JP5342672B2 - 半導体検出器の補間装置及びその方法 - Google Patents
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Description
図1は半導体検出器の補間装置の構成図を示す。半導体検出器1は、複数のピクセル型半導体素子1aを縦横方向に配置して成る。この半導体検出器1は、例えば医療用の核医学検査に用いるガンマ線イメージング装置に用いられる。各ピクセル型半導体素子1aは、それぞれガンマ線gを検出してエネルギ信号を出力する。この半導体検出器1には、面線源2が対向して設けられる。この面線源2は、複数のピクセル型半導体素子1aの性能を分類するときに半導体検出器1に対向して設けられる。この面線源2は、ガンマ線gを対向する面に対して均一に放射する。これにより、半導体検出器1には、均一なガンマ線gが入射する。この半導体検出器1は、面線源2から放射されたガンマ線gを各ピクセル型半導体素子1aで検出し、これらピクセル型半導体素子1aから各エネルギ信号e1を出力する。これらエネルギ信号e1は、均一性測定データとしてピクセル・エネルギスペクトラム解析装置3に送られる。又、各エネルギ信号e1は、エネルギスペクトラムデータとしてピクセル・エネルギスペクトラム解析装置3に送られる。エネルギスペクトラムデータは、ガンマ線gのエネルギ強度の分布を示す。
第2の分類C2は、第1の分類C1と比較してエネルギ分解能やエネルギ信号e1の強度のばらつきが大きいが、当該画素の周辺の複数の画素値を用いて補間処理することにより画像の取得を可能とする。この第2の分類C2は、図4に示すように第1の分類C1の画素値範囲よりも正負側に画素値が大きく設定された各画素値範囲である。第2の分類C2の画素は、注意ピクセルと称する。
第3の分類C3は、ピクセル型半導体素子1aからエネルギ信号e1が出力されない、又は常に異常なレベルのエネルギ信号e1が出力され続けられている。この第3の分類C3は、図4に示すように第2の分類C2の画素値範囲よりも正負側に画素値が大きく設定された各画素値範囲である。第3の分類C3の画素は、データに応じた出力信号を全く出せない画素で、欠損ピクセルと称する。
同図(c)に示す重み付けデータG3は、第2の分類C2内の第3段階d3に分類されたピクセル型半導体素子1aに対応する画素を注目画素として重み付けを行う。この重み付けデータG3は、注目画素に対する重みを周辺画素の重みよりも小さく設定されている。
均一性補正装置9は、被検体の画像の各画素値に対して例えば感度の均一性の補正を行い、均一性補正の行われた被検体の画像を補間処理装置6に送る。
面線源2は、ガンマ線gを均一に面放射する。半導体検出器1は、均一なガンマ線gを各ピクセル型半導体素子1aで検出し、これらピクセル型半導体素子1aから各エネルギ信号e1を出力する。これらエネルギ信号e1は、均一性測定データとしてピクセル・エネルギスペクトラム解析装置3に送られる。
先ず、第1の領域H1において画素p5が注目画素となり、各画素p1、p2、p3、p4、p6、p7、p8、p9が周辺画素になる。注目画素p5が注意ピクセルに分類されると、補間処理装置6は、注目画素p5に対する補間処理を行うとき注目画素p5を含めて平均値処理を行う。すなわち注目画素p5に対する補間処理は、
(p1+p2+p3+p4+p5+p6+p7+p8+p9)/9.0 …(1)
を計算し、この計算値を注目画素p5の画素値として注目画素p5に入れ替える。なお、上記式(1)において各画素p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7、p8、p9は画素値を示すものとする。
注目画素p5が欠損ピクセルに分類されると、補間処理装置6は、注目画素p5に対する補間処理を行うとき注目画素p5を除いて平均値処理を行う。すなわち注目画素p5に対する補間処理は、
(p1+p2+p3+p4+p6+p7+p8+p9)/8.0 …(2)
を計算し、この計算値を注目画素p5の画素値として注目画素p5に入れ替える。
(p4+p5+p7+p8)/4.0 …(3)
を計算し、この計算値を注目画素p5の画素値として注目画素p5に入れ替える。
注目画素p5が欠損ピクセルに分類されると、補間処理装置6は、注目画素p5に対する補間処理を行うとき注目画素p5を除いて平均値処理を行う。すなわち注目画素p5に対する補間処理は、
(p4+p7+p8)/3.0 …(4)
を計算し、この計算値を注目画素p5の画素値として注目画素p5に入れ替える。
(p1+p2+p3+p4+p5+p7+p8+p9)/8.0 …(5)
を計算し、この計算値を注目画素p5の画素値として注目画素p5に入れ替える。
注目画素p5が欠損ピクセルに分類されると、補間処理装置6は、注目画素p5に対する補間処理を行うとき注目画素p5を除いて平均値処理を行う。欠損ピクセルp6も除かれる。すなわち注目画素p5に対する補間処理は、
(p1+p2+p3+p4+p7+p8+p9)/7.0 …(6)
を計算し、この計算値を注目画素p5の画素値として注目画素p5に入れ替える。
(p2+p4+p5+p8)/4.0 …(7)
を計算し、この計算値を注目画素p5の画素値として注目画素p5に入れ替える。
注目画素p5が欠損ピクセルに分類されると、補間処理装置6は、注目画素p5に対する補間処理を行うとき注目画素p5を除いて平均値処理を行う。欠損ピクセルp1、p7も除かれる。すなわち注目画素p5に対する補間処理は、
(p2+p4+p8)/3.0 …(8)
を計算し、この計算値を注目画素p5の画素値として注目画素p5に入れ替える。
(1・p1+1・p2+1・p3+1・p4+2・p5+1・p6
+1・p7+1・p8+1・p9)/9.0 …(9)
を計算し、この計算値を注目画素p5の画素値として注目画素p5に入れ替える。
(2・p1+2・p2+2・p3+2・p4+1・p5+2・p6
+2・p7+2・p8+2・p9)/9.0 …(10)
を計算し、この計算値を注目画素p5の画素値として注目画素p5に入れ替える。
しかるに、補間処理装置6は、補間処理した被検体の画像Sを生成する、すなわち放射線の分布画像を生成する。
以上のような補間処理は、半導体検出器1におけるピクセル型半導体素子1a自体やハードウエア系を変更せずに画像の画質を向上できる。又、補間処理に要する計算時間も従来と変わらない。
補間処理は、線形補間、3次元スプライン補間等の非線形補間を用いてもよい。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
Claims (14)
- 複数の半導体素子により各画素を形成する半導体検出器を備えた放射線イメージング装置において、
前記各半導体素子からそれぞれ出力される放射線のエネルギ強度分布を示すエネルギスペクトラムデータとしての各エネルギ信号の形を解析する解析部と、
前記解析部による前記エネルギスペクトラムデータの解析結果に基づいて前記各半導体素子の性能を3つに分類する分類部と、
前記3つの分類結果のうち前記各半導体素子の性能が低いと分類される2つの前記分類の前記各画素の値をそれぞれ補間処理する補正部と、
を具備することを特徴とする半導体検出器の補間装置。 - 前記解析部は、前記各半導体素子からそれぞれ出力される前記各エネルギ信号の形を解析し、かつ前記各エネルギ信号のピーク位置、当該ピーク位置のカウント値、半値幅を解析することを特徴とする請求項1記載の半導体検出器の補間装置。
- 前記分類部は、前記エネルギスペクトラムデータの解析結果に基づいて前記複数の半導体素子のそれぞれの特性を少なくとも前記各半導体素子の性能に応じて正常である第1の分類と、当該画素の周辺の画素値を用いて補間処理することにより画像の取得を可能とする第2の分類と、当該画素値の補正が不可能で異常である第3の分類とに分類することを特徴とする請求項1記載の半導体検出器の補間装置。
- 前記分類部は、前記各半導体素子から前記エネルギ信号が正常に出力されていると当該前記各半導体素子を前記第1の分類に分類し、
当該第1の分類と比較して前記各半導体素子のエネルギ分解能や前記エネルギ信号の強度にばらつきが大きく、かつ当該画素の周辺の複数の画素値を用いて補間処理することにより画像の取得を可能とする前記各半導体素子を前記第2の分類に分類し、
前記各半導体素子から前記各エネルギ信号が出力されない、又は常に異常なレベルの前記エネルギ信号が出力され続けられている前記各半導体素子を前記第3の分類に分類する、
ことを特徴とする請求項3記載の半導体検出器の補間装置。 - 前記第1の分類は、前記半導体検出器の全ての画素の所定割合の画素の値の平均値を中間値としてそれを跨いだ画素値範囲に設定され、
前記第2の分類は、前記第1の分類の画素値範囲よりも正負側に画素値が大きい各画素値範囲に設定され、
前記第3の分類は、前記第2の分類の画素値範囲よりも正負側に画素値が大きい各画素値範囲に設定される、
ことを特徴とする請求項4記載の半導体検出器の補間装置。 - 前記補正部は、前記分類部の分類結果のうち少なくとも前記第2の分類と前記第3の分類とに分類された前記各画素値のうち注目画素の画素値と前記注目画素の周囲に配置されている複数の周辺画素の前記各画素値との少なくとも平均値処理を行って前記注目画素の補間処理を行い、当該補間処理の際には、前記注目画素が前記第3の分類に分類されていると当該注目画素を前記平均値処理から除くことを特徴とする請求項3記載の半導体検出器の補間装置。
- 前記分類部は、前記第2の分類に分類された前記半導体素子を、前記第2の分類内において前記各半導体素子の性能の程度に応じて複数の段階に分類することを特徴とする請求項1記載の半導体検出器の補間装置。
- 前記分類部により少なくとも前記第2の分類と前記第3の分類とに分類された前記各半導体素子をデータテーブル化して記憶するメモリを有することを特徴とする請求項1記載の半導体検出器の補間装置。
- 前記データテーブルは、前記半導体素子の座標と、前記少なくとも前記第2の分類又は前記第3の分類の分類結果とから形成されることを特徴とする請求項8記載の半導体検出器の補間装置。
- 前記補正部は、前記注目画素の前記画素値と前記複数の周辺画素の前記各画素値とに対して重み付けを行うことを特徴とする請求項1記載の半導体検出器の補間装置。
- 前記補正部は、前記第2の分類内で前記複数の段階に分類された前記各半導体素子に対応する前記各画素値のうち前記注目画素の前記画素値と前記注目画素の周囲に配置されている前記複数の周辺画素の前記各画素値とに対して重み付けを行い、この重み付けされた前記各画素値に対して少なくとも平均値処理を行うことを特徴とする請求項6記載の半導体検出器の補間装置。
- 前記補正部は、前記複数の段階別に前記重み付け値を異ならせることを特徴とする請求項11記載の半導体検出器の補間装置。
- 放射線イメージング装置に備えられ、複数の半導体素子により各画素を形成する半導体検出器の補間方法において、
前記各半導体素子からそれぞれ出力される放射線のエネルギ強度分布を示すエネルギスペクトラムデータとしての各エネルギ信号の形を解析し、
前記エネルギスペクトラムデータの解析結果に基づいて前記各半導体素子の性能を3つに分類し、
前記3つの分類結果のうち前記各半導体素子の性能が低いと分類される2つの前記分類の前記各画素の値をそれぞれ補間処理する、
ことを特徴とする半導体検出器の補間方法。 - 前記解析は、前記各半導体素子からそれぞれ出力される前記各エネルギ信号の形を解析し、かつ前記各エネルギ信号のピーク位置、当該ピーク位置のカウント値、半値幅を解析することを特徴とする請求項13記載の半導体検出器の補間方法。
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