图像处理设备和图像处理方法
【专利说明】图像处理设备和图像处理方法
[0001 ](本申请是申请日为2011年4月11日、申请号为201180020271.8、发明名称为“图像处理设备、图像处理方法和程序”的申请的分案申请)
技术领域
[0002]本发明涉及用于偏移校正处理以从拍摄到的图像数据去除暗电流成分的技术。
【背景技术】
[0003]近年来，随着数字技术的发展，医学X射线摄像所获得的图像的数字化已成为越来越常见的做法。替代已广泛使用的针对X射线诊断而利用胶片所进行的X射线摄像，已开始使用利用平面检测器的X射线摄像设备，其中，在该平面检测器中，将X射线转换为电信号的转换元件二维配置。为了根据从这种X射线摄像设备获得的数字数据(以下称为X射线图像数据)来为诊断提供有价值的数据，将图像处理设备连接至后级以对数据进行诸如检测器特征校正、对数转换和梯度转换等处理是至关重要的。
[0004]X射线摄像设备具有如下特征:即使在不使用X射线进行摄像的情况下，由于暗电流而产生的电荷也会累积。因而，除了穿过被摄体的X射线所产生的被摄体信号的电荷成分，还有暗电流所产生的电荷成分被相加至尚未由图像处理设备进行处理的X射线图像数据。暗电流成分可能在图像数据中产生伪影。为了减少暗电流成分的影响，进行在不使用X射线的情况下进行摄像，并且从未处理的X射线图像数据减去所得到的包含有所获得的暗电流成分的偏移校正图像数据的偏移校正处理。
[0005]然而，已知暗电流成分依赖于X射线摄像设备的工作温度或摄像时电荷积累的时间而发生波动，难以通过偏移校正处理来完全除去暗电流成分。尤其是在诸如在高温下长期积累的摄像等的、暗电流成分的时间波动增加的摄像条件下，作为针对图像数据中低信号区域进行偏移校正处理的结果，像素值等于或小于零的区域可能包括在测量数据中。由于图像处理设备在后级中进行对数转换时，需要将包含有等于或小于零的像素值的区域替换为合适的正值，因此丢失该区域内的图像信号，从而生成了包含等于或小于零的像素值的区域的形状的伪影。
[0006]在这种情况下，已知下述技术，该技术用于通过在将根据已进行偏移校正处理的X射线图像数据的最小值所确定的偏差值相加至整个图像之后进行图像处理来去除等于或小于零的值，从而对由于图像信号丢失所造成的伪影进行抑制(例如，参考日本特开平9-168536)ο
[0007]然而，上述传统技术仅简单地将根据已进行偏移校正处理的X射线图像数据的最小值所确定的偏差值相加至整个图像。因而，无法将包含图像信息的具有等于或小于零的值的像素与具有突发的低值的像素(噪声成分)区别开来。因此，如果将突发的低值作为偏差值相加至整个图像，则原本由小像素值表示的信号成为不必要的大的值，从而产生动态范围被严重破坏的问题。
[0008]引用列表
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特开平9-168536
【发明内容】
[0011]考虑到上述情况而作出本发明，并且本发明的目的在于减少在进行偏移校正处理时所引起的动态范围的劣化。
[0012]根据本发明的一方面，为实现上述目的而提供的图像处理设备包括:测量单元，用于测量在基于已穿过被摄体的放射线来拍摄被摄体图像时所使用的摄像条件;计算单元，用于基于所述测量单元所测量出的摄像条件来计算相加值;生成单元，用于基于已穿过所述被摄体的放射线来生成包含所述被摄体图像的图像数据;第一偏移校正单元，用于使用包含暗电流成分的校正图像数据来对所述图像数据进行偏移校正；以及第二偏移校正单元，用于使用所述计算单元所计算出的相加值来对由所述第一偏移校正单元进行了偏移校正的所述图像数据进行偏移校正。
[0013]通过以下参考附图对典型实施例的详细说明，本发明的其它特征和方面将变得明显。
【附图说明】
[0014]包含在说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本发明的典型实施例、特征和方面，并和说明书一起用来解释本发明的原理。
[0015]图1是示出根据第一典型实施例的X射线图像处理系统的概略结构的框图。
[0016]图2示出根据第一典型实施例的偏移校正设备的处理流程。
[0017]图3示出根据第二典型实施例的偏移校正设备的处理流程。
【具体实施方式】
[0018]以下将参考附图来详细说明本发明的各种典型实施例、特征和方面。
[0019]在以下本发明的各典型实施例的说明中，说明了将用于使用作为一种放射线的X射线来拍摄被摄体的X射线图像数据的X射线摄像设备应用为根据本发明的放射线摄像设备的情况。本发明不限于X射线摄像设备，并且可以应用于利用其它放射线(例如，阿尔法射线、贝塔射线及伽马射线)来拍摄被摄体的放射线图像的放射线摄像设备。
[0020]以下说明本发明的第一典型实施例。图1是示出根据本发明第一典型实施例的X射线图像处理系统的概略结构的框图。如图1所示，根据本典型实施例的X射线图像处理系统包括:控制设备100、X射线生成器101、X射线摄像设备102、图像处理设备103、图像显示设备104以及图像存储设备105。
[0021]控制设备100连接至X射线生成器101以对X射线生成器101进行控制。X射线生成器101利用X射线照射被摄体，穿过被摄体的X射线进入X射线摄像设备102^射线摄像设备102通过入射的X射线来拍摄被摄体图像以生成X射线图像数据。
[0022]图像处理设备103连接至X射线摄像设备102以对从X射线摄像设备102输出的X射线图像数据进行图像处理。图像显示设备104连接至图像处理设备103以显示已进行了图像处理并从图像处理设备103输出的X射线图像数据。图像存储设备105连接至图像处理设备103以存储已进行了图像处理并从图像处理设备103输出的X射线图像数据。
[0023]X射线摄像设备102包括:X射线信号读取单元1021、X射线图像存储单元1022、偏移校正图像存储单元1023、摄像条件测量单元1024、以及偏移校正偏差相加值存储单元1025。图像处理设备103包括偏移校正单元1031、对数转换单元1032、以及图像处理单元1033。
[0024]X射线生成器101在操作员操作控制设备100时生成X射线。X射线在穿过被摄体之后照射到X射线信号读取单元1021上，从而生成X射线图像数据。X射线信号读取单元1021对X射线图像数据进行读取并将其存储在X射线图像存储单元1022中。
[0025]X射线信号读取单元1021还生成偏移校正图像数据以校正暗电流成分，并将偏移校正图像数据存储在偏移校正图像存储单元1023中。关于用于生成偏移校正图像数据的方法，校正暗电流的技术中的用于生成偏移校正图像数据的任何公知方法都可以应用于本发明。
[0026]摄像条件测量单元1024获取在X射线信号读取单元1021开始拍摄X射线图像数据时的摄像条件，以确定偏移校正偏差相加值。将所确定的偏移校正偏差相加值存储在偏移校正偏差相加值存储单元1025中。
[0027]将存储在X射线图像存储单元1022、偏移校正图像存储单元1023、以及偏移校正偏差相加值存储单元1025中的信息传送至图像处理设备103，并被偏移校正单元1031用于偏移校正处理。
[0028]在以下说明中，X射线图像存储单元1022、偏移校正图像存储单元1023、摄像条件测量单元1024、偏移校正偏差相加值存储单元1025、以及偏移校正单元1031可以统称为偏移校正设备106 J射线摄像设备102和图像处理设备103构成根据本发明的图像处理设备的应用示例。
[0029]摄像条件测量单元1024构成根据本发明的图像处理设备中的测量单元和计算单元的应用示例。X射线信号读取单元1021构成根据本发明的图像处理设备中的生成单元的应用示例。偏移校正单元1031构成根据本发明的图像处理设备中的第一偏移校正单元和第二偏移校正单元的应用示例。对数转换单元1032构成根据本发明的图像处理设备中的对数转换单元的应用示例。
[0030]在后级中，对数转换单元1032对完成了偏移校正的图像数据进行对数转换。如果在对数转换前的X射线图像数据包括等于或小于零的值，则对数转换单元1032在利用适当的正值(例如I)进行替换之后进行对数转换。在进行对数转换之后，图像处理单元1033对X射线图像数据进行预定图像处理。由图像处理单元1033进行了图像处理的X射线图像数据由图像显示设备104进行显示并还存储在图像存储设备105中。
[0031]图2示出在X射线摄像设备102开始拍摄X射线数据时偏移校正设备106所进行的处理的流程。在第一典型实施例中，在拍摄X射线图像数据之前判断是否使用偏移校正偏差相加值来进行偏移校正。将参考图2具体说明根据本典型实施例的偏移校正设备106的操作。
[0032]当操作员进行拍摄操作时，在步骤S201中，摄像条件测量单元1024对摄像条件进行测量。摄像条件指的是以下至少之一:摄像期间X射线的放射剂量、摄像期间X射线摄像设备102的工作环境的工作温度和湿度、X射线信号读取单元1021生成的图像数据的帧频、是否进行使用偏移校正偏差相加值的偏移处理、用于从X射线信号读取单元1021读取电荷的区域、电荷的累积时间、摄像操作从开始到结束的时间、摄像历史、X射线摄像设备102的系统噪声或感光度。可以用任何公知方法测量摄像条件。例如，可以准备用于存储与驱动方法有关的信息的存储器，或可以包括用于测量温度的温度传感器。
[0033]在步骤S202中，摄像条件测量单元1024基于步骤S201中获取的摄像条件来计算偏移校正偏差相加值。进行偏移校正处理，以从X射线图像数据中减去不使用X射线进行摄像所获得的包含暗电流成分的偏移校正图像数据。
[0034]如果摄像条件为X射线摄像