JP2020521134A - 画像再構築のための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
・X線撮像システムの光子計数検出器によって測定されたデータの表現を読み取り、
・第1のアルゴリズムを用いて、データの表現に依存する第1の関数に基づき、第1の画像データを生成し、
・第1の関数に含まれない少なくとも1つの物理的影響のモデルを含む第2の関数に基づき、第1の画像データを更新して、第2の画像データを得る、
ことを行わせる。
第2の関数が、
a)第1の画像データに依存し、かつ
b)第2の画像データに依存する
場合、第2の関数の値を計算するステップS4と、
計算値を比較するステップS5と、
比較に基づき、再構築された画像データとして用いられる画像データを、選択するステップS6と、
を含む方法が、提供される。
a)第1の画像データに依存し、かつ
b)第2の画像データに依存する
場合、第2の関数の値を計算するように構成された画像処理デバイスが、提供される。
・X線撮像システムの光子計数検出器によって測定されたデータの表現を読み取り、
・第1のアルゴリズムを用いて、データの表現に依存する第1の関数に基づき、第1の画像データを生成し、
・第1の関数に含まれない少なくとも1つの物理的影響のモデルを含む第2の関数に基づき、第1の画像データを更新して、第2の画像データを得る、
ことを行わせる。
Claims (30)
- 少なくとも1つの光子計数検出器を備える撮像システムにより測定されたX線データから、画像データを再構築する方法であって、
− 前記光子計数検出器によって測定されたデータの表現を得るステップ(S1)と、
− 第1のアルゴリズムを用いて、前記データの表現に依存する投影ベースの第1の関数に基づき、第1の画像データを生成するステップ(S2)と、
− 前記投影ベースの第1の関数に含まれない、少なくとも1つの物理的影響のモデルを含む第2の関数に基づき、前記第1の画像データを更新して、第2の画像データを得るステップ(S3)と、
を含む方法。 - 第1の画像データを生成する前記ステップ(S2)は、前記第1の関数に対して、第1のアルゴリズムを用いることを含み、前記第1の関数は、ペナルティ付き重み付き最小二乗関数である、請求項1に記載の方法。
- 第1の画像データを生成する前記ステップ(S2)は、前記第1の関数に対して、第1のアルゴリズムを用いることを含み、前記第1の関数は、最尤または最大事後関数である、請求項1または2に記載の方法。
- 前記第1のアルゴリズムは、ニュートン法、反復座標降下法、分離可能な二次サロゲート法、期待値最大化法、共役勾配法、順序付きサブセット法、または複数の前記方法の組み合わせである、請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1の画像データを更新して第2の画像データを得るステップS3は、前記第2の関数からの少なくとも1つの項が、前記第1の関数に加えられた場合、前記第1の関数に対して画像更新アルゴリズムを行うことを含み、
少なくとも1つの前記項は、前記第1の関数に含まれていない少なくとも1つの物理的影響のモデルを提供するものである、請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。 - 前記第1の画像データを更新するステップは、
前記第2の関数からの少なくとも1つの項が、前記第1の関数に加えられた場合、前記第2の関数からの少なくとも1つの特定の項の大きさを決定する、少なくとも1つのパラメータに関して行われる、前記第1の関数の最適値の級数展開を行うこと、および、
前記級数展開に基づき、前記第1の画像データの更新を計算し、これにより第2の画像データを得ること、
を含む、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。 - 前記第2のアルゴリズムは、ニュートン法、反復座標降下法、分離可能な二次サロゲート法、期待値最大化法、共役勾配法、順序付きサブセット法、または複数の前記方法の組み合わせである、請求項5に記載の方法。
- − 前記第2の関数が、
a)前記第1の画像データに依存し、かつ
b)前記第2の画像データに依存する
場合、前記第2の関数の値を計算するステップ(S4)と、
− 前記計算値を比較するステップ(S5)と、
− 前記比較に基づき、再構築された画像データとして用いられる画像データを、選択するステップ(S6)と、
をさらに含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。 - 選択された前記画像データは、再構築された前記画像データを更新するための更新スキームにおける入力として用いられる、請求項8に記載の方法。
- 前記第2の関数の値を計算するステップは、アルゴリズム内の少なくとも1つのステップを行うことにより、前記第2の関数の値の推定値を計算することを含む、請求項8または9に記載の方法。
- 入力として用いられる前記画像データを選択するステップ(S6)は、前記第2の関数の最低値または最高値を生成する画像データを選択することを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記物理的影響は、ポアソンノイズ統計、光学的ぼけ、パイルアップ、検出素子クロストークおよび物体散乱のうちの1つまたはそれらの組み合わせである、請求項1から11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1の画像データは、少なくとも1つの基底物質画像を含む、請求項1から12のいずれか1項に記載の方法。
- 少なくとも1つの光子計数検出器を備えた撮像システムにより測定されたX線データから、画像データを再構築するための画像処理デバイスであって、
− 前記画像処理デバイスは、前記光子計数検出器によって測定されたデータの表現を得るように構成され、
− 前記画像処理デバイスは、第1のアルゴリズムを用いて、投影ベースの第1の関数に基づき、第1の画像データを生成するように構成され、前記投影ベースの第1の関数は、前記データの表現に依存し、
− 前記画像処理デバイスは、前記投影ベースの第1の関数に含まれない、少なくとも1つの物理的影響のモデルを含む第2の関数に基づき、前記第1の画像データを更新して、第2の画像データを得るように構成される、
画像処理デバイス。 - 前記画像処理デバイスは、ペナルティ付き重み付き最小二乗関数である前記第1の関数に対し、第1のアルゴリズムを用いることによって、第1の画像データを生成するように構成されている、請求項14に記載の画像処理デバイス。
- 前記画像処理デバイスは、前記第1の関数が最尤または最大事後関数である、前記第1の関数に対し、第1のアルゴリズムを用いることによって、第1の画像データを生成するように構成されている、請求項14または15に記載の画像処理デバイス。
- 前記第1のアルゴリズムは、ニュートン法、反復座標降下法、分離可能な二次サロゲート法、期待値最大化法、共役勾配法、順序付きサブセット法、または複数の前記方法の組み合わせである、請求項14から16のいずれか1項に記載の画像処理デバイス。
- 前記処理装置は、第2の関数からの少なくとも1つの項が、前記第1の関数に加えられた場合、前記第1の関数に対して画像更新アルゴリズムを行うことによって、前記第1の画像データを更新して第2の画像データを得るように構成され、前記少なくとも1つの項は、前記第1の関数に含まれない少なくとも1つの物理的影響のモデルを提供する、請求項14から17のいずれか1項に記載の画像処理デバイス。
- 前記画像処理デバイスは、
前記第2の関数からの少なくとも1つの項が、前記第1の関数に加えられた場合、前記第2の関数からの少なくとも1つの特定の項の大きさを決定する、少なくとも1つのパラメータに関して行われる、前記第1の関数の最適値の級数展開を行うことにより、前記第1の画像データを更新するように構成されており、かつ
前記級数展開に基づき、前記第1の画像データの更新を計算し、これにより第2の画像データを得るように構成されている、
請求項14から18のいずれか1項に記載の画像処理デバイス。 - 前記第2のアルゴリズムは、ニュートン法、反復座標降下法、分離可能な二次サロゲート法、期待値最大化法、共役勾配法、順序付きサブセット法、または複数の前記方法の組み合わせである、請求項18に記載の画像処理デバイス。
- − 前記画像処理デバイスは、前記第2の関数が、
a)前記第1の画像データに依存し、かつ
b)前記第2の画像データに依存する
場合、前記第2の関数の値を計算するように構成され、
− 前記画像処理デバイスは、計算値を比較するように構成され、
− 前記画像処理デバイスは、前記比較に基づき、再構築画像データとして用いられる画像データを選択するように構成されている、
請求項14から20のいずれか1項に記載の画像処理デバイス。 - 前記画像処理デバイスは、前記選択された画像データを、前記再構築画像データを更新するための更新スキームにおける入力として用いるように構成されている、請求項21に記載の画像処理デバイス。
- 前記画像処理デバイスは、アルゴリズム内の少なくとも1つのステップを行うことにより、前記第2の関数の値の推定値を計算するように構成されることにより、前記第2の関数の値を計算するように構成されている、請求項21または22に記載の画像処理デバイス。
- 前記画像処理デバイスは、前記第2の関数に関して、最低値または最高値を生成する画像データを選択することにより、入力として用いられる画像データを選択するように構成されている、請求項22に記載の画像処理デバイス。
- 前記物理的影響が、ポアソンノイズ統計、光学的ぼけ、パイルアップ、検出素子クロストークおよび物体散乱のうちの1つまたはそれらの組み合わせである、請求項14から24のいずれか1項に記載の画像処理デバイス。
- 前記第1の画像データは、少なくとも1つの基底物質画像を含む、請求項14から25のいずれか1項に記載の画像処理デバイス。
- 前記画像処理デバイスは、少なくとも1つのプロセッサと、メモリとを備え、
前記メモリは、少なくとも1つの前記プロセッサによって実行された場合、少なくとも1つの前記プロセッサに、少なくとも1つの光子計数検出器を備えた撮像システムにより測定されたX線データから画像データを再構築させる命令を備える、
請求項14から26のいずれか1項に記載の画像処理デバイス。 - 前記画像処理デバイスは、通信回路を備える、請求項14から27のいずれか1項に記載の画像処理デバイス。
- 少なくとも1つの光子計数検出器を備えた撮像システムにより測定されたX線データから、画像データを再構築するように構成され、命令を備えたコンピュータプログラムであって、前記命令は、少なくとも1つのプロセッサによって実行された場合、前記プロセッサに、
− X線撮像システムの光子計数検出器によって測定されたデータの表現を読み取り、
− 第1のアルゴリズムを用いて、データの前記表現に依存する第1の関数に基づき第1の画像データを生成し、
− 前記第1の関数に含まれない少なくとも1つの物理的影響のモデルを含む第2の関数に基づき、前記第1の画像データを更新して、第2の画像データを得る、
ことを行わせる、コンピュータプログラム。 - 請求項29に記載のコンピュータプログラムを備えるコンピュータプログラムプロダクト。
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