JP2003033338A - X線診断装置 - Google Patents
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Abstract
算出する際のノイズによる影響を低減させることであ
る。 【解決手段】 X線源から被検体に照射されたX線ビー
ムを2次元X線検出器で検出し、前記被検体のX線画像
を収集するX線診断装置において、前記2次元X線検出
器のうちの前記X線ビームが入射されない非検出領域で
の走査線上の画素値とその周辺画素の画素値の大きさに
よってその走査線の画素値の補正の要否を判定する手段
と、該判定された結果が補正要のときに少なくとも前記
X線ビームが入射される検出領域での走査線上の画素値
をその周辺画素の画素値を用いて補正する手段とを備え
た。
Description
し、特に、半導体2次元X線センサ(FlatPane
l:FP)の画質の低下要因となるライン相関ノイズの
低減に適用して有効な技術に関するものである。
000−33083号公報の「X線像形成装置」に開示
されるように、半導体2次元X線センサの検出領域の内
で、まず、ダーク領域と称されるX線ビームが入射しな
い領域のセンサ出力から補正用データを算出する構成と
なっていた。次に、このダーク領域のセンサ出力から算
出された補正用データを用いて、X線ビームが入射する
領域(以下、「有効領域」と記す)の補正用データを補
正する構成となっていた。
技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。従来
のX線診断装置では、ダーク領域において発生するノイ
ズは、ランダムノイズとライン相関ノイズであることを
利用して、有効領域のライン相関ノイズを補正する構成
となっていた。
イン毎に、その両側に位置するダーク領域でのライン相
関ノイズから当該ラインの有効領域でのライン相関ノイ
ズを予想し、得られた予想値に基づいて有効領域でのラ
イン相関ノイズを補正する補正用データを修正する構成
となっていた。
素においても、ノイズが混入してしまう場合が確認され
ている。このような場合、従来のX線診断装置では、有
効領域にノイズの混入等が起こっていない場合であって
も、ダーク領域に混入したノイズによって補正用データ
が生成されてしまうので、1ライン分の画像データが隣
接するラインに対してオフセットを有することとなって
しまい、診断画像上にラインノイズが発生してしまうと
いう問題があった。特に、このようなラインノイズはラ
ンダムに発生することとなるので、検者に大きな負担を
かけるものであった。
から補正用データを算出する際のノイズによる影響を低
減させることが可能な技術を提供することにある。本発
明の他の目的は、検者の負担を低減させることが可能な
X線診断装置を提供することにある。本発明の前記なら
びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び
添付図面によって明らかになるであろう。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
ビームを2次元X線検出器で検出し、前記被検体のX線
画像を収集するX線診断装置において、前記2次元X線
検出器のうちの前記X線ビームが入射されない非検出領
域での走査線上の画素値とその周辺画素の画素値の大き
さによってその走査線の画素値の補正の要否を判定する
手段と、該判定された結果が補正要のときに少なくとも
前記X線ビームが入射される検出領域での走査線上の画
素値をその周辺画素の画素値を用いて補正する手段とを
備えた。
ビームを2次元X線検出器で検出し、前記被検体のX線
画像を収集するX線診断装置において、前記2次元X線
検出器のうちの前記X線ビームが入射されない非検出領
域での走査線上の画素値とその周辺画素の画素値の大き
さによってその走査線の画素値の補正の要否を判定する
手段と、該判定された結果が補正要のときに少なくとも
前記X線ビームが入射される検出領域での走査線上の画
素値をその連続して収集されたX線画像の当該走査線上
の画素値を用いて補正する手段とを備えた。
載のX線診断装置において、前記判定は閾値を格納する
手段を備え、前記判定手段は前記非検出領域での走査線
上の画素値とその周辺画素の画素値の大きさとの差が前
記閾値よりも大きい場合に、その走査線の画素値を補正
要と判定する。
載のX線診断装置において、前記補正手段は前記判定さ
れた結果が補正要のときに少なくとも前記X線ビームが
入射される検出領域での走査線上の画素値を、隣接する
フィールドの当該走査線上の画素値を用いて補正する手
段とを備えた。
X線センサの受光領域の内で、X線ビームが入力されな
い領域の画素値に基づいて、X線ビームが入力される領
域の画素値を走査線毎に補正する場合、X線ビームが入
力されない領域にノイズが混入すると、このノイズの混
入した走査線では補正された画素値にノイズの影響が残
ることとなる。従って、まず判定手段が2次元X線検出
器のうちのX線ビームが入射されない非検出領域での走
査線上の画素値とその周辺画素の画素値の大きさによっ
てその走査線の画素値の補正の要否を判定し、この判定
された結果が補正要のときに、補正手段が少なくともX
線ビームが入射される検出領域での走査線上の画素値を
その周辺画素の画素値もしくは連続して収集されたX線
画像の当該走査線上の画素値を用いて補正することによ
って、後述する原理の項に示すように、ノイズの混入に
よる影響を除去したX線画像を得ることが可能となる。
すなわち、X線ビームが入力されない領域であるダーク
領域のセンサ出力から補正手段が用いる補正用データを
算出する際のノイズによる影響を低減させることが可能
となる。その結果、ノイズの混入による影響を除去した
高画質のX線画像を得ることが可能となるので、検者の
負担を低減することが可能となる。
段は非検出領域での走査線上の画素値とその周辺画素の
画素値の大きさとの差が前記閾値よりも大きい場合に、
その走査線の画素値を補正要と判定する構成とすること
によって、格納手段に設定する閾値に応じて補正の要否
を制御することが可能となる。
正要のときに少なくともX線ビームが入射される検出領
域での走査線上の画素値を、隣接するフィールドの当該
走査線上の画素値を用いて補正することによって、ノイ
ズによる影響を最小限に抑えるものである。
全画素領域におけるX線画像の検出領域と非検出領域と
を示す図であり、401は非検出領域(ダーク領域)、
402は検出領域(有効領域)を示す。
査線(ライン)毎に、ダーク領域401におけるセンサ
出力の平均値を算出する。次に、この平均値を補正デー
タとし、有効領域402におけるセンサ出力からこの補
正データを減算することによって、ラインノイズを低減
することを基本動作とする。
のノイズが発生したラインに隣接するラインとにおける
画像データをグラフ化した図であり、縦軸は画素値を示
し、横軸はライン方向のアドレスを示す。
生したラインの画像データであり、502はラインノイ
ズが発生したラインに隣接するラインの画像データであ
り、503はラインノイズが発生したラインの画像デー
タとこのラインに隣接するラインの画像データとの差分
である。
実質的に同じ臓器を撮影対象とした場合には、極小領域
内では相関性を有するように、被検体のX線画像でも隣
接するラインでは、画素値が大きく変動することは少な
い。従って、所定のラインの画像データと、このライン
に隣接するラインの画像データとはほぼ同じ値となり、
近接するラインとの差分値は非常に小さな値となる。
は、ライン毎にダーク領域401におけるセンサ出力の
平均値を算出し、この平均値を各ラインの補正データと
し、有効領域402における各ライン毎のセンサ出力か
ら対応するラインの補正データを減算していた。このた
めに、ダーク領域に混入したノイズによって、ノイズの
混入したラインの補正データが変動し、得られるセンサ
出力もノイズの影響を受けたものとなっている。この場
合、図5に示すように、ダーク領域にノイズが混入した
ラインの画像データ501から、このラインに隣接する
ラインの画像データ502をそれぞれのアドレス毎に減
算した画像データの差分503は、補正データに近い値
となる。
ドレス毎(各画素)に比較することによって、ダーク領
域におけるラインノイズの有無が判定できることとなる
が、各画素毎の比較では、ダーク領域におけるラインノ
イズの有無が非常に小さなものとなるので、本願発明で
は、特に1ライン分の差分値を加算し、この加算された
差分値よりダーク領域におけるラインノイズの判定を行
うものである。ダーク領域でのラインノイズの混入がな
い場合には、前述するように、判定対象となるラインと
このラインに隣接するラインとの差分値は非常に小さな
値となるので、差分値をラインのアドレス方向に加算し
た加算値も小さな値となる。特に、ラインノイズの発生
がない画像のラインでは、隣接するラインでの相関によ
り、アドレスによってはマイナスの差分値が得られるこ
ととなるので、ライン毎の差分の加算結果はさらに小さ
な値となる。
したラインの画像データは、前述するように、混入した
ノイズに応じた値が加算されたものとなっているので、
ノイズの混入したラインとこのラインに隣接するライン
との差分値も混入したノイズに応じた値が加算されたも
のとなっている。その結果、1ライン分の差分値を加算
した場合には、この加算された差分値には当然にダーク
領域に混入したノイズに応じた値が加算されることとな
るので、加算値は補正データの誤差分に近い値となる。
従って、補正データのエラーが大きくなると加算値も大
きな値となるが、ダーク領域401にある画素は一般的
に64〜128画素程度である。一方、前述するよう
に、本願発明ではダーク領域401にあるセンサ出力、
すなわちダーク領域401にある画素の画素値の平均値
を用いるので、大きな誤差とはならずに1画素当たり例
えば5〜10程度の規定値として定めることが可能な値
となる。従って、1画素当たりの誤差が5の場合では、
1ライン当たりの画素数が1024画素の平面2次元X
線センサでは誤差は1024×5=5120程度とな
る。また、1画素当たりの誤差が10程度の場合で、1
024×10=10240程度となる。
結果が、5120〜10240の間にある場合には、ダ
ーク領域401でノイズが混入したと判断できる。この
場合、本願発明では、得られた5120〜10240の
間の値を画素数で除算した値を、X線検出領域402の
各画素値から減算する、あるいはX線検出領域402の
各画素値に加算することによって、ダーク領域401に
混入したノイズによる補正後の画素値をさらに補正する
ことによって、補正データの修正と同じ効果を得るもの
である。
施の形態(実施例)とともに図面を参照して詳細に説明
する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図に
おいて、同一機能を有するものは同一符号を付け、その
繰り返しの説明は省略する。
態1のX線診断装置の概略構成を説明するための図であ
り、特に半導体2次元X線センサ(FP)で検出された
画像データが有するノイズを除去するノイズ除去部の概
略構成を説明するための図である。なお、実施の形態1
のX線診断装置では、図1に示すノイズ除去部を除く他
の構成は周知の構成となるので、以下の説明では、ノイ
ズ除去部について詳細に説明する。ただし、以下の説明
では、減算手段104、加算手段106、判定手段10
7、及び演算手段108は、実施の形態1のX線診断装
置を構成する周知の情報処理装置上で動作するプログラ
ムによって実現する場合について説明するが、専用のハ
ードウェアで実現することも可能である。
リ、102は第1のローパスフィルタ、103は第2の
ローパスフィルタ、104は減算手段、105は第2の
ラインメモリ、106は加算手段、107は判定手段、
108は演算手段を示す。
108から出力される1走査線分(1ライン分)の画像
データを格納する第1のラインメモリ101と、このラ
インメモリ101から読み出された画像データの高域成
分をカットする第1のローパスフィルタ102と、図示
しない補正手段からの1ライン分のX線画像データから
高域成分をカットする第2のローパスフィルタ103
と、第1のローパスフィルタ102を通過した第1のラ
インメモリ101からの画像データと第2のローパスフ
ィルタ103を通過した補正後の画像データとのライン
方向の同一アドレスでの画素値の減算を行う減算手段1
04と、減算手段104からの出力値である所定のライ
ンの画素値とこのラインの直前のラインの画素値との差
分値を順次加算する加算手段106と、1ライン分の差
分値の加算値(合計値)と図示しない規定値とを比較し
加算値が予め設定された範囲内であるかを判定する判定
手段107と、この判定手段107での判定結果に応じ
て第2のラインメモリに格納される画像データに対して
所定の補正を行い補正出力として出力する演算手段10
8とから構成される。
イズ除去部によるライン相関ノイズの除去動作について
説明する。図示しないFPに入射したX線ビームは、F
Pにより電気信号に変換され、画像データとして走査線
(ライン)毎に順次図示しない補正手段に出力される。
補正手段に入力された画像データは、まずダーク領域4
01の画像データと、有効領域402の画像データとに
分離される。次に、ダーク領域における画像データの平
均値が算出され、この平均値が当該ラインの補正データ
とし、有効領域402における画像データから減算さ
れ、減算後の有効領域402の画像データがライン毎に
順次実施の形態1のノイズ除去部に入力される。
402の画像データが、第2のローパスフィルタ103
に入力されると共に、第2のラインメモリ105に入力
される。第2のローパスフィルタ103に入力された画
像データは、高域成分がカットされた後に、減算手段1
04に入力される。
データが1フレーム分の第1番目のラインの画像データ
の場合には、第1のラインメモリ101には直前のフレ
ームの最終番目のラインの画像データか、もしくは初期
値(例えば、0(ゼロ))が入力されていることとな
る。このために、実施の形態1では、演算手段108は
第2のラインメモリ105に入力されたデータをノイズ
除去後の出力として、出力する。従って、第1番目のラ
インの画像データにはノイズ除去が行われないこととな
るが、通常、検者は関心部位が表示画面の中心に位置さ
れるようにX線透視やX線撮影を行うので、表示画面の
上端に位置する第1番目のラインでは、ノイズが発生し
た場合であっても特に問題とならない。なお、実施の形
態1では、図示しない補正手段から出力された画像デー
タが1フレーム分の第1番目のラインの画像データであ
るかをライン情報として演算手段108に入力する構成
となっており、演算手段108はこのライン情報に基づ
いて、第2のラインメモリ105に入力された画像デー
タをそのままで出力するか、ノイズ除去処理の後に出力
するかを判定する構成ともなっている。従って、実施の
形態1では、入力された画像データが1フレーム分の第
1番目のラインの画像データの場合には、減算手段10
4、加算手段106及び判定手段107が所定の動作を
行うかは、特に限定されるものではない。
ータが1フレーム分の第2番目以降のラインの画像デー
タの場合には、第1のラインメモリ101に格納される
画像データは、当該ノイズ除去部に入力されるラインの
直前のラインの画像データとなる。従って、第1のロー
パスフィルタ102を介して減算手段104に入力され
た直前のラインの画像データと、第2のローパスフィル
タ103を介して減算手段104に入力された画像デー
タとの減算結果は、減算手段104から出力されるライ
ン方向の同じアドレスの画素毎の減算結果となる。この
減算結果は、加算手段106で順次加算される。このと
き、実施の形態1では、加算結果(加算手段106の出
力)は、常時判定手段107に出力される構成となって
いるが、1ライン分の加算が終了した時点で加算手段1
06から判定手段107に加算結果を出力する構成とし
てもよいことはいうまでもない。
107は加算値が予め設定された規定値の範囲内(例え
ば、5120〜10240)であるかを判定することに
よって、前述する原理の項に示すように、当該ラインに
ノイズが混入しているかを判定し、判定結果を演算手段
108に出力する。ここで、ノイズの混入がないと判定
された場合には、第2のラインメモリ105に格納され
る1ライン分の画像データが演算手段108を介してノ
イズ除去後の画像データとして出力される。このとき、
演算手段108から出力された画像データは、第1のラ
インメモリ101に順次格納されると共に、画像データ
の収集用の図示しない格納手段に格納される。
混入があると判定された場合には、前述する原理の項に
示すように、演算手段108は加算手段106によって
得られた加算値を加算した画素数で平均化した値を演算
した後に、第2のラインメモリからの画素毎の画像デー
タから前記平均値を減算した値をノイズ除去後の画像デ
ータとして出力する。演算手段108から出力された画
像データは、第1のラインメモリ101に順次格納され
ると共に、画像データの収集用の図示しない格納手段に
格納される。以降、順次1ライン毎に前述したノイズ除
去動作を繰り返すことによって、補正手段では除去でき
ないダーク領域に混入したノイズを除去する。
データは、前述するように、図示しないX線画像の格納
手段に格納された後に、実施の形態1のX線診断装置を
構成する情報処理装置が有する周知のハードディスク装
置や光ディスク装置もしくは光磁気ディスク装置等に記
憶される。また、図示しない画像処理手段が前記格納手
段から順次画像データ読み出して、周知の輪郭強調やグ
レースケール補正等の周知の画像処理を行った後に、図
示しない画像出力手段に出力する。この画像出力手段で
は、テレビモニタ等の周知の表示手段の入力信号形式に
1フレーム分の画像データを変換し、表示手段の表示面
上にX線画像を表示させる。このとき、実施の形態1の
X線診断装置では、ダーク領域401に混入したノイズ
の影響を補正したX線画像を表示させることが可能とな
るので、検者の負担を低減させることができる。その結
果、診断効率を向上させることができるという格別の効
果を得ることもできる。
態2のX線診断装置の概略構成を説明するための図であ
り、特にFPで検出された画像データが有するノイズを
除去するノイズ除去部の概略構成を説明するための図で
ある。ただし、実施の形態2のX線診断装置では、選択
手段201及び第3のラインメモリ202並びに判定手
段203を除く他の構成は、実施の形態1のノイズ除去
部と同様の構成となるので、以下の説明では、選択手段
201及び第3のラインメモリ202並びに判定手段2
03について詳細に説明する。なお、選択手段201及
び判定手段203は、実施の形態1と同様に、実施の形
態2のX線診断装置を構成する周知の情報処理装置上で
動作するプログラムによって実現する場合について説明
するが、専用のハードウェアで実現することも可能であ
る。
除去部は、判定手段203の判定出力に基づいて、演算
手段108から出力される画像データを当該ノイズ除去
部の出力とするか、もしくは第3のラインメモリ202
に格納される画像データを当該ノイズ除去部の出力とす
るかを選択する選択手段201を有する構成となってい
る。ただし、第3のラインメモリ202は第1のライン
メモリ101と同様に、常に第2のラインメモリ105
に格納される画像データの直前のラインの画像データを
格納する構成となっている。
は、前述する実施の形態1の判定手段107の機能に加
えて、加算手段106の出力である加算値が実施の形態
1の判定値(例えば、10240)を越えた場合を通知
するための出力機能を備える構成となっている。すなわ
ち、実施の形態2の判定手段203は、実施の形態1の
判定手段107の機能での出力は演算手段108に出力
する構成となっており、判定値を越えた場合の出力は選
択手段201に出力する構成となっている。
は、入力されたラインの画像データと、このラインに隣
接する直前のラインの画像データとの差を1ライン分加
算して得られた加算値が、判定値を越えている場合に
は、ダーク領域401もしくは有効領域402の何れか
に除去の不可能なノイズが入力されたものとして、当該
ラインのノイズ除去後の画像データとして、当該ライン
に隣接する直前のラインの画像データを出力するもので
ある。なお、大きなノイズが検出されたラインの画像デ
ータに置き換える画像データは、直前のラインの画像デ
ータに限定されることはなく、例えば直後のラインの画
像データや、直前と直後とのラインの画像データから補
間した画像データや、さらには、他のラインの画像デー
タでもよいことはいうまでもない。
像データは、実施の形態1のX線診断装置と同様に、図
示しないX線画像の格納手段に格納された後に、実施の
形態2のX線診断装置を構成する情報処理装置が有する
周知のハードディスク装置や光ディスク装置もしくは光
磁気ディスク装置等に記憶される。また、図示しない画
像処理手段が前記格納手段から順次画像データ読み出し
て、周知の輪郭強調やグレースケール補正等の周知の画
像処理を行った後に、図示しない画像出力手段に出力す
る。この画像出力手段では、テレビモニタ等の周知の表
示手段の入力信号形式に1フレーム分の画像データを変
換し、表示手段の表示面上にX線画像を表示させるの
で、前述した実施の形態1のX線診断装置の効果と同じ
効果を得ることができる。このとき、実施の形態2の超
音波診断装置では、大きなノイズが入力されたラインの
画像データは、他のラインの画像データあるいは他のラ
インの画像データから生成した画像データに置換された
画像データとなるので、ノイズ除去性能がさらに向上し
たX線画像を収集あるいは表示することができるので、
さらに診断効率を向上させることが可能となる。
態3のX線診断装置の概略構成を説明するための図であ
り、特にFPで検出された画像データが有するノイズを
除去するノイズ除去部の概略構成を説明するための図で
ある。ただし、実施の形態3のX線診断装置では、フレ
ームメモリ301を除く他の構成は、実施の形態2のノ
イズ除去部と同様の構成となるので、以下の説明では、
フレームメモリ301について詳細に説明する。なお、
フレームメモリ301は、実施の形態1と同様に、実施
の形態3のX線診断装置を構成する周知の情報処理装置
が備える外部メモリ等によって実現可能である。
手段から入力されるラインの画像データの直前のフレー
ムの画像データを格納する格納手段として機能する。従
って、実施の形態3のノイズ除去部では、入力されたラ
インの画像データと、このラインに隣接する直前のライ
ンの画像データとの差を1ライン分加算して得られた加
算値が、判定値を越えている場合には、ダーク領域40
1もしくは有効領域402の何れかに除去の不可能なノ
イズが入力されたものとして、当該ラインのノイズ除去
後の画像データとして、1画面分すなわち1フレーム分
直前のフレームでの当該ラインの画像データを出力する
ものである。なお、大きなノイズが検出されたラインの
画像データに置き換える画像データは、直前のフレーム
の画像データに限定されることはなく、例えば直後のフ
レームの画像データや、直前と直後のフレームの画像デ
ータから補間した画像データや、さらには、他のフレー
ムの画像データでもよいことはいうまでもない。
置き換えは、複数のフレームの画像データを連続して収
集するX線透視の場合には有効であるが、X線撮影のよ
うに1枚ずつのX線画像を収集する場合には適用できな
い。従って、X線透視時には実施の形態3のノイズ除去
部によってノイズの除去を行い、X線撮影時には実施の
形態1もしくは実施の形態2のノイズ除去部によってノ
イズの除去を行うことによって、X線透視及びX線撮影
に適用したX線診断装置を構成することが可能である。
前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本
発明は、前記発明の実施の形態に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることは勿論である。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。 (1)ダーク領域のセンサ出力から補正用データを算出
する際のノイズによる影響を低減させることができる。 (2)X線画像の画質を向上させることができるので、
検者の負担を低減させることができる。
成を説明するための図である。
成を説明するための図である。
成を説明するための図である。
X線画像の検出領域と非検出領域とを示す図である。
発生したラインに隣接するラインとにおける画像データ
をグラフ化した図である。
フィルタ、103…第2のローパスフィルタ、104…
減算手段、105…第2のラインメモリ、106…加算
手段、107…判定手段、108…演算手段、201…
選択手段、202…第3のラインメモリ、203…判定
手段、301…フレームメモリ、401…非検出領域、
402…検出領域。
Claims (2)
- 【請求項1】 X線源から被検体に照射されたX線ビー
ムを2次元X線検出器で検出し、前記被検体のX線画像
を収集するX線診断装置において、 前記2次元X線検出器のうちの前記X線ビームが入射さ
れない非検出領域での走査線上の画素値とその周辺画素
の画素値の大きさによってその走査線の画素値の補正の
要否を判定する手段と、該判定された結果が補正要のと
きに少なくとも前記X線ビームが入射される検出領域で
の走査線上の画素値をその周辺画素の画素値を用いて補
正する手段とを備えたことを特徴とするX線診断装置。 - 【請求項2】 X線源から被検体に照射されたX線ビー
ムを2次元X線検出器で検出し、前記被検体のX線画像
を収集するX線診断装置において、 前記2次元X線検出器のうちの前記X線ビームが入射さ
れない非検出領域での走査線上の画素値とその周辺画素
の画素値の大きさによってその走査線の画素値の補正の
要否を判定する手段と、該判定された結果が補正要のと
きに少なくとも前記X線ビームが入射される検出領域で
の走査線上の画素値をその連続して収集されたX線画像
の当該走査線上の画素値を用いて補正する手段とを備え
たことを特徴とするX線診断装置。
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