图像处理装置以及图像处理方法_3

文档序号:9930112阅读:来源:国知局
造影图像103内的像素)对像素的第2像素值(造影图像101内的像素)。各种材料(例如,各种组织类型)有时具有各种第I像素以及各种第2像素中的至少一个。从而,表示各种类型的像素有时被分配给联合直方图的各种区域内的区间。表示相同的组织类型的多个像素形成联合直方图的特定的区域内的聚类。
[0074]当两个非造影图像的像素的像素值被绘制在联合直方图绘制上时,预测到值聚集在对角线上。预测到表示空气的像素位于绘制的左上方(双方的扫描的低像素),软组织位于绘制的中央,骨位于朝向右下方(双方的扫描的高像素)的区间中。
[0075]当施加造影剂时,有时在联合直方图绘制内能够观察到(具有沿着被各种量的造影剂造影的像素的轴的不同的位置)从软组织的值向右延伸的棘状突起。
[0076]在本实施方式中,假定表示规定的组织类型的像素在联合直方图内形成具有二维高斯分布的点的聚类,二维高斯函数与聚类拟合并确定分布。
[0077]同样地,假定由于特定的图像伪影而造成的像素有时发生在联合直方图的特定的区域中,由于规定的类型的图像伪影而造成的像素在联合直方图内形成具有二维高斯分布的点的聚类。二维高斯函数与聚类拟合并确定分布。
[0078]作为分段功能52,处理电路45针对表示分别与造影区域(例如,管腔)、非造影区域(例如,管壁)、晕斑区域、以及位置偏移区域对应的分布的4个高斯分布的各个,确定平均、方差、以及加权。针对分布,通过确定平均、方差、以及加权,从而处理电路45针对联合直方图上的点点对应的聚类的各个,确定各聚类区域。各聚类区域能够表示点对应的聚类的位置和范围。
[0079]在本实施方式中,处理电路45与期望值最大化(EM)算法协作,使用k平均算法,确定高斯分布的平均、方差、以及加权。在其他的实施方式中,为了确定平均、方差、以及加权,有时使用任意的合适的技术。在某一实施方式中,有时二维分布不是高斯型。
[0080]四个被确定的高斯分布(管腔区域、非造影区域、晕斑区域、以及位置偏移区域)由图6的4个椭圆70、72、74、以及76表示,接着,在下述中继续讨论。椭圆70、72、74、76没有准确地示出被确定的高斯分布,而是发生高斯分布的对象区域的一般的指示符。
[0081]与管腔区域对应的管腔分布(椭圆70)是表示造影血管区域的像素的分布。由于造影剂为了强调血液的像素而施加,因此预测到在表示造影血管区域的像素中,造影图像的像素值比非造影图像高。造影剂的量有时在血管内或血管间发生变化,像素强调量也发生变化。因此,预测到与造影血管区域对应的像素作为与横轴平行排列的棘状突起而聚集在联合直方图绘制上。
[0082]与非造影区域对应的非强调区域分布(椭圆72)的像素值在非造影CT扫描与造影CT扫描之间实质上没有变化,S卩,非造影图像的像素的像素值与造影图像的像素的像素值大致相等。像素值大致相等的像素位于联合直方图的对角线上或其周围。作为噪音或位置偏移的结果,有时产生来自对角线的偏差。
[0083]虽然造影图像的像素的像素值比非造影图像的像素的像素值大,但与晕斑区域对应的晕斑分布(椭圆74)是造影图像的像素的像素值偏离非造影像素的所预测的像素值范围的像素的分布。晕斑分布包含表示晕斑的像素,还包含伴随着由于位置偏移而造成的像素的增大的像素。预测到造影图像中的晕斑比非造影图像的晕斑大。
[0084]与位置偏移区域对应的位置偏移分布(椭圆76)是造影图像的像素的像素值小于非造影图像的像素的像素值的像素的分布。由于没有预测到当施加造影剂时,任何解剖学区域的像素都应该降低,因此,表示非造影CT扫描与造影CT扫描之间的像素的降低的像素有时与潜在的对位不准确的区域一致。即,当具有比预测为非造影CT扫描内的像素与造影CT扫描内的像素对应的像素高的像素时,此时错误地确定像素间的对应关系(对位)。
[0085]当图像内的对象(例如,钙化沉积)的位置发生偏移时,存在位于看上去从非造影图像到造影图像像素上升的对象的一侧的像素、以及位于看上去从非造影图像到造影图像像素下降的对象的另一侧的像素。实际上,像素没有变化,但会造成作为钙化沉积的一部分的像素误解为不是钙化沉积的一部分的像素而被映射的结果,即,对位中有时存在错误。
[0086]当针对4个高斯分布确定平均、方差、以及加权后,作为分段功能52,处理电路45使用被确定的分布(直方图上的点的聚类的各个被确定的位置以及范围),来确定颜色模型107。颜色模型107是颜色值向像素值的对(非造影的像素、被造影的像素)的映射。当使用颜色模型绘制出图像时,作为一个分布的一部分的像素与作为其他的分布的一部分的像素相区别。
[0087]在本实施方式中,处理电路45通过确定联合直方图上的多个区域(区域80、82、84、以及86),来确定颜色模型107。颜色模型107在图7A中示出。区域80是联合直方图的三角形的区域。区域80包含表示像素从非造影图像向造影图像降低的像素。区域80包含至少一部分的位置偏移分布76。区域82是联合直方图的三角形的区域。区域82包含表示被强调的软组织的像素。区域82包含至少一部分的管腔分布70,参照管腔分布70来确定位置。区域84是造影图像内的造影区域。区域84包含至少一部分的管腔分布70,特别地,包含高造影的区域。区域86表示具有非造影图像与造影图像之间的像素的增大的像素,该非造影像素比血液的非造影像素高。区域86包含至少一部分的晕斑分布74。
[0088]图7B表示叠加于图7A的颜色模型的图6的联合直方图。在本实施方式中,例如,区域80以绿色着色,区域82以红色着色,区域84以黄色着色,区域86以品红色着色。红色和黄色用于表示主要的造影部分。
[0089]另外,在本实施方式中,在分段功能52中,处理电路45通过两个阶段来生成颜色模型。例如,针对X轴和Y轴生成灰度图层,该灰度图层与针对窗口 /等级的梯度的特定的对的平均灰度值对应。
[0090]接着,处理电路45使用简单的三角形网格来生成第2图层。三角形网格的各顶点具有颜色和不透明度的值。第2图层内的像素具有通过分别对三角形网格内含有的顶点间进行插补而确定的这些颜色和不透明度。
[0091]另外,第2图层被合成在灰度表上,提供最终的颜色模型。第I图层和第2图层的合成有时具备α混合。灰度图层使非造影的区域与在标准的二维切片观察器中观察时的该区域相同地显示。
[0092]另外,颜色模型也可以使用自动或自动的任意的合适的方法来生成。
[0093]联合直方图的各区域在区域内存在颜色的偏差,例如,有时区域中心的颜色比区域的边缘的颜色亮。在其他的实施方式中,使用任意的颜色或光学特性。例如,除了颜色之夕卜,有时使区域无光、有光泽、或透明。联合直方图的特定的区域有时重合,此时,颜色或光学特性有时以任意的合适的方式合成。例如,有时对颜色进行平均。在本实施方式中,颜色混合表示接近直方图的规定的区域。
[0094]另外,在分段功能52中,处理电路45确定X以及Y中的灰度梯度。该灰度梯度包含在颜色模型107中。梯度通常构成为不会覆盖像素数据的全范围,但值涵盖对象的范围而变化。在本实施方式中,使用梯度(线性变化),但并不限定于此,有时使用非线性变化。确定对象的范围有时被称为调窗。在分段功能52中,处理电路45能够对图像数据实施调窗,确定灰度梯度。颜色模型107被设定为显示被对位的非造影图像103、造影图像101、或被对位的非造影图像103与造影图像101的组合的任一调窗后的视图。
[0095]在本实施方式中,颜色模型107根据被对位的非造影图像103以及造影图像101来确定。另外,颜色模型107有时由用户整体地或部分地确定。例如,在显示器36上显示联合直方图。用户发现可以看到的尖端和棘状突起,例如,通过使用输入接口电路38对区域进行强调显示,从而划定联合直方图的合适的区域的边界。作为分段功能52,处理电路45根据由用户划定的区域,确定区域80、区域82、区域84、以及区域86。
[0096]在本实施方式中,根据联合直方图确定四个高斯分布。在其他的实施方式中,有时确定任意的合适的数量的分布。各分布有时表示联合直方图的任意的合适的区域,例如,表示含有表示组织类型的像素的任意的区域、或表示含有表示伪影的像素的任意的区域。
[0097]另外,也可以通过分段功能52来确定管腔区域、非造影区域、晕斑区域、以及位置偏移区域的分布,并在联合直方图中显示这些分布的图。用户根据该确定的分布,确定颜色模型的区域,例如,确定被着色的区域。
[0098]被确定的颜色模型107被存储为将输入值(第I像素值、第2像素值)的各像素向各个颜色值映射的表。在其他的实施方式中,颜色模型有时以任意的合适的格式来存储。例如,区域80、82、84、以及86的范围有时被存储为第I像素值和第2像素值的函数的集合。例如,当是图7Α所示的颜色模型107时,有时存储三角形的集合,各颜色值有时根据三角形来重建。有时使用任意的合适的表或函数。
[0099]在本实施方式中,预先计算颜色模型107,但并不限定于此,也可以不预先计算颜色模型107。需要绘制特定的视图的颜色模型107根据需要来计算。
[0100]另外,颜色模型的范围被固定在合适的数据范围,预防表变得过大。另外,颜色模型以降低的分辨率来计算,为了导出所需的值有时在绘制中使用插补。
[0101]作为绘制功能50,处理电路45在步骤60中绘制切片的图像。作为结果而生成的绘制图像108包含从非造影图像和造影图像的双方中导出的信息。
[0102]为了绘制切片的图像,作为绘制功能50,处理电路45确定与分别绘制出的图像的各个像素对应的、图像容积内的点的集合。点位于对象的切片上。
[0103]在本实施方式中,有时在被对位的非造影图像103内、或在造影图像101内确定切片上的点。被对位的非造影图像103以及造影图像101具有相同的坐标系。在其他的实施方式中,在造影图像101内识别出切片上的点,变形场102用于确定非造影图像100内的对应的点。
[0104]作为绘制功能50,处理电路45对每个像素,针对(例如,通过对相邻的像素的像素进行插补)被对位的非造影图像103内的对应的点的第I像素值和针对造影图像101内的对应的点的第2像素值进行检索。接着,作为绘制功能50,处理电路45使用位于该点的第I像素值和第2像素值,对表添加索引。确定像素用的输出颜色。像素用的输出颜色是与像素的对建立关联的颜色值。
[0105]输出颜色=table(post,pre)...(I)
[0106]在此,table是表示颜色模型的表,pre是被对位的非造影图像103内的点的像素值,post是造影图像101内的点的像素值。从而,颜色模型107用于根据双方的容积内的对应的点的亨氏值,对像素
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