DE3726595A1 - Vorrichtung zur korrektur von zwischen verschiedenen ansichten stattfindender bewegung in einem abbildungssystem sowie verfahren dafuer - Google Patents
Vorrichtung zur korrektur von zwischen verschiedenen ansichten stattfindender bewegung in einem abbildungssystem sowie verfahren dafuerInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft das Abbilden
und mehr im Besonderen den Nachweis und die Korrektur
von Gegenstandsbewegung in einem Abbildungssystem, mit
dem aufeinanderfolgende Ansichten aus verschiedenen Po
sitionen aufgenommen werden, wobei jede Ansicht eine
zweidimensionale Projektion des dreidimensionalen Ge
genstandes repräsentiert.
Obwohl die vorliegende Erfindung in anderen Arten
von Abbildungssystemen benutzt werden kann, wie bei der
Abbildung der computerisierten Röntgentomographie, wird
der Konkretheit der Beschreibung wegen die folgende Of
fenbarung auf ein tomographisches Emissionssystem ge
richtet.
Eine interessierende Art von emissionstomographi
schem System ist das computerisierte Tomographiesystem
mit Einzelphotonenemission (SPECT), bei dem ein schwach
strahlender Gammaemitter in den Körper eines Patienten
injiziert wird. Der Gammastrahlenemitter ist üblicher
weise von einer Art, die vorzugsweise zu einem Organ
wandert, dessen Bild aufgenommen werden soll. Ein groß
flächiger planarer Gammastrahlendetektor weist die
senkrecht zu seiner Ebene von dem Körper emittierten
Gammastrahlen nach. Diese Information wird in M×N
Reihen von Elementen, die Pixel genannt werden, digital
als ein Bild gespeichert. Die Werte von M und N sind
üblicherweise einander gleich und betragen gewöhnlich
64 oder 128 Einheiten oder Pixel über die beiden Dimen
sionen des Bildes.
Ein SPECT-System verwendet eine Mehrzahl von An
sichten, von denen jede dadurch aufgenommen wird, daß
man einen Detektor parallel oder in einem Winkel um ei
ne festgelegte Achse anordnet. Der Winkel wird zwischen
den Ansichten in gleiche Stufen unterteilt. Die so auf
genommenen Bilder werden in einem Computer verarbeitet,
um Bilder von Transaxialschnitten des Körpers zu kon
struieren. Das Verarbeiten im Computer nutzt Teile je
der aufeinanderfolgenden Ansicht, um jeden transaxialen
Schnitt zu rekonstruieren. Wenn der abgebildete Körper
zwischen aufeinanderfolgenden Ansichten die Position
ändert, dann sind die Daten einer Ansicht nicht richtig
mit den Daten anderer Ansichten ausgerichtet. Als Folge
können die aus den Daten rekonstruierten Bilder ver
schwommen sein oder Artefakte der Verzerrung im Abbil
dungsverfahren enthalten, die keine tatsächlichen Ei
genschaften des abgebildeten Gegenstandes repräsentie
ren.
Um die Strahlungsdosis, der der Patient ausge
setzt ist, möglichst gering zu halten, haben die inji
zierten Gammastrahlenmaterialien eine relativ geringe
Radioaktivität. Folglich erfordert jede Ansicht eine
beträchtliche Zeit von z.B. etwa 40 Sekunden zur Her
stellung. Werden insgesamt 64 Ansichten auf einem
360° Bogen erwünscht, die winkelmäßig einen Abstand
von 5,6° voneinander haben, dann erfordert das gesam
te Abbildungsverfahren etwa 40 Minuten. Ein Verschmie
ren oder Verzerren kann auftreten, wenn sich der abge
bildete Körper um eine Distanz in der Größenordnung ei
nes Bildpixels bewegt. Ein typisches Bildpixel hat etwa
0,5 cm2. Einen menschlichen Körper 40 Minuten inner
halb von 0,5 cm stillzuhalten ist schwierig, wenn nicht
unmöglich. Körperbewegung und sich daraus ergebende
Bildverschlechterung sind daher üblich.
Das Auftreten von Körperbewegung kann aus den
aufgezeichneten Daten in einem Verfahren, das Filmmodus
genannt wird, nachgewiesen werden, wobei der gesamte
Satz von Ansichten, der beim Abtasten erhalten wurde,
eine nach der anderen gezeigt wird, um ein simuliertes
Bewegungsbild zu erzeugen, anhand dessen die Bedie
nungsperson feststellen kann, ob während der Datensamm
lung ein unannehmbares Ausmaß an Körperbewegung statt
gefunden hat. Diese Technik ist im Grunde eine Quali
tätskontrolle, um zu bestimmen, ob die gesammelten Da
ten brauchbar sind. Sind die Daten nicht brauchbar,
dann bestehen die Alternativen darin, entweder die wäh
rend der Bildinterpretation gesammelten Daten in geeig
neter Weise zu verwerfen oder die Datensammlung zu wie
derholen. Diese Technik bietet kein Mittel zur Korrek
tur der Daten, um von der Bewegung stammende Fehler zu
entfernen. Darüberhinaus ist die Bestimmung durch die
Bedienungsperson zumindest teilweise subjektiv und so
mit einem Fehler der Bedienungsperson.
Ein weiterer Weg zum Nachweis von Körperbewegung
wird Sinogramm genannt, das ein Bild ist, erzeugt durch
Zeigen der gesammelten Daten, die später zum Konstruie
ren einer transaxialen Schicht benutzt werden. Die Be
dienungsperson verläßt sich auf die Beobachtung von Ar
tefakten der Körperbewegung durch visuelles Nachweisen
gewisser Verzögerungen im Sinogramm. Wie beim Filmmodus
ist dies in erster Linie eine Qualitätskontrolltechnik
und gestattet nicht die Korrektur von durch Bewegung
entstandenen Fehlern. Es leidet in gleicher Weise an
der Notwendigkeit der subjektiven Beurteilung durch die
Bedienungsperson.
Eine weitere Technik, wie sie z.B. in einem Arti
kel von J.S. Flemming "A Technique for Motion Correc
tion in Dynamic Scintigraphy" im "European Journal of
Nuclear Medicine", Band 9, Seiten 397 bis 402 (1984)
offenbart ist, verwendet Gammastrahlen emitierende
Punktquellen, die dem abgebildeten Körper verabreicht
sind. Die Punktquellen werden zusammen mit dem Rest des
Körpers abgebildet. Eine nachgewiesene Bewegung der
Punktquellen kann in einem Qualitätskontrollverfahren
benutzt werden und kann ausreichend Daten liefern, um
manuelle Korrekturfaktoren auf einige der beeinflußten
Daten anzuwenden. Diese Technik leidet an dem Nachteil,
daß die Anwesenheit der Punktquellen die Strahlungsdo
sis, der der Körper ausgesetzt ist, erhöht. Außerdem
werden die Punktquellen während der Datensammlung auf
dem gesamten Kreis manchmal an Stellen angeordnet, an
denen sie durch den Körper von der Detektorreihe abge
schirmt sind. Der Durchgang durch den Körper kann die
Gammastrahlung stark schwächen und so die Möglichkeit
beeintrachtigen, diese Punktquellen zu lokalisieren.
Eine automatisierte Technik zur Bewegungskorrek
tur in einem Angiographiesystem ist in einem Artikel
von Alain Venot und V. LeClerk "Automated Correction of
Patient Motion and Gray Values Prior to Subtraction in
Digitized Angiography" in den "IEEE Transactions of Me
dical Imaging", Band M 1-3, Nr. 4, Seiten 179 bis 186,
Dezember 1984, offenbart. Diese Technik maximiert ein
deterministisches Zeichenveränderungskriterium mit Be
zug auf zwei Translationsverschiebungen und einen kon
stanten Wert. Sind die Verschiebungen und der konstante
Wert derart, daß das erhaltene geräuschfreie Bild nahe
bei Null ist, dann erzeugt jegliches Geräusch im Bild
eine Signalverschiebung, die mit Bezug auf Null entwe
der positiv oder negativ ist. Beim Nullsignal (nur des
Geräusches) ist die Wahrscheinlichkeit der Änderung des
Signals von Plus nach Minus oder umgekehrt 0,5. Dies
erzeugt die maximale Zahl von Zeichenveränderungen.
Nicht optimale Werte des Kriteriums ordnen das erhalte
ne Bild weiter weg von Null an, und das überlagerte Ge
räusch hat eine geringere Wahrscheinlichkeit der Erzeu
gung einer Zeichenveränderung. Das Maximieren der Zei
chenveränderung kompensiert daher am besten die Patien
tenbewegung.
Ein weiterer Artikel von Manbir Singh et al, "A
Digital Technique for Accurate Change Detection in Nu
clear Medical Images - With Application to Myocardial
Perfusion Studies Using Thallium-201", in IEEE Transac
tions on Nuclear Science, Band NS-26, Nr. 251, Seiten
565 bis 575, Februar 1979, versucht die Registrierung
getrennter Bilder, die in lntervallen von z.B. einer
Woche aufgenommen sind, wobei eines der Bilder unter
körperlicher Belastung und das andere unbelastet aufge
nommen ist. Das in diesem Artikel beschriebene Verfah
ren erfordert anders als die automatische Technik nach
der vorliegenden Erfindung die Mitwirkung des Benutzers.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfin
dung, eine Einrichtung zum Nachweisen von Körperbewe
gung zwischen aufeinanderfolgenden Ansichten in einem
eine Vielzahl von Ansichten aufnehmenden Abtastsystem
zu schaffen. Weiter soll die vorliegende Erfindung Ein
richtung und Verfahren zum Korrigieren von Bilddaten
schaffen, um Fehler zu entfernen, die aufgrund von Kör
perbewegung während des Sammelns der Bilddaten auftre
ten.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist die Schaffung eines Abbildungssystems einer Art,
mit dem eine Vielzahl von X-Y-Datenmatrizes erzeugt
werden, die Projektionsansichten eines Gegenstandes für
die nachfolgende tomographische Rekonstruktion von
Axialschichten des Gegenstandes schaffen. Die nachge
wiesene Bewegung kann durch geeignetes Verschieben spä
terer Daten, um diese mit früheren Daten auszurichten
oder umgekehrt, entfernt werden.
In einer Ausführungsform werden alle Helligkeits
werte parallel zu den X-Achsen von zwei aufeinanderfol
genden Ansichten summiert, um zwei eindimensionale Rei
hen zu entwickeln, die Information über das Hellig
keitsmuster in der Y-Richtung enthalten. Eine der bei
den eindimensionalen Reihen wird verschoben, und die
beiden eindimensionalen Reihen werden Pixel für Pixel
multipliziert und die Produkte summiert, um ein Maß der
Ähnlichkeit zwischen den Helligkeitsmustern in den bei
den eindimensionalen Reihen zu erhalten. Wiederholte
Verschiebungen erzeugen eine Korrelationsfunktion, die
in Beziehung steht zur Verschiebungsposition, bei der
sie auftreten. Die Verschiebungsposition, die ein Maxi
mum in der Korrelationsfunktion erzeugt, ist ein gutes
Anzeichen für das Ausmaß an Bewegung, das zwischen den
beiden Ansichten aufgetreten ist. Die nachgewiesene Be
wegung kann dann dazu benutzt werden, die Bedienungs
person darauf hinzuweisen, daß die Daten fehlerhaft
sind oder um die automatische Ausrichtung aller Daten
von einer Abtastung zu gestatten. Ein identisches Ver
fahren kann dadurch ausgeführt werden, daß man Daten
parallel zur Y-Achse summiert, um in gewissen be
schränkten Fällen Bewegung längs der X-Achse nachzuwei
sen und zu korrigieren.
Um Verschiebungen in der Y (axialen)-Richtung
nachzuweisen, erhält man eine eindimensionale Reihe von
Werten durch Summieren aller Pixelwerte in der X-Rich
tung für jeden Wert von Y. Diese Reihe ist somit eine
Folge von Werten als eine Funktion von Y. Für den Fall
der idealen Projektion von Bildern sind die Werte die
ser Reihe nicht eine Funktion des Ansichtswinkels um
die Rotationsachse, bei der die Daten erforderlich
sind. Die Daten in der Y-Reihe sind daher unabhängig
vom Ansichtswinkel die gleichen. Im Falle der Emis
sionstomographie, bei der Photonenschwächungswirkungen
von Bedeutung sind, gibt es einige Unterschiede in den
Y-Reihen-Werten als Funktion des Ansichtswinkels. Da
der Vergleich jedoch von einem Ansichtsbild mit dem
nächsten vorgenommen wird, arbeitet das Nachweisverfah
ren auch in diesem Falle zuverlässig.
Um Verschiebungen in der X (tangentialen)-Rich
tung nachzuweisen, erhält man eine eindimensionale Rei
he von Werten durch Summieren aller Pixelwerte in der
Y-Richtung für jeden Wert von X. Diese Reihe ist somit
eine Folge von Werten als eine Funktion von X. Für den
Fall idealer Projektionsbilder ändern sich die Werte
dieser Reihe im allgemeinen beträchtlich als Funktion
des Ansichtswinkels. Jeder einzelne Punkt im Gegen
standsraum erzeugt eine sinusförmige Variation in der
X-Richtung als Funktion des Ansichtswinkels. Komplexe
Bilder erzeugen so Reihen von Werten, die von der einen
Ansicht zur nächsten nicht gut korreliert sind. Das be
schriebene Verfahren kann daher im allgemeinen nicht
dazu benutzt werden, Gegenstandsverschiebungen in der
X-Richtung nachzuweisen.
Es wurde jedoch festgestellt, daß man im Falle
der Emissionstomographie häufig den Fall trifft, bei
dem im wesentlichen eine verteilte Aktivitätsgrenze
vorliegt. In diesem Falle arbeitet das Korrelationsver
fahren, da es einen Wert für die Datenverschiebung von
einer Ansicht zur nächsten erzeugt. Diese Verschiebung
wird dann mit der erwarteten sinusförmigen Verschiebung
verglichen, und der Unterschied ergibt ein Maß für die
Patientenbewegung in der X-Richtung.
Kurz gesagt schafft die vorliegende Erfindung ein
Abbildungssystem einer Art, das eine Vielzahl von X-Y-
Matrizes erzeugt, die Projektionsansichten eines Gegen
standes für die spätere Rekonstruktion unter Verwendung
von Teilen einer Vielzahl der Ansichten repräsentiert.
Das Abbildungssystem wendet Korrelationstechniken zum
Bestimmen des Ausmaßes der Bewegung längs der X- und
Y-Achse an. Die nachgewiesene Bewegung kann durch ge
eignetes Verschieben späterer Daten, um sie mit frühe
ren Daten auszurichten oder umgekehrt, entfernt werden.
In einer Ausführungsform werden alle Helligkeits
werte parallel zur X-Achse von zwei Ansichten summiert,
um zwei eindimensionale Reihen zu entwickeln, die In
formation über die Helligkeitsmuster in der Y-Richtung
enthalten. Eine der beiden eindimensionalen Reihen wird
verschoben, die beiden eindimensionalen Reihen werden
Pixel für Pixel multipliziert und die Produkte sum
miert, um ein Maß für die Ähnlichkeit zwischen den Hel
ligkeitsmustern in den eindimensionalen Reihen zu er
halten. Wiederholte Verschiebungen erzeugen eine Korre
lationsfunktion, wobei die Verschiebungsposition von
deren Maximum eine gute Annäherung an das Ausmaß der
Bewegung ist, die zwischen den beiden Ansichten aufge
treten ist. Die nachgewiesene Bewegung kann dazu be
nutzt werden, die Bedienungsperson darauf hinzuweisen,
daß die Daten fehlerhaft sind oder um eine automatische
Ausrichtung aller Daten einer Abtastung zu gestatten.
Ein identisches Verfahren kann längs der Y-Achse ausge
führt werden, um in gewissen beschränkten Fällen Bewe
gung längs der X-Achse nachzuweisen und zu korrigieren.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird
eine Vorrichtung in einem Abbildungssystem zur Korrek
tur von zwischen verschiedenen Ansichten auftretender
Bewegung geschaffen, die umfaßt:
eine Einrichtung zum Sammeln einer ersten und einer zweiten Ansicht eines Gegenstandes,
wobei die erste und die zweite Ansicht von einem ersten und einem sich davon unterscheidenden zweiten Winkel aus aufgenommen werden,
jede der ersten und zweiten Ansichten mindestens eine von M Reihen und N Spalten von Bildhelligkeitsdaten einschließt,
eine Einrichtung zum Vergleichen eines ersten Musters von Bildhelligkeitsdaten der ersten Ansicht mit einem entsprechenden zweiten Muster der Bildhelligkeitsdaten der zweiten Ansicht, um einen Koeffizienten zu erzeu gen, der Information über eine Ähnlichkeit dazwischen enthält,
wobei die Einrichtung zum Vergleichen eine Einrichtung zum Anwenden einer Verschiebung auf eines der ersten und zweiten Muster in eine Vielzahl von Positionen ein schließt, um eine Vielzahl von Koeffizienten zu erzeu gen, in jeder der Vielzahl von Positionen einen, sowie eine Einrichtung, die in Beziehung steht zur Vielzahl der Koeffizienten, um einen Verschiebungswert zu be stimmen, der ein Maximum der Ähnlichkeit ergibt.
eine Einrichtung zum Sammeln einer ersten und einer zweiten Ansicht eines Gegenstandes,
wobei die erste und die zweite Ansicht von einem ersten und einem sich davon unterscheidenden zweiten Winkel aus aufgenommen werden,
jede der ersten und zweiten Ansichten mindestens eine von M Reihen und N Spalten von Bildhelligkeitsdaten einschließt,
eine Einrichtung zum Vergleichen eines ersten Musters von Bildhelligkeitsdaten der ersten Ansicht mit einem entsprechenden zweiten Muster der Bildhelligkeitsdaten der zweiten Ansicht, um einen Koeffizienten zu erzeu gen, der Information über eine Ähnlichkeit dazwischen enthält,
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird ein Ver
fahren zum Korrigieren von zwischen verschiedenen An
sichten auftretender Bewegung in einem Abbildungssystem
geschaffen, das umfaßt:
Aufnehmen einer ersten und zweiten Ansicht eines Gegen standes von einem ersten und einem zweiten sich davon unterscheidenden Winkel,
wobei jeder der ersten und zweiten Ansichten mindestens eine von M Reihen und N Spalten von Bildhelligkeitsda ten einschließt,
Vergleichen eines ersten Musters der Bildhelligkeitsda ten der ersten Ansicht mit einem entsprechenden zweiten Muster der Bildhelligkeitsdaten der zweiten Ansicht, um einen Koeffizienten zu erzeugen, der Information über eine Ähnlichkeit dazwischen enthält
wobei die Stufe des Vergleichens das Anwenden einer Verschiebung auf eines der ersten und zweiten Muster in eine Vielzahl von Positionen einschließt, um eine Viel zahl der Koeffizienten zu erzeugen, in jeder der Viel zahl von Positionen einen, und
auf der Grundlage der Vielzahl von Koeffizienten einen Verschiebungswert zu bestimmen, der ein Maximum der Ähnlichkeit ergibt.
Aufnehmen einer ersten und zweiten Ansicht eines Gegen standes von einem ersten und einem zweiten sich davon unterscheidenden Winkel,
wobei jeder der ersten und zweiten Ansichten mindestens eine von M Reihen und N Spalten von Bildhelligkeitsda ten einschließt,
Vergleichen eines ersten Musters der Bildhelligkeitsda ten der ersten Ansicht mit einem entsprechenden zweiten Muster der Bildhelligkeitsdaten der zweiten Ansicht, um einen Koeffizienten zu erzeugen, der Information über eine Ähnlichkeit dazwischen enthält
wobei die Stufe des Vergleichens das Anwenden einer Verschiebung auf eines der ersten und zweiten Muster in eine Vielzahl von Positionen einschließt, um eine Viel zahl der Koeffizienten zu erzeugen, in jeder der Viel zahl von Positionen einen, und
auf der Grundlage der Vielzahl von Koeffizienten einen Verschiebungswert zu bestimmen, der ein Maximum der Ähnlichkeit ergibt.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vor
teile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Be
schreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der
gleiche Bezugsziffern gleiche Elemente bezeichnen. Im
einzelnen zeigen:
Fig. 1 ein vereinfachtes schematisches Diagramm eines
emissionstomographischen Abbildungssystems,
Fig. 2 eine schematische Darstellung auf die im Zusam
menhang mit der Beschreibung der Art und Weise Bezug
genommen wird, in der aus Teilen einer Vielzahl von An
sichten in dem tomographischen Abbildungssystem der Fig.
1 ein Sinogramm konstruiert wird,
Fig. 3A bis 3C vereinfachte Helligkeitskurven, auf
die im Zusammenhang mit der Erläuterung der von
der vorliegenden Erfindung benutzten Korrelie
rungstechnik Bezug genommen wird,
Fig. 4 die Korrelationsfunktion der vereinfachten Hel
ligkeitskurven der Fig. 3A bis 3C,
Fig. 5 eine schematische Ansicht, die die Korrela
tionstechnik erläutert, die benutzt wird, um in zwei
aufeinanderfolgenden Ansichten die Verschiebungsdaten
abzuleiten,
Fig. 6 einen Satz von Kurven, der zeigt, wie die Kor
relationsdaten, die in der Vorrichtung der Fig. 5 ge
wonnen wurden, analysiert werden können, um die auf ei
nes der Bilder anzuwendende Verschiebung nachzuweisen,
und
Fig. 7 ein funktionelles Blockdiagramm eines Abbil
dungssystems, das eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung benutzt.
In Fig. 1 ist ein Patient 10 in einer nicht dar
gestellten Weise im Zentrum eines Abtastpfades gela
gert, der mittels eines planaren Gammastrahlendetektors
14 hergestellt worden ist. Zur Vorbereitung des Abta
stens erhält der Patient eine Injektion einer radioak
tiven Substanz mit einer ausgeprägten Affinität fur ein
Körperorgan 16, von dem Bilddaten gewünscht werden. Die
radioaktive Substanz bewegt sich vorzugsweise zu dem
Körperorgan 16 und macht dieses dadurch zu einer radio
aktiven Quelle, wie durch die Strahlen 18 angedeutet.
Obwohl die Strahlen 18 in alle Richtungen gehen, rea
giert der planare Gammastrahlendetektor 14, wie üblich,
nur auf solche Strahlen, die im wesentlichen senkrecht
zu seiner Ebene ankommen.
In einer in durchgezogenen Linien dargestellten
Position zeigt der planare Gammastrahlendetektor 14 ei
ne rechteckige Reihe von M×N Strahlungsdichten an,
wobei jede Dichte einen Elementarquader (Pixel) eines
planaren Bildes darstellt, das später auf einem geeig
neten Sichtgerät dargestellt werden kann. M und N sind
üblicherweise einander gleich und betragen gewöhnlich
64×64 oder 128×128 Pixel. Jedes Bild wird als eine
Ansicht bezeichnet. Die gesammelten Pixelwerte der An
sicht werden für die Speicherung und die weitere Verar
beitung einem Computer 20 zugeführt, wie noch erläutert
wird.
Nach Vervollständigung einer Ansicht wird der
planare Gammastrahlendetektor 14 stufenweise jeweils um
einen vorbestimmten Winkel in eine durch die gestri
chelten Linien dargestellte Position nach und nach um
den Abtastpfad 12 herum bewegt, wobei er jeweils immer
nur auf die Strahlung anspricht, die senkrecht zu sei
ner Ebene ankommt, wie durch den gestrichelten Strahl
18′ angedeutet. Die Ansicht in dieser Position wird
ebenfalls zu einem Computer 20 übertragen. Dieses Ver
fahren wird vervollständigt durch stufenweises Bewegen
des planaren Gammastrahlendetektors 14 in gleiche Win
kelpositionen über einen Bogen von 180° oder 360°
um den Patienten 10 herum, wobei man in jeder Position
eine Ansicht aufnimmt und die Daten im Computer 20
speichert. Die Winkelstufen können z.B. etwa 5,6° be
tragen, um über 360° 64 Ansichten zu erzeugen. Es ist
üblich, so viele Ansichten über 360° aufzunehmen, als
Pixel in einer Dimension in einer Ansicht vorhanden
sind.
Für die Zwecke der späteren Beschreibung ist eine
Y-Achse als eine Achse im planaren Gammastrahlendetek
tor 14 definiert, die parallel liegt zu einer Rota
tionsachse 22 des planaren Gammastrahlendetektors 14.
Eine X-Achse ist als eine Achse in einem planaren Gam
mastrahlendetektor 14 definiert, die senkrecht zu der
Y-Achse liegt.
In Fig. 2 ist eine Ansicht 24 als eine recht
eckige Anordnung von horizontalen Reihen 26 und verti
kalen Spalten 28 dargestellt. Obwohl die tatsächlichen
Ansichten üblicherweise 64×64 oder 128×128 Pixel
aufweisen, vermindert die geringere Anzahl von Pixel
auf eine 8×8-Anordnung die Komplexizität der Zeich
nung ohne das Verstehen des beschriebenen Verfahrens zu
beeinträchtigen. Die dritte Reihe 26 aufeinanderfolgen
der Ansichten 24 bildet den Rest der Reihen des Sino
grammbildes 30. Die Daten des Sinogramms werden dann
dazu benutzt, ein transaxiales Schichtbild unter Anwen
dung üblicher Rekonstruktionstechniken, wie z.B. der
gefilterten Rückprojektion (filtered back-projection)
bzw. des Faltungsverfahrens herzustellen. Auf diese
Weise können so viele transaxiale Schichtbilder erzeugt
werden, wie es Reihen 26 gibt.
Da die Datensammlung in aufeinanderfolgenden An
sichten 24 um eine beträchtliche Zeit getrennt ist,
kann eine Bewegung des abgebildeten Körpers Daten in
einer Ansicht 24 gegenüber denen in benachbarten An
sichten 24 verschieben. Folglich kann ein aus den Daten
in einem Sinogramm erzeugtes transaxiales Bild ver
schwommen sein oder aufgrund der Bewegung Artefakte
enthalten, die zu fehler- oder mangelhaften Diagnosen
führen.
In der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt,
daß die Bilddaten in aufeinanderfolgenden Ansichten da
zu benutzt werden können, das Ausmaß der Bewegung zu
bestimmen, das dazwischen stattfindet, wobei die so ge
wonnene Information zum Korrigieren der Daten und somit
zur Entfernung der Auswirkungen der Bewegung benutzt
werden kann.
Während der planare Gammastrahlendetektor 14
(vgl. Fig. 1) stufenweise von einer Position zur näch
sten bewegt wird, sind die benachbarten Ansichten 24,
obwohl verschieden, hinsichtlich ihres Helligkeitsmu
sters dem vorhergehenden jedoch recht ähnlich. Diese
Ähnlichkeit ist groß genug, um die Anwendung von Quer
korrelationstechniken zwischen benachbarten Ansichten
24 zu ermöglichen, um damit das Auftreten von Bewegung
zwischen zwei Ansichten 24 nachzuweisen und das Ausmaß
einer solchen Bewegung zu bestimmen.
In Fig. 3A ist ein vereinfachtes Helligkeitsmu
ster einer Aufeinanderfolge von Pixeln in einer Spalte
der Ansicht N dargestellt, wobei die Helligkeiten auf
maximal vier Werte beschränkt sind. Der zweite und der
siebte Pixel haben eine Helligkeit von zwei, der vierte
Pixel eine solche von vier und alle übrigen Pixel haben
eine Helligkeit von eins. Ein tatsächliches Bild hat
jedoch sehr viel mehr Pixel und sehr viel mehr Hellig
keitswerte.
In Fig. 3B ist ein entsprechendes Helligkeitsmu
ster in der Ansicht N+1 dargestellt, bei der keine
Bildverschiebung aufgetreten ist. Es ist festzustellen,
daß das Muster von Helligkeit und Dunkelheit in Fig.
3B ähnlich, aber nicht identisch dem Muster in Fig. 3A
ist. Das bedeutet, die Spitzen treten in entsprechenden
Pixeln auf.
Das Problem und ein Vorschlag zu seiner Lösung
sind in Fig. 3C dargestellt, das die Ansicht N+1
zeigt, bei der die Daten zwei Pixel nach rechts ver
schoben wurden. Im verschobenen Muster ist die Spitze
im Pixel 6 z.B. falsch angeordnet. Es sei angenommen,
daß diese eindimensionalen Anordnungen die Wertereihen
darstellen, die erhalten werden, wenn Projektionsan
sichtsbilder in der X-Richtung summiert werden. Die
Abszissendimension "Pixel" in den Fig. 3A bis 3C
entspricht der oben definierten Y-Dimension. Wie in der
Beschreibung des Sinogramms erläutert, werden die Da
ten, die dazu benutzt werden, eine besondere transaxia
le Schicht zu rekonstruieren, aus der gleichen Y-Reihe
in allen Ansichtsbildern erhalten. Wenn die Daten in
Fig. 3A die korrekte Y-Position veranschaulichen, dann
repräsentieren die der Fig. 3C Daten eines Bildes, bei
dem der abgebildete Gegenstand sich mit Bezug auf die
richtige Lage in der Y-Richtung verschoben hat. Wird
eine transaxiale Schichtrekonstruktion unter Verwendung
solcher aufgrund von Bewegung verschobener Daten ver
sucht, dann sind die aus der Fig. 3C ausgewählten Da
ten für diese besondere Schicht des Körpers inkorrekt.
Stattdessen werden Daten einer anderen Schicht ausge
wählt.
Der Vorschlag für eine Lösung ergibt sich aus der
Tatsache, daß trotz der Verschiebung des Musters in Fig.
3C um zwei Pixel nach rechts seine Gestalt der Ge
stalt des Musters im vorhergehenden Bild in Fig. 3A
recht ähnlich ist. In der vorliegenden Erfindung wird
diese Ähnlichkeit der Gestalt dazu benutzt, festzustel
len, wie weit das Muster in Fig. 3C verschoben sein
muß, um die beste Übereinstimmung mit dem Muster in Fig.
3A zu finden. Das Ausmaß der so festgestellten Ver
schiebung kann dann auf die digital gespeicherten Daten
angewendet werden, um die Bilder, die den verschobenen
Daten der Fig. 3C entsprechen, mit denen, die den Da
ten der Fig. 3A entsprechen, so auszurichten, als ob
die Verschiebung nicht stattgefunden hat. Dies entfernt
Artefakte der Bewegung aus den aus diesen Daten rekon
struierten transaxialen Schichtbildern.
Sind die Positionen aller Pixel in Fig. 3C um
mehrere Pixel nach rechts oder links verschoben, und
werden die Helligkeitswerte des Pixels im verschobenen
Muster der Fig. 3C mit dem Helligkeitswert jedes ent
sprechenden Pixels in Fig. 3A multipliziert und die
Ergebnisse aller Multiplikationen summiert, dann ergibt
die Summe ein Maß der Ähnlichkeit zwischen den beiden
Mustern. Ist die angewendete Verschiebung derart, daß
die Muster sehr genau zueinander passen, erhält man ei
nen maximalen Wert für die Summe. Dies entspricht dem
Bewegen des verschobenen Musters der Fig. 3C in die
Position, die von dem nicht verschobenen Muster der Fig.
3B eingenommen wird.
In Fig. 4 sind die Summen der Ergebnisse für die
vereinfachten Muster der Fig. 3A und 3C für Ver
schiebungen von minus drei bis zu plus drei Pixel dar
gestellt. Es ist festzustellen, daß die mit einer Ver
schiebung von minus zwei Pixel gefundene Summe be
trächtlich größer als die aller anderen Summen ist.
Dies sollte auch erwartet werden, da das Muster in Fig.
3C um zwei Pixel in der positiven (rechten) Rich
tung verschoben ist. Die Spitze bei einer Verschiebung
von minus zwei kann dazu benutzt werden, sowohl das
Auftreten einer Bewegung zwischen den Ansichten anzu
zeigen als auch Daten für die automatische Korrektur
der Daten zu gewinnen, um die Bewegung zu eliminieren
und die Bildqualität wiederherzustellen, die ohne Auf
treten der Bewegung erhältlich wäre.
Die Helligkeitsmuster in den Fig. 3A bis 3C
sind sehr viel einfacher als bei einem tatsächlichen
Bild. Außerdem ignoriert die vereinfachte Beschreibung
die Möglichkeit der Bewegung in zwei Dimensionen.
In Fig. 5 ist das Verfahren für das komplexere
tatsächliche Bild dargestellt. Die Vereinfachung auf
grund der Begrenzung der Abmessungen der Ansicht 24 auf
8×8 Pixel wird während der folgenden Beschreibung
beibehalten. Die Helligkeitswerte aller Pixel in jeder
Reihe 26 der Ansicht N werden summiert, um eine eindi
mensionale X-Summenreihe 32 zu erhalten. Eine ähnliche
Operation wird bei jeder Reihe 26 der Ansicht N+1 vor
genommen. Die beiden X-Summenreihen 32 werden verscho
ben, dann Pixel für Pixel in einem Y-Korrelator 34 in
der mit Bezug auf die Fig. 3A bis 3C beschriebenen
Weise miteinander multipliziert, um das Auftreten einer
Spitze (eines Peaks) festzustellen. Eine Verschiebung,
bei der ein solcher Peak gefunden wird, zeigt das Aus
maß der Bewegung längs der Y-Achse, das zwischen den
Ansichten N und N+1 aufgetreten ist. Ein Y-Verschie
bungssignal, das diese Information enthält, wird auf
einer Leitung 36 ausgegeben. Neben seiner Brauchbarkeit
bei der Anzeige des Auftretens einer Bewegung kann das
Signal der Leitung 36 auch dazu benutzt werden, ent
sprechende Pixel längs der Y-Achse in den Ansichten N
und N+1 so auszurichten, als ob keine Bewegung stattge
funden hat.
In ähnlicher Weise werden die Helligkeitswerte in
jeder Spalte 28 der Ansicht 24 der Ansichten N und N+1
summiert, um zwei Y-Summenreihen 38 zu bilden, die ver
schoben, in einem X-Korrelator 40 multipliziert und
summiert werden, um ein Signal auf einer Leitung 42 zu
erzeugen, das das Ausmaß der Bewegung längs der X-Achse
zwischen den Ansichten N und N+1 anzeigt.
Die Maximalzahl von Pixeln, über die die Ver
schiebung versucht wird, kann mit verschiedenen Anwen
dungen variieren. Je kleiner die Zahl von Pixeln ist,
über die die Suche nach einem Peak unternommen wird, um
so rascher verläuft die Verarbeitung. Mit einer Pixel
größe von etwa 0,5 cm wurde festgestellt, daß eine Be
wegung, die etwa zehn Pixel (etwa 5 cm) übersteigt,
sehr selten vorkommt. Tritt sie jedoch auf, dann ist
sie so groß, daß man das Abbilden wahrscheinlich besser
noch einmal beginnt. Der Konkretheit der Beschreibung
halber und ohne eine Beschränkung zu beabsichtigen,
wird in der vorliegenden Korrelationstechnik eine Ver
schiebung von minus zehn bis plus zehn Pixeln angewandt.
Die tatsächliche Bewegung zwischen Ansichten er
streckt sich wahrscheinlich nicht über eine ganze Zahl
von Pixeln. D. h., die Verschiebung kann z.B. 2,7 Pixel
längs der X-Achse und 5,3 Pixel längs der Y-Achse be
tragen. Es wurde festgestellt, daß das Nachweisen einer
Bewegung bis zu einem Bruchteil eines Pixels wertvoll
ist bei der Bestimmung des genauen Ausmaßes der Ver
schiebung, das auf eine Ansicht anzuwenden ist.
In Fig. 6 ist ein Korrelationshistogramm ge
zeigt, bei dem der größte Korrelationswert 44, der ho
rizontal gestrichelt ist, auf jeder Seite von benach
barten Korrelationswerten 46 flankiert ist, die diago
nal gestrichelt sind. Es wird eine Kurve 48 an den
größten Korrelationswert 44 und die benachbarten Korre
lationswerte 46 angepaßt gezeichnet, deren Spitze
(Peak) 50 die Position der Verschiebung anzeigt, die
den maximalen Korrelationswert ergibt.
In Fig. 7 ist allgemein bei 52 ein Abbildungssy
stem gezeigt, das die oben beschriebenen Techniken an
wendet. Ein Abbildungssystem 52 schließt eine Vorrich
tung 54 zum Sammeln der Bilddaten ein, wie z.B. einen
planaren Gammastrahlendetektor 14 (Fig. 1), der stu
fenweise um einen (nicht dargestellten) Patienten ge
führt wird, um eine N×M-Anordnung von Datenpunkten an
jeder Abtastposition zu sammeln, um ein Ansichtsbild zu
schaffen. Ein X-Y-Verschiebungsrechner 56, der in der
in den Fig. 2 bis 6 angegebenen Weise arbeiten kann,
erzeugt X- und Y-Verschiebungssignale, die an einen
Verschiebungsmodul 58 angelegt werden. Obwohl andere
Techniken benutzt werden können, werden bei der bevor
zugten Ausführungsform die Daten der N+1-Ansicht in der
beschriebenen Weise verschoben, um sie mit der N-An
sicht auszurichten. Nach der zweiten Ansicht kann die
N-Ansicht selbst eine verschobene Ansicht sein. Beim
Verarbeiten jeder Ansicht wird sie so mit allen vorher
gehenden Ansichten von der ersten zur nächsten bis zur
letzten ausgerichtet.
Die erzeugten korrigierten Daten werden zu einem
Speicher- oder Anzeigemodul-Sichtgerät 60 für die ange
gebenen Funktionen übertragen.
Es ist nicht erforderlich, daß die in Fig. 7 an
gegebenen Funktionen oder die vorbeschriebenen Korrek
turfunktionen während der Datensammlung berechnet wer
den. Statt dessen, und dies ist die bevorzugte Ausfüh
rungsform, werden die Daten von allen Ansichten gesam
melt und gespeichert. Das Verschieben erfolgt indirekt.
Es mag verschiedene Vorteile geben, die für die vorlie
gende Erfindung nicht von Interesse sind, die ursprüng
lichen, nicht verschobenen Daten dauerhaft zu spei
chern. Die vorliegende Erfindung schließt eine solche
dauerhafte Speicherung und die Ableitung bewegungskor
rigierter Bilddaten daraus nicht aus.
Werden Bilder über einen 360°-Bogen gesammelt,
dann sollte die Summe aller Bild-zu-Bild-Verschiebungen
gleich null sein. Bei der Berechnung der Verschiebungs
werte können Fehler auftreten, die die Summe der Ver
schiebungen von null differieren lassen. Die im X-Y-
Verschiebungsrechner 56 berechneten Verschiebungen kön
nen für alle Bilder um den 360° Winkel addiert wer
den, und man kann jede Abweichung von null als Fehler
wert speichern. Der Fehlerwert kann dann im Speicher
oder Anzeigemodul benutzt werden, um eine Vorspannungs
verschiebung abzuleiten, die an die Daten aller Ansich
ten nach der ersten Ansicht angelegt wird. Die erste
Ansicht bleibt unverschoben und die Daten der übrigen
Ansichten werden entsprechend dem Ergebnis der Berech
nung im X-Y-Verschiebungsrechner 56 plus oder minus um
die Vorspannungsverschiebung verschoben.
Die vorgenannten Techniken verwenden die relativ
geräuschbehafteten Daten in einer Ansicht zum Vergleich
mit Daten in der vorhergehenden Ansicht zur Bestimmung
des erforderlichen Ausmaßes der Korrektur. In der vor
liegenden Erfindung wurde festgestellt, daß eine Ver
besserung bei der Bildkorrektur erzielbar ist, indem
man an den gesammelten Daten in einem Vier-Stufen-Ver
fahren arbeitet, das es gestattet, den gesammten Daten
satz, der bei einer vollständigen Abtastung gesammelt
worden ist, dazu zu benutzen, Sätze von im wesentlichen
geräuschfreien Bildern zu schaffen, auf die die Bewe
gungsnachweistechniken, ggf. gekoppelt mit Bewegungs
korrekturtechniken, angewandt werden können.
Statt daher die Bewegung eines Patienten bei je
der Ansicht zu korrigieren, wie oben beschrieben, be
nutzt die verbesserte Technik den gesammten ursprüngli
chen Datensatz, um durch Rückprojektion, transaxiale
Schichtrekonstruktion und Reprojektion eine Bezugsan
sicht zu erzeugen, die in Beziehung steht zu jeder An
sicht, deren Bewegung korrigiert werden soll. Während
eines solchen Verarbeitens können Bewertungstechniken
benutzt werden, um die Schwächungswirkungen zu simulie
ren. Da jede Bezugsansicht Beiträge vom gesamten Daten
satz und nicht nur von einer einzigen Ansicht ein
schließt, wird das Geräusch in der Bezugsansicht be
trächtlich vermindert.
Die Operation zur Bewegungskorrektur vergleicht
die gegenwärtige Ansicht mit ihrer geeigneten Bezugsan
sicht, um das erforderliche Ausmaß der Korrektur der
Bewegung zu bestimmen. Wenn man daher an der Ansicht N
arbeitet, um eine erforderliche Verschiebung zu bestim
men, dann wird die der Ansicht N entsprechende alter
nierende Ansicht für den Vergleich benutzt. Da die Be
zugsansicht N im wesentlichen geräuschfrei ist, und die
Schwächungswirkungen bei seiner Verarbeitung berück
sichtigt worden sein können, wird die Auswirkung von
Geräusch oder Schwächung auf die Verschiebungsbestim
mung beträchtlich verringert. Die schließlich gespei
cherten Daten können in der beschriebenen Weise ange
zeigt werden.
Die obige verbesserte Technik arbeitet auf der
gleichen Datengrundlage der gesammelten Ansichten wie
die zuerst offenbarte Technik. Der Unterschied findet
sich in den zusätzlichen Verarbeitungsstufen, die der
Korrekturoperation vorausgehen. Auch hier kann der ur
sprunglich gesammelte Datensatz für die weitere Verar
beitung aufbewahrt werden. Es ist in der Tat vorgese
hen, daß ein einziger Datensatz für eine oder beide
Techniken benutzt wird, ohne daß die weitere Anwesen
heit eines Patienten erforderlich ist.
In einigen Abbildungssituationen kann die erwün
schte Information von einer großen Menge an Hinter
grundinformation begleitet sein, die konstant ist oder
langsam räumlich variiert. Es mag brauchbar sein, eine
solche Hintergrundkomponente des Signals abzuschätzen
und die Schätzung von den Bilddaten zu substrahieren,
bevor die Berechnungen und Verschiebungen gemäß Fig. 7
vorgenommen werden.
Claims (12)
1. Vorrichtung zur Korrektur von zwischen ver
schiedenen Ansichten stattfindender Bewegung in einem
Abbildungssystem, umfassend:
eine Einrichtung zum Sammeln einer ersten und einer zweiten Ansicht eines Gegenstandes;
wobei diese erste und diese zweite Ansicht aus einem ersten und einem zweiten sich unterscheidenden Winkeln aufgenommen werden;
jede der ersten und zweiten Ansichten mindestens eine von M Reihen und N Spalten von Bildhelligkeitsdaten einschließt;
eine Einrichtung zum Vergleichen eines ersten Musters der genannten Bildhelligkeitsdaten der ersten Ansicht mit einem entsprechenden zweiten Muster von Bildhellig keitsdaten einer zweiten Ansicht, um einen Koeffizien ten zu erzeugen, der Information über eine Ähnlichkeit dazwischen enthält;
wobei die Einrichtung zum Vergleichen eine Einrichtung zum Anlegen einer Verschiebung an eines von dem ersten und zweiten Muster zu mehreren Positionen einschließt, um mehrere solcher Koeffizienten zu erzeugen, an jeder der mehreren Positionen einen, und
eine Einrichtung, die in Beziehung steht zu den mehre ren Koeffizienten, um einen Wert dieser Verschiebung zu bestimmen, der ein Maximum der genannten Ähnlichkeit ergibt.
eine Einrichtung zum Sammeln einer ersten und einer zweiten Ansicht eines Gegenstandes;
wobei diese erste und diese zweite Ansicht aus einem ersten und einem zweiten sich unterscheidenden Winkeln aufgenommen werden;
jede der ersten und zweiten Ansichten mindestens eine von M Reihen und N Spalten von Bildhelligkeitsdaten einschließt;
eine Einrichtung zum Vergleichen eines ersten Musters der genannten Bildhelligkeitsdaten der ersten Ansicht mit einem entsprechenden zweiten Muster von Bildhellig keitsdaten einer zweiten Ansicht, um einen Koeffizien ten zu erzeugen, der Information über eine Ähnlichkeit dazwischen enthält;
wobei die Einrichtung zum Vergleichen eine Einrichtung zum Anlegen einer Verschiebung an eines von dem ersten und zweiten Muster zu mehreren Positionen einschließt, um mehrere solcher Koeffizienten zu erzeugen, an jeder der mehreren Positionen einen, und
eine Einrichtung, die in Beziehung steht zu den mehre ren Koeffizienten, um einen Wert dieser Verschiebung zu bestimmen, der ein Maximum der genannten Ähnlichkeit ergibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Ein
richtung zum Vergleichen einschließt:
eine erste Einrichtung zum Summieren einer Helligkeit jedes Pixels in einer jeder Reihe und jeder Spalte in der ersten Ansicht, um eine erste eindimensionale Sum menreihe zu erzeugen;
eine zweite Einrichtung zum Summieren einer Helligkeit jedes Pixels in einer jeder Reihe und jeder Spalte in der zweiten Ansicht, um eine zweite eindimensionale Summenreihe zu erzeugen;
eine Einrichtung zum Multiplizieren von Helligkeitswer ten entsprechender Elemente in der ersten und der zwei ten eindimensionalen Summenreihe, um eine Vielzahl von Produkten zu erzeugen, und
eine Einrichtung zum Summieren der Vielzahl von Produk ten zur Erzeugung des genannten Koeffizienten.
eine erste Einrichtung zum Summieren einer Helligkeit jedes Pixels in einer jeder Reihe und jeder Spalte in der ersten Ansicht, um eine erste eindimensionale Sum menreihe zu erzeugen;
eine zweite Einrichtung zum Summieren einer Helligkeit jedes Pixels in einer jeder Reihe und jeder Spalte in der zweiten Ansicht, um eine zweite eindimensionale Summenreihe zu erzeugen;
eine Einrichtung zum Multiplizieren von Helligkeitswer ten entsprechender Elemente in der ersten und der zwei ten eindimensionalen Summenreihe, um eine Vielzahl von Produkten zu erzeugen, und
eine Einrichtung zum Summieren der Vielzahl von Produk ten zur Erzeugung des genannten Koeffizienten.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiter eine
Einrichtung umfaßt, die auf den genannten Wert der Ver
schiebung anspricht, um eine von der ersten und zweiten
Ansicht um ein Ausmaß zu verschieben, das in Beziehung
steht zu dem genannten Wert der Verschiebung.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ein
richtung zum Bestimmen eines Verschiebungswertes eine
Einrichtung zum Anpassen einer Kurve an eine Vielzahl
der genannten Koeffizienten einschließt, wobei eine
Spitze dieser Kurve der genannte Wert ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, worin die Viel
zahl der Koeffizienten ein Maximum dieser Koeffizienten
und erste und zweite Koeffizienten benachbart diesem
Maximum einschließt.
6. Verfahren zum Korrigieren einer zwischen ver
schiedenen Abbildungen stattfindenden Bewegung in einem
Abbildungssystem, umfassend:
Sammeln einer ersten und zweiten Ansicht eines Gegen standes aus einem ersten und einem zweiten sich unter scheidenden Winkel;
jede der ersten und zweiten Ansichten schließt minde stens eine von M Reihen und N Spalten von Bildhellig keitsdaten ein;
Vergleichen eines ersten Musters der genannten Bildhel ligkeitsdaten der ersten Ansicht mit einem entsprechen den zweiten Muster von Bildhelligkeitsdaten der zweiten Ansicht, um einen Koeffizienten zu erzeugen, der Infor mation über eine Ähnlichkeit dazwischen enthält;
wobei die Stufe des Vergleichens das Anwenden einer Verschiebung auf eines des genannten ersten und zweiten Musters zu einer Vielzahl von Positionen einschließt, um eine Vielzahl der genannten Koeffizienten zu erzeu gen, bei jeder der genannten Vielzahl von Positionen einen, und
Bestimmen auf der Grundlage der genannten Vielzahl von Koeffizienten eines Wertes der genannten Verschiebung, der ein Maximum der genannten Ähnlichkeit ergibt.
Sammeln einer ersten und zweiten Ansicht eines Gegen standes aus einem ersten und einem zweiten sich unter scheidenden Winkel;
jede der ersten und zweiten Ansichten schließt minde stens eine von M Reihen und N Spalten von Bildhellig keitsdaten ein;
Vergleichen eines ersten Musters der genannten Bildhel ligkeitsdaten der ersten Ansicht mit einem entsprechen den zweiten Muster von Bildhelligkeitsdaten der zweiten Ansicht, um einen Koeffizienten zu erzeugen, der Infor mation über eine Ähnlichkeit dazwischen enthält;
wobei die Stufe des Vergleichens das Anwenden einer Verschiebung auf eines des genannten ersten und zweiten Musters zu einer Vielzahl von Positionen einschließt, um eine Vielzahl der genannten Koeffizienten zu erzeu gen, bei jeder der genannten Vielzahl von Positionen einen, und
Bestimmen auf der Grundlage der genannten Vielzahl von Koeffizienten eines Wertes der genannten Verschiebung, der ein Maximum der genannten Ähnlichkeit ergibt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, worin die Stufe des
Vergleichens einschließt:
das Summieren einer Helligkeit jedes Pixel in einer je der Reihe und Spalte der genannten ersten Ansicht, um eine erste eindimensionale Summenreihe zu ergeben;
Summieren einer Helligkeit jedes Pixels in einer jeder Reihe und Spalte der zweiten Ansicht, um eine zweite eindimensionale Summenreihe zu erzeugen;
Multiplizieren der Helligkeitswerte entsprechender Ele mente in der ersten und zweiten eindimensionalen Sum menreihe, um eine Vielzahl von Produkten zu erzeugen, und
Summieren der Vielzahl von Produkten zur Erzeugung des genannten Koeffizienten.
das Summieren einer Helligkeit jedes Pixel in einer je der Reihe und Spalte der genannten ersten Ansicht, um eine erste eindimensionale Summenreihe zu ergeben;
Summieren einer Helligkeit jedes Pixels in einer jeder Reihe und Spalte der zweiten Ansicht, um eine zweite eindimensionale Summenreihe zu erzeugen;
Multiplizieren der Helligkeitswerte entsprechender Ele mente in der ersten und zweiten eindimensionalen Sum menreihe, um eine Vielzahl von Produkten zu erzeugen, und
Summieren der Vielzahl von Produkten zur Erzeugung des genannten Koeffizienten.
8. Verfahren nach Anspruch 6, das weiter die Ver
schiebung einer der genannten ersten und zweiten An
sichten um ein Ausmaß umfaßt, das in Beziehung steht zu
dem genannten Verschiebungswert.
9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Stufe des
Bestimmens eines Verschiebungswinkels das Anpassen ei
ner Kurve an eine Vielzahl der genannten Koeffizienten
einschließt, wobei eine Spitze dieser Kurve der genann
te Wert ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Vielzahl
der Koeffizienten ein Maximum eines dieser Koeffizien
ten und erste und zweite Koeffizienten benachbart des
genannten Maximums einschließt.
11. Vorrichtung zum Korrigieren einer zwischen
verschiedenen Ansichten stattfindenden Bewegung in ei
nem Abbildungssystem, umfassend:
eine Einrichtung zum Sammeln und Speichern einer Viel zahl ursprünglicher Ansichten eines Gegenstandes, die in einem Kreis um den Gegenstand herum aufgenommen sind;
wobei jede dieser ursprünglichen Ansichten M Reihen und N Spalten von Bildhelligkeitsdaten einschließt;
eine Einrichtung zum Rückprojizieren der Vielzahl ur sprünglicher Ansichten, um daraus einen dreidimensiona len Satz von Daten zu erzeugen, der den genannten Ge genstand repräsentiert;
eine Einrichtung zum Reprojizieren des dreidimensiona len Satzes von Daten, um eine Vielzahl von Bezugsan sichten zu erzeugen,
wobei jede dieser Bezugsansichten M Reihen und N Spal ten einschließt, die den ursprünglichen Ansichten ent sprechen,
jede der ursprünglichen Ansichten eine entsprechende Bezugsansicht hat;
eine Einrichtung zum Vergleichen eines ersten Musters der Bildhelligkeitsdaten der ersten ursprünglichen An sicht mit einem zweiten Muster der Bildhelligkeitsdaten seiner Bezugsansicht, um einen Koeffizienten zu erzeu gen, der Information über die Ähnlichkeit dazwischen enthält;
wobei die Einrichtung zum Vergleichen eine Einrichtung zum Anwenden einer Verschiebung auf das genannte erste Muster in eine Vielzahl von Positionen einschließt, um eine Vielzahl der genannten Koeffizienten zu erzeugen, in jeder der genannten Vielzahl von Positionen einen, und
eine Einrichtung, die in Beziehung steht zu der genann ten Vielzahl von Koeffizienten, um einen Wert der ge nannten Verschiebung zu bestimmen, der ein Maximum der genannten Ähnlichkeit ergibt.
eine Einrichtung zum Sammeln und Speichern einer Viel zahl ursprünglicher Ansichten eines Gegenstandes, die in einem Kreis um den Gegenstand herum aufgenommen sind;
wobei jede dieser ursprünglichen Ansichten M Reihen und N Spalten von Bildhelligkeitsdaten einschließt;
eine Einrichtung zum Rückprojizieren der Vielzahl ur sprünglicher Ansichten, um daraus einen dreidimensiona len Satz von Daten zu erzeugen, der den genannten Ge genstand repräsentiert;
eine Einrichtung zum Reprojizieren des dreidimensiona len Satzes von Daten, um eine Vielzahl von Bezugsan sichten zu erzeugen,
wobei jede dieser Bezugsansichten M Reihen und N Spal ten einschließt, die den ursprünglichen Ansichten ent sprechen,
jede der ursprünglichen Ansichten eine entsprechende Bezugsansicht hat;
eine Einrichtung zum Vergleichen eines ersten Musters der Bildhelligkeitsdaten der ersten ursprünglichen An sicht mit einem zweiten Muster der Bildhelligkeitsdaten seiner Bezugsansicht, um einen Koeffizienten zu erzeu gen, der Information über die Ähnlichkeit dazwischen enthält;
wobei die Einrichtung zum Vergleichen eine Einrichtung zum Anwenden einer Verschiebung auf das genannte erste Muster in eine Vielzahl von Positionen einschließt, um eine Vielzahl der genannten Koeffizienten zu erzeugen, in jeder der genannten Vielzahl von Positionen einen, und
eine Einrichtung, die in Beziehung steht zu der genann ten Vielzahl von Koeffizienten, um einen Wert der ge nannten Verschiebung zu bestimmen, der ein Maximum der genannten Ähnlichkeit ergibt.
12. Verfahren zum Korrigieren einer zwischen ver
schiedenen Ansichten auftretenden Bewegung in einem Ab
bildungssystem, umfassend:
das Sammeln und Speichern einer Vielzahl ursprünglicher Ansichten eines Gegenstandes, die in einem Kreis um den Gegenstand herum aufgenommen wurden;
wobei jede der ursprünglichen Ansichten M Reihen und N Spalten von Bildhelligkeitsdaten einschließt;
Reprojizieren der Vielzahl ursprünglicher Ansichten zur Erzeugung eines dreidimensionalen Datensatzes daraus, der den genannten Gegenstand repräsentiert;
Rückprojizieren des genannten dreidimensionalen Daten satzes zur Erzeugung einer Vielzahl von Bezugsansichten;
wobei jede der Bezugsansichten M Reihen und N Spalten einschließt, die den ursprünglichen Ansichten entspre chen;
jede der ursprünglichen Ansichten eine entsprechende Bezugsansicht hat;
Vergleichen eines ersten Musters von Bildhelligkeitsda ten einer ursprünglichen Ansicht mit einem zweiten Mu ster von Bildhelligkeitsdaten seiner Bezugsansicht, um einen Koeffizienten zu erzeugen, der Information über eine Ähnlichkeit dazwischen enthält;
Anwenden einer Verschiebung auf das erste Muster in ei ne Vielzahl von Positionen, um eine Vielzahl der ge nannten Koeffizienten zu erzeugen, in jeder der genann ten Vielzahl von Positionen einen, und
Bestimmen eines Verschiebungswertes, der ein Maximum der genannten Ähnlichkeit anzeigt, aus der genannten Vielzahl von Koeffizienten.
das Sammeln und Speichern einer Vielzahl ursprünglicher Ansichten eines Gegenstandes, die in einem Kreis um den Gegenstand herum aufgenommen wurden;
wobei jede der ursprünglichen Ansichten M Reihen und N Spalten von Bildhelligkeitsdaten einschließt;
Reprojizieren der Vielzahl ursprünglicher Ansichten zur Erzeugung eines dreidimensionalen Datensatzes daraus, der den genannten Gegenstand repräsentiert;
Rückprojizieren des genannten dreidimensionalen Daten satzes zur Erzeugung einer Vielzahl von Bezugsansichten;
wobei jede der Bezugsansichten M Reihen und N Spalten einschließt, die den ursprünglichen Ansichten entspre chen;
jede der ursprünglichen Ansichten eine entsprechende Bezugsansicht hat;
Vergleichen eines ersten Musters von Bildhelligkeitsda ten einer ursprünglichen Ansicht mit einem zweiten Mu ster von Bildhelligkeitsdaten seiner Bezugsansicht, um einen Koeffizienten zu erzeugen, der Information über eine Ähnlichkeit dazwischen enthält;
Anwenden einer Verschiebung auf das erste Muster in ei ne Vielzahl von Positionen, um eine Vielzahl der ge nannten Koeffizienten zu erzeugen, in jeder der genann ten Vielzahl von Positionen einen, und
Bestimmen eines Verschiebungswertes, der ein Maximum der genannten Ähnlichkeit anzeigt, aus der genannten Vielzahl von Koeffizienten.
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