特開 2024-28043 情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024028043

(43)【公開日】2024-03-01

(54)【発明の名称】情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/00 20240101AFI20240222BHJP

   A61B 6/58 20240101ALI20240222BHJP

   G06T 7/00 20170101ALI20240222BHJP

【ＦＩ】

A61B6/00 350D

A61B6/00 390A

A61B6/00 350A

G06T7/00 612

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022131366

(22)【出願日】2022-08-19

(71)【出願人】

【識別番号】306037311

【氏名又は名称】富士フイルム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】辻 哲矢

【テーマコード（参考）】

4C093

5L096

【Ｆターム（参考）】

4C093AA03

4C093AA26

4C093CA13

4C093CA35

4C093EB17

4C093FC17

4C093FD02

4C093FD03

4C093FD05

4C093FD12

4C093FF01

4C093FF09

4C093FF16

4C093FF21

4C093FF22

5L096BA03

5L096BA06

5L096BA13

5L096CA01

5L096EA39

5L096FA06

5L096FA66

5L096FA67

5L096GA02

5L096GA51

(57)【要約】

【課題】エッジ上に存在する欠陥画素を精度よく補正することを可能とする情報処理装置、情報処理方法、及びプログラムを提供する。
【解決手段】情報処理装置は、放射線撮影することにより得られた放射線画像の欠陥画素を補正する処理を行う情報処理装置であって、プロセッサを備え、プロセッサは、放射線画像に含まれる１つの欠陥画素を補正対象画素として選択し、選択した補正対象画素の周辺のエッジの有無を検出し、エッジがある場合には、補正対象画素を中心として設定したマスク内の正常画素の各々に、補正対象画素からの正常画素の方向とエッジ方向とのなす角度である差分角度と、補正対象画素から正常画素までの距離とに応じた第１の重みを付けて補正対象画素を補正する第１補正処理を行い、エッジがない場合には、正常画素の各々に、差分角度に依存せず、距離にのみ依存する第２の重みを付けて補正対象画素を補正する第２補正処理を行う。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射線撮影することにより得られた放射線画像の欠陥画素を補正する処理を行う情報処理装置であって、
プロセッサを備え、
前記プロセッサは、
前記放射線画像に含まれる１つの欠陥画素を補正対象画素として選択し、選択した前記補正対象画素の周辺のエッジの有無を検出し、
前記エッジがある場合には、前記補正対象画素を中心として設定したマスク内の正常画素の各々に、前記補正対象画素からの前記正常画素の方向とエッジ方向とのなす角度である差分角度と、前記補正対象画素から前記正常画素までの距離とに応じた第１の重みを付けて前記補正対象画素を補正する第１補正処理を行い、
前記エッジがない場合には、前記正常画素の各々に、前記差分角度に依存せず、前記距離にのみ依存する第２の重みを付けて前記補正対象画素を補正する第２補正処理を行う、
情報処理装置。

【請求項2】

前記差分角度は、０°から１８０°の範囲内の値を取り、
前記第１の重みは、前記差分角度が０°及び１８０°の場合に最大となり、かつ前記差分角度が９０°の場合に最小となる、９０°を中心として対称な関数を含んで表される、
請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項3】

前記関数は、前記差分角度の余弦の絶対値を取った値のべき乗で表される、
請求項２に記載の情報処理装置。

【請求項4】

前記第１の重みは、前記第２の重みよりも前記距離に対する依存性が小さい、
請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項5】

前記プロセッサは、
微分方向が異なる２つの微分フィルタを用いて２つの微分値を算出し、
前記２つの微分値に基づいてエッジ強度を算出し、
前記エッジ強度を閾値と比較することにより前記エッジの有無を検出する、
請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項6】

前記エッジ強度は、前記２つの微分値の二乗和の平方根、又は前記２つの微分値の絶対値和である、
請求項５に記載の情報処理装置。

【請求項7】

前記プロセッサは、前記２つの微分値に基づいて前記エッジ方向を算出する、
請求項５に記載の情報処理装置。

【請求項8】

前記エッジ方向は、前記２つの微分値の比を、逆正接関数に適用することにより算出した角度により表される、
請求項７に記載の情報処理装置。

【請求項9】

前記微分フィルタの各々は、Ｐｒｅｗｉｔｔフィルタ又はＳｏｂｅｌフィルタである、
請求項５に記載の情報処理装置。

【請求項10】

前記プロセッサは、
前記補正対象画素に関して点対称となる一対の正常画素の画素値の差分絶対値を複数の方向について算出し、算出した複数の差分絶対値の最大値、加算値、又は二乗和平方根に基づいてエッジ強度を算出し、
前記エッジ強度を閾値と比較することにより前記エッジの有無を検出する、
請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項11】

前記プロセッサは、前記複数の差分絶対値の最小値が得られる方向を、前記エッジ方向として検出する、
請求項１０に記載の情報処理装置。

【請求項12】

前記プロセッサは、前記一対の正常画素として選択する一対の画素のいずれかが欠陥画素である場合に、前記一対の画素の角度を維持しつつ、前記補正対象画素から離れる方向に正常画素を探索し、探索の結果見つかった正常画素を選択する、
請求項１０に記載の情報処理装置。

【請求項13】

前記プロセッサは、前記放射線画像に対してＬＯＧ変換処理を行い、ＬＯＧ変換後の前記放射線画像を用いて前記エッジの有無を検出する、
請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項14】

前記プロセッサは、前記放射線画像に対して散乱線除去グリッドによるグリッド縞を除去するグリッド縞除去処理を行い、グリッド縞除去後の前記放射線画像を用いて前記エッジの有無の検出と前記補正対象画素の補正とを行う、
請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項15】

放射線撮影することにより得られた放射線画像の欠陥画素を補正する処理を行う情報処理方法であって、
前記放射線画像に含まれる１つの欠陥画素を補正対象画素として選択し、選択した前記補正対象画素の周辺のエッジの有無を検出すること、
前記エッジがある場合には、前記補正対象画素を中心として設定したマスク内の正常画素の各々に、前記補正対象画素からの前記正常画素の方向とエッジ方向とのなす角度である差分角度と、前記補正対象画素から前記正常画素までの距離とに応じた第１の重みを付けて前記補正対象画素を補正する第１補正処理を行うこと、
前記エッジがない場合には、前記正常画素の各々に、前記差分角度に依存せず、前記距離にのみ依存する第２の重みを付けて前記補正対象画素を補正する第２補正処理を行うこと、
を含む情報処理方法。

【請求項16】

放射線撮影することにより得られた放射線画像の欠陥画素を補正する処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記放射線画像に含まれる１つの欠陥画素を補正対象画素として選択し、選択した前記補正対象画素の周辺のエッジの有無を検出すること、
前記エッジがある場合には、前記補正対象画素を中心として設定したマスク内の正常画素の各々に、前記補正対象画素からの前記正常画素の方向とエッジ方向とのなす角度である差分角度と、前記補正対象画素から前記正常画素までの距離とに応じた第１の重みを付けて前記補正対象画素を補正する第１補正処理を行うこと、
前記エッジがない場合には、前記正常画素の各々に、前記差分角度に依存せず、前記距離にのみ依存する第２の重みを付けて前記補正対象画素を補正する第２補正処理を行うこと、
を含む処理をコンピュータに実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の技術は、情報処理装置、情報処理方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

放射線を用いて被写体を撮影する放射線撮影システムには、ＦＰＤ（Flat Panel Detector）等の放射線検出器が用いられている。放射線検出器には、放射線の入射線量に応じた信号電荷を発生して蓄積する複数の画素が２次元アレイ状に配列されている。

【0003】

放射線検出器に設けられた複数の画素には、欠陥画素が存在する場合がある。欠陥画素は、適正な信号電荷を得ることができないため、周辺の正常画素の画素値を用いて補間処理等により補正を行う必要がある。

【0004】

特許文献１は、線欠陥が存在する場合の補正方法を開示している。具体的には、特許文献１では、欠陥画素の周囲の複数の正常画素を用いて回帰分析を行い、回帰分析の結果得られた回帰曲線に基づいて欠陥画素を補正することが提案されている。

【0005】

特許文献２では、欠陥画素に対して点対称に存在する一対の正常画素のうち、差分量が最も小さな値となる一対の正常画素の画素値の平均値を用いて欠陥画素を補正することが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２０－１７０９５９号公報

【特許文献2】特開２００２－１９７４５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

放射線画像には、手指の骨の輪郭や、ペースメーカー等の細い金属線等で、高コントラストのエッジが存在する場合がある。特許文献１に記載の補正方法では、図１７に示すように、幅が１画素程度の細い線が線欠陥に対して斜め方向に交わっている場合に、線欠陥に隣接する横方向の正常画素のみを用いて補間処理を行うので、補正精度が十分でなく補正残差が生じる。このような場合は、斜め方向の正常画素を用いた補間処理を行うことが必要である。

【0008】

特許文献２に記載の補正方法では、エッジ方向に沿った画素を選択して欠陥画素を補正するため、高周波パターン上に欠陥が存在した場合であってもある程度は対応できる。しかしながら、特許文献２に記載の補正方法では、欠陥画素を中心とした離散的な角度の画素ペアを用いて補正するため、精度よく補正することはできない。

【0009】

本開示の技術は、エッジ上に存在する欠陥画素を精度よく補正することを可能とする情報処理装置、情報処理方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、本開示の情報処理装置は、放射線撮影することにより得られた放射線画像の欠陥画素を補正する処理を行う情報処理装置であって、プロセッサを備え、プロセッサは、放射線画像に含まれる１つの欠陥画素を補正対象画素として選択し、選択した補正対象画素の周辺のエッジの有無を検出し、エッジがある場合には、補正対象画素を中心として設定したマスク内の正常画素の各々に、補正対象画素からの正常画素の方向とエッジ方向とのなす角度である差分角度と、補正対象画素から正常画素までの距離とに応じた第１の重みを付けて補正対象画素を補正する第１補正処理を行い、エッジがない場合には、正常画素の各々に、差分角度に依存せず、距離にのみ依存する第２の重みを付けて補正対象画素を補正する第２補正処理を行う。

【0011】

差分角度は、０°から１８０°の範囲内の値を取り、第１の重みは、差分角度が０°及び１８０°の場合に最大となり、かつ差分角度が９０°の場合に最小となる、９０°を中心として対称な関数を含んで表されることが好ましい。

【0012】

関数は、差分角度の余弦の絶対値を取った値のべき乗で表されることが好ましい。

【0013】

第１の重みは、第２の重みよりも距離に対する依存性が小さいことが好ましい。

【0014】

プロセッサは、微分方向が異なる２つの微分フィルタを用いて２つの微分値を算出し、２つの微分値に基づいてエッジ強度を算出し、エッジ強度を閾値と比較することによりエッジの有無を検出することが好ましい。

【0015】

エッジ強度は、２つの微分値の二乗和の平方根、又は２つの微分値の絶対値和であることが好ましい。

【0016】

プロセッサは、２つの微分値に基づいてエッジ方向を算出することが好ましい。

【0017】

エッジ方向は、２つの微分値の比を、逆正接関数に適用することにより算出した角度により表されることが好ましい。

【0018】

微分フィルタの各々は、Ｐｒｅｗｉｔｔフィルタ又はＳｏｂｅｌフィルタであることが好ましい。

【0019】

プロセッサは、補正対象画素に関して点対称となる一対の正常画素の画素値の差分絶対値を複数の方向について算出し、算出した複数の差分絶対値の最大値、加算値、又は二乗和平方根に基づいてエッジ強度を算出し、エッジ強度を閾値と比較することによりエッジの有無を検出してもよい。

【0020】

プロセッサは、複数の差分絶対値の最小値が得られる方向を、エッジ方向として検出することが好ましい。

【0021】

プロセッサは、一対の正常画素として選択する一対の画素のいずれかが欠陥画素である場合に、一対の画素の角度を維持しつつ、補正対象画素から離れる方向に正常画素を探索し、探索の結果見つかった正常画素を選択することが好ましい。

【0022】

プロセッサは、放射線画像に対してＬＯＧ変換処理を行い、ＬＯＧ変換後の放射線画像を用いてエッジの有無を検出することが好ましい。

【0023】

プロセッサは、放射線画像に対して散乱線除去グリッドによるグリッド縞を除去するグリッド縞除去処理を行い、グリッド縞除去後の放射線画像を用いてエッジの有無の検出と補正対象画素の補正とを行うことが好ましい。

【0024】

本開示の情報処理方法は、放射線撮影することにより得られた放射線画像の欠陥画素を補正する処理を行う情報処理方法であって、放射線画像に含まれる１つの欠陥画素を補正対象画素として選択し、選択した補正対象画素の周辺のエッジの有無を検出すること、エッジがある場合には、補正対象画素を中心として設定したマスク内の正常画素の各々に、補正対象画素からの正常画素の方向とエッジ方向とのなす角度である差分角度と、補正対象画素から正常画素までの距離とに応じた第１の重みを付けて補正対象画素を補正する第１補正処理を行うこと、エッジがない場合には、正常画素の各々に、差分角度に依存せず、距離にのみ依存する第２の重みを付けて補正対象画素を補正する第２補正処理を行うこと、を含む。

【0025】

本開示のプログラムは、放射線撮影することにより得られた放射線画像の欠陥画素を補正する処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、放射線画像に含まれる１つの欠陥画素を補正対象画素として選択し、選択した補正対象画素の周辺のエッジの有無を検出すること、エッジがある場合には、補正対象画素を中心として設定したマスク内の正常画素の各々に、補正対象画素からの正常画素の方向とエッジ方向とのなす角度である差分角度と、補正対象画素から正常画素までの距離とに応じた第１の重みを付けて補正対象画素を補正する第１補正処理を行うこと、エッジがない場合には、正常画素の各々に、差分角度に依存せず、距離にのみ依存する第２の重みを付けて補正対象画素を補正する第２補正処理を行うこと、を含む処理をコンピュータに実行させる。

【0026】

本開示の技術によれば、エッジ上に存在する欠陥画素を精度よく補正することを可能とする情報処理装置、情報処理方法、及びプログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】放射線撮影システムの構成例を示す図である。

【図2】エッジ方向について説明する図である。

【図3】検出部が用いる２つの微分フィルタの一例を示す図である。

【図4】微分フィルタの係数の位置に欠陥画素が存在させる場合に、係数を移動させる例を示す図である。

【図5】エッジ上に存在する点欠陥の補正処理について説明する図である。

【図6】エッジ上に存在する欠陥画素を含む線欠陥の補正処理について説明する図である。

【図7】式（４）で表される重みの差分角度に対する依存性を示す図である。

【図8】式（４Ａ）で表される重みの差分角度に対する依存性を示す図である。

【図9】画像処理部による画像処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図10】Ｐｒｅｗｉｔｔフィルタを示す図である。

【図11】Ｓｏｂｅｌフィルタを示す図である。

【図12】斜め方向に微分を行う微分フィルタの例を示す図である。

【図13】エッジ検出に用いる複数のマスクの一例を示す図である。

【図14】エッジ検出に用いる複数のマスクの他の例を示す図である。

【図15】一対の画素の角度を維持しつつ正常画素を探索する例を示す図である。

【図16】変形例に係る画像処理部による画像処理の流れを示すフローチャートである。

【図17】従来の補正方法による問題点を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

添付図面に従って本開示の技術に係る実施形態の一例について説明する。

【0029】

［実施形態］
図１は、放射線撮影システム２の構成例を示す。放射線撮影システム２は、放射線発生装置３、放射線管４、ＦＰＤ５、及び情報処理装置６を有する。

【0030】

放射線発生装置３は、ユーザが不図示の曝射スイッチを操作することに応じて、放射線管４に高電圧パルスを与えて放射線Ｒを発生させる。例えば、放射線ＲはＸ線である。放射線管４が発生した放射線Ｒは、被写体Ｈに照射される。放射線Ｒは、その一部が被写体Ｈを透過してＦＰＤ５に到達する。

【0031】

ＦＰＤ５は、カセッテホルダ７に着脱可能に収容されている。被写体Ｈを透過した放射線Ｒは、カセッテホルダ７の検出面７Ａを透過してＦＰＤ５に入射する。また、カセッテホルダ７には、散乱線除去グリッド８が着脱自在に装着可能となっている。散乱線除去グリッド８は、ＦＰＤ５の検出面７Ａ側に挿入される。カセッテホルダ７に散乱線除去グリッド８が装着されている場合には、検出面７Ａに入射した放射線Ｒは、散乱線除去グリッド８を介してＦＰＤ５に入射する。放射線Ｒは、散乱線除去グリッド８を通過する際に散乱線が除去される。

【0032】

ＦＰＤ５は、放射線Ｒの入射線量に応じた信号電荷を発生して蓄積する複数の画素が２次元アレイ状に配列された画素アレイを有する。各画素には、光電変換素子が含まれる。光電変換素子は、蛍光体により可視光に変換された放射線Ｒを信号電荷に変換して蓄積する。ＦＰＤ５は、画素ごとの信号電荷に応じた放射線画像を生成し、生成した放射線画像を無線又は有線で情報処理装置６に送信する。なお、ＦＰＤ５は、放射線Ｒを一旦可視光に変換し、その可視光を信号電荷に変換する間接型の放射線検出器に限られず、放射線Ｒの照射を直接信号電荷に変換する直接型の放射線検出器であってもよい。

【0033】

情報処理装置６は、制御部１０、ディスプレイ１１、操作部１２、記憶部１３、及び画像処理部１４を有する。情報処理装置６は、ＦＰＤ５から受信した放射線画像に基づく処理を行う。

【0034】

制御部１０は、不図示の１つ又は複数のプロセッサを備え、記憶部１３に記憶されているプログラム１５を実行することにより各種機能を実現する。記憶部１３は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成されている。記憶部１３は、制御部１０がＦＰＤ５から受信した放射線画像、画像処理部１４により画像処理された後の画像、画像処理部１４が画像処理に用いる各種データ等を記憶している。

【0035】

また、記憶部１３は、欠陥画素データ１６を記憶している。欠陥画素データ１６は、ＦＰＤ５の画素アレイにおける欠陥画素の位置、種類等を表す情報である。欠陥画素の種類には、点欠陥と線欠陥とが含まれる。点欠陥は、孤立した欠陥画素である。線欠陥は、線状に連続した欠陥画素である。線欠陥は、画素アレイの行方向又は列方向に生じる。欠陥画素データ１６は、通常の放射線撮影の他に行われるキャリブレーション用の放射線撮影により取得される。キャリブレーションは、製品出荷時、設置時に加えて、定期メインテナンス時に実行される。

【0036】

画像処理部１４は、制御部１０がＦＰＤ５から受信した放射線画像に対して画像処理を行う。本開示では、画像処理部１４は、放射線画像に対して欠陥画素補正を行う。

【0037】

画像処理部１４は、機能構成として、取得部２０、検出部２１、及び補正部２２を有している。詳しくは後述するが、取得部２０は、制御部１０がＦＰＤ５から受信した放射線画像を取得する。検出部２１は、放射線画像に写る被写体Ｈのエッジを検出する。補正部２２は、欠陥画素データ１６と、検出部２１によるエッジ検出の結果とに基づいて欠陥画素補正を行う。本開示では、エッジ検出とは、欠陥画素の周辺のエッジの有無を検出することと、エッジがある場合にエッジ方向を検出することをいう。

【0038】

これらの機能構成は、制御部１０のプロセッサがプログラム１５に基づいて処理を実行することで実現されてもよい。また、これらの機能構成は、画像処理部１４が備える一つ又は複数のプロセッサが記憶部１３から読み込んだプログラム１５に基づいて処理を実行することにより実現されてもよい。

【0039】

制御部１０及び画像処理部１４のプロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等で構成される。画像処理部１４の各部は、同様の機能を果たすのであれば、集積回路などで構成されてもよい。

【0040】

ディスプレイ１１は、制御部１０がＦＰＤ５から受信した放射線画像、画像処理部１４で画像処理された画像等を表示する。操作部１２は、制御部１０、ＦＰＤ５等に対する指示を入力することを可能とし、不図示のユーザーインターフェイスを介してＦＰＤ５に対する指示の入力を受け付ける。

【0041】

図２は、エッジ方向について説明する。放射線画像を構成する画素が、Ｘ方向及びＹ方向に平行に配列されているとする。Ｘ方向とＹ方向とは、互いに直交している。本開示では、Ｘ方向とエッジ方向とのなす角度をαとする。以下、角度αを、エッジ角度αという。エッジ方向は、エッジ角度αにより表される。

【0042】

検出部２１は、微分方向が異なる２つの微分フィルタを用いて２つの微分値を算出することによりエッジ検出を行う。本実施形態では、検出部２１は、放射線画像に対してＬＯＧ変換処理を行い、ＬＯＧ変換後の放射線画像に対してエッジ検出を行う。ＬＯＧ変換は階調変換の一種である。画素値が放射線量にリニアに依存する放射線画像に対してＬＯＧ変換を行うことにより、コントラストが線量に依存しない画像が生成される。但し、補正部２２は、ＬＯＧ変換前の放射線画像に対して補正処理を行ってもよい。

【0043】

図３は、検出部２１が用いる２つの微分フィルタの一例を示す。微分フィルタＦｘ及びＦｙは、それぞれ３×３画素のサイズを有する一次微分フィルタである。微分フィルタＦｘは、Ｘ方向への微分値を取得する一次微分フィルタである。微分フィルタＦｙは、Ｙ方向への微分値を取得する一次微分フィルタである。以下、放射線画像に含まれる１つの画素の画素値をＱＬ（Ｘ，Ｙ）と表す。また、微分フィルタＦｘによるＸ方向への微分値をΔ_ＸＱＬ（Ｘ，Ｙ）と表す。微分フィルタＦｙによるＹ方向への微分値をΔ_ＹＱＬ（Ｘ，Ｙ）と表す。

【0044】

検出部２１は、補正対象画素Ｐｓを中心として、微分フィルタＦｘ及びＦｙをそれぞれ適用することにより、微分値Δ_ＸＱＬ（Ｘ，Ｙ）及びΔ_ＹＱＬ（Ｘ，Ｙ）を算出する。補正対象画素Ｐｓは、放射線画像に含まれる１つの欠陥画素である。補正対象画素Ｐｓに対応する微分フィルタＦｘ及びＦｙの中央の係数は０である。微分値Δ_ＸＱＬ（Ｘ，Ｙ）は、補正対象画素Ｐｓに対してＸ方向に隣接する正常画素の画素値の差である。微分値Δ_ＹＱＬ（Ｘ，Ｙ）は、補正対象画素Ｐｓに対してＹ方向に隣接する正常画素の画素値の差である。

【0045】

検出部２１は、微分値Δ_ＸＱＬ（Ｘ，Ｙ）及びΔ_ＹＱＬ（Ｘ，Ｙ）を算出した後、下式（１）を用いてエッジ強度Ｅｉを算出する。下式（１）は、微分値Δ_ＸＱＬ（Ｘ，Ｙ）及びΔ_ＹＱＬ（Ｘ，Ｙ）の二乗和の平方根をエッジ強度Ｅとすることを表す。

【数1】

【0046】

検出部２１は、上式（１）に代えて、下式（１Ａ）を用いてエッジ強度Ｅを算出してもよい。下式（１Ａ）は、微分値Δ_ＸＱＬ（Ｘ，Ｙ）及びΔ_ＹＱＬ（Ｘ，Ｙ）の絶対値和をエッジ強度Ｅとすることを表す。

【数2】

【0047】

検出部２１は、算出したエッジ強度Ｅを閾値と比較することにより、補正対象画素Ｐｓの周辺のエッジの有無を判定する。検出部２１は、エッジ強度Ｅが閾値以上である場合にエッジがあると判定し、エッジ強度Ｅが閾値未満である場合にエッジがないと判定する。

【0048】

また、検出部２１は、微分値Δ_ＸＱＬ（Ｘ，Ｙ）及びΔ_ＹＱＬ（Ｘ，Ｙ）を算出した後、下式（２）を用いて上述のエッジ角度αを算出する。下式（２）は、微分値Δ_ＸＱＬ（Ｘ，Ｙ）及びΔ_ＹＱＬ（Ｘ，Ｙ）の比を、逆正接関数に適用することによりエッジ角度αを算出することを表す。

【数3】

【0049】

検出部２１は、エッジの検出結果（すなわち、エッジの有無、及びエッジがある場合におけるエッジ角度α）を補正部２２に供給する。

【0050】

なお、検出部２１は、微分フィルタＦｘ及びＦｙを適用する際に、係数が非ゼロの位置に対応する画素が欠陥画素である場合には、補正対象画素Ｐｓから当該係数への方向を保ったまま、当該係数の位置を少なくとも１画素分だけ外側に移動させる。すなわち、検出部２１は、係数の位置が正常画素となるまで、係数を外側に移動させる。例えば、図４に示すように、検出部２１は、微分フィルタＦｘの係数「－１」の位置が欠陥画素である場合に、係数「－１」の位置を補正対象画素Ｐｓから－Ｘ方向に離れる方向に移動させる。

【0051】

次に、補正部２２による補正処理について説明する。補正部２２は、補正対象画素Ｐｓを中心としたマスクを設定し、マスク内に含まれる正常画素の画素値を重み付け加算した値を用いて補正対象画素Ｐｓを補正する。

【0052】

図５は、エッジ上に存在する点欠陥の補正処理について説明する。図５に示すマスクのサイズは、５×５画素である。θ（Ｘ，Ｙ）は、マスク内の１つの画素と補正対象画素Ｐｓとを結ぶ線がＸ方向に対してなす角度を表している。Ｄ（Ｘ，Ｙ）は、当該画素と補正対象画素Ｐｓとの距離を表している。本例では、エッジ上の１つの欠陥画素（点欠陥）を補正対象画素Ｐｓとして選択し、補正対象画素Ｐｓの座標を原点としている。

【0053】

補正部２２は、補正対象画素Ｐｓの画素値を、下式（３）～（５）に基づいて算出したＱＬ（０，０）に置換する。下式（３）中のΣは、－２≦Ｘ≦２及び－２≦Ｙ≦２（但し、原点は除く）の範囲内でＸ，Ｙを変更して加算を行うことを意味している。

【数4】

【0054】

また、上式（３）中の重みＷ（Ｘ，Ｙ）は、下式（４）で表される。下式（４）中のｎ，ｍは、パラメータであり、例えば正の整数に設定される。

【数5】

【0055】

また、上式（４）中の差分角度δ（Ｘ，Ｙ）は、下式（５）で表される。差分角度δ（Ｘ，Ｙ）は、補正対象画素Ｐｓからの補正に用いる正常画素の方向と、エッジ方向とのなす角度である。差分角度δ（Ｘ，Ｙ）は、０°から１８０°の範囲内の値を取る。

【数6】

【0056】

上式（４）は、差分角度δ（Ｘ，Ｙ）の余弦の絶対値を取った値のべき乗で表される関数を含む。すなわち、重みＷ（Ｘ，Ｙ）は、差分角度δ（Ｘ，Ｙ）が０°及び１８０°の場合に最大となり、かつ差分角度δ（Ｘ，Ｙ）が９０°の場合に最小となる、９０°を中心として対称な関数を含んで表されている。

【0057】

上式（３）～（５）は、マスク内の正常画素の各々に、差分角度δ（Ｘ，Ｙ）と距離Ｄ（Ｘ，Ｙ）とに応じた重みＷ（Ｘ，Ｙ）を付けて補正対象画素Ｐｓを補正することを表している。重みＷ（Ｘ，Ｙ）は、差分角度δ（Ｘ，Ｙ）が小さいほど重みＷ（Ｘ，Ｙ）が大きくなる。すなわち、補正対象画素Ｐｓからエッジ方向に存在する正常画素の重みＷ（Ｘ，Ｙ）が最も大きくなる。これにより、エッジにまたがった欠陥画素であっても補正残差の少ない良好な補正結果が得られる。

【0058】

図６は、エッジ上に存在する欠陥画素を含む線欠陥の補正処理について説明する。線欠陥の補正処理は、点欠陥の補正処理と同様であり、マスクに含まれる画素から欠陥画素を除外してＱＬ（０，０）を算出する。

【0059】

補正部２２は、点欠陥と線欠陥とのいずれの場合においても、エッジ上に存在する欠陥画素を補正する場合に、上式（４）に代えて、下式（４Ａ）を用いてもよい。

【数7】

【0060】

図７は、上式（４）で表される重みＷ（Ｘ，Ｙ）の差分角度δ（Ｘ，Ｙ）に対する依存性を示す。図８は、上式（４Ａ）で表される重みＷ（Ｘ，Ｙ）の差分角度δ（Ｘ，Ｙ）に対する依存性を示す。図７及び図８に示すように、パラメータｎを変更することで、エッジ方向に沿った画素（δ（Ｘ，Ｙ）＝０°又はδ（Ｘ，Ｙ）＝１８０°付近の画素）の重みを調整することができる。

【0061】

例えば、放射線画像が解像度チャートなどの高コントラストかつ高周波のパターンを含む場合に、エッジ方向に沿った画素の重みＷ（Ｘ，Ｙ）を大きくすることで欠陥画素の補正精度が向上させることができる。このため、放射線画像から解像度チャートのパターン領域を検出し、パターン領域内の欠陥画素を補正する場合に、パラメータｎを大きくするなどの調整を行うことも好ましい。

【0062】

上式（４）又は上式（４Ａ）で表される重みＷ（Ｘ，Ｙ）は、距離Ｄ（Ｘ，Ｙ）が大きいほど小さくなる。但し、解像度チャートのように、距離Ｄ（Ｘ，Ｙ）が大きくても差分角度δ（Ｘ，Ｙ）がほぼ０の画素の重みＷ（Ｘ，Ｙ）を大きくすべき場合には、パラメータｍを０又は０に近い値に設定すべきである。

【0063】

以下、上式（４）又は上式（４Ａ）で表される重みＷ（Ｘ，Ｙ）を用いた補正処理（すなわエッジ方向を考慮した補正処理）を、第１補正処理という。上式（４）又は上式（４Ａ）で表される重みＷ（Ｘ，Ｙ）は、本開示の技術に係る「第１の重み」の一例である。

【0064】

補正部２２は、エッジ強度Ｅが閾値未満である場合、すなわちエッジがない場合には、補正部２２は、上式（４）に代えて、下式（４Ｂ）を用いて補正処理を行う。

【数8】

【0065】

上式（４Ｂ）は、上式（４）又は上式（４Ａ）においてδ（Ｘ，Ｙ）＝０としたものである。すなわち、上式（４Ｂ）で表される重みＷ（Ｘ，Ｙ）は、差分角度δ（Ｘ，Ｙ）に依存せず、距離Ｄ（Ｘ，Ｙ）にのみ依存する等方的な重みである。上式（４Ｂ）で表される重みＷ（Ｘ，Ｙ）は、本開示の技術に係る「第２の重み」の一例である。以下、等方的な第２の重みを用いた補正処理を、第２補正処理という。

【0066】

以下において、第１補正処理と第２補正処理とを区別する必要がない場合には、単に補正処理という。

【0067】

第２補正処理において、パラメータｍの値は、第１補正処理の場合とは異なる値であってもよい。エッジがない場合には、エッジがある場合に行われる上述のようにパラメータｍを０又は０に近い値に設定することは不要となる。このため、エッジがない場合には、単に距離Ｄ（Ｘ，Ｙ）が小さいほど重みＷ（Ｘ，Ｙ）を大きくするようにパラメータｍを設定することが好ましい。すなわち、第１の重みは、第２の重みよりも距離Ｄ（Ｘ，Ｙ）に対する依存性が小さくてもよい。

【0068】

なお、マスクのサイズは５×５画素に限られず、３×３画素、７×７画素、９×９画素などであってもよい。例えば、２画素の幅を有する線欠陥上の画素を補正する場合には、補間に用いる正常画素の数を多くするために、７×７画素、９×９画素などのサイズの大きいマスクを用いることで補正精度が向上する。一方で、サイズの大きいマスクを用いると、補正対象画素Ｐｓから距離が離れた正常画素を補正に用いるため、補正精度劣化のリスクも増える。このため、補正対象のパターンに応じてマスクのサイズを調整することが好ましい。

【0069】

図９は、画像処理部１４による画像処理の流れの一例を示す。まず、取得部２０は、制御部１０がＦＰＤ５から受信した放射線画像を取得する（ステップＳ１０）。次に、検出部２１は、放射線画像に対してＬＯＧ変換処理を行う（ステップＳ１１）。次に、検出部２１は、記憶部１３に記憶された欠陥画素データ１６に基づいて、１つの欠陥画素を補正対象画素Ｐｓとして選択する（ステップＳ１２）。

【0070】

次に、検出部２１は、補正対象画素Ｐｓを中心として微分フィルタＦｘ及びＦｙをそれぞれ適用することにより、エッジ検出処理を行う（ステップＳ１３）。具体的には、検出部２１は、エッジ強度Ｅ及びエッジ角度αを算出する。

【0071】

次に、検出部２１は、補正対象画素Ｐｓの周辺にエッジがあるか否かを判定する（ステップＳ１４）。具体的には、検出部２１は、エッジ強度Ｅが閾値以上である場合にエッジがあると判定し、エッジ強度Ｅが閾値未満である場合にエッジがないと判定する。

【0072】

エッジがある場合には（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、補正部２２は、エッジ方向を考慮した第１補正処理を行う（ステップＳ１５）。一方、エッジがない場合には（ステップＳ１４：ＮＯ）、補正部２２は、エッジ方向を考慮しない等方的な第２補正処理を行う（ステップＳ１６）。

【0073】

補正部２２は、第１補正処理又は第２補正処理を行った後、全ての欠陥画素の補正が終了したか否かを判定する（ステップＳ１７）。補正部２２は、全ての欠陥画素の補正が終了していないと判定した場合には（ステップＳ１７：ＮＯ）、処理をステップＳ１２に戻す。ステップＳ１２において、検出部２１は、補正が行われていない欠陥画素を補正対象画素Ｐｓとして選択する。そして、補正部２２は、全ての欠陥画素の補正が終了したと判定した場合には（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、処理を終了する。

【0074】

従来の補正方法では、高コントラストのエッジ上に欠陥画素が存在すると、補正後の放射線画像には補正残差が視認される。特に、高コントラストかつ高周波のパターンでは、補正残差が顕著となる。これに対して、本開示に係る補正方法では、放射線画像から補正対象画素Ｐｓとして選択された欠陥画素の周辺にエッジがある場合には、補正対象画素Ｐｓを中心として設定したマスク内の正常画素の各々に、補正対象画素Ｐｓからの正常画素の方向とエッジ方向とのなす角度である差分角度δ（Ｘ，Ｙ）と、補正対象画素Ｐｓから正常画素までの距離Ｄ（Ｘ，Ｙ）とに応じた第１の重みＷ（Ｘ，Ｙ）を付けて補正対象画素Ｐｓを補正する。これにより、エッジ上に存在する欠陥画素を精度よく補正することができる。特に、エッジにまたがった線欠陥についても補正残差のない良好な補正結果を得ることができる。

【0075】

［変形例］
次に、上記実施形態の各種の変形例について説明する。上記実施形態では、検出部２１は、図３に示す微分フィルタＦｘ及びＦｙを用いて微分値を算出しているが、これに代えて、図１０又は図１１に示す微分フィルタＦｘ及びＦｙを用いてもよい。図１０に示す微分フィルタＦｘ及びＦｙは、Ｐｒｅｗｉｔｔフィルタと称される。図１１に示す微分フィルタＦｘ及びＦｙは、Ｓｏｂｅｌフィルタと称される。Ｐｒｅｗｉｔｔフィルタ又はＳｏｂｅｌフィルタを用いることにより、ノイズの影響を低減することができる。

【0076】

また、検出部２１は、図３に示す微分フィルタＦｘ及びＦｙに代えて、図１２に示す斜め方向に微分を行う微分フィルタＦｘ及びＦｙを用いてもよい。図１２に示す微分フィルタＦｘ及びＦｙでは、係数「１」及び「－１」が斜め方向に配置されている。すなわち、図１２に示す微分フィルタＦｘ及びＦｙは、Ｘ方向に対して４５°をなす方向の微分値と、Ｙ方向に対して４５°をなす方向の微分値とを取得することを可能とする。なお、Ｐｒｅｗｉｔｔフィルタ又はＳｏｂｅｌフィルタを用いる場合においても、同様の変形が可能である。

【0077】

また、検出部２１は、微分フィルタを用いた検出処理に代えて、補正対象画素Ｐｓに関して点対称となる一対の正常画素の画素値の差分絶対値を複数の方向について算出することにより、エッジ検出を行ってもよい。例えば、検出部２１は、図１３に示す８種類のマスクを、補正対象画素Ｐｓを中心とする領域に適用する。図１３に示す８種類のマスクは、マスクサイズが５×５画素であり、補正対象画素Ｐｓに関して点対称となる一対の正常画素Ｐｉが設定されている。各マスクは、一対の正常画素Ｐｉの方向が異なる。図１３では、斜線のハッチングを施した画素が、エッジ検出処理に用いる正常画素Ｐｉである。

【0078】

検出部２１は、全マスクを用いて差分絶対値を算出し、算出した複数の差分絶対値の最大値及び最小値を求める。検出部２１は、最大値を閾値と比較することによりエッジの有無を検出する。具体的には、検出部２１は、最大値が閾値以上である場合にはエッジがあると判定し、最大値が閾値未満である場合にはエッジがないと判定する。なお、検出部２１は、複数の差分絶対値の最大値に代えて、複数の差分絶対値の加算値、又は複数の差分絶対値の二乗和平方根を閾値と比較することによりエッジの有無を検出してもよい。

【0079】

また、検出部２１は、エッジがある場合には、複数の差分絶対値の最小値が得られる方向をエッジ方向として検出する。

【0080】

検出部２１は、５×５画素よりも大きなサイズのマスクを用いてもよい。例えば、検出部２１は、図１４に示す７×７画素のサイズを有するマスクを用いてもよい。サイズを７×７画素とすると、一対の正常画素Ｐｉの方向をより細かく設定することができるので、マスクの種類は１６種類となる。このように大きなサイズのマスクを用いることで、エッジ方向をより精度よく検出することができる。

【0081】

一対の正常画素Ｐｉの方向は、一対の正常画素Ｐｉを結ぶ線の角度、又は、１つの正常画素Ｐｉと補正対象画素Ｐｓとを結ぶ線の角度で定義することができる。具体的には、当該画素間のＸ方向に関する距離をΔＸとし、当該画素間のＹ方向に関する距離をΔＹとした場合、角度は、ｔａｎ^－１（ΔＹ／ΔＸ）で定義される。

【0082】

なお、補正対象画素Ｐｓを補正するには、上述の一対の正常画素Ｐｉとして選択する一対の画素がともに欠陥画素ではない必要がある。このため、もし一対の画素のいずれかが欠陥画素である場合には、一対の画素の角度を維持しつつ、補正対象画素Ｐｓから離れる方向に正常画素Ｐｉを探索し、探索の結果見つかった正常画素Ｐｉを選択すればよい。図１５は、角度が２６．６°の一対の画素の一方が欠陥画素である場合に、角度を２６．６°に維持したまま正常画素Ｐｉを探索する処理を示している。但し、この結果選択された一対の正常画素Ｐｉは、各正常画素Ｐｉの補正対象画素Ｐｓからの距離が異なることになるため、補正対象画素Ｐｓに対して点対称ではなくなる。

【0083】

また、補正対象画素Ｐｓから一定値以上離れた一対の正常画素Ｐｉを用いてエッジ検出処理を行うと検出精度が低下することが考えられるので、補正対象画素Ｐｓからの一対の正常画素Ｐｉの距離を一定値未満とするように上記探索の範囲を制限することが好ましい。この場合、補正対象画素Ｐｓから一定値内で一対の正常画素Ｐｉが見つからなければ、その角度を無視してエッジ検出処理を行えばよい。

【0084】

なお、本変形例においても、検出部２１は、ＬＯＧ変換後の放射線画像に対してエッジ検出処理を行うことが好ましい。但し、補正部２２は、ＬＯＧ変換前の放射線画像に対して補正処理を行ってもよい。

【0085】

また、画像処理部１４は、カセッテホルダ７に散乱線除去グリッド８が装着されている場合に、放射線画像からグリッド縞を除去する処理を行うグリッド縞除去処理部を備えることも好ましい。グリッド縞除去処理部は、散乱線除去グリッド８の装着の有無と、装着されている場合におけるグリッドの方向及び本数を検出し、高周波成分であるグリッド縞を除去する。例えば、グリッド縞除去処理部は、放射線画像からグリッド縞を除去し、グリッド縞が除去された低周波成分を有する放射線画像を作成する。この場合、検出部２１は、グリッド縞除去後の放射線画像に対してエッジ検出処理と欠陥画素の補正処理とを行う。

【0086】

図１６は、変形例に係る画像処理部１４による画像処理の流れを示す。図１６に示すフローチャートは、ステップＳ１０とステップＳ１１との間に、ステップＳ２０及びＳ２１を含む点のみが、図９に示すフローチャートと異なる。グリッド縞除去処理部は、ステップＳ１０の後、散乱線除去グリッド８が装着されているか否かを判定する（ステップＳ２０）。グリッド縞除去処理部は、散乱線除去グリッド８が装着されていると判定した場合には（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、ステップＳ１０で取得された放射線画像に対して上述のグリッド縞除去処理を行う（ステップＳ２１）。グリッド縞除去処理部は、散乱線除去グリッド８が装着されていないと判定した場合には（ステップＳ２０：ＮＯ）、処理をステップＳ１１に移行させる。

【0087】

なお、グリッド縞除去処理部は、ステップＳ１１でＬＯＧ変換処理が行われた後にグリッド縞除去処理を行ってもよい。

【0088】

上記実施形態において、例えば、取得部２０、検出部２１、補正部２２、及びグリッド縞除去処理部といった各種の処理を実行する処理部（Processing Unit）のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ（Processor）を用いることができる。各種のプロセッサには、上述したように、ソフトウェア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。

【0089】

１つの処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせ、及び／又は、ＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。

【0090】

複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアント及びサーバ等のコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip：SoC）等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの１つ以上を用いて構成される。

【0091】

さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路（circuitry）を用いることができる。

【0092】

本明細書に記載された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

【符号の説明】

【0093】

２ 放射線撮影システム
３ 放射線発生装置
４ 放射線管
６ 情報処理装置
７ カセッテホルダ
７Ａ 検出面
８ 散乱線除去グリッド
１０ 制御部
１１ ディスプレイ
１２ 操作部
１３ 記憶部
１４ 画像処理部
１５ プログラム
１６ 欠陥画素データ
２０ 取得部
２１ 検出部
２２ 補正部
α エッジ角度
Ｆｘ，Ｆｙ 微分フィルタ
Ｈ 被写体
Ｐｉ 正常画素
Ｐｓ 補正対象画素
Ｒ 放射線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】