DE102006055381A1 - Noise reduction method for use during reconstruction of digital images for computer tomography device, involves subjecting intermediate results repeatedly to noise reduction algorithm after equal number of iterations - Google Patents

Noise reduction method for use during reconstruction of digital images for computer tomography device, involves subjecting intermediate results repeatedly to noise reduction algorithm after equal number of iterations

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DE102006055381A1
DE102006055381A1 DE200610055381 DE102006055381A DE102006055381A1 DE 102006055381 A1 DE102006055381 A1 DE 102006055381A1 DE 200610055381 DE200610055381 DE 200610055381 DE 102006055381 A DE102006055381 A DE 102006055381A DE 102006055381 A1 DE102006055381 A1 DE 102006055381A1
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image reconstruction
noise reduction
projections
2d
noise
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Holger Kunze
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    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/002D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/006Inverse problem, transformation from projection-space into object-space, e.g. transform methods, back-projection, algebraic methods
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2211/00Image generation
    • G06T2211/40Computed tomography
    • G06T2211/424Iterative

Abstract

The method involves using an iterative image reconstruction process for image reconstruction to provide reconstructing two dimensional and three dimensional images as intermediate results. Projections are divided into two groups such that each group enables a separate image reconstruction. The image reconstruction process is implemented separately for each group of projections. The intermediate results are repeatedly subjected to a noise reduction algorithm after an equal number of iterations, where the algorithm computes the noise reducing images based on a correlation analysis. An independent claim is also included for a device for noise reduction during image reconstruction of digital two dimensional and three dimensional medical images from projection data.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Rauschverminderung bei der Bildrekonstruktion von digitalen 2D- oder 3D-Bildern aus Projektionsdaten mehrerer Projektionen, bei dem ein iteratives Bildrekonstruktionsverfahren zur Bildrekonstruktion eingesetzt wird, das nach jedem Iterationsschritt ein rekonstruiertes 2D- oder 3D-Bild als Zwischenergebnis liefert. The present invention relates to a method and a device for noise reduction in image reconstruction of digital 2D or 3D images from projection data from multiple projections, in which an iterative image reconstruction process is used for image reconstruction, that after each iteration a reconstructed 2D or 3D image as provides intermediate result.
  • Die Computertomographie (CT) stellt ein Messverfahren für Medizin- und Prüftechnik zur Verfügung, mit dessen Hilfe innere Strukturen eines Patienten oder Prüfobjektes untersucht werden können, ohne dabei operative Eingriffe an dem Patienten durchführen oder das Prüfobjekt beschädigen zu müssen. Computed tomography (CT) provides a measurement method for medical and test equipment available that allows internal structures of a patient or test object can be examined without surgery on the patient to perform or having to damage the test object. Dabei wird von dem zu untersuchenden Objekt eine Anzahl Projektionen aus verschiedenen Winkeln aufgenommen. Here, a number is added to projections from different angles of the examined object. Aus diesen Projektionen lässt sich dann beispielsweise ein 3D-Bild des Objektes berechnen. From these projections a 3D image of the object can then be calculated, for example.
  • Neben der in der Computertomographie häufig eingesetzten Technik der gefilterten Rückprojektion sind auch iterative Rekonstruktionsverfahren bekannt, um aus Projektionsdaten mehrerer Projektionen ein 2D-Schnittbild oder 3D-Bild des untersuchten Objekts rekonstruieren zu können. In addition to the commonly used in computer tomography technique of filtered back-projection and iterative reconstruction methods are known to be able to reconstruct a 2D slice image or 3D image of the examined object from projection data of multiple projections. Das Prinzip iterativer Verfahren besteht hierbei darin, die gemessenen Projektionen Y mit aus dem bereits rekonstruierten Objektbild berechneten Projektionen zu vergleichen und den verbleibenden Fehler anschließend für die Korrektur des Bildes zu verwenden. The principle of iterative procedure with this is to compare the measured projections with Y calculated from the already reconstructed object image projections and then to use the remaining error for the correction of the image. Dabei wird das Bild in der n-ten Iteration bspw. mit einer wie folgt gegebenen Update-Gleichung In this case, the image in the n-th iteration, for example. With a given as follows update equation X n = X n–1 + R(Y-PX n–1 ) X n = X n-1 + R (Y PX n-1) berechnet. calculated. Zu Beginn der Iteration wird ein Startbild X 0 in geeigneter Weise, bspw. mit dem so genannten Nullbild, initi alisiert. At the beginning of the iteration, a start image is X 0 in a suitable manner, for example. Alisiert with the so-called zero image initi. P stellt in der Update-Gleichung eine Systemmatrix dar, mit deren Hilfe aus dem abgetasteten Objektbild unter Kenntnis der Abtastgeometrie die Projektionen berechnet werden. P represents in the update equations is a system matrix, the projections are calculated with the aid of the scanned object image with knowledge of the scan geometry. R ist ein Rückprojektionsoperator. R is a backprojection operator.
  • In der Regel sind die Projektionsdaten jedoch verrauscht, so dass auch das rekonstruierte Bild Rauschen enthält. In general, however, the projection data are noisy, so that even includes the reconstructed image noise. Dieses Rauschen ist unerwünscht, da es kleine Details im Bild verdecken kann. This noise is undesirable because it can mask small details in the image.
  • Zur Verringerung des Rauschens ist der Einsatz adaptiver Tiefpassfilter bei der iterativen Rekonstruktion bekannt. In order to reduce the noise of the use of adaptive low-pass filters in the iterative reconstruction is known. Diese Tiefpassfilter sollen das Rauschen unterdrücken, und gleichzeitig die Kanten im Bild erhalten. This low-pass filter should suppress the noise, while maintaining the edges in the image. Mathematisch lässt sich dieses Vorgehen durch die Einführung eines Regularisierungsterms in den iterativen Algorithmus beschreiben, durch den unmittelbar benachbarte Pixel zueinander wahrscheinlichkeitstheoretisch in Beziehung gesetzt werden. Mathematically describe this approach by introducing a regularization term in the iterative algorithm, are set to each other probabilistically related by the immediately adjacent pixels. So wird es als wahrscheinlicher eingeschätzt, dass benachbarte Pixel ähnliche Werte besitzen als unterschiedliche, es sei denn, der Unterschied ist sehr groß. It is considered likely that neighboring pixels have similar values ​​as different, unless the difference is very large. Eine Beschreibung eines derartigen Regularisierungsterms findet sich bspw. in Buzug: A description of such regularization is found for example in Buzug.: . ,
  • Aus der From the DE 10 2005 012 654 A1 DE 10 2005 012 654 A1 sind ein Verfahren und ein Computertomographiesystem zur Erstellung tomographischer Aufnahmen eines Objektes bekannt, bei denen die Projektionen des Computertomographen in zwei Gruppen von Projektionen aufgeteilt werden, aus denen jeweils getrennt mittels gefilterter Rückprojektion ein 3D-Bild rekonstruiert wird. A method and a computed tomography system for creating tomographic images of an object are known in which the projections of the computer tomograph are divided into two groups of projections, from which a 3D image is reconstructed separately by means of filtered back projection. Die beiden 3D-Bilder werden einem Rauschreduktionsalgorithmus unterworfen, der auf Basis einer Korrelationsanalyse ein rauschreduziertes 3D-Bild berechnet. The two 3D images are subjected to a noise reduction algorithm which calculates on the basis of a correlation analysis a noise reduced 3D image. Auf diese Weise wird ein 3D-Bild erhalten, das nur aus korrelierten Daten besteht und keine nicht korrelierten Daten enthält. In this way, a 3D image is obtained which consists only of correlated data and does not contain non-correlated data.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Rauschverminderung bei der Bildrekonstruktion von digitalen 2D- oder 3D-Bildern aus Projektionsdaten mehrerer eindimensionaler oder zweidimensionaler Projektionen anzugeben, die eine gute Unterscheidung zwischen Rauschanteilen und Signalanteilen ermöglichen und damit ein verbessertes Bildergebnis liefern. The object of the present invention is to provide a method and a device for noise reduction in image reconstruction of digital 2D or 3D images from projection data of a plurality of one-dimensional or two-dimensional projections, which allow a good discrimination between noise components and signal components and thus provide an improved image result ,
  • Die Aufgabe wird mit dem Verfahren und der Einrichtung gemäß den Patentansprüchen 1 und 10 gelöst. The object is achieved with the method and the device according to claims 1 and 10. FIG. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Einrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie dem Ausführungsbeispiel entnehmen. Advantageous embodiments of the method and of the device are object of the dependent claims or can be of the following description and the embodiment seen.
  • Bei dem vorliegenden Verfahren wird in bekannter Weise ein iteratives Bildrekonstruktionsverfahren zur Bildrekonstruktion eingesetzt, das nach jedem Iterationsschritt ein rekonstruiertes 2D- oder 3D-Bild als Zwischenergebnis liefert, wobei nach dem letzten Iterationsschritt das Endergebnis in Form des gewünschten digitalen 2D- oder 3D-Bildes vorliegt. In the present process in a known manner, an iterative image reconstruction method is used for the image reconstruction, which provides a reconstructed 2D or 3D image after each iteration step as an intermediate result, wherein, after the last iteration the final result in the form of the desired digital 2D or 3D image is present , Die als Zwischenergebnis erhaltenen, rekonstruierten 2D- oder 3D-Bilder werden im Folgenden auch als Zwischenbilder bezeichnet. The 2D obtained as an intermediate result, reconstructed or 3D images are hereinafter referred to as intermediate images.
  • Die Projektionen werden bei dem vorgeschlagenen Verfahren derart in zumindest zwei Gruppen von Projektionen aufgeteilt, das jede Gruppe von Projektionen eine separate Bildrekonstruktion ermöglicht. The projections are divided in the proposed method in such a way at least two groups of projections, which allows each group of projections a separate image reconstruction. Bei den Projektionen selbst kann es sich in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung um eindimensionale Projektionen handeln, aus denen dann ein 2D-Bild rekonstruiert wird, oder um zweidimensionale Projektionen, die die Rekonstruktion eines 3D-Bildes oder eines entsprechenden Stapels von 2D-Bildern ermöglichen. The projections themselves may be a function of the particular application to one-dimensional projections from which a 2D image is then reconstructed, or two-dimensional projections that allow the reconstruction of a 3D image or a corresponding stack of 2D images. Die beiden Gruppen von Projektionen werden dabei so gebildet, dass die Projektionen aus jeder Gruppe allein bereits geeignet sind, das entsprechende Bild zu rekonstruieren. The two groups of projections are formed here so that the projections of each group are suitable alone to reconstruct the image. Dies bedeutet im Falle der Projektionen eines Computertomographen, dass die Projektionen jeder Gruppe zumindest einen Winkelbereich von 180° bezogen auf die Rotation des Abtastsystems um das Objekt abdecken müssen. This means of a computer tomograph in the case of the projections, that the projections of each group should cover to the rotation of the scanning around the object based at least an angular range of 180 °. Die zumindest zwei Gruppen von Projektionen bilden hierbei disjunkte Mengen, so dass jede Projektion nur einer einzigen Gruppe zugeordnet wird. The at least two groups of projections in this case form disjoint sets such that each projection is assigned to only one group.
  • Mit den zumindest zwei Gruppen bzw. Mengen von Projektionen wird anschließend jeweils getrennt das iterative Bildrekonstruktionsverfahren durchgeführt. With the at least two groups or sets of projections, the iterative image reconstruction process is then carried out separately. Während der Durchführung werden allerdings wiederholt die nach jeweils einer gleichen Anzahl von Iterationen als Zwischenergebnis erhaltenen 2D- bzw. 3D-Zwischenbilder der zumindest zwei Gruppen einem Rauschreduktionsalgorithmus unterworfen, der auf Basis einer Korrelationsanalyse zwischen den Zwischenbildern der beiden Gruppen rauschreduzierte 2D- oder 3D-Zwischenbilder berechnet, mit denen die jeweilige Iteration dann fortgesetzt wird. During the implementation, however, the 2D obtained as an intermediate result by each of a same number of iterations or 3D intermediate images of at least two groups are repeatedly subjected to a noise reduction algorithm based on a correlation analysis between the intermediate images of the two groups noise reduced either 3D or 2D intermediate images calculated, for which each iteration is then continued. Der eingesetzte Rauschreduktionsalgorithmus nutzt hierbei aus, dass die beiden Bilder der beiden Gruppen nach dem entsprechend gleichen Iterationsschritt den gleichen Bildinhalt, dh die gleichen Signalanteile, jedoch aufgrund der Statistik unterschiedliches Rauschen aufweisen. The noise reduction algorithm used uses here of that the two images of the two groups according to the same iteration step in accordance with the same image content, that is, the same signal components, but have different statistics due to the noise. Durch eine Korrelationsanalyse zwischen beiden Bildern kann daher das Rauschen sehr gut vom Signalanteil getrennt werden. By a correlation analysis between two images, therefore, the noise can be very well separated from the signal component. Für jedes zur Rauschreduktion herangezogene Zwischenbild wird auf dieser Basis das Rauschen reduziert, wobei dann die Iterationen mit den beiden jeweils rauschreduzierten Zwischenbildern fortgesetzt werden. For each zoom solid intermediate image for noise reduction, the noise is reduced based on this, in which case the iterations continue with the two respective noise-reduced intermediate images. Im Falle der Unterteilung der Projektionen in mehr als zwei Gruppen werden entsprechend mehr als zwei Zwischenbilder der Korrelationsanalyse unterzogen. In the case of the subdivision of the projections in more than two groups of correlation analysis are subjected to corresponding more than two intermediate images.
  • Vorzugsweise wird die Rauschreduktion nach jedem Iterationsschritt durchgeführt bis die Iteration abgebrochen wird, da der Iterationsalgorithmus konvergiert oder eine bestimmte Iterationszahl bzw. Bildqualität erreicht wurde. Preferably, the noise reduction is performed after each iteration until the iteration is terminated, as the iteration algorithm converges or a specified number of iterations or image quality has been reached. Das mit dem Verfahren als Endergebnis erhaltene 2D- oder 3D-Bild weist einen deutlich reduzierten Rauschanteil auf, ohne dass kleine Strukturen im Signalanteil unterdrückt sind. The 2D obtained by the process as an end result or 3D image has a significantly reduced noise, without that small structures are suppressed in the signal component.
  • Durch die getrennte Rekonstruktion der verschiedenen Gruppen von Projektionen ist eine bessere Unterscheidung der Rauschanteile und der Signalanteile möglich. The separate reconstruction of the different groups of projections a better discrimination of the noise components and the signal components is possible. Kleine Strukturen haben damit eine höhere Chance erkannt zu werden als bei den bisher eingesetzten Verfahren. Small structures have to be so recognized a higher chance than the previously used method. Die Integration der korrelationsbasierten Rauschreduktion in das iterative Bildrekonstruktionsverfahren erlaubt auch eine zusätzliche Überprüfung der des rauschreduzierten Ergebnisses auf Konsistenz mit den gemessenen Daten, so dass Strukturen, die durch den Rauschreduktionsalgorithmus unterdrückt wurden, auch wieder hergestellt werden können. The integration of the correlation-based noise reduction in the iterative image reconstruction process also allows for an additional review of the noise-reduced income for consistency with the measured data so that structures that were suppressed by the noise reduction algorithm, and can be restored. Diese Überprüfung erfolgt durch Vergleich der gemessenen Projektionen mit den aus dem rauschreduzierten Zwischenergebnis und anschließender Korrektur des Bildes, so dass die Projektionen des korrigierten Bildes besser mit den gemessenen übereinstimmen. This check is performed by comparing the measured projections with, so that the projections of the corrected image correspond better from the noise-reduced intermediate result and subsequent correction of the image with the measured. Durch Wiederholung dieses Vorganges wird erreicht, dass homogene Flächen geglättet werden, Strukturen, insbesondere Kanten, jedoch erhalten bleiben. By repeating this operation, it is achieved that homogeneous areas are smoothed structures, in particular edges remain.
  • In einer Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens kann der Rauschreduktionsalgorithmus auch zusätzlich weitere 2D- oder 3D-Zwischenbilder für die Korrelationsanalyse heranziehen, die aus mehreren vorangegangenen Iterationsschritten stammen. In one embodiment of the present process of noise reduction algorithm can also use additional more 2D or 3D intermediate images for the correlation analysis, derived from several previous iteration steps.
  • Vorzugsweise wird beim vorliegenden Verfahren als iteratives Bildrekonstruktionsverfahren eine algebraische oder eine gewichtete algebraische Rekonstruktion eingesetzt. Preferably in the present process as an iterative algebraic image reconstruction method a or a weighted algebraic reconstruction is used. Weiterhin kann als iteratives Rekonstruktionsverfahren auch eine statistische Rekonstruktion verwendet werden. Furthermore, a statistical reconstruction can be used as iterative reconstruction methods. Diese Rekonstruktionsverfahren sind dem Fachmann bekannt. This reconstruction methods are known in the art. Bei der algebraischen Rekonstruktion wird ein quadratischer Abstand zwischen den gemessenen und den berechneten Projektionen minimiert. In the algebraic reconstruction of a square distance between the measured and calculated projections is minimized. Die gewichtete algebraische Rekonstruktion minimiert den gewichteten quadratischen Abstand zwischen den gemessenen und den berechneten Projektionen. The weighted algebraic reconstruction minimizes the weighted square distance between the measured and calculated projections. Die statistische Rekonstruktion ermittelt das Bild, von dem, unter Berücksichtigung der individuellen Wahrscheinlichkeitsverteilung der Messwerte, mit der größten Wahrscheinlichkeit die gemessenen Projektionen aufgenommen wurden. The statistical reconstruction determines the image from which, taking into account individual probability distribution of the measured values, with the greatest probability of the measured projections were recorded.
  • Die zugehörige Einrichtung zur Rauschverminderung bei der Bildrekonstruktion weist eine Eingangsschnittstelle für die Projektionsdaten sowie eine Ausgabeschnittstelle für die rekonstruierten 2D- oder 3D-Bilder bzw. deren Bilddaten auf. The corresponding device for noise reduction in image reconstruction comprises an input interface for the projection data, and an output interface for the reconstructed 2D or 3D images and their image data. Ein in die Einrichtung implementiertes Modul ist so ausgebildet, dass es die Aufteilung der Projektionen in zumindest zwei Gruppen vornimmt und das Iterationsverfahren und die Berechnung der rauschreduzierten 2D- oder 3D-Bilder gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren durchführt. A method implemented in the device module is designed so that it carries out the division of the projections in at least two groups and performs the iteration process and the calculation of the noise reduced 2D or 3D images according to the proposed method. Die Einrichtung ist vorzugsweise als Spezialhardware ausgestaltet, bspw. als FPGA (Field Programmable Gate Array) oder als ASIC (Application Specific Integrated Circuit). The device is preferably configured as a special-purpose hardware, for example. As an FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • Vorzugsweise ist die Einrichtung Teil eines Tomographiegerätes zur Aufzeichnung der Projektionsdaten der mehreren Projektionen. Preferably, the device is part of a tomography apparatus for recording the projection data of the plurality of projections. Bei diesem Tomographiegerät kann es sich beispielsweise um ein Tomographiegerät zur Röntgenaufzeichnung, bspw. ein Computertomographiegerät oder C-Bogengerät, einen Magnetresonanztomographen, ein Gerät zur Aufzeichnung von Ultraschall-Bildern oder ein Gerät zur Erzeugung der Projektionen mittels optischer Abbildung handeln. In this imaging device may be for example, an imaging apparatus for X-ray recording, eg., A computed tomography scanner or C-arm device, a magnetic resonance imaging scanner, a device for recording ultrasound images or a device for generating the projections act by means of optical imaging.
  • Eine Möglichkeit zur Reduktion des Rauschens durch eine Korrelationsanalyse kann bspw. der One way to reduce the noise by a correlation analysis can, for example, the DE 103 05 221 A1 DE 103 05 221 A1 entnommen werden, deren Offenbarungsgehalt hiermit voll inhaltlich in die vorliegende Patentanmeldung übernommen wird. the disclosure of which is hereby fully incorporated in the content of the present patent application are taken. Diese Schrift offenbart ein Verfahren zur Reduktion von Rauschstrukturen in zwei- oder dreidimensionalen Bildern, wobei das gleiche Objekt unter gleichen oder in definierter Weise geänderten geometrischen Bedingungen aufgenommen wird. This document discloses a method for reducing noise structures in two- or three-dimensional images, the same object is taken under the same or changed in a defined manner geometric conditions. Anschließend werden eine Transformation der erzeugten Bilder in einen Frequenzraum durchgeführt und durch Zerlegen der Bilder in mehrere Frequenzbänder frequenzabhängige Korrelationen gesucht, wobei ausschließlich aus den frequenzabhängigen Korrelationen wieder ein neues Bild rücktransformiert wird. Then, a transformation of the images produced are performed in a frequency space searched by decomposing the images into a plurality of frequency bands frequency-dependent correlations, wherein a new image is transformed back only from the frequency-dependent correlations. Hier durch verbleiben die nicht korrelierten Rauschanteile des Bildes zurück und das neu entstandene rücktransformierte Bild enthält lediglich korrelierte Bildanteile, also Anteile, die auf tatsächliche Objektstrukturen zurückzuführen sind. Here by the uncorrelated noise components of the image remain back and the newly formed back transformed image contains only correlated parts of the image, so shares, which are due to actual object structures.
  • Die in der Beschreibungseinleitung angeführte The mentioned in the introduction DE 10 2005 012 654 A1 DE 10 2005 012 654 A1 zeigt mehrere Möglichkeiten der Aufteilung der Projektionen in zwei Gruppen von Projektionen, wie dies auch beim vorliegenden Verfahren erfolgen kann. shows several ways of dividing the projections into two groups of projections, as can also be done in the present process. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift wird daher hinsichtlich der Erstellung der Gruppen von Projektionen in die vorliegende Patentanmeldung einbezogen. The disclosure of this reference is therefore incorporated into the present patent application relating to the preparation of the groups of projections.
  • Weitere Beispiele für Rauschunterdrückungsalgorithmen, die auf Basis einer Korrelationsanalyse rauschreduzierte Bilder berechnen und beim vorliegenden Verfahren zum Einsatz kommen können, finden sich in den Patentanmeldungen Other examples of noise suppression algorithms that calculate noise-reduced images based on a correlation analysis and can be used in the present method can be found in patent applications DE 10 2006 005 803 DE 10 2006 005 803 und and DE 10 2006 005 804 DE 10 2006 005 804 . , Der Offenbarungsgehalt dieser Patentanmeldungen wird, insbesondere hinsichtlich der darin offenbarten Rauschunterdrückungsalgorithmen, vollinhaltlich in die vorliegende Patentanmeldung übernommen. The disclosure of these patent applications, particularly with regard to the disclosed therein noise reduction algorithms, fully accepted in spirit in the present patent application.
  • Das vorliegende Verfahren sowie die zugehörige Einrichtung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen ohne Beschränkung des durch die Patentansprüche vorgegebenen Schutzbereichs nochmals kurz erläutert. The present method as well as the associated means are explained below with reference to an embodiment in conjunction with the drawings, without limiting the scope defined by the claims briefly again. Hierbei zeigen: show:
  • 1 1 ein Beispiel für ein Computertomographie-Gerät, das mit der vorgeschlagenen Einrichtung ausgestattet ist; an example of a computed tomography apparatus which is equipped with the proposed device; und and
  • 2 2 ein Beispiel für die Vorgehensweise beim vorgeschlagenen Verfahren. an example of the procedure in the proposed method.
  • 1 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Computertomographen shows a schematic representation of a computer tomograph 1 1 , der mit der vorgeschlagenen Einrichtung , Of the proposed device 11 11 ausgestaltet ist. is configured. Der Computertomograph the computed tomography 1 1 weist in bekannter Weise ein Abtastsystem has in known manner a scanning system 5 5 auf, das einen Drehrahmen mit einer daran befestigten Röntgenröhre on which a rotating frame with an attached X-ray tube 2 2 und einem der Röntgenröhre gegenüberliegenden Röntgendetektor and one of the x-ray tube opposite X-ray detector 3 3 umfasst. includes. Zwischen der Röntgenröhre Between the X-ray tube 2 2 und dem Röntgendetektor and the X-ray detector 3 3 ist eine Öffnung is an opening 8 8th vorgesehen, in die ein Patient provided, in which a patient 7 7 , der auf einer fahrbaren Patientenliege That on a movable patient support 6 6 gelagert ist, entlang der Systemachse is mounted along the system axis 4 4 durch die Öffnung through the opening 8 8th geschoben und dabei abgetastet werden kann. can be pushed and scanned it. Die Steuerung des Computertomographen erfolgt durch eine Steuer- und Recheneinheit The control of the computer tomograph is effected by a control and computing unit 9 9 , die über eine Steuer- und Datenleitung Which via a control and data line 10 10 mit dem Abtastsystem with the scanning system 5 5 verbunden ist und auch den Vorschub der Patientenliege is connected and also the advance of the patient bed 6 6 steuert. controls. Die bei der Abtastung des Patienten Whereas the scan of the patient 7 7 mit dem Detektor with detector 3 3 aufgezeichneten Detektorausgangsdaten werden durch die Steuer- und Datenleitung recorded detector output data by the control and data line 10 10 zum Rechner to the computer 9 9 geleitet und dort ggf. in einem anderen Rechensystem mit Hilfe von Computerprogrammen rekonstruiert, so dass eine Schnittbild- oder Volumendarstellung eines interessierenden Bereiches des Patienten and separated there, if necessary, reconstructed in another computing system with the help of computer programs so that a Schnittbild- or volume representation of a region of interest of the patient 7 7 an einem Monitor on a monitor 12 12 der Recheneinheit ausgegeben werden kann. the computing unit can be output. Im vorliegenden Beispiel ist in diese Steuer- und Recheneinheit In this example, in this control and computing unit 9 9 eine Einrichtung An institution 11 11 integriert, die auf Basis der vom Detektor integrated, which on the basis of the detector 3 3 gelieferten Daten, im Falle eines mehrzeiligen Computertomographen Projektionsdaten zweidimensionaler Projektionen, gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren arbeitet. data supplied in case of a multi-row computed tomography projection data of two-dimensional projections, operating according to the proposed method. Das Ergebnis, die rauschreduzierten 3D-Bilddaten, können dann in geeigneter Weise am Monitor The result, the noise-reduced 3D image data can then appropriately on the monitor 12 12 dargestellt werden. being represented.
  • 2 2 zeigt die einzelnen Schritte bei der Durchführung des Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. shows the steps involved in carrying out the method according to an embodiment of the present invention. Bei diesem Beispiel werden aus N Projektionen P1-PN, die bei einem vollständigen Umlauf des Drehrahmens um den Patienten In this example of N projections P1-PN, the case of a complete rotation of the rotary frame around the patient 7 7 erhalten wurden, jeweils abwechselnd eine Projektion einer ersten Gruppe were obtained, in each case alternately a projection of a first group 13 13 von Projektionen und eine Projektion einer zweiten Gruppe of projections and a projection of a second group 13 13 von Projektionen zugeordnet, wie dies schematisch in der assigned projections, as schematically shown in the 2 2 zu erkennen ist. can be seen. Mit jeder der beiden Gruppen With each of the two groups 13 13 und and 13' 13 ' wird dann separat eine iterative Bildrekonstruktion is then separately an iterative image reconstruction 14 14 durchgeführt, aus der nach jedem Iterationsschritt jeweils ein Zwischenergebnis in Form eines 3D-Zwischenbildes carried out, from which, after each iteration step a respective intermediate result in the form of a 3D intermediate image 15 15 , . 15' 15 ' bzw. Bilddatensatzes des gleichen Objekts erhalten wird. or image data set of the same object is obtained. Damit stehen zwei Bilder gleichen Inhalts mit statistisch unabhängigem Rauschen zur Verfügung, die mit Hilfe eines der bereits oben genannten Rauschunterdrückungsalgorithmen And provides two images with the same content with statistically independent noise available, which one of the above-mentioned noise reduction algorithms using 16 16 im Rauschen reduziert werden. be reduced in noise. Die Zwischenbilder The intermediate images 15 15 bzw. or. 15 15 werden dann durch ein rauschreduziertes Bild then by a noise reduced image 17 17 bzw. or. 17' 17 ' ersetzt. replaced. Anschließend wird die nächste Iteration für jede Gruppe separat durchgeführt und auf das Zwischenergebnis wiederum der korrelationsbasierte Rauschreduktionsalgorithmus Then the next iteration is performed separately for each group and to the intermediate result is again the correlation-based noise reduction algorithm 16 16 angewendet. applied. Dies wird so oft wiederholt, bis die Iteration konvergiert oder eine bestimmte Iterationszahl bzw. Bildqualität erreicht wurde. This is repeated until the iteration converges or a certain number of iterations or image quality was achieved. Als Ergebnis werden als Ausgabe As a result, as output 18 18 zwei im Rauschen verminderte 3D-Bilder des untersuchten Objekts erhalten. get two reduced noise in 3D images of the examined object.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Rauschverminderung bei der Bildrekonstruktion von digitalen 2D- oder 3D-Bildern aus Projektionsdaten mehrerer Projektionen, – bei dem ein iteratives Bildrekonstruktionsverfahren ( A method for noise reduction in image reconstruction of digital 2D or 3D images from projection data of multiple projections, - in which (an iterative image reconstruction process 14 14 ) zur Bildrekonstruktion eingesetzt wird, das nach jedem Iterationsschritt ein rekonstruiertes 2D- oder 3D-Bild ( ) Is employed for image reconstruction, that after each iteration a reconstructed 2D or 3D image ( 15 15 , . 15' 15 ' ) als Zwischenergebnis liefert, und – bei dem die Projektionen derart in zumindest zwei Gruppen von Projektionen ( ) Provides as an intermediate result, and - in which the projections (so in at least two groups of projections 13 13 , . 13' 13 ' ) aufgeteilt werden, dass jede Gruppe von Projektionen ( be divided), that each group of projections ( 13 13 , . 13' 13 ' ) eine separate Bildrekonstruktion ermöglicht, – wobei das iterative Bildrekonstruktionsverfahren ( ) Enables a separate image reconstruction, - wherein the iterative image reconstruction process ( 14 14 ) für jede Gruppe von Projektionen ( ) (For each group of projections 13 13 , . 13' 13 ' ) separat durchgeführt wird und – wobei wiederholt die nach einer jeweils gleichen Anzahl von Iterationen als Zwischenergebnis erhaltenen 2D- oder 3D-Bilder ( ) Is carried out separately, and - wherein the 2D repeatedly obtained after an equal number of iterations as an intermediate result or 3D images ( 15 15 , . 15' 15 ' ) der zumindest zwei Gruppen ( () Of the at least two groups 13 13 , . 13' 13 ' ) einem Rauschreduktionsalgorithmus ( ) (A noise reduction algorithm 16 16 ) unterworfen werden, der auf Basis einer Korrelationsanalyse rauschreduzierte 2D- oder 3D-Bilder ( are subjected) which (based on a correlation analysis noise reduced 2D or 3D images 17 17 , . 17' 17 ' ) berechnet, mit denen die Iteration dann fortgesetzt wird. ) Is calculated with which the iteration is then continued.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Berechnung der rauschreduzierten 2D- oder 3D-Bilder ( The method of claim 1, wherein the calculation of the noise reduced 2D or 3D images ( 17 17 , . 17' 17 ' ) nach jedem Iterationsschritt durchgeführt wird. ) Is performed after each iteration step.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Rauschreduktionsalgorithmus ( The method of claim 1 or 2, wherein the noise reduction algorithm ( 16 16 ) mehrere. ) Several. Zwischenergebnisse der zumindest zwei Gruppen ( (Intermediate results of the at least two groups 13 13 , . 13' 13 ' ) für die Korrelationsanalyse einbezieht. ) Includes the correlation analysis.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei als iteratives Bildrekonstruktionsverfahren ( Method according to one of claims 1 to 3, wherein the iterative image reconstruction process ( 14 14 ) eine algebraische Rekonstruktion eingesetzt wird. ) Is used an algebraic reconstruction.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei als iteratives Bildrekonstruktionsverfahren ( Method according to one of claims 1 to 3, wherein the iterative image reconstruction process ( 14 14 ) eine gewichtete algebraische Rekonstruktion eingesetzt wird. ) Is used, a weighted algebraic reconstruction.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei als iteratives Bildrekonstruktionsverfahren ( Method according to one of claims 1 to 3, wherein the iterative image reconstruction process ( 14 14 ) eine statistische Rekonstruktion eingesetzt wird. ) Is used, a statistical reconstruction.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Rauschverminderung bei der Bildrekonstruktion in der medizinischen Bildgebung. A method according to any one of claims 1 to 6 for noise reduction in the image reconstruction in medical imaging.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Rauschverminderung bei der Bildrekonstruktion aus Projektionsdaten eines tomographischen bildgebenden Gerätes. A method according to any one of claims 1 to 7 for noise reduction in image reconstruction from projection data of a tomographic imaging apparatus.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Rauschverminderung bei der Bildrekonstruktion aus Projektionsdaten eines Computertomographen. A method according to any one of claims 1 to 8 for noise reduction in image reconstruction from projection data of a computer tomograph.
  10. Einrichtung ( Facility ( 11 11 ) zur Rauschverminderung bei der Bildrekonstruktion von digitalen 2D- oder 3D-Bildern aus Projektionsdaten mehrerer Projektionen, die eine Eingangsschnittstelle für die Projektionsdaten und eine Ausgabeschnittstelle für die rekonstruierten 2D- oder 3D-Bilder oder deren Bilddaten aufweist, wobei die Einrichtung ( ) For noise reduction in image reconstruction of digital 2D or 3D images from projection data from multiple projections, which comprises an input interface for the projection data and an output interface for the reconstructed 2D or 3D images or the image data, wherein the means ( 11 11 ) ein Modul zur Aufteilung der Projektionen, zur Durchführung des iterativen Bildrekonstruktionsverfahrens und zur Berechnung der rauschreduzierten 2D- oder 3D-Bilder gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist. ) Comprises a module for allocation of the projections, for performing the iterative image reconstruction process and to calculate the noise reduced 2D or 3D images according to the method of any of claims 1 to 9.
  11. Einrichtung ( Facility ( 11 11 ) nach Anspruch 10, die als Spezialhardware ausgestaltet ist. ) According to claim 10, which is configured as a special purpose hardware.
  12. Tomographisches bildgebendes Gerät ( Tomographic imaging device ( 1 1 ) mit einer Einrichtung ( ) (With a device 11 11 ) nach Anspruch 10 oder 11. ) According to claim 10 or. 11
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9159122B2 (en) 2011-11-23 2015-10-13 Koninklijke Philips N.V. Image domain de-noising

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4709333A (en) * 1986-01-03 1987-11-24 General Electric Company Method and apparatus for imaging in the presence of multiple high density objects
DE3420575C2 (en) * 1983-06-02 1998-09-17 Elscint Ltd An arrangement for minimizing the processing time for a Reprojektionsvorrichtung containing systems
DE10305221A1 (en) * 2003-02-07 2004-08-26 Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg Medizinische Fakultät Reduction of noise structures in digital images by recording of two, as far as possible similar, images and converting them into the frequency domain to undertake comparison and weighting before converting a combined image back
DE102005012654A1 (en) * 2005-03-18 2006-10-05 Siemens Ag Computer tomography imaging procedure splits detector output data set into thinned sets and correlates resulting images for reconstruction without uncorrelated data

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3420575C2 (en) * 1983-06-02 1998-09-17 Elscint Ltd An arrangement for minimizing the processing time for a Reprojektionsvorrichtung containing systems
US4709333A (en) * 1986-01-03 1987-11-24 General Electric Company Method and apparatus for imaging in the presence of multiple high density objects
DE10305221A1 (en) * 2003-02-07 2004-08-26 Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg Medizinische Fakultät Reduction of noise structures in digital images by recording of two, as far as possible similar, images and converting them into the frequency domain to undertake comparison and weighting before converting a combined image back
DE102005012654A1 (en) * 2005-03-18 2006-10-05 Siemens Ag Computer tomography imaging procedure splits detector output data set into thinned sets and correlates resulting images for reconstruction without uncorrelated data

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BUZUG: Einführung in die Computertomographie, Springer, 2004, S. 153-187 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9159122B2 (en) 2011-11-23 2015-10-13 Koninklijke Philips N.V. Image domain de-noising

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