JP2021056138A - Radiation imaging device, method for radiation imaging, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射線撮像装置、放射線撮像方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a radiation imaging device, a radiation imaging method and a program.
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像装置として、TFT(薄膜トランジスタ)等のスイッチと光電変換素子等の変換素子とを組み合わせた画素アレイを有するマトリクス基板を用いた放射線撮像装置が実用化されている。 As a radiation imaging device used for medical image diagnosis and non-destructive inspection by radiation, a radiation imaging device using a matrix substrate having a pixel array combining a switch such as a TFT (thin film) and a conversion element such as a photoelectric conversion element has been put into practical use. Has been done.
光電変換素子を複数配した光電変換装置においては、それぞれの画素毎に置かれた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。 In a photoelectric conversion device in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged, the value of the output (that is, offset output) when no irradiation is performed (zero irradiation) is set due to the difference in environment such as the temperature placed for each pixel. There is some variation.
特許文献1には、オフセット補正を行う方法として、各画素に放射線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に遮光された遮光領域を設け、有効画素領域内の遮光領域の遮光画素から直接的に電荷を読み出して、有効画素全体の黒レベルを把握することが開示されている。
In
しかしながら、遮光画素の受光上部がメタル遮光膜で遮光されており、放射線の斜め入射による回り込み成分等で完全に遮光することができない場合が生じ得る。遮光画素の遮光が完全ではなく漏れ電磁波が入射した場合、遮光領域の信号レベルが変動してしまうため、遮光領域の信号から得られるオフセット値と実際のオフセット変動値にずれが生じてしまう課題がある。 However, the upper part of the light receiving light of the light-shielding pixel is shielded by a metal light-shielding film, and there may be a case where the light-receiving component cannot be completely shielded by a wraparound component due to oblique incident of radiation. If the light-shielding pixels are not completely shaded and a leaking electromagnetic wave is incident, the signal level in the light-shielding region fluctuates, so there is a problem that the offset value obtained from the signal in the light-shielding region and the actual offset fluctuation value occur. is there.
この課題に対しては、漏れ電磁波が発生した場合、遮光画素の出力を用いることを禁止する方法が想定される。この方法を用いた場合、漏れ電磁波が発生し、かつ温度変化等によりオフセットが変動してしまう状況において、有効画素のオフセット変動を補正することができないため、オフセット値の減少による有効画素出力の黒つぶれ等が発生してしまう。また、放射線撮影では一般に自動輝度制御(ABC:Auto Brightness Control)によって照射線量の管理が行われる。自動輝度制御(ABC)は有効画素の平均出力を参照し照射線量を管理するため、漏れ電磁波(以下、「漏れ光」ともいう)が発生し、かつ温度変化等による有効画素出力のオフセット変動が発生した場合、実際に照射される線量を正しく管理できなくなるとう課題が生じ得る。 To solve this problem, a method of prohibiting the use of the output of the light-shielding pixel when a leaked electromagnetic wave is generated is assumed. When this method is used, in a situation where leakage electromagnetic waves are generated and the offset fluctuates due to temperature changes or the like, it is not possible to correct the offset fluctuation of the effective pixel. Therefore, the effective pixel output is black due to the decrease in the offset value. Crushing etc. will occur. Further, in radiography, the irradiation dose is generally managed by automatic brightness control (ABC: Auto Brightness Control). Since the automatic brightness control (ABC) manages the irradiation dose by referring to the average output of effective pixels, leakage electromagnetic waves (hereinafter, also referred to as “leakage light”) are generated, and the offset fluctuation of the effective pixel output due to temperature changes or the like occurs. If it does occur, it can cause problems such as the inability to properly control the actual dose.
本発明では、上記の課題に鑑み、漏れ光の発生、温度変化等によってオフセットが変動する場合であっても、遮光画素の出力を用いて精度良くオフセット補正を行うことが可能な放射線撮像技術を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention provides a radiation imaging technique capable of accurately performing offset correction using the output of light-shielding pixels even when the offset fluctuates due to the generation of leaked light, temperature changes, and the like. The purpose is to provide.
本発明の一態様に係る放射線撮像装置は、電磁波を電気信号に変換する変換素子を有する第1画素と、前記変換素子が遮光された第2画素と、前記第1画素に対して受光する開口を絞った第3画素と、を有する検出手段と、
前記第2画素の出力と、前記第1画素の出力または前記第3画素の出力とに基づいて取得した信号により、前記第2画素の出力を補正する処理手段と、を備え、前記処理手段は、前記補正された前記第2画素の出力に基づいて、前記第1画素の出力を補正することを特徴とする。
The radiation imaging device according to one aspect of the present invention has a first pixel having a conversion element that converts an electromagnetic wave into an electric signal, a second pixel in which the conversion element is shielded from light, and an opening that receives light from the first pixel. A detection means having a narrowed third pixel, and
The processing means includes a processing means for correcting the output of the second pixel by a signal acquired based on the output of the second pixel and the output of the first pixel or the output of the third pixel. The output of the first pixel is corrected based on the corrected output of the second pixel.
本発明の他の態様に係る放射線撮像方法は、電磁波を電気信号に変換する変換素子を有する第1画素と、前記変換素子が遮光された第2画素と、前記第1画素に対して受光する開口を絞った第3画素と、を有する検出手段を用いて放射線画像を撮像する放射線撮像装置における放射線撮像方法であって、
前記第2画素の出力と、前記第1画素の出力または前記第3画素の出力とに基づいて取得した信号により、前記第2画素の出力を補正する工程と、
前記補正された前記第2画素の出力に基づいて、前記第1画素の出力を補正する工程と、を有することを特徴とする。
In the radiation imaging method according to another aspect of the present invention, a first pixel having a conversion element that converts an electromagnetic wave into an electric signal, a second pixel in which the conversion element is shielded from light, and the first pixel receive light. It is a radiation imaging method in a radiation imaging device that captures a radiation image using a detection means having a third pixel with a narrowed opening.
A step of correcting the output of the second pixel by a signal acquired based on the output of the second pixel and the output of the first pixel or the output of the third pixel.
It is characterized by having a step of correcting the output of the first pixel based on the corrected output of the second pixel.
本発明によれば、精度良くオフセット補正を行うことができる放射線撮像技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a radiation imaging technique capable of performing offset correction with high accuracy.
以下、本発明を適用した好適な実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の実施形態において放射線とは、一般的に用いられるX線に限らず、放射性崩壊によって放出される粒子(光子を含む)の作るビームであるα線、β線、及びγ線などの他、同程度以上のエネルギーを有するビーム(例えば、粒子線や宇宙線など)も含まれる。 Hereinafter, preferred embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the embodiment of the present invention, radiation is not limited to generally used X-rays, but also other rays such as α-rays, β-rays, and γ-rays, which are beams produced by particles (including photons) emitted by radioactive decay. , Beams with similar or higher energies (eg particle rays, cosmic rays, etc.) are also included.
以下の本発明の各実施形態の説明では、本発明に関わる放射線撮像装置として、X線を用いて被写体のX線画像データの撮影を行うX線撮像装置に適用した場合について説明を行う。また、本発明においては、このX線撮像装置及に限らず、例えば、α線等の放射線を用いて被写体の放射線画像の撮影を行う放射線撮像装置に適用することも可能である。 In the following description of each embodiment of the present invention, a case where the radiation imaging device according to the present invention is applied to an X-ray imaging device that captures X-ray image data of a subject using X-rays will be described. Further, in the present invention, the present invention is not limited to this X-ray imaging device, and can be applied to, for example, a radiation imaging device that captures a radiation image of a subject using radiation such as α rays.
(実施形態1)
本発明の実施形態1について説明する。図1は実施形態1に係るX線撮像装置10の全体構成例を示す図である。図1において、X線照射部101は被写体PにX線を照射する。実施形態1では被写体Pは人体であり、X線撮像装置10は、例えば、被写体Pの上部消化管等を撮影することが可能である。X線照射部101は、X線を発生するX線発生部(管球、または放射線管)と、発生したX線ビームの広がり角を規定し、X線ビームの照射野を決定するコリメータとを有する。
(Embodiment 1)
The first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration example of the
撮影制御部104は、撮影条件設定部103で設定された撮影条件に基づいて、X線照射部101によるX線発生に係る制御を行う。
The
X線検出部102はFPD(Flat Panel Detector)であり、複数の画素が2次元的にアレイ状に配置された配置構造を有する。X線検出部102は、複数の画素として、電磁波を電気信号に変換する変換素子を有する有効画素(第1画素)と、変換素子が遮光された遮光画素(第2画素)と、有効画素(第1画素)に対して受光する開口を絞った開口画素(第3画素)とを有する。ここで、開口画素(第3画素)は有効画素(第1画素)に比べて、電磁波に対する感度が同一又は小さい画像である。各画素から読み出された出力信号は増幅され、デジタル信号に変換された後、画像処理部105に送信される。
The
画像処理部105はX線検出部102から送信された各画素の出力信号に基づいて、第1画素の出力信号(X線画像データ)に対して補正を行い、補正後のX線画像データを画像表示部106に送信する。画像表示部106は画像処理部105から送信されたX線画像データをモニタ等の表示装置に出力する。
The
図3はX線検出部102の構成例を示した図である。X線検出部102は複数の行及び複数の列を構成する画素アレイ300に配置された複数の画素を有する。複数の画素は、X線に応じた電気信号に基づいたX線画像を取得するための有効画素303(第1画素)と、X線画像に含まれるオフセット信号を取得するための遮光画素304(第2画素:オプティカルブラック画素304ともいう)と、有効画素303に対してX線を受光する開口を絞った開口画素305(第3画素)とを含む。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the
有効画素303(第1画素)及び遮光画素304(第2画素)及び開口画素305(第3画素)の出力は行選択部302によって選択された行毎に読出部301によって読み出される。それぞれの画素信号は読出部301の信号増幅部301−1によって増幅され、A/D変換器301−2(信号変換回路)は信号増幅部301−1によって増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換して画像処理部105に出力する。
The outputs of the effective pixel 303 (first pixel), the light-shielding pixel 304 (second pixel), and the aperture pixel 305 (third pixel) are read out by the
有効画素303及び開口画素305は、X線を電磁波(可視光)に変換するシンチレータおよび電磁波(可視光)を電気信号に変換する光電変換素子とで構成されうる。シンチレータは一般的には画素アレイ300を覆うようにシート状に配置され、複数の画素によって共有されうる。あるいは、有効画素303及び開口画素305は、X線を電気信号に直接変換する変換素子で構成されうる。
The
(撮影処理の流れ)
図2はX線撮像装置10を用いた被写体の撮影開始から終了までの処理の流れを説明するフローチャートである。
(Flow of shooting process)
FIG. 2 is a flowchart illustrating a processing flow from the start to the end of photographing a subject using the
S201において、操作者が撮影条件設定部103に設けられている撮影条件入力部によって、管電圧、管電流、照射時間などの撮影条件情報を入力する。入力された撮影条件情報は、撮影制御部104に送信される。
In S201, the operator inputs imaging condition information such as tube voltage, tube current, and irradiation time by the imaging condition input unit provided in the imaging
S202において、撮影制御部104は、受信した撮影条件情報を基に、X線照射部101を制御し、被写体PにX線を照射する。
In S202, the
S203において、読出部301は、有効画素303及び遮光画素304及び開口画素305から信号を読み出し、信号増幅部301−1によって増幅されたアナログ信号を、A/D変換器301−2によりデジタル信号に変換して画像処理部105に出力する。
In S203, the
S204において、画像処理部105は、遮光画素304の出力に含まれる漏れ光信号を補正する。画像処理部105は漏れ光信号の補正を有効画素303の出力または開口画素305の出力を用いて行うことが可能である。
In S204, the
画像処理部105は、有効画素303の出力(第1画素の出力)が飽和しているか判定し、有効画素303(第1画素の出力)の出力が飽和している場合に、遮光画素304(第2画素)の出力と開口画素305(第3画素)の出力とに基づいて取得した信号(漏れ光成分の信号Ln)により遮光画素304(第2画素)の出力を補正する。また、画像処理部105は、有効画素303(第1画素の出力)の出力が飽和していない場合に、遮光画素304(第2画素)の出力と有効画素303(第1画素の出力)の出力とに基づいて取得した信号(漏れ光成分の信号Ln)により遮光画素304(第2画素)の出力を補正する。すなわち、画像処理部105は、遮光画素304(第2画素)の出力から、漏れ光成分の信号を減算して遮光画素304の出力を補正する。そして、画像処理部105は、漏れ光信号を補正した後の遮光画素304の出力(補正後の遮光画素出力)を用いて有効画素303の出力を補正する。画像処理部105は、補正処理終了後、有効画素303の出力を画像表示部106に出力する。
The
S205において、画像表示部106は画像処理部105から受信した有効画素303の出力をモニタ等の表示装置に出力する。
In S205, the
(漏れ光信号の補正)
次に、S204で説明した、漏れ光成分の信号の補正処理の詳細を図3の領域306の拡大図である図4を用いて説明する。X線の照射領域が領域401の場合を考えると、遮光画素304の領域及びその近傍に入射したX線は、シンチレータにより光に変換される。変換された光は遮光画素304の遮光部で遮光しきれず、斜め入射による回り込み成分が漏れ光として遮光画素304に入射すると、遮光画素304の出力を上昇させる。一方で遮光画素304の近傍に配置された有効画素303及び開口画素305は、遮光画素304に入射したX線を開口率Aに応じて検出することができる。ここで、開口画素305の開口部から入射する成分のうち漏れ光が占める割合を漏れ光率としてαで示し、遮光画素304の出力anと、開口画素305の出力bn又は有効画素303の出力cnと、を用いて遮光画素304の漏れ光成分の信号(漏れ光量)Lnを以下の(1),(2)式で算出できる。
(Correction of leaked light signal)
Next, the details of the signal correction processing of the leaked light component described in S204 will be described with reference to FIG. 4, which is an enlarged view of the
Ln = (an−bn) × A/100 × α/100 ・・・(1)
Ln = (an−cn) × A/100 × α/100 ・・・(2)
画像処理部105は、算出した漏れ光成分の信号(漏れ光量)Lnに基づいて、遮光画素304の出力anを補正する。ここで、遮光画素304の出力信号は、漏れ光成分の信号(漏れ光量)とオフセット信号との和であるため、画像処理部105は、遮光画素304の出力信号から漏れ光成分の信号(漏れ光量)を減算することにより、遮光画素304の出力anを補正する。すなわち、遮光画素304の出力anから漏れ光成分の信号(漏れ光量)を除いたオフセット信号(an−Ln)を取得する。そして、画像処理部105は、補正後の遮光画素304の出力(オフセット信号)を用いて、有効画素303の全面の出力を補正する。すなわち、画像処理部105は、有効画素303の出力cnから補正後の遮光画素304の出力(オフセット信号)を減算することで補正処理を行う。
Ln = (an−bn) × A / 100 × α / 100 ・ ・ ・ (1)
Ln = (an-cn) x A / 100 x α / 100 ... (2)
The
(1)、(2)式を用いた漏れ光成分の信号(漏れ光量)Lnの見積もり以外にも、複数の開口率の開口画素の出力に対して線形近似を行うことで漏れ光量を取得することも可能であるが、上式を用いた演算方法は演算速度が速く画像のリアルタイム処理に適している。 In addition to estimating the signal (leakage light amount) Ln of the leakage light component using the equations (1) and (2), the leakage light amount is acquired by performing a linear approximation to the outputs of the aperture pixels having a plurality of aperture ratios. Although it is possible, the calculation method using the above equation has a high calculation speed and is suitable for real-time image processing.
開口画素305は、X線グリッドの影響を低減し、より正確に漏れ光量を見積もるため、開口の形状を横長の矩形としている。図4に示す例では、x方向(第1方向)の開口幅に比べて、y方向(第2方向)の開口幅は広く形成されている。
The
複数の画素を一つのまとまりとした小領域において、複数の開口画素305が配置されている。開口画素305(第3画素)は、X線検出部102における画素アレイの面内において、放射線グリッドの格子方向(x方向)に対して垂直な方向(y方向)にシフトした位置に配置されている。
A plurality of
図4に示す例では、x方向(第1方向)に3つの開口画素305が配置され、y方向(第2方向)に6つの開口画素305が配置された3×6の小領域群411〜414の配置例を示している。また、遮光画素304も同様に、x方向(第1方向)に3つの開口画素305が配置され、y方向(第2方向)に6つの開口画素305が配置された3×6の小領域群421〜424の配置例を示している。
In the example shown in FIG. 4, three opening
画像処理部105は遮光画素304(第2画素)の近傍領域に配置されている開口画素305(第3画素)の出力を取得して、遮光画素304(第2画素)の出力を補正することが可能である。開口画素305を略直線上に周期的に配置することによって、全ての開口画素の位置情報を画像処理部105の記憶領域に保存しておく必要がなく、画像処理部105への負荷を軽減することが可能になる。画像処理部105は略直線上に周期的に配置されている開口画素305(第3画素)の出力を取得して、遮光画素304(第2画素)の出力を補正する。さらに、取得するX線画像への影響を考慮し、遮光画素304(第2画素)及び開口画素305(第3画素)は、有効画素303(第1画素)が二次元的に配置された有効画素領域の内部ではなく、有効画素領域の周辺領域に配置されている。
The
(画像処理部105の処理フロー)
次に、上記の計算手法に基づいた画像処理部105の処理フローを図5を用いて説明する。ここでは、小領域群に配置された複数の画素からの出力を統計的に処理する例として中央値(メディアン)を用いる例を説明するが、この他、平均値を用いることも可能である。図5は実施形態1に係る画像処理部105の漏れ光補正及びオフセット補正の処理の流れを例示的に説明するフローチャートである。
(Processing flow of image processing unit 105)
Next, the processing flow of the
図5のフローチャートにおいて、Nは小領域群の総数を示し、画像処理部105は、各小領域におけるS501〜S506の処理を全ての小領域群について実行する。画像処理部105は複数の画素を一つのまとまりとした小領域において、複数の遮光画素304(第2画素)の出力から取得した統計値と、複数の有効画素303(第1画素)の出力から取得した統計値または複数の開口画素305(第3画素)の出力から取得した統計値とに基づいて取得した信号(漏れ光成分の信号Ln)により、第2画素の出力を補正する。
In the flowchart of FIG. 5, N indicates the total number of small area groups, and the
S501において、画像処理部105は、遮光画素304の出力anとして、遮光画素304の小領域群(例えば、図4の421〜424)のメディアン値anを算出する。
In S501, the
次に、S502において、画像処理部105は、遮光画素304の出力信号に対して漏れ光補正を行うために、有効画素303((2)式)又は開口画素305((1)式)のどちらを使用すべきか判定する。有効画素303に入射するX線信号が非常に大きい場合、A/D変換によりデジタル値に変換された有効画素303の出力cnは、A/D変換器301−2の取り扱えるデジタル値の最大値で飽和してしまう場合がある。
Next, in S502, in order to perform leakage light correction on the output signal of the light-shielding
このような場合、有効画素303の出力cnを用いて遮光画素304に入射するX線量を正しく見積もることができない。そのため、有効画素303の出力が飽和している場合は(S502−Yes)、S503−1で、画像処理部105は、(1)式における開口画素305の出力bnとして、小領域群のメディアン値bnを算出し、飽和していない場合は(S502−No)、S503−2で、画像処理部105は、(2)式における有効画素303の出力cnとして、小領域群のメディアン値cnを算出する。ここで、画像処理部105は、有効画素303のメディアン値を求めるための小領域群を、有効画素303が二次元的に配置された有効画素領域内で任意に選択することが可能である。
In such a case, the X dose incident on the light-shielding
S504において、画像処理部105は、漏れ光量Lnを(1)又は(2)式を用いて算出する。S503−1で開口画素305のメディアン値bnを算出した場合、画像処理部105は、(1)式に基づいて漏れ光量Lnを算出し、S503−2で有効画素303のメディアン値cnを算出した場合、画像処理部105は、(2)式に基づいて漏れ光量Lnを算出する。
In S504, the
S505において、画像処理部105は、算出した漏れ光量Lnを用いて、遮光画素304の小領域群のメディアン値anを補正する。画像処理部105は、遮光画素304の小領域群のメディアン値anから漏れ光成分の信号(漏れ光量Ln)を減算することにより、補正したメディアン値an´を算出する(an´=an−Ln)。
In S505, the
S506において、画像処理部105は小領域群(例えば、図4の421〜424)ごとに計算された、補正したメディアン値an´を順次加算する(sum=sum+an´)。
In S506, the
画像処理部105は、S501〜S506までの処理を小領域群の数Nに応じて繰り返し、補正したメディアン値an´の合計値(sum)を算出する。
The
S507において、画像処理部105は、算出された合計値(sum)と小領域群の数Nに基づいてメディアン値an´の平均値(Ave)を算出する。
In S507, the
S508において、画像処理部105は、算出した平均値(Ave)を用いて有効画素303の出力全体に対して補正する。画像処理部105は、有効画素303の出力cnから補正後の遮光画素304の出力の平均値(Ave)を減算することで補正処理を行う。
In S508, the
尚、図5の処理フローにおいて、有効画素303、遮光画素304、開口画素305に関する小領域群の設定は任意である。また、S501、S503−1、S503−2における小領域群の統計処理はメディアン計算であることに限定されず、S507の統計処理は平均値の計算であることに限定されるものでない。
In the processing flow of FIG. 5, the setting of the small area group regarding the
遮光画素304及び開口画素305の幾何学的な配置、開口画素305の開口率及び開口の形状は図4で示した構成に限定されるものではない。開口画素305の開口率は、各開口画素305において一定でなくてもよく、X線検出部102に配置されている複数の開口画素305(第3画素)が、複数の開口率を有するように構成することも可能である。
The geometric arrangement of the light-shielding
また、開口画素305の配置は、例えば、図6に示すように、開口画素305を斜め方向に周期的に配置した構成でもよい。図6に示すように3×6画素により構成される小領域601に遮光画素304(第2画素)と開口画素305(第3画素)とが配置されている。なお、図6では開口画素305を6画素で一組とし、当該組を斜め方向に周期的に配置することで、開口画素305を斜め方向に周期的に配置した構成としている。
Further, the arrangement of the opening
また、図7に示すように、開口画素305を左右両端のみに配置した構成でもよい。X線検出部102における画素の配置構造で、遮光画素304(第2画素)は配置構造の少なくとも外縁に配置されている。
Further, as shown in FIG. 7, the opening
また、図8に示すように開口画素305の開口率を有効画素303と同一にした構成でもよい。図8に示すように3×6画素により構成される小領域801には遮光画素304(第2画素)が配置され、小領域801の近傍に開口画素305(第3画素)が配置されている。
Further, as shown in FIG. 8, the aperture ratio of the
また、X線検出部102における画素の配置は、図4、図6〜図8のような構成に限定されず、本発明を逸脱しない範囲で変形可能である。
Further, the arrangement of pixels in the
図9はX線の照射線量を変化させた際の漏れ光補正の効果を示した図であり、図10はコリメータの開度を変更して照射野を変化させた際の漏れ光補正の効果を示した図である。 FIG. 9 is a diagram showing the effect of light leakage correction when the X-ray irradiation dose is changed, and FIG. 10 is a diagram showing the effect of light leakage correction when the opening degree of the collimator is changed to change the irradiation field. It is a figure which showed.
図9に示すように、漏れ光補正を行わない場合、遮光画像領域に照射されるX線量の増加に伴い、実線901で示す遮光画素領域の平均出力も増加傾向を示す。一方、漏れ光補正を行った場合、遮光画像領域に照射されるX線量が増加しても、破線902で示す遮光画素領域の平均出力は一定傾向を示す。
As shown in FIG. 9, when the leakage light correction is not performed, the average output of the light-shielding pixel region shown by the
また、図10に示すように、漏れ光補正を行わない場合、コリメータの開度の増加に伴い、実線1001で示す遮光画素領域の平均出力も増加傾向を示す。一方、漏れ光補正を行った場合、コリメータの開度が増加しても、破線1002で示す遮光画素領域の平均出力は一定傾向を示す。
Further, as shown in FIG. 10, when the leakage light correction is not performed, the average output of the light-shielding pixel region shown by the
この結果、有効画素の出力のオフセット補正を、X線量およびコリメータ開度によらず、安定して行うことができるため、温度変化等によるオフセット画素値の減少時の有効画素出力の黒つぶれ発生を抑制することが可能になる。また、ABCによる正確な線量管理を行うことが可能になる。 As a result, the offset correction of the output of the effective pixel can be stably performed regardless of the X-ray dose and the collimator opening degree, so that blackout of the effective pixel output occurs when the offset pixel value decreases due to a temperature change or the like. It becomes possible to suppress. In addition, it becomes possible to perform accurate dose control by ABC.
実施形態1によれば、放射線撮像装置において、漏れ光の発生、温度変化等によってオフセットが変動する場合であっても、遮光画素の出力を用いて精度良くオフセット補正を行うことが可能になる。 According to the first embodiment, in the radiation imaging apparatus, even when the offset fluctuates due to the generation of leaked light, a temperature change, or the like, the offset correction can be performed with high accuracy by using the output of the light-shielding pixel.
(実施形態2)
次に、本発明の実施形態2について説明する。実施形態2では、漏れ光補正における開口画素及び遮光画素の代表値を算出する際の統計処理において実施形態1と相違する。画像処理部105は、複数の画素を一つのまとまりとした小領域ごとに、複数の遮光画素304(第2画素)の出力値の頻度分布と、複数の開口画素305(第3画素)の出力値の頻度分布とを取得する。また、画像処理部105は、遮光画素304(第2画素)の出力値の頻度分布における下位から第1の割合の出力値を遮光画素304(第2画素)の出力の代表値として取得し、開口画素305(第3画素)の出力値の頻度分布における上位から第2の割合の出力値を開口画素305(第3画素)の出力の代表値として取得する。
(Embodiment 2)
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described. The second embodiment is different from the first embodiment in the statistical processing when calculating the representative values of the aperture pixel and the light-shielding pixel in the leakage light correction. The
そして、画像処理部105は、遮光画素304(第2画素)の出力の代表値と、開口画素305(第3画素)の出力の代表値とに基づいて取得した信号(漏れ光成分の信号Ln)により、遮光画素304(第2画素)の出力を補正する。
Then, the
以下の説明では、説明の重複を避けるため、実施形態1との差分についてのみ説明する。図11は実施形態2の統計処理方法を例示的に説明する図である。実施形態2において、画像処理部105は、図11に示すように、各小領域ごとに遮光画素304の出力及び開口画素305の出力に基づいて、出力値に対する頻度分布を取得する。図11に示すように、画像処理部105は、遮光画素304の頻度分布における第1の割合(例えば、下位30%)に相当する出力値を遮光画素304の代表値とし、また、開口画素305の頻度分布における第2の割合(例えば、上位15%)に相当する出力値を開口画素305の代表値とする。画像処理部105は、開口画素305の代表値及び遮光画素304の代表値を用いて(1)式の計算を行い漏れ光成分の信号(漏れ光量)Lnを算出する。すなわち、画像処理部105は、遮光画素304の頻度分布における第1の割合(例えば、下位30%)に相当する出力値を遮光画素304の出力anとして取得し、開口画素305の頻度分布における第2の割合(例えば、上位15%)に相当する出力値を開口画素305の出力bnとして取得し、(1)式の計算に基づいて漏れ光量Lnを算出する。尚、開口画素305及び遮光画素304の代表値を算出する際の割合として上位15%及び下位30%は例示的な割合であり、本発明はこの例に限定されるものではない。
In the following description, only the difference from the first embodiment will be described in order to avoid duplication of description. FIG. 11 is a diagram illustrating an exemplary method of statistical processing according to the second embodiment. In the second embodiment, as shown in FIG. 11, the
これにより、開口画素305及び遮光画素304の配置がランダムな配置であっても、開口画素305及び遮光画素304の配置を画像処理部105に記憶しておく必要がなくなり、画像処理部105への負荷を軽減することが可能になる。
As a result, even if the arrangement of the opening
実施形態2によれば、放射線撮像装置において、漏れ光の発生、温度変化等によってオフセットが変動する場合であっても、遮光画素の出力を用いて精度良くオフセット補正を行うことが可能になる。 According to the second embodiment, in the radiation imaging apparatus, even when the offset fluctuates due to the generation of leaked light, a temperature change, or the like, the offset correction can be performed with high accuracy by using the output of the light-shielding pixel.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof.
(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。
(Other embodiments)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
101:X線照射部、102:X線検出部、103:撮影条件設定部、
104:撮影制御部、105:画像処理部、106:画像表示部、
300:画素アレイ、301:読出部、301−1:信号増幅部、
301−2:A/D変換器、302:行選択部、303:有効画素、
304:遮光画素(オプティカルブラック画素)、305:開口画素
101: X-ray irradiation unit, 102: X-ray detection unit, 103: imaging condition setting unit,
104: Shooting control unit, 105: Image processing unit, 106: Image display unit,
300: Pixel array, 301: Read unit, 301-1: Signal amplification unit,
301-2: A / D converter, 302: row selection unit, 303: effective pixel,
304: Light-shielding pixel (optical black pixel), 305: Aperture pixel
Claims (16)
前記第2画素の出力と、前記第1画素の出力または前記第3画素の出力とに基づいて取得した信号により、前記第2画素の出力を補正する処理手段と、を備え、
前記処理手段は、前記補正された前記第2画素の出力に基づいて、前記第1画素の出力を補正することを特徴とする放射線撮像装置。 A detection means having a first pixel having a conversion element for converting an electromagnetic wave into an electric signal, a second pixel in which the conversion element is shielded from light, and a third pixel having a narrowed opening for receiving light from the first pixel. When,
A processing means for correcting the output of the second pixel by a signal acquired based on the output of the second pixel and the output of the first pixel or the output of the third pixel is provided.
The processing means is a radiation imaging apparatus characterized in that the output of the first pixel is corrected based on the corrected output of the second pixel.
前記第2画素は前記配置構造の少なくとも外縁に配置されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。 The detection means has an arrangement structure in which the first pixel, the second pixel, and the third pixel are arranged in an array.
The radiation imaging apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the second pixel is arranged at least on the outer edge of the arrangement structure.
前記第2画素の出力値の頻度分布における下位から第1の割合の出力値を前記第2画素の出力の代表値として取得し、
前記第3画素の出力値の頻度分布における上位から第2の割合の出力値を前記第3画素の出力の代表値として取得し、
前記第2画素の出力の代表値と、前記第3画素の出力の代表値とに基づいて取得した信号により、前記第2画素の出力を補正することを特徴とする請求項8に記載の放射線撮像装置。 The processing means acquires the frequency distribution of the output values of the plurality of the second pixels and the frequency distribution of the output values of the plurality of the third pixels for each of the small regions.
The output value of the first ratio from the bottom in the frequency distribution of the output value of the second pixel is acquired as a representative value of the output of the second pixel.
The output value of the second highest ratio in the frequency distribution of the output value of the third pixel is acquired as a representative value of the output of the third pixel.
The radiation according to claim 8, wherein the output of the second pixel is corrected by a signal acquired based on the representative value of the output of the second pixel and the representative value of the output of the third pixel. Imaging device.
前記第1画素の出力が飽和している場合に、前記第2画素の出力と前記第3画素の出力とに基づいて取得した信号により前記第2画素の出力を補正し、
前記第1画素の出力が飽和していない場合に、前記第2画素の出力と前記第1画素の出力とに基づいて取得した信号により前記第2画素の出力を補正することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。 The processing means determines whether the output of the first pixel is saturated, and determines whether or not the output of the first pixel is saturated.
When the output of the first pixel is saturated, the output of the second pixel is corrected by the signal acquired based on the output of the second pixel and the output of the third pixel.
A claim characterized in that, when the output of the first pixel is not saturated, the output of the second pixel is corrected by a signal acquired based on the output of the second pixel and the output of the first pixel. Item 2. The radiation imaging apparatus according to any one of Items 1 to 12.
前記第2画素の出力と、前記第1画素の出力または前記第3画素の出力とに基づいて取得した信号により、前記第2画素の出力を補正する工程と、
前記補正された前記第2画素の出力に基づいて、前記第1画素の出力を補正する工程と、
を有することを特徴とする放射線撮像方法。 A detection means having a first pixel having a conversion element for converting an electromagnetic wave into an electric signal, a second pixel in which the conversion element is shielded from light, and a third pixel having a narrowed opening for receiving light with respect to the first pixel. This is a radiation imaging method in a radiation imaging device that captures a radiation image using
A step of correcting the output of the second pixel by a signal acquired based on the output of the second pixel and the output of the first pixel or the output of the third pixel.
A step of correcting the output of the first pixel based on the corrected output of the second pixel, and
A radiation imaging method comprising.
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