KR20100040324A

KR20100040324A - 방사선 화상처리장치 및 방사선 화상처리 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체

Info

Publication number: KR20100040324A
Application number: KR1020107004757A
Authority: KR
Inventors: 요시노리 오노
Original assignee: 가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼
Priority date: 2007-10-02
Filing date: 2007-10-02
Publication date: 2010-04-19
Anticipated expiration: 2027-10-02
Also published as: CN101801273A; EP2196148A1; US9655570B2; CN101801273B; WO2009044452A1; JP5212376B2; KR101095270B1; EP2196148B1; US20100215243A1; EP2196148A4; JPWO2009044452A1

Abstract

이 발명의 방사선 화상처리장치는, 분리수단과 조정수단과 제거수단을 구비하고 있다. 피검체를 개입시켜 촬영된 방사선 화상을 이용해서 보정화상을 생성하므로, 그리드 보정을 위한 데이터를 미리 취득하지 않고 1회의 촬영으로 각 화상을 취득할 수 있다. 또한, 피검체를 개입시켜 촬영된 방사선 화상을 그리드 화상과 비(非)그리드 화상으로 분리하고, 비(非)그리드 화상에 근거하여 그리드 화상의 강도를 실공간상에서 조정하여 보정화상을 생성하므로 1회의 촬영으로 정밀도가 높은 보정처리를 실현할 수 있다.

Description

방사선 화상처리장치 및 방사선 화상처리 프로그램{RADIATION IMAGE PROCESSOR AND RADIATION IMAGE PROCESSING PROGRAM}

이 발명은, 산란 방사선을 제거하는 그리드를 개입시켜 촬영된 방사선 화상을 처리하는 방사선 화상처리장치 및 방사선 화상처리 프로그램에 관한 것이다.

방사선 화상처리장치는, 피검체(被檢體)를 투과하는 방사선 에너지를 「플랫 패널형 방사선 검출기(FPD: Flat Panel Detector)」라고 불리는 이미지 센서에 축적해, 전기신호로 변환하여 가시화한다. 이 때, FPD는 피검체를 투과한 직선적인 방사선 에너지를 축적하는 것과 동시에, 피검체를 투과할 때에 산란하는 에너지가 낮은 방사선도 동시에 축적해 버린다. 따라서, 촬영된 방사선 화상의 콘트라스트(contrast)가 산란 방사선에 의해서 저하하는 등, 화질이 저하해 버린다. 통상, 이 산란 방사선을 제거하기 위해서, 방사선 흡수율이 높은 납 등을 사용한 방사선 흡수층과 방사선 흡수율이 낮은 알루미늄이나 종이 등을 사용한 방사선 투과층을 교대로 배치하여 구성된 그리드를 개입시켜 촬영하고 있다.

그러나, 그리드를 개입시켜 피검체를 촬영하는 경우, 방사선 흡수층의 영향에 의한 줄무늬의 상(그리드상)이 촬영 화상인 방사선 화상에 중첩해 버린다. 종래, 이 그리드상을 저감시키기 위해서, 그리드를 요동시키면서 촬영하는 요동 시스템이 있다. 그러나, 이 요동 시스템을 실현하는 것으로, 장치가 대형화되고, 비용이 드는 등의 문제가 있다.

그래서, 그리드에 기인하는 불균형을 가진 그리드상을 제거하기 위해서, 이미지 센서를 구성하는 복수의 화소의 감도 불균형에 근거하여, 피검체의 방사선 화상을 보정하기 위한 보정용 화상을, 피검체를 개입시키지 않고 그리드를 개입시켜 미리 촬영된 화상 데이터로부터 작성해, 그 보정용 화상을 이용해 그리드에 기인하는 화상 성분을 제거하는 수법이 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 그 외에도, 복수 종류의 그리드나 여러 가지 이미지 센서에 대응시키기 위해서, 그리드에 관한 그리드 주파수와 이미지 센서의 샘플링 주파수와의 관계에 근거해 필터 처리를 실시하는 수법(예를 들면, 특허 문헌2-4참조) 등이 있다.

특허문헌1:일본특개제2005-324069호공보 특허문헌2:일본특허제2507659호공보(제1,3-5페이지,제1-3,7도) 특허문헌3:일본특개제2004-344670호공보(제7페이지,도7,표1) 특허문헌4:일본특개제2003-260053호공보(제6페이지,표1)

그러나 상술한 특허 문헌 1의 경우에는, 그리드상 제거를 위한 기준이 되는 보정용 화상(補正用畵像)을, 상술한 것처럼 피검체를 개입시키지 않고, 그리드를 개입시켜 미리 촬영할 필요가 있다. 실제로는, 사용할 때마다 피검체를 개입시키지 않고 보정용 화상을 미리 취득하는 것은 번잡하고, 실용상 현실적이지 않다. 또, 정밀도가 높은 보정 결과를 얻기 위해서는, 보정용 화상을 취득할 때 및 실제로 피검체를 촬영할 때의 촬영 환경이나 조건 등을 완전하게 일치시키는 것이 필요하지만, 실제의 사용 상황에서 촬영 환경이나 조건을 완전하게 일치시키는 것은 실용상 곤란한 경우가 많다.

또한, 상술한 특허 문헌 1의 경우에는, 그리드 줄무늬가 화상 전체에 걸쳐서 정상이라고 가정하고, 보정의 대상이 되는 대상 화상으로부터 공간 필터링에 의해서 그리드 줄무늬 성분을 추출하고 있다. 실제로는, 그리드 내의 방사선 흡수층의 기울기는 화상 위치에 의해서 다르므로, 화상 중앙부와 단부에서는 그리드 줄무늬의 주파수대역이 다른 경우도 있어, 정상이라고는 할 수 없다. 따라서, 실제로는 주파수 대역이 정상이 아닌 보정용 화상을 이용하고, 주파수 대역이 화상 전체에 걸쳐서 정상이라는 가정 아래에서 보정을 실시하므로, 보정 결과는 정밀도가 낮은 것이 된다. 또한, 보정용 화상을 미리 생성하는 것으로, 감도의 불균형을 저감시킬 수 있지만, 보정용 화상을 작성할 때의 보정 그 자체의 정밀도의 불균형에 관해서는 고려되어 있지 않기 때문에, 반드시 정밀도가 높은 보정을 실현할 수 있다고는 할 수 없다.

이 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그리드 보정을 위한 데이터를 미리 취득하지 않고 1회의 촬영으로 정밀도가 높은 보정 처리를 실현할 수 있는 방사선 화상처리장치 및 방사선 화상처리 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 발명은, 이러한 목적을 달성하기 위해서, 다음과 같은 구성을 취한다. 즉, 이 발명의 방사선 화상처리장치는, 산란 방사선을 제거하는 그리드를 개입시켜 촬영된 방사선 화상을 처리하는 방사선 화상처리장치로서, 상기 그리드에 의한 그리드상의 성분을 포함하는 그리드 화상과 그 외의 성분을 포함하는 비(非)그리드 화상으로 상기 방사선 화상을 분리하는 분리수단과, 상기 비(非)그리드 화상에 근거해 상기 그리드 화상의 강도를 실공간상에서 조정하여, 조정 화상을 생성하는 조정수단과, 상기 비(非)그리드 화상으로부터 상기 조정 화상을 감산하여, 그리드의 영향을 제거한 보정 화상을 생성하는 제거수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

이 발명의 방사선 화상처리장치에 의하면, 그리드에 의한 그리드상의 성분을 포함하는 그리드 화상과 그 외의 성분을 포함하는 비(非)그리드 화상으로, 분리수단은 방사선 화상을 분리해, 비(非)그리드 화상에 근거해 그리드 화상의 강도를 실공간상에서 조정수단은 조정하여, 조정 화상을 생성한다. 그리고, 비(非)그리드 화상으로부터 조정 화상을 제거수단은 감산하여, 그리드의 영향을 제거한 보정 화상을 생성한다. 이와 같이 피검체를 개입시켜 촬영된 방사선 화상을 이용해 보정 화상을 생성하므로, 그리드상 제거를 위한 기준이 되는 보정용 화상을, 피검체를 개입시키지 않고, 그리드를 개입시켜 미리 촬영할 필요가 없고, 1회의 촬영으로 각 화상을 취득할 수 있어 촬영 환경이나 조건 등을 완전하게 일치시킬 필요가 없어 제약도 없다. 또한, 피검체를 개입시켜 촬영된 방사선 화상을 그리드 화상과 비(非)그리드 화상으로 분리해, 비(非)그리드 화상에 근거해 그리드 화상의 강도를 실공간상에서 조정하고, 보정 화상을 생성하므로, 조정에 의한 그리드 화상의 각 화소로의 강도에 의해 각 화소의 불균형을 고려하고 있어, 정밀도가 높은 보정 처리를 실현할 수 있다. 그 결과, 그리드 보정을 위한 데이터를 미리 취득하지 않고 1회의 촬영으로 정밀도가 높은 보정 처리를 실현할 수 있다.

상술한 분리수단의 일례는, 그리드 화상과 비(非)그리드 화상을 공간 주파수 영역상에서 분리하는 것이다. 공간 주파수 영역상에서 분리하는 것으로 그리드상의 성분과 그 외의 성분을 보다 확실히 분리할 수 있다. 물론, 분리수단의 다른 일례는, 그리드 화상과 비(非)그리드 화상을 실공간상에서 분리해도 좋다.

또한, 분리수단은, 방사선 화상에 있어서의 주기적인 패턴을 추출하는 것으로써 화상 성분을 분리한다. 특히, 그리드상의 성분은, 어느 특정의 범위의 주파수대역을 가지는 주기적인 패턴인 것이 많기 때문에, 그리드상에 상당하는 특정의 주파수대역을 통과하는 대역통과필터 처리에 의해 화상 성분을 분리하는 것이 바람직하다. 또한, 그리드상이 중첩한 방사선 화상이 실공간상에서 주기적인 패턴이 되고 있는 것을 이용하고, 분리수단은 방사선 화상의 실공간상의 강도에 관한 프로파일에 관해서 삼각함수와 유사한 성분을 추출하는 것으로써 화상 성분을 분리해도 좋다.

또한, 비(非)그리드 화상에 근거해 그리드 화상의 강도를 실공간상에서 조정할 때, 비(非)그리드 화상으로부터 조정 화상을 감산한 화상에 그리드 화상과 같은 성분이 포함되지 않게, 조정수단은 그리드 화상의 강도를 조정하여, 조정 화상을 생성한다. 구체적으로는, 비(非)그리드 화상의 그리드 위치의 국소적인 강도 변화가 단조(單調)가 아닐 때에, 그리드 화상의 그리드 위치의 강도가, 비(非)그리드 화상의 그리드 위치의 국소적인 강도 변화와 동일해지도록, 조정수단은 그리드 화상의 강도를 조정하고, 조정 화상을 생성한다. 또는, 그리드 화상의 그리드 위치의 강도가, 비(非)그리드 화상의 그리드 위치의 강도와 비(非)그리드 화상을 평활화한 화상의 그리드 위치의 강도와의 차분에 동일해지도록 조정수단은 그리드 화상의 강도를 조정하여, 조정 화상을 생성한다. 이와 같이 조정하는 것으로, 비(非)그리드 화상으로부터 조정 화상을 감산한 화상(즉 보정 화상)에 그리드 화상과 같은 성분이 포함되지 않게 되어, 보다 더 정밀도가 높은 보정을 실현할 수 있다.

또한, 이 발명의 방사선 화상처리 프로그램은, 산란 방사선을 제거하는 그리드를 개입시켜 촬영된 방사선 화상의 처리를 컴퓨터에 실행시키기 위한 방사선 화상처리 프로그램으로서, 상기 그리드에 의한 그리드상의 성분을 포함하는 그리드 화상과 그 외의 성분을 포함하는 비(非)그리드 화상에 상기 방사선 화상을 분리하는 분리 공정과, 상기 비(非)그리드 화상에 근거해 상기 그리드 화상의 강도를 실공간상에서 조정하여, 조정 화상을 생성하는 조정 공정과, 상기 비(非)그리드 화상으로부터 상기 조정 화상을 감산하여, 그리드의 영향을 제거한 보정 화상을 생성하는 제거 공정을 구비하고, 이러한 공정으로의 처리를 컴퓨터에 실행시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

이 발명의 방사선 화상처리 프로그램에 의하면, 피검체를 개입시켜 촬영된 방사선 화상을 이용해 보정 화상을 생성하므로, 그리드 보정을 위한 데이터를 미리 취득하지 않고 1회의 촬영으로 각 화상을 취득할 수 있다. 또한, 피검체를 개입시켜 촬영된 방사선 화상을 그리드 화상과 비(非)그리드 화상으로 분리하고, 비(非)그리드 화상에 근거해 그리드 화상의 강도를 실공간상에서 조정하여, 보정 화상을 생성하므로, 1회의 촬영으로 정밀도가 높은 보정 처리를 실현할 수 있다.

이 발명과 관련되는 방사선 화상처리장치 및 방사선 화상처리 프로그램에 의하면, 피검체를 개입시켜 촬영된 방사선 화상을 이용해 보정 화상을 생성하므로, 그리드 보정을 위한 데이터를 미리 취득하지 않고 1회의 촬영으로 각 화상을 취득할 수 있다. 또한, 피검체를 개입시켜 촬영된 방사선 화상을 그리드 화상과 비(非)그리드 화상으로 분리하고, 비(非)그리드 화상에 근거해 그리드 화상의 강도를 실공간상에서 조정하여, 보정 화상을 생성하므로, 1회의 촬영으로 정밀도가 높은 보정 처리를 실현할 수 있다.

[도 1] 실시예와 관련되는 방사선 화상처리장치의 블럭도이다.
[도 2] 플랫 패널형 방사선 검출기(FPD)의 검출면의 모식도이다.
[도 3] (a)~(c)는, 분리의 설명에 제공하는 각 화상의 개략도이다.
[도 4] 일련의 조정의 흐름을 나타낸 플로차트(flow chart)이다.
[도 5] (a)~(c)는, 조정의 설명에 제공하는 각 프로파일의 개략도이다

이하, 도면을 참조해 이 발명의 실시예를 설명한다. 도 1은, 실시예와 관련되는 방사선 화상처리장치의 블럭도이며, 도 2는 플랫 패널형 방사선 검출기(FPD)의 검출면의 모식도이며, 도 3은 분리의 설명에 제공하는 각 화상의 개략도이며, 도 4는 일련의 조정의 흐름을 나타낸 플로차트(flow chart)이며, 도 5는 조정의 설명에 제공하는 각 프로파일의 개략도이다.

본 실시예와 관련되는 방사선 화상처리장치는 도 1에 나타낸 바와 같이 피검체(M)를 재치한 천판(1)과 피검체(M)를 향해서 방사선(예를 들면 X선)을 조사하는 방사선원(2)(예를 들면 X선관)과 방사선원(2)으로부터 조사되어 피검체(M)를 투과한 방사선을 검출하는 플랫 패널형 방사선 검출기(이하, 「FPD」라고 약기한다)(3)와 FPD(3)에 의해서 검출된 방사선에 근거하여 화상 처리를 실시하는 화상처리부(4)와 화상처리부(4)에 의해서 각종의 화상 처리된 방사선 화상을 표시하는 표시부(5)를 구비하고 있다. 표시부(5)는 모니터나 텔레비젼 등의 표시 수단으로 구성되어 있다. 또한, FPD(3)의 검출면 측에는 그리드(31)를 배치하여 설치하고 있다.

화상처리부(4)는 중앙연산 처리장치(CPU) 등으로 구성되어 있다. 또한 각종의 화상 처리를 행하기 위한 프로그램 등을 ROM(Read-only Memory) 등으로 대표되는 기억 매체에 기록하여 기억시키고, 그 기억 매체로부터 프로그램 등을 판독하여 화상처리부(4)의 CPU가 실행하는 것으로 그 프로그램에 따른 화상처리를 실시한다. 특히, 화상처리부(4)의 후술하는 분리부(41)나 조정부(42)나 제거부(43)는 방사선 화상의 분리나 그리드 화상의 강도 조정이나 그리드의 영향의 제거에 관한 프로그램을 실행하는 것으로, 그 프로그램에 따른 방사선 화상의 분리나 그리드 화상의 강도 조정이나 그리드의 영향의 제거를 각각 실시한다. 방사선 화상의 분리나 그리드 화상의 강도 조정이나 그리드의 영향의 제거에 관한 프로그램은, 이 발명에 있어서의 방사선 화상처리 프로그램에 상당한다.

화상처리부(4)는, 그리드(31)에 의한 그리드상의 성분을 포함하는 그리드 화상과 그 외의 성분을 포함하는 비(非)그리드 화상으로 방사선 화상을 분리하는 분리부(41)와 비(非)그리드 화상에 근거하여 그리드 화상의 강도를 실공간상에서 조정하여, 조정 화상을 생성하는 조정부(42)와 비(非)그리드 화상으로부터 조정 화상을 감산하여, 그리드의 영향을 제거한 보정 화상을 생성하는 제거부(43)을 구비하고 있다. 분리부(41)는 이 발명에 있어서의 분리수단에 상당하고, 조정부(42)는 이 발명에 있어서의 조정수단에 상당하며, 제거부(43)는 이 발명에 있어서의 제거수단에 상당한다.

FPD(3)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 그 검출면에는 방사선에 민감한 복수의 검출소자(d)를 2차원 매트릭스 모양으로 배열해 구성되어 있다. 검출소자(d)는, 피검체(M)를 투과한 방사선을 전자 신호로 변환해 일단 축적하고, 그 축적된 전기신호를 판독하는 것으로, 방사선을 검출한다. 각각의 검출소자(d)에서 각각 검출된 전기신호를, 전기신호에 따른 화소치로 변환하고, 검출소자(d)의 위치에 각각 대응한 화소에 그 화소치를 할당하는 것으로 방사선 화상을 출력하고, 화상처리부(4)의 분리부(41)(도 1을 참조)로 방사선 화상을 보낸다.

실제의 촬영 및 각 화상에 관한 데이터의 흐름에 대해 설명한다. 도시를 생략하는 촬영 버튼을 압하(押下)하는 것으로, 방사선원(2)으로부터 방사선을 발생시키고, 그 방사선을 피검체(M)를 향해서 조사하며, 그것에 연동하여 촬영을 개시한다. 발생한 방사선은 피검체(M)를 투과하고, 그리드(31)를 개입시켜 FPD(3)에 입사하는 것으로, FPD(3)는 방사선을 검출해 방사선 화상을 출력하고 촬영을 실시한다. 상술한 바와 같이, FPD(3)의 검출면 측에 그리드(31)을 배치하여 설치하고 있으므로, 방사선이 피검체(M)를 투과할 때에 발생한 산란 방사선을 그리드(31)가 제거한다.따라서, FPD(3)로부터 출력된 방사선 화상에는 그리드(31)의 영향에 의한 그리드상이 중첩하고 있다.

이 그리드상이 중첩한 방사선 화상을 화상처리부(4)의 분리부(41)로 보내고, 그리드상의 성분을 포함하는 그리드 화상과 그 외의 성분을 포함하는 비(非)그리드 화상으로, 분리부(41)는 방사선 화상을 분리한다. 본 실시예에서는, 성분의 분리에는 주파수 해석을 이용한다. 즉, 그리드상의 성분은, 어느 특정의 범위의 주파수대역을 가지는 주기적인 패턴인 것이 많기 때문에, 그리드상에 상당하는 특정의 주파수대역을 통과하는 대역통과필터 처리에 의해 성분을 분리한다.

그리드(31)가 정격(규격대로 설계된 그리드)의 경우에는, 기존의 정격의 그리드(31)의 그리드 밀도(D_g)와 같이 기존인 FPD(3)의 이미지 센서의 샘플링 피치(P_S) 및 샘플링 주파수(f_S)를 이용하면, 그리드에 관한 그리드 주파수 f_g를 f_g=P_S·D_g·f_S의 식에서 요구할 수 있다. 한편, 나이키스트(nyquist) 주파수 f_n는 샘플링 주파수 f_S의 1/2, 즉 f_n=f_S/2로 나타내진다. 표본화 이론보다, 만약 f_g>f_n라면, 그리드 주파수 f_g가 그리드상의 주파수이며, 만약 f_g=f_n라면, 2f_n-f_g(즉 f_S-f_g)가 그리드상의 주파수이다. 그리고, 대역통과필터 처리에 의해서 그리드상의 주파수만을 통과하고, 통과한 그리드상의 주파수 성분을 그리드 화상으로서 나머지의 주파수 성분을 비(非)그리드 화상으로서 방사선 화상을 분리한다.

그리드(31)가 정격이 아니고(즉 화상 전체에 걸쳐서 정상이 아니고), 상술한 바와 같이 화상 중앙부와 단부에서는 그리드 줄무늬의 주파수 대역이 다른 경우에는, 상술한 표본화 이론을 이용하지 않고, 그리드 화상과 비(非)그리드 화상을 공간 주파수 영역상에서 분리한다. 구체적으로는, 방사선 화상에 대해서 푸리에 변환하여 파워 스펙트럼을 구하고 파워 스펙트럼이 극대치를 나타내는 범위의 주파수 대역을, 그리드상의 주파수로 간주하는 것으로, 그리드 화상과 비(非)그리드 화상을 분리한다.

보다 구체적으로 설명한다. 방사선 화상의 종횡을 x방향, y방향으로서 각 화소치를 f(x,y)로 하면, 공간 주파수 영역 상에서의 푸리에 변환 후의 F(μ,ν)는 f(x, y)를 이용해 하기 (1)식과 같이 나타내진다.

F(μ,ν)=∑∑f(x, y)·e^- ^j2 ^{π(μx+νy)/N}...(1)

다만, 상기 (1)식 중의 j는 복소수이며, ∑는 y=0~N-1까지의 총합, x=0~N-1까지의 총합이다.

상기 (1)식에 의해서 방사선 화상 f(x,y)에 대해서 푸리에 변환된 공간 주파수 영역 상의 화상 F(μ,ν)는, 도 3(a)에 나타낸 대로이다. 즉, 도 3(a)는 방사선 화상 f(x,y)의 파워 스펙트럼을 가시화한 화상 F(μ,ν)이다. 도 3(a)의 화상을, 미리 설정한 소정의 크기의 블록으로 분할하고, 각각의 블록에 대해 블록 내의 스펙트럼 강도의 평균으로 치환한 스펙트럼 데이터를 도 3(b)에 나타낸다. 도 3(b)의 스펙트럼 데이터를 주사하고, 극대치를 나타내는 위치의 블록을 추출한 결과를 도 3(c)에 나타낸다. 도 3(c)에서는, 도 가운데 검은 칠로 나타낸 위치의 블록을, 극대치(極大値)로서 추출하고 있다.

(푸리에 변환 후의) 공간 주파수 영역상의 화상 F(μ,ν)는, 그리드의 영향이 없으면 도 3의 화상 중심으로부터 단부(端部)를 향해 강도(强度)가 단조(單調)로 감소한다. 만약, 단조로 감소하지 않고 극대치를 갖는 개소가 있으면, 그 개소(블록)가 그리드상의 주파수대역이라고 간주할 수 있다. 따라서, 도 3의 화상 중심으로부터 주사를 실시한다. 후술하는 그리드 화상의 강도 조정에 있어서의 「단조(單調)」와 동일하게, 본 명세서중에서는, 강도가 극값을 취하지 않고 변화하는 것을 「단조」라고 하고, 강도가 극값을 취해 변화하는 것을 「단조」가 아니라고 한다.

푸리에 변환된 성분을, 추출된 블록 위치에 상당하는 주파수대역의 성분(도 3(c) 중의 검은 칠의 블록)과 그 이외의 위치에 상당하는 주파수대역의 성분(도 3(c) 중의 흰색 부분)으로 대역통과필터 처리에 의해 분리하고, 각각에 대해 역푸리에 변환을 실시하여 화상화하는 것으로, 그리드 화상과 비(非)그리드 화상을 생성한다. 역푸리에 변환 후의 f(x, y)는, F(μ,ν)를 이용해 하기 (2)식과 같이 나타내진다.

f(x, y)=∑∑F(μ,ν)·e^j2 ^{π(μx+νy)/N}...(2)

다만, 상기(2) 식 중의 ∑는 ν=0~N-1까지의 총합, μ=0~N-1까지의 총합이다.

이와 같이, 그리드(31)가 정격의 경우에는, 표본화 이론에 의해서 그리드상의 주파수를 구하고, 그 그리드상의 주파수를 통과하는 대역통과필터 처리에 의해 화상 성분을 분리하고, 그리드(31)가 정격이 아닌 경우에는 푸리에 변환에 의한 공간 주파수 영역상에서 파워 스펙트럼이 극대치가 되는 블록 위치에 상당하는 주파수를 그리드상의 주파수로서 그 그리드상의 주파수를 통과하는 대역통과필터 처리에 의해 화상 성분을 분리하는 것으로, 그리드 화상과 비(非)그리드 화상을 공간 주파수 영역상에서 분리한다.

또한 분리의 수법에 대해서는, 상술한 내용으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 미리 설정한 소정의 값보다 큰 주파수대역과 그 이외의 주파수대역으로 분리하는 것으로, 그리드 화상과 비(非)그리드 화상을 분리해도 좋다. 또한, 상술한 바와 같은 그리드 화상과 비(非)그리드 화상을 공간 주파수 영역상에서 분리하는데 한정되지 않고, 그리드상이 중첩한 방사선 화상이 실공간상에서 주기적인 패턴이 되고 있는 것을 이용하여, 방사선 화상의 실공간상의 강도에 관한 프로파일에 관해서 삼각함수와 유사한 성분(예를 들면 정현파, 여현파, 그러한 곱·합 혹은 다른 함수와의 곱·합)을 추출하는 것으로써 화상 성분을 분리해도 좋다. 즉 방사선 화상의 실공간 상의 프로파일로서, 삼각함수와 유사한 성분을 이용하여, 그리드상에 직교하는(그리드상의 단면) 프로파일로부터 유사한 성분(극값)을 추출하고, 그 추출된 성분을 그리드 화상이라고 해도 좋다. 또한, 주파수 해석에 대해서도 푸리에 변환으로 한정되지 않고, 웨이브 렛(Wavelet) 변환이나 가보르 필터 등의 그 외의 주파수 해석을 이용해도 좋다. 분리부(41)에 의한 방사선 화상의 분리는, 이 발명에 있어서의 분리 공정에 상당한다.

분리부(41)로 생성된 그리드 화상과 비(非)그리드 화상을 조정부(42)로 보내는 것과 동시에, 비(非)그리드 화상만을 제거부(43)로 보낸다. 조정부(42)는, 비(非)그리드 화상으로부터 후술하는 조정 화상을 감산한 화상에 그리드 화상과 같은 성분이 포함되지 않게, 조정부(42)는 그리드 화상의 강도를 조정하여, 조정 화상을 생성한다.본 실시예에서는, 도 4의 플로우로 조정부(42)는 조정을 실시한다.

(스텝 S1) 극값

그리드 화상을, 그리드상과 직교하는 방향(그리드상의 단면 방향)으로 주사하고, 주목(注目) 화소의 강도가 극값을 나타내는 화소인지 아닌지를 조사한다. 구체적으로는, 그리드상에 직교하는(그리드상의 단면) 강도에 관한 프로파일에 대해서, 그리드 화상 및 비(非)그리드 화상 사이에서 비교한다. 도 5(a)는, 그리드 화상의 프로파일이며, 도 5(b)는 도 5(a)와 동일 위치에 있어서의 단조(單調)가 아닐 때의 비(非)그리드 화상의 프로파일이며, 도 5(c)는 도 5(a)와 동일 위치에 있어서의 단조 때의 비(非)그리드 화상의 프로파일이다.

(스텝 S2) 다음의 화소

도 5(a)에 나타내는 프로파일로, 주목 화소의 강도가 극값을 나타내는 화소가 아니면, 그리드상과 직교하는 방향에 따라서 다음의 화소로 진행된다. 그리고, 스텝 S1으로 돌아와, 극값을 나타내는 화소가 발견될 때까지, 스텝 S1, S2를 반복하고, 그리드상과 직교하는 방향을 따라 주사하게 된다.

(스텝 S3) 단조(單調)?

도 5(a)에 나타낸 프로파일로, 주목 화소의 강도가 극값을 나타내는 화소이면, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 강도가 극대 또는 극소를 나타내고 있는 위치(즉 그리드 화상의 그리드 위치)에 있어서, 비(非)그리드 화상이 국소적으로 단조로 변화하고 있는지 아닌지를 조사한다. 즉, 비(非)그리드 화상의 그리드 위치의 국소적인 강도 변화가 단조인가 아닌가를 조사한다. 비(非)그리드 화상이 국소적으로 단조로 변화하고 있는지 아닌지에 대해서는, 그리드 화상의 강도의 극대와 극소가 반전하는 위치(도 5(a) 중의 A,C)와 그 내부의 극값의 위치(도 5(a) 중의 B)에 각각 대응하는 점의 강도를 비교하는 것으로써 결정한다. 그리드 화상의 A,B,C점에 대응하는 비(非)그리드 화상을, 도 5(b), 도 5(c)에 나타내는 바와 같이 A',B',C'로 하면, A'의 강도 및 C'의 강도의 평균치와 B'의 강도를 비교하여, 소정의 범위를 넘는 차이가 있는 경우에는, 단조가 아니라고 판단한다.

도 5(b)에 나타낸 바와 같이 비(非)그리드 화상의 B'이 극값이 되고 있는 경우에는, A'의 강도 및 C'의 강도의 평균치와 B'의 강도와의 차분이, 소정의 범위를 넘고 있으므로, 단조가 아니라고 판단한다. 이 B'의 강도는, 그리드 화상의 B의 강도에 영향을 받아 극값이 되어 있다고 간주할 수 있다. 즉, 비(非)그리드 화상은, 분리부(41)에 의해서, 그리드상의 성분을 포함하는 그리드 화상으로부터 분리되어 있지만, 그리드 화상의 B의 강도에 영향을 받은 성분이 약간이지만 비(非)그리드 화상에 포함되어 있고 그것에 따라 비(非)그리드 화상의 그리드 위치의 국소적인 강도 변화가 단조가 아니라고 간주할 수 있다. 단조가 아니면 다음의 스텝 S4로 진행된다.

반대로, 도 5(c)에 나타낸 바와 같이, 비(非)그리드 화상의 B'이 극값이 되지 않은 경우에는, 강도가 작은 A'의 강도 및 강도가 큰 C'의 강도의 평균치가, A' 및 C'의 강도의 상쇄에 의해, 강도가 중간 정도의 B'의 강도와 다르지 않게 된다. 따라서, A'의 강도 및 C'의 강도의 평균치와 B'의 강도와의 차분이, 소정의 범위 내에 있어 단조라고 판단한다. 단조면 다음의 스텝 S4를 스킵하여 새로운 다음의 스텝 S5로 진행된다.

(스텝 S4) 조정

스텝 S3에서 비(非)그리드 화상의 그리드 위치의 국소적인 강도 변화가 단조가 아니라고 판단되었을 경우에는, 그리드 화상의 그리드 위치(즉 B)의 강도가, 비(非)그리드 화상의 그리드 위치(즉 B')의 국소적인 강도 변화(A'의 강도 및 C'의 강도의 평균치와 B'의 강도와의 차분)와 동일해지도록, 그리드 화상의 강도를 정수배로 조정한다.

(스텝 S5) 모든 화소?

스텝 S1~S4(혹은 단조면 스텝 S1~S3)를 1개의 주목 화소에 대해 실시해, 모든 화소에 대해 주사한지 아닌지를 조사한다. 모든 화소에 대해 주사했을 경우에는, 조정부(42)에 의한 그리드 화상의 강도 조정을 모든 화소에 대해 실시했다고 해서 일련의 조정을 종료한다. 모든 화소에 대해 주사하고 있지 않는 경우에는, 스텝 S1으로 돌아와, 모든 화소에 대해 실시할 때까지, 스텝 S1~S4(혹은 단조면 스텝 S1~S3)를 반복하고, 그리드상과 직교하는 방향에 따라서 주사하게 된다.

이와 같이, 스텝 S1~S5를 실시하는 것으로 일련의 조정을 종료한다. 또한 조정의 수법에 대해서는, 상술한 내용으로 한정되지 않는다. 비(非)그리드 화상의 그리드 위치의 국소적인 강도 변화가 단조인가 아닌가에 대해서 조사했지만, 그 이외에, 조정부(42)에 있어서, 비(非)그리드 화상을 평활화한 화상으로 작성하고, 그리드 화상의 그리드 위치(B)의 강도가, 비(非)그리드 화상의 그리드 위치(B')의 강도라고 상술한 평활화한 화상의 그리드 위치의 강도와의 차분과 동일해지도록, 조정부(42)가 그리드 화상의 강도를 조정하여, 조정 화상을 생성해도 좋다. 조정부(42)에 의한 그리드 화상의 강도 조정은, 이 발명에 있어서의 조정 공정에 상당한다.

조정부(42)에서 조정되어 생성된 조정 화상을 제거부(43)로 보내는 것과 동시에, 상술한 것처럼 분리부(41)에서 생성된 비(非)그리드 화상을 제거부(43)로 보낸다. 제거부(43)는, 비(非)그리드 화상으로부터 조정 화상을 감산하여, 그리드의 영향을 제거한 보정 화상을 생성한다. 제거부(43)에 의한 그리드의 영향의 제거는, 이 발명에 있어서의 제거 공정에 상당한다.

제거부(43)에서 제거되어 생성된 보정 화상을 표시부(5)로 보내고, 표시부(5)는 보정 화상을 표시 출력한다. 또한, 제거부(43)에서 제거되어 생성된 보정 화상을, RAM(Random-Access Memory) 등으로 대표되는 기억 매체에 기록하여 기억시키고, 적당히 필요에 따라서 판독해도 좋고, 프린터 등으로 대표되는 인쇄 수단으로 인쇄 출력해도 좋다.

본 실시예와 관련되는 방사선 화상처리장치에 의하면, 그리드(31)에 의한 그리드상의 성분을 포함하는 그리드 화상과 그 외의 성분을 포함하는 비(非)그리드 화상으로, 분리부(41)는 방사선 화상을 분리하고, 비(非)그리드 화상에 근거해 그리드 화상의 강도를 실공간상에서 조정부(42)는 조정하여, 조정 화상을 생성한다. 그리고, 비(非)그리드 화상으로부터 조정 화상을 제거부(43)는 감산하여, 그리드의 영향을 제거한 보정 화상을 생성한다. 이와 같이 피검체(M)를 개입시켜 촬영된 방사선 화상을 이용해 보정 화상을 생성하므로, 그리드상 제거를 위한 기준이 되는 보정용 화상을, 피검체(M)를 개입시키지 않고, 그리드(31)를 개입시켜 미리 촬영할 필요가 없고, 1회의 촬영으로 각 화상을 취득할 수 있어 촬영 환경이나 조건 등을 완전하게 일치시킬 필요가 없어 제약도 없다. 또한, 피검체(M)를 개입시켜 촬영된 방사선 화상을 그리드 화상과 비(非)그리드 화상으로 분리하고, 비(非)그리드 화상에 근거해 그리드 화상의 강도를 실공간상에서 조정하여, 보정 화상을 생성하므로, 조정에 의한 그리드 화상의 각 화소로의 강도에 의해 각 화소의 불균형(예를 들면, FPD(3)의 이미지 센서의 감도의 불균형이나 보정의 불균형 등)을 고려하고 있어, 정밀도가 높은 보정 처리를 실현할 수 있다. 그 결과, 그리드 보정을 위한 데이터를 미리 취득하지 않고 1회의 촬영으로 정밀도가 높은 보정 처리를 실현할 수 있다.

본 실시예에서는, 그리드(31)가 정격이 아닌 경우에는, 분리부(41)는 그리드 화상과 비(非)그리드 화상을 공간 주파수 영역 상에서 분리하고 있다. 공간 주파수 영역 상에서 분리하는 것으로 그리드상의 성분과 그 외의 성분을 보다 확실히 분리할 수 있다. 물론, 방사선 화상의 실공간상의 강도에 관한 프로파일에 관해서 삼각함수와 유사한 성분을 추출하는 변형 실시에서도 서술한 것처럼, 그리드 화상과 비(非)그리드 화상을 실공간상에서 분리해도 좋다.

분리부(41)는, 방사선 화상에 있어서의 주기적인 패턴을 추출하는 것으로써 화상 성분을 분리한다. 상술한 것처럼 그리드상의 성분은, 어느 특정의 범위의 주파수대역을 가지는 주기적인 패턴인 것이 많기 때문에, 그리드상에 상당하는 특정의 주파수 대역을 통과하는 대역통과필터 처리에 의해 화상 성분을 분리하는 것이 바람직하다.

비(非)그리드 화상에 근거해 그리드 화상의 강도를 실공간상에서 조정할 때, 비(非)그리드 화상으로부터 조정 화상을 감산한 화상에 그리드 화상과 같은 성분이 포함되지 않게, 조정부(42)는 그리드 화상의 강도를 조정하여, 조정 화상을 생성한다.구체적으로는, 비(非)그리드 화상의 그리드 위치의 국소적인 강도 변화가 단조가 아닐 때에, 그리드 화상의 그리드 위치의 강도가, 비(非)그리드 화상의 그리드 위치의 국소적인 강도 변화와 동일해지도록, 조정부(42)는 그리드 화상의 강도를 조정하여 조정 화상을 생성한다. 이와 같이 조정하는 것으로, 비(非)그리드 화상으로부터 조정 화상을 감산한 화상(즉 보정 화상)에 그리드 화상과 같은 성분이 포함되지 않게 되어, 보다 정밀도가 높은 보정을 실현할 수 있다.

이 발명은, 상기 실시 형태에 한정될 것은 없고, 아래와 같이 변형 실시할 수 있다.

(1) 상술한 실시예에서는, 방사선으로서 X선을 예로 채용하여 설명했지만, X선 이외의 방사선(예를 들면 γ선 등)에 적용해도 좋다.

(2) 상술한 실시예에서는, 방사선 화상처리장치는, 의료용 등에 이용되는, 도 1에 나타내는 천판(1)에 피검체를 재치하고 촬영을 실시하는 구조였지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 공업용 등에 이용되는 비파괴 검사장치와 같이 피검체(이 경우에는 검사의 대상물이 피검체)를 벨트상에 운반시켜서 촬영을 실시하는 구조여도 좋고, 의료용 등에 이용되는 X선 CT 장치 등과 같은 구조여도 좋다. 또한, 촬영을 실시하는 장치를 외부 장치로서 별개의 장치로 구성하여, 분리수단과 조정수단과 제거수단만을 단순히 구비한 장치여도 좋다.

(3) 그리드상이 나타나기 쉬운 것은, 화소에 각각 대응해서 배치된 검출 소자로 구성된 플랫 패널형 방사선 검출기(FPD)와 같은 이미지 센서를 이용했을 경우이다. 따라서, 이 발명이 FPD에 적용하는 것으로, 정밀도가 높은 보정을 실현할 수 있고, 특히 유용하지만, 이미지 센서는 FPD로 한정되지 않는다. 통상 이용되는 이미지 센서이면, 이 발명은 적용할 수 있다.

4 화상 처리부
31 그리드
41 분리부
42 조정부
43 제거부

Claims

산란 방사선을 제거하는 그리드를 개입시켜 촬영된 방사선 화상을 처리하는 방사선 화상처리장치로서,
상기 그리드에 의한 그리드상의 성분을 포함한 그리드 화상과 그 외의 성분을 포함한 비(非)그리드 화상으로 상기 방사선 화상을 분리하는 분리수단과, 상기 비(非)그리드 화상에 근거해 상기 그리드 화상의 강도를 실공간상에서 조정하여 조정 화상을 생성하는 조정수단과, 상기 비(非)그리드 화상으로부터 상기 조정 화상을 감산하여 그리드의 영향을 제거한 보정 화상을 생성하는 제거수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 방사선 화상처리장치.
제1항에 있어서,
상기 분리수단은 상기 그리드 화상과 비(非)그리드 화상을 공간 주파수 영역 상에서 분리하는 것을 특징으로 하는 방사선 화상처리장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 분리수단은 상기 방사선 화상에 있어서의 주기적인 패턴을 추출하는 것으로써 화상 성분을 분리하는 것을 특징으로 하는 방사선 화상처리장치.
제3항에 있어서,
상기 분리수단은, 특정의 주파수 대역을 통과하는 대역통과필터 처리에 의해 화상 성분을 분리하는 것을 특징으로 하는 방사선 화상처리장치.
제3항에 있어서,
상기 분리수단은, 상기 방사선 화상의 실공간상의 강도에 관한 프로파일에 관해서 삼각함수와 유사한 성분을 추출하는것으로써 화상 성분을 분리하는 것을 특징으로 하는 방사선 화상처리장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비(非)그리드 화상으로부터 상기 조정 화상을 감산한 화상에 상기 그리드 화상과 같은 성분이 포함되지 않게, 상기 조정수단은 그리드 화상의 강도를 조정하여 조정 화상을 생성하는 것을 특징으로 하는 방사선 화상처리장치.
제6항에 있어서,
상기 비(非)그리드 화상의 그리드 위치의 국소적인 강도 변화가 단조(單調)가 아닐 때에, 상기 그리드 화상의 그리드 위치의 강도가, 비(非)그리드 화상의 그리드 위치의 국소적인 강도 변화와 동일해지도록, 상기 조정수단은 그리드 화상의 강도를 조정하여 조정 화상을 생성하는 것을 특징으로 하는 방사선 화상처리장치.
제6항에 있어서,
상기 그리드 화상의 그리드 위치의 강도가, 상기 비(非)그리드 화상의 그리드 위치의 강도와 비(非)그리드 화상을 평활화한 화상의 그리드 위치의 강도와의 차분(差分)에 동일해지도록, 상기 조정수단은 그리드 화상의 강도를 조정하여 조정 화상을 생성하는 것을 특징으로 하는 방사선 화상처리장치.
산란 방사선을 제거하는 그리드를 개입시켜 촬영된 방사선 화상의 처리를 컴퓨터에 실행시키기 위한 방사선 화상처리 프로그램으로서,
상기 그리드에 의한 그리드상의 성분을 포함한 그리드 화상과 그 외의 성분을 포함한 비(非)그리드 화상으로 상기 방사선 화상을 분리하는 분리 공정과,
상기 비(非)그리드 화상에 근거해 상기 그리드 화상의 강도를 실공간상에서 조정하여 조정 화상을 생성하는 조정 공정과,
상기 비(非)그리드 화상으로부터 상기 조정 화상을 감산하여 그리드의 영향을 제거한 보정 화상을 생성하는 제거 공정을 구비하고, 이러한 공정으로의 처리를 컴퓨터에 실행시키는 것을 특징으로 하는 방사선 화상처리 프로그램.