JP2010263961A - Ｘ線画像撮影装置およびｘ線画像撮影装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 常時異常の画素か、一時異常の画素かに対応して、空間的な補正を行うか、時間的な補正を行うかを、選択すること。
【解決手段】 Ｘ線を照射するＸ線照射部と、Ｘ線照射部により照射された被検体のＸ線画像を検出するＸ線検出部と、を有するＸ線画像撮影装置は、Ｘ線画像のうち画素値が常に異常となる画素を、位置に依存した欠陥として検出し、Ｘ線画像における欠陥の位置情報を取得する第一の欠陥検出部と、Ｘ線画像のうち画素値が時間の経過に依存して一時的に異常となる画素を欠陥として検出する第二の欠陥検出部と、第二の欠陥検出部により異常が検出された画素の画素値を補正するための補正方法を、撮影条件を示す情報に基づき決定する決定部を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、Ｘ線画像撮影装置およびＸ線画像撮影装置の制御方法に関する。

被写体を透過した放射線像を撮影する放射線撮影装置として、近年画像のデジタル化の要求から、デジタル画像を出力する機能を有するデジタル撮影装置が使用され始めている。一般撮影では、スクリーン・フィルム系に代わって、放射線像を潜像として蓄積するイメージングプレートを使用し、このイメージングプレートをレーザ走査することにより潜像を励起する。そして、これにより発生する蛍光を光電子増倍管で読み取るコンピューテッド・ラジオグラフィ装置が使用されている。また、動画撮影では、撮像管の代わってＣＣＤ等の固体撮像素子を使用する、Ｉ．Ｉ．−ＤＲ撮影装置も使用されている。両者は、デジタル画像を出力する機能を有しており、医療画像のデジタル化に貢献し始めている。さらに、蛍光体と大面積アモルファスシリコンセンサとを密着させた放射線平面検出器、いわゆるＦＰＤ（Flat Panel Detector）を使用して、光学系等を介さずに放射線像を直接デジタル化するデジタル撮影装置が実用化されている。

従来、特許文献１、特許文献２のように、放射線平面検出器（ＦＰＤ）では、欠陥位置（欠陥座標マップ）の登録をしておき、欠陥位置に基づき、常に決められた画素の欠陥補正を行っていた。この中で特許文献１では、第一の欠陥画素と、第二の欠陥画素を抽出している。特許文献２では、画像中から複数の領域に分割して、標準偏差を求め、この領域内で、欠陥画素を抽出している。

特開２００５−００６１９６号公報 特登録４１２４９１５号公報

しかし、異常画素の補正方法は、常時異常の画素か、一時異常の画素かで、変更する等の手段は無かった。そのため、異常画素を適切な方法で補正することができないという問題が生じている。

上記の問題を解決するために、常時異常の画素か、一時異常の画素かに対応して、空間的な補正を行うか、時間的な補正を行うかを、選択することが可能なＸ線画像撮影装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係るＸ線画像撮影装置は、Ｘ線を照射するＸ線照射手段と、前記Ｘ線照射手段により照射された被検体のＸ線画像を検出するＸ線検出手段と、を有するＸ線画像撮影装置であって、
前記Ｘ線検出手段により検出された複数のＸ線画像のうち画素値が常に異常となる画素を、位置に依存した欠陥として検出し、前記Ｘ線画像における前記欠陥の位置情報を取得する第一の欠陥検出手段と、
前記位置情報と、前記画素値の異常が検出された前記画素の近傍の画素の画素値とに基づいて、異常が検出された前記画素の前記画素値を補正する第一の欠陥補正手段と、
前記Ｘ線検出手段により前記Ｘ線画像が検出された際の前記被検体の撮影条件を示す情報を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記撮影条件を示す情報に基づいて、前記第一の欠陥補正手段により補正されたＸ線画像を更に補正するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記Ｘ線画像を更に補正すると判定された場合に、前記Ｘ線検出手段により検出された複数のＸ線画像のうち画素値が時間の経過に依存して一時的に異常となる画素を欠陥として検出する第二の欠陥検出手段と、
前記第二の欠陥検出手段により異常が検出された前記画素の前記画素値を補正するための補正方法を、前記撮影条件を示す情報に基づき決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された前記補正方法に従って、前記第二の欠陥検出手段により検出された前記画素の前記画素値を補正する第二の欠陥補正手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、一時的な欠陥画素に対して、空間的なパラメータの補正を行うか、時間的なパラメータの補正を行うかを、選択することができるＸ線画像撮影装置の提供が可能になる。

また、Ｘ線ショットノイズ画素や、異常ドット画素のように、常に現われる訳ではない、異常画素に関して、撮影条件に応じて、適した補正の方法に変えることができるＸ線画像撮影装置の提供が可能になる。

実施形態にかかるＸ線撮影撮影装置の全体構成を示す概略ブロック構成図。 空間/時間依存の欠陥補正および重み付けによる欠陥補正を説明する図。 Ｘ線画像撮影装置の処理の流れを説明する図。 Ｘ線フォトンが、可視光フォトンに混じって相互作用をおこなった時の統計的な分布を例示的に説明する図。 異常画素の補正方法を概念的に説明する図。 Ｘ線の線量に応じたＸ線ショットノイズの画質への影響を例示的に説明する図。 実施形態にかかるＸ線画像撮影装置の処理の流れを説明する図。 (a)はＸ線撮影撮影装置の操作画面例を表し、（b）は撮影部位として骨領域、軟部組織領域における強調周波数と強調度との関係を例示する図、(c)は撮影部位毎における強調周波数と強調度の関係を例示する図。 空間周波数とMTF(Modulation Transfer Function)との関係を例示する図。 撮影時に取得された情報（撮影時取得情報）の重みづけ算出部の構成を説明する図。 重み付け情報の算出結果を示す図。 重み付け情報の加算値（入力）と第二の欠陥補正実行時における重み付け情報の出力値との関係を示す図。 最大フレームレートと全画素数（画素ビニング）との関係を例示する図。 画像中の動きの大小がある時の画像を例示する図。 実施形態にかかるＸ線画像撮影装置の処理の流れを説明する図。 従来の空間位置に依存した欠陥補正を説明する図。 Ｘ線撮影撮影装置の構成を説明する図。 Ｘ線画像撮影装置の処理の流れを説明する図。 Ｘ線画像撮影装置の処理の流れを説明する図。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。

（第１実施形態）
図１を用いてＸ線撮影撮影装置の構成を説明する。Ｘ線ビームＸを照射するＸ線照射部１００１と、Ｘ線ビーム１００２を検出するＸ線検出部１００４とは、被検体１００３を挟んで対向して配置されている。Ｘ線照射部１００１に接続されているＸ線照射制御部１００５は、Ｘ線照射部１００１から照射されるＸ線の照射を制御する。Ｘ線検出部１００４はデータ収集部１００６と接続されている。データ収集部１００６は、Ｘ線検出部１００４から出力されたＸ線画像データ（以下、単に「画像」ともいう）のＡ/Ｄ変換、アンプ増幅、Ｘ線画像データの画像並べ替え等を行う。得られた画像は前処理部１００７を通してメインメモリ１０１５に格納される。Ｘ線検出部１００４によって検出される常時欠陥の状態である画素（常時欠陥画素）の位置情報（第一の欠陥画素位置）は工場出荷時の検査工程で第一の欠陥画素位置の検出部１００８によって検出される（第一の欠陥検出）。常時欠陥画素の位置情報（第一の欠陥画素位置（欠陥画素位置マップ））は、第一の欠陥画素位置保存部１０１８に記憶されている。第一の欠陥補正部１００９は、第一の欠陥画素位置保存部１０１８の欠陥画素位置マップと、Ｘ線画像データを構成する２次元的に配列された画素のうち欠陥画素の近くに配置された空間的な近隣画素と、を用いて欠陥補正を行う（第一の欠陥補正）。撮影情報取得部１０２４は、被検体１００３を撮影する際の線量情報や撮影部位等の撮影条件を示す情報を、例えば、Ｘ線照射制御部１００５とＸ線検出部１００４とを介して取得して、格納する。

Ｘ線照射制御部１００５、データ収集部１００６は、ＣＰＵバス１０２６に接続されている。更に、ＣＰＵバス１０２６にはメインメモリ１０１５、画像処理部１０１３、ＣＰＵ１０１４、操作パネル１０１６、画像表示部１０１７が接続されている。メインメモリ１０１５はＣＰＵ１０１４での処理に必要な各種のデータなどを記憶すると共に、ＣＰＵ１０１４のワーキング・メモリとして機能する。ＣＰＵ１０１４は、Ｘ線撮影撮影装置１０００の制御手段として機能して、メインメモリ１０１５を用いて、操作パネル１０１６からの操作に従った装置全体の動作制御等を行う。前処理部１００７はＸ線検出部１００４の画素毎の感度ばらつきを補正するゲイン補正処理と、Ｘ線検出部１００４の画素毎の暗電流ばらつきを補正する暗電流補正処理と、を行う。Ｘ線撮影の前の時点で、ゲイン補正用画像および暗電流補正用画像は、メインメモリ１０１５に格納されており、前処理部１００７は、補正時に必要に応じて、これらの画像を呼び出すことができるようになっている。操作パネル１０１６を介してユーザから撮影指示が入力されると、撮影指示内容は記憶部１０１２に保存され、操作パネル１０１６に表示される。操作パネル１０１６を介して撮影部位が表示され、操作パネル１０１６を介したユーザの指示に基づいて撮影部位選択部１０２５は特定の撮影部位を選択する。撮影部位選択部１０２５で選択された撮影部位の情報に基づいて、あらかじめ記憶部１０１２に記憶されている強調する周波数や、強調度等の撮影部位に対応した情報が撮影情報取得部１０２４に取得され、保存される。その後、ユーザがＸ線発生装置の操作パネル１０１６を用いてＸ線発生の指示を行うと、ＣＰＵ１０１４はＸ線照射制御部１００５を介してＸ線照射部１００１及びＸ線検出部１００４を制御してＸ線撮影を実行させる。

Ｘ線撮影では、先ずＸ線照射部１００１が被検体１００３に対してＸ線ビーム１００２を照射し、照射されたＸ線ビームＸは被検体１００３中を減衰しながら透過してＸ線検出部１００４に到達し、検出される。Ｘ線検出部１００４は検出されたＸ線画像信号を出力する。本実施形態おいて、被検体１００３は、例えば、人体とすることができる。この場合、Ｘ線検出部１００４から出力されるＸ線画像は人体を透過した画像（人体画像）となる。データ収集部１００６は、Ｘ線検出部１００４から出力されたＸ線画像データ（信号）のＡ/Ｄ変換等を行い、所定のデジタル信号に変換してＸ線画像データとして前処理部１００７に供給する。前処理部１００７はＸ線画像データに対して、暗電流補正処理やゲイン補正処理等の前処理を行う。前処理が行われたＸ線画像データは原画像データとしてＣＰＵ１０１４の制御によりＣＰＵバス１０２６を介して、メインメモリ１０１５に転送される。第一の欠陥補正部１００９は、第一の欠陥画素位置保存部１０１８の欠陥画素位置マップと、Ｘ線画像データを構成する２次元的に配列された画素のうち欠陥画素の近くに配置された空間的な近隣画素と、を用いて欠陥補正を行う。欠陥補正された画像データは、ＣＰＵ１０１４の制御によりＣＰＵバス１０２６を介して、メインメモリ１０１５に転送される。

次に欠陥補正された各画像データは、第二の欠陥検出部１０１０を用いて欠陥が検出される（第二の欠陥検出）。第二の欠陥検出部１０１０は、Ｘ線フォトンが相互作用することによって生じたＸ線ショットノイズ画素や、半導体Ｘ線検出器に偶発的にノイズが混入すること等による異常ドット画素等の、一時的な欠陥画素を各画像毎に抽出する。抽出された欠陥は、各画像毎に第二の欠陥画素位置保存部１０１９に保存される。検出された一時的な欠陥画素は、第二の欠陥画素補正部１０１１にて、欠陥補正（第二の欠陥補正）がされて、ＣＰＵ１０１４の制御によりＣＰＵバス１０２６を介して、メインメモリ１０１５に転送される。

欠陥補正方法判定部１０２０は撮影情報取得部１０２４に格納されている線量情報や撮影部位等の撮影条件を示す情報を用いて、複数の補正方法の中からどの方法で欠陥画素の欠陥補正（第二の欠陥補正）を行うかを判定する。

第二の欠陥画素補正部１０１１は、欠陥補正方法判定部１０２０の判定欠陥に基づき欠陥画素の欠陥補正（第二の欠陥補正）を行う。第二の欠陥画素補正部１０１１は、空間的欠陥補正部１０２１または時間的欠陥補正部１０２２を用いて欠陥画素の補正を行う（第二の欠陥補正）。そして、第二の欠陥画素補正部１０１１は、空間的/時間的欠陥補正の重みづけを行う重み付け制御部１０２３で制御される方法、第二の欠陥補正がなされたＸ線画像データに対して、更に欠陥画素の補正を行う（第三の欠陥補正）。第二の欠陥補正が行われたＸ線画像データはＣＰＵ１０１４の制御によりＣＰＵバス１０２６を介して、メインメモリ１０１５と、画像処理部１０１３と、に転送される。画像処理部１０１３は、ノイズ低減処理、周波数処理、階調処理を行い、Ｘ線画像データを画像表示部１０１７に出力する。

図２を用いて空間/時間依存の欠陥補正および重み付けによる欠陥補正を説明する。図１５を用いて従来の空間位置に依存した欠陥補正を説明する。両者共に撮影されたＸｎ（ｎ＝１、・・・ｎ＋１：ｎは自然数）画像を黒補正用のＤｎ（ｎ＝１、・・・ｎ＋１：ｎは自然数）で補正する。そして、同様に事前に取得されたＷ画像を、黒補正用のＤｗ画像で補正し、白補正を行うところまでは同一である。図１５では、空間位置依存の欠陥画素マップDefspaceを用いて、欠陥補正プログラムA(空間位置依存の欠陥補正)が実行される。空間位置依存の欠陥補正が実行された後、画像表示部に表示するための画像処理に移行する。図２では、ブロック２０１で、欠陥補正プログラムＡを用いて第一の欠陥補正を行う。ブロック２０２で、空間位置依存の欠陥補正プログラムＡと、時間依存欠陥補正の欠陥補正プログラムＢと、のうちいずれかを用いた第二の欠陥補正を行う。ブロック２０３で、欠陥補正プログラムＡ、Ｂの重み付けによる欠陥補正プログラムCを用いた第三の欠陥補正を行う。時間依存欠陥補正を行う欠陥補正プログラムＢの入力には、時間依存の欠陥画素マップDeftimeおよび時間的前後に相当するフレーム画像が入力される。

図３を用いて本実施形態のＸ線画像撮影装置の処理の流れを説明する。ステップＳ３００において、第一の欠陥検出を行う。本ステップは、例えば、工場出荷時の検査工程で、第一の欠陥画素位置の検出部１００８によって欠陥画素（常時欠陥画素）検出される。常時欠陥画素の位置情報（第一の欠陥画素位置（欠陥画素位置マップ））は、第一の欠陥画素位置保存部１０１８に格納されている。

ステップＳ３０１で、Ｘ線撮影撮影装置１０００の準備が完了後にＸ線画像撮影を開始する。Ｘ線照射部１００１は、撮影部位に対応した所定の線量のＸ線を発生させて被検体１００３にＸ線を照射する。Ｘ線検出部１００４は被検体１００３を透過したＸ線を検出し、予め決定された蓄積時間の後に、データ収集部１００６は検出されたＸ線の画像（Ｘ線画像）を読み出す。Ｘ線画像撮影時に取得された情報は撮影情報取得部１０２４に保存される。操作パネル１０１６を介して入力された撮影部位情報、各撮影部位に対応する空間周波数強調パラメータ、Ｘ線検出部１００４に含まれるＸ線画像検出パネルに到達したＸ線線量などが撮影情報取得部１０２４に保存される。得られたＸ線画像は、データ収集部１００６において、Ａ/Ｄ変換、アンプ増幅、Ｘ線画像データの並べ替え等が行われ、これらの処理結果はメインメモリ１０１５に送られる。

ステップＳ３０２で、第一の欠陥補正が行われる。第一の欠陥画素位置保存部１０１８に保存されている常時欠陥画素の位置情報（第一の欠陥画素位置（欠陥画素位置マップ））を用いて、空間的な位置依存の欠陥画素の補正を行う。

ステップＳ３０３で、欠陥画素を補正するための補正方法（第二の欠陥補正）を実施するか否かが欠陥補正方法判定部１０２０により判定される。撮影情報取得部１０２４に保存されている、撮影時に取得された情報を用いて、欠陥補正方法判定部１０２０は、第二の欠陥補正を実施するか否かを判定する。撮影時に取得された情報（撮影時取得情報）には、例えば、Ｘ線線量、撮影部位情報、周波数強調情報、画像中の動き量、撮影フレームレート、画素ピッチ、画素ビニングの有無、Ｘ線ランダムノイズ量などが含まれる。これらの情報のうち少なくともいずれか１つを用いて、第二の欠陥補正を実施するか否かを判定することができる。Ｘ線ショットノイズを補正するためには、例えば、撮影情報取得部１０２４に保存されたＸ線線量が、ある一定量よりも多い時には、第二の欠陥補正を実施するための第二の欠陥検出を実施せずに、Ｘ線画像データは画像処理部１０１３に入力される。一方、撮影情報取得部１０２４に保存されたＸ線の線量が、ある一定量よりも少ない時には、第二の欠陥補正を実施するための第二の欠陥検出を実施すると判定され、処理はステップＳ３０４に進められる。

ステップＳ３０４において、先のステップＳ３０２で第一の欠陥補正された画像に対して、第二の欠陥画素位置の検出部１０１０は、欠陥検出を行う。第二の欠陥検出では、第一の欠陥補正で、補正されなかった欠陥画素または出力異常画素を欠陥補正することになる。第一の欠陥検出では、主に、空間的な位置依存の出力異常画素が欠陥画素として検出された。原因としては、半導体プロセスで画素を製造する際に、異なる成分が、混入する等で欠陥画素等となる可能性がある。また各画素が原因ではなく、出力信号値が通過する各信号線や、アンプICに起因する異常出力画素も、空間的な位置依存の欠陥画素として第一の欠陥画素位置の検出部１００８で検出される。

本ステップで検出されるのは、主に時間依存の出力異常画素である。例えば、Ｘ線ショットノイズや異常ドットを想定している。Ｘ線ショットノイズは、後述のように、画素や信号線、アンプIC等に起因する欠陥画素ではない。Ｘ線ショットノイズの原因は、たまたま蛍光体を透過したＸ線フォトンが、光電変換素子内で、光電効果をおこし、電気信号に変換された時におきる。つまり、全ての画素で一定の確率で常におきる。また異常ドットは、各画素や信号線、アンプIC等に、例えば、接触不良や不安定性部分が存在すると、時々欠陥画素となる可能性がある。このような常に欠陥画素とならない画素を、第一の欠陥検出で恒常的な欠陥画素とすると、過剰に欠陥画素として登録してしまう可能性がある。本発明では、適切な画素を欠陥補正することを目的として、第一の欠陥検出では常に現われる異常画素を検出し、確率的（一時的）に現われる異常画素は第二の欠陥検出で、各画像毎に検出する。このように、恒常的に現われる欠陥画素では、捉えられない異常画素を検出するのが、本ステップの目的である。

ステップＳ３０５にて、欠陥補正方法判定部１０２０は、ステップＳ３０４で検出された欠陥画素を補正するための補正方法（第二の欠陥補正）を選択する。本発明では、(i)空間的近傍画素を用いた欠陥補正、(ii)時間的近傍画素を用いた欠陥補正、(iii)空間的近傍画素と時間的近傍画素との両者を重みづけにより併用した重みづけ欠陥補正、(iv)欠陥補正なし、を選択することが可能である。尚、第一の欠陥検出で、検出された画素は、常時欠陥の状態である画素（常時欠陥画素）であるため、上記(i)に空間的近傍画素を用いた欠陥補正を行うのが常である。欠陥補正方法判定部１０２０は、撮影時に取得された情報を用いて、欠陥補正方法を決定する。検出された第二の欠陥画素数が少ない時、第二の欠陥画素を検出して、第二の欠陥補正を行うステップは、動画でリアルタイム表示時には、計算時間がかかり、表示までの遅延時間となりかねない。よって、上記(iv)の欠陥補正なしが望ましい。しかし、リアルタイムに画像表示せずに、後で繰り返しで画像を見る場合や診断用等に用いる時には、偶発的な欠陥画素があると、表示上で目障りになったり、異常値を示す可能性があるので、上記(i)〜(iii)で欠陥補正を行う。

(ｉ)の空間的近傍画素を用いて欠陥補正を行うことが必要なのは、例えば、静止画撮影である時や、動画フレームレートが遅い時等である。この時は、前後フレームとは、時間間隔があくため、被写体等が大きく移動している可能性がある。このような時は、前後フレームを用いて、欠陥補正を行うと、だいぶ離れた画素値で、欠陥補正することになる。(ii)と(iii)は、時間的近傍画素を用いた欠陥補正を行う方法である。速い動画フレームレートで撮影する時、空間的近傍画素の画素値よりも、時間的近傍画素の画素の方が、正確性が高い場合がある。例えば、被写体が殆ど動かない時などである。このような時は、(ii)の時間的近傍画素を用いる。また、速いフレームレートで撮影する際には、画素をビニングで読み出すようにＸ線画像撮影装置側で設定することが多い。なぜならば、多くの画素を読み出そうとすると、読み出し時間がかかり、速いフレームレートで画像を読み出すことが困難になり、また前処理等の画像処理も画像サイズが大きくなるほど、難しくなるためである。ビニングすると、空間的周辺画素までの距離が長くなるため、時間的近傍画素を用いた欠陥補正の必要性が高くなる。例えば、速いフレームレートを実現させる時、全画素を読み出すのではなく、例えば2×2や4×4でビニングする場合、160μmピッチの画素サイズは、実質320μmピッチや640μmピッチの画素サイズとして機能する。この時、空間的周辺画素を用いて欠陥補正を行おうとする場合、位置が離れた画素を用いて欠陥補正を行う必要性が生じて、欠陥補正の正確性が減少する。つまり、速いフレームレートで撮影した時は、時間的周辺画素が、より近い時間になるだけでなく、空間的周辺画素も、より遠い空間的位置になる。これらの相乗効果により、時間的近傍画素を用いた欠陥補正を行う方法を採るように選択を行う。

第二の欠陥補正を行わない時に、処理はステップＳ３０９に進められ、表示用の画像処理を行う。第二の欠陥補正を行わない場合には、出力の異常な画素が画像上で点々とノイズとして表示されることになるデメリットがあるが、演算処理量が少なくなるので、画像表示を即時に行えるというメリットがある。

ステップＳ３０５において、空間的欠陥補正が選択された場合、処理はステップＳ３０６に進められる。第二の欠陥補正としての空間的欠陥補正のメリットとして、ユーザは空間的欠陥補正がされた第一の欠陥補正後の画像を見て画質に違和感がある場合でも、空間的周辺画素を用いているということで、ある程度その内容を把握しやすいことにある。また、空間的欠陥補正の方法は、改善が重ねられており、より自然に見えるように、改良が重ねられている。例えば、連欠陥や、ライン欠陥になった場合にも、効果的に欠陥を補正することが可能になる。

ステップＳ３０５において、時間的欠陥補正が選択された場合、処理はステップＳ３０７に進められる。時間的欠陥補正とは、異常出力が起きた画素と同一の画素で、時間的に前後フレームで得られた画素値を元に、欠陥補正するものである。リアルタイムに画像を表示する際には、直前フレームの画像の同一画素を用いることが望ましいが、繰り返し再生する時や、診断用に表示処理を行う際には、この時間的欠陥補正を、前後フレームを同一の割合で用いることが望ましい。

ステップＳ３０５において、時間的欠陥補正と空間的欠陥補正の両者を用いて欠陥補正を行うことが選択された場合、処理はステップＳ３０８に進められる。ステップＳ３０８では、時間的欠陥補正と、空間的欠陥補正との重み付けをして、欠陥補正が実行される。ステップＳ３０９において、表示用の画像処理を行う。表示用の画像処理は、諧調処理、周波数処理、画素数処理に分けられる。諧調処理とは、撮影された画像の関心濃度が、モニタ等における表現諧調に合うように調整するための処理である。周波数処理とは、撮影画像の関心周波数を、適切に表現するための周波数強調処理である。画素数処理とは、ビニング処理や切り出し処理などを含めた画素数処理で、モニタ等に表示する際に、一般に1024画素や2048画素の画像を用いることが多いので、表示用に画素数を変換する処理を行う。ステップＳ３１０において、撮影を継続するか判定され、撮影を継続する場合（Ｓ３１０−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３１０に戻され、同様の処理を繰り返す。一方、ステップＳ３１０の判定で、撮影を継続しない場合（Ｓ３１０−Ｎｏ）、処理はステップＳ３１１に進められ、先のステップＳ３０９で実行された画像処理された画像の表示（出力）処理が実行され、処理を終了する。

図４(a)、 (b)を用いて、Ｘ線フォトンが、可視光フォトンに混じって相互作用をおこなった時の統計的な分布を例示的に説明する。図４(a)は線量が少ない時を説明する図であり、図４(b)は線量がある程度多い時を説明する図である。図４(a)では、線量が少ないため、Ｘ線フォトンが相互作用する個数が非常に少なくなる。このため、確率的にＸ線フォトンが相互作用を起こした画素だけが、画像中で欠陥画素のように見えるノイズとしてあらわれる。しかし、図４(b)に示すように線量が多くなると、各画素に複数個のＸ線フォトンが相互作用を行うようになると、あたかも各画素は、Ｘ線フォトンカウンタとなり、被写体を透過したＸ線量の分布を表すようになる。これは、線量だけでなく、光電変換を起こすＸ線平面検出器(FPD)の感度による。Ｘ線平面検出器(FPD)を含めたＸ線画像撮影システムのノイズが小さい時、Ｘ線平面検出器(FPD)の感度を上げることで、検出できる画素値単位に割り当てるＸ線量を小さくすることができる。つまり、Ｘ線画像撮影システムのノイズ量が、非常に小さい時、各光子が、光電変換された際の、電圧または電流を画素に割り当てる、最小単位を非常に小さくすることができる。この時、間接型の放射線平面検出器(FPD)において、蛍光体によって、可視光に変換された光ではなく、蛍光体を透過した後のＸ線が、直接放射線平面検出器(FPD)において光電変換され、ショットノイズとして認識される確率が上がる。

放射線平面検出器(FPD)のノイズ量が非常に小さい時、高感度に設定するとＸ線量が少ないために、Ｘ線が直接光電変換を起こして画像中で認識される画素が多くなる。Ｘ線フォトンが、直接放射線平面検出器(FPD)において光電変換される量が小さいと、例えば、1フォトン以下だと、たまたま、その画素で光電変換を起こした画素が、画素値が急に大きくなったような、ショット状のノイズとして現われるためである。Ｘ線の線量が多くなると、やがて全ての画素で、Ｘ線フォトンが1個以上、光電変換されるようになり、最終的には、ガウス分布に近づく。このようなＸ線ショットノイズは、画素自体は欠陥画素ではなく、正常な画素に、偶然に、Ｘ線が入射したことによる、光電変換が画像化された結果である。

図５(a)、(b)を用いて、異常画素の補正方法を概念的に説明する。図５(a)は正常画素と異常画素とを例示的に説明する図である。異常画素は、常時異常画素と一時異常画素とに分けられる。横軸が時間の経過で、画像フレームのn-2枚目、n-1枚目、n枚目、n+1枚目の画素値を縦軸に示してある。正常画素の出力値は、被写体の動きや、Ｘ線発生線量等に応じて多少は変化があるが、画素値に大きな変化はない。これに対して常時異常画素は、常に画素値が、空間的近隣画素と比較して値が大きく異なり画素値の全体的な値は低い。一時異常画素は、通常は正常画素と区別がつかないが、時々、あるフレーム内（例えば、ｎ枚目）で、空間的近隣画素と比較して画素値が大きく異なる値（低下する値）が出力される。

図５(b)は、撮影フレームレートに応じた欠陥補正方法を示す図である。５０１は、静止画撮影中に一時欠陥画素が生じた例を示す図である。この時は、従来と同様に、空間的周辺画素を用いた欠陥画素の補正行うように、欠陥補正方法判定部１０２０で補正方法の選択を行う。または生じた画素数が少なければ、欠陥補正方法判定部１０２０は第二の欠陥画素補正を行わないように判定することも可能である。例えば、第二の欠陥画素補正を行わないように、空間的/時間的欠陥補正の重みづけを０にするように重み付けの設定を制御することも可能である。

５０２は、動画の高フレームレートで撮影された画像中に、一時欠陥画素が生じた例である。欠陥補正方法判定部１０２０は、同一画素の前後フレームを数枚の画素値を用いて時間的欠陥補正を行うように判定する。この場合、例えば、欠陥補正方法判定部１０２０は、同一画素の前後フレームを数枚の画素値を用いて時間的な欠陥補正の重みづけを強くして欠陥補正を行うように判定することも可能である。５０３は、動画の中低フレームレートで撮影された画像中に、一時欠陥画素が生じた例である。欠陥補正方法判定部１０２０は、同一画像の空間的近隣画素値と、前後フレーム画像の画素値を用いて、空間的欠陥補正方法と時間的欠陥補正方法とを組み合わせた補正方法を実施して、欠陥画素を補正する。例えば、欠陥補正方法判定部１０２０の判定結果に基づき、重み付け制御部１０２３は、空間的欠陥補正と、時間的欠陥補正と、のそれぞれに対して重み付けの設定を行う。そして、設定された重み付けに基づいて、空間的欠陥補正方法と時間的欠陥補正方法とを組み合わせた補正方法が実行される。

本実施形態によれば、一時的な欠陥画素に対して、空間的なパラメータの補正を行うか、時間的なパラメータの補正を行うかを、選択することができるＸ線画像撮影装置の提供が可能になる。また、Ｘ線ショットノイズ画素や、異常ドット画素のように、常に現われる訳ではない、異常画素に関して、撮影条件に応じて、適した補正の方法に変えることができるＸ線画像撮影装置の提供が可能になる。

（第２実施形態）
本実施形態では、撮影時に取得された情報として、Ｘ線の線量を用いて、第二の欠陥補正の方法を変更する構成を説明する。図６(a)(b)を用いて、Ｘ線の線量に応じたＸ線ショットノイズの画質への影響を例示的に説明する。図６(a)ではランダムノイズ量が大きいため、Ｘ線ショットノイズのピークが立った画素を入力しても、ランダムノイズの中に埋もれてしまい、一時的な欠陥画素とは認識されにくくなる。一方、図６(b)ではランダムノイズ量が小さいため、Ｘ線ショットノイズのピークが立った画素を入力すると、ランダムノイズに埋もれず、あたかも一時的な欠陥画素と認識されやすくなる。本発明では、このような、ランダムノイズ量の大小によって、Ｘ線ショットノイズの画素を、一時的な欠陥補正を行う方が良いか、行わない方が良いかを制御することで、適切な欠陥補正を行う。

図６(c)は、Ｘ線線量とランダムノイズ量の関係を例示する図である。横軸はＸ線の線量を表し、縦軸は画像中でランダムに変動する成分のランダムノイズ量及び対応する画素値を示している。図６(c)に示すように、一般にＸ線量が増加するに従って、画素値（平均値）と、ランダムノイズ量とは、共に、単調に増える。Ｘ線ショットノイズは、画素値（平均値）と、ランダムノイズ量とに比べて圧倒的に少ない量であり、大きくみると影響はない。しかし、個数は少なくても、1個あたりのピーク画素値が大きいため、ランダムノイズの量が小さい時に目立ちやすくなる。本実施形態では、Ｘ線の線量が閾値以下となる時に、ランダムノイズに対してＸ線ショットノイズを目立たないようするために第二の欠陥補正を行う。

次に、Ｘ線線量の閾値について述べる。１点の画素値が、ランダムノイズの中で、視覚的に見えるか見えないかの違いは、およそＸ線線量の1/7から1/10の範囲がその限界となる。Ｘ線ショットノイズの画素値が100LSB（Least Significant Bit）とすると、ランダムノイズがその1/7の約15LSB以下となるＸ線線量の到達線量の場合に、欠陥補正方法判定部１０２０は第二の欠陥補正を行うように判定する。それ以上の線量の時には、目立たないこと、完全に欠陥なのではなく、何らかの正しい画素値も含んでおり、たかだか100LSB程度の画素値が加算されているだけである。そのため、このような場合に、欠陥補正方法判定部１０２０は欠陥扱いをしない。すなわち、欠陥補正方法判定部１０２０は第二の欠陥補正を行わないと判定する。

図７Ａを用いて第２実施形態にかかるＸ線画像撮影装置の処理の流れを説明する。ステップＳ７０１において、Ｘ線ショットノイズの画素値が算出される。出荷前等にあらかじめ、Ｘ線ショットノイズが発生した時の画素出力の統計値が、あらかじめ記憶部に記憶されている。例えば、間接型FPDにおいて、蛍光体の貼り合わせ前に、可視光が当たらない環境でＸ線のみ照射することにより、蓄積される電荷を読み出して、画素値を読み取る。この方法により、事前にＸ線ショットノイズの出力画素値のみの統計値を算出することができる。

ステップＳ７０２において、Ｘ線画像を撮影する。この処理は、図３のステップＳ３０１と同一である。ステップＳ７０３において、第一の欠陥補正が実行される。先のステップＳ７０２でＸ線撮影された画像は、第１実施形態で説明したように、空間的近隣画素を用いた第一の欠陥補正が行われ、処理はステップＳ７０７に進められる。

一方、ステップＳ７０４では、ステップＳ７０２で撮影されたＸ線画像の解析が実行され、Ｘ線到達線量が算出される。このＸ線到達線量はＸ線検出部１００４で検出された各画素値に基づいて算出することが可能である。Ｘ線照射方向に対して厚い被写体を透過した領域では画素値が小さくなり、薄い被写体を透過した領域では画素値が大きくなる。

ステップＳ７０５では、Ｘ線到達線量に対するＸ線量子ノイズの統計量が算出される。あらかじめ、図６(c)の縦軸横軸のようにランダムノイズ量が求まっているため、これを変換テーブルとして用いることにより、変換処理が実行される。

ステップＳ７０６では、Ｘ線ショットノイズの画素値と、ランダムノイズ量の統計量との比率が算出される。一般に図６(a)(b)のような視覚認識限界がランダムノイズ量の１/７倍から1/10の範囲にあるため、両者の比率を計算して出力する。

ステップＳ７０７において、ステップＳ７０６で算出された比率に基づき、欠陥補正方法判定部１０２０は、第二の欠陥補正を実行するか否かを判定する。Ｘ線の線量が、例えば1/7倍となる線量よりも大きい線量となる周辺画素値において一時的欠陥画素が発生した時に、視覚的に見えない可能性があるため、欠陥補正方法判定部１０２０は第二の欠陥補正を行わないと判定する。この場合、処理はステップＳ７０９に進められる。一方、ランダムノイズに対するＸ線線量の比率が、例えば1/7倍となる線量（閾値）よりも小さい線量となる周辺画素値において一時的欠陥画素が発生した時に、欠陥補正方法判定部１０２０は第二の欠陥補正を実行すると判定する。

ステップＳ７０７において、第二の欠陥補正部１０１１は、第二の欠陥補正を実行する。そして、ステップＳ７０９において、表示用の画像処理が実行され、フィルムやモニタ等に撮影されたＸ線画像が表示（出力）され、処理は終了する。尚、本実施形態で閾値として説明した1/7や1/10という数値は、あくまでも、視認限界を示す一つの具体例にすぎず、本発明の趣旨は、この数値例に限定されるものでないことは言うまでものない。

本実施形態によれば、撮影時に取得された情報として、Ｘ線の線量を用いて、第二の欠陥補正の方法を変更することが可能になる。

（第３実施形態）
本実施形態では、撮影時に取得された情報（撮影時取得情報）のＸ線撮影装置時に入力または検出される撮影部位情報を用いて、第二の欠陥補正の内容を制御する構成を説明する。図７Ｂ(a)はＸ線撮影撮影装置の操作画面例を表し、（b）は撮影部位として骨領域、軟部組織領域における強調周波数と強調度との関係を例示する図であり、(c)は撮影部位毎における強調周波数と強調度の関係を例示する図である。Ｘ線画像撮影装置は、撮影時に操作画面で指定された撮影部位（例えば、胸部正面等）に応じて、適切な画像処理を行う。ここでいう画像処理とは、大きく諧調処理と周波数処理が含まれる。本実施形態ではこのうち、周波数処理における設定パラメータを用いる。周波数処理の設定パラメータには、例えば、図７Ｂ（ｃ）に示したように強調周波数と強調度が挙げられる。Ｘ線画像撮影装置には、撮影部位毎に強調すべき周波数を示す強調周波数と、強調度が保存されている。強調周波数と強調度のパラメータは任意に変更することが可能である。

図７Ｂ(b)は、撮影部位として骨領域、軟部組織領域における強調周波数と強調度との関係（分布）を示す図である。診断用画像においては、軟部組織領域に関しては、低い強調周波数で弱い強調量処理をかけることが多い。また、骨領域においては、高い強調周波数で、強い強調度で強調処理をかけることが多い。他の撮影部位も概ねこれらの部位の間に、周波数処理の強調パラメータが入る。このように、周波数強調の画像処理パラメータを見ることによって、各撮影画像の各撮影部位に応じて、どの空間周波数に関心があるかを把握することができる。本実施形態では、関心のある空間周波数が、高空間周波数か、低空間周波数かに応じて、第二の欠陥補正方法において、欠陥補正方法判定部１０２０は、空間的欠陥補正を重視するか、時間的欠陥補正を重視するかを判定する。

図８を用いて空間周波数とMTF(Modulation Transfer Function)との関係を例示する。同図により空間的欠陥補正を行った時のMTF低下量の空間周波数依存性が示される。空間的周辺画素で、空間的欠陥補正を行った場合、該当する画素の本来の値ではなく、周辺画素を用いて画素値を決めるため空間的にはボケる。これをMTFで示した例が図８となる。空間的欠陥補正の前後で、低空間周波数においてはMTFの低下量は小さいが、高空間周波数においては、MTFの低下量が大きくなる。図８では、指定された撮影部位の関心周波数が高空間周波数の時は、関心周波数のMTFが大きく低下してしまうことを低減する目的で、時間的欠陥補正の重み付けを強くし、空間的欠陥補正の重みづけを弱くするように第二の欠陥補正方法の内容が制御される。

また、逆に関心周波数が、低空間周波数の時は、時間的欠陥補正の重み付けを弱くし、空間的欠陥補正の重みづけを強くするように第二の欠陥補正方法の内容が制御される。このように第二の欠陥補正方法の内容が制御されることにより、指定された撮影部位の特性に適した内容の第二の欠陥補正方法を実行することが可能になる。

なお、本実施形態では、撮影部位を操作画面上で操作者が指定する例を示したが、本発明の趣旨はこの例に限定されるものではない。例えば、画像をソフト上で、サポートベクトルマシン等を用いて画像解析して、撮影部位を認識し、得られた撮影部位を入力としても本発明を適用することは可能であることは言うまでもない。また、本実施形態では、撮影部位を元に、関心周波数求めることで、本発明の適用できる実施例を示した。しかしながら、本発明の趣旨はこの例に限定されず、操作画面等で、予め、関心周波数や、空間的欠陥補正と時間的欠陥補正の重み付けを入力できるようにすることも可能であることは言うまでもない。

本実施形態によれば、撮影時に取得された情報（撮影時取得情報）のＸ線撮影装置時に入力または検出される撮影部位情報を用いて、第二の欠陥補正の内容を制御することが可能になる。

（第４実施形態）
本実施形態では、撮影時に取得された情報（撮影時取得情報）のうち、撮影のフレームレートを用いて、第二の欠陥補正の内容を制御する構成を説明する。図１２を用いて最大フレームレートと全画素数（画素ビニング）との関係を例示的に説明する。一般に、撮影駆動のフレームレートが高フレームレートになるに従って、全画素数は少なくなる。全画素数を少なくする方法としては、画像中の一部を切り取るか、画素ビニングをすることが挙げられる。画素ビニングをすることにより、空間的周辺画素までの距離が遠くなる。つまり、高フレームレートで撮影する時は一般に画素ビニング等を同時に実施しながら撮影をすることが多い。画素ビニングを行った場合、一まとまりとされた画素領域間の距離は大きくなる（空間的周辺画素が遠くなる）ため、空間的欠陥補正の重み付けを小さくするように、第二の欠陥補正の内容を制御することが好ましい。また、撮影フレームレートが高くなると、周辺の画素の時間的な変化が小さくなる（時間的周辺画素が近くなる）ため、時間的欠陥補正の重み付けを大きくするように第二の欠陥補正の内容を制御することが好ましい。

図９を用いて撮影時に取得された情報（撮影時取得情報）の重みづけ算出部の構成を説明する。尚、撮影時に取得された情報としては、例えば、Ｘ線線量、撮影部位情報、周波数強調情報、画像中の動き量、撮影フレームレート、画素ピッチ、画素ビニング有無、Ｘ線ランダムノイズ量などの情報が含まれる。重みづけ算出部（９０１〜９０７）は、これらの情報うち少なくとも１つの情報の重みづけ情報を算出する。撮影時に取得された情報によっては、空間的欠陥補正の重み付けを強くすることが適切な場合であり、かつ、時間的欠陥補正の重み付けも強くすることが適切な場合がありえる。例えば、速いフレームレートで、後述する動きの速い被写体を撮影した時などである。この場合には、重みづけ算出部（９０１〜９０７）は、撮影時取得情報のそれぞれを用いて、撮影時取得情報の各々独立に重み付け情報を算出する。重みづけ算出部（９０１〜９０７）は、重み付け情報の算出結果を、例えば、図１０に示すような重み付けテーブルに出力する。加算部９１０は、それぞれの重み付け情報の値を加算することにより合成し、空間的欠陥補正に対応した重み付け情報、時間的欠陥補正に対応した重み付け情報を求めて、欠陥補正方法判定部９２０に出力する。欠陥補正方法判定部９２０では、第二の欠陥補正方法の選択枝から、補正方法を選択し、補正の内容を制御する。選択肢として、例えば、空間的欠陥補正、時間的欠陥補正が挙げられる。また、空間的欠陥補正及び時間的欠陥補正に対する重み付け情報をゼロにした場合は、両補正を行わない、つまり第二の欠陥補正を行わないことも選択肢として挙げられる。図１１を用いて重み付け情報の加算値（入力）と第二の欠陥補正実行時における重み付け情報の出力値との関係を説明する。加算部９１０からの入力された各重み付け情報の入力値に基づいて、欠陥補正方法判定部９２０は第二の欠陥補正実行時における重み付けの値（出力）を決定する。例えば、出力が「０」または「１」の場合に、空間的欠陥補正または時間的欠陥補正のいずれか一方を行うように補正方法を決定する。また、出力が０＜出力＜１の場合、例えば、出力＝０．５の場合に、欠陥補正方法判定部９２０は、空間的欠陥補正を５０％の割合で行い、更に、時間的欠陥補正を５０％の割合で行うように第二の欠陥補正の内容を制御する。尚、どちらかの重み付けがあまりに大きい時には、１つの方法のみで、欠陥補正を行うことが、計算時間やリアルタイム性の点では望ましい。そして、欠陥補正方法判定部９２０で判定され、決定された重み付けの出力に基づき制御された補正の内容は、第二の欠陥補正部９３０により実行される。

本実施形態によれば、撮影時に取得された情報（撮影時取得情報）のうち、撮影のフレームレートを用いて、第二の欠陥補正の内容を制御することが可能になる。

（第５実施形態）
本実施形態では、撮影時に取得された情報（撮影時取得情報）のうち、画像中の画素位置の動き量を検出し、第二の欠陥補正の内容を制御する構成を説明する。図１３は、画像中の動きの大小がある時の画像を例示する。（a）は動き量の大きい被写体のn-1〜n+1枚目の画像例を示し、（b）は動き量の小さい被写体のn-1〜n+1枚目の画像例を示す。動き量の大きい被写体として、例えば生体の心臓等が挙げられる。また生体の肺等も周期的に動いており、動き量のある被写体の一つである。またマーゲン撮影等に用いられる胃の造影剤等も同様である。一方、動き量の小さい被写体としては、例えば四肢等の心臓や肺から遠く、骨等がＸ線画像中において多い部位である。時間的な異常画素値が、（a）の動き量の大きい被写体の領域内の画素で発生したのか、（b）の動き量の小さい被写体の領域内の画素で発生したのかで、第二の欠陥補正方法または、その重み付けを変える。

時間的な異常画素値が、（a）の動き量の大きい被写体の領域内の画素で発生した場合を想定する。この場合、時間的周辺画素である前後のフレーム（n-1フレームと、n+1フレーム）の同一画素の平均値で欠陥補正を行うと、該当するnフレーム目の欠陥補正後の出力が、空間的近隣画素と大きく異なる結果の画素値となる。これでは、時間的周辺画素を用いることで、空間的な欠陥補正をうまくできていない結果となってしまう。

そこで、本実施形態では、検出された一時的欠陥画素の空間的な周辺の領域に関して、動き量を検知し、(a)の動き量が大きい被写体が一時的欠陥画素の周辺で検知された時には、時間的欠陥補正をオフにするか重み付けを低い方法に制御する。

図１４を用いて第５実施形態にかかるＸ線画像撮影装置の処理の流れを説明する。ステップＳ１４０１において、第一の欠陥補正が実行される。Ｘ線撮影された画像は、第１実施形態で説明したように、空間的近隣画素を用いた第一の欠陥補正が行われた後に処理はステップＳ１４０２に進められる。撮影時に取得された情報（撮影時取得情報）に基づき、欠陥補正方法判定部１０２０は、第二の欠陥補正を実行するか否かを判定する。第二の欠陥補正を実行しないと判定される場合に、処理はステップＳ１４０８に進められ、表示用の画像処理が実行される。一方、ステップＳ１４０２の判定で、第二の欠陥補正を実行すると判定された場合に処理はステップＳ１４０３に進められ、第二の欠陥補正の設定が制御される。本ステップで、空間的欠陥補正のための重み付け情報と、時間的欠陥補正のための重み付け情報とが算出される。あるいは、時間的欠陥補正をオフにする、すなわち、時間的欠陥補正のための重み付け情報をゼロにしたり、重み付けを低く、または高くするように重み付け情報の設定が調整される。

そして、ステップＳ１４０４では、第二の欠陥補正の結果が評価される。評価ステップ（Ｓ１４０４）はステップＳ１４０５とステップＳ１４０６とを有する。ステップＳ１４０５では、画素値の異常が検出された画素の近傍の画素の画素値（空間的周辺画素の値）を比較して、偏差量算出結果を出力する。ここで、ＣＰＵ１０１４は、空間的欠陥補正の偏差量を算出する第一の偏差量算出手段として機能する。

ステップＳ１４０６では、画素値の異常が検出された画素と同一の画素であり、異常が検出された画素を含むフレームに対して時間的に前後のフレームで得られた画素値（時間的周辺画素の値）を比較して、偏差量算出結果を出力する。ＣＰＵ１０１４は、時間的欠陥補正の偏差量を算出する第二の偏差量算出手段として機能する。

ステップＳ１４０７において、補正の対象して注目している画素の動き量と、それぞれの偏差量とを比較して、それぞれの偏差量が予め定められた誤差の範囲にあるか否かが判定（誤差判定）される。偏差量が誤差範囲内にない場合に、処理はステップＳ１４０２に戻され、同様の処理が実行される。そして、ステップＳ１４０３において、偏差量が誤差範囲に収まるように、空間的欠陥補正のための重み付け情報および時間的欠陥補正のための重み付け情報のうち少なくともいずれか一方の再設定が行われる。誤差判定により空間的欠陥補正の偏差量が誤差の範囲を超えると判定された場合に、算出手段として機能する、重み付け算出部（９０１〜９０７）と加算部９１０とは、空間的欠陥補正のための重み付け情報を再設定する。誤差判定により時間的欠陥補正の偏差量が誤差の範囲を超えると判定された場合に、重み付け算出部（９０１〜９０７）と加算部９１０とは、時間的欠陥補正のための重み付け情報を再設定する。そして、再設定された重み付け情報に基づいて、空間的欠陥補正と前記時間的欠陥補正とを組み合わせた補正方法が第二の欠陥補正部１０１１により実行される。

一方、ステップＳ１４０７の判定で、偏差量は誤差範囲内にある場合、処理はステップＳ１４０８に進められ、表示用のために画像処理が実行され（Ｓ１４０８）、処理は終了する。

本実施形態によれば、撮影時に取得された情報（撮影時取得情報）のうち、画像中の画素位置の動き量を検出し、第二の欠陥補正の内容を制御することが可能になる。

（第６実施形態）
図１６を用いて第６実施形態のＸ線撮影撮影装置の構成を説明する。図１と共通する部分に関しては同一の参照番号を付し、説明を省略する。

Ｘ線検出部１００４の常時欠陥画素は、検査工程における欠陥画素位置の検出部１００８によって、欠陥画素の位置情報が、欠陥画素抽出モードと共に欠陥位置保存部１００９に記憶されている。メモリ１０１５に格納されている各画像は、欠陥位置を、空間的周辺の画素値を用いて、空間的欠陥補正部１０２１にて欠陥画素が補正され、記憶部１０１２に格納される。

操作パネル１０１６を介してユーザから撮影指示が入力されると、撮影指示内容は、記憶部１０１２に保存され、操作パネル１０１６に表示される。撮影指示時には、操作パネル１０１６を介して撮影部位選択部１０２５の中から特定の撮影部位が選択される。

撮影部位選択部１０２５で選択された撮影部位情報１６２８は撮影情報取得部１０２４に保存される。撮影部位選択部１０２５で選択された撮影部位情報に対応して、各撮影部位毎に調整された空間周波数処理の強調周波数や強調度等の画像処理情報１６３２が撮影情報取得部１０２４に保存される。

前処理が行われたＸ線画像データは原画像データとして、ＣＰＵ１０１４の制御によりＣＰＵバス１０２６を介して、メインメモリ１０１５に転送される。工場出荷時に保存された欠陥画素位置保存部１６０９の欠陥画素位置マップを用いて、空間的欠陥補正部１０２１は、空間的な近隣画素を用いて欠陥補正を行う。得られた画像データは、ＣＰＵ１０１４の制御によりＣＰＵバス１０２６を介して、メインメモリ１０１５に転送される。メインメモリ１０１５には、Ｘ線画像撮影装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムが格納されている。

次に得られた各画像データは、欠陥画素位置の検出部１６０８を用いて、欠陥抽出が行われる。得られた欠陥画素位置は、欠陥画素抽出モードと共に欠陥画素位置保存部１６０９に保存される。欠陥画素位置の検出部１６０８では、X線フォトンが相互作用することによって生じたX線ショットノイズ画素や、半導体X線検出器に偶発的にノイズが混入すること等による異常ドット画素等の、一時的な欠陥画素を各画像毎に抽出する。

検出された欠陥画素は、空間的・時間的欠陥補正の重み付け制御部１０２３によって制御された重みづけに応じて空間的欠陥補正部１０２１、時間的欠陥補正部１０２２にて、欠陥補正が行われる。

重み付け制御部１０２３は、欠陥画素位置保存部１６０９の情報、撮影情報取得部１０２４の情報、重みづけ入力部１６１１からの情報、重み付けテーブル１６１０のうちいずれか１つの情報に基づいて重み付け情報の設定を行う。重み付け制御部１０２３は、例えば、被検体の撮影時に取得された撮影時の情報に基づいて、空間的欠陥画素補正に対する重み付け情報と、時間的欠陥画素補正に対する重み付け情報の設定値をそれぞれ変更するように設定の制御を行うことが可能である。

欠陥画素位置保存部１６０９には、例えば、常時の欠陥画素を抽出するモードなのか、一時的または線量に応じて現れる一時的な欠陥画素を抽出するモードなのか等の欠陥画素抽出モードが各画素毎に保存されている。撮影情報取得部１０２４には、Ｘ線検出部１００４の画素値から得られるＸ線線量情報１６２７、撮影部位１６２８、画素ビニング量情報１６２９、画像取得フレーレート情報１６３１、被写体動き量情報１６３１等が保存されている。重み付け制御部１０２３は、撮影情報取得部１０２４、欠陥画素位置保存部１６０９に保存されている欠陥画素抽出モードを用いて、どの重みづけで空間的・時間的欠陥画素補正を行うかを制御する。欠陥画素補正処理が行われたＸ線画像データは原画像データとして、ＣＰＵ１０１４の制御によりＣＰＵバス１０２４を介して、メインメモリ１０１５、画像処理部１０１３に転送される。画像処理部１０１３は、ノイズ低減処理、周波数処理、階調処理を行い、X線画像データを画像表示部１０１７に出力する。

図１７を用いて本実施形態のＸ線画像撮影装置の処理の流れを説明する。図３のフローチャートと重複処理は説明を省略する。

ステップＳ１７０２において、空間位置に依存した欠陥画素の補正（第一の欠陥補正）が行われる。Ｘ線画像撮影装置に存在する常時の欠陥画素位置が、工場出荷時等に、欠陥画素抽出モードと共に欠陥画素位置保存部１６０９に保存されている。常時の欠陥画素位置を示す欠陥画素位置マップを用いて、空間的な位置依存の欠陥画素の補正を行う。

ステップＳ１７０５にて、時間的欠陥補正と空間的欠陥補正との重み付けを算出する。第一の欠陥検出で、検出された画素は、常時の欠陥画素であるため、時間的欠陥補正の重みづけを０にし、に空間的近傍画素のみを用いた欠陥補正を行うようにする。また、撮影時取得情報を用いて、欠陥補正方法を決定する。第二の欠陥画素数が非常に少ない時、第二の欠陥画素を検出して、第二の欠陥補正を行うステップは、動画でリアルタイム表示時には、計算時間がかかり、表示までの遅延時間となりかねない。この時は、時間的欠陥補正・空間的欠陥補正の両方の重みづけを０にして欠陥補正なしとすることが望ましい。

リアルタイムに画像を把握するのではなく、後で繰り返しで画像を見る場合や、診断用等に用いる時には、偶発的な欠陥画素があると、表示上で目障りになったり、諧調を示すための解析関数で、異常値を示す可能性がある。このため、時間的欠陥補正・空間的欠陥補正の重みづけを制御して欠陥画素補正を行う。空間的近傍画素を用いた欠陥補正の重みづけを強くして欠陥補正を行うことが、適切なのは、例えば静止画撮影である時や、動画フレームレートが遅い時等である。この時は、前後フレームとは、時間間隔があくため、被写体等が大きく移動している可能性がある。このような時は、前後フレームを用いて、欠陥補正を行うと、だいぶ離れた画素値で、欠陥補正することになる。

時間的近傍画素を用いた欠陥補正の重みづけを強くして欠陥補正を行う方が適切な場合を説明する。速いフレームレートで撮影する時、空間的近傍画素の画素値よりも、時間的近傍画素の画素の方が、正確性が高い場合がある。例えば、被写体が殆ど動かない時などである。このような時は、時間的近傍画素を用いた欠陥補正の重みづけを強くする。また、速いフレームレートで撮影する際には、画素をビニングで読み出すようにX線画像撮影装置側で設定することが多い。なぜならば、多くの画素を読み出そうとすると、読み出し時間がかかり、速いフレームレートで画像を読み出すことが困難になり、また前処理等の画像処理も画像サイズが大きくなるほど、難しくなるためである。ビニングすると、空間的周辺画素までの距離が長くなるため、一層時間的近傍画素を用いた欠陥補正の必要性が高くなる。例えば、速いフレームレートを実現させる時、全画素を読み出すのではなく、例えば2×2や4×4でビニングする場合、160μmピッチの画素サイズは、実質320μmピッチや640μmピッチの画素サイズとして機能する。この時、空間的周辺画素を用いて欠陥補正を行おうとする場合、位置が離れた画素を用いて欠陥補正を行う必要性が生じて、欠陥補正の正確性が減少する。つまり、速いフレームレートで撮影した時は、時間的周辺画素が、より近い時間になるだけでなく、空間的周辺画素も、より遠い空間的位置になる。これらの相乗効果により、時間的周辺画素を用いた欠陥補正を重みづけを強くして欠陥補正を行う。

ステップＳ１７０６にて、前ステップで算出され、設定が制御された重みづけを用いて、空間的・時間的欠陥補正を行う。広義にはどちらかの重みづけを0にした時には空間的欠陥補正または時間的欠陥補正のみとなる。例えば、空間的欠陥補正の重みづけを強くした時のメリットは、ユーザは先例の空間的欠陥補正に慣れているので、補正後画質に違和感がある場合でも、空間的周辺画素を用いているということで、ある程度その内容を把握しやすいことにある。また、空間的欠陥補正の方法は、改善が重ねられており、より自然に見えるように、改良が重ねられている。例えば、連欠陥や、ライン欠陥になった場合にも工夫がされているため、欠陥補正アルゴリズムの成熟度が最も高いメリットがある。

本実施形態によれば、一時的な欠陥画素に対して、空間的なパラメータの補正を行うか、時間的なパラメータの補正を行うかを、選択することができるＸ線画像撮影装置の提供が可能になる。また、Ｘ線ショットノイズ画素や、異常ドット画素のように、常に現われる訳ではない、異常画素に関して、撮影条件に応じて、適した補正の方法に変えることができるＸ線画像撮影装置の提供が可能になる。

（第７実施形態）
本実施形態では、撮影時に取得された情報として、Ｘ線の線量を用いて、空間的/時間的欠陥補正の重みづけを制御する構成を説明する。図１８を用いて第７実施形態にかかるＸ線画像撮影装置の処理の流れを説明する。図７Ａの処理と共通の処理は説明を省略する。

ステップＳ１８０７にて、ステップＳ７０６で求められた比率を元に、空間的/時間的欠陥補正の重みづけを制御する。ステップＳ７０６で求められた比率が例えば1/7倍となるＸ線線量よりも大きい線量となる周辺画素値において、一時的欠陥画素が発生した時には、視覚的に見えない可能性があるため、空間的/時間的欠陥補正の重みづけをどちらも０にする。つまり欠陥補正を行わないように制御する。比率が例えば1/7倍となる線量よりも小さい線量となる周辺画素値において一時的欠陥画素が発生した時には、時間的欠陥補正の重みづけを大きくするように、空間的/時間的欠陥補正の重みづけを制御する。

ステップＳ１８０８にて、前ステップで得られた重みづけに応じて、空間的・時間的な周辺画素を用いた欠陥補正を行う。

本実施形態に拠れば、撮影時に取得された情報として、Ｘ線の線量を用いて、空間的/時間的欠陥補正の重みづけを制御することが可能になる。

Claims (10)

1. Ｘ線を照射するＸ線照射手段と、前記Ｘ線照射手段により照射された被検体のＸ線画像を検出するＸ線検出手段と、を有するＸ線画像撮影装置であって、
   前記Ｘ線検出手段により検出された複数のＸ線画像のうち画素値が常に異常となる画素を、位置に依存した欠陥として検出し、前記Ｘ線画像における前記欠陥の位置情報を取得する第一の欠陥検出手段と、
   前記位置情報と、前記画素値の異常が検出された前記画素の近傍の画素の画素値とに基づいて、異常が検出された前記画素の前記画素値を補正する第一の欠陥補正手段と、
   前記Ｘ線検出手段により前記Ｘ線画像が検出された際の前記被検体の撮影条件を示す情報を取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された前記撮影条件を示す情報に基づいて、前記第一の欠陥補正手段により補正されたＸ線画像を更に補正するか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記Ｘ線画像を更に補正すると判定された場合に、前記Ｘ線検出手段により検出された複数のＸ線画像のうち画素値が時間の経過に依存して一時的に異常となる画素を欠陥として検出する第二の欠陥検出手段と、
   前記第二の欠陥検出手段により異常が検出された前記画素の前記画素値を補正するための補正方法を、前記撮影条件を示す情報に基づき決定する決定手段と、
   前記決定手段により決定された前記補正方法に従って、前記第二の欠陥検出手段により検出された前記画素の前記画素値を補正する第二の欠陥補正手段と、
   を備えることを特徴とするＸ線画像撮影装置。
2. 前記補正方法には、
   前記第二の欠陥検出手段により前記画素値の異常が検出された前記画素の近傍の画素の画素値に基づいて、異常が検出された前記画素の前記画素値を補正する空間的欠陥補正と、
   前記第二の欠陥検出手段により前記画素値の異常が検出された前記画素と同一の画素であり、異常が検出された前記画素を含むフレームに対して時間的に前後のフレームで得られた画素の画素値に基づいて、異常が検出された前記画素の前記画素値を補正する時間的欠陥補正と、
   が含まれることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
3. 前記決定手段は、前記取得手段により取得された前記撮影条件を示す情報に含まれる動画フレームレートの値に基づいて、前記空間的欠陥補正または前記時間的欠陥補正を前記補正方法として決定することを特徴とする請求項２に記載のＸ線画像撮影装置。
4. 前記決定手段は、前記取得手段により取得された前記撮影条件を示す情報に含まれる前記被検体の撮影部位の情報に基づいて、前記空間的欠陥補正または前記時間的欠陥補正を前記補正方法として決定することを特徴とする請求項２に記載のＸ線画像撮影装置。
5. 前記第二の欠陥補正手段は、前記撮影条件を示す情報に含まれるＸ線画像のランダムノイズとＸ線線量とを比較して、前記ランダムノイズに対する前記Ｘ線線量の割合が閾値以下となるときに、前記決定手段により決定された前記補正方法を実行することを特徴とする請求項２に記載のＸ線画像撮影装置。
6. 前記空間的欠陥補正のための重み付け情報と、前記時間的欠陥補正のための重み付け情報と、を算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出された重み付け情報の設定を、撮影時に取得された情報に基づいて制御する重み付け制御手段と、を更に備え、
   前記判定手段は、前記重み付け制御手段により設定が制御された前記空間的欠陥補正のための重み付け情報と前記時間的欠陥補正のための重み付け情報とに基づいて、前記空間的欠陥補正と前記時間的欠陥補正とを組み合わせた前記補正方法を決定することを特徴とする請求項２に記載のＸ線画像撮影装置。
7. 前記空間的欠陥補正により補正された画素の画素値と、前記補正された画素の近傍の画素の画素値とを比較して、前記空間的欠陥補正の偏差量を算出する第一の偏差量算出手段と、
   前記時間的欠陥補正により補正された画素の画素値と、前記画素と同一の画素であり、前記画素を含むフレームに対して時間的に前後のフレームで得られた画素の画素値と、を比較して、前記時間的欠陥補正の偏差量を算出する第二の偏差量算出手段と、
   前記空間的欠陥補正の偏差量と、前記時間的欠陥補正の偏差量と、が予め定められた誤差の範囲にあるか否かを判定する誤差判定手段と、を更に備えることを特徴とする請求項６に記載のＸ線画像撮影装置。
8. 前記誤差判定手段により前記空間的欠陥補正の偏差量が前記誤差の範囲を超えると判定された場合に、前記重み付け制御手段は、前記空間的欠陥補正のための重み付け情報を再設定することを特徴とする請求項７に記載のＸ線画像撮影装置。
9. 前記誤差判定手段により前記時間的欠陥補正の偏差量が前記誤差の範囲を超えると判定された場合に、前記重み付け制御手段は、前記時間的欠陥補正のための重み付け情報を再設定することを特徴とする請求項７に記載のＸ線画像撮影装置。
10. Ｘ線を照射するＸ線照射手段と、前記Ｘ線照射手段により照射された被検体のＸ線画像を検出するＸ線検出手段と、を有するＸ線画像撮影装置の制御方法であって、
    第一の欠陥検出手段が、前記Ｘ線検出手段により検出された複数のＸ線画像のうち画素値が常に異常となる画素を、位置に依存した欠陥として検出し、前記Ｘ線画像における前記欠陥の位置情報を取得する第一の欠陥検出工程と、
    第一の欠陥補正手段が、前記位置情報と、前記画素値の異常が検出された前記画素の近傍の画素の画素値とに基づいて、異常が検出された前記画素の前記画素値を補正する第一の欠陥補正工程と、
    取得手段が、前記Ｘ線検出手段により前記Ｘ線画像が検出された際の前記被検体の撮影条件を示す情報を取得する取得工程と、
    判定手段が、前記取得工程で取得された前記撮影条件を示す情報に基づいて、前記第一の欠陥補正工程で補正されたＸ線画像を更に補正するか否かを判定する判定工程と、
    前記判定工程で前記Ｘ線画像を更に補正すると判定された場合に、第二の欠陥検出手段が、前記Ｘ線検出手段により検出された複数のＸ線画像のうち画素値が時間の経過に依存して一時的に異常となる画素を欠陥として検出する第二の欠陥検出工程と、
    前記第二の欠陥検出工程において異常が検出された前記画素の前記画素値を補正するための補正方法を、決定手段が、前記撮影条件を示す情報に基づき決定する決定工程と、
    前記決定工程で決定された前記補正方法に従って、第二の欠陥補正手段が、前記第二の欠陥検出工程で検出された前記画素の前記画素値を補正する第二の欠陥補正工程と、
    を有することを特徴とするＸ線画像撮影装置の制御方法。