CN109073570B - 放射线图像生成装置 - Google Patents

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Abstract

获取强度分布图像(10)的第1关注区域(101)中的第1ROI像素值和第2关注区域(102)中的第2ROI像素值。在第1和第2的关注区域的其中一方相对于另一方，被设定在强度分布图像中的强度调制的周期中相位差为π/2的位置或者其附近。接着，决定将第1和第2ROI像素值按每个强度分布图像进行绘制而得到的椭圆轨迹。接着，使用按每个规定角度分割椭圆轨迹而得到的至少k个角度区域所对应的强度分布图像来获取k张角度区域图像。接着，使用k张角度区域图像来生成放射线图像。在这里，k为3以上的整数。

Description

放射线图像生成装置
技术领域
本发明涉及用于利用作为透射了被摄体的放射线、例如X射线中的波的性质来观察被摄体的结构的技术。
背景技术
透射能力高的放射线、例如X射线作为用于透视物体内部的探针，被广泛用于医疗图像诊断、非破坏检查、安全检查等。X射线透视图像的对比度由X射线衰减率的差异而造成，并且较强地吸收X射线的物体作为X射线的影子而描绘。
包含越多原子编号大的元素，X射线吸收能力变得越强。相反，还能够指出由原子编号小的元素构成的物质很难形成对比度，这也是传统的X射线透视图像的原理上的缺点。因此，对于生物软组织或有机材料等，不能得到足够的灵敏度。
另一方面，若利用作为X射线中的波的性质，与一般的传统的X射线透视图像相比，能够实现最高大约3位数的高灵敏度。之后，将此称为X射线相位对比度法。若将该技术应用于不太吸收X射线的轻元素所组成的物质(生物体软组织或有机材料等)的观察，则将可能进行在传统方法中难进行的检查，因此期待其实用化。
作为实现利用了X射线相位对比度法的高灵敏度摄像法的方式，使用透射网格的方法广为熟知(参照下述专利文献1以及2)。该方法为，通过被照射X射线的透射网格在X射线检测器上形成的强度图样因被相同的X射线照射的被摄体中的少量的X射线的折射或散射而发生变化的现象，从而获得表示被摄体的结构的对比度的方法。在该方法中，一般能够形成与传统的透视图像对应的吸收图像、表示由被摄体造成的X射线的折射的大小的折射图像、和表示由被摄体造成的散射的大小的散射图像。在使用的透射网格的网格周期是微小的情况下，考虑基于网格的干扰效应(换言之，衍射效应)的分数Talbot效应，在上述强度图样较强地出现的位置配置检测器。此外，在上述强度图样变得细微以致于不能直接通过检测器分辨的情况下，能够通过在该位置再配置一个透射网格并生成莫列波纹(Moiré)从而将强度图样可视化。另外，之后，将最先的透射网格称为G1，第2透射网格称为G2。由G1和G2组成的结构称为Talbot干涉仪。
为了使Talbot干涉仪进行操作，期望照射到G1的放射线的空间上的可干涉距离为与G1周期同等或其以上。这要求放射线的波聚集在一起，例如在X射线中，通过使用同步加速器放射光或微焦点X射线源来满足。特别地，由于微焦点X射线源是能够在实验室中使用的射线源，因此是在考虑实用性时被特别指出的一点。
但是，一般情况下由于微焦点X射线源的输出被限制，因此通常需要数分钟到数十分钟的曝光时间。虽然一般使用的X射线源相比微焦点X射线源功率更高，但不能期望原本为了使X射线Talbot干涉仪进行操作而所需要的空间上的可干涉性。
因此，将第3网格(之后，称为G0)配置在一般的X射线源的附近的Talbot-Lau干涉仪广为熟知。G0作为多狭缝发挥作用。关注G0中的一个狭缝。通过该处的X射线使下游的Talbot干涉仪(G1和G2)发挥作用。即，G0中的狭缝能够解释为虚拟地构成微焦点X射线源。在G0中，关注通过其相邻的狭缝的X射线。这显然也使下游的Talbot干涉仪进行操作，但是能够调整G0的周期，以使基于G1的强度图样在G2位置仅偏移刚好1周期(严格为1周期的整数倍)。这样一来，能够维持基于下游的Talbot干涉仪的莫列波纹图像生成功能，并且能够使用几乎没有干涉性的传统的明亮的X射线源，实现相位对比度拍摄的高速化。
因此，Talbot-Lau干涉仪能够理解为与多个Talbot干涉仪的重合，G0能够理解为射线源的一部分。此外，仅将G0和G1配置在射线源附近，省略G2，直接通过检测器对被扩大的上述强度图样进行拍摄的方式也是可能的，将其称为Lau干涉仪。
无论在哪一个结构的情况下，少有直接利用被记录的强度图样或者莫列波纹图像，通过计算机在规定的步骤中处理被记录的图像，能够生成吸收图像、折射图像、以及散射图像并利用。为了实现该目的，一般使用条纹扫描法。所谓的条纹扫描法是使任一网格在其周期方向上平移，对多个强度图样或者莫列波纹图像进行拍摄并进行图像运算的方法。更具体的是，使任一网格在仅平移其周期d的1/M并拍摄，使用将此过程反复进行M次而得到的M张图像进行图像运算。M为3以上的整数。
在应用基于网格平移的条纹扫描法的情况下，以不平移的其它的网格在测量期间静止为前提。但是，由于实际上存在网格的振动或保持网格的载物台(stage)的位置漂移的情况，发生由其产生的莫列波纹条纹的振动或位移，因此存在对测量结果带来严重的误差的情况。在这样的情况时，需要采取设置Talbot干涉仪或Talbot-Lau干涉仪的环境的稳定化、或保持/移动网格的载物台或架台的刚度的改善或从振动源的隔断等的手段。但是，在将该装置当作例如生产现场中的非破坏检查装置而使用时，存在周围的环境未必是良好的情况。也不能无视构成为抗振动或漂移的装置而带来的成本。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开WO2004/058070号公报
专利文献2：美国专利第5812629号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于上述情况而完成的。本发明的目的在于提供一种能够容易地应对用于放射线图像的生成的网格的振动或漂移的技术。
用于解决课题的手段
本发明能够表现为下述的项目中记载的发明。
(项目1)
一种放射线图像生成装置，其用于使用放射线的强度分布图像来生成放射线图像，其特征在于，所述放射线图像生成装置具有：
摄像单元、驱动单元和处理单元，
所述摄像单元具有射线源、网格单元、图像检测器，
所述射线源将放射线向所述网格单元照射，
所述图像检测器通过以规定的时间间隔来检测透射了所述网格单元的所述放射线，获取多张所述强度分布图像，
所述网格单元具有对所述强度分布图像施加周期性的强度调制的至少一个网格，
所述网格具有周期性的结构，
所述驱动单元使所述网格在与所述放射线的行进方向交叉的方向上移动，
所述处理单元具有ROI像素值获取单元、椭圆轨迹决定单元、角度区域图像获取单元、放射线图像运算单元，
所述ROI像素值获取单元获取所述强度分布图像中的第1关注区域中的第1ROI像素值和第2关注区域中的第2ROI像素值，
所述第1和第2关注区域的其中一方相对于另一方，被设定在所述强度调制的周期中相位差为π/2的位置或者其附近，
所述椭圆轨迹决定单元决定将所述第1和第2ROI像素值按每个所述强度分布图像进行绘制而得到的椭圆轨迹，
所述角度区域图像获取单元使用按每个规定角度分割所述椭圆轨迹而得到的至少k个角度区域所对应的所述强度分布图像来获取k张角度区域图像，
所述放射线图像运算单元使用所述k张角度区域图像来生成所述放射线图像，
在这里，k为3以上的整数。
(项目2)
如项目1所述的放射线图像生成装置，其中，
所述角度区域图像是将与所述角度区域对应的多张所述强度分布图像进行相加并求平均而得到的。
(项目3)
如项目1或2所述的放射线图像生成装置，其中，
所述网格单元至少具有第1和第2网格。
(项目4)
如项目1至3的任一项所述的放射线图像生成装置，其中，
所述放射线为X射线。
(项目5)
如项目1至4的任一项所述的放射线图像生成装置，其中，
设包含在所述第1和第2关注区域的面积中的所述强度调制的范围为所述强度调制的1周期的1/4以下。
(项目6)
如项目1至5的任一项所述的放射线图像生成装置，其中，
设所述第1ROI像素值为正交坐标系中的一个轴，所述第2ROI像素值为所述正交坐标系中的另一个轴，所述椭圆轨迹决定单元通过将所述第1和第2ROI像素值按每个所述强度分布图像绘制于所述正交坐标系上从而决定椭圆轨迹。
(项目7)
如项目1至6的任一项所述的放射线图像生成装置，其中，
所述第1ROI像素值为包含在所述第1关注领域中的像素值的平均值。
(项目8)
一种放射线图像生成方法，其用于使用放射线的强度分布图像来生成放射线图像，其特征在于，所述放射线图像生成方法具有：
将放射线从射线源向网格单元照射的步骤，在这里，所述网格单元具有对所述强度分布图像施加周期性的强度调制的至少一个网格；
通过以规定的时间间隔来检测透射了所述网格单元的所述放射线，获取多张所述强度分布图像的步骤；
使所述网格在与所述放射线的行进方向交叉的方向上移动的步骤；
获取所述强度分布图像中的第1关注区域中的第1ROI像素值和第2关注区域中的第2ROI像素值的步骤，在这里，所述第1和第2关注区域的其中一方相对于另一方，被设定在所述强度调制的周期中相位差为π/2的位置或者其附近；
决定将所述第1和第2ROI像素值按每个所述强度分布图像进行绘制而得到的椭圆轨迹的步骤；
使用按每个规定角度分割所述椭圆轨迹而得到的至少k个角度区域所对应的所述强度分布图像来获取k张角度区域图像的步骤，在这里，k为3以上的整数；以及
使用所述k张角度区域图像来生成所述放射线图像。
(项目9)
一种计算机程序，其用于使计算机执行项目8所述的各步骤。
该计算机程序能够储存在适当的记录介质(例如，CD-ROM或DVD盘那样的光学记录介质、硬盘或软盘那样的磁性记录介质、或者MO盘那样的光磁性记录介质)。该计算机程序能够经由因特网等通信线路而传输。
发明效果
根据本发明，在使网格平移，并按每个规定距离反复进行拍摄的条纹扫描法中，能够容易地应对用于放射线图像的生成的网格的振动或漂移。
附图说明
图1是用于表示本发明的一实施方式涉及的放射线图像生成装置的概略结构的框图。
图2是用于表示图1的摄像单元的结构例的说明图。
图3是用于表示图1的处理单元的概略结构的框图。
图4是表示使用了图1的装置的图像生成方法的概略的流程图。
图5是用于说明在图4的图像生成方法中使用的强度分布图像的概要的说明图。
图6是绘制了ROI像素值的图表，横轴是第1ROI像素值，纵轴是第2ROI像素值。
具体实施方式
以下，对本发明的一实施方式涉及的放射线图像生成装置进行说明。该装置是用于使用放射线的强度分布图像来生成放射线图像(例如，吸收图像、折射图像、散射图像的任一或全部)的装置。作为样品(未图示)，该装置将生物体、或者生物体以外的物体的任一作为对象。此外，该装置能够用于医疗或者非医疗的用途。作为非医疗的用途，能够例示例如，食品、工业零件、或者工业制品的检查用途，但不限制于此。此外，该装置在不使用样品的状态下也能够使用。在这种情况下，能够测量网格本身的失真。
本实施方式的放射线图像生成装置具有摄像单元1、驱动单元2、和处理单元3(参照图1)。进一步地，本实施方式的放射线图像生成装置还具有控制单元4。
(摄像单元)
摄像单元1具有射线源11、网格单元12、和图像检测器13(参照图2)。射线源11构成为向网格单元12照射放射线。在这里，对于样品(未图示)具有透射性的物质被用作为放射线。
具体地，在本实施方式中，产生X射线的X射线源被用作为射线源11。作为射线源11，例如能够使用通过向目标(未图示)照射电子射线而产生X射线(即，放射线)的X射线源。由于射线源11的具体结构能够设为与现有的X射线源相同，因此省略对其的进一步详细说明。
图像检测器13构成为通过以规定的时间间隔来检测透射了网格单元12的放射线从而获取多张强度分布图像10(参照后述的图5)。在这里，本实施方式的图像检测器13通过以相对于后述的网格的移动速度充分短的周期来连续地获取所述强度分布图像，从而能够获取强度分布图像的动态图像。在此说明书中，存在将构成动态图像的各个强度分布图像称为帧图像或者帧的情况。另外，虽然强度分布图像的摄像周期未必需要为一定，但为了便于说明，以下假定为一定的摄像周期而进行说明。
此外，本实施方式的图像检测器13构成为能够获取关于透射了配置在从射线源11到检测器13的路径上的网格单元12的放射线的强度分布图像。更详细地，图像检测器13具有以纵横二维的方式排列像素的结构，构成为按每个像素检测通过网格单元12而到达的放射线。作为这样的图像检测器13，能够使用与传统相同的图像检测器，因此省略详细说明。
(网格单元)
网格单元12具有施加强度分布图像10(参照图5)中的周期性的强度调制(例如莫列波纹条纹或网格的自身像)的至少一张具有周期性的构造的网格。网格单元12满足为了构成Talbot干涉仪(包括是Talbot-Lau干涉仪、Lau干涉仪的情况)所需要的机械上的构造以及几何学上的设置相关的条件。但是，在本实施方式中，构成Talbot干涉仪的条件只要满足为了能够进行所需要的检查而足够的程度即可，不需要满足数学上的严格意义上的条件。
更具体地，本实施方式的网格单元12由都具有周期性的构造的G0网格120、G1网格121(与第1网格对应)、和G2网格122(与第2网格对应)构成。在这里，所谓的周期性构造是例如在一维方向上被延长、且周期性地配置了网格构件或狭缝(未图示)，但不限制于此，只要是装置的操作所需要的周期性的构造，不特别地限制。也能是二维的周期构造。此外，在本说明书中所谓的“周期性的”是装置的操作所需要的程度的周期性即可，并不要求严格的周期性。
G0网格120是用于构成作为Talbot干涉仪的一种的Talbot-Lau干涉仪的网格，并且使用吸收型网格。通过G0网格120实现作为Talbot-Lau干涉仪的结构要素的微小光源阵列(若着眼于一个光源则为Talbot干涉仪)。作为G1网格121，通常使用相位型网格，但也能够使用吸收型网格。作为G2网格122，使用吸收型网格。另外，也能构成为省略G2网格的配置(Lau干涉仪。参照特开2012-16370号公报)。此外，在Lau干涉仪中，若使用微焦点X射线源或同步加速器放射光那样的、在空间上的可干涉性高的射线源，则即使在进一步省略G0网格而仅通过G1网格进行拍摄的情况下，也能够拍摄G1网格的自身像(也就是说，被强度调制的图像)。也就是说，在这种情况下，仅一个网格也能够进行操作。此外，也能构成为省略G0网格而仅使用G1网格和G2网格。但是，在这种情况下，作为放射线，需要使用具有某种程度的空间上的可干涉性的物质(例如，微焦点X射线或同步加速器放射光)。
上述以外的点中的G0～G2网格120～122的结构与传统的Talbot干涉仪(包括Talbot-Lau干涉仪和Lau干涉仪的情况)同样即可，因此省略进一步的详细说明。
(驱动单元)
驱动单元2构成为使构成网格单元12的任一网格在与放射线的行进方向交叉的方向上移动。具体地，本实施方式的驱动单元2构成为使G1网格121在与放射线的行进方向(图2中的右方向)大致正交的方向(图2中与上下方向或纸面正交的方向)上平移。作为驱动单元2，能够使用用于使网格平移的适当的结构，例如圆头螺钉、线性电动机、压电元件、静电促动器等，但不限制于此。作为驱动单元2，能够利用用于传统条纹扫描法的促动器，因此省略进一步详细的说明。
(处理单元)
处理单元3具有ROI像素值获取单元31、椭圆轨迹决定单元32、角度区域图像获取单元33、和放射线图像运算单元34(参照图3)。
ROI像素值获取单元31构成为获取强度分布图像中的第1关注区域101(参照后述的图5)中的第1ROI像素值和第2关注区域102(参照图5)中的第2ROI像素值。
在这里，期望将第1以及第2关注区域101以及102的面积中包含的强度调制的范围设为强度调制的1周期的1/4以下，以使绘制了像素值的情况(参照后述的图6)下的第1以及第2关注区域101以及102的区分不会变得不明确。若关注区域的尺寸大，则在后述的步骤中生成的椭圆轨道变小(也就是说，绘制点靠近中心)。通过增大椭圆轨道，从而能够增加能够有效利用的绘制点的数量。
第1ROI像素值是第1关注区域101中包含的像素值的平均值。在这里，所谓的平均值是将每个像素的亮度值的合计除以像素数后的值。同样地，第2ROI像素值是第2关注区域102中包含的像素值的平均值。
第1以及第2关注区域的一方相对于另一方，被设定在强度调制的周期中相位差为π/2的位置或者其附近。关于此点，在操作方法的说明中进行详述。
椭圆轨迹决定单元32构成为决定将第1以及第2ROI像素值按每个强度分布图像(也就是说，作为帧号的函数)进行绘制而得到的椭圆轨迹。
更详细地，椭圆轨迹决定单元32构成为设第1ROI像素值为正交坐标系中的一个轴，第2ROI像素值为正交坐标系中的另一个轴，并且通过将第1以及第2ROI像素值按每个强度分布图像绘制于正交坐标系上从而决定椭圆轨迹。关于椭圆轨迹决定单元32的详细结构也在后面叙述。
角度区域图像获取单元33构成为使用按每个规定角度分割椭圆轨迹而得到的至少k个角度区域所对应的强度分布图像来获取k张角度区域图像。在这里，角度区域图像是将与角度区域对应的多张强度分布图像(也就是说，与角度区域对应的帧号的强度分布图像)进行相加并求平均而得到的。此外，在这里，k为3以上的整数，但期望选择尽可能大的整数。但是，需要选择比强度分布图像的帧数充分小的数。关于角度区域图像获取单元33的详细说明也在后面叙述。
放射线图像运算单元34构成为使用k张角度区域图像来生成放射线图像。放射线图像运算单元34能够使用与传统的条纹扫描法中的放射线图像(例如，吸收图像、折射图像、散射图像的任一或全部)的生成手法相同的手法。在条纹扫描法中，若假定使网格按网格周期的每1/M进行移动并拍摄图像，则k张角度区域图像与条纹扫描法中的M张图像对应。
(控制单元)
控制单元4构成为能够向驱动单元2发送驱动信号，并使网格以规定的速度移动。此外，若网格的移动量达到上限，则能够使其回归到初始位置并再次移动。此外，控制单元4能够使网格的移动定时与图像检测器13的拍摄定时同步而获取期望的动态图像(多张强度分布图像)。
(本实施方式的放射线图像生成的操作)
以下，进一步参照图4，对使用了本实施方式的放射线图像生成的图像图像生成方法进行说明。在以下的说明中，设作为被摄体的样品(未图示)配置在从射线源11到图像检测器13的适当的位置。例如，能够将样品配置在G0网格120与G1网格121之间。但是，本实施方式的装置能够在无样品的状态下被用于调查网格的失真。
(图4的步骤SA-1)
首先，驱动单元2使摄像单元1中的任一网格(本例中为G1网格121)以规定的速度、规定时间的期间在一个方向(与放射线的行进方向正交的方向)上移动。
(图4的步骤SA-2)
与所述的步骤SA-1同时或者前后，通过摄像单元1的图像检测器13获取多张强度分布图像10(参照图5)。据此，能够获取作为运动图像的强度分布图像。得到的强度分布图像10被发送到处理单元3而保存。
(图4的步骤SA-3)
接着，在得到的强度分布图像10中的图像空间上指定第1以及第2关注区域101以及102(参照图5)。该指定能够在获取强度分布图像10之后，基于该图像通过自动或者手动的方式来进行。在这里，优选第1以及第2关注区域的一方相对于另一方，被设定在强度调制的周期中相位差为π/2的位置或者其附近。但是，该相位差不需要严格。此外，如后述那样，由于在相位差不适当的情况下回归地执行过程，因此在初次设定中能够设为任意的相位差。像这样，作为回归地反复进行了处理的结果，即使在相位差为适当的情况下，能够解释为进行了对于该相位差的设定处理。此外，关注区域的指定处理能够由***自动进行，也能够由用户进行。
第1以及第2关注区域101以及102优选选择强度分布图像10的强度调制周期中的亮部和中间部、或者暗部和中间部。两区域的相位差正好为π/2时，二者的变动周期成为正弦和余弦的关系，得到的椭圆轨道成为圆形。
若在图像空间上规定第1以及第2关注区域，则根据每帧的图像的变化(也就是说，动态图像)，该区域内的像素值按每帧而变化(周期地变化)。另外，在这里，以强度分布图像10包括周期性的调制的情况为前提。
优选第1以及第2关注区域101以及102的面积为充分小。例如，优选设第1以及第2关注区域101以及102的面积中包含的强度调制的范围为强度调制的1周期的1/4以下，更优选设为1/6以下。
此外，优选第1以及第2关注区域101以及102的位置为图像空间中放射线强度强的位置。一般地，在图像空间的边缘部分的附近，放射线强度变低。若将关注区域设定在像这样的地方，存在得到的ROI像素值的SN比恶化的问题。通过将关注区域设定在放射线强度强的位置，能够提高SN比，提高所得到的放射线图像的精度。
(图4的步骤SA-4)
接着，ROI像素值获取单元31将存在于第1以及第2关注区域101以及102内的像素值作为第1ROI像素值以及第2ROI像素值而获取。第1ROI像素值为第1关心区域101中包含的像素值的平均值。同样地，第2ROI像素值为第2关心区域102中包含的像素值的平均值。但是，通过使各区域的大小相等，能够使用合计值而代替平均值。
接着，椭圆轨迹决定单元32将获取到的第1以及第2ROI像素值作为帧的函数而绘制(参考图6)。例如，设第1ROI像素值为IA(f)，第2ROI像素值为IB(f)。在这里，f为帧号。然后，按每个帧，能够得到像素值的组I(f)＝(IA(f)，IB(f))。将该I(f)例如按每个帧(也就是说，作为帧号的函数)绘制在正交坐标系上。能够使用被绘制的点来决定椭圆轨迹。作为椭圆轨迹的决定方法，例如能够使用利用了最小二乘法的椭圆近似方法，但不限制于此。
(图4的步骤SA-5)
接着，椭圆轨迹决定单元32判定通过绘制而得到的图是否适当。作为判定的基准，短轴的长度需要充分长，以使达到能够将数据分配给椭圆的程度(也就是说，图接近圆形)。具体的判定基准例如能够通过实验而求得。例如，能够使用短轴的长度为长轴的长度的1/2以上的基准。
在判定结果为图不适当(例如，短轴的长度过短)的情况下，返回步骤SA-3，再次指定关注区域，然后回归地进行之后的操作。另外，作为通过绘制而得到的椭圆的形状，优选接近正圆，但不需要为正圆，只要是能够将数据适当地分配的程度的椭圆形状即可。此外，在本发明书中，设椭圆包含正圆。
(图4的步骤SA-6)
接着，椭圆轨迹决定单元32除去偏离点。作为偏离点的除去方法，能够利用各式各样的方法。例如，能够如以下那样。首先，不设定偏离点，而通过最小二乘法从步骤SA-4中得到的图中决定椭圆的初始形状。据此，暂时决定椭圆的中心。然后，将该中心的周围360°等分割成k个区域。关于各个分割区域中包含的帧，计算从暂时决定的中心到像素值的组I(f)的距离，并求得其平均值。关于各个像素值的组的距离不在距离的平均值的±5％的范围内的帧，设将其排除。然后，这样对于椭圆的全部周围除去偏离点，使用剩下的点通过最小二乘法再次求得椭圆形状，并更新椭圆中心，关于从中心到像素值的组的距离，进行上述的筛选。之后，反复进行该操作直到不存在排除的点为止，从而决定最终的椭圆轨迹。
(图4的步骤SA-7)
接着，角度区域图像获取单元33以最终的椭圆轨迹的中心O(参照图6)为基准，按每个规定角度将椭圆轨道分割成k个角度区域。在这里，规定角度被设为360°/k。k为3以上的整数。在图示的例子中，k＝12。为了提高所得到的放射线图像的精度，优选增加分割数k。在该情况下，根据k的数，优选增加强度调制的每1周期中获取的帧数。此外，优选一个角度区域中至少包含3个以上的点(一个点对应一个帧)。另外，虽然该步骤中的k不需要与之前的步骤的k为相同的值，但实际上优选为相同的值。
(图4的步骤SA-8)
接着，角度区域图像获取单元33将与各区域中包含的点对应的帧图像进行平均，生成k张角度区域图像。例如，若设特定的(也就是说，第i个)角度区域中存在的帧为10个(也就是说，存在10个点)，将这些10个帧按每个像素进行平均，从而能够生成一张角度区域图像。
(图4的步骤SA-9)
接着，放射线图像运算单元34能够使用所得到的k张角度区域图像进行与传统的条纹扫描法同样的运算，并生成期望的放射线图像。放射线图像的生成方法自身与传统同样即可，因此省略关于其的详细说明。
在传统的条纹扫描法中，以平移的网格的移动距离为已知且正确为前提。条纹扫描法实施中的网格的相对位置关系因例如由温度漂移引起的装置整体的失真而不恒定时，有条纹扫描法的运算结果中产生严重的误差的顾虑。此外，在装置发生震动、即网格的相对位置发生振动时，在其振动周期比基于条纹扫描法的各步骤的拍摄时间短的情况下，其影响表现为所生成的莫列波纹条纹的清晰度的降低。特别地，在该影响在条纹扫描法的各步骤中不恒定时，有条纹扫描法的运算结果中产生严重的误差的顾虑。本实施方式能够称为通过细化条纹扫描的步骤而获取数据，从获取数据中检测像这样的漂移或振动的影响，并且实施期望的条纹扫描法运算的自身解决型的条纹扫描法。漂移或比较缓慢的振动的影响能够检测为莫列波纹条纹进行移动的效果。假设即使本来在第i个帧中应被拍摄的相位差由于网格的振动或变形而在第i+1个帧中被拍摄，则其作为属于第i+1个角度区域的图像而处理即可。比较快的振动的影响表现为莫列波纹条纹的清晰度降低。即，在上述的椭圆轨迹的讨论中，像素值的组出现在靠近椭圆中心的位置，该像素值的组被排除。
目前为止虽然并未提及，但在因某些理由导致X射线源的强度突发地发生变动的情况下，由于像素值的组容易从椭圆轨道上偏离，因此其影响也能够通过本实施方式回避。
如以上说明的那样，通过本实施方式，即使在存在网格的相对位置上的漂移或振动、以及进一步存在X射线源的不稳定性等的情况下，实现鲁棒的条纹扫描法。据此，具有能够实现装置结构的简化、或设置条件的缓和的优点。此外，根据本实施方式，即使所制作的网格自身有一些失真，也没有所得到的放射线图像的精度恶化的顾虑。因此，在本实施方式的装置中，能够实现装置成本或运用成本的抑制。
另外，所述实施方式以及实施例的记载仅为一例，并不是示出了本发明必要的结构。各部分的结构若能够达成本发明的主旨，则并不限制于上述。
例如，在所述实施方式中，虽然将X射线源用作为了射线源单元，但也能够使用对于样品具有透射性的其它的放射线，例如中子射线源。当然，在这种情况下，将能够检测所使用的放射线的部件用作为检测单元。
此外，在所述的实施方式中，虽然设关注区域的数为2个，以二维的方式绘制了ROI像素值，但也能够设关注区域的数为3个，以三维的方式绘制ROI像素值，从而生成椭圆体(立体形状)并提高精度。在本说明书中设为椭圆体也包含于椭圆这样的概念中。在这种情况下，将规定的角度决定为立体角。当然，也能够设关注区域的数为4以上，将像素值绘制到对应的维数的空间。像这样，绘制到多维空间而生成的形状在本说明书中也包含于椭圆这样的概念中。根据所使用的维数，能够设定规定角度的获取方法。
此外，本实施方式的装置能够在没有样品的状态下，通过将网格自身的结构作为放射线图像而获取，从而能够用于网格自身的形状测量。一般地，由于网格具有非常细微的结构，因此其自身具有某种程度的失真。像这样的失真在通常的制造方法中即使没有特别的意图也会自然地发生。当然，能够制造网格，以使其在意图上具有失真。
标号说明
1 摄像单元
11 射线源
12 网格单元
120 G0网格
121 G1网格
122 G2网格
13 图像检测器
2 驱动单元
3 处理单元
31 ROI像素值获取单元
32 椭圆轨迹决定单元
33 角度区域图像获取单元
34 放射线图像运算单元
4 控制单元
10 强度分布图像
101 第1关注区域
102 第2关注区域
IA 第1ROI像素值
IB 第2ROI像素值
K 椭圆轨迹的分割数

Claims (9)

1.一种放射线图像生成装置，其用于使用放射线的强度分布图像来生成放射线图像，其特征在于，所述放射线图像生成装置具有：
摄像单元、驱动单元和处理单元，
所述摄像单元具有射线源、网格单元、图像检测器，
所述射线源将放射线向所述网格单元照射，
所述图像检测器通过以规定的时间间隔来检测透射了所述网格单元的所述放射线，获取多张所述强度分布图像，
所述网格单元具有对所述强度分布图像施加周期性的强度调制的至少一个网格，
所述网格具有周期性的结构，
所述驱动单元使所述网格在与所述放射线的行进方向交叉的方向上移动，
所述处理单元具有ROI像素值获取单元、椭圆轨迹决定单元、角度区域图像获取单元、放射线图像运算单元，
所述ROI像素值获取单元获取所述强度分布图像中的第1关注区域中的第1ROI像素值和第2关注区域中的第2ROI像素值，
所述第1和第2关注区域的其中一方相对于另一方，被设定在所述强度调制的周期中相位差为π/2的位置或者其附近，
所述椭圆轨迹决定单元决定将所述第1和第2ROI像素值按每个所述强度分布图像进行绘制而得到的椭圆轨迹，
所述角度区域图像获取单元使用按每个规定角度分割所述椭圆轨迹而得到的至少k个角度区域所对应的所述强度分布图像来获取k张角度区域图像，
所述放射线图像运算单元使用所述k张角度区域图像来生成所述放射线图像，
在这里，k为3以上的整数。
2.如权利要求1所述的放射线图像生成装置，其中，
所述角度区域图像是将与所述角度区域对应的多张所述强度分布图像进行相加并求平均而得到的。
3.如权利要求1或2所述的放射线图像生成装置，其中，
所述网格单元至少具有第1和第2网格。
4.如权利要求1或2所述的放射线图像生成装置，其中，
所述放射线为X射线。
5.如权利要求1或2所述的放射线图像生成装置，其中，
设包含在所述第1和第2关注区域的面积中的所述强度调制的范围为所述强度调制的1周期的1/4以下。
6.如权利要求1或2所述的放射线图像生成装置，其中，
设所述第1ROI像素值为正交坐标系中的一个轴，所述第2ROI像素值为所述正交坐标系中的另一个轴，所述椭圆轨迹决定单元通过将所述第1和第2ROI像素值按每个所述强度分布图像绘制于所述正交坐标系上从而决定椭圆轨迹。
7.如权利要求1或2所述的放射线图像生成装置，其中，
所述第1ROI像素值为包含在所述第1关注领域中的像素值的平均值。
8.一种放射线图像生成方法，其用于使用放射线的强度分布图像来生成放射线图像，其特征在于，所述放射线图像生成方法具有：
将放射线从射线源向网格单元照射的步骤，在这里，所述网格单元具有对所述强度分布图像施加周期性的强度调制的至少一个网格；
通过以规定的时间间隔来检测透射了所述网格单元的所述放射线，获取多张所述强度分布图像的步骤；
使所述网格在与所述放射线的行进方向交叉的方向上移动的步骤；
获取所述强度分布图像中的第1关注区域中的第1ROI像素值和第2关注区域中的第2ROI像素值的步骤，在这里，所述第1和第2关注区域的其中一方相对于另一方，被设定在所述强度调制的周期中相位差为π/2的位置或者其附近；
决定将所述第1和第2ROI像素值按每个所述强度分布图像进行绘制而得到的椭圆轨迹的步骤；
使用按每个规定角度分割所述椭圆轨迹而得到的至少k个角度区域所对应的所述强度分布图像来获取k张角度区域图像的步骤，在这里，k为3以上的整数；以及
使用所述k张角度区域图像来生成所述放射线图像。
9.一种存储了计算机程序的计算机可读取的记录介质，所述程序用于使计算机执行权利要求8所述的各步骤。
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