[go: up one dir, main page]

WO2019216162A1 - 放射線撮影装置及びその制御方法 - Google Patents

放射線撮影装置及びその制御方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2019216162A1
WO2019216162A1 PCT/JP2019/016806 JP2019016806W WO2019216162A1 WO 2019216162 A1 WO2019216162 A1 WO 2019216162A1 JP 2019016806 W JP2019016806 W JP 2019016806W WO 2019216162 A1 WO2019216162 A1 WO 2019216162A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pixel
signal
signal processing
radiation
pixels
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/016806
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
▲高▼▲崎▼孝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to CN201980031850.9A priority Critical patent/CN112425150A/zh
Priority to EP19799104.5A priority patent/EP3793189A4/en
Publication of WO2019216162A1 publication Critical patent/WO2019216162A1/ja
Priority to US17/088,445 priority patent/US11638565B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/17—Circuit arrangements not adapted to a particular type of detector
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/30—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming X-rays into image signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/67—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response
    • H04N25/671—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction
    • H04N25/672—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction between adjacent sensors or output registers for reading a single image
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/78—Readout circuits for addressed sensors, e.g. output amplifiers or A/D converters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10116—X-ray image
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30004—Biomedical image processing

Definitions

  • the present invention relates to a radiation imaging apparatus for imaging a subject using radiation and a control method thereof.
  • a matrix substrate having pixels in which conversion elements such as photoelectric conversion elements and switch elements such as TFTs (thin film transistors) are combined in an array is used.
  • Radiation imaging equipment that has been put into practical use.
  • the output value ie, offset output
  • the output value when irradiation is not performed at all (no irradiation) due to differences in environment such as temperature is somewhat different for each pixel.
  • Such variation in output is preferably corrected in order to obtain a radiographic image with clean image quality.
  • Patent Document 1 discloses a light-shielded optical black region for acquiring an offset signal in addition to a conversion element for acquiring a radiation image signal in an effective pixel region. A method of providing and utilizing the output is described. Specifically, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 recognizes the shading of the offset signal in the effective pixel region from the output of the optical black region in the effective pixel region, and suppresses the shading of the offset signal by subtracting from the signal of the effective pixel. Is disclosed.
  • Patent Document 1 the amount of image artifact can be reduced by correction for shading of an offset signal due to temperature distribution or the like.
  • the technique described in Patent Document 1 for example, when the effective pixel region is divided into a plurality of detection regions and a plurality of signal processing units such as an amplifier IC that amplifies the signal of the effective pixel in each detection region are provided, An output difference of the offset signal may occur between the signal processing units due to temperature distribution or the like.
  • a gain difference is generated between the amplifier ICs, which may cause a stepped step in the offset signal.
  • the conventional technique when a signal from the effective pixel region is processed by a plurality of signal processing units, there is a problem that image unevenness based on the output difference of the offset signal between the signal processing units occurs in the radiation image. .
  • the radiation imaging apparatus of the present invention includes a plurality of detection regions, a pixel region provided with a first pixel that detects radiation and a second pixel that shields the radiation for each detection region, and the plurality of the plurality of detection regions.
  • a plurality of signal processing units which are provided corresponding to the detection regions, and which process output signals of the first pixels and the second pixels provided in the detection regions for each of the detection regions, and the signal processing And a correction unit that corrects the output signal of the first pixel processed by the signal processing unit using the output signal of the second pixel processed by the signal processing unit.
  • the present invention also includes a method for controlling the radiation imaging apparatus described above.
  • the present invention it is possible to acquire a high-quality radiation image while suppressing image unevenness caused by the processing of each signal processing unit.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the overall configuration of a radiation imaging apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the radiation imaging apparatus 100 is particularly suitable for medical use.
  • the radiation imaging apparatus 100 includes a radiation irradiation unit 110, a radiation detection unit 120, an imaging condition setting unit 130, an imaging control unit 140, a correction unit 150, and a display unit 160. Yes.
  • the radiation irradiation unit 110 is a component that irradiates the subject P with radiation (for example, X-rays) based on the control of the imaging control unit 140.
  • radiation for example, X-rays
  • the radiation irradiation unit 110 includes a radiation generation unit 111 including a radiation tube that generates radiation (for example, X-rays), and a collimator 112 that defines a beam divergence angle of the radiation generated in the radiation generation unit 111. Yes.
  • the radiation detector 120 is a component that detects incident radiation (including radiation transmitted through the subject P) and converts it into a radiation image signal that is an electrical signal.
  • the radiation detection unit 120 is made of, for example, FPD. The internal configuration of the radiation detection unit 120 in this embodiment will be described below with reference to FIG.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an internal configuration of the radiation detection unit 120 illustrated in FIG. 1 according to the first embodiment of this invention.
  • the radiation detection unit 120 in the first embodiment shown in FIG. 2 is referred to as a “radiation detection unit 120-1”.
  • the radiation detection unit 120-1 includes an effective pixel region 121, a row selection unit 122, and a signal converter 123.
  • the effective pixel area 121 is an area composed of a plurality of detection areas A (1211) to E (1215).
  • the effective pixel region 121 is a region in which, for example, pixels in a two-dimensional matrix of 500 rows ⁇ 500 columns are provided.
  • the effective pixel region 121 includes a first pixel including the photoelectric conversion element 12101 and a light shielding element 12102 for each detection region in the plurality of detection regions A (1211) to E (1215).
  • a plurality of second pixels are provided.
  • FIG. 2 only the position of the light shielding element 12102 is illustrated in the effective pixel region 121, but the photoelectric conversion elements 12101 are arranged in a two-dimensional matrix in other portions.
  • a scintillator (not shown) that converts incident radiation into light is provided between the effective pixel region 121 and the subject P, and the photoelectric conversion element 12101 is generated by this scintillator.
  • the converted light is converted into an electric signal.
  • the plurality of first pixels including the photoelectric conversion element 12101 function as pixels that detect radiation, and detect a two-dimensional distribution of the radiation that has reached the radiation detection unit 120-1 to detect radiation.
  • An image signal (radiation image data) is generated.
  • Each first pixel also includes a switch element that outputs, for example, electric charges (electric signals) accumulated in the photoelectric conversion element 12101 to the signal converter 123 as an output signal.
  • the plurality of second pixels including the light shielding element 12102 function as pixels that shield radiation, and specifically, are pixels that shield light generated by the above-described scintillator.
  • each second pixel detects an offset signal included in the radiation image signal generated by the plurality of first pixels.
  • Each second pixel also includes a switch element that outputs the detected offset signal to the signal converter 123 as an output signal, for example.
  • the second pixels including the light shielding elements 12102 are discretely arranged in one row of the effective pixel region 121 for every 8 or 9 columns of the first pixels including the photoelectric conversion elements 12101. ing.
  • the radiation incident by the scintillator described above is converted into light, and a first pixel including a photoelectric conversion element 12101 that detects this light and a second pixel including a light shielding element 12102 that shields this light.
  • the present invention is not limited to this embodiment.
  • a pixel including a conversion element that directly converts incident radiation into a charge that is an electric signal is formed as the first pixel that detects radiation. It is applicable to.
  • a mode in which a pixel including a shielding element that directly shields incident radiation is formed as the second pixel that shields radiation instead of the above-described scintillator and light shielding element 12102 is also applicable to the present invention. .
  • the row selection unit 122 selects each row of the effective pixel region 121 based on the control of the imaging control unit 140, and the first pixel including the photoelectric conversion element 12101 and the second including the light shielding element 12102 for each row.
  • the analog signal of the pixel is transmitted to the signal converter 123.
  • the signal converter 123 is provided corresponding to the plurality of detection areas A (1211) to E (1215), and the first pixel including the photoelectric conversion element 12101 provided in the detection area for each detection area and the light shielding.
  • a plurality of signal processing units 1231 to 1235 for processing an output signal of the second pixel including the element 12102 are configured.
  • the signal processing unit 1231 is provided corresponding to the detection area A (1211), and includes the first pixel and the light shielding element 12102 including the photoelectric conversion element 12101 provided in the detection area A (1211).
  • the output signal of the second pixel including is processed.
  • the signal processing unit 1231 amplifies analog signals output from the first pixel and the second pixel in the detection region A (1211), and converts the analog signal amplified by the amplifier 12311 into a digital signal.
  • An AD converter 12312 is included.
  • the signal processing unit 1232 is provided corresponding to the detection region B (1212), and includes the first pixel including the photoelectric conversion element 12101 provided in the detection region B (1212) and the light shielding element 12102.
  • the output signal of the second pixel is processed.
  • the signal processing unit 1232 amplifies the analog signal output from the first pixel and the second pixel in the detection region B (1212), and converts the analog signal amplified by the amplifier 12321 into a digital signal.
  • An AD converter 12322 is included.
  • the signal processing unit 1233 is provided corresponding to the detection region C (1213), and includes a first pixel including the photoelectric conversion element 12101 provided in the detection region C (1213) and a light shielding element 12102.
  • the output signal of the second pixel is processed.
  • the signal processing unit 1233 amplifies analog signals output from the first pixel and the second pixel in the detection region C (1213), and converts the analog signal amplified by the amplifier 12331 into a digital signal.
  • An AD converter 12332 is included.
  • the signal processing unit 1234 is provided corresponding to the detection region D (1214), and includes a first pixel including the photoelectric conversion element 12101 provided in the detection region D (1214) and a light shielding element 12102.
  • the output signal of the second pixel is processed.
  • the signal processing unit 1234 amplifies the analog signal output from the first pixel and the second pixel in the detection region D (1214), and converts the analog signal amplified by the amplifier 12341 into a digital signal.
  • An AD converter 12342 is included.
  • the signal processing unit 1235 is provided corresponding to the detection region E (1215), and includes the first pixel including the photoelectric conversion element 12101 and the light shielding element 12102 provided in the detection region E (1215). The output signal of the second pixel is processed.
  • the signal processing unit 1235 amplifies the analog signal output from the first pixel and the second pixel in the detection region E (1215), and converts the analog signal amplified by the amplifier 12351 into a digital signal.
  • An AD converter 12352 is included.
  • the radiation detection unit 120-1 shown in FIG. 2 corrects the signals processed by the signal processing units 1231 to 1235 (specifically, digital signals processed by the AD converters 12312 to 12352). Send to.
  • the imaging condition setting unit 130 includes imaging condition input means for an operator to input imaging conditions such as voltage, current amount, and radiation irradiation time applied to the radiation generation unit (radiation tube) 111 of the radiation irradiation unit 110.
  • imaging condition information input by the operator is transmitted to the imaging control unit 140.
  • the imaging control unit 140 controls the radiation irradiation unit 110 and the radiation detection unit 120 based on the imaging condition information transmitted from the imaging condition setting unit 130.
  • the correction unit 150 is a light obtained by processing the output signal of the first pixel including the photoelectric conversion element 12101 processed by the signal processing unit by the signal processing unit. Correction is performed using the output signal of the second pixel including the shielding element 12102. Specifically, the correction unit 150 corrects, for each signal processing unit, the offset signal included in the digital signal obtained by processing the output signal of the first pixel using the digital signal obtained by processing the output signal of the second pixel. To do. Thereafter, the correction unit 150 transmits the corrected output signal (digital signal) of the first pixel corrected for each signal processing unit to the display unit 160.
  • the display unit 160 displays a radiation image based on the output signal (digital signal) of the corrected first pixel transmitted from the correction unit 150 on a monitor or the like.
  • the display unit 160 can display various types of information such as shooting condition information transmitted from the shooting condition setting unit 130 as necessary.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of a processing procedure in the control method of the radiation imaging apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the imaging condition setting unit 130 inputs the tube voltage, tube current, irradiation time, etc. in the radiation generation unit (radiation tube) 111 input by the operator. Set the shooting conditions. Then, the shooting condition setting unit 130 transmits the set shooting condition information to the shooting control unit 140.
  • step S102 the imaging control unit 140 controls the radiation irradiation unit 110 based on the imaging condition information received from the imaging condition setting unit 130, and irradiates the subject P with radiation.
  • step S ⁇ b> 103 the radiation detection unit 120 accumulates electrical signals in the first pixel including the photoelectric conversion element 12101 and the second pixel including the light shielding element 12102 based on the control of the imaging control unit 140. .
  • the imaging control unit 140 controls the radiation irradiation unit 110 to stop the radiation irradiation.
  • the imaging control unit 140 transmits a signal accumulation stop signal to the radiation detection unit 120.
  • step S104 when the radiation detection unit 120 receives a signal accumulation stop signal from the imaging control unit 140, the row selection unit 122 selects each row of the effective pixel region 121 one by one, and performs photoelectric conversion for each row.
  • the analog signals of the first pixel including the element 12101 and the second pixel including the light shielding element 12102 are transmitted to the signal converter 123.
  • the row selection unit 122 repeats this operation until the transmission of analog signals of all rows in the effective pixel region 121 is completed.
  • the analog signals of the first pixels and the second pixels in the respective detection areas A (1211) to E (1215) are transmitted to the corresponding signal processing units 1231 to 1235, respectively.
  • step S105 the signal converter 123 performs a process of amplifying the analog signals of the first pixel and the second pixel received by the amplifiers 12311 to 12351 of the respective signal processing units 1231 to 1235.
  • the signal converter 123 converts the analog signals amplified by the amplifiers 12311 to 12351 of the respective signal processing units 1231 to 1235 into digital signals in the AD converters 12312 to 12352 of the respective signal processing units 1231 to 1235.
  • the radiation detection unit 120 reads out the digital signals of the first pixel and the second pixel processed by the signal converter 123 and transmits them to the correction unit 150.
  • step S ⁇ b> 106 the correction unit 150 performs the first processing based on the digital signals of the first pixel including the photoelectric conversion element 12101 and the second pixel including the light shielding element 12102 received from the radiation detection unit 120.
  • the offset signal included in the pixel digital signal is corrected.
  • the correction process in step S106 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the details of the correction processing in step S106 shown in FIG. 4, the same reference numerals are given to the same components as those shown in FIG. 2, and the detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 4A is a simplified diagram of the radiation detection unit 120-1 shown in FIG. 2, and the description of the row selection unit 122 and the signal converter 123 shown in FIG. 2 is omitted.
  • FIG. 4B illustrates the a-row digital signal shown in FIG. 4A as the photoelectric conversion element output (before subtraction processing) 401 among the digital signals of the first pixel including the photoelectric conversion element 12101 transmitted in step S105. ing.
  • step S106 of FIG. 3 the correction unit 150 first uses the least square method for each detection region, using the digital signal of the second pixel including the light shielding elements 12102 (every 8th to 9th columns) received in step S105. Is approximated by a quadratic function and interpolated to form a signal for each column. This signal is illustrated as light shielding element output 402 in FIG. 4B.
  • step S106 in FIG. 3 the correction unit 150 interpolates the digital signal of the first pixel in each row processed by the signal processing unit for each signal processing unit of the plurality of signal processing units 1231 to 1235. Correction for subtracting the digital signal of the subsequent second pixel is performed.
  • FIG. 4B a digital signal after the light shielding element output 402 is subtracted from the photoelectric conversion element output (before subtraction process) 401 is illustrated as a photoelectric conversion element output (after subtraction process) 403.
  • step S ⁇ b> 106 of FIG. 3 the correction unit 150 performs this subtraction process on all 500 rows of digital signals in the first pixel including the photoelectric conversion element 12101. Thereafter, the correction unit 150 transmits the corrected signal to the display unit 160.
  • step S106 of FIG. 3 When the process of step S106 of FIG. 3 described above is completed, the process proceeds to step S107.
  • step S107 the display unit 160 displays a radiation image based on the corrected output signal (digital signal) of the first pixel transmitted from the correction unit 150.
  • the process of step S107 ends, the process of the flowchart shown in FIG. 3 ends.
  • the second pixel including the light shielding element 12102 is arranged in all the pixels in one row of the effective pixel region 121, and in step S106, the digital signal of the second pixel is subjected to a moving average of several neighboring pixels. It is also possible to reduce random noise to obtain a single line signal.
  • the readout process of step S105 is performed a plurality of times from the radiation irradiation of step S102, and the digital signal of the second pixel is averaged for a plurality of frames in step S106, and then quadratic function interpolation is performed.
  • subtraction processing may be performed. That is, in this aspect, the correction unit 150 takes a form in which correction is performed by averaging a plurality of read output signals of the second pixels having different times.
  • the correction unit 150 approximates the output signals of the plurality of second pixels by a polynomial approximation related to the interpolation process, and outputs the output signals of the plurality of first pixels. It can take the form of correction.
  • the correction unit 150 performs, for each of the signal processing units 1231 to 1235, for each divided region in the plurality of divided regions obtained by further dividing the detection regions A (1211) to E (1215) corresponding to the signal processing unit.
  • the interpolation processing described above may be performed by changing the order of the polynomial approximation.
  • the order of this polynomial approximation is preferably determined according to the thermal characteristics of the radiation imaging apparatus 100 (for example, the heat generation characteristics of the radiation detection unit 120).
  • a constraint condition may be provided so that the output signal of the second pixel including the light shielding element 12102 in the vicinity of the adjacent detection region does not change before and after the interpolation in the quadratic function approximation. That is, the output signal of the second pixel in the vicinity of the boundary between the adjacent detection areas may be unchanged before and after the polynomial approximation described above.
  • the correction unit 150 includes a plurality of signal processing units 1231 to 1231 provided corresponding to the plurality of detection regions A (1211) to E (1215) of the effective pixel region 121. For each signal processing unit in 1235, the output signal of the first pixel including the photoelectric conversion element 12101 processed by the signal processing unit and the output signal of the second pixel including the light shielding element 12102 processed by the signal processing unit Is used for correction.
  • the above correction by the correction unit 150 causes a high level of uncomfortable feeling.
  • a radiographic image with high image quality can be acquired.
  • the correction by the correction unit 150 does not cause a sense of incongruity even when shading occurs. Images can be acquired.
  • the overall configuration of the radiation imaging apparatus according to the first embodiment is the same as the overall configuration of the radiation imaging apparatus 100 according to the first embodiment shown in FIG.
  • the correction unit 150 includes the light shielding elements 12102 provided in the row direction in the effective pixel region 121 in which the pixels are provided in a two-dimensional matrix as illustrated in FIG.
  • the output signal of the first pixel including the photoelectric conversion element 12101 is corrected in the row direction using the output signal of the second pixel.
  • the correction unit 150 outputs the output signal of the first pixel including the photoelectric conversion element 12101 in both the row direction and the column direction to the second pixel including the light shielding element 12102.
  • the output signal is corrected (subtraction processing using an offset signal).
  • the correction accuracy such as shading of the offset signal generated in the two directions of the row direction and the column direction is further improved, and the image quality without any sense of incongruity is improved.
  • a radiographic image can be acquired.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the internal configuration of the radiation detection unit 120 shown in FIG. 1 according to the second embodiment of the present invention.
  • the radiation detection unit 120 in the second embodiment shown in FIG. 5 is referred to as a “radiation detection unit 120-2”.
  • the same components as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the radiation detection unit 120-2 includes an effective pixel region 221, a row selection unit 122, and a signal converter 123.
  • the row selection unit 122 and the signal converter 123 have the same configuration as the row selection unit 122 and the signal converter 123 described above with reference to FIG.
  • the effective pixel area 221 is an area composed of a plurality of detection areas A (2211) to E (2215). Specifically, the effective pixel area 221 includes a first pixel including the photoelectric conversion element 12101 and a light shielding element 12102 for each detection area in the plurality of detection areas A (2211) to E (2215). A plurality of second pixels are provided. In FIG. 5, only the position of the light shielding element 12102 is illustrated in the effective pixel region 221, but the photoelectric conversion elements 12101 are arranged in a two-dimensional matrix in other portions.
  • the second pixel including the light shielding element 12102 includes the detection region A (2211), the detection region B (2212), the detection region C (2213), and the detection region D.
  • the detection areas (2214) and detection area E (2215) are arranged at the center of the detection area, the four corners of the detection area, and the center of the four sides of the boundary of the detection area.
  • step S ⁇ b> 106 of FIG. 3 the correction unit 150 performs, for each signal processing unit, the second pixel processed by the signal processing unit on the output signal of the first pixel processed by the signal processing unit. Using the output signal of the pixel, correction is made in the row direction and the column direction. At this time, for example, the correction unit 150 performs a process of approximating and interpolating the digital signal of the second pixel including the light shielding element 12102 in a two-dimensional plane shape for each detection region by the least square method. In this case, the correction unit 150 performs correction to subtract the digital signal of the second pixel after interpolation corresponding to the position of the first pixel from the digital signal of the first pixel including the photoelectric conversion element 12101. Do.
  • the output signal of the second pixel including the six light shielding elements 12102 in the vicinity of the adjacent detection regions is not changed before and after the interpolation during the two-dimensional planar interpolation.
  • Restrictions may be provided. That is, the output signal of the second pixel in the vicinity of the boundary between the adjacent detection regions may not change before and after the above-described two-dimensional planar approximation.
  • the second embodiment it is possible to acquire a high-quality radiographic image without a sense of incongruity.
  • the offset signal is effectively corrected with respect to the output signal of the first pixel including the photoelectric conversion element 12101. Is possible.
  • the correction unit 150 includes, for each signal processing unit, the output signal of the second pixel in the effective pixel region 121 processed by the signal processing unit and the effective pixel region 121 processed by the signal processing unit. The above-described correction may be performed using the output signal of the third pixel outside.
  • the present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
  • a circuit for example, ASIC
  • This program and a computer-readable storage medium storing the program are included in the present invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

複数の検出領域から構成され、検出領域ごとに光電変換素子を含む第１の画素と光遮蔽素子を含む第２の画素とが設けられた有効画素領域と、複数の検出領域に対応して設けられ、検出領域ごとに当該検出領域に設けられた第１の画素及び第２の画素の出力信号を処理する複数の信号処理部と、複数の信号処理部における信号処理部ごとに、当該信号処理部で処理した第１の画素の出力信号を、当該信号処理部で処理した第２の画素の出力信号を用いて補正する補正部を備える。

Description

放射線撮影装置及びその制御方法
　本発明は、放射線を用いて被写体を撮影する放射線撮影装置及びその制御方法に関するものである。
　Ｘ線等の放射線による医療画像診断や非破壊検査に用いる放射線撮影装置として、光電変換素子等の変換素子とＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のスイッチ素子とを組み合わせた画素をアレイ状に有するマトリクス基板を用いた放射線撮影装置が実用化されている。この変換素子を複数設けた放射線撮影装置においては、それぞれの画素ごとに、温度などの環境の違いによって、照射を全く行なわない（照射ゼロの）時の出力（即ち、オフセット出力）の値に多少のばらつきがある。このような出力のばらつきは、きれいな画質の放射線画像を得るために、補正することが好ましい。
　オフセット出力の補正を行う従来の方法として、例えば、特許文献１には、有効画素領域に放射線画像信号を取得するための変換素子以外に、オフセット信号を取得するための遮光されたオプチカルブラック領域を設けてその出力を利用する方法が記載されている。具体的に、特許文献１には、有効画素領域内のオプチカルブラック領域の出力から有効画素領域のオフセット信号のシェーディングを把握し、有効画素の信号から減算することでオフセット信号のシェーディングを抑制する技術が開示されている。
特開２００７－１９８２０号公報
　特許文献１では、温度分布等によるオフセット信号のシェーディングに対しては、補正により画像アーチファクトの量を低減することができる。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、例えば有効画素領域を複数の検出領域に分けてそれぞれの検出領域における有効画素の信号を増幅するアンプＩＣ等の信号処理部を複数設ける場合には、例えば温度分布等によって信号処理部間でオフセット信号の出力差が生じうる。例えば、アンプＩＣを備えた信号処理部を複数設ける場合には、それぞれのアンプＩＣ間にゲイン差が発生し、これによって、オフセット信号にステップ状の段差が生じ得る。即ち、従来の技術では、有効画素領域からの信号を複数の信号処理部によって処理する場合に、信号処理部間におけるオフセット信号の出力差に基づく画像ムラが放射線画像に発生するという問題があった。
　本発明の放射線撮影装置は、複数の検出領域から構成され、前記検出領域ごとに放射線を検出する第１の画素と前記放射線を遮蔽する第２の画素とが設けられた画素領域と、前記複数の検出領域に対応して設けられ、前記検出領域ごとに当該検出領域に設けられた前記第１の画素および前記第２の画素の出力信号を処理する、複数の信号処理部と、前記信号処理部ごとに、当該信号処理部で処理した前記第１の画素の出力信号を、当該信号処理部で処理した前記第２の画素の出力信号を用いて補正する補正部と、を有する。
　また、本発明は、上述した放射線撮影装置の制御方法を含む。
　本発明によれば、各信号処理部の処理によって生じる画像ムラを抑制して高画質の放射線画像を取得することができる。
　本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置の全体構成の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、図１に示す放射線検出部の内部構成の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置の制御方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。 図３に示すステップＳ１０６の補正処理の詳細を説明するための図である。 図３に示すステップＳ１０６の補正処理の詳細を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態を示し、図１に示す放射線検出部の内部構成の一例を示す図である。
　以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。なお、以下に記載する本発明の各実施形態の説明では、本発明に係る放射線撮影装置として、放射線の一種であるＸ線を用いて被写体のＸ線画像の撮影（撮像）を行うＸ線撮影装置を想定した例について説明を行う。また、本発明においては、このＸ線撮影装置に限らず、例えば、他の放射線（例えば、α線、β線、γ線等）を用いて被写体の放射線画像の撮影を行う放射線撮影装置に適用することも可能である。
　（第１の実施形態）
　まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置１００の全体構成の一例を示す図である。この放射線撮影装置１００は、特に医療用として使用することが好適である。
　放射線撮影装置１００は、図１に示すように、放射線照射部１１０、放射線検出部１２０、撮影条件設定部１３０、撮影制御部１４０、補正部１５０、及び、表示部１６０を有して構成されている。
　放射線照射部１１０は、撮影制御部１４０の制御に基づいて、被写体Ｐに向けて放射線（例えば、Ｘ線）を照射する構成部である。本実施形態では、被写体Ｐは、人体であるものとし、また、撮影部位は、人体の手であるものとする。この放射線照射部１１０は、放射線（例えば、Ｘ線）を発生する放射線管球を備える放射線発生部１１１と、放射線発生部１１１において発生した放射線のビーム広がり角を規定するコリメータ１１２を含み構成されている。
　放射線検出部１２０は、入射した放射線（被写体Ｐを透過した放射線を含む）を検出して電気信号である放射線画像信号に変換する構成部である。この放射線検出部１２０は、例えば、ＦＰＤで形成されている。本実施形態における放射線検出部１２０の内部構成について図２を用いて以下に説明する。
　図２は、本発明の第１の実施形態を示し、図１に示す放射線検出部１２０の内部構成の一例を示す図である。この図２に示す第１の実施形態における放射線検出部１２０を「放射線検出部１２０－１」とする。
　放射線検出部１２０－１は、図２に示すように、有効画素領域１２１、行選択部１２２、及び、信号変換器１２３を有して構成されている。
　有効画素領域１２１は、図２に示すように、複数の検出領域Ａ（１２１１）～Ｅ（１２１５）で構成された領域である。この有効画素領域１２１は、例えば５００行×５００列の２次元行列状の画素が設けられている領域である。具体的に、有効画素領域１２１には、複数の検出領域Ａ（１２１１）～Ｅ（１２１５）におけるそれぞれの検出領域ごとに、光電変換素子１２１０１を含む第１の画素と、光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素とが複数設けられている。図２では、有効画素領域１２１において、光遮蔽素子１２１０２の位置のみを図示しているが、他の部分には、光電変換素子１２１０１が２次元行列状に配置されている。
　本実施形態では、例えば、有効画素領域１２１と被写体Ｐとの間に、入射した放射線を光に変換するシンチレータ（不図示）が設けられているものとし、光電変換素子１２１０１は、このシンチレータで発生した光を電気信号である電荷に変換する。そして、本実施形態では、光電変換素子１２１０１を含む、複数の第１の画素は、放射線を検出する画素として機能し、放射線検出部１２０－１に到達した放射線の２次元分布を検出して放射線画像信号（放射線画像データ）を生成する。また、それぞれの第１の画素は、例えば、光電変換素子１２１０１に蓄積された電荷（電気信号）を信号変換器１２３に出力信号として出力するスイッチ素子も含み構成されている。
　本実施形態では、光遮蔽素子１２１０２を含む、複数の第２の画素は、放射線を遮蔽する画素として機能し、具体的には、上述したシンチレータで発生した光を遮蔽する画素である。また、それぞれの第２の画素は、複数の第１の画素によって生成された放射線画像信号に含まれるオフセット信号を検出する。また、それぞれの第２の画素は、例えば、検出したオフセット信号を信号変換器１２３に出力信号として出力するスイッチ素子も含み構成されている。また、図２では、光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素は、有効画素領域１２１の１行に、光電変換素子１２１０１を含む第１の画素の８列または９列ごとに離散的に配置されている。
　なお、本実施形態では、上述したシンチレータによって入射した放射線を光に変換し、この光を検出する光電変換素子１２１０１を含む第１の画素と、この光を遮蔽する光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素を形成する例を示したが、本発明においては、この形態に限定されるものではない。例えば、放射線を検出する第１の画素として、上述したシンチレータ及び光電変換素子１２１０１に替えて、入射した放射線を直接電気信号である電荷に変換する変換素子を含む画素を形成する形態も、本発明に適用可能である。同様に、放射線を遮蔽する第２の画素として、上述したシンチレータ及び光遮蔽素子１２１０２に替えて、入射した放射線を直接遮蔽する遮蔽素子を含む画素を形成する形態も、本発明に適用可能である。
　行選択部１２２は、例えば撮影制御部１４０の制御に基づいて、有効画素領域１２１の各行を選択し、行ごとに、光電変換素子１２１０１を含む第１の画素，光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素のアナログ信号を信号変換器１２３に送信する。
　信号変換器１２３は、複数の検出領域Ａ（１２１１）～Ｅ（１２１５）に対応して設けられ、検出領域ごとに当該検出領域に設けられた光電変換素子１２１０１を含む第１の画素及び光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素の出力信号を処理する、複数の信号処理部１２３１～１２３５を含み構成されている。
　具体的に、信号処理部１２３１は、検出領域Ａ（１２１１）に対応して設けられており、検出領域Ａ（１２１１）に設けられた光電変換素子１２１０１を含む第１の画素及び光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素の出力信号を処理する。この信号処理部１２３１は、検出領域Ａ（１２１１）の第１の画素及び第２の画素から出力されるアナログ信号を増幅する増幅器１２３１１と、増幅器１２３１１で増幅されたアナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器１２３１２を含み構成されている。
　また、信号処理部１２３２は、検出領域Ｂ（１２１２）に対応して設けられており、検出領域Ｂ（１２１２）に設けられた光電変換素子１２１０１を含む第１の画素及び光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素の出力信号を処理する。この信号処理部１２３２は、検出領域Ｂ（１２１２）の第１の画素及び第２の画素から出力されるアナログ信号を増幅する増幅器１２３２１と、増幅器１２３２１で増幅されたアナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器１２３２２を含み構成されている。
　また、信号処理部１２３３は、検出領域Ｃ（１２１３）に対応して設けられており、検出領域Ｃ（１２１３）に設けられた光電変換素子１２１０１を含む第１の画素及び光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素の出力信号を処理する。この信号処理部１２３３は、検出領域Ｃ（１２１３）の第１の画素及び第２の画素から出力されるアナログ信号を増幅する増幅器１２３３１と、増幅器１２３３１で増幅されたアナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器１２３３２を含み構成されている。
　また、信号処理部１２３４は、検出領域Ｄ（１２１４）に対応して設けられており、検出領域Ｄ（１２１４）に設けられた光電変換素子１２１０１を含む第１の画素及び光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素の出力信号を処理する。この信号処理部１２３４は、検出領域Ｄ（１２１４）の第１の画素及び第２の画素から出力されるアナログ信号を増幅する増幅器１２３４１と、増幅器１２３４１で増幅されたアナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器１２３４２を含み構成されている。
　また、信号処理部１２３５は、検出領域Ｅ（１２１５）に対応して設けられており、検出領域Ｅ（１２１５）に設けられた光電変換素子１２１０１を含む第１の画素及び光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素の出力信号を処理する。この信号処理部１２３５は、検出領域Ｅ（１２１５）の第１の画素及び第２の画素から出力されるアナログ信号を増幅する増幅器１２３５１と、増幅器１２３５１で増幅されたアナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器１２３５２を含み構成されている。
　そして、図２に示す放射線検出部１２０－１は、それぞれの信号処理部１２３１～１２３５で処理された信号（具体的には、ＡＤ変換器１２３１２～１２３５２で処理されたディジタル信号）を補正部１５０に送信する。
　ここで、再び、図１の説明に戻る。
　撮影条件設定部１３０は、放射線照射部１１０の放射線発生部（放射線管球）１１１に印加される電圧、電流量、放射線照射時間等の撮影条件を操作者が入力する撮影条件入力手段を有し、操作者が入力した撮影条件情報を撮影制御部１４０に送信する。
　撮影制御部１４０は、撮影条件設定部１３０から送信された撮影条件情報に基づいて、放射線照射部１１０及び放射線検出部１２０を制御する。
　補正部１５０は、複数の信号処理部１２３１～１２３５における信号処理部ごとに、当該信号処理部で処理した光電変換素子１２１０１を含む第１の画素の出力信号を、当該信号処理部で処理した光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素の出力信号を用いて補正する。具体的に、補正部１５０は、信号処理部ごとに、第１の画素の出力信号を処理したディジタル信号に含まれるオフセット信号を、第２の画素の出力信号を処理したディジタル信号を用いて補正する。その後、補正部１５０は、信号処理部ごとに補正した補正後の第１の画素の出力信号（ディジタル信号）を表示部１６０に送信する。
　表示部１６０は、補正部１５０から送信された補正後の第１の画素の出力信号（ディジタル信号）に基づく放射線画像をモニタ等に表示する。その他、表示部１６０は、必要に応じて、撮影条件設定部１３０から送信された撮影条件情報等の各種の情報を表示しうる。
　次に、本実施形態に係る放射線撮影装置１００の制御方法について説明する。
　図３は、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置１００の制御方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。
　まず、被写体Ｐの撮影開始の指示があると、ステップＳ１０１において、撮影条件設定部１３０は、操作者から入力された、放射線発生部（放射線管球）１１１における管電圧、管電流、照射時間等の撮影条件を設定する。そして、撮影条件設定部１３０は、設定した撮影条件情報を撮影制御部１４０に送信する。
　続いて、ステップＳ１０２において、撮影制御部１４０は、撮影条件設定部１３０から受信した撮影条件情報に基づいて、放射線照射部１１０を制御し、被写体Ｐに放射線を照射する。
　続いて、ステップＳ１０３において、放射線検出部１２０は、撮影制御部１４０の制御に基づいて、光電変換素子１２１０１を含む第１の画素及び光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素に電気信号を蓄積する。
　その後、撮影制御部１４０は、ステップＳ１０１で設定された照射時間が経過すると、放射線照射部１１０を制御し、放射線の照射を停止する。次いで、撮影制御部１４０は、放射線検出部１２０に対して信号の蓄積停止信号を送信する。
　続いて、ステップＳ１０４において、放射線検出部１２０は、撮影制御部１４０から信号の蓄積停止信号を受信すると、行選択部１２２が有効画素領域１２１の各行を１行ずつ選択し、行ごとに光電変換素子１２１０１を含む第１の画素及び光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素のアナログ信号を信号変換器１２３に送信する。そして、行選択部１２２は、この動作を、有効画素領域１２１の全行のアナログ信号の送信が完了するまで繰り返す。この際、それぞれの検出領域Ａ（１２１１）～Ｅ（１２１５）の第１の画素及び第２の画素のアナログ信号は、それぞれ対応する信号処理部１２３１～１２３５に送信される。
　続いて、ステップＳ１０５において、信号変換器１２３は、それぞれの信号処理部１２３１～１２３５の増幅器１２３１１～１２３５１において受信した第１の画素及び第２の画素のアナログ信号を増幅する処理を行う。次いで、信号変換器１２３は、それぞれの信号処理部１２３１～１２３５のＡＤ変換器１２３１２～１２３５２において、それぞれの信号処理部１２３１～１２３５の増幅器１２３１１～１２３５１で増幅されたアナログ信号をディジタル信号に変換する処理を行う。次いで、放射線検出部１２０は、信号変換器１２３で処理された第１の画素及び第２の画素のディジタル信号を読み出して、補正部１５０に送信する。
　続いて、ステップＳ１０６において、補正部１５０は、放射線検出部１２０から受信した光電変換素子１２１０１を含む第１の画素及び光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素のディジタル信号に基づいて、第１の画素のディジタル信号に含まれるオフセット信号を補正する。このステップＳ１０６の補正処理について、図４を用いて説明する。
　図４は、図３に示すステップＳ１０６の補正処理の詳細を説明するための図である。この図４において、図２に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。
　図４Ａは、図２に示す放射線検出部１２０－１を簡略化して図示した図であり、図２に示す行選択部１２２及び信号変換器１２３の記載は省略している。図４Ｂは、ステップＳ１０５で送信された光電変換素子１２１０１を含む第１の画素のディジタル信号のうち、図４Ａに示すａ行のディジタル信号を、光電変換素子出力（減算処理前）４０１として図示している。
　図３のステップＳ１０６では、補正部１５０は、まず、ステップＳ１０５で受信した（８列から９列ごとの）光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素のディジタル信号を、検出領域ごとに最小二乗法を用いて２次関数で近似し補間することで１列ごとの信号にする。この信号は、図４Ｂにおいて、光遮蔽素子出力４０２として図示している。
　次いで、図３のステップＳ１０６では、補正部１５０は、複数の信号処理部１２３１～１２３５の信号処理部ごとに、当該信号処理部で処理した各行における第１の画素のディジタル信号から、上記補間した後の第２の画素のディジタル信号を減算する補正を行う。図４Ｂでは、光電変換素子出力（減算処理前）４０１から、光遮蔽素子出力４０２を減算処理した後のディジタル信号を、光電変換素子出力（減算処理後）４０３として図示している。
　そして、この図４Ｂに示す光電変換素子出力（減算処理後）４０３では、減算処理前の光電変換素子出力（減算処理前）４０１に生じていた、それぞれの検出領域間の境界部（図４Ｂにおける縦の点線部）における信号のステップ状の段差、及び、検出領域内のシェーディングが、減算処理によって低減することがわかる。なお、図３のステップＳ１０６では、補正部１５０は、この減算処理を、光電変換素子１２１０１を含む第１の画素における５００行のすべてのディジタル信号に対して行う。その後、補正部１５０は、補正後の信号を表示部１６０に送信する。
　上述した図３のステップＳ１０６の処理が終了すると、ステップＳ１０７に進む。
　ステップＳ１０７に進むと、表示部１６０は、補正部１５０から送信された補正後の第１の画素の出力信号（ディジタル信号）に基づく放射線画像を表示する。このステップＳ１０７の処理が終了すると、図３に示すフローチャートの処理が終了する。
　なお、本実施形態では、以下の態様を適用することができる。
　１つの態様として、例えば、光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素を有効画素領域１２１の１行全画素に配置し、ステップＳ１０６において、第２の画素のディジタル信号を近傍数画素の移動平均を行ってランダム性のノイズを低減し、一列の信号としてもよい。
　また、１つの態様として、例えば、ステップＳ１０２の放射線照射からステップＳ１０５の読み出し処理を複数回実施し、ステップＳ１０６において、第２の画素のディジタル信号を複数フレーム分平均し、その後、二次関数補間及び減算処理を行ってもよい。即ち、この態様では、補正部１５０は、読み出された時間の異なる第２の画素の出力信号を複数平均して、補正を行う形態をとる。
　また、１つの態様として、例えば、ステップＳ１０６の補正処理において、補正部１５０は、複数の第２の画素の出力信号を補間処理に係る多項式近似して、複数の第１の画素の出力信号を補正する形態をとりうる。この際、例えば、補正部１５０は、信号処理部１２３１～１２３５ごとに、当該信号処理部に対応する検出領域Ａ（１２１１）～Ｅ（１２１５）を更に分割した複数の分割領域における分割領域ごとに上記多項式近似の次数を変えて、上述した補間処理を行ってもよい。この場合、この多項式近似の次数は、放射線撮影装置１００の熱特性（例えば、放射線検出部１２０の発熱特性）に応じて定められたものを用いることが好適である。また、ステップＳ１０６において、二次関数近似の際に、隣接する検出領域近傍の光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素の出力信号が補間前後で変化しないように制約条件を設けてもよい。即ち、上述した多項式近似の前後で、隣接する検出領域の境界近傍における第２の画素の出力信号が変わらないこととしてもよい。
　以上説明したように、第１の実施形態では、補正部１５０は、有効画素領域１２１の複数の検出領域Ａ（１２１１）～Ｅ（１２１５）に対応して設けられた複数の信号処理部１２３１～１２３５における信号処理部ごとに、当該信号処理部で処理した光電変換素子１２１０１を含む第１の画素の出力信号を、当該信号処理部で処理した光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素の出力信号を用いて補正するようにしている。
　かかる構成によれば、各信号処理部の処理によって生じる画像ムラを抑制して、違和感の無い高画質の放射線画像を取得することができる。例えば、図４Ｂに示すそれぞれの検出領域間の境界部（図４Ｂにおける縦の点線部）におけるオフセット信号のステップ状の段差が生じた場合でも、補正部１５０による上述した補正により、違和感の無い高画質の放射線画像を取得することができる。また、例えば、オフセット信号に、上述した段差に加えて信号変換部内の温度分布等によって信号変換部ごとにシェーディングが生じた場合でも、補正部１５０による上述した補正により、違和感の無い高画質の放射線画像を取得することができる。
　（第２の実施形態）
　次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第２の実施形態の説明では、上述した第１の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１の実施形態と異なる事項について説明を行う。
　第１の実施形態に係る放射線撮影装置の全体構成は、図１に示す第１の実施形態に係る放射線撮影装置１００の全体構成と同様である。
　上述した第１の実施形態は、補正部１５０が、図４に示すように、２次元行列状に画素が設けられている有効画素領域１２１において行方向に設けられている光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素の出力信号を用いて、行方向について光電変換素子１２１０１を含む第１の画素の出力信号を補正する形態であった。これに対して、第２の実施形態は、補正部１５０が、行方向及び列方向の両方について光電変換素子１２１０１を含む第１の画素の出力信号を、光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素の出力信号を用いて補正（オフセット信号を用いた減算処理）する形態である。この第２の実施形態では、上述した第１の実施形態と比較して、行方向及び列方向の２方向に生じるオフセット信号のシェーディング等の補正精度を更に向上させ、より違和感の無い高画質の放射線画像を取得することができる。
　図５は、本発明の第２の実施形態を示し、図１に示す放射線検出部１２０の内部構成の一例を示す図である。この図５に示す第２の実施形態における放射線検出部１２０を「放射線検出部１２０－２」とする。また、この図５において、図２に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。
　放射線検出部１２０－２は、図５に示すように、有効画素領域２２１、行選択部１２２、及び、信号変換器１２３を有して構成されている。ここで、行選択部１２２及び信号変換器１２３は、それぞれ、図２を用いて上述した行選択部１２２及び信号変換器１２３と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
　有効画素領域２２１は、図５に示すように、複数の検出領域Ａ（２２１１）～Ｅ（２２１５）で構成された領域である。具体的に、有効画素領域２２１には、複数の検出領域Ａ（２２１１）～Ｅ（２２１５）におけるそれぞれの検出領域ごとに、光電変換素子１２１０１を含む第１の画素と、光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素とが複数設けられている。図５では、有効画素領域２２１において、光遮蔽素子１２１０２の位置のみを図示しているが、他の部分には、光電変換素子１２１０１が２次元行列状に配置されている。
　より詳細に、図５に示す有効画素領域２２１では、光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素が、検出領域Ａ（２２１１），検出領域Ｂ（２２１２），検出領域Ｃ（２２１３），検出領域Ｄ（２２１４），検出領域Ｅ（２２１５）のそれぞれの検出領域において、検出領域の中心、検出領域の四隅、及び、検出領域の境界の四辺の中央の位置に配置されている。
　そして、本実施形態では、図３のステップＳ１０６において、補正部１５０は、信号処理部ごとに、当該信号処理部で処理した第１の画素の出力信号を、当該信号処理部で処理した第２の画素の出力信号を用いて、行方向及び列方向について補正する。この際、補正部１５０は、例えば、光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素のディジタル信号を、検出領域ごとに２次元の面状に最小二乗法で近似し補間する処理を行う。そして、この場合、補正部１５０は、光電変換素子１２１０１を含む第１の画素のディジタル信号から、当該第１の画素の位置に該当する補間後の第２の画素のディジタル信号を減算する補正を行う。また、第２の実施形態においては、２次元の面状補間の際に、隣接する検出領域近傍の６個の光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素の出力信号が補間前後で変化しないように制約条件を設けてもよい。即ち、上述した２次元の面状の近似の前後で、隣接する検出領域の境界近傍における第２の画素の出力信号が変わらないこととしてもよい。
　以上説明したように、第２の実施形態によれば、より違和感の無い高画質の放射線画像を取得することができる。例えば、第２の実施形態によれば、オフセット信号に、２方向にシェーディングが生じた場合でも、光電変換素子１２１０１を含む第１の画素の出力信号に対して効果的にオフセット信号を補正することが可能となる。
　なお、第２の実施形態の変形例として、図５に示すそれぞれの検出領域Ａ（２２１１）～Ｅ（２２１５）の上部及び下部に設けている光遮蔽素子１２１０２を含む第２の画素を、有効画素領域１２１の外部に第３の画素として配置してもよい。そして、この変形例では、補正部１５０は、信号処理部ごとに、当該信号処理部で処理した有効画素領域１２１内の第２の画素の出力信号と当該信号処理部で処理した有効画素領域１２１外の第３の画素の出力信号とを用いて、上述した補正を行う形態を採りうる。
　（その他の実施形態）
　本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介して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における１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
　このプログラム及び当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、本発明に含まれる。
　なお、上述した本発明の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
　本願は、２０１８年５月１１日提出の日本国特許出願特願２０１８－０９２２３３を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims (15)

  1. 　複数の検出領域から構成され、前記検出領域ごとに放射線を検出する第１の画素と前記放射線を遮蔽する第２の画素とが設けられた画素領域と、
    　前記複数の検出領域に対応して設けられ、前記検出領域ごとに当該検出領域に設けられた前記第１の画素および前記第２の画素の出力信号を処理する、複数の信号処理部と、
    　前記信号処理部ごとに、当該信号処理部で処理した前記第１の画素の出力信号を、当該信号処理部で処理した前記第２の画素の出力信号を用いて補正する補正部と、
    　を有することを特徴とする放射線撮影装置。
  2. 　前記信号処理部は、前記第１の画素の出力信号および前記第２の画素の出力信号を増幅する処理を行う増幅器を含み構成されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
  3. 　前記信号処理部は、前記第１の画素の出力信号および前記第２の画素の出力信号を、アナログ信号からディジタル信号に変換する処理を行うＡＤ変換器を含み構成されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
  4. 　前記検出領域には、複数の前記第１の画素と複数の前記第２の画素とが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
  5. 　前記補正部は、前記複数の第２の画素の出力信号を多項式近似して、前記複数の第１の画素の出力信号を前記補正することを特徴とする請求項４に記載の放射線撮影装置。
  6. 　前記補正部は、前記信号処理部ごとに、当該信号処理部に対応する前記検出領域を分割した複数の分割領域における分割領域ごとに前記多項式近似の次数を変えて、前記補正を行うことを特徴とする請求項５に記載の放射線撮影装置。
  7. 　前記次数は、当該放射線撮影装置の熱特性に応じて定められたものであることを特徴とする請求項６に記載の放射線撮影装置。
  8. 　前記多項式近似の前後で、隣接する前記検出領域の境界近傍における前記第２の画素の出力信号が変わらないことを特徴とする請求項５に記載の放射線撮影装置。
  9. 　前記補正部は、前記複数の第２の画素の出力信号を移動平均して、前記複数の第１の画素の出力信号を前記補正することを特徴とする請求項４に記載の放射線撮影装置。
  10. 　前記検出領域には、前記複数の第１の画素が２次元行列状に設けられており、
    　前記補正部は、前記信号処理部で処理した前記複数の第１の画素の出力信号を、当該信号処理部で処理した前記複数の第２の画素の出力信号を用いて、前記行の方向および前記列の方向について前記補正することを特徴とする請求項４に記載の放射線撮影装置。
  11. 　前記補正部は、前記複数の第２の画素の出力信号を前記２次元の面状に近似して、前記複数の第１の画素の出力信号を前記補正することを特徴とする請求項１０に記載の放射線撮影装置。
  12. 　前記２次元の面状の近似の前後で、隣接する前記検出領域の境界近傍における前記第２の画素の出力信号が変わらないことを特徴とする請求項１１に記載の放射線撮影装置。
  13. 　前記補正部は、読み出された時間の異なる前記第２の画素の出力信号を複数平均して、前記補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
  14. 　前記画素領域の外部に、前記放射線を遮蔽する第３の画素を更に設け、
    　前記補正部は、前記信号処理部ごとに、当該信号処理部で処理した前記第２の画素の出力信号および当該信号処理部で処理した前記第３の画素の出力信号を用いて、前記補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
  15. 　複数の検出領域から構成され、前記検出領域ごとに放射線を検出する第１の画素と前記放射線を遮蔽する第２の画素とが設けられた画素領域を用いて、前記放射線を検出する検出ステップと、
    　前記複数の検出領域に対応して設けられた複数の信号処理部を用いて、前記信号処理部ごとに、対応する前記検出領域に設けられた前記第１の画素および前記第２の画素の出力信号を処理する信号処理ステップと、
    　前記信号処理部ごとに、当該信号処理部で処理した前記第１の画素の出力信号を、当該信号処理部で処理した前記第２の画素の出力信号を用いて補正する補正ステップと、
    　を有することを特徴とする放射線撮影装置の制御方法。
PCT/JP2019/016806 2018-05-11 2019-04-19 放射線撮影装置及びその制御方法 Ceased WO2019216162A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201980031850.9A CN112425150A (zh) 2018-05-11 2019-04-19 放射线成像装置及其控制方法
EP19799104.5A EP3793189A4 (en) 2018-05-11 2019-04-19 RADIOGRAPHY DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF
US17/088,445 US11638565B2 (en) 2018-05-11 2020-11-03 Radiographic imaging apparatus and control method therefor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-092233 2018-05-11
JP2018092233A JP7313800B2 (ja) 2018-05-11 2018-05-11 放射線撮影装置、放射線撮影装置の制御装置及び制御方法、並びに、プログラム

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/088,445 Continuation US11638565B2 (en) 2018-05-11 2020-11-03 Radiographic imaging apparatus and control method therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019216162A1 true WO2019216162A1 (ja) 2019-11-14

Family

ID=68466767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/016806 Ceased WO2019216162A1 (ja) 2018-05-11 2019-04-19 放射線撮影装置及びその制御方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11638565B2 (ja)
EP (1) EP3793189A4 (ja)
JP (1) JP7313800B2 (ja)
CN (1) CN112425150A (ja)
WO (1) WO2019216162A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007019820A (ja) 2005-07-07 2007-01-25 Fujifilm Corp 固体撮像素子
JP2012049947A (ja) * 2010-08-30 2012-03-08 Mitsubishi Electric Corp 画像処理装置
JP2016152550A (ja) * 2015-02-18 2016-08-22 キヤノン株式会社 撮像装置
JP2016201634A (ja) * 2015-04-08 2016-12-01 キヤノン株式会社 撮像装置、撮像方法及びプログラム
JP2018092233A (ja) 2016-11-30 2018-06-14 パイオニア株式会社 情報処理装置、情報処理方法、及び、プログラム

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3196033B2 (ja) * 1991-05-15 2001-08-06 コニカ株式会社 骨部放射線画像の関心領域検出装置及び画像処理装置
DE4232401A1 (de) * 1992-09-26 1994-03-31 Philips Patentverwaltung Anordnung zum Auslesen von Bildern
JP4980769B2 (ja) * 2007-03-29 2012-07-18 富士フイルム株式会社 放射線撮像装置及び方法
US7924330B2 (en) * 2007-12-20 2011-04-12 Aptina Imaging Corporation Methods and apparatuses for double sided dark reference pixel row-wise dark level non-uniformity compensation in image signals
JP6116152B2 (ja) * 2012-07-31 2017-04-19 キヤノン株式会社 イメージセンサ駆動装置および方法、放射線画像撮像装置
US9774804B2 (en) * 2013-12-13 2017-09-26 Bio-Rad Laboratories, Inc. Digital imaging with masked pixels
JP6704611B2 (ja) * 2016-03-08 2020-06-03 リコーイメージング株式会社 撮影装置及び撮影方法
JP6815818B2 (ja) * 2016-10-17 2021-01-20 キヤノン株式会社 放射線撮影システム及び放射線撮影方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007019820A (ja) 2005-07-07 2007-01-25 Fujifilm Corp 固体撮像素子
JP2012049947A (ja) * 2010-08-30 2012-03-08 Mitsubishi Electric Corp 画像処理装置
JP2016152550A (ja) * 2015-02-18 2016-08-22 キヤノン株式会社 撮像装置
JP2016201634A (ja) * 2015-04-08 2016-12-01 キヤノン株式会社 撮像装置、撮像方法及びプログラム
JP2018092233A (ja) 2016-11-30 2018-06-14 パイオニア株式会社 情報処理装置、情報処理方法、及び、プログラム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3793189A4

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019198039A (ja) 2019-11-14
US20210068774A1 (en) 2021-03-11
CN112425150A (zh) 2021-02-26
EP3793189A1 (en) 2021-03-17
US11638565B2 (en) 2023-05-02
JP7313800B2 (ja) 2023-07-25
EP3793189A4 (en) 2022-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7368948B2 (ja) 画像処理装置、放射線撮影装置および画像処理方法
JP6853729B2 (ja) 放射線撮像装置、放射線撮像システム、放射線撮像装置の制御方法及びプログラム
US8710447B2 (en) Control device for radiation imaging apparatus and control method therefor
JP7361516B2 (ja) 放射線撮影装置、放射線撮影システム、放射線撮影装置の制御方法、および、プログラム
JP2017073756A (ja) 放射線撮像装置および放射線撮像装置の制御方法
CN111084630B (zh) 放射线成像装置、放射线成像方法和存储介质
JP3805107B2 (ja) Ｘ線を用いた計測装置
JP6152894B2 (ja) 放射線撮像装置
US10159457B2 (en) X-ray diagnostic apparatus
JP2019136388A (ja) 放射線撮像装置及びその駆動方法、並びに、プログラム
JP6478774B2 (ja) 撮像装置、撮像方法及びプログラム
JP7313800B2 (ja) 放射線撮影装置、放射線撮影装置の制御装置及び制御方法、並びに、プログラム
JP2021079022A (ja) 放射線撮影装置、放射線撮影方法及びプログラム
JP5355726B2 (ja) 撮影装置、画像処理装置、撮影システム、放射線撮影装置および画像処理方法
Rodricks et al. Filtered gain calibration and its effect on DQE and image quality in digital imaging systems
WO2020144972A1 (ja) 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム
JP5551510B2 (ja) 電子増倍率の測定方法及び撮像装置
JP2019195571A (ja) 放射線撮影装置及びその制御方法
WO2020066231A1 (ja) 放射線撮影装置、放射線撮影方法及びプログラム
JP2021056138A (ja) 放射線撮像装置、放射線撮像方法及びプログラム
JP2022046189A (ja) 放射線撮影装置及びその制御方法、並びに、プログラム
JP2011250083A (ja) 放射線平面検出器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19799104

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2019799104

Country of ref document: EP