X射线相位成像装置的制作方法

本发明涉及一种x射线相位成像装置。

背景技术：

以往，已知一种一边使被摄体与摄像系统相对地平移一边拍摄被摄体的x射线相位成像装置。这种装置例如在日本特开2017-44603号公报中被公开。

在上述日本特开2017-44603号公报中公开了一种用于拍摄试样(被摄体)的放射线检查装置(x射线相位成像装置)，其具备射线源部、光栅组、检测部、搬送部以及图像生成部。该放射线检查装置构成为：一边通过搬送部使试样相对于射线源部、光栅组以及检测部(摄像系统)平移一边拍摄试样。另外，该放射线检查装置构成为：通过图像生成部，基于一边通过搬送部使试样相对于射线源部、光栅组以及检测部平移一边获取到的多个强度分布图像来生成放射线图像(相位对比度图像)。

在此，虽然在上述日本特开2017-44603号公报中没有明确记载，但本申请发明人得到以下新的发现：在如上述日本特开2017-44603号公报中记载的放射线检查装置那样基于一边使被摄体与摄像系统相对地平移一边获取到的多个图像来生成相位对比度图像的情况下，在相位对比度图像中沿着从x射线的光轴方向看来与平移方向正交的方向产生渐变(色调、明暗等的阶段性变化)，因此存在难以看到相位对比度图像这样的问题(课题)。

技术实现要素：

本发明是为了解决本申请发明人新发现的如上所述的课题而完成的，本发明的一个目的在于提供一种能够抑制由于在相位对比度图像中产生的渐变而难以看到相位对比度图像的情况x射线相位成像装置。

为了实现上述目的，本发明的一个方面的x射线相位成像装置具备：x射线源；检测器，其检测从x射线源照射出的x射线；多个光栅，所述多个光栅配置在x射线源与检测器之间；移动机构，其使被摄体与摄像系统相对地平移，该摄像系统由x射线源、检测器以及多个光栅构成；以及图像处理部，其基于一边通过移动机构使被摄体与摄像系统相对地平移一边获取到的多个图像来生成相位对比度图像，并且基于沿着从x射线的光轴方向看来与平移方向正交的正交方向产生的渐变的分布状态来校正该渐变。

根据本发明，如上所述，基于一边通过移动机构使被摄体与摄像系统相对地平移一边获取到的多个图像来生成相位对比度图像，并且基于在相位对比度图像中沿着从x射线的光轴方向看来与平移方向正交的正交方向产生的渐变的分布状态来校正该渐变。由此，能够去除在相位对比度图像中沿着从x射线的光轴方向看来与平移方向正交的正交方向产生的渐变，因此能够抑制由于在相位对比度图像中产生的渐变而难以看到相位对比度图像的情况。

附图说明

图1是示出一个实施方式的x射线相位成像装置的整体结构的示意图。

图2是用于说明一个实施方式的x射线相位成像装置中的多个光栅的配置和构造的示意图。

图3是用于说明一个实施方式的光栅位置调整机构的结构的示意图。

图4是示出一个实施方式的x射线相位成像装置获取的多个图像的示意图。

图5是用于说明获取一个实施方式的x射线相位成像装置所获取的莫尔条纹的相位信息的结构的示意图。

图6是示出一个实施方式的将多个图像的各像素的各相位值与各像素值以一对一的关系进行对应所得到的强度信号曲线的示意图。

图7是示出一个实施方式的图像处理部生成的相位对比度图像的示意图。

图8是用于说明在一个实施方式的图像处理部生成的相位对比度图像中产生的渐变的示意图。

图9是用于说明一个实施方式的图像处理部获取的相位对比度图像的像素值的分布的示意图。

图10是用于说明一个实施方式的图像处理部生成的相位对比度图像的校正对应图的示意图。

图11是用于说明一个实施方式的图像处理部通过校正对应图来校正相位对比度图像的结构的示意图。

图12是用于说明一个实施方式的图像处理部进行校正后的相位对比度图像的示意图。

图13是用于说明在将一个实施方式的图像处理部生成的多个相位对比度图像接合而成的相位对比度图像中产生的渐变的示意图。

图14是用于说明将一个实施方式的图像处理部获取的多个相位对比度图像接合而成的相位对比度图像的像素值的分布的示意图。

图15是用于说明将一个实施方式的图像处理部生成的多个相位对比度图像接合而成的相位对比度图像的校正对应图的示意图。

图16是用于说明一个实施方式的图像处理部通过校正对应图对将多个相位对比度图像接合而成的相位对比度图像进行校正的结构的示意图。

图17是用于说明一个实施方式的将图像处理部进行校正后的多个相位对比度图像接合而成的相位对比度图像的示意图。

图18是示出实际的相位对比度图像的一例的图，并且是示出实际的相位对比度图像的像素值的分布的一例的图。

图19是示出图18所示的相位对比度图像的校正对应图的图。

图20是示出通过图19所示的校正对应图对图18所示的相位对比度图像进行校正后的相位对比度图像的图。

图21是用于说明一个实施方式的x射线相位成像装置的相位对比度图像生成处理的流程图。

图22是用于说明一个实施方式的变形例的x射线相位成像装置的结构的示意图。

具体实施方式

下面，基于附图来说明将本发明具体化的实施方式。

参照图1～图17来说明本发明的一个实施方式的x射线相位成像装置100的结构。

(x射线相位成像装置的结构)

首先，参照图1来说明本实施方式的x射线相位成像装置100的结构。

如图1所示，x射线相位成像装置100是利用泰伯(talbot)效应将被摄体200的内部进行图像化的装置。x射线相位成像装置100例如能够在无损检查用途中使用于将作为物体的被摄体200的内部进行图像化。

图1是从y方向观察x射线相位成像装置100得到的示意图。如图1所示，x射线相位成像装置100具备x射线源1、多个(三个)光栅2～4、检测器5、图像处理部6、控制部7、移动机构8以及光栅移动机构9。此外，在本说明书中，将与x射线的光轴方向平行的方向设为z方向，将z方向中的从x射线源1朝向检测器5的方向设为z2方向，将其相反方向设为z1方向。另外，将与z方向正交的面内的上下方向设为x方向，将x方向中的上方向设为x1方向，将下方向设为x2方向。另外，将与z方向正交的面内的左右方向设为y方向，将y方向中的朝向图1的纸面的里侧的方向设为y2方向，将朝向图1的纸面的近前侧的方向设为y1方向。

x射线源1构成为通过被施加高电压而产生x射线。x射线源1构成为朝向z2方向照射所产生的x射线。

光栅2配置在x射线源1与光栅3之间，被照射来自x射线源1的x射线。设置光栅2，以通过泰伯效应来形成光栅2的自身像。当具有相干性的x射线通过形成有狭缝的光栅时，在与光栅分离规定距离(泰伯距离)的位置处形成光栅的像(自身像)。这被称为泰伯效应。

光栅3配置在光栅2与检测器5之间，被照射通过光栅2后的x射线。另外，光栅3配置在与光栅2分离泰伯距离的位置。光栅3与光栅2的自身像发生干涉而形成莫尔条纹30(参照图4)。

光栅4配置在x射线源1与光栅2之间，被照射来自x射线源1的x射线。

检测器5构成为：检测x射线，并且将检测到的x射线转换为电信号，将转换后的电信号作为图像信号进行读取。检测器5例如是fpd(flatpaneldetector：平板探测器)。检测器5包括多个转换元件(未图示)和配置在多个转换元件上的像素电极(未图示)。多个转换元件和多个像素电极以规定的周期(像素间距)在x方向和y方向上排列成阵列状。另外，检测器5构成为将获取到的图像信号输出到图像处理部6。

图像处理部6构成为基于从检测器5输出的图像信号来生成相位对比度图像16(参照图7)。图像处理部6例如包括gpu(graphicsprocessingunit：图形处理单元)、构成为用于图像处理的fpga(field-programmablegatearray：现场可编程门阵列)等处理器。

控制部7构成为：控制移动机构8来使被摄体200沿x方向(平移方向)平移。另外，控制部7构成为：控制光栅移动机构9来使光栅2移动。另外，控制部7构成为：控制光栅移动机构9来调整光栅2的位置，由此使检测器5的检测面上产生莫尔条纹30(参照图4)。控制部7例如包括cpu(centralprocessingunit：中央处理单元)、rom(readonlymemory：只读存储器)以及ram(randomaccessmemory：随机存取存储器)等。

移动机构8构成为：在控制部7的控制下使被摄体200与摄像系统40沿x方向相对地平移，该摄像系统40由x射线源1、检测器5以及多个光栅2～4构成。在图1所示的例子中，移动机构8构成为使被摄体200沿x方向平移。此外，在通过移动机构8使被摄体200平移时，摄像系统40被固定。移动机构8例如由带式输送机或各种直动机构构成。

光栅移动机构9构成为在控制部7的控制下能够使光栅2移动。另外，光栅移动机构9构成为：在控制部7的控制下调整光栅2的位置，由此产生莫尔条纹30(参照图4)。在后文中叙述光栅移动机构9使光栅移动的详细结构。另外，光栅移动机构9保持着光栅2。

(各光栅的构造)

接着，参照图2来说明多个光栅2～4的构造。

如图2所示，光栅2具有多个狭缝2a和多个x射线相位变化部2b。各狭缝2a和各x射线相位变化部2b在y方向上以规定的周期(间距)2c排列。各狭缝2a和各x射线相位变化部2b形成为直线状地延伸。另外，各狭缝2a和各x射线相位变化部2b形成为以相互平行的方式延伸。光栅2是所谓的相位光栅。另外，光栅2形成为平板状。

光栅3具有多个x射线透过部3a和多个x射线吸收部3b。各x射线透过部3a和各x射线吸收部3b在y方向上以规定的周期(间距)3c排列。各x射线透过部3a和各x射线吸收部3b形成为直线状地延伸。另外，各x射线透过部3a和各x射线吸收部3b形成为以相互平行的方式延伸。光栅3是所谓的吸收光栅。另外，光栅3形成为平板状。光栅2、光栅3是具有互不相同的作用的光栅，狭缝2a和x射线透过部3a分别使x射线透过。另外，x射线吸收部3b遮蔽x射线。另外，x射线相位变化部2b通过具有与狭缝2a不同的折射率来改变x射线的相位。

光栅4具有在y方向上以规定的周期(间距)4c排列的多个狭缝4a和多个x射线吸收部4b。各狭缝4a和各x射线吸收部4b形成为直线状地延伸。另外，各狭缝4a以及各x射线吸收部4b形成为以相互平行的方式延伸。另外，光栅4构成为使通过各狭缝4a后的x射线成为与各狭缝4a的位置对应的线光源。另外，光栅4形成为平板状。

(光栅移动机构)

接着，参照图3来说明光栅移动机构9的构造。

如图3所示，光栅移动机构9构成为：能够使光栅2沿x方向、y方向、z方向、绕沿着z方向延伸的轴线的旋转方向rz、绕沿着x方向延伸的轴线的旋转方向rx以及绕沿着y方向延伸的轴线的旋转方向ry移动。具体地说，光栅移动机构9包括x方向直动机构90、y方向直动机构91、z方向直动机构92、直动机构连接部93、载置台支承部驱动部94、载置台支承部95、载置台驱动部96以及载置台97。x方向直动机构90构成为能够沿x方向移动。x方向直动机构90例如包括马达等。y方向直动机构91构成为能够沿y方向移动。y方向直动机构91例如包括马达等。z方向直动机构92构成为能够沿z方向移动。z方向直动机构92例如包括马达等。

光栅移动机构9构成为通过x方向直动机构90的动作来使光栅2沿x方向移动。另外，光栅移动机构9构成为通过y方向直动机构91的动作来使光栅2沿y方向移动。另外，光栅移动机构9构成为通过z方向直动机构92的动作来使光栅2沿z方向移动。

载置台支承部95从载置台97的下方(y1方向)支承载置台97。载置台驱动部96构成为使载置台97沿x方向往复移动。载置台97的底部形成为朝向载置台支承部95的凸曲面状，且构成为通过沿x方向往复移动来绕沿着z方向延伸的轴线(rz方向)转动。另外，载置台支承部驱动部94构成为使载置台支承部95沿z方向往复移动。另外，载置台支承部95的底部形成为朝向直动机构连接部93的凸曲面状，且构成为通过沿z方向往复移动来绕沿着x方向延伸的轴线(rx方向)转动。另外，直动机构连接部93以能够绕沿着y方向延伸的轴线(ry方向)转动的方式设置于x方向直动机构90。因而，光栅移动机构9能够使光栅2绕沿着y方向延伸的中心轴线转动。

(相位对比度图像的生成)

接着，参照图4～图7来说明本实施方式的x射线相位成像装置100生成相位对比度图像16(参照图7)的结构。

在本实施方式中，x射线相位成像装置100构成为：一边通过移动机构8使被摄体200与摄像系统40沿x方向(平移方向)相对地平移一边拍摄被摄体200。另外，x射线相位成像装置100构成为在预先产生了莫尔条纹30的状态下拍摄被摄体200。图4是一边通过移动机构8使被摄体200沿x方向平移到第一摄像位置～第六摄像位置这六个摄像位置一边拍摄到的多个被摄体图像10的示意图。即，图4所示的多个被摄体图像10是通过重复进行以下动作而获取到的图像：使被摄体200移动到各摄像位置，并且使被摄体200停止来拍摄被摄体200。具体地说，图4所示的例子是在矩形形状的被摄体200从摄像范围的一侧(右侧)向另一侧(左侧)移动的期间的六个位置的各位置处进行了拍摄的例子。此外，图4所示的例子是以下例子：在第一摄像位置，x方向上的被摄体200的一部分未配置在检测器5的检测面上，因此在被摄体图像10中未拍到被摄体200的一部分。另外，图4所示的例子是示出多个被摄体图像10中的拍到了被摄体200的各像素中的像素301的位置变化的例子。另外，多个被摄体图像10是权利要求书的“一边使被摄体与摄像系统相对地平移一边获取到的多个图像”的一例。

如图4所示，在本实施方式中，控制部7构成为：在产生了莫尔条纹30的状态下，一边使被摄体200沿x方向平移一边进行拍摄。控制部7向移动机构8输入与将被摄体200配置在各摄像位置所需的移动量有关的指令值，由此使被摄体200移动规定的移动量302。例如在移动机构8包括作为驱动源的步进马达的情况下，与移动量有关的指令值是向移动机构8输入的脉冲数。此外，在图4的第二摄像位置的被摄体图像10中，为了容易掌握被摄体200的移动量302而用虚线图示出第一摄像位置时的被摄体200的位置。一边通过移动机构8使被摄体200沿x方向平移一边进行拍摄，由此能够使莫尔条纹30和被摄体200相对移动，图像处理部6能够生成相位对比度图像16(参照图7)。此外，在本实施方式中，通过移动机构8使被摄体200至少移动与莫尔条纹30的一个周期31相应的距离。

在此，在以往的条纹扫描法中，每使光栅平移规定距离后进行拍摄，该规定距离是关于光栅方向的至少垂直方向上的分量分割出与光栅的一个周期相应的量所得到的距离。因而，各图像中的各像素的莫尔条纹30的相位值由使光栅移动的距离决定，因此通过获取各图像中的像素的像素值能够生成相位对比度图像16。

然而，在一边使被摄体200相对于莫尔条纹30移动一边进行拍摄的情况下，无法直接获取各图像中的像素的相位值。因此，在本实施方式中，图像处理部6构成为获取莫尔条纹30的相位信息12(参照图5)。具体地说，x射线相位成像装置100通过光栅移动机构9来使光栅2平移，由此获取如图5所示那样的各步长的莫尔条纹图像11。莫尔条纹图像11是拍摄通过使光栅2平移而在检测器5的检测面上产生的莫尔条纹30所得到的图像，该莫尔条纹图像11是拍到了基于莫尔条纹30的像素值的明暗产生的条纹图案的图像。图像处理部6构成为基于各莫尔条纹图像11来获取莫尔条纹30的相位信息12。具体地说，将图5的第一步长～第四步长的莫尔条纹图像11设为ik(x，y)，如以下的式(1)那样定义s(x，y)。

[数1]

在此，k是各步长的编号。另外，m是使光栅平移的次数。另外，x和y是与检测器5的检测面上的x射线的照射轴正交的面内的像素位置(坐标)。

当使用上述式(1)时，莫尔条纹30的相位信息12由以下的式(2)表示。

[数2]

在此，是莫尔条纹30的相位信息12。另外，在本实施方式中，也可以将ik(x，y)作为k的函数，通过正弦曲线(正弦波)来进行拟合，将该正弦曲线的相位信息设为莫尔条纹30的相位信息12。

莫尔条纹30的相位信息12是莫尔条纹30的相位值的变化按每个周期31重复的条纹图案的图像。具体地说，莫尔条纹30的相位信息12是用条纹图案图示出莫尔条纹30的相位值的从-π到π的变化的图像。关于莫尔条纹30的相位信息12，只要相位值的变化的获取范围为2π即可，既可以是-π到π的范围的图像，也可以是0到2π的范围的图像。

在本实施方式中，图像处理部6构成为：基于一边使被摄体200与摄像系统40相对地平移一边获取到的多个被摄体图像10以及在多个被摄体图像10中产生的莫尔条纹30的相位信息12，来将多个被摄体图像10中的被摄体200的各像素的像素值与各像素中的莫尔条纹30的相位值进行对应。

另外，如图6所示，图像处理部6构成为：针对各被摄体图像10中的像素获取表示相位值与像素值的关系的强度信号曲线32(参照图10)。在图6所示的表示强度信号曲线32的曲线图中，横轴为相位值，纵轴为像素值。图像处理部6构成为：使用各被摄体图像10和相位信息12来获取将多个被摄体图像10中的被摄体200的同一位置的像素的各相位值与各像素值以一对一的关系进行了对应的像素值的强度信号曲线32。图6所示的例子是基于多个被摄体图像10的各像素301的像素值以及多个相位信息12中的与被摄体图像10的像素301对应的各点的相位值来获取的标绘点32a并利用正弦波进行拟合所得到的强度信号曲线32的例子。图像处理部6构成为基于获取到的强度信号曲线32来生成相位对比度图像16。

图7是相位对比度图像16的示意图。在本实施方式中，图像处理部6构成为基于强度信号曲线32来生成相位对比度图像16。相位对比度图像16包括吸收像16a、相位微分像16b以及暗场像16c。能够通过公知的方法来进行用于生成吸收像16a、相位微分像16b以及暗场像16c的方法，因此省略其说明。此外，吸收像16a是将由于被摄体200对x射线的吸收的差异而产生的对比度进行图像化所得到的像。另外，相位微分像16b是将基于被摄体200得到的x射线的相位变化而产生的对比度进行图像化所得到的像。另外，暗场像16c是将由于位于被摄体200的内部的细微构造引起的x射线的折射(散射)而产生的对比度进行图像化所得到的像。换言之，暗场像16c是将由被摄体200引起的可用性的降低进行图像化所得到的像，可用性的降低依赖于被摄体200的散射的程度。即，暗场像16c是将被摄体200的x射线散射进行图像化所得到的像。

(渐变的校正)

接着，参照图8～图12来说明与在相位对比度图像16中产生的渐变16d的校正有关的结构。此外，在图8～图12中，为了方便，用阴影线示意性地示出渐变16d。

在本实施方式中，如图8所示，图像处理部6构成为：基于在相位对比度图像16中沿着从x射线的光轴方向(z方向)看来与平移方向(x方向)正交的正交方向(y方向)产生的渐变16d的分布状态来校正该渐变16d。具体地说，图像处理部6构成为：基于渐变16d的分布状态来校正渐变16d，以使渐变16d变得平缓。

在整个相位对比度图像16中形成有渐变16d。另外，渐变16d形成为浓淡(明暗)沿着y方向连续地变化。具体地说，图8所示的渐变16d形成为随着从y方向的一侧去向另一侧而逐渐变得明亮。另外，渐变16d形成为沿x方向延伸的条纹状。此外，渐变16d与光栅2～4的朝向无关地沿y方向产生。即，在如图2所示那样将光栅2～4沿y方向配置的情况、光栅2～4以与图2所示的结构不同的方式沿x方向配置的情况以及光栅2～4相对于x方向和y方向倾斜地配置的情况中的任意情况下，均沿y方向产生渐变16d。

如图9所示，图像处理部6构成为：获取相位对比度图像16的沿着y方向的像素值(亮度值等)的分布401，并且基于获取到的像素值的分布401来校正渐变16d。具体地说，图像处理部6构成为：基于相位对比度图像16的从y方向上的一端部到另一端部的像素值的分布401，来校正渐变16d。即，图像处理部6构成为：基于相位对比度图像16的在y方向上的宽度16e(参照图8)的范围的像素值的分布401，来校正渐变16d。此外，在图9中，用双点划线示意性地示出获取像素值的分布401的范围。

图像处理部6构成为：在相位对比度图像16的不存在被摄体200的区域中获取像素值的分布401。即，图像处理部6构成为：基于相位对比度图像16的不存在被摄体200的区域的像素值的分布401，来校正渐变16d。另外，图像处理部6构成为：在相位对比度图像16的x方向上的端部的附近获取像素值的分布401。即，图像处理部6构成为：基于相位对比度图像16的x方向上的端部附近的像素值的分布401，来校正渐变16d。

另外，像素值的分布401是在x方向上具有规定宽度402的像素组的平均像素值的分布。具体地说，像素值的分布401是相位对比度图像16的从y方向的一端部到另一端部的、在x方向上具有规定宽度402的像素组的平均像素值的分布。规定宽度402并无特别限定，例如能够设为50个像素左右的宽度。

另外，如图10和图11所示，图像处理部6构成为：通过使像素值的分布401在x方向上延伸来生成校正对应图403。校正对应图403是包含与相位对比度图像16的渐变16d对应的渐变403a的渐变对应图。另外，图像处理部6构成为：基于所生成的校正对应图403来校正渐变16d。具体地说，图像处理部6构成为：通过以使x方向上的像素数与相位对比度图像16的x方向上的像素数相同的方式使像素值的分布401在x方向上延伸来生成校正对应图403，并且基于所生成的校正对应图403来校正渐变16d。

例如，在相位对比度图像16的x方向上的像素数为1000个像素的情况下，图像处理部6通过以使x方向上的像素数成为1000个像素的方式使像素值的分布401在x方向上延伸，来生成校正对应图403。由此，生成x方向上的像素数与相位对比度图像16的x方向上的像素数相同且y方向上的像素数与相位对比度图像16的y方向上的像素数相同的校正对应图403。校正对应图403的在x方向上的宽度403b与相位对比度图像16的在x方向上的宽度16f(参照图8)大小(像素数)相同。另外，校正对应图403的在y方向上的宽度403c与相位对比度图像16的在y方向上的宽度16e大小(像素数)相同。

另外，图像处理部6构成为：通过将相位对比度图像16除以校正对应图403或者从相位对比度图像16减去校正对应图403，来校正渐变16d。具体地说，图像处理部6构成为：通过将相位对比度图像16的像素的像素值除以校正对应图403的对应的像素的像素值或者从相位对比度图像16的像素的像素值减去校正对应图403的对应的像素的像素值，来校正渐变16d。

由此，如图12所示，能够获取去除了渐变16d的相位对比度图像16。

接着，参照图13～图17来说明在将多个相位对比度图像16接合而成的相位对比度图像17中校正渐变17a的结构。此外，在图13～图17中，为了方便，用阴影线示意性地图示出渐变17a。

在本实施方式中，如图13所示，图像处理部6构成为生成将多个相位对比度图像16接合而成的相位对比度图像17。由此，即使在由于被摄体200大而在单个相位对比度图像16中无法容纳整个被摄体200的情况下，也能够在将多个相位对比度图像16接合而成的相位对比度图像17中容纳整个被摄体200。此外，进行接合的多个相位对比度图像16是改变摄像系统40和被摄体200的在y方向上的位置而获取到的图像。另外，在图13所示的例子中，图示了将三个相位对比度图像16进行了接合的例子，但也可以将三个以外的多个相位对比度图像16进行接合。

相位对比度图像17包含渐变17a。渐变17a由各相位对比度图像16的渐变16d构成。

相位对比度图像17中的渐变17a的校正与相位对比度图像16中的渐变16d的校正相同。即，图像处理部6构成为：基于在相位对比度图像17中沿着y方向产生的渐变17a的分布状态来校正该渐变17a。具体地说，图像处理部6构成为：基于渐变17a的分布状态来校正渐变17a，以使渐变17a变得平缓。

如图14所示，图像处理部6构成为：获取相位对比度图像17的沿着y方向的像素值的分布501，并且基于获取到的像素值的分布501来校正渐变17a。具体地说，图像处理部6构成为：基于相位对比度图像17的从y方向的一端部到另一端部的像素值的分布501，来校正渐变17a。此外，在图14中，用双点划线示意性地图示出获取像素值的分布501的范围。

图像处理部6构成为：在相位对比度图像17的不存在被摄体200的区域中获取像素值的分布501。即，图像处理部6构成为：基于相位对比度图像17的不存在被摄体200的区域的像素值的分布501，来校正渐变17a。另外，图像处理部6构成为：在相位对比度图像17的x方向上的端部的附近获取像素值的分布501。即，图像处理部6构成为：基于相位对比度图像17的x方向上的端部附近的像素值的分布501，来校正渐变17a。

另外，像素值的分布501是在x方向上具有规定宽度502的像素组的平均像素值的分布。具体地说，像素值的分布501是相位对比度图像17的从y方向的一端部到另一端部的、在x方向上具有规定宽度502的像素组的平均像素值的分布。规定宽度502并无特别限定，例如能够设为50个像素左右的宽度。

另外，如图15和图16所示，图像处理部6构成为：通过使像素值的分布501在x方向上延伸来生成校正对应图503。校正对应图503是包含与相位对比度图像17的渐变17a对应的渐变503a的渐变对应图。另外，图像处理部6构成为：基于所生成的校正对应图503来校正渐变17a。具体地说，图像处理部6构成为：通过以使x方向上的像素数与相位对比度图像17的x方向上的像素数相同的方式使像素值的分布501在x方向上延伸，来生成校正对应图503，并且基于所生成的校正对应图503来校正渐变17a。

此外，生成x方向上的像素数与相位对比度图像17的x方向上的像素数相同且y方向上的像素数与相位对比度图像17的y方向上的像素数相同的校正对应图503，这一点与相位对比度图像16的情况相同。

图像处理部6构成为：通过将相位对比度图像17除以校正对应图503或者从相位对比度图像17减去校正对应图503，来校正渐变17a。具体地说，图像处理部6构成为：通过将相位对比度图像17的像素的像素值除以校正对应图503的对应的像素的像素值或者从相位对比度图像17的像素的像素值减去校正对应图503的对应的像素的像素值，来校正渐变17a。

由此，如图17所示，能够获取去除了渐变17a的相位对比度图像17。

接着，参照图18～图20来说明实际的相位对比度图像18中的渐变18a以及对该渐变18a的校正。此外，与图13示出的相位对比度图像17同样地，相位对比度图像18是将三个相位对比度图像接合而成的图像。另外，相位对比度图像18是相位微分像。

如图18所示，相位对比度图像18包含沿着从x射线的光轴方向看来与平移方向正交的方向产生的渐变18a。该相位对比度图像18的像素值的分布601如图18所示。像素值的分布601是在x方向上具有规定宽度602的像素组的平均像素值的分布。规定宽度602是50个像素。

如图19所示，通过使像素值的分布601在平移方向上延伸来生成校正对应图603。校正对应图603包含与相位对比度图像18的渐变18a对应的渐变603a。另外，校正对应图603的尺寸与相位对比度图像18的尺寸相同。而且，通过将相位对比度图像18除以校正对应图603来校正渐变18a。

由此，如图20所示，能够获取去除了渐变18a的相位对比度图像18。

(相位对比度图像生成处理)

接着，参照图21，基于流程图来说明由本实施方式的x射线相位成像装置100进行的相位对比度图像生成处理。此外，流程图的各处理由图像处理部6进行。

如图21所示，首先，在步骤201中，获取莫尔条纹30的相位信息12。然后，在步骤202中，一边通过移动机构8使被摄体200与摄像系统40相对地平移，一边获取多个被摄体图像10。然后，在步骤203中，将多个被摄体图像10中的被摄体200的像素与莫尔条纹30的相位值进行对应。然后，在步骤204中，基于强度信号曲线32来生成相位对比度图像16。此外，在生成将多个相位对比度图像16接合而成的相位对比度图像17的情况下，多次进行步骤202～204的处理即可。

然后，在步骤205中，从相位对比度图像16(17)中获取相位对比度图像16(17)的像素值的分布401(501)。然后，在步骤206中，基于像素值的分布401(501)来生成校正对应图403(503)。然后，在步骤207中，使用校正对应图403(503)来校正并去除相位对比度图像16(17)的渐变16d(17a)。之后，相位对比度图像生成处理结束。

(本实施方式的效果)

在本实施方式中，能够得到如下的效果。

在本实施方式中，如上所述，基于一边通过移动机构8使被摄体200与摄像系统40相对地平移一边获取到的多个被摄体图像10，来生成相位对比度图像16(17)，并且基于在相位对比度图像16(17)中沿着从x射线的光轴方向看来与x方向(平移方向)正交的y方向(正交方向)产生的渐变16d(17a)的分布状态，来校正该渐变16d(17a)。由此，能够在相位对比度图像16(17)中去除沿着从x射线的光轴方向看来与x方向正交的y方向产生的渐变16d(17a)，因此能够抑制由于在相位对比度图像16(17)中产生的渐变16d(17a)而难以看到相位对比度图像16(17)的情况。

另外，在本实施方式中，如上所述，将图像处理部6构成为：基于相位对比度图像16(17)的沿y方向(正交方向)的像素值的分布401(501)，来校正渐变16d(17a)。由此，能够基于反映了渐变16d(17a)的分布状态的像素值的分布401(501)来校正渐变16d(17a)，因此能够容易地去除在相位对比度图像16(17)中产生的渐变16d(17a)。其结果，能够容易地抑制由于在相位对比度图像16(17)中产生的渐变16d(17a)而难以看到相位对比度图像16(17)的情况。

另外，在本实施方式中，如上所述，将图像处理部6构成为：基于相位对比度图像16(17)的从y方向(正交方向)的一端部到另一端部的像素值的分布401(501)，来校正渐变16d(17a)。由此，能够基于y方向上的整个范围的像素值的分布401(501)来校正渐变16d(17a)，因此能够在从y方向的一端部到另一端部的宽范围内去除在相位对比度图像16(17)中产生的渐变16d(17a)。其结果，能够在宽范围内抑制由于在相位对比度图像16(17)中产生的渐变16d(17a)而难以看到相位对比度图像16(17)的情况。

另外，在本实施方式中，如上所述，将图像处理部6构成为：基于相位对比度图像16(17)的不存在被摄体200的区域的像素值的分布401(501)，来校正渐变16d(17a)。由此，与基于被摄体200的某个区域的像素值的分布来校正渐变16d(17a)的情况相比，能够基于准确地反映了渐变16d(17a)的分布状态的像素值的分布401(501)来校正渐变16d(17a)。其结果，能够准确地去除在相位对比度图像16(17)中产生的渐变16d(17a)。

另外，在本实施方式中，如上所述，将图像处理部6构成为：基于相位对比度图像16(17)的x方向(平移方向)上的端部附近的像素值的分布401(501)，来校正渐变16d(17a)。由此，能够基于难以拍到被摄体200的相位对比度图像16(17)的x方向上的端部附近的像素值的分布401(501)来校正渐变16d(17a)，因此能够基于不存在被摄体200的区域的像素值的分布401(501)来可靠地校正渐变16d(17a)。

另外，在本实施方式中，如上所述，将像素值的分布401(501)构成为在x方向(平移方向)上具有规定宽度的像素组的平均像素值的分布401(501)。由此，与将单个像素的像素值的分布用作像素值的分布401(501)的情况相比，能够将更准确地反映了渐变16d(17a)的分布状态的像素值的分布401(501)用于渐变16d(17a)的校正。

另外，在本实施方式中，如上所述，将图像处理部6构成为：基于通过使像素值的分布401(501)在x方向(平移方向)上延伸而生成的校正对应图403(503)，来校正渐变16d(17a)。因此，能够基于利用渐变16d(17a)在x方向上具有大致一致的像素值的情况而生成的校正对应图403(503)来校正渐变16d(17a)，因此能够可靠地去除在相位对比度图像16(17)中产生的渐变16d(17a)。

另外，在本实施方式中，如上所述，将图像处理部6构成为：基于通过以使x方向(平移方向)上的像素数与相位对比度图像16(17)的x方向(平移方向)上的像素数相同的方式使像素值的分布401(501)在x方向上延伸而生成的校正对应图403(503)，来校正渐变16d(17a)。由此，能够基于以与相位对比度图像16(17)的在x方向上的整个范围对应的方式生成的校正对应图403(503)来校正渐变16d(17a)，因此能够在宽范围内去除在相位对比度图像16(17)中产生的渐变16d(17a)。其结果，能够在宽范围内抑制由于在相位对比度图像16(17)中产生的渐变16d(17a)而难以看到相位对比度图像16(17)的情况。

另外，在本实施方式中，如上所述，将图像处理部6构成为：通过将相位对比度图像16(17)除以校正对应图403(503)或者从相位对比度图像16(17)减去校正对应图403(503)，来校正渐变16d(17a)。由此，仅通过进行除法运算或减法运算就能够校正渐变16d(17a)，因此能够简单地校正渐变16d(17a)。

另外，在本实施方式中，如上所述，将图像处理部6构成为：在将多个相位对比度图像16接合而成的相位对比度图像17中校正渐变17a。由此，即使在将多个相位对比度图像16接合而成的相位对比度图像17中，也能够抑制由于渐变17a而难以看到相位对比度图像17的情况。

另外，在本实施方式中，如上所述，将相位对比度图像16(17)构成为包括相位微分像16b和暗场像16c。由此，能够在易于产生渐变16d(17a)的相位微分像16b和暗场像16c中校正渐变16d(17a)。

(变形例)

此外，应该认为本次公开的实施方式在所有方面均为例示，而非限制性的。本发明的范围并非由上述的实施方式的说明表示，由权利要求书表示，并且包括与权利要求书均等的含义和范围内的全部变更(变形例)。

例如，在上述实施方式中，示出了x射线相位成像装置100具备三个光栅2～4的例子，但本发明不限于此。在本发明中，x射线成像装置不一定具备三个光栅。例如，在从x射线源照射的x射线的相干性足够高的情况下，也可以不设置上述实施方式的光栅4。另外，在能够通过检测器直接检测光栅的自身像的情况下，也可以不设置上述实施方式的光栅3。

另外，在上述实施方式中，示出了光栅移动机构9使光栅2移动的例子，但本发明不限于此。在本发明中，移动的光栅可以是任意的光栅。

另外，在上述实施方式中，示出了移动机构8构成为使被摄体200平移的例子，但本发明不限于此。在本发明中，移动机构也可以构成为使摄像系统平移。

另外，在上述实施方式中，示出了通过重复进行使被摄体200移动到各摄像位置(第一摄像位置～第六摄像位置)并且停止来拍摄被摄体200的动作来获取多个被摄体图像10的例子，但本发明不限于此。在本发明中，也可以不使被摄体停止，通过一边使被摄体连续地移动一边进行拍摄来获取多个被摄体图像。即，也可以是，将被摄体拍摄为运动图像，之后从被摄体的运动图像中获取多个被摄体图像。

另外，在上述实施方式中，示出了光栅2～4形成为平板状的例子，但本发明不限于此。在本发明中，光栅也可以形成为平板状以外的其它形状。例如，在图22所示的变形例中，光栅702、703以及704以弯曲的方式形成。具体地说，光栅702、703以及704形成为具有在从x射线源1侧朝向检测器5侧突出的同时弯曲的凸形状。由此，能够增大x射线相位成像装置的视场。

另外，在上述实施方式中，示出了x射线相位成像装置100构成为使被摄体200在光栅2与光栅3之间移动的例子，但本发明不限于此。在本发明中，x射线相位成像装置也可以构成为使被摄体在上述实施方式的x射线源1与光栅2之间移动。

另外，在上述实施方式中，示出了图像处理部6基于相位对比度图像16(17)的从y方向的一端部到另一端部的像素值的分布401(501)来校正渐变16d(17a)的例子，但本发明不限于此。在本发明中，只要至少能够校正在相位对比度图像中拍到的被摄体的渐变即可，图像处理部也可以构成为基于相位对比度图像的y方向上的一部分像素值的分布来校正渐变。

另外，在上述实施方式中，示出了图像处理部6基于相位对比度图像16(17)的x方向上的端部附近的像素值的分布来校正渐变16d(17a)的例子，但本发明不限于此。在本发明中，只要是不存在被摄体的区域的像素值的分布即可，图像处理部也可以构成为基于相位对比度图像的x方向上的端部附近以外的其它部分的像素值的分布来校正渐变。

另外，在上述实施方式中，示出了像素值的分布401(501)是在x方向上具有规定宽度402(502)的像素组的平均像素值的分布的例子，但本发明不限于此。在本发明中，只要反映出渐变的分布状态即可，像素值的分布也可以是单个像素的像素值的分布。

另外，在上述实施方式中示出了以下例子：图像处理部6构成为通过以使x方向上的像素数与相位对比度图像16(17)的x方向上的像素数相同的方式使像素值的分布401(501)在x方向上延伸来生成校正对应图403(503)，但本发明不限于此。在本发明中，只要至少能够校正在相位对比度图像中拍到的被摄体的渐变即可，图像处理部也可以构成为：通过以使x方向上的像素数比相位对比度图像的x方向上的像素数少的方式使像素值的分布在x方向上延伸，来生成校正对应图。另外，图像处理部也可以构成为：通过以使x方向上的像素数比相位对比度图像的x方向上的像素数多的方式使像素值的分布在x方向上延伸，来生成校正对应图。

[方式]

本领域技术人员能够理解的是，上述例示性的实施方式是以下方式的具体例。

(项目1)

一种x射线相位成像装置，具备：

x射线源；

检测器，其检测从所述x射线源照射出的x射线；

多个光栅，所述多个光栅配置在所述x射线源与所述检测器之间；

移动机构，其使被摄体与摄像系统相对地平移，所述摄像系统由所述x射线源、所述检测器以及所述多个光栅构成；以及

图像处理部，其基于一边通过所述移动机构使所述被摄体与所述摄像系统相对地平移一边获取到的多个图像来生成相位对比度图像，并且基于在所述相位对比度图像中沿着从所述x射线的光轴方向看来与平移方向正交的正交方向产生的渐变的分布状态来校正所述渐变。

(项目2)

根据项目1所述的x射线相位成像装置，其中，

所述图像处理部构成为：基于所述相位对比度图像的沿着所述正交方向的像素值的分布，来校正所述渐变。

(项目3)

根据项目2所述的x射线相位成像装置，其中，

所述图像处理部构成为：基于所述相位对比度图像的从所述正交方向上的一端部到另一端部的所述像素值的分布，来校正所述渐变。

(项目4)

根据项目2或3所述的x射线相位成像装置，其中，

所述图像处理部构成为：基于所述相位对比度图像的不存在所述被摄体的区域的所述像素值的分布，来校正所述渐变。

(项目5)

根据项目4所述的x射线相位成像装置，其中，

所述图像处理部构成为：基于所述相位对比度图像的所述平移方向上的端部附近的所述像素值的分布，来校正所述渐变。

(项目6)

根据项2～5中的任一项所述的x射线相位成像装置，其中，

所述像素值的分布是在所述平移方向上具有规定宽度的像素组的平均像素值的分布。

(项目7)

根据项目2～6中的任一项所述的x射线相位成像装置，其中，

所述图像处理部构成为：基于通过使所述像素值的分布在所述平移方向上延伸而生成的校正对应图，来校正所述渐变。

(项目8)

根据项目7所述的x射线相位成像装置，其中，

所述图像处理部构成为：基于通过以使所述平移方向上的像素数与所述相位对比度图像的所述平移方向上的像素数相同的方式使所述像素值的分布在所述平移方向上延伸而生成的所述校正对应图，来校正所述渐变。

(项目9)

根据项目7或8所述的x射线相位成像装置，其中，

所述图像处理部构成为：通过将所述相位对比度图像除以所述校正对应图或者从所述相位对比度图像减去所述校正对应图，来校正所述渐变。

(项目10)

根据项目1～9中的任一项所述的x射线相位成像装置，其中，

所述图像处理部构成为在将多个相位对比度图像接合而成的所述相位对比度图像中校正所述渐变。

(项目11)

根据项1至10中的任一项所述的x射线相位成像装置，其中，

所述相位对比度图像包括相位微分像和暗场像。