DE69935228T2

DE69935228T2 - Verfahren und vorrichtung zur räumlichen und zeitlichen filterung der intravaskulären ultraschallbilddaten

Info

Publication number: DE69935228T2
Application number: DE69935228T
Authority: DE
Inventors: Xiangmin Sunnyvale ZHANG; Tat-Jin Sunnyvale TEO
Original assignee: Boston Scientific Ltd Barbados
Current assignee: Boston Scientific Ltd Barbados
Priority date: 1998-07-30
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2019-07-30
Also published as: JP4500445B2; US6181810B1; CA2338724C; ES2283121T3; WO2000007035A1; EP1101128A1; DE69935228D1; JP2002521168A; CA2338724A1; EP1101128B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft die intravaskuläre Ultraschallbildgebung und insbesondere Datenverarbeitungsverfahren zur Verbesserung der Bilderkennung.
Mit zunehmender Frequenz (über 40 MHz) der Ultraschallsignale erscheinen Blutflecken in intravaskulären Ultraschallbildern markanter. Die Flecken sind ausreichend hell, um den Kontrast zwischen Blut und Gewebe zu verringern, was es für Ärzte schwieriger macht, auf der Basis von Bildern eines einzigen Rahmens die wahren Grenzen zu bestimmen.
Die meisten Blutfleckenreduktionsalgorithmen nutzen lediglich entweder räumliche oder zeitliche Informationen, was zur Bestimmung der Charakteristik nicht ausreicht. Siehe beispielsweise B. Olstad, "Noise reduction in ultrasound images using multiple linear regression in a temporal context", SPIE, vol. 1451, S. 269-281, 1991, Olstad et al., "Analysis and measurement of temporal tissue variations", US-Patent 5,476,096, 1995 und Karaman et al., "An adaptive speckle suppression filter for medical ultrasonic imaging", IEEE Trans. Med. Imag., vol. 14, S. 283-292, 1995.
Bei einigen Algorithmen wurde der Versuch unternommen, räumliche und zeitliche Filterung zu kombinieren. Sie sind jedoch so komplex und unhandlich, dass ihre Verarbeitung mit bekannten Technologien nicht in Echtzeit realisiert werden kann. Siehe beispielsweise Evans et al., "Biased Motion-Adaptive Temporal Filtering for Speckle Reduction in Echocardiography", IEEE Trans. Med. Imag., vol. 15, S. 39-50, 1996.
Das Dokument EP-A-571 084 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur adaptiven Verbesserung eines gescannten Ultraschallbildsignals eines Körperteils, der sowohl Gewebebereiche als auch Blutpoolbereiche aufweist. Ein zweidimensionales Maskensignal wird erzeugt, das im Wesentlichen einen ersten Wert in den Gewebebereichen und einen zweiten Wert in den Blutpoolbereichen hat. Das Bildsignal wird dann mit dem Maskensignal moduliert, um die Störung im Wesentlichen zu entfernen.
Gewebe neigt dazu, sich über kurze Zeitspannen statisch zu verhalten. Blutzellen bewegen sich schnell, so dass Blutflecken zufällig verstreut sind. Aufgrund der schnellen Herzbewegung und der gefleckten Ausprägung von Ultraschallsignalen hoher Frequenz ist es jedoch schwierig, Blut und Gewebe ohne die Berücksichtigung zusätzlicher Informationen, wie z. B. räumlicher Eigenschaften zu unterscheiden. Es wird ein echtzeitnahes Verfahren zur Unterdrückung störender dynamischer Artefakte benötigt.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kombination einer räumlichen und zeitlichen Filterung zur Verringerung von Blutflecken in Hochfrequenzultraschallbildern bereitgestellt, bei denen eine Sequenz von Bildrahmen verarbeitet wird, um eine binäre Maske, vorzugsweise eine zweidimensionale binäre Maske zu erzeugen. In dieser Maske ist ein erster Wert Bereichen identifizierter Blutflecken zugewiesen und ein zweiter Wert ist Restbereichen zugewiesen. Die Bilder werden dann mit der Maske moduliert, wobei verschiedene Filterverfahren auf zugewiesene Blutbereiche und zugewiesene Nichtblut-(d. h.)Gewebebereiche angewandt werden, wobei die Filterverfahren so ausgewählt worden sind, dass die Bilder für den hervorzuhebenden Merkmalstyp optimiert werden. Das bevorzugte Filterverfahren ist einen Spektralanalyse transformierter Daten, so dass der Energiegehalt von Merkmalen, die sich bei höheren Frequenzen verändern, gegen Merkmale gewichtet werden kann, die sich bei niedrigeren Frequenzen verändern. Die Bilder liegen vorzugsweise in einem Polarkoordinatenformat vor. Das Ausmaß der Blutfleckenunterdrückung kann auf der Grundlage der tatsächlichen Werte der Pixel an der gleichen räumlichen Position in gegebenen Rahmen bestimmt werden.
In einer spezifischen Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Erzeugung der Maske das Festlegen eines Vektors in jedem Rahmen für die gegebenen Rahmen an der gleichen räumlichen Position, um eine zweidimensionale Matrix zu erzeugen, wobei die Matrix dann auf die Frequenzdomäne transformiert wird, um ihre Eigenschaften zu bestimmen. Eine binäre Markierung wird abgeleitet und dem Pixel zugewiesen, das am Mittelpunkt des Vektors in dem aktuellen Rahmen angeordnet ist, um anzuzeigen, ob er ein Blutfleck ist. Unter der Annahme, dass die Blutstörung und das Gewebe nicht isoliert sind, wird ein morphologischer Operator auf die erste Maske angewandt und dann werden isolierte Markierungen entfernt.
Sobald die Maske erzeugt ist, werden verschiedene Operationen auf die ursprünglichen Eingaberahmen angewendet. Dies erfolgt auf einer Pixel-für-Pixel-Basis. Für ein Pixel, des als Gewebe markiert ist, wird ein Durchschnitt mit dem vorhergehenden Ausgabewert verwendet. Für ein Pixel, des als Blutfleck markiert ist, wird ein minimaler Wert aus Werten dieses Pixels in den gegebenen Bildrahmen abgeleitet.
Die Erfindung wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
2A ist ein Flussdiagramm eines ersten Teils des erfindungsgemäßen Verfahrens.
2B ist ein Flussdiagramm eines zweiten Teils des erfindungsgemäßen Verfahrens.
3 ist ein Spektraldiagramm einer schnellen Fouriertransformation von Bilddaten.
Beschreibung spezieller Ausführungsformen
Um eine räumliche und zeitliche Filterung effizient miteinander zu kombinieren, sollten Muster in interessierenden Bereichen identifiziert werden, die durch die Dimensionen sowohl der Zeit als auch des Raums erzeugt werden. Beispielsweise wird ein Vektor entlang der θ-Dimension aus jedem Bildrahmen innerhalb eines bestimmten Zeitfensters, des sogenannten θ-Zeitfilterfensters erhalten. Es wurde herausgefunden, dass in der θ-Dimension benachbarte Pixel in Gewebe ähnliche Intensitäten aufweisen, wohingegen sie in dem Blutbereich mit einer größeren Streuung erscheinen. Es wurde beobachtet, dass Gewebebereiche und Blutbereiche sowohl in der Zeitdimension als auch in der Winkel(θ)–Dimension eine spektrale Empfindlichkeit aufweisen, wenn auch unterschiedlich. Blut weist mit höherer Frequenz eine höhere Reflexion auf. Diese Eigenschaften sind nützlich, um bei der Bildgebung Blut und Gewebe zu unterscheiden.
Bei der vorliegenden Erfindung wird eine spezifizierte Anzahl aufeinanderfolgender Rahmen einer digitalen Analyse zugänglich gemacht. 1 ist ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, das eine Ausführungsform zeigt. In diesem Beispiel ist die Eingabe ein sich verschiebendes Fenster 12, das fünfzehn Bildrahmen (F1, ..., F15) umfasst, die gemeinsam verarbeitet werden, um einen Ausgaberahmen (Fo) 14 zu erzeugen.
Alle Bilder liegen in einem Rohbilddatenformat vor, dessen Pixelwerte den Wert bei jeder r- und θ-Koordinate wiedergeben.
Gemäß dem Flussdiagramm der 2A in Verbindung mit 1 umfasst das Verfahren zur Erzeugung eines Blutflecken-Reduktionsrahmens zwei Hauptschritte:

A. Erzeugen einer binären Maske für jeden Rahmen, die Blutbereiche (Wert 1) und Nichtblutbereiche (Wert 0) anzeigt, durch Vergleichen eines analysierten Intensitätswerts bei jedem Pixel im Verhältnis zu vorhergehenden Rahmen und im Verhältnis zu benachbarten Pixeln mit einem ausgewählten Schwellenintensitätswert.
B. Anwenden der in Schritt A erhaltenen Maske auf einem Block von Roh-(Original)Rahmendaten (F1-F15) und auf den vorhergehenden Ausgaberahmen (Fo (t-1)) zur Erzeugung des neuen Ausgaberahmens (Fo).

Im Betrieb ist zur Speicherung ein Eingabepuffer 12 vorhanden, der die fünfzehn aufeinanderfolgenden Rahmen und den Ausgaberahmen enthält.
In dem ersten Hauptschritt wird jedes Pixel in r und θ auf seine charakteristische Intensität untersucht (Schritt C). Für jede Pixelintensität I (r, θ) in dem aktuellen Rahmen (in diesem Beispiel dem mittleren Rahmen, Rahmen 8), wird das Pixel vorläufig als Nichtblut (Gewebe) betrachtet, wenn die Pixelintensität größer ist als ein vorbestimmter Wert T1, und dem entsprechenden Pixel wird der Wert 0 zugewiesen. Dies ist ein Anzeichen, dass keine weitere Graustufenanalyse erforderlich ist. Ansonsten wird für eine vorläufige Annahme als Blut der Wert 1 zugewiesen und eine 15 × 15 Bildintensitätsmatrix M (r, θ) wird, wie nachfolgend erläutert, gebildet (Schritt D), um weiter zu verfeinern, ob das Pixel aus Blut oder Nichtblut besteht. Genauer besteht jede Spalte dieser Matrix aus einem Block von fünfzehn benachbarten Pixeln in einer Winkel(θ)–Richtung in dem gleichen Zeitrahmen. Jede Zeile besteht aus Pixeln an der gleichen Position in aufeinanderfolgenden Zeitrahmen. Folglich wird eine räumliche und zeitliche Matrix gebildet.
In dem in 1 dargestellten Beispiel ist die 15 × 15 Zwischenmatrix in der Form M(r, θ) = [v1 v2 ... v14 v15]aufgebaut, mit vt = [I (r, θ – 7) ... I (r, θ) ... I (r, θ + 7)]^T, t = 1, 2, ..., 15.
Signalverarbeitungsoperationen können dann an der Matrix M (r, θ) durchgeführt werden, um in dem Gewebe enthaltenden Bereich zwischen Gewebe und Blut zu unterscheiden. Zunächst wird eine zweidimensionale 16 × 16 FFT der Matrix berechnet, mit einer Nullauffüllung der letzten Zeile und der letzten Spalte der 15 × 15 Matrix auf 16 × 16 (Schritt E). Dann wird mit den spektralen Ergebnissen der FFT eine Spektralanalyse durchgeführt, wobei ein Verhältnis zwischen der Gesamtenergie der Hochfrequenzkomponenten und der Gesamtenergie der Niedrigfrequenzkomponenten (ohne die Gleichstromkomponente) berechnet wird (Schritt F). Ein Spektraldiagramm der schnellen Fouriertransformation ist in 3 dargestellt. Obwohl der Übergang zwischen den Niedrigfrequenzkomponenten und den Hochfrequenzkomponenten nicht präzise ist, kann beispielsweise ausgewählt werden, dass er zwischen der dritten und der fünften Oberschwingung liegt, wobei das Verhältnis der Hochfrequenzkomponenten zu den Niedrigfrequenzkomponenten dazu neigt, in einem Blutbereich ausreichend höher zu sein als in einem Gewebebereich, so dass dieses Verhältnis als Maß genutzt werden kann. Wenn das Verhältnis R größer ist als ein dimensionsloser Schwellenwert Tr (Schritt G), wird die Position in der Matrix M auf 1 gesetzt und als Blut identifiziert (Schritt H). Wenn das Verhältnis R kleiner ist als der Schwellenwert Tr, wird die Position in der Matrix M auf 0 gesetzt und für die weitere Verarbeitung identifiziert (Schritt I). Der Prozess wird für jede Pixelposition {i, j} wiederholt (Schritt J). Da Gewebe in einem Abstand vom Mittelpunkt eines Bereichs mehr wie ein Blutbereich in der spektralen Domäne reagiert, ist dieses Verfahren nützlich, um einen Gewebering zu erfassen, der einen Blutpool umschließt.
Um eine zuverlässige binäre Maske zu erzeugen, die Gewebe (Nichtblut) und Blut trennt, ist eine weitere Verarbeitung erforderlich. Zunächst wird ein Verfahren auf der Basis einer Zählung von als Blut bezeichneten Pixeln in der Nachbarschaft eingesetzt, um Pixel, die vorläufig, aber unzutreffend als Blut identifiziert wurden, zu entfernen. Dieses Verfahren basiert auf dem Wissen, dass Blutbereiche bekanntermaßen relativ groß sind und keine isolierten Punkte sein können. Gemäß 2B wird für jedes Pixel die Anzahl der als Blut markierten benachbarten Pixel gezählt (Schritt K), und wenn diese Anzahl ausreichend klein ist (Schritt L) wird dieses Pixel als Gewebe markiert (Schritt M). Sonst wird es als Blut markiert (Schritt N). Dieser Prozess wird für jedes Pixel {i, j} wiederholt (Schritt O).
Zweitens wird jede radiale Richtung nach einem Gewebepunkt maximaler Intensität (rm oder MITP) in dieser radialen Richtung abgetastet (Schritt P). Auf der Grundlage der Annahme, dass Blutpools von Gewebe umgeben sind, werden alle Pixel nach oder weiter entfernt von dem MITP als Gewebe markiert (auf 0 gesetzt) (Schritt Q). Dies wird für alle Koordinaten j, die radiale Richtung, wiederholt (Schritt R). Somit wird die Maske aufgebaut (Schritt A).
Die nächsten Schritte (einschließlich Schritt B) ergeben den sogenannten gefilterten Rahmen, wobei jeder Pixelwert in der Ausgabe wie folgt ermittelt wird: für jeden Punkt M (r, θ) in M wird dieser Punkt, falls sein Wert 1 ist (Schritt S), als Blut gekennzeichnet und muss unterdrückt werden. Beispielsweise wird der entsprechende Punkt in der Ausgabe in allen Rahmen oder einem Teil der Rahmen (beispielweise 5 Rahmen) auf den minimalen Wert von I (r, θ) gesetzt (Schritt T). Andernfalls werden für einen Gewebepunkt, bei dem der Wert 0 ist, ein Durchschnitt des ursprünglichen Intensitätswerts und der Intensität des gleichen Punkts in dem vorhergehenden Ausgaberahmen als Ausgabewert verwendet (Schritt U). Diese Zuweisungen oder Berechnungen werden für jede Pixelposition {i, j} durchgeführt (Schritt V).
Diese Erfindung hat eine Vielzahl von Vorteilen. Dieser Ansatz kann den Rand zwischen dem Lumen (Blut) und der Gefäßwand (Gewebe) verbessern, wodurch eine klarere Definition der Grenze in einem intravaskulären Ultraschallbildgebungssystem bereitgestellt wird. Diese räumliche und zeitlich Analyse des Inneren eines vaskulären Bereichs unter Verwendung von Signalverarbeitungsverfahren verbessert die identifizierbare Bildunterscheidung zwischen Blut und Gewebe. Dieser Ansatz ist dahingehend effizienter, dass er eine Zeitdimension mit nur einer räumlichen Dimension kombiniert und somit keine höherdimensionale Analyse erfordert.
Die Erfindung wurde mit Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen erläutert. Andere Ausführungsformen sind für den Durchschnittsfachmann ersichtlich. Es ist daher nicht beabsichtigt, diese Erfindung zu beschränken, außer wie in den beigefügten Ansprüchen angegeben.

Claims

Verfahren zur kombinierten räumlichen und zeitlichen Echtzeitfilterung von Ultraschallbilddaten in einer eingeschlossenen Zone zur Identifikation von Nichtblut (Gewebe) und Blut, das die Erzeugung einer binären zweidimensionalen Maske umfasst, die sowohl Blutbereiche als auch Nichtblutbereiche in einem Rahmen anzeigt, dadurch gekennzeichnet, dass: (a) der Rahmen ein zentraler Zeitrahmen einer Sequenz aufeinanderfolgender Rahmen (12) in einem bestimmten Zeitfenster ist, wobei jeder derartige Rahmen Intensitätsdaten in zwei räumlichen Dimensionen umfasst, wobei der Schritt des Erzeugens einer binären zweidimensionalen Maske umfasst: (i) Transformieren einer zweidimensionalen Anordnung von Intensitätsdaten für die Sequenz aufeinanderfolgender Rahmen (12) in eine Frequenzdomäne, wobei die zweidimensionale Anordnung eine räumliche Dimension und eine zeitliche Dimension umfasst; und (ii) Analysieren der resultierenden Frequenztransformation zur Benennung bestimmter Pixel als Blutbereiche; und wobei (b) das Verfahren ferner den Schritt des Filterns des zentralen Rahmens durch Anwenden der binären Maske auf einen zweidimensionalen Block von Rahmendaten umfasst, der unverarbeitete Rahmendaten für den zentralen Rahmen und benachbarte Rahmen in der Sequenz sowie verarbeitete Rahmendaten eines früheren Ausgaberahmens umfasst, um einen neuen Ausgaberahmen zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Analyseschritt das Vergleichen der Leistung von Hochfrequenzkomponenten der resultierenden Frequenztransformation mit der Leistung von Komponenten niedrigerer Frequenzen umfasst, um Pixel, bei denen das Verhältnis der Hochfrequenzleistung zur Niedrigfrequenzleistung einen vorbestimmten Wert überschreitet, als Blutbereiche zu benennen.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Filterschritt umfasst: Unterdrücken von Intensitätswerten von Blutbereichspixeln; und Mitteln von Intensitätswerten von Nichtblutbereichspixeln über die Zeit und den Raum.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Filterschritt umfasst: Unterdrücken von Intensitätswerten von Blutbereichspixeln; und Mitteln von Intensitätswerten von Nichtblutbereichspixeln über die Zeit und den Raum.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Analyseschritt für alle Pixel in den vorläufigen Blutbereichen innerhalb von Nichtblutbereichen durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Filterschritt ferner umfasst: Identifizieren von Punkten einer maximalen Intensität entlang von Radialen von Nichtblutbereichen; und Bezeichnen von Punkten entlang dieser Radialen, die über die Punkte maximaler Intensität hinausgehen, als Nichtblutbereiche.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem jeder derartige Rahmen Intensitätsdaten in ebenen Polarkoordinaten (r, θ) umfasst und die zweidimensionale Anordnung von Intensitätsdaten für die Sequenz von aufeinanderfolgenden Rahmen (12) eine Zeitdimension und die Winkeldimension θ umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Transformierens einer zweidimensionalen Anordnung von Intensitätsdaten das Durchführen einer schnellen Fouriertransformation umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Erzeugens einer binären zweidimensionalen Maske ferner das Identifizieren vorläufiger Blut- und Nichtblutbereiche in dem zentralen Rahmen vor dem Transformieren der zweidimensionalen Anordnung von Intensitätsdaten in die Frequenzdomäne umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Schritt des Identifizierens vorläufiger Blut- und Nichtblutbereiche in dem zentralen Rahmen das Vergleichen der Intensität eines jeden Pixels des zentralen Rahmens gegen einen vorbestimmten Wert, das Identifizierens eines derartigen Pixels als Nichtblutbereich, wenn seine Intensität den vorbestimmten Wert überschreitet, und andernfalls seine Identifikation als Blutbereich umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Niedrigfrequenzkomponenten Oberschwingungen unterhalb und einschließlich der dritten Oberschwingung umfassen, nicht jedoch die DC Komponente umfassen, und die Hochfrequenzkomponenten Oberschwingungen oberhalb der dritten Oberschwingung umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem: (a) der Schritt des Erzeugens einer binären zweidimensionalen Maske umfasst: (i) Vergleichen der Intensität eines jeden Pixels des zentralen Rahmens gegen einen vorbestimmten Wert, vorläufiges Identifizieren eines derartigen Pixels als Nichtblutbereich, wenn seine Intensität den vorbestimmten Wert überschreitet, und andernfalls seine vorläufige Identifikation als Blutbereich; (ii) Transformieren einer zweidimensionalen Anordnung von Intensitätsdaten für die Sequenz aufeinanderfolgender Rahmen (12) in eine Frequenzdomäne, wobei die zweidimensionale Anordnung eine räumliche Dimension und eine zeitliche Dimension umfasst; und (iii) Vergleichen von Hochfrequenzkomponenten der resultierenden Frequenztransformation mit Komponenten niedrigerer Frequenz, um Pixel mit mehr Komponenten höherer Frequenz als Blutbereiche zu benennen; und (b) der Filterschritt umfasst: (i) Unterdrücken von Intensitätswerten von Blutbereichspixeln; (ii) Mitteln von Intensitätswerten von Nichtblutbereichspixeln über die Zeit und den Raum; (iii) Identifizieren von Punkten maximaler Intensität entlang von Radialen von Nichtblutbereichen; und (iv) Bezeichnen von Punkten entlang dieser Radialen, die über die Punkte maximaler Intensität hinausgehen, als Nichtblutbereiche.
Vorrichtung (10) zur kombinierten räumlichen und zeitlichen Echtzeitfilterung von Ultraschallbilddaten einer eingeschlossenen Zone, um Nichtblut (Gewebe) und Blut zu identifizieren, die eine Vorrichtung zur Erzeugung einer binären zweidimensionalen Maske zum Anzeigen von sowohl Blutbereichen als auch Nichtblutbereichen in einem Bildrahmen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass: (a) der Bildrahmen ein zentraler zeitlicher Bildrahmen einer Sequenz aufeinanderfolgender Rahmen (12) in einem bestimmten Zeitfenster ist, wobei jeder derartige Rahmen Intensitätsdaten in zwei räumlichen Dimensionen umfasst, wobei die Erzeugungsvorrichtung umfasst: (i) eine Signaltransformationseinrichtung zum Umwandeln einer zweidimensionalen Anordnung von Intensitätsdaten für die Sequenz aufeinanderfolgender Rahmen (12) in eine Frequenzdomäne, wobei die zweidimensionale Anordnung eine räumliche Dimension und eine zeitliche Dimension umfasst; und (ii) eine Analysevorrichtung zum Benennen bestimmter Pixel als Blutbereiche gemäß der resultierenden Frequenztransformation; und (b) die Vorrichtung (10) ferner einen Blut/Nichtblutfilter umfasst, der die binäre Maske auf einen Block von Rahmendaten anwendet, der unverarbeitete Rahmendaten für den zentralen Rahmen und benachbarte Rahmen in der Sequenz sowie verarbeitete Rahmendaten für einen früheren Ausgaberahmen umfasst, um einen zentralen Ausgaberahmen zu erhalten, der Blutbereiche und Nichtblutbereiche identifiziert.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 13, bei der die Analysevorrichtung umfasst: eine Einrichtung zur Berechnung eines Verhältnisses der Leistung der Komponenten der resultierenden Frequenztransformation höherer Frequenz zu Komponenten niedrigerer Frequenz; und eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Verhältnisses mit einem Schwellenwertverhältnis, um zwischen Blutbereichen und Nichtblutbereichen auf einer spektralen Basis in der Frequenzdomäne zu unterscheiden.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 14, bei der der Blut/Nichtblutfilter ferner umfasst: eine Einrichtung, die auf eine Position und eine Intensität von Pixeln reagiert, um einen Punkt maximaler Intensität entlang jeder Radialen der Nichtblutbereiche zu lokalisieren; und eine Einrichtung zur Bezeichnung von Längen entlang jeder Radialen, die über jeden Punkt maximaler Intensität hinausgehen, als Nichtblutbereiche.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 13, bei der der Blut/Nichtblutfilter umfasst: eine Einrichtung zur Unterdrückung von Intensitätswerten der Blutbereichspixel; eine Einrichtung zum Mitteln von Intensitätswerten von Nichtblutbereichspixeln über die Zeit und den Raum; und eine Einrichtung zur Erzeugung eines Ausgaberahmens aus den gemittelten Intensitätswerten der Nichtblutbereichspixel und aus den Blutbereichspixeln, die unterdrückte Intensitätswerte aufweisen, der Blutbereiche identifiziert und die gemittelten Intensitätswerte der Nichtblutbereiche darstellt.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 13, bei der die Analysevorrichtung umfasst: ein Verhältnisberechnungsmodul zur Berechnung der Leistung von Komponenten der resultierenden Frequenztransformierten höherer Frequenz zu Komponenten niedrigerer Frequenz; und eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Verhältnisses mit einem Schwellenwertverhältnis, um zwischen Blutbereichen und Nichtblutbereichen auf einer spektralen Basis in der Frequenzdomäne zu unterscheiden.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 17, bei der die Komponenten niedrigerer Frequenz Oberschwingungen unterhalb und einschließlich der dritten Oberschwingung umfassen, nicht jedoch die DC Komponente umfassen, und die Komponenten höherer Frequenz Oberschwingungen oberhalb der dritten Oberschwingung umfassen.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 13, bei der der Blut/Nichtblutfilter umfasst: ein Intensitätsunterdrückungsmodul zum Unterdrücken von Intensitätswerten der Blutbereichspixel; ein Mittelungsmodul zum Mitteln von Intensitätswerten von Nichtblutbereichspixel über die Zeit und den Raum; und ein Ausgabeerzeugungsmodul zur Erzeugung eines Ausgaberahmens aus den gemittelten Intensitätswerten der Nichtblutbereichspixel und aus den Blutbereichspixeln, die unterdrückte Intensitätswerte aufweisen, der Blutbereiche identifiziert und die gemittelten Intensitätswerte der Nichtblutbereiche darstellt.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 19, bei der der Blut/Nichtblutfilter ferner umfasst: ein Intensitätsidentifikationsmodul, das auf eine Position und eine Intensität von Pixeln reagiert, um einen Punkt maximaler Intensität entlang jeder Radialen der Nichtblutbereiche zu lokalisieren; und ein Längenbezeichnungsmodul zur Bezeichnung von Längen entlang jeder Radialen, die über den Punkt maximaler Intensität hinausgehen, als Nichtblutbereiche.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 13, bei der jeder derartige Rahmen Intensitätsdaten in ebenen Polarkoordinaten (r, θ) umfasst und die zweidimensionale Anordnung von Intensitätsdaten für die Sequenz aufeinanderfolgender Rahmen (12) eine Zeitdimension und die Winkeldimension θ umfasst.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 13, bei der die Signaltransformationseinrichtung zum Umwandeln einer zweidimensionalen Anordnung von Intensitätsdaten eine schnelle Fouriertransformation einsetzt.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 13, bei der die Erzeugungseinrichtung ferner eine Identifikationseinheit umfasst, um vorläufige Bestimmungen von Blut- und Nichtblutbereichen in dem zentralen Rahmen durchzuführen, bevor die Signaltrans formationseinrichtung die zweidimensionale Anordnung von Intensitätsdaten umwandelt.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 23, bei der die Identifikationseinheit derartige vorläufige Bestimmungen von Blut- und Nichtblutbereichen durchführt, indem sie die Intensität eines jeden Pixels des zentralen Rahmens gegen einen vorbestimmten Wert vergleicht, einen derartigen Pixel als Nichtblutbereich bestimmt, wenn seine Intensität den vorbestimmten Wert überschreitet, und einen derartigen Pixel andernfalls als Blutbereich bestimmt.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 13, bei der: die Vorrichtung zur Erzeugung einer binären zweidimensionalen Maske umfasst: (i) eine Signaltransformationseinrichtung zum Umwandeln einer zweidimensionalen Anordnung von Intensitätsdaten für die Sequenz aufeinanderfolgender Rahmen (12) in eine Frequenzdomäne, wobei die zweidimensionale Anordnung eine räumliche Dimension und eine zeitliche Dimension umfasst; (ii) ein Verhältnisberechnungsmodul zur Berechnung der Leistung von Komponenten der resultierenden Frequenztransformation höherer Frequenz zu Komponenten niedrigerer Frequenz; und (iii) eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Verhältnisses mit einem Schwellenwertverhältnis, um zwischen Blutbereichen und Nichtblutbereichen auf einer spektralen Basis in der zweidimensionalen Frequenzdomäne zu unterscheiden; und der Blut/Nichtblutfilter umfasst: (i) ein Intensitätsunterdrückungsmodul zur Unterdrückung von Intensitätswerten der Blutbereichspixel; (ii) ein Mittelungsmodul zum Mitteln von Intensitätswerten von Nichtblutbereichspixeln über die Zeit und den Raum; und (iii) ein Ausgabeerzeugungsmodul zur Erzeugung eines Ausgaberahmens aus den gemittelten Intensitätswerten der Nichtblutbereichspixel und aus den Blutbereichspixeln, die unterdrückte Intensitätswerte aufweisen, der Blutbereiche identifiziert und die gemittelten Intensitätswerte der Nichtblutbereiche darstellt.