JPH11501487A

JPH11501487A - 補正ユニットを有する画像ピックアップ装置を含むｘ線検査装置

Info

Publication number: JPH11501487A
Application number: JP9524134A
Authority: JP
Inventors: ヨハネスコルネリスブルインス，アントニウス
Original assignee: フィリップスエレクトロニクスエヌベー
Priority date: 1995-12-27
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 1999-02-02
Also published as: EP0812506A1; US5778044A; WO1997024868A1

Abstract

(57)【要約】Ｘ線検査装置（１）はＸ線画像から光学画像を得るＸ線画像贈倍器（５）を含む。光学画像は暗画像信号を形成し、光学画像からテスト画像信号を得るよう配置される補正ユニット（１０）を含む画像ピックアップ装置（６）によりピックアップされる。補正値はテスト画像信号及び暗画像信号に基づき得られる。補正ユニット（１０）は暗画像信号を形成し、光学画像から一以上のテスト画像信号を得、該テスト画像信号及び暗画像信号から補正値を得るよう配置される暗画像信号は画像センサ（７、８）上に入射する光がない状態でピックアップされる。テスト画像信号はそれぞれの利得値により増幅された光学画像の輝度値を表す信号レベルを有する。

Description

【発明の詳細な説明】補正ユニットを有する画像ピックアップ装置を含むＸ線検査装置本発明はＸ線画像から光学画像を得るＸ線検出器と、光学画像から画像信号を得る画像ピックアップ装置と、補正値により画像信号を補正する補正ユニットとを含むＸ線検査装置に関する。本発明はまた画像ピックアップ装置は光学画像の副画像から電子副画像信号を得る一以上の画像センサと、電子副画像信号に基づいて複合画像に対する電子画像信号を形成する結合ユニットと、補正値及び電子副画像信号から副画像の補正された輝度値を得る補正ユニットとを含むＸ線検査装置に関する。本発明はまた電子画像信号は画像センサにより光学画像から得られ、補正された輝度値は電子画像信号及び補正値から得られる電子画像信号を補正する方法又は、副画像信号は一以上の画像センサにより光学画像の副画像から得られ、補正された輝度値は電子副画像信号及び補正値から得られる電子画像信号を補正する方法に関する。この種のＸ線検査装置、画像ピックアップ装置及び方法は欧州特許明細書ＥＰ０５６２６５７から知られている。知られているＸ線装置はＸ線源及びＸ線画像増倍器を含み、それに画像ピックアップ装置が光学的に結合される。Ｘ線源は例えば検査される患者である対象を照射するためにＸ線ビームを出射し、それによりＸ線画像を形成する。Ｘ線画像はＸ線画像増倍器の入射窓上に形成され、Ｘ線画像増倍器の出射窓上の光学画像に変換される。光学画像は画像ピックアップ装置によりピックアップされ、電子画像信号に変換される。知られているＸ線検査装置の画像ピックアップ装置の補正ユニットは光学画像内のそれぞれの画素に対して、電子画像信号の信号レベルに問題の画素に関する減衰係数の逆数を乗算することにより補正された輝度値を形成するように配置されている。逆数は補正値のように作用する。知られているＸ線装置では減衰係数は均一な対象の画像を形成し、均一な対象の画像内の問題の画素の輝度値と該画像の最大輝度値との比としてそれぞれの画素に対して減衰係数を得ることにより得られる。知られているＸ線検査装置では輝度値を表す信号レベルはＤＣ成分を含むという事実が補正値を抽出することに対して考慮されていない。ＤＣ成分に比べて補正値の変動が小さいとき補正値は正確に決定されない。更にまたＤＣ成分で就中例えば温度の変動により、用いられる画像センサの暗電流寄与により引き起こされる変動が生ずる。Ｘ線検査装置の補正ユニットにより供給される補正値が不正確さを有する故に該補正値に基づいて得られる補正された輝度値により補正される画像の診断的品質を劣化させる攪乱がなお生ずる。そのような攪乱の故に小さな腫瘍又は検査される患者の解剖学的な他の異常の画像のような特に低コントラストの細部が画像内で適切に識別されない。それぞれの画像センサの信号レベル間の望ましくない差はＸ線検査装置又は画像ピックアップ装置の設定に依存して見いだされており、補正値の単一の組のみが利用可能な場合には高診断品質の画像を表す電子画像信号はそれぞれの設定で形成され得ない。知られているＸ線検査装置の更なる実施例では出射スクリーンから出射する光は部分的に透明な鏡を含むビーム分割器を介してそれぞれの画像センサによりピックアップされる２つの副画像に分割される。知られている画像ピックアップ装置のこの実施例は２つの固体画像センサを含み、それぞれは複数の光感応素子からなる。画像センサは一つの画像センサの光感応素子によりピックアップされた光学画像の画像要素が他の画像センサの光感応素子間の中間の部分にマップされるような方法で配置される。画像センサの各々は副画像をピックアップし、電子副画像信号を電子副画像信号から複合画像用の電子副画像信号を形成する結合ユニットに印加する。例えば複合画像は奇数画像ラインは一のセンサによりピックアップされ偶数画像ラインは他のセンサによりピックアップされる。あるいは複合画像を形成する方法は複合画像の画素としてそれぞれの画像センサによりピックアップされた画像素子を交互に選択しても良い。複合画像はそれぞれの副画像よりもより高い空間解像度を有する。該信号レベルが光学画像内の実質的に同じ画像情報と関係している場合ですらそれぞれの副画像信号の信号レベルが異なる故の複合画像内の攪乱に対処するために知られている画像ピックアップ装置は補正ユニットを有する。補正ユニットは複合画像の補正された輝度値を形成するために副画像の輝度値を表す副画像信号の信号レベルに補正値を乗算する。複合画像は高い診断品質を有する。何故ならば例え低コントラストであっても細部が適切に見えるようにそれを再現可能であるからである。補正ユニットはそれぞれの画像センサの感度間の差及びそれぞれの副画像内の口径食の差を補正する。知られている画像ピックアップ装置は例えばメモリ内に記憶される所定の補正値を用いる。補正値は副画像信号の信号レベルが比較的大きなＤＣ成分を有するときに特に不正確である。それぞれの画像センサの信号レベル間の望ましくない差はＸ線検査装置又は画像ピックアップ装置の設定に依存することが見いだされ、それにより補正値の単独の組のみが利用可能な場合にはそれぞれの設定に対する高い診断品質の複合画像を形成することは不可能である。知られているＸ線装置はそれぞれの設定に対して利用可能な補正値の別の組を有する。例えば画像ピックアップ装置のダイヤフラム設定に基づいて選択された補正値のそれぞれの組はメモリに記憶される。しかしながら知られているＸ線検査装置では電子副画像信号の信号レベル間の望ましくない差は複合画像の攪乱に対処するために常に回避できるわけではない。何故ならば記憶可能な補正値の組の数は多いが、なお制限されざるを得ないからである。従って知られている補正ユニットが攪乱なしに複合画像を形成するために適切な補正された輝度値を得ることがうまくゆかないという状況が生ずる。本発明の目的はそれにより知られているＸ線検査装置により得られる補正値より正確な補正値が得られる補正ユニットを有する画像ピックアップ装置を含むＸ線検査装置を提供することにある。本発明の更なる目的は画像が形成される環境が変化するときに維持されるそれぞれの副画像信号の信号レベル間の望ましくない差を補正することを可能にする画像ピックアップ装置を含むＸ線検査装置を提供することにある。この目的は画像ピックアップ装置は暗画像信号（Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃）を形成するよう配置され、補正ユニットは光学画像から一以上のテスト画像信号（Ｉ₄，Ｉ₅ ，Ｉ₆）を得、該テスト画像信号及び暗画像信号から補正値を得ることを特徴とする本発明によるＸ線検査装置により達成される。暗画像信号は画像センサに入射する光のない場合にピックアップされる。暗画像信号の信号レベルは就中画像センサ内の熱雑音を表す。テスト画像信号の信号レベルはそれぞれの増幅率に対する光学画像の輝度値を表す。補正値を得るために暗画像信号はテスト画像信号の信号レベルのシフトを補正するために用いられる。シフトはテスト画像信号のＤＣ成分又は”オフセット”であり、光学画像の輝度から独立である。このオフセットを補正値を決定するのに考慮に入れることによりより正確な結果が特にオフセットが光学画像内のそれぞれの位置に対する補正値間の差に関して大きい場合に補正値に対して得られる。更にまた補正値を得るための暗画像信号の使用の結果としてオフセット内の変動が補正される。これらの変動は例えば画像センサの暗電流の寄与での変動を引き起こす温度変動により引き起こされる。暗画像信号は電子画像信号が得られるのと同じ環境（画像センサの露出を除く）で可能な限り形成される故にそのような変動はよりよく補正される。暗画像信号は好ましくは電子画像信号を抽出する直前又は直後に形成される。補正された輝度値が例えば補正された電子画像信号の信号レベルとして用いられる。補正された電子画像信号を用いて補正された輝度値により形成された画像は例えばモニタに補正された電子画像信号を印加することにより表示される。補正値が光学画像の輝度値に基づいて得られる故に補正された輝度値がそれらが光学画像又はＸ線画像内の同じ輝度値と実質的に関係する限り実質的に同じ値を有することが達成される。光学画像が変化するときに必要ならば補正値は光学画像の変化された輝度値に基づいて補正された輝度値を得るために適応され、この補正された輝度値は再び実質的に同じ画像情報に関する限り変化された条件で実質的に同じ値を有する。光学画像は例えばＸ線源又は画像ピックアップ装置のダイヤフラムの設定が変化する故に、又は画像情報が例えば呼吸又は心臓の脈動により変化する故に変化する。本発明によるＸ線検査装置の好ましい実施例は補正ユニットはオフセット補正値を一以上のテスト画像信号及び暗画像信号から得るよう配置され、このオフセット補正値は電子画像信号の最小信号レベルとゼロレベルとの間の差を表すことを特徴とする。ゼロレベルに対して暗画像信号の所定の基準レベル又は、例えば平均信号レベル又は最小信号レベルが選択可能である。オフセット補正値は補正された輝度値内の電子画像信号の信号レベルのオフセットを補正する。該補正された輝度値により構成された画像の輝度は電子画像信号の信号レベルのオフセット又はオフセットの変動により攪乱されない。光学画像の副画像から電子副画像信号を得る一以上の画像センサを含む画像ピックアップ装置がまた用いられる。この画像ピックアップ装置は該副画像信号に基づいて複合画像に対する電子画像信号を構成する。ゼロレベルに対して一つの電子副画像信号の最小信号レベルが選択されうる。オフセット補正値はそれらが実質的に同じ画像情報に関係し、光学画像の輝度と独立である限り電子副画像信号の信号レベル間の差を補正するために用いられる。そのような光学画像の輝度と独立である差はオフセット差と称される。オフセット差は該差が例えばＸ線検査装置の設定の関数として変化した場合でさえテスト画像信号及び暗画像信号から得られるオフセット補正値により補正される。オフセット差は一般的に画像センサの温度に依存する。これはオフセット差の主な原因がそれぞれの画像センサの温度依存暗電流間の差からなるからである。本発明によるＸ線検査装置の更に好ましい実施例は補正ユニットは利得補正値をテスト画像信号及び暗画像信号から得るよう配置され、この利得補正値は電子画像信号の信号レベルの基準値に対する比を表すことを特徴とする。基準値は例えば光学画像の所定の部分（通常は中心部分）の平均輝度値である；この場合には好ましくは均一なテスト対象の画像が補正値を得るために用いられる。利得補正値が暗画像信号により決定される故により正確な結果が知られたＸ線画像検査装置に比べて補正値に対して得られる。結果は利得補正値の変動が電子画像信号のオフセットに関して小さいときに特により正確である。該正確な補正値は補正された輝度値が攪乱が実質的に打ち消された場合に得られることを可能にする。光学画像又はＸ線画像内の画像情報に関係しない補正輝度値の変動は特に打ち消される。そのような変動の原因は画像情報に関係しない変動が画像センサ上の光学画像を画像化する光学システムによる口径食により、又はＸ線画像から光学画像を得るＸ線画像増倍器で生ずる画像の欠陥により電子画像信号に現れることからなる。口径食はＸ線画像増倍器の出射窓に画像ピックアップ装置を結合する光学システムにより導入される。光学画像内のアーティファクトはＸ線画像増倍器内で用いられる電子光学画像が理想的な画像から多少の偏差を示す故にまた生ずる。そのような偏差はＸ線画像の画像情報に関係しない光学画像内の輝度変動を引き起こす。複合画像の補正された輝度値はＸ線画像の画像情報が高診断品質で再生されることを許容する。これは低コントラストの細部がなお例えばモニタ上で又はハードコピーとして明確に見えるよう再現されることを意味する。利得補正値は実質的に同じ画像情報に関係する副画像信号の信号レベル間の差に対する副画像の輝度値を、これらの差が光学画像の輝度に依存する限り補正する。そのような差は利得差と称され就中それぞれの画像センサ間の差により生ずる。光学画像が画像センサ上で画像化される光学システムにより引き起こされる口径食はまた利得差の原因である。２異常の画像センサを有する画像ピックアップ装置が用いられるときに一つの画像センサの副画像の輝度値は基準値として用いられる。この基準画像内の位置の輝度値は他の画像センサによりピックアップされた副画像内の位置に対する基準値として用いられる。基準画像内の位置は問題の副画像内の位置に対応し、即ちその対応する点は例えばそれらが光学画像内で実質的に同じ点に関係する故に実質的に同じ画像情報に関係する。本発明によるＸ線検査装置の更に好ましい実施例は補正ユニットは光学画像の輝度値に対応する信号レベルを有する第一のテスト画像信号（Ｉ₁）と、第一の利得値（Ｇ₀）により増幅された光学画像のオフセット及び輝度値の和に対応する信号レベルを有する第二のテスト画像信号（Ｉ₇）と、第一のテスト画像信号と暗画像信号の信号レベルの間の差に対応する第一の差信号（Ｉ₄’）とを形成するよう配置され、補正ユニットは第二のテスト画像信号（Ｉ₇）と第一の差信号（Ｉ₄’）の信号レベルから第一の利得値と、第一の利得値及び第二のテスト画像信号と第一の差信号の信号レベルからオフセット補正値（α）とを得るよう配置される計算ユニットを含むことを特徴とする。そのような補正ユニットを用いることにより正確な結果がオフセット補正値に対して得られる。オフセットを含む第二のテスト画像信号がオフセット補正値を決定するために用いられる故にオフセット補正値上の信号レベルの意図されないシフトの効果は打ち消される。更にまた第一の利得値はそれを別に測定又はピックアップする必要なしに適切に選択される。何故ならば第一の利得値は第二のテスト画像信号及び第一の差信号から得られ、第一の利得値でのいかなる変化も得る必要がないからである。本発明によるＸ線検査装置の更に好ましい実施例は計算ユニットは第二のテスト画像信号と第一の差信号の信号レベルの統計的偏差（ｖａｒｉａｔｉｏｎ）から第一の利得値（Ｇ₀）と第一の利得値及び第一の差信号と第二のテスト画像信号の信号レベルの平均値からオフセット補正値αとを得るよう配置されることを特徴とする。統計的偏差は例えば平均値、最大値、又は中央値を意味するものである。そのような統計的偏差から第一の利得値を得ることはノイズのような信号レベルの意図しない変動により第一の利得値の値の攪乱を打ち消す。更にまたそのようなオフセット補正値の値での信号レベルの意図しない変動の影響はまた打ち消される。何故ならばそのような該信号レベルの平均値はノイズに感応しないからである。本発明によるＸ線検査装置の更に好ましい実施例は補正ユニットは電子画像信号及びオフセット補正値からオフセット補正された電子画像を得、オフセット補正された電子画像信号及び基準値の信号レベルから光学画像のそれぞれの画素に対する相対的利得値を得、第二（Ｇ₁）及び第三（Ｇ₂）の利得値によりそれぞれ増幅された光学画像の輝度値に対応する信号レベルを有する第三（Ｉ₅）及び第四（Ｉ₆）のテスト画像信号を形成し、第二、第三のテスト画像信号と暗画像信号との間のそれぞれの差に対応する第二（Ｉ₅’）及び第三（Ｉ₆’）の差信号を形成するよう配置され、計算ユニットは第二、第三の差信号の信号レベルから概略の利得信号（β）を得、この概略の利得信号は相対的な利得値に対する概算を表すよう配置されることを特徴とする。利得補正値に対する充分に正確な近似は近似された利得値及び該基準値から得られる。この利得補正値はこれらの変動がＸ線画像又は光学画像の画像情報に関係しないが、光学画像の輝度に依存する限り電子画像信号の信号レベルの変動を補正する。利得差と同様にオフセット差が補正されたときに補正された輝度値は高度な診断品質の画像を提供する。特に低コントラストの細部が適切に見えるように再現されうる。何故ならばＸ線画像又は光学画像の画像情報に関係しない輝度変化は打ち消されるからである。特に口径食によるのと同様に電子画像信号内のオフセットによる輝度値の攪乱は打ち消される。補正値が画像がピックアップされる環境を変えるよう適合されるのみならず、補正値に対する結果がまた従来のＸ線検査装置で達成される精度と比べてより正確である。補正された輝度値が達成され、それは補正輝度値から約１／１０００より少ない偏差を有する。いわゆるフレームフリッカーは斯くして実質的に防止される。精度は非常に高いので、Ｘ線画像がピックアップされた環境がそれほど変化しない場合には実質的に攪乱のない複合画像が補正値の固定された組で得られる。そのような補正値の組はＸ線ビームによりいわゆるファントムと称される適切なテスト対象を照射することによりＸ線画像増倍器の出射スクリーン上に適切な画像を形成することにより形成される。テスト対象は好ましくは均一な密度の対象であり、それから理想的には均一な輝度の画像が形成される。Ｘ線画像増倍器はＸ線検出器のように動作する。あるいは適切な光学画像を直接画像ピックアップ装置に示すことも可能である。後者の場合に画像ピックアップ装置はテスト画像のピックアップに対してＸ線検出器から結合を外される。画像ピックアップ装置が光学画像の副画像から電子副画像信号を得、これらの副画像信号に基づいて電子画像信号を構成するために用いられるときに、高診断品質の複合画像が形成される。これは光学画像の画像情報に関係しない副画像信号の間の差による攪乱が複合画像の電子画像信号で打ち消される故に達成される。暗画像信号がまた利得補正値の抽出に関係する故に正確な利得補正値が得られる。結果として複合画像が例えばモニター上又はハードコピーとして低コントラストの細部がなお適切に再現されるように再現される。特に副画像信号のオフセットの差により引き起こされた不正確さは回避される。それぞれの画像センサのオフセット間の差はこれらの画像センサの暗電流の差により就中引き起こされる。本発明によるＸ線検査装置の更に好ましい実施例は補正ユニットは相対的利得値と概略利得値との間の差からデジタル利得補正値を得るアナログ／デジタル変換器を含むことを特徴とする。テスト画像信号を得るために第一の利得値及びオフセットが好ましくは利得及び／又はオフセット補正値の問題の変動の範囲がアナログ／デジタル変換器のダイナミックレンジに適切に対応する。結果としてアナログ／デジタル変換器の容量は可能な限り用いられる。正確にデジタル化された利得補正値はデジタル補正ユニット内でデジタルの形で補正された輝度値を得るように用いられる。該補正された輝度値に対するノイズの寄与は斯くして打ち消される。デジタル化された補正値の更なる利点はそれらが容易に記憶され、補正された輝度値の計算のような計算動作に用いられるときに不正確さをほとんど導入しないことである。本発明による画像ピックアップ装置の上記実施例は該利点の全てを維持する一方で電子画像信号が単一の画像センサにより光学画像から得られる画像ピックアップ装置を含むＸ線検査装置で用いられるために適切であるが、また電子副画像信号が一以上のそれぞれの画像センサにより光学画像の副画像から得られる画像ピックアップ装置を含むＸ線検査装置で用いられるためにも適切であり、複合画像に対する電子画像信号は結合ユニットにより該電子副画像信号から得られる。本発明による画像ピックアップ装置の上記実施例はＸ線画像から得られた光学画像をピックアップするのみならず、他のソースから光学画像をピックアップすることにもまた適している。例えばこの種の画像ピックアップ装置は場面の複合画像の電子画像信号を形成するためのカメラとしても用いられる。本発明の更なる目的は電子画像信号のより正確な補正及び／又は副画像信号が発生する環境の変化でそれぞれの副画像信号の信号レベル間の望ましくない差の補正を維持する方法を提供することにある。この更なる目的は暗画像信号が形成され、一以上のテスト画像信号が光学画像から得られ、補正値は暗画像信号及び該テスト画像信号から得られることを特徴とする本発明による方法により達成される。最近の画像ピックアップ装置では補正ユニット及び結合ユニットの機能は適切にプログラムされたコンピュータ又は特殊化された目的の電子（マイクロ）プロセッサにより達成される。本発明のこれらの及び他の特徴を図を参照して実施例により以下に詳細に説明する。図１は２つの画像センサを有する画像ピックアップ装置を含む本発明によるＸ線検査装置の概略を示す。図２は１つの画像センサを有する画像ピックアップ装置を含む本発明によるＸ線検査装置の概略を示す。図３は本発明によるＸ線検査装置の補正ユニットの概略を示す。図１は２つの画像センサ７、８を有する画像ピックアップ装置６を含む本発明によるＸ線検査装置の概略を示す。Ｘ線源１は例えば検査される患者である対象を照射するＸ線ビームを出射する。Ｘ線源１とＸ線検出器５との間に配置された患者内のＸ線の吸収の局部の差によりＸ線画像がＸ線検出器５のＸ線感応表面上に形成される。図１に示される実施例でＸ線検出器５はＸ線画像増倍器により形成される。Ｘ線感応表面は入射スクリーン２０により形成され、これは入射Ｘ線を電子ビームに変換する。電子ビームは出射窓２２上の蛍光層２１上に光学画像を発生する。例えば蛍光層は可視光、紫外線放射、又は赤外線放射を出射する。電子ビームは入射スクリーンから中空陽極２３及び整列電極２４により出射窓２２へ導かれる。中空陽極２３、整列電極２４、入射スクリーンは電子光学システムの部分を形成し、それは電子光学的に入射スクリーンを出射スクリーン上に画像化する。出射窓は本実施例ではレンズ２６及びスプリットプリズム２７を含む光学システム２５により画像センサ７、８上に画像化される。実際にスプリットプリズム２７の代わりに部分的に透明な鏡が用いられる。光学システムは出射窓の一部分が画像化されるように配置されることも明らかである。光学システムは出射窓からの光をそれぞれの画像センサ７、８上に合焦する２つの副ビームに分割する。画像センサ７、８は多数の光感応素子を含み、一の画像センサの光感応素子上に画像化される光学画像の画像要素が他の画像センサの光感応素子間の中間位置に画像化されるようにスプリットプリズム２７に関して配置される例えばＣＣＤセンサである。それぞれの画像センサは電子副画像信号を供給し、それは副画像の輝度値を表す信号レベルを含む。電子副画像信号はその信号レベルが複合画像に対する輝度値を表す電子画像信号を形成するように結合ユニット９で結合される。画像ラインに横断的な方向で複合信号はそれぞれのセンサによりピックアップされた副画像に比べて概略二倍の空間解像度を有する。あるいは画像センサ７、８は例えば下半分又は上半分のような光学画像の半分がそれぞれの画像センサの各々に画像化されるよう配置されても良い。好ましくは両方の画像センサによりピックアップされる光学画像の重複部分である共通部分がある。それぞれの画像センサの各々は光学画像の約半分を表す副画像信号を供給する。結合ユニットを介して副画像信号は完全な光学画像信号の画像情報を含む電子画像信号を形成するよう結合される。各画像センサは可変増幅器２８、２９と結合され、これにより電子副画像信号は所望のように増幅される。電子副画像信号は補正ユニット１０に印加され、これは電子副画像信号及び補正値から補正された副画像信号を得る。補正された副画像信号は補正された輝度値を表す。補正ユニット１０はテスト画像信号及び暗画像信号から補正値を計算する計算ユニット１１を含む。補正ユニットはまた補正値及び電子副画像信号の信号レベルから補正された輝度値を得る信号処理ユニット３５を含む。計算ユニット１１及び画像センサはバス３４を介して信号処理ユニット３５に結合される。計算ユニット１１により計算された補正値及び電子副画像信号はバス３４を介して信号処理ユニット３５に印加される。計算ユニット１１の詳細は図３を参照して以下に説明される。補正された輝度値は補正された電子副画像信号として結合ユニット９に印加される。結合ユニット９により補正された副画像信号から形成された電子画像信号はモニタ３６又は処理ユニット３７に印加される。Ｘ線画像の画像情報はモニタ３６に表示され、処理ユニット３７は複合画像の電子画像信号で更なる画像処理操作をなしうる。補正ユニット１０はまた制御ユニット３８を含み、これは補正値に基づき増幅器２８、２９のそれぞれの制御入力に制御信号を印加する。制御ユニット３８はバス３４を介して計算ユニットから補正値を受ける。例えば制御信号は電子副画像信号の信号レベル間の差が比較的小さいように増幅器２８、２９を調節する。増幅器のこの設定で小さな補正のみが複合画像の画像信号を形成するために必要となる。そのような補正は小さい故にそれらは高精度でなされうる。補正値はまたメモリユニット３９に記憶されうる。一連の画像がピックアップされる環境が過剰に変化しない場合には計算ユニット１１により補正値を各度毎に新たに計算する必要はない；その代わりに補正値は信号処理ユニット３８によりメモリユニット３９から得られる。必要ならば補正値の異なる組がメモリユニット内に記憶され、各組はＸ線検査装置のそれぞれの設定に対応する。例えば補正値の別の組はダイヤフラム４５の別の設定に対して記憶され得、これにより画像センサに到達する光の量が調整される。図２は単一の画像センサを含む本発明によるＸ線検査装置の概略を示す。この実施例の画像ピックアップ装置６は単一の画像センサ７を含む。出射窓２２上の光学画像は２つのレンズ５０、５１を含む光学システム２５により画像センサ７上に画像化される。一つのレンズは出射窓から出射する光から平行ビームを形成し、他のレンズ５１は該平行ビームを画像センサ７上に合焦する。出射窓２２上の画像から画像センサは可変増幅器５３により所望の程度に増幅された電子画像信号を得る。電子画像信号は補正ユニットに印加される。電子画像信号の信号レベルは出射窓上の光学画像の輝度値を表す。種々の理由から該輝度値の変動は画像情報を表す変化に関して比較的ゆっくりと変化する成分を含む。出射窓から出射する光の部分は光学システム２５により画像センサ７に導かれる。特に出射窓の外側部分からの光の部分はレンズ５０をバイパスし、平行ビームの光の部分はレンズ５０、５１の間のダイヤフラム４５により中断される。故に画像センサ７に到達する光ビームで輝度値又は信号レベルがその縁に向かって画像の中心から減少する明るさの変化が発生する。この変化は光学画像の画像情報を表さず、口径食（ｖｉｇｎｅｔｔｉｎｇ）と称される。電子画像信号は電子画像信号から補正値を得、補正された輝度値を表す補正された電子画像信号を出力する補正ユニット１０に印加される。補正値は計算ユニット１１により電子画像信号から得られる。計算ユニット１１及び増幅器５３の出力はバス３４を介して信号処理ユニット３５に結合される。補正値及び電子画像信号は信号処理ユニット３５に印加され、これは補正された電子画像信号をモニタ３６及び／又は画像処理ユニット３７に印加する。補正された電子画像信号は図２に破線で示されるようにモニタ３６及び／又は画像処理ユニット３７に印加される。あるいは補正された電子画像信号を画像メモリ５５に印加することもまた可能である。記憶された補正された電子画像信号及び次の画像の補正された電子画像信号はそれから結合ユニット９が複合画像の電子画像信号を形成する補正された電子副画像信号として用いられる。図３は本発明によるＸ線検査装置の補正ユニットの概略を示す。増幅器２８、２９の電子副画像信号はバス６０を介して供給される。暗画像信号はまたこのバスを介して搬送される。暗画像信号はＸ線源がＸ線を出さず、故に光学画像が出射窓上に形成されないときに増幅器２８、２９の出力信号を補正ユニット１０に印加することにより得られる。電子暗画像信号は画像メモリ６１に印加され、暗画像Ｉ₁として記憶される。電子副画像信号は画像メモリ６２に印加され、画像Ｉ₄として記憶される。記憶された画像Ｉ₄は画像センサ７、８の一つによりピックアップされた副画像である。暗画像信号及び電子副画像信号は好ましくは同じ画像センサから発生される。更にまた暗画像信号及び電子副画像信号は好ましくは実質的に同じ寸法の画像に関係する。画像Ｉ₁、Ｉ₄は好ましくは増幅器２８、２９の同じ設定でピックアップされたものである。これは画像Ｉ₁ 、Ｉ₄の暗電流の寄与が実質的に同じであるという利点を提供する。差信号Ｉ₄ ’は減算ユニット７１により形成され、メモリ６７に記憶される。テスト画像Ｉ₄ ’は実質的に電子副画像信号への暗電流の寄与と独立である。増幅器ユニット７４は画像Ｉ₄’を画素毎に利得比Ｇ₀で増幅し、オフセット値αはオフセットユニットにより増幅された輝度値から減算される。実際にオフセット値αを画像Ｉ₄ ’から最初に減算し、差の値は次に増幅されることもまた可能である。増幅器ユニット７４とオフセットユニット７５の連携はテスト画像信号Ｉ₇を形成し、これは画像メモリ７６にテスト画像Ｉ₇として記憶される。以下の関係がテスト画像Ｉ₇と差画像Ｉ₄’と画像Ｉ₄ と暗画像Ｉ₁との間にある：Ｉ₇＝Ｇ₀Ｉ₄’−α、ここでＩ₄’＝Ｉ₄−Ｉ₁ 増幅器ユニット７４及びオフセットユニット７５は調整され、それによりテスト画像Ｉ₇の輝度変動の範囲は画像センサ７又は８でピックアップされた画像内で可能である輝度変動と同様に対応する。テスト画像Ｉ₇は積分ユニット８０に印加される。更にまた増幅器ユニット７４の出力は図３に破線で接続されるように示される積分ユニット８０に結合される。利得比Ｇ₀で増幅された差画像Ｉ₄は積分ユニットに印加される。積分ユニット８０はＩ₇から平均信号＜Ｉ₇＞及び＜Ｇ₀ Ｉ₄’＞を供給する。平均された信号は減算ユニット８１で減算され、結果はオフセットユニット７５により増幅された差信号（Ｇ₀Ｉ₄’）から減算されるオフセット値を構成する。積分ユニット８０と減算ユニット８１との間の破線の接続は平均信号＜Ｇ₀Ｉ₄’＞が減算ユニットに印加されることを示す。あるいは積分ユニット８０により差画像Ｉ₄’から平均信号＜Ｉ₄’＞を得ても良い。この目的のために画像メモリ６７の出力は積分ユニット８０に接続される。平均された差信号＜Ｉ₄’＞は増幅器ユニット７４により用いられる利得係数Ｇ₀により乗算器８２を用いて乗算される。この利得係数は例えばテスト画像Ｉ₄、Ｉ₇の輝度値のそれぞれの最大値の変動の比のようなテスト画像Ｉ₄、Ｉ₇の統計的偏差から、テスト画像Ｉ₄、Ｉ₇から得られる。信号レベルＧ₀＜Ｉ₄’＞は乗算器の出力に現れる。積分ユニット８０及び乗算器８２はそれぞれの出力を減算器８３に結合される。減算器８３は差＜Ｇ₀Ｉ₄’＞−＜Ｉ₇＞＝αを計算し、これは丁度オフセットユニット７５で用いられるオフセット値である。オフセット値αは加算ユニット８４によりテスト画像Ｉ₇に加算される；この目的のために画像メモリ７６及び減算器８３の出力は加算ユニット８４に結合される。斯くして加算ユニットの出力は信号レベルＩ₇＋αを供給し、これはテスト画像Ｉ₇の輝度値を表し、オフセットユニット７５により用いられるオフセット値αがこれに加算される。利得補正値を決定するために信号レベルＩ₇＋αの基準画像Ｉ_refに対する比γが除算ユニット８５により画素毎に決定される。基準値は基準画像Ｉ_refとして画像メモリ８６に記憶される。２つの画像センサ７、８を含む画像ピックアップ装置が用いられるときに、好ましくはテスト画像Ｉ₇は一の画像センサの画像信号から得られ、基準画像は他の画像センサから得られる。バス６０を介して問題の画像センサに結合された低域通過フィルタ８７は問題の画像センサの電子副画像信号の低周波数成分を提供する。この低周波数成分は基準画像として画像メモリ８６に記憶される。比較ユニット９０はそれぞれの画素又は画素の群に対する比γから値の範囲を供給し、この値の範囲は比γの値が存在する（最小の）間隔である。比γから共通の項βが減算され、この項βは差γ−βの範囲がアナログ／デジタル変換器１２の範囲に対して可能であるのと同じように対応する。アナログ／デジタル変換器は差γ−βから正確なデジタル値_γ＃を提供し、このデジタル値はバス３４に印加される。一般にβの値は差γ−βより実質的に大きい故に信号レベルＩ₇＋ α及び基準画像の輝度値の比の比較的良い推定を示す共通項はまたこの明細書で近似された利得値と称される。本発明の明細書では差γ−βはまた相対的利得値と称される。これらの相対的利得値は近似された利得値βを補正する。共通項βの正確な決定のために更なるテスト画像Ｉ₅，Ｉ₆が得られる。テスト画像Ｉ₅は該電子副画像信号を増幅ユニット１７５で利得係数Ｇ₁で増幅することにより画像センサの一つから電子副画像から得られる。増幅ユニット１７６は利得係数Ｇ₂で電子副画像信号を増幅することによりテスト画像Ｉ₆を提供する。それ自体の増幅ユニット１７５、１７６を有する計算ユニット１１を設ける代わりに電子副画像信号からテスト画像Ｉ₅，Ｉ₆を得るために増幅器２７、２８を用いることがまた可能であることはもちろんである。それぞれの増幅器ユニット又は増幅器２７、２８はそれぞれの利得係数Ｇ₁，Ｇ₂で電子暗画像信号を増幅することにより電子暗画像信号から暗画像Ｉ₂，Ｉ₃を得る。暗画像Ｉ₂，Ｉ₃及びテスト画像Ｉ₅，Ｉ₆はそれぞれ画像メモリ６３、６４、６５、６６に記憶される。図３に示されるそれぞれの画像メモリがまたそれぞれのテスト、基準及び暗画像を記憶するために充分な容量の共通の画像メモリを形成するために結合されうることは明らかである。利得係数Ｇ₁，Ｇ₂は比γの値の範囲に基づいて適切に選択される。この目的のために増幅器ユニット１７５、１７６の制御入力はバス９１を介して比較ユニット９０に結合される。増幅器２８、２９が計算ユニット１１のそれ自体の増幅ユニット７５、７６の代わりに用いられるときに比較ユニットは増幅器２８、２９の制御入力に結合される。好ましくは利得係数Ｇ₁，Ｇ₂は比γの最小及び最大値に基づいて選択される。減算器７２は差画像Ｉ₅’＝Ｉ₅−Ｉ₂を形成し、減算器７３は差画像Ｉ₆’＝Ｉ₆−Ｉ₃を形成する。暗画像Ｉ₂，Ｉ₃はテスト画像Ｉ₅，Ｉ₆それぞれと同じ利得係数により増幅される。結果として暗画像Ｉ₂，Ｉ₃はテスト画像Ｉ₅，Ｉ₆それぞれの暗電流の寄与を実質的に構成する。差画像Ｉ₅’，Ｉ₆’は暗電流の寄与と実質的に独立に得られる。低域通過フィルタ９２は差画像Ｉ₅’，Ｉ₆’からＤＣ成分＜Ｉ₅’，Ｉ₆’＞を供給する。低域通過フィルタの代わりに積分ユニット８０はまた差画像からＤＣ成分＜Ｉ₅’＞、＜Ｉ₆’＞得るよう用いられる。この目的のために減算器７２、７３が例えばバス９１を介して積分ユニット８０に結合されなければならない。比＜Ｉ₅’＞／＜Ｉ₆’＞は除算ユニット９３により得られる。この比は計算器９４に印加されこれは該比から共通項βを供給する。１０ビットのアナログ／デジタル変換器が用いられるとき１０２４のデジタル値が_γ＃の値の分布に対して利用可能である。故に共通項Ｂは以下のようになる： β＝１０２３／［（＜Ｉ₆’＞／＜Ｉ₅’＞）−１］ β、_γ＃、α及び基準画像の輝度値はバス３４を介して信号処理ユニット３５に印加される。好ましくはそのような値は問題の値を表すそれぞれの信号レベルを有する信号として用いられる。計算ユニット１１はまた中央制御ユニット９５を含み、これはバス６０、９１上の及びバス３４への信号トラフィックを制御する。図３に示される補正ユニットはまた特に正確な補正値を提供するためにそれ自体適切である。特に補正値は例えば１ｋｘ１ｋ又は２ｋｘ２ｋの画素からなる画像のような高解像度での補正を提供しうる。この目的のために画像は可能な限り均一である対象をピックアップし、その画像はまたそのような多数の画素からなる。攪乱が生じない場合にはそのような対象は実質的に均一な輝度の画像を得、故に電子画像信号は実質的に一定の信号レベルを有する。この電子画像信号はテスト画像Ｉ₄として画像メモリ６２に印加される。それから補正ユニットはメモリユニット３９のようなメモリ内に記憶されるようバス３４に特に正確な補正値を印加する。適切な基準画像は均一な輝度の画像であり、その輝度値は出射窓上の光学画像の一部分（好ましくは中心部分）の平均輝度である。この均一な基準画像は単一の画像センサを含む画像ピックアップ装置の場合に特に用いられる。好ましくは電子画像信号の信号レベルの最大値はメモリ８６内の基準値として用いられる。

Claims

【特許請求の範囲】１． − Ｘ線画像から光学画像を得るＸ線検出器（５）と、 − 光学画像から画像信号を得る画像ピックアップ装置（６）と、 − 補正値により画像信号を補正する補正ユニット（１０）とを含むＸ線検査装置（１）であって、 − 画像ピックアップ装置は暗画像信号（Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃）を形成するよう配置され、 − 補正ユニット（１０）は − 光学画像から一以上のテスト画像信号（Ｉ₄，Ｉ₅，Ｉ₆）を得、 − 該テスト画像信号及び暗画像信号から補正値を得ることを特徴とするＸ線検査装置。２． − 補正ユニットはオフセット補正値を一以上のテスト画像信号及び暗画像信号から得るよう配置され、このオフセット補正値は電子画像信号の最小信号レベルとゼロレベルとの間の差を表すことを特徴とする請求項１記載のＸ線検査装置。３． − 補正ユニットは利得補正値をテスト画像信号及び暗画像信号から得るよう配置され、この利得補正値は電子画像信号の信号レベルの基準値に対する比を表すことを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線検査装置。４． − 補正ユニットは − 光学画像の輝度値に対応する信号レベルを有する第一のテスト画像信号（Ｉ₁）と、 − 第一の利得値（Ｇ₀）により増幅された光学画像のオフセット及び輝度値の和に対応する信号レベルを有する第二のテスト画像信号（Ｉ₇）と、 − 第一のテスト画像信号と暗画像信号の信号レベルの間の差に対応する第一の差信号（Ｉ₄’）とを形成するよう配置され、 − 補正ユニットは、 − 第二のテスト画像信号（Ｉ₇）と第一の差信号（Ｉ₄’）の信号レベルから第一の利得値と、 − 第一の利得値と第二のテスト画像信号及び第一の差信号の信号レベルとからオフセット補正値（α）とを得るよう配置されている計算ユニットを含むことを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線検査装置。５． − 計算ユニットは、 − 第二のテスト画像信号と第一の差信号の信号レベルの統計的偏差から第一の利得値（Ｇ₀）と − 第一の利得値と第一の差信号及び第二のテスト画像信号の信号レベルの平均値からオフセット補正値αとを得るよう配置されていることを特徴とする請求項４記載のＸ線検査装置。６． − 補正ユニットは、 − 電子画像信号及びオフセット補正値からオフセット補正された電子画像を得、 − オフセット補正された電子画像信号及び基準値の信号レベルから光学画像のそれぞれの画像要素に対する相対的利得値を得、 − 第二（Ｇ₁）及び第三（Ｇ₂）の利得値によりそれぞれ増幅された光学画像の輝度値に対応する信号レベルを有する第三（Ｉ₅）及び第四（Ｉ₆）のテスト画像信号を形成し、 − 第二、第三のテスト画像信号と暗画像信号との間のそれぞれの差に対応する第二（Ｉ₅’）及び第三（Ｉ₆’）の差信号を形成するよう配置され、 − 計算ユニットは、 − 第二、第三の差信号の信号レベルから概略の利得値（β）を得、この概略の利得値は相対的な利得値に対する概算を表すよう配置されていることを特徴とする請求項１、３又は５記載のＸ線検査装置。７． − 補正ユニットは相対的利得値と概略利得値との間の差からデジタル利得補正値を得るアナログ／デジタル変換器を含むことを特徴とする請求項６記載のＸ線検査装置。８． − 対象（３）のＸ線画像を形成するためにＸ線ビーム（４）を出射するＸ線源（２）と、 − Ｘ線画像から光学画像を得るＸ線検出器（５）と、 − 画像ピックアップ装置（６）とを含み、画像ピックアップ装置は − 光学画像の副画像から電子副画像信号を得る一以上の画像センサ（７、８）と、 − 電子副画像信号に基づいて複合画像に対する電子画像信号を形成する結合ユニット（９）と、 − 補正値及び電子副画像信号から副画像の補正された輝度値を得る補正ユニット（１０）とを含むＸ線検査装置（１）であって、補正ユニット（１０）は − 暗画像信号を形成し、 − 光学画像から一以上のテスト画像信号を得、 − 該テスト画像信号及び暗画像信号から補正値を得るよう配置されることを特徴とするＸ線検査装置。９． − 電子画像信号は画像センサにより光学画像から得られ、 − 補正された輝度値は電子画像信号及び補正値から得られる電子画像信号を補正する方法であって、 − 暗画像信号が形成され、 − 一以上のテスト画像信号が光学画像から得られ、 − 補正値は暗画像信号及び該テスト画像信号から得られることを特徴とする電子画像信号を補正する方法。１０． − 電子副画像信号は一以上の画像センサにより光学画像の副画像から得られ、 − 補正された輝度値は電子副画像信号及び補正値から得られる電子画像信号を補正する方法であって、 − 暗画像信号が形成され、 − 一以上のテスト画像信号が光学画像から得られ、 − 補正値は暗画像信号及び該テスト画像信号から得られることを特徴とする電子画像信号を補正する方法。