DE69830128T2 - Bildverarbeitungsverfahren bei dem das Rauschen vom Signal abhängt - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildverarbeitung für die Bestimmung einer Rauschkurve in Bezug auf ein Bild mit einer Erfassung eines aus Pixeln gebildeten Bildes mit einer Intensität einschließlich einer vom Signal abhängenden Signalkomponente und einer Rauschkomponente. Die Erfindung betrifft auch ein Bildverarbeitungsverfahren zur Verminderung des Rauschens eines Bildes und ein medizinisches Bildgebungsgerät mit einem System zur Umsetzung solch eines Verfahrens.
• Die Erfindung kommt insbesondere in einem medizinischen Röntgenbildsystem zum Einsatz. In Röntgenbildern hängt das Rauschen vom Signal ab. Dies bedeutet, dass der Rauschpegel in den dunklen Zonen und den hellen Zonen des Bildes nicht identisch ist. Das Rauschen kann einerseits mit einem Wert mit der Bezeichnung Standard-Rauschabweichung hinsichtlich dem Durchschnittsrauschen (Standardabweichung) definiert werden. Diese Standard-Rauschabweichung kann andererseits entsprechend einer Kurve des Signals mit der Bezeichnung Rauschkurve (Noise Curve) dargestellt werden. Ein Rauschen ist mit einer Wahrscheinlichkeitsdensität verbunden, welche sich auf die Intensitätsebenen bezieht. Beim Video ist die Wahrscheinlichkeitsdensität diejenige eines Gaußschen Rauschens, was ein vom Signal unabhängiges elektronisches Rauschen ist. Die darstellende Rauschkurve der Standard-Rauschabweichung unter Berücksichtigung des Signals ist dann eine Konstante. Bei Röntgenstrahlen ist die Wahrscheinlichkeitsdensität diejenige eines Poissonnierschen Rauschens, die von einem Quantenrauschen herrührt, und dieses Quantenrauschen hängt vom Signal ab. Die die Standard-Rauschabweichung unter Berücksichtigung des Signals im Falle eine Poissonnierschen Rauschens darstellende Rauschkurve ist normalerweise linear und ansteigend. Ein Problem ist, dass sich in den Röntgenstrahlensystemen elektronische Vorrichtungen befinden, die die Form dieser Rauschkurven ändern. Die Rauschkurve ist im Falle eines Poissonnierschen Rauschens im Allgemeinen nicht linear und nicht konstant ansteigend. Sie ist nicht diejenige eines echten Poissonnierschen Rauschens, denn das Rauschen hat die gesamte elektronische Kette durchlaufen. Diese Rauschkurve muss folglich in jedem Fall bestimmt werden.
• Ein Verfahren zur Bildverarbeitung, welches im Laufe der Verarbeitung die Varianz des Rauschens in einer digitalen Bildsequenz bestimmt, wobei das Rauschen vom Signal abhängt, ist bereits aus der Veröffentlichung mit dem Titel „An adaptive Technik for digital noise suppression in on-line portal imaging" von Konad W. Leszcynski in Phys. Med. Biol., 1990, Band. 35, Nr. 3.429-439, Printed in the UK, bekannt. Dieses Dokument beschreibt ein Verfahren zur Verminderung des Rauschens, welches die Varianz des Rauschens berücksichtigt. Die Varianz der Intensität der Pixel wird für diesen Zweck direkt (on-line) im Laufe der Bildverarbeitung in einer einheitlichen Region in einem durchschnittlichen Bild gemessen. Dieses durchschnittliche Bild ist ein Durchschnitt von N individuellen Videobildern. Die Varianz wird unter Berücksichtigung von 1/N dargestellt. Die Varianz des Rauschens wird in dem durchschnittlichen Bild um den besagten Faktor N reduziert. Folglich wird die Varianz des zufälligen Rauschens über die Neigung der lokalen Varianz geschätzt.
• In einem ersten Anwendungsbeispiel ist es bei der Röntgenbildgebung sehr wichtig, das Rauschen aufgrund der Tatsache zu verringern, dass das auf den Patienten angewendete Signal im Allgemeinen sehr schwach ist, da die Bilder im Allgemeinen sehr verrauscht sind. Um die Arbeit zur Verminderung des Rauschens in einem Bild auszuführen ist es aus den weiter oben erläuterten Gründen notwendig, das Rauschen zu bewerten und folglich die Kurve der Standard-Rauschabweichung unter Berücksichtigung des Signals zu bestimmen. In einem anderen Anwendungsbeispiel kann man beim Video auch das Bedürfnis haben, das Rauschen vor der Kodierung zu verringern, da dieses Rauschen Hochfrequenzen enthält und die Hochfrequenzen sehr kostspielig zu kodieren sind.
• Diese Erfindung schlägt mit der Bereitstellung eines Bildverarbeitungsverfahrens zur Bestimmung einer Rauschkurve in Bezug auf ein Bild eine Lösung zu diesem Problem vor, mit:
  Einer Erfassung eines aus Pixeln gebildeten Bildes mit einer eine Signalkomponente und signalabhängige Rauschkomponente einschließenden Intensität,
  einer Aufteilung der gesamten Intensitätsebenen des Bildes in Bänder mit grundsätzlich einheitlichen Intensitätsebenen,
  einer Bestimmung einer Vielzahl von statistischen Gesetzen zur Verbindung der auf Rauschabweichungsebenen verteilten Rauschabweichungen mit den Intensitäten in den besagten Bändern,
  einer Bestimmung auf der Grundlage der statistischen Gesetze einer Vielzahl von Standardabweichungen des Rauschens unter Berücksichtigung der grundsätzlich einheitlichen Intensitätsebenen des Bildes, und
  einer Bestimmung der Rauschkurve des Bildes als ein statistisches Gesetz der Variationen der Standardabweichungen des Rauschens unter Berücksichtigung der besagten Intensitätsebenen des Bildes.
• Das Verfahren nach der Erfindung weist den Vorteil auf, dass es genauso gut für die Bewertung eines Quantenrauschens wie für die Bewertung eines elektronischen Rauschens verwendbar ist, d. h. für die Bewertung eines Poissonnierschen Rauschens wie für die eines Gaußschen Rauschens. Ein andere Vorteil ist, dass dieses Verfahren in Echtzeit umgesetzt werden kann.
• Ein Bildverarbeitungsverfahren zur Verminderung des Rauschens in einem Bild beinhaltet die Umsetzung eines solchen Verfahrens zur Bestimmung der Rauschkurve eines Bildes zur Bewertung des Rauschens in dem zu verarbeitenden Bild oder in einer Bildsequenz.
• Ein medizinisches Bildgebungsgerät mit Mitteln zur Verminderung des Rauschen in einem verrauschten digitalen medizinischen Bild beinhaltet ein System zur Aufnahme eines aus Pixeln gebildeten Bildes mit einer Intensität, die eine Signalkomponente und eine Rauschkomponente enthält, und ein System zur Verarbeitung des Bildes, welches Zugriff auf die Daten des Bildes und ein System für die Anzeige der Bilder aufweist, und verfügt über einen Mikroprozessor zur Umsetzung eines solchen Verfahren zur Verminderung des Rauschen eines Bildes oder einer Bildsequenz.
• Das Verfahren wird hiernach im Detail in Bezug auf die schematischen beigefügten Figuren beschrieben, von denen:
• 1 ein Diagramm der Schritte eines Verfahren zur Bestimmung der Rauschkurve und zur Verminderung des Rauschen zeigt,
• 2 ein Anfangsbild J₀ darstellt,
• 3 ein Histogramm H in der Form eines Punktbildes Hk = (QSk, QMk) darstellt,
• 4 den Aufbau des Histogramms H zeigt,
• 5 die Bestimmung des Maximums HkMax der P statistischen Kurven Hk = f(QSk) à QMk = konstant zeigt,
• 6 eine Rauschkurve NC zeigt,
• 7 ein medizinisches Röntgenstrahlengerät darstellt.
• Das Prinzip des Verfahren nach der Erfindung beruht auf die Additivitätseigenschaft der Rauschvarianz oder genauer auf einer Wachstumseigenschaft von der Standardabweichung. Was die Standard-Rauschabweichung betrifft kann man sagen, dass eine Standard-Rauschabweichung plus Signal mit der Bezeichnung S(B + Sg) immer größer ist als die alleinige Standard-Rauschabweichung einzig mit der Bezeichnung S(B) gemäß der folgenden Formel: S(B + Sg) > S(B) (1)
• Diese Formel bedeutet, dass sich das Rauschen obwohl signalabhängig vom Signal unterscheidet. Eine andere Relation bestätigt diese Behauptung. Rauschvarianz plus Signal ist gleich Rauschvarianz erhöht um die Signalvarianz, was geschrieben wird: Varianz (B + Sg) = Varianz (B) + Varianz (Sg) (2) mit Varianz (B) = [S(B)]2 (3)
• In Bezug auf 2 wird in einem Anfangsbild J₀ wie einem Röntgenbild das Signal Sg vor allem von den Objekträndern 10 gebildet. Der Hintergrund 20 zeigt im Wesentlichen Rauschen B. Die allgemeinen Kenntnisse des Fachmanns lehren, dass man das Signal vom Rauschen trennen muss, bevor man das Rauschen bewertet, und dass man für diesen Zweck die Ränder entnehmen kann. Diese Art bekannten Verfahrens beinhaltet: Die Detektion der Ränder und dann die Extraktion der Ränder. Solch ein bekanntes Verfahren weist zahlreiche Nachteile auf. Denn tatsächlich ist eine gute Bewertung der Ränder und deren sichere Erkennung schwierig. Dies hat zur Folge, dass es schwierig ist, sie zu entnehmen, denn entweder entnimmt man zu viele Informationen oder man entnimmt nicht genügend. Außerdem bewirkt die Tatsache, die Ränder zu beseitigen, eine Änderung der Wahrscheinlichkeitsdensität des Rauschen. Was bewirkt, dass die Bewertung des Rauschens nach der Extraktion der Ränder durch diesen Vorgang verfälscht wird. Der Erfindung zufolge trennt man anstatt der expliziten Trennung des Signals Sg vom Rauschen B das Signal statistisch vom Rauschen.
• In Bezug auf 1, welche die Schritte des Verfahrens in der Form eines Diagramms darstellt, beinhaltet dieses Verfahren:
• 1) Die Aufnahme 100 eines Bildes J₀, gebildet aus Pixeln Ak mit jeweils einer zu einer Einheit [1, K] gehörenden Adresse k und mit einer Intensität, die eine Signalkomponente Sg und eine signalabhängige Rauschkomponente B einschließt.
• 2) Eine Teilung 101 der Intensitätsebenen des Bildes in Bänder. Die Schritte dieses Verfahrens bezwecken die Trennung des Rauschens vom Signal auf statistische Weise, indem sie sich auf die Tatsache stützen, dass in denjenigen Bildzonen, in denen es Signale gibt, beispielsweise in der Zone 10 der 2, es auch Rauschen gibt, von dem die Standardabweichung des Signals plus das Rauschen immer größer ist als die Standardabweichung in Bezug auf diejenigen Zonen, in denen es nur Rauschen gibt, wie die Zonen 20 der 2. Das Prinzip der Erfindung beruht auch auf die Tatsache, dass das Rauschen B vom Signal Sg abhängt. Da das Rauschen von der lokalen durchschnittlichen Intensitätsebene abhängt werden alle Intensitätsebenen des Bildes in eine Zahl P von Bändern von Intensitätsebenen zerteilt, nummeriert 1 bis P, wobei jedes Band grundsätzlich konstante Intensitätsebenen enthält. Für jedes Band gibt es eine Standard-Rauschabweichung, bezeichnet Sk, in Bezug auf den Durchschnitt mit der Bezeichnung Mk der Intensitätsebenen im Band. Daraus folgt, dass sich in jedem der P Bänder von Intensitätsebenen unterschiedliche Standardabweichungen vom möglichen Rauschen Sk befinden, mit einem Maximum entsprechend einem gleichzeitigen Vorhandensein von Signal Sg und Rauschen B.
• 3) Eine Bestimmung 102 von Pixeln von Interesse im Bild mit der Bezeichnung Ak. Das Bild J₀, wie in 2 gezeigt, kann alle Originalpixel enthalten oder unterabgetastet werden.
• 4) Eine Bestimmung 103 einer Umgebung Vk mit einer Anzahl von Pixeln, die jedes Pixel von Interesse Ak umgeben, und die auch dieses Pixel von Interesse Ak enthält. Wie in 2 gezeigt ist die Umgebung Vk zur Vereinfachung der Berechnungen im Allgemeinen quadratisch oder rechteckig. Die Kreise oder Scheiben führen zu komplizierteren Berechnungen.
• 5) Eine Abtastung 104 des Bildes entlang der mit ihrer Umgebung Vk versehenen Pixel von Interesse Pk. Vorzugsweise wird das Bild gemäß einem dem Fachmann bekannten Standard-Abtastsystem abgetastet, beispielsweise von links nach rechts und von oben nach unten auf parallelen Geraden X1, X2, Xn wie in 2 gezeigt. Jedes in Verarbeitung befindliche Pixel wird laufendes Pixel Ak bezeichnet.
• 6) Eine Bestimmung 105 eines lokale Intensitätsdurchschnitts Mk in der Umgebung Vk. Der bestimmte lokale Intensitätsdurchschnitt Mk wird dem laufenden Pixel Ak zugeteilt. Der lokale Intensitätsdurchschnitt kann gemäß der Formel bestimmt werden:
  
  wobei I die Intensität der betrachteten Pixel ist, j die Zählung der Pixel im Innern der Umgebung Vk ist und N die Anzahl der in der Umgebung Vk enthaltenen Pixel ist. Zur Vereinfachung der Berechnungen kann der lokale Intensitätsdurchschnitt berechnet werden gemäß der Formel: Mk = Ck (4b)wobei Ck der Wert der Intensität des zentralen Pixels ist, d. h. des laufenden Pixels Ak im Innern der Umgebung Vk.
• 7) Eine Bestimmung 106 der Standard-Rauschabweichung Sk, die dem besagten Intensitätsdurchschnitt ML entspricht. Die Standard-Rauschabweichung Sk kann berechnet werden gemäß der Formel:
  
  In dieser Formel wird die Standard-Rauschabweichung Sk als die Quadratwurzel der Rauschvarianz berechnet. In einem vereinfachten Rechenverfahren kann Wert der von Sk berechnet werden gemäß der Formel:
  
  Die Wahl zwischen der kompletten Berechnung der Werte von Mk und Sk gemäß den Formeln (4a) und (5a) und der vereinfachten Berechnung von Mk und Sk gemäß den Formeln (4b) und (5b) ist nicht dynamisch. Es ist eine Wahl, die man zu Beginn des Verfahrens trifft und von einem zum anderen Pixel bestehen bleibt. Die zwei Verfahren erfordern unterschiedliche Rechenleistungen. Das Verfahren beinhaltet dann:
• 8) Eine Aufgliederung 107, 108 der lokalen durchschnittlichen Intensitätwerte Mk und der entsprechenden Standardabweichungen Sk, wobei die diskretisierten Werte respektive QHk und QSk bezeichnet werden; Für diesen Zweck wird die Aufgliederung 107 der lokalen durchschnittlichen Intensitätswerte Mk durchgeführt, indem der Gesamtteil E(Mk) des für Mk gefundenen Werts genommen wird, und unter Ausführung einer ganzzahlige Teilung mit einem Normalisierungskoeffizienten mit der Bezeichnung QM_norm. Im Allgemeinen ist QM_norm gleich einer Potenz von 2. Man schreibt: QMk = E(Mk)/QMnorm (6a) Die Aufgliederung 108 der Standardabweichungen des Rauschen Sk wird andererseits durchgeführt, indem der Gesamtteil E(Sk.QSno,m) des gefundenen Werts Sk genommen wird, multipliziert mit einem Normalisierungskoeffizienten mit der Bezeichnung QSno4m, was man schreibt: QSk = E[(Sk) × QSnorm] (6b)Im Allgemeinen ist QS_norm = 1 oder 2. Es kann jedes andere dem Fachmann bekannte Verfahren zur Aufgliederung mit demselben Ziel verwendet werden.
• 9) Aufbau 110 eines Histogramms H als zweidimensionales Bild wie in 3 gezeigt, dessen Punkte statistische Parameter Hk sind, derer Koordinaten einerseits die diskretisierten lokalen Durchschnitte QMk und andererseits die diskretisierten Standardabweichungen QSk sind, und die als dritte variable Dimension in diesen Koordinaten, vergleichbar mit der Intensität eines Bildpunkts, die Aufzählung Hk der Pixel mit einem bestimmten diskreten lokalen Durchschnitt QMk und einer entsprechenden diskretisierten Standard-Rauschabweichung QSk haben. 4 zeigt ein Beispiel eines Histogrammaufbaus H. In der Abszisse sind die Graustufen bzw. die Intensität des Bildes derart übertragen, um die P Bänder der Intensitätsebenen zu bestimmen, deren Anzahl vom Normalisierungskoeffizienten QM_norm abhängt. Wenn QM_norm = 8, haben die vertikalen Bänder eine Breite von 8 Intensitätsebenen. Die Umgebungen Vk des Bildes J₀ produzieren einen lokale Intensitätsdurchschnitt Mk, enthalten in einem der Bänder M1 bis MP. Für jede Umgebung Vk diskretisierten Durchschnitts QMk wird andererseits eine entsprechende diskretisierte Standardabweichung QSk berechnet. Die diskretisierten Standardabweichungen QSk werden in die Ordinate übertragen. Wenn QS_norm = 1 bestimmt man Felder, in denen die Standardabweichungen, die sich in jedem Band 1 bis P überlagern, um 1 Intensitätsebene getrennt werden. Jeder diskretisierte lokale Durchschnitt QMk und die entsprechende diskretisierte Standardabweichung QSk bilden einen Punkt (QMk, QSk) in einem Feld des Histogramms. Im Verlauf des Abtastens des Bildes J₀ wird die Anzahl Hk der Punkte in jedem Feld inkrementiert. Das ganze bildet ein Histogramm in der Form eines Punktbildes, in dem die Intensität der Punkte der Aufzählung Hk der Punkte mit denselben Koordinaten (QMk, QSk) entspricht. Die Normalisierungskoeffizienten QM_norm und QS_norm werden derart bestimmt, dass es eine vernünftige Anzahl P von Bändern im Histogramm H gibt und dass es vernünftige Werte Hk in den Feldern gibt, d. h. damit es wenig leere oder solche Felder mit nur einem Element Hk gleich 1 gibt.
• 10) Eine Bestimmung 111 auf der Grundlage des Histogramms H der statistischen Relationen zwischen den Werten der statistischen Parametern Hk und den Werten der diskretisierten Standardabweichungen QSk für jeden diskreten lokalen Intensitätswert QMk. Daraus ergeben sich statistische Gesetze mit der Bezeichnung f mit einer Anzahl P gleich der Anzahl P der diskretisierten Intensitätswerte QMk, die man bestimmt hat, oder der Anzahl P der Bänder des Histogramms H. 5 zeigt als Beispiel ein solches statistisches Gesetz f, aufgestellt für Hk = f(QSk) im Band 2 des Histogramms H, wobei QMk = 2 und dieses Band von den Intensitätsebenen 8 bis 15 wie auf 4 abgegrenzt ist.
• 11) Ein Verarbeitung 112 der P statistischen Gesetze. Jedes dieser statistischen Gesetze f zeigt ein wichtigstes Maximum oder erstes Maximum als Ergebnis des Prinzips, auf dem die Erfindung beruht, dem zufolge es ein Maximum als Ergebnis der gleichzeitigen Beteiligung des Signals und des Rauschens (Relationen (1) und (2)) gibt, wie dies zuvor dargelegt wurde. Dieses Maximum wird bei einer Operation 112 bestimmt, und es wird für dieses Maximum, bezeichnet M1 bis MP bei jeder Kurve f unter den P Kurven, ein maximaler statistischer Parameter mit der Bezeichnung Hkmax in Relation mit einer entsprechenden spezifischen Standard-Rauschabweichung mit der Bezeichnung QSkmax gefunden. Wenn es gibt P statistische Gesetze gibt, gibt es folglich P Maxima M1 bis MP von diesen bei der Operation 112 erhaltenen Kurven f.
• 12) Eine Operation 113 zur Suche, für alle HkMax, der P zugehörigen lokalen durchschnittlichen Intensitätswerte QMk respektive für die P spezifischen Werte der Standard-Rauschabweichung der entsprechenden QSkMax. In Bezug auf 6 hat man so P Punkte bestimmt, respektive von den Werten der Koordinaten QSkMax, QMk gekennzeichnet.
• 13) Eine Operation 114 zur Bestimmung der nicht quantifizierten Werte, die respektive den Koordinaten QSkMax, QMk der besagten P Punkte entsprechen. Ausgehend von QSkMax bestimmt man die nicht quantifizierte Rauschabweichung mit der Bezeichnung SkMax, die jedem Maximum M1 bis MP entspricht. Diese Operation ermöglicht die Bestimmung der Standardabweichung des Rauschens mit der Bezeichnung SBk, die einem Teilstück des Durchschnitts Mk entspricht. Tatsächlich ist die Standardabweichung des Rauschen SBk eine lineare Relation von SkMax, wobei die Koeffizienten von der Anzahl der in der Umgebung Vk enthaltenen Pixel abhängen, gemäß dem Ausdruck: SBk = [N/(N – 1)]1/2SkMax (7)Man bestimmt außerdem die nicht quantifizierte durchschnittliche Intensität Mk ausgehend von dem quantifizierten Durchschnitt QMk mit einer Operation QMk^–1 wie dem Fachmann bekannt.
• 14) Eine Bestimmung 120 eines statistischen Gesetzes NC der Variation von der Standardabweichung des Rauschen unter Berücksichtigung des Signals im Bild auf der Grundlage der Variationen der besagten Standardabweichungen des Rauschens SBk als eine Funktion g der zugehörigen Intensitätsdurchschnitte Mk, die den P so analysierten Punkten entsprechen, und ein Aufbau der Kurve mit der Bezeichnung Rauschkurve (Noise Curve), gezeigt als Beispiel in 6, die SBk = g(Mk).
• 15) Eine Operation 130 zur Verminderung des Rauschen des Bildes J₀ auf der Grundlage der Kurve NC, um ein entrauschtes Bild J zu liefern, mit jedem dem Fachmann bekannten Verfahren, welches die Kenntnis der Rauschkurve erfordert.
• Das Verfahren kann folglich zur Verminderung des Rauschen in einem Röntgenbild eingesetzt werden. Mit einer automatischen und systematischen Abtastung des Röntgenbildes mit der Bezeichnung J₀, wie in der Operation 100 aufgenommen, wird das von der Kurve NC abgeleitete Rauschen der Intensität jedes Pixels entnommen. Im Falle eine Bildsequenz aufgenommen wird, wobei das Rauschen nicht sehr variiert, kann die Extraktion des Rauschen beispielsweise alle 10 Bilder oder aber jede Sekunde aktualisiert werden, was die Bildung einer entrauschten Bildsequenz ermöglicht, die mittels einer Anzeigevorrichtung 7 in Echtzeit analysiert werden kann.
• Als Beispiel enthält in Bezug auf 7 ein medizinisches Bildgebungsgerät ein digitales Radiographiesystem mit Mitteln zur Umsetzung des Verfahrens zur Verminderung des Rauschen wie weiter oben beschrieben. Dieses Gerät enthält eine Röntgenstrahlenquelle 1, einen Tisch 2 zur Aufnahme des Patienten, eine Vorrichtung zur Absorption der Röntgenstrahlen, die den Patienten durchdrangen, und insbesondere eine Bildverstärkervorrichtung 3, gekoppelt an eine Bildröhre 4, die Daten an ein System 5 zur Bildverarbeitung liefert, das einen Mikroprozessor aufweist.
• Letzterer weist mehrere Ausgänge auf, worunter ein Ausgang 6, an einen Monitor 7 gekoppelt, um die verarbeiteten oder zu verarbeitenden Bilder oder auch Bildsequenzen anzuzeigen.
• Das digitalisierte Röntgenbild kann 512 × 512 oder 1024 × 1024 Pixel aufweisen, mit 8 Bits oder 10 Bits kodiert. Jedes Pixel kann somit einer der 256 oder 1024 Intensitätsstufen zugeteilt werden. Zum Beispiel haben die dunklen Bildbereiche eine niedere Intensitätsstufe, und die hellen Bereiche eine hohe Intensitätsstufe.
• Das digitalisierte Bild kann im fluoroskopischen Modus erhalten werden. Die Erfindung kann besonders Vorteilhaft bei der Filterung von arteriographischen Bildern eingesetzt werden.
• Die digitale Bildverarbeitung nach dem weiter oben beschriebenen Verfahren wird in seinen verschiedenen Schritten und Operationen im System 5 vorgenommen. Die Daten können in einem nicht dargestellten Speicherbereich gespeichert werden. Es können nicht dargestellte Aufzeichnungsverfahren verwendet werden.

100

ACQUISITION OF AN IMAGE J₀ = Aufnahme eines Bildes J₀

101

P BANDS OF INTENSITY LEVELS = P Bänder der Intensitätsniveaus

102

PIXELS OF INTEREST Ak = Pixel von Interesse Ak

103

NEIGHBORHOOD Vk INCLUDING Ak = Umgebung Vk einschließlich Ak

104

AUTOMATIC SCANNIG OF Ak = Automatisches Abtasten von Ak

105

MEAN INTENSITY Mk IN Vk = Durchschnittliche Intensität Mk in Vk

106

NOISE DEVIATION Sk FOR Mk = Rauschabweichung Sk für Mk

107

DISCRETIZATION QMk OF Mk = Diskretisierung QMk von Mk

108

DISCRETIZATION QSk OF Sk = Diskretisierung QSk von Sk

110

HISTOGRAM IN THE FORM OF ANIMAGE OF POINTS Hk = NUMBER OF Vk = HAVING IMAGE J QSk, QMk = Histogramm in der Form eines Punktbilds Hk = Anzahl von Vk = mit Bild J QSk, QMk

111

P CURVES Hk = f(QSk) a QMk = C^te = P Kurven Hk = f(QSk) a QMk = C^te

112

P POINTS (HkMak, SkMax) = P Punkte (HkMak, SkMax)

113

P POINTS (Skmax, QMk) = P Punkte (Skmax, QMk)

114

P POINTS (SBk, Mk) = P Punkte (SBk, Mk)

120

CURVE NC SBk = g (Mk) = Kurve NC SBk = g (Mk)

130

REDUCTION OF NOISE IN J₀ MAN THE BASIS OF THE CURVE NC AND FORMATION OF IMAGE J = Rauschverminderung in J₀ an der Basis der Kurve NC und Bildaufbau J

7

IMAGE J = Bild J

Claims (10)

1. Bildverarbeitungsverfahren zur Bestimmung einer Rauschkurve (NC) in Bezug auf ein Bild mit: Einer Aufnahme (100) eines aus Pixeln gebildeten Bildes (J₀) mit einer eine signalabhängigen Signalkomponente und Rauschkomponente einschließenden Intensität, einer Aufteilung (101) der gesamten Intensitätsebenen des Bildes in Bänder (QMk) mit grundsätzlich einheitlichen Intensitätsebenen (Mk), einer Bestimmung (111) einer Vielzahl von statistischen Gesetzen (f) zur Verbindung der Verteilungen (Hk) der Rauschabweichungen auf Rauschabweichungsniveaus (QSk) mit Intensitäten in den besagten Bändern (QMk), einer Bestimmung (114) auf der Grundlage der statistischen Gesetze (f) einer Vielzahl von Standardabweichungen des Rauschens (SBk) unter Berücksichtigung der grundsätzlich einheitlichen Intensitätsebenen (Mk) des Bildes, und, einer Bestimmung (120) der Rauschkurve (NC) des Bildes als ein statistisches Gesetz (g) der Variationen der Standardabweichungen des Rauschen (SBk) unter Berücksichtigung der besagten Intensitätsebenen (Mk) des Bildes.
2. Verfahren nach Anspruch 1, das enthält: Eine Definition (110) statistischer Parameter (Hk), wobei einer der besagten statistischen Parameter eine Aufzählung von Pixeln mit grundsätzlich einem selben Rauschabweichungsniveau (QSk) hinsichtlich der Intensitätsebene eines Bands (QMk) des Bildes darstellt, eine Bestimmung (111) der besagten Vielzahl von statistischen Verteilungsgesetzen als Relationen (f), die respektive statistische Parameter (Ilk) mit Rauschabweichungsniveaus (QSk) für jedes Band (QMk) verbinden, und, für jedes dieser statistischen Gesetze, eine Bestimmung (112) eines maximalen statistischen Parameters (HMax), verbunden mit einer entsprechenden spezifischen Rauschabweichung (SkMax), eine Bestimmung (113, 114) für jede der spezifischen Rauschabweichungen (SkMax) einer Standard-Rauschabweichung (SBk) in Entsprechung mit einer grundsätzlich einheitlichen Intensitätsebene (Mk) eines Bands (QMk), und eine Bestimmung (120) der Rauschkurve (NC) als eine Relation (g) zur Verbindung der Standardabweichungen des Rauschen (SBk) mit den besagten Intensitätsebenen (Mk) der Bänder (QMk).
3. Verfahren nach Anspruch 2, mit zur Bestimmung der Bänder der Intensitätsebenen und der Rauschabweichungsniveaus: Einer Bestimmung (102) von Pixeln von Interesse (Pk) im Bild mit einer Adresse (k ∊ [1, K]), einer Bestimmung (103) einer Umgebung (Vk) mit einer Anzahl von Pixeln, die ein Pixel von Interesse (Pk) umgeben, sowie dieses Pixel von Interesse, einer Abtastung (104) des Bildes entlang der mit ihrer Umgebung (Vk) versehenen Pixel von Interesse (Pk) mit der Bezeichnung laufende Pixel, einer Bestimmung (105) eines Durchschnittswerts der Intensität (Mk) in der Umgebung (Vk), zugeteilt an das laufende Pixel (Pk), einer Bestimmung (106) der Rauschabweichung (Sk), die dem besagten Intensitätsdurchschnitt (Mk) entspricht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, das zur Bestimmung der statistischen Parameter (Hk) außerdem enthält: Eine Aufgliederung (107, 108) der lokalen durchschnittlichen Intensitätswerte (QMk) und der entsprechenden Rauschabweichungen (QSk), einen Aufbau (110) eines Histogramms als ein zweidimensionales Bild, dessen Punkte die statistischen Parameter (Hk) sind, deren Koordinaten einerseits die diskretisierten lokalen Durchschnitte (QMk) und andererseits die diskretisierten Rauschabweichungen (QSk) sind und deren variable Dimension in diesen Koordinaten der Aufzählung (Hk) der Pixel mit einem bestimmten diskreten lokalen Durchschnitt und einer entsprechenden diskretisierten Standard-Rauschabweichung entspricht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, mit außerdem der Bestimmung (111) der statistischen Gesetze auf der Grundlage des Histogramms als eine Relation (f) zwischen den Werten der statistischen Parameter (Hk) und der diskretisierten Rauschabweichungen (QSk) für jeden diskreten lokalen Intensitätswert (QMk).
6. Verfahren nach Anspruch 5, das enthält: Eine Bestimmung (114) der nicht diskretisierten Werte (SBk) mit der Bezeichnung Standardabweichungen des Rauschen, die den spezifischen diskretisierten Rauschabweichungen (QSkMax) entsprechen, und eine Bestimmung der nicht diskretisierten Werte der entsprechenden Intensitätsebenen (Mk).
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der lokale Intensitätsdurchschnitt mit einer Berechnung gemäß der Relation erhalten wird:

   

   und die Standardabweichung des verbundenen Rauschen wird mit einer Berechnung gemäß der Relation erhalten:

   
8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der lokale Intensitätsdurchschnitt und die verbundene Standardabweichung des Rauschen respektive mit den Berechnungen der vereinfachten Relationen erhalten werden: Mk = Ck

   
9. Bildverarbeitungsverfahren zur Verminderung des Rauschens in einem Bild, mit der Umsetzung eines Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Bewertung des Rauschens im zu verarbeitende Bild oder in einer Bildsequenz vor dessen Verminderung.
10. Medizinisches Bildgebungsgerät mit Mitteln zur Verminderung des Rauschen in einem verrauschten digitalen medizinischen Bild, mit einem System zur Aufnahme eines aus Pixeln mit einer Intensität, die eine Signalkomponente und eine Rauschkomponente einschließt, gebildeten Bildes, und einem Bildverarbeitungssystem, welches Zugriff auf die Daten des Bildes und auf ein Bildanzeigesystem hat, und das einen Mikroprozessor zur Umsetzung eines Verfahrens nach Anspruch 9 beinhaltet.