JP2013146558A - 一方向条件を伴う離散全変動(tv)最小化を用いた画像ノイズ除去方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】CT画像化システムにおいて、元の画像が非均一なノイズ分布を有する場合に、一方向条件により、ノイズが除去された画像におけるノイズの一様性が改善され、画像における低ノイズ領域における過剰な平滑化が回避される。他方で、全変動の離散勾配(DTV)最小化の結果として、従来型の全変動(TV)最小化と比較して、エッジ保全効果が向上する。DTVを用いると、特定のノイズ除去処理の後でも、エッジ上の画素値が実質的に影響を受けない。DTV最小化と従来型のTV最小化との間の差は、強いエッジに関しては実質的に無視できるが、他方で、DTV最小化は、弱いエッジの保全を実質的に向上させる。エッジの底部および頂部に近い画素については、DTVが元の値を維持するのに対して、TVは値を若干平滑化する。
【選択図】 図2
Description
a)前記画像の各画素に対応付けられる方向インデックスを初期化するステップと、前記方向インデックスは、全変動の離散勾配に関する増加と減少とそれらの混在とのいずれかを示す、
b)前記各画素について、前記全変動の離散勾配を決定するステップと、前記離散勾配は前記増加、前記減少または前記混在を示す、
c)前記方向インデックスが前記混在である場合には、前記離散勾配を用いて当該画素の前記方向インデックスを更新するステップと、
d)前記方向インデックスと前記離散勾配とが等しい場合には、前記各画素の画素値を所定値だけ変更して前記全変動を減少させるステップと、
e)所定の条件に到達するまで、前記ステップb)から前記ステップd)までを反復するステップとを備える。
Claims (28)
- 画像のノイズを除去する方法であって、
a)前記画像の各画素に対応付けられる方向インデックスを初期化するステップと、前記方向インデックスは、全変動の離散勾配に関する増加と減少とそれらの混在とのいずれかを示す、
b)前記各画素について、前記全変動の離散勾配を決定するステップと、前記離散勾配は前記増加、前記減少または前記混在を示す、
c)前記方向インデックスが前記混在である場合には、前記離散勾配を用いて当該画素の前記方向インデックスを更新するステップと、
d)前記方向インデックスと前記離散勾配とが等しい場合には、前記各画素の画素値を所定値だけ変更して前記全変動を減少させるステップと、
e)所定の条件に到達するまで、前記ステップb)から前記ステップd)までを反復するステップと、
を備える画像ノイズ除去方法。 - 前記所定の条件とは、前記画素のそれぞれに対する勾配方向において前記方向インデックスと前記離散勾配とが異なることである、請求項1記載の画像ノイズ除去方法。
- 前記所定の条件とは、前記ステップb)から前記ステップd)までの所定の回数の反復である、請求項1記載の画像ノイズ除去方法。
- ドット値mが所定の閾値m0よりも大きいときには、f(i,j,k)の点は孤立したノイズドットである、請求項4記載の画像ノイズ除去方法。
- 前記孤立したノイズドットは、f(i,j,k)=f(i,j,k)+ma/2gtv(i,j,k)によって削除される、請求項6記載の画像ノイズ除去方法。
- 前記孤立したノイズドットは、f(i,j,k)=f(i,j,k)+ma/4gtv(i,j,k)によって削除される、請求項8記載の画像ノイズ除去方法。
- 逐次近似法において前記ステップa)から前記ステップe)までが実行される、請求項1記載の画像ノイズ除去方法。
- 解析的再構成法において前記ステップa)から前記ステップe)までが実行される、請求項1記載の画像ノイズ除去方法。
- f)測定されたデータから画像評価を取得するステップと、
g)少なくとも単一のレイを用いて前記画像評価を前方へ投影し、再投影されたデータを生成するステップと、
h)前記再投影されたデータと前記測定されたデータとの間の差を決定するステップと、
i)前記差に基づいて前記画像評価を更新し、更新された画像を生成するステップであって、前記ステップf)から前記ステップi)までは前記ステップa)の前に実行される、ステップと、
j)前記更新された画像を前記ステップg)と前記ステップa)から前記ステップe)までとにおける前記画像評価として用い、前記ステップg)から前記ステップi)までを反復するステップと、
を更に備える請求項1記載の画像ノイズ除去方法。 - f)測定されたデータから画像評価を取得するステップと、
g)少なくとも単一のレイを用いて前記画像評価を前方へ投影し、再投影されたデータを生成するステップと、
h)前記再投影されたデータと前記測定されたデータとの間のデータ差を決定するステップと、
i)前記データ差を逆投影し、差画像を生成するステップと、
j)前記差画像に対して、前記ステップa)から前記ステップe)までを実行するステップと、
k)前記差画像に基づいて前記画像評価を更新し、更新された画像を生成するステップであって、前記ステップf)から前記ステップj)までは前記ステップa)の前に実行される、ステップと、
l)前記更新された画像を前記ステップg)と前記ステップa)から前記ステップe)までとにおける前記画像評価として用い、前記ステップg)から前記ステップj)までを反復するステップと、
を更に備える請求項1記載の画像ノイズ除去方法。 - 画像のノイズを除去するためのシステムであって、
画素を有する画像を投影データから再構成するための再構成デバイスと、
所与の画素における全変動の勾配方向における増加と減少と混在とをそれぞれが示す1組の所定の値を設定するための離散全変動(TV)最小化ユニットであって、方向インデックスを画素のそれぞれに対する前記混在に初期化し、前記画素のそれぞれに対して前記全変動の離散勾配を決定し、前記離散勾配は前記増加、前記減少または前記混在を示し、前記方向インデックスが前記混在である場合には、前記離散勾配を用いて前記画素のそれぞれの前記方向インデックスを更新し、前記画素のそれぞれの画素値を、前記画素の中の前記1つの画素に対する前記勾配方向において前記方向インデックスと前記離散勾配とが等しい場合には、所定の値だけ変更して前記全変動を減少させ、所定の条件に到達するまで反復する、離散全変動(TV)最小化ユニットと、
を備える画像ノイズ除去システム。 - 前記所定の条件とは、前記画素のそれぞれに対する前記勾配方向において前記方向インデックスと前記離散勾配とが異なることである、請求項14記載の画像ノイズ除去システム。
- 前記所定の条件とは、前記離散TV最小化ユニットが所定の回数の反復を終了することである、請求項14記載の画像ノイズ除去システム。
- ドット値mが所定の閾値m0よりも大きいときには、f(i,j,k)の点は孤立したノイズドットである、請求項17記載の画像ノイズ除去システム。
- 前記孤立したノイズドットは、f(i,j,k)=f(i,j,k)+ma/2gtv(i,j,k)によって削除される、請求項19記載の画像ノイズ除去システム。
- 前記孤立したノイズドットは、f(i,j,k)=f(i,j,k)+ma/4gtv(i,j,k)によって削除される、請求項21記載の画像ノイズ除去システム。
- 前記再構成デバイスは逐次近似法を実行する、請求項14記載の画像ノイズ除去システム。
- 前記再構成デバイスは解析的再構成法を実行する、請求項14記載の画像ノイズ除去システム。
- 前記再構成デバイスは、測定されたデータから画像評価を取得し、少なくとも単一のレイを用いて前記画像評価を前方へ投影して再投影されたデータを生成し、前記再投影されたデータと前記測定されたデータとの間の差を決定し、前記差に基づいて前記画像評価を更新して更新された画像を生成し、前記更新された画像を前記画像評価として用いて反復する、請求項14記載の画像ノイズ除去システム。
- 前記再構成デバイスは、測定されたデータから画像評価を取得し、少なくとも単一のレイを用いて前記画像評価を前方へ投影して再投影されたデータを生成し、前記再投影されたデータと前記測定されたデータとの間のデータ差を決定し、前記データ差を逆投影して差画像を生成し、前記差画像に基づいて前記画像評価を更新して更新された画像を生成し、前記更新された画像を前記画像評価として用いて反復する、請求項14記載の画像ノイズ除去システム。
- 画像のノイズを除去する方法であって、
i)画素のそれぞれに対して全変動の離散勾配を決定するステップであって、前記離散勾配は増加、減少または混在を示す、ステップと、
ii)前記画素のそれぞれの画素値を、前記離散勾配に従って、所定の値だけ変更するステップと、
iii)所定の条件に到達するまで前記ステップi)と前記ステップii)とを反復するステップと、
を備える画像ノイズ除去方法。 - 画像のノイズを除去するためのシステムであって、
画素を有する画像を投影データから再構成するための再構成デバイスと、
画素のそれぞれに対して全変動の離散勾配を決定するための離散全変動(TV)最小化ユニットであって、前記離散勾配は増加、減少または混在を示し、前記画素のそれぞれの画素値を、前記離散勾配に従って、所定の値だけ変更し、所定の条件に到達するまで前記離散勾配と前記画素値の変化との決定を反復する離散全変動(TV)最小化ユニットと、
を備える画像ノイズ除去システム。
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