放射線圖像生成裝置和圖像處理方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及降低放射線透視圖像的噪聲的技術。
【背景技術】
[0002] 在X射線圖像診斷裝置中，當?shù)玫酵敢晥D像時，伴隨著X射線為低射線量，信號成 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，有時使用將對當前圖像的前 1幀的圖像進行加權而得的圖像與當前圖像進行加法運算的遞歸濾波處理。然而，當在X射 線照射范圍內存在導繩等移動物時，有時由于該遞歸濾波處理導致導絲等的移動顯現(xiàn)為模 糊圖像。
[0003] 與該技術相關地，專利文獻1中公開了"基于該發(fā)明的圖像處理裝置，具有：遞歸 濾波單元；對來自當前幀的圖像數(shù)據(jù)的每個像素的遞歸濾波系數(shù)根據(jù)該像素附近的平均灰 度進行控制的單元；對當前幀的圖像數(shù)據(jù)進行空間濾波處理的單元；根據(jù)從當前幀的圖像 數(shù)據(jù)與前幀的圖像數(shù)據(jù)之間的關系求出的每個像素的移動成分，使用上述空間濾波處理數(shù) 據(jù)的單元"的技術。
[0004] 現(xiàn)有技術文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1:日本特開平6-47036號公報

【發(fā)明內容】

[0007] 發(fā)明要解決的課題
[0008] 在專利文獻1公開的技術中，針對每個像素檢測局部移動成分后用于處理。然而， X射線透視圖像等放射線透視圖像的噪聲多。對于這樣的噪聲多的圖像存在以下課題：局 部移動成分檢測容易產生誤檢測，不容易恰當?shù)貐^(qū)分使用遞歸濾波器和空間濾波器，無法 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實施方式可以被構成為，例如，針對使用放射線拍攝出 的放射線透視圖像輸入拍攝時間不同的多個圖像，使用所輸入的多個圖像中的時間上靠前 的圖像和時間上靠后的圖像來進行移動檢測，針對一張圖像檢測一個移動信息，針對每個 局部區(qū)域，計算將時間上靠前的圖像僅變更移動信息的量的位置后的圖像與時間上靠后的 圖像的差值，根據(jù)每個局部區(qū)域的差值，決定進行時間方向的噪聲降低處理的區(qū)域和進行 空間方向的噪聲降低處理的區(qū)域，至少設定以下3個區(qū)域：進行時間方向的噪聲降低處理， 不進行空間方向的噪聲降低處理的區(qū)域；進行空間方向的噪聲降低處理，不進行時間方向 的噪聲降低處理的區(qū)域；進行時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，分別對各個區(qū)域進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?shù)亟档头派渚€透視圖像的噪聲。
【附圖說明】
[0013]圖1是第一實施方式的放射線圖像診斷裝置的一例的結構圖。
[0014] 圖2是說明第一實施方式的圖像處理部的處理的框圖。
[0015] 圖3是用于說明第一實施方式的相似度直方圖顯示的例子的說明圖。
[0016] 圖4(a)-圖4(c)是用于說明應用了第一實施方式的空間方向噪聲降低處理和時 間方向噪聲降低處理的區(qū)域的一例的說明圖。
[0017] 圖5(a)和圖5(b)分別是用于說明第一實施方式的當影像靜止時、當影像運動/ 變形時的相似度直方圖的例子的說明圖。
[0018] 圖6是說明第二實施方式的圖像處理部的處理的框圖。
[0019] 圖7是用于說明第二實施方式的第一LUT的設定例的說明圖。
[0020] 圖8是用于說明第二實施方式的第二LUT的設定例的說明圖。
[0021] 圖9是用于說明第二實施方式的相似度直方圖和LUT的顯示例的說明圖。
[0022] 圖10(a)-圖10(c)是用于說明應用了第二實施方式的空間方向噪聲降低處理和 時間方向噪聲降低處理的區(qū)域的一例的說明圖。
[0023] 圖11是第一實施方式的圖像處理的流程圖。
【具體實施方式】
[0024] 以下，使用【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。本發(fā)明的實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，然而在以下的實施方式中，作為一例，使用X射線 圖像診斷裝置進行說明。
[0025] 〈〈第一實施方式》
[0026]圖1是表示本實施方式的X射線圖像診斷裝置的結構的概略圖。本實施方式的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射線補償濾波器6、與X射線補償濾波器6和光圈5電連接的光圈/濾波 器控制部7 ;操作臺8 ;隔著光圈5和X射線補償濾波器6以及操作臺8而與X射線管2相 對配置的X射線平面檢測器9 ;與X射線平面檢測器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8和X射線平面檢測器9電連接的機構控制部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射線平面檢測器9、圖像處理 部10以及機構控制部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 質量。光圈5通過X射線吸收率高的金屬的開閉來控制被照射由X射線管2發(fā)生的X射線 的區(qū)域。X射線補償濾波器6由X射線吸收率高的物質構成，使到達被檢體的X射線吸收率 低的部位的X射線衰減，由此來減輕光暈。操作臺8是承載被檢體的床。
[0028]X射線平面檢測器9輸出與從X射線管2照射并透過了被檢體的X射線的強度分 布對應的圖像數(shù)據(jù)。X射線平面檢測器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，還可以生成在時間上不同的定時拍攝的多個圖像 數(shù)據(jù)，并生成為動態(tài)圖像。這種情況下，成為X射線攝像動態(tài)圖像數(shù)據(jù)。
[0029] 圖像處理部10進行從X射線平面檢測器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)。機構控制部12控制移動操作臺8和X射 線平面檢測器9而移動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 電連接的結構要素的計算機。
[0030] X射線管2、x射線控制部3、高電壓發(fā)生部4構成向被檢體照射放射線的放射線照 射部。此外，X射線平面檢測器9構成對放射線照射部照射出的放射線進行檢測而生成放 射線圖像的檢測部。圖像處理部10針對由檢測部生成的圖像進行圖像處理。
[0031] 在圖像處理部10中，通過中央處理部13執(zhí)行的程序來進行本發(fā)明的噪聲 除去處理。即，中央處理部13具備CPU、存儲器和存儲裝置。并且，通過CPU將預先 存儲在存儲裝置中的程序加載到存儲器并執(zhí)行，來實現(xiàn)中央處理部13的各功能。此 外，可以通過ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit:專用集成電路）、 FPGA(field-programmablegatearray:現(xiàn)場可編程門陣列）等硬件來實現(xiàn)全部或一部分 功能，也可以通過基于GPU(GraphicsProcessingUnit:圖形處理器）的通用計算技術來 實現(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 儲在存儲裝置中。
[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：存儲輸入圖像的幀存儲器200 ;使用從幀存儲器200讀出的時間上不同的 多個輸入圖像來進行移動檢測的移動檢測部201 ;利用移動檢測部201檢測出的移動信息 移動從幀存儲器200讀出的多個圖像并進行修正，同時針對每個局部區(qū)域計算圖像間的相 似度的相似度計算部202 ;根據(jù)相似度計算部202計算出的相似度來決定第一區(qū)域的第一 區(qū)域判定部203 ;根據(jù)相似度計算部202計算出的相似度來決定第二區(qū)域的第二區(qū)域判定 部205 ;在從幀存儲器200讀出的多個輸入圖像中，針對第一區(qū)域判定部203決定的第一區(qū) 域進行時間方向的噪聲降低處理的時間方向噪聲降低部204 ;在時間方向噪聲降低部204 降低噪聲后的圖像中，針對第二區(qū)域判定部205決定的第二區(qū)域進行空間方向噪聲降低處 理的空間方向噪聲降低部206 ;計算由相似度計算部202計算出的相似度的直方圖的相似 度直方圖計算部207。
[0033] 幀存儲器200將輸入圖像的各幀以保持時間上的前后關系的方式進行存儲，并按 照來自后述的其他模塊的請求進行輸出。存儲的輸入圖像的張數(shù)是后述的時間方向噪聲降 低部204中利用的圖像的張數(shù)量即可。
[0034] 移動檢測部201以幀存儲器200中存儲的多個圖像作為輸入，使用所述多個圖 像進行移動檢測，每一張檢測一個移動信息并輸出。即，檢測圖像中的大范圍的移動，作 為該圖像的移動信息進行輸出。更具體地，移動檢測部201使2張圖像中的時間上靠后 的圖像的預定區(qū)域以像素單位等預定間隔移動，同時計算像素間的SAD(SumofAbsolute Difference:絕對差值和）。
[0035] 本處理以圖像中的大范圍的移動的檢測為目的，因此，例如希望該預定的區(qū)域以 圖像尺寸的50%以上的范圍為對象。該區(qū)域為比成為相似度計算部202的處理對象的局部 區(qū)域更大的區(qū)域。數(shù)學式（1)是SAD的計算式，d表示移動方向，13和I,表示在不同定時 取得的輸入圖像，Ω表示SAD的計算范圍的坐標的集合。移動檢測部201檢測大范圍的移 動，因此，針對Ω指定圖像全體的坐標的集合。
[0036] [式 1]
[0038] 這里，認為用數(shù)學式（1)計算的SAD的值越小，輸入圖像13和Ib越相似。也就是 說，在搜索范圍內SAD最小的方向是以圖像Ia為基準的輸入圖