CN105324081B - 放射线图像生成装置和图像处理方法 - Google Patents

放射线图像生成装置和图像处理方法 Download PDF

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Abstract

更适当地降低放射线透视图像的噪声。针对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，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，对各个区域的每一个进行不同的噪声降低处理。

Description

放射线图像生成装置和图像处理方法
技术领域
本发明涉及降低放射线透视图像的噪声的技术。
背景技术
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。
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。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6-47036号公报
发明内容
发明要解决的课题
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。
用于解决课题的手段
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。
发明效果
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
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。
图2是说明第一实施方式的图像处理部的处理的框图。
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。
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。
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。
图6是说明第二实施方式的图像处理部的处理的框图。
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。
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。
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。
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。
图11是第一实施方式的图像处理的流程图。
具体实施方式
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。
<<第一实施方式>>
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。
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。
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。
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。
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。
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(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(field-programmable gate array：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(Graphics Processing Unit：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。
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。
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。
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(Sum of AbsoluteDifference：绝对差值和)。
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，Ia和Ib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。
[式1]
这里，认为用数学式(1)计算的SAD的值越小，输入图像Ia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为基准的输入图像Ia和Ib间的移动方向。数学式(2)是以输入图像Ia为基准的输入图像Ia和Ib间的移动信息Va,b的计算式，Ψ表示搜索范围的坐标的集合。搜索范围典型地指定水平20像素、垂直20像素程度的矩形区域的坐标。但是，也可以指定考虑了输入图像中设想的被检体的最大移动速度、计算数学式(1)和数学式(2)的速度而决定的区域。
[式2]
相似度计算部202以帧存储器200中存储的2张输入图像和由移动检测部201计算出的移动信息作为输入，在将拍摄时间不同的2张输入图像中时间上靠前的输入图像仅偏移该移动信息的量的位置后，针对每个局部区域计算并输出图像间的相似度。
更具体地，在各坐标计算局部区域的SAD并将其作为相似度。因此，相似度的值越小，图像越相似。数学式(3)是输入图像Ia和Ib间的坐标x处的相似度Sa,b的计算式，Ωx是坐标x处的局部区域的坐标的集合，Va,b是由移动检测部201计算出的图像Ia和Ib间间的移动信息。针对Ωx典型地指定以坐标x为中心的水平7像素、垂直7像素的坐标的集合。但是，也可以考虑图像中的物体的图案的细节、图像的噪声水平、计算速度等，变更其范围和形状。
[式3]
第一区域判定部203和第二区域判定部205，是根据相似度计算部202计算出的相似度进行区域判定的区域判定部，该区域判定决定在输入图像上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。这里，将输入图像划分为(1)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，(2)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，以及(3)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这3个区域中的至少2个区域。
第一区域判定部203针对相似度计算部202计算出的相似度Sa,b，进行使用第一阈值的阈值处理，决定第一区域划分。考虑图像的噪声水平等预先设定第一阈值。数学式(4)是坐标x处的第一区域划分R1 a,b的计算式，Sa,b表示相似度，T1表示第一阈值。
[式4]
第一区域划分R1 a,b为“1”的坐标的集合表示相似度小(图像相似)的区域。也就是说，是当使用移动检测部201检测出的移动信息Va,b对输入图像Ia和Ib进行了移动补偿时，接近静止的状态的区域。即，以提取接近静止状态的区域的方式，设定第一阈值T1。
第二区域判定部205针对相似度计算部202计算出的相似度Sa,b，进行使用第一阈值的阈值处理，决定第二区域划分。考虑图像的噪声水平等预先设定第二阈值。数学式(5)是坐标x处的第二区域划分R2 a,b的计算式，Sa,b表示相似度，T2表示第二阈值。
[式5]
第二区域划分R2 a,b为“1”的坐标的集合表示相似度大(图像不相似)的区域。也就是说，是当使用移动检测部201检测出的移动信息Va,b对输入图像Ia和Ib进行了移动补偿时，进行运动、变形的区域。即，以提取进行运动、变形的区域的方式，设定第二阈值T2。
时间方向噪声降低部204和空间方向噪声降低部206，是根据第一区域判定部203和第二区域判定部205的判定结果，针对各区域进行噪声降低处理的噪声降低处理部。
时间方向噪声降低部204输入帧存储器中存储的多张输入图像、由移动检测部201计算出的移动信息和由第一区域判定部203决定的第一区域划分。使用移动信息对输入的多张图像进行移动补偿，同时针对第一区域划分为1的区域计算输入图像的帧之间的加权平均，由此进行噪声降低，并输出降低噪声后的图像。
数学式(6)是进行了坐标x处的时间方向噪声降低的图像ITIME的计算式，In(1≤n≤A)表示输入图像，cn(1≤n≤A)表示每个帧的加权系数，V1,n表示最新的帧与各帧间的移动，R1 1,n表示最新的帧与各帧间的相似度。
[式6]
其中，
这里，如果输入图像I1至IA是时间上连续的帧，则当利用移动检测部201计算邻接的帧之间的移动信息V1,2、V2,3、…、V(A-1),A时，利用这些的累计加法运算求取V1,n。数学式(7)是输入图像I1至In间的移动信息V1,n的计算式。
[式7]
其中，V1,1＝0(无移动)
此外，以总和为1的方式预先设置加权系数cn。数学式(8)是加权系数cn的限制式。
[式8]
如以上，本实施方式的时间方向噪声降低部204使用由移动检测部201检测出的大范围的移动信息针对输入的多张图像进行移动补偿，同时通过输入图像的帧间的加权平均实现噪声的降低。因此，相比于未使用移动信息地进行时间方向的加权平均的情况，能够更加恰当地降低噪声。
空间方向噪声降低部206以由时间方向噪声降低部204针对第一区域划分为1的区域进行时间方向噪声去除后的图像、以及由第二区域判定部205决定的第二区域划分作为输入，针对输入的图像中的第二区域划分为1的区域进行空间方向的噪声降低，并输出噪声降低后的图像。
作为空间方向的噪声降低法，采用难以发生在时间方向的噪声降低处理中可能发生的物体运动所导致的模糊的方法。即，当使用仅用输入的1张图像来除去噪声的方法时，原理上不会发生该模糊。例如，高斯滤波器、双边滤波器、非局部均值滤波器、小波收缩等方法是合适的。但是，如果是针对由物体的运动导致的模糊很强的噪声降低方法，则也可以使用利用多个帧等其他方法。
以下，作为一例，说明使用高斯滤波器进行空间方向的噪声降低的例子。空间方向的噪声降低应用于进行了时间方向的噪声降低处理后的图像中的第二区域划分为1的区域。数学式(9)是生成坐标x处的进行空间方向噪声降低后的图像ISPACE的计算式，ITIME表示进行时间方向的噪声去除后的图像，R2 1,2表示输入图像I1和I2间的第二区域划分，α表示高斯核(gaussian kernel)的大小(对噪声除去的强度进行控制的参数)，Σ表示应用高斯核的范围的坐标的集合。考虑图像的噪声水平、数学式(9)的计算速度，决定高斯核的大小α和高斯核的应用范围Σ。
[式9]
这里，
其中，
相似度直方图计算部207计算由相似度计算部202计算出的相似度的频数分布，并将其输出为相似度直方图。直方图的小区间(bin)的数目为输入图像的灰阶数程度。但是，可以考虑后述的直方图窗口的尺寸(像素数)、第一(第二)阈值的设定精度来进行改变。
显示输出部11除了除去噪声后的图像之外，还可视化地显示相似度直方图、以及第一阈值或第二阈值。
图3是将相似度直方图可视化时的显示例。
窗口300中，在表现了相似度直方图的棒图表301上，重叠地配置表现第一阈值或第二阈值的纵线302。
棒图表301以横轴为相似度，以纵轴为频数，表现相似度直方图。纵线302与棒图表301的横轴(相似度)的位置相符合地表现第一(第二)阈值。
通过以上结构，本实施方式的图像处理部10能够通过第一阈值和第二阈值的调整，在由检测部生成的图像中设定以下3个区域：(1)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，(2)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，以及(3)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。
图4(a)-图4(c)是表示第一区域划分和第二区域划分，以及应用时间方向噪声去除和空间方向噪声去除的区域的示意图。例如，如图示，作为第一区域划分400，检测为中央附近为“0”，除此以外为“1”，作为第二区域划分401，检测为中央附近为“1”，除此以外为“0”。
此时，应用各噪声降低处理的范围402如以下。被检测为第一区域划分400的“0”的区域和被检测为第二区域划分401的“1”的区域发生重叠的区域411，应用空间方向噪声降低处理，不应用时间方向噪声降低处理。被检测为第一区域划分400的“1”的区域和被检测为第二区域划分401的“0”的区域发生重叠的区域413，应用时间方向噪声降低处理，不应用空间方向噪声降低处理。被检测为第一区域划分400的“1”的区域和被检测为第二区域划分401的“1”的区域发生重叠的区域412，应用空间方向噪声降低处理和时间方向噪声降低处理。
即，在本实施方式的处理中，通过第一阈值和第二阈值选择，能够恰当地确定时间方向的噪声降低有效果的区域(静止的区域等)、空间方向的噪声降低有效果的区域(进行运动或变形的区域等)、应用时间、空间两者的噪声降低有效果的区域(略微变形的区域等)，并能够针对各个区域应用恰当的噪声降低处理。
此外，还能够以视觉上更易懂的方式来进行第一阈值和第二阈值的设定。图5(a)和图5(b)图示了这种情况的设定情形，是向X射线图像诊断装置1的显示输出部11输出的设定画面的一部分(窗口)。该设定画面可以与X射线摄像图像的显示重叠，也可以并列显示。此外，也可以不显示X射线摄像图像地单独显示。
例如，窗口500是输入了静止的影像的情况下的直方图的例子。此时，期望相似度直方图501成为在相似度小的区域中集中的类型。该山峰表示影像中包含的噪声成分。如果是静止的影像且未承载噪声，则相似度全部为零。即，如果针对该山峰应用时间方向噪声减低，则能够有效地去除噪声。因此，进行X射线图像诊断装置1的设定的用户，一边目视窗口500，一边在该山峰的右端附近设定第一阈值502即可。
这种情况下，本实施方式的X射线图像诊断装置1如图1所示还具备操作输入部14。并且，通过该操作输入部14等来进行该设定。即，在本实施方式的X射线图像诊断装置1中，能够在从显示输出部11提示上述直方图的同时，输入来自用户的图像处理部10的处理的设定变更。
此外，窗口510是输入了运动/变形的影像的情况下的直方图的例子。期望相似度直方图511也集中在相似度大的区域。由于影像发生运动/变形，因此该山峰表示相似度变大后的区域。即，如果针对该山峰应用空间方向噪声减低，则能够有效果地去除噪声。因此，用户一边目视窗口510，一边在该山峰的左端附近设定第二阈值512即可。
如上所述，本实施方式的放射线图像诊断装置1具备：照射放射线的放射线照射部；检测所述放射线照射部所照射出的放射线而生成图像的检测部；针对由所述检测部生成的所述图像进行图像处理的图像处理部10。所述图像处理部10具备：移动检测部201，其使用由所述检测部生成的拍摄时间不同的多个图像中的、时间上靠前的图像和时间上靠后的图像，进行移动检测，针对一张图像检测一个移动信息；相似度计算部202，其针对每个局部区域，计算将所述时间上靠前的图像仅变更所述移动信息的量的位置后的图像与所述时间上靠后的图像的差值，作为相似度；区域判定部，其根据所述相似度进行区域判定，该区域判定决定在所述图像上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；噪声降低处理部，其根据所述区域判定部的所述区域判定结果，针对各区域进行所述噪声降低处理。
并且，所述区域判定部通过针对所述相似度进行阈值处理，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。
进行所述时间方向的噪声降低处理的区域和进行所述空间方向的噪声降低处理的区域可以一部分或全部重复。
根据以上说明的本实施方式的放射线图像诊断装置1以及该图像处理方法，能够更恰当地选择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的每一个或进行这两者的区域，并能够更恰当地兼顾降低噪声和抑制模糊发生。由此，能够实现更佳的放射线透视图像的噪声降低。
此外，在以上说明的第一实施方式中，在进行噪声降低处理的前段处理中，通过大范围的移动检测仅检测出一个大范围的移动信息。然而，本实施方式并不妨碍放射线图像诊断装置1在上述处理的前后进行检测局部移动的处理。此外，本实施方式并不妨碍放射线图像诊断装置1具有进行使用局部移动的检测的其他噪声降低处理的模式。
<<第二实施方式>>
本实施方式的X射线图像诊断装置基本上具有与第一实施方式的X射线图像诊断装置1同样的结构。但是，图像处理部10的处理不同。以下，针对本实施方式，着眼于与第一实施方式不同的结构进行说明。
图6是表示第二实施方式的图像处理部10的处理框图。在第二实施方式的图像处理部10中，在第一区域和第二区域的区域判定中，针对相似度计算部202计算出的相似度，进行使用LUT(Look Up Table：查找表)的变换处理。LUT可以预先分别存储图像处理部10的第一区域判定部600或第二区域判定部601，也可以存储在图像处理部10内未图示的存储部。
省略图6的图像处理部10中的、已经说明的图2所示的附带相同符号的结构和具有相同功能的部分的说明。第一区域判定部600针对相似度计算部202计算出的相似度，进行使用第一LUT的变换来决定第一区域。考虑图像的噪声水平等来预先设定第一LUT。数学式(10)是坐标x处的第一区域R1 a,b的计算式，Sa,b表示相似度，L1表示基于第一LUT的变换。
[式10]
在第一实施方式中，第一区域R1 a,b取2值，然而在本实施方式中取0至1的多个值(实数)。第一LUT作为整体指定斜率为负的形状。图7是第一LUT的一例。LUT的设定方法是任意的，可以是用于一般的LUT的设定的基于n点指定的曲线近似。
如果更简便地进行设定，则可以使用S形(sigmoid)函数生成LUT形状。数学式(11)是表示第一LUT即L1的形状的式子，x是LUT的输入值，β1和β2是对LUT的形状进行控制的参数。
[式11]
第二区域判定部601针对相似度计算部202计算出的相似度，进行使用第二LUT(查找表)的变换来决定第二区域。考虑图像的噪声水平等来预先设定第二LUT。数学式(12)是坐标x处的第二区域R2 a,b的计算式，Sa,b表示相似度，L2表示基于第二LUT的变换。
[式12]
在第一实施方式中，第二区域R2 a,b取2值，然而在本实施方式中取0至1的多个值(实数)。第二LUT作为整体指定斜率为正的形状。图8是第二LUT的一例。LUT的设定方法是任意的，可以是用于一般的LUT的设定的基于n点指定的曲线近似。
如果更简便地进行设定，则可以使用S形函数生成LUT形状。数学式(13)是表示第二LUT即L2的形状的式子，x是LUT的输入值，β1和β2是对LUT的形状进行控制的参数。
[式13]
显示输出部11进行去除噪声后的图像的显示。也可以代替该显示或与该显示包括该显示，可视化地显示相似度直方图以及第一LUT或第二LUT。
图9是将相似度直方图和第一LUT可视化时的显示例。
在窗口900中，配置表现相似度直方图的棒图表901，以及表现第一LUT或第二LUT的曲线902。
如以上那样，通过使用LUT，基于相似度，能够更细化地表现第一区域划分和第二区域划分。图10(a)-图10(c)中表示本实施方式的第一区域划分和第二区域划分的一例。
图10(a)-图10(c)是表示第一区域划分和第二区域划分、以及应用时间方向噪声去除和空间方向噪声去除的区域的示意图。例如，如图示，检测为第一区域划分1000的中央附近为“0”，除此以外为“1”，第二区域划分1001的中央附近为“1”，除此以外为“0”。
此时，应用各噪声降低处理的范围1002如以下。被检测为第一区域划分1000的“0”的区域和被检测为第二区域划分1001的“1”的区域发生重叠的区域1011，应用空间方向噪声降低处理，不应用时间方向噪声降低处理。被检测为第一区域划分1000的“1”的区域和被检测为第二区域划分1001的“0”的区域发生重叠的区域1013，应用时间方向噪声降低处理，不应用空间方向噪声降低处理。被检测为第一区域划分1000的“1”的区域和被检测为第二区域划分1001的“1”的区域发生重叠的区域1012，应用时间方向噪声降低处理和空间方向噪声降低处理。此外，被检测为第一区域划分1000的“0”的区域和被检测为第二区域划分1001的“0”的区域发生重叠的区域1014，不进行噪声降低。
如图10(a)-图10(c)中所示的例子，本实施方式的处理能够比第一实施方式更细化地设定第一区域划分和第二区域划分，例如能够设定以下4个区域：(1)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，(2)进行空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，(3)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，以及(4)不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。
如以上所述，与第一实施方式同样地，本实施方式的放射线图像诊断装置1具备：放射线照射部、检测部、图像处理部10。所述区域判定部针对所述相似度使用预先由所述放射线图像生成装置1所存储的查找表，由此，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。
进行所述时间方向的噪声降低处理的区域和进行所述空间方向的噪声降低处理的区域可以一部分或全部重复。
通过以上结构，第一区域和第二区域能够以多值表现，并能够通过第一LUT和第二LUT更细化地调整该值。因此，通过分别独立地设定应用时间方向噪声降低和空间方向噪声降低的范围和强度，能够更有效地降低X射线透视图像的噪声。
此外，如第一实施方式中说明那样，一边观察相似度直方图一边对第一阈值和第二阈值进行设定是恰当的。用户也通过将第一LUT和第二LUT与相似度直方图重叠，能够视觉上变更各LUT的形状，并能够针对图像选择恰当的噪声降低处理。
最后，说明上述各实施方式的基于图像处理部10的图像处理的流程。图11是上述实施方式的图像处理的处理流程。这里，以第一实施方式的结构为例进行说明。
图像处理部10，针对使用放射线拍摄到的图像，接收拍摄时间不同的多个图像的输入(步骤S1101)。
移动检测部201使用图像处理部10接收到的多个图像中的、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(步骤S1102)。
相似度计算部202针对每个局部区域，计算将时间上靠前的图像仅变更所述移动信息的量的位置后的图像与所述时间上靠后的图像的差值，作为相似度(步骤1103)。
第一区域判定部203和第二区域判定部205根据所述相似度来决定拍摄的图像的第一区域和第二区域(步骤S1104)。然后，使用第一区域和第二区域的信息，将输入图像划分为以下3个区域中的至少2个区域：(1)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，(2)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，以及(3)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(步骤S1105)。
具体地，如图4(a)-图4(c)所示，区域判定部针对被判定为相似度小的第一区域，判定为应用时间方向噪声降低处理的区域。此外，针对被判定为相似度大的第二区域，应用空间方向噪声降低处理。针对被判定为第一和第二区域的某一个的区域，判定为应用时间方向噪声降低处理和空间方向噪声降低处理两者的区域。
然后，时间方向噪声降低部204和空间方向噪声降低部206按照第一区域判定部203和第二区域判定部205的判定，针对各区域进行噪声降低处理(步骤S1106)。
这里，首先，时间方向噪声降低部204针对输入图像在第一区域中进行时间方向噪声降低处理，之后，空间方向噪声降低部206针对处理后的图像的第二区域，进行空间方向噪声降低处理。
此外，第二实施方式的图像处理的流程也基本上相同。但是，第一区域判定部600和第二区域判定部601在步骤S1104中决定第一区域和第二区域之后，将输入图像划分为以下4个区域：(1)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，(2)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，(3)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，以及(4)不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。
此外，还可以拍摄2张以上的静止图像，并使用上述实施方式1或实施方式2记载的方法来降低静止图像的噪声。一般地，在拍摄静止图像的情况下，为了获得噪声少的图像而以高的X射线量进行辐射，因此，被辐射量变多。根据上述各实施方式的方法，通过更低射线量的辐射来拍摄2张以上的静止图像，由此，与以高射线量拍摄1张时相比，能够降低辐射，同时获得噪声小的静止图像。
此外，本发明的实施方式不受限于上述各实施方式，在不脱离发明意旨的范围内能够进行各种追加/变更等。此外，X射线图像诊断装置1可以不具备图像处理部10和显示输出部11。例如，可以构建在能够与X射线图像诊断装置1收发数据的独立的信息处理装置上。
符号说明
1：X射线图像诊断装置、2：X射线管、3：X射线控制部、4：高电压发生部、5：光圈、6：X射线补偿滤波器、7：光圈/滤波器控制部、8：操作台、9：X射线平面检测器、10：图像处理部、11：显示输出部、12：机构控制部、13：中央处理部、14：操作输入部、200：帧存储器、201：移动检测部、202：相似度计算部、203：第一区域判定部、204：时间方向噪声降低部、205：第二区域判定部、206：空间方向噪声降低部、207：相似度直方图计算部、300：窗口、301：相似度直方图、302：纵线、400：第一区域划分、401：第二区域划分、402：噪声降低处理应用范围、411：空间方向噪声降低处理应用区域、412：时间方向和空间方向噪声降低处理应用区域、413：时间方向噪声降低处理应用区域、500：窗口、501：相似度直方图、502：第一阈值、510：窗口、511：相似度直方图、512：第二阈值、600：第一区域判定部、601：第二区域判定部、900：窗口、901：相似度直方图、902：LUT、1000：第一区域划分、1001：第二区域划分、1002：噪声降低处理应用范围、1011：空间方向噪声降低处理应用区域、1012：时间方向和空间方向噪声降低处理应用区域、1013：时间方向噪声降低处理应用区域、1014：噪声降低处理非应用区域。

Claims (16)

1.一种放射线图像生成装置，其特征在于，
具备：
照射放射线的放射线照射部；
检测部，其检测所述放射线照射部照射出的放射线而生成图像；以及
图像处理部，其针对由所述检测部生成的所述图像进行图像处理，
所述图像处理部具备：
移动检测部，其使用由所述检测部生成的拍摄时间不同的多个图像中的、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；
相似度计算部，其针对每个局部区域，计算将所述时间上靠前的图像仅变更所述移动信息的量的位置后的图像与所述时间上靠后的图像的差值来作为相似度；
区域判定部，其根据所述相似度进行区域判定，该区域判定决定在由所述检测部生成的所述图像上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；以及
噪声降低处理部，其根据所述区域判定部的所述区域判定结果，针对各区域进行所述噪声降低处理。
2.根据权利要求1所述的放射线图像生成装置，其特征在于，
所述区域判定部通过对所述相似度进行阈值处理来进行所述区域判定。
3.根据权利要求1所述的放射线图像生成装置，其特征在于，
所述区域判定部通过使用所述放射线图像生成装置预先存储的关于所述相似度的查找表，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。
4.根据权利要求1所述的放射线图像生成装置，其特征在于，
进行所述时间方向的噪声降低处理的区域和进行所述空间方向的噪声降低处理的区域，一部分或全部重复。
5.根据权利要求1所述的放射线图像生成装置，其特征在于，
所述移动检测部根据以所述检测部生成的图像的尺寸的50％以上的范围为对象的差值计算处理的结果，进行所述移动检测。
6.根据权利要求1所述的放射线图像生成装置，其特征在于，
所述放射线图像生成装置还具备显示部，
所述显示部显示由所述图像处理部进行图像处理后的图像。
7.根据权利要求6所述的放射线图像生成装置，其特征在于，
所述显示部，代替由所述图像处理部进行图像处理后的图像或者与该图像一起，显示所述相似度计算部计算出的所述相似度的分布。
8.根据权利要求7所述的放射线图像生成装置，其特征在于，
所述放射线图像生成装置还具备操作输入部，
在所述显示部进行所述相似度的分布的显示的期间，所述操作输入部接收与所述图像处理部的处理相关的变更设定的操作的输入。
9.一种针对放射线透视图像的图像处理方法，其特征在于，
具备以下步骤：
输入步骤，针对使用放射线拍摄出的图像，输入拍摄时间不同的多个图像；
移动信息检测步骤，使用在所述输入步骤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；
相似度计算步骤，针对每个局部区域，计算将所述时间上靠前的图像仅变更所述移动信息的量的位置后的图像与所述时间上靠后的图像的差值来作为相似度；
区域判定步骤，根据所述相似度进行区域判定，该区域判定决定在所述输入步骤输入的多个图像上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；
噪声降低处理步骤，按照所述区域判定步骤的所述区域判定结果，针对各区域进行所述噪声降低处理。
10.根据权利要求9所述的图像处理方法，其特征在于，
在所述区域判定步骤中，通过进行与所述相似度相关的阈值处理来进行所述区域判定。
11.根据权利要求9所述的图像处理方法，其特征在于，
在所述区域判定步骤中，通过使用预先存储的关于所述相似度的查找表，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。
12.根据权利要求9所述的图像处理方法，其特征在于，
进行所述时间方向的噪声降低处理的区域和进行所述空间方向的噪声降低处理的区域，一部分或全部重复。
13.根据权利要求9所述的图像处理方法，其特征在于，
在所述移动信息检测步骤中，根据以在所述输入步骤输入的图像的尺寸的50％以上的范围为对象的差值计算处理的结果来进行所述移动检测。
14.根据权利要求9所述的图像处理方法，其特征在于，
所述图像处理方法还具有：显示步骤，显示经过了所述噪声降低处理步骤后的图像数据。
15.根据权利要求14所述的图像处理方法，其特征在于，
在所述显示步骤中，能够代替经过了所述噪声降低处理步骤后的图像数据或者与该图像数据一起，显示所述相似度计算步骤中计算出的所述相似度的分布。
16.根据权利要求15所述的图像处理方法，其特征在于，
所述图像处理方法还具备：操作输入步骤，在所述显示步骤中进行所述相似度的分布的显示的期间，接收与所述噪声降低处理步骤的处理相关的变更设定的操作的输入。
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