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JP2023039761A - Radiation inspection device, radiation inspection method, and program - Google Patents

Radiation inspection device, radiation inspection method, and program Download PDF

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JP2023039761A
JP2023039761A JP2021147038A JP2021147038A JP2023039761A JP 2023039761 A JP2023039761 A JP 2023039761A JP 2021147038 A JP2021147038 A JP 2021147038A JP 2021147038 A JP2021147038 A JP 2021147038A JP 2023039761 A JP2023039761 A JP 2023039761A
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tomographic
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剛司 野田
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Abstract

To reduce artifacts in dual energy photography in which radiation is emitted in an oblique direction.SOLUTION: A radiation inspection device is configured such that at least two of a radiation source, holding means that holds an object to be inspected, and detection means are movable in a surface intersecting a rotation axis so as to satisfy the positional relationship in which radiation emitted from the radiation source passes through the object to be inspected in a direction inclined with respect to the rotation axis and can be detected by the detection means. The radiation inspection device comprises: an acquisition unit that acquires a plurality of tomographic images corresponding to a plurality of radiation energies different from each other obtained by irradiating the object to be inspected with radiation; and a creation unit that creates a reduction image obtained by reducing artifacts included in the plurality of tomographic images by using a coefficient that is set to reduce a difference in pixel value between partial areas in the plurality of tomographic images and the plurality of tomographic images.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、放射線検査装置、放射線検査方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a radiological examination apparatus, a radiological examination method and a program.

インラインでの自動検査ではX線により撮影した複数の投影画像を再構成した断層画像を用いる技術が広く用いられている。例えば、インラインでの自動検査においては、拡大撮影のため、検査対象物(例えば、平板状の形状を有する基板)をX線源に近づけた状態で検査を行うことが望まれる。一方、基板の厚さ方向側にX線源を近づけた状態で、X線を照射した場合には、厚さに比べて長尺寸法を有する基板の幅方向へX線は透過しにくいため、所望の検査結果が得られない場合が生じ得る。ここで、特許文献1、2には、検査対象物に対して斜め方向にX線を照射する技術(例えば、斜めCT、ラミノCT,プラナーCTと呼ばれる手法)が開示されている。検査対象物に対して斜め方向にX線を照射する技術ではX線源に検査対象物を近づけることができるため、撮影の拡大率の調整が容易になり、検査装置のサイズもコンパクトにすることが可能である。 A technique using a tomographic image reconstructed from a plurality of projection images captured by X-rays is widely used for in-line automatic inspection. For example, in in-line automatic inspection, it is desirable to inspect an object to be inspected (for example, a board having a flat plate shape) close to an X-ray source for magnified imaging. On the other hand, when X-rays are irradiated with the X-ray source brought closer to the thickness direction side of the substrate, the X-rays are less likely to penetrate in the width direction of the substrate, which has a long dimension compared to the thickness. A desired inspection result may not be obtained. Here, Patent Literatures 1 and 2 disclose techniques for obliquely irradiating X-rays onto an object to be inspected (for example, techniques called oblique CT, Lamino CT, and planar CT). The technique of irradiating X-rays obliquely to the object to be inspected allows the object to be inspected to be brought closer to the X-ray source. is possible.

ここで、X線を用いたCT(コンピュータ断層撮影:Computed Tomography)においては2つの異なるエネルギーの放射線を用いた放射線撮影(デュアルエナジー撮影)が広く用いられるようになってきている。デュアルエナジー撮影によれば、エネルギーによる物質の減弱係数の違いを利用して、特定の物質を抽出することや特定の物質を除去することで、観察対象を見やすくすることができる。 Here, in CT (computed tomography) using X-rays, radiation imaging using radiation of two different energies (dual energy imaging) has come to be widely used. According to dual-energy imaging, it is possible to make observation objects easier to see by extracting or removing specific substances by utilizing differences in attenuation coefficients of substances depending on energy.

特開2019-060808号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-060808 特開2008-026334号公報JP 2008-026334 A

開示の技術は、斜め方向に放射線を照射するデュアルエナジー撮影においてアーチファクトを低減することを目的とする。 An object of the technology disclosed herein is to reduce artifacts in dual energy imaging in which radiation is emitted obliquely.

開示の技術の一態様の放射線検査装置は以下の構成を備える。すなわち、放射線を照射する放射線源と、検査対象物を保持する保持手段と、放射線を検出する検出手段とのうち少なくとも2つが、前記放射線源から照射された放射線が前記検査対象物を回転軸に対して傾斜した方向に透過して前記検出手段により検出可能な位置関係を満たすように、前記回転軸に交差する面内を移動可能に構成される放射線検査装置であって、
前記検査対象物に放射線を照射して得られた互いに異なる複数の放射線エネルギーに対応した複数の断層画像を取得する取得手段と、
前記複数の断層画像における一部の領域の画素値の差分が低減されるように設定された係数と、前記複数の断層画像とを用いて、前記複数の断層画像に含まれるアーチファクトを低減した低減画像を生成する生成手段と、を備える。
A radiation examination apparatus according to one aspect of the technology disclosed has the following configuration. That is, at least two of a radiation source that irradiates radiation, a holding means that holds an inspection object, and a detection means that detects radiation are arranged so that the radiation emitted from the radiation source rotates the inspection object. A radiation inspection apparatus configured to be movable in a plane intersecting the rotation axis so as to satisfy a positional relationship detectable by the detection means by transmitting in a direction inclined with respect to the
Acquisition means for acquiring a plurality of tomographic images corresponding to a plurality of mutually different radiation energies obtained by irradiating the inspection object with radiation;
Reduction in which artifacts included in the plurality of tomographic images are reduced by using a coefficient set to reduce differences in pixel values in a partial region of the plurality of tomographic images and the plurality of tomographic images. and generating means for generating an image.

開示の技術によれば、斜め方向に放射線を照射するデュアルエナジー撮影においてアーチファクトを低減することができる。 According to the disclosed technology, artifacts can be reduced in dual energy imaging in which radiation is emitted obliquely.

添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、開示の技術の実施形態を示し、その記述と共に開示の技術の原理を説明するために用いられる。
実施形態に係る放射線検査装置のハードウェア構成を示す図。 放射線検査装置における放射線撮影の概念を示す図。 放射線検査装置における放射線撮影の変形例の概念を示す図。 アーチファクトを低減する処理を説明するフローチャート。 アーチファクトを低減する処理の詳細を説明するフローチャート。 (A)は高管電圧の撮影から再構成された断層画像S1を例示する図であり、(B)は低管電圧の撮影から再構成された断層画像S2を例示する図。 図5(A)及び図5(B)において、線501で示す断層部分の画素値のプロファイルを例示する図。 画素値プロファイルの差分二乗和や差分絶対和が最小になるように設定した減算係数で生成したアーチファクト低減画像を例示する図。 放射線検査装置に係るGUIを例示する図。 放射線検査装置に係るGUIを例示する図。
The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate embodiments of the disclosed technology and, together with the description, serve to explain the principles of the disclosed technology.
The figure which shows the hardware constitutions of the radiography apparatus which concerns on embodiment. FIG. 2 is a diagram showing the concept of radiography in a radiographic examination apparatus; The figure which shows the concept of the modification of radiography in a radiographic examination apparatus. 5 is a flowchart for explaining processing for reducing artifacts; 4 is a flowchart for explaining details of processing for reducing artifacts; (A) is a diagram exemplifying a tomographic image S1 reconstructed from high tube voltage imaging, and (B) is a diagram exemplifying a tomographic image S2 reconstructed from low tube voltage imaging. FIG. 5(A) and FIG. 5(B) are diagrams exemplifying the profile of pixel values of a tomographic portion indicated by a line 501. FIG. FIG. 11 is a diagram illustrating an artifact-reduced image generated with a subtraction coefficient set to minimize the sum of squared differences and the absolute sum of differences of pixel value profiles; The figure which illustrates GUI which concerns on a radiographic examination apparatus. The figure which illustrates GUI which concerns on a radiographic examination apparatus.

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る開示の技術を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが開示の技術の解決手段に必須のものとは限らない。以下の実施形態及び特許請求の範囲において、放射線は、X線の他、α線、β線、γ線、及び各種粒子線なども含む。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the following embodiments do not limit the technology disclosed in the scope of claims, and all combinations of features described in the embodiments are not essential to the solution of the disclosed technology. Not exclusively. In the following embodiments and claims, radiation includes α-rays, β-rays, γ-rays, and various particle beams in addition to X-rays.

[ハードウェア構成]
図1は実施形態に係る放射線検査装置のハードウェア構成を示す図である。図1を参照して、実施形態に係る放射線検査装置100の構成について説明する。放射線検査装置100は、制御装置112と、放射線源113と、ステージ114と、放射線検出器102と、ロボットアーム115と、検出器支持部103とを備える。
[Hardware configuration]
FIG. 1 is a diagram showing the hardware configuration of a radiological examination apparatus according to an embodiment. A configuration of a radiation inspection apparatus 100 according to an embodiment will be described with reference to FIG. The radiation inspection apparatus 100 includes a controller 112 , a radiation source 113 , a stage 114 , a radiation detector 102 , a robot arm 115 and a detector support 103 .

ここで、放射線検出器102は、検出器支持部103に支持されており、検出器支持部103及びロボットアーム115の移動が移動することにより、放射線検出器102も移動可能に構成されている。また、ステージ114には、検査対象物(以下、「ワーク101」ともいう)が配置される。ステージ114は、ステージ制御部106の制御信号により、放射線撮影のために指定された位置に移動し、または、放射線撮影のために指定された所定の位置に停止するように構成されている。 Here, the radiation detector 102 is supported by the detector support section 103, and is configured to be movable by the movement of the detector support section 103 and the robot arm 115. FIG. An object to be inspected (hereinafter also referred to as “work 101 ”) is placed on the stage 114 . The stage 114 is configured to move to a position designated for radiography or stop at a predetermined position designated for radiography by a control signal from the stage control unit 106 .

検査対象物には、例えば、人体や種々の物品が含まれ得る。人体を検査対象にする場合、断層撮影による画像診断に適用可能である。種々の物品(例えば、基板)を検査対象にする場合には、基板に電子部品が装着された状態の良否判定や検査対象物の内部における断層位置の算出に適用可能である。 Objects to be inspected may include, for example, human bodies and various articles. When the human body is to be inspected, it can be applied to image diagnosis using tomography. When various articles (for example, substrates) are to be inspected, the present invention can be applied to determine the quality of electronic components mounted on substrates and to calculate the position of a fault inside the inspection object.

制御装置112は、検出器制御部104と、画像取得部105と、ステージ制御部106と、放射線源制御部107、演算部108、記憶部109、入力部110、及び出力部111とを含む。制御装置112の各部は通信バス116に接続している。 The control device 112 includes a detector control section 104 , an image acquisition section 105 , a stage control section 106 , a radiation source control section 107 , a calculation section 108 , a storage section 109 , an input section 110 and an output section 111 . Each part of controller 112 is connected to communication bus 116 .

入力部110は、放射線検査装置100のユーザーからの指示入力等を受け付ける。入力部110は、たとえば、周知のコンピュータシステムに用いられるキーボード、マウス、タッチパネルなどのGUI(Graphical User Interface)、無線通信インターフェイス等によって実現される。 The input unit 110 receives an instruction input and the like from the user of the radiological examination apparatus 100 . The input unit 110 is implemented by, for example, a GUI (Graphical User Interface) such as a keyboard, mouse, and touch panel used in a well-known computer system, a wireless communication interface, and the like.

出力部111は、入力されている検査条件、及び検査結果等を外部に出力する。出力部111は、例えば、LCDやCRT等の機器を有するモニター装置として実現され、演算部108の演算処理により取得された画像(たとえば、アーチファクトを含む断層画像等)を表示するように構成されている。断層画像等を取得するための演算処理については、後に説明する。 The output unit 111 outputs the input inspection conditions, inspection results, and the like to the outside. The output unit 111 is realized, for example, as a monitor device having equipment such as an LCD and a CRT, and is configured to display an image (for example, a tomographic image including artifacts) obtained by the arithmetic processing of the arithmetic unit 108. there is Arithmetic processing for obtaining a tomographic image or the like will be described later.

記憶部109は、データやプログラムを不揮発的に保持できる記録媒体であって、例えば、ハードディスク装置、フラッシュメモリ等によって実現される。 The storage unit 109 is a recording medium that can hold data and programs in a non-volatile manner, and is implemented by, for example, a hard disk device, flash memory, or the like.

演算部108は、例えば、CPU(central processing unit)等のプロセッサにより構成され、検査条件および撮影条件その他の制御データに基づいて、記憶部109に格納された各種のコンピュータプログラムを実行することにより、制御信号を生成し、種々の演算処理を実行する。 The calculation unit 108 is configured by a processor such as a CPU (central processing unit), for example, and executes various computer programs stored in the storage unit 109 based on examination conditions, imaging conditions, and other control data. It generates control signals and executes various arithmetic processes.

検出器制御部104、画像取得部105、ステージ制御部106、及び放射線源制御部107は、通信バス116を介して演算部108と接続し、演算部108で生成された制御信号に基づいて所定の処理を実行する。 The detector control unit 104, the image acquisition unit 105, the stage control unit 106, and the radiation source control unit 107 are connected to the calculation unit 108 via the communication bus 116, and based on the control signal generated by the calculation unit 108, predetermined process.

また、演算部108は、内部の機能構成として、取得部121、生成部122、指定部123、表示制御部124、位置変更部125、調整部126、推論部127、機械学習部128(誤差検出部129、更新部130)を有する。これらの機能構成は、演算部108のプロセッサが所定のコンピュータプログラムを実行することで実現されてもよいし、一部又は全ての機能が集積回路を用いることで実現されてもよい。 Further, the calculation unit 108 includes, as an internal functional configuration, an acquisition unit 121, a generation unit 122, a designation unit 123, a display control unit 124, a position change unit 125, an adjustment unit 126, an inference unit 127, a machine learning unit 128 (error detection section 129 and updating section 130). These functional configurations may be realized by the processor of the computing unit 108 executing a predetermined computer program, or may be realized by using an integrated circuit for part or all of the functions.

また、演算部108の構成要素の一部又は全ての機能が、クラウドコンピュータを用いることで実現されてもよい。例えば、演算部108が、制御装置112とは異なる場所にあるネットワークを介して通信可能に接続され、演算部108と制御装置112とがデータの送受信を行うことで、制御装置112において、演算部108の構成要素の機能が実現されてもよい。 Also, some or all of the functions of the constituent elements of the computing unit 108 may be realized by using a cloud computer. For example, the calculation unit 108 is communicably connected to the control device 112 via a network at a location different from the control device 112, and the calculation unit 108 and the control device 112 transmit and receive data. 108 component functions may be implemented.

放射線源制御部107は、演算部108から、放射線の照射角、放射線焦点位置、管電圧、管電流等を指定する制御信号を受信して、放射線源113による放射線の照射角、放射線焦点位置、および管電圧、管電流等の撮影条件を制御する。 The radiation source control unit 107 receives a control signal designating the irradiation angle of radiation, the position of the radiation focus, the tube voltage, the tube current, etc. from the calculation unit 108, and controls the irradiation angle of the radiation from the radiation source 113, the position of the radiation focus, It also controls imaging conditions such as tube voltage and tube current.

放射線源113は、放射線源制御部107の制御信号に基づいて、放射線焦点を通る軸を中心軸として放射線を出力する。放射線源113は、回転軸に交差する面内を移動した状態、または、回転軸の位置に停止した状態で、回転軸に対して傾斜した方向から放射線を照射する。 Based on the control signal from the radiation source control unit 107, the radiation source 113 outputs radiation with the axis passing through the radiation focus as the central axis. The radiation source 113 emits radiation from a direction inclined with respect to the rotation axis while moving in a plane intersecting the rotation axis or stopped at the position of the rotation axis.

図1において、回転軸とは、紙面の上下方向の軸(Z軸)であり、角度θは回転軸(Z軸)に対する傾斜角を示す。角度Φは、Z軸回りの回転角度を示す。X方向は、例えば、紙面の左右方向に対応し、Y方向は紙面に対して垂直な方向に対応する。また、Z方向は、例えば、紙面の上下方向に対応するものとする。図1における座標系の設定は、後に説明する図2A及び図2Bにおいても同様である。 In FIG. 1, the rotation axis is the vertical axis (Z-axis) on the paper surface, and the angle θ indicates the tilt angle with respect to the rotation axis (Z-axis). The angle Φ indicates the rotation angle around the Z-axis. The X direction corresponds to, for example, the horizontal direction of the paper surface, and the Y direction corresponds to the direction perpendicular to the paper surface. Also, the Z direction corresponds to, for example, the vertical direction of the paper surface. The setting of the coordinate system in FIG. 1 is the same in FIGS. 2A and 2B described later.

放射線源113が回転軸に交差する面内を移動した状態とは、例えば、図2Aに示すように、放射線源113が回転軸(Z軸)に交差する面内(XY平面内)を所定の軌道240で移動した状態を示す。また、放射線源113が回転軸の位置に停止した状態とは、例えば、図2Bに示すように、放射線源113が回転軸(Z軸)の位置に停止した状態を示す。また、回転軸に対して傾斜した方向からの放射線照射とは、例えば、図2A及び図2Bに示すように、回転軸(Z軸)に対して角度θ傾斜した状態での放射線照射を示す。 The state in which the radiation source 113 moves in a plane intersecting the rotation axis means that, for example, as shown in FIG. It shows a state of movement on a trajectory 240 . Moreover, the state in which the radiation source 113 is stopped at the position of the rotation axis indicates, for example, the state in which the radiation source 113 is stopped at the position of the rotation axis (Z-axis), as shown in FIG. 2B. Further, radiation irradiation from a direction inclined with respect to the rotation axis indicates, for example, radiation irradiation in a state inclined at an angle θ with respect to the rotation axis (Z-axis), as shown in FIGS. 2A and 2B.

図2Aに示す放射線検査装置において、放射線源113は、回転軸(Z軸)に交差する面内(XY平面内)を移動可能に構成され、回転軸に対して傾斜した方向から放射線を照射する。検査対象物(ワーク101)を保持するステージ114(保持部)は、回転軸(Z軸)の位置に停止した状態で、検査対象物を保持する。また、放射線検出器102は、回転軸(Z軸)に交差する面内(XY平面内)を移動可能に構成され、検査対象物を透過した放射線を検出する。図2Aにおいて、放射線源113は、放射線源制御部107の制御信号に基づいて、放射線源113の放射線焦点の位置220から、放射線焦点を通る軸220Aを中心軸として放射線を出力する。同様に、放射線源113は、放射線源制御部107の制御信号に基づいて、放射線源113の放射線焦点の位置221の位置から、放射線焦点を通る軸221Aを中心軸として放射線を出力する。軸220A(軸221A)と回転軸(Z軸)とのなす角度が傾斜角(角度θ)となる。 In the radiographic examination apparatus shown in FIG. 2A, the radiation source 113 is configured to be movable in a plane (in the XY plane) that intersects the rotation axis (Z axis), and emits radiation from a direction inclined with respect to the rotation axis. . A stage 114 (holding unit) that holds the inspection object (workpiece 101) holds the inspection object while being stopped at the position of the rotation axis (Z-axis). Also, the radiation detector 102 is configured to be movable in a plane (in the XY plane) that intersects the rotation axis (Z-axis), and detects radiation transmitted through the inspection object. In FIG. 2A, the radiation source 113 outputs radiation from the radiation focus position 220 of the radiation source 113 based on the control signal of the radiation source control unit 107, with the axis 220A passing through the radiation focus as the central axis. Similarly, the radiation source 113 outputs radiation from the position 221 of the radiation focus of the radiation source 113 based on the control signal of the radiation source controller 107, with the axis 221A passing through the radiation focus as the central axis. The angle between the axis 220A (axis 221A) and the rotation axis (Z-axis) is the tilt angle (angle θ).

図2Bに示す放射線検査装置において、放射線源113は、回転軸(Z軸)の位置に停止した状態で、回転軸に対して傾斜した方向から放射線を照射する。検査対象物(ワーク101)を保持するステージ114(保持部)は、回転軸に交差する面内(XY平面内)を移動可能に構成され、検査対象物を保持する。また、放射線検出器102は、回転軸(Z軸)に交差する面内(XY平面内)を移動可能に構成され、検査対象物を透過した放射線を検出する。図2Bにおいて、放射線源113は、放射線源制御部107の制御信号に基づいて、放射線源113の放射線焦点の位置220(回転軸(Z軸)の位置)から、放射線焦点を通る軸220Bを中心軸として放射線を出力する。また、放射線源113は、放射線源制御部107の制御信号に基づいて放射線の照射角を変更し、放射線源113の放射線焦点の位置220から、放射線焦点を通る軸220Cを中心軸として放射線を出力する。軸220B(軸221C)と回転軸(Z軸)とのなす角度が傾斜角(角度θ)となる。 In the radiological examination apparatus shown in FIG. 2B, the radiation source 113 irradiates radiation from a direction inclined with respect to the rotation axis (Z-axis) while stopped at the position of the rotation axis. A stage 114 (holding unit) that holds an inspection object (workpiece 101) is configured to be movable in a plane (in the XY plane) that intersects the rotation axis, and holds the inspection object. Also, the radiation detector 102 is configured to be movable in a plane (in the XY plane) that intersects the rotation axis (Z-axis), and detects radiation transmitted through the inspection object. In FIG. 2B, the radiation source 113 moves from the radiation focus position 220 (rotational axis (Z-axis) position) of the radiation source 113 based on the control signal of the radiation source control unit 107 to the axis 220B passing through the radiation focus. Output the ray as the axis. Further, the radiation source 113 changes the irradiation angle of radiation based on the control signal of the radiation source control unit 107, and outputs radiation from the position 220 of the radiation focus of the radiation source 113 with the axis 220C passing through the radiation focus as the central axis. do. The angle between the axis 220B (axis 221C) and the rotation axis (Z-axis) is the tilt angle (angle θ).

ステージ制御部106は、演算部108から、ステージ114の移動位置を制御する制御信号を受信して、演算部108からの制御信号に基づいて、放射線撮影のために指定された位置までステージ114を移動させたり、放射線撮影のために所定の位置に停止するように位置制御を行う。 The stage control unit 106 receives a control signal for controlling the movement position of the stage 114 from the calculation unit 108, and based on the control signal from the calculation unit 108, moves the stage 114 to a position designated for radiography. Position control is performed so as to move or stop at a predetermined position for radiography.

ステージ114には、検査対象物であるワーク101が保持される。ステージ114は、例えば、XYZΦ方向に移動可能なステージとして構成される。ステージ114は、ステージ制御部106の制御信号に基づいて、回転軸(Z軸)に交差する面内(XY平面内)の任意の位置に移動したり、任意の位置(例えば、回転軸(Z軸)の位置)に停止することができる。ステージ114は検査対象物(ワーク101)を保持し、回転軸(Z軸)に交差する面内(XY平面内)を移動可能に構成された保持部として機能する。 The stage 114 holds the workpiece 101 which is an object to be inspected. The stage 114 is configured, for example, as a stage that can move in the XYZΦ directions. Based on a control signal from the stage control unit 106, the stage 114 moves to an arbitrary position within a plane (in the XY plane) that intersects the rotation axis (Z-axis), or moves to an arbitrary position (for example, the rotation axis (Z-axis)). axis) position). The stage 114 holds the inspection object (workpiece 101) and functions as a holding section configured to be movable in a plane (in the XY plane) that intersects the rotation axis (Z axis).

ステージ114は、例えば、回転軸(Z軸)回りのΦ方向の軌道260(図2B)やXY平面内における線形軌道に従って移動可能に構成されている。また、ステージ114は、ステージ制御部106の制御信号に基づいて、XY平面内における所定の位置決めされ、停止可能である。他の局面において、ステージ114は、ベルトコンベアのように一方向に移動することにより検査のための位置にワーク101を配置するように構成され得る。 The stage 114 is configured to be movable along, for example, a .PHI. Further, the stage 114 can be stopped at a predetermined position within the XY plane based on a control signal from the stage control section 106 . In other aspects, stage 114 may be configured to move in one direction, like a conveyor belt, to place workpiece 101 in position for inspection.

検出器制御部104は、演算部108からの制御信号に従って、放射線検出器102の位置および動作を制御する。また、検出器制御部104は、演算部108から、放射線検出器102を指定された位置に移動させるための制御信号を受信して、ロボットアーム115及び検出器支持部103の移動位置を制御する。ロボットアーム115と検出器支持部103とは、検出器制御部104からの制御信号に基づき所定の位置に移動することにより、放射線検出器102を指定された位置に移動させる。例えば、ロボットアーム115と検出器支持部103とは、XY方向の自由度及びZ軸回りの回転方向(Φ)の自由度(XYΦ方向の自由度)で放射線検出器102を移動させる動作機構として構成される。 The detector control section 104 controls the position and operation of the radiation detector 102 according to the control signal from the calculation section 108 . Further, the detector control unit 104 receives a control signal for moving the radiation detector 102 to a specified position from the calculation unit 108, and controls the movement positions of the robot arm 115 and the detector support unit 103. . The robot arm 115 and the detector support section 103 move to a predetermined position based on a control signal from the detector control section 104, thereby moving the radiation detector 102 to a designated position. For example, the robot arm 115 and the detector support section 103 serve as an operating mechanism that moves the radiation detector 102 with degrees of freedom in the XY directions and degrees of freedom in the rotational direction (Φ) around the Z axis (degrees of freedom in the XYΦ directions). Configured.

放射線検出器102は、検出器支持部103の所定の位置に保持されており、検出器制御部104は、ロボットアーム115及び検出器支持部103の移動位置に基づいて、放射線検出器102の位置情報を取得する。検出器制御部104は、ロボットアーム115及び検出器支持部103の移動位置及び回転角度に基づいて取得した放射線検出器102の位置情報及び回転角度情報を演算部108に送信する。演算部108は、放射線検出器102の位置情報及び回転角度情報と、放射線検出器102により取得されたワーク101の投影画像とを用いて再構成処理を行う。 The radiation detector 102 is held at a predetermined position on the detector support section 103 , and the detector control section 104 determines the position of the radiation detector 102 based on the movement positions of the robot arm 115 and the detector support section 103 . Get information. The detector control unit 104 transmits position information and rotation angle information of the radiation detector 102 acquired based on the movement positions and rotation angles of the robot arm 115 and the detector support unit 103 to the calculation unit 108 . The calculation unit 108 performs reconstruction processing using the position information and rotation angle information of the radiation detector 102 and the projection image of the workpiece 101 acquired by the radiation detector 102 .

放射線検出器102は、放射線源113によって出力されてワーク101を透過した放射線を検出して、ワーク101の投影画像を取得するための信号を出力する2次元の放射線検出器である。たとえば、放射線検出器102は、FPD(Flat Panel Detector)により構成することができる。XYΦ方向の自由度を有するロボットアーム115及び検出器支持部103の動作により、放射線検出器102は、回転軸(Z軸)に交差する面内を移動可能に構成され、検査対象物(ワーク101)を透過した放射線を検出する。ここで、回転軸に交差する面内の移動とは、例えば、図2A及び図2Bに示すように、放射線検出器102が回転軸(Z軸)に交差する面内(XY平面内)を所定の軌道252で移動した状態を示す。 The radiation detector 102 is a two-dimensional radiation detector that detects radiation output by the radiation source 113 and transmitted through the work 101 and outputs a signal for obtaining a projection image of the work 101 . For example, the radiation detector 102 can be configured by an FPD (Flat Panel Detector). The radiation detector 102 is configured to be movable in a plane that intersects the rotation axis (Z-axis) by the motion of the robot arm 115 having degrees of freedom in the XYΦ directions and the detector support section 103, and the inspection object (workpiece 101 ) to detect the transmitted radiation. Here, the movement in the plane intersecting the rotation axis means that the radiation detector 102 moves within a plane (in the XY plane) intersecting the rotation axis (Z-axis) as shown in FIGS. shows a state of movement on a trajectory 252 of .

画像取得部105は、演算部108からの信号の受信により、放射線検出器102から出力された信号に基づいて投影画像を取得して、取得した投影画像を演算部108に出力する。 The image acquisition unit 105 acquires a projection image based on the signal output from the radiation detector 102 by receiving the signal from the calculation unit 108 and outputs the acquired projection image to the calculation unit 108 .

演算部108は、内部の機能構成により、所定の演算処理を実行する。演算部108の取得部121は、再構成処理を実行して、検査対象物(ワーク101)に放射線を照射して得られた互いに異なる複数の放射線エネルギーに対応した複数の断層画像(S1、S2)を取得する。なお、互いに異なる複数の放射線エネルギーは、複数の放射線エネルギーの分布の一部が互いに異なっていればよく、一部重複していてもよい。 The calculation unit 108 executes predetermined calculation processing by an internal functional configuration. The acquisition unit 121 of the calculation unit 108 executes reconstruction processing to obtain a plurality of tomographic images (S1, S2 ). In addition, it suffices that the plurality of radiation energies that are different from each other are partially different from each other in the distribution of the plurality of radiation energies, and may partially overlap each other.

複数の放射線エネルギーには、第1の放射線エネルギーと、第1の放射線エネルギーに比べて低い第2の放射線エネルギーとが含まれ、取得部121は、複数の放射線エネルギーの放射線照射により取得された複数の投影画像に対して再構成処理を行い、複数の断層画像(S1、S2)を取得する。取得部121は、再構成処理を行うことにより、第1の放射線エネルギーに対応した断層画像(S1)と、第2の放射線エネルギーに対応した断層画像(S2)と、を取得する。 The plurality of radiation energies include a first radiation energy and a second radiation energy lower than the first radiation energy, and the acquisition unit 121 obtains a plurality of A plurality of tomographic images (S1, S2) are acquired by performing reconstruction processing on the projected images of . The acquiring unit 121 acquires a tomographic image (S1) corresponding to the first radiation energy and a tomographic image (S2) corresponding to the second radiation energy by performing reconstruction processing.

具体的には、取得部121は、第1の管電圧で検査対象物を複数回撮像することにより得られる複数の投影画像から、検査対象物の第1の断層画像(S1)を再構成し、第2の管電圧で、検査対象物を複数回撮像することにより得られる複数の投影画像から、検査対象物の第2の断層画像(S2)を再構成し、第1の断層画像(S1)及び第2の断層画像(S2)に基づいて、検査対象物の内部の観察対象を特定する。 Specifically, the acquisition unit 121 reconstructs a first tomographic image (S1) of the inspection target from a plurality of projection images obtained by imaging the inspection target multiple times with the first tube voltage. , with the second tube voltage, the second tomographic image (S2) of the inspection object is reconstructed from a plurality of projection images obtained by imaging the inspection object a plurality of times, and the first tomographic image (S1 ) and the second tomographic image (S2), an observation target inside the inspection object is specified.

演算部108の生成部122は、観察対象以外の部分領域、望ましくはアーチファクトが低減されるように、適切な係数のもと、第1の断層画像(S1)と第2の断層画像(S2)との画素値の差分を行う。生成部122は、複数の断層画像(S1、S2)における一部の領域(例えば、少なくとも1つの観察対象以外の部分領域)の画素値の差分が低減されるように設定された減算係数αと、複数の断層画像(S1、S2)とを用いて、複数の断層画像に含まれるアーチファクトを低減したノイズ低減画像ADを生成する。ノイズ低減画像ADについては、後に説明する。 The generation unit 122 of the calculation unit 108 generates the first tomographic image (S1) and the second tomographic image (S2) based on appropriate coefficients so that partial regions other than the observation target, preferably artifacts, are reduced. Perform the difference of the pixel value from . The generation unit 122 generates a subtraction coefficient α that is set so as to reduce a difference between pixel values of partial regions (for example, at least one partial region other than the observation target) in the plurality of tomographic images (S1, S2) and , and a plurality of tomographic images (S1, S2) to generate a noise-reduced image AD in which artifacts included in the plurality of tomographic images are reduced. The noise reduction image AD will be explained later.

[アーチファクトの発生原理]
図2Aは、放射線検査装置100における放射線撮影(放射線検査)の概念を示す図であり、放射線源113が回転軸(Z軸)に交差する面内(XY平面内)を所定の軌道240で移動した状態での放射線撮影を示す。図2Bは、放射線検査装置100における放射線撮影(放射線検査)の変形例の概念を示す図であり、放射線源113が回転軸(Z軸)の位置に停止した状態での放射線撮影を示す。なお、開示の技術は、図2A及び図2Bの構成に限らず、放射線源113と、検査対象物を保持する保持部(ステージ114)と、放射線検出器102とのうち少なくとも2つが、回転軸に交差する面内を移動可能(例えば連動して回転可能)に構成されていればよい。このとき、放射線源113から照射された放射線が検査対象物を回転軸に対して傾斜した方向に透過して放射線検出器102により検出可能な位置関係を満たすように、上記少なくとも2つが回転軸に交差する面内を移動可能(例えば連動して回転可能)に構成されていればよい。例えば、上記位置関係を満たすように、放射線源113と保持部(ステージ114)と放射線検出器102とが、回転軸に交差する面内を移動可能に構成されていてもよい。また、例えば、上記位置関係を満たすように、放射線検出器102が回転軸の位置に停止した状態で、放射線源113と保持部(ステージ114)とが回転軸に交差する面内を移動可能に構成されてもよい。
[Principle of Artifact Generation]
FIG. 2A is a diagram showing the concept of radiography (radiation examination) in the radiographic examination apparatus 100, in which the radiation source 113 moves in a plane (XY plane) intersecting the rotation axis (Z axis) along a predetermined trajectory 240. 1 shows a radiograph taken in a closed state. FIG. 2B is a diagram showing a concept of a modification of radiography (radiation examination) in the radiography apparatus 100, and shows radiography with the radiation source 113 stopped at the position of the rotation axis (Z-axis). Note that the disclosed technology is not limited to the configuration of FIGS. 2A and 2B, and at least two of the radiation source 113, the holding unit (stage 114) that holds the inspection target, and the radiation detector 102 are arranged on the rotation axis. may be configured to be movable (for example, rotatable in conjunction with) in a plane that intersects with . At this time, the radiation emitted from the radiation source 113 is transmitted through the inspection object in a direction inclined with respect to the rotation axis, and the at least two of the above are arranged on the rotation axis so as to satisfy the positional relationship detectable by the radiation detector 102. It is sufficient that they are configured to be movable (for example, rotatable in conjunction with each other) within the intersecting planes. For example, the radiation source 113, the holder (stage 114), and the radiation detector 102 may be configured to be movable in a plane intersecting the rotation axis so as to satisfy the above positional relationship. Further, for example, the radiation source 113 and the holder (stage 114) can be moved in a plane intersecting the rotation axis while the radiation detector 102 is stopped at the position of the rotation axis so as to satisfy the above positional relationship. may be configured.

図2A及び図2Bを参照して、放射線検査におけるアーチファクトの発生原理について説明する。実施形態に係る放射線検査装置100は、複数の放射線投影画像を用いてワーク101の再構成画像を得るため、放射線検出器102と、ワーク101と、放射線源113との相対的な位置が変化する。 The principle of generation of artifacts in radiographic examination will be described with reference to FIGS. 2A and 2B. Since the radiographic inspection apparatus 100 according to the embodiment obtains a reconstructed image of the workpiece 101 using a plurality of radiation projection images, the relative positions of the radiation detector 102, the workpiece 101, and the radiation source 113 change. .

例えば、放射線検出器102が位置250にあり、放射線源113の放射線焦点が位置220にあるとき、放射線は、ワーク101内の観察対象230,231,232を透過し、放射線検出器102によって画像化される。 For example, when radiation detector 102 is at position 250 and the radiation focus of radiation source 113 is at position 220, radiation passes through observation objects 230, 231, and 232 in workpiece 101 and is imaged by radiation detector 102. be done.

また、放射線検出器102が位置251にあり、放射線源113の放射線焦点の位置221にあるときも同様に放射線は、ワーク101内の観察対象230,231,232を透過して、放射線検出器102によって画像化される。これら複数の投影画像を用いて断層画像を再構成すると、ワーク101に対する法線方向(Z軸)方向及び法線に垂直な方向からの投影データが得られないため、アーチファクト210、211、212が生じることがある。 Similarly, when the radiation detector 102 is at the position 251 and at the position 221 of the radiation focal point of the radiation source 113, the radiation passes through the observation objects 230, 231, and 232 in the work 101, and the radiation detector 102 imaged by When a tomographic image is reconstructed using these multiple projection images, artifacts 210, 211, and 212 are produced because projection data in the direction normal to the workpiece 101 (Z-axis) and in the direction perpendicular to the normal cannot be obtained. can occur.

[技術思想]
ワーク101が、例えば、半導体を実装する基板である場合に、基板の裏面の状況として、例えば、ヒートシンクの存在により、アーチファクトが発生しやすい状態になり得る。ヒートシンクは、放熱性を担保するため、銅等の高伝導性、高密度の厚い材料を用いることに起因するものである。
[Technical concept]
When the work 101 is, for example, a substrate on which a semiconductor is to be mounted, the back surface of the substrate may become prone to artifacts due to the presence of, for example, a heat sink. A heat sink originates from using a high-conductivity, high-density thick material, such as copper, in order to ensure heat dissipation.

一方で、ワーク101(例えば、基板)における観察対象は、錫等で構成されるボール状のハンダ層であることが多い。ヒートシンクとハンダ層とは、材質が異なるため、異なる管電圧(エネルギー)で撮影された投影画像を再構成した断層画像を適切な係数のもと減算することで、アーチファクトを低減し、観察対象の検査を容易にすることができる。 On the other hand, the object to be observed on the workpiece 101 (for example, substrate) is often a ball-shaped solder layer made of tin or the like. Since the heat sink and the solder layer are made of different materials, artifacts are reduced by subtracting the tomographic images reconstructed from the projected images taken at different tube voltages (energy) with appropriate coefficients. inspection can be facilitated.

また、基板の配線は銅で形成されることが多く、断層画像において、この配線の位置を特定、観察したい場合もある。この場合は、先ほどのボール状のハンダ層がアーチファクトとして生じ得るが、錫等で構成されるボール状のハンダ層と、銅で形成される基板の配線とは、材質が異なるため、異なる管電圧(エネルギー)で撮影された投影画像を再構成した断層画像を適切な係数のもと減算することで、アーチファクトを低減し、観察対象の検査を容易にすることができる。 Moreover, the wiring of the substrate is often formed of copper, and there are cases where it is desired to specify and observe the position of this wiring in the tomographic image. In this case, the ball-shaped solder layer mentioned earlier may occur as an artifact, but the ball-shaped solder layer made of tin or the like and the wiring of the substrate made of copper are made of different materials, so the tube voltage will be different. By subtracting the tomographic image reconstructed from the projection image captured at (energy) with an appropriate coefficient, artifacts can be reduced and inspection of the observation target can be facilitated.

[アーチファクトの低減]
図3~図4を参照して、アーチファクトの低減処理について説明する。以下の説明では、検査対象物であるワーク101として、基板を例として説明する。図3は、実施形態に係る放射線検査装置100が高管電圧(第1の放射線エネルギー)と低管電圧(第2の放射線エネルギー)とでワーク101を撮像する場合に、アーチファクトを低減する処理を説明するフローチャートである。
[Reduction of artifacts]
Artifact reduction processing will be described with reference to FIGS. In the following description, a substrate will be described as an example of the workpiece 101, which is an object to be inspected. FIG. 3 shows processing for reducing artifacts when the radiographic inspection apparatus 100 according to the embodiment images the workpiece 101 with a high tube voltage (first radiation energy) and a low tube voltage (second radiation energy). It is a flow chart explaining.

ステップS310において、放射線検査装置100は、ステージ制御部106を駆動して、ワーク101(基板)を所定の位置に搬入する。 In step S310, the radiographic inspection apparatus 100 drives the stage controller 106 to load the workpiece 101 (substrate) to a predetermined position.

ステップS320において、制御装置112の演算部108は、記憶部109に格納されている予め設定された高管電圧の撮影条件に従って、画像取得部105および検出器制御部104を制御しながら放射線によるワーク101の撮像を実行する。 In step S<b>320 , the calculation unit 108 of the control device 112 controls the image acquisition unit 105 and the detector control unit 104 in accordance with preset high tube voltage imaging conditions stored in the storage unit 109 to obtain a radiation workpiece. 101 imaging is executed.

ステップS330において、制御装置112の演算部108は、記憶部109に格納されている予め設定された低管電圧の撮影条件に従って、画像取得部105および検出器制御部104を制御しながら放射線によるワーク101の撮像を実行する。 In step S<b>330 , the calculation unit 108 of the control device 112 controls the image acquisition unit 105 and the detector control unit 104 in accordance with the preset low tube voltage imaging conditions stored in the storage unit 109 , and scans the workpiece using radiation. 101 imaging is executed.

ステップS340において、演算部108の取得部121は、画像取得部105を介して放射線検出器102から送信され、記憶部109に保持されている高管電圧(第1の放射線エネルギー)で撮影された複数の投影画像を用いた再構成処理を行うことにより、ワーク101の断層画像(S1)を取得する。 In step S<b>340 , the acquisition unit 121 of the calculation unit 108 receives the image transmitted from the radiation detector 102 via the image acquisition unit 105 and imaged with the high tube voltage (first radiation energy) held in the storage unit 109 . A tomographic image (S1) of the workpiece 101 is obtained by performing reconstruction processing using a plurality of projection images.

ステップS350において、演算部108の取得部121は、ステップS340と同様に、画像取得部105を介して放射線検出器102から送信され、記憶部109に保持されている低管電圧(第2の放射線エネルギー)で撮影された複数の投影画像を用いた再構成処理を行うことにより、ワーク101の断層画像(S2)を取得する。 In step S350, the acquisition unit 121 of the calculation unit 108 receives the low tube voltage (second radiation) transmitted from the radiation detector 102 via the image acquisition unit 105 and held in the storage unit 109, as in step S340. A tomographic image (S2) of the work 101 is acquired by performing reconstruction processing using a plurality of projection images captured with the energy).

ステップS400において、演算部108の生成部122は、高管電圧で撮影された複数の投影画像を用いた再構成処理により取得したワーク101の断層画像(S1)及び低管電圧で撮影された複数の投影画像を用いた再構成処理により取得したワーク101の断層画像(S2)を用いて、後述するアーチファクト低減処理を実行する。 In step S400, the generation unit 122 of the calculation unit 108 generates a tomographic image (S1) of the work 101 acquired by reconstruction processing using a plurality of projection images captured with a high tube voltage and a plurality of tomographic images captured with a low tube voltage. Using the tomographic image (S2) of the workpiece 101 acquired by the reconstruction processing using the projection image of , artifact reduction processing, which will be described later, is executed.

[アーチファクト低減]
図4は、アーチファクトを低減する処理の詳細を説明するフローチャートである。ステップS410において、演算部108の生成部122は、記憶部109に格納されている、高管電圧(第1の放射線エネルギー)で撮影された複数の投影画像を用いた再構成処理を行うことにより取得された断層画像(S1)を取得する。
[Artifact reduction]
FIG. 4 is a flowchart illustrating details of processing for reducing artifacts. In step S410, the generation unit 122 of the calculation unit 108 performs reconstruction processing using a plurality of projection images captured with a high tube voltage (first radiation energy) stored in the storage unit 109. An acquired tomographic image (S1) is acquired.

ステップS420において、生成部122は、記憶部109に格納されている、低管電圧(第2の放射線エネルギー)で撮影された複数の投影画像を用いた再構成処理を行うことにより取得された断層画像(S2)を取得する。 In step S<b>420 , the generation unit 122 performs a reconstruction process using a plurality of projection images captured with a low tube voltage (second radiation energy) stored in the storage unit 109 . Acquire an image (S2).

ステップS430において、生成部122は、複数の断層画像(S1、S2)における一部の領域の画素値の差分が低減されるように設定された減算係数αと、複数の断層画像とを用いて、複数の断層画像に含まれるアーチファクトを低減したアーチファクト低減画像ADを生成する。 In step S430, the generation unit 122 uses the subtraction coefficient α set to reduce the difference in pixel values in a partial region of the plurality of tomographic images (S1, S2) and the plurality of tomographic images. , to generate an artifact-reduced image AD in which artifacts included in a plurality of tomographic images are reduced.

生成部122は、複数の断層画像(S1、S2)のうち一方の断層画像(S2)の画素値に減算係数を乗算する乗算処理を行い(αS2)、複数の断層画像のうち他方の断層画像(S1)から乗算処理の結果(αS2)を減算する減算処理によりアーチファクト低減画像ADを生成する。 The generation unit 122 performs multiplication processing (αS2) for multiplying pixel values of one tomographic image (S2) of the plurality of tomographic images (S1, S2) by a subtraction coefficient, An artifact-reduced image AD is generated by subtraction processing of subtracting the result (αS2) of the multiplication processing from (S1).

ステップS440にて、生成部122は、アーチファクト低減画像ADを記憶部109に記憶するとともに、表示制御部124は、アーチファクト低減画像ADを、ユーザーの観察、検査に供するべく出力部111(例えばモニター上に表示されたGUI)に表示する。 In step S440, the generation unit 122 stores the artifact-reduced image AD in the storage unit 109, and the display control unit 124 outputs the artifact-reduced image AD to the output unit 111 (for example, on a monitor) for user observation and inspection. displayed on the GUI).

断層画像(S1,S2)に含まれる、アーチファクトと、検査対象物(ワーク101)の内部の観察対象とは、画像処理を用いることにより特定することが可能である。画像処理方法としては、例えば、差分(輝度差)、輝度の分散、エッジ抽出、エッジ強度、パターンマッチングなどを用いることが可能であるが、画像処理方法はこれらに限られず、種々の画像処理方法を適用することが可能である。 Artifacts included in the tomographic images (S1, S2) and the observation target inside the inspection target (workpiece 101) can be identified by using image processing. As the image processing method, for example, difference (luminance difference), luminance distribution, edge extraction, edge strength, pattern matching, etc. can be used, but the image processing method is not limited to these, and various image processing methods can be used. can be applied.

また、ユーザーが、出力部111のモニターに表示されたアーチファクト低減画像ADを観察しつつ、GUI(図9)の操作によりアーチファクトを特定することができる。 Further, the user can identify artifacts by operating the GUI (FIG. 9) while observing the artifact-reduced image AD displayed on the monitor of the output unit 111 .

また、ユーザーは、アーチファクト低減画像(AD)を観察しつつ、GUI(図9)の操作により、アーチファクトの画素値が最小になるように減算係数αを調整・設定することができる。生成部122は、調整・設定された減算係数αを用いた断層画像における画素値の差分処理(S1-αS2)を行うことにより、断層画像(S1)からアーチファクトが低減されるため、断層画像(S1)において観察対象を容易に特定することができる。 In addition, while observing the artifact-reduced image (AD), the user can adjust and set the subtraction coefficient α by operating the GUI (FIG. 9) so that the pixel value of the artifact is minimized. The generation unit 122 performs difference processing (S1-αS2) of pixel values in the tomographic image using the adjusted/set subtraction coefficient α, thereby reducing artifacts from the tomographic image (S1). The observation target can be easily specified in S1).

減算係数αは、例えば、初期設定の値として、デフォルト値や前回の検査において設定された値を用いることが可能であり、また、初期設定の値から厳密な減算係数αへの調整・設定は、後述するGUI(例えば、図9)を用いることにより行うことができる。 For the subtraction coefficient α, for example, a default value or a value set in the previous inspection can be used as an initial setting value. , can be performed by using a GUI (for example, FIG. 9), which will be described later.

また、アーチファクト低減画像ADを生成する処理は、ステップS430の処理(AD=(S1-αS2))に限られず、生成部122は、観察対象を特定するアーチファクト低減画像をAD=(S1-αL*S2)の演算処理により取得することも可能である。 Further, the process of generating the artifact-reduced image AD is not limited to the process of step S430 (AD=(S1-αS2)). It is also possible to obtain by the arithmetic processing of S2).

ここで、Lはガウシアンフィルタ等のローパスフィルタであり、「*」はコンボリューション(畳み込み積分処理)を示す。 Here, L is a low-pass filter such as a Gaussian filter, and "*" indicates convolution (convolution integral processing).

すなわち、生成部122は、複数の断層画像(S1、S2)のうち一方の断層画像(S2)の画素値とローパスフィルタ(L)とを用いた畳み込み積分処理の結果に減算係数αを乗算する乗算処理を行い(αL*S2)、複数の断層画像のうち他方の断層画像(S1)から乗算処理の結果(αL*S2)を減算する減算処理によりアーチファクト低減画像(AD)を生成することも可能である。このような処理により、アーチファクト低減画像ADにおけるノイズが低減されつつ、観察対象の構造が強調されるため、観察対象がより特定しやすくなる。 That is, the generation unit 122 multiplies the pixel value of one of the tomographic images (S1, S2) of the tomographic image (S2) and the result of the convolution integral processing using the low-pass filter (L) by the subtraction coefficient α. An artifact-reduced image (AD) can also be generated by performing a multiplication process (αL*S2) and subtracting the result of the multiplication process (αL*S2) from the other tomographic image (S1) of the plurality of tomographic images. It is possible. Such processing reduces noise in the artifact-reduced image AD and emphasizes the structure of the observation target, making it easier to identify the observation target.

次に、図5から図7を参照して、放射線検査装置100において、アーチファクトを特定し、低減する処理について説明する。図5(A)は高管電圧120kVで撮影された複数の投影画像を用いた再構成処理を行うことにより取得された、ワーク101の断層画像S1を示し、図5(B)は低管電圧100kVで撮影された複数の投影画像を用いた再構成処理を行うことにより取得された、ワーク101の断層画像S2を示す。 Next, referring to FIGS. 5 to 7, processing for identifying and reducing artifacts in the radiographic examination apparatus 100 will be described. FIG. 5A shows a tomographic image S1 of the workpiece 101 obtained by performing reconstruction processing using a plurality of projection images captured at a high tube voltage of 120 kV, and FIG. A tomographic image S2 of the workpiece 101 obtained by performing reconstruction processing using a plurality of projection images captured at 100 kV is shown.

一般的に、物質の減弱係数の比は放射線の撮影管電圧(エネルギー)によって異なる。このため、投影画像を用いた再構成処理を行うことにより取得された断層画像においてもこの比の影響が表れる。 In general, the ratio of attenuation coefficients of substances varies depending on the radiation imaging tube voltage (energy). Therefore, the influence of this ratio also appears in a tomographic image obtained by performing reconstruction processing using a projection image.

図6は、図5(A)及び図5(B)において、線501で示す断層部分の画素値のプロファイルを示す図である。横軸はプロファイル位置を示し、縦軸は断層画像における画素値(断層画素値)を示している。図5(A)及び図5(B)における、ウインドウ502は、観察対象であるハンダ柱を枠で囲んで明示しており、ハンダ柱の周辺の銅配線503、504は、本来この断層画像には存在し得ないアーチファクトである。 FIG. 6 is a diagram showing the profile of pixel values of the tomographic portion indicated by line 501 in FIGS. 5A and 5B. The horizontal axis indicates the profile position, and the vertical axis indicates the pixel value (tomographic pixel value) in the tomographic image. A window 502 in FIGS. 5A and 5B clearly shows the solder column to be observed by enclosing it in a frame, and copper wiring 503 and 504 around the solder column are originally shown in this tomographic image. is an artifact that cannot exist.

図6において、領域601は観察領域(ハンダ柱)に対応する領域を示しており、領域602、603はアーチファクトに対応する領域を示している。図6のプロファイルをからわかるように、ハンダ柱以外のアーチファクトに対応する領域602、603において、図5(A)の断層画像S1と図5(B)の断層画像S2における一部の領域の画素値の差分が低減されるように、減算係数αを設定することで、銅配線アーチファクトに対応する領域によるアーチファクトを低減することができる。例えば、生成部122は、画素値プロファイルの差分二乗和や差分絶対和が最小になるように、減算係数αを設定することで、銅配線アーチファクトに対応する領域によるアーチファクトを低減することができる。 In FIG. 6, a region 601 indicates a region corresponding to an observation region (solder column), and regions 602 and 603 indicate regions corresponding to artifacts. As can be seen from the profiles in FIG. 6, in the regions 602 and 603 corresponding to the artifacts other than the solder column, the pixels in the partial regions in the tomographic image S1 in FIG. 5A and the tomographic image S2 in FIG. By setting the subtraction coefficient α so that the difference in values is reduced, the artifacts due to the region corresponding to the copper wiring artifacts can be reduced. For example, the generator 122 sets the subtraction coefficient α so that the sum of squared differences and the absolute sum of differences of the pixel value profile is minimized, thereby reducing artifacts due to regions corresponding to copper wiring artifacts.

図7は、図5(A)の断層画像S1と図5(B)の断層画像S2との画素値プロファイルの差分二乗和や差分絶対和が最小になるように設定した減算係数αで生成したアーチファクト低減画像ADを示す図である。図7に示したアーチファクト低減画像ADによれば、図5(A)、図5(B)における銅配線503、504のアーチファクトが低減されて、ウインドウ702の枠で囲んで明示した、観察対象であるハンダ柱が明瞭に観察できることがわかる。 FIG. 7 is generated with a subtraction coefficient α set to minimize the sum of squared differences and the absolute sum of differences in pixel value profiles between the tomographic image S1 of FIG. 5A and the tomographic image S2 of FIG. 5B. FIG. 10 is a diagram showing an artifact-reduced image AD; According to the artifact-reduced image AD shown in FIG. 7, the artifacts of the copper wirings 503 and 504 in FIGS. It can be seen that certain solder columns can be clearly observed.

[GUIを用いた減算係数αの調整1]
図8を参照して、実施形態に係る放射線検査装置100における減算係数αの調整方法について説明する。図8は、放射線検査装置100に係るGUI(Graphical User Interface)を例示する図である。GUI800は放射線検査装置100により生成された断層画像及びアーチファクト低減画像を表示するためのGUIであり、出力部111のモニターに表示される。ユーザーは、入力部110を介して、検査表示部830に表示されている複数の検査(A~D)から、画像表示の対象とする検査を選択する。
[Adjustment 1 of Subtraction Coefficient α Using GUI]
A method of adjusting the subtraction coefficient α in the radiographic inspection apparatus 100 according to the embodiment will be described with reference to FIG. 8 . FIG. 8 is a diagram illustrating a GUI (Graphical User Interface) related to the radiological examination apparatus 100. As shown in FIG. A GUI 800 is a GUI for displaying tomographic images and artifact-reduced images generated by the radiographic examination apparatus 100 and is displayed on the monitor of the output unit 111 . The user selects, via the input unit 110, an examination to be image-displayed from a plurality of examinations (A to D) displayed on the examination display unit 830. FIG.

演算部108の指定部123は、ラジオボタン807の選択により、複数の断層画像(S1、S2)及びアーチファクト低減画像ADのうち何れかの画像を指定する。表示制御部124は、指定部123により指定された画像について、異なる複数の方向の断面を出力部111のGUIに表示させる。 The designation unit 123 of the calculation unit 108 designates one of the plurality of tomographic images (S1, S2) and the artifact-reduced image AD by selecting the radio button 807 . The display control unit 124 causes the GUI of the output unit 111 to display cross sections of the image specified by the specifying unit 123 in a plurality of different directions.

表示制御部124は、異なる複数の方向の断面として、放射線検出器102における放射線の検出面に沿った第1断面(表示領域801)と、第1断面に対して交差する第2断面(表示領域802)と、第1断面(表示領域801)及び第2断面(表示領域802)に交差する第3断面(表示領域803)と、を出力部111のGUIに表示させる。 The display control unit 124 selects, as cross-sections in a plurality of different directions, a first cross-section (display area 801) along the radiation detection surface of the radiation detector 102 and a second cross-section (display area 801) intersecting the first cross-section. 802) and a third cross section (display area 803) intersecting the first cross section (display area 801) and the second cross section (display area 802) are displayed on the GUI of the output unit 111. FIG.

表示領域801にはワーク101の断層画像S1を上からみた断面が表示される。また、表示領域802にはワーク101の断層画像S1の縦断面が表示され、表示領域803にはワーク101の断層画像S1の横断面が表示される。 A cross section of the tomographic image S1 of the workpiece 101 viewed from above is displayed in the display area 801 . A vertical section of the tomographic image S1 of the workpiece 101 is displayed in the display area 802, and a horizontal section of the tomographic image S1 of the workpiece 101 is displayed in the display area 803. FIG.

演算部108の位置変更部125は、GUI800のスライダーバー804、縦ライン805、横ライン横806の操作入力により、出力部111のGUIに表示する断面の位置を変更する。 A position changing unit 125 of the computing unit 108 changes the position of the cross section displayed on the GUI of the output unit 111 by operating the slider bar 804 , the vertical line 805 and the horizontal line 806 of the GUI 800 .

表示制御部124は、位置変更部125で変更された位置の断面(801~803)を出力部111のGUIに表示させる。 The display control unit 124 causes the GUI of the output unit 111 to display cross sections (801 to 803) at positions changed by the position change unit 125. FIG.

位置変更部125は、スライダーバー804の操作入力により、断層画像における厚さ方向(紙面に対して垂直方向)の位置を変更し、表示制御部124は、位置変更部125で変更された位置の断面をGUIの表示領域801に表示させる。 The position changing unit 125 changes the position of the tomographic image in the thickness direction (perpendicular to the paper surface) by operating the slider bar 804 , and the display control unit 124 changes the position changed by the position changing unit 125 . The section is displayed in the display area 801 of the GUI.

また、ユーザーは、入力部110を介して、表示領域801に表示されている、縦ライン805の位置を指定することにより、位置変更部125は、表示領域802の縦断面位置を、ユーザーにより指定された位置に変更する。表示制御部124は、位置変更部125で変更された位置の断面をGUIの
表示領域802に表示させる。
In addition, when the user specifies the position of the vertical line 805 displayed in the display area 801 via the input unit 110, the position changing unit 125 allows the user to specify the vertical cross-sectional position of the display area 802. position. The display control unit 124 displays the cross section at the position changed by the position change unit 125 in the display area 802 of the GUI.

また、ユーザーは、入力部110を介して、表示領域801に表示されている、横ライン横806の位置を指定することにより、位置変更部125は、表示領域803の横断面位置を、ユーザーにより指定された位置に変更する。表示制御部124は、位置変更部125で変更された位置の断面をGUIの表示領域803に表示させる。 In addition, when the user designates the position of the horizontal line 806 displayed in the display area 801 via the input unit 110, the position changing unit 125 changes the cross-sectional position of the display area 803 by the user. Change to the specified position. The display control unit 124 displays the cross section at the position changed by the position change unit 125 in the display area 803 of the GUI.

さらに、ユーザーがラジオボタン807を選択することで、表示制御部124は、表示領域801、802、803に表示されている断層画像S1を、断層画像S2やアーチファクト低減画像ADに変更することも可能である。 Further, when the user selects a radio button 807, the display control unit 124 can change the tomographic image S1 displayed in the display areas 801, 802, and 803 to the tomographic image S2 or the artifact-reduced image AD. is.

演算部108の調整部126は、アーチファクト低減画像の断面が表示された状態で、スライダーバー808の操作を含む入力部110からの入力に基づいて、減算係数αを調整する。調整部126は、断層画像に含まれるアーチファクトを低減させるように減算係数αを調整する。断層画像に含まれるアーチファクトを低減させることにより、断層画像における観察対象は、明瞭になり、強調される。この観点によれば、調整部126は、断層画像に含まれるに含まれる観察対象を強調させるように減算係数αを調整する。 The adjustment unit 126 of the calculation unit 108 adjusts the subtraction coefficient α based on the input from the input unit 110 including the operation of the slider bar 808 while the section of the artifact-reduced image is displayed. The adjustment unit 126 adjusts the subtraction coefficient α so as to reduce artifacts included in the tomographic image. By reducing the artifacts contained in the tomographic image, the object of observation in the tomographic image is clarified and emphasized. From this point of view, the adjustment unit 126 adjusts the subtraction coefficient α so as to emphasize the observation target included in the tomographic image.

ラジオボタン807により、アーチファクト低減画像ADが選択されている状態で、ユーザーが、入力部110を介して、スライダーバー808を操作すると、減算係数αが変更される。表示制御部124は、変更された減算係数αに基づいたアーチファクト低減画像ADを表示領域801、802、803に表示する。ユーザーが、入力部110を介して、スライダーバー808を操作して、減算係数αを調整することにより、観察対象がもっとも見やすく、アーチファクトが低減されるように表示領域801、802、803の表示を調整することができる。 When the user operates the slider bar 808 via the input unit 110 while the artifact-reduced image AD is selected by the radio button 807, the subtraction coefficient α is changed. The display control unit 124 displays the artifact-reduced image AD based on the changed subtraction coefficient α in the display areas 801 , 802 and 803 . The user operates the slider bar 808 via the input unit 110 to adjust the subtraction coefficient α, thereby displaying the display areas 801, 802, and 803 so that the object to be observed is most visible and artifacts are reduced. can be adjusted.

[GUIを用いた減算係数の調整2]
図9を参照して、実施形態に係る放射線検査装置100における減算係数αの調整方法の変形例を説明する。図9は、放射線検査装置100に係るGUI(Graphical User Interface)を例示する図である。GUI900は放射線検査装置100により生成された断層画像及びアーチファクト低減画像を表示するためのGUIであり、出力部111のモニターに表示される。
[Adjustment of Subtraction Coefficient Using GUI 2]
A modification of the method for adjusting the subtraction coefficient α in the radiation inspection apparatus 100 according to the embodiment will be described with reference to FIG. 9 . FIG. 9 is a diagram illustrating a GUI (Graphical User Interface) related to the radiological examination apparatus 100. As shown in FIG. A GUI 900 is a GUI for displaying tomographic images and artifact-reduced images generated by the radiographic examination apparatus 100 and is displayed on the monitor of the output unit 111 .

GUI900において、ボール状ハンダ907はワーク101の観察対象の1つとして表示される。また、アーチファクト901はワーク101の銅配線によるアーチファクトを示す。 In the GUI 900, the ball-shaped solder 907 is displayed as one of the observation targets of the workpiece 101. FIG. An artifact 901 indicates an artifact due to the copper wiring of the workpiece 101. FIG.

ボール状ハンダ907を観察する場合に、アーチファクト901は、ボール状ハンダ907のボイドやハンダ形状の観察を阻害する場合が生じ得る。 When observing the ball-shaped solder 907 , the artifact 901 may hinder observation of the voids and solder shape of the ball-shaped solder 907 .

ユーザーはボタン904を押下することで、矩形ROI903を用いて観察対象を選択できる。表示制御部124は、表示領域801に表示された断面の画像に対する、入力部(110、903)からの入力に基づいて、断層画像に含まれる観察対象を選択する。 By pressing a button 904 , the user can select an observation target using a rectangular ROI 903 . The display control unit 124 selects an observation target included in the tomographic image based on the input from the input unit ( 110 , 903 ) for the cross-sectional image displayed in the display area 801 .

ユーザーが、入力部110を介して、ボタン904を押下すると、表示制御部124は、関心領域として、表示領域801において矩形ROI903を設定する。ユーザーは、入力部110の操作により、矩形ROI903の位置を変更することができる。観察対象であるボール状ハンダ907を矩形ROI903により囲むことで、表示制御部124は、観察対象として、ボール状ハンダ907を選択する。生成部122は、表示制御部124により選択されたボール状ハンダ907(観察対象)以外の部分領域、つまり、アーチファクト低減画像において、アーチファクト901の画素値が低減されるように(最小になるように)減算係数αを設定する。ここで、ボール状ハンダ907は同様の形状がアレイ状に並ぶため、パターンマッチング等でアーチファクト901と識別することが可能である。 When the user presses a button 904 via the input unit 110, the display control unit 124 sets a rectangular ROI 903 in the display region 801 as a region of interest. The user can change the position of the rectangular ROI 903 by operating the input unit 110 . By surrounding the ball-shaped solder 907 to be observed with a rectangular ROI 903, the display control unit 124 selects the ball-shaped solder 907 as the observation target. The generation unit 122 reduces (minimizes) the pixel value of the artifact 901 in the partial region other than the ball-shaped solder 907 (observation target) selected by the display control unit 124, that is, in the artifact reduction image. ) set the subtraction factor α. Here, since the ball-shaped solder 907 has similar shapes arranged in an array, it can be identified from the artifact 901 by pattern matching or the like.

ワーク101の構造が複雑でアーチファクト901を直接選択したほうが好ましい場合もある。その場合、ユーザーはボタン905を押下することで、矩形ROI902を用いてアーチファクトを選択できる。 In some cases, the work 101 has a complicated structure and it is preferable to directly select the artifact 901 . In that case, the user can select an artifact using the rectangular ROI 902 by pressing a button 905 .

表示制御部124は、表示領域801に表示された断面の画像に対する、入力部(101、902)からの入力に基づいて、断層画像に含まれるアーチファクト901を選択する。 The display control unit 124 selects the artifact 901 included in the tomographic image based on the input from the input unit (101, 902) for the cross-sectional image displayed in the display area 801. FIG.

ユーザーが、入力部110を操作することにより矩形ROI902を、アーチファクト901の一部に重ねることにより、表示制御部124は、アーチファクト901を特定(選択)する。生成部122は、表示制御部124により選択されたアーチファクト901の画素値が低減されるように(最小になるように)減算係数αを設定する。 The display control unit 124 specifies (selects) the artifact 901 when the user operates the input unit 110 to overlap a rectangular ROI 902 on a part of the artifact 901 . The generation unit 122 sets the subtraction coefficient α so that the pixel value of the artifact 901 selected by the display control unit 124 is reduced (minimized).

また、ユーザーが、入力部110を操作することにより、矩形ROI902、903の両方を選択したり、さらに複数のROIを選択できるようにしてもよい。これらの複数のROIは、スライダーバー804を動かして、複数の断面に設定することも可能である。この場合、減算係数αは3次元の関数α(x、y、z)で決めることができる。すなわち、減算係数αは、複数の断層画像における三次元の位置に応じて異なる値を示す。ここで、位置情報x、y、zは、それぞれ、断層画像やアーチファクト低減画像における3次元の位置情報(横、縦、深さの位置情報)を示す。このように減算係数αに3次元の分布を持たせることにより、より好適に、自由度が高く、アーチファクト901を低減することができる。 Also, the user may select both of the rectangular ROIs 902 and 903 or select a plurality of ROIs by operating the input unit 110 . These multiple ROIs can also be set in multiple cross sections by moving the slider bar 804 . In this case, the subtraction coefficient α can be determined by a three-dimensional function α(x, y, z). That is, the subtraction coefficient α indicates different values according to three-dimensional positions in multiple tomographic images. Here, the position information x, y, and z indicate three-dimensional position information (horizontal, vertical, and depth position information) in the tomographic image and the artifact-reduced image, respectively. By giving the subtraction coefficient α a three-dimensional distribution in this way, the artifact 901 can be reduced more favorably with a high degree of freedom.

[機械学習による減算係数αの推論]
近年ではAI、ディープラーニングによる機械学習が急速に進化している。これにより、放射線検査におけるユーザー操作の煩雑性を大幅に削減できる可能性がある。例えば、スライダーバー808、ボタン904、ボタン905によりユーザーがアーチファクト901を最小にするように設定した減産係数αに基づいたアーチファクト低減画像ADを教師画像とし、断層画像S1,断層画像S2を入力画像として、ニューラルネットワークの出力を機械学習することができる。
[Inference of subtraction coefficient α by machine learning]
In recent years, AI and machine learning by deep learning have been evolving rapidly. This has the potential to significantly reduce the complexity of user operations in radiographic examinations. For example, the artifact-reduced image AD based on the production reduction coefficient α set by the user using the slider bar 808, buttons 904, and 905 to minimize the artifact 901 is used as the teacher image, and the tomographic images S1 and S2 are used as the input images. , the output of the neural network can be machine-learned.

演算部108の機械学習部128は、機械学習により減算係数αの機械学習モデルを生成する。また、演算部108の推論部127は、機械学習モデルに複数の断層画像(S1、S2)を入力して、減算係数αを推論する。生成部122は、推論部127により推論された減算係数αと、複数の断層画像とを用いて、アーチファクト低減画像ADを生成する。 The machine learning unit 128 of the computing unit 108 generates a machine learning model of the subtraction coefficient α by machine learning. Also, the inference unit 127 of the calculation unit 108 inputs a plurality of tomographic images (S1, S2) to the machine learning model and infers the subtraction coefficient α. The generation unit 122 generates an artifact-reduced image AD using the subtraction coefficient α inferred by the inference unit 127 and a plurality of tomographic images.

機械学習の具体的なアルゴリズムとしては、最近傍法、ナイーブベイズ法、決定木、サポートベクターマシンなどが挙げられる。また、ニューラルネットワークを利用して、機械学習するための特徴量、結合重み付け係数を自ら生成する深層学習(ディープラーニング)も挙げられる。適宜、上記のアルゴリズムのうち利用できるものを用いて実施形態に適用することができる。 Specific algorithms of machine learning include nearest neighbor method, naive Bayes method, decision tree, support vector machine, and the like. Another example is deep learning in which a neural network is used to generate feature quantities and connection weighting coefficients for machine learning. As appropriate, any of the above algorithms can be used and applied to the embodiments.

演算部108の機械学習部128は、誤差検出部129と、更新部130と、を備える。誤差検出部129は、入力層に入力される入力データに応じてニューラルネットワークの出力層から出力される出力データと、教師データとの誤差を得る。誤差検出部129は、損失関数を用いて、ニューラルネットワークからの出力データと教師データとの誤差を計算する。 The machine learning unit 128 of the computing unit 108 includes an error detection unit 129 and an updating unit 130 . The error detection unit 129 obtains the error between the output data output from the output layer of the neural network according to the input data input to the input layer and the teacher data. The error detection unit 129 uses a loss function to calculate the error between the output data from the neural network and the teacher data.

また、更新部130は、誤差検出部129で得られた誤差に基づいて、その誤差が小さくなるように、ニューラルネットワークのノード間の結合重み付け係数等を更新する。更新部130は、例えば、誤差逆伝播法を用いて、結合重み付け係数等を更新する。ここで、誤差逆伝播法は、上記の誤差が小さくなるように、各ニューラルネットワークのノード間の結合重み付け係数等を調整する手法である。 Further, based on the error obtained by the error detection unit 129, the update unit 130 updates the weighting coefficients for coupling between nodes of the neural network so that the error is reduced. The updating unit 130 updates the coupling weighting coefficients and the like using, for example, the error backpropagation method. Here, the error backpropagation method is a method of adjusting the connection weighting coefficients between the nodes of each neural network so that the above error is reduced.

機械学習部128における機械学習や推論部127における推論処理にはGPU(Graphics Processing Unit)を用いてもよい。GPUデータをより多く並列処理することで効率的な演算を行うことができるので、ディープラーニングのような学習モデルを用いて複数回に渡り学習を行う場合に有効である。 A GPU (Graphics Processing Unit) may be used for machine learning in the machine learning unit 128 and inference processing in the inference unit 127 . Efficient calculations can be performed by processing more GPU data in parallel, which is effective when learning is performed multiple times using a learning model such as deep learning.

具体的には、機械学習部128が、学習モデルを含む学習プログラムを実行する場合に、CPUとGPUが協働して演算を行うことで学習を行う。なお、機械学習部128の処理はCPUまたはGPUのみにより演算が行われても良い。また、推論部127における推論処理も機械学習部128における機械学習と同様にGPUを用いても良い。 Specifically, when the machine learning unit 128 executes a learning program including a learning model, the CPU and the GPU cooperate to perform calculations for learning. Note that the processing of the machine learning unit 128 may be performed only by the CPU or GPU. Also, the inference processing in the inference unit 127 may use a GPU as in the machine learning in the machine learning unit 128 .

ユーザーがボタン906を押下すると、推論部127は、学習済み機械学習モデルに断層画像S1,断層画像S2を入力して減算係数αを推論し、生成部122は、推論部127により推論された減算係数αを用いたアーチファクト低減画像ADを生成する。表示制御部124は、生成されたアーチファクト低減画像ADにおける各断面における画像を、GUI800、900における表示領域801、802、803に表示する。 When the user presses a button 906, the inference unit 127 inputs the tomographic image S1 and the tomographic image S2 into the learned machine learning model to infer the subtraction coefficient α, and the generation unit 122 causes the subtraction inferred by the inference unit 127. An artifact-reduced image AD is generated using the coefficient α. The display control unit 124 displays the images of the cross sections in the generated artifact-reduced images AD in the display areas 801 , 802 , 803 of the GUIs 800 , 900 .

[実施形態の効果]
以上のようにして、実施形態に係る放射線検査装置100は、検査対象物をインライン検査する前に、複数の管電圧を用いて、複数の断層画像を生成する。ここで、従来技術では、斜め方向にX線を照射する技術による撮影では、基板平面に対する法線方向からのX線照射が制限されるため、法線方向及び法線に垂直な方向からの投影データに欠落が生じる。投影データに欠落が生じた状態での制限角再構成では、法線方向の分解能が低下してアーチファクトが生じ得る。ここで、アーチファクトとは、実際に物体が存在していない位置に物体が存在するかのように見える現象で、検査において検査対象物の良否判定や検査対象物の内部における断層位置の算出の妨げとなり得る。
[Effects of Embodiment]
As described above, the radiation inspection apparatus 100 according to the embodiment generates a plurality of tomographic images using a plurality of tube voltages before in-line inspection of the inspection object. Here, in the conventional technology, in the imaging using the technique of irradiating X-rays in an oblique direction, the irradiation of X-rays from the direction normal to the substrate plane is restricted. Data is missing. Limited-angle reconstruction with missing projection data can result in artifacts due to reduced normal resolution. Here, an artifact is a phenomenon in which an object appears to exist in a position where it does not actually exist. can be.

そこで、本実施形態では、生成された複数の断層画像におけるアーチファクトを低減するように適切な減算係数αを設定することにより、斜め方向に放射線を照射するデュアルエナジー撮影においてアーチファクトを低減することができる。これにより、例えば、検査対象物の観察を容易にし、検査対象物の良否判定及び検査対象物の内部における断層位置の算出精度を向上することができる。 Therefore, in the present embodiment, by setting an appropriate subtraction coefficient α so as to reduce artifacts in a plurality of generated tomographic images, artifacts can be reduced in dual energy imaging in which radiation is emitted obliquely. . As a result, for example, it is possible to facilitate observation of the inspection target, improve the quality determination of the inspection target, and improve the calculation accuracy of the tomographic position inside the inspection target.

[その他の実施形態]
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
[Other embodiments]
The present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or apparatus reads and executes the program. It can also be realized by processing to It can also be implemented by a circuit (for example, ASIC) that implements one or more functions.

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。 The invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the claims are appended to make public the scope of the invention.

100:放射線検査装置、108:演算部、112:制御装置、113:放射線源 100: radiological examination apparatus, 108: computing unit, 112: control device, 113: radiation source

Claims (17)

放射線を照射する放射線源と、検査対象物を保持する保持手段と、放射線を検出する検出手段とのうち少なくとも2つが、前記放射線源から照射された放射線が前記検査対象物を回転軸に対して傾斜した方向に透過して前記検出手段により検出可能な位置関係を満たすように、前記回転軸に交差する面内を移動可能に構成される放射線検査装置であって、
前記検査対象物に放射線を照射して得られた互いに異なる複数の放射線エネルギーに対応した複数の断層画像を取得する取得手段と、
前記複数の断層画像における一部の領域の画素値の差分が低減されるように設定された係数と、前記複数の断層画像とを用いて、前記複数の断層画像に含まれるアーチファクトを低減した低減画像を生成する生成手段と、
を備えることを特徴とする放射線検査装置。
At least two of a radiation source that emits radiation, a holding means that holds an inspection object, and a detection means that detects radiation are configured so that the radiation emitted from the radiation source rotates the inspection object with respect to a rotation axis. A radiographic inspection apparatus configured to be movable in a plane intersecting the rotation axis so as to satisfy a positional relationship detectable by the detection means by transmitting in an inclined direction,
Acquisition means for acquiring a plurality of tomographic images corresponding to a plurality of mutually different radiation energies obtained by irradiating the inspection object with radiation;
Reduction in which artifacts included in the plurality of tomographic images are reduced by using a coefficient set to reduce differences in pixel values in a partial region of the plurality of tomographic images and the plurality of tomographic images. generating means for generating an image;
A radiological examination apparatus comprising:
前記係数は、前記複数の断層画像における少なくとも1つの観察対象以外の部分領域の画素値の差分が、前記一部の領域の画素値の差分として低減されるように設定されることを特徴とする請求項1に記載の放射線検査装置。 The coefficient is set such that a pixel value difference in at least one partial region other than the observation target in the plurality of tomographic images is reduced as a pixel value difference in the partial region. A radiation examination apparatus according to claim 1 . 前記複数の放射線エネルギーには、第1の放射線エネルギーと、前記第1の放射線エネルギーに比べて低い第2の放射線エネルギーとが含まれ、
前記取得手段は、前記複数の放射線エネルギーの放射線照射により取得された複数の投影画像に対して再構成処理を行い、前記複数の断層画像を取得することを特徴とする請求項1または2に記載の放射線検査装置。
the plurality of radiation energies includes a first radiation energy and a second radiation energy that is lower than the first radiation energy;
3. The method according to claim 1, wherein said acquisition means performs reconstruction processing on a plurality of projection images acquired by irradiation with said plurality of radiation energies to acquire said plurality of tomographic images. radiography equipment.
前記取得手段は、前記再構成処理を行うことにより、前記第1の放射線エネルギーに対応した断層画像と、前記第2の放射線エネルギーに対応した断層画像と、を取得することを特徴とする請求項3に記載の放射線検査装置。 3. The acquiring means acquires a tomographic image corresponding to the first radiation energy and a tomographic image corresponding to the second radiation energy by performing the reconstruction processing. 4. The radiological examination apparatus according to 3. 前記複数の断層画像及び前記低減画像のうち何れかの画像を指定する指定手段と、
前記指定された前記画像について、異なる複数の方向の断面を表示手段に表示させる表示制御手段と、
前記断面の位置を変更する位置変更手段と、
前記低減画像の断面を表示させた状態で、入力手段からの入力に基づいて、前記係数を調整する調整手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の放射線検査装置。
designating means for designating one of the plurality of tomographic images and the reduced image;
display control means for causing a display means to display cross-sections in a plurality of different directions of the designated image;
position changing means for changing the position of the cross section;
adjusting means for adjusting the coefficient based on an input from an input means while the section of the reduced image is displayed;
The radiological examination apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
前記表示制御手段は、前記位置変更手段で変更された位置の断面を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項5に記載の放射線検査装置。 6. The radiological examination apparatus according to claim 5, wherein said display control means causes said display means to display the cross section at the position changed by said position changing means. 前記表示制御手段は、前記異なる複数の方向の断面として、
前記検出手段における前記放射線の検出面に沿った第1断面と、前記第1断面に対して交差する第2断面と、前記第1断面及び前記第2断面に交差する第3断面と、を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項5または6に記載の放射線検査装置。
The display control means, as cross sections in the plurality of different directions,
A first cross section along the radiation detection surface of the detection means, a second cross section intersecting the first cross section, and a third cross section intersecting the first cross section and the second cross section 7. The radiological examination apparatus according to claim 5, wherein the information is displayed on display means.
前記表示制御手段は、前記表示された前記断面の画像に対する入力手段からの入力に基づいて、前記断層画像に含まれるアーチファクトを選択することを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項に記載の放射線検査装置。 8. The apparatus according to any one of claims 5 to 7, wherein said display control means selects an artifact contained in said tomographic image based on an input from said input means for said displayed cross-sectional image. A radiographic examination apparatus as described. 前記表示制御手段は、前記表示された前記断面の画像に対する入力手段からの入力に基づいて、前記断層画像に含まれる観察対象を選択することを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項に記載の放射線検査装置。 8. The display control means selects an observation target included in the tomographic image based on an input from the input means for the displayed cross-sectional image. The radiological examination apparatus according to . 前記調整手段は、前記断層画像に含まれるアーチファクトを低減させるように前記係数を調整することを特徴とする請求項5乃至9のいずれか1項に記載の放射線検査装置。 10. The radiological examination apparatus according to any one of claims 5 to 9, wherein said adjusting means adjusts said coefficients so as to reduce artifacts included in said tomographic image. 前記調整手段は、前記断層画像に含まれる観察対象を強調させるように前記係数を調整することを特徴とする請求項5乃至9のいずれか1項に記載の放射線検査装置。 10. The radiological examination apparatus according to any one of claims 5 to 9, wherein said adjustment means adjusts said coefficient so as to emphasize an observation target included in said tomographic image. 機械学習により前記係数の機械学習モデルを生成する機械学習手段と、
前記機械学習モデルに前記複数の断層画像を入力して、前記係数を推論する推論手段と、を更に備え、
前記生成手段は、前記推論手段により推論された前記係数と、前記複数の断層画像とを用いて、前記低減画像を生成する
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の放射線検査装置。
machine learning means for generating a machine learning model of the coefficients by machine learning;
an inference means for inferring the coefficient by inputting the plurality of tomographic images into the machine learning model;
12. The method according to any one of claims 1 to 11, wherein the generating means generates the reduced image using the coefficients inferred by the inferring means and the plurality of tomographic images. radiography equipment.
前記係数は、前記複数の断層画像における三次元の位置に応じて異なる値を示すことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の放射線検査装置。 13. The radiological examination apparatus according to any one of claims 1 to 12, wherein the coefficient indicates different values according to three-dimensional positions in the plurality of tomographic images. 前記生成手段は、
前記複数の断層画像のうち一方の断層画像の画素値に前記係数を乗算する乗算処理を行い、
前記複数の断層画像のうち他方の断層画像から前記乗算処理の結果を減算する減算処理により前記低減画像を生成することを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の放射線検査装置。
The generating means is
performing a multiplication process of multiplying a pixel value of one of the plurality of tomographic images by the coefficient;
14. The radiological examination apparatus according to any one of claims 1 to 13, wherein the reduced image is generated by subtraction processing of subtracting the result of the multiplication processing from the other tomographic image of the plurality of tomographic images. .
前記生成手段は、
前記複数の断層画像のうち一方の断層画像の画素値とローパスフィルタとを用いた畳み込み積分処理の結果に前記係数を乗算する乗算処理を行い、
前記複数の断層画像のうち他方の断層画像から前記乗算処理の結果を減算する減算処理により前記低減画像を生成することを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の放射線検査装置。
The generating means is
Multiplication processing for multiplying the result of convolution integral processing using the pixel value of one of the plurality of tomographic images and a low-pass filter by the coefficient,
15. The radiological examination apparatus according to any one of claims 1 to 14, wherein the reduced image is generated by subtraction processing of subtracting the result of the multiplication processing from the other tomographic image of the plurality of tomographic images. .
放射線を照射する放射線源と、検査対象物を保持する保持手段と、放射線を検出する検出手段とのうち少なくとも2つが、前記放射線源から照射された放射線が前記検査対象物を回転軸に対して傾斜した方向に透過して前記検出手段により検出可能な位置関係を満たすように、前記回転軸に交差する面内を移動可能に構成される放射線検査装置の放射線検査方法であって、
前記検査対象物に放射線を照射して得られた互いに異なる複数の放射線エネルギーに対応した複数の断層画像を取得する取得工程と、
前記複数の断層画像における一部の領域の画素値の差分が低減されるように設定された係数と、前記複数の断層画像とを用いて、前記複数の断層画像に含まれるアーチファクトを低減した低減画像を生成する生成工程と、
を有することを特徴とする放射線検査方法。
At least two of a radiation source that emits radiation, a holding means that holds an inspection object, and a detection means that detects radiation are configured so that the radiation emitted from the radiation source rotates the inspection object with respect to a rotation axis. A radiographic inspection method for a radiographic inspection apparatus configured to be movable in a plane intersecting the rotation axis so as to satisfy a positional relationship detectable by the detection means by transmitting in an inclined direction,
an acquiring step of acquiring a plurality of tomographic images corresponding to a plurality of mutually different radiation energies obtained by irradiating the inspection object with radiation;
Reduction in which artifacts included in the plurality of tomographic images are reduced by using a coefficient set to reduce differences in pixel values in a partial region of the plurality of tomographic images and the plurality of tomographic images. a generating step for generating an image;
A radiological examination method characterized by having
コンピュータに、請求項16に記載の放射線検査方法の各工程を実行させるプログラム。 A program that causes a computer to execute each step of the radiological examination method according to claim 16.
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