JP2007143594A - X-ray diagnostic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、イメージインテンシファイアやフラットパネル型X線検出器などのX線検出手段で検出されたX線をデジタル処理してX線画像を作成するX線診断装置に係り、特に、欠損画素を校正する技術に関する。 The present invention relates to an X-ray diagnostic apparatus that digitally processes X-rays detected by an X-ray detection means such as an image intensifier or a flat panel X-ray detector to create an X-ray image, and in particular, a defective pixel. It is related with the technique to calibrate
X線診断装置では、高圧をかけるために発生する静電気や、外部からの誘導などにより電気処理上のトランジェントなノイズが発生したり、画像データの欠損(欠損画素)が発生したりするなどの不都合があり、それらに起因して画素値が異常な値となって画像が劣化する問題があった。 In the X-ray diagnostic apparatus, inconveniences such as static electricity generated due to high voltage, transient noise in electrical processing due to external induction, or loss of image data (deficient pixels) may occur. There is a problem that due to these, the pixel value becomes an abnormal value and the image deteriorates.
従来、上述のような画像の劣化を防止するために、次のようなものが提案されている。
順次入力されてくるデジタル画像を時間方向に積分し、積分されたデジタル画像と順次入力されてくるデジタル画像との差分を設定された複数の小領域ごとに求め、かつ、順次入力されてくるデジタル画像の輝度を設定された複数の小領域ごとに求め、求められた差分および輝度に応じてフィルタリング手段の周波数特性を各領域ごとに定め、各領域ごとに最適なエッジ強調処理を行う(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, the following has been proposed in order to prevent the image deterioration as described above.
Digital images that are sequentially input are integrated in the time direction, and the difference between the integrated digital image and the digital image that is sequentially input is obtained for each of a plurality of set small areas, and the digital image that is sequentially input The brightness of the image is determined for each of the set small areas, the frequency characteristics of the filtering means are determined for each area according to the obtained difference and brightness, and an optimum edge enhancement process is performed for each area (for example, Patent Document 1).
また、X線診断を行う前に、欠損画素を検出して、この欠損画素を登録(欠損登録)し、この欠損登録に基づいた欠損画素を正常な値の画素データとする校正が行われている。また、欠損画素には生涯欠損画素として残るもの以外に、X線診断前の欠損登録時には、画素値が正常(欠損画素ではない)であったのが、X線診断中に画素値が異常(欠損画素である)となるような経時的に不安定な欠損画素がある。
しかしながら、従来のX線診断装置では、次のような問題がある。すなわち、X線診断中に欠損画素を発生させるような経時的に不安定な欠損画素について欠損登録し、この欠損登録に基づいた欠損画素を正常な値の画素データとする校正する手段は無く、この不安定な欠損画素に対して、X線診断前に行われた欠損登録では校正を行うことができないという問題がある。また、単に欠損画素を補間するために全画素についてフィルタリングを行うと、実際の画素値とはかけ離れた値に置換されることもあり、そのような画素値によって作成される画像がボケるという欠点がある。 However, the conventional X-ray diagnostic apparatus has the following problems. That is, there is no means for performing defect registration on a defective pixel that is unstable over time, such as generating a defective pixel during X-ray diagnosis, and correcting the defective pixel based on this defective registration as pixel data of a normal value, There is a problem that this unstable defect pixel cannot be calibrated by defect registration performed before X-ray diagnosis. Also, if all pixels are filtered to simply interpolate the missing pixels, they may be replaced with values that are far from the actual pixel values, and the image created by such pixel values is blurred. There is.
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、X線診断中に欠損画素を発生させるような経時的に不安定な欠損画素に対しても、欠損登録に基づいた校正を行うことにより欠損画素なくし、かつ、画像がボケることを低減させることができるX線診断装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to perform calibration based on defect registration even for a defective pixel that is unstable over time, such as generating a defective pixel during X-ray diagnosis. An object of the present invention is to provide an X-ray diagnostic apparatus that can eliminate missing pixels and reduce blurring of an image.
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項1に記載のX線診断装置の発明は、(A)被検体を透過したX線を複数の検出領域で検出し各X線検出信号として出力するX線検出手段と、(B)X線診断中に前記X線検出手段から出力されるX線検出信号に基づいて、当該X線検出手段の複数の検出領域に対応した全画素それぞれに対する対象画素についての欠損を検出する欠損画素検出手段と、(C)前記欠損画素検出手段で検出された各対象画素における欠損の頻度を計数する欠損画素計数手段と、(D)前記欠損画素計数手段で計数された各対象画素における欠損の頻度と欠損設定値とをそれぞれ比較して、前記欠損画素計数手段で計数された欠損画素の頻度が欠損設定値よりも大きいときには、対象画素を欠損登録する判定を行い、欠損登録信号を出力する欠損登録判定手段と、(E)前記欠損登録判定手段から出力された欠損登録信号に基づいて、対象画素を欠損登録する欠損登録手段と、(F)前記欠損登録手段で登録された対象画素に対応する前記X線検出手段から出力されるX線検出信号の校正を行う欠損画素校正手段と、を備えていることを特徴とするものである。
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, the invention of the X-ray diagnostic apparatus according to
[作用・効果]請求項1の発明の作用は次のとおりである。
まず、X線診断中において、照射されたX線が被検体を透過しX線検出手段の複数の検出領域で検出され、これら複数の検出領域ごとのX線検出信号として出力される。このX線検出手段から出力された各X線検出信号に基づいて、欠損画素検出手段は、当該X線検出手段の複数の検出領域に対応した全画素それぞれに対する対象画素についての欠損を検出する。検出された対象画素についての欠損は、欠損画素計数手段で各対象画素における欠損として、頻度が計数される。さらに、欠損画素計数手段で計数された欠損の頻度は、欠損登録判定手段により欠損設定値と比較される。この比較された結果、欠損画素計数手段で計数された欠損の頻度が欠損設定値よりも大きいときには、欠損登録判定手段は対象画素を欠損登録する判定を行い、欠損登録信号を欠損登録手段に出力する。欠損登録手段は、欠損登録判定手段から出力された欠損登録信号に基づいて、対象画素が欠損であることを登録、つまり欠損登録がされる。欠損画素校正手段は、この欠損登録された対象画素に対応するX線検出手段から出力されるX線検出信号の校正を行う。このようにして、X線診断中において対象画素が欠損となる欠損画素に対しても欠損登録が行われ、この欠損登録に基づく校正が行われる。
[Operation and Effect] The operation of the invention of
First, during X-ray diagnosis, irradiated X-rays pass through the subject, are detected in a plurality of detection areas of the X-ray detection means, and are output as X-ray detection signals for the plurality of detection areas. Based on each X-ray detection signal output from the X-ray detection means, the defective pixel detection means detects a defect in the target pixel for each of all the pixels corresponding to the plurality of detection regions of the X-ray detection means. The detected defect of the target pixel is counted as a defect in each target pixel by the defective pixel counting means. Further, the defect frequency counted by the defect pixel counting means is compared with the defect setting value by the defect registration determining means. As a result of the comparison, when the frequency of the defect counted by the defective pixel counting unit is larger than the defect setting value, the defect registration determining unit determines to register the target pixel as a defect and outputs a defect registration signal to the defect registration unit. To do. The missing registration unit registers that the target pixel is missing based on the missing registration signal output from the missing registration determination unit, that is, performs missing registration. The defective pixel calibration unit calibrates the X-ray detection signal output from the X-ray detection unit corresponding to the target pixel registered as the defect. In this manner, defect registration is performed even for a defective pixel in which the target pixel is defective during X-ray diagnosis, and calibration based on this defect registration is performed.
したがって、X線診断中に欠損画素を発生させるような経時的に不安定な欠損画素に対しても、欠損登録に基づいた校正を行うことにより欠損画素なくし、全画素についてフィルタリングを行うことがなく、画像がボケることを低減させることができる。 Therefore, even for a defective pixel that is unstable over time, such as generating a defective pixel during an X-ray diagnosis, the defective pixel is eliminated by performing calibration based on the defect registration, and filtering is not performed for all the pixels. , Image blurring can be reduced.
また、請求項2の発明は、請求項1に記載のX線診断装置において、前記欠損画素検出手段は、前記X線検出手段で検出されたX線検出信号に基づく、1フレーム分の画像データの全画素それぞれに対して対象画素とそれに隣接する画素とから成るサブ領域を設定し、サブ領域内の各画素の値を求めてそれらの中間となる中間値を抽出する中間値抽出手段と、前記中間値抽出手段で抽出された中間値と対象画素の値との差分を、画素比較設定値と比較して、前記差分が画素比較設定値よりも大きいときには対象画素における欠損として検出する画素値比較手段と、を備えていることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the X-ray diagnostic apparatus according to the first aspect, the missing pixel detection means is image data for one frame based on the X-ray detection signal detected by the X-ray detection means. Intermediate value extracting means for setting a sub-region consisting of a target pixel and a pixel adjacent thereto for each of the pixels, obtaining a value of each pixel in the sub-region, and extracting an intermediate value between them; The difference between the intermediate value extracted by the intermediate value extraction means and the value of the target pixel is compared with a pixel comparison setting value, and when the difference is larger than the pixel comparison setting value, a pixel value that is detected as a defect in the target pixel And a comparison means.
[作用・効果]請求項2の発明によれば、欠損画素検出手段の中間値抽出手段は、X線検出手段で検出されたX線検出信号を入力し、このX線検出信号に基づく、1フレーム分の画像データの全画素それぞれに対して対象画素とそれに隣接する画素とから成るサブ領域を設定する。さらに、このサブ領域内の各画素の値を求めてそれらの中間となる中間値を抽出する。この中間値抽出手段で抽出された中間値を画素値比較手段は、画素比較設定値と比較して、前記差分が画素比較設定値よりも大きいときには対象画素における欠損として検出する。 [Operation / Effect] According to the invention of claim 2, the intermediate value extraction means of the defective pixel detection means inputs the X-ray detection signal detected by the X-ray detection means, and 1 based on this X-ray detection signal. A sub-region consisting of the target pixel and adjacent pixels is set for each of all the pixels of the image data for the frame. Further, the value of each pixel in this sub-region is obtained, and an intermediate value that is an intermediate value between them is extracted. The pixel value comparison unit compares the intermediate value extracted by the intermediate value extraction unit with the pixel comparison set value, and detects the missing value in the target pixel when the difference is larger than the pixel comparison set value.
したがって、例えば、サブ領域内の各画素の値を求めてそれらの平均値を算出して中間的な値を求め、それを中間値とするような場合では、一つの画素の値が大きく異なる場合に求める中間値への影響が大きくなるが、サブ領域内の各画素の値を求めてそれらの中間となる値を中間値とするので、中間値の値をより隣接する画素に近い値とすることができ、また中間値を抽出するための処理を容易迅速に行うことができる。さらに、中間値の値がより隣接する画素に近い値となることから、中間値抽出手段で抽出された中間値と対象画素の値との差分はより正確なものとなる。その結果、画素値比較手段での欠損画素の検出を精度の高いものとすることができる。 Therefore, for example, when the value of each pixel in the sub-region is obtained and the average value thereof is calculated to obtain an intermediate value, which is used as the intermediate value, the value of one pixel is greatly different Although the influence on the intermediate value to be obtained is increased, the value of each pixel in the sub-region is obtained and the intermediate value is used as the intermediate value, so that the intermediate value is closer to the adjacent pixel. In addition, the process for extracting the intermediate value can be performed easily and quickly. Further, since the intermediate value becomes closer to the adjacent pixel, the difference between the intermediate value extracted by the intermediate value extracting means and the value of the target pixel becomes more accurate. As a result, the detection of the defective pixel by the pixel value comparison means can be made highly accurate.
また、請求項3の発明は、請求項2に記載のX線診断装置において、前記画素値比較手段は、算出された差分と設定値とを比較して、前記差分が設定値よりも大きいときには中間値信号を、前記差分が設定値よりも小さいときにはオリジナル値信号をそれぞれ出力し、前記画素値比較手段から出力される中間値信号に応答して前記中間値抽出手段で抽出された中間値を、オリジナル値信号に応答して対象画素の値をそれぞれ画素値として選択して出力させる画素値選択手段と、前記画素値選択手段から出力される画素値に基づいてX線画像を作成する画像作成手段と、を備えていることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the X-ray diagnostic apparatus according to the second aspect, the pixel value comparison unit compares the calculated difference with a set value, and the difference is larger than the set value. An intermediate value signal is output as an original value signal when the difference is smaller than a set value, and the intermediate value extracted by the intermediate value extraction means in response to the intermediate value signal output from the pixel value comparison means is obtained. A pixel value selection means for selecting and outputting each pixel value as a pixel value in response to the original value signal, and image creation for creating an X-ray image based on the pixel value output from the pixel value selection means And means.
[作用・効果]請求項3の発明によれば、対象となる画素がノイズやデータ欠損の影響を受けている場合には、その画素値が異常値となり、対象となる画素とそれに隣接する画素とから成るサブ領域内における各画素に基づく中間値との差分が大きくなり、一方、対象となる画素がノイズやデータ欠損の影響を受けていない場合には、その画素値と中間値との差分が小さくなることに着目し、対象となる画素の画素値と設定サブ領域の中間値との差分が設定値よりも大きいときには、対象となる画素がノイズやデータ欠損の影響を受けているとして、それらの影響を抑えた中間値を画素値とし、一方、対象となる画素の画素値と設定サブ領域の中間値との差分が設定値よりも小さいときには、対象となる画素がノイズやデータ欠損の影響を受けていないとして、対象となる画素の値自体を画素値とし、それらの画素値によってX線画像を作成する。
[Operation / Effect] According to the invention of
したがって、対象となる画素がノイズやデータ欠損の影響を受けているときにのみ、それらの影響を抑えた中間値を画素値とするから、各画素それぞれに、ノイズやデータ欠損の影響を極力抑えた画素値を置換することができ、画像の劣化を最小限に抑えることができる。 Therefore, only when the target pixel is affected by noise or data loss, the pixel value is an intermediate value that suppresses those effects. Therefore, the influence of noise or data loss is minimized for each pixel. The pixel values can be replaced, and image degradation can be minimized.
また、請求項4の発明は、請求項1から3のいずれか一つに記載のX線診断装置において、所定の時間を計時する計時手段と、前記計時手段で計時された所定の時間ごとに前記欠損画素計数手段で計数された欠損画素の頻度を記憶する欠損頻度記憶手段と、前記欠損頻度記憶手段で記憶された欠損画素の頻度と欠損設定値とを比較する前記欠損登録判定手段と、を備えていることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the X-ray diagnostic apparatus according to any one of the first to third aspects, a time measuring unit for measuring a predetermined time, and a predetermined time measured by the time measuring unit. A missing frequency storage means for storing the frequency of the defective pixel counted by the defective pixel counting means; and the missing registration determination means for comparing the frequency of the defective pixel stored in the defective frequency storage means with a missing setting value; It is characterized by having.
[作用・効果]請求項4の発明によれば、欠損画素計数手段は、計時手段で計時される所定の時間ごとの欠損画素を計数する。この所定の時間ごとの欠損画素は、欠損頻度記憶手段で記憶される。さらに、欠損登録判定手段は、欠損頻度記憶手段で記憶された欠損画素の頻度を読み出し、この欠損画素の頻度と欠損設定値とを比較し、この比較結果に基づいて、欠損登録信号が出力される。
[Operation / Effect] According to the invention of
したがって、所定時間ごとの欠損画素の頻度が必ず欠損頻度記憶手段で記憶されており、この所定時間ごとの欠損画素の頻度を用いて、欠損登録判定手段で欠損設定値とを比較することができる。したがって、所定時間ごとに画素が正常と異常(欠損画素)とに変化するような場合においても、所定時間ごとの適切な欠損登録信号を出力することができる。つまり、経時的に変化する欠損画素について、有効に校正を行うことができる。 Therefore, the frequency of missing pixels every predetermined time is always stored in the missing frequency storage means, and the missing registration frequency can be compared with the missing set value by using the frequency of the defective pixels every predetermined time. . Therefore, even when a pixel changes between normal and abnormal (missing pixel) every predetermined time, an appropriate missing registration signal can be output every predetermined time. That is, it is possible to effectively calibrate a defective pixel that changes with time.
本発明によれば、X線診断中に欠損画素を発生させるような経時的に不安定な欠損画素に対しても、欠損登録に基づいた校正を行うことにより欠損画素なくし、かつ、画像がボケることを低減させることができる。 According to the present invention, even for a defective pixel that is unstable over time, such as generating a defective pixel during X-ray diagnosis, the defective pixel is eliminated by performing calibration based on the defect registration, and the image is blurred. Can be reduced.
X線診断装置を図面に基づいて詳細に説明する。図1はX線診断装置の全体構成を示すブロック図である。図2は画像処理部の構成を示すブロック図である。図3は側面視したフラットパネル型X線検出器の構成を示すブロック図である。図4は平面視したフラットパネル型X線検出器の構成を示すブロック図である。 The X-ray diagnostic apparatus will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the X-ray diagnostic apparatus. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the image processing unit. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the flat panel X-ray detector as viewed from the side. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the flat panel X-ray detector in plan view.
X線診断装置の全体の構成について図1を用いて説明する。図1に示すように、X線診断装置は、被検体Mに向けてX線を照射するX線管1と、被検体Mを載置する天板2と、被検体Mを透過したX線を複数の検出領域で検出し各X線検出信号として出力するX線検出器3とを備えている。さらに、X線診断中にX線検出器3から出力されるX線検出信号に基づいて、種々の画像処理を行う画像処理部4と、画像処理部4で処理された画像情報などを記憶する記憶部5と、記憶部5に記憶された画像情報などに基づいて、X線検出器3から出力されるX線検出信号の校正(キャリブレーション)を行うキャリブレーション部6とを備えている。
The overall configuration of the X-ray diagnostic apparatus will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the X-ray diagnostic apparatus includes an
画像処理部4は、図2に示すように、欠損画素検出部7、欠損画素計数部8、タイマ9、欠損登録判定部10、画素値選択部11、画像作成部12とを備えている。これら構成について詳細に説明する。
As shown in FIG. 2, the
欠損画素検出部7は、X線診断中にX線検出器3から出力されるX線検出信号に基づいて、当該X線検出器3の複数の検出領域に対応した全画素それぞれに対する対象画素について異常(ノイズやデータ欠損)を検出する構成となっており、具体的には欠損画素検出部7は、X線検出器3で検出されたX線検出信号に基づく、1フレーム分の画像データの全画素それぞれに対して対象画素とそれに隣接する画素とから成るサブ領域を設定し、サブ領域内の各画素の値を求めてそれらの中間となる中間値を抽出するメディアンフィルタ13と、メディアンフィルタ13で抽出された中間値と対象画素の値との差分(絶対値)を、画素比較設定値と比較して、前記差分が画素比較設定値よりも大きいときには対象画素における異常(欠損)として検出する画素値比較部14とを備えている。さらに、画素値比較部14は、欠損画素計数部8に対象画素が欠損であることを示す欠損画素信号を欠損画素計数部8に出力する構成となっている。
Based on the X-ray detection signal output from the
タイマ9は、欠損画素計数部8に対して所定の時間ごとにリセット信号を出力し、欠損画素計数部8は、このリセット信号に基づいて、欠損画素検出部7で検出された各対象画素における欠損の頻度を所定の時間ごとに計数する構成となっている。
The
欠損登録判定部10は、所定の時間ごとに欠損画素計数部8で計数された各対象画素における欠損の頻度と欠損設定値とをそれぞれ比較して、欠損画素計数部8で計数された欠損画素の頻度が欠損設定値よりも大きいときには、対象画素を欠損登録する判定を行い、欠損登録信号を出力する構成となっている。
The defect
また、欠損画素検出部7の画素値比較部14では、メディアンフィルタ13で抽出された中間値と対象画素の値との差分と、画素比較設定値とを比較して、差分が画素比較設定値よりも大きいときには中間値信号を、差分が画素比較設定値よりも小さいときにはオリジナル値信号を画素値選択部11にそれぞれ出力するようになっている。
Further, the pixel
画素値選択部11では、画素値比較部14から出力される中間値信号に応答してメディアンフィルタ13で抽出された中間値を、オリジナル値信号に応答して対象画素の値をそれぞれ画素値として選択して出力させるようになっている。画像作成部12では、画素値選択部11から出力される画素値に基づいてX線画像を作成するようになっている。
In the pixel
次に、記憶部5は、ROMやRAMなどに代表される記憶媒体などで構成され、画素値比較部14において、画素比較設定値を記憶する画素比較設定値メモリ37、欠損設定値を記憶する欠損設定値メモリ38、また、タイマ9で計時された所定の時間ごとに欠損画素計数部8で計数された欠損画素の頻度を記憶する欠損頻度メモリ15と、欠損登録判定部10から出力された欠損登録信号に基づいて、対象画素を欠損登録する欠損登録メモリ16とを備えている。また、画素比較設定値は、例えば、対象画素の値自体の10〜50%の値などが採用される。
Next, the storage unit 5 is configured by a storage medium such as a ROM or a RAM, and the pixel
欠損登録メモリ16は、X線診断前、つまり被検体Mを天板2に載置しない状態で、X線管1からX線を照射し、X線検出器3から出力されるX線検出信号に基づいて、検出された全画素それぞれに対する対象画素が欠損であることを登録する第1欠損登録部17と、X線診断中に、欠損登録判定部10から出力された欠損登録信号に基づいて、対象画素を欠損登録する第2欠損登録部18とを備えている。
The
キャリブレーション部6は、欠損登録メモリ16の第1欠損登録部17および第2欠損登録部18に登録されている対象画素を読み出し、この対象画素に対応するX線検出器3からのX線検出信号出力を調整する制御を行うことで校正を行う。具体的には、キャリブレーション部6は、図3に示すように、X線検出器3の複数の検出領域のそれぞれから出力された電荷信号、すなわち画素について校正を行うものであって、スイッチング素子19ごとの増幅器20のゲインをそれぞれ調節して出力を校正する。さらに、A/D変換器21は、キャリブレーションされたアナログの信号である電荷信号をデジタル信号に変換して、このデジタル化したX線検出信号として出力する。
The
X線検出器3は、図3に示すように、ガラス基板22と、ガラス基板22上に形成された薄膜トランジスタ23とから構成されている。薄膜トランジスタ23については、図3、図4に示すように、縦・横式2次元マトリクス状配列でスイッチング素子19が多数個(例えば、1024個×1024個)形成されており、キャリア収集電極24ごとにスイッチング素子19が互いに分離形成されている。なお、一つのキャリア収集電極24によりキャリアを収集する領域が、X線検出器3の複数の検出領域うちの一つの検出領域に対応するものである。
As shown in FIG. 3, the
さらに、図3に示すようにキャリア収集電極24の上にはX線感応型半導体25が積層形成されており、図3、図4に示すようにキャリア収集電極24は、スイッチング素子19のソースSに接続されている。ゲートドライバ26からは複数本のゲートバスライン27が接続されているとともに、各ゲートバスライン27はスイッチング素子19のゲートGに接続されている。一方、図4に示すように、電荷信号を収集して1つに出力するマルチプレクサ28には増幅器20を介して複数本のデータバスライン29が接続されているとともに、図3、図4に示すように各データバスライン29はスイッチング素子19のドレインDに接続されている。
Further, an X-ray
図示を省略する共通電極にバイアス電圧を印加した状態で、ゲートバスライン27の電圧を印加(または0Vに)することでスイッチング素子19のゲートがONされて、キャリア収集電極24は、検出面側で入射したX線からX線感応型半導体25を介して変換された電荷信号(キャリア)を、スイッチング素子19のソースSとドレインDとを介してデータバスライン29に読み出す。なお、スイッチング素子19がONされるまでは、電荷信号はキャパシタ(図示省略)で暫定的に蓄積されて記憶される。各データバスライン29に読み出された電荷信号を増幅器20で増幅される。
With the bias voltage applied to the common electrode (not shown), the gate of the switching
ここで、増幅器20は、キャリブレーション部6からの制御に基づいた増幅量に調整されて出力される構成となっており、この増幅器20からの出力は、マルチプレクサ28で1つの電荷信号にまとめて出力する。出力された電荷信号をA/D変換器21でディジタル化してX線検出信号として出力する。
Here, the
また、図1に示すようにX線診断装置は、天板2の昇降および水平移動を制御する天板制御部30、X線検出器3の走査を制御するX線検出器制御部31や、X線管1の管電圧や管電流を発生させる高電圧発生部32を有するX線管制御部33、中央演算処理装置(CPU)などで構成され各構成部を統括するコントローラ34、マウスやキーボードやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成され、オペレータが入力設定を行う入力部35や、処理された画像などを表示するモニタ36などを備えている構成となっている。
As shown in FIG. 1, the X-ray diagnostic apparatus includes a top
次に、このX線診断装置を用いた、X線診断中における経時的に不安定な欠損画素に対して欠損登録に基づいた校正を行う動作について、図5〜図6を用いて詳細に説明する。X線診断時に欠損画素に対して校正を行う動作の流れを示すフローチャートである。図6は欠損画素検出部での欠損画素の検出を説明するための図である。 Next, with reference to FIGS. 5 to 6, a detailed description will be given of an operation of performing calibration based on defect registration for a defective pixel that is unstable with time during X-ray diagnosis using the X-ray diagnostic apparatus. To do. It is a flowchart which shows the flow of the operation | movement which correct | amends with respect to a defect pixel at the time of X-ray diagnosis. FIG. 6 is a diagram for explaining detection of a defective pixel in the defective pixel detection unit.
〔ステップS1〕図5を用いて、X線診断中における、経時的に不安定な欠損画素に対して欠損登録に基づいた校正を行う動作について説明する。まず、X線診断前には被検体Mを天板2に載置しない状態で、X線管1からX線を照射し、X線検出器3から出力されるX線検出信号に基づいて、検出された全画素それぞれに対する対象画素が欠損であることを検出された場合には、対象画素が欠損であることが欠損登録メモリ16の第1欠損登録部17に登録され、対象画素が正常な値の画像データがX線検出器3から出力されるように校正されている状態である。
[Step S1] With reference to FIG. 5, the operation of performing calibration based on the defect registration for the defective pixel that is unstable with time during the X-ray diagnosis will be described. First, before X-ray diagnosis, in a state where the subject M is not placed on the top 2, X-rays are emitted from the
次に、X線診断中において、X線検出器3はX線管1から照射され、被検体Mを透過したX線を複数の検出領域で検出し各X線検出信号として出力する。例えば、X線検出器3のX線検出領域が縦1024×横1024である場合は、1024×1024=1048576個のX線検出領域があり、この1048576個のX線検出領域(対象画素)ごとのX線検出信号として出力する。
Next, during the X-ray diagnosis, the
〔ステップS2〕X線検出器3から出力された各X線検出信号は、欠損画素検出部7にて全対象画素について異常(ノイズやデータ欠損)を検出する。つまり、ここで検出される対象画素の欠損は、X線診断前には発生せず、このX線診断中に発生した経時的に不安定な欠損画素である。欠損画素検出部7は、具体的にメディアンフィルタ13により、X線検出器3で検出されたX線検出信号に基づく、1フレーム分の画像データの全画素それぞれに対して対象画素とそれに隣接する画素とから成るサブ領域を設定し、サブ領域内の各画素の値を求めてそれらの中間となる中間値を抽出する。さらに、画素値比較部14で、メディアンフィルタ13で抽出された中間値と対象画素の値との差分を、画素比較設定値メモリ37に記憶されている画素比較設定値と比較して、前記差分が画素比較設定値よりも大きいときには対象画素における欠損として検出する。
[Step S2] Each X-ray detection signal output from the
具体的に、3×3の9個の画素P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8から成るサブ領域を設定した場合における画像処理の動作について説明する。例えば、図6(a)に示すように、対象画素P0と隣接する2個の画素P2、P7の値がノイズに起因して異常値(その他の画素の値に比べて著しく大きな値)になってるものとし、かつ、他の画素P1、P3、P4、P5、P6、P8の値は正常値で、便宜的に画素の値としてP1<P3<P4<P5<P6<P8とする。 Specifically, the operation of the image processing when a sub-region consisting of nine 3 × 3 pixels P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, and P8 is set will be described. For example, as shown in FIG. 6A, the values of two pixels P2 and P7 adjacent to the target pixel P0 become abnormal values (remarkably larger values than the values of other pixels) due to noise. In addition, the values of the other pixels P1, P3, P4, P5, P6, and P8 are normal values. For convenience, the pixel values are P1 <P3 <P4 <P5 <P6 <P8.
この結果、メディアンフィルタ13では、中間値として正常値である画素P6の画素値が抽出され、画素値比較部14で差分(画素P0の値−画素P6の値)が算出され、その差分と画素比較設定値とが比較される。画素P0の値が異常値であることから差分が大きな値となって画素比較設定値よりも大きくなるために、対象画素における欠損として検出され、対象画素が欠損であることを示す欠損画素信号が欠損画素計数部8に出力される。
As a result, the
一方、図6(b)に示すように、画素P0、P1、P2、P4、P6、P7の値が正常値で、P0<P1<P2<P4<P6<P7の関係があり、画素P3、P5、P8の値がノイズに起因して異常値である場合、中間値として正常値である画素P6の値が抽出され、画素値比較部14で差分(画素P0の値−画素P6の値、絶対値である)が算出され、その差分と画素比較設定値とが比較される。画素P0およびP6の値はいずれも正常値であることから、差分が小さな値となって画素比較設定値よりも小さくなるため対象画素における欠損として検出されず、欠損画素信号は、欠損画素計数部8に出力されない。
On the other hand, as shown in FIG. 6B, the values of the pixels P0, P1, P2, P4, P6, and P7 are normal values, and there is a relationship of P0 <P1 <P2 <P4 <P6 <P7. When the values of P5 and P8 are abnormal values due to noise, the value of the pixel P6 that is a normal value is extracted as an intermediate value, and the pixel
また、欠損画素検出部7にて全対象画素について異常(欠損)を検出する処理は取得した画像データ(フレーム)ごとに行われる(例えば、1/30秒ごとに1フレーム分の画像データを取得)が、この処理された結果に基づく、欠損画素計数部8への欠損画素信号の出力は、例えば、1秒に1回の割合で行われる。つまり、30フレームの画像データを取得する毎に、1フレーム分の画像データの全画素それぞれに対して検出された対象画素における欠損を示す欠損画素信号の出力がされる。
Further, the process of detecting an abnormality (defect) for all target pixels in the defective pixel detection unit 7 is performed for each acquired image data (frame) (for example, image data for one frame is acquired every 1/30 seconds). However, the output of the defective pixel signal to the defective
〔ステップS3〕欠損画素計数部8は、画素値比較部14からの欠損画素信号を入力し、タイマ9で計時された所定の時間ごとに出力されるリセット信号の入力に基づいて、このリセット信号の入力から次のリセット信号が入力されるまで期間ごと、各対象画素における欠損の頻度を計数し、欠損頻度メモリ15に出力する。例えば、所定の時間を1時間とし、対象画素ごとに1時間に入力した欠損画素信号の数を示す欠損頻度信号を出力する。つまり、所定時間(1時間)経過するまで欠損頻度信号は出力されない。
[Step S3] The missing
〔ステップS4〕欠損登録判定部10は、記憶部5に記憶されている欠損頻度メモリ15で記憶された欠損画素の頻度と、欠損設定値メモリ38に記憶されている欠損設定値とを読み出し、この欠損画素の頻度と欠損設定値とを比較し、欠損画素の頻度が欠損設定値よりも大きいときには、対象画素を欠損登録する判定を行う。例えば、欠損設定値が、所定時間にサンプリングされたデータの10%として設定されているとすると、1時間で3600回サンプリングされ、このうちの10%の値である360が欠損設定値となる。ここで、ある対象画素の欠損画素の頻度が1時間の間に400の欠損画素信号を入力したとすると、対象画素の欠損画素の頻度が欠損設定値よりも大きいことから、欠損登録メモリ16に欠損登録信号を出力する。
[Step S4] The missing
〔ステップS5〕欠損登録判定部10から出力された欠損登録信号に基づいて、対象画素を欠損登録メモリ16の第2欠損登録部18に欠損登録する。
[Step S5] Based on the missing registration signal output from the missing
〔ステップS6〕キャリブレーション部6は、欠損登録メモリ16の第1欠損登録部17および第2欠損登録部18に登録された対象画素を読み出し、この第1欠損登録部17および第2欠損登録部18に登録された対象画素に対応するX線検出器3の増幅器20の増幅量を調整することで、このX線検出器3から出力されるX線検出信号の校正が行われる。
[Step S6] The
上述したようにX線診断装置によれば、X線診断中において、照射されたX線が被検体を透過しX線検出器3の複数の検出領域で検出され、これら複数の検出領域ごとのX線検出信号として出力される。このX線検出器3から出力された各X線検出信号に基づいて、欠損画素検出部7は、当該X線検出器3の複数の検出領域に対応した全画素それぞれに対する対象画素についての異常(欠損)を検出する。検出された対象画素についての欠損は、欠損画素計数部8で各対象画素における欠損として、頻度が計数される。さらに、欠損画素計数部8で計数された欠損の頻度は、欠損登録判定部10により欠損設定値と比較される。この比較された結果、欠損画素計数部8で計数された欠損の頻度が欠損設定値よりも大きいときには、欠損登録判定部10は対象画素を欠損登録する判定を行い、欠損登録信号を欠損登録メモリ16に出力する。欠損登録メモリ16は、欠損登録判定部10から出力された欠損登録信号に基づいて、対象画素が欠損であることを登録、つまり欠損登録がされる。キャリブレーション部6は、この欠損登録された対象画素に対応するX線検出器3から出力されるX線検出信号の校正を行う。このようにして、X線診断中において対象画素が異常(欠損)となる欠損画素に対しても欠損登録が行われ、この欠損登録に基づく校正が行われる。したがって、X線診断中に欠損画素を発生させるような経時的に不安定な欠損画素に対しても、欠損登録に基づいた校正を行うことにより欠損画素なくし、全画素についてフィルタリングを行うことがなく、画像がボケることを低減させることができる。
As described above, according to the X-ray diagnostic apparatus, during X-ray diagnosis, irradiated X-rays pass through the subject and are detected in a plurality of detection areas of the
また、欠損画素検出部7のメディアンフィルタ13は、X線検出器3で検出されたX線検出信号を入力し、このX線検出信号に基づく、1フレーム分の画像データの全画素それぞれに対して対象画素とそれに隣接する画素とから成るサブ領域を設定する。さらに、このサブ領域内の各画素の値を求めてそれらの中間となる中間値を抽出する。このメディアンフィルタ13で抽出された中間値を画素値比較部14は、画素比較設定値と比較して、前記差分が画素比較設定値よりも大きいときには対象画素における欠損として検出する。したがって、例えば、サブ領域内の各画素の値を求めてそれらの平均値を算出して中間的な値を求め、それを中間値とするような場合では、一つの画素の値が大きく異なる場合に求める中間値への影響が大きくなるが、サブ領域内の各画素の値を求めてそれらの中間となる値を中間値とするので、中間値の値をより隣接する画素に近い値とすることができ、また中間値を抽出するための処理を容易迅速に行うことができる。さらに、中間値の値がより隣接する画素に近い値となることから、メディアンフィルタ13で抽出された中間値と対象画素の値との差分はより正確なものとなる。その結果、画素値比較部14での欠損画素の検出を精度の高いものとすることができる。
Further, the
また、対象となる画素がノイズやデータ欠損の影響を受けている場合には、その画素値が異常値となり、対象となる画素とそれに隣接する画素とから成るサブ領域内における各画素に基づく中間値との差分が大きくなり、一方、対象となる画素がノイズやデータ欠損の影響を受けていない場合には、その画素値と中間値との差分が小さくなることに着目し、対象となる画素の画素値と設定サブ領域の中間値との差分が設定値よりも大きいときには、対象となる画素がノイズやデータ欠損の影響を受けているとして、それらの影響を抑えた中間値を画素値とし、一方、対象となる画素の画素値と設定サブ領域の中間値との差分が設定値よりも小さいときには、対象となる画素がノイズやデータ欠損の影響を受けていないとして、対象となる画素の値自体を画素値とし、それらの画素値によってX線画像を作成する。したがって、対象となる画素がノイズやデータ欠損の影響を受けているときにのみ、それらの影響を抑えた中間値を画素値とするから、各画素それぞれに、ノイズやデータ欠損の影響を極力抑えた画素値を置換することができ、画像の劣化を最小限に抑えることができる。 In addition, if the target pixel is affected by noise or data loss, the pixel value becomes an abnormal value, and an intermediate value based on each pixel in the sub-region consisting of the target pixel and the adjacent pixel If the target pixel is not affected by noise or data loss, the difference between the pixel value and the intermediate value becomes small. If the difference between the pixel value and the intermediate value of the setting sub-region is larger than the setting value, the target pixel is affected by noise or data loss, and the intermediate value that suppresses the influence is set as the pixel value. On the other hand, when the difference between the pixel value of the target pixel and the intermediate value of the setting sub-region is smaller than the set value, the target pixel is determined not to be affected by noise or data loss. The values themselves as the pixel value, to create an X-ray image by their pixel values. Therefore, only when the target pixel is affected by noise or data loss, the pixel value is an intermediate value that suppresses those effects. Therefore, the influence of noise or data loss is minimized for each pixel. The pixel values can be replaced, and image degradation can be minimized.
また、欠損画素計数部8は、タイマ9で計時される所定の時間ごとの欠損画素を計数する。この所定の時間ごとの欠損画素は、欠損頻度メモリ15で記憶される。さらに、欠損登録判定部10は、欠損頻度メモリ15で記憶された欠損画素の頻度を読み出し、この欠損画素の頻度と欠損設定値とを比較し、この比較結果に基づいて、欠損登録信号が出力される。したがって、所定時間ごとの欠損画素の頻度が必ず欠損頻度メモリ15で記憶されており、この所定時間ごとの欠損画素の頻度を用いて、欠損登録判定部10で欠損設定値とを比較することができる。したがって、所定時間ごとに画素が正常と異常(欠損画素)とに変化するような場合においても、所定時間ごとの適切な欠損登録信号を出力することができる。つまり、経時的に変化する欠損画素について、有効に校正を行うことができる。
In addition, the missing
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as follows.
(1)上述した実施例において、中間値抽出手段として、メディアンフィルタを用いて説明したが、メディアンフィルタ以外の平滑化フィルタなどを用いてもよい。 (1) In the above-described embodiments, the median filter is used as the intermediate value extracting unit. However, a smoothing filter other than the median filter may be used.
(2)上述した実施例において、フィルタサイズ3×3の9個の画素から成るサブ領域を設定した場合における画像処理の動作について説明したが、フィルタサイズ3×3の以外の画素を用いてフィルタリングを行うようにしてもよく、例えばフィルタサイズ1×3,7×7などの画素を用いてフィルタリングを行うようにしてもよい。 (2) In the above-described embodiment, the image processing operation in the case where a sub-region consisting of 9 pixels with a filter size of 3 × 3 has been set has been described. However, filtering using pixels other than the filter size of 3 × 3 has been described. For example, filtering may be performed using pixels having a filter size of 1 × 3, 7 × 7, or the like.
(3)上述した実施例において、X線検出手段として、フラットパネル型X線検出器を用いて説明したが、画素を区画する2次元マトリクス状で配列された検出素子から構成されるX線検出器であれば、この発明に適用することができる。 (3) In the above-described embodiments, the flat panel X-ray detector is used as the X-ray detection means. However, X-ray detection composed of detection elements arranged in a two-dimensional matrix that partitions the pixels. Any device can be applied to the present invention.
(4)上述した実施例において、タイマ9が欠損画素計数部8に対して所定の時間ごとにリセット信号を出力するようにしていてが、タイマ9はリセット信号を出力せず、欠損画素計数部8は、欠損画素検出部7で検出された各対象画素における欠損の頻度を継続して計数し、欠損登録判定部10は、順次入力される欠損画素計数部8で計数された各対象画素における欠損の頻度と欠損設定値とをそれぞれ比較するようにしてもよい。
(4) In the embodiment described above, the
3 …X線検出器(X線検出手段)
6 …キャリブレーション部(欠損画素校正手段)
7 …欠損画素検出部(欠損画素検出手段)
8 …欠損画素計数部(欠損画素計数手段)
9 …タイマ(計時手段)
10 …欠損登録判定部(欠損登録判定手段)
11 …画素値選択部(画素値選択手段)
12 …画像作成部(画像作成手段)
13 …メディアンフィルタ(中間値抽出手段)
14 …画素値比較部(画素値比較手段)
15 …欠損頻度メモリ(欠損頻度記憶手段)
16 …欠損登録メモリ(欠損登録手段)
37 …画素比較設定値メモリ
38 …欠損設定値メモリ
3 X-ray detector (X-ray detection means)
6 ... Calibration unit (Deficient pixel calibration means)
7: Missing pixel detection unit (missing pixel detection means)
8: Missing pixel counting unit (missing pixel counting means)
9 ... Timer (time measuring means)
10... Missing registration judging section (missing registration judging means)
11: Pixel value selection unit (pixel value selection means)
12 ... Image creation section (image creation means)
13 Median filter (intermediate value extraction means)
14: Pixel value comparison unit (pixel value comparison means)
15 ... Missing frequency memory (missing frequency storage means)
16 ... Missing registration memory (missing registration means)
37 ... Pixel comparison set value memory 38 ... Missing set value memory
Claims (4)
4. The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1, wherein a counting unit that counts a predetermined period of time and a predetermined time counted by the timing unit are counted by the defective pixel counting unit. A defect frequency storage unit that stores a frequency of a defective pixel; and the defect registration determination unit that compares the frequency of the defective pixel stored in the defect frequency storage unit with a defect setting value. X-ray diagnostic equipment.
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