放射线图像生成装置和图像处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及降低放射线透视图像的噪声的技术。
【背景技术】
[0002] 在X射线图像诊断装置中，当得到透视图像时，伴随着X射线为低射线量，信号成 分变得微小，与摄影相比容易显现噪声。作为这种噪声除去法，有时使用将对当前图像的前 1帧的图像进行加权而得的图像与当前图像进行加法运算的递归滤波处理。然而，当在X射 线照射范围内存在导绳等移动物时，有时由于该递归滤波处理导致导丝等的移动显现为模 糊图像。
[0003] 与该技术相关地，专利文献1中公开了"基于该发明的图像处理装置，具有：递归 滤波单元；对来自当前帧的图像数据的每个像素的递归滤波系数根据该像素附近的平均灰 度进行控制的单元；对当前帧的图像数据进行空间滤波处理的单元；根据从当前帧的图像 数据与前帧的图像数据之间的关系求出的每个像素的移动成分，使用上述空间滤波处理数 据的单元"的技术。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本特开平6-47036号公报
【发明内容】
[0007] 发明要解决的课题
[0008] 在专利文献1公开的技术中，针对每个像素检测局部移动成分后用于处理。然而， X射线透视图像等放射线透视图像的噪声多。对于这样的噪声多的图像存在以下课题：局 部移动成分检测容易产生误检测，不容易恰当地区分使用递归滤波器和空间滤波器，无法 充分获得所希望的效果。
[0009] 用于解决课题的手段
[0010] 用于解决上述课题的一个实施方式可以被构成为，例如，针对使用放射线拍摄出 的放射线透视图像输入拍摄时间不同的多个图像，使用所输入的多个图像中的时间上靠前 的图像和时间上靠后的图像来进行移动检测，针对一张图像检测一个移动信息，针对每个 局部区域，计算将时间上靠前的图像仅变更移动信息的量的位置后的图像与时间上靠后的 图像的差值，根据每个局部区域的差值，决定进行时间方向的噪声降低处理的区域和进行 空间方向的噪声降低处理的区域，至少设定以下3个区域：进行时间方向的噪声降低处理， 不进行空间方向的噪声降低处理的区域；进行空间方向的噪声降低处理，不进行时间方向 的噪声降低处理的区域；进行时间方向的噪声降低处理和空间方向的噪声降低处理两者的 区域，分别对各个区域进行不同的噪声降低处理。
[0011] 发明效果
[0012] 根据本发明，能够更适当地降低放射线透视图像的噪声。
【附图说明】
[0013]图1是第一实施方式的放射线图像诊断装置的一例的结构图。
[0014] 图2是说明第一实施方式的图像处理部的处理的框图。
[0015] 图3是用于说明第一实施方式的相似度直方图显示的例子的说明图。
[0016] 图4(a)-图4(c)是用于说明应用了第一实施方式的空间方向噪声降低处理和时 间方向噪声降低处理的区域的一例的说明图。
[0017] 图5(a)和图5(b)分别是用于说明第一实施方式的当影像静止时、当影像运动/ 变形时的相似度直方图的例子的说明图。
[0018] 图6是说明第二实施方式的图像处理部的处理的框图。
[0019] 图7是用于说明第二实施方式的第一LUT的设定例的说明图。
[0020] 图8是用于说明第二实施方式的第二LUT的设定例的说明图。
[0021] 图9是用于说明第二实施方式的相似度直方图和LUT的显示例的说明图。
[0022] 图10(a)-图10(c)是用于说明应用了第二实施方式的空间方向噪声降低处理和 时间方向噪声降低处理的区域的一例的说明图。
[0023] 图11是第一实施方式的图像处理的流程图。
【具体实施方式】
[0024] 以下，使用【附图说明】本发明的实施方式。本发明的实施方式所涉及的放射线图像 诊断装置（也称为放射线透视图像生成装置、放射线摄像图像生成装置或放射线图像生成 装置）也可以使用X射线以外的放射线，然而在以下的实施方式中，作为一例，使用X射线 图像诊断装置进行说明。
[0025] 〈〈第一实施方式》
[0026]图1是表示本实施方式的X射线图像诊断装置的结构的概略图。本实施方式的X 射线图像诊断装置1具有：发生并照射X射线的X射线管2 ;与X射线管2电连接的高电压 发生部4 ;与高电压发生部4电连接的X射线控制部3 ;在X射线管2的X射线照射方向上 配置的光圈5 ;X射线补偿滤波器6、与X射线补偿滤波器6和光圈5电连接的光圈/滤波 器控制部7 ;操作台8 ;隔着光圈5和X射线补偿滤波器6以及操作台8而与X射线管2相 对配置的X射线平面检测器9 ;与X射线平面检测器9电连接的图像处理部10 ;与图像处理 部10电连接的显示输出部11 ;与操作台8和X射线平面检测器9电连接的机构控制部12 ; 与X射线控制部3、高电压发生部4、光圈/滤波器控制部7、X射线平面检测器9、图像处理 部10以及机构控制部12电连接的中央处理部13。
[0027] 这里，高电压发生部4发生向X射线管2施加的高电压。X射线管2向被检体照射 X射线。X射线控制部3控制高电压发生部4,并控制从X射线管2照射的X射线的放射线 质量。光圈5通过X射线吸收率高的金属的开闭来控制被照射由X射线管2发生的X射线 的区域。X射线补偿滤波器6由X射线吸收率高的物质构成，使到达被检体的X射线吸收率 低的部位的X射线衰减，由此来减轻光晕。操作台8是承载被检体的床。
[0028]X射线平面检测器9输出与从X射线管2照射并透过了被检体的X射线的强度分 布对应的图像数据。X射线平面检测器9还可以将该图像数据生成为静止图像。这种情况 下，成为X射线摄像静止图像数据。此外，还可以生成在时间上不同的定时拍摄的多个图像 数据，并生成为动态图像。这种情况下，成为X射线摄像动态图像数据。
[0029] 图像处理部10进行从X射线平面检测器9输出的图像数据的修正处理。显示输 出部11显示修正处理后的X射线摄像图像数据。机构控制部12控制移动操作台8和X射 线平面检测器9而移动到适合于被检体的透视或摄影的位置。中央处理部13是控制所述 电连接的结构要素的计算机。
[0030] X射线管2、x射线控制部3、高电压发生部4构成向被检体照射放射线的放射线照 射部。此外，X射线平面检测器9构成对放射线照射部照射出的放射线进行检测而生成放 射线图像的检测部。图像处理部10针对由检测部生成的图像进行图像处理。
[0031] 在图像处理部10中，通过中央处理部13执行的程序来进行本发明的噪声 除去处理。即，中央处理部13具备CPU、存储器和存储装置。并且，通过CPU将预先 存储在存储装置中的程序加载到存储器并执行，来实现中央处理部13的各功能。此 外，可以通过ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit:专用集成电路）、 FPGA(field-programmablegatearray:现场可编程门阵列）等硬件来实现全部或一部分 功能，也可以通过基于GPU(GraphicsProcessingUnit:图形处理器）的通用计算技术来 实现全部或一部分功能。此外，用于各功能的处理的各种数据、处理中生成的各种数据被存 储在存储装置中。
[0032] 图2是由图像处理部10执行的噪声除去处理的处理框图。如图2所示，所述图像 处理部10具有：存储输入图像的帧存储器200 ;使用从帧存储器200读出的时间上不同的 多个输入图像来进行移动检测的移动检测部201 ;利用移动检测部201检测出的移动信息 移动从帧存储器200读出的多个图像并进行修正，同时针对每个局部区域计算图像间的相 似度的相似度计算部202 ;根据相似度计算部202计算出的相似度来决定第一区域的第一 区域判定部203 ;根据相似度计算部202计算出的相似度来决定第二区域的第二区域判定 部205 ;在从帧存储器200读出的多个输入图像中，针对第一区域判定部203决定的第一区 域进行时间方向的噪声降低处理的时间方向噪声降低部204 ;在时间方向噪声降低部204 降低噪声后的图像中，针对第二区域判定部205决定的第二区域进行空间方向噪声降低处 理的空间方向噪声降低部206 ;计算由相似度计算部202计算出的相似度的直方图的相似 度直方图计算部207。
[0033] 帧存储器200将输入图像的各帧以保持时间上的前后关系的方式进行存储，并按 照来自后述的其他模块的请求进行输出。存储的输入图像的张数是后述的时间方向噪声降 低部204中利用的图像的张数量即可。
[0034] 移动检测部201以帧存储器200中存储的多个图像作为输入，使用所述多个图 像进行移动检测，每一张检测一个移动信息并输出。即，检测图像中的大范围的移动，作 为该图像的移动信息进行输出。更具体地，移动检测部201使2张图像中的时间上靠后 的图像的预定区域以像素单位等预定间隔移动，同时计算像素间的SAD(SumofAbsolute Difference:绝对差值和）。
[0035] 本处理以图像中的大范围的移动的检测为目的，因此，例如希望该预定的区域以 图像尺寸的50%以上的范围为对象。该区域为比成为相似度计算部202的处理对象的局部 区域更大的区域。数学式（1)是SAD的计算式，d表示移动方向，13和I,表示在不同定时 取得的输入图像，Ω表示SAD的计算范围的坐标的集合。移动检测部201检测大范围的移 动，因此，针对Ω指定图像全体的坐标的集合。
[0036] [式 1]
[0038] 这里，认为用数学式（1)计算的SAD的值越小，输入图像13和Ib越相似。也就是 说，在搜索范围内SAD最小的方向是以图像Ia为基准的输入图