３４が検出器１２に入射して、検出器１２
は、光エネルギー３４の強度、つまりエネルギーに対応
するアナログ信号を、読み出し電子回路１８に出力す
る。読み出し電子回路１８は、プロセッサ２０に連結さ
れており、プロセッサ２０は、オペレータ・コンソール
３０に連結されている。スキャン電子回路２４は、検出
器１２に連結されている。
【００１１】一実施形態では、システム１０はＸ線検出
画像システムである。Ｘ線がソースによって供給され、
コリメータを通って進んで、画像化されることになる対
象、すなわち患者によって減衰させられる。次に、光エ
ネルギー３４（この場合は減衰したＸ線）は、検出器１
２によって受け取られ画像表示される（図示せず）。
画像システムである。Ｘ線がソースによって供給され、
コリメータを通って進んで、画像化されることになる対
象、すなわち患者によって減衰させられる。次に、光エ
ネルギー３４（この場合は減衰したＸ線）は、検出器１
２によって受け取られ画像表示される（図示せず）。
【００１２】図２を参照すると、検出器１２は、シンチ
レータ１４と光検出素子２２のアレイを含む。シンチレ
ータ１４は、Ｘ線からの光エネルギー３４を、光検出素
子２２が受け取り可能な波長の光１６に変換する。例え
ば、シンチレータ１４は、Ｘ線を可視光線に変換するヨ
ウ化セシウム（ＣｓＩ）でドープしたタリウム（Ｔ１）
から成っている。入射光１６は、対応する光検出素子２
２によって、電気信号のアレイに変換される。図示され
てはいないが、検出器１２は複数の検出器を備えること
ができる。
レータ１４と光検出素子２２のアレイを含む。シンチレ
ータ１４は、Ｘ線からの光エネルギー３４を、光検出素
子２２が受け取り可能な波長の光１６に変換する。例え
ば、シンチレータ１４は、Ｘ線を可視光線に変換するヨ
ウ化セシウム（ＣｓＩ）でドープしたタリウム（Ｔ１）
から成っている。入射光１６は、対応する光検出素子２
２によって、電気信号のアレイに変換される。図示され
てはいないが、検出器１２は複数の検出器を備えること
ができる。
【００１３】各光検出素子２２には、アモルファス・シ
リコンや薄膜電界効果トランジスタ（図示せず）など
の、薄膜材料で構成される光ダイオードが含まれる。各
光検出素子２２は、射する光エネルギー３４に比例する
電気信号を読み出し電子回路１８に出力するように構成
され、かつ、次の画像を得るために「リセット」される
などの制御をスキャン電子回路２４によって受けるよう
に構成されている。
リコンや薄膜電界効果トランジスタ（図示せず）など
の、薄膜材料で構成される光ダイオードが含まれる。各
光検出素子２２は、射する光エネルギー３４に比例する
電気信号を読み出し電子回路１８に出力するように構成
され、かつ、次の画像を得るために「リセット」される
などの制御をスキャン電子回路２４によって受けるよう
に構成されている。
【００１４】読み出し電子回路１８は、電気信号のアレ
イ、すなわちアナログ信号を、プロセッサ２０およびオ
ペレータ・コンソール３０を使用して、処理、記憶、お
よび画像として表示できるデジタル信号に変換するよう
に構成されている。別法としては、この電気信号のデジ
タル化は、プロセッサ２０で行うこともできる。さら
に、システム１０で必要とされる読み出し電子回路１８
の量を削減するために、電気信号が読み出し電子回路１
８によって処理されるようになるまで、光検出素子２２
が、それを記憶するように構成することもできる。
イ、すなわちアナログ信号を、プロセッサ２０およびオ
ペレータ・コンソール３０を使用して、処理、記憶、お
よび画像として表示できるデジタル信号に変換するよう
に構成されている。別法としては、この電気信号のデジ
タル化は、プロセッサ２０で行うこともできる。さら
に、システム１０で必要とされる読み出し電子回路１８
の量を削減するために、電気信号が読み出し電子回路１
８によって処理されるようになるまで、光検出素子２２
が、それを記憶するように構成することもできる。
【００１５】プロセッサ２０は、画像表示、記憶、遠隔
地への伝送、フィルム記録または印刷記録、あるいは他
の利用や操作に適した画像データ形式に、電気信号を処
理するように構成されている。そうした処理には、欠陥
ピクセルの訂正を（以下でさらに詳細を説明するとお
り）実施することが含まれる。オペレータ・コンソール
３０には、表示装置、記憶デバイス、プリンタ、オペレ
ータ制御ユニット（例えば、マウス、キーボード、グラ
フィカル・ユーザ・インターフェース等（図示せず））
など、様々な構成部品が含まれ、取得画像データの様々
な利用や操作を円滑にする。別法としては、オペレータ
・コンソール３０を省略し、取得画像データの様々な出
力モードを、プロセッサ２０で実行することもできる。
地への伝送、フィルム記録または印刷記録、あるいは他
の利用や操作に適した画像データ形式に、電気信号を処
理するように構成されている。そうした処理には、欠陥
ピクセルの訂正を（以下でさらに詳細を説明するとお
り）実施することが含まれる。オペレータ・コンソール
３０には、表示装置、記憶デバイス、プリンタ、オペレ
ータ制御ユニット（例えば、マウス、キーボード、グラ
フィカル・ユーザ・インターフェース等（図示せず））
など、様々な構成部品が含まれ、取得画像データの様々
な利用や操作を円滑にする。別法としては、オペレータ
・コンソール３０を省略し、取得画像データの様々な出
力モードを、プロセッサ２０で実行することもできる。
【００１６】検出器１２は複数の光検出素子２２を含
む。希望する画像処理、解像度、システムの費用などの
要因に応じて、検出器１２のサイズおよび構成は異な
る。例えば、患者の胸部など、被験者の比較的大きな部
分を取得するＸ線の場合、作用面積４１×４１ｃｍ2の
検出器は、２００×２００μｍ2のピクセル・ピッチ
で、数百万の光検出素子２２（例えば、２０４８×２０
４８アレイの光検出素子２２）を含みうる。別の例とし
ては、検出器１２は、マンモグラフィでの使用のため、
より小さな作用面積を持ち、１００×１００μｍ2のピ
クセル・ピッチを持つこともある。さらに別の例では、
検出器１２は、作用面積が２ｃｍ2しかない電荷結合デ
バイス（ＣＣＤ）カメラに内蔵されることもある。
む。希望する画像処理、解像度、システムの費用などの
要因に応じて、検出器１２のサイズおよび構成は異な
る。例えば、患者の胸部など、被験者の比較的大きな部
分を取得するＸ線の場合、作用面積４１×４１ｃｍ2の
検出器は、２００×２００μｍ2のピクセル・ピッチ
で、数百万の光検出素子２２（例えば、２０４８×２０
４８アレイの光検出素子２２）を含みうる。別の例とし
ては、検出器１２は、マンモグラフィでの使用のため、
より小さな作用面積を持ち、１００×１００μｍ2のピ
クセル・ピッチを持つこともある。さらに別の例では、
検出器１２は、作用面積が２ｃｍ2しかない電荷結合デ
バイス（ＣＣＤ）カメラに内蔵されることもある。
【００１７】さらに、システム１０は、Ｘ線取得に限定
されていないことを理解されたい。別の実施形態では、
システム１０を、Ｘ線の波長外の光エネルギー３４から
画像を得るように構成することができる。それに従っ
て、検出器１２は、追加の構成部品を含むことができ、
あるいはシンチレータ１４などの構成部品を省略するこ
ともできる。
されていないことを理解されたい。別の実施形態では、
システム１０を、Ｘ線の波長外の光エネルギー３４から
画像を得るように構成することができる。それに従っ
て、検出器１２は、追加の構成部品を含むことができ、
あるいはシンチレータ１４などの構成部品を省略するこ
ともできる。
【００１８】検出器１２は、多数の光検出素子２２を含
むので、１つまたは複数の光検出素子２２に欠陥がある
ことは珍しくない。そうした光検出素子２２に欠陥があ
るのは、それらが光学的または電気的に応答しない、あ
るいは電気的に応答するが、同じように光エネルギー３
４が入射された他の光検出素子２２とは、統計的に異な
った仕方で応答するからである。その結果、欠陥のある
光検出素子２２は、欠陥のある電気信号を生成し、その
まま放置された場合、最終的には表示された画像で、欠
陥のあるピクセルを生成する。欠陥のある光検出素子２
２を作り直すことは、高価で現実的ではないかもしれな
いが、取得画像が表示される前に、欠陥ピクセル値を訂
正または隠すことは可能である。
むので、１つまたは複数の光検出素子２２に欠陥がある
ことは珍しくない。そうした光検出素子２２に欠陥があ
るのは、それらが光学的または電気的に応答しない、あ
るいは電気的に応答するが、同じように光エネルギー３
４が入射された他の光検出素子２２とは、統計的に異な
った仕方で応答するからである。その結果、欠陥のある
光検出素子２２は、欠陥のある電気信号を生成し、その
まま放置された場合、最終的には表示された画像で、欠
陥のあるピクセルを生成する。欠陥のある光検出素子２
２を作り直すことは、高価で現実的ではないかもしれな
いが、取得画像が表示される前に、欠陥ピクセル値を訂
正または隠すことは可能である。
【００１９】そうした訂正方式を実施する前に、１つま
たは複数の従来から知られている方法を利用して、検出
器１２の欠陥ピクセルを識別する。例えば、システム１
０の較正および設定の間に、既知の画像、例えば、構造
を含まない画像を分析し、適合しないまたは予期しない
ピクセル値をサーチすることによって、検出器１２のす
べての欠陥ピクセルを識別することができる。欠陥ピク
セルの識別に関するさらなる詳細については、Ｇｅｎｅ
ｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙ所有の米国
特許第５６５７４００号への参照を行い、これは、参照
によって本明細書に組み込まれる。この識別ステップか
ら、検出器１２に対する欠陥ピクセルの数ｎを識別する
ことができる。
たは複数の従来から知られている方法を利用して、検出
器１２の欠陥ピクセルを識別する。例えば、システム１
０の較正および設定の間に、既知の画像、例えば、構造
を含まない画像を分析し、適合しないまたは予期しない
ピクセル値をサーチすることによって、検出器１２のす
べての欠陥ピクセルを識別することができる。欠陥ピク
セルの識別に関するさらなる詳細については、Ｇｅｎｅ
ｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙ所有の米国
特許第５６５７４００号への参照を行い、これは、参照
によって本明細書に組み込まれる。この識別ステップか
ら、検出器１２に対する欠陥ピクセルの数ｎを識別する
ことができる。
【００２０】検出器１２を使用して最新の画像が取得
後、最新の取得画像で各欠陥ピクセルｉを訂正するこ
と、または隠すことができる。ここで、ｉ＝１，
２．．．，ｎである。図３を参照すると、欠陥ピクセル
値を訂正のために、画像特徴を利用する方法、つまりグ
ラディエント法の流れ図が示されている。この訂正方式
は、電子信号のアレイがデジタル信号に変換された後
に、プロセッサ２０内で行うことが望ましい。この訂正
方式は、欠陥ピクセルを一時的に置き換えるステップ４
２、マトリックスを選択ステップ４４、局所グラディエ
ントを決定するステップ４６、補正値を決定するステッ
プ４８、欠陥ピクセル値を置き換えるステップ５０、チ
ェックを行うステップ５２、インクリメンタ・ステップ
５４を含む。各欠陥ピクセルｉごとに、ステップ４２〜
５４が実行されて、それらを訂正する。
後、最新の取得画像で各欠陥ピクセルｉを訂正するこ
と、または隠すことができる。ここで、ｉ＝１，
２．．．，ｎである。図３を参照すると、欠陥ピクセル
値を訂正のために、画像特徴を利用する方法、つまりグ
ラディエント法の流れ図が示されている。この訂正方式
は、電子信号のアレイがデジタル信号に変換された後
に、プロセッサ２０内で行うことが望ましい。この訂正
方式は、欠陥ピクセルを一時的に置き換えるステップ４
２、マトリックスを選択ステップ４４、局所グラディエ
ントを決定するステップ４６、補正値を決定するステッ
プ４８、欠陥ピクセル値を置き換えるステップ５０、チ
ェックを行うステップ５２、インクリメンタ・ステップ
５４を含む。各欠陥ピクセルｉごとに、ステップ４２〜
５４が実行されて、それらを訂正する。
【００２１】ステップ４２では、欠陥ピクセルｉの値
は、その周囲の近傍ピクセル値の直線補間によって一時
的に置き換えられる。直線補間に関する詳細は、米国特
許第５６５７４００号に出ており、これは参照によって
既に本明細書に組み込まれる。別法としては、ステップ
４２を省略して、欠陥ピクセルｉの直線補間を決定せず
に、訂正を実施することもできる。
は、その周囲の近傍ピクセル値の直線補間によって一時
的に置き換えられる。直線補間に関する詳細は、米国特
許第５６５７４００号に出ており、これは参照によって
既に本明細書に組み込まれる。別法としては、ステップ
４２を省略して、欠陥ピクセルｉの直線補間を決定せず
に、訂正を実施することもできる。
【００２２】ステップ４２の後、ステップ４４でマトリ
ックスＡiとＨの選択を行う。Ａiは、取得画像を含み、
その欠陥ピクセルｉの値が一時的にｔiによって（ステ
ップ４２で）置き換えられている、ピクセル値のマトリ
ックスである。２０４８×２０４８の光検出素子２２の
アレイを含む検出器１２の場合、Ａiは、最大で２０４
８×２０４８のマトリックスにまでなり得る。別法で
は、Ａiは、２０４８×２０４８より小さいマトリック
スで、ｔiを中心マトリックス要素として、周囲の近傍
ピクセルを残りのマトリックス要素として構成すること
もできる。例えば、Ａiは７×７のマトリックスでよ
い。
ックスＡiとＨの選択を行う。Ａiは、取得画像を含み、
その欠陥ピクセルｉの値が一時的にｔiによって（ステ
ップ４２で）置き換えられている、ピクセル値のマトリ
ックスである。２０４８×２０４８の光検出素子２２の
アレイを含む検出器１２の場合、Ａiは、最大で２０４
８×２０４８のマトリックスにまでなり得る。別法で
は、Ａiは、２０４８×２０４８より小さいマトリック
スで、ｔiを中心マトリックス要素として、周囲の近傍
ピクセルを残りのマトリックス要素として構成すること
もできる。例えば、Ａiは７×７のマトリックスでよ
い。
【００２３】Ｈは、グラディエント・カーネル・マトリ
ックスである。一実施形態では、Ｈは、７×７の次の値
によって定義されるガウス・フィルタ・カーネルのラプ
ラスの演算子である。
ックスである。一実施形態では、Ｈは、７×７の次の値
によって定義されるガウス・フィルタ・カーネルのラプ
ラスの演算子である。
【数１】
【００２４】別の実施形態では、１１×１１または５×
５など、異なるマトリックスサイズのものでもよい。さ
らに、Ｈは、ロバーツ、プレウィット、またはソーベル
のグラディエント・カーネルなど、様々なグラディエン
ト・カーネルでよい。Ａiのマトリックス・サイズおよ
びＨのマトリックス・サイズは、ステップ４４を省略で
きるように事前設定することができることを理解された
い。ステップ４４での選択の可能性は、雑音余裕対エッ
ジ強度における柔軟性を提供する。
５など、異なるマトリックスサイズのものでもよい。さ
らに、Ｈは、ロバーツ、プレウィット、またはソーベル
のグラディエント・カーネルなど、様々なグラディエン
ト・カーネルでよい。Ａiのマトリックス・サイズおよ
びＨのマトリックス・サイズは、ステップ４４を省略で
きるように事前設定することができることを理解された
い。ステップ４４での選択の可能性は、雑音余裕対エッ
ジ強度における柔軟性を提供する。
【００２５】ステップ４４の後、一時的に置き換えたピ
クセルｔiの周囲での局所グラディエントＧiの決定が、
ステップ４６で行われる。一実施形態では、Ｇiは、次
の数式によって計算される。
クセルｔiの周囲での局所グラディエントＧiの決定が、
ステップ４６で行われる。一実施形態では、Ｇiは、次
の数式によって計算される。
【数２】
【００２６】例えば、ＡiとＨの両方が７×７のマトリ
ックスであるとき、Ｇiは、７×７のマトリックスとな
る。別法としては、Ｇiが、欠陥ピクセルｉの周囲のピ
クセル（Ａiによって指定される周囲のピクセル）につ
いて、強いエッジなど、画像特性に関して、これらの周
囲のピクセルによって実施される相対グラディエント情
報を提供するように、他の様々な等式によって決定する
ことができる。したがって、最高の値、すなわち最高の
グラディエントを持つＧiのマトリックス要素は、画像
のその部分での最高強度の画像特性を持つピクセルに対
応する。
ックスであるとき、Ｇiは、７×７のマトリックスとな
る。別法としては、Ｇiが、欠陥ピクセルｉの周囲のピ
クセル（Ａiによって指定される周囲のピクセル）につ
いて、強いエッジなど、画像特性に関して、これらの周
囲のピクセルによって実施される相対グラディエント情
報を提供するように、他の様々な等式によって決定する
ことができる。したがって、最高の値、すなわち最高の
グラディエントを持つＧiのマトリックス要素は、画像
のその部分での最高強度の画像特性を持つピクセルに対
応する。
【００２７】ステップ４６で計算されたＧiを使用し
て、ステップ４８で、欠陥ピクセルｉを訂正する補正値
ｃiが決定される。補正値ｃiは、第ｉ番目の欠陥ピクセ
ルの周囲の近傍ピクセル値で、欠陥ピクセルｉに対して
最高のグラディエントを有し、かつ／またはそれに最も
近接しているものの線形平均または加重平均である。補
正値ｃiは、画像のグラディエントに沿った画像情報
で、すなわち非常に局所的的な情報だけではなく、画像
特性などより大局的な画像情報に基づいて、欠陥ピクセ
ルｉが置き換えられるようにする。ｃiを決定するのに
は、既知のどの線形平均または加重平均の方法も使用す
ることができる。
て、ステップ４８で、欠陥ピクセルｉを訂正する補正値
ｃiが決定される。補正値ｃiは、第ｉ番目の欠陥ピクセ
ルの周囲の近傍ピクセル値で、欠陥ピクセルｉに対して
最高のグラディエントを有し、かつ／またはそれに最も
近接しているものの線形平均または加重平均である。補
正値ｃiは、画像のグラディエントに沿った画像情報
で、すなわち非常に局所的的な情報だけではなく、画像
特性などより大局的な画像情報に基づいて、欠陥ピクセ
ルｉが置き換えられるようにする。ｃiを決定するのに
は、既知のどの線形平均または加重平均の方法も使用す
ることができる。
【００２８】例えば、ステップ４８は、欠陥ピクセルｉ
から３ピクセル半径以内での、最も高い方から３番目ま
でのグラディエント・ピクセル値に基づく加重平均を含
むことができる。そこで、１番目、２番目、３番目に高
いグラディエント・ピクセルそれぞれに対応するピクセ
ル値に、それぞれ５０％、３０％、２０％の重みを加え
る。別の例では、ステップ４８は、欠陥ピクセルｉから
３ピクセル半径以内での、最も高い方から３番目までの
グラディエント・ピクセル値に基づいた加重平均を含
み、欠陥ピクセルｉに位置的により近い方により大きな
重みが加えられる。この最も高い方から３番目までのグ
ラディエント・ピクセルで、欠陥ピクセルｉから半径１
ピクセル、２ピクセル、３ピクセルの位置のそれぞれに
１つのピクセルがあると想定しよう。そうすると、欠陥
ピクセルｉから半径１ピクセル、２ピクセル、３ピクセ
ルに位置するピクセル値は、それぞれ５０％、３０％、
２０％の重みが加えられることになる。
から３ピクセル半径以内での、最も高い方から３番目ま
でのグラディエント・ピクセル値に基づく加重平均を含
むことができる。そこで、１番目、２番目、３番目に高
いグラディエント・ピクセルそれぞれに対応するピクセ
ル値に、それぞれ５０％、３０％、２０％の重みを加え
る。別の例では、ステップ４８は、欠陥ピクセルｉから
３ピクセル半径以内での、最も高い方から３番目までの
グラディエント・ピクセル値に基づいた加重平均を含
み、欠陥ピクセルｉに位置的により近い方により大きな
重みが加えられる。この最も高い方から３番目までのグ
ラディエント・ピクセルで、欠陥ピクセルｉから半径１
ピクセル、２ピクセル、３ピクセルの位置のそれぞれに
１つのピクセルがあると想定しよう。そうすると、欠陥
ピクセルｉから半径１ピクセル、２ピクセル、３ピクセ
ルに位置するピクセル値は、それぞれ５０％、３０％、
２０％の重みが加えられることになる。
【００２９】ステップ４８でひとたびｃiが決定された
ならば、欠陥ピクセルｉの値（実際はステップ４２のｔ
i）は、ステップ５０で補正値ｃiによって置き換えられ
る。任意の画像で、すべての欠陥ピクセルが訂正されて
いない場合（すなわちｉ＜ｎ）、ステップ５２は、次の
欠陥ピクセル（すなわち、ステップ５４でｉ＝ｉ＋１）
に対して欠陥ピクセル訂正を実施させる。そうではな
く、任意の取得画像ですべての欠陥ピクセルが訂正され
た場合（すなわちｉ＝ｎ）、ステップ５２は、この取得
画像に対して欠陥ピクセル訂正を終了させる。したがっ
て、表示、印刷などが行われる最終的な画像は、欠陥ピ
クセルが訂正されている取得画像である。
ならば、欠陥ピクセルｉの値（実際はステップ４２のｔ
i）は、ステップ５０で補正値ｃiによって置き換えられ
る。任意の画像で、すべての欠陥ピクセルが訂正されて
いない場合（すなわちｉ＜ｎ）、ステップ５２は、次の
欠陥ピクセル（すなわち、ステップ５４でｉ＝ｉ＋１）
に対して欠陥ピクセル訂正を実施させる。そうではな
く、任意の取得画像ですべての欠陥ピクセルが訂正され
た場合（すなわちｉ＝ｎ）、ステップ５２は、この取得
画像に対して欠陥ピクセル訂正を終了させる。したがっ
て、表示、印刷などが行われる最終的な画像は、欠陥ピ
クセルが訂正されている取得画像である。
【００３０】図４ないし図９では、従来の訂正方法を使
用した最終画像と本発明の実施形態を利用した最終画像
との実例比較が提供されている。図４は、欠陥ピクセル
を含まない画像である。この画像は、その背景に対し
て、ポジティブ・コントラストの第一サークル６０およ
びネガティブ・コントラストの第二サークル８０を含ん
でいる。図５では、複数の欠陥のあるピクセル、つまり
不良ピクセル６２、８２のマップが示されている。欠陥
ピクセル６２、８２は、開始画像、つまり「取得」画像
を形成するために第一および第二サークル６０、８０に
導入、つまり組み合わされている。この開始画像、つま
り「取得」画像の欠陥ピクセル（例えば、図５に示され
る欠陥ピクセルのマップ）は、（ａ）直線補間など、従
来の訂正方法を使用して（図６）、または（ｂ）グラデ
ィエント法の実施形態を利用して（図７）訂正されて、
最終的な画像を生成する。
用した最終画像と本発明の実施形態を利用した最終画像
との実例比較が提供されている。図４は、欠陥ピクセル
を含まない画像である。この画像は、その背景に対し
て、ポジティブ・コントラストの第一サークル６０およ
びネガティブ・コントラストの第二サークル８０を含ん
でいる。図５では、複数の欠陥のあるピクセル、つまり
不良ピクセル６２、８２のマップが示されている。欠陥
ピクセル６２、８２は、開始画像、つまり「取得」画像
を形成するために第一および第二サークル６０、８０に
導入、つまり組み合わされている。この開始画像、つま
り「取得」画像の欠陥ピクセル（例えば、図５に示され
る欠陥ピクセルのマップ）は、（ａ）直線補間など、従
来の訂正方法を使用して（図６）、または（ｂ）グラデ
ィエント法の実施形態を利用して（図７）訂正されて、
最終的な画像を生成する。
【００３１】従来の方法よりもグラディエント法を使用
することの方が有利である点は、図８および図９に、容
易に見て取ることができる。図８は、欠陥ピクセルを含
まない画像（図４）と従来の方法で訂正された画像（図
６）の間の、ピクセルの違いを示している。同様に図９
は、欠陥ピクセルを含まない画像（図４）とグラディエ
ント法で訂正された画像（図７）の間の、ピクセルの違
いを示している。このように、グラディエント法では、
従来の方法と比べて、ずっと少ない数の偏ったピクセ
ル、すなわち訂正が不充分、または訂正されていないピ
クセルが結果として得られる。さらに、グラディエント
法は、形状６６、８６で見られるとおり（図７参照）画
像の形状およびエッジを、形状６４、８４に見られるよ
うな従来の方法よりもよく保持することができる。
することの方が有利である点は、図８および図９に、容
易に見て取ることができる。図８は、欠陥ピクセルを含
まない画像（図４）と従来の方法で訂正された画像（図
６）の間の、ピクセルの違いを示している。同様に図９
は、欠陥ピクセルを含まない画像（図４）とグラディエ
ント法で訂正された画像（図７）の間の、ピクセルの違
いを示している。このように、グラディエント法では、
従来の方法と比べて、ずっと少ない数の偏ったピクセ
ル、すなわち訂正が不充分、または訂正されていないピ
クセルが結果として得られる。さらに、グラディエント
法は、形状６６、８６で見られるとおり（図７参照）画
像の形状およびエッジを、形状６４、８４に見られるよ
うな従来の方法よりもよく保持することができる。
【００３２】図に示し、上記で説明した本発明の実施お
よび適用は、現時点で好ましいとされるものであるが、
これらの実施形態は例としてのみ提供されているものと
理解されたい。例えば、本発明は、医療システム以外で
も、欠陥ピクセル訂正により益を得ることのできるシス
テムに適用できることが考慮される。さらに、本発明
は、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファ
ームウェアを使用して実施できる。またさらには、欠陥
ピクセルの補正値（すなわちｃi）は、取得画像上の欠
陥ピクセル値を永久に置き換える、または補正値を、そ
れに対応する欠陥ピクセルの位置とともに別個に格納す
るなど、様々な方式で取得画像とリンクすることができ
る。したがって、本発明は、特定の実施形態に限定され
るものではなく、添付の特許請求の範囲に含まれる様々
な変更にも及ぶ。
よび適用は、現時点で好ましいとされるものであるが、
これらの実施形態は例としてのみ提供されているものと
理解されたい。例えば、本発明は、医療システム以外で
も、欠陥ピクセル訂正により益を得ることのできるシス
テムに適用できることが考慮される。さらに、本発明
は、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファ
ームウェアを使用して実施できる。またさらには、欠陥
ピクセルの補正値（すなわちｃi）は、取得画像上の欠
陥ピクセル値を永久に置き換える、または補正値を、そ
れに対応する欠陥ピクセルの位置とともに別個に格納す
るなど、様々な方式で取得画像とリンクすることができ
る。したがって、本発明は、特定の実施形態に限定され
るものではなく、添付の特許請求の範囲に含まれる様々
な変更にも及ぶ。
【図１】本発明の実施形態を利用する固体検出器画像シ
ステムの構成図である。
ステムの構成図である。
【図２】図１の固体検出器画像システムの一部を含む検
出器の横断面図である。
出器の横断面図である。
【図３】図１の固体検出システムで実施される欠陥ピク
セル訂正方式の流れ図である。
セル訂正方式の流れ図である。
【図４】欠陥ピクセルのないサンプル画像である。
【図５】欠陥ピクセルのサンプルマップである。
【図６】従来の訂正方法を使用したサンプル画像であ
る。
る。
【図７】本発明の欠陥ピクセル訂正方式の実施形態を利
用したサンプル画像である。
用したサンプル画像である。
【図８】図４の欠陥ピクセルのない画像と図６の従来の
訂正方法を使用した画像の間での、ピクセルの違いのサ
ンプルマップである。
訂正方法を使用した画像の間での、ピクセルの違いのサ
ンプルマップである。
【図９】図４の欠陥ピクセルのない画像と図７の本発明
の実施形態を利用した画像の間での、ピクセルの違いの
サンプルマップである。
の実施形態を利用した画像の間での、ピクセルの違いの
サンプルマップである。
１０ 固体検出器画像システム １２ 検出器 １４ シンチレータ １８ 読み出し電子回路 ２０ スキャン電子回路 ２２ 光検出素子 ２４ プロセッサ ３０ オペレータ・コンソール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 1/40 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０３Ｅ 5/32 1/40 １０１Ｚ (72)発明者 リチャード・オーフリヒェティク アメリカ合衆国・94040・カリフォルニア 州・マウンテン ビュー・デール アベニ ュ・1240 (72)発明者 ピン・シュー アメリカ合衆国・53188・ウィスコンシン 州・ワウケシャ・デラフィールド ストリ ート・820・アパートメント・25 (72)発明者 ケネス・スコット・カンプ アメリカ合衆国・53188・ウィスコンシン 州・ワウケシャ・クレストウッド ドライ ブ・614
Claims (28)
- 【請求項１】 検出器によって生成された画像の欠陥ピ
クセルを訂正する方法であって、画像がピクセルのアレ
イを含み、ピクセルのアレイが対応するピクセル値のア
レイを有し、 （ａ）自身のマトリックス要素のアレイを含む局所グラ
ディエントを決定するステップと（ｂ）欠陥ピクセルを
訂正するために、局所グラディエントに基づく補正値を
提供するステップとを含む方法。 - 【請求項２】 局所グラディエントを決定するステップ
（ａ）が、部分的に、グラディエント・カーネルおよび
ピクセル値のアレイの少なくとも一部分から局所グラデ
ィエントを決定することを含む請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 ピクセル値のアレイの少なくとも一部が
マトリックスを含み、かつ欠陥ピクセルを中心マトリッ
クス要素として、ならびに欠陥ピクセルの周囲の近傍ピ
クセルを残りのマトリックス要素として含む請求項２に
記載の方法。 - 【請求項４】 ピクセル値のアレイの少なくとも一部に
相当する大きさを持つマトリックス・サイズを選択する
ステップと、 ガウス・フィルタ・カーネルのラプラスの演算子、ロバ
ーツのグラディエント・カーネル、プレウィットのグラ
ディエント・カーネル、およびソーベルのグラディエン
ト・カーネルを含むグループからグラディエント・カー
ネルを選択するステップとをさらに含む請求項２に記載
の方法。 - 【請求項５】 補正値を提供するステップ（ｂ）が、直
線補間および最高の局所グラディエントのマトリックス
要素に対応するピクセル値の加重平均のうち、少なくと
も１つを含む請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 最高の局所グラディエントのマトリック
ス要素が、少なくとも最高から３番目までのグラディエ
ントのマトリックス要素を含む請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】 最高の局所グラディエントのマトリック
ス要素を持つピクセル値の加重平均が、欠陥ピクセルに
近接したピクセル値により大きな重みを加えることを含
む請求項５に記載の方法。 - 【請求項８】 決定ステップ（ａ）の前に、検出器によ
って生成された画像での欠陥ピクセルを識別するステッ
プと、 決定ステップ（ａ）の前に、欠陥ピクセルを、前記欠陥
ピクセルの周囲の近傍ピクセルの直線補間によって一時
的に置き換えるステップと、 提供ステップ（ｂ）の後に、欠陥ピクセルを補正値で置
き換えるステップとをさらに含む請求項１に記載の方
法。 - 【請求項９】 検出器によって生成された画像の複数の
欠陥ピクセルを訂正するために、ステップ（ａ）および
（ｂ）を希望に応じて複数回繰り返すことをさらに含む
請求項１に記載の方法。 - 【請求項１０】 検出器に連結されたプロセッサを含
み、前記プロセッサが局所グラディエントを決定して、
前記局所グラディエントに基づいて補正値を生成するよ
うに構成され、前記画像がピクセルのアレイを含み、各
ピクセルが対応するピクセル値を有し、局所グラディエ
ントが局所グラディエントのマトリックス要素を含む、
検出器によって生成された画像での欠陥ピクセルを訂正
するシステム。 - 【請求項１１】 プロセッサが局所グラディエントを、
部分的に、グラディエント・カーネルおよびピクセル値
のアレイの少なくとも一部分に基づいて決定するように
構成された請求項１０に記載のシステム。 - 【請求項１２】 ピクセル値のアレイの少なくとも一部
がマトリックスを含み、かつ欠陥ピクセルを中心マトリ
ックス要素として、かつ欠陥ピクセルの周囲の近傍ピク
セルを残りのマトリックス要素として含む請求項１１に
記載のシステム。 - 【請求項１３】 プロセッサに連結されたオペレータ・
コンソールをさらに含み、前記オペレータ・コンソール
が、ピクセル値のアレイの少なくとも一部に相当する大
きさを持つマトリックス・サイズを選択し、ガウス・フ
ィルタ・カーネルのラプラスの演算子、ロバーツのグラ
ディエント・カーネル、プレウィットのグラディエント
・カーネル、ソーベルのグラディエント・カーネルを含
むグループからグラディエント・カーネルを選択するよ
うに構成されている請求項１１に記載のシステム。 - 【請求項１４】 補正値が、直線補間および最高の局所
グラディエントのマトリックス要素を持つピクセル値の
加重平均のうち、少なくとも１つを含む請求項１０に記
載のシステム。 - 【請求項１５】 最高の局所グラディエントのマトリッ
クス要素が、少なくとも最高から３番目までのグラディ
エントのマトリックス要素を含む請求項１４に記載のシ
ステム。 - 【請求項１６】 最高の局所グラディエントのマトリッ
クス要素を持つピクセル値の加重平均が、欠陥ピクセル
に近接したピクセル値により大きな重みを加えることを
含む請求項１５に記載のシステム。 - 【請求項１７】 検出器が、それぞれが入射する光エネ
ルギーを、それに比例する電気信号に変換するように構
成されている光検出素子のアレイを含む請求項１０に記
載のシステム。 - 【請求項１８】 プロセッサが、局所グラディエントを
決定し、検出器によって生成された画像での複数の欠陥
ピクセルそれぞれについて、補正値を生成するように構
成された請求項１０に記載のシステム。 - 【請求項１９】 検出器によって生成された画像の欠陥
ピクセルを訂正するシステムであって、画像がピクセル
のアレイを含み、ピクセルのアレイが対応するピクセル
値のアレイを有し、 （ａ）自身のマトリックス要素のアレイを含む局所グラ
ディエントを決定する手段と（ｂ）欠陥ピクセルを訂正
するために、局所グラディエントに基づく補正値を提供
する手段とを含むシステム。 - 【請求項２０】 局所グラディエントが部分的に、グラ
ディエント・カーネルおよびピクセル値のアレイの少な
くとも一部分に基づいて決定される請求項１９に記載の
システム。 - 【請求項２１】 ピクセル値のアレイの少なくとも一部
がマトリックスを含み、欠陥ピクセルを中心マトリック
ス要素として、かつ欠陥ピクセルの周囲の近傍ピクセル
を残りのマトリックス要素として含む請求項２０に記載
のシステム。 - 【請求項２２】 ピクセル値のアレイの少なくとも一部
に相当する大きさを持つマトリックスサイズを選択する
手段と、ガウス・フィルタ・カーネルのラプラスの演算
子、ロバーツのグラディエント・カーネル、プレウィッ
トのグラディエント・カーネル、ソーベルのグラディエ
ント・カーネルを含むグループからグラディエント・カ
ーネルを選択する手段をさらに含む請求項２０に記載の
システム。 - 【請求項２３】 補正値が、直線補間および最高の局所
グラディエントのマトリックス要素を持つピクセル値の
加重平均のうち、少なくとも１つを含む請求項１９に記
載のシステム。 - 【請求項２４】 最高の局所グラディエントのマトリッ
クス要素が、少なくとも最高から第３番目までのグラデ
ィエントのマトリックス要素を含む請求項２３に記載の
システム。 - 【請求項２５】 最高の局所グラディエントのマトリッ
クス要素を持つピクセル値の加重平均が、欠陥ピクセル
に近接したピクセル値に、より大きな重みを加えること
を含む請求項２３に記載のシステム。 - 【請求項２６】 決定する手段と提供する手段がそれぞ
れ、検出器によって生成された画像での複数の欠陥ピク
セルごとに、局所グラディエントを決定すること、なら
びに補正値を生成することを含む請求項１９に記載のシ
ステム。 - 【請求項２７】 局所グラディエントが決定される前
に、欠陥ピクセルを、前記欠陥ピクセルの周囲の近傍ピ
クセルの直線補間によって一時的に置き換える手段と、 欠陥ピクセルを補正値で置き換える手段とをさらに含む
請求項１９に記載のシステム。 - 【請求項２８】 前記置き換える手段が、補正値によっ
て欠陥ピクセルを置き換えること、および前記欠陥ピク
セルへの識別リンクを付けた補正値を記憶デバイスに保
存することのうち、少なくとも１つを含む請求項２７に
記載のシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/474715 | 1999-12-29 | ||
| US09/474,715 US7068854B1 (en) | 1999-12-29 | 1999-12-29 | Correction of defective pixels in a detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001238136A true JP2001238136A (ja) | 2001-08-31 |
Family
ID=23884665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000400518A Pending JP2001238136A (ja) | 1999-12-29 | 2000-12-28 | 検出器の欠陥ピクセル訂正 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7068854B1 (ja) |
| EP (1) | EP1120744B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001238136A (ja) |
| DE (1) | DE60041629D1 (ja) |
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| KR101559724B1 (ko) | 2010-11-12 | 2015-10-13 | 인디안 인스티튜트 오브 테크놀로지, 카라그푸르 | 센서 어레이의 불량 픽셀 검출과 에러 은폐를 위한 방법 및 장치 |
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