JP2010249621A

JP2010249621A - ２次元画像検出装置

Info

Publication number: JP2010249621A
Application number: JP2009098545A
Authority: JP
Inventors: Shinya Hirasawa; 伸也平澤
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2009-04-15
Filing date: 2009-04-15
Publication date: 2010-11-04

Abstract

【課題】診断に障害となるアーチファクトの生起がなく歩留まりが向上した２次元画像検出装置の供給を可能にする。
【解決手段】２次元画像検出装置２の良否を判定する基準である判定欠陥画素数および判定欠陥サイズの値について、頻繁に診断に使用される画像中央部より使用頻度の少ない画像周辺部で大きな値とすることにより、歩留まりを良好に維持すると同時にアーチファクトの生起がない２次元画像検出装置２の供給が可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線等の放射線、可視光、赤外光等の電磁波情報に基づいて画像を検出する２次元画像検出装置に関し、特に２次元画像検出装置の良否判定手段に関する。

近年、電磁波情報を電荷情報に変換する変換層を半導体で構成した２次元画像検出装置が開発されている。該変換層は、２次元の行列状に配置されたＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で構成されるアクティブマトリックス基板の上に例えばアモルファス・セレン膜を蒸着して形成され、Ｘ線情報を電荷情報に変換するＸ線変換層として機能する。従来の２次元画像検出装置は、該Ｘ線変換層とアクティブマトリックス基板等で構成され、例えばＸ線診断装置で被検者を透過したＸ線の画像を検出するフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）として使用されている。

図６はＦＰＤ３の概略構成を示す図であり、Ｘ線変換層で生じた電荷を読み出す電荷読み出し回路の概略を示す図である。図６において、アクティブマトリックス基板を構成するＴＦＴガラス３０には、上面に図示しないＸ線変換層が形成され、各画素に対応して画素電極３１が２次元マトリックス状配列で形成されている。電荷読み出し回路は、蓄積容量３２Ａやスイッチング素子としてのＴＦＴスイッチ３２Ｂおよび電気配線３２ａ、３２ｂなどからなり、各画素電極３１ごとに１個の蓄積容量３２ＡとＴＦＴスイッチ３２Ｂが配備されている。また、ＴＦＴガラス３０の電荷読み出し回路の後段にはゲートドライバ３５と電荷を電圧に変換する増幅器３６およびマルチプレクサ３７に加えてＡ／Ｄ変換器３８が別デバイスとしてＴＦＴガラス３０とは別体の外付けの形式で配備接続されている。

被検者を透過したＸ線像がＸ線変換層に投影され、像の濃淡に比例した電荷信号がＸ線変換層内に発生する。該電荷信号は画素電極３１を介して蓄積容量３２Ａに収集され、ＴＦＴスイッチ３２Ｂを経由して外部に画像信号として読み出される。

Ｘ線変換層およびＴＦＴガラス３０には製造プロセス等において欠陥画素を生起することがある。該欠陥画素を放置して画像信号を読み出した場合、画像上のアーチファクトとなり診断に重大な障害を生じるため、欠陥画素を補間する手法が提案されている（特許文献１、２参照）。

特開２００６−４９９３９号公報特開２００６−２８０８５３号公報

しかし、多数の欠陥画素、あるいは大きな欠陥領域が存在する場合は補間処理を行っても診断に重大な障害を生じる恐れがあるアーチファクトを発生する場合がある。該アーチファクトの発生を防止するために、欠陥画素数あるいは欠陥画素の集合体の大きさが一定量を超える場合には当該２次元画像検出装置は不良品と判定される。このため製造プロセスの状態によっては歩留まりが悪くなることがある。

本発明は、フラットパネル型Ｘ線検出部と、前記フラットパネル型Ｘ線検出部の欠陥画素を抽出し補間する欠陥画素補間処理部を備えた２次元画像検出装置において、前記抽出された欠陥画素数と判定欠陥画素数を比較し、あるいは／および前記抽出された欠陥画素の集合体の大きさと判定欠陥サイズを比較し前記フラットパネル型Ｘ線検出部の良否を判定する良否判定手段を備えるものである。さらに本発明は、前記判定欠陥画素数および判定欠陥サイズが画像中央部と画像周辺部で異なる値である。したがって、歩留まりが向上しかつ診断に障害を与えない２次元画像検出装置の供給が可能である。

頻繁に診断に使用される画像中央部と使用頻度の少ない画像周辺部で良否を判定する基準である判定欠陥画素数および判定欠陥サイズを異なる値とすることにより、診断に障害となるアーチファクトの生起がなく歩留まりが向上した２次元画像検出装置の供給が可能である。

本発明の実施例による２次元画像検出装置の概略構成を示す図である。本発明の実施例による２次元画像検出装置の応用例を示す図である。本発明の実施例による２次元画像検出装置の画像中央部と画像周辺部を示す図である。本発明の実施例による２次元画像検出装置の操作、動作の概要を示す図である。変形例による２次元画像検出装置の画像中央部と画像周辺部を示す図である。ＦＰＤの概略構成を示す図である。

本発明による２次元画像検出装置は、ＦＰＤと、欠陥画素を抽出し補間する欠陥画素補間処理部と、２次元画像検出装置の良否を判定する良否判定部で構成される。

本発明による２次元画像検出装置を一般撮影に使用する場合には、例えば検出領域４３２ｍｍ×４３２ｍｍを有するＦＰＤの画像中央部を、前記検出領域の中央に位置させたＸ線フィルム（縦４３２ｍｍ、横３５６ｍｍ）相当部分と定義し、画像周辺部を画像中央部の両側部分と定義する。

本発明の実施例について図１〜図４を参照して説明する。図１は、本発明の実施例による２次元画像検出装置２の概略構成を示す図である。図２は、本発明の実施例による２次元画像検出装置２の応用例を示す図である。図３は、本発明の実施例による２次元画像検出装置２の画像中央部と画像周辺部を示す図である。図４は、本発明の実施例による２次元画像検出装置２の操作、動作の概要を示す図である。

本発明の実施例による２次元画像検出装置２は、図１に示すとおり、２次元のＸ線情報を画像信号に変換して出力するＦＰＤ３と、画像信号から欠陥画素を抽出し周辺の正常な画素値で補間する欠陥画素補間処理部４と、画像中央部における良否判定結果と画像周辺部における良否判定結果から画像全体の良否を判定する良否判定部５で構成される。ＦＰＤ３はフラットパネル型Ｘ線検出部を構成する。

本発明の実施例による２次元画像検出装置２は、例えば一般Ｘ線撮影装置に応用される。該一般Ｘ線撮影装置は、図２に示すとおり、Ｘ線を曝射するＸ線管１と、該Ｘ線管１を制御するＸ線管制御部７と、２次元画像検出装置２と、Ｘ線画像を生成する画像処理部６と、２次元画像検出装置２を構成するＦＰＤ３を制御するＦＰＤ制御部８等で構成される。被検者ＭはＦＰＤ３に近接してＸ線管１との間に載置され、被検者ＭのＸ線透過像が撮影される。なお図２において図１と同じ符号で示す部品は図１と同じものなので説明は省略する。

ＦＰＤ３の構成は、背景技術の項で図６を参照して説明したとおりである。ＦＰＤ３の検出領域（入力面サイズ）は図３に示すとおり例えば４３２ｍｍ×４３２ｍｍであり、画素数は２８８０ピクセル×２８８０ピクセルである。２次元マトリックス状に配列されている各画素の位置は座標（ｉ、ｊ）で示され、ｉ、ｊともに１〜２８８０の整数である。画像中央部は幅３５６ｍｍの帯状部分（大きさがＸ線フィルムと同一）であり、ｉ＝２５３〜２６２７、ｊ＝１〜２８８０の画素で構成される。画像周辺部は画像中央部の両側の部分であり、ｉ＝１〜２５２、および２６２８〜２８８０、ｊ＝１〜２８８０の画素で構成される。

欠陥画素補間処理部４は、画像信号から欠陥画素を抽出する欠陥画素抽出部４１と、欠陥画素の位置情報を欠陥情報Ｋ（ｉ、ｊ）として記憶する欠陥情報記憶部４２と、記憶されている欠陥画素位置の画素値を周辺の正常な画素値で補間修正する補正部４３で構成される。なお、欠陥画素補間処理部４の構成は公知の技術であり、本発明とは特に関係ないのでこれ以上の説明は省略する。

良否判定部５は、画像中央部における欠陥画素数および欠陥画素の集合体の最大サイズより画像中央部の良否を判定する中央部良否判定部５１と画像周辺部における欠陥画素数および欠陥画素の集合体の最大サイズより画像周辺部の良否を判定する周辺部良否判定部５２と画像全体の良否を判定する総合判定部５３で構成される。

本発明の実施例による２次元画像検出装置２について、良否判定のための操作、動作等を図４を参照して説明する。ステップ（以下動作順の番号の前に「Ｓ」の符号を付す）１において、操作者は図示しない操作部を介して欠陥画素抽出部４１に対して欠陥画素の抽出と装置の良否判定動作開始の指令を送信する。欠陥画素抽出部４１は公知の欠陥画素の抽出手法、例えばリーク電流（暗電流）量が異常な画素を検出して欠陥画素とする手法等により、欠陥画素を抽出する。Ｓ２において、欠陥情報記憶部４２は抽出された前記欠陥画素の位置情報を欠陥情報Ｋ（ｉ、ｊ）として記憶する。

Ｓ３において、中央部良否判定部５１は欠陥情報記憶部４２に記憶されている欠陥情報Ｋ（ｉ、ｊ）の内、ｉ＝２５３〜２６２７、ｊ＝１〜２８８０に含まれる欠陥情報Ｋ（ｉ、ｊ）を計数し画像中央部における欠陥画素数ＮＫＣを得る。Ｓ４において、中央部良否判定部５１は保存している判定欠陥画素数ＮＬＣと前記欠陥画素数ＮＫＣを比較し、ＮＫＣ＜ＮＬＣであればＳ５に進み、ＮＫＣ≧ＮＬＣであればＳ１２へ進む。

Ｓ５において、中央部良否判定部５１はＳ３で計数された欠陥情報Ｋ（ｉ、ｊ）の内、欠陥画素が隣接して構成される欠陥画素の集合体を抽出し、該抽出された集合体の中から、構成する欠陥画素数が最多な集合体を検索する。該集合体の欠陥画素数を最大サイズＭＫＣとする。Ｓ６において、中央部良否判定部５１は保存している判定欠陥サイズＭＬＣと最大サイズＭＫＣを比較し、ＭＫＣ＜ＭＬＣであればＳ７に進み、ＭＫＣ≧ＭＬＣであればＳ１２へ進む。

Ｓ７において、周辺部良否判定部５２は欠陥情報記憶部４２に記憶されている欠陥情報Ｋ（ｉ、ｊ）の内、ｉ＝１〜２５２、および２６２８〜２８８０、ｊ＝１〜２８８０に含まれる欠陥情報Ｋ（ｉ、ｊ）を計数し画像周辺部における欠陥画素数ＮＫＡを得る。Ｓ８において、周辺部良否判定部５２は保存している判定欠陥画素数ＮＬＡと前記欠陥画素数ＮＫＡを比較し、ＮＫＡ＜ＮＬＡであればＳ９に進み、ＮＫＡ≧ＮＬＡであればＳ１２へ進む。ただし、ＮＬＡ＞ＮＬＣである。

Ｓ９において、周辺部良否判定部５２はＳ７で計数された欠陥情報Ｋ（ｉ、ｊ）の内、欠陥画素が隣接して構成される欠陥画素の集合体を抽出し、該抽出された集合体の中から、構成する欠陥画素数が最多な集合体を検索する。該集合体の欠陥画素数を最大サイズＭＫＡとする。Ｓ１０において、周辺部良否判定部５２は保存している判定欠陥サイズＭＬＡと最大サイズＭＫＡを比較し、ＭＫＡ＜ＭＬＡであればＳ１１に進み、ＭＫＡ≧ＭＬＡであればＳ１２へ進む。ただし、ＭＬＡ＞ＭＬＣである。

Ｓ１１において、総合判定部５３は２次元画像検出装置２が良品であると判定し、図示しない表示器に「良品」を表示し、良否判定動作を終了する。Ｓ１２において、総合判定部５３は２次元画像検出装置２が不良品であると判定し、図示しない表示器に「不良品」を表示し、良否判定動作を終了する。

本発明は以上の構成であるから、２次元画像検出装置２の良否を判定する基準である判定欠陥画素数および判定欠陥サイズの値について、頻繁に診断に使用される画像中央部より使用頻度の少ない画像周辺部で大きな値とすることにより、診断に障害となるアーチファクトの生起がなく歩留まりが向上した２次元画像検出装置２の供給が可能である。

図に示す実施例では、図３に示すとおり画像中央部が帯状の長方形であるが、図５に示すように画像周辺部に囲まれた正方形あるいは長方形でも本発明は適用可能であり、検出領域の縦横の長さにも制限はない。２次元画像検出装置２の応用例として医用Ｘ線撮影装置を挙げたが、Ｘ線非破壊検査装置にも応用可能である。また実施例では、２次元画像検出装置２はＸ線画像の検出装置であるが、可視光の画像の検出装置にも本発明は適用可能である。上述のとおり本発明は図示例に限定されるものではなく種々の変形例を包含する。

本発明は、Ｘ線等の放射線、可視光、赤外光等の電磁波情報に基づいて画像を検出する２次元画像検出装置に関し、特に２次元画像検出装置の良否判定手段に利用の可能性がある。

１Ｘ線管
２２次元画像検出装置
３ＦＰＤ
４欠陥画素補間処理部
５良否判定部
６画像処理部
７Ｘ線管制御部
８ＦＰＤ制御部
３０ＴＦＴガラス
３１画素電極
３２Ａ蓄積容量
３２ａ電気配線
３２ＢＴＦＴスイッチ
３２ｂ電気配線
３５ゲートドライバ
３６増幅器
３７マルチプレクサ
３８Ａ／Ｄ変換器
４１欠陥画素抽出部
４２欠陥情報記憶部
４３補正部
５１中央部良否判定部
５２周辺部良否判定部
５３総合判定部
Ｍ被検者

Claims

フラットパネル型Ｘ線検出部と、前記フラットパネル型Ｘ線検出部の欠陥画素を抽出し補間する欠陥画素補間処理部を備えた２次元画像検出装置において、前記抽出された欠陥画素数と判定欠陥画素数を比較し、あるいは／および前記抽出された欠陥画素の集合体の大きさと判定欠陥サイズを比較し前記フラットパネル型Ｘ線検出部の良否を判定する良否判定手段を備えることを特徴とする２次元画像検出装置。
前記判定欠陥画素数および判定欠陥サイズが画像中央部と画像周辺部で異なる値であることを特徴とする請求項１記載の２次元画像検出装置。