放射線圖像生成裝置和圖像處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及降低放射線透視圖像的噪聲的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在X射線圖像診斷裝置中，當(dāng)?shù)玫酵敢晥D像時(shí)，伴隨著X射線為低射線量，信號(hào)成 分變得微小，與攝影相比容易顯現(xiàn)噪聲。作為這種噪聲除去法，有時(shí)使用將對(duì)當(dāng)前圖像的前 1幀的圖像進(jìn)行加權(quán)而得的圖像與當(dāng)前圖像進(jìn)行加法運(yùn)算的遞歸濾波處理。然而，當(dāng)在X射 線照射范圍內(nèi)存在導(dǎo)繩等移動(dòng)物時(shí)，有時(shí)由于該遞歸濾波處理導(dǎo)致導(dǎo)絲等的移動(dòng)顯現(xiàn)為模 糊圖像。
[0003] 與該技術(shù)相關(guān)地，專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了"基于該發(fā)明的圖像處理裝置，具有：遞歸 濾波單元；對(duì)來(lái)自當(dāng)前幀的圖像數(shù)據(jù)的每個(gè)像素的遞歸濾波系數(shù)根據(jù)該像素附近的平均灰 度進(jìn)行控制的單元；對(duì)當(dāng)前幀的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行空間濾波處理的單元；根據(jù)從當(dāng)前幀的圖像 數(shù)據(jù)與前幀的圖像數(shù)據(jù)之間的關(guān)系求出的每個(gè)像素的移動(dòng)成分，使用上述空間濾波處理數(shù) 據(jù)的單元"的技術(shù)。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平6-47036號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明要解決的課題
[0008] 在專利文獻(xiàn)1公開(kāi)的技術(shù)中，針對(duì)每個(gè)像素檢測(cè)局部移動(dòng)成分后用于處理。然而， X射線透視圖像等放射線透視圖像的噪聲多。對(duì)于這樣的噪聲多的圖像存在以下課題：局 部移動(dòng)成分檢測(cè)容易產(chǎn)生誤檢測(cè)，不容易恰當(dāng)?shù)貐^(qū)分使用遞歸濾波器和空間濾波器，無(wú)法 充分獲得所希望的效果。
[0009] 用于解決課題的手段
[0010] 用于解決上述課題的一個(gè)實(shí)施方式可以被構(gòu)成為，例如，針對(duì)使用放射線拍攝出 的放射線透視圖像輸入拍攝時(shí)間不同的多個(gè)圖像，使用所輸入的多個(gè)圖像中的時(shí)間上靠前 的圖像和時(shí)間上靠后的圖像來(lái)進(jìn)行移動(dòng)檢測(cè)，針對(duì)一張圖像檢測(cè)一個(gè)移動(dòng)信息，針對(duì)每個(gè) 局部區(qū)域，計(jì)算將時(shí)間上靠前的圖像僅變更移動(dòng)信息的量的位置后的圖像與時(shí)間上靠后的 圖像的差值，根據(jù)每個(gè)局部區(qū)域的差值，決定進(jìn)行時(shí)間方向的噪聲降低處理的區(qū)域和進(jìn)行 空間方向的噪聲降低處理的區(qū)域，至少設(shè)定以下3個(gè)區(qū)域：進(jìn)行時(shí)間方向的噪聲降低處理， 不進(jìn)行空間方向的噪聲降低處理的區(qū)域；進(jìn)行空間方向的噪聲降低處理，不進(jìn)行時(shí)間方向 的噪聲降低處理的區(qū)域；進(jìn)行時(shí)間方向的噪聲降低處理和空間方向的噪聲降低處理兩者的 區(qū)域，分別對(duì)各個(gè)區(qū)域進(jìn)行不同的噪聲降低處理。
[0011] 發(fā)明效果
[0012] 根據(jù)本發(fā)明，能夠更適當(dāng)?shù)亟档头派渚€透視圖像的噪聲。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是第一實(shí)施方式的放射線圖像診斷裝置的一例的結(jié)構(gòu)圖。
[0014] 圖2是說(shuō)明第一實(shí)施方式的圖像處理部的處理的框圖。
[0015] 圖3是用于說(shuō)明第一實(shí)施方式的相似度直方圖顯示的例子的說(shuō)明圖。
[0016] 圖4(a)-圖4(c)是用于說(shuō)明應(yīng)用了第一實(shí)施方式的空間方向噪聲降低處理和時(shí) 間方向噪聲降低處理的區(qū)域的一例的說(shuō)明圖。
[0017] 圖5(a)和圖5(b)分別是用于說(shuō)明第一實(shí)施方式的當(dāng)影像靜止時(shí)、當(dāng)影像運(yùn)動(dòng)/ 變形時(shí)的相似度直方圖的例子的說(shuō)明圖。
[0018] 圖6是說(shuō)明第二實(shí)施方式的圖像處理部的處理的框圖。
[0019] 圖7是用于說(shuō)明第二實(shí)施方式的第一LUT的設(shè)定例的說(shuō)明圖。
[0020] 圖8是用于說(shuō)明第二實(shí)施方式的第二LUT的設(shè)定例的說(shuō)明圖。
[0021] 圖9是用于說(shuō)明第二實(shí)施方式的相似度直方圖和LUT的顯示例的說(shuō)明圖。
[0022] 圖10(a)-圖10(c)是用于說(shuō)明應(yīng)用了第二實(shí)施方式的空間方向噪聲降低處理和 時(shí)間方向噪聲降低處理的區(qū)域的一例的說(shuō)明圖。
[0023] 圖11是第一實(shí)施方式的圖像處理的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 以下，使用【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施方式。本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的放射線圖像 診斷裝置（也稱為放射線透視圖像生成裝置、放射線攝像圖像生成裝置或放射線圖像生成 裝置）也可以使用X射線以外的放射線，然而在以下的實(shí)施方式中，作為一例，使用X射線 圖像診斷裝置進(jìn)行說(shuō)明。
[0025] 〈〈第一實(shí)施方式》
[0026]圖1是表示本實(shí)施方式的X射線圖像診斷裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖。本實(shí)施方式的X 射線圖像診斷裝置1具有：發(fā)生并照射X射線的X射線管2 ;與X射線管2電連接的高電壓 發(fā)生部4 ;與高電壓發(fā)生部4電連接的X射線控制部3 ;在X射線管2的X射線照射方向上 配置的光圈5 ;X射線補(bǔ)償濾波器6、與X射線補(bǔ)償濾波器6和光圈5電連接的光圈/濾波 器控制部7 ;操作臺(tái)8 ;隔著光圈5和X射線補(bǔ)償濾波器6以及操作臺(tái)8而與X射線管2相 對(duì)配置的X射線平面檢測(cè)器9 ;與X射線平面檢測(cè)器9電連接的圖像處理部10 ;與圖像處理 部10電連接的顯示輸出部11 ;與操作臺(tái)8和X射線平面檢測(cè)器9電連接的機(jī)構(gòu)控制部12 ; 與X射線控制部3、高電壓發(fā)生部4、光圈/濾波器控制部7、X射線平面檢測(cè)器9、圖像處理 部10以及機(jī)構(gòu)控制部12電連接的中央處理部13。
[0027] 這里，高電壓發(fā)生部4發(fā)生向X射線管2施加的高電壓。X射線管2向被檢體照射 X射線。X射線控制部3控制高電壓發(fā)生部4,并控制從X射線管2照射的X射線的放射線 質(zhì)量。光圈5通過(guò)X射線吸收率高的金屬的開(kāi)閉來(lái)控制被照射由X射線管2發(fā)生的X射線 的區(qū)域。X射線補(bǔ)償濾波器6由X射線吸收率高的物質(zhì)構(gòu)成，使到達(dá)被檢體的X射線吸收率 低的部位的X射線衰減，由此來(lái)減輕光暈。操作臺(tái)8是承載被檢體的床。
[0028]X射線平面檢測(cè)器9輸出與從X射線管2照射并透過(guò)了被檢體的X射線的強(qiáng)度分 布對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)。X射線平面檢測(cè)器9還可以將該圖像數(shù)據(jù)生成為靜止圖像。這種情況 下，成為X射線攝像靜止圖像數(shù)據(jù)。此外，還可以生成在時(shí)間上不同的定時(shí)拍攝的多個(gè)圖像 數(shù)據(jù)，并生成為動(dòng)態(tài)圖像。這種情況下，成為X射線攝像動(dòng)態(tài)圖像數(shù)據(jù)。
[0029] 圖像處理部10進(jìn)行從X射線平面檢測(cè)器9輸出的圖像數(shù)據(jù)的修正處理。顯示輸 出部11顯示修正處理后的X射線攝像圖像數(shù)據(jù)。機(jī)構(gòu)控制部12控制移動(dòng)操作臺(tái)8和X射 線平面檢測(cè)器9而移動(dòng)到適合于被檢體的透視或攝影的位置。中央處理部13是控制所述 電連接的結(jié)構(gòu)要素的計(jì)算機(jī)。
[0030] X射線管2、x射線控制部3、高電壓發(fā)生部4構(gòu)成向被檢體照射放射線的放射線照 射部。此外，X射線平面檢測(cè)器9構(gòu)成對(duì)放射線照射部照射出的放射線進(jìn)行檢測(cè)而生成放 射線圖像的檢測(cè)部。圖像處理部10針對(duì)由檢測(cè)部生成的圖像進(jìn)行圖像處理。
[0031] 在圖像處理部10中，通過(guò)中央處理部13執(zhí)行的程序來(lái)進(jìn)行本發(fā)明的噪聲 除去處理。即，中央處理部13具備CPU、存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)裝置。并且，通過(guò)CPU將預(yù)先 存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中的程序加載到存儲(chǔ)器并執(zhí)行，來(lái)實(shí)現(xiàn)中央處理部13的各功能。此 外，可以通過(guò)ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit:專用集成電路）、 FPGA(field-programmablegatearray:現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列）等硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)全部或一部分 功能，也可以通過(guò)基于GPU(GraphicsProcessingUnit:圖形處理器）的通用計(jì)算技術(shù)來(lái) 實(shí)現(xiàn)全部或一部分功能。此外，用于各功能的處理的各種數(shù)據(jù)、處理中生成的各種數(shù)據(jù)被存 儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中。
[0032] 圖2是由圖像處理部10執(zhí)行的噪聲除去處理的處理框圖。如圖2所示，所述圖像 處理部10具有：存儲(chǔ)輸入圖像的幀存儲(chǔ)器200 ;使用從幀存儲(chǔ)器200讀出的時(shí)間上不同的 多個(gè)輸入圖像來(lái)進(jìn)行移動(dòng)檢測(cè)的移動(dòng)檢測(cè)部201 ;利用移動(dòng)檢測(cè)部201檢測(cè)出的移動(dòng)信息 移動(dòng)從幀存儲(chǔ)器200讀出的多個(gè)圖像并進(jìn)行修正，同時(shí)針對(duì)每個(gè)局部區(qū)域計(jì)算圖像間的相 似度的相似度計(jì)算部202 ;根據(jù)相似度計(jì)算部202計(jì)算出的相似度來(lái)決定第一區(qū)域的第一 區(qū)域判定部203 ;根據(jù)相似度計(jì)算部202計(jì)算出的相似度來(lái)決定第二區(qū)域的第二區(qū)域判定 部205 ;在從幀存儲(chǔ)器200讀出的多個(gè)輸入圖像中，針對(duì)第一區(qū)域判定部203決定的第一區(qū) 域進(jìn)行時(shí)間方向的噪聲降低處理的時(shí)間方向噪聲降低部204 ;在時(shí)間方向噪聲降低部204 降低噪聲后的圖像中，針對(duì)第二區(qū)域判定部205決定的第二區(qū)域進(jìn)行空間方向噪聲降低處 理的空間方向噪聲降低部206 ;計(jì)算由相似度計(jì)算部202計(jì)算出的相似度的直方圖的相似 度直方圖計(jì)算部207。
[0033] 幀存儲(chǔ)器200將輸入圖像的各幀以保持時(shí)間上的前后關(guān)系的方式進(jìn)行存儲(chǔ)，并按 照來(lái)自后述的其他模塊的請(qǐng)求進(jìn)行輸出。存儲(chǔ)的輸入圖像的張數(shù)是后述的時(shí)間方向噪聲降 低部204中利用的圖像的張數(shù)量即可。
[0034] 移動(dòng)檢測(cè)部201以幀存儲(chǔ)器200中存儲(chǔ)的多個(gè)圖像作為輸入，使用所述多個(gè)圖 像進(jìn)行移動(dòng)檢測(cè)，每一張檢測(cè)一個(gè)移動(dòng)信息并輸出。即，檢測(cè)圖像中的大范圍的移動(dòng)，作 為該圖像的移動(dòng)信息進(jìn)行輸出。更具體地，移動(dòng)檢測(cè)部201使2張圖像中的時(shí)間上靠后 的圖像的預(yù)定區(qū)域以像素單位等預(yù)定間隔移動(dòng)，同時(shí)計(jì)算像素間的SAD(SumofAbsolute Difference:絕對(duì)差值和）。
[0035] 本處理以圖像中的大范圍的移動(dòng)的檢測(cè)為目的，因此，例如希望該預(yù)定的區(qū)域以 圖像尺寸的50%以上的范圍為對(duì)象。該區(qū)域?yàn)楸瘸蔀橄嗨贫扔?jì)算部202的處理對(duì)象的局部 區(qū)域更大的區(qū)域。數(shù)學(xué)式（1)是SAD的計(jì)算式，d表示移動(dòng)方向，13和I,表示在不同定時(shí) 取得的輸入圖像，Ω表示SAD的計(jì)算范圍的坐標(biāo)的集合。移動(dòng)檢測(cè)部201檢測(cè)大范圍的移 動(dòng)，因此，針對(duì)Ω指定圖像全體的坐標(biāo)的集合。
[0036] [式 1]
[0038] 這里，認(rèn)為用數(shù)學(xué)式（1)計(jì)算的SAD的值越小，輸入圖像13和Ib越相似。也就是 說(shuō)，在搜索范圍內(nèi)SAD最小的方向是以圖像Ia為基準(zhǔn)的輸入圖