JP5537190B2 - シェーディング補正装置および方法並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は、放射線検出器を用いて被写体の放射線画像を撮影するに際して、放射線画像に発生するシェーディングを補正するシェーディング補正装置および方法並びにコンピュータをシェーディング補正装置として機能させるためのプログラムに関するものである。

従来、医療分野等において、被写体を透過した放射線の照射により被写体に関する放射線画像を記録する放射線検出器（いわゆる「Flat Panel Detector」 以下、ＦＰＤとする）が各種提案、実用化されている。このようなＦＰＤとしては、例えば、放射線の照射により電荷を発生するアモルファスセレン等の半導体を利用したＦＰＤがあり、そのようなＦＰＤとして、いわゆる光読取方式のものやＴＦＴ読取方式のものが提案されている。また、ＦＰＤとＦＰＤから出力された放射線画像データを記憶する記憶手段としての画像メモリとをケースに収容したカセッテも種々提案されている。また、このようなカセッテにおいて、ＦＰＤが検出した放射線画像データを無線通信によって処理装置に送信し、処理装置において画像処理等の信号処理を行うものも提案されている。

ところで、ＦＰＤを用いて放射線画像を撮影する場合、放射線源から発せられる放射線は非等方性を有し、いわゆるヒール効果により、放射線の照射ムラが発生する。図９はＸ線源のヒール効果を説明するための図である。図９に示すように、Ｘ線源１００は、電子ビーム１０２とターゲット１０４とを有し、電子ビーム１０２から発せられた電子がターゲット１０４に衝突することによりＸ線が発せられる。この際、電子のターゲット１０４内における通過距離の相違により、陰極側と陽極側とでは陰極側の方がＸ線量が多くなるため、図９に示すようにグラデーション状に濃度が徐々に変化する照射ムラが発生する。

一方、ＦＰＤも全画素の感度が一定となるように製造することが困難であり、さらには画素値を読み取るための読み取り装置のばらつき、およびＦＰＤを収容するカセッテの筐体のばらつき等が存在するためムラが存在する。したがって、ＦＰＤを用いて放射線画像を撮影する場合、取得された放射線画像データには、放射線源およびＦＰＤのそれぞれに起因するシェーディングが発生する。

このため、放射線が一様に照射されたＦＰＤから取得した画像データをシェーディング補正データとして取得しておき、被写体を撮影することにより取得した放射線画像データをシェーディング補正データにより補正することが行われている。また、シェーディング補正を行う際に、放射線のＦＰＤへの入射角度を検出し、入射角度に応じてシェーディング補正データを修正する手法が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００５−２０４８１０号公報

上述したように、シェーディングは放射線源およびＦＰＤのそれぞれに起因するため、例えば放射線源とＦＰＤとの回転位置関係が１８０度変化すると、放射線源に起因するシェーディングの向きも１８０度変化する。このため、上述したような、基準となるシェーディング補正画像を予め１枚作成しておいて補正に用いようとすると、放射線源とＦＰＤとの回転位置関係が基準となる補正画像を作成したときと１８０度変化した状態で撮影された場合、放射線源に起因するシェーディングを逆に補正してしまうおそれがある。とくにＦＰＤは、カセッテに収納されて、様々な体位の被写体放射線画像を撮影することができるため、ＦＰＤを用いた撮影時には、放射線源に対するＦＰＤの回転位置が種々変更されることから、放射線源に起因するシェーディングを逆補正してしまうおそれがある。ここで、上記特許文献１に記載された手法は、放射線の入射角に応じてシェーディング補正データを修正するものであり、放射線源とＦＰＤとの回転位置関係が変更される場合には、精度良くシェーディングを補正できない。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、放射線検出器を用いて放射線画像の撮影を行うに際し、適切にシェーディング補正を行うことができるようにすることを目的とする。

本発明による第１のシェーディング補正装置は、放射線源から発せられて被写体を透過した放射線を放射線検出器により検出することにより取得された、前記被写体の放射線画像を表す放射線画像データのシェーディング補正を行うシェーディング補正装置において、
前記放射線源に起因するシェーディングを補正する第１のシェーディング補正データ、および前記放射線検出器に起因するシェーディングを補正する第２のシェーディング補正データを記憶する記憶手段と、
前記放射線源と前記放射線検出器との回転位置関係に応じて前記第１および前記第２のシェーディング補正データを相対的に回転し、該回転した前記第１および前記第２のシェーディング補正データから最終的なシェーディング補正データを取得するシェーディング補正データ取得手段と、
該最終的なシェーディング補正データにより、前記放射線画像データのシェーディングを補正する補正手段とを備えたことを特徴とするものである。

「回転位置関係」とは、放射線源から発せられる放射線が放射線検出器に照射された状態での、放射線の陰極側および陽極側に延びる方向に対する放射線検出器の平面の回転についての位置関係を意味する。例えば、放射線検出器の上下を反転させれば、放射線源と放射線検出器との回転位置関係は１８０度変更されることとなる。

なお、本発明による第１のシェーディング補正装置においては、前記放射線源と前記放射線検出器との回転位置関係を検出する検出手段をさらに備えるものとし、
前記シェーディング補正データ取得手段を、前記検出結果に応じて前記第１および前記第２のシェーディング補正データを相対的に回転し、該回転した前記第１および前記第２のシェーディング補正データから最終的なシェーディング補正データを取得する手段としてもよい。

ここで、放射線源とＦＰＤとの回転位置関係について、撮影台にＦＰＤを装着して使用する場合は、撮影台によってＦＰＤの向きが制約を受けるため、撮影術式とＦＰＤの向きとを関連付けておけば、術式を指定した時点で放射線源とＦＰＤとの回転位置関係を検出することも可能である。また、ＦＰＤを撮影台に装着しない場合は、撮影メニュー（脚、膝、頭等）によって撮影する向きがほぼ決まっているため、放射線源とＦＰＤとの回転位置関係を撮影メニューに関連付けておけば、撮影オーダーが入った時点で検出することも可能である。

本発明による第２のシェーディング補正装置は、放射線源から発せられて被写体を透過した放射線を放射線検出器により検出することにより取得された、前記被写体の放射線画像を表す放射線画像データのシェーディング補正を行うシェーディング補正装置において、
前記放射線源と前記放射線検出器との回転位置関係に応じた複数のシェーディング補正データを記憶する記憶手段と、
前記放射線源と前記放射線検出器との回転位置関係に応じて、前記複数のシェーディング補正データから最終的なシェーディング補正データを選択し、該選択したシェーディング補正データにより、前記放射線画像データのシェーディングを補正する補正手段とを備えたことを特徴とするものである。

なお、本発明による第２のシェーディング補正装置においては、前記放射線源と前記放射線検出器との回転位置関係を検出する検出手段をさらに備えるものとし、
前記補正手段を、前記検出結果に応じて前記最終的なシェーディング補正データを選択する手段としてもよい。

本発明による第１のシェーディング補正方法は、放射線源から発せられて被写体を透過した放射線を放射線検出器により検出することにより取得された、前記被写体の放射線画像を表す放射線画像データのシェーディング補正を行うシェーディング補正方法において、
前記放射線源と前記放射線検出器との回転位置関係に応じて、前記放射線源に起因するシェーディングを補正する第１のシェーディング補正データ、および前記放射線検出器に起因するシェーディングを補正する第２のシェーディング補正データを相対的に回転し、
該回転した前記第１および前記第２のシェーディング補正データから最終的なシェーディング補正データを取得し、
該最終的なシェーディング補正データにより、前記放射線画像データのシェーディングを補正することを特徴とするものである。

本発明による第２のシェーディング補正方法は、放射線源から発せられて被写体を透過した放射線を放射線検出器により検出することにより取得された、前記被写体の放射線画像を表す放射線画像データのシェーディング補正を行うシェーディング補正方法において、
前記放射線源と前記放射線検出器との回転位置関係に応じた複数のシェーディング補正データから、前記放射線源と前記放射線検出器との回転位置関係に応じて、最終的なシェーディング補正データを選択し、
該選択したシェーディング補正データにより、前記放射線画像データのシェーディングを補正することを特徴とするものである。

なお、コンピュータを本発明による第１および第２のシェーディング補正装置として機能させるためのプログラムを提供してもよい。

本発明の第１のシェーディング補正装置および方法によれば、放射線源用の第１のシェーディング補正データおよび放射線検出器用の第２のシェーディング補正データを記憶しておき、放射線源と放射線検出器との回転位置関係に応じて第１および第２のシェーディング補正データを相対的に回転し、回転した第１および第２のシェーディング補正データから最終的なシェーディング補正データを取得し、この最終的なシェーディング補正データにより放射線画像データを補正するようにしたものである。

本発明の第２のシェーディング補正装置および方法によれば、放射線源と放射線検出器との回転位置関係に応じた複数のシェーディング補正データを記憶しておき、放射線源と放射線検出器との回転位置関係に応じて複数のシェーディング補正データから最終的なシェーディング補正データを選択し、この最終的なシェーディング補正データにより、放射線画像データを補正するようにしたものである。

このため、撮影時に放射線源と放射線検出器との回転位置関係が種々変更されても、精度良くシェーディングを補正することができる。

本発明の第１の実施形態によるシェーディング補正装置を適用した放射線画像撮影システムの概略図 カセッテの向きを説明するための図 第１および第２のシェーディング補正データの回転位置関係を説明するための図 第１および第２のシェーディング補正データの重なりを説明するための図 第１の実施形態において行われるシェーディング補正処理を示すフローチャート 第２の実施形態において行われるシェーディング補正処理を示すフローチャート 本発明の第３の実施形態によるシェーディング補正装置を適用した放射線画像撮影システムの概略図 カセッテの構造を示す平面図 ヒール効果を説明するための図

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態によるシェーディング補正装置を適用した放射線画像撮影システムの概略図である。図１に示すように、本発明の第１の実施形態による放射線画像撮影システム１は、撮影部１０およびコンソール３０を備える。

撮影部１０は、照射制御部１２、放射線源１４、臥位にある被写体Ｈの放射線画像を取得するための撮影台１６Ａ、放射線検出部１８Ａ、立位にある被写体Ｈの放射線画像を取得する架台１６Ｂ、および放射線検出部１８Ｂを備える。

照射制御部１２は、放射線源１４を駆動して、あらかじめ設定された強度の放射線が設定された時間だけ被写体Ｈに照射されるように照射量を制御する。放射線源１４は、撮影台１７Ａおよび架台１６Ｂを含む任意の方向を向くことが可能なように構成されており、これにより、放射線源１４から照射された放射線は、撮影台１６Ａ上または架台１６Ｂの前の被写体Ｈを透過して放射線検出部１８Ａ，１８Ｂに入射される。

放射線検出部１８Ａ，１８Ｂには、ＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂを収容したカセッテ２０Ａ，２０Ｂが設置されており、被写体Ｈを透過した放射線をＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂにより検出して電気信号（放射線画像データ）に変換する。

カセッテ２０Ａ，２０Ｂはケーブル５０Ａ，５０Ｂを介してコンソール３０と接続されており、これによりカセッテ２０Ａ，２０Ｂからは、被写体Ｈを撮影することにより取得したアナログの放射線画像データが、ケーブル５０Ａ，５０Ｂを介してコンソール３０へ出力される。なお、カセッテ２０Ａ，２０Ｂにはケーブル５０Ａ，５０Ｂに接続するためのコネクタ（不図示）が設けられている。

ＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂは、放射線を電荷に直接変換する直接方式のＦＰＤ、または放射線を一旦光に変換し、変換された光をさらに電気信号に変換する間接方式のＦＰＤのいずれも利用可能である。直接方式のＦＰＤは、アモルファスセレン等の光導電膜、キャパシタおよびスイッチ素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor）等によって構成される。例えば、Ｘ線等の放射線が入射されると、光導電膜から電子−正孔対（ｅ−ｈペア）が発せられる。その電子−正孔対はキャパシタに蓄積され、キャパシタに蓄積された電荷が、ＴＦＴを介して電気信号として読み出される。

一方、間接方式のＦＰＤは、蛍光体で形成されたシンチレータ層、フォトダイオード、キャパシタおよびＴＦＴ等によって構成される。例えば、「ＣｓＩ：Ｔｌ」等の放射線が入射されると、シンチレータ層が発光（蛍光）する。シンチレータ層による発光はフォトダイオードで光電変換されてキャパシタに蓄積され、キャパシタに蓄積された電荷が、ＴＦＴを介して電気信号として読み出される。

コンソール３０は、撮影データ処理部３２、画像処理部３４、出力部３６、記憶部３８、検出部４０、シェーディング補正データ取得部４２、入力部４４、タイマー４６および制御部４８を備える。

撮影データ処理部３２は、撮影部１０から入力された放射線画像データに対して、Ａ／Ｄ変換等のデータ処理を行う。撮影データ処理部３２からは、データ処理後のデジタルの放射線画像データが出力される。

画像処理部３４は、撮影データ処理部３２が出力した放射線画像データに対して、記憶部３８に記憶されている画像処理パラメータを用いて所定の画像処理を施す。画像処理部３４が実施する画像処理は、例えば、画素欠陥補正やこれを行うための欠陥マップの作成、オフセット補正や所定の均一露光画像を用いるゲイン補正およびシェーディング補正を含む画像の較正（キャリブレーションデータによる放射線画像データの補正）、さらには階調補正および濃度補正、モニタ表示用およびプリント出力用のデータに画像データを変換するデータ変換等、各種の画像処理が実施可能である。なお、本発明はシェーディング補正を行う点に特徴を有するため、シェーディング補正については別途詳述する。

なお、画像処理部３４は、コンピュータ上で動作するプログラム（ソフトウェア）、専用のハードウェア、あるいは両者を組み合わせて構成される。画像処理部３４からは、画像処理済みの放射線画像データが出力される。

出力部３６は、画像処理部３４から入力された画像処理済みの放射線画像データを出力する。出力部３６は、例えば、放射線画像を画面上に表示するモニタ、放射線画像をプリント出力するプリンタ、あるいは放射線画像データを記憶する記憶装置等である。

記憶部３８は、画像処理部３４において、シェーディング補正を行うためのシェーディング補正データ、画像を較正するためのキャリブレーションデータ、各種の画像処理を行うための画像処理パラメータ等を記憶するメモリ３８ａおよび放射線画像データ等を記憶する画像メモリ３８ｂを内蔵する。なお、メモリ３８ａおよび画像メモリ３８ｂは、物理的に異なるメモリであってもよく、１つのメモリの異なるメモリ領域であってもよい。また、ハードディスク等の記録媒体であってもよい。また、画像処理部３４に内蔵されるものであってもよく、外部に配置されてコンソール３０と接続して用いられるものであってもよい。

検出部４０は、ケーブル５０Ａ，５０Ｂにカセッテ２０Ａ，２０Ｂが接続されたことおよび取り外されたことを検出するともに、カセッテ２０Ａ，２０Ｂが放射線検出部１８Ａ，１８Ｂに取り付けられたときの向きを検出して、検出信号を制御部４８に出力する。ここで、カセッテ２０Ａ，２０Ｂがケーブル５０Ａ，５０Ｂに接続されたことの検出は、カセッテ２０Ａ，２０Ｂがケーブル５０Ａ，５０Ｂと接続され、カセッテ２０Ａ，２０Ｂとコンソール３０との接続が確立されたことを検出することにより行われる。一方、カセッテ２０Ａ，２０Ｂが取り外されたことの検出は、カセッテ２０Ａ，２０Ｂとコンソール３０との接続が解除されたことを検出することにより行われる。

また、カセッテ２０Ａ，２０Ｂの向きの検出は、操作者が入力部４４から入力したカセッテ２０Ａ，２０Ｂの向きの情報を取得することにより行ってもよく、放射線検出部１８Ａ，１８Ｂにカセッテ２０Ａ，２０Ｂの向きを検出するセンサを設けておき、センサの出力をケーブル５０Ａ，５０Ｂを介して取得することにより行ってもよい。ここで、カセッテ２０Ａ，２０Ｂはケーブル５０Ａ，５０Ｂと接続されるため、カセッテ２０Ａ，２０Ｂを放射線検出部１８Ａ，１８Ｂに取り付ける場合、ケーブル５０Ａ，５０Ｂのカセッテ２０Ａ，２０Ｂからの出方により、カセッテ２０Ａ，２０Ｂの向きは、図２に示すように４通りとなる。このため、放射線検出部１８Ａ，１８Ｂにカセッテ２０Ａ，２０Ｂを取り付けたときのケーブル５０Ａ，５０Ｂの位置を検出可能な位置に、ケーブル５０Ａ，５０Ｂの存在を検出するセンサを設けておくことにより、放射線検出部１８Ａ，１８Ｂに取り付けられたカセッテ２０Ａ，２０Ｂの向きを検出することが可能である。

また、とくに立位の架台１６Ｂにカセッテ２０Ｂを取り付ける場合には、カセッテ２０Ｂのいずれの辺が上側となるかによってカセッテ２０Ｂの向きを検出することができる。このため、カセッテ２０Ｂにジャイロセンサを設けておき、ジャイロセンサの出力をケーブル５０Ｂから検出部４０に出力することにより、カセッテ２０Ｂの向きを検出することも可能である。

シェーディング補正データ取得部４２は、制御部４８からの指示により、被写体Ｈがいない状態でカセッテ２０Ａ，２０Ｂに放射線を一様に照射した後に、ＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂからデータを読み出す指示をカセッテ２０Ａ，２０Ｂに対して行い、シェーディング補正データを取得する。ここで、シェーディングは、放射線源１４のヒール効果に起因するものと、ＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂ自身に起因するものとが含まれる。このため、シェーディング補正データ取得部４２は、放射線源１４に起因する第１のシェーディング補正データＨ１と、ＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂに起因する第２のシェーディング補正データＨ２とをそれぞれ取得する。

なお、第２のシェーディング補正データは、ＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂ毎に取得されるため、以降の説明においては、ＦＰＤ２２Ａの第２のシェーディング補正データとしてＨ２Ａ、ＦＰＤ２２Ｂの第２のシェーディング補正データとしてＨ２Ｂの参照符号を用いるものとする。以下、第１および第２のシェーディング補正データＨ１，Ｈ２の取得について説明するが、ＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂとでは第２のシェーディング補正データの取得は同様に行われるため、説明のためにここではＦＰＤ２２Ａからの第２のシェーディング補正データＨ２Ａの取得についてのみ説明する。

まず、操作者は、放射線源１４と放射線検出部１８Ａとの間隔を実際の撮影時の間隔に設定するとともに、放射線源１４からの放射線の照射中心と放射線検出器１８Ａに取り付けられたカセッテ２０Ａの中心と一致させて、放射線源１４を放射線検出部１８Ａに向けて照射し、カセッテ２０ＡのＦＰＤ２２Ａに第１のベタ画像データＢ１を取得させる。続いて、放射線源１４と放射線検出部１８Ａとの間隔を広げ、同様に放射線源１４を放射線検出部１８Ａに向けて照射して第２のベタ画像データＢ２をカセッテ２０ＡのＦＰＤ２２Ａに取得させる。ここで、放射線源１４に起因するシェーディングは、上述したようにグラデーション状に発生する。このため、第１のベタ画像データＢ１には、放射線源１４およびＦＰＤ２２Ａの双方に起因するシェーディングが含まれるものとなる。一方、放射線源１４が放射線検出部１８Ａから離れるとグラデーションが現れにくくなり、ＦＰＤ２２Ａには実質的に均一に放射線が照射されることとなる。このため、第２のベタ画像データＢ２には、ＦＰＤ２２Ａのみに起因するシェーディングが含まれることとなる。

したがって、シェーディング補正データ取得部４２は、第２のベタデータＢ２を第２のシェーディング補正データＨ２Ａとして取得して、記憶部３８のメモリ３８ａに記憶する。一方、第１のベタデータＢ１を第２のベタデータＢ２により対応する画素毎に除算することにより取得したデータは、放射線源１４に起因するシェーディングのみを含むものとなる。したがって、シェーディング補正データ取得部４２は、第１のベタデータＢ１を第２のベタデータＢ２により対応する画素毎に除算（すなわち、Ｂ１（ｘ，ｙ）／Ｂ２（ｘ，ｙ）、（ｘ，ｙ）は画素位置）することにより第１のシェーディング補正データＨ１を取得し、記憶部３８のメモリ３８ａに記憶する。

タイマー４６は、システム１の電源をオンとしてからの経過時間等を計測する。制御部４８は、入力部４４から入力された撮影指示信号に応じて、放射線画像撮影システム１の各部の動作を制御する。

ここで、シェーディング補正処理について説明する。ＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂからの信号の読み出しは、常にＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂ上の基準となる画素位置から行われるため、ＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂにより取得される放射線画像データに含まれる、ＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂに起因するシェーディングの向きは変化することはない。一方、上述したようにカセッテ２０Ａ，２０Ｂの放射線検出部１８Ａ，１８Ｂへの取り付け方は４通りあるため、カセッテ２０Ａ，２０Ｂへの放射線の照射のされ方も４通り存在する。このため、放射線源１４とＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂとの回転の位置関係に基づいて、図３に示すように第１のシェーディング補正データＨ１を第２のシェーディング補正データＨ２Ａ，Ｈ２Ｂに対して回転し、回転した第１のシェーディング補正データＨ１と第２のシェーディング補正データＨ２Ａ，Ｈ２Ｂとを対応する画素毎に乗算（すなわちＨ１（ｘ，ｙ）×Ｈ２Ａ（ｘ，ｙ））することにより、放射線源１４とＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂとの回転の位置関係に応じて最終的なシェーディング補正データＨ０を得ることができる。

なお、第１のシェーディング補正データＨ１の回転角度が０度および１８０度の場合、回転した第１のシェーディング補正データＨ１と第２のシェーディング補正データＨ２Ａ，Ｈ２Ｂとの座標のｘ方向およびｙ方向の範囲は一致するため、対応する画素同志で乗算を行うことができる。一方、第１のシェーディング補正データＨ１の回転角度が９０度および２７０度の場合、回転した第１のシェーディング補正データＨ１と第２のシェーディング補正データＨ２Ａ，Ｈ２Ｂとの座標のｘ方向およびｙ方向の範囲は一致しないため、対応する画素同志で乗算を行うことができない。

このため、本実施形態においては、第１のシェーディング補正データＨ１と第２のシェーディング補正データＨ２Ａ，Ｈ２Ｂとの中心位置を基準として、第１のシェーディング補正データＨ１を回転し、図４の斜線部部分に示すように、回転した第１のシェーディング補正データＨ１と第２のシェーディング補正データＨ２Ａ，Ｈ２Ｂとが重なる部分Ａ２においてのみ、第１のシェーディング補正データＨ１と第２のシェーディング補正データＨ２Ａ，Ｈ２Ｂとを対応する画素毎に乗算し、それ以外の部分Ａ１については、第２のシェーディング補正データＨ２Ａ，Ｈ２Ｂの値をそのまま用いて、最終的なシェーディング補正データＨ０を取得するものとする。

シェーディング補正データ取得部４２は、検出部４０からの検出信号に基づいて、第１のシェーディング補正データＨ１をその中心位置を基準にして回転し、回転した第１のシェーディング補正データＨ１と第２のシェーディング補正データＨ２Ａ，Ｈ２Ｂとを対応する画素毎に乗算して、最終的なシェーディング補正データＨ０を取得する。そして、最終的なシェーディング補正データＨ０を画像処理部３４に出力する。画像処理部３４は、撮影により取得した放射線画像データをシェーディング補正データＨ０により対応する画素毎に除算することにより、放射線画像データのシェーディング補正を行う。

次いで、第１の実施形態において行われる処理について説明する。なお、第１の実施形態は、シェーディング補正を行う点に特徴を有するものであるため、シェーディング補正以外の処理については説明を省略する。また、ここでは説明を簡単にするために、臥位の被写体の撮影を行うものとして説明する。また、撮影は、放射線源１４からの放射線の照射中心と放射線検出器１８Ａに取り付けられたカセッテ２０Ａの中心と一致させて行うものとする。図５は第１の実施形態において行われるシェーディング補正処理のフローチャートである。なお、第１のシェーディング補正データＨ１および第２のシェーディング補正データＨ２Ａ，Ｈ２Ｂは、あらかじめ取得されて記憶部３８のメモリ３８ａに記憶されているものとする。制御部４８は撮影の指示が行われたか否かを監視しており（ステップＳＴ１）、ステップＳＴ１が肯定されると、カセッテ２０ＡのＦＰＤ２２Ａからの放射線画像データＳ１orgを取得する（ステップＳＴ２）。

また、シェーディング補正データ取得部４２は、検出部４０の検出信号に基づいて、ＦＰＤ２２Ａの回転位置を検出し（ステップＳＴ３）、第１のシェーディング補正データＨ１および第２のシェーディング補正データＨ２Ａを記憶部３８のメモリ３８ａから読み出す（ステップＳＴ４）。なお、ＦＰＤ２２Ａに対応する第２のシェーディング補正データＨ２Ａは、検出部４０の検出信号に基づいて読み出すことができる。そして、シェーディング補正データ取得部４２は、第１のシェーディング補正データＨ１および第２のシェーディング補正データＨ２Ａから最終的なシェーディング補正データＨ０を生成する（ステップＳＴ５）。なお、ステップＳＴ３〜ＳＴ５の処理は、ステップＳＴ２と並列に行ってもよく、ステップＳＴ２に先立って行ってもよい。

そして、画像処理部３４が、放射線画像データＳ１orgを最終的なシェーディング補正データＨ０により、対応する画素毎に除算することによってシェーディング補正を行い（ステップＳＴ６）、シェーディング補正済みの放射線画像データを取得する。また、シェーディング補正済みの放射線画像データに対して、画像処理部３４が、キャリブレーション補正処理、濃度補正処理等の他の画像処理を施し（ステップＳＴ７）、出力部３６が処理済みの放射線画像データを出力し（ステップＳＴ８）、処理を終了する。

このように、本実施形態においては、放射線源１４に起因する第１のシェーディング補正データＨ１およびＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂに起因する第２のシェーディング補正データＨ２Ａ，Ｈ２Ｂを記憶しておき、放射線源１４とＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂとの回転位置関係に応じて、回転した第１および第２のシェーディング補正データから最終的なシェーディング補正データＨ０を生成し、この最終的なシェーディング補正データＨ０により放射線画像データＳ１orgのシェーディング補正を行うようにしたものである。このため、撮影時に放射線源１４とＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂとの回転位置関係が種々変更されても、精度良くシェーディングを補正することができる。

次いで、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態によるシェーディング補正装置を適用した放射線撮影システムは、第１の実施形態によるシェーディング補正装置を適用した放射線撮影システムと同一の構成を有し、行われる処理のみが異なるため、ここでは構成についての詳細な説明は省略する。第１の実施形態による放射線撮影システムにおいては、放射線源１４に起因する第１のシェーディング補正データＨ１およびＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂに起因する第２のシェーディング補正データＨ２Ａ，Ｈ２Ｂを記憶しておき、放射線源１４とＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂとの回転位置関係に応じて最終的なシェーディング補正データＨ０を生成したが、第２の実施形態においては、放射線源１４とＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂとの回転位置関係に応じた複数の最終的なシェーディング補正データをＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂ毎にあらかじめ作成して、記憶部３８に記憶しておくようにした点が第１の実施形態と異なる。

ここで、上記図３に示すように、放射線源１４とＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂとの回転位置関係は４通り存在する。このため、第２の実施形態においては、シェーディング補正データ取得部４２は、第１のシェーディング補正データＨ１を０度〜２７０度まで９０度単位で回転させつつ、第２のシェーディング補正データＨ２Ａ，Ｈ２Ｂと乗算して、放射線源１４とＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂとの回転位置関係に応じた複数のシェーディング補正データＨＦ１Ａ〜ＨＦ４Ａ、ＨＦ１Ｂ〜ＨＦ４Ｂを生成し、記憶部３８のメモリ３８ａに記憶しておく。なお、ＨＦ１Ａ〜ＨＦ４ＡはＦＰＤ２２Ａの、ＨＦ１Ｂ〜ＨＦ４ＢはＦＰＤ２２Ｂのシェーディング補正データを表す。

次いで、第２の実施形態において行われる処理について説明する。なお、第２の実施形態も、シェーディング補正を行う点に特徴を有するため、シェーディング補正以外の処理については説明を省略する。また、ここでは説明を簡単にするために、臥位の被写体の撮影を行うものとして説明する。図６は第２の実施形態において行われるシェーディング補正の処理のフローチャートである。なお、シェーディング補正データＨＦ１Ａ〜ＨＦ４Ａ，ＨＦ１Ｂ〜ＨＦ４Ｂはあらかじめ取得されて、記憶部３８のメモリ３８ａに記憶されているものとする。制御部４８は撮影の指示が行われたか否かを監視しており（ステップＳＴ１１）、ステップＳＴ１１が肯定されると、カセッテ２０ＡのＦＰＤ２２Ａからの放射線画像データＳ１orgを取得する（ステップＳＴ１２）。

また、画像処理部３４は、検出部４０の検出信号に基づいて、ＦＰＤ２２Ａの回転位置を検出し（ステップＳＴ１３）、回転位置に応じたシェーディング補正データを記憶部３８のメモリ３８ａに記憶された複数のシェーディング補正データＨＦ１Ａ〜ＨＦ４Ａから選択して読み出す（ステップＳＴ１４）。なお、ＦＰＤ２２Ａに対応する第２のシェーディング補正データＨ２Ａは、検出部４０の検出信号に基づいて読み出すことができる。また、ステップＳＴ１３〜ＳＴ１４の処理は、ステップＳＴ１２と並列に行ってもよく、ステップＳＴ１２に先立って行ってもよい。

そして、画像処理部３４は、放射線画像データＳ１orgを読み出したシェーディング補正データにより、対応する画素毎に除算することによってシェーディング補正を行い（ステップＳＴ１５）、シェーディング補正済みの放射線画像データを取得する。また、シェーディング補正済みの放射線画像データに対して、画像処理部３４が、キャリブレーション補正処理、濃度補正処理等の他の画像処理を施し（ステップＳＴ１６）、出力部３６が処理済みの放射線画像データを出力し（ステップＳＴ１７）、処理を終了する。

これにより、第２の実施形態においても、撮影時に放射線源１４とＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂとの回転位置関係が種々変更されても、精度良くシェーディングを補正することができる。また、最終的なシェーディング補正データＨ０を生成する必要がないため、第１の実施形態よりも高速にシェーディング補正を行うことができる。

なお、上記第１および第２の実施形態においては、カセッテ２０Ａ，２０Ｂとコンソール３０とをケーブル５０Ａ，５０Ｂにより接続しているが、ＦＰＤが検出した放射線画像データを無線通信によってコンソール３０に送信する無線タイプのカセッテを使用することも可能である。この場合、コンソール３０にはカセッテと通信を行うための無線インターフェースが設けられ、無線インターフェースを介して、無線タイプのカセッテと通信を行って、カセッテＩＤおよび放射線画像データの送受信等を行うこととなる。

ここで、無線タイプのカセッテを使用する場合においては、システム１の電源をオンとするとともに、カセッテの電源をオンとすることにより、コンソール３０がカセッテを認識し、カセッテとの通信が確立されることとなる。このため、無線タイプのカセッテを使用する場合には、検出部４０は、カセッテとコンソール３０との無線通信が確立されたことを検出することにより、カセッテとコンソールとの接続を検出するようにすればよい。

また、無線タイプのカセッテを使用する場合においては、放射線源１４とカセッテ２０Ａ，２０ＢすなわちＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂとの回転位置関係は、操作者が入力部４４から入力すればよい。また、カセッテ２０Ａ，２０Ｂにカセッテ２０Ａ，２０Ｂの向きを検出するセンサを設け、センサの検出結果をカセッテ２０Ａ，２０Ｂからコンソール３０の検出部４０に送信することにより、回転位置を検出するようにしてもよい。

なお、上記第１および第２の実施形態においては、２つのカセッテ２０Ａ，２０Ｂを使用する放射線画像撮影システムについて説明したが、３つのカセッテを使用する放射線画像撮影システムにも本発明を適用できる。以下、これを第３の実施形態として説明する。図７は本発明の第３の実施形態による放射線画像撮影装置を適用した放射線画像撮影システムの概略図である。なお、図７において図１と同一の構成については同一の参照番号を付与し、ここでは詳細な説明は省略する。図７に示す放射線画像撮影システム１Ａにおいては、被写体Ｈを任意の体勢にて撮影することができるフリー撮影可能なカセッテ２０Ｃを備えた点が第１の実施形態と異なる。フリーのカセッテ２０ＣはＦＰＤ２２Ｃを収容し、ケーブル５０Ｃによりコンソール３０と接続され、被写体Ｈを透過した放射線をＦＰＤ２２Ｃにより検出して電気信号（放射線画像データ）に変換する。

第３の実施形態においては、各カセッテ２０Ａ〜２０ＣのＦＰＤ２２Ａ〜２２Ｃのすべてについての第２のシェーディング補正データＨ２Ａ，Ｈ２Ｂ，Ｈ２Ｃを記憶部３８に記憶している。そして、ＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂを用いての撮影時には、上記第１の実施形態と同様にシェーディング補正を行う。ここで、第３の実施形態において、フリーのカセッテ２０Ｃを用いての撮影時には、操作者が入力部４４から放射線源１４とＦＰＤ２２Ｃとの回転位置の関係を入力する。これにより、フリーのカセッテ２０Ｃを使用しての撮影時においても、第１のシェーディング補正データＨ１および第２のシェーディング補正データＨ２Ｃから最終的なシェーディング補正データＨ０を生成して、ＦＰＤ２２Ｃにより取得した放射線画像のシェーディング補正を行うことができる。

なお、第３の実施形態においては、各カセッテ２０Ａ〜２０ＣのＦＰＤ２２Ａ〜２２Ｃのすべてについての第２のシェーディング補正データＨ２Ａ，Ｈ２Ｂ，Ｈ２Ｃに代えて、第２の実施形態と同様に、放射線源１４とＦＰＤ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃとの回転位置関係に応じた複数のシェーディング補正データをあらかじめ作成して、記憶部３８に記憶しておくようにしてもよい。

また、上記各実施形態においては、コンソール３０の画像処理部３４において、シェーディング補正を行っているが、図８に示すようにカセッテ（ここでは２０Ａのみを示す）内に、ＦＰＤ２２Ａとともに、ＦＰＤ２２Ａのシェーディング補正データ（第２のシェーディング補正データに相当する）および第１のシェーディング補正データＨ１を記憶する記憶部６２、データ処理部６４、シェーディング補正を行う補正部６６、コンソール３０との通信を行う通信部６８を設け、カセッテ２０Ａにおいて取得した信号をデータ処理部６４によりデジタルのデータに変換し、これにより取得された放射線画像データに対して補正部６６によりシェーディング補正を施した後に、通信部６８からコンソール３０にシェーディング補正済みの放射線画像データを送信するようにしてもよい。

この場合、カセッテ２０Ａの放射線源１４に対する回転位置は、検出部４０からの検出信号をカセッテ２０Ａの通信部６８により受信することによって取得すればよい。そして、補正部６６において上記第１の実施形態と同様に最終的なシェーディング補正データＨ０を生成し、これにより、放射線画像データのシェーディング補正を行えばよい。また、第２のシェーディング補正データに代えて、第２の実施形態と同様に、放射線源１４とＦＰＤとの回転位置関係に応じた複数のシェーディング補正データＨ０をあらかじめ作成して、記憶部６２に記憶しておくようにしてもよい。また、第１のシェーディング補正データＨ１については、記憶部６２に記憶することに代えて、シェーディング補正を行う際に、コンソール３０から取得するようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態に係るシステム１について説明したが、コンピュータを、上記の撮影データ処理部３２、画像処理部３４、検出部４０、シェーディング補正データ取得部４２および制御部４８に対応する手段として機能させ、図５，６に示すような処理を行わせるプログラムも本発明の実施形態の１つである。また、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体も、本発明の実施形態の１つである。

１ 放射線画像撮影システム
２０Ａ〜２０Ｃ カセッテ
２２Ａ〜２２Ｃ ＦＰＤ
３０ コンソール
３２ 撮影データ処理部
３４ 画像処理部
３６ 出力部
３８ 記憶部
４０ 検出部
４２ シェーディング補正データ取得部
４４ 入力部
４６ タイマー
４８ 制御部

Claims (14)

1. 放射線源から発せられて被写体を透過した放射線を放射線検出器により検出することにより取得された、前記被写体の放射線画像を表す放射線画像データのシェーディング補正を行うシェーディング補正装置において、
   前記放射線源に起因するシェーディングを補正する第１のシェーディング補正データ、および前記放射線検出器に起因するシェーディングを補正する第２のシェーディング補正データを記憶する記憶手段と、
   前記放射線源と前記放射線検出器との回転位置関係に応じて前記第１および前記第２のシェーディング補正データを相対的に回転し、該回転した前記第１および前記第２のシェーディング補正データから最終的なシェーディング補正データを取得するシェーディング補正データ取得手段と、
   該最終的なシェーディング補正データにより、前記放射線画像データのシェーディングを補正する補正手段とを備えたことを特徴とするシェーディング補正装置。
2. 前記放射線源と前記放射線検出器との回転位置関係を検出する検出手段をさらに備え、
   前記シェーディング補正データ取得手段は、前記検出結果に応じて前記第１および前記第２のシェーディング補正データを相対的に回転し、該回転した前記第１および前記第２のシェーディング補正データから最終的なシェーディング補正データを取得する手段であることを特徴とする請求項１記載のシェーディング補正装置。
3. 放射線源から発せられて被写体を透過した放射線を放射線検出器により検出することにより取得された、前記被写体の放射線画像を表す放射線画像データのシェーディング補正を行うシェーディング補正装置において、
   前記放射線源に起因するシェーディングを補正する第１のシェーディング補正データおよび前記放射線検出器に起因するシェーディングを補正する第２のシェーディング補正データを相対的に回転させつつ、前記第１のシェーディング補正データと前記第２のシェーディング補正データとを乗算することによって得られた前記放射線源と前記放射線検出器との回転位置関係に応じた複数のシェーディング補正データを記憶する記憶手段と、
   前記放射線源と前記放射線検出器との回転位置関係に応じて、前記複数のシェーディング補正データから最終的なシェーディング補正データを選択し、該選択したシェーディング補正データにより前記放射線画像データのシェーディングを補正する補正手段とを備えたことを特徴とするシェーディング補正装置。
4. 前記放射線源と前記放射線検出器との回転位置関係を検出する検出手段をさらに備え、
   前記補正手段は、前記検出結果に応じて前記最終的なシェーディング補正データを選択する手段であることを特徴とする請求項３記載のシェーディング補正装置。
5. 放射線源から発せられて被写体を透過した放射線を放射線検出器により検出することにより取得された、前記被写体の放射線画像を表す放射線画像データのシェーディング補正を行うシェーディング補正方法において、
   前記放射線源と前記放射線検出器との回転位置関係に応じて、前記放射線源に起因するシェーディングを補正する第１のシェーディング補正データ、および前記放射線検出器に起因するシェーディングを補正する第２のシェーディング補正データを相対的に回転し、
   該回転した前記第１および前記第２のシェーディング補正データから最終的なシェーディング補正データを取得し、
   該最終的なシェーディング補正データにより、前記放射線画像データのシェーディングを補正することを特徴とするシェーディング補正方法。
6. 放射線源から発せられて被写体を透過した放射線を放射線検出器により検出することにより取得された、前記被写体の放射線画像を表す放射線画像データのシェーディング補正を行うシェーディング補正方法において、
   前記放射線源に起因するシェーディングを補正する第１のシェーディング補正データおよび前記放射線検出器に起因するシェーディングを補正する第２のシェーディング補正データを相対的に回転させつつ、前記第１のシェーディング補正データと前記第２のシェーディング補正データとを乗算することによって得られた前記放射線源と前記放射線検出器との回転位置関係に応じた複数のシェーディング補正データから、前記放射線源と前記放射線検出器との回転位置関係に応じて、最終的なシェーディング補正データを選択し、
   該選択したシェーディング補正データにより、前記放射線画像データのシェーディングを補正することを特徴とするシェーディング補正方法。
7. コンピュータを、放射線源から発せられて被写体を透過した放射線を放射線検出器により検出することにより取得された、前記被写体の放射線画像を表す放射線画像データのシェーディング補正を行うシェーディング補正装置として機能させるためのプログラムにおいて、
   前記コンピュータを、前記放射線源に起因するシェーディングを補正する第１のシェーディング補正データ、および前記放射線検出器に起因するシェーディングを補正する第２のシェーディング補正データを記憶する記憶手段と、
   前記放射線源と前記放射線検出器との回転位置関係に応じて前記第１および前記第２のシェーディング補正データを相対的に回転し、該回転した前記第１および前記第２のシェーディング補正データから最終的なシェーディング補正データを取得するシェーディング補正データ取得手段と、
   該最終的なシェーディング補正データにより、前記放射線画像データのシェーディングを補正する補正手段として機能させることを特徴とするプログラム。
8. 放射線源から発せられて被写体を透過した放射線を放射線検出器により検出することにより取得された、前記被写体の放射線画像を表す放射線画像データのシェーディング補正を行うシェーディング補正装置として機能させるためのプログラムにおいて、
   前記コンピュータを、前記放射線源に起因するシェーディングを補正する第１のシェーディング補正データおよび前記放射線検出器に起因するシェーディングを補正する第２のシェーディング補正データを相対的に回転させつつ、前記第１のシェーディング補正データと前記第２のシェーディング補正データとを乗算することによって得られた前記放射線源と前記放射線検出器との回転位置関係に応じた複数のシェーディング補正データを記憶する記憶手段と、
   前記放射線源と前記放射線検出器との回転位置関係に応じて、前記複数のシェーディング補正データから最終的なシェーディング補正データを選択し、該選択したシェーディング補正データにより、前記放射線画像データのシェーディングを補正する補正手段として機能させることを特徴とするプログラム。
9. 前記第１のシェーディング補正データが、前記放射線源と前記放射線検出器との間を第１の間隔として前記被写体がいない状態で前記放射線検出器に放射線を照射することによって取得された第１のベタ画像データを、前記放射線源と前記放射線検出器との間を前記第１の間隔よりも大きい第２の間隔として前記被写体がいない状態で前記放射線検出器に放射線を照射することによって取得された第２のベタ画像データによって対応する画素毎に除算することによって得られたものであることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載のシェーディング補正装置。
10. 前記第２のシェーディング補正データが、前記第２のベタ画像データであることを特徴とする請求項９記載のシェーディング補正装置。
11. 前記第１のシェーディング補正データが、前記放射線源と前記放射線検出器との間を第１の間隔として前記被写体がいない状態で前記放射線検出器に放射線を照射することによって取得された第１のベタ画像データを、前記放射線源と前記放射線検出器との間を前記第１の間隔よりも大きい第２の間隔として前記被写体がいない状態で前記放射線検出器に放射線を照射することによって取得された第２のベタ画像データによって対応する画素毎に除算することによって得られたものであることを特徴とする請求項５または６記載のシェーディング補正方法。
12. 前記第２のシェーディング補正データが、前記第２のベタ画像データであることを特徴とする請求項１１記載のシェーディング補正方法。
13. 前記第１のシェーディング補正データが、前記放射線源と前記放射線検出器との間を第１の間隔として前記被写体がいない状態で前記放射線検出器に放射線を照射することによって取得された第１のベタ画像データを、前記放射線源と前記放射線検出器との間を前記第１の間隔よりも大きい第２の間隔として前記被写体がいない状態で前記放射線検出器に放射線を照射することによって取得された第２のベタ画像データによって対応する画素毎に除算することによって得られたものであることを特徴とする請求項７または８記載のシェーディング補正プログラム。
14. 前記第２のシェーディング補正データが、前記第２のベタ画像データであることを特徴とする請求項１３記載のシェーディング補正プログラム。