DE102008006362A1 - Method for reduction of motion artifact in frame of support of two radiation based images of image recording area by matrix, involves recording raw image data of image recording area with both different radiation spectrums - Google Patents

Method for reduction of motion artifact in frame of support of two radiation based images of image recording area by matrix, involves recording raw image data of image recording area with both different radiation spectrums Download PDF

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Abstract

The method involves recording raw image data of the image recording area with both different radiation spectrums with measuring values assigned pair wise to each other. The reconstruction image data is evaluated from the raw image data. The inconsistence information describing possible inconsistency of the reconstruction image data is determined as a measure for possible motion artifacts and the inconsistency is corrected depending on the determined inconsistence information.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion von Bewegungsartefakten im Rahmen der Aufnahme wenigstens zweier strahlungsbasierter Bilder eines Bildaufnahmebereichs mittels einer aus Pixeln bestehenden Matrix eines Strahlungsdetektors mit unterschiedlichen Strahlungsspektren, insbesondere mit zwei unterschiedlichen Röntgenstrahlungsspektren.The The invention relates to a method for reducing motion artifacts in the context of recording at least two radiation-based images an image pickup area by means of a pixel Matrix of a radiation detector with different radiation spectra, in particular with two different X-ray spectra.

Bei der Dual-Energie-Materialzerlegung bzw. -bildung (DE-Materialzerlegung bzw. -bildgebung) wird ein zu bestrahlendes Objekt, z. B. ein Patient, bei zwei unterschiedlichen Röntgenspannungen und damit mit zwei unterschiedlichen Röntgenspektren aufgenommen. Im Rahmen dieser Aufnahme werden mindestens zwei Projektionsbilder, also Rohdaten p, für die unterschiedlichen Spannungen erzeugt.In the dual-energy material decomposition or formation (DE material decomposition or imaging) is an object to be irradiated, z. As a patient, recorded at two different x-ray voltages and thus with two different X-ray spectra. In the context of this recording, at least two projection images, ie raw data p , are generated for the different voltages.

Die Aufnahme mit unterschiedlichen Spektren anstelle eines einzigen Spektrums bietet den Vorteil, dass sich radiologisch unterschiedliche Materialien, beispielsweise Weichteilgewebe und Knochen, trennen bzw. separieren lassen, indem die Rohdaten geeignet kombiniert werden.The Recording with different spectra instead of a single one Spectrum offers the advantage of being radiologically different Materials, such as soft tissue and bone, separate or separate by combining the raw data appropriately.

Bei einer quantitativen DE-Bildgebung werden physikalische Größen wie Materialdicken (in cm) oder Massenbelegungsflächendichten (in g/cm2) als Rekonstruktionsbilddaten rekonstruiert bzw. ermittelt.In quantitative DE imaging, physical quantities such as material thicknesses (in cm) or mass occupation area densities (in g / cm 2 ) are reconstructed as reconstruction image data.

Die Rekonstruktionsbilddaten sind dabei mit den Rohbilddaten über b = A–1·p verknüpft. Der Inversionsoperator A–1 hängt dabei von den Rohbilddaten p sowie von den Massenschwächungskoeffizienten α ab. Im Falle zweier Bilder in den Rohbilddaten hat der Operator A dabei die Form

Figure 00020001
The reconstruction image data are with the raw image data via b = A -1 · p connected. The inversion operator A -1 depends on the raw image data p and on the mass attenuation coefficients α. In the case of two images in the raw image data, the operator A has the form
Figure 00020001

Das Verfahren ist allerdings nicht auf einer Dual-Energie-Bildgebung beschränkt, sondern kann auch mit mehr als zwei unterschiedlichen Spektren durchgeführt werden, so dass statt Rohbilddatenpaaren Rohbilddatentupel erzeugt werden, die ebenfalls zur Bestimmung von Rekonstruktionsbilddatentupeln in das erfindungsgemäße Verfahren einfließen. Im Folgenden wird lediglich auf Paare eingegangen, um die Beschreibung einfach zu halten.The However, the method is not limited to dual-energy imaging, but rather can also be performed with more than two different spectra, so that raw image data tuples are generated instead of raw image data pairs, also for determining reconstruction image data tuples in the inventive method incorporated. In the following, only couples will be discussed for the description easy to hold.

Die energieabhängigen Massenschwächungskoeffizienten sind hinreichend bekannt, der Operator A bzw. seine Inverse, der Inversionsoperator A–1, ist also dementsprechend berechenbar. Aus den Rohbilddaten p lassen sich also leicht unter Zuhilfenahme des Inversionsoperators A–1 die Rekonstruktionsbilddaten b berechnen. Ein Problem stellt hierbei aber eine mögliche Bewegung des Messobjekts zwischen den Messungen der Einzelbilder der Rohbilddaten dar. Die Zahlenwerte der Rekonstruktionsbilddaten erhalten dadurch unphysiologisch und/oder unphysikalisch große oder auch negative Werte. Um die Bewegungsartefakte zu eliminieren, stehen grundsätzlich Standardregistrierungsverfahren zur Auswahl. Diese Standardregistrierungsverfahren stoßen allerdings dadurch an Grenzen, dass die Rohbilddaten bei verschiedenen Energien aufgenommen wurden und dadurch unterschiedliche Grauwertbereiche und unterschiedliche Kontraste aufweisen.The energy-dependent mass attenuation coefficients are well known, and the operator A or its inverse, the inversion operator A -1 , can therefore be calculated accordingly. Thus, from the raw p -1 can be easily with the aid of the inversion operator A reconstruction image data to calculate b. However, one problem here is a possible movement of the measurement object between the measurements of the individual images of the raw image data. The numerical values of the reconstruction image data thus receive large or negative values in a nonphysiological and / or unphysical manner. In order to eliminate motion artifacts, standard registration methods are generally available. However, these standard registration methods are limited by the fact that the raw image data were recorded at different energies and thus have different gray scale ranges and different contrasts.

Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Verfahren zur Reduktion von Bewegungsartefakten im Rahmen der Aufnahme wenigstens zweier strahlungsbasierter Bilder anzugeben, das unempfindlich auf Skalierung und Kontrastgehalt der Rohbilddaten ist.Of the The invention is thus based on the problem, a method for reduction motion artifacts in the context of recording at least two radiation-based images that are insensitive to scaling and contrast content of the raw image data.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein derartiges Verfahren vorgesehen, das die folgenden Schritte aufweist:

  • – Aufnahme von Rohbilddaten des Bildaufnahmebereichs mit den beiden unterschiedlichen Strahlungsspektren mit jeweils paarweise einander zugeordneten Messwerten
  • – Berechnung von Rekonstruktionsbilddaten aus den Rohbilddaten
  • – Ermittlung wenigstens einer eine etwaige Inkonsistenz der Rekonstruktionsbilddaten beschreibende Inkonsistenzinformation als Maß für etwaige Bewegungsartefakte, und Korrektur der Inkonsistenz in Abhängigkeit der ermittelten Inkonsistenzinformation.
To achieve this object, such a method is provided which comprises the following steps:
  • - Recording of raw image data of the image pick-up area with the two different radiation spectra with pairs of mutually associated measured values
  • Calculation of reconstruction image data from the raw image data
  • Determination of at least one inconsistency information describing any inconsistency of the reconstruction image data as a measure of any movement artifacts, and correction of the inconsistency as a function of the ascertained inconsistency information.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es also, eine Registrierung nicht nur aufgrund von Informationen aus den Rohbilddaten durchzuführen, sondern auch Informationen aus den Rekonstruktionsbilddaten zu verwenden. Dadurch kann erreicht werden, dass nicht völlig unphysiologische und/oder unphysikalische Ergebnisse zustande kommen und unkorrigiert bleiben, weil bereits bekannte Registrierungsverfahren diese Information ungenutzt lassen.The inventive method So it does not allow you to register just because of information from the raw image data, but also to use information from the reconstruction image data. This can be achieved that not completely unphysiological and / or Unphysical results come about and remain uncorrected, because already known registration procedures this information leave unused.

Vorteilhafterweise können die zur Berechnung einer Inkonsistenzinformation einzubeziehenden Pixel durch wenigstens ein Inkonsistenzkriterium, das als Maß dafür verwendet wird, ob ein Pixel der Rekonstruktionsbilddaten als inkonsistent gilt, ausgewählt werden. Hierdurch kann die Berechnung der Inkonsistenzinformation auf die inkonsistenten Bereiche der Rekonstruktionsbilddaten beschränkt werden. Die Bewegungsartefakte treten typischerweise nämlich nicht im gesamten Bild auf, sondern beschränken sich auf einen eingegrenzten Bereich. Durch das Inkonsistenzkriterium wird also festgelegt, welcher Bereich der Rekonstruktionsbilddaten als inkonsistent anzusehen ist.Advantageously, the pixels to be included for calculating inconsistency information may be selected by at least one inconsistency criterion used as a measure of whether a pixel of the reconstruction image data is considered inconsistent. As a result, the calculation of the inconsistency information can be limited to the inconsistent areas of the reconstruction image data. The motion artifacts typically do not appear in the entire image, but rather are limited to a limited area. The inconsistency criterion thus determines which region of the reconstruction image data is to be regarded as inconsistent.

Zweckmäßigerweise kann ein Inkonsistenzkriterium für einen Pixel der Rekonstruktionsbilddaten ein Zahlenwert < 0 des Pixels sein. Steht der Zahlenwert des Pixels beispielsweise für eine Materialdicke, so kann diese sinnvollerweise nicht < 0 sein. Daher ist ein Pixel, dessen Zahlenwert unterhalb von 0 ist, als inkonsistent anzusehen. Vorteilhafterweise kann der Betrag des Zahlenwertes größer als der Betrag eines Messfehlers sein. Dieser Messfehler, der in Bilddaten oft auch als Rauschen bezeichnet wird, bewirkt nämlich eine zufällig Abweichung vom richtigen Zahlenwert. Ist der richtige Zahlenwert sehr klein bzw. kleiner als das Rauschen, so kann durch Addition des richtigen Zahlenwertes und einem negativen Messfehler eine negative Zahl entstehen. Dies allein spricht dann noch nicht dafür, dass dieser Pixel als inkonsistent anzusehen ist, vielmehr ist dies nur als Beleg für das Vorhandensein von Rauschen anzusehen. Legt man den Schwellwert des negativen Zahlenwertes aber vom Betrag her um ein Vielfaches über den des Rauschen, kann man mit großer Wahrscheinlichkeit sicher sein, dass der Pixel inkonsistent ist. Zweckmäßigerweise kann der Messfehler die Standardabweichung der Poissonverteilung der detektorseitig erzeugten und registrierten Photonen sein. Dies ergibt sich daraus, dass man für ein bestimmtes gewähltes Strahlungsspektrum und die vorhandenen Materialdicken eine bestimmte Photonenzahl erwartet. Die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten genau dieser Photonenzahl oder anderer Photonenzahlen wird durch die Poissonverteilung wiedergegeben. Dadurch lässt sich für jeden Pixel mit hinreichender Genauigkeit die Standardabweichung und damit auch eine Schranke für Inkonsistenz des jeweiligen Pixels festlegen.Conveniently, can be an inconsistency criterion for a pixel of the reconstruction image data may be a numerical value <0 of the pixel. If the numerical value of the pixel stands, for example, for a material thickness, then this usefully not <0 be. Therefore, a pixel whose numerical value is below 0, to be considered inconsistent. Advantageously, the amount of Numerical value greater than the amount of a measurement error. This measurement error, in image data often called noise, causes a random deviation of the correct numerical value. Is the correct numerical value very small or less than the noise, so can by adding the correct numerical value and a negative measurement error will result in a negative number. This However, that does not even mean that this pixel is inconsistent this is only evidence of the presence of noise to watch. But if you set the threshold value of the negative numerical value in terms of amount many times that of the noise, can one with a big one Be sure that the pixel is inconsistent. Conveniently, the measurement error can be the standard deviation of the Poisson distribution be the detector generated and registered photons. This it follows from that one for a particular chosen one Radiation spectrum and the existing material thicknesses a certain Photon count expected. The probability of the occurrence of exactly this Photon count or other photon numbers is determined by the Poisson distribution played. By doing so leaves for each pixel with reasonable accuracy the standard deviation and thus also a barrier for Define inconsistency of the respective pixel.

Alternativ kann der Messfehler aus der Standardabweichung des Mittelwerts der Zahlenwerte einer frei wählbaren Umgebung des Pixels ermittelt werden. Anstatt rechenintensiv die Standardabweichung der Poissonverteilung eines jeden Pixels zu berechnen, wird stattdessen in einem Bereich um den Pixel herum ein Mittelwert gebildet. Dabei wird eine Verteilungsfunktion verwendet, die auch eine Standardabweichung besitzt. Diese ist dann eine Angabe für den Messfehler. Vorzugsweise kann als Verteilungsfunktion zur Berechnung der Standardabweichung die Poissonverteilung benutzt werden. Diese lässt sich leicht berechnen und umso zwar genauer, je mehr Pixel zur Berechnung verwendet werden.alternative the measurement error can be calculated from the standard deviation of the mean of the Numerical values of a freely selectable Be determined surrounding the pixel. Rather than computationally intensive To calculate the standard deviation of the Poisson distribution of each pixel, will instead average in an area around the pixel educated. It uses a distribution function, which also has a standard deviation. This is then an indication of the measurement error. Preferably, as a distribution function for calculating the standard deviation the Poisson distribution can be used. This can be easily calculated and the more accurate, the more pixels are used for the calculation.

Vorzugsweise kann ein gegebenenfalls weiteres Inkonsistenzkriterium für einen Pixel der Rekonstruktionsbilddaten das Überschreiten des Wertebereichs einer vorgegebenen Tabelle durch den Zahlenwert des Pixels sein. Wenn man beim Beispiel der Materialdicken bleibt, so ist es nicht nur sinnlos, negative Materialdicken zu erhalten, sondern auch Materialdicken, die durch das Messobjekt keinesfalls erreicht werden können. Ist das Messobjekt ein Mensch und die Materialdicke die berechnete Knochendicke, so sind insbesondere Werte über zehn oder fünfzehn cm für einen Oberschenkelknochen sicher nicht physiologisch sinnvoll. Andererseits sind für genau diesen Knochen bei einem erwachsenen Menschen Werte unterhalb von einem halben cm auch nicht vertretbar. So kann man für alle denkbaren Material- und Aufnahmebereiche sich sinnvolle Wertebereiche festlegen, die nicht über- bzw. unterschritten werden dürfen. Anderenfalls ist der Pixel als inkonsistent zu betrachten.Preferably may be an additional inconsistency criterion for a Pixel of the reconstruction image data exceeding the value range a given table by the numerical value of the pixel. If you stick to the example of material thicknesses, it is not only pointless to get negative material thicknesses, but also material thicknesses, which can not be reached by the measurement object under any circumstances. is the measured object is a human and the material thickness is the calculated bone thickness, in particular values are over ten or fifteen cm for a thigh bone certainly not physiologically sensible. on the other hand are for just these bones in an adult human values below of half a cent too unacceptable. So you can for all conceivable material and recording areas set meaningful value ranges, the no over- or may fall below. Otherwise, the pixel is considered inconsistent.

Weiterhin kann ein gegebenenfalls weiteres Inkonsistenzkriterium für einen Pixel eine Änderung seines Zahlenwertes oberhalb eines Schwellenwertes im Vergleich zum Mittelwert der Zahlenwerte einer frei wählbaren Umgebung des Pixels in den entsprechenden Rekonstruktionsbilddaten sein. Ein sprunghaftes Ändern von beispielsweise Materialdicken ist nicht zu erwarten, daher werden Pixel, deren Zahlenwerte plötzlich stark von den Zahlenwerten er Umgebung abweichen, als inkonsistent gewertet.Farther may be an additional inconsistency criterion for a Pixel a change of his Numerical value above a threshold value compared to the mean value the numerical values of a freely selectable Surround the pixel in the corresponding reconstruction image data be. A sudden change For example, material thicknesses are not expected, therefore Pixels whose numbers suddenly strongly deviate from the numerical values he environment than inconsistent scored.

Alternativ kann ein gegebenenfalls weiteres Inkonsistenzkriterium für einen Pixel eine Änderung seines Zahlenwertes oberhalb eines Schwellenwertes im Vergleich zur Wurzel der Quadratsumme der Zahlenwerte einer frei wählbaren Umgebung des Pixels in entsprechenden Rekonstruktionsbilddaten sein. Das Benutzen der Wurzel der Quadratsumme der Zahlenwerte der umgebenden Pixel wichtet dabei höhere Zahlenwerte stärker. Der erwartete Zahlenwert ist also höher als bei der einfachen Mittelwertbildung. Dies ist sinnvoll, um bei der Mittelwertbildung eventuell auftretende negative Zahlen, die durch Rauschen zustande kommen und daher auch einen kleinen betragsmäßigen Wert haben, weniger zu Wichten. Zweckmäßigerweise kann der Schwellenwert in Abhängigkeit des Messfehlers gewählt werden. Ein Abweichen von einem Vergleichswert sollte nur dann als Inkonsistenzkriterium in Frage kommen, wenn die Abweichung nicht durch den Messfehler erklärbar ist. Dies wird durch diese Wahl des Schwellenwerts verhindert. Dabei kann der Messfehler als Standardabweichung des Pixels definiert sein. Da die umgebenden Pixel einen anderen Messfehler aufweisen können als der auf Inkonsistenz zu untersuchende Pixel, ist es sinnvoll, seinen eigenen Messfehler zu verwenden. Vorteilhafterweise kann die Standardabweichung nach der Poissonverteilung berechnet werden. Da der Messfehler eines Pixels von der Anzahl der eintreffenden Photonen abhängt, ist die richtige Standardverteilung hierfür durch die Poissonverteilung bestimmt.alternative may be an additional inconsistency criterion for a Pixel a change of his Numerical value above a threshold compared to the root the sum of squares of the numerical values of a freely selectable environment of the pixel in corresponding reconstruction image data. Using the Root of the sum of squares of the numerical values of the surrounding pixels weights higher Numerical values stronger. The expected numerical value is therefore higher than in the simple averaging. This is useful to take into account when averaging negative numbers, which are caused by noise and therefore also a small amount of value have less weighting. Conveniently, the threshold dependent on the measurement error is selected become. A deviation from a comparison value should only be considered as Inconsistency criterion come into question if the deviation is not Explained by the measurement error is. This is prevented by this choice of threshold. there the measurement error can be defined as the standard deviation of the pixel be. Because the surrounding pixels have a different measurement error can as the pixel to be examined for inconsistency, it makes sense to use his own measurement error. Advantageously, can the standard deviation is calculated according to the Poisson distribution. Since the measurement error of a pixel from the number of incoming Photons depends, is the correct standard distribution for this through the Poisson distribution certainly.

Nach einer weiteren Alternative kann der Messfehler als Standardabweichung der Zahlenwerte in einer frei wählbaren Umgebung des Pixels definiert werden. Diese Standardabweichung kann allein aus den Rekonstruktionsbilddaten berechnet werden und benötigt daher keinerlei zusätzliche Informationen wie etwa die der Photonenzahl des Pixels. Zweckmäßigerweise kann als Verteilungsfunktion zur Berechnung der Standardabweichung die Poissonverteilung verwendet werden. Auch hier gilt, dass die Verwendung der Poissonverteilung umso genauer ist, je mehr Pixel aus der Umgebung zur Berechnung einbezogen werden. Aber auch für kleine Stückzahlen ist die Standardabweichung der Poissonverteilung genau und einfach berechenbar.To Another alternative may be the measurement error as the standard deviation the numerical values in a freely selectable Be defined around the pixel. This standard deviation can calculated solely from the reconstruction image data and therefore requires no additional Information such as the number of photons of the pixel. Conveniently, can be used as a distribution function to calculate the standard deviation the Poisson distribution can be used. Again, that is the use the Poisson distribution is more accurate, the more pixels from the environment be included in the calculation. But even for small quantities is the standard deviation the Poisson distribution accurately and simply calculable.

Alternativ kann der Schwellenwert von einem Bediener frei wählbar sein. Eventuell kann das sprunghafte Ändern des Zahlenwerts eines Pixels im Vergleich zu den Zahlenwerten der ihn umgebenden Pixel einen Grund haben, der nicht allein in einem Messfehler begründet ist und der dennoch nicht automatisch auf das Vorhandensein von Inkonsistenz hinweist. Daher ist es sinnvoll, einem Benutzer die Möglichkeit zu geben, diesen Schwellwert nach Wahl höher oder niedriger festzulegen als es von der Einrichtung automatisch vorgenommen wird.alternative The threshold may be freely selectable by an operator. possibly can the sudden change the numerical value of a pixel compared to the numerical values of the pixel surrounding pixels have a reason not alone in a measurement error justified is and does not automatically affect the presence of Inconsistency indicates. Therefore, it makes sense to give a user the option to set this threshold higher or lower after your choice when it is done automatically by the institution.

Die Berechnung eines oder mehrerer Inkonsistenzkriterien besagt aber lediglich, welche Pixel zur Berechnung der Inkonsistenzinformation einbezogen werden sollen. Wie die Zahlenwerte der einzubeziehenden Pixel gewichtet und miteinander in Beziehung gesetzt werden, bedarf aber einer zusätzlichen Überlegung. Zweckmäßigerweise kann als ein Inkonsistenzmaß, das vorgibt, wie als inkonsistent gewertete Pixel zur Berechnung der Inkonsistenzinformation gewichtet werden, der Zahlenwert eines inkonsistenten Pixels auf 1 gesetzt werden. Ein solches Inkonsistenzmaß legt fest, dass jeder inkonsistente Pixel gleich stark gewichtet wird. Bildlich gesehen erhält man Schwarzweiß- bzw. Matrizen mit den Zahlenwerten 0 und 1, bei denen der eine Zahlenwert für inkonsistent steht und der andere für nicht inkonsistent.The Calculation of one or more inconsistency criteria says only which pixels to calculate the inconsistency information to be included. Like the numerical values of the to be included Pixels are weighted and related to each other needs but an additional consideration. Conveniently, can be considered an inconsistency measure, that pretends to be inconsistent pixels for calculation the inconsistency information are weighted, the numerical value of a inconsistent pixels are set to 1. Such an inconsistency measure states that every inconsistent pixel is equally weighted. pictorially seen receives one black and white or matrices with the numerical values 0 and 1, where the one numerical value for inconsistent and the other stands for not inconsistent.

Als Alternative kann als Inkonsistenzmaß der Betrag des Zahlenwertes eines Pixels gewählt werden. Der Zahlenwert des Pixels enthält ja auch eine Information, die nicht verschenkt werden muss. Insbesondere können sozusagen stärker inkonsistente Pixel auch mit einem höheren Gewicht in die Rechnung eingehen.When Alternative can be an inconsistency measure of the amount of the numerical value of a pixel become. The numerical value of the pixel also contains information which does not have to be given away. In particular, so to speak, more inconsistent pixels even with a higher one Add weight to the bill.

In einer weiteren Ausführungsform kann als Inkonsistenzmaß das Quadrat des Zahlenwertes eines Pixels gewählt werden. Hierdurch werden größere Zahlenwerte stärker gewichtet, Pixel die als stärker inkonsistent anzusehen sind, tragen also auch mehr zur Bildung der Inkonsistenzinformation bei. Allgemein kann jede monotone Zuordnung verwendet werden, die einer größeren Inkonsistenz einen größeren Zahlenwert zuordnet.In a further embodiment can do that as an inconsistency measure Square of the numeric value of a pixel. This will be larger numbers stronger weighted, pixels which are considered more inconsistent are therefore also contribute more to the formation of inconsistency information at. In general, any monotone assignment can be used a major inconsistency a larger number assigns.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung kann als Inkonsistenzwert für einen Pixel, der ein Maß für die Inkonsistenz eines Pixels ist, das Produkt aus Inkonsistenzkriterium und Inkonsistenzmaß des Pixels verwendet werden. Der Inkonsistenzwert legt also für jeden Pixel die Höhe der Inkonsistenz fest. Stellt man analog zu den Rekonstruktionsbilddaten deren Inkonsistenzwerte dar, erkennt man leicht Stärke und Ausmaß der Bewegungsartefakte.In particularly advantageous embodiment can as an inconsistency value for one Pixel, which is a measure of inconsistency of a pixel is the product of inconsistency criterion and inconsistency measure of the pixel be used. The inconsistency value lays down for everyone Pixel the height inconsistency. If one sets analogous to the reconstruction image data whose Inconsistency values, one can easily see the strength and extent of motion artifacts.

Um die Anzahl der Daten, die die Inkonsistenz beschreiben, weiter zu reduzieren, kann eine Inkonsistenzzahl, die ein Maß für die Inkonsistenz eines Bildes der Rekonstruktionsbilddaten ist, die Summe aller Inkonsistenzwerte des Rekonstruktionsbildes sein. Durch die Bildung der Inkonsistenzzahl hat man also einen einzelnen Zahlenwert in der Hand, der als Maß für die Inkonsistenz des Bildes dient. Ein einzelner Zahlenwert enthält natürlich nicht mehr soviel Informationen wie die Einzelzahlenwerte, jedoch lassen sich Vergleichsoperationen einfacher und schneller mit einer einzelnen Zahl durchführen. Auch ist die Summenbildung schnell durchzuführen.Around the number of data describing the inconsistency continues to increase can reduce an inconsistency, which is a measure of inconsistency of an image of the reconstruction image data is the sum of all inconsistency values be the reconstruction image. By forming the inconsistency number So you have a single numerical value in your hand, which is a measure of the inconsistency of the picture. Of course, a single number does not contain that much information anymore like the single number values, but you can compare operations perform easier and faster with a single number. Also the summation is quick to perform.

Alternativ kann als Inkonsistenzzahl die Wurzel der Summe aller Inkonsistenzwerte eines Rekonstruktionsbildes verwendet werden. Hierdurch wird eine stärkere Wichtung der größeren Inkonsistenzwerte erreicht. Während es bei der Summenbildung gleichwertig ist, ob viele kleine Zahlenwerte oder einige große Zahlenwerte die Gesamtsumme geben, ergeben sich für die gleichen Zahlenwerte Unterschiede durch die Bildung der Quadratsumme mit anschließender Wurzelbildung. Starke Bewegungsartefakte schlagen sich also in einer höheren Inkonsistenzzahl nieder. Auch hier gilt wieder, dass zur Bildung einer Inkonsistenzzahl jede monotone Zuordnung einsetzbar ist.alternative can be the root of the sum of all inconsistency values as an inconsistency number a reconstruction image are used. This will be a more Weighting of the larger inconsistency values reached. While it is equivalent in summation, if many small numbers or some big ones Numerical values giving the total result for the same Numerical values differences by the formation of the square sum with followed by Rooting. Strong motion artifacts are thus in one higher Inconsistency number down. Again, that applies to education an inconsistency number every monotonous assignment can be used.

Mit besonderem Vorteil kann mindestens eine Inkonsistenzinformation aus einer einzelnen Inkonsistenzzahl oder einer Kombination eines Teils oder aller Inkonsistenzzahlen berechnet werden. Beispielsweise kann es sein, dass vor allem die Inkonsistenzzahl eines speziellen Bildes der Rekonstruktionsbilddaten hauptsächlich die Information darüber trägt, ob Bewegungsartefakte in den Rekonstruktionsbilddaten vorhanden sind. Es genügt dann, als Inkonsistenzinformation die Inkonsistenzzahl dieses speziellen Bildes zu verwenden, eine Berücksichtigung weiterer Inkonsistenzwerte oder -zahlen kann unterbleiben.With particular advantage may be at least one inconsistency information from a single inconsistency number or a combination of a Part or all inconsistency numbers are calculated. For example It may be that, above all, the inconsistency number of a special Image of the reconstruction image data mainly carries the information about whether motion artifacts are present in the reconstruction image data. It is then enough as inconsistency information the inconsistency number of this particular Image to use, a consideration Further inconsistency values or numbers can be omitted.

Vorzugsweise kann eine Inkonsistenzinformation dem Zahlenwert der kleinsten Inkonsistenzzahl entsprechen. Hierdurch wird also diejenige Inkonsistenzzahl herangezogen, die eine optimistische Schätzung der Inkonsistenz widerspiegelt, da höhere Inkonsistenzzahlen ausgeblendet werden. Ausreißer in den Inkonsistenzzahlen, die durch eine starke Wichtung der hohen Inkonsistenzwerte zustande kommen, werden so ausgeschlossen.Preferably, an inconsistency information may correspond to the numerical value of the smallest inconsistency number. In this way, therefore, the one in consistency number, which reflects an optimistic estimate of inconsistency, as higher inconsistency numbers are hidden. Outliers in the inconsistency numbers that result from a strong weighting of the high inconsistency values are thus excluded.

Mit besonderem Vorteil kann eine gegebenenfalls weitere Inkonsistenzinformation dem Zahlenwert der größten Inkonsistenzzahl entsprechen. Das Betrachten der größten Inkonsistenzzahl als Inkonsistenzinformation entspricht einer pessimistischen Betrachtungsweise, und berücksichtigt im Besonderen die als stark inkonsistent eingestuften Zahlenwerte. Allerdings schließen sich diese Inkonsistenzinformationen nicht gegenseitig aus, sondern sie können auch ergänzend betrachtet werden.With a particular advantage may be an additional inconsistency information the numerical value of the largest inconsistency number correspond. Considering the largest inconsistency number as inconsistency information corresponds to a pessimistic view, and takes into account in particular the numerical values classified as strongly inconsistent. However, close This inconsistency information is not mutually exclusive you can also in addition to be viewed as.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung kann eine gegebenenfalls weitere Inkonsistenzinformation der Summe der Zahlenwerte aller Inkonsistenzzahlen entsprechen. Während beim Betrachten der kleinsten bzw. der größten Inkonsistenzzahl ein eher positives oder negatives Betrachten der Zahl zugrunde liegt, gehen bei dieser Bildung der Inkonsistenzinformation alle Inkonsistenzzahlen ein und keine wird ausgeschlossen.In Particularly advantageous embodiment, an optionally further Inconsistency information of the sum of the numerical values of all inconsistency numbers correspond. While looking at the smallest or the largest inconsistency number one more positive or negative consideration of the number is underlying in this formation of the inconsistency information all inconsistency numbers one and none is excluded.

Somit wird ein Gesamtüberblick über alle Inkonsistenzzahlen begeben.Consequently will be a total overview of all Issue inconsistency numbers.

Vorzugsweise kann eine gegebenenfalls weitere Inkonsistenzinformation der Wurzel der Summe der Quadrate der Zahlenwerte aller Inkonsistenzzahlen entsprechen. Auf diese Art und Weise werden wieder höhere Inkonsistenzzahlen stärker gewichtet in der Inkonsistenzinformation. Dies spiegelt die Betrachtung wieder, dass eine hohe Inkonsistenzzahl für ein starkes Bewegungsartefakt in dem entsprechenden Bild spricht und dies auch entsprechend stark in der Inkonsistenzinformation wiedergegeben werden soll.Preferably may be an additional inconsistency information of the root the sum of the squares of the numerical values of all inconsistency numbers correspond. In this way again higher inconsistency numbers stronger weighted in the inconsistency information. This reflects the consideration again, that a high inconsistency number for a strong motion artifact in the corresponding image speaks and this also strong to be reproduced in the inconsistency information.

In einer weiteren Ausführungsform kann eine gegebenenfalls weitere Inkonsistenzinformation einer gewichteten Summe aller Inkonsistenzzahlen entsprechen. Dem liegt die Überlegung zugrunde, dass den einzelnen Bilder der Rekonstruktionsbilddaten und der durch diese erhaltenen Inkonsistenzzahlen jeweils mit unterschiedlichen Fehlern behafteten Materialinformationen zugrunde liegen. So können die Abweichungen in den Materialdicken in einem Bild der Rekonstruktionsbilddaten generell viel größer sein als in einem anderen, und die Inkonsistenzzahl, die das Bild mit der geringeren Abweichung widerspiegelt, sollte also entsprechend stärker gewichtet in die Berechnung der Inkonsistenzinformation eingehen. Mit besonderem Vorteil kann die Wichtung der Inkonsistenzzahlen von den zur Bilderzeugung verwendeten Strahlungsspektren abhängen. Vom jeweiligen Strahlungsspektrum ist nämlich die jeweilige Signalintensität eines Bildes der Rohbilddaten abhängig und damit auch ein möglicher Messfehler, der zur Abweichung im Rekonstruktionsbilddatensatz beiträgt.In a further embodiment may be an additional inconsistency information of a weighted Sum of all inconsistency numbers. That is the consideration underlying that the individual images of the reconstruction image data and the inconsistency numbers obtained by each with different Underlying material information. So can the Deviations in the material thicknesses in an image of the reconstruction image data generally be much larger than in another, and the inconsistency number that the picture is with reflects the lesser deviation, so should accordingly stronger weighted into the calculation of inconsistency information. With particular advantage, the weighting of the inconsistency numbers depend on the radiation spectra used for imaging. from The respective radiation spectrum is namely the respective signal intensity of a Image of raw image data dependent and thus a possible one Measurement error that contributes to the deviation in the reconstruction image data set.

Mit besonderem Vorteil können die Inkonsistenzwerte dazu verwendet werden, die Anpassungsrichtung einer Korrekturbewegung die aus Rotation und/oder Translation besteht, der Rohbilddaten festzulegen, und dass aus diesen neuen Rekonstruktionsbilddaten berechnet werden. Die Korrektur der Rohbilddaten, die durch die Bewegung des Objekts zwischen den Messungen notwendig wird, lässt sich am einfachsten durch Betrachtung der Inkonsistenzwerte herausfinden. Denn diese legen pixelweise eine Inkonsistenzinformation fest, während die Inkonsistenzzahlen ja nur noch Informationen über das gesamte Bild liefern. Durch das Verwenden der Inkonsistenzwerte wird auch ein blindes Herumprobieren vermieden, praktischerweise wurden die Inkonsistenzwerte sowieso schon berechnet. Zur Lösung dieses Optimierungsproblems können auch allgemein bekannte Optimierungsverfahren wie das von Levenberg-Marquardt verwendet werden.With particular advantage can the inconsistency values are used to determine the fitting direction a correction movement consisting of rotation and / or translation, determine the raw image data and that from these new reconstruction image data be calculated. The correction of raw image data by the Movement of the object between the measurements becomes necessary, can be on find out the simplest by looking at the inconsistency values. Because these determine an inconsistency information pixel by pixel, while the Inconsistency numbers only provide information about the entire image. Using the inconsistency values also becomes a blind Avoiding trying, conveniently, the inconsistency values became already calculated. To solve this Optimization problem can well-known optimization methods like that of Levenberg-Marquardt be used.

Alternativ kann zum Vermeiden des Auffindens nur lokaler Minima ein Monte-Carlo-Algorithmus zum Festlegen der Korrekturbewegung der Rohbilddaten verwendet werden, und aus diesen können neue Rekonstruktionsbilddaten berechnet werden. Bei einem Bewegungsartefakt, das gleichzeitig auf Translation und Rotation zurückzuführen ist, ist eine Berechnung der Anpassungsrichtung allein aufgrund der Inkonsistenzwerte eventuell problematisch, das Verwenden eines Monte-Carlo-Algorithmus stellt sicher, dass beliebige, zufällig ausgewählte, Korrekturbewegungen durchgeführt werden.alternative To avoid finding only local minima, a Monte Carlo algorithm may be used be used to set the correction motion of the raw image data, and from these can new ones Reconstruction image data are calculated. For a movement artifact, which is due to translation and rotation at the same time, is a calculation of the adjustment direction based solely on the inconsistency values possibly problematic, using a Monte Carlo algorithm Ensures that any randomly selected corrective movements are performed.

Mit besonderem Vorteil können die Inkonsistenzwerte, Inskonsistenzzahlen und Inkonsistenzinformationen auf einer Speichereinrichtung gespeichert werden. Dadurch gehen die erhaltenen Werte und Informationen nicht verloren, sondern stehen immer wieder zur Verfügung.With particular advantage can the inconsistency values, inconsistency numbers, and inconsistency information stored on a storage device. Go through it the obtained values and information are not lost, but stand always available.

Ferner können die neu ermittelten Inkonsistenzinformationen mit den jeweiligen alten Inkonsistenzinformationen verglichen werden und daraus eine Beurteilung der Qualität der Anpassung erfolgen. Beispielsweise rekonstruiert man die Rohbilddaten in einem ersten Versuch und berechnet die entsprechenden Inkonsistenzinformationen und auch eine Anpassungsrichtung aus diesen Daten. Führt man die Anpassung der Rohbilddaten aus, werden aus diesen neuen Rohbilddaten neue Rekonstruktions bilddaten berechnet und auch hieraus wieder die Inkonsistenzinformationen gewonnen. Durch einen Vergleich dieser Informationen kann man dann feststellen, ob die Anpassung in die richtige Richtung erfolgte. Insbesondere kann durch das Benutzen des Monte-Carlo-Algorithmus als Kontrolle festgestellt werden, dass die Inkonsistenz global minimiert wird.Furthermore, the newly determined inconsistency information can be compared with the respective old inconsistency information and from this an assessment of the quality of the adaptation can be made. For example, one reconstructs the raw image data in a first attempt and calculates the corresponding inconsistency information and also an adjustment direction from these data. If the adaptation of the raw image data is carried out, new reconstruction image data are calculated from these new raw image data and the inconsistency information is also obtained therefrom. By comparing this information, one can then determine if the adjustment is in the right direction followed. In particular, by using the Monte Carlo algorithm as a control, it can be determined that the inconsistency is globally minimized.

Die beschriebenen Schritte können solange wiederholt werden, bis wenigstens eine Inkonsistenzinformation einen Minimalwert erreicht. Vorzugsweise kann als Minimalwert für eine Inkonsistenzinformation 0 festgelegt sein. Durch das Erreichen einer minimalen Inkonsistenz, die sich in einem Minimalwert der Inkonsistenzinformation niederschlägt, wird der Anpassungsvorgang der Rohbilddaten beendet. Denn wenn keine Inkonsistenz mehr vorliegt, muss auch nicht weiter korrigiert werden. Alternativ kann der Minimalwert durch Überschreiten eines Minimums ermittelt werden. Nicht immer kann als Zahlenwert 0 erreicht werden, insbesondere durch das Vorhandensein von Messfehlern wird sich dieser Zahlenwert selten realisieren lassen. Daher ist es sinnvoll, die Inkonsistenzinformationen mehrere Anpassungsschritte hintereinander zu betrachten und einen Minimumsdurchgang festzustellen.The can be described steps be repeated until at least one inconsistency information reached a minimum value. Preferably, as the minimum value for inconsistency information 0 be set. By achieving a minimum inconsistency, which is reflected in a minimum value of the inconsistency information, the Adjustment process of raw image data finished. Because if no inconsistency there is no need for further correction. alternative the minimum value can be exceeded of a minimum. Not always can be numerical value 0 are achieved, in particular by the presence of measurement errors this number will rarely be realized. thats why It makes sense to have the inconsistency information several adjustment steps to look at each other and determine a minimum passage.

Nach Berechnung der Inkonsistenzinformationen der Rekonstruktionsbilddaten kann auf den Rohbilddaten ein Standardregistrierungsverfahren durchgeführt werden und aus diesen veränderten Rohbilddaten neue Rekonstruktionsbilddaten mit entsprechenden Inkonsistenzinformationen berechnet werden. Der Einsatz von Standardregistrierungsverfahren ermöglicht es, auf bekannte Verfahren zurückzugreifen, während die Berechnung der Inkonsistenzinformationen sicherstellt, dass die Standardregistrierungsverfahren die Qualität der Rekonstruktionsbilddaten tatsächlich verbessern, und nicht gar eine Verschlechterung herbeiführen.To Calculation of the inconsistency information of the reconstruction image data a standard registration procedure can be performed on the raw image data and from these changed raw image data new reconstruction image data with corresponding inconsistency information be calculated. The use of standard registration procedures allows to use known methods while the calculation of inconsistency information ensures that the standard registration procedures the quality of the reconstruction image data indeed improve, not even worsen.

Vorzugsweise kann die Korrektur der etwaigen Bewegungsartefakte in den Rekonstruktionsbilddaten durch Verwendung von Standardregistrierungsverfahren und Korrektur mittels Inkonsistenzinformationen jeweils in beliebiger Reihenfolge und Häufigkeit erfolgen. Während der Einsatz bekannter Verfahren vorhandenes Expertenwissen sinnvoll weiterverwendet, wird durch die Verwendung der Inkonsistenzinformationen sichergestellt, dass die Optimierung in die richtige Richtung verläuft und anhand der Rekonstruktionsbilddaten überprüft. Sinnvollerweise wird dies solange durchgeführt und kombiniert, bis eine minimale Inkonsistenz erreicht ist.Preferably may correct for any motion artifacts in the reconstruction image data by using standard registration procedures and correction using inconsistency information in any order and frequency respectively. While the use of known methods existing expert knowledge makes sense It is further used by the use of inconsistency information Ensures that the optimization is going in the right direction and checked on the basis of the reconstruction image data. It makes sense to do this as long as done and combined until a minimal inconsistency is reached.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the embodiments described below and with reference to the Drawings. Showing:

1 eine Prinzipdarstellung von Rohbilddaten, bei denen sich das Objekt zwischen den einzelnen Aufnahmen bewegt hat, 1 a schematic representation of raw image data in which the object has moved between the individual recordings,

2 Rekonstruktionsbilddaten mit Bewegungsartefakten, 2 Reconstruction image data with motion artifacts,

3 eine Prinzipdarstellung des Korrekturvorgangs von Bewegungsartefakten in Rekonstruktionsbilddaten mittels Inkonsistenzregistrierung, und 3 a schematic representation of the correction process of motion artifacts in reconstruction image data using inconsistency registration, and

4 die berechnete Inkonsistenzinformation der Beispieldaten in Abhängigkeit vom Korrekturschritt. 4 the calculated inconsistency information of the example data as a function of the correction step.

1 zeigt Rohbilddaten einer Strahlungseinrichtung, deren Einzelbilder bei zwei unterschiedlichen Strahlungsspektren aufgenommen wurden. Das Objekt im Niedrigenergie-Strahlungbild 1 ist dabei im Vergleich zum Objekt im Hochenergie-Strahlungsbild 2 verschoben. Dies erkennt man sehr deutlich in den Kurven 5 und 6, die die Signalintensitäten der mittleren Zeilen jeweils darstellen. Dabei zeigt Kurve 5 das Profil des Hochenergie-Strahlungsbildes 2 und Kurve 6 das Profil der mittleren Zeile des Niedrigenergie-Strahlungsbildes 1. Die x-Achse 3 gibt die jeweilige Spalte an und die y-Achse 4 Signalintensitäten. Während der Signalanstieg des Objekts bei der Kurve 6 bereits bei Pixel 40 beginnt und kurz nach Pixel 60 wieder auf das Rauschniveau absinkt, ist der Signalanstieg bei Kurve 5 erst ca. bei Pixel 45 zu erkennen und auch das Absinken auf das Rauschniveau beginnt erst ca. bei Pixel 66. Insgesamt liegt also in dieser Richtung eine Verschiebung um ca. fünf Pixel vor. 1 shows raw image data of a radiation device whose individual images were recorded at two different radiation spectra. The object in the low-energy radiation image 1 is in comparison to the object in the high-energy radiation image 2 postponed. This can be seen very clearly in the curves 5 and 6 representing the signal intensities of the middle lines, respectively. This shows curve 5 the profile of the high-energy radiation image 2 and curve 6 the profile of the middle line of the low energy radiation image 1 , The x-axis 3 indicates the respective column and the y-axis 4 Signal intensities. During the signal rise of the object at the curve 6 already at pixel 40 begins and shortly after pixels 60 returns to the noise level, is the signal rise in the curve 5 only about at pixel 45 to recognize and also the decline to the noise level begins only at about pixels 66 , Overall, there is a shift of about five pixels in this direction.

Die Rekonstruktionsbilddaten, die man aus diesen Rohbilddaten dann gewinnt, sieht man in 2. Im Wasserbild 7 erkennt man zwei halbmondartige Intensitätswerte, die sich vom Durchschnittssignal jeweils nach oben und unten deutlich abheben und die durch die Bewegung zwischen der Aufnahme der Rohbilddaten verursacht wurden. Die Skala 8 gibt die errechnete Wasserdicke in cm an. Im Knochenbild 9 sind diese Artefakte unter umgekehrten Vorzeichen ebenfalls zu sehen. Aus der Skala 10, die die Knochendicke in cm angibt, lässt sich ersehen, dass in Teilen des Knochenbildes 9 negative Knochendicken ermittelt wurden. Dies ist aber selbstverständlich sinnlos. Die Profile der Mittelspalten des Wasserbildes 11 und des Knochenbildes 15 zeigen an den artefaktbehafteten Stellen der Rekonstruktionsbilddaten Peaks mit jeweils unterschiedlichen Vorzeichen. Während die Kurve 14 um Pixel 40 herum einen positiven Peak aufweist ist in der entsprechenden Kurve 18 des Knochenbildes 9 an derselben Stelle ein Peak in negativer Richtung im Vergleich zur Grundlinie zu sehen. Umgekehrt ist im Bereich 50–60 der x-Achse 12 in der Kurve 14 ein negativer Peak auszumachen, der in Kurve 18 im gleichen Bereich der x-Achse 16 als positiver Peak in Erscheinung tritt. Die y-Achse 13 gibt dabei die Wasserdicke in cm an, und die y-Achse 17 die Knochendicke in cm.The reconstruction image data, which can be obtained from this raw image data, can be seen in 2 , In the water picture 7 One recognizes two crescent-like intensity values, which stand out clearly from the average signal in each case upwards and downwards and which were caused by the movement between the recording of the raw image data. The scale 8th gives the calculated water thickness in cm. In the bone picture 9 these artifacts can also be seen under reverse signs. Off the scale 10 , which indicates the bone thickness in cm, can be seen that in parts of the bone picture 9 negative bone thicknesses were determined. Of course, this is meaningless. The profiles of the middle columns of the water picture 11 and the bone picture 15 show at the artifact-related sites of the reconstruction image data peaks each having different signs. While the curve 14 around pixels 40 around has a positive peak is in the corresponding curve 18 of the bone picture 9 to see in the same place a peak in the negative direction compared to the baseline. Conversely, in the area 50 - 60 the x-axis 12 in the curve 14 to identify a negative peak in curve 18 in the same area of the x-axis 16 appears as a positive peak. The y-axis 13 indicates the water thickness in cm, and the y-axis 17 the bone thickness in cm.

3 und 4 zeigen, wie solche durch Bewegung verursachte Artefakte in den Rekonstruktionsbilddaten mittels Inkonsistenzregistrierung beseitig werden. Die erste Zeile 20 des Wasserbildes 19 und die erste Zeile 28 des Knochenbildes 27 zeigen die unkorrigierten Rekonstruktionsbilddaten. Für diese wird eine Inkonsistenzinformation unter Zuhilfenahme mindestens eines Inkonsistenzkriteriums, eines Inkonsistenzmaßes und einer Inkonsistenzzahl berechnet. Diese Inkonsistenzinformation ist in 4 in der Kurve 36 als erster Wert an der Stelle x = 0 der x-Achse 37 dargestellt. Die x-Achse 37 gibt die Anzahl der ausgeführten Korrekturschritte an, während die y-Achse 35 den Zahlenwert der Inkonsistenzinformation angibt. Dabei bedeuten höhere Zahlenwerte eine höhere Inkonsistenz. Aus den Inkonsistenzwerten wird dann eine Anpassungsrichtung für die Rohbilddaten berechnet, diese korrigiert, und aus den korrigierten Rohbilddaten neue Rekonstruktionsbilddaten berechnet. Diese liegen dann als Zeile 21 des Wasserbildes 19 und als Zeile 29 des Knochenbildes 27 vor. Man erkennt im Vergleich zu den Bildern ohne Korrektur, dass sich die Flächen, die durch Artefakte verschmutzt werden, verkleinert haben. Allerdings sind die Artefakte noch nicht vollständig verschwunden. Dies erkennt man auch an den für diese Bilder berechneten Inkonsistenzinformation, die in 4 an x = 1 der x-Achse 37 aufgetragen ist. Die Inkonsistenzinformation ist im Vergleich zu den unkorrigierten Rekonstruktionsbilddaten zwar kleiner geworden, aber noch deutlich von 0 verschieden. Dies bedeutet, dass die Artefakte in den Rekonstruktionsbilddaten weniger geworden sind, aber noch nicht gänzlich korrigiert werden konnten. Aber man erkennt, dass die Korrektur in eine positive Richtung verläuft. Daher werden die Korrekturschritte solange wiederholt, bis die Inkonsistenzinformation nach einem letzten fünften Korrekturschritt den Wert 0 erreicht hat, wie in 4 zu sehen ist. Die Zeilen 22, 23 und 24 des Wasserbildes 19 und die Zeilen 30, 31 und 32 des Knochenbildes 27 zeigen die entsprechenden Zwischenschritte, die zur Beseitigung der Bewegungsartefakte durchlaufen werden. Die Bilder mit der Inkonsistenzinformation = 0 entsprechend der Zeile 25 des Wasserbildes 19 und der Zeile 33 des Knochenbildes 27. Auf Skala 26 des Wasserbildes 19 ist die Wasserhöhe in cm aufgetragen. Man erkennt, dass die Werte in Zeile 25 um die Höhe 20 cm herum schwanken, wie Skala 26 festlegt. In Zeile 33 ist ein rundes Knochenstückgut zu erkennen. Seine Dicke wird durch die Skala 34, die die Knochendicke in cm angibt, angegeben. Da die Inkonsistenzinformation den Wert 0 erreicht hat, wird die Inkonsistenzregistrierung hier automatisch abgebrochen. Auch die Bilder weisen keinerlei Artefakte mehr auf und ein Abbruch ist daher gerechtfertigt. 3 and 4 show how such motion-induced artifacts in the reconstruction image data are eliminated by inconsistency registration. The first line 20 of the water picture 19 and the first line 28 of the bone picture 27 show the uncorrected reconstruction image data. For these, inconsistency information is calculated with the help of at least one inconsistency criterion, an inconsistency measure and an inconsistency number. This inconsistency information is in 4 in the curve 36 as the first value at the position x = 0 of the x-axis 37 shown. The x-axis 37 indicates the number of executed correction steps, while the y-axis 35 indicates the numerical value of the inconsistency information. Higher numerical values mean a higher inconsistency. From the inconsistency values, an adjustment direction for the raw image data is then calculated, corrected, and new reconstruction image data calculated from the corrected raw image data. These are then as a line 21 of the water picture 19 and as a line 29 of the bone picture 27 in front. It can be seen in comparison to the images without correction, that the areas that are contaminated by artifacts have shrunk. However, the artifacts have not completely disappeared yet. This can also be recognized by the inconsistency information calculated for these images 4 at x = 1 of the x-axis 37 is applied. The inconsistency information, in comparison to the uncorrected reconstruction image data, has become smaller, but still distinctly different from 0. This means that the artifacts in the reconstruction image data have become less, but have not yet been completely corrected. But you can see that the correction is going in a positive direction. Therefore, the correction steps are repeated until the inconsistency information reaches 0 after a final fifth correction step, as in FIG 4 you can see. The lines 22 . 23 and 24 of the water picture 19 and the lines 30 . 31 and 32 of the bone picture 27 show the corresponding intermediate steps that are taken to eliminate the motion artifacts. The images with the inconsistency information = 0 corresponding to the line 25 of the water picture 19 and the line 33 of the bone picture 27 , On scale 26 of the water picture 19 the water level is plotted in cm. One recognizes that the values in line 25 vary around the height 20 cm, like scale 26 sets. In line 33 is a round Knochenstückgut to recognize. His thickness is through the scale 34 indicating the bone thickness in cm. Since the inconsistency information has reached the value 0, the inconsistency registration is automatically aborted here. Also, the pictures have no more artifacts and a demolition is therefore justified.

Claims (40)

Verfahren zur Reduktion von Bewegungsartefakten im Rahmen der Aufnahme wenigstens zweier strahlungsbasierter Bilder eines Bildaufnahmebereichs mittels einer aus Pixeln bestehenden Matrix eines Strahlungsdetektors mit unterschiedlichen Strahlungsspektren, insbesondere mit zwei unterschiedlichen Röntgenstrahlungsspektren, mit den Schritten – Aufnahme von Rohbilddaten des Bildaufnahmebereichs mit den beiden unterschiedlichen Strahlungsspektren mit jeweils paarweise einander zugeordneten Messwerten – Berechnung von Rekonstruktionsbilddaten aus den Rohbilddaten – Ermittlung wenigstens einer eine etwaige Inkonsistenz der Rekonstruktionsbilddaten beschreibende Inkonsistenzinformation als Maß für etwaige Bewegungsartefakte, und Korrektur der Inkonsistenz in Abhängigkeit der ermittelten Inkonsistenzinformation.Method for reducing motion artifacts in the context of recording at least two radiation-based images an image pickup area by means of a pixel Matrix of a radiation detector with different radiation spectra, in particular with two different X-ray spectra, with the steps - Admission of raw image data of the image pickup area with the two different ones Radiation spectra with pairwise associated measured values - Calculation of reconstruction image data from the raw image data - Detection at least one of a possible inconsistency of the reconstruction image data descriptive inconsistency information as a measure of any motion artifacts, and correction of the inconsistency as a function of the ascertained inconsistency information. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Berechnung einer Inkonsistenzinformation einzubeziehenden Pixel durch wenigstens ein Inkonsistenzkriterium, das als Maß dafür verwendet wird, ob ein Pixel der Rekonstruktionsbilddaten als inkonsistent gilt, ausgewählt werden.Method according to claim 1, characterized in that that to be included in the calculation of inconsistency information Pixel by at least one criterion of inconsistency, which is used as a measure of this whether a pixel of the reconstruction image data is inconsistent applies, selected become. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Inkonsistenzkriterium für einen Pixel der Rekonstruktionsbilddaten ein Zahlenwert kleiner als Null des Pixels ist.Method according to claim 2, characterized in that that an inconsistency criterion for a pixel of the reconstruction image data is a numerical value smaller is zero of the pixel. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag des Zahlenwerts größer als der Betrag eines Messfehlers ist.Method according to claim 3, characterized that the amount of the numerical value is greater than the amount of a measurement error is. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Messfehler der Messfehler des jeweiligen Pixels verwendet wird.Method according to claim 4, characterized in that that the measuring error of the respective pixel is used as measuring error becomes. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Messfehler die Standardabweichung der Poissonverteilung der detektorseitig erzeugten und registrierten Photonen ist.Method according to claim 5, characterized in that that the measurement error is the standard deviation of the Poisson distribution is the detector generated and registered photons. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Messfehler aus der Standardabweichung des Mittelwerts der Zahlenwerte einer frei wählbaren Umgebung des Pixels ermittelt wird.Method according to claim 4, characterized in that that the measurement error is from the standard deviation of the mean of the Numerical values of a freely selectable Is determined surrounding the pixel. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Verteilungsfunktion zur Berechnung der Standardabweichung die Poissonverteilung benutzt wird.Method according to claim 7, characterized in that that as a distribution function to calculate the standard deviation the Poisson distribution is used. Verfahren nach einem der der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein gegebenenfalls weiteres Inkonsistenzkriterium für einen Pixel der Rekonstruktionsbilddaten das Überschreiten des Wertebereichs einer vorgegebenen Tabelle durch den Zahlenwert des Pixels ist.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that an optionally further inconsistency criterion for a pixel the reconstruction image data exceeding the value range a given table by the numerical value of the pixel. Verfahren nach einem der der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein gegebenenfalls weiteres Inkonsistenzkriterium für einen Pixel eine Änderung seines Zahlenwertes oberhalb eines Schwellenwertes im Vergleich zum Mittelwert der Zahlenwerte einer frei wählbaren Umgebung des Pixels in den entsprechenden Rekonstruktionsbilddaten ist.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that an optionally further inconsistency criterion for one Pixel a change its numerical value above a threshold value in comparison to the mean of the numerical values of a freely selectable environment of the pixel in the corresponding reconstruction image data. Verfahren nach einem der der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein gegebenenfalls weiteres Inkonsistenzkriterium für einen Pixel eine Änderung seines Zahlenwertes oberhalb eines Schwellenwertes im Vergleich zur Wurzel der Quadratsumme der Zahlenwerte einer frei wählbaren Umgebung des Pixels in den entsprechenden Rekonstruktionsbilddaten ist.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that an optionally further inconsistency criterion for one Pixel a change its numerical value above a threshold value in comparison to the root of the sum of squares of the numerical values of a freely selectable Surround the pixel in the corresponding reconstruction image data is. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert in Abhängigkeit des Messfehlers gewählt wird.Method according to one of claims 10 or 11, characterized that the threshold is dependent the measurement error is selected becomes. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Messfehler als Standardabweichung des Pixels definiert ist.Method according to claim 12, characterized in that that the measurement error is defined as the standard deviation of the pixel is. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Standardabweichung nach der Poissonverteilung berechnet wird.Method according to claim 13, characterized in that that the standard deviation is calculated according to the Poisson distribution becomes. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Messfehler als Standardabweichung der Zahlenwerte in einer frei wählbaren Umgebung des Pixels definiert wird.Method according to claim 14, characterized in that that the measurement error as the standard deviation of the numerical values in a freely selectable environment of the pixel is defined. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Verteilungsfunktion zur Berechnung der Standardabweichung die Poissonverteilung verwendet wird.Method according to claim 15, characterized in that that as a distribution function to calculate the standard deviation the Poisson distribution is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert von einem Bediener frei wählbar ist.Method according to one of claims 10 or 11, characterized that the threshold value can be freely selected by an operator. Verfahren nach einem der der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als ein Inkonsistenzmaß, das vorgibt, wie als inkonsistent gewertete Pixel zur Berechnung der Inkonsistenzinformation gewichtet werden, der Zahlenwert eines inkonsistenten Pixels auf 1 gesetzt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized characterized as being inconsistent, pretending to be inconsistent weighted pixels are weighted to calculate the inconsistency information , the numeric value of an inconsistent pixel is set to 1 becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Inkonsistenzmaß der Betrag des Zahlenwertes eines Pixels gewählt wird.Method according to one of claims 1 to 17, characterized that as an inconsistency measure the Amount of the numerical value of a pixel is selected. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Inkonsistenzmaß das Quadrat des Zahlenwertes eines Pixels gewählt wird.Method according to one of claims 1 to 17, characterized that as an inconsistency measure the Square of the numeric value of a pixel is chosen. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass als Inkonsistenzwert für einen Pixel, der ein Maß für die Inkonsistent eines Pixels ist, das Produkt aus Inkonsistenzkriterium und Inkonsistenzmaß des Pixels verwendet wird.Method according to one of claims 18 to 20, characterized that as an inconsistency value for a pixel that is a measure of the inconsistency of a Pixels is the product of inconsistency criterion and inconsistency measure of the pixel is used. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Inkonsistenzzahl, die ein Maß für die Inkonsistent eines Bildes der Rekonstruktionsbilddaten ist, die Summe aller Inkonsistenzwerte des Rekonstruktionsbildes ist.Method according to claim 21, characterized that an inconsistency number that is a measure of the inconsistency of an image of the reconstruction image data is the sum of all the inconsistency values of the Reconstruction image is. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch ge kennzeichnet, dass als Inkonsistenzzahl die Wurzel der Summe aller Inkonsistenzwerte eines Rekonstruktionsbildes verwendet wird.A method according to claim 21, characterized that as an inconsistency number is the root of the sum of all inconsistency values a reconstruction image is used. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Inkonsistenzinformation aus einer einzelnen Inkonsistenzzahl oder einer Kombination eines Teils oder aller Inkonsistenzzahlen berechnet wird.Method according to claim 22 or 23, characterized that at least one inconsistency information from a single Inconsistency number or a combination of part or all inconsistency numbers is calculated. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Inkonsistenzinformation dem Zahlenwert der kleinsten Inkonsistenzzahl entspricht. Method according to Claim 24, characterized that inconsistency information is the numerical value of the smallest inconsistency number equivalent. Verfahren nach einem Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine gegebenenfalls weitere Inkonsistenzinformation dem Zahlenwert der größten Inkonsistenzzahl entspricht.Method according to one of claims 24 or 25, characterized that an optionally further inconsistency information is the numerical value the largest inconsistency number equivalent. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine gegebenenfalls weitere Inkonsistenzinformation der Summe der Zahlenwerte aller Inkonsistenzzahlen entspricht.Method according to one of claims 24 to 26, characterized that an optionally further inconsistency information of the sum corresponds to the numerical values of all inconsistency numbers. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine gegebenenfalls weitere Inkonsistenzinformation der Wurzel der Summe der Quadrate der Zahlenwerte aller Inkonsistenzzahlen entspricht.Method according to one of Claims 24 to 27, characterized that an optionally further inconsistency information of the root the sum of the squares of the numerical values of all inconsistency numbers equivalent. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine gegebenenfalls weitere Inkonsistenzinformation einer gewichteten Summe aller Inkonsistenzzahlen entspricht.Method according to one of claims 24 to 28, characterized that an optionally further inconsistency information of a weighted Sum of all inconsistency numbers. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Wichtung der Inkonsistenzzahlen von den zur Bilderzeugung verwendeten Strahlungsspektren abhängt.Method according to claim 29, characterized that the weighting of inconsistency numbers from those to image generation used radiation spectra depends. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Inkonsistenzwerte dazu verwendet werden, die Anpassungsrichtung einer Korrekturbewegung, die aus Rotation und/oder Translation besteht, der Rohbilddaten festzulegen, und dass aus diesen neue Rekonstruktionsbilddaten berechnet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the inconsistency values are used to determine the adaptation direction of a correction movement, which consists of rotation and / or translation, of the raw image data, and that from this new reconstruct calculated image data. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass zum Vermeiden des Auffindens nur lokaler Minima ein Monte-Carlo- Algorithmus zum Festlegen der Korrekturbewegung der Rohbilddaten verwendet wird, und dass aus diesen neue Rekonstruktionsbilddaten berechnet werden.Method according to one of claims 1 to 30, characterized to avoid locating only local minima, a Monte Carlo algorithm for setting the correction movement of the raw image data is used, and that from this new reconstruction image data. Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Inkonsistenzwerte, Inkonsistenzzahlen und Inkonsistenzinformationen auf einer Speichereinrichtung gespeichert werden.A method according to claim 31 or 32, characterized that inconsistency values, inconsistency numbers, and inconsistency information a storage device to be stored. Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass aus den neuen Rekonstruktionsbilddaten neue Inkonsistenzwerte, Inkonsistenzzahlen und Inkonsistenzinformationen gewonnen werden.A method according to claim 31 or 32, characterized that from the new reconstruction image data new inconsistency values, Inconsistency numbers and inconsistency information are obtained. Verfahren nach den Ansprüchen 33 und 34, dadurch gekennzeichnet, dass die neu ermittelten Inkonsistenzinformationen mit den jeweiligen alten Inkonsistenzinformationen verglichen werden und daraus eine Beurteilung der Qualität der Anpassung erfolgt.Process according to claims 33 and 34, characterized that the newly determined inconsistency information with the respective old inconsistency information will be compared and therefrom one Assessment of quality the adjustment takes place. Verfahren nach den Ansprüchen 31 oder 32 und den Ansprüchen 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die beschriebenen Schritte solange wiederholt werden, bis wenigstens eine Inkonsistenzinformation einen Minimalwert erreicht.Process according to claims 31 or 32 and claims 33 to 35, characterized in that the steps described be repeated until at least one inconsistency information reached a minimum value. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass als Minimalwert für eine Inkonsistenzinformation 0 festgelegt ist.Method according to claim 36, characterized that as a minimum value for an inconsistency information 0 is set. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Minimalwert durch Überschreiten eines Minimums ermittelt wird.Method according to claim 36, characterized that the minimum value is exceeded a minimum is determined. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass nach Berechnung der Inkonsistenzinformationen der Rekonstruktions bilddaten auf den Rohbilddaten ein Standardregistrierungsverfahren durchgeführt wird und dass aus diesen veränderten Rohbilddaten neue Rekonstruktionsbilddaten mit entsprechenden Inkonsistenzinformationen berechnet werden.A method according to any one of claims 1 to 31, characterized in that after calculation of the inconsistency information the reconstruction image data on the raw image data is a standard registration method carried out and that changed from these Raw image data new reconstruction image data with corresponding inconsistency information be calculated. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 36 bis 38 und Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur der etwaigen Bewegungsartefakte in den Rekonstruktionsbilddaten durch Verwendung von Standardregistrierungsverfahren und Korrektur mittels Inkonsistenzinformationen jeweils in beliebiger Reihenfolge und Häufigkeit erfolgt.A method according to any one of claims 36 to 38 and claim 39, characterized in that the correction of any motion artifacts in the reconstruction image data Use of standard registration procedures and correction by means of Inconsistency information in any order and Frequency occurs.
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