JP4853314B2 - Radiation imaging device - Google Patents
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Description
この発明は、医療分野や、非破壊検査,RI(Radio isotope)検査,および光学検査などの工業分野や、原子力分野などに用いられる放射線撮像装置に係り、特に、欠損画素を検出する技術に関する。 The present invention relates to a radiation imaging apparatus used in the medical field, industrial fields such as non-destructive inspection, RI (Radio isotope) inspection, optical inspection, and nuclear power field, and more particularly to a technique for detecting a defective pixel.
X線を例に採ると、放射線撮像装置において画像処理は、フラットパネル型放射線検出器(FPD)などに代表される放射線検出手段で検出された放射線に基づいて行われる。上述したFPDは、感応膜が基板上に積層されて構成されており、その感応膜に入射した放射線を検出して、検出された放射線を電荷に変換して、2次元アレイ状に配置されたキャパシタに電荷を蓄積する。蓄積された電荷はスイッチング素子をONすることで読み出されて、電気信号として画像処理部に送り込まれて画像処理が行われる。したがって、キャパシタやスイッチング素子を構成する検出素子ごとに蓄積される電荷の量にバラツキがあり、それによって検出素子ごとの電気信号に基づく画素値についてもバラツキがある。 Taking X-rays as an example, image processing in a radiation imaging apparatus is performed based on radiation detected by radiation detection means typified by a flat panel radiation detector (FPD). The FPD described above is configured by stacking a sensitive film on a substrate, detecting radiation incident on the sensitive film, converting the detected radiation into electric charges, and arranging the two-dimensional array. Charge is stored in the capacitor. The accumulated charge is read by turning on the switching element and sent to the image processing unit as an electrical signal for image processing. Therefore, there is a variation in the amount of charge accumulated for each detection element that constitutes the capacitor or the switching element, and thereby there is also a variation in the pixel value based on the electrical signal for each detection element.
特に、検出素子として機能しない場合には、画素値が極端に大きくなって画像上で白く浮き出る、あるいは画素値が極端に小さくなって画像上で黒くなる。検出素子の感度が高い場合には、放射線が入射していない状態でも暗電流が発生して画素値が大きくなる。逆に、検出素子の感度が低い、あるいは検出素子にゴミなどが付着した場合には、画素値が小さくなる。このような値を有する画素は『欠損画素』と呼ばれている。 In particular, when it does not function as a detection element, the pixel value becomes extremely large and appears white on the image, or the pixel value becomes extremely small and becomes black on the image. When the sensitivity of the detection element is high, dark current is generated even when no radiation is incident, and the pixel value increases. Conversely, when the sensitivity of the detection element is low, or when dust or the like adheres to the detection element, the pixel value becomes small. A pixel having such a value is called a “missing pixel”.
欠損画素を補間する手法として、欠損画素に隣接する複数個の画素から中央値の画素で欠損画素を置換するメディアンフィルタ処理や、隣接する画素に基づいて画素を補間する補間処理などがある(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。また、欠損画素を検出して補間する一連の操作(この操作を、以下、『欠損登録』とも呼ぶ)は、所定の期間(例えば1ヵ月)ごとに行われる。 As a method of interpolating a defective pixel, there are a median filter process that replaces a defective pixel with a median pixel from a plurality of pixels adjacent to the defective pixel, an interpolation process that interpolates a pixel based on the adjacent pixel, and the like (for example, , See Patent Document 1 and Patent Document 2). In addition, a series of operations for detecting and interpolating missing pixels (this operation is hereinafter also referred to as “missing registration”) is performed every predetermined period (for example, one month).
欠損画素を軽減させるのに、欠損登録以外にはキャリブレーションがある。キャリブレーションは、バラツキをなくすために、例えば検出素子ごとの増幅器(アンプ)のゲインをそれぞれ調節して出力側をそろえるものである。所定の期間よりも短い期間での欠損登録には、キャリブレーションを行った画素のデータを用いて欠損画素を検出する(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、欠損画素については恒常的に欠損である画素以外に、恒常的に欠損画素とは判定されないが画像上に欠損として認められる画素も存在する。すなわち、ある時点では画素値が周囲の画素値と同じレベルで欠損画素でないと判定され、ある時点では画素値が周囲の画素値と比べて極端に大きく/小さくなって欠損画素であると判定される画素が存在する。この画素については、例えばX線診断装置におけるX線の照射時間の長さに依存して出現率が変化する。したがって、従来技術のなかで最も精度がよいと思われる、特許文献3のようにキャリブレーションを行った画素のデータを用いて欠損画素を検出する方法でも検出することができない。
However, with respect to the defective pixel, there are pixels that are not always determined as defective pixels but are recognized as defective on the image, in addition to pixels that are constantly defective. That is, at a certain point in time, it is determined that the pixel value is not a defective pixel at the same level as the surrounding pixel values, and at a certain point in time, the pixel value is extremely large / smaller than the surrounding pixel value and is determined to be a defective pixel. Pixels exist. For this pixel, for example, the appearance rate changes depending on the length of the X-ray irradiation time in the X-ray diagnostic apparatus. Therefore, it cannot be detected even by a method for detecting a defective pixel using data of a pixel that has been calibrated as in
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、欠損画素を適正に検出することができる放射線撮像装置を提供することを目的とする。 This invention is made in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the radiation imaging device which can detect a defect | deletion pixel appropriately.
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に記載の発明は、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出手段と、検出された信号に基づく画素値について欠損画素を検出する欠損画素検出手段とを備え、検出された放射線に基づいて画像処理を行うことで、被検体の撮像を行う放射線撮像装置であって、非照射状態あるいは一定強度の放射線照射状態で検出された信号に基づく画素値を経時的に逐次に収集する画素値収集手段と、画素値収集手段で収集された画素値の時間変化分に基づいて画素値の時間変化の統計量として、画素値の時間に関する分散である時間分散を求める統計量算出手段と、各々の画素ごとの前記時間分散の空間分布を求める空間分布算出手段とを備え、空間分布算出手段で求められた各々の画素ごとの時間分散の空間分布から所定範囲を設定して、その所定範囲から外れた時間分散の画素を前記欠損画素検出手段は欠損画素として検出す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 described in claim 1 includes a radiation detection unit that detects radiation that has passed through the subject, and a defective pixel detection unit that detects a defective pixel for a pixel value based on the detected signal . A radiation imaging device that images a subject by performing image processing based on radiation, and sequentially collects pixel values based on signals detected in a non-irradiation state or a radiation irradiation state of constant intensity over time. And a statistic calculation unit that obtains a time variance , which is a variance related to the time of the pixel value, as a statistic of the temporal change of the pixel value based on the temporal change of the pixel value collected by the pixel value collection unit When, a spatial distribution calculating means for determining the spatial distribution of the time dispersion of each respective pixel, the predetermined range of spatial distribution of time dispersion for each pixel of each determined by the spatial distribution calculating means Constant to said defective pixel detecting means time variance of pixel deviated from the predetermined range is characterized in that the detection as the defective pixel.
[作用・効果]請求項1に記載の発明によれば、画素値収集手段は、非照射状態あるいは一定強度の放射線照射状態で検出された信号に基づく画素値を経時的に逐次に収集する。画素値収集手段で収集された画素値の時間変化分に基づいて、統計量算出手段は画素値の時間変化の統計量を求める。このように求められた画素値の時間変化の統計量は、画素値の時間変化の履歴を表す指標ともなるので、恒常的に欠損画素でない画素についても、その統計量に基づいて欠損画素検出手段は欠損画素を適正に検出することができる。
また、上述した統計量算出手段で求められた画素値の時間変化の統計量は、画素値の時間に関する分散である時間分散であり、装置は、各々の画素ごとの時間分散の空間分布を求める空間分布算出手段を備え、空間分布算出手段で求められた各々の画素ごとの時間分散の空間分布から所定範囲を設定して、その所定範囲から外れた時間分散の画素を欠損画素検出手段は欠損画素として検出する。すなわち、画像を構成する各々の画素に対して空間分布をも考慮することで、周囲の画素と比較して欠損画素を検出することができる。
[Operation / Effect] According to the first aspect of the present invention, the pixel value collecting means sequentially collects pixel values based on signals detected in a non-irradiation state or a radiation irradiation state of a constant intensity with time. Based on the temporal change of the pixel value collected by the pixel value collecting means, the statistical quantity calculating means obtains the statistical value of the temporal change of the pixel value. Since the statistic of the temporal change of the pixel value obtained in this way also serves as an index representing the history of the temporal change of the pixel value, the defective pixel detection means is also used based on the statistic for the pixel that is not permanently defective. Can properly detect defective pixels.
Further, the statistic of the temporal change of the pixel value obtained by the above-described statistic calculating means is a temporal variance that is a variance of the pixel value with respect to time, and the apparatus obtains a spatial distribution of the temporal variance for each pixel. A spatial distribution calculating means, wherein a predetermined range is set from the spatial distribution of the time dispersion for each pixel obtained by the spatial distribution calculating means, and the defective pixel detecting means detects the temporal dispersion pixels outside the predetermined range. It detects as a pixel. That is, by considering the spatial distribution for each pixel constituting the image, it is possible to detect a defective pixel as compared with surrounding pixels.
上述した発明において、欠損画素検出手段で検出された欠損画素の補間を行うために、欠損画素検出手段で検出された欠損画素の補間を行う欠損画素補間手段を備えるのが好ましい(請求項2に記載の発明)。放射線検出手段で検出された放射線に基づいて、欠損画素補間手段で欠損画素の補間を行うことで、被検体の撮像を行う。 In the above-described invention, in order to interpolate the defective pixel detected by the defective pixel detecting means, it is preferable to include a defective pixel interpolating means for interpolating the defective pixel detected by the defective pixel detecting means. Described invention). Based on the radiation detected by the radiation detecting means, by performing the interpolation of the defective pixel in the defective pixel interpolation means performs imaging of the subject.
特に、各々の画素ごとの時間分散の空間分布が、各々の画素ごとの時間分散に関するヒストグラムで表される場合、ヒストグラムはほぼ正規分布であるとみなせるので、ヒストグラムの所定範囲(例えば時間分散に関する空間分布の標準偏差の+数倍の範囲、あるいは±数倍の範囲)から外れた時間分散の画素は、他の周囲の画素と比べたら異質であるとみなせる。したがって、かかる画素を欠損画素として欠損画素検出手段は適正に検出することができる。 In particular, when the spatial distribution of time dispersion for each pixel is represented by a histogram relating to time dispersion for each pixel, the histogram can be regarded as a substantially normal distribution, and thus a predetermined range of the histogram (for example, a space relating to time dispersion). A pixel having a time dispersion that is out of the range of + several times the standard deviation of the distribution or a range of ± several times) can be regarded as being different from other surrounding pixels. Therefore, the defective pixel detecting means can appropriately detect such a pixel as a defective pixel.
この発明に係る放射線撮像装置によれば、画素値の時間変化の統計量は、画素値の時間変化の履歴を表す指標ともなるので、恒常的に欠損画素でない画素についても、その統計量に基づいて欠損画素検出手段は欠損画素を適正に検出することができる。
また、画素値の時間変化の統計量は、画素値の時間に関する分散である時間分散であり、空間分布算出手段で求められた各々の画素ごとの時間分散の空間分布から所定範囲を設定して、その所定範囲から外れた時間分散の画素を欠損画素検出手段は欠損画素として検出する。すなわち、画像を構成する各々の画素に対して空間分布をも考慮することで、周囲の画素と比較して欠損画素を検出することができる。
According to the radiation imaging apparatus according to the present invention, the statistic of the pixel value temporal change also serves as an index representing the history of the pixel value temporal change, and therefore, even for pixels that are not permanently missing pixels, based on the statistic. Thus, the defective pixel detection means can appropriately detect the defective pixel.
Further, the statistic of the temporal change of the pixel value is a temporal dispersion that is a dispersion of the pixel value with respect to time, and a predetermined range is set from the spatial distribution of the temporal dispersion for each pixel obtained by the spatial distribution calculating means. The defective pixel detection means detects the pixel of time dispersion outside the predetermined range as the defective pixel. That is, by considering the spatial distribution for each pixel constituting the image, it is possible to detect a defective pixel as compared with surrounding pixels.
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図1は、実施例に係るX線診断装置のブロック図であり、図2は、X線診断装置に用いられている画像処理部の具体的構成を示したブロック図であり、図3は、X線診断装置に用いられる側面視したフラットパネル型X線検出器の等価回路であり、図4は、平面視したフラットパネル型X線検出器の等価回路である。本実施例では、放射線検出手段としてフラットパネル型X線検出器(以下、適宜「FPD」という)を例に採るとともに、放射線撮像装置としてX線診断装置を例に採って説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram of an X-ray diagnostic apparatus according to the embodiment, FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of an image processing unit used in the X-ray diagnostic apparatus, and FIG. FIG. 4 is an equivalent circuit of a flat panel X-ray detector used in the X-ray diagnostic apparatus as viewed from the side, and FIG. 4 is an equivalent circuit of the flat panel X-ray detector as viewed from above. In this embodiment, a flat panel X-ray detector (hereinafter referred to as “FPD” as appropriate) is taken as an example of radiation detection means, and an X-ray diagnostic apparatus is taken as an example of a radiation imaging apparatus.
本実施例に係るX線診断装置は、図1に示すように、被検体Mを載置する天板1と、その被検体Mに向けてX線を照射するX線管2と、被検体Mを透過したX線を検出するFPD3とを備えている。FPD3は、放射線検出手段に相当する。
As shown in FIG. 1, the X-ray diagnostic apparatus according to the present embodiment includes a top plate 1 on which a subject M is placed, an
X線診断装置は、他に、天板1の昇降および水平移動を制御する天板制御部4や、FPD3の走査を制御するFPD制御部5や、X線管2の管電圧や管電流を発生させる高電圧発生部6を有するX線管制御部7や、FPD3から電荷信号であるX線検出信号をディジタル化して取り出すA/D変換器8や、A/D変換器8から出力されたX線検出信号に基づいて種々の処理を行う他に後述する画素値の収集や画素値の時間に関する分散(時間分散)や各々の画素ごとの時間分散の空間分布(ヒストグラム)の算出、さらには欠損画素の検出・補間といった欠損登録を行う画像処理部9や、これらの各構成部を統括するコントローラ10や、処理された画像などを記憶するメモリ部11や、オペレータが入力設定を行う入力部12や、処理された画像などを表示するモニタ13などを備えている。
In addition, the X-ray diagnostic apparatus further includes the top panel control unit 4 that controls the elevation and horizontal movement of the top panel 1, the
天板制御部4は、天板1を水平移動させて被検体Mを撮像位置にまで収容したり、昇降よび水平移動させて被検体Mを所望の位置に設定したり、水平移動させながら撮像を行ったり、撮像終了後に水平移動させて撮像位置から退避させる制御などを行う。FPD制御部5は、FPD3を水平移動させたり、被検体Mの体軸の軸心周りに回転移動させることによる走査に関する制御などを行う。高電圧発生部6は、X線を照射させるための管電圧や管電流を発生してX線管2に与え、X線管制御部7は、X線管2を水平移動させたり、被検体Mの体軸の軸心周りに回転移動させるによる走査に関する制御や、X線管3側のコリメータ(図示省略)の照視野の設定の制御などを行う。なお、X線管2やFPD3の走査の際には、X線管2から照射されたX線をFPD3が検出できるようにX線管2およびFPD3が互いに対向しながらそれぞれの移動を行う。
The top board control unit 4 horizontally moves the top board 1 to accommodate the subject M up to the imaging position, moves up and down and horizontally moves the subject M to a desired position, or performs imaging while horizontally moving the subject M. Or performing horizontal control after the completion of imaging and retreating from the imaging position. The
A/D変換器8は、FPD3から出力された電荷信号をアナログからディジタルに変換して、ディジタル化したX線検出信号を出力する。コントローラ10は、中央演算処理装置(CPU)などで構成されており、メモリ部11は、ROM(Read-only Memory)やRAM(Random-Access Memory)などに代表される記憶媒体などで構成されている。また、入力部12は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボール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ている。X線診断装置では、被検体Mを透過したX線をFPD3が検出して、検出されたX線に基づいて画像処理部10で画像処理を行うことで被検体Mの撮像を行う。
The A /
図2に示すように、画像処理部9は、非照射状態で検出されたX線検出信号に基づく画素値を経時的に逐次に収集する画素値収集部21と、画素値収集部21で収集された画素値の時間変化分に基づいて画素値の時間変化の統計量として画素値の時間に関する分散(時間分散)を求める時間分散算出部22と、時間分散算出部22で求められた画素値の時間分散に基づいて各々の画素ごとの時間分散に関するヒストグラムを求めるヒストグラム算出部23と、ヒストグラム算出部23で求められた各々の画素ごとの時間分散に関するヒストグラムから所定範囲を設定して、その所定範囲(例えば時間分散に関する空間分布の標準偏差の+6倍の範囲、あるいは±6倍の範囲)から外れた時間分散の画素を欠損画素として検出する欠損画素検出部24と、欠損画素検出部24で検出された欠損画素の補間を行う欠損画素補間部25とを備えて構成されている。これらの構成を備えることで画像処理部9は、欠損画素の検出および補間の一連の操作である欠損登録を行う。画素値収集部21は、この発明における画素値収集手段に相当し、時間分散算出部22は、この発明における統計量算出手段に相当し、ヒストグラム算出部23は、この発明における空間分布算出手段に相当し、欠損画素検出部24は、この発明における欠損画素検出手段に相当し、欠損画素補間部25は、この発明における欠損画素補間手段に相当する。また、画素値の時間分散は、画素値の時間変化の統計量に相当し、各々の画素ごとの時間分散に関するヒストグラムは、各々の画素ごとの時間分散の空間分布に相当する。
As shown in FIG. 2, the
欠損画素検出部24は、分離回路や比較器などで構成されており、分離回路でX線検出信号に基づく画素値をキャパシタやスイッチング素子32を構成する検出素子ごとに空間的に展開して、展開された画素値を比較することで、最大値あるいは最小値の画素を欠損画素として検出する。なお、欠損画素検出部24は、上述の構成に限定されず、ローパスフィルタ(LPF)と減算器とで欠損画素検出部24を構成し、空間的に展開された画素の信号のうち、高周波成分である急峻な画素の信号以外の低周波成分のみをローバスフィルタで通過させ、低周波成分と全体の信号とを減算器で減算して急峻な画素を検出することで、急峻な画素、すなわち最大値あるいは最小値の画素を検出してもよい。
The missing
また、欠損画素は、上述した最大値や最小値の画素だけに限定されず、X線の照射・非照射に関わらず一定の値をもつ画素や、X線の入射線量に関わらず一定の値をもつ画素や、あるX線の入射線量までは一定の値を有して所定のX線の入射線量を超えると挙動が不定になる画素や、X線を検出できない画素などをも含む。これらの恒常的に欠損画素でない画素をも欠損画素として検出するために、欠損画素検出部24の前段に上述した画素値収集部21、時間分散算出部22およびヒストグラム算出部23を備える。画素値収集部21、時間分散算出部22およびヒストグラム算出部23については図5のフローで後述する。
In addition, the defective pixel is not limited to the pixel having the maximum value or the minimum value described above, a pixel having a constant value regardless of whether the X-ray is irradiated or not, or a constant value regardless of the X-ray incident dose. In addition, a pixel having a constant value up to an incident dose of X-rays, a pixel whose behavior is indefinite when exceeding a predetermined incident dose of X-rays, and a pixel that cannot detect X-rays are included. In order to detect these pixels that are not permanently defective pixels as defective pixels, the pixel
欠損画素補間部25は、例えばメディアンフィルタなどで構成されており、複数個の画素からメディアンフィルタで中央値の画素を検出して、その検出された中央値の画素で欠損画素を置換することで欠損画素を補間する。
The missing
FPD3は、図3に示すように、ガラス基板31と、ガラス基板31上に形成された薄膜トランジスタTFTとから構成されている。薄膜トランジスタTFT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32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33ごとにスイッチング素子32が互いに分離形成されている。すなわち、FPD3は、2次元アレイ放射線検出器でもある。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すようにキャリア収集電極33の上にはX線感応型半導体34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33は、スイッチング素子32のソースSに接続されている。ゲートドライバ35からは複数本のゲートバスライン36が接続されているとともに、各ゲートバスライン36はスイッチング素子32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37には増幅器38を介して複数本のデータバスライン39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39はスイッチング素子32のドレインDに接続されている。
As shown in FIG. 3, 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36の電圧を印加(または0Vに)することでスイッチング素子32のゲートがONされて、キャリア収集電極33は、検出面側で入射したX線からX線感応型半導体34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32のソースSとドレインDとを介してデータバスライン39に読み出す。なお、スイッチング素子が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39に読み出された電荷信号を増幅器38で増幅して、マルチプレクサ37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8でディジタル化してX線検出信号として出力する。
With the bias voltage applied to the common electrode (not shown), the gate of the switching
次に、本実施例装置における一連の画像処理について、図5のフローチャートおよび図6のヒストグラムを参照して説明する。 Next, a series of image processing in this embodiment apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG. 5 and the histogram of FIG.
(ステップS1)画素値を経時的に逐次に収集
X線を照射しない非照射状態でFPD3が検出してA/D変換器8でディジタル化した後に、画素として画像処理部9に送り込む。かかる非照射状態で所定時間分のX線をFPD3が検出して、画像処理部9の画素値収集部21は検出されたX線に基づく画素値を経時的に逐次に収集する。この所定時間の間では、画像を構成する各々の画素ごとに画素値収集部21は画素値を収集する。例えば、画像がm(例えば縦横1024×1024)個の画素で構成されている場合には、m(1024×1024分)個の画素ごとに画素値を経時的に逐次に収集する。ある時間の画素値をxi(ただしi=1,2,…,n−1,n)とし、nを所定時間からフレーム周期を除算して得られたフレーム数とする。
(Step S1) Collecting Pixel Values Sequentially with Time After the
(ステップS2)画素値の時間分散の算出
画素値収集部21で収集された画素値の時間変化分x1,x2,…,xn−1,xnに基づいて時間分散算出部22は画素値の時間に関する分散(時間分散)を求める。標準偏差をσとすると時間分散はσ2となり、時間分散σ2は下記(1)式のように表される。
(Step S <b > 2) Calculation of temporal dispersion of pixel values Based on the temporal changes x 1 , x 2 ,..., X n−1 , x n of the pixel values collected by the pixel
(ステップS3)各々の画素ごとの時間分散に関するヒストグラムの算出
時間分散算出部22で上記(1)式のように求められた画素値の時間分散σ2に基づいて、ヒストグラム算出部23は各々の画素ごとの時間分散σ2に関するヒストグラムを、図6に示すように求める。具体的には、時間分散σ2から標準偏差σを求め、さらにその標準偏差σの空間分布における標準偏差(時間分散σ2に関する空間分布の標準偏差)を求める。その標準偏差をρとすると分散はρ2となり、分散ρ2は下記(2)式のように表される。ただし、h=1,2,…,m−1,mである。
(Step S3) Calculation of Histogram for Time Variance for Each Pixel Based on the time variance σ 2 of the pixel values obtained by the time
実際には、上記(2)式中のmは、上述した画像を構成する各々の画素の総数である必要はなく、総数の中から適当に区切られたサンプル数であってもよい。mをサンプル数とした理由は、取得された画像に欠損が多い場合には、分散が通常のときよりも拡がってしまい、欠損判定が行いにくくなってしまうのを防ぐためである。 Actually, m in the above equation (2) does not have to be the total number of pixels constituting the above-described image, and may be the number of samples appropriately divided from the total number. The reason why m is the number of samples is to prevent the case where the obtained image has a large number of defects and the dispersion becomes larger than usual and the defect determination is difficult to perform.
各々の画素ごとの時間分散σ2に関するヒストグラムとして、横軸に標準偏差σをとるとともに、縦軸に度数(m個の頻度に関する度数)をとる。このヒストグラムはほぼ正規分布であるとみなせるので、正常画素の標準偏差は平均値±数ρあたりに集中する。 As a histogram relating to the time variance σ 2 for each pixel, the horizontal axis represents the standard deviation σ and the vertical axis represents the frequency (frequency related to m frequencies). Since this histogram can be regarded as having a substantially normal distribution, the standard deviation of normal pixels is concentrated around an average value ± several ρ.
(ステップS4)欠損画素の検出
実際の画像上で恒常的に現れないが、欠損とみなされる画素は、標準偏差σが正常画素よりもかなり大きい、もしくは小さい値を有している。そこで、上記(2)式で求められた標準偏差σの空間分布における標準偏差ρ(時間分散σ2に関する空間分布の標準偏差ρ)の所定範囲から大きく外れている画素を不安定な欠損画素として検出する。図6では、所定範囲として標準偏差ρ×±6倍、すなわち±6ρの範囲とする。そして、±6ρの範囲外の時間分散σ2(実際には標準偏差σ)を有する画素は、他の周囲の画素と比べたら異質であるとみなせる。したがって、かかる画素を欠損画素として欠損画素検出部24は検出する。
(Step S4) Detection of Missing Pixel Pixels that do not appear constantly on the actual image but are regarded as missing have a standard deviation σ much larger or smaller than normal pixels. Therefore, a pixel that greatly deviates from a predetermined range of the standard deviation ρ (standard deviation ρ of the spatial distribution with respect to time dispersion σ 2 ) in the spatial distribution of the standard deviation σ obtained by the above equation (2) is determined as an unstable defective pixel. To detect. In FIG. 6, the predetermined range is a standard deviation ρ × ± 6 times, that is, a range of ± 6ρ. A pixel having a time dispersion σ 2 (in practice, standard deviation σ) outside the range of ± 6ρ can be regarded as being different from other surrounding pixels. Therefore, the defective
6ρを所定範囲として設定したのは統計学的な見地による。なお、6ρから外れた範囲では、統計学的に100万個のデータのうち3ないし4つのデータが当該範囲となり、本実施例では、100万個の画素のうち3ないし4つの画素が欠損画素として検出されることを示す。 The reason why 6ρ is set as the predetermined range is based on a statistical viewpoint. In the range outside 6ρ, 3 to 4 data out of 1 million data statistically falls within the range, and in this embodiment, 3 to 4 pixels out of 1 million pixels are defective pixels. Is detected.
なお、実際の画像には欠損画素以外のノイズが恒常的に重畳している。したがって、標準偏差σは、ある程度の値を有しているのが通常であって、その範囲は±6ρの範囲であるとみなすことができる。したがって、−6ρの範囲よりも小さい値を有する標準偏差σの場合には、本来重畳しているはずのノイズが欠損画素によって打ち消されて小さくなっているとみなすことができる。したがって、図6のヒストグラムによって所定範囲から大きく外れている画素を不安定な欠損画素として検出することは、ノイズと欠損画素とを分離することにもなる。 Note that noise other than missing pixels is constantly superimposed on the actual image. Accordingly, the standard deviation σ usually has a certain value, and the range can be regarded as a range of ± 6ρ. Therefore, in the case of the standard deviation σ having a value smaller than the range of −6ρ, it can be considered that noise that should have been superimposed is canceled out by the defective pixel and becomes small. Therefore, detecting a pixel greatly deviating from the predetermined range by the histogram of FIG. 6 as an unstable defective pixel also separates noise from the defective pixel.
(ステップS5)欠損画素の補間
欠損画素検出部24で検出された欠損画素の補間を欠損画素補間部25は行う。このように補間された欠損画素を含んだ画像に対して、画像処理部9は、ステップS1〜S5以外の種々の処理を行う。そして、一連の処理を終了する。
(Step S <b> 5) Missing Pixel Interpolation The missing
以上のように構成された本実施例装置によれば、画素値収集部21は、非照射状態で検出されたX線に基づく画素値を経時的に逐次に収集する。画素値収集部21で収集された画素値の時間変化分に基づいて、時間分散算出部22は画素値の時間変化の統計量として画素値の時間に関する分散(時間分散)を求める。このように求められた時間分散は、画素値の時間変化の履歴を表す指標ともなるので、恒常的に欠損画素でない画素についても、その時間分散に基づいて欠損画素検出部24は欠損画素を適正に検出することができる。
According to the apparatus of the present embodiment configured as described above, the pixel
そして、欠損画素検出部24で検出された欠損画素の補間を行うために、欠損画素検出部24で検出された欠損画素の補間を行う欠損画素補間部25を備えている。FPD(フラットパネル型X線検出器)3で検出されたX線に基づいて、欠損画素補間部25で欠損画素の補間を行って画像処理を行うことで、被検体の撮像を行う。
Then, in order to interpolate the defective pixel detected by the defective
本実施例では、時間分散算出部22で求められた各々の画素ごとの時間分散の空間分布(各々の画素ごとの時間分散に関するヒストグラム)を求めるヒストグラム算出部23を備え、ヒストグラム算出部23で求められた各々の画素ごとの時間分散の空間分布(各々の画素ごとの時間分散に関するヒストグラム)から所定範囲を設定して、その所定範囲から外れた時間分散の画素を欠損画素検出部22は欠損画素として検出している。すなわち、画像を構成する各々の画素に対して空間分布をも考慮することで、周囲の画素と比較して欠損画素を検出することができる。
In the present embodiment, a
特に、各々の画素ごとの時間分散の空間分布が、各々の画素ごとの時間分散に関するヒストグラムで表される場合、上述したようにヒストグラムはほぼ正規分布であるとみなせるので、ヒストグラムの所定範囲(例えば時間分散に関する空間分布の標準偏差の+数倍の範囲、あるいは±数倍の範囲)から外れた時間分散の画素は、他の周囲の画素と比べたら異質であるとみなせる。したがって、かかる画素を欠損画素として欠損画素検出部24は適正に検出することができる。
In particular, when the spatial distribution of the time dispersion for each pixel is represented by a histogram relating to the time dispersion for each pixel, as described above, the histogram can be regarded as a substantially normal distribution. Pixels with time dispersion that deviate from the range of + several times the standard deviation of the spatial distribution with respect to time dispersion, or a range of ± several times, can be regarded as different from other surrounding pixels. Therefore, the defective
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)上述した実施例では、図1に示すようなX線診断装置を例に採って説明したが、この発明は、例えばC型アームに配設されたX線診断装置にも適用してもよい。また、この発明は、X線CT装置にも適用してもよい。 (1) In the above-described embodiment, the X-ray diagnostic apparatus as shown in FIG. 1 has been described as an example. However, the present invention is also applied to an X-ray diagnostic apparatus disposed on a C-type arm, for example. Also good. The present invention may also be applied to an X-ray CT apparatus.
(2)上述した実施例では、フラットパネル型X線検出器(FPD)3を例に採って説明したが、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、この発明は適用することができる。 (2) In the above-described embodiment, the flat panel X-ray detector (FPD) 3 has been described as an example. However, X-ray detection configured by detection elements arranged in a two-dimensional matrix that partitions pixels. The present invention can be applied to any container.
(3)上述した実施例では、X線を検出するX線検出器を例に採って説明したが、この発明は、ECT(Emission Computed Tomography)装置のように放射性同位元素(RI)を投与された被検体から放射されるγ線を検出するγ線検出器に例示されるように、放射線を検出する放射線検出器であれば特に限定されない。同様に、この発明は、上述したECT装置に例示されるように、放射線を検出して撮像を行う装置であれば特に限定されない。 (3) In the above-described embodiments, the X-ray detector for detecting X-rays has been described as an example. However, in the present invention, a radioisotope (RI) is administered like an ECT (Emission Computed Tomography) apparatus. The radiation detector is not particularly limited as long as it is a radiation detector that detects radiation, as exemplified by a γ-ray detector that detects γ-rays emitted from a subject. Similarly, the present invention is not particularly limited as long as it is an apparatus that performs imaging by detecting radiation, as exemplified by the ECT apparatus described above.
(4)上述した実施例では、FPD3は、放射線(実施例ではX線)感応型の半導体を備え、入射した放射線を放射線感応型の半導体で直接的に電荷信号に変換する直接変換型の検出器であったが、放射線感応型の替わりに光感応型の半導体を備えるとともにシンチレータを備え、入射した放射線をシンチレータで光に変換し、変換された光を光感応型の半導体で電荷信号に変換する間接変換型の検出器であってもよい。
(4) In the above-described embodiment, the
(5)上述した実施例では、±6ρの範囲外の時間分散σ2(実際には標準偏差σ)を有する画素を欠損画素として検出したが、図7に示すように、+6ρの範囲外の標準偏差σを有する画素を欠損画素として検出してもよい。なお、6ρに限定されずに、統計学的な見地で3ρや2ρやρであってもよい。3ρの場合には、1000個の画素のうち3つの画素が欠損画素として検出されることを示し、2ρの場合には、100個の画素のうち5つの画素が欠損画素として検出されることを示し、ρの場合には、100個の画素のうち32個の画素が欠損画素として検出されることを示す。 (5) In the above-described embodiment, a pixel having a time dispersion σ 2 (in practice, standard deviation σ) outside the range of ± 6ρ is detected as a defective pixel. However, as shown in FIG. A pixel having the standard deviation σ may be detected as a defective pixel. In addition, it is not limited to 6ρ, and may be 3ρ, 2ρ, or ρ from a statistical viewpoint. In the case of 3ρ, three pixels out of 1,000 pixels are detected as defective pixels. In the case of 2ρ, five pixels out of 100 pixels are detected as defective pixels. In the case of ρ, 32 pixels out of 100 pixels are detected as defective pixels.
(6)上述した実施例では、非照射状態で検出されたX線に基づく画素値を経時的に逐次に収集して、収集された画素値の時間変化分に基づいて画素値の時間変化の統計量(実施例では時間分散)を求めたが、一定強度の放射線(実施例ではX線)照射状態で検出された放射線(実施例ではX線)に基づく画素値を経時的に逐次に収集して、収集された画素値の時間変化分に基づいて画素値の時間変化の統計量(実施例では時間分散)を求めてもよい。 (6) In the above-described embodiment, pixel values based on X-rays detected in the non-irradiation state are sequentially collected over time, and the time change of the pixel value is determined based on the time change of the collected pixel value. Statistical values (time dispersion in the example) were calculated, but pixel values based on radiation (X-rays in the example) detected in the irradiation state of constant intensity (X-rays in the example) were sequentially collected over time. Then, a statistic (a time dispersion in the embodiment) of the pixel value over time may be obtained based on the collected time change of the pixel value.
(7)上述した実施例では、画素値の時間変化の統計量として、画素値の時間分散を例に採って説明したが、これに限定されない。例えば、画素値の平均との差分の絶対値の和を、画素値の時間変化の統計量として採用してもよい。 (7) In the above-described embodiment, the temporal dispersion of pixel values is described as an example of the statistical value of the temporal change of pixel values. However, the present invention is not limited to this. For example, the sum of the absolute values of the differences from the average of the pixel values may be adopted as the statistic of the pixel value over time.
3 … フラットパネル型X線検出器(FPD)
21 … 画素値収集部
22 … 時間分散算出部
23 … ヒストグラム算出部
24 … 欠損画素検出部
25 … 欠損画素補間部
σ2 … 画素値の時間に関する分散(時間分散)
M … 被検体
3 ... Flat panel X-ray detector (FPD)
DESCRIPTION OF
M… Subject
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