X射线透视图像中的云纹去除方法及使用该方法的x射线摄像装置的制作方法

专利名称：X射线透视图像中的云纹去除方法及使用该方法的x射线摄像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过X射线滤线栅(fT 'J ” F )和排列图案与FPD的检测元件排 列图案发生干涉而写入到X射线透视图像的云纹的去除方法及使用该方法的X射线摄像装 置，尤其涉及在含有缺损像素的X射线透视图像中所写入的云纹之去除技术。
背景技术：
在对被检体的X射线透视图像进行摄像的X射线摄像装置中有以下装置，该装置 具备照射圆锥形(二一>状#射线束的X射线源、及对该X射线束进行检测的平板探测器 (略记为FPD)。FPD具有将X射线检测元件二维地排列的X射线检测面。但是，由X射线源所照射出的X射线会被被检体散射，且FPD所入射的散射X射线 会导致X射线透视图像之对比度(二 >卜，7卜)的恶化。为了使这样的散射X射线不入 射到FPD，在X射线摄像装置中将排列有长条状(短册状)金属箔的片状X射线滤线栅按照 覆盖FPD的X射线检测面的方式设置。通常，FPD的检测元件之排列间距(7 f )和X射线滤线栅的金属箔之排列间距 不相同。因此，在X射线透视图像中写入了两个间距彼此干涉而产生的云纹。所以在现有的 X射线摄像装置中，为了去除云纹，对图像的频率进行分析，将云纹的频率成分去除，而进行 图像的再构成。但是，有时在FPD的检测面上会有由于半导体元件的缺陷等原因而不能检测X射 线的检测元件产生。这种缺陷有时侯由栅极驱动(Y—卜K，<寸)或读出晶体管的故障 引起，因此在串联的检测元件全部中就变得不能检测，且在X射线透视图像中表现出白色 或黑色的缺损像素并列的直线。若对于具有这种直线的X射线透视图像进行上述的云纹 去除运算则由于缺损像素而云纹条纹( 7· >搞)的规则性被打乱，因此在运算后的图像 中会呈现由缺损像素排列的直线、和该直线在云纹的排列方向上渗入扩展的重影(5—7 卜)，从而X射线透视图像的可见性降低。作为以解决这种问题为目标的图像处理方法，具有暂时对缺损像素进行补充的方 法。该方法，例如在专利文献1中被公开。即，就现有的图像处理方法而言，如图10(a)中 所示，通过参照与缺损区域L所邻接的像素之像素值，对缺损区域L进行补充。另外，在缺 损区域L在云纹的暗部区域D的延伸方向上排列的情况下，由于应当在缺损区域L中呈现 的云纹和在与其邻接的像素中呈现的云纹产生错位，因此不能使用图10(a)所示的方法， 取而代之，如图10(b)中所示，采用如下结构对与成为补充对象的缺损像素a邻接的区域 中的、在云纹的排列方向(χ方向)上所串联的左右的像素E1、E2进行统计处理而推算出最 合适的像素值，并将该像素值代入缺损区域。专利文献1 JP特开2002-330341号公报不过，根据现有的方法，在缺损区域L在云纹的延伸方向(y方向)上延伸的情况 下[参照图10(b)]，进行了忽视云纹条纹规则性的缺损区域L之补充。其结果，由于缺损像素的补充而云纹条纹的规则性被打乱。根据现有的结构，对缺损区域L中的在y方向上所 串联的左右像素El、E2进行统计处理而推算出最合适的像素值。在该统计处理中，对缺损 区域L的左右像素El、E2中的像素值进行检定，来进行用于推定最适合缺损区域L之补充 的像素值的最佳推定。就该最佳推定而言，是简单地根据像素值偏差W)、、来进行 的，所以当然就会忽视像素的顺序，且云纹条纹的规则性不会在处理图像中加入。在图11中表示该问题点。为简单起见，采用以下设定在X射线透视图像中不取 入被检体的像而仅写入云纹；在图像处理前的X射线透视图像中，如图11(a)中所示，在原 来云纹的暗部区域D呈现的位置有直线状的缺损区域L延伸存在(延在)。此时，在补充缺 损区域L的像素值中最适当的是暗部区域D的像素值。不过，由现有结构的最佳推定所得 的像素值并不一定是暗部区域D的像素值。因此，在图像处理结束后的图像中，如图11(b) 中所示，暗部区域D和缺损像素补充后的区域Ll之像素值就不同，所以云纹条纹的规则性 被打乱。若对该缺损像素补充后的图像例如进行频率分析而去除云纹，则云纹条纹的规则 性被打乱，因此如图11 (c)中所示，呈现缺损像素的痕迹L2、和该痕迹L2在云纹的排列方向 上渗入扩展的重影L3。

发明内容
本发明是鉴于这种情况而提出的，其目的在于提供一种即使是具有缺损像素的X 射线透视图像、也不会打乱云纹条纹之规则性而对缺损像素进行预备补充且确实没有缺损 像素的痕迹和其重影产生的X射线透视图像中的云纹去除方法，以及采用该去除方法的X 射线摄像装置。本发明，为了实现这样目的，采取如下结构。S卩，在权利要求1中所述的发明为一种X射线透视图像中的云纹去除方法，其特征 在于，包括云纹频率导出步骤，其将在X射线透视图像中写入的云纹的频率进行求出；缺 损像素预备补充步骤，其通过参照从缺损像素按云纹的一周期量之整数倍隔离后的像素， 对缺损像素进行补充，从而形成第一中间图像；云纹去除步骤，其对第一中间图像进行频率 分析，并将在第一图像中所写入的云纹去除，从而形成第二中间图像；图像平滑化步骤，其 对第一中间图像进行图像平滑化处理，并形成第三中间图像；和缺损像素再补充步骤，其使 第二中间图像和第三中间图像重合，且对缺损像素再次进行补充。[作用/效果]根据本发明，可以按照不会打乱云纹条纹之规则性的方式进行缺损 像素的补充。在本发明中的缺损像素预备补充步骤中，参照从缺损像素按云纹的一周期量 之整数倍隔离后的像素，对缺损像素进行补充。因此，该所参照的像素具有应当在缺损像素 中呈现的云纹条纹。例如，在云纹的暗部区域呈现位置有缺损像素延伸存在的情况下，所参 照的像素成为云纹的暗部区域。另外，例如在云纹的明部区域呈现位置有缺损像素延伸存 在的情况下，所参照的像素确实成为云纹的明部区域。如此，根据本发明，通过缺损像素的 补充没有云纹的规则性被打乱，所以当将在第一中间图像中所写入的云纹去除时，不会呈 现缺损像素的痕迹、和该痕迹在云纹的排列方向上渗入扩展的重影。另外，根据上述结构，即使与缺损像素邻接的像素是缺损像素，也能够确实对缺损 像素进行补充。即，适合缺损像素之补充的像素是通过对缺损像素预备补充后的图像进行 平滑化处理而得到的结构，因此即使与缺损像素邻接的像素为缺损像素，对于所有的缺损像素适合补充的像素也确实存在。即，根据上述结构，不仅使用与缺损像素邻接的像素，还 使用其周边像素而求出适合缺损像素之补充的像素，因此即使在X射线透视图像中所表现 出的缺损像素相连(連& )所形成的缺损像素群为更复杂的形状，也能够提供确实地 对缺损像素进行了补充并且去除了云纹的处理图像。另外，所有适合缺损像素的像素属于第三中间图像。因此，即使缺损像素相隔离而 位于多个部位，仅通过使云纹去除了的第二中间图像和第三中间图像重合，就能够容易地 完成缺损像素之补充。而且，第三中间图像由未使用频率滤波器(7 O夕)的、对原始图 像仅进行了缺损像素预备补充后的第一中间图像形成。即，第三中间图像由未失去与云纹 频率相同频率成分的图像形成。因此，第三中间图像成为比原始图像更逼真(忠実)的图 像，且若采用该图像对缺损像素进行再补充就能够提供一种将原始图像更准确地表现出的 处理图像。另外，优选上述图像平滑化步骤的图像平滑化处理是采用了规定矩阵的矩阵(行 列)运算，并且矩阵的行数为云纹的一周期量的像素数以上。[作用/效果]根据上述结构，在第三中间图像中能够消除云纹。S卩，本发明的 图像平滑化处理是矩阵运算，在运算中所采用的矩阵的行数为云纹的一周期量的像素数以 上。即，如果采用这样的矩阵，则云纹的明部区域和暗部区域彼此抵消同时可以进行图像的 平滑化。因此，从第三中间图像中将云纹消除。另外，该图像的平滑化处理对于所邻接的所 有像素成为缺损像素的缺损像素也是有效的。另外，优选具备云纹频率导出步骤，其将在上述的X射线透视图像中写入的云纹 频率求出；缺损像素预备补充步骤，其通过参照从缺损像素按云纹的一周期量之整数倍隔 离后的像素，对缺损像素进行补充，从而形成第一中间图像；云纹去除步骤，其对第一中间 图像进行频率分析，将在第一中间图像中写入的云纹去除，从而形成第二中间图像；缺损像 素再补充步骤，在第二中间图像中，参照在缺损像素预备补充步骤中补充后的缺损像素所 邻接的像素，对补充后的缺损像素进一步进行补充。[作用/效果]根据上述结构，能够按照不会打乱云纹条纹之规则性的方式进行缺 损像素的补充。在上述结构中的缺损像素预备补充步骤中，参照从缺损像素按云纹的一周 期量之整数倍隔离后的像素，对缺损像素进行补充。因此，该所参照的像素具有应当呈现在 缺损像素中的云纹条纹。例如，在云纹的暗部区域所呈现的位置有缺损像素延伸存在的情 况下，所参照的像素成为云纹的暗部区域。另外，例如在云纹的明部区域呈现的位置有缺损 像素延伸存在的情况下，所参照的像素确实成为云纹的明部区域。即，根据上述结构，通过 缺损像素的补充没有云纹之规则性被打乱，且在将第一中间图像中写入的云纹去除时，不 会呈现缺损像素之痕迹、和该痕迹在云纹的排列方向上渗入扩展的重影。另外，根据上述结构，构成如下结构，S卩，在第二中间图像中，参照与补充后的缺损 像素邻接的像素，对补充后的缺损像素再次进行补充。第二中间图像是从再现有应当在缺 损像素中呈现的云纹条纹的第一中间图像中去除云纹后的图像。因此，在第二中间图像中 云纹的影响不呈现。但是，若第二中间图像中的补充后的缺损像素是参照从该缺损像素隔 离后的像素而对像素值进行置换的像素，则在补充后的缺损像素中写入的被检体之像就与 应当在缺损像素中写入的被检体之像不同。根据上述结构，构成如下结构即使是上述那 样，通过参照与补充后的缺损像素邻接的像素，也尽可能地再现应当在补充后的缺损像素中写入的被检体之像。因此，由上述结构形成的X射线透视图像适合于诊断。另外，更优选在采用上述X射线透视图像中的云纹去除方法的X射线摄像装置中 具备χ射线源，其照射X射线束；X射线检测单元，其对X射线束进行检测；X射线滤线栅， 其被设置在X射线检测单元和X射线源之间所夹设的位置，并且将散射X射线去除；缺损 像素预备补充单元，其进行缺损像素预备补充步骤；云纹去除单元，其进行云纹去除步骤； 图像平滑化单元，其进行图像平滑化步骤；缺损像素再补充单元，其进行缺损像素再补充步 马聚O另外，更优选在上述X射线摄像装置中具备X射线源，其照射X射线束；X射线检 测单元，其对X射线束进行检测；X射线滤线栅，其被设置在X射线检测单元和X射线源之 间所夹设的位置，并且将散射X射线去除；缺损像素预备补充单元，其进行缺损像素预备补 充步骤；云纹去除单元，其进行云纹去除步骤；缺损像素再补充单元，其进行缺损像素再补 充步骤。另外，在本说明书中还记载了如下的放射线摄像装置所涉及的发明。一种X射线摄像装置，其特征在于具备(A) X射线源，其照射X射线束；(B) X射线 检测单元，其对X射线束进行检测；(C) X射线滤线栅，其被设置在X射线检测单元和X射线 源之间所夹设的位置，并且将散射X射线去除；(D)云纹频率导出单元，其将在X射线透视 图像中写入的云纹之频率求出；(E)缺损像素预备补充单元，其通过参照从缺损像素按云 纹的一周期量之整数倍隔离后的像素，对缺损像素进行补充，从而形成第一中间图像；(F) 云纹去除单元，其对第一中间图像进行频率分析，将在第一中间图像中写入的云纹去除，且 形成第二中间图像；(G)图像平滑化单元，其对第一中间图像进行图像平滑化处理，且形成 第三中间图像；(H)第一缺损像素再补充单元，其使第二中间图像与第三中间图像重合，并 且对缺损像素再次进行补充。另外，更优选上述图像平滑化单元所进行的图像平滑化处理是采用了规定矩阵的 矩阵运算，并且矩阵的行数为云纹的一周期量的像素数以上。除此之外，在本说明书中还记载了如下的放射线摄像装置所涉及的发明。—种X射线摄像装置，其特征在于具备(A) X射线源，其照射X射线束；(B) X射线 检测单元，其对X射线束进行检测；(C) X射线滤线栅，其被设置在X射线检测单元和X射线 源之间所夹设的位置，并且将散射X射线去除；(D)云纹频率导出单元，其将在X射线透视 图像中写入的云纹之频率求出；(E)缺损像素预备补充单元，其通过参照从缺损像素按云 纹的一周期量之整数倍隔离后的像素，对缺损像素进行补充，从而形成第一中间图像；(F) 云纹去除单元，其对第一中间图像进行频率分析，将在第一中间图像中写入的云纹去除，并 形成第二中间图像；(I)第二缺损像素再补充单元，其通过将第一中间图像所属的被预备 补充后的预备补充像素之像素值置换为在第二中间图像中的位于与预备补充像素同一位 置的像素所邻接的邻接像素之像素值，从而对第一中间图像的预备补充像素进行再次补 充。根据上述结构，能够提供一种即使在X射线检测单元中含有缺损像素也可使缺损 像素深入扩展的重影之产生得以抑制并且确实对缺损像素进行补充而形成适合诊断的X 射线透视图像的X射线摄像装置。根据上述结构，因为具有去除散射X射线的X射线滤线 栅，所以在由X射线检测单元所检测出的X射线中将散射X射线去除。因此，最终得到的X射线透视图像的对比度较高。并且，上述结构具有云纹去除单元，因此从X射线透视图像中 将云纹去除。而且，上述结构具备缺损像素预备补充单元。因此，云纹条纹的规则性在缺损 像素中再现。而且，上述结构具备缺损像素再补充单元。因此，缺损像素的像素值向更适当 的值变更。如此，根据上述结构，能够提供一种即使在X射线检测单元中含有缺损像素也可 使缺损像素深入扩展的重影之产生得以抑制、并且确实对缺损像素进行补充而形成适合诊 断的X射线透视图像的X射线摄像装置。(发明效果)根据本发明，按照不打乱云纹条纹之规则性的方式进行缺损像素之补充。在本发 明的缺损像素预备补充步骤中，参照从缺损像素分开云纹的一周期量之整数倍间隔的像素 而对缺损像素进行补充。因此，该所参照的像素具有应当在缺损像素中呈现的云纹条纹。 即，根据本发明，构成以下结构对缺损像素和云纹两者重叠(重積)的图像，暂时确实消除 云纹。即，在后段的图像处理中，只要实行进行缺损像素之补充的操作即可。即，本发明构 成为对缺损像素和云纹两者重叠的图像依次进行云纹之去除和缺损像素之置换(在本发 明中称为再补充)的结构。因此，不会存在由于对缺损像素进行置换而云纹条纹的规则性 被打乱，且在最终形成的X射线透视图像中呈现缺损像素之痕迹、和该痕迹深入扩展的重 影的情况。


图1是对实施例1所涉及的X射线透视图像中的云纹去除方法进行说明的功能方 框图。图2是对实施例1所涉及的FPD的结构进行说明的图。图3是对实施例1的动作进行说明的流程图。图4是表示实施例1所涉及的X射线透视图像的示意图。图5是对实施例1所涉及的图像平滑化步骤进行说明的示意图。图6是对实施例1所涉及的缺损像素再补充步骤进行说明的示意图。图7是对实施例2所涉及的图像处理进行说明的图。图8是对实施例3所涉及的X射线摄像装置的结构进行说明的功能方框图。图9是对本发明所涉及的变形例的结构进行说明的示意图。图10是对现有的X射线透视图像中的云纹去除方法进行说明的示意图。图11是对现有的X射线透视图像中的云纹去除方法进行说明的示意图。图中1-云纹频率导出部(云纹频率导出单元)，2_缺损像素预备补充部(缺损 像素预备补充单元)，3-云纹去除部(云纹去除单元)，4-图像平滑化部(图像平滑化单 元)，5-第一缺损像素再补充部(第一缺损像素再补充单元)，24-第二缺损像素再补充部 (第二缺损像素再补充单元)，P1_预备补充图像(第一中间图像)，P2_云纹去除图像(第 二中间图像)，P3_平滑化图像(第三中间图像)。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明所涉及的X射线透视图像中的云纹去除方法的实施例和 使用该去除方法的X射线摄像装置的实施例进行说明。
实施例1图1是对实施例1所涉及的X射线透视图像中的云纹去除方法进行说明的功能方 框图。如图1中所示，在实施例1所涉及的方法中为了去除云纹，具备云纹频率导出部1， 其根据原始图像PO求出云纹的频率；缺损像素预备补充部2，其根据从缺损像素隔开云纹 的一周期量的像素，对缺损像素进行补充，从而形成预备补充图像Pl ；云纹去除部3，其将 预备补充图像Pl中所写入的云纹进行去除并形成云纹去除图像P2 ；图像平滑化部4，其对 预备补充图像Pl进行图像平滑化处理，并且形成平滑化图像P3 ；第一缺损像素再补充部5， 其使云纹去除图像P2和平滑化图像P3彼此重合，且对缺损像素再次进行补充。另外，实施 例1所涉及的预备补充图像P1、云纹去除图像P2及平滑化图像P3分别相当于本发明中的 第一中间图像、第二中间图像及第三中间图像。另外，云纹频率导出部与本发明的云纹频率 导出单元相当，缺损像素预备补充部与本发明的缺损像素预备补充单元相当。云纹去除部 与本发明的云纹去除单元相当，图像平滑化部与本发明的图像平滑化单元相当。第一缺损 像素再补充部与本发明的第一缺损像素再补充单元相当。接着，对实施例1所涉及的缺损像素进行说明。图2是对实施例1所涉及的FPD 的结构进行说明的图。如图2中所示，对X射线进行检测的FPDlO具有被配置成矩阵状的 X射线检测元件10a、在检测元件矩阵的侧端配置的栅极驱动阵列11和放大器阵列12。缺 损像素会在这些元件中的任一元件完全(全々)不能动作的情况下产生。例如如果构成栅 极驱动阵列11的栅极驱动元件Ila之中的一个元件发生故障，并且发生了故障的栅极驱动 元件Ila所驱动的X射线检测元件IOa全部不能动作，则在X射线透视图像中呈现与摄像 对象无关的黑色直线。原因在于采用了以下的结构，即，FPDlO中的栅极驱动元件Ila对所 串联的X射线检测元件IOa —并进行驱动。另外，对实施例1所涉及的云纹进行说明。一般，就对X射线透视图像进行摄像的 X射线摄像装置而言，具有采用以下结构之装置，即，从X射线源将圆锥形X射线束朝向被 检体照射，透过被检体的透过X射线由FPDlO进行检测。在这样的X射线摄像装置中X射 线透过被检体时，X射线在被检体中散射而其入射到FPDlO的现象产生，这成为使被检体的 X射线透视图像之对比度恶化的主要原因。为了防止这种散射X射线入射FPD10，按照覆盖 FPDlO的X射线检测面的方式附加设置了用于吸收散射X射线的X射线滤线栅。但是，在FPDlO中多数半导体型X射线检测元件IOa被排列成矩阵状。这样的 FPD10，通过所排列的各X射线检测元件10a，对透过被检体M的X射线离散地进行采样，从 而构成X射线透视图像。另一方面，X射线滤线栅具有排列成百叶窗形状(^，4 > K状) 的多个翼(羽根)。在圆锥形X射线束透过该X射线滤线栅时，X射线滤线栅具有的翼分 别就产生筋状的阴影。该阴影在X射线滤线栅的整体上观看时，构成条纹状的X射线阴影 图案，且该阴影写入到被配置于X射线滤线栅下方的FPDlO中。该X射线阴影图案由构成 FPDlO的X射线检测元件IOa离散地进行采样，但是在各X射线检测元件IOa中取入的X射 线阴影之条数按FPDlO整体计并不是固定的。原因在于X射线检测元件IOa的排列间距与 X射线阴影之排列间距不一致。这样，在X射线透视图像中出现多数阴影映入后的细长状 的暗部区域和更少数阴影映入后的细长状的明部区域交替并排的干涉条纹。如此，FPDlO具 有的检测元件排列图案与基于X射线滤线栅的X射线阴影图案彼此干涉而产生云纹，并在 X射线透视图像中写入。本发明所涉及的云纹指的是该云纹。而且，根据实施例1的结构，一种从缺损像素和云纹同时写入的X射线透视图像中将其两者均去除后的图像，可通过图 像处理得以提供。接着，对实施例1所涉及的X射线透视图像中的云纹去除方法的动作进行说明。如 图3(a)中所示，实施例1所涉及的云纹去除的动作具备云纹频率导出部1所进行的云纹 频率导出步骤Si、缺损像素预备补充部2所进行的缺损像素预备补充步骤S2、云纹去除部3 所进行的云纹去除步骤S3、图像平滑化部4所进行的图像平滑化步骤S4、第一缺损像素再 补充部5所进行的缺损像素再补充步骤S5。对这些各步骤的动作依次进行说明。〈云纹频率导出步骤Sl>图4是表示实施例1所涉及的X射线透视图像的示意图。由FPD所取得的X射线 透视图像(原始图像P0)包括云纹、缺损像素。如图4(a)中所示，云纹是将沿着y方向延 伸的暗部区域D在χ方向上等间隔地排列的条纹。另外，为了说明方便，设定云纹的暗部区 域D的宽度为1像素，且在χ方向上暗部区域D按每四个像素来表现，但是该暗部区域D的 宽度和间隔并不限于此。另一方面，缺损区域La作为缺损像素在y方向上排列的黑色线并 且在原始图像PO中表现出。另外，为了说明方便，设定缺损区域La的宽度为一个像素，但 是本发明并不限于此。另外，缺损区域La在原始图像PO中正好位于云纹的暗部区域D所 呈现的位置，但是本发明并不限于此。在实际的原始图像PO中出现有缺损区域La，与云纹 的相位无关。在云纹频率导出部1中，对该原始图像PO进行频率分析而导出云纹的频率。通过 进行频率分析，原始图像PO被转换为频率函数，但是云纹的频率成分在该频率函数中成为 尖锐的峰(匕。一”来表现。读取该峰的极大点，来作为云纹的频率ω。另外，由于暗部区域D关于χ方向等间隔地并排，因此在图4(a)中所示的原始图 像为13X13像素时，暗部区域D在五个部位处出现。但是，在图4(a)的例中，由于在应当 呈现暗部区域D的区域中缺损区域La延伸存在，因此云纹之暗部区域D少一条。另外，缺 损区域La在应当呈现暗部区域D的区域中延伸存在仅只是一个示例，在本发明中，缺损区 域La也可以在应当呈现云纹明部区域的区域中延伸存在。<缺损像素预备补充步骤S2>接着，对缺损像素进行预备性补充。由于缺损区域La的像素值成为极端的值，因 此在保留缺损区域La的状态下进行云纹去除时，缺损区域La的重影在图像中表现。因此， 在云纹的去除之前，预先将缺损区域La置换为其近旁的像素。具体而言，如图4(b)中所示， 参照在云纹的延伸方向(y方向)上位于与缺损像素a相同的位置且在排列方向(χ方向) 上从缺损像素a按云纹的一周期量所相当的四个像素量隔离后的像素b，将缺损像素a置换 为像素b。这样，在实施例1所涉及的缺损像素预备补充步骤S2中，通过将缺损像素置换为 χ方向的像素，从而进行缺损像素的预备补充。另外，通过该置换，缺损区域La被预备补充 区域Lb代替，并且由该步骤S2所得的图像作为预备补充图像P1。另外，在图4(b)中，在缺 损像素a以后的补充处理为未处理，这是为了对缺损像素a的处理进行强调。实际上，对原 始图像PO的全区域进行缺损像素之置换。另外，四个像素量与本发明所涉及的云纹的一周 期量之整数倍相当。另外，在本发明中，将属于该预备补充区域Lb的像素定义为预备补充 像素。<云纹去除步骤S3〉
然后，在云纹去除部3中，对上述的预备补充图像Pl进行频率分析，将在预备补充 图像Pl中写入的云纹去除。具体而言，对于由对预备补充图像Pl的频率分析所取得的频 率函数进行云纹频率ω去除的滤波(7 O夕U > 7 )处理之后，将其再转换为X射线透 视图像。于是，如图4(c)所示得到云纹去除后的云纹去除图像Ρ2。就预备补充区域Lb而 言，通过该处理，所写入的云纹被去除，从而成为不包含云纹的区域Lc。关于该区域Lc，虽 然云纹已经被去除，但是所参照的像素是与云纹的周期相对应地隔离后的像素。即，在区域 Lc中通过缺损区域La的补充而使用了不太合适的像素值。另外，该区域Lc所属的像素，与 在本发明的缺损像素预备补充步骤中补充后的缺损像素相当。在以下的说明中，为了方便， 称为补充后的缺损像素。<图像平滑化步骤S4>因此，为了使区域Lc的像素值进一步适当化，与缺损区域La的补充相适合的像素 值由图像平滑化处理取得。在图像平滑化部4中，通过对由缺损像素预备补充步骤S2所得 到的预备补充图像Pl进行图像平滑化处理，从而构筑平滑化图像P3。图5是对实施例1所 涉及的图像平滑化步骤进行说明的示意图。预备补充图像Pl的平滑化由采用了行数与列 数相同的5X5的卷积(- -J工―3 y )矩阵的卷积滤波器(- 'J工—3 > 7 O夕)来进行。这里，说明由预备补充区域Lb所属的像素c进行的运算。首先，按照 包围像素c的方式准备矩形区域S。该矩形区域S构成以像素c为中心的5X5像素的正方 形。即，矩形区域S构成与卷积矩阵同样大小。即，使用该矩阵区域S所属的25个像素，进 行对像素c的采用了卷积矩阵的图像平滑化处理。另外，当设定云纹的一周期为四个像素时，该矩形区域S就比云纹的一周期量更 大。如此，在将卷积矩阵中的沿云纹之条纹模样的排列方向的方向设定为行方向时，其行数 成为云纹的像素数以上。另外，卷积滤波器及卷积矩阵分别与本发明的图像平滑化处理及 矩阵相当。在图像平滑化步骤S4中，根据该卷积矩阵，对矩形区域S所属的25个像素进行加 权，并计算与像素c所对应的处理后的像素值。这至少在遍及预备补充区域Lb的全区域进 行，从而取得平滑化图像P3。此时，预备补充图像Pl中的预备补充区域Lb在平滑化图像 P3中成为被平滑处理区域Ld所取代的区域。另外，在图5中在像素c以后的平滑化处理为 未处理，这是为了强调像素c的处理。实际上对预备补充图像Pl的全区域进行图像的平滑 化。另外，在图像平滑化步骤S4所形成的平滑化图像P3中不能确认云纹。原因在于 卷积矩阵的大小为云纹的一周期以上。具体而言，实施例1的矩形区域S为5X5像素的正 方形。其中，云纹的明部区域B和暗部区域D混存，因此只要由卷积滤波器对预备补充图像 Pl进行平滑化，那些明暗区域就会彼此抵消。这并不限于像素c，对所有像素同样产生抵 消，因此从平滑化图像P3中将云纹消除。另外，该卷积滤波器，对所邻接的所有像素成为缺 损像素的缺损像素也有效。即，根据实施例1的结构，不一定根据所邻接的像素对缺损像素 进行再补充，因此即使在X射线透视图像中所表现出的缺损像素相连所形成的缺损像素群 是更复杂的形状，也确实对缺损像素进行补充，并且形成将云纹去除后的处理图像。<缺损像素再补充步骤S5>最后，将云纹去除图像P2的区域Lc置换为平滑化图像P3的平滑处理区域Ld的缺损像素再补充由第一缺损像素再补充部5进行。图6是对实施例1所涉及的缺损像素再 补充步骤进行说明的示意图。如图6中所示，将构成云纹去除图像P2的区域Lc的各像素 的像素值置换为与其所对应的平滑化图像P3中的平滑处理区域Ld的各像素的像素值。平滑化图像P3的平滑处理区域Ld，与云纹去除图像P2的区域Lc相比，更适合缺 损区域La的补充。区域Lc是从缺损区域La隔离后的像素之像素值所适应的区域。与此 相比，该平滑处理区域Ld是参照缺损区域La周围的像素所取得的。而且，从平滑处理区域 Ld中消除云纹。因此，只要将云纹去除图像P2的区域Lc置换为平滑化图像P3的平滑处理 区域Ld，就可形成不仅去除了云纹的、并且更合适的像素值所适应而补充了缺损区域La的 X射线透视图像。如以上所述，根据实施例1的结构，按照不会打乱云纹条纹之规则性的方式进行 缺损区域La的补充。在实施例1中的缺损像素预备补充步骤S2中，参照从缺损区域La按 云纹的一周期量隔离后的像素b，对缺损像素a进行补充。因此，该所参照的像素b具有应 当在缺损像素a中呈现的云纹条纹。例如，在云纹的暗部区域D呈现位置有缺损区域La延 伸存在的情况下，所参照的像素成为云纹的暗部区域D。另外，例如在云纹的明部区域B呈 现位置有缺损区域La延伸存在的情况下，所参照的像素确实成为云纹的明部区域B。这样， 根据实施例1，通过缺损区域La的补充而云纹条纹之规则性没有被打乱，并且在云纹去除 步骤S3中将在预备补充图像Pl中写入的云纹去除时，不会呈现所补充的区域即预备补充 区域Lb、和该区域在云纹的排列方向(χ方向)上渗入扩展的重影。另外，即使与缺损像素邻接的像素是缺损像素，也确实能够对缺损像素进行补充。 即，适合缺损像素之补充的像素是通过对缺损像素预备补充了的图像进行平滑化处理而得 到的结构，因此即使与缺损像素邻接的像素为缺损像素，对于所有的缺损像素适合补充的 像素也确实存在。即，根据上述结构，不仅使用与缺损像素邻接的像素，还使用其周边的像 素而求出适合缺损像素之补充的像素，因此即使在X射线透视图像中所表现出的缺损像素 相连所形成的缺损像素群是复杂的形状，也能够提供确实地对缺损像素进行了补充并且去 除了云纹的处理图像。另外，适合缺损像素之补充的所有像素属于平滑化图像P3中。因 此，即使缺损像素相隔离而位于多个部位，仅通过使云纹去除了的云纹去除图像P2和平滑 化图像P3重合，就能够容易地完成缺损像素的补充。而且，平滑化图像P3由未使用频率滤 波器的、对原始图像PO仅进行了缺损像素预备补充后的预备补充图像Pl形成。即，平滑化 图像P3由未失去在云纹去除之前的频率成分之图像形成。因此，平滑化图像P3比原始图 像更逼真，如果采用该图像对缺损像素进行再补充，就能够提供一种将原始图像PO更准确 地表现出的处理图像。另外，虽然在预备补充区域Lb中有云纹写入，但是在图像平滑化步骤S4中形成的 平滑化图像P3中不能确认云纹。原因在于卷积矩阵的大小为云纹的一周期以上。在由卷 积矩阵所决定的区域S中云纹的明部区域B和暗部区域D混存，因此当通过卷积滤波器对 预备补充图像Pl进行平滑化时，那些明暗部分会彼此抵消。此外，关于平滑化图像P3中的 所有像素，都产生如此的抵消现象，因此从平滑化图像P3中将云纹消除。实施例2接着，对实施例2所涉及的X射线透视图像中的云纹去除方法进行说明。图7(a) 是对实施例2所涉及的X射线透视图像中的云纹去除方法进行说明的功能方框图。如图7(a)中所示，在实施例2所涉及的方法中为了去除云纹，具备云纹频率导出部21，其根据 原始图像P0，求出云纹的频率；缺损像素预备补充部22，其根据从缺损像素按云纹的一周 期量隔离后的像素，对缺损像素进行补充，从而形成预备补充图像Pl ；云纹去除部23，其将 在预备补充图像Pl中写入的云纹去除，且形成云纹去除图像P2 ；第二缺损像素再补充部 24，其参照在云纹去除图像P2中的像素，对补充后的缺损像素再次进行补充。另外，实施例 2所涉及的预备补充图像Pl及云纹去除图像P2分别与本发明的第一中间图像及第二中间 图像的相当。第二缺损像素再补充部与本发明的第二缺损像素再补充单元相当。接着，对实施例2所涉及的X射线透视图像中的云纹去除方法的动作进行说明。 如图3 (b)中所示，实施例2所涉及的云纹去除动作具备云纹频率导出部21所进行的云纹 频率导出步骤Sl ；缺损像素预备补充部22所进行的缺损像素预备补充步骤S2 ；云纹去除 部23所进行的云纹去除步骤S3 ；第二缺损像素再补充部24所进行的缺损像素再补充步骤 T4。其中，步骤Sl S3与实施例1同样。因此，省略这些步骤的说明。<缺损像素再补充步骤T4>对实施例2的特征性步骤即缺损像素再补充步骤Τ4进行说明。图7 (b)是对实施 例2所涉及的缺损像素再补充步骤进行说明的示意图。如图7(b)中所示，在缺损像素再补 充步骤T4中，参照在云纹去除图像P2中的不属于区域Lc的像素h，进行置换预备补充后的 缺损像素g之像素值的操作。具体而言，将包围成为再补充对象的预备补充后的缺损像素 g的像素中的、不属于区域Lc中的像素设定为像素h，读出该像素h的像素值，并将预备补 充后的缺损像素g的像素值变更为该像素值。这样，对预备补充后的缺损像素g进行了再 补充的X射线透视图像被形成。即，第二缺损像素再补充部24，通过将预备补充图像Pl所 属的预备补充后的缺损像素g(预备补充像素)的像素值置换为与该缺损像素值g同一位 置的云纹去除图像P2上的像素邻接的像素h的像素值，从而对预备补充图像Pl的预备补 充后的缺损像素g再次进行补充。如上所述，根据实施例2的结构，按照不会打乱云纹条纹之规则性的方式对缺损 像素a进行补充。在实施例2中的缺损像素预备补充步骤S2中，参照从缺损像素a按云纹 的一周期量的像素数之一倍隔离后的像素b，对缺损像素进行补充。因此该所参照的像素b 具有应当在缺损像素a中呈现的云纹条纹。即，根据实施例2的结构，通过缺损像素a的补 充而云纹之规则性没有被打乱，并且将在预备补充图像Pl中写入的云纹去除时，不会呈现 缺损像素之痕迹、和该痕迹在云纹的排列方向上深入扩展的重影。另外，若在云纹去除图像P2中的预备补充后的缺损像素g是参照从该缺损像素隔 离后的像素b而对像素值进行了置换的像素，则在预备补充后的缺损像素g中写入的被检 体之像会与应当在缺损像素a中写入的被检体之像不同。即使是如此，根据实施例2结构， 参照与预备补充后的缺损像素g邻接的像素h，尽可能地再现应当在预备补充后的缺损像 素g中写入的被检体之像。因此，由实施例2的结构形成的X射线透视图像较适合诊断。实施例3接着，参照附图对采用实施例1及实施例2中所说明的云纹去除方法的X射线摄 像装置进行说明。图8是对实施例3所涉及的X射线摄像装置的结构进行说明的功能方框图。如图 8中所示，实施例3所涉及的X射线摄像装置30具备载置被检体M的台板31 ；在台板31下部所设置的FPD32 ；将在台板上部所设置的圆锥形X射线束朝向FPD32照射的X射线管 33 ；被设置在FPD32和X射线管33之间所夹设的位置、并且按照覆盖FPD32的X射线检测 面的方式设置而去除散射X射线的X射线滤线栅34 ；对X射线管33的管电压进行控制的 X射线管控制部35 ；使X射线管33移动的X射线管移动机构36 ；对该X射线管移动机构进 行控制的X射线管移动控制部37 ；使FPD32移动的FPD移动机构38 ；对该FPD移动机构进 行控制的FPD移动控制部39 ；对由FPD32输出的原始图像PO进行频率分析的云纹频率导 出部41 ；对在原始图像PO中所包含的缺损像素La的像素值进行预备补充且形成预备补充 图像Pl的缺损像素预备补充部42 ；将在预备补充图像Pl中写入的云纹去除且形成云纹去 除图像P2的云纹去除部43 ；对云纹去除图像P2进行缺损像素再补充的缺损像素再补充部 45 ；显示X射线透视图像的显示部46。另外，具体而言，缺损像素再补充部45是上述第一 缺损像素再补充部5或第二缺损像素再补充部24中的任一个。另外，在采用实施例1的结构的情况下，实施例3所涉及的X射线摄像装置30具 备图像平滑化部44，该图像平滑化部44通过对预备补充图像Pl进行平滑化处理，从而形成 平滑化图像P3。在采用实施例2的结构的情况下，未必需要该结构。另外，X射线摄像装置30还具备主控制部47，该主控制部47对各控制部35、37及 39进行总括控制。该主控制部47由CPU构成，且通过实行各种程序而实现各控制部35、 37及39的控制。另外，X射线管33及FPD32分别与本发明的X射线源、X射线检测单元相 当。另外，云纹频率导出部、缺损像素预备补充部、云纹去除部、图像平滑化部及缺损像素再 补充部分别相当于云纹频率导出单元、缺损像素预备补充单元、云纹去除单元、图像平滑化 单元及缺损像素再补充单元。为了由实施例3所涉及的X射线摄像装置30对X射线透视图像进行摄像，首先在 台板31上使被检体M仰卧。然后，将FPD32和X射线管33移动到夹持被检体M之关心部 位的位置。之后，对X射线管33进行控制以照射圆锥形X射线束。另外，该圆锥形X射线 束构成脉冲状。透过被检体M的X射线，通过X射线滤线栅34，向FPD32入射。而且，在FPD32所 输出的原始图像PO中写入有通过FPD32的检测元件的排列间距和X射线滤线栅34的金属 箔的排列间距彼此干涉所产生的云纹。该原始图像PO经由云纹频率导出部41所进行的云纹频率导出步骤Si、缺损像素 预备补充部42所进行的缺损像素预备补充步骤S2、云纹去除部43所进行的云纹去除部 S3、图像平滑化部44所进行的图像平滑化步骤S4、及缺损像素再补充部45所进行的缺损 像素再补充步骤，将云纹去除，并且被转换为适合诊断的X射线透视图像。在上述各实施例 中，对该图像处理的情况已经做了详细的说明，因此省略其说明。这样，使用实施例1及实 施例2所说明的云纹去除方法的X射线摄像装置的X射线透视图像的取得就结束。另外，在采用实施例1的结构的情况下，缺损像素再补充部45的动作是进行在实 施例1中所说明步骤S5的动作。另外，在采用实施例2的结构的情况下，缺损像素再补充 部45的动作是进行在实施例2中所说明步骤T4的动作。如上所述，根据实施例3的结构，能够提供一种X射线摄像装置30，该X射线摄像 装置30即使在FPD32中含有缺损像素a也可使缺损像素a渗入扩展的重影的产生得以抑 制并且确实对缺损像素a进行补充而形成适合诊断的X射线透视图像。根据实施例3，由于具有去除散射X射线的X射线滤线栅34，因此在由FPD32检测出的X射线中散射X射线已 被去除。因此，最终所得到的X射线透视图像的对比度较高。而且，因为实施例3的结构具 有云纹去除部43，所以从X射线透视图像中可去除云纹。并且，实施例3的结构具备缺损像 素预备补充部42。因此，云纹条纹的规则性在缺损像素中再现。而且，实施例3具备缺损像 素再补充部45。因此，缺损像素a的像素值向合适的像素值变化。如此，根据实施例3的 结构，能够提供一种X射线摄像装置30，即使在FPD32中含有缺损像素a也可使缺损像素a 渗入扩展的重影之产生得以抑制并且确实对缺损像素a进行补充而形成适合诊断的X射线 透视图像。本发明并不限于上述实施例，也可以进行如下的变形实施。(1)在上述的各实施例的缺损像素预备补充步骤中，参照从缺损像素在云纹的排 列方向(X方向)上按与云纹的一周期量相当的四个像素量隔离后的像素，对缺损像素进行 了置换，但是本发明并不限于此。如图9(a)中所示，也可以参照在χ方向上按四个像素量 与缺损像素隔离后的多个像素bl、b2的像素值，并且将其平均值采用在缺损像素a中。(2)在上述的各实施例的缺损像素预备补充步骤中，对缺损像素a进行补充时所 参照的像素b，在云纹的延伸方向(y方向)上位于与缺损像素a同一位置，但是本发明并不 限于此。如图9(b)中所示，也可以参照从缺损像素a在云纹的排列方向(y方向)上按一 个像素量隔离后的像素。另外，在本发明中能够自由设定该y方向的隔离距离。(3)在上述的各实施例的缺损像素预备补充步骤中，在对缺损像素a进行补充时 所参照的像素b在云纹的排列方向(χ方向)上按云纹的一周期量从缺损像素a隔离，但是 本发明并不限于此。例如，也可以参照按云纹的两个周期量从缺损像素a隔离后的像素。 即，在本发明中，可以将该χ方向的隔离距离设定为云纹的一周期量之整数倍。(4)在实施例2中所说明的缺损像素再补充步骤中，预备补充后的缺损像素g通 过参照像素h而被再补充，但是本发明并不限于此。也可以参照与预备补充后的缺损像素 g邻接的多个像素对预备补充后的缺损像素g进行再补充。产业上的利用可能性如上所述，本发明适合于医用范围。
权利要求
一种X射线透视图像中的云纹去除方法，其特征在于，具备云纹频率导出步骤，其将在X射线透视图像中写入的云纹的频率进行求出；缺损像素预备补充步骤，其通过参照从缺损像素按所述云纹的一周期量之整数倍隔离后的像素，对所述缺损像素进行补充，从而形成第一中间图像；云纹去除步骤，其对所述第一中间图像进行频率分析，且将在所述第一图像中所写入的云纹去除，从而形成第二中间图像；图像平滑化步骤，其对所述第一中间图像进行图像平滑化处理，且形成第三中间图像；和缺损像素再补充步骤，其使所述第二中间图像和所述第三中间图像重合，且对所述缺损像素再次进行补充。
2.根据权利要求1所述的X射线透视图像中的云纹去除方法，其特征在于，所述图像平滑化步骤的图像平滑化处理是使用规定矩阵的矩阵运算，所述矩阵的行数 是云纹的一周期量的像素数以上。
3.—种X射线透视图像中的云纹去除方法，其特征在于，具备 云纹频率导出步骤，其将在X射线透视图像中写入的云纹的频率求出；缺损像素预备补充步骤，其通过参照从缺损像素按所述云纹的一周期量之整数倍隔离 后的像素，对所述缺损像素进行补充，从而形成第一中间图像；云纹去除步骤，其对所述第一中间图像进行频率分析，且将在所述第一中间图像中写 入的云纹去除，从而形成第二中间图像；缺损像素再补充步骤，其在所述第二中间图像中，参照在所述缺损像素预备补充步骤 中补充后的缺损像素所邻接的像素，对所述补充后的缺损像素进一步进行补充。
4.一种X射线摄像装置，其特征在于，具备(A)X射线源，其照射X射线束；(B)X射线检测单元，其对所述X射线束进行检测；(C)X射线滤线栅，其被设置在所述X射线检测单元和所述X射线源之间所夹设的位置， 且将散射X射线去除；(D)云纹频率导出单元，其将在X射线透视图像中写入的云纹的频率求出；(E)缺损像素预备补充单元，其通过参照从缺损像素按所述云纹的一周期量之整数倍 隔离后的像素，对所述缺损像素进行补充，从而形成第一中间图像；(F)云纹去除单元，其对所述第一中间图像进行频率分析，且将在所述第一中间图像中 写入的云纹去除，从而形成第二中间图像；(G)图像平滑化单元，其对所述第一中间图像进行图像平滑化处理，且形成第三中间图像；(H)第一缺损像素再补充单元，其使所述第二中间图像与所述第三中间图像重合，且对 所述缺损像素再次进行补充。
5.根据权利要求4所述的X射线摄像装置，其特征在于，(Gl)所述图像平滑化单元所进行的图像平滑化处理是采用了规定矩阵的矩阵运算，所 述矩阵的行数是云纹的一周期量的像素数以上。
6.一种X射线摄像装置，其特征在于，具备(A)X射线源，其照射X射线束；(B)X射线检测单元，其对所述X射线束进行检测；(C)X射线滤线栅，其被设置在所述X射线检测单元和所述X射线源之间所夹设的位置， 且将散射X射线去除；(D)云纹频率导出单元，其将在X射线透视图像中写入的云纹之频率求出；(E)缺损像素预备补充单元，其通过参照从缺损像素按所述云纹的一周期量之整数倍 隔离后的像素，对所述缺损像素进行补充，从而形成第一中间图像；(F)云纹去除单元，其对所述第一中间图像进行频率分析，且将在所述第一中间图像中 写入的云纹去除，从而形成第二中间图像；(I)第二缺损像素再补充单元，其通过将所述第一中间图像所属的被预备补充后的预 备补充像素之像素值置换为在所述第二中间图像中的位于与所述预备补充像素同一位置 的像素所邻接的邻接像素之像素值，从而对所述第一中间图像的预备补充像素进行再次补
全文摘要
本发明提供一种即使是具有缺损像素的X射线透视图像也不会打乱云纹条纹之规则性而对缺损像素进行预备补充并且确实没有产生缺损像素之痕迹和重影的X射线透视图像的云纹去除方法。本发明所涉及的X射线透视图像中的云纹去除方法具备云纹频率导出部(1)，其将在X射线透视图像中写入的云纹的频率求出；缺损像素预备补充部(2)，其形成预备补充图像；云纹去除部(3)，其对预备补充图像进行频率分析而形成云纹去除图像；图像平滑化部(4)，其对预备补充图像进行图像平滑化处理并且形成在缺损像素的补充上更合适的平滑化图像；第一缺损像素再补充部(5)，其使云纹去除图像与平滑化图像重合且对缺损像素再次进行补充。
文档编号A61B6/06GK101925332SQ200980103310
公开日2010年12月22日 申请日期2009年1月22日 优先权日2008年4月22日
发明者马场新悟 申请人:株式会社岛津制作所