專利名稱：：圖像處理裝置、圖像處理方法、以及磁共振成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：實施方式涉及圖像處理裝置、圖像處理方法、以及磁共振成像(imaging)裝置。
背景技術(shù)：
：目前，在磁共振成像的圖像處理領(lǐng)域，被知道有吉布斯(Gibbs)的環(huán)狀偽影(ringingartifacts)。由于環(huán)狀偽影是由于數(shù)據(jù)(data)的截斷(truncation)而發(fā)生的，因此，也被稱為截斷偽影(truncationartifacts)等。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I:美國專利第5001429號說明書專利文獻2:美國專利第5285157號說明書專利文獻3:美國專利第5345173號說明書專利文獻4:美國專利第5602934號說明書
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題在于，提供一種能夠提高畫質(zhì)的圖像處理裝置、圖像處理方法、以及磁共振成像裝置。實施方式涉及的圖像處理裝置具備低通濾波器(filter)應(yīng)用部、帶通濾波器應(yīng)用部、高通濾波器應(yīng)用部、邊緣掩膜(edgemask)生成部、合成部。上述低通濾波器應(yīng)用部對于通過磁共振成像取得的、與原始(original)圖像對應(yīng)的k空間或者圖像空間的數(shù)據(jù)，應(yīng)用低通濾波器。上述帶通濾波器應(yīng)用部對于上述數(shù)據(jù)，應(yīng)用帶通濾波器。上述高通濾波器應(yīng)用部對于上述數(shù)據(jù)，應(yīng)用高通濾波器。上述邊緣掩膜生成部根據(jù)應(yīng)用了上述帶通濾波器而得的數(shù)據(jù)，生成提取出上述原始圖像內(nèi)的對象物的邊緣的邊緣掩膜。上述合成部使用應(yīng)用了上述高通濾波器而得的數(shù)據(jù)進行基于上述邊緣掩膜的掩膜處理，并使用進行了上述掩膜處理的數(shù)據(jù)與應(yīng)用了上述低通濾波器而得的數(shù)據(jù)進行合成處理。起到能夠提高畫質(zhì)的效果。圖I是實施方式涉及的MRI(MagneticResonanceImaging)系統(tǒng)(system)的高級(high-level)框(block)圖。實施方式涉及的MRI系統(tǒng)通過取得MRI數(shù)據(jù),并對于取得的MRI數(shù)據(jù)進行濾波處理，從而強調(diào)重建圖像內(nèi)的邊緣(edge)以及細節(jié)，同時減少吉布斯的環(huán)狀偽影。圖2是實施方式涉及的濾波處理的概略圖。圖3是適合實施方式的計算機(computer)程序(program)代碼(code)結(jié)構(gòu)的概略圖。在實施方式中，至少一個數(shù)據(jù)處理器(processor)處理存儲于存儲部的、至少一個數(shù)據(jù)陣列(dataarray)。符號說明8電極9被檢體10臺架11被檢體臺12靜磁場B。磁鐵14Gx、Gy、Gz傾斜磁場線圈組16RF線圈總成18成像體20系統(tǒng)構(gòu)成要素22MRI系統(tǒng)控制部24顯示部26鍵盤/鼠標(biāo)28打印機30MRI序列控制部32Gx、Gy、Gz傾斜磁場線圈驅(qū)動器34RF發(fā)送部36發(fā)送/接收開關(guān)38MRI數(shù)據(jù)取得程序代碼結(jié)構(gòu)40RF接收部42MRI數(shù)據(jù)處理部(微處理器、1/0、存儲部)44圖像重建程序代碼結(jié)構(gòu)46MR圖像存儲部50程序/數(shù)據(jù)存儲部(為了削減環(huán)狀偽影以及噪音偽影的雙方或一方，同時強調(diào)重建后的圖像的邊緣以及其他的細節(jié)，存儲用于在k空間將取得的MRI數(shù)據(jù)進行濾波處理的程序代碼結(jié)構(gòu))具體實施例方式以下，說明實施方式涉及的圖像處理裝置、圖像處理方法、以及磁共振成像裝置(以下，適當(dāng)?shù)胤Q為“MRI系統(tǒng)”)。圖I是表示實施方式涉及的MRI系統(tǒng)的高級框圖。圖I所示的MRI系統(tǒng)包含臺架10(由概略截面示出)以及相互連接并發(fā)揮作用的各種的關(guān)聯(lián)系統(tǒng)構(gòu)成要素20。至少臺架10通常被配置于屏蔽(shield)室(room)內(nèi)。圖I所示的一個MRI系統(tǒng)形狀包含靜磁場B。磁體12、Gx>Gy、以及Gz傾斜磁場線圈(coil)組(set)14、以及RF線圈總成(assembly)16的大致同軸圓筒狀的配置。沿著該圓筒狀的要素陣列的水平軸線，存在以實質(zhì)上包圍通過被檢體臺(table)11支承的被檢體9的頭部的方式示出的成像體(volume)18。MRI系統(tǒng)控制部22具備與顯示部24、鍵盤(keyboard)/鼠標(biāo)(mouse)26、以及打印機(printer)28相連接的輸入/輸出端口(port)。當(dāng)然,顯示部24也可以是如還具備控制輸入那樣的具有多樣性的觸摸屏(touchscreen)。MRI系統(tǒng)控制部22與MRI序列(sequence)控制部30接口(interface)連接。MRI序列控制部30控制Gx、Gy、以及Gz傾斜磁場線圈驅(qū)動器(driver)32和RF發(fā)送部34以及發(fā)送/接收開關(guān)(swich)36(在同一RF線圈被用于發(fā)送以及接收雙方時)。對于本領(lǐng)域的人員而言不言而喻，通過在被檢體的身體上粘貼一個以上的適合的電極8，能夠?qū)RI序列控制部30輸出心電圖(ECG(electrocardiogram))信號以及末梢脈搏波同步信號的一方或者雙方。為了使用將特定的數(shù)據(jù)取得序列參數(shù)(parameter)進行定義的操作者輸入以及系統(tǒng)輸入的一方或者雙方生成MR圖像，MRI序列控制部30也訪問(access)用于執(zhí)行MRI數(shù)據(jù)取得序列的最優(yōu)的程序代碼結(jié)構(gòu)38。MRI系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成要素20為了能夠制成用于向顯示部24發(fā)送的處理完成圖像數(shù)據(jù)，包含對數(shù)據(jù)處理部42供給輸入的RF接收部40。MRI數(shù)據(jù)處理部42還構(gòu)成為能夠訪·問(例如，為了存儲由按照實施方式以及圖像重建程序代碼結(jié)構(gòu)44的過程(process)而得到的MR圖像數(shù)據(jù)以及中間結(jié)果數(shù)據(jù)的一方或者雙方)圖像重建程序代碼結(jié)構(gòu)44以及MR圖像存儲部46。另外，在圖I中，示出MRI系統(tǒng)程序/數(shù)據(jù)存儲部50的一般化的圖。在該MRI系統(tǒng)程序/數(shù)據(jù)存儲部50中，所存儲的程序代碼結(jié)構(gòu)(例如，為了強調(diào)被重建的圖像的邊緣以及其他的細節(jié)，同時削減環(huán)狀偽影以及其他的偽影的一方或者雙方，為了在k空間將所取得的MRI數(shù)據(jù)進行濾波處理)，被存儲于能夠訪問MRI系統(tǒng)的許多數(shù)據(jù)處理構(gòu)成要素的計算機可讀的存儲介質(zhì)中。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言不言而喻，也可以將MRI系統(tǒng)程序/數(shù)據(jù)存儲部50分割成正常運轉(zhuǎn)時即刻需要那樣存儲的程序代碼結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)20的處理計算機中的各種計算機，且將至少一部分直接地連結(jié)(即，代替普通地存儲于MRI系統(tǒng)控制部22，或直接地連結(jié))。實際上，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言不言而喻，圖I是將為了能夠執(zhí)行本說明書中后述的實施方式而增加了若干變更的一般的MRI系統(tǒng)非常高度地簡化了的圖。系統(tǒng)的構(gòu)成要素能夠分割成各種邏輯的集合的“方框(box)”，通常，包含多個數(shù)字信號處理器(DigitalSignalProcessor:DSP)、微(micro)處理器、面向特殊用途的處理電路(例如，高速A/D轉(zhuǎn)換、高速傅里葉(Fourier)轉(zhuǎn)換、陣列處理用等)。通常，如果發(fā)生各時鐘周期(或者規(guī)定數(shù)的時鐘(clock)周期(cycle))，則這些處理裝置分別是物理數(shù)據(jù)處理電路從某個物理狀態(tài)進入另一物理狀態(tài)的時鐘動作型的“狀態(tài)機器(statemachine)”。在動作中，不但處理電路(例如，CPU(CentralProcessingUnit)、寄存器(register)、緩沖器(buffer)、計算單元(unit)等)的物理狀態(tài)漸進地從某個時鐘周期向另一時鐘周期變化，被連結(jié)的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)(例如，磁性存儲介質(zhì)的位存儲部)的物理狀態(tài)也在那樣的系統(tǒng)動作中從某個狀態(tài)向另一狀態(tài)變化。例如，MR成像重建過程結(jié)束時，物理性的存儲介質(zhì)的計算機可讀的可訪問的數(shù)據(jù)值的存儲位置(例如，像素值的多位二進制表現(xiàn))的陣列從幾個事前的狀態(tài)(例如，全部一律為“0”值或全部為“I”值)變?yōu)樾碌臓顟B(tài)。在該新的狀態(tài)下，那樣的陣列(例如，像素(pixel)值)的物理位置的物理狀態(tài)在最小值與最大值之間變動，表現(xiàn)現(xiàn)實世界的物理的現(xiàn)象及狀況(例如，在攝像體空間內(nèi)的被檢體的組織)。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說不言而喻，如所存儲的數(shù)據(jù)值那樣的陣列表示且構(gòu)成物理性構(gòu)造。也就是說，上述陣列構(gòu)成為，當(dāng)依次被讀入命令寄存器中并由系統(tǒng)構(gòu)成要素20的一個以上的CPU執(zhí)行時，產(chǎn)生動作狀態(tài)的特定序列，并構(gòu)成在MRI系統(tǒng)內(nèi)移動的計算機控制程序代碼的特定構(gòu)造。下述的實施方式涉及的MRI系統(tǒng)提供一種進行MRI數(shù)據(jù)的取得以及處理的一方或者雙方、和MR圖像的生成以及顯示的一方或者雙方的改良后的方法。圖2是實施方式涉及的濾波處理的概略圖。以下的實施方式涉及的MRI系統(tǒng)在k空間(實際空間中的圖像數(shù)據(jù)的傅里葉轉(zhuǎn)換的空間)區(qū)域中，對于MRI數(shù)據(jù)陣列(array)應(yīng)用濾波器，生成低通濾波(以下，適當(dāng)?shù)胤Q為“低通(low-pass)濾波，，)處理完成的數(shù)據(jù)陣列、帶通濾波(以下，適當(dāng)?shù)胤Q為“帶通(band-pass)濾波，，)處理完成的數(shù)據(jù)陣列、以及高通濾波(以下，適當(dāng)?shù)胤Q為“高通(high-pass)濾波，，)處理完成的數(shù)據(jù)陣列。另外，MRI系統(tǒng)將帶通濾波處理完成的k空間數(shù)據(jù)陣列進行傅里葉轉(zhuǎn)換，在圖像區(qū)域中取其絕對值，并進行閾值處理以及羽化(feathering)處理。另外，MRI系統(tǒng)根據(jù)實施了閾值處理以及羽化處理的數(shù)據(jù)陣列，生成具有模糊(fuzzy)的連續(xù)值的(“灰度(gray-scale)”)、邊緣掩膜(edgemask)數(shù)據(jù)陣列。另一方面，MRI系統(tǒng)將高通濾波處理完成的k空間數(shù)據(jù)陣列進行傅里葉轉(zhuǎn)換，并在圖像區(qū)域中根據(jù)需要進行閾值處理，生成銳化掩膜數(shù)據(jù)陣列。并且，MRI系統(tǒng)將邊緣掩膜數(shù)據(jù)陣列乘以銳化掩膜數(shù)據(jù)陣列，并將其相乘的結(jié)果與將低通濾波處理完成的k空間數(shù)據(jù)陣列進行傅里葉轉(zhuǎn)換而取其絕對值的數(shù)據(jù)陣列相加。這樣，實施方式涉及的MRI系統(tǒng)為了更好地表示潛在的解剖學(xué)組織，生成削減了吉布斯的環(huán)狀偽影以及噪音偽影的濾波處理完成圖像。這樣，實施方式涉及的MRI系統(tǒng)例如具備低通濾波器應(yīng)用部、帶通濾波器應(yīng)用部、高通濾波器應(yīng)用部、邊緣掩膜生成部、以及合成部。低通濾波器應(yīng)用部對于通過磁共振成像取得的數(shù)據(jù)，即與原始圖像對應(yīng)的k空間或者圖像空間的數(shù)據(jù)，應(yīng)用低通濾波器。帶通濾波器應(yīng)用部對于該數(shù)據(jù)，應(yīng)用帶通濾波器。高通濾波器應(yīng)用部對于該數(shù)據(jù)，應(yīng)用高通濾波器。邊緣掩膜生成部根據(jù)應(yīng)用了帶通濾波器的數(shù)據(jù)，生成提取了原始圖像內(nèi)的對象物的邊緣的邊緣掩膜。合成部使用應(yīng)用了高通濾波器的數(shù)據(jù)進行基于邊緣掩膜的掩膜處理，并使用進行了掩膜處理的數(shù)據(jù)與應(yīng)用了低通濾波器的數(shù)據(jù)進行合成處理。另外，在以下的實施方式中，邊緣掩膜生成部通過將應(yīng)用了帶通濾波器的k空間的數(shù)據(jù)進行傅里葉轉(zhuǎn)換，并對于傅里葉轉(zhuǎn)換后的圖像空間的數(shù)據(jù)進行閾值處理以及羽化處理，從而生成邊緣掩膜。另外，合成部將應(yīng)用了高通濾波器的k空間的數(shù)據(jù)進行傅里葉轉(zhuǎn)換，并在對于傅里葉轉(zhuǎn)換后的圖像空間的數(shù)據(jù)進行了閾值處理之后，進行基于邊緣掩膜的掩膜處理。另外，在以下的實施方式中，低通濾波器應(yīng)用部以及帶通濾波器應(yīng)用部使用調(diào)整為適合通過磁共振成像取得的數(shù)據(jù)的大小的低通濾波器以及帶通濾波器。另一方面，高通濾波器應(yīng)用部使用調(diào)整為適合比通過磁共振成像取得的數(shù)據(jù)大的、k空間的數(shù)據(jù)陣列容器的大小的高通濾波器。另外，以下的實施方式涉及的MRI系統(tǒng)還可以具備逆傅里葉轉(zhuǎn)換部。逆傅里葉轉(zhuǎn)換部在通過由多個要素線圈來收集k空間的數(shù)據(jù)，并分別將每個要素線圈的k空間的數(shù)據(jù)進行傅里葉轉(zhuǎn)換，生成每個要素線圈的圖像空間的數(shù)據(jù)，并合成所生成的每個要素線圈的圖像空間的數(shù)據(jù)，從而生成原始圖像時，將該原始圖像的數(shù)據(jù)進行逆傅里葉轉(zhuǎn)換來生成k空間的數(shù)據(jù)。此時，低通濾波器應(yīng)用部、帶通濾波器應(yīng)用部、以及高通濾波器應(yīng)用部對于通過逆傅里葉轉(zhuǎn)換部生成的k空間的數(shù)據(jù)，分別應(yīng)用低通濾波器、帶通濾波器、以及高通濾波器。另外，這些各部例如被安裝于MRI數(shù)據(jù)處理部42，并在MRI數(shù)據(jù)處理部42中執(zhí)行。另夕卜，這些各部例如也可以安裝于與MRI系統(tǒng)不同的其他的圖像處理裝置，在圖像處理裝置中執(zhí)行。此時，所需的數(shù)據(jù)也可以在MRI系統(tǒng)中取得，通過操作者，或者經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(network)等，輸入圖像處理裝置。k空間數(shù)據(jù)的截斷導(dǎo)致吉布斯的環(huán)狀偽影(以下，環(huán)狀偽影)。特別地，當(dāng)所取得的圖像數(shù)據(jù)的矩陣(matrix)小時，環(huán)狀偽影是在MR成像的執(zhí)行中應(yīng)該克服的最古老、且最困難的問題之一。在MR成像中，傾斜磁場下，空間性地測定出的值被轉(zhuǎn)換成頻率的測定值。當(dāng)在所取得的MRI數(shù)據(jù)中，沒有包含圖像化對象的解剖學(xué)部分所示的所有的高空間頻率信息時，在MR圖像內(nèi)發(fā)生環(huán)狀偽影。采樣窗的寬度決定與圖像卷積的辛格函數(shù)的形狀。該辛格函數(shù)的卷積引起吉布斯的環(huán)狀偽影的近似強度的不連續(xù)性、或者圖像特性的高對比度邊緣。當(dāng)編碼(encoding)步驟(step)數(shù)少時(例如，彡196),受到取得時間或動態(tài)的對比度(contrast)、或者MRI取得序列上的制約的影響，特別地，環(huán)狀偽影沿著相位編碼(PE(PhaseEncoding))方向以及切片編碼(SE(SliceEncoding))方向的一方或者雙方而出現(xiàn)，令人不舒服。環(huán)狀偽影沿著讀出(R0(ReadOut))方向，根據(jù)一般較長的取得窗口(例如，256點以上)，變得更不引人注意，或者，實質(zhì)上不會對取得時間產(chǎn)生壞的影響，變得不是問題。偽影根據(jù)相同的分辨率的幻像(phantom)以及被檢體中的圖像的直接比較，被在MRI產(chǎn)品中長年靈活應(yīng)用的環(huán)狀偽影降低算法處理的情況被觀察并報告。但是，對于那樣的以往的嘗試，對于作為結(jié)果產(chǎn)生的圖像質(zhì)量與實施效率(例如，處理時間、復(fù)雜程度等)的雙方或一方，還有改善的余地。一般所使用的k空間的低通濾波以及圖像空間的加權(quán)平均使細微的圖像細節(jié)不清晰，降低整體的邊緣清晰度。另一方面，例如，使用十分精巧的Gegenbauer重建的、與通過“TV(TotalVariation)”限定數(shù)據(jù)外插法以及其他的外插法(CT(ComputedTomography))而普及的各向異性擴散類似的西格瑪(Sigma)濾波)是復(fù)雜的，大多數(shù)情況下是重復(fù)的，具有變慢的傾向，并具有分段地產(chǎn)生具有一定的特性的漫畫那樣的產(chǎn)物的傾向。在MRI中，通常，由于對軟組織的對比度期待細微的色調(diào)，那樣的產(chǎn)物作為MRI無法被自然地看到。在以下的實施方式中，提出了以同時減少環(huán)狀偽影以及噪音偽影，同時強調(diào)邊緣為目的的、簡單、迅速、且相當(dāng)容易的方法。在該方法中，對k空間的原始(raw)數(shù)據(jù)(以下，適當(dāng)?shù)胤Q為“未處理數(shù)據(jù)”)，分別乘以低通(以下，適當(dāng)?shù)胤Q為“LP(low-pass)”)的窗函數(shù)(windowingfunction)、帶通(以下,適當(dāng)?shù)胤Q為“BP(band-pass)”)的窗函數(shù)、以及高通(以下，適當(dāng)?shù)胤Q為“HP(high-pass)”)的窗函數(shù)。另外，在k空間的未處理數(shù)據(jù)中，包含通過二維逆傅里葉轉(zhuǎn)換從圖像區(qū)域生成的k空間數(shù)據(jù)。接著，通過乘以窗函數(shù)而得到的產(chǎn)物如圖2所示，進行二維傅里葉轉(zhuǎn)換，并在圖像區(qū)域中結(jié)合。在k空間中所使用的窗函數(shù)優(yōu)選進行最優(yōu)化處理。具體而言，優(yōu)選窗函數(shù)以比較低的分辨率來選擇性地收集邊緣，在閾值處理以及羽化之后，為了能夠制成具有擴散性的擴散邊緣掩膜而在中域中高域的空間頻率的范圍內(nèi)仔細地控制。在此的目的在于，在HP拉普拉斯銳化掩膜的有效的邊緣強調(diào)范圍與邊緣掩膜之間，實現(xiàn)適當(dāng)且正確的一致。緩慢的圖像區(qū)域卷積動作與坎尼邊緣檢測器所一般使用的邊緣細化等大量的其他的緩慢的動作是(a)置換成等價的k空間動作，還是(b)回避。這是因為目的不是像素邊緣的細化，而是該邊緣周圍的模糊區(qū)域。銳化掩膜經(jīng)由根據(jù)(在銳化掩膜內(nèi)乘以每個像素)BP濾波器導(dǎo)出的邊緣掩膜，向LP平滑圖像進行逆相加。在圖2中，示出基于具有適當(dāng)?shù)匾恢碌牡屯?、帶通、以及高通的k空間窗函數(shù)的實施方式的算法。為了進行邊緣部位提取而使用帶通頻率區(qū)域濾波器被認為是基于本實施方式的方法的重要的新功能。據(jù)了解，本實施方式在從低分辨率、中分辨率、以及高分辨率的MR圖像中除去環(huán)狀偽影以及噪音，同時強調(diào)邊緣描寫，改善細微部的視覺上的顯著性時有效。整體的處理完成圖像質(zhì)量比根據(jù)文獻所示的大量的更復(fù)雜的方法、以及若干市售的濾波器包(package)而得到的畫質(zhì)優(yōu)異，同時實施方式涉及的比較單純的算法(algorism)相當(dāng)高速地動作?！と鐖D2所示，圖像空間區(qū)域的“輸入圖像'為了生成對應(yīng)的輸入圖像k空間數(shù)據(jù)陣列Ktl，進行二維逆傅里葉轉(zhuǎn)換即可。或者，當(dāng)然，為了引出存儲于MRI系統(tǒng)的最優(yōu)的存儲部(例如，能夠訪問圖I的MRI數(shù)據(jù)處理部42的MR圖像存儲部46)的k空間的未處理的NXM圖像數(shù)據(jù)陣列Kraw，輸入圖像數(shù)據(jù)陣列Ktl也可以與經(jīng)由通過圖I的系統(tǒng)執(zhí)行的通常的MRI數(shù)據(jù)取得序列而直接取得相同。無論如何，為了回避不必要的復(fù)雜化，也以已經(jīng)執(zhí)行了所有的恢復(fù)部分傅里葉(或者“半(half)傅里葉(Fourier)”、“AFI”、其他)重建、以及平行(parallel)成像重建(例如、SENSE、GRAPPA、SPEEDER、其他)等全部未處理數(shù)據(jù)范圍所需的所有的基本的數(shù)據(jù)處理步驟，NXM“未處理數(shù)據(jù)”陣列中已經(jīng)包含有它們的產(chǎn)物為前提。不管根據(jù)哪一路徑(route)，k空間輸入圖像復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)陣列Ktl都能夠包含在更大的(PXQ，其中，P>N以及Q>M)k空間數(shù)據(jù)陣列內(nèi)所取得的k空間(NXM)未處理數(shù)據(jù)陣列Kmw。在該k空間數(shù)據(jù)陣列中，NXM未處理數(shù)據(jù)范圍外的所有的要素的值都為零，(對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言不言而喻)是被稱為填零的MRI的常識。一般將所取得的未處理的k空間數(shù)據(jù)填零到“200%”以上，這意味著P彡2N以及Q彡2M。例如，具有小的NXM取得陣列尺寸的低分辨率圖像大多經(jīng)由填零處理或者其他的插補處理以更大的顯示陣列尺寸PXQ來顯示。那樣的情況下，MRI系統(tǒng)所存儲的那樣的輸入圖像陣列尺寸已經(jīng)是PXQ。如果根據(jù)NXM未處理數(shù)據(jù)陣列Kmw來得到更大的PXQ輸入圖像陣列Itl、或者更大的PXQ的k空間輸入數(shù)據(jù)陣列Ktl而使用的所有的前處理步驟，如未處理k空間數(shù)據(jù)的直接填零的情況那樣是線性的，則只有PXQ尺寸的k空間輸入數(shù)據(jù)陣列Ktl的中央的NXM部位是零以外。另外，來自大多被最新的MRI掃描儀所使用的多個線圈要素的信號在k空間直接結(jié)合，由此，也存在使未處理的k空間數(shù)據(jù)尺寸不變化的案例。一般而言，多個要素信號在是非線性的過程(例如，一般的平方和(S0S(SumOfSquares))的組合)中，在個別地進行二維傅里葉轉(zhuǎn)換之后，在圖像空間內(nèi)結(jié)合。即使當(dāng)未處理的信號不是來自多個線圈要素的信號時，單純的絕對值動作(或者包含值的固定化的圖像陣列的水平化或者閾值化的過程)也是非線性的。在那樣的非線性的狀況下，向k空間的二維逆傅里葉轉(zhuǎn)換之后，在原始的NXM未處理數(shù)據(jù)部位的外側(cè)的輸入k空間數(shù)據(jù)陣列Ktl中可能存在小的“漏出”，即，可能存在位于(各自的)未處理的NXM的k空間數(shù)據(jù)部位的外側(cè)的小的、零以外的復(fù)數(shù)?？傊?，其相對于按照該LP濾波器以及BP濾波器的實施方式來應(yīng)用k空間窗口化(windowing)(基于窗函數(shù)的每個像素的相乘)處理的、實際所取得的(NXM)未處理的k空間數(shù)據(jù)陣列Kmw的范圍。并且，在本實施方式中，在k空間內(nèi)的全部PXQ輸入數(shù)據(jù)陣列Ktl中應(yīng)用HP濾波器，但這是由于可能存在在原始的未處理數(shù)據(jù)NXM范圍外由從前的非線性處理步驟生成的、有用的高空間頻率構(gòu)成要素。一般而言，在所取得的k空間未處理數(shù)據(jù)陣列Kmw中，N與在MRI數(shù)據(jù)取得序列之間于相位編碼(PE(phaseencoded))方向所取得的相位編碼增量的有效數(shù)相等。另一方面，M與在MRI數(shù)據(jù)取得掃描序列之間于讀出(R0(readout))方向所取得的頻率編碼采樣的有效數(shù)相等。如圖2所示，這是首先通過低通，接著通過帶通進行濾波處理的未處理的k空間區(qū)域(即，空間頻率區(qū)域)的、該NXM陣列。高通濾波器涵蓋全部k空間陣列K0而應(yīng)用。如更詳細地說明的那樣，為了實質(zhì)上符合(如所提及的那樣，在已經(jīng)進行了部分傅里葉以及并列成像的處理步驟之后，包含恢復(fù)后的數(shù)據(jù)范圍)NXM數(shù)據(jù)值的原始的取得·的圖像數(shù)據(jù)陣列，或者，針對HP濾波器，符合更大的輸入數(shù)據(jù)陣列Ktl(通常希望是嚴格的，但即使不嚴格)，低通、帶通、以及高通的濾波器窗口都調(diào)整為規(guī)定的大小。如圖2(事實上作為三維形狀)概略地圖示的那樣，濾波器窗函數(shù)符合應(yīng)該進行濾波處理的原始的k空間區(qū)域或者輸入數(shù)據(jù)陣列的范圍一面。在被濾波處理的數(shù)據(jù)陣列中，存在“正方形”的陣列(即，N=M，或者P=Q)，接著，使濾波器核基本上符合正方形或者圓形的橫截面(沿著圖2的濾波器窗函數(shù)軸線相切的情況)。另一方面，N古M，或者P古Q的情況下，接著，低通濾波器基本上呈長方形的橫截面，另一方面，帶通以及高通的濾波器基本上呈橢圓形的橫截面。特別應(yīng)該注意的是，在實施方式中，k空間的帶通濾波器核(kernel)相對于在全部方向有效地提取邊緣，在現(xiàn)有技術(shù)的坎尼型邊緣提取濾波過程中，一般使用在圖像區(qū)域內(nèi)兩個正交的雙方向性濾波核，之后，使該產(chǎn)物在圖像區(qū)域內(nèi)結(jié)合。如圖2所示，所輸入的原始的圖像數(shù)據(jù)陣列Ktl分別使用低通濾波窗口(Wuj)、帶通濾波窗口(Wbp)、以及高通濾波窗口(Whp)來進行高通、帶通、以及低通的濾波處理。原始的圖像數(shù)據(jù)Ktl內(nèi)的NXM或者PXQ陣列的對應(yīng)的要素為了生成以低通、帶通、以及高通進行濾波處理后的PXQ的k空間數(shù)據(jù)陣列KwKbp、以及Kbp，分別對每個像素乘以濾波處理完成窗函數(shù)(即，圖2所示的三維形狀的“高度”)的對應(yīng)的適當(dāng)?shù)募訖?quán)系數(shù)。接著，在取得了傅里葉轉(zhuǎn)換后的LP以及HP的濾波處理完成產(chǎn)物的絕對值(magnitudes)、與傅里葉轉(zhuǎn)換后的HP的濾波處理完成產(chǎn)物的實部之后，這些濾波處理完成數(shù)據(jù)陣列分別以將這些濾波處理完成數(shù)據(jù)陣列反映于分別對應(yīng)的PXQ數(shù)字圖像區(qū)域陣列ImIf以及Ihp的方式，分別進行二維傅里葉轉(zhuǎn)換(2DFT)。如圖2所示，低通圖像區(qū)域陣列Iuj表示原始的未處理圖像Itl(其實際生成的情況下)或者其有效的對應(yīng)物(在圖像區(qū)域中不使用圖像陣列I。，而使用所取得的未處理的圖像數(shù)據(jù)Ktl的情況下)的平滑版本。帶通濾波處理后的圖像區(qū)域陣列Ibp表示所提取出的邊緣，另一方面，高通濾波處理后的圖像區(qū)域陣列‘表示銳化掩膜。該銳化掩膜通過在未處理邊緣邊界生成下沖以及過沖，來增大圖像的知覺銳度，其結(jié)果起到增大邊緣的知覺對比度的作用。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言不言而喻，傅里葉頻率區(qū)域(即，k空間)的簡單明了的相乘相當(dāng)于實際的空間圖像區(qū)域中的卷積。但是，另外，如所熟知的那樣，卷積過程是復(fù)雜的，且執(zhí)行較花費時間。另外，在圖像區(qū)域中，有時難以得到k空間的實施方式所使用的相當(dāng)于k空間窗函數(shù)的最優(yōu)的圖像區(qū)域的濾波卷積核。由于適當(dāng)?shù)膱D像區(qū)域卷積核的導(dǎo)出，一般將拉普拉斯(Laplacian)型銳化掩膜進行定義來使用，因此，對于高通濾波過程而言可以說更可能執(zhí)行。但是，(由于需要處理速度的削減等多余的策略，很明顯，盡管被認為不是優(yōu)選的實施方式)至少邏輯上能夠在圖像區(qū)域執(zhí)行所有的濾波功能。如圖2所示，表示所提取出的邊緣的圖像區(qū)域陣列Ibp為了生成連續(xù)值的(“灰度”)PXQ邊緣掩膜陣列Iem，而進行閾值化以及羽化的過程。接著，如圖2的202所示，PXQ銳化掩膜(如果希望得到最優(yōu)的成果，優(yōu)選是軟閾值化之后的)，對每個像素，乘以PXQ邊緣掩膜陣列。接著，為了得到最終的PXQ圖像區(qū)域陣列If，其相乘結(jié)果對每個像素，加上圖2的204所示的PXQ低通平滑化圖像陣列ILP。圖3表示圖2所示的實施方式所應(yīng)用的計算機程序代碼結(jié)構(gòu)。在至少一個適當(dāng)?shù)貥?gòu)成的數(shù)據(jù)處理部(例如，圖I所示的MRI數(shù)據(jù)處理部42)中使用該計算機程序代碼結(jié)構(gòu)。另外，該計算機程序代碼結(jié)構(gòu)使用存儲于圖I所示的MRI系統(tǒng)內(nèi)的適當(dāng)?shù)拇鎯Σ?例如，進行數(shù)據(jù)處理部42與通信的MR圖像存儲部46)的輸入圖像陣列I。以及輸入數(shù)據(jù)陣列K。的雙方或一方。在S300中，數(shù)據(jù)處理部開始吉布斯的環(huán)狀偽影/噪音偽影的濾波器模塊。在S302中，數(shù)據(jù)處理部為了進行數(shù)據(jù)處理，進行是未處理數(shù)據(jù)(rawdata)的k空間數(shù)據(jù)陣列K。的生成以及受理的雙方或者一方(例如，經(jīng)由適當(dāng)?shù)牟僮鹘涌?。在步驟S304中，如虛線所示，(例如，由于MRI系統(tǒng)數(shù)據(jù)取得處理的工作流程設(shè)計)當(dāng)沒有由取得數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)處理用時，作為向濾波過程的輸入，輸入數(shù)據(jù)陣列Ktl為了生成適當(dāng)?shù)腜XQ的k空間數(shù)據(jù)陣列Ktl,也可以將圖像區(qū)域內(nèi)的既存的未處理圖像陣列Itl進行二維逆傅里葉轉(zhuǎn)換(以及任意地填零)。另外，濾波處理的對象的輸入數(shù)據(jù)陣列Ktl有時是通過MRI系統(tǒng)收集到的k空間數(shù)據(jù)本身，有時是根據(jù)圖像數(shù)據(jù)進行逆傅里葉轉(zhuǎn)換而生成的k空間數(shù)據(jù)。針對后者的情況進行說明，MRI系統(tǒng)有時具備具有多個要素線圈的陣列線圈，通過陣列線圈來收集數(shù)據(jù)。此時，通過由多個要素線圈來收集k空間的數(shù)據(jù)，并分別將每個要素線圈的k空間的數(shù)據(jù)進行傅里葉轉(zhuǎn)換，生成每個要素線圈的圖像空間的數(shù)據(jù)，并合成所生成的每個要素線圈的圖像空間的數(shù)據(jù)，從而生成原始圖像。此時，MRI系統(tǒng)也可以通過將原始圖像(合成圖像)進行逆傅里葉轉(zhuǎn)換，來生成濾波處理的對象的輸入數(shù)據(jù)陣列Ktl并縮短數(shù)據(jù)處理時間，或者也可以通過分別將每個要素線圈的圖像數(shù)據(jù)進行逆傅里葉轉(zhuǎn)換，來生成濾波處理的對象的輸入數(shù)據(jù)陣列Ktl，并反映每個要素線圈的各圖像數(shù)據(jù)的影響。另外，即使在將前者的通過MRI系統(tǒng)收集到的k空間數(shù)據(jù)本身作為濾波處理的對象的情況下，也可以對于合成各要素線圈的k空間數(shù)據(jù)的合成數(shù)據(jù)實施濾波處理，也可以對各要素線圈的各自的k空間數(shù)據(jù)實施濾波處理。在S306中，為了生成低通濾波處理完成的PXQ的k空間陣列KLP，數(shù)據(jù)處理部對于PXQ的k空間數(shù)據(jù)陣列Ktl，應(yīng)用低通濾波器窗口化(windowing)(乘以窗函數(shù)Wj。窗函數(shù)Wuj涵蓋PXQ的輸入k空間數(shù)據(jù)的全部范圍地進行了定義，但窗函數(shù)Wuj的零以外的范圍優(yōu)選嚴格地、或者實質(zhì)上與NXM的有效窗口化子陣列一致。同樣地，在S308中，為了生成帶通濾波處理完成的PXQ的k空間陣列Kbp，數(shù)據(jù)處理部對于PXQ的k空間數(shù)據(jù)陣列Ktl,應(yīng)用帶通濾波器窗口化(乘以窗函數(shù)Wbp)。窗函數(shù)Wbp的零以外的范圍嚴格地、或者實質(zhì)上與NXM的有效窗口化子陣列一致。另外，在S310中，為了生成高通濾波處理完成的PXQ的k空間陣列Khp，數(shù)據(jù)處理部對于PXQ的k空間數(shù)據(jù)陣列Ktl，應(yīng)用嚴格地、或者實質(zhì)上一致的高通濾波器窗口化(乘以窗函數(shù)Whp)。當(dāng)然，該濾波處理的順序能夠根據(jù)需要任意地變更。在S312中，數(shù)據(jù)處理部對濾波處理完成的k空間陣列，應(yīng)用最優(yōu)的二維傅里葉轉(zhuǎn)換。另外，接著，數(shù)據(jù)處理部在圖像區(qū)域中，為了生成濾波處理完成的圖像區(qū)域PXQ陣列Iuj以及Ibp，取濾波處理完成的k空間陣列的絕對值(magnitudes)。另外，數(shù)據(jù)處理部為了生成濾波處理完成的圖像區(qū)域PXQ陣列Ibp，從是復(fù)數(shù)的傅里葉轉(zhuǎn)換的產(chǎn)物中取得實部。從而，其結(jié)果生成的圖像區(qū)域陣列Iu=以及Ibp都被劃定為正(所有的陣列要素值都在零以上)。對此，結(jié)果生成的圖像區(qū)域陣列Ihp、軟閾值處理前的HP銳化掩膜當(dāng)然包含為零的平均值附近的正以及負的雙方的值。接著，在S314中，數(shù)據(jù)處理部為了使邊緣掩膜的“通過范圍”增加到合適的水平，對于帶通濾波處理完成的圖像區(qū)域陣列Ibp進行適當(dāng)?shù)挠查撝堤幚?，生成PXQ閾值邊緣掩膜陣列IBPTH。此時，作為閾值，數(shù)據(jù)處理部使用根據(jù)未處理邊緣掩膜Ibp的峰值以及平均值而自動地計算出的數(shù)值。在此，硬(hard)閾值處理稱為以閾值為基準，將值全部降低的處理，例如，稱為對于閾值以上的值將值變更為“閾值”、對于閾值以下的值將值變更為“零”這樣的處理。例如，在步驟S314中，如果是閾值以上的值，則數(shù)據(jù)處理部進行將值變更為“閾值”的處理。另外，軟(soft)閾值處理是硬閾值處理以外的閾值處理。在S316中，為了生成對應(yīng)的PXQ的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)陣列Kbpth，數(shù)據(jù)處理部對于閾值邊緣掩膜陣列Ibpth，應(yīng)用向k空間的二維逆傅里葉轉(zhuǎn)換。在S318中，為了生成PXQ的低通濾波處理完成k空間邊緣掩膜的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)陣列Kem，數(shù)據(jù)處理部對于該Kbpth，針對每個像素乘以PXQ高斯低通濾波器窗函數(shù)Wtoussiant5在S320中，數(shù)據(jù)處理部通過對于k空間陣列Kem應(yīng)用二維傅里葉轉(zhuǎn)換返回到圖像空間，并取其絕對值，從而取得PXQ的羽化模糊圖像區(qū)域邊緣掩膜陣列IEM。在S322中，為了得到軟閾值化圖像區(qū)域陣列Ihpst，根據(jù)需要，數(shù)據(jù)處理部能夠采用對于PXQ的高通濾波處理完成圖像陣列Ihp的簡單的軟閾值處理。非線性的軟閾值處理通過使值向零的一方減少，從而只對小于非常小的閾值Tst的原點周圍的數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。從而，根據(jù)軟閾值處理，能夠減少可能在銳化掩膜中發(fā)生的隨機噪音以及吉布斯振鈴。在S324中，數(shù)據(jù)處理部對于通過PXQ的帶通濾波生成的邊緣掩膜陣列Iem，乘以通過PXQ的軟閾值處理高通濾波生成的銳化掩膜陣列Ihpst，接著，將該產(chǎn)物與通過PXQ的低通濾波生成的平滑圖像區(qū)域陣列Iu=相加，來組成最終的圖像IF。所有的計算都根據(jù)每個像素在圖像區(qū)域內(nèi)進行。在步驟326中，結(jié)束了該模塊的濾波過程之后，進行向調(diào)用(calling)程序的處理器控制的返回(return)。不言而喻，與二維陣列相關(guān)地說明了實施方式，但三維圖像也同樣能夠(例如，通過將三維體的相鄰的切片連續(xù)地進行濾波處理)進行濾波處理。以下，說明包含基本的一維(ID)型與能夠應(yīng)用時的實用的二維(2D)型的、現(xiàn)在優(yōu)選的、幾個k空間的窗函數(shù)核。[Ia.低通(LP)窗函數(shù)基本的ID公式化]N=k空間取得數(shù)據(jù)大小(在2D中，為N以及M)n=k空間像素指數(shù)(從I到N)(在2D中，為nx以及ny)r、W、a、p:優(yōu)選的(上位)值以及第2優(yōu)選的值為如標(biāo)記出的那樣提供的參數(shù)[數(shù)學(xué)公式I]權(quán)利要求1.一種圖像處理裝置，其特征在于，具備低通濾波器應(yīng)用部，對通過磁共振成像而取得的、與原始圖像對應(yīng)的k空間或者圖像空間的數(shù)據(jù)應(yīng)用低通濾波器；帶通濾波器應(yīng)用部，對上述數(shù)據(jù)應(yīng)用帶通濾波器；高通濾波器應(yīng)用部，對上述數(shù)據(jù)應(yīng)用高通濾波器；邊緣掩膜生成部，根據(jù)應(yīng)用了上述帶通濾波器而得的數(shù)據(jù)，生成提取出上述原始圖像內(nèi)的對象物的邊緣而得到的邊緣掩膜；合成部，使用應(yīng)用了上述高通濾波器而得的數(shù)據(jù)進行基于上述邊緣掩膜的掩膜處理，并使用進行了上述掩膜處理的數(shù)據(jù)與應(yīng)用了上述低通濾波器而得的數(shù)據(jù)來進行合成處理。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述邊緣掩膜生成部通過將應(yīng)用了上述帶通濾波器而得的k空間的數(shù)據(jù)進行傅里葉轉(zhuǎn)換，并對傅里葉轉(zhuǎn)換后的圖像空間的數(shù)據(jù)進行閾值處理以及羽化處理，從而生成上述邊緣掩膜。3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述合成部將應(yīng)用了上述高通濾波器而得的k空間的數(shù)據(jù)進行傅里葉轉(zhuǎn)換，并對傅里葉轉(zhuǎn)換后的圖像空間的數(shù)據(jù)進行閾值處理，然后進行基于上述邊緣掩膜的掩膜處理。4.根據(jù)權(quán)利要求I3中任一項所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述低通濾波器應(yīng)用部以及上述帶通濾波器應(yīng)用部使用被調(diào)整為適合通過磁共振成像取得的數(shù)據(jù)的大小的上述低通濾波器以及上述帶通濾波器，上述高通濾波器應(yīng)用部使用被調(diào)整為適合比通過上述磁共振成像所取得的數(shù)據(jù)大的k空間的數(shù)據(jù)陣列容器的大小的上述高通濾波器。5.根據(jù)權(quán)利要求I4中任一項所述的圖像處理裝置，其特征在于，該圖像處理裝置還具備逆傅里葉轉(zhuǎn)換部，該逆傅里葉轉(zhuǎn)換部在生成了上述原始圖像時，通過由多個要素線圈來收集k空間的數(shù)據(jù)，分別將每個要素線圈的k空間的數(shù)據(jù)進行傅里葉轉(zhuǎn)換來生成每個要素線圈的圖像空間的數(shù)據(jù)，并合成所生成的每個要素線圈的圖像空間的數(shù)據(jù)，從而將該原始圖像的數(shù)據(jù)進行逆傅里葉轉(zhuǎn)換來生成k空間的數(shù)據(jù)，上述低通濾波器應(yīng)用部、上述帶通濾波器應(yīng)用部、以及上述高通濾波器應(yīng)用部對通過上述逆傅里葉轉(zhuǎn)換部生成的k空間的數(shù)據(jù)，分別應(yīng)用低通濾波器、帶通濾波器、以及高通濾波器。6.一種圖像處理裝置，其特征在于，具備低通濾波器應(yīng)用部，對通過磁共振成像取得的、與原始圖像對應(yīng)的k空間的原始數(shù)據(jù)應(yīng)用低通濾波器；帶通濾波器應(yīng)用部，對上述原始數(shù)據(jù)應(yīng)用帶通濾波器；高通濾波器應(yīng)用部，對上述原始數(shù)據(jù)應(yīng)用高通濾波器；邊緣掩膜生成部，根據(jù)應(yīng)用了上述帶通濾波器而得的數(shù)據(jù)，生成提取出上述原始圖像內(nèi)的對象物的邊緣而得到的邊緣掩膜；合成部，使用應(yīng)用了上述高通濾波器而得的數(shù)據(jù)進行基于上述邊緣掩膜的掩膜處理，并使用進行了上述掩膜處理的數(shù)據(jù)與應(yīng)用了上述低通濾波器而得的數(shù)據(jù)進行合成處理。7.一種圖像處理方法，被圖像處理裝置執(zhí)行，其特征在于，包含低通濾波器應(yīng)用步驟，對通過磁共振成像取得的、與原始圖像對應(yīng)的k空間或者圖像空間的數(shù)據(jù)應(yīng)用低通濾波器；帶通濾波器應(yīng)用步驟，對上述數(shù)據(jù)應(yīng)用帶通濾波器；高通濾波器應(yīng)用步驟，對上述數(shù)據(jù)應(yīng)用高通濾波器；邊緣掩膜生成步驟，根據(jù)應(yīng)用了上述帶通濾波器而得的數(shù)據(jù)，生成提取出上述原始圖像內(nèi)的對象物的邊緣而得到的邊緣掩膜；合成步驟，使用應(yīng)用了上述高通濾波器而得的數(shù)據(jù)進行基于上述邊緣掩膜的掩膜處理，并使用進行了上述掩膜處理的數(shù)據(jù)與應(yīng)用了上述低通濾波器而得的數(shù)據(jù)進行合成處理。8.—種磁共振成像裝置，其特征在于，具備低通濾波器應(yīng)用部，對通過磁共振成像取得的、與原始圖像對應(yīng)的k空間或者圖像空間的數(shù)據(jù)應(yīng)用低通濾波器；帶通濾波器應(yīng)用部，對上述數(shù)據(jù)應(yīng)用帶通濾波器；高通濾波器應(yīng)用部，對上述數(shù)據(jù)應(yīng)用高通濾波器；邊緣掩膜生成部，根據(jù)應(yīng)用了上述帶通濾波器而得的數(shù)據(jù)，生成提取出上述原始圖像內(nèi)的對象物的邊緣而得到的邊緣掩膜；合成部，使用應(yīng)用了上述高通濾波器而得的數(shù)據(jù)進行基于上述邊緣掩膜的掩膜處理，并使用進行了上述掩膜處理的數(shù)據(jù)與應(yīng)用了上述低通濾波器而得的數(shù)據(jù)進行合成處理。全文摘要本發(fā)明提供一種能夠提高畫質(zhì)的圖像處理裝置、圖像處理方法、以及磁共振成像裝置。實施方式涉及的圖像處理裝置具備低通濾波器應(yīng)用部、帶通濾波器應(yīng)用部、高通濾波器應(yīng)用部、邊緣掩膜生成部、以及合成部。低通濾波器應(yīng)用部對于與原始圖像對應(yīng)的數(shù)據(jù)應(yīng)用低通濾波器。帶通濾波器應(yīng)用部對于該數(shù)據(jù)應(yīng)用帶通濾波器。高通濾波器應(yīng)用部對于該數(shù)據(jù)應(yīng)用高通濾波器。邊緣掩膜生成部根據(jù)應(yīng)用了帶通濾波器而得的數(shù)據(jù)生成邊緣掩膜。合成部使用應(yīng)用了高通濾波器而得的數(shù)據(jù)進行掩膜處理，并使用進行了掩膜處理的數(shù)據(jù)與應(yīng)用了低通濾波器而得的數(shù)據(jù)進行合成處理。文檔編號G01R33/56GK102749601SQ201210118720公開日2012年10月24日申請日期2012年4月20日優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日發(fā)明者宮崎美津江,査樂平申請人:東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社,株式會社東芝