专利名称：图像处理设备和程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图像处理设备、程序和图像诊断设备，其改进了图像的空间分辨率。
背景技术：
通常，在一些X射线CT (计算机断层成像)设备中，在通过成像采集的投影数据上执行用于以重建函数覆盖的算法操作以及在其上运行反投影处理，从而重建X射线CT图像。
X射线CT图像的质量取决于图像重建中使用的重建函数的特性。因此，在每个X射线CT设备中，为使用者准备和提供了在重建图像质量上分别不同的多种类型的重建函数。例如，准备了如下函数通过调节使得高频分量表现得较强的接近高空间分辨率的肺野函数，通过调节使得高频分量表现得较弱的接近低噪声(low nose)的软组织(soft part)函数，具有介于这些之间的中间特性的标准函数，等等。使用者根据诊断目的、观察部位等适当地使用这些重建函数(例如参见日本专利申请公开号No. 2004-073432第
、
和
段等)。
发明内容
另一方面，当使用重建函数重建图像时，重建图像中的空间分辨率和噪声级相对彼此为权衡关系。因此，当使用这种令高频分量表现极其强烈的重建函数来尝试使空间分辨率增强至最大时，噪声的增加变得急剧从而导致该图像不堪实用。在这种情况下，就在先准备的重建函数而言，在针对实际使用的耐用范围内调节了空间分辨率和噪声级之间的平衡。因此，即使在重建函数接近最高空间分辨率的情形中，投影数据潜在地具有的空间分辨率还没有接近最大程度。另一方面，具有非常精细的结构的某个部位(例如，听小骨等)，期望甚至在受检者的该部位内获得更高的空间分辨率。进一步提升空间分辨率的空间是存在的。然而，当重建函数以如下方式调节，从而使得对空间分辨率的改进是随机进行的而用到的是表现强烈的高频分量时，对于不太需要高空间分辨率的区域(例如，软组织体(tissue)区域)而言，不必要地增加了噪声，从而导致了不期望的结果。
考虑前面所述，对于期望具有高空间分辨率的区域而言，期望的是一种能够对空间分辨率做出进一步改进而又不会不必要地增加噪声的方法。根据第一方面的本发明提供了一种图像处理设备，包括采集装置，其采集对应图像中标记区域的典型像素值；计算装置，其计算在标记区域或标记区域及其毗邻区域的像素值中的方差的指标值；第一增强程度确定装置，其根据所采集的典型像素值和每个计算的指标值确定增强程度；以及图像处理装置，其基于由第一增强程度确定装置确定的增强程度在标记区域上执行高频增强处理。根据第二方面的本发明提供了一种根据第一方面的图像处理设备，其中第一增强程度确定装置基于指示每个方差的指标值和增强程度之间的关系的第一关系式指定对应每个计算的指标值的增强程度，并且第一关系式根据对应标记区域的典型像素值改变。附带地，“根据典型像素值不同的第一关系式”指的是被确定以使得其根据典型像素值变化的关系式。它部分地包括这样的情形，即多个不同的典型像素值和同一个关系式彼此关联。根据第三方面的本发明提供了一种根据第二方面的图像处理设备，其中在第一关系式中，包含在第一区间的每个方差的指标值和第一增强程度彼此关联，包含在指标值大于第一区间的第二区间的每个方差的指标值和小于第一增强程度的第二增强程度彼此关 联，以及包含在指标值大于第二区间的第三区间的每个方差的指标值和大于第二增强程度的第三增强程度彼此关联。根据第四方面的本发明提供了一种根据第三方面的图像处理设备，其中第二区间是对应伪迹存在的方差的指标值区间。根据第五方面的本发明提供了一种根据第一至第四方面的任一个的图像处理设备，还包括第二增强确定装置，其根据采集的典型像素值确定增强程度，其中图像处理装置基于由第二增强程度确定装置确定的增强程度在标记区域上执行高频增强处理。根据第六方面的本发明提供了一种根据第五方面的图像处理设备，其中第二增强程度确定装置指定对应所采集的典型像素值的增强程度，其基于指示对应标记区域的典型像素值和增强程度之间的关系的第二关系式。根据第七方面的本发明提供了一种根据第六方面的图像处理设备，其中在第二关系式中，包含在第四区间的典型像素值和第四增强程度彼此关联，包含在像素值大于第四区间的第五区间的典型像素值和大于第四增强程度的第五增强程度彼此关联，包含在像素值大于第五区间的第六区间的典型像素值和小于第五增强程度的第六增强程度彼此关联，以及包含在像素值大于第六区间的第七区间的典型像素值和大于第六增强程度的第七增强程度彼此关联。根据第八方面的本发明提供了一种根据第七方面的图像处理设备，其中第四区间是像素值对应空气存在的区间，以及第六区间是像素值对应软组织体存在的区间。根据第九方面的本发明提供了一种根据第六至第八方面的任一个的图像处理设备，其中图像是X射线CT图像，以及其中第二增强程度确定装置基于第二关系式确定增强程度，该第二关系式根据X射线CT图像重建中使用的重建函数改变。附带地，“根据重建函数不同的第二关系式”指的是被确定以使得其根据重建函数变化的关系式。它部分地包括这样的情形，即多个不同的重建函数和同一个关系式彼此关联。根据第十方面的本发明提供了一种根据第一至第九方面的任一个的图像处理设备，还包括第三增强程度确定装置，其以如下方式确定增强程度，即当在标记区域或标记区域及其毗邻区域上通过边缘检测处理没有检测到边缘时而不是通过边缘检测处理检测到边缘时采集较大值，其中图像处理装置基于由第三增强程度确定装置确定的增强程度在标记区域上执行高频增强处理。根据第十一方面的本发明提供了一种根据第十方面的图像处理设备，其中边缘检测处理是用于确定在毗邻标记区域的区域中像素的像素数量大于或等于预定数量的地点被检测为边缘的处理,其中毗邻于标记区域的区域中像素的每个像素值和对应标记区域的典型像素值之间的差值大于或等于预定阈值。根据第十二方面的本发明提供了一种根据第一至第十一方面的任一个的图像处理设备，其中该图像是X射线CT图像，其中图像处理设备还包括第四增强程度确定装置，其以如下方式确定增强程度，即在从X射线CT图像重建中心至标记区域的距离增加时采集大值，以及其中图像处理装置基于由第四增强程度确定装置确定的增强程度在标记区域上执行高频增强处理。根据第十三方面的本发明提供了一种根据第五至第十二方面的任一个的图像处理设备，其中图像处理装置根据在确定的多个增强程度上执行乘法、加法或加权加法获得的增强程度在标记区域上执行高频增强处理。根据第十四方面的本发明提供了一种根据第一至第十三方面的任一个的图像处 理设备，其中该高频增强处理是尖锐滤波处理。根据第十五方面的本发明提供了一种根据第一至第十四方面的任一个的图像处理设备，其中对应标记区域的典型像素值是标记区域的中心像素的像素值、标记区域或标记区域及其毗邻区域的像素值的平均值、或其加权平均值。根据第十六方面的本发明提供了一种根据第一至第十五方面的任一个的图像处理设备，其中每个方差的指标值是标记区域或标记区域及其毗邻区域的像素值的方差或标准偏差。根据第十七方面的本发明提供了一种程序，用于促使计算机作用为采集对应图像的标记区域的典型像素值的采集装置、计算标记区域或标记区域及其毗邻区域中的像素值的方差的指标值的计算装置、根据采集的典型像素值和每个计算的指标值确定增强程度的第一增强程度确定装置、以及基于由第一增强程度确定装置确定的增强程度在标记区域上执行高频增强处理的图像处理装置。根据第十八方面的本发明提供了一种图像诊断设备，其配备有采集装置，其采集对应图像中标记区域的典型像素值；计算装置，其计算在标记区域或标记区域及其毗邻区域的像素值中的方差的指标值；第一增强程度确定装置，其根据采集的典型像素值和每个计算的指标值确定增强程度；以及图像处理装置，其基于由第一增强程度确定装置确定的增强程度在标记区域上执行高频增强处理。根据第十九方面的本发明，提供了一种根据第十八方面的图像诊断设备，其中实施X射线CT成像以重建图像。根据本发明的上述方面，对于期望高空间分辨率的区域而言，空间分辨率可得到改进而不会不必要地增加噪声。
图I是示意性示出根据本发明实施例的X射线CT设备配置的简图。图2是从其侧面观察的门架的简图。图3是在根据本发明实施例的X射线CT设备中关于自适应高频增强处理部分的功能框图。图4是在根据本发明实施例的X射线CT设备中的自适应高频增强处理的流程图。
图5是示出指示方差的指标值和增强系数之间相关性的第一关系式的一个示例的简图。图6是示出指示标记区域中典型像素值和增强系数之间相关性的第二关系式的一个示例的简图。图7示出了边缘检测处理的一个示例。图8是示出从iso中心至标记区域的距离和增强系数之间相关性的一个示例的简图。图9是示出根据本发明实施例的自适应高频增强处理应用到听小骨的X射线CT图像上时获得的采样图像的简图。
具体实施方式
下面将说明的是本发明的实施例。图I是示意性示出根据本发明实施例的X射线CT设备配置的简图。如图I所示，呈现的X射线CT设备配备有门架2、摄影台4以及操作控制台6。门架2具有X射线管20。从X射线管20中发射的X射线(未示出)通过孔隙22形成为X射线束，诸如扇形束、锥形束等，并施加到X射线检测器24。X射线检测器24具有多个X射线检测元件，其布置在以扇形X射线束的延伸方向(通道方向)和其厚度方向(行方向)上观察的二维基础上。数据采集部26连接至X射线检测器24。数据采集部26采集由X射线检测器24的各个X射线检测元件检测到的数据作为投影数据。X射线控制器28控制来自X射线管20的X射线的施加。附带地，图中略去了 X射线管20和X射线控制器28之间的连接关系。通过数据采集部26采集由控制器28供给X射线管20的管电压和电流的数据。附带地，图中省略了 X射线控制器28和数据采集部26之间的连接关系。孔隙控制器30控制孔隙22。附带地，图中省略了孔隙22和孔隙控制器30之间的连接关系。门架2的旋转部34配备有从X射线管20至孔隙控制器30的组件。旋转控制器36控制旋转部34的旋转。附带地，图中省略了旋转部34和旋转控制器36之间的连接关
系O摄影台4载着未示出的受检者进入门架2的X射线辐射空间内并载着同一受检者到X射线辐射空间外。操作控制台6具有中央处理器60。中央处理器60例如由计算机等来配置。控制接口 62连接至中央处理器60。门架2和摄影台4连接至控制接口 62。中央处理器60通过控制接口 62控制门架2和摄影台4。通过控制接口 62控制门架2内的数据采集部26、X射线控制器28、孔隙控制器30和旋转控制器36。附带地，图中省略了这些部件和控制接口 62之间的各个连接。数据采集缓冲器64连接至中央处理器60。门架2的数据采集部26连接至数据采集缓冲器64。数据采集部26采集的数据通过数据采集缓冲器64输入中央处理器60。根据操作者的操作，中央处理器60执行实际扫描的扫描计划处理。同样中央处理器60使用通过数据采集缓冲器64采集的多个视图的投影数据执行图像重建。在图像重建中例如使用滤波反投影法进行三维图像重建处理。操作者能够根据待观察的区域或部位以及目的选择图像重建中使用的重建函数，即所谓的内核。作为重建函数，已经准备了标准函数、软组织区域函数、高分辨率函数等。中央处理器60还执行自适应高频增强处理以改进重建图像的X射线CT图像的空间分辨率。存储装置66连接至中央处理器60。存储装置66在其中存储多种数据、重建的图像以及程序等，用于实现本发明X射线CT设备的功能。显示装置68和输入装置70分别连接至中央处理器60。显示装置68显示从中央处理器60输出的重建的图像和其他信息。输入装置70由操作者操作并输入多种指令、信息等至中央处理器60。操作者通过使用显示装置68和输入装置70交互地操作本发明X射线CT设备。
图2是从其侧面观察门架2的简图。如图2所示，从X射线管20辐射的X射线通过孔隙22成形为扇形X射线束400并施加给X射线检测器24。置于摄影台4上的受检者8，其体轴被允许与该X射线束400的扇形平面交叉，该受检者被承载着进入到其对应的X射线辐射空间中。X射线辐射空间在位于门架2的圆柱形结构内的空间中成形。由X射线束400切片的受检者8的图像被投影到X射线检测器24上。穿透通过受检者8的X射线由X射线检测器24检测到。根据孔隙22的开口程度调节施加给受检者8的X射线束400的厚度。X射线管20、孔隙22和X射线检测器24绕受检者8的体轴旋转而与此同时保持它们之间的相互关系。采集关于每个扫描的多个视图(例如，1000幅视图左右)的投影数据。通过X射线检测器2、数据采集部26和数据采集缓冲器64的系统执行投影数据的采集。中央处理器60基于由数据采集缓冲器64采集的投影数据执行断层成像图像的图
像重建。附带地，摄影台4上受检者8的体轴的方向，即受检者8的输送方向被假定为ζ方向，如本文图2示出。此外，竖直方向假定为y方向，以及垂直于y和ζ方向的水平方向假定为X方向。因此，现在将说明根据本实施例的自适应高频增强处理X射线CT图像。图3是有关根据本实施例的X射线CT设备中的X射线CT图像的自适应高频增强处理的部分的功能框图。图4是根据本实施例的X射线CT图像的自适应高频增强处理的流程图。如图3所示，本发明X射线CT设备配备有图像采集单元601、像素值采集单元602、方差的指标值计算单元603、第一增强系数确定单元604、第二增强系数确定单元605、边缘检测器606、第三增强系数确定单元607、距离测量单元608、第四增强系数确定单元609、图像处理器610以及控制器611。第一增强系数确定单元604配备有第一关系式确定部件6041和第一系数指定部件6042。第二增强系数确定单元605配备有第二关系式确定部件6051和第二系数指定部件6052。图像处理器610配备有增强程度确定部件6101和高频增强处理部件6102。附带地，已采集的投影数据被假定存储于存储装置66中。
在步骤SI，图像采集单元601采集X射线CT图像G，其是重建图像。这里，图像采集单元601从存储装置66中读取投影数据P并基于读出的投影数据P采用由使用者选择的重建函数执行图象重建，进而采集到对应的X射线CT图像。作为重建函数，考虑到多种类型的重建函数在重建图像中空间分辨率和噪声级之间的平衡情况(valance)不尽相同。作为重建函数，例如提到了，接近高空间分辨率的肺野函数、接近低噪声级的软组织函数、具有介于这些之间的中间属性的标准函数等。在步骤S2，控制器611设定标记区域，其包括X射线CT图像G中一个或多个像素，以及像素值采集单元602采集典型像素值C，其对应该标记区域。可能基于对应标记区域的典型像素值C粗略地分辨 该标记区域是否是空气、肺、纵膈腔/肝、骨/对比血管等的任何组织体。作为对应标记区域的典型像素值C，它们可以被认为是例如标记区域的中心像素的像素值、标记区域或标记区域及其毗邻区域的像素值的平均值或它们的加权平均值等。这里，标记区域假定为对应一个像素的区域。这里将被称作标记像素。对应标记区域的典型像素值假定为标记像素以及与标记像素的长度和宽度正交放置的8个毗邻像素的像素值的平均值。因此，能够获得有关由标记区域指示的部位的每个像素值的信息而同时抑制了噪声影响。在步骤S3，方差的指标值计算单元603计算指标值(下文中称为方差的指标值V)，其指示标记区域及其毗邻区域中像素值的方差程度。可能基于方差的指标值V识别标记区域的结构精细度、其噪声级等。例如，可能粗略地获取标记区域是否是(I)纵膈腔/肝的软组织区域等、(2)诸如斑纹(streak)的伪迹等、(3)肺/骨/对比血管的所谓高对比区域等中的任何一个。作为方差的指标值V，它们可以被认为例如是，标记区域或标记区域及其毗邻区域中像素值的方差或标准偏差等。这里，方差的指标值V假定为以标记像素为中心的(例如5X5像素区域的)预定矩阵区域上像素值的标准偏差。在步骤S4，第一关系式确定部件6041基于步骤S2采集到的典型像素值C确定第一关系式Tl，其指示方差的指标值V和增强系数Hl之间的关系。附带地，后面将描述第一关系式Tl及其确定方法的细节。在步骤S5，第一系数指定部件6042通过参照步骤S4确定的第一关系式Tl指定增强系数Hl，其对应步骤S3计算出的方差的指标值V。这里，术语增强系数是用于确定或解决标记区域上执行的高频增强处理的增强程度的系数。增强系数起作用以在其值变大时相对地增加增强程度，以及起作用以在其值变小时相对地减小增强程度。附带地，作为用于确定第一关系式Tl的方法，它们可以被认为例如是下述的方法，该方法将每个被作为对应标记区域的典型像素值C的值分割为多个区间、存储与每个区间彼此一致的第一关系式Tl的候选式并指定第一关系式Tl，其是对应步骤S2采集到的典型像素值C的候选值。例如，准备预定函数，其中限定对应标记区域的典型像素值C为参数。然后步骤S2采集到的典型像素值C可以被输入到预定函数中从而从其中导出第一函数Tl。第一关系式的一个不例在图5中不出。
根据图5所示的此示例，在方差的指标值V位于第一区间Rl (其在第一关系式Tl中的方差的指标值V中较低)时，标记区域很有可能在接近平坦的结构上。因此，空间分辨率和噪声抑制的改进是被平衡均分，从而使增强系数Hl为O. 5左右(第一增强系数)，其对应于中间水平。在方差的指标值V位于第二区间R2(其在方差的指标值V的中间)时，标记区域很有可能在斑纹伪迹上。因此，增强系数Hl降低至O附近，其指示最小水平(第二增强系数)，从而阻止伪迹增强。在方差的指标值V位于第三区间R3 (其在方差的指标值V中较高)时，标记区域很有可能在精细结构上。因此，增强系数Hl增高至I附近，其指示最大水平(第三增强系数)，以这种方式可抓取该结构。也就是说，包含在第一区间Rl中的方差的指标值V和第一增强系数彼此关联。同样，包含在数值大于第一区间Rl的第二区间R2中的方差的指标值V和小于第一增强系数的第二增强系数彼此关联。此外，包含在数值大于第二区间R2的第三区间R3中的方差的指标值V和大于第二增强系数的第三增强系数彼此关联。附带地，现在考虑重建图像的每个区域所需的空间分辨率和噪声之间的平衡情况。重建图像的每个区域所需的空间分辨率和噪声之间的平衡情况根据每个区域中部位类型而不同，即使像素值的方差是相同程度的。例如，在软组织区域中相对地给予噪声抑制优先权，而在骨区域中相对地给予高空间分辨率优先权。在本示例中，基于对应标记区域的典型像素值C来确定第一关系式Tl。因此，能够从对应标记区域的典型像素值C稍许预测标记区域中的部位类型。该增强系数Hl获得适合于标记区域的空间分辨率和噪声之间的平衡情况，其能够以适合于预测部位的形式从标记区域的邻域的像素值方差程度被导出。因此，适合于标记区域的空间分辨率和噪声之间的平衡情况能够满足由于部位类型和像素值方差的组合发生的复杂和精致的需求。在步骤S6，第二关系式确定部件6051根据图像重建中使用的重建函数确定第二关系式T2，其指示对应标记区域的增强系数H2和典型像素值C之间的关系。在步骤S7，第二系数指定部件6052通过参照步骤S6确定的第二关系式T2指定对应步骤S2采集到的典型像素值C的增强系数H2。附带地，作为确定第二关系式T2的方法，该方法可以例如被认为是如下方法，即该方法存储与每个重建函数类型彼此一致的第二关系式T2的候选式并指定第二关系式T2，其是对应X射线CT图像G的图像重建中实际使用的重建函数的候选函数。第二关系式的一个示例在图6中示出。根据图6所示的示例，在对应标记区域的典型像素值C位于第四区间R4(其在第二关系式T2中数值最小)时，标记区域很有可能是空气。因此，增强系数H2降低至O附近，其对应最小水平(第四增强系数)以便阻止噪声增加。在对应标记区域的典型像素值C位 于下一个数值较小的第五区间R5时，标记区域很有可能是肺。因此，增强系数H2增高至I附近，其对应最高水平(第五增强系数)以便抓取钙化微点等。在对应标记区域的典型像素值C位于下一个数值较小的第六区间R6时，标记区域很有可能是纵膈腔、肝等。因此，增强系数H2降低至O附近，其对应最小水平(第六增强系数)以便阻止噪声增加。在对应标记区域的典型像素值C位于下一个数值较小的第七区间R7时，标记区域很有可能是骨、对比血管等。因此，增强系数H2增高至I附近，其对应最高水平(第七增强系数)以便抓取诸如听小骨、血管中的钙化等的精细结构。也就是说，包含在第四区间R4中的像素值和第四增强系数彼此对应。包含在像素值大于第四区间R4的第五区间R5中的像素值和大于第四增强系数的第五增强系数彼此关联。包含在像素值大于第五区间R5的第六区间R6中的像素值和小于第五增强系数的第六增强系数彼此对应。包含在像素值大于第六区间R6的第七区间R7中的像素值和大于第六增强系数的第七增强系数彼此对应。附带地，重建图像中的空间分辨率和噪声状态根据图像重建中使用的重建函数而极大地不同。由于第二关系式T2取决于本示例中图像重建中使用的重建函数变化，待参照 的第二关系式T2能够结合考虑它们之间状态的不同而确定。在步骤S8，边缘检测器606在标记区域及其毗邻区域中执行边缘检测处理。在步骤S9，第三增强系数确定部件607以如下方式确定增强系数H3，即由边缘检测处理在没检测到边缘时而不是检测到边缘时其值变大。因此能够导出增强系数H3，其能够阻止由于边缘部(其上像素值变化剧烈)的过度增强而发生的过冲(overshoot)或下冲(undershoot)。边缘检测处理的一个示例在图7中示出。作为边缘检测处理，考虑例如如图7所示的过程，即该过程用于在以标记像素为中心、例如5X5像素区域的预定矩阵区域内观察到预定方向上像素值变化时，如果毗邻像素之间的像素值之差大于或等于预定阈值时确定边缘被检测出。考虑用于确定检测出边缘的如下过程，即该过程用于在包含在以标记像素为中心的预定矩阵区域中的像素数量(这些像素关于标记像素的像素值差异大于或等于预定阈值)大于或等于预定数量时确定边缘被检测出。在步骤S10，距离测量单元608测量从重建中心(即，重建图像中的iso中心)至标记区域的距离D。在步骤S11，第四增强系数确定单元609以如下方式确定增强系数H4，即在步骤SlO中测出的距离D增加时增强系数H4的值变大。图8示出了从iso中心至标记区域的距离D和增强系数H4之间的关系的一个示例。在该示例中，在距离D从Ocm至20cm的区间，增强系数H4为O。在距离D从20cm至45cm的区间，增强系数H4逐渐增加。在距离D大于45cm时，增强系数H4变为I。已知的是空间分辨率随对应重建图像的X射线CT图像中与iso中心的距离而变低。因此可能导出增强系数，其能够抑制重建图像中外围部分上空间分辨率的减少。在步骤S12，增强程度确定部件6101执行有关所有确定的增强系数Hl至H4的相乘、相加或加权相加等，从而确定增强程度HA。在步骤S13，在标记区域上基于步骤S12确定的增强程度HA执行高频增强处理。作为高频增强处理，可以考虑例如采用加权系数矩阵的尖锐滤波处理，其为目前公知。因此，在标记区域上执行高频增强处理，在其上反映对每个增强系数控制的空间分辨率和噪声进行校正的效果。在步骤S14，控制器613确定设定为标记区域的区域是否在别处。如果存在于别处，流程图返回步骤S2，此处设定新的标记区域并继续进行处理。如果不存在于别处，终止处理。图9示出了根据本实施例的自适应高频增强处理应用到听小骨的X射线CT图像上时得到的采样图像。左侧图像是原始图像G，中间图像是已处理图像G’，以及右侧图像是已处理图像和原始图像之间的差分图像(G’ -G)。在已处理图像G’中，在针对骨的高对比区域上充分执行高频分量的增强以获得高分辨率。然而发现在软组织区域和骨部位具有相对平坦结构的区域上几乎没执行高频分量的增强，并因此噪声的增加被抑制。根据上述的本发明实施例，在标记区域上执行的高频增强处理的增强程度能够根据有关标记区域的像素值和像素值的方差程度的组合条件而改变。因此，标记区域的部位类型及其结构状态能够首先被分块地识别。例如，能够在标记区域上执行软组织区域和骨/对比血管、相对平坦的结构、类似伪迹的结构等中每个的精细结构的精细识别，以及空气、肺等的识别。可能在标记区域上执行具有对应识别结果的合适增强程度的高频增强处理。例如，在认为标记区域从每个像素值上判断是骨区域但从像素值的方差程度上判断具有相对平坦结构时，能够抑制噪声的增加而不会对高频分量增强。此外，例如，即使在被认为是伪迹的区域中像素值的方差程度依据物质或部位的类型改变时，也可能精确地确定标记区域是否是伪迹区域，并如果发现它为伪迹区域时抑制噪声增加而不会对每个高频分量增强。因此，对于噪声抑制应当给予优先权的区域能够抑制不必要噪声的增加而不会对每个高频分量增强，以及同时，对于确实期望高空间分辨率的区域能够改进空间分辨率而同时增强每个高频分量。本实施例获得的特征在于能够进行这样的精致校正，而且这不能通过传统方法获得。例如，即使仅根据像素值确定的增强系数和仅根据像素值的方差的指标值确定的增强系数组合在一起产生新的增强系数，在其他方面各自确定的增强系数会彼此排斥。难以执行如上文所述的精细校正。附带地，本发明的实施例不限于上述实施例，而可以在本发明的范围内并不偏离本发明主旨的进行多种方式的叠加或修改。 例如，用于确定增强系数的过程的组合和转化也不限于上述实施例。可以省略基于数个方面的过程，可以叠加基于其他方面的过程，以及转换可以改变。用于确定增强系数的过程的具体内容不限于上述实施例。尽管在上述实施例中，例如，各个增强系数组合以确定一个增强程度，以及基于增强程度执行高频增强处理，可以顺序地执行基于增强系数的高频增强处理以每个增强系数。具有关于上述图像处理功能模块的图像处理设备、用于引起计算机作为这种图像处理设备的程序以及配备有这种图像处理设备的图像诊断设备同样是本发明的实施例的一个实例。作为图像诊断设备，可以考虑例如PET-CT设备、AngiO-CT设备、具有CT功能的放射治疗设备等。附I 2...扫描门架，4...摄影台，6...操作控制台，20. ..X射线管，22...孔隙，24. ..X
射线检测器，26...数据采集部，28... X射线控制器，30...孔隙控制器，34...旋转部，36...旋转控制器，60...中央处理器，62...控制接口，64...数据采集缓冲器，66...存储装置，68..显示装置，70...输入装置图3:601...图像采集(重建)单元，602...像素值采集单元，603...方差的指标值计算单元，604...第一增强系数确定单元，605...第二增强系数确定单元，606...边缘检测器，607...第三增强系数确定单元，608...距离测量单元，609...第四增强系数确定单元，610···图像处理器,611...控制器,6041···第一关系式确定部件 ，6042...第一系数指定部件，6051...第二关系式确定部件，6052...第二系数指定部件，6101...增强程度确定部件，6102...高频增强处理部件图4开始自适应高频增强处理SI...采集X射线CT图像GS2...设定标记区域/采集典型像素值CS3...计算方差的指标值VS4...确定第一关系式TlS5...指定增强系数HlS6...确定第二关系式T2S7...指定增强系数H2S8...边缘检测处理S9...确定增强系数H3S10...测量从iso中心至标记区域的距离DSI I···确定增强系数H4S12. · ·确定增强程度HAS13...在标记区域上高频增强处理S14...是否有区域设定至下一标记区域？S15...终止自适应高频增强处理图5:增强系数取决于标记区域的典型像素值的第一关系式Tl方差的指标值V软组织(纵膈腔/肝)斑纹伪迹肺/骨/对比血管图6 增强系数取决于重建函数的第二关系式T2典型像素值C空气、肺、纵膈腔/肝、骨/对比血管
图I 像素值，边缘检测，标记像素矩阵区域像素值变化预定方向图8: iso中心，标记区域，增强系数从iso中心至标记区域的距离D(cm)图9:原始图像，已处理图像，差分图像。
权利要求
1.ー种图像处理设备，包括 采集装置，其采集图像中对应标记区域的典型像素值； 计算装置，其计算所述标记区域或所述标记区域及其毗邻区域的像素值的方差的指标值； 第一增强程度确定装置，其根据所采集的典型像素值和每个所计算的指标值确定增强程度；以及 图像处理装置，其基于由所述第一增强程度确定装置确定的增强程度在所述标记区域上执行高频增强处理。
2.根据权利要求I的图像处理设备，其中，所述第一增强程度确定装置基于指示每个所述方差的所述指标值和所述增强程度之间关系的第一关系式指定对应每个所述计算的指标值的增强程度，并且所述第一关系式根据对应所述标记区域的所述典型像素值改变。
3.根据权利要求2的图像处理设备，其中，在所述第一关系式中，包含在第一区间中的每个方差的指标值和第一增强程度彼此关联，包含在指标值大于所述第一区间的第二区间中的每个方差的指标值和小于所述第一增强程度的第二增强程度彼此关联，以及包含在指标值大于所述第二区间的第三区间中的每个方差的指标值和大于所述第二增强系数的第三增强系数彼此关联。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的图像处理设备，还包括第二增强确定装置，其根据所述采集的典型像素值确定增强程度， 其中所述图像处理装置基于由所述第二增强程度确定装置确定的增强程度在所述标记区域上执行高频增强处理。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的图像处理设备，还包括第三增强程度确定装置，其以如下方式确定增强程度，即当在所述标记区域或所述标记区域及其毗邻区域上通过边缘检测处理没检测到边缘时而不是通过所述边缘检测处理检测到所述边缘时采集较大数值， 其中所述图像处理装置基于由所述第三增强程度确定装置确定的增强程度在所述标记区域上执行高频增强处理。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的图像处理设备，其中，所述图像是X射线CT图像， 其中所述图像处理设备还包括第四增强程度确定装置，其以如下方式确定增强程度，即当从所述X射线CT图像的重建中心至所述标记区域的距离增加时采集大数值，以及其中所述图像处理装置基于由所述第四增强程度确定装置确定的增强程度在所述标记区域上执行高频增强处理。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的图像处理设备，其中，所述高频增强处理是尖鋭滤波处理。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的图像处理设备，其中，对应所述标记区域的所述典型像素值是所述标记区域的中央像素的像素值、所述标记区域或所述标记区域及其毗邻区域中像素值的平均值、或其加权平均值。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的图像处理设备，其中，每个所述方差的所述指标值是所述标记区域或所述标记区域及其毗邻区域中像素值的方差或标准偏差。
10.ー种程序，用于促使计算机作用为采集装置，其采集图像中对应标记区域的典型像素值； 计算装置，其计算所述标记区域或所述标记区域及其毗邻区域的像素值的方差的指标值； 第一增强程度确定装置，其根据所采集的典型像素值和每个所计算的指标值确定增强程度；以及 图像处理装置，其基于由所述第一增强程度确定装置确定的增强程度在所述标记区域上执行高频增强处理。
全文摘要
本发明名称为“图像处理设备和程序”。提供了一种图像处理设备，其能够在图像上有关期望高空间分辨率的区域改进空间分辨率而不会不必要地增加噪声。该图像处理设备配备有如下装置采集图像中对应标记区域的典型像素值的装置、计算标记区域或标记区域及其毗邻区域的像素值的方差的指标值的装置、根据采集的典型像素值和每个计算指标值确定增强程度的装置、以及基于确定的增强程度在标记区域上执行高频增强处理的装置。
文档编号G06T5/00GK102682433SQ201210146919
公开日2012年9月19日 申请日期2012年2月26日 优先权日2011年2月26日
发明者萩原明 申请人:Ge医疗系统环球技术有限公司