专利名称：摄像设备及其控制方法
技术领域：
本发明涉及摄像设备及其控制方法，更具体地，涉及一种用于获取X射线图像以 及用于获取数字图像的设备。
背景技术：
用于对物质照射以X射线为代表的放射线、并且对由于透过该物质而衰减的放射 线的强度分布进行测量和成像的技术带来了医学技术的发展。自X射线的发现以来，用于 对强度分布进行成像的技术采用如下技术，该技术包括在使用荧光体将X射线强度分布转 换成可见光之后，在商化银胶片上产生潜像并对该潜像进行显影。近年来，一种使用所谓成 像板的技术变得普及，该技术包括使用辉尽性荧光体(photostimulabl印hosphor)，通过 利用激光激励并读出作为由X射线照射产生的辉尽性荧光体中的蓄积能量的分布所形成 的潜像，对X射线图像进行数字化。另外，由于半导体技术的进步，已开发出了可以覆盖整 个人体的大幅面固态图像传感器、或者所谓的平板检测器(flat panel detector)，从而能 够通过直接对X射线图像进行数字化而无需产生潜像来进行有效诊断。同时，还可以使用以光电倍增管(图像增强器)为代表的高灵敏度图像传感器来 对由微弱的X射线产生的荧光进行成像，并且观察人体内的动态，其中，这种技术现在越来 越得到普遍使用。近年来的平板检测器的灵敏度与这些图像增强器的灵敏度相当，从而现 在可以在人体的大范围区域内用X射线对动态进行摄影。平板检测器将已通过被摄体的X射线的强度分布转换成闪烁体的光强度分布或 者由半导体的自由电子激励产生的电子密度的二维分布。为了提取图像信息作为一维电信 号，使用称为TFT (薄膜晶体管)的晶体管来进行顺次扫描，其中，通过使用半导体制造技术 在二维平面状态下以高密度印刷来实现该晶体管。平板检测器的原理图11示出用于将闪烁体的光强度分布转换成电信号的平板检测器的典型结构的 示例。在图11的示例中，通过粘合闪烁体201和平面图像传感器202或者通过将该闪烁体 直接沉积到图像传感器上来构成平板检测器。当具有空间强度分布的X射线从图11的箭 头的方向到达平板检测器时，闪烁体根据X射线强度分布发射光，并且通过图像传感器提 取图像信息作为电信号。图12示出普通图像传感器202的内部结构和外围电路，以及图13示意性示出包 括图像传感器202的传统X射线摄像设备的结构。在图12中，由虚线101围绕的框是单个像素。像素101具有光电二极管102和TFT 103，该TFT是场效应晶体管。通常，在平面状态下将这些像素以约0. Imm至0.2mm的间隔 配置成栅格状。类似于普通的场效应晶体管，TFT具有栅极信号线108和源极信号线109。配置在二维平面上的栅极信号线108连接至横向上的其他栅极信号线，并且如图 12所示，连接至移位寄存器104的单个输出(111)。从而，进行晶体管栅极的切换控制。将 类似连接施加于在横向上所排列的像素的所有栅极信号线，并且将栅极信号线连接至移位寄存器104的输出。如图13所示，通过行选择控制单元142来对移位寄存器104进行控制。 具体地，通过至移位寄存器104的时钟脉冲输入105，在移位寄存器104中顺次选择栅极信号。另一方面，如图12所示，在纵向上连接所有的作为TFT的输出的源极信号线，并且 经由采样和保持电路(S/H电路)113将信号输入至多路复用器106。在下文中，将S/H电路 113和多路复用器106统称为采样/保持-多路复用器电路(S/H-MPX) 110。将该连接施加于在纵向上布置的像素的TFT的所有源极信号线。如图13所示，通 过列选择控制单元141控制采样/保持_多路复用器电路110。具体地，进行用于在S/H电 路113中采样并保持输入信号之后在多路复用器106中顺次选择该输入信号的控制。然后， 如图13所示，将多路复用器106的输出顺次输入放大器(AMP) 152。通过重复行选择控制和列选择控制来完成平面扫描。将放大器152的输出输入至 模数转换器121，以便将该输出转换成作为图像信息的数字值，并且输出用作图像信号的数 字值序列。由图13中的虚线120围住的、从X射线强度分布的输入到作为图像信息的数字值 序列的输出的系统被称为X射线摄像系统。使用半导体制造技术制造这里所使用的图像传 感器202，其中，遭遇到均勻地制造像素101的光电转换特性或电容特性的困难。为此，各像 素的特性一般不同。此外，还遭遇到确保采样保持器中的电容的均勻精度和所存在的多个 放大器的均勻精度的困难。因此，这样获得的电信号包括从每个像素的X射线强度到用作 图像信号的数字值序列的转换的转换特性，并且不能将该电信号直接作为代表X射线强度 分布的图像信息进行处理。偏移校ιΗ通常，基于包括每个像素的特性的图像信号，通过校正X射线摄像系统中的每个 像素的转换特性来获取与X射线强度成比例的图像信息。因此，将略述该图像信号校正(偏 移校正)的原理。例如，当将入射到给定像素上的X射线强度限定为X，并且将对应的电信号输出限 定为Y时，可以用下列等式⑴表示X与Y之间的关系。Y = aX+b (1)这里，a是表示X射线强度与输出之间的比例关系的系数，并且被称为增益系数。 此外，b是原本与信号相加的信号电平，并且被称为偏移系数。由于对于每个像素，增益系 数(a)和偏移系数(b)不同，所以必须校正图像信号。为了校正每个像素的特性，分别测量上述的a和b，并且将a和b保持作为增益校 正值A和偏移校正值B。通过使用增益校正值A和偏移校正值B进行等式(1)的逆变换来 获得相当于X的信号。应注意，增益系数对应于增益校正值，并且偏移系数对应于偏移校正 值。可以通过在不进行X射线照射(X = 0)的状态下获取图像信号并将该图像信号作 为B，来得到偏移校正值B。另外，可以通过以对应于X = 1的强度对平板检测器均勻地进 行X射线照射以获得图像信号，并从该图像信号中减去B，来计算增益校正值A。可以通过使用A和B对所测量出的电信号输出进行诸如等式(2)的算术运算来校 正X射线强度X。即，通过代入所输出的图像信息，这可以用下列等式(2)来表示。
X = (Y-B) /A (2)图13示出用于进行上述校正的一般结构。在图13中，框122是偏移校正值保持存储器，用于存储所有像素的偏移校正值。 框123是偏移校正单元，用于通过从通常输出的包括被摄体的图像信号中减去偏移校正值 来校正偏移。框124是增益校正值保持存储器，用于保持由基于通过进行均勻的X射线照射获 得的信号所进行的偏移校正产生的增益校正值。增益校正单元125使用从偏移校正单元 123输出的、进行了偏移校正的信号来进行除法运算或在进行对数变换之后进行减法运算， 从而获取对传感器的每个像素的特性进行了校正的图像信息。框127是缺陷像素值校正单元，用于校正图像传感器中不起作用的像素(缺陷像 素)的像素值。缺陷像素值校正单元127通常使用基于周围的非缺陷像素的像素值的平均 运算等来估计并校正缺陷像素值。预先确定缺陷像素的位置，并且由缺陷像素位置保持存 储器126来记录该位置以供使用。在图13中，结果，获得作为由校正处理产生的输出的信 号128，并且获取校正图像129。图14A和图14B示出信号在校正前后的示例性变化，其中，图14A示出在理想情况 下信号在校正前后的示例性变化。在图14A中，横轴表示输出图像129的行位置，以及纵轴 表示像素值。在图14A中，曲线132示出在进行校正处理之前的像素值，并且相当于图13 中的信号线130上的数据。图14A的曲线133示出在图13中的偏移校正值保持存储器122中所保持的线130 的偏移校正值。曲线134描绘图13中已进行了传感器特性校正的行的信号128。该结果表 现了这样的事实尽管信号132在传感器特性的影响下大大地波动，但通过进行传感器特 性校正处理，可以获得具有平滑信号信息的输出图像，从而可以精确地表示输入的X射线 强度分布。应注意，关于用于检测缺陷像素的结构，已知一种这样的结构该结构使用垂 直加法和水平加法中有效像素的数量较多的加法来进行缺陷像素校正(参见日本特开 2009-049527 号公报)。主要取决于半导体特性的偏移系数和增益系数通常受环境改变(温度、湿度)和 随时间的劣化的影响而改变。在预先保持的偏移校正值或增益校正值不同于实际进行X射 线摄像时的偏移系数或增益系数的情况下，当然不能正常地进行传感器特性校正处理。为 此，每个像素的传感器特性的变化残留在输出图像中。通常，作为针对该变化的措施，需要定期获取并校正偏移校正值或增益校正值，并 且重写偏移校正值保持存储器122或增益校正值保持存储器124的内容。将该处理称为校 准。图14B示出在实际传感器输出的偏移系数受温度波动等影响而改变的情况下信 号在校正前后的示例性变化。曲线135示出传感器输出的实际偏移系数的变化；即，使用在 偏移校正值保持存储器122中所记录的现有偏移校正值133进行传感器特性校正的结果。 曲线136描绘在进行校正处理之前的像素值，并且表示图13中的信号线130上的数据。曲 线137是进行校正处理的结果。如曲线137所示，在环境改变、随时间的劣化等的影响存在 的环境下，在不适当地进行校正的情况下将不会获得平滑结果。
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现在将描述该现象。集中于单个给定像素，在温度改变后所获得的输出Y’如下所 示，其中，b’是由温度改变所产生的偏移系数。Y，= aX+b， (3)当利用偏移校正值B校正Y’时，由下列等式表示在校正后所获得的输出X’。X，= (Y，-B)/A=(AX+b，-B)/A.·. X，= X+(b，_B)/A (4)这里，由于温度波动导致b’兴B，因此所计算出的信号X’的值将不同于原本预期 的X，其中，残留第二成分((b’-B)/A)。下文中，将该成分称为校正误差。虽然无法预测校 正误差的出现，但是该校正误差经常作为由平板检测器的制造处理或结构产生的固定图案 出现在显示图像中。利用传统结构，在图像观察者感觉到某些东西不是非常正确的阶段，在校正误差 已作为图像上的无法预测的固定图案出现之后，必须进行包括重新获取偏移校正值和增益 校正值的重新校准。即，为了判定是否存在校正误差并且判断是否需要进行校准，观察者必 须通过观察判断图像是否原本就是被摄体的一部分。这里，一旦校正误差本身已出现，就难 以恢复图像。
发明内容
考虑到上述问题而作出了本发明，并且本发明的目的在于提供用于在无需人工观 察的情况下自动判断摄像系统中的像素的转换特性是否需要校正的技术。根据本发明的一个方面，一种摄像设备，包括多个光电转换器，每个光电转换器 均用于响应于接收光而进行光电转换，并输出电信号；保持单元，用于针对所述多个光电转 换器中的每个光电转换器，保持用于校正该光电转换器的光电转换特性的校正值；以及校 正单元，用于使用对应的校正值来校正由所述多个光电转换器输出的各个电信号，其中，所 述校正单元基于已根据规定的像素布置图案进行了增大或减小的校正值来校正各个电信 号，以及所述摄像设备还包括判断单元，所述判断单元用于评价基于已根据所述规定的像 素布置图案进行了增大或减小的校正值的校正结果，并且判断在所述保持单元中所保持的 校正值中是否存在校正误差。根据本发明的另一方面，一种摄像设备，包括多个光电转换器，每个光电转换器 均用于响应于接收光而进行光电转换，并输出电信号；保持单元，用于针对所述多个光电 转换器中的每个光电转换器，保持用于校正该光电转换器的光电转换特性的校正值；以及 校正单元，用于使用对应的校正值来校正由所述多个光电转换器输出的各个电信号，其中， 所述光电转换器各自具有第一光电转换特性或第二光电转换特性，并且根据规定的图案布 置，以及所述摄像设备还包括判断单元，所述判断单元用于评价由所述光电转换器输出的 电信号的校正结果，并且判断在所述光电转换器的光电转换特性中是否存在误差。根据本发明的又一方面，一种摄像设备的控制方法，其中，所述摄像设备包括多 个光电转换器，每个光电转换器均用于响应于接收光而进行光电转换，并输出电信号；以及 保持单元，用于针对所述多个光电转换器中的每个光电转换器，保持用于校正该光电转换 器的光电转换特性的校正值，所述控制方法包括校正步骤，用于使用对应的校正值来校正由所述多个光电转换器输出的各个电信号，其中，在所述校正步骤中，基于已根据规定的像 素布置图案进行了增大或减小的校正值来校正各个电信号，以及所述控制方法还包括判断 步骤，所述判断步骤用于评价基于已根据所述规定的像素布置图案进行了增大或减小的校 正值的校正结果，并且判断在所述保持单元中所保持的校正值中是否存在校正误差。根据以下(参考附图)对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得显而易 见。
图1是示出X射线摄像设备的示例性结构的框图。图2是示出校正结果评价单元的示例性结构的框图。图3是示出示例性校正结果评价过程的流程图。图4示出X射线平板检测器的示例性结构。图5是示出X射线摄像设备的示例性结构的框图。图6是示出示例性偏移校正过程的流程图。图7是示出X射线摄像设备的示例性结构的框图。图8是示出正常进行校正的示例性结果的示意图。图9是示出校正误差存在时的示例性结果的示意图。图IOA和图IOB示出线信息的示例性功率谱。图11是示出X射线平板检测器的示例性结构的示意图。图12是示出图像传感器的示例性内部构造的示意图。图13是示出X射线摄像设备的示例性结构的框图。图14A和图14B示出线信息的示例性功率谱。
具体实施例方式下文中，将参考附图详细描述根据本发明的实施例。在这些实施例中所述的构成 元件仅仅作为示例，并且不旨在限制本发明的范围。此外，并不是这些实施例中所述的特征 的所有组合对于本发明而言都是必要的。X射线摄像设备图1是本实施例中的X射线摄像设备(摄像设备)的框图。附图标记1表示X射 线平板检测器的图像传感器部分，该图像传感器具有用于响应于接收光而进行光电转换并 输出电信号的多个光电转换器。如下文所述，在本实施例中，将多个光电转换器布置成矩 阵。附图标记2表示行选择控制单元，用于生成用于驱动图像传感器的脉冲信号。将由行 选择控制单元2生成的脉冲信号输入至移位寄存器4，并且通过移位寄存器4的输出信号来 在图像传感器中进行行选择。通过移位寄存器4的输出选择的行中的各列的像素信号平行输入负责偶数行的 像素的采样/保持_多路复用器(S/H-MPX) 5和负责奇数行的像素的采样/保持_多路复 用器6两者。通过列选择控制单元3对由S/H-MPX 5和6进行的采样保持操作进行定时控 制并对由多路复用器输出的信号进行选择控制。在由S/H-MPX 5和6的多路复用器顺次输 出的信号的信号电平和信号宽度由放大器7和8进行了调整之后，将该信号输入至模数转换器9和10，并且将该信号分别转换为数字值。将偶数行和奇数行的数字数据输入至数字 多路复用器11，并且输出为连续的时间序列，以使得可以通过单个信号处理电路进行顺次 校正处理。框14是偏移校正值保持存储器，用于保持用于校正光电转换特性的偏移特性的 偏移校正值。偏移校正值保持存储器14保持在没有照射X射线的状态下预先获取的图像 信息。在偏移校正单元13中，通过从偏移校正值保持存储器14读出对应位置的偏移校正 值，并且从与图像传感器1中进行X射线摄影得到的图像信息相对应的信息中减去所读出 的偏移校正值，来进行偏移校正。在增益校正单元15中对经过了偏移校正的信息进行增益校正，以对像素之间的 增益变化进行校正。将用于校正光电转换特性的增益特性的增益校正值保持在增益系数保 持存储器(增益校正值保持存储器)16中。增益校正值保持存储器16保持表示增益变化 的、通过如下操作而获得的校正值(增益校正值)对作为对在没有被摄体的状态下以均勻 强度照射的X射线的图像(均勻X射线强度分布)进行偏移校正的结果而获取的图像信息 进行数值转换。X射线物理上包括随机噪声。为此，通常，从通过对多个均勻X射线强度分 布进行平均运算所获得的信息获取这些增益校正值，从而降低了随机噪声的影响。框17是缺陷像素值校正单元，用于校正图像传感器中不起作用的像素(缺陷像 素)的像素值。缺陷像素值校正单元17通常通过使用平均运算等、根据从周围的非缺陷像 素获得的像素值估计缺陷像素值，来进行校正。预先确定缺陷像素的位置并通过缺陷像素 位置保持存储器18记录该位置，并且缺陷像素值校正单元17适当地读出缺陷像素位置并 在校正中使用这些缺陷像素位置。在信号线19上获得最终输出的校正图像。因此，在本实施例中，对于多个光电转换器中的每一个光电转换器，将用于校正光 电转换特性的校正值保持在偏移校正值保持存储器14、增益校正值保持存储器16和缺陷 像素位置保持存储器18中。偏移校正单元13、增益校正单元15和缺陷像素值校正单元17 使用与由光电转换器输出的各个电信号相对应的校正值来进行校正。此处，在本实施例中， 基于已根据规定的像素布置图案进行了增大或减小的校正值来校正各个电信号，并且通过 评价基于这些增大或减小后的校正值的校正结果来判断在预先保持的校正值中是否存在 校正误差。因此，可以在无需人工观察的情况下自动判断是否存在校正误差。附图标记20示意性示出输出图像信息，提取由附图标记21的多条虚线表示的行 信息，并且检查是否存在校正误差。附图标记22是用于检查是否存在校正误差的校正结果 评价单元。在校正结果的评价结果表示没有正常进行校正的情况下，校正结果评价单元22 将表示存在校正误差的警告经由例如信号线23输出至显示单元(未示出)。应注意，可以 通过CPU(中央处理单元(未示出))执行存储在诸如R0M(只读存储器)的计算机可读记 录介质上的程序，来执行下文将描述的各种类型的操作。操作概要此处，有意地使与奇数行的像素相对应的放大器8的增益系数和与偶数行的像素 相对应的放大器7的增益系数不同。当将图像传感器的模拟输出值设定为V，并且将利用附 图标记12获得的数字输出值设定为Y时Y = c · V+d (5)这里，c是通过对采样保持器附带的放大器或下游放大器的增益求和而得到的增益，以及d是这些放大器的偏移。通常，在进行校准的阶段，精确地测量c和d，并且将c和 d保持为增益校正值C和偏移校正值D。在偏移d由于温度波动等的影响而变为d’的情况下的数字输出值Y’如下。Y，= c · V+d， (6)在利用校正值b和A校正Y’的情况下所获得的图像传感器输出值V’如下。V，= V+(d，_D)/C (7)其中，仍保留增益校正值C和d’。这里，当有意地使奇数行的放大器的增益Co和偶数行的放大器的增益Ce不同时， 按每个像素，根据增益Ce和Co，在X’中出现在强弱强度之间交替的图案。图8和图9示意性示出该现象，其中，假设在这两幅图中固定值的X射线入射在图 像传感器上。图8示出在没有偏移波动的情况下正常进行传感器特性校正的情况。在图8 中，附图标记301表示偶数行的放大器的输出，附图标记302表示奇数行的放大器的输出， 并且附图标记303表示已进行了多路复用和重排序的输出。附图标记304表示进行校正处 理的结果，其中，已校正放大器的增益变化。图9示出存在偏移波动的情况，其中，附图标记305表示偶数行的放大器的输出， 附图标记306表示奇数行的放大器的输出，并且附图标记307表示已进行了多路复用和重 排序的输出。附图标记308表示进行校正处理的结果，其中，奇数行的值和偶数行的值由于 存在校正误差而在强弱强度之间交替。由于像素间间隙非常小，为0. Inm至0.2nm，所以在显示时人眼难以察觉这种图 案，但如果对图像信息进行例如傅立叶变换，则可以将该图案检测为通常不出现在被摄体 中的信息(每隔一个像素清晰地在强弱强度之间交替的图案)。因此，在由于温度波动等已改变的偏移d’与预先保持在偏移校正值保持存储器 14中的偏移校正值D不一致的情况下，分量(d’ -D)/C在放大器的增益C波动时也相应地 波动。为此，(外观上的)图像传感器输出值V’也随着增益C波动。另一方面，在偏移d’ 与偏移校正值D—致的情况下，分量(d’ -D)/C将为0，因此即使改变增益C，(外观上的) 图像传感器输出值V’也不会波动。结果，当图像传感器输出值V’在增益C波动时随着该 增益C改变时，可以判断为由于与偏移d’不一致，因此偏移校正值D不正确。另一方面，当 图像传感器输出值V’不改变时，可以判断为偏移校正值正确。校ιΗ结果评价单元图2示出图1中的校正结果评价单元22的示例，该校正结果评价单元22经由图1 中的信号线19输入信号，并且经由信号线23进行输出。附图标记24表示处理单元，该处 理单元用于选择图像中的特定线，并提取该线中的连续的N个点。附图标记25表示空间频 率低通滤波器，该空间频率低通滤波器用于去除在下游进行傅立叶变换时的趋势分量等， 并且防止在进行傅立叶变换时出现数值时间序列的截断误差。例如，可以使用拉普拉斯滤 波器等配置低通滤波器25。附图标记26表示N点傅立叶变换。在使用FFT (快速傅立叶变换)执行傅立叶变 换的情况下，N将是2的幂。附图标记27表示基于傅立叶变换输出进行功率谱计算、并具 体地求取实部和虚部的平方和的框。如果存在在行中每隔一个像素在强弱强度之间交替的 图案，则与其他频率的功率谱相比，奈奎斯特频率附近的功率谱的第N/2个点的数据将呈现显著的峰值。图IOA和图IOB示出在N = 1024的情况下的示例性功率谱。图IOA中的附图标记 310表示在正常进行校正的情况下的功率谱序列，以及图IOB的附图标记311表示在存在校 正误差的情况下的功率谱序列。如图IOB所示，在功率谱序列311中存在突出的峰312。例 如，可以基于第N/2个(第512个)点的功率谱与其他部分的功率谱的比来检测该峰。图 2中的框28进行该算术运算，其中，输出值P作为该比。附图标记29表示用于判断值P的 大小的框，其中，如果值P为规定值以上，则输出警告。因此，如果判断为存在校正误差，则 能够通过向操作者告知该事实来使操作者知晓存在校正误差。当输出表示存在校正误差的 警告时，操作者使用已知方法校准该设备。因此，在本实施例中，由于使用对于矩阵的每个邻接行在增大和减小校正值之间 重复交替的图案，通过使用例如进行傅立叶变换的结果的峰值，可以容易地实现是否存在 校正误差的自动判断。另外，是否存在校正误差的评价并不限于使用傅立叶变换。作为用于进行该评价的可选技术，可以将奇数行中的所有像素值的平均值和偶数 行中的所有像素值的平均值进行比较，并且如果这两个平均值之差为规定值以上，则可以 判断为存在校正误差。该技术利用图像中的相邻像素值大致相等的事实。即，该方法利用 以下事实如果不存在校正误差，则奇数行的像素值的平均值和偶数行的像素值的平均值 大致相等。图3是示出根据该技术的校正结果评价过程的流程图。在图3中，在S41，提取线 上的偶数行的像素值并计算平均值(Ee)，并且在S42，类似地计算奇数行的像素值的平均 值(Eo)。在S43，计算这两个平均值之差的绝对值(ε = IEe-Eo I)，并且在S44，将计算出 的绝对值的结果与规定值R进行比较。如果计算出的绝对值大于规定值R，即，如果ε > R(S44 是)，则处理进入S45，并且输出结果“校正误差”。另一方面，如果计算出的绝对值不 大于规定值R，即，如果ε彡R(S44:否)，则处理进入S46，并且输出结果“无校正误差”。此外，作为可选方法，可以将用于计算在行方向上邻接的像素之间的差的一维差 分滤波器应用于该图像，可以评价针对整个矩阵所获得的图像信息的幂(平方和)，并且如 果该幂大于规定值，可以评价为存在校正误差。在以上实施例中，描述了用于使所使用的多个放大器的增益具有特定图案并监视 下游的放大器的特性波动的结构。在另一个实施例中，将描述不监视放大器的特性波动而 监视图像传感器的特性波动的结构。图4示意性示出图像传感器的表面，其中，总面积由WX H表示，并且附图标记31 和32表示图像传感器的像素中的光电二极管的光接收部。在图像传感器上以间隔T将光电 二极管精确地排列成矩阵，其中，排列在列31中的光电二极管具有宽度为Ql的光接收部， 以及排列在列32中的光电二极管具有宽度为Q2的光接收部。在这种情况下，Ql >Q2。因 此，该图像传感器具有在列方向上不同的感光度，其中，对X射线的增益系数不同。因此，在本实施例中，根据规定图案布置各自具有第一光电转换特性或第二光电 转换特性的多个光电转换器。评价由这些光电转换器输出的电信号的校正结果，并且判断 在光电转换器的光电转换特性中是否存在误差。为此，获得与如上述实施例中一样使偶数 行的增益系数和奇数行的增益系数不同时类似的效果，并且如果在传感器特性校正中存在 误差，则每隔一个像素在强弱强度之间交替的图案以线的形式出现。因此，可以通过类似于上述实施例的校正结果评价单元22来自动判断该校正是否0K。在上述实施例中，描述了操作者根据是否存在校正误差进行重新校准的结构。在 又一个实施例中，将描述用于自动修正所保持的偏移校正值以减小校正误差的结构。图5是根据本实施例的X射线摄像设备的框图。对于类似于图1的构成元件给出 相同的附图标记，并且将省略其描述。在图5中，框33是偏移修正单元。偏移修正单元33 接收校正结果评价单元22的输出，并且如果校正结果不0K，则偏移修正单元33修正偏移校 正值并再次进行校正处理以使评价结果0K。在这种情况下，在校正结果评价单元22中，不利用绝对评价标准来判断该结果是 否0K，而是可以通过重复地修正偏移校正值以使参考图2描述的用作评价指数的值P最小 化来优化校正。这里，值P是规定像素的功率谱(例如，第N/2个点(第512个点)的功率 谱)与其他部分的功率谱之比。图6是示出用于基于校正结果的评价自动修正偏移校正值的处理过程的流程图。 例如，可以通过用于CPU(未示出)执行存储在诸如ROM等计算机可读记录介质上的程序， 来执行图6中的处理。在S61，使用在偏移校正值保持存储器14、增益校正值保持存储器16等中保持的 校正值来校正所输入的像素值。作为校正处理的具体过程，可以应用以上说明的过程。接 下来，在S62，通过分析校正后的像素值来评价校正结果是否0K。该评价过程如上所述。如 果在S63，评价结果表示该校正0K(S63 是)，则结束处理。如果校正不0K(S63 否)，则在 S64修正偏移系数，并且处理返回至S61。应注意，例如，可以通过将规定值与校正值相加或 者从该校正值减去规定值来修正偏移系数。因此，在本实施例中，由于基于校正结果的评价来自动修正预先保持的校正值，因 此可以适当地维持校正误差，而无需操作者进行复杂操作。在又一个实施例中，不修正偏移校正值，而是通过根据校正结果评价单元的输出 来切换预先保持的针对多种状态的偏移校正值，始终进行最佳校正。图7是根据本实施例 的X射线摄像设备的框图。对于类似于图1的构成元件给出相同的附图标记，并且将省略 对其的描述。在如图7所示的本实施例中，设置了分别保持偏移校正值的多个偏移保持存储器 36。在图7中，作为存储器切换单元35根据来自校正结果评价单元22的输出、基于由多个 偏移保持存储器36分别保持的偏移校正值来选择存储器的结果，选择偏移校正单元13要 使用的偏移校正值。一旦存储器切换单元35选择了偏移校正值，偏移校正单元13就使用 该偏移校正值自动进行校正。因此，在本实施例中，由于根据校正结果评价单元的输出切换预先保持的偏移校 正值，因此可以适当地维持校正误差而无需进行复杂操作。在上述实施例中，描述了偏移校正值波动的示例，但是在除偏移校正值之外的诸 如增益校正值的校正值受温度等的影响而波动的情况下，也可以通过类似技术判断是否存 在校正误差。在本实施例中，将描述用于在除偏移校正值之外的校正值波动的情况下自动 判断是否存在校正误差的技术。该技术的原理如下。假设已知在给定温度T处的实际增益c和偏移d，并且将实际 增益c和偏移d作为增益校正值C和偏移校正值D分别预先存储在存储器16和14中。此
12时，c = C和D = d成立。当将在温度τ处图像传感器的模拟输出值和从图像传感器1获 得的数字输出值分别设为V和Y时Y = c · V+d (8)因此，使用增益校正值C和偏移校正值D，可以利用下列等式根据数字输出值Y恢 复模拟输出值V。V = (Y-D) /C (9)这里，将(9)代入(8)V = (c · V+d-D)/C= (c/C) · V+(d-D)/C (10)在(10)中，即使假设偏移校正值D与偏移d相等，以使(d-D)/C = 0, (c/C)也会 在增益校正值C波动时波动，因此，数字输出值Y也根据增益校正值C的波动图案而波动。 结果，由于C根据在被摄体的信息中不存在的规定图案而波动，也可以使用上述技术检测 关于增益分量的校正误差。此外，这同样适用于偏移分量和增益分量波动的情况。根据上述结构，校正误差图案是不存在于原始被摄体中并且通过计算机分析能够 容易地检测到的图案。为此，通过持续监视校正后的图像，即使校正误差出现，也可以在校 正误差弱的阶段进行早期检测，并且防止校正误差的显现。特别地，在本实施例中，利用在 偏移系数发生波动的情况下现有的增益校正值残留的事实，并且通过有意地使增益系数具 有特定图案并检测该图案在输出图像中的出现，来检测偏移系数的波动。因此，可以早期检 测到X射线平板检测器的校正误差，从而使得能够采取通过输出警告进行早期重新校准、 修正校正数据等的应对措施，并且始终进行稳定的X射线图像获取。根据本实施例，提供用于在无需人工观察的情况下自动判断是否需要在摄像系统 中对每个像素的转换特性进行校正的技术。其他实施例还可以通过读出并执行存储设备上所记录的程序以执行上述实施例的功能的系 统或设备的计算机(或者诸如CPU或MPU的装置)以及通过以下方法来实现本发明的各方 面，其中，由系统或设备的计算机通过例如读出并执行存储设备上所记录的程序以执行上 述实施例的功能，来执行该方法的各步骤。为了该目的，例如，经由网络或者从用作存储设 备的各种类型的记录介质(例如，计算机可读介质)向计算机提供该程序。尽管已经参考典型实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的 典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功 能。
权利要求
一种摄像设备，包括多个光电转换器，每个光电转换器均用于响应于接收光而进行光电转换，并输出电信号；保持单元，用于针对所述多个光电转换器中的每个光电转换器，保持用于校正该光电转换器的光电转换特性的校正值；以及校正单元，用于使用对应的校正值来校正由所述多个光电转换器输出的各个电信号，其中，所述校正单元基于已根据规定的像素布置图案进行了增大或减小的校正值来校正各个电信号，以及所述摄像设备还包括判断单元，所述判断单元用于评价基于已根据所述规定的像素布置图案进行了增大或减小的校正值的校正结果，并且判断在所述保持单元中所保持的校正值中是否存在校正误差。
2.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述保持单元中所保持的校正值包括分别用于校正所述光电转换特性的偏移特性和 增益特性的偏移校正值和增益校正值，以及所述校正单元至少基于所述偏移校正值和已根据所述规定的像素布置图案进行了增 大或减小的所述增益校正值，校正各个电信号。
3.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，还包括通知单元，用于在所述判断单元判断为存在校正误差的情况下通知存在校正误差。
4.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，还包括修正单元，用于基于所述判断单元对所述校正结果的评价，修正由所述保持单元保持 的校正值。
5.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于， 所述多个光电转换器被布置成矩阵，以及通过针对所述矩阵的邻接行交替地增大和减小所述校正值而配置得到所述规定的像 素布置图案。
6.根据权利要求5所述的摄像设备，其特征在于，如果通过沿所述矩阵的行方向对所述校正结果进行傅立叶变换所获得的结果的峰值 大于或等于预定值，则所述判断单元判断为存在校正误差。
7.根据权利要求5所述的摄像设备，其特征在于，如果所述矩阵的奇数行的校正结果的平均值与所述矩阵的偶数行的校正结果的平均 值之间的差大于或等于预定值，则所述判断单元判断为存在校正误差。
8.根据权利要求5所述的摄像设备，其特征在于，还包括差分滤波器，用于计算所述矩阵的行方向上的邻接像素的校正结果的差， 其中，如果整个矩阵上的所述差的平方和大于或等于预定值，则所述判断单元判断为 存在校正误差。
9.一种摄像设备，包括多个光电转换器，每个光电转换器均用于响应于接收光而进行光电转换，并输出电信号；保持单元，用于针对所述多个光电转换器中的每个光电转换器，保持用于校正该光电转换器的光电转换特性的校正值；以及校正单元，用于使用对应的校正值来校正由所述多个光电转换器输出的各个电信号， 其中，所述光电转换器各自具有第一光电转换特性或第二光电转换特性，并且根据规 定的图案布置，以及所述摄像设备还包括判断单元，所述判断单元用于评价由所述光电转换器输出的电信 号的校正结果，并且判断在所述光电转换器的光电转换特性中是否存在误差。
10. 一种摄像设备的控制方法，其中，所述摄像设备包括多个光电转换器，每个光电 转换器均用于响应于接收光而进行光电转换，并输出电信号；以及保持单元，用于针对所述 多个光电转换器中的每个光电转换器，保持用于校正该光电转换器的光电转换特性的校正 值，所述控制方法包括校正步骤，用于使用对应的校正值来校正由所述多个光电转换器输出的各个电信号， 其中，在所述校正步骤中，基于已根据规定的像素布置图案进行了增大或减小的校正 值来校正各个电信号，以及所述控制方法还包括判断步骤，所述判断步骤用于评价基于已根据所述规定的像素布 置图案进行了增大或减小的校正值的校正结果，并且判断在所述保持单元中所保持的校正 值中是否存在校正误差。
全文摘要
本发明提供了一种摄像设备及其控制方法。该摄像设备包括多个光电转换器，每个光电转换器均用于响应于接收光而进行光电转换，并输出电信号；保持单元，用于针对所述多个光电转换器中的每个光电转换器，保持用于校正该光电转换器的光电转换特性的校正值；以及校正单元，用于使用对应的校正值来校正由所述多个光电转换器输出的各个电信号，其中，所述校正单元基于已根据规定的像素布置图案进行了增大或减小的校正值来校正各个电信号，以及所述摄像设备还包括判断单元，所述判断单元用于评价基于已根据所述规定的像素布置图案进行了增大或减小的校正值的校正结果，并且判断在所述保持单元中所保持的校正值中是否存在校正误差。
文档编号A61B6/00GK101889869SQ20101018289
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月21日 优先权日2009年5月21日
发明者井上仁司, 宫本秀昭, 近江裕行 申请人:佳能株式会社