DE19860036C1

DE19860036C1 - Verfahren zum Reduzieren von spalten- oder zeilenkorreliertem bzw. teilspalten- oder teilzeilenkorreliertem Rauschen bei einem digitalen Bildsensor sowie Vorrichtung zur Aufnahme von Strahlungsbildern

Info

Publication number: DE19860036C1
Application number: DE19860036A
Authority: DE
Inventors: Stefan Boehm
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 1998-12-23
Filing date: 1998-12-23
Publication date: 2000-03-30
Anticipated expiration: 2018-12-24

Abstract

Verfahren zum Reduzieren von korreliertem Rauschen bei einem digitalen Pixelmatrix-Bildsensor mit folgenden Schritten: DOLLAR A a) Durchführung einer Filterung der Bildsignale des aufgenommenen Bilds zur Ermittlung eines Hochpaß-Filterbilds und eines Tiefpaß-Filterbilds, DOLLAR A b) Durchführung einer zeilen- und einer spaltenbezogenen Faltung jedes Signals des Hochpaß-Filterbilds und Ermittlung eines zeilen- und eines spaltenbezogenen Korrekturwerts, DOLLAR A c) Korrektur der einzelnen pixelbezogenen Signale des Hochpaß-Filterbilds mit den zu jedem pixelbezogenen Signal ermittelten zeilen- und spaltenbezogenen Korrekturwerten durch rechnerische Verknüpfung, und DOLLAR A d) Rekonstruktion des rauschreduzierten Bilds durch rechnerische Verknüpfung des korrigierten Hochpaß-Filterbilds mit dem Tiefpaß-Filterbild.

Description

Bei digitalen Festkörperdetektoren (z. B. aus amorphem Silizi um aSi) wird das Zeilenrauschen, welches von der Ausleseelek tronik verursacht wird, durch ein digitales Zeilenklemmver fahren reduziert. Hierzu wird am Rand des Detektors oder des Sensors ein schmaler Streifen von etwa 80 Pixelspalten mit Blei abgeschirmt, damit das Dunkelsignal der einzelnen Pixel dieses Bereiches ohne Störung durch das Röntgensignal gemes sen werden kann. Dieser Bereich wird Dunkelzone oder Dark Reference Zone (DRZ) genannt. Das Zeilenrauschen wird in Zei lenrichtung durch Mittelwertbildung über die jeweiligen Zei lenpixel gemessen. Die Korrektur des Zeilenrauschens erfolgt nun indem über den Rest der Zeile die ermittelte Konstante aus der DRZ abgezogen wird. Problematisch hierbei ist jedoch, daß die DRZ die Nutzfläche des Detektors reduziert. Darüber hinaus wird eine Bufferzone nötig, damit der Einfluß von Streuprozessen in die DRZ hinein minimiert wird. Es kann nur ein Zeilenrauschen korrigiert werden, welches über die gesam te Zeile hinweg streng mit einer Konstante korreliert ist. Nicht konstantes Zeilenrauschen, abschnittsweise Zeilenrau schen und nichtkalibrierbare Streifenartefakte können nicht korrigiert werden.

Derartige digitale Festkörperdetektoren mit einer Pixelma trix, bei denen zur Reduktion von Spalten- oder zeilenkorre lierten Rauschen Signale aus einer DRZ gewonnen werden, sind beispielsweise aus der DE 42 32 401 A1 oder der DE 197 46 623 C1 bekannt.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren anzu geben, bei dem eine Rausch- oder Artefaktreduktion ohne Ver wendung einer Dunkelzone möglich ist.

Zur Lösung dieses Problems ist ein Verfahren der eingangs ge nannten Art erfindungsgemäß durch folgende Schritte gekenn zeichnet:

a) Durchführung einer Filterung der Bildsignale des aufgenom menen Bilds zur Ermittlung eines Hochpaß-Filterbilds und eines Tiefpaß-Filterbilds,
b) Durchführung einer zeilenbezogenen und einer spaltenbezo genen Faltung jedes Signals des Hochpaß-Filterbilds und Ermittlung eines zeilenbezogenen und eines spaltenbezoge nen Korrekturwerts,
c) Korrektur der einzelnen pixelbezogenen Signale des Hoch paß-Filterbilds mit den zu jedem pixelbezogenen Signal er mittelten zeilen- und spaltenbezogenen Korrekturwerten durch rechnerische Verknüpfung, und
d) Rekonstruktion des rauschreduzierten Bilds durch rechneri sche Verknüpfung des korrigierten Hochpaß-Filterbilds mit dem Tiefpaß-Filterbild.

Das erfindungsgemäße Verfahren kommt mit besonderem Vorteil ohne DRZ aus. Das Zeilenrauschen wird unmittelbar aus der Bildinformation gewonnen, da im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausschließlich die Signale des aufgenommenen Bil des zur Ermittlung der Korrekturwerte verwendet werden. Damit kann die DRZ entfallen. Das Zeilenrauschen kann über die Zei le beliebig korreliert sein, auch abschnittsweise, eine Kor rektur und Reduktion ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in jedem Fall möglich. Das Verfahren arbeitet gleichermaßen in Spaltenrichtung, so daß auch bisher nichtkorrigierbares Streifenrauschen und nichtkorrigierbare Streifenartefakte be arbeitet werden können. Darüber hinaus kann bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die gesamte sensitive Fläche des Bildsensors zur Aufnahme des Bildes verwendet werden, da eine Abschirmung eines Teilbereichs nicht mehr erforderlich ist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedan kens kann vorgesehen sein, daß im Rahmen der zeilen- und der spaltenbezogenen Faltung in einem ersten Faltungsschritt ein Umgebungsmittelwert für die Zeilenfaltung und ein Umgebungs mittelwert für die Spaltenfaltung aus einer vorbestimmten An zahl an Signalen aus der Umgebung eines jeden Pixels ermit telt wird, wobei bei der zeilenbezogenen Faltung die Signale der Zeile des betrachteten Pixels und bei der spaltenbezoge nen Faltung die Signale der Spalte des betrachteten Pixels unberücksichtigt bleiben, und daß in einem zweiten Faltungs schritt ein Zeilenmittelwert und ein Spaltenmittelwert aus einer vorbestimmten Anzahl an Signalen der Zeile und der Spalte des Pixels bestimmt wird, wonach der zeilen- und der spaltenbezogene Korrekturwert durch rechnerische Verknüpfung aus dem jeweiligen Umgebungsmittelwert und dem jeweiligen Zeilen- bzw. Spaltenmittelwert bestimmt wird. Es werden also vorteilhaft zwei separate Faltungsschritte im Rahmen der zei len- und der spaltenbezogenen Faltung vorgenommen. Im ersten Faltungsschritt wird ein Umgebungsmittelwert zu jedem be trachteten Pixel der Pixelmatrix berechnet, wobei die Signale der jeweiligen Zeile bzw. Spalte, in welcher der betrachtete Pixel vorkommt, unberücksichtigt bleiben. Es wird also mit einer Dekorrelationszeile gearbeitet, was den Vorteil hat, daß das eigentliche Rauschsignal des betrachteten Pixels, das den erhaltenen Mittelwert verfälschen würde, zur eigenen Kor rektur unberücksichtigt bleibt. Anschließend wird jeweils in einem zweiten Schritt ein Mittelwert für die jeweilige Zeile bzw. Spalte dieses Pixels berechnet, also der Mittelwert der Dekorrelationszeile selbst, wonach erst durch geeignete rech nerische Verknüpfung dieser beiden Werte der jeweilige Kor rekturwert ermittelt wird. Insgesamt sind als im Rahmen einer vollständigen Korrektur vier Faltungsschritte erforderlich, wobei beispielsweise zunächst sämtliche zeilenbezogenen Fal tungsschritte erfolgen und anschließend sämtliche spalten bezogenen Faltungsschritte. Dabei kann die rechnerische Ver knüpfung der bestimmten Mittelwerte derart sein, daß der Zei len- bzw. der Spaltenmittelwert vom zeilen- bzw. vom spalten bezogenen Umgebungsmittelwert subtrahiert wird, oder daß der Zeilen- bzw. der Spaltenmittelwert invertiert und zum zeilen- bzw. spaltenbezogenen Umgebungsmittelwert addiert wird. Das Signal des jeweiligen Pixels, welcher im Rahmen der Erzeugung des Hochpaß- und des Tiefpaß-Filterbilds oder im Rahmen der Faltung betrachtet wird, kann erfindungsgemäß unter Wichtung mittels eines Wichtungsfaktors berücksichtigt werden, d. h., das jeweilige Pixelsignal geht im Bedarfsfall im Rahmen der Mittelwertbildung etwas stärker oder schwächer ein.

Um zu vermeiden, daß die Signale an hochkontrastigen Objekt kanten, welche möglichst scharf und genau dargestellt werden sollen, jedoch entsprechende Signale im Hochpaß-Filter lie fern, ebenfalls korrigiert werden, was zu einem Verschleifen der Kante und einer geringeren Erkennbarkeit führt, kann er findungsgemäß vorgesehen sein, daß zu jedem zeilen- und spal tenbezogenen Korrekturwert ein mit diesem zu multiplizieren der Faktor, der eine Adaption an Objektkanten ermöglicht, er mittelt wird. Mittels dieses Faktors, der beispielsweise 0 ist, wenn tatsächlich eine nicht zu korrigierende Kante vor liegt, so daß dann durch Multiplikation der Korrekturwert ebenfalls 0 ist und eine Korrektur unterbleibt, und der bei spielsweise 1 ist, wenn korrigiert werden soll, wird mit be sonderem Vorteil sichergestellt, daß solche Objektkanten nicht korrigiert werden. Die Rauschsignale um die Objektkante selbst, die in der Regel wesentlich geringer sind als das an der Objektkante gegebene Signal im Hochpaß-Filterbild werden jedoch nach wie vor korrigiert, so daß das Rauschen und et waige Artefakte im Bereich der hochkontrastigen Objektkanten im Rahmen der Korrektur mit Kantenadaption reduziert werden kann. Dabei kann zur Ermittlung des Faktors eine Look-up-Ta belle verwendet werden, mittels welcher basierend auf den Si gnalen des Hochpaß-Filterbilds die Faktoren gewählt werden. Diese Look-up-Tabelle bildet ein geglättetes Hochpaß-Filter bildsignal ab, mit dem das Signal des jeweils betrachteten Pixels quasi verglichen wird. Ist das pixelbezogene Signal sehr groß so befindet sich dort eine hochkontrastige Objekt kante, eine Korrektur muß unterbleiben, der Faktor wird zu 0 gewählt. Ist das pixelbezogene Signal sehr klein, was im un mittelbaren Bereich um die Objektkante der Fall ist, so han delt es sich um einen echten Rauschbeitrag, der zu korrigie ren ist, weshalb in einem solchen Fall als Faktor beispiels weise eine 1 gewählt wird. Da die Signale des Hochpaß-Filter bilds aufgrund der Filterung um 0 schwanken, also positive und negative Signalwerte gegeben sind, kann erfindungsgemäß zur Ermittlung des Faktors der Betrag eines jeweiligen Si gnals des Hochpaß-Filterbilds gebildet und berücksichtigt werden, sofern in der Look-up-Tabelle nur positive Signal werte berücksichtigt werden können. Alternativ können, wenn die Look-up-Tabelle auch für den Vergleich mit negativen Signalwerten ausgelegt ist, sowohl positive als auch negative Signale berücksichtigt werden. Als zweckmäßig hat es sich im Rahmen der Faktorenermittlung ferner erwiesen, wenn vor der Ermittlung der Faktoren das Hochpaß-Filterbild zur Glättung gefiltert wird. Ist das Hochpaß-Filterbild stark verrauscht, kann hier durch eine hinreichende Glättung und eine genaue Bestimmung etwaiger Objektkanten erreicht werden. Zur Filte rung kann ein Tiefpaß-Filter unter Durchführung einer Faltung der Bildsignale dienen, alternativ hierzu kann die Filterung auch mittels einen Median-Filters erfolgen.

Um bei Vorliegen eines nur wenig verrauschten Bildes, dessen Rauschbeitrag im wesentlichen von Kanten- oder elektrischem Pixelrauschen stammt, zu vermeiden, daß eine Fehlkorrektur vorgenommen wird, im Rahmen welcher mitunter aufgrund der rechnerischen Korrektur noch größere Fehler eingebracht wer den können, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß ledig lich solche Korrekturwerte im Rahmen der Korrektur des Hoch paß-Filterbilds berücksichtigt werden, die größer als ein vorbestimmter Schwellwert sind. Ist also ein ermittelter Kor rekturwert sehr klein, was dann der Fall ist, wenn der pixel bezogene Rauschbeitrag sehr niedrig ist, so wird dieser nur berücksichtigt, wenn er größer als der vorbestimmte Schwell wert ist. Ist er niedriger, liegt nahe, daß es sich nur um ein Kanten- oder elektrisches Pixelrauschen handelt, das an und für sich nicht zu korrigieren ist. Im Rahmen dieser Schwellwertüberprüfung kann erfindungsgemäß jeder Korrektur wert über eine Schwellwert-Look-Up-Tabelle geführt werden.

Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung ferner eine Vor richtung zur Aufnahme von Strahlungsbildern, insbesondere ei ne medizinische Diagnose- oder Therapie- und Behandlungsan lage, mit einem digitalen, aus einer Pixelmatrix bestehenden Bildsensor, und einem Rechenmittel zum Korrigieren von zei len- oder spaltenkorreliertem oder teilzeilen- oder teilspal tenbezogenem Rauschen. Diese Vorrichtung zeichnet sich da durch aus, daß das Rechenmittel zur Durchführung einer Filte rung der Bildsignale des aufgenommenen Bilds zur Ermittlung eines Hochpaß-Filterbilds und eines Tiefpaß-Filterbilds, zur Durchführung einer zeilenbezogenen und einer spaltenbezogenen Faltung jedes Signals des Hochpaß-Filterbilds zur Ermittlung eines zeilenbezogenen und eines spaltenbezogenen Korrektur werts, zur Korrektur der einzelnen pixelbezogenen Signale des Hochpaß-Filterbilds mit den zu jedem Pixel bezogenen Signal ermittelten zeilen- und spaltenbezogenen Korrekturwerten durch rechnerische Verknüpfung, sowie zur Rekonstruktion des rauschreduzierten Bilds durch rechnerische Verknüpfung des korrigierten Hochpaß-Filterbilds mit dem Tiefpaß-Filterbild ausgebildet ist.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind den abhängigen Unteransprüchen zu entnehmen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er geben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbei spiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrich tung, und

Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Darstellung des Ablauf des er findungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt in Form einer Prinzipskizze eine erfindungsge mäße Vorrichtung zur Aufnahme von Strahlungsbildern, welche als medizinische Diagnose- oder Therapie- und Behandlungsvor richtung ausgebildet ist. Mittels einer Röntgenstrahlenquelle 1 wird Röntgenstrahlung erzeugt, wobei diese über die Vorrich tungssteuerung 2 gesteuert erfolgt. In der Vorrichtungs steuerung 2 sind die hierfür erforderlichen Komponenten wie beispielsweise der Hochspannungsgenerator etc. beinhaltet oder dieser zugeordnet, was nicht näher dargestellt und an sich bekannt ist. Die erzeugte Röntgenstrahlung durchstrahlt einen Patienten 3 und trifft auf einen digitalen Bildsensor, der eine Pixelmatrix aufweist. Die einzelnen Pixelbildsignale werden von einem im gezeigten Beispiel in der Vorrichtungs steuerung 2 integrierten Auslesemittel 5 ausgelesen und an ein Rechenmittel 6 gegeben, welches zum Erzeugen und Ausgeben des Strahlungsbilds sowie zur Durchführung von Rauschkorrek turen ausgebildet ist. Das Rechenmittel 6 ist mit einem Aus gabemedium 7 in Form eines Monitors verbunden, auf dem die Strahlungsbilder ausgegeben werden können.

Fig. 2 zeigt in Form eines Flußdiagramms den Ablauf des er findungsgemäßen Verfahrens. Ein mittels des digitalen Bild sensors 4 aufgenommenes Eingangsbild EB wird zunächst im Schritt 9 einer Filterung unterworfen, um ein Hochpaß-Filter bild und ein Tiefpaß-Filterbild zu erzeugen. Hierzu wird mit tels eines Tiefpaß-Filters in Schritt 9 eine Faltung der Pi xelsignale vorgenommen, wozu eine N × N-Maske verwendet wird. N kann hierbei beliebig gewählt werden, im gezeigten Beispiel handelt es sich um eine 5 × 5-Maske. Die Signale s_LP des Tief paß-Filterbildes werden anschließend von den Signalen so des Eingangsbildes EB abgezogen und hierdurch wird ein Hochpaß- Filterbild erhalten, in dem zu jedem Pixel ein pixelbezogenes Signal d gegeben ist, welches über entsprechende Koordinaten x, y pixelbezogen ist. Jedes pixelbezogene Signal d(x, y) wird anschließend mit vier Richtungsmasken in insgesamt vier Fal tungsschritten gefaltet. In den Schritten 10, 11 wird zu nächst eine zeilenbezogene Spaltung durchgeführt. Im ersten zeilenbezogenen Faltungsschritt 10 wird das Signal d(x, y) ei nes jeden Pixels mit einer L × M-Maske gefaltet, um einen Umge bungsmittelwert aus den Signalen der den das Signal d(x, y) liefernden Pixel umgebenden Pixel zu ermitteln. Die L × M-Maske weist eine Dekorrelationszeile auf, in welcher der Pixel be ziehungsweise das Signal des bearbeiteten Pixels liegt. Das heißt, im Rahmen der Ermittlung des Umgebungsmittelwertes wird die Zeile, in der der bearbeitete Pixel liegt, nicht be rücksichtigt.

Im zweiten zeilenbezogenen Faltungsschritt 11 wird der Zei lenmittelwert der Zeile, in der der betrachtete Pixel bezie hungsweise dessen Signal liegt, ermittelt, das heißt, es wird der Mittelwert der Dekorrelationszeile, die im Schritt 10 un berücksichtigt blieb, ermittelt. In Schritt 12 wird die Dif ferenz zwischen den zeilenbezogenen Umgebungsmittelwert und den Zeilenmittelwert bestimmt, was entweder dadurch erfolgen kann, daß beide unmittelbar voneinander abgezogen werden, oder aber daß der Zeilenmittelwert zunächst invertiert wird und anschließend beide Werte addiert werden. Erhalten wird ein aus der zeilenbezogenen Faltung hervorgegangener pi xelbezogener Korrekturwert d_z(x, y). In gleicher Weise wird in den Schritten 13, 14 eine spaltenbezogene Faltung vorgenom men. In Schritt 13 wird zunächst mit einer M × L-Maske ein spaltenbezogener Umgebungsmittelwert zu jedem einzelnen Pixel ermittelt, wobei auch hier mit einer Dekorrelationsspalte ge arbeitet wird, das heißt, die Signale der Pixel der Spalte, in welcher der betrachtete Pixel liegt, werden bei der Er mittlung des Umgebungsmittelwerts nicht berücksichtigt. In Schritt 14 wird dann der Spaltenmittelwert dieser Dekorrela tiongszeile mit einer 1 × L-Maske durch Faltung ermittelt. In Schritt 15 werden dann die beiden erhaltenen Werte in ent sprechender, wie bezüglich Schritt 12 beschriebenen Weise rechnerisch miteinander verknüpft, um die Differenz zu ermit teln. Hieraus ergibt sich dann der spaltenbezogene Korrektur wert d_s(x, y). Bereits anhand dieser beiden Korrekturwerte ist es möglich, das jeweilige Signal d(x, y) im Hochpaß-Filterbild eines jeden Pixels zu Korregieren, wie anhand der gestrichelten Linien in Fig. 2 dargestellt ist. In diesem Fall erfolgt die Korrektur des Detailsignals gemäß

d_kor(x, y) = d_z(x, y) + d_s(x, y) + d(x, y).

Auf diese Weise wird jedes pixelbezogene Detailsignal d(x, y) mit den zugehörigen ermittelten Korrekturwerten d_z(x, y) und d_s(x, y) rechnerisch verknüpft. Das gesamte, in Schritt 16 er haltene korrigierte Hochpaß-Filterbild wird anschließend in Schritt 17 mit dem Tiefpaß-Filterbild verknüpft, wodurch das rausch- und artefaktreduzierte Bild erhalten wird, was an schließend ausgegeben werden kann.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung dieses erfindungsgemä ßen Verfahrens werden alternativ zur unmittelbaren Verarbei tung der Korrekturwerte d_z(x, y), d_s(x, y) zu jedem dieser Wer te entsprechende Faktoren ermittelt, die eine Adaption an Ob jektkanten ermöglichen und die verhindern, daß objektkanten bezogene Signale, die nicht zu korrigieren sind, da ansonsten Objektkanten verschmiert werden würden, korrigiert werden. Hierzu wird in Schritt 18 zunächst eine nochmalige Filterung des hochpaß-gefilterten Bildes mittels eines Tiefpaß-Filters und einer Faltung mit einer P × P-Maske durchgeführt, wodurch das möglicherweise noch stark verrauschte Hochpaß-Filterbild nochmals geglättet wird und tatsächliche Kanten noch deutli cher hervortreten. In Schritt 19 wird anschließend zu jedem im Schritt 18 gefilterten Bild vorliegenden Detailsignal der Betrag gebildet, wobei dieser Signalwert dann in Schritt 20 mit einer Look-up-Tabelle (LUT) zur Ermittlung des jeweiligen Faktors verglichen wird. Längs der Abszisse ist der Wert des Detailsignals, längs der Ordinate der jeweilige Faktor aufge tragen. Ist also das Detailsignal des gefilterten, geglätte ten Hochpaß-Filterbildes groß, so deutet dies auf ein star kes, von einer Objektkante rührendes Originalsignal hin, wel ches an und für sich nicht korrigiert werden darf. Infolge dessen wird hier ein Faktor 0 gewählt. Bei niedrigen Wert des Detailsignals wird ein Faktor von 1 gewählt, wie anhand des dargestellten exemplarischen Verlaufs der Look-up-Tabelle in Schritt 20 ersichtlich. In diesen Fall erfolgt dann eine vollständige Rauschkorrektur. Auf diese Weise ist es möglich, zu jedem pixelbezogenen Signal des Hochpaß- Filterbilds einen Faktor c(x, y) ermittelt, der dann in den Schritten 21, 22 mit dem jeweiligen zeilen- beziehungsweise spaltenbezogenen Korrekturwert d_z(x, y) und d_s(x, y) multipli ziert wird.

Jeder durch Multiplikation mit dem jeweiligen Faktor c(x, y) gewichtete Korrekturwert d_s(x, y) beziehungsweise d_z(x, y) wird in den Schritten 23, 24 mit einer Schwellwert-Look-up-Tabelle verarbeitet. Mit dieser Schwelle-Look-up-Tabelle wird ein Schwellwert gesetzt. Lediglich solche Korrekturwerte, die größer als dieser Schwellwert sind, gehen anschließend in die Korrektur des Hochpaß-Filterbildes ein, solche Korrektur werte, die niedriger als die Schwelle sind, bleiben unberück sichtigt. Hierdurch wird erreicht, daß tatsächlich nur solche Signale korrigiert werden, deren Rauschbeitrag tatsächlich zu korrigieren ist, bei, dem es sich also nicht nur um quanten- oder elektronisches Pixelrauschen handelt, was an und für sich in einem ansonsten rauscharmen Bild nicht zu korrigieren ist. Das Einbringen von korrekturbedingten Fehlern wird hier durch vermieden. Anschließend wird in den Schritten 25, 26 jedes Signal d(x, y) mit den jeweiligen Korrekturwerten korri giert, was wie folgt beschrieben werden kann:

d_kor(x, y) = c(x, y) d_z(x, y) + c(x, y) d_s(x, y) + d(x, y)

Das hierdurch korrigierte Hochpaß-Filterbild wird anschlie ßend zur Rekonstruktion in Schritt 27 aus das Tiefpaß-Filter bild, welches bereits in Schritt 9 erhalten wurde, addiert, wonach das rausch- und artefaktreduzierte Bild am Monitor ausgegeben wird.

Sämtliche der bezüglich Fig. 2 beschriebenen Verfahrens schritte werden im Rechenmittel 6 durchgeführt, welches ent sprechend zur Durchführung dieser Schritte ausgebildet ist.

Claims

1. Verfahren zum Reduzieren von spalten- oder zeilenkorre liertem bzw. telispalten- oder teilzeilenkorreliertem Rau schen bei einem digitalen, aus einer Pixelmatrix bestehenden Bildsensor, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Durchführung einer Filterung der Bildsignale des aufgenom menen Bilds zur Ermittlung eines Hochpaß-Filterbilds und eines Tiefpaß-Filterbilds,
b) Durchführung einer zeilenbezogenen und einer spaltenbezo genen Faltung der Signale des Hochpaß-Filterbilds mit je weils einer Richtungsmaske und Ermittlung eines zeilenbe zogenen und eines spaltenbezogenen Korrekturwerts zu jedem pixelbezogenen Signal,
c) Korrektur der einzelnen pixelbezogenen Signale des Hoch paß-Filterbilds mit den zu jedem pixelbezogenen Signal er mittelten zeilen- und spaltenbezogenen Korrekturwerten durch rechnerische Verknüpfung, und
d) Rekonstruktion des rauschreduzierten Bilds durch rechneri sche Verknüpfung des korrigierten Hochpaß-Filterbilds mit dem Tiefpaß-Filterbild.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß im Rahmen der zeilen- und der spaltenbezogenen Faltung in einem ersten Faltungsschritt ein Umgebungsmittelwert für die Zeilenfaltung und ein Umge bungsmittelwert für die Spaltenfaltung aus einer vorbestimm ten Anzahl an Signalen aus der Umgebung eines jeden Pixels ermittelt wird, wobei bei der zeilenbezogenen Faltung die Si gnale der Zeile des betrachteten Pixel und bei der spaltenbe zogenen Faltung die Signale der Spalte des betrachteten Pi xels unberücksichtigt bleiben, und daß in einem zweiten Fal tungsschritt ein Zeilenmittelwert und ein Spaltenmittelwert aus einer vorbestimmten Anzahl an Signalen der Zeile und der Spalte des Pixels bestimmt wird, wonach der zeilen- und der spaltenbezogene Korrekturwert durch rechnerische Verknüpfung aus dem jeweiligen Umgebungsmittelwert und dem jeweiligen Zeilen- bzw. Spaltenmittelwert bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß im Rahmen der rechnerischen Verknüpfung der Zeilen- bzw. der Spaltenmittelwert vom zei len- bzw. dem spaltenbezogenen Umgebungsmittelwert subtra hiert wird, oder daß der Zeilen- bzw. der Spaltenmittelwert invertiert und zum zeilen- bzw. spaltenbezogenen Umgebungs mittelwert addiert wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal des jeweiligen Pixels, welcher im Rahmen der Erzeugung des Hochpaß- und des Tiefpaß-Filterbilds oder im Rahmen der Faltung betrachtet wird, unter Wichtung mittels eines Wich tungsfaktors berücksichtigt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu je dem pixelbezogenen Signal des Hochpaß-Filterbilds ein mit dem jeweiligen pixelbezogenen zeilen- und spaltenbezogenen Kor rekturwert zu multiplizierender Faktor, der eine Adaption an Objektkanten ermöglicht, ermittelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß zur Ermittlung eine Look-up- Tabelle verwendet wird, mittels welcher basierend auf den Si gnalen des Hochpaß-Filterbilds die Faktoren gewählt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß zur Ermittlung des Faktors der Betrag eines jeweiligen Signals des Hochpaß-Filterbilds gebildet und berücksichtigt wird, oder daß zur Ermittlung des Faktors positive und negative Signale berücksichtigt werden können.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß vor der Ermittlung der Faktoren das Hochpaß-Filterbild zur Glättung gefiltert wird.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Filterung mittels eines Tiefpaß-Filters unter Durchführung einer Faltung der Bildsignale oder mittels eines Median-Filters erfolgt.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ledig lich solche Korrekturwerte im Rahmen der Korrektur des Hoch paß-Filterbilds berücksichtigt werden, die größer als ein vorbestimmter Schwellwert sind.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß jeder Korrekturwert über ei ne Schwellwert-Look-up-Tabelle geführt wird.

12. Vorrichtung zur Aufnahme von Strahlungsbildern, insbe sondere medizinische Diagnose- oder Therapie- und Behand lungsanlage, mit einem digitalen, aus einer Pixelmatrix be stehenden Bildsensor, und einem Rechenmittel zum Korrigieren von zeilen- oder spaltenkorreliertem oder teilzeilen- oder teilspaltenbezogenem Rauschen, dadurch ge kennzeichnet, daß das Rechenmittel (6) zur Durchführung einer Filterung der Bildsignale des aufgenomme nen Bilds zur Ermittlung eines Hochpaß-Filterbilds und eines Tiefpaß-Filterbilds, zur Durchführung einer zeilenbezogenen und einer spaltenbezogenen Faltung der Signale des Hochpaß- Filterbilds mit jeweils einer Richtungsmaske und Ermittlung eines zeilenbezogenen und eines spaltenbezogenen Korrekturwerts zu jedem pixelbezogenen Signal, zur Korrektur der einzelnen pixelbezogenen Signale des Hochpaß-Filterbilds mit den zu je dem pixelbezogenen Signal ermittelten zeilen- und spaltenbe zogenen Korrekturwerten durch rechnerische Verknüpfung, sowie zur Rekonstruktion des rauschreduzierten Bilds durch rechne rische Verknüpfung des korrigierten Hochpaß-Filterbilds mit dem Tiefpaß-Filterbild ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch ge kennzeichnet, daß das Rechenmittel (6) im Rah men der zeilen- und der spaltenbezogenen Faltung zur Durch führung eines ersten Faltungsschritts (10, 13) zur Ermittlung eines Umgebungsmittelwerts für die Zeilenfaltung und eines Umgebungsmittelwert für die Spaltenfaltung aus einer vorbe stimmten Anzahl an Signalen aus der Umgebung eines jeden Pi xels ausgebildet ist, wobei bei der zeilenbezogenen Faltung die Signale der Zeile des betrachteten Pixel und bei der spaltenbezogenen Faltung die Signale der Spalte des betrach teten Pixels unberücksichtigt bleiben, und daß das Rechenmit tel (6) zur Durchführung eines zweiten Faltungsschritts (11, 14) zur Bestimmung eines Zeilenmittelwerts und eines Spalten mittelwerts aus einer vorbestimmten Anzahl an Signalen der Zeile und der Spalte des Pixels ausgebildet ist, sowie zur Bestimmung des zeilen- und der spaltenbezogenen Korrektur werts (d_z, d_s) durch rechnerische Verknüpfung aus dem jewei ligen Umgebungsmittelwert und dem jeweiligen Zeilen- bzw. Spaltenmittelwert (12, 15).

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch ge kennzeichnet, daß das Rechenmittel (6) im Rah men der rechnerischen Verknüpfung (12, 15) zum Subtrahieren des Zeilen- bzw. der Spaltenmittelwerts vom zeilen- bzw. dem spaltenbezogenen Umgebungsmittelwert, oder zum Invertieren des Zeilen- bzw. Spaltenmittelwerts und zum Addieren mit dem zeilen- bzw. spaltenbezogenen Umgebungsmittelwert ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Re chenmittel (6) zum Wichten des Signal des jeweiligen im Rah men der Erzeugung des Hochpaß- und des Tiefpaß-Filterbilds oder im Rahmen der Faltung zu berücksichtigenden Pixels mit tels eines Wichtungsfaktors und zur Verarbeitung des gewich teten Signals ausgebildet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Rechenmittels (6) zu jedem zeilen- und spaltenbezogenen Korrekturwert (d_z, d_s) ein Faktor (c) ermittelbar ist, der mit dem jeweiligen zeilen- oder spaltenbezogenen Korrektur wert zu multiplizieren ist (21, 22) und der eine Adaption an Objektkanten ermöglicht.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch ge kennzeichnet, daß im Rechenmittel (6) eine Look-up-Tabelle abgelegt ist, mittels welcher basierend auf den Signalen des Hochpaß-Filterbilds die Faktoren ermittelbar sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch ge kennzeichnet, daß im Rechenmittel (6) eine Look-up-Tabelle abgelegt ist, die die Ermittlung der Faktoren basierend ausschließlich auf positiven Signalen des Hochpaß- Filterbilds ermöglicht, wobei das Rechenmittel (6) zur Bil dung des Betrags (19) des jeweiligen Signals ausgebildet ist, oder daß im Rechenmittel (6) eine Look-up-Tabelle abgelegt ist, die die Ermittlung der Faktoren basierend auf positiven und negativen Signalen des Hochpaß-Filterbilds zuläßt.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechenmittel (6) zur Durchführung einer Filterung (18) des Hochpaß-Filterbilds vor der Ermittlung der Faktoren (c) aus gebildet ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß als Filtermittel für die jeweilige Filterung ein Tiefpaß-Filter unter Durchführung einer Faltung der Bildsignale oder ein Me dian-Filter vorgesehen ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß im Re chenmittel (6) ein Mittel zum Festlegen eines Schwellwerts vorgesehen sind, derart, daß vom Rechenmittel (6) lediglich solche Korrekturwerte im Rahmen der Korrektur des Hochpaß- Filterbilds zu verarbeiten sind, die größer als ein vorbe stimmter Schwellwert sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch ge kennzeichnet, daß das Mittel eine Schwellwert- Look-up-Tabelle ist.