DE69229658T2

DE69229658T2 - Bildinterpolationsmethode und -vorrichtung

Info

Publication number: DE69229658T2
Application number: DE69229658T
Authority: DE
Inventors: Dominic J. Heuscher; Todd J. Krochta; Rodney A. Mattson
Original assignee: Picker International Inc
Current assignee: Philips Nuclear Medicine Inc
Priority date: 1991-06-24
Filing date: 1992-05-15
Publication date: 1999-12-02
Anticipated expiration: 2012-05-16
Also published as: JPH05258040A; EP0526968A2; DE69229658D1; US5384861A; EP0526968A3; EP0526968B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Bildinterpolation und -mittlung. Sie findet insbesondere Anwendung in Verbindung mit der Abstimmung medizinisch diagnostischer Bilder mit unterschiedlichen Eigenschaften von Computertomographen und anderen diagnostischen Bildgebungsgeräten, und wird unter besonderer Bezugnahme auf diese beschrieben. Es ist jedoch zu beachten, daß die Erfindung auch Anwendung in Verbindung mit der Kombination von Bildern anderer Quellen und für andere Zwecke, wie etwa TV- oder Videobildern, Satellitenerkundungsbildern, astronomischen Bildern und anderen finden wird.
Bisher hat man Daten von Computertomographen mit unterschiedlichen Filter- oder Transformationsfunktionen gefiltert und in eine Bilddarstellung rekonstruiert. Einige Filterfunktionen verstärken die Glätte der Daten. Andere betonen Kanten oder Grenzen. Wieder andere Filterfunktionen liefern eine hohe Auflösung. Verschiedene andere Filterfunktionen liefern andere bekannte Hervorhebungen. Jedoch sind bei einigen Arten medizinischer Untersuchungen scharfe Kontraste wichtig, bei anderen die Auflösung, bei anderen die Glätte und bei wieder anderen verschiedene Kombinationen dieser und anderer Bildeigenschaften. Gewöhnlich wird eine für die Art der Diagnose geeignete Filter- oder Transformationsfunktion im vorhinein ausgewählt. Diese vorherige Auswahl der Filter- oder Transformationsfunktion bietet keine Möglichkeit, die Kantenverstärkung, Glätte oder andere Bildeigenschaften des betrachteten Bildes anzupassen, um seinen diagnostischen Wert zu optimieren.
Es gibt verschiedene andere Arten medizinisch diagnostischer Bildgebung, die allgemein Anwendung finden, wie etwa digitale Radiographie, Magnetresonanzbildgebung (Kernspintomographie), Positronen-Emissions-Tomographie, und ähnliche. Jedes dieser und anderer Bildgebungsverfahren erzeugt Bilder mit unterschiedlicher Qualität der Merkmale. Einige unterscheiden besser zwischen Weichteilgewebe, andere stellen Knochen klarer dar, wieder andere sind ideal zur Bildgebung des Blutflusses und des Kreislaufsystems geeignet, und ähnliches. In den meisten Fällen wird ein einziges Verfahren gemäß der Art der auszuführenden Diagnose ausgewählt. Manchmal enthalten Bilder mehrerer Verfahren wichtige aber unterschiedliche diagnostische Informationen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues verbessertes Interpolationsverfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die es dem Betrachter gestatten, die Bildmerkmale zu optimieren, nachdem die Daten aufgenommen, rekonstruiert und angezeigt worden sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Interpolation von Bildern zur Verfügung gestellt, wobei das Verfahren beinhaltet: Bestimmung eines Differenzbildes durch Subtraktion eines ersten Basisbildes von einem zweiten Basisbild und Teilung des Ergebnisses dieser Subtraktion durch eine erste Anzahl von zwischen dem ersten und zweiten Basisbild verfügbaren Interpolationsschritten; und Kombination des Differenzbildes mit einem augenblicklich angezeigten Bild, durch Addition des Differenzbildes zu oder Subtraktion von dem augenblicklich angezeigten Bild, um selektiv das erste oder zweite Basisbild stärker zu wichten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine Vorrichtung zur selektiven Interpolation zwischen Bildern zur Verfügung gestellt, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Bildsubtraktions- und Verarbeitungseinrichtung zur subtraktiven Kombination mindestens des ersten und zweiten empfangenen Basisbildes, und Teilung des Ergebnisses dieser Subtraktion durch eine erste Anzahl von verfügbaren Interpolationsschritten zwischen diesen, um ein erstes Differenzbild zu definieren; eine Speichereinrichtung für das augenblicklich angezeigte Bild zur Speicherung eines augenblicklich angezeigten Bildes; und eine Kombinationseinrichtung zur wiederholten Addition und/oder Subtraktion des ersten Differenzbildes, das in der Differenzbild-Speichereinrichtung gespeichert ist, zu und von dem Bild, das in der Speichereinrichtung für das augenblicklich angezeigte Bild gespeichert ist.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Wichtung oder Interpolation zwischen den Bildern von dem Betrachter in Echtzeit anpaßbar ist.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie es gestattet, mehrere Datenschichten kontinuierlich zu betrachten.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Interpolation in mehreren Dimensionen ein Minimum an Speicherkapazität erfordert.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie dem Radiologen ermöglicht, Filter- oder Transformationsfunktionen zu optimieren, nachdem die Bilder erzeugt worden sind. Andererseits können von dem Radiologen bevorzugte Filter- oder Transformationsfunktionen für jede Art von Studien aufeinander abgestimmt werden.
Eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß der Erfindung werden nun beispielshalber unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
die Fig. 1A und 1B zusammengenommen eine schematische Darstellung einer diagnostischen Bildgebungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Anzeige für den Bediener ist, welche die bevorzugte Interpolation darstellt;
Fig. 3 eine schematische Darstellung ist, die helfen soll, eine Ausführungsform dritter Ordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zu begreifen.
Basisbilder von mehreren Bildquellen A werden von einer Bildsubtraktions- und -verarbeitungseinrichtung B empfangen und verarbeitet, um Differenzbilder erster und höherer Ordnung zu erzeugen, die in einer Differenzbild-Speichermatrix C gespeichert werden. Eine Matrix aus Addier- und Subtrahiereinrichtungen D addiert oder subtrahiert gleichzeitig den Pixelwert eines ausgewählten Differenzbildes mit/von den entsprechenden Pixelwerten eines augenblicklich angezeigten Bildes in einer Speichereinrichtung E für das augenblicklich angezeigte Bild. Ein Bediener an einem Bediensteuerpult F betrachtet das augenblicklich angezeigte Bild und paßt die Interpolation zwischen den Basisbildern selektiv an. Genauer gesagt addiert oder subtrahiert, wenn der Bediener die Interpolation anpaßt, die Addierer/Subtrahierer-Matrix D die geeigneten entsprechenden Differenzbilder.
Bezugnehmend auf Fig. 2 wird eine Anzeige der wählbaren relativen Wichtung der Bilder entweder dem angezeigten Diagnosebild überlagert oder auf einer separaten Anzeigeeinrichtung zur Verfügung gestellt. Um zwischen zwei Bildern I&sub0; und I&sub1; zu interpolieren, bewegt der Bediener einen Zeiger zu einer der L&sub1; Positionen längs der Zeile zwischen I&sub0; und I&sub1;. An der Ausgangsposition wird das Bild I&sub0; angezeigt; und an der L&sub1;-ten Position wird das Bild I&sub1; angezeigt. An einer mittleren Position, z. B. dem vierten Schritt, wäre das Bild:
Die Mittlung zweier vollständiger Bilder mit dieser Wichtung könnte relativ rechenintensiv und langsam sein. Im Gegensatz dazu ändert sich bei der vorliegenden Erfindung, wenn der Bediener den Zeiger von I&sub0; nach I&sub1; bewegt, das Bild kontinuierlich, im wesentlichen in Echtzeit, so daß der Bediener die Bildänderung verfolgen kann und die Wichtung festhalten kann, welche er bevorzugt. Es ist auch daran gedacht, daß der Bediener die Extrapolation über I&sub0; oder I&sub1; hinaus fortführen kann, indem er fortfährt, das Differenzbild zu addieren (oder zu subtrahieren).
Genauer gesagt wird bei diesem Beispiel erster Ordnung ein erstes Differenzbild IΔ1 bestimmt. Das Differenzbild erster Ordnung ist die Differenz zwischen I&sub0; und I&sub1;, geteilt durch die Anzahl der dazwischen liegenden Interpolationsschritte L&sub1;, d. h.
IΔ1=(I&sub0; - I&sub1;)/L&sub1; (1) .
Zum Ausgangszeitpunkt ist das Bild I&sub0; in dem Bildspeicher E für das augenblicklich angezeigte Bild geladen. Jedes Mal, wenn der Bediener den Zeiger um einen Schritt nach rechts bewegt, addiert die Addierer/Subtrahierer-Matrix D den Wert jedes Pixels des ersten Differenzbildes zu dem entsprechenden Pixelwert des Bildes in dem Speicher E für das augenblicklich angezeigte Bild. Jedes Mal, wenn der Zeiger um einen Schritt nach links bewegt wird, subtrahiert die Addierer/Subtrahierer-Matrix D diesen Pixelwert. (Sollte eine Matrix aus Addierern oder Subtrahierern vergleichbar groß sein wie die Anzahl der Pixelwerte in jedem Bild, so kann das Bild in dem Speicher für das augenblicklich angezeigte Bild in der Zeit aufgefrischt werden, die für eine einzige Additions- oder Subtraktionsoperation notwendig ist). Selbst wenn jedoch nur ein einziger Addierer die Operationen in Fließbandverarbeitung ausführt, würde das gestatten, daß sich das augenblicklich angezeigte Bild im wesentlichen in Echtzeit mit der Bewegung des Zeigers ändert.
Wenn wir ein Beispiel zweiter Ordnung betrachten, so erhält man vier Bilder I&sub0;, I&sub1;, I&sub2; und I&sub3;. Das erste Differenzbild IΔ1 ist wiederum (I&sub0; - I&sub1;)/L&sub1;. Analog ist ein zweites Differenzbild in vertikaler Richtung IΔ2 gleich der Differenz zwischen dem ersten und dritten Bild, geteilt durch die Anzahl der dazwischen liegenden wählbaren Interpolationsschritte L&sub2;, d. h.:
IΔ2=(I&sub0; - I&sub3;)/L&sub2; (2).
Man wird jedoch bemerken, daß die Veränderung in dem augenblicklich angezeigten Bild für jeden Schritt entlang des Weges zwischen I&sub0; und I&sub3; normalerweise nicht dieselbe sein wird, wie für jeden Schritt entlang des Weges zwischen I&sub0; und I&sub2;, oder anderen dazwischen liegenden vertikalen Pfaden. Vielmehr wird eine Anpassung gemäß eines Differenzbildes vorgenommen, das basierend auf den Bildern I&sub0; und I&sub3; berechnet worden ist und dem Differenzbild, das basierend auf den Bildern I&sub0; und I&sub2; und der Anzahl der Schritte L&sub1; zwischen I&sub0; und I&sub1; berechnet worden ist. Das heißt, daß dieser Differenzbildfehler zweiter Ordnung je vertikaler Spalte I²Δ2 definiert ist durch:
Analog basiert der Differenzbildfehler zweiter Ordnung I²Δ1 von Reihe zu Reihe in vertikaler Richtung auf der Differenz zwischen den Differenzbildern zwischen I&sub0; und I&sub1; und den Differenzbildern zwischen I&sub3; und I&sub2; und der Anzahl L&sub2; der horizontalen Reihen, d. h.:
Somit ist die Korrektion zweiter Ordnung I²Δ12 in beiden Richtungen dieselbe.
Bei der Anwendung addiert jedes Mal, wenn der Bediener den Zeiger horizontal nach rechts bewegt, die Addierer/Subtrahierer-Matrixeinrichtung D das erste Differenzbild zu dem Bild in dem Speicher für das augenblicklich angezeigte Bild E und das Differenzbild zweiter Ordnung I²Δ12 zu dem zweiten Differenzbild erster Ordnung IΔ2. Jedes Mal, wenn der Zeiger vertikal nach oben (nach unten) verschoben wird, addiert(subtrahiert) die Addierer-Matrix D das zweite Differenzbild IΔ2 zu dem Bild in dem Speicher für das augenblicklich angezeigte Bild E und die Differenz zweiter Ordnung I²Δ12 zu dem ersten Differenzbild erster Ordnung IΔ1. Wenn der Zeiger nun nach links oder rechts bewegt wird, addiert oder subtrahiert die Addierer-Matrix D das zweiter Ordnung korrigierte erste Differenzbild für jeden horizontalen Bewegungsschritt. Selbstverständlich kann bei jedem Schritt L&sub1; die Differenzbildkorrektion zweiter Ordnung ausgeführt werden, anstatt des zweiten Differenzbildes erster Ordnung IΔ2.
Bezugnehmend auf Fig. 3 kann eine Interpolation dritter Ordnung zwischen acht Bildern I&sub0;, I&sub1;, I&sub2;, I&sub3;, I&sub4;, I&sub5;, I&sub6; und I&sub7; ausgeführt werden. Es werden drei Differenzbilder erster Ordnung IΔ1, IΔ2, IΔ3 bestimmt, entlang jeder der drei Achsen eins, d. h.:
IΔ1=(I&sub0; - I&sub1;)/L&sub1; (5a)
IΔ2=(I&sub0; - I&sub3;)/L&sub2; (5b)
IΔ3=(I&sub0; - I&sub5;)/L&sub3; (5c)
wobei L&sub3; die Anzahl der dazwischen liegenden verfügbaren Interpolationsschritte in der Richtung zwischen dem Bild I&sub0; und I&sub5; ist. Analog werden drei Differenzbilder zweiter Ordnung I²Δ12, I²Δ13, I²Δ23 entlang jeder der drei Ebenen durch I&sub0; und entlang der drei Achsen 1, 2, 3 definiert, d. h..:
I²Δ12= I&sub0; - I&sub1; + I&sub2; - I&sub3;/L&sub1;L&sub2; (6a)
I²Δ13= I&sub0; - I&sub1; + I&sub6; - I&sub5;/L&sub1;L&sub3; (6b)
I²Δ23= I&sub0; - I&sub5; + I&sub4; - I&sub3;/L&sub2;L&sub3; (6c).
Weiterhin kompensiert eine Korrektur dritter Ordnung I³Δ die Differenz von Ebene zu Ebene, d. h.:
I³Δ= -I&sub0; + I&sub1; - I&sub2; + I&sub3; - I&sub4; + I&sub5; - I&sub6; + I&sub7;/L&sub1;L&sub2;L&sub3; (7).
Verallgemeinert man auf n Dimensionen, so werden 2n Basisbilder I&sub0;, I&sub1;, I&sub2;, ..., In-1 aufgenommen. Entlang jeder der n Dimensionen werden dazwischen liegende Interpolationsschritte L&sub1;, L&sub2;, L&sub3;, ...Ln ausgewählt. Jedes der n Differenzbilder erster Ordnung I¹Δj entlang einer entsprechenden der Dimensionen 1, 2, ...n wird ausgedrückt als:
I¹Δj = Ij - I&sub0;/L1j (8),
wobei jede der Dimensionen von 1 bis n ist. Analog gibt es (n!)/(n-m)!m! Differenzbilder m-ter Ordnung, wobei m eine willkürliche ganze Zahl zwischen 1 und n ist. Das einzige Differenzbild n-ter Ordnung ist definiert durch:
Betrachten wir nochmals Fig. 1A, so können die Basisbilder I&sub0;,I&sub1;, ... jedes von irgendeinem von mehreren medizinischen Diagnosegeräten stammen, wie etwa einem Computertomographen 10, einem Kernspintomographen 12, einem Positronen-Emissions- Tomographen 14, einem digitalen Röntgengerät 16, einem Ultraschallgerät 18, einer Nuklear- oder Szintillationskamera 20 oder einer anderen Bildquelle 22. Die vorliegende Erfindung wird Anwendung in Verbindung mit anderen Arten von Bildern als medizinischen Diagnosebildern finden, z. B. in allgemeinen Bereichen oder Gebieten. Beispielsweise können die Basisbilder ein optisches Bild eines optischen Teleskops, ein radioastronomisches Bild eines Radioteleskops, ein Infrarotbild desselben Bereiches und ein Mikrowellenbild sein. Analog kann jedes der Bilder von derselben Bildgebungseinrichtung stammen, wenn die Bildgebungseinrichtung so eingestellt ist, daß sie Bilder mit unterschiedlichen Merkmalen oder unterschiedlicher Bereiche erzeugt.
Wenn wir beispielshalber den Computertomographen betrachten, so richtet eine Röntgenstrahlröhre 30 oder eine andere Quelle durchdringender Strahlung einen dünnen fächerförmigen Strahlungsstrahl 32 durch einen Bildkreis oder Untersuchungsbereich 34 auf einen Ring von Strahlungsdetektoren 36. Ein Motor oder eine andere Vorrichtung 38 dreht die Röntgenstrahlquelle um den Untersuchungsbereich 32. Auf diese Weise messen die Röntgenstrahldetektoren 36 einen relativen Betrag der Strahlungsabschwächung längs der zahlreichen Pfade durch den Untersuchungsbereich. Eine Abtasteinrichtung 40 tastet alle angestrahlten Detektoren 36 in kurzen Zeitintervallen ab. Bei der bevorzugten Ausführungsform sortiert die Abtasteinrichtung 40 die empfangene Strahlung in Quellenfächer, d. h. jede Aufnahme stellt die Strahlungsabschwächung in einem fächerförmigen Feld aus Abschnitten dar, die in einem Scheitelpunkt an einem gegebenen der Detektoren zusammenlaufen.
Eine Vervielfachungseinrichtung 42 vervielfacht den Datenvektor, der jede Aufnahme darstellt, mit einer Kernfilter- oder Transformationsfunktion, die aus einer Speichereinrichtung 44 für Kernfilter gewonnen wird. Es können unterschiedliche Filterfunktionen ausgewählt werden, beispielsweise jede der Filterfunktionen 1-N, die in einer Speichereinrichtungsmatrix für Filterfunktionen 46 gespeichert sind. Optional interpoliert eine Interpolationseinrichtung 48 zwei oder mehr Filterfunktionen. Jede der Filterfunktionen erzeugt ein Bild mit festgesetzten Merkmalen, wie etwa Glätte, starke oder verstärkte Kanten, hohe Auflösung und ähnliches, als auch Kombinationen dieser. Jede Filterfunktion, die ein Merkmal verstärkt, ist relativ schwach bezüglich eines anderen. Somit bildet die gewählte Filterfunktion normalerweise einen Kompromiß zwischen den verschiedenen wählbaren Bildeigenschaften. Eine Rekonstruktionseinrichtung 50 führt eine Faltungs- und Rückprojektion oder einen anderen bekannten Rekonstruktionsalgorithmus aus, um eine elektronische Bilddarstellung zu erzeugen.
Bezugnehmend auf Fig. 1B weist die Bildsubtraktions- und Verarbeitungseinrichtung B eine Speichereinrichtung zum vorübergehenden Bereithalten jedes der Basisbilder auf. Bei der Ausführungsform zweiter Ordnung mit den vier Bildern sind Bildspeichereinrichtungen 60, 62, 64 und 66 zum Bereithalten der jeweiligen vier Basisbilder vorgesehen. Diese vier Bildspeichereinrichtungen können Teil einer Speicherplatte oder eines anderen Massenspeichermediums sein oder können zwischen den verschiedenen Bildquellen verteilt sein. Es müssen nicht alle vier Bilder gleichzeitig in diesen Speichern bereitgehalten werden. Eine Bildsubtraktionseinrichtung 68 subtrahiert die Basisbilder, wie durch die obigen Gleichungen (1)-(9) vorgegeben. Speziell auf die Ausführungsform mit den vier Bildern bezogen, subtrahiert die Bildsubtraktionseinrichtung 68 das Bild I&sub1; aus der Bildspeichereinrichtung 62 von dem Bild I&sub0; aus der Bildspeichereinrichtung 60 und speichert die Differenz vorübergehend in einem Differenzbildspeicher 70. Eine Teilungseinrichtung 72 teilt jeden Pixelwert des subtrahierten Differenzbildes in dem Speicher 70 durch die Interpolationsschritte L&sub1; entlang der entsprechenden Dimension, um das erste Differenzbild IΔ1 zu bilden, welches in einer ersten Differenzbildspeichereinrichtung 74 gespeichert wird. Analog subtrahiert diese Subtraktionseinrichtung das Bild I&sub3; aus der Bildspeichereinrichtung 66 von dem Bild I&sub0; aus der Bildspeichereinrichtung 60 und speichert das Ergebnis vorübergehend in einer Speichereinrichtung 76. Jeder Pixel des in der Speichereinrichtung 76 gespeicherten Bildes wird von einer Teilungseinrichtung 78 durch die Anzahl der Interpolationsschritte L&sub2; längs der entsprechenden Dimension geteilt, um ein zweites Differenzbild IΔ2 zu erzeugen, welches in einer zweiten Differenzbildspeichereinrichtung 80 gespeichert wird. Analog summiert die Bildsubtraktionseinrichtung 68 die Bilder I&sub0; und I&sub2; und subtrahiert die Bilder I&sub1; und I&sub3;, um ein Bild zu erzeugen, welches vorübergehend in der Bildspeichereinrichtung 82 gespeichert wird, bevor es von einer Teilungseinrichtung 84 durch das Produkt aus der Anzahl der verfügbaren Interpolationsschritte entlang der beiden Dimensionen L&sub1; und L&sub2; geteilt wird. Das resultierende Doppel differenzbild I²Δ12 wird in einer Speichereinrichtung 86 für Differenzbilder zweiter Ordnung gespeichert. Optional kann eine Interpolationseinrichtung vorgesehen sein, um die Anzahl der Pixel bei einigen der Basisbilder wenn nötig zu erhöhen oder zu vermindern, so daß jedes der Bilder dieselbe Pixelanzahl aufweist, d. h. ein Bild mit 512 · 512 oder 1024 · 1024 Pixeln.
Die Matrixeinrichtung aus Addierern/Subtrahierern D beinhaltet vorzugsweise eine erste Addierer/Subtrahierer- Matrixeinrichtung 90, welche das Differenzbild I&sub1; und I&sub2; erster Ordnung zu/von dem augenblicklich angezeigten Bild addiert und subtrahiert. Eine zweite Addierer/Subtrahierer- Matrixeinrichtung 92 addiert und subtrahiert das Differenzbild zweiter Ordnung I²Δ12 zu einem der Differenzbilder erster Ordnung, z. B. dem zweiten Differenzbild IΔ2. Alternativ kann das Differenzbild zweiter Ordnung direkt zu dem augenblicklich angezeigten Bild addiert werden.
Das Endgerät F beinhaltet einen Videomonitor 100, welcher die elektronische augenblicklich angezeigte Bilddarstellung in dem Speicher E in eine für Menschen lesbare Anzeige umwandelt. Ein Videobildprozessor 102 überlagert ein Bild wie etwa jenes aus Fig. 2 oder Fig. 3 dem auf dem Monitor 100 angezeigten Bild, um den Bediener bei der Interpolation zwischen den Basisbildern zu unterstützen. Eine Rollkugeleinrichtung 104 stellt dem Videobildprozessor 102 ein Signal zur Verfügung, um die Bewegung eines Zeigers auf dem angezeigten Gitter zu steuern. Die Rollkugeleinrichtung 104 weist Zähler auf, die bewirken, daß sich der Zeiger jeweils schrittweise in horizontaler und vertikaler Richtung verschiebt. Jedes Mal, wenn die Zählung einem Schritt L&sub1;, L&sub2;, usw. in der entsprechenden Richtung gleichkommt, addiert oder subtrahiert die Addierermatrix D das geeignete Differential oder das Doppeldifferenzbild oder Differenzbild zweiter Ordnung zu oder von der Bilddarstellung in Bildspeicher E. Optional kann gestattet werden, daß der Zeiger über das Gitter aus Fig. 2 hinausgeht, wobei die Addierer/Subtrahierer-Matrix fortfährt, das augenblicklich angezeigte Bild anzupassen.

Claims

1. Ein Verfahren zur Interpolation von Bildern, wobei das Verfahren beinhaltet: Bestimmung eines Differenzbildes (IΔ1) durch Subtraktion eines ersten Basisbildes (I&sub1;) von einem zweiten Basisbild (I&sub0;) und Teilung des Ergebnisses dieser Subtraktion durch eine erste Anzahl (L&sub1;) zwischen dem ersten und zweiten Basisbild verfügbarer Interpolationsschritte; und Kombination des Differenzbildes (IΔ1) mit einem augenblicklich angezeigten Bild, durch Addition des Differenzbildes (IΔ1) zu oder Subtraktion von dem augenblicklich angezeigten Bild, um selektiv das erste oder zweite Basisbild stärker zu wichten.

2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin beinhaltet, daß eine Anzeige des ersten Bildes und eine Anzeige eines zweiten Bildes angezeigt wird, und ein Zeiger, der zwischen diesen bewegbar ist; daß jedes Mal, wenn sich der Zeiger einen Schritt zu der ersten Bildanzeige hin bewegt, das Differenzbild von dem augenblicklich angezeigten Bild subtrahiert wird, und jedesmal, wenn sich der Zeiger einen Schritt zu der zweiten Bildanzeige hin bewegt, das Differenzbild zu dem augenblicklich angezeigten Bild addiert wird.

3. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, das weiterhin beinhaltet, das erste und zweite Basisbild (I&sub1;, I&sub0;) zu verwerfen, nachdem das Differenzbild und das augenblicklich angezeigte Bild bestimmt worden sind.

4. Ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gemäß dem jeder Pixel des Differenzbildes gleichzeitig zu einem entsprechenden Pixel des augenblicklich angezeigten Bildes addiert wird, so daß sich das augenblicklich angezeigte Bild im wesentlichen in Echtzeit ändert.

5. Ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das weiterhin beinhaltet, daß ein drittes Basisbild (I&sub3;) und das erste Basisbild (I&sub0;) subtraktiv kombiniert werden und durch eine zweite Anzahl (L&sub2;) von zwischen diesen verfügbaren Interpolationsschritten geteilt werden, um ein zweites Differenzbild zu erzeugen, und gemäß dem der Schritt der Kombination beinhaltet, das erste und zweite Differenzbild selektiv mit dem augenblicklich angezeigten Bild zu kombinieren, um die relative Wichtung des ersten, zweiten und dritten Basisbildes (I&sub0;, I&sub1;, I&sub3;) anzupassen.

6. Ein Verfahren nach Anspruch 5, das weiterhin beinhaltet, eine Differenz zwischen einer Summe des ersten Basisbildes (I&sub0;) und eines vierten Basisbildes (I&sub2;) und der Summe des zweite (I&sub1;) und dritten Basisbildes (I&sub3;) zu bestimmen und die Differenz durch das Produkt (L&sub1;L&sub2;) der Anzahl der ersten und zweiten Anzahl von Interpolationsschritten zu teilen, um ein Differenzbild zweiter Ordnung zu bestimmen, und gemäß dem der Schritt der Kombination weiterhin beinhaltet, das Differenzbild zweiter Ordnung selektiv entweder mit dem ersten oder dem zweiten Differenzbild zu kombinieren.

7. Ein Verfahren nach Anspruch 6, das weiterhin beinhaltet, zusätzliche Basisbilder zur Verfügung zu stellen, Paare der Basisbilder subtraktiv zu kombinieren und durch eine Anzahl von verfügbaren Interpolationsschritten zwischen jedem Paar zu teilen, um zusätzliche Differenzbilder zu bestimmen.

8. Ein Verfahren nach Anspruch 7, das weiterhin beinhaltet, Summen von Paaren aus Basisbildern subtraktiv zu kombinieren und durch ein Produkt aus einer Anzahl von Schritten zwischen den relativen Paaren zu teilen, um zusätzliche Differenzbilder zweiter Ordnung zu bestimmen.

9. Ein Verfahren nach Anspruch 8, das weiterhin beinhaltet, acht Basisbilder subtraktiv und additiv zu kombinieren und durch ein Produkt aus einer Anzahl von Interpolationsschritten zwischen dreien dieser Paare zu teilen, um ein Differenzbild dritter Ordnung zu bestimmen.

10. Ein Verfahren nach Anspruch 6, 7, 8 oder 9, das weiterhin beinhaltet: Anzeige einer Darstellung, die das erste, zweite, dritte und vierte Basisbild (I&sub0;, I&sub1;, I&sub2;, I&sub3;) bezeichnet, im allgemeinen in den Ecken eines Rechtecks, und Bewegung eines Zeigers zwischen diesen; wenn sich der Zeiger in paralleler Richtung zu einem Pfad zwischen der Anzeige des ersten und zweiten Basisbildes bewegt, selektive Addition und Subtraktion des ersten Differenzbildes zu und von dem augenblicklich angezeigten Bild; wenn der Zeiger längs einer Richtung parallel zu einem Pfad zwischen der Anzeige des ersten und dritten Basisbildes bewegt wird, selektive Addition und Subtraktion des zweiten Differenzbildes; und jedes Mal, wenn der Zeiger sich zwischen benachbarten Pfaden eines parallelen Feldes aus Pfaden bewegt, die sich parallel zu einem der Pfade zwischen der ersten und zweiten Bildanzeige erstrecken und dem Pfad zwischen der ersten und zweiten Bildanzeige, selektive Addition und Subtraktion des zweiten Differenzbildes, zu oder von entweder dem ersten oder zweiten Differenzbild.

11. Eine Vorrichtung zur selektiven Interpolation zwischen Bildern, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Bild subtraktions- und Verarbeitungseinrichtung (B, 68, 72) zur subtraktiven Kombination mindestens des ersten und zweiten empfangenen Basisbildes (I&sub0;, I&sub1;), und Teilung des Ergebnisses dieser Subtraktion durch eine erste Anzahl (L&sub1;) von verfügbaren Interpolationsschritten zwischen diesen, um ein erstes Differenzbild (IΔ1) zu definieren; eine Differenzbild- Speichereinrichtung (C, 70) zur Speicherung des ersten Differenzbildes (IΔ1); eine Speichereinrichtung (E, 74) für das augenblicklich angezeigte Bild zur Speicherung eines augenblicklich angezeigten Bildes; und eine Kombinationseinrichtung (D, 90) zur wiederholten Addition und/oder Subtraktion des ersten Differenzbildes (IΔ1), das in der Differenzbild-Speichereinrichtung (C, 70) gespeichert ist, zu und von dem Bild, das in der Speichereinrichtung (E, 74) für das augenblicklich angezeigte Bild gespeichert ist.

12. Eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Differenzbild und das augenblicklich angezeigte Bild beide eine gemeinsame festgesetzte Pixelanzahl aufweisen und wobei die Kombinationseinrichtung (D, 90) ein Feld mit derselben Anzahl von Additionsvorrichtungen (90, 92) aufweist, wodurch gleichzeitig jeder Pixel des Differenzbildes mit dem entsprechenden Pixel des augenblicklich angezeigten Bildes kombiniert wird.

13. Eine Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei: die Bildsubtraktions- und Verarbeitungseinrichtung (B, 68, 72) weiterhin Einrichtungen (76, 78) aufweist, zur subtraktiven Kombination eines dritten empfangenen Basisbildes (I&sub3;) und des ersten Basisbildes (I&sub0;), und Teilung durch eine zweite Anzahl (L&sub2;) von Interpolationsschritten zwischen dem ersten und dritten Bild (I&sub0;, I&sub3;), um eine zweite Differenzbilddarstellung zu erzeugen; und wobei die Differenzbild- Speichereinrichtung (C, 70) weiterhin eine Einrichtung (80) zur Speicherung der zweiten Differenzbilddarstellung aufweist.

14. Eine Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei: die Bildsubtraktions- und Verarbeitungseinrichtung (B, 68, 72) weiterhin Einrichtungen (82, 84) aufweist, zur Subtraktion einer Summe aus dem ersten und dritten Basisbild (I&sub0;, I&sub3;) von einer Summe des zweiten Basisbildes (I&sub1;) und einem vierten Basisbild (I&sub2;) und Teilung durch ein Produkt (L&sub1;, L&sub2;) aus der ersten und zweiten Anzahl der Schritte, um ein Differenzbild zweiter Ordnung zu definieren; und wobei die Differenzbild- Speichereinrichtung (C, 70) weiterhin eine Speichereinrichtung (86) für Differenzbilder zweiter Ordnung aufweist, um das Differenzbild zweiter Ordnung zu speichern.

15. Eine Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Kombinationseinrichtung Einrichtungen (90, 92) zur Kombination des Differenzbildes zweiter Ordnung mit entweder dem ersten oder dem zweiten Differenzbild aufweist.

16. Eine Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, die weiterhin eine Rollkugeleinrichtung zur anpaßbaren Auswahl einer Wichtung zwischen dem ersten, zweiten, dritten und vierten Basisbild (I&sub0;, I&sub1;, I&sub2;, I&sub3;,) aufweist, wobei die Rollkugeleinrichtung wirksam mit einer Differenzbild-Speichereinrichtung (C, 70) und der Kombinationseinrichtung (D, 90) verbunden ist, um zu bewirken, daß die Kombinationseinrichtung mindestens entweder das erste oder zweite Differenzbild (I&sub0;, I&sub1;) mit einem augenblicklich angezeigten Bild kombiniert, jedesmal, wenn eine Rollkugel (104) ausreichend gedreht wird, um den ersten bzw. zweiten Schritt anzuzeigen.

17. Eine Vorrichtung nach Anspruch 16, die weiterhin einen Videobildprozessor (102) zur Anzeige eines Interpolationsrasters aufweist, in welchem eine Anzeige des ersten, zweiten, dritten und vierten Basisbildes (I&sub0;, I&sub1;, I&sub2;, I&sub3;) in den Ecken eines Rechteckes angezeigt wird, und zwischen diesen durch die Rollkugel (104) ein Zeiger bewegt wird.

18. Eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17; die weiterhin beinhaltet: einen CT-Scanner (10), der eine Abtasteinrichtung (40) zur Abtastung mehrerer Aufnahmen aufweist eine Vervielfachungseinrichtung (42) zur Multiplikation der Aufnahmen mit einer von mehreren Kernfilterfunktionen; eine Rekonstruktionseinrichtung (50) zur Rekonstruktion der gefilterten Aufnahmen in eines der Basisbilder; und mehrere Kernfilterfunktions-Speichereinrichtungen (44, 46), zur Speicherung mehrerer Kernfilterfunktionen, so daß das erste, zweite, dritte und vierte Basisbild von dem CT-Scanner (10) jeweils mit einer unterschiedlichen Kernfilterfunktion erzeugt wird.