JP2024036308A - 画像処理装置、画像処理方法及び磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リンギングアーチファクトが低減されつつ、ボケがより少ないＭＲ画像を提供すること。
【解決手段】実施形態に係る画像処理装置は、低減部を備える。前記低減部は、磁気共鳴画像に含まれる画素ごとに、各画素の位置からリンギングアーチファクトが低下する位置までのシフト量を決定し、決定したシフト量に基づいて、前記磁気共鳴画像に発生したリンギングアーチファクトを低減するリンギング低減処理を行う。前記低減部は、前記画素ごとに、前記リンギングアーチファクトの局所振幅を推定し、前記推定されたリンギングアーチファクトの局所振幅に基づいて、前記磁気共鳴画像に対して、前記局所振幅が高い画素から低い画素の順に、隣接する画素のシフト量と略連続的になるように各画素のシフト量を決定しながら、前記リンギング低減処理を行う。
【選択図】図１

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、画像処理装置、画像処理方法及び磁気共鳴イメージング装置に関する。

一般的に、磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging：ＭＲＩ）装置によって撮像される磁気共鳴（Magnetic Resonance：ＭＲ）画像は、信号強度が大きく及び急激に変化する境界付近にリンギングアーチファクト又は打ち切りアーチファクトと呼ばれる縞状のアーチファクトを含む場合があることが知られている。

従来、このようなリンギングアーチファクトを低減するための各種の方法が提案されているが、それらの方法では、リンギングアーチファクトを低減するための処理を行った結果、処理後の画像にボケが生じてしまうことがあった。

特開２０１２－２２８５０７号公報 特表２０１６－５０９９４０号公報 特開２０１６－０９３４９４号公報 特開２０２０－０４９２３７号公報 特開２０２０－１２０７０４号公報

Elias Kellner，Bibek Dhital，Valerij G．Kiselev，Marco Reisert，"Gibbs-ringing artifact removal based on local subvoxel-shifts"，Magn Reson Med 76:1574-1581，2016

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、リンギングアーチファクトが低減されつつ、ボケがより少ないＭＲ画像を提供することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置付けることもできる。

実施形態に係る画像処理装置は、取得部と、低減部とを備える。取得部は、磁気共鳴画像を取得する。低減部は、前記磁気共鳴画像に含まれる画素ごとに、各画素の位置からリンギングアーチファクトが低下する位置までのシフト量を決定し、決定したシフト量に基づいて、前記磁気共鳴画像に発生したリンギングアーチファクトを低減するリンギング低減処理を行う。前記低減部は、前記磁気共鳴画像に含まれる画素ごとに、前記リンギングアーチファクトの局所振幅を推定し、前記リンギングアーチファクトの局所振幅の推定結果に基づいて、前記磁気共鳴画像に対して、前記局所振幅が高い画素から低い画素の順に、隣接する画素のシフト量と略連続的になるように各画素のシフト量を決定しながら、前記リンギング低減処理を行う。

図１は、第１の実施形態に係る画像処理装置の構成例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能によって行われるリンギング低減処理の処理フローの例を示す図である。 図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能によって行われるリンギング低減処理における、一つの画素に関する、一つの軸に沿った最適なシフト量の推定の一例を示す図である。 図４は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能によって行われるリンギング低減処理の処理手順を示すフローチャートである。 図５は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能への入力の一例である、リンギングアーチファクトを含むＭＲ画像を示す図である。 図６の（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能によって行われるリンギングマップ生成処理の第１のステップの一例を示す図である。 図７は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能によって行われるリンギングマップ生成処理の第２のステップとして生成されるリンギング振幅マップの一例を示す図である。 図８は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能によって行われるリンギングマップ生成処理の第３のステップとして生成される平滑化されたリンギング振幅マップの一例を示す図である。 図９は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能によって行われる、リンギングアーチファクトの局所振幅（local amplitude）に関する閾値設定の処理を示す、入力画像の全画素に関するリンギングアーチファクトの局所振幅（図のｙ軸）及び優先度（図のｘ軸）の一例を示す図である。 図１０Ａは、第２の実施形態に係るリンギング低減機能によって行われるリンギングアーチファクトの局所振幅に関する閾値の設定の第２の例を示す図である。 図１０Ｂは、第２の実施形態に係るリンギング低減機能によって行われるリンギングアーチファクトの局所振幅に関する閾値の設定の第２の例を示す図である。 図１０Ｃは、第２の実施形態に係るリンギング低減機能によって行われるリンギングアーチファクトの局所振幅に関する閾値の設定の第２の例を示す図である。 図１０Ｄは、第２の実施形態に係るリンギング低減機能によって行われるリンギングアーチファクトの局所振幅に関する閾値の設定の第２の例を示す図である。 図１０Ｅは、第２の実施形態に係るリンギング低減機能によって行われるリンギングアーチファクトの局所振幅に関する閾値の設定の第２の例を示す図である。 図１１の（Ａ）～（Ｇ）は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能によって行われる画素ごとのシフト量の決定の間に、隣接して位置する画素のシフト量の連続性を強化するために用いることが可能なセット及び重み付け処理の例を示す図である。 図１２の（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能によって行われる、画像のｘ軸に沿った、第１パス（最初）及び第２パス（最後）のシフト量決定処理の例をそれぞれ示す図である。図１２の（Ｂ）は、第２パスの間に得られた、第１パスと比べて改善されたシフト量の連続性を示す。 図１３の（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能によって行われる、画像のｙ軸に沿った、第１パス（最初）及び第２パス（最後）のシフト量決定の例をそれぞれ示す図である。図１３の（Ｂ）は、第２パスの間に得られた、第１パスと比べて改善されたシフト量の連続性を示す。 図１４の（Ａ）は、第１の実施形態に係る画像処理装置への入力となるＭＲ画像を示す図である。図１４の（Ｂ）は、リンギング低減処理の従来法による出力を示す図である。具体的には、図１４の（Ｂ）は、ローパスフィルタを用いる空間平滑化処理を図１４の（Ａ）に示すＭＲ画像に適用した場合に得られる画像を示している。 図１５の（Ａ）は、第１の実施形態に係る画像処理装置への入力となるＭＲ画像（図１４の（Ａ）と同じ画像）を示す図である。図１５の（Ｂ）は、第１の実施形態に係る画像処理装置に含まれるリンギング低減処理による出力及び効果を示す図である。 図１６は、第１の実施形態に係る画像処理装置への入力の他の例を示す図である。 図１７の（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能における中間段階を示す図である。図１７の（Ａ）は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能によって行われる、画像のｘ軸に沿った、第１パスのシフト量決定処理を示す。図１７の（Ｂ）は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能によって行われる、画像のｘ軸に沿った、第１パスのシフト量決定処理に基づく中間リンギング低減画像における、入力画像（図１６）と比べて低減されたリンギングを示す。 図１８の（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の実施形態に係る画像処理装置の効果を示す図である。図１８の（Ａ）は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能によって行われる、画像のｘ軸に沿った、第２パスのシフト量決定処理を示す。図１８の（Ｂ）は、第１の実施形態に係る画像処理装置からの出力の一例における、入力画像（図１６）と比べて低減されたリンギング、及び、第１パスのシフト量決定処理（図１７の（Ａ））に基づく中間リンギング低減画像と比べて入力画像からの細部のより正確な描写を示す。 図１９は、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成例を示す図である。

実施形態に係る画像処理装置は、取得部と、低減部とを備える。取得部は、磁気共鳴画像を取得する。低減部は、前記磁気共鳴画像に含まれる画素ごとに、各画素の位置からリンギングアーチファクトが低下する位置までのシフト量を決定し、決定したシフト量に基づいて、前記磁気共鳴画像に発生したリンギングアーチファクトを低減するリンギング低減処理を行う。前記低減部は、前記磁気共鳴画像に含まれる画素ごとに、前記リンギングアーチファクトの局所振幅を推定し、前記リンギングアーチファクトの局所振幅の推定結果に基づいて、前記磁気共鳴画像に対して、前記局所振幅が高い画素から低い画素の順に、隣接する画素のシフト量と略連続的になるように各画素のシフト量を決定しながら、前記リンギング低減処理を行う。

以下、図面を参照しながら、画像処理装置、画像処理方法及びＭＲＩ装置の実施形態について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る画像処理装置の構成例を示す図である。

例えば、図１に示すように、本実施形態に係る画像処理装置１００は、ＭＲＩ装置２００及び画像保管装置３００とネットワーク４００を介して相互に通信可能に接続されている。

ＭＲＩ装置２００は、磁気共鳴現象を利用して被検体の画像を撮像する。具体的には、ＭＲＩ装置２００は、操作者によって設定された撮像条件に基づいて各種の撮像シーケンスを実行することで、被検体に高周波（Radio Frequency：ＲＦ）パルスを印加し、当該ＲＦパルスの影響によって被検体から放射される核磁気共鳴（Nuclear Magnetic Resonance：ＮＭＲ）信号を受信し、当該ＮＭＲ信号に基づくＮＭＲデータをｋ空間データとして収集する。そして、ＭＲＩ装置２００は、収集したｋ空間データに対してフーリエ変換処理等を含む画像処理を施すことで、２次元又は３次元のＭＲ画像を生成する。

画像保管装置３００は、ＭＲＩ装置２００によって撮像されたＭＲ画像を保管する。例えば、画像保管装置３００は、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）サーバ等のコンピュータ機器によって実現され、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）に準拠した形式でＭＲ画像を保管する。

画像処理装置１００は、被検体に関するＭＲ画像を処理する。具体的には、画像処理装置１００は、ネットワーク４００を介して、ＭＲＩ装置２００又は画像保管装置３００からＭＲ画像を取得し、取得したＭＲ画像を処理する。例えば、画像処理装置１００は、ワークステーション等のコンピュータ機器によって実現される。

例えば、画像処理装置１００は、ネットワーク（NetWork：ＮＷ）インタフェース１１０と、記憶回路１２０と、入力インタフェース１３０と、ディスプレイ１４０と、処理回路１５０とを備える。

ＮＷインタフェース１１０は、ネットワーク４００を介して画像処理装置１００と他の装置との間で行われる各種データの伝送や通信を制御する。具体的には、ＮＷインタフェース１１０は、処理回路１５０に接続されており、他の装置から受信したデータを処理回路１５０に送信し、また、処理回路１５０から受信したデータを他の装置に送信する。例えば、ＮＷインタフェース１１０は、ネットワークカード、ネットワークアダプタ、ＮＩＣ（Network Interface Controller）等によって実現される。

記憶回路１２０は、各種データ及び各種プログラムを記憶する。具体的には、記憶回路１２０は、処理回路１５０に接続されており、処理回路１５０から受信したデータを記憶し、また、自身が記憶しているデータを読み出して処理回路１５０に送信する。例えば、記憶回路１２０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子や、ハードディスク、光ディスク等によって実現される。

入力インタフェース１３０は、操作者から各種指示及び各種情報を指定する操作を受け付ける。具体的には、入力インタフェース１３０は、処理回路１５０に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換して処理回路１５０に送信する。例えば、入力インタフェース１３０は、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力インタフェース、及び音声入力インタフェース等によって実現される。なお、本明細書において、入力インタフェース１３０は、マウス、キーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ送信する電気信号の処理回路も入力インタフェース１３０の例に含まれる。

ディスプレイ１４０は、各種情報及び各種データを表示する。具体的には、ディスプレイ１４０は、処理回路１５０に接続されており、処理回路１５０から受信した各種情報及び各種データを表示する。例えば、ディスプレイ１４０は、液晶モニタやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）モニタ、タッチパネル等によって実現される。

処理回路１５０は、画像処理装置１００に含まれる各構成要素を制御することで、各種処理を行う。例えば、処理回路１５０は、入力インタフェース１３０を介して操作者から受け付けた入力操作に応じて、各種処理を行う。また、例えば、処理回路１５０は、ＮＷインタフェース１１０によって他の装置から受信されたデータを記憶回路１２０に記憶させる。また、例えば、処理回路１５０は、記憶回路１２０から読み出されたデータをＮＷインタフェース１１０に送信することによって当該データを他の装置に送信する。また、例えば、処理回路１５０は、記憶回路１２０から読み出されたデータをディスプレイ１４０に表示させる。

このような構成のもと、本実施形態に係る画像処理装置１００は、ＭＲ画像におけるリンギングアーチファクトを低減するための機能を有している。

ここで、リンギングアーチファクトを低減するための方法としては、これまでにも各種の方法が提案されているが、それらの方法では、リンギングアーチファクトを低減するための処理を行った結果、処理後の画像にボケが生じてしまうことがあった。

例えば、リンギングアーチファクトを低減するための方法として、ｋ空間データに対してローパスフィルタを適用して平滑化処理（フィルタリング又はスムージング）を行う方法や、サブボクセルシフトを利用した手法がある（例えば、Elias Kellner，Bibek Dhital，Valerij G．Kiselev，Marco Reisert，"Gibbs-ringing artifact removal based on local subvoxel-shifts"，Magn Reson Med 76:1574-1581，2016を参照）。

ｋ空間データに対してローパスフィルタを適用して平滑化処理を行う方法では、リンギングアーチファクトは低減又は除去されるが、元のＭＲ画像における高い空間周波数が抑制されることによって、出力画像にボケが生じてしまう。サブボクセルシフトを利用した手法は、高い空間周波数を保つことができ、平滑化又はローパスフィルタリングの手法の代替手段を提供する。

また、サブボクセルシフトを利用したリンギング低減手法では、ＭＲ画像に含まれる画素ごとに、各画素の位置からリンギングアーチファクトが低下する位置までのシフト量を決定し、決定したシフト量に基づいて、当該ＭＲ画像に発生したリンギングアーチファクトを低減するが、隣接する画素間のシフト量の連続性を無視して画素ごとに別々にシフト量を決定しているため、それにより、通常、画像上に顕著なレベルのボケが生じてしまう。

これを改善するため、本実施形態に係る画像処理装置１００は、リンギングアーチファクトが低減又は除去されつつ、リンギングアーチファクトに対処するための従来法によって処理されたＭＲ画像と比べて、ボケがより少ないＭＲ画像を提供することができるように構成されている。

具体的には、処理回路１５０が、ＭＲ画像取得機能１５１と、リンギング低減機能１５２とを有する。ここで、ＭＲ画像取得機能１５１は、取得部の一例である。また、リンギング低減機能１５２は、低減部の一例である。

ＭＲ画像取得機能１５１は、リンギングアーチファクトを低減する処理対象のＭＲ画像をＭＲＩ装置２００又は画像保管装置３００から取得する。

具体的には、ＭＲ画像取得機能１５１は、ＭＲＩ装置２００又は画像保管装置３００から処理対象のＭＲ画像を取得し、記憶回路１２０に記憶させる。

例えば、ＭＲ画像取得機能１５１は、入力インタフェース１３０を介して、操作者から処理対象のＭＲ画像を指定する操作を受け付ける。そして、ＭＲ画像取得機能１５１は、当該操作によって操作者から指定されたＭＲ画像をＭＲＩ装置２００又は画像保管装置３００から取得し、記憶回路１２０に記憶させる。

リンギング低減機能１５２は、ＭＲ画像取得機能１５１によって取得されたＭＲ画像に含まれる画素ごとに、各画素の位置からリンギングアーチファクトが低下する位置までのシフト量を決定し、決定したシフト量に基づいて、当該ＭＲ画像に発生したリンギングアーチファクトを低減するリンギング低減処理（Ringing Correction）を行う。

具体的には、リンギング低減機能１５２は、ＭＲ画像取得機能１５１によって取得されたＭＲ画像を記憶回路１２０から読み出し、読み出したＭＲ画像に対して、リンギング低減処理を行う。

ここで、リンギング低減機能１５２は、サブボクセルシフトを利用したリンギング低減手法を用いて、処理対象のＭＲ画像に対してリンギング低減処理を行う。

図２は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能１５２によって行われるリンギング低減処理の処理フローの例を示す図である。

例えば、図２に示すように、リンギング低減機能１５２は、処理対象のＭＲ画像を入力画像とし、当該入力画像に対してリンギング低減処理を行うことによって、リンギングアーチファクトが低減された出力画像を生成する。なお、ここでは、処理対象のＭＲ画像が、互いに直交するＸ方向（リードアウト方向）及びＹ方向（位相エンコード方向）で定義される２次元のＭＲ画像である場合の例を説明する。

まず、リンギング低減機能１５２は、処理対象のＭＲ画像を入力画像とし、入力画像に対してフーリエ変換又は逆フーリエ変換を行うことで、入力画像をｋ空間データに変換する（図２の（Ａ））。

その後、リンギング低減機能１５２は、入力画像のｋ空間データに対して、Ｙ方向における高い空間周波成分を抑制するフィルタ（Ｇｘ）を施すことで、Ｘ方向に沿ったリンギングアーチファクトが強調されたリンギング画像を生成する（図２の（Ｂ））。以下では、このリンギング画像をＸ方向のリンギング画像と呼ぶ。

また、リンギング低減機能１５２は、Ｘ方向と同様に、Ｙ方向についても、入力画像のｋ空間データに対して、Ｘ方向における高い空間周波成分を抑制するフィルタ（Ｇｙ）を施すことで、Ｙ方向に沿ったリンギングアーチファクトが強調されたリンギング画像を生成する（図２の（Ｃ））。以下では、このリンギング画像をＹ方向のリンギング画像と呼ぶ。

その後、リンギング低減機能１５２は、Ｘ方向のリンギング画像に対してリンギング低減処理を行うことで、Ｘ方向に沿ったリンギングアーチファクトが低減されたリンギング低減画像を生成する（図２の（Ｄ））。以下では、このリンギング低減画像をＸ方向のリンギング低減画像と呼ぶ。

具体的には、リンギング低減機能１５２は、Ｘ方向のリンギング画像に含まれる画素ごとに、以下の式（１）を用いて、画像空間におけるＸ方向の座標ｘをＸ方向にｓ／２Ｍのシフト量だけシフトさせた位置の信号値を算出することで、２Ｍ個の画像Ｉｓ（ｘ）を生成する。

ここで、上記式（１）は、フーリエ逆変換として知られた関数を表す計算式にサブボクセルシフトを導入したものであり、ｘは、画像空間におけるＸ方向の座標であり、ｋは、ｋ空間におけるＸ方向の空間周波数の座標であり、Ｎは、サンプリングされる信号の数であり、ｃ_０（ｋ）は、フーリエ展開係数である。

また、ｓは、リンギング低減処理で用いられるシフト量を定義するための整数のセットのうちの一つの整数である。この整数のセットは、－Ｍ，・・・，Ｍで表されるか、又は、このセットに含まれるサブセットが代わりに用いられてもよい。例えば、Ｍが４である場合、及び、サブセットである－Ｍ，・・・，－Ｍが用いられる場合、ｓは、－４，－３，－２，－１，０，１，２，３となり、結果として得られる各画像のシフト量は、－０．５，－０．３７５，－０．２５，－０．１２５，０，０．１２５，０．２５，０．３７５ピクセルとなる。

その後、リンギング低減機能１５２は、生成した２Ｍ個の画像に基づいて、リンギング画像に含まれる画素ごとに、当該画素の位置からリンギングアーチファクトが低下する位置までのシフト量を決定する。

図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能１５２によって行われるリンギング低減処理におけるシフト量の決定の一例を示す図である。

具体的には、図３の（Ａ）は、画素の位置をシフトさせる前の画像における境界付近の信号値の変化を示しており、図３の（Ｂ）は、画素の位置をＸ方向にシフトさせた後の画像における境界付近の信号値の変化を示している。また、図３の（Ａ）及び（Ｂ）に示すグラフの縦軸は、信号値を示しており、横軸は、画像空間におけるＸ方向の座標軸を示している。また、グラフ上に示す実線は、実空間における境界付近の理想的な信号値の変化を示しており、破線は、画像空間における境界付近の信号値の変化を示しており、波状の変化の大きい箇所がリンギングアーチファクトを示している。また、グラフ上に示す複数の四角い点は、それぞれ、画像に含まれる画素の位置を示しており、一点鎖線は、各画素間で線形補間を行った場合の信号値を示している。

例えば、図３の（Ｂ）に示すように、リンギング低減機能１５２は、画素の位置をシフトさせた後の画像において、画素ごとに（例えば、図３の（Ｂ）に示す白色の四角い点）、当該画素の周囲にある所定数の画素それぞれとの間の信号値の差を算出し、算出した差の合計が最小となるシフト量を決定する。以下では、当該画素の周囲にある所定数の画素に対する信号値の差の合計を当該画素のトータルバリエーションと呼ぶ。

そして、リンギング低減機能１５２は、決定されたシフト量だけ各画素の位置をシフトさせた位置における信号値を用いて線形補間を行うことで、画素ごとに、当該画素のシフトされていない元の位置での信号値を算出し、当該画素の画素値を算出された信号値に設定する。これにより、Ｘ方向に沿ったリンギングアーチファクトが低減されたリンギング画像、すなわち、Ｘ方向のリンギング低減画像が生成される。

また、図２に戻り、リンギング低減機能１５２は、Ｘ方向と同様に、Ｙ方向についても、Ｙ方向のリンギング画像に対して、Ｘ方向と同様にリンギング低減処理を行うことで、Ｙ方向に沿ったリンギングアーチファクトが低減されたリンギング低減画像を生成する（図２の（Ｅ））。以下では、このリンギング低減画像をＹ方向のリンギング低減画像と呼ぶ。

そして、リンギング低減機能１５２は、生成したＸ方向のリンギング低減画像とＹ方向のリンギング低減画像とを加算することで、Ｘ方向及びＹ方向に沿ったリンギングアーチファクトが低減されたリンギング低減画像を最終画像として生成する（図２の（Ｆ））。

以上、リンギング低減機能１５２によって行われるリンギング低減処理の基本的な流れを説明したが、このようなリンギング低減処理において、仮に、リンギング低減処理で用いられるシフト量の全ての範囲の中から各画素のシフト量が決定された場合には、隣接する画素間のシフト量の連続性が無視されることになり、結果として、画像上にボケが生じることになる。

これを改善するため、本実施形態では、リンギング低減機能１５２は、処理対象のＭＲ画像に対して、以下で説明するように、隣接する画素間のシフト量の連続性を考慮して（すなわち、画素から隣接する画素へ）、上述したリンギング低減処理を行う。

図４は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能１５２によって行われるリンギング低減処理の処理手順を示すフローチャートである。

例えば、図４に示すように、まず、リンギング低減機能１５２は、リンギングアーチファクトを低減する処理対象のＭＲ画像に含まれる画素ごとに、リンギングアーチファクトの局所振幅を推定する（ステップＳ１０１）。

具体的には、リンギング低減機能１５２は、リンギングアーチファクトの局所振幅の推定結果として、処理対象のＭＲ画像に含まれる各画素におけるリンギングアーチファクトの局所振幅を示すリンギング振幅マップを生成する。

例えば、リンギング低減機能１５２は、リンギング画像に対して第１パス（最初）のリンギング低減処理を行い、リンギング画像とリンギング低減画像との差分画像を生成する。これらの画像は一般的に画素値として複素数を有するため、リンギング低減機能１５２は、まず、リンギング画像の強度画像及びリンギング低減画像の強度画像を算出する。その後、リンギング低減機能１５２は、これらの二つの強度画像の差分画像を、当該差分画像が実数（正数、負数、又はゼロ）の画素値を有するように生成する。最後に、リンギング低減機能１５２は、リンギング振幅マップとして、差分画像内の画素値の絶対値を算出する。なお、以下では、リンギング振幅マップを簡潔に「リンギングマップ」と呼ぶ。

図５～８は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能１５２によって行われるリンギングマップの生成の一例を示す図である。

例えば、リンギング低減機能１５２は、図５に示すような脳のスライスのＭＲ画像に対して、図２の（Ａ）～（Ｅ）に示した処理を行うことで、Ｘ方向のリンギング画像と、Ｙ方向のリンギング画像と、Ｘ方向のリンギング低減画像と、Ｙ方向のリンギング画像とを生成する。なお、このとき、リンギング低減機能１５２は、リンギング低減処理で用いられる全てのシフト量の中から各画素のシフト量を決定して、Ｘ方向のリンギング低減画像及びＹ方向のリンギング低減画像を生成する。

その後、リンギング低減機能１５２は、複素数値のＸ方向のリンギング画像から強度画像を生成し、複素数値のＸ方向のリンギング低減画像から強度画像を生成し、それらの差分画像を生成することで、図６の（Ａ）に示すようなＸ方向のリンギング差分画像を生成する。また、同様に、リンギング低減機能１５２は、複素数値のＹ方向のリンギング画像から強度画像を生成し、複素数値のＹ方向のリンギング低減画像から強度画像を生成し、それらの差分画像を生成することで、図６の（Ｂ）に示すようなＹ方向のリンギング差分画像を生成する。

その後、リンギング低減機能１５２は、Ｘ方向のリンギング差分画像の各画素の絶対値を算出することで、Ｘ方向のリンギング振幅マップを生成する。また、同様に、リンギング低減機能１５２は、Ｙ方向のリンギング差分画像の各画素の絶対値を算出することで、図７に示すようなＹ方向のリンギング振幅マップを生成する。

Ｘ方向及びＹ方向のリンギング振幅マップは、処理されたリンギングマップを得るために、さらに、平滑化処理又はフィルタリング処理のための公知の技術に従って処理されてもよい。図８は、処理されたリンギングマップの一例として、２次元平滑化フィルタを用いて処理されたＹ方向のリンギング振幅マップを示す。

なお、ここでは、リンギング画像と最初のリンギング低減画像との差分画像が用いられて、リンギングマップの一種であるリンギング振幅マップが生成される場合の例を説明したが、リンギングマップを生成する方法はこれに限られない。

例えば、リンギング低減機能１５２は、リンギング画像と最初のリンギング低減画像との差分画像に基づいてリンギングマップを生成する代わりに、それらのトータルバリエーションに基づいて、直接、リンギングマップを生成してもよい。この場合、リンギングアーチファクトの局所振幅を推定する手段として実行される最初のリンギング低減処理は、不要である。

図４に戻り、続いて、リンギング低減機能１５２は、リンギングアーチファクトの局所振幅の推定結果に基づいて、処理対象のＭＲ画像に対して、局所振幅が高い画素から低い画素の順に、隣接する画素のシフト量と略連続的になるように各画素のシフト量を決定しながら、リンギング低減処理を行う。

具体的には、リンギング低減機能１５２は、生成したリンギングマップに基づいて、処理対象のＭＲ画像に対して、リンギングアーチファクトの局所振幅が高い画素から低い画素の順に各画素のシフト量を決定しながら、リンギング低減処理を行う。

より具体的には、リンギング低減機能１５２は、リンギングアーチファクトの局所振幅の推定結果に基づいて、リンギングアーチファクトの局所振幅が高い画素から低い画素の順に、処理対象のＭＲ画像に含まれる各画素をソートする（ステップＳ１０２）。

そして、リンギング低減機能１５２は、処理対象のＭＲ画像に対して、リンギングアーチファクトの局所振幅が高い画素から低い画素の順に、画素ごとに、隣接する画素のシフト量と略連続的になるようにシフト量を決定しながら、リンギング低減処理を行う（ステップＳ１０３）。

まず、リンギング低減機能１５２は、リンギングアーチファクトの局所振幅に関する第１の閾値と、第１の閾値より小さい第２の閾値とを設定する。

ここで、例えば、リンギング低減機能１５２は、ＭＲ画像に含まれる画素の数と併せて、ＭＲ画像にわたるリンギングアーチファクトの振幅の範囲に基づいて、基準振幅値を設定してもよい。また、リンギング低減機能１５２は、基準振幅値を設定する際に考慮するリンギングアーチファクトの振幅の範囲として、リンギングアーチファクトの振幅から明らかに低い振幅及び極度に高い振幅の一方又は両方を除いた後の残りの範囲を算出してもよい。

そして、リンギング低減機能１５２は、当該基準振幅値に所定の第１のパラメータを乗じることで、第１の閾値を設定する。また、リンギング低減機能１５２は、当該基準振幅値に第１のパラメータより小さい第２のパラメータを乗じることで、第２の閾値を設定する。

図９は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能１５２によって行われるリンギングアーチファクトの局所振幅に関する閾値の設定の第１の例を示す図である。

具体的には、図９は、リンギングアーチファクトの局所振幅が高い画素から低い画素の順に各画素をソートした結果を示している。また、図９に示すグラフの縦軸は、リンギングアーチファクトの局所振幅を示しており、横軸は、リンギングアーチファクトの局所振幅が高い画素から低い画素の順に各画素に優先順位を付与した場合の各画素の優先順位を示している。なお、図９は、ＭＲ画像に含まれる画素の数が３５０００個であり、当該画素におけるリンギングアーチファクトの局所振幅が０～１５０の範囲であり、各画素に対して、リンギングアーチファクトの局所振幅が高い画素から低い画素の順に１～３５０００の優先順位を付与した場合の例を示している。

第１の例では、例えば、図９に示すように、リンギング低減機能１５２は、リンギングアーチファクトの局所振幅が高い画素から低い画素の順にソートされた画素に対するリンギングアーチファクトの局所振幅の変化を示す曲線を導出する。その後、リンギング低減機能１５２は、導出した曲線より下側で縦軸より右側かつ横軸より上側の領域を横軸の方向に二つに分け、当該二つの領域の面積が等しくなる位置の優先順位におけるリンギングアーチファクトの局所振幅を基準値Ｒｅｆとして設定する。

そして、リンギング低減機能１５２は、設定した基準値Ｒｅｆに第１のパラメータ（例えば、７５％）を乗じることで、第１の閾値Ｔｈ１を設定する。また、リンギング低減機能１５２は、基準値Ｒｅｆに第１の比率より小さい第２のパラメータ（例えば、４０％））を乗じることで、第２の閾値Ｔｈ２を設定する。ここで、リンギング低減機能１５２によって用いられる第１のパラメータ及び第２のパラメータは、例えば、操作者によって予め設定される。

図１０Ａ～１０Ｅは、第２の実施形態に係るリンギング低減機能１５２によって行われるリンギングアーチファクトの局所振幅に関する閾値の設定の第２の例を示す図である。

第２の例では、リンギング低減機能１５２は、まず、入力画像から背景を除去する。

例えば、図１０Ａの（Ａ）に示すように、入力画像は、被検体を示す領域Ｒ１と、被検体の周囲の背景である領域Ｒ２とを含む。例えば、リンギング低減機能１５２は、シフト画像に対して、画素値に基づくマスク処理を施すことで、図１０Ａの（Ｂ）に示すように、入力画像から背景の領域Ｒ２を除去する。

その後、リンギング低減機能１５２は、背景が除去された画像に基づいて、第１の例と同様に、リンギングアーチファクトの局所振幅が高い画素から低い画素の順にソートされた画素に対するリンギングアーチファクトの局所振幅の変化を示す曲線を導出する。

例えば、図１０Ｂの（Ａ）は、背景が除去される前の入力画像から導出された曲線を示し、図１０Ｂの（Ｂ）は、背景が除去された後の入力画像から導出された曲線を示す。なお、図１０Ｂでは、（Ａ）及び（Ｂ）において、実線の曲線及び点線の曲線が、１回のＭＲＩスキャンで得られた二つのスライスを示している。

仮に、背景が除去される前の画像から曲線を導出した場合、図１０Ｂの（Ａ）に示すように、曲線には、リンギングアーチファクトの局所振幅が低い背景の画素が含まれる。これに対し、背景が除去された後の画像から曲線を導出した場合、図１０Ｂの（Ｂ）に示すように、曲線では、リンギングアーチファクトの局所振幅が低い背景の画素が除外される。

その後、リンギング低減機能１５２は、導出された曲線から、外れ値とみなされる、リンギングアーチファクトの局所振幅が極度に高い画素を除外する。

例えば、図１０Ｃに示すように、リンギング低減機能１５２は、背景が除去された後のシフト画像に含まれる被検体の画素の数をＮｓｕｂｊとし、所定の割合Ｈ％（例えば、５％）を用いて、局所振幅が最も大きい画素からＨ％×Ｎｓｕｂｊの画素を除外する。なお、図１０Ｃに示すように、被検体に含まれる画素の数Ｎｓｕｂｊは、スライスの位置及びその他の多くの変動要因に依存し、それに応じて、除外される画素の数Ｈ％×Ｎｓｕｂｊも変動する。

その後、リンギング低減機能１５２は、残った（１－Ｈ％）×Ｎｓｕｂｊの画素に基づいて、曲線の尾部（優先順位が最も低い画素に近い画素の部分）の高さを考慮して、第１の閾値及び第２の閾値を設定する。

例えば、図１０Ｄに示すように、リンギング低減機能１５２は、予め決められた比率ＲＴａ１（例えば、５％）を用いて、曲線より下側かつ画素Ｔａ１より右側の面積が曲線より下側の面積×ＲＴａ１に等しくなるような画素Ｔａ１を特定し、ＲＴａ１より小さい比率ＲＴａ２（例えば、２．５％）を用いて、曲線より下側かつ画素Ｔａ２より右側の面積が曲線より下側の面積×ＲＴａ２に等しくなるような画素Ｔａ２を特定する。ここで、リンギング低減機能１５２によって用いられる比率ＲＴａ１及びＲＴａ２は、いずれも、全てのスライス、ＭＲＩシーケンス、被検体にわたって同一の値であり、例えば、操作者によって予め設定される。

そして、リンギング低減機能１５２は、二つの画素Ｔａ１及び画素Ｔａ２の間の曲線の高さの平均値を算出し、算出された平均値を、曲線の尾部の高さＴａｈとして定義する。Ｔａｈを算出する一つの簡単な方法は、以下の式によって規定される。

Ｔａｈ＝（ｔｏｔａｌＴａｉｌＡｒｅａ－ｓｔｅｅｐＴａｉｌＡｒｅａ）／（Ｔａ２－Ｔａ１）

ここで、「ｔｏｔａｌＴａｉｌＡｒｅａ」は、Ｔａ１とＮｓｕｂｊとの間の曲線より下側の面積であり、「ｓｔｅｅｐＴａｉｌＡｒｅａ」は、Ｔａ２とＮｓｕｂｊとの間の曲線より下側の面積である。

なお、図１０Ｄでは図示を省略しているが、上記のように定義される高さＴａｈは、入力画像の特徴に依存し、それぞれの曲線に応じて異なる。したがって、Ｔａｈは、例えば、入力画像に描出された解剖学的構造や入力画像を収集するために用いられたＭＲＩシーケンス及びパラメータ等に依存して、入力画像ごとに異なる。

その後、例えば、図１０Ｅに示すように、リンギング低減機能１５２は、曲線より下側で高さＴａｈにおける水平な線より上側かつＨ％×Ｎｓｕｂｊで横軸と交差する鉛直な線より右側の領域を算出する。また、リンギング低減機能１５２は、算出した領域を横軸の方向に二つに分け、当該二つの領域の面積が等しくなる位置の優先順位における局所振幅を基準振幅Ｒｅｆとして設定する。その後、以下のように、基準振幅範囲ＲｅｆＲａｎｇｅが定義される。

ＲｅｆＲａｎｇｅ＝Ｒｅｆ－Ｔａｈ

そして、リンギング低減機能１５２は、第１の例と同様に、基準振幅範囲ＲｅｆＲａｎｇｅに第１のパラメータ（例えば、３０％）を乗じることで、第１の閾値Ｔｈ１を設定する。また、リンギング低減機能１５２は、基準振幅範囲ＲｅｆＲａｎｇｅに第１のパラメータより小さい第２のパラメータ（例えば、２０％））を乗じることで、第２の閾値Ｔｈ２を設定する。ここで、リンギング低減機能１５２によって用いられる第１の比率及び第２の比率は、例えば、操作者によって予め設定される。なお、図１０Ｅでは図示を省略しているが、ＲｅｆＲａｎｇｅ、Ｔｈ１及びＴｈ２は、入力画像の特徴に依存し、それぞれの曲線に応じて異なる。したがって、ＲｅｆＲａｎｇｅ、Ｔｈ１及びＴｈ２は、例えば、入力画像を収集するために用いられたＭＲＩシーケンス及びパラメータや入力画像に描出された解剖学的構造に依存して、入力画像ごとに異なる。

このようにして、リンギング低減機能１５２は、Ｘ方向のリンギングマップに基づいて、Ｘ方向に関する第１の閾値及び第２の閾値を設定し、Ｙ方向のリンギングマップに基づいて、Ｙ方向に関する第１の閾値及び第２の閾値を設定する。

このように、ＭＲ画像に含まれる画素の数と併せて、ＭＲ画像にわたるリンギングアーチファクトの振幅の範囲に基づいて、リンギングアーチファクトの局所振幅に関する閾値を設定することによって、処理対象のＭＲ画像について、画像のサイズ（Ｘ方向のマトリクス数×Ｙ方向のマトリクス数）や、リンギングアーチファクトが生じている画素の数、リンギングアーチファクトの振幅等が異なる場合でも、一定の基準となるように適切に閾値を設定することができる。例えば、処理対象のＭＲ画像が、対象となる身体領域、スライス位置、患者、撮像日時、撮像パラメータ（例えば、画素の大きさ、視野範囲（field of view）等）、画像種（例えば、Ｔ１強調画像、Ｔ２強調画像、拡散強調画像等）等の広い範囲から得られる場合でも、適切に閾値を設定することができる。

特に、第２の例の方法は、第１のパラメータ及び第２のパラメータを幅広いＭＲＩシーケンスや画像種に適用することができ、第１の例の方法と比べて、よりロバストである。

その後、リンギング低減機能１５２は、図２に示した流れで、リンギング低減処理を行う。

具体的には、まず、リンギング低減機能１５２は、処理対象のＭＲ画像を入力画像とし、入力画像に対してフーリエ変換又は逆フーリエ変換を行うことで、入力画像をｋ空間データに変換する（図２の（Ａ））。

その後、リンギング低減機能１５２は、入力画像のｋ空間データに対して、Ｙ方向における高い空間周波成分を抑制するフィルタ（Ｇｘ）を施すことで、Ｘ方向に沿ったリンギングアーチファクトが強調されたＸ方向のリンギング画像を生成する（図２の（Ｂ））。

また、リンギング低減機能１５２は、Ｘ方向と同様に、Ｙ方向についても、入力画像のｋ空間データに対して、Ｘ方向における高い空間周波成分を抑制するフィルタ（Ｇｙ）を施すことで、Ｙ方向に沿ったリンギングアーチファクトが強調されたＹ方向のリンギング画像を生成する（図２の（Ｃ））。

その後、リンギング低減機能１５２は、Ｘ方向のリンギング画像に対してリンギング低減処理を行うことで、Ｘ方向に沿ったリンギングアーチファクトが低減されたＸ方向のリンギング低減画像を生成する（図２の（Ｄ））。

このとき、本実施形態では、リンギング低減機能１５２は、設定済みの第１の閾値及び第２の閾値に基づいて、リンギングアーチファクトの局所振幅が高い画素から低い画素の順に、画素ごとに、隣接する画素のシフト量と略連続的になるようにシフト量を決定する。

具体的には、リンギング低減機能１５２は、リンギングアーチファクトの局所振幅が第１の閾値以上の画素については、隣接する画素のシフト量と近い大きさとなるように、シフト量を決定する。

また、リンギング低減機能１５２は、リンギングアーチファクトの局所振幅が第１の閾値未満の画素については、隣接する画素のシフト量と近い大きさとなるようにシフト量を決定した後に、局所振幅が高い画素から低い画素の順にシフト量が徐々に小さくなるように、決定したシフト量を調整する。

さらに、リンギング低減機能１５２は、リンギングアーチファクトの局所振幅が第２の閾値未満の画素については、シフト量を０に設定する。

例えば、リンギング低減機能１５２は、画素ごとに、隣接する複数の画素のセットを定義し、シフト量が既に特定されている画素のセットに含まれる画素に基づいて、シフト量の許容範囲を設定する。

図１１の（Ａ）～（Ｇ）は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能１５２によって用いられる画素のセットの例を示す図である。

ここで、図１１の（Ａ）～（Ｇ）に示す例のうち、一般的なリンギング低減のためには、図１１の（Ａ）～（Ｃ）に示す画素のセットで十分であるが、より精度を高めるためには、図１１の（Ｄ）～（Ｇ）に示す画素のセットを用いることが考えられる。

例えば、図１１の（Ａ）に示すように、リンギング低減機能１５２は、シフト量を決定する対象の画素（図１１の（Ａ）に示す中央の画素）に対して、当該対象の画素のＸ方向（図１１の（Ａ）における左右方向）の両側に隣接する２個の画素と、当該２個の画素及び対象の画素それぞれのＹ方向（図１１の（Ａ）における上下方向）の両側に隣接する６個の画素とを含む８個の画素のセットＳを設定する。

そして、リンギング低減機能１５２は、セットＳに含まれる画素のうちのシフト量を決定済みの画素の数をＮｓとし、Ｎｓの値に応じて、対象の画素に対するシフト量の許容範囲を設定する。

例えば、リンギング低減機能１５２は、Ｎｓ＝０の場合には、対象の画素に対するシフト量の許容範囲を、前述したリンギング低減処理で用いられるシフト量の最小値から最大値までの範囲に設定する。

これにより、例えば、リンギング低減処理で用いられるシフト量の範囲が－０．５～＋０．５ピクセルであった場合には、Ｎｓ＝０のときには、対象の画素に対するシフト量の許容範囲は、－０．５～＋０．５ピクセルとなる。

また、リンギング低減機能１５２は、Ｎｓ＞０の場合には、セットＳに含まれる画素のうちのシフト量を決定済みの画素におけるシフト量の最小値をｍｉｎ（Ｓ）、最大値をｍａｘ（Ｓ）とし、以下の式（２）～（７）で下限値ＡＲｌｏｗ及び上限値ＡＲｈｉｇｈを算出することで、対象の画素に対するシフト量の許容範囲をＡＲｌｏｗ～ＡＲｈｉｇｈピクセルに設定する。

Ｒｓ＝Ｎｓ／８ ・・・（２）
Ｔ１＝ｈ×Ｒｓ×［ｍａｘ（Ｓ）－ｍｉｎ（Ｓ）］ ・・・（３）
Ｔ２ｌｏｗ ＝［－０．５＋ｍｉｎ（Ｓ）］／Ｎｓ ・・・（４）
Ｔ２ｈｉｇｈ＝［＋０．５－ｍａｘ（Ｓ）］／Ｎｓ ・・・（５）
ＡＲｌｏｗ ＝ｍｉｎ（Ｓ）＋Ｔ１－Ｔ２ｌｏｗ ・・・（６）
ＡＲｈｉｇｈ＝ｍａｘ（Ｓ）－Ｔ１＋Ｔ２ｈｉｇｈ ・・・（７）

ここで、係数ｈは、合理的には１／２の一定値に設定できるが、さらに、その値のリンギング低減の品質に対する効果や画像の鮮明さに影響を与えるサブボクセルシフトの連続性に対する効果を見ながら最適化されてもよい。

これにより、例えば、リンギング低減処理で用いられるシフト量の範囲が－０．５～＋０．５ピクセルであり、ある一つの画素が処理される際にＮｓ＝１であった場合には、Ｒｓ＝１／８となり、当該画素に対するシフト量の許容範囲は、略－０．５～略＋０．５ピクセルとなる。

また、例えば、他の一つの画素が処理される際にＮｓ＝８であった場合には、Ｒｓ＝１となり、当該画素に対するシフト量の許容範囲は、ｍｉｎ（Ｓ）＋ｈ×［ｍａｘ（Ｓ）－ｍｉｎ（Ｓ）］～ｍａｘ（Ｓ）－ｈ×［ｍａｘ（Ｓ）－ｍｉｎ（Ｓ）］ピクセルとなる。

また、例えば、図１１の（Ｂ）に示すように、リンギング低減機能１５２は、対象の画素に対して、当該対象の画素のＸ方向の両側に隣接する２個の画素を含むセットＳを設定してもよい。また、例えば、図１１の（Ｃ）に示すように、リンギング低減機能１５２は、対象の画素に対して、当該対象の画素のＸ方向の両側に隣接する２個の画素と、当該２個の画素のＸ方向の両側に隣接する２個の画素とを含む４個の画素のセットＳを設定してもよい。また、例えば、図１１の（Ｄ）に示すように、リンギング低減機能１５２は、対象の画素に対して、当該対象の画素のＸ方向の両側に隣接する２個の画素と、当該２個の画素のＸ方向の外側に隣接する２個の画素と、さらに当該２個の画素のＸ方向の外側に隣接する２個の画素とを含む６個の画素のセットＳを設定してもよい。

また、例えば、図１１の（Ｆ）に示すように、リンギング低減機能１５２は、対象の画素に対して、図１１の（Ｃ）の例でセットＳに含めることとした４つの画素に加えて、当該４つの画素及び対象の画素のＹ方向の両側に隣接する１０個の画素と、当該１０個の画素の中でＸ方向の内側に位置する６個の画素のＹ方向の外側に隣接する６個の画素とをさらに含む２０個の画素のセットＳを設定してもよい。また、例えば、図１１の（Ｇ）に示すように、リンギング低減機能１５２は、対象の画素に対して、図１１の（Ｄ）の例でセットＳに含めることとした６つの画素に加えて、当該６つの画素の中でＸ方向の内側に位置する二つの画素及び対象の画素のＹ方向の両側に隣接する６個の画素をさらに含む１２個の画素のセットＳを設定してもよい。

さらに、リンギング低減機能１５２は、上述した方法でシフト量の許容範囲を設定する際に、セットＳに含まれる各画素のシフト量に重みを付けてもよい。

例えば、図１１の（Ｅ）～（Ｇ）に示すように、リンギング低減機能１５２は、セットＳに含まれる各画素に対して、対象の画素から離れるにつれて、シフト量の重みを小さくする。例えば、図１１の（Ｅ）及び（Ｆ）に示すように、リンギング低減機能１５２は、対象の画素に最も近い画素については、シフト量の重みを１．０とし、２番目に近い画素については、シフト量の重みを０．７とし、３番目に近い画素については、シフト量の重みを０．３とする。また、例えば、図１１の（Ｇ）に示すように、リンギング低減機能１５２は、Ｘ方向とＹ方向とで、対象の画素からの距離に応じた重み付けの度合いを変えてもよい。

そして、リンギング低減機能１５２は、リンギングアーチファクトの局所振幅が第１の閾値以上の画素について、画素ごとに、設定した許容範囲内のシフト量を用いて、当該画素の位置からリンギングアーチファクトが低下する位置までのシフト量を決定する。

ここで、上述した処理では、リンギング低減機能１５２によって設定されるシフト量の許容範囲は、シフト量を決定済みの画素の数Ｎｓに応じて変化し、Ｎｓが小さくなるほど、範囲が広くなり、Ｎｓが大きくなるほど、範囲が狭くなる。

この一方で、上述した個々の画素に対する処理では、リンギングアーチファクトの局所振幅が高いほど、先にシフト量が決定されるため、Ｎｓは小さくなり、リンギングアーチファクトの局所振幅が低いほど、後でシフト量が決定されるため、Ｎｓは大きくなる。

したがって、上述した個々の画素に対する処理では、リンギングアーチファクトの局所振幅が高いほど、決定され得るシフト量の範囲が大きくなり、リンギングアーチファクトの局所振幅が低いほど、決定され得るシフト量の範囲が小さくなる。

この結果、リンギングアーチファクトの局所振幅が最も高い画素には、当該画素におけるリンギングアーチファクトの低減に最適なシフト値の取得において最も自由が与えられる一方で、リンギングアーチファクトの局所振幅がより低い画素には、より少ない自由が与えられるようにして、各画素のシフト量が決定される。さらに、リンギングアーチファクトの局所振幅に関係なく、隣接する画素のシフト量との差が最小化されるように、各画素のシフト量が決定される。すなわち、隣接して位置する画素のシフト量と略連続するように、シフト量が決定される。

上述した処理によって、リンギングアーチファクトの局所振幅が第１の閾値以上の画素について、各画素のシフト量が決定される。

また、リンギング低減機能１５２は、リンギングアーチファクトの局所振幅が第１の閾値未満かつ第２の閾値以上の画素について、画素ごとに、局所振幅が第１の閾値以上の画素と同様に計算された許容範囲内でシフト量を決定した後に、当該シフト量に調整用の係数を乗じる。このとき、リンギング低減機能１５２は、リンギングアーチファクトの局所振幅が高い画素から低い画素の順に、調整用の係数の値を１から０までの間で徐々に小さくする。

さらに、リンギング低減機能１５２は、リンギングアーチファクトの局所振幅が第２の閾値未満の画素について、画素ごとに、シフト量を０に設定する。

これにより、リンギングアーチファクトの局所振幅が第１の閾値未満の画素についても、各画素のシフト量が、隣接する画素のシフト量と略連続的になるように決定される。

また、リンギング低減機能１５２は、Ｘ方向と同様に、Ｙ方向についても、Ｙ方向のリンギング画像に対して、Ｘ方向と同様にリンギング低減処理を行うことで、Ｙ方向に沿ったリンギングアーチファクトが低減されたＹ方向のリンギング低減画像を生成する（図２の（Ｅ））。

そして、リンギング低減機能１５２は、生成したＸ方向のリンギング低減画像とＹ方向のリンギング低減画像とを加算することで、Ｘ方向及びＹ方向に沿ったリンギングアーチファクトが低減された最終画像を生成する（図２の（Ｆ））。

ここで、上述した処理によって生成される最終画像は、処理対象のＭＲ画像に対して、隣接する画素のシフト量と略連続的になるように各画素のシフト量が決定されたうえで、サブボクセルシフトを利用したリンギング低減手法が行われたものとなるため、リンギングアーチファクトが低減されつつ、ボケがより少ない画像となる。

例えば、前述したように、仮に、リンギング低減処理で用いられるシフト量の全ての範囲の中から各画素のシフト量を決定した場合には、隣接する画素間の連続性が無視されることになり、結果として、画像上にボケが生じることになる。

これに対し、本実施形態では、上述したように、各画素のシフト量が、隣接する画素のシフト量と略連続的になるように決定される。ここで、シフト量は、画像内の各画素の位置でサンプリングされる、画素の座標Ｘ及びＹの二つの変数の関数として考えられてもよい。本実施形態は、シフト量の関数が画像の全体にわたって検査された場合に当該画像が平滑化されて急激な変化や鮮明な皺を含まないものになるように、各画素でのシフト量の決定を実現する。つまり、この関数は、画素の座標Ｘ及びＹの連続関数である。

図１２及び１３は、第１の実施形態に係るリンギング低減機能１５２によって行われるシフト量の決定の一例を示す図である。

具体的には、図１２及び１３は、いずれも、各画素に対して決定されたシフト量をマッピングしたシフトマップを示しており、図１２の（Ａ）及び（Ｂ）は、Ｘ方向のシフトマップを示し、図１３の（Ａ）及び（Ｂ）は、Ｙ方向のシフトマップを示している。また、図１２及び１３の（Ａ）は、リンギング低減処理で用いられる全てのシフト量の中から各画素のシフト量を決定した場合のシフトマップを示しており、図１２及び１３の（Ｂ）は、上述した許容範囲内のシフト量を用いて各画素のシフト量を決定した場合のシフトマップを示している。

例えば、図１２及び１３の（Ａ）に示すように、リンギング低減処理で用いられるシフト量の全ての範囲の中からシフト量を決定した場合には、各画素のシフト量が、隣接する画素との連続性を無視して、独立して決定される。この結果、リンギングアーチファクトは低減されるものの、最終的な低減画像は、画像の全体にわたってボケが生じたものになる。

一方、図１２及び１３の（Ｂ）に示すように、上述した許容範囲内のシフト量を用いて各画素のシフト量を決定した場合には、隣接する画素のシフト量と略連続的になるように各画素のシフト量が決定され、さらに、リンギングアーチファクトの重要な局所振幅を有する画素に限定してシフト量が決定される。この結果、生成される最終画像では、リンギングアーチファクトに対処するための従来法によって処理された画像と比べて、リンギングアーチファクトが低減されつつ、画像上のボケがより少なくなる。

ここで、リンギング低減機能１５２によって生成される最終画像は、例えば、操作者からの指示に応じて、ディスプレイ１４０に表示される。また、リンギング低減機能１５２によって生成された最終画像は、例えば、操作者からの指示に応じて、ＭＲＩ装置２００又は画像保管装置３００に送信されて、表示又は保管されてもよい。

以上、処理回路１５０が有する処理機能について説明したが、上述した処理回路１５０は、例えば、プロセッサによって実現される。その場合、処理回路１５０が有する各処理機能は、例えば、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１２０に記憶される。そして、処理回路１５０は、記憶回路１２０に記憶された各プログラムを読み出して実行することにより、各プログラムに対応する処理機能を実現する。換言すると、処理回路１５０は、各プログラムを読み出した状態で、図１に示す各処理機能を有することとなる。

例えば、上述した説明において、ＭＲ画像取得機能１５１が行うこととした処理は、処理回路１５０が、ＭＲ画像取得機能１５１に対応するプログラムを記憶回路１２０から読み出して実行することにより実現される。また、リンギング低減機能１５２が行うこととした処理は、処理回路１５０が、リンギング低減機能１５２に対応するプログラムを記憶回路１２０から読み出して実行することにより実現される。

上述したように、第１の実施形態に係る画像処理装置１００では、リンギング低減機能１５２が、処理対象のＭＲ画像に含まれる画素ごとに、各画素の位置からリンギングアーチファクトが低下する位置までのシフト量を決定し、決定したシフト量に基づいて、ＭＲ画像に発生したリンギングアーチファクトを低減するリンギング低減処理を行う。ここで、リンギング低減機能１５２は、処理対象のＭＲ画像に含まれる画素ごとに、リンギングアーチファクトの局所振幅を推定し、当該リンギングアーチファクトの局所振幅の推定結果に基づいて、処理対象のＭＲ画像に対して、局所振幅が高い画素から低い画素の順に、隣接する画素のシフト量と略連続的になるように各画素のシフト量を決定しながら、リンギング低減処理を行う。

したがって、第１の実施形態に係る画像処理装置１００によれば、リンギングアーチファクトが低減されつつ、従来のサブボクセルシフト法によって同じデータから生成されたリンギング低減画像と比べてボケがより少ないＭＲ画像を提供することができる。

図１４～１８は、第１の実施形態に係る画像処理装置１００の効果を示す図である。

具体的には、図１４及び１５の（Ａ）は、第１の実施形態に係る画像処理装置への入力となるＭＲ画像（両図は同じ画像）を示す図である。

図１４及び１５の（Ｂ）は、同じＭＲ画像すなわち図１４及び１５の（Ａ）に示す同じ脳の画像に対してリンギング低減処理を行った結果を示しており、図１４の（Ｂ）は、ｋ空間データに対してローパスフィルタを用いた空間平滑化処理を使用してリンギングが削減された場合の画像を示し、図１５の（Ｂ）は、本実施形態で説明したリンギング低減処理を行った場合の画像を示している。

例えば、図１４の（Ｂ）に示すように、ｋ空間データに対してローパスフィルタを用いた平滑化処理を使用して、ボケが最小となるようにフィルタを調整すると、リンギングアーチファクトは十分に抑制されない（図中の矢印が指す箇所を参照）。

これに対し、例えば、図１５の（Ｂ）に示すように、本実施形態で説明したリンギング低減処理では、ボケのレベルを図１４の（Ｂ）に示す例と同様にしつつ、リンギングアーチファクトをより完全に抑制することができる（両図中の矢印が指す箇所を比較）。

また、図１６は、ファントムを撮像したＭＲ画像を示しており、図１７の（Ａ）及び（Ｂ）は、図１６に示すＭＲ画像に対して、サブボクセルシフトを利用したリンギング低減手法を用いて、隣接する画素間のシフト量の連続性を考慮せずにリンギング低減処理を行った結果を示し、図１８の（Ａ）及び（Ｂ）は、図１６に示すＭＲ画像に対して、本実施形態で説明したリンギング低減処理を行った結果を示している。ここで、図１７及び１８の（Ａ）は、各リンギング低減処理で決定されたシフト量をマッピングしたシフトマップを示しており、図１７及び１８の（Ｂ）は、各リンギング低減処理で得られた最終画像を示している。

例えば、図１７の（Ａ）に示すように、サブボクセルシフトを利用したリンギング低減手法を用いて、隣接する画素間のシフト量の連続性を考慮せずにリンギング低減処理を行った場合には、画像内の一つ一つの画素ごとにシフト量が決定され、かつ、隣接する画素間の連続性を無視して、各画素のシフト量が決定されることになる。この結果、図１７の（Ｂ）に示すように、生成される最終画像では、リンギングアーチファクトは低減されるものの、画像の全体にわたって、画像上にボケが生じてしまう（図中の矢印が指す箇所を参照）。

これに対し、例えば、図１８の（Ａ）に示すように、本実施形態で説明したリンギング低減処理を行った場合には、各画素のシフト量が、隣接する画素のシフト量と略連続的になるように決定される。この結果、図１８の（Ｂ）に示すように、生成される最終画像では、リンギングアーチファクトが低減されつつ、リンギングアーチファクトに対処するための従来法によって処理された画像と比べて、画像上のボケがより少なくなる（図中の矢印が指す箇所を参照）。また、リンギングアーチファクトの局所振幅が画素ごとに考慮されるため、リンギングアーチファクトの重要な局所振幅を有する画素に限定してシフト量を決定し、重要でない局所振幅を有する他の全ての画素についてはシフト量をゼロに設定することができる。これにより、計算量を削減し、処理時間を短縮することができる。

なお、一般的に、サブボクセルシフトを利用したリンギング低減手法は、脳の研究で頻繁に用いられているが、この分野では、ＭＲ画像の画素値に基づいて、結果の画像及び統計値を計算することが多い。そのため、本実施形態のように、リンギングアーチファクトが低減されつつ、従来のサブボクセルシフト法によって同じデータから生成された画像と比べてボケがより少ないＭＲ画像が得られるリンギング低減手法を用いることが有利であると考えられる。

また、上述した第１の実施形態では、リンギング低減機能１５２が、リンギングアーチファクトの局所振幅を一回推定した後に、推定された局所振幅に基づいてリンギング低減処理の実行を一回行うこととしたが、実施形態はこれに限られない。例えば、リンギング低減機能１５２は、複数回繰り返して、リンギングアーチファクトの局所振幅を再推定し、その後、最終のリンギング低減処理を行うことによって、推定された局所振幅の精度及びリンギング低減処理の質を向上させてもよい。また、他の例として、リンギング低減機能１５２は、リンギングアーチファクトの局所振幅を推定し、当該推定に基づいてリンギング低減処理を行い、当該処理の結果を用いて次のサイクルで実行される局所振幅の推定及びリンギング低減処理を向上させるサイクルを、反復的に繰り返してもよい。

これにより、リンギングアーチファクトの局所振幅の推定精度を向上させることができ、より高精度にリンギングアーチファクトが低減され、かつ、リンギングアーチファクトに対処するための従来法によって処理されたＭＲ画像と比べて、ボケが少ないＭＲ画像を提供することができる。

また、上述した第１の実施形態では、処理対象のＭＲ画像が、互いに直交するＸ方向（リードアウト方向）及びＹ方向（位相エンコード方向）で定義される２次元のＭＲ画像である場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。

例えば、ＭＲＩ装置は、通常、２次元のＭＲ画像の積層をスキャンすることによって、被検体内の３次元のボリュームの検査を可能にする。そのような場合に、上述した実施形態が、スライスの積層の各スライスに同様に適用されてもよい。

また、ＭＲシーケンスが３つの次元のフーリエエンコードを行う場合に、Ｚ方向（スライスエンコード方向）についてもＸ方向及びＹ方向と同様のリンギング低減処理を行うことで、処理対象のＭＲ画像が３次元のＭＲ画像である場合にも同様に適用することができる。

また、上述した第１の実施形態では、本明細書における取得部及び低減部を、それぞれ、処理回路のＭＲ画像取得機能及びリンギング低減機能によって実現する場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、本明細書における取得部及び低減部は、実施形態で述べたＭＲ画像取得機能及びリンギング低減機能によって実現する他にも、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、又は、ハードウェアとソフトウェアとの混合によって同機能を実現するものであっても構わない。

（第２の実施形態）
以上、画像処理装置の実施形態を説明したが、本願が開示する技術の実施形態はこれに限られない。例えば、本願が開示する技術は、ＭＲＩ装置に適用することも可能である。そこで、以下では、本願が開示する技術をＭＲＩ装置に適用した場合の例を第２の実施形態として説明する。

図１９は、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成例を示す図である。

例えば、図１９に示すように、ＭＲＩ装置２００は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源３、全身用ＲＦコイル４、局所用ＲＦコイル５、送信回路６、受信回路７、ＲＦシールド８、架台９、寝台１０、入力インタフェース１１、ディスプレイ１２、記憶回路１３、及び処理回路１４～１７を備える。

静磁場磁石１は、被検体Ｓが配置される撮像空間に静磁場を発生させる。具体的には、静磁場磁石１は、中空の略円筒状（中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるものを含む）に形成されており、その内周側に形成された撮像空間に静磁場を発生させる。例えば、静磁場磁石１は、超伝導磁石や永久磁石等である。ここでいう超伝導磁石は、例えば、液体ヘリウム等の冷却剤が充填された容器と、当該容器に浸漬された超伝導コイルとから構成される。

傾斜磁場コイル２は、静磁場磁石１の内側に配置されており、被検体Ｓが配置される撮像空間に傾斜磁場を発生させる。具体的には、傾斜磁場コイル２は、中空の略円筒状（中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるものを含む）に形成されており、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸それぞれに対応するＸコイル、Ｙコイル及びＺコイルを有している。Ｘコイル、Ｙコイル及びＺコイルは、傾斜磁場電源３から供給される電流に基づいて、各軸方向に沿って線形に変化する傾斜磁場を撮像空間に発生させる。ここで、Ｚ軸は、静磁場磁石１によって発生する静磁場の磁束に沿うように設定される。また、Ｘ軸は、Ｚ軸に直交する水平方向に沿うように設定され、Ｙ軸は、Ｚ軸に直交する鉛直方向に沿うように設定される。ここで、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、ＭＲＩ装置２００に固有の装置座標系を構成する。一般的に、これらＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、上述した他の実施形態の説明で言及されたＸ（リードアウト）軸、Ｙ（位相エンコード）軸及びＺ（スライス）軸には一致しない。しかし、操作者は、各軸が一致するように選択することも可能である。

傾斜磁場電源３は、傾斜磁場コイル２内の個別の軸コイルに電流を供給することで、傾斜磁場を発生させる。具体的には、傾斜磁場電源３は、傾斜磁場コイル２のＸコイル、Ｙコイル及びＺコイルに個別に電流を供給することで、互いに直交するリードアウト方向、位相エンコード方向及びスライス方向それぞれに沿って線形に変化する傾斜磁場を発生させる。ここで、リードアウト方向に沿った軸、位相エンコード方向に沿った軸、及びスライス方向に沿った軸は、撮像の対象となるスライス領域又はボリューム領域を規定するための論理座標系を構成する。

具体的には、リードアウト方向、位相エンコード方向及びスライス方向それぞれに沿った傾斜磁場は、静磁場磁石１によって発生する静磁場に重畳されることで、被検体Ｓから発生するＮＭＲ信号に空間的な位置情報を付与する。具体的には、リードアウト方向の傾斜磁場は、リードアウト方向の位置に応じてＮＭＲ信号の周波数を変化させることで、リードアウト方向の位置情報をＮＭＲ信号に付与する。また、位相エンコード方向の傾斜磁場は、位相エンコード方向の位置に応じてＮＭＲ信号の位相を変化させることで、位相エンコード方向の位置情報をＮＭＲ信号に付与する。また、スライス方向の傾斜磁場は、２次元のＭＲ画像（スライス画像）の撮像が行われる場合に、スライス方向の位置に応じてＮＭＲ信号の周波数を変化させることで、撮像されるスライスの位置、厚さ及び枚数を決定する。また、スライス方向の傾斜磁場は、３次元のＭＲ画像（ボリューム画像）の撮像が行われる場合に、スライス方向の位置に応じてＮＭＲ信号の位相を変化させることで、スライス方向の位置情報をＮＭＲ信号に付与する。

全身用ＲＦコイル４は、傾斜磁場コイル２の内周側に配置されており、撮像空間に配置された被検体ＳにＲＦパルス（励起パルス等）を印加し、当該ＲＦパルスの影響によって被検体Ｓから発生するＮＭＲ信号（エコー信号等）を受信する。具体的には、全身用ＲＦコイル４は、中空の略円筒状（中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるものを含む）に形成されており、送信回路６から供給されるＲＦパルス信号に基づいて、その内周側に位置する撮像空間に配置された被検体ＳにＲＦパルスを印加する。そして、全身用ＲＦコイル４は、ＲＦパルスの影響によって被検体Ｓから発生するＮＭＲ信号を受信し、受信したＮＭＲ信号を受信回路７へ出力する。例えば、全身用ＲＦコイル４は、バードケージ型コイルや、ＴＥＭ（Transverse Electromagnetic）コイルである。

局所用ＲＦコイル５は、撮像時に被検体Ｓの近傍に配置され、被検体Ｓから発生するＮＭＲ信号を受信する。具体的には、局所用ＲＦコイル５は、被検体Ｓの解剖学的な部位ごとに用意されてよいものであり、被検体Ｓの撮像が行われる際に撮像対象の部位の近傍に配置され、全身用ＲＦコイル４によって印加されたＲＦパルスの影響によって被検体Ｓから発生するＮＭＲ信号を受信し、受信したＮＭＲ信号を受信回路７へ出力する。例えば、局所用ＲＦコイル５は、サーフェスコイルや、複数のサーフェスコイルをコイルエレメントとして組み合わせて構成されたフェーズドアレイコイルである。なお、局所用ＲＦコイル５は、被検体にＲＦパルスを印加する送信機能をさらに有していてもよい。

送信回路６は、静磁場内に置かれた対象原子核に固有の共鳴周波数（ラーモア周波数）に対応するＲＦパルス信号を全身用ＲＦコイル４又は局所用ＲＦコイル５に出力する。具体的には、送信回路６は、パルス発生器、ＲＦ発生器、変調器、及び増幅器を有する。パルス発生器は、ＲＦパルス信号の波形を生成する。ＲＦ発生器は、共鳴周波数のＲＦ信号を発生する。変調器は、ＲＦ発生器によって発生したＲＦ信号の振幅をパルス発生器によって発生した波形で変調することで、ＲＦパルス信号を生成する。増幅器は、変調器によって生成されたＲＦパルス信号を増幅して全身用ＲＦコイル４又は局所用ＲＦコイル５に出力する。

受信回路７は、全身用ＲＦコイル４又は局所用ＲＦコイル５から受信したＮＭＲ信号に基づいてＮＭＲデータを生成し、生成したＮＭＲデータを処理回路１５に出力する。具体的には、受信回路７は、選択器、前段増幅器、位相検波器、及び、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器を備える。選択器は、全身用ＲＦコイル４又は局所用ＲＦコイル５からのＮＭＲ信号の入力を選択的に受信する。前段増幅器は、選択器から受信したＮＭＲ鳴信号を増幅する。位相検波器は、前段増幅器から受信したＮＭＲ信号の位相を検波する。Ａ／Ｄ変換器は、位相検波器から受信したアナログ信号をデジタル信号に変換することでＮＭＲデータを生成し、生成したＮＭＲデータを処理回路１５に出力する。なお、ここで、受信回路７が行うものとして説明した各処理は、必ずしも全ての処理が受信回路７で行われる必要はなく、全身用ＲＦコイル４又は局所用ＲＦコイル５で一部の処理（例えば、Ａ／Ｄ変換器による処理等）が行われてもよい。

ＲＦシールド８は、傾斜磁場コイル２と全身用ＲＦコイル４との間に配置されており、全身用ＲＦコイル４によって発生するＲＦパルスから傾斜磁場コイル２を遮蔽する。具体的には、ＲＦシールド８は、中空の略円筒状（円筒の中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるものを含む）に形成されており、傾斜磁場コイル２の内周側の空間に、全身用ＲＦコイル４の外周面を覆うように配置されている。

架台９は、略円筒状（中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるものを含む）に形成された中空のボア９ａを有し、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、全身用ＲＦコイル４、及びＲＦシールド８を収容している。具体的には、架台９は、ボア９ａの外周側に全身用ＲＦコイル４を配置し、全身用ＲＦコイル４の外周側にＲＦシールド８を配置し、ＲＦシールド８の外周側に傾斜磁場コイル２を配置し、傾斜磁場コイル２の外周側に静磁場磁石１を配置した状態で、それぞれを収容している。ここで、架台９が有するボア９ａ内の空間が、撮像時に被検体Ｓが配置される撮像空間となる。

寝台１０は、被検体Ｓが載置される天板１０ａを備え、被検体Ｓの撮像が行われる際に、被検体Ｓが載置された天板１０ａを撮像空間に移動する。例えば、寝台１０は、天板１０ａの長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように設置されている。

なお、ここでは、ＭＲＩ装置２００が、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２及び全身用ＲＦコイル４それぞれが略円筒状に形成された、いわゆるトンネル型の構造を有する場合の例を説明するが、実施形態はこれに限られない。例えば、ＭＲＩ装置２００は、被検体Ｓが配置される撮像空間を挟んで対向するように一対の静磁場磁石、一対の傾斜磁場コイル及び一対のＲＦコイルが配置された、いわゆるオープン型の構造を有していてもよい。このようなオープン型の構造では、一対の静磁場磁石、一対の傾斜磁場コイル及び一対のＲＦコイルによって挟まれた空間が、トンネル型の構造におけるボアに相当する。

入力インタフェース１１は、操作者から各種指示及び各種情報を伝達する操作を受け付ける。具体的には、入力インタフェース１１は、処理回路１７に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換して処理回路１７に出力する。例えば、入力インタフェース１１は、撮像条件や関心領域（Region Of Interest：ＲＯＩ）の設定等を行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。なお、本明細書において、入力インタフェース１１は、マウス、キーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース１１の例に含まれる。

ディスプレイ１２は、各種情報を表示する。具体的には、ディスプレイ１２は、処理回路１７に接続されており、処理回路１７から送られる各種情報のデータを表示用の電気信号に変換して出力する。例えば、ディスプレイ１２は、液晶モニタやＣＲＴモニタ、タッチパネル等によって実現される。

記憶回路１３は、各種データを記憶する。具体的には、記憶回路１３は、処理回路１４～１７に接続されており、各処理回路によって入出力される各種データを記憶する。例えば、記憶回路１３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子やハードディスク、光ディスク等によって実現される。

処理回路１４は、寝台制御機能１４ａを有する。寝台制御機能１４ａは、制御用の電気信号を寝台１０へ出力することで、寝台１０の動作を制御する。例えば、寝台制御機能１４ａは、入力インタフェース１１を介して、天板１０ａを長手方向、上下方向又は左右方向へ移動させる指示を操作者から受け付け、受け付けた指示に従って天板１０ａを移動するように、寝台１０が有する天板１０ａの移動機構を動作させる。

処理回路１５は、収集機能１５ａを有する。収集機能１５ａは、処理回路１７から出力される撮像シーケンスに基づいて、被検体Ｓのｋ空間データを収集する。具体的には、収集機能１５ａは、処理回路１７から出力される各種の撮像シーケンスに従って、傾斜磁場電源３、送信回路６、受信回路７、及び、全身用ＲＦコイル４又は局所用ＲＦコイル５を駆動することで、ＮＭＲデータを収集する。ここで、撮像シーケンスは、傾斜磁場電源３が傾斜磁場コイル２に電流を供給するタイミング及び供給される電流の強さ、送信回路６が全身用ＲＦコイル４又は局所用ＲＦコイル５にＲＦパルス信号を供給するタイミング及び供給されるＲＦパルス信号の強さ、受信回路７がＮＭＲ信号をサンプリングするタイミング等を規定した情報である。そして、収集機能１５ａは、受信回路７によって出力されるＮＭＲデータを記憶回路１３に記憶させる。ここで、記憶回路１３に記憶されるＮＭＲデータは、前述した傾斜磁場によってリードアウト方向、位相エンコード方向及びスライス方向の各方向に沿った位置情報が付与されることで、２次元又は３次元のｋ空間を表すｋ空間データとして記憶される。

処理回路１６は、ＭＲ画像生成機能１６ａを有する。ＭＲ画像生成機能１６ａは、処理回路１５の収集機能１５ａによって収集された被検体Ｓのｋ空間データからＭＲ画像を生成する。具体的には、ＭＲ画像生成機能１６ａは、処理回路１５の収集機能１５ａによって収集されたｋ空間データを記憶回路１３から読み出し、読み出したｋ空間データにフーリエ変換等の再構成処理を施すことで、２次元又は３次元のＭＲ画像を生成する。そして、ＭＲ画像生成機能１６ａは、生成したＭＲ画像を記憶回路１３に記憶させる。ここで、ＭＲ画像生成機能１６ａは、生成部の一例である。

処理回路１７は、撮像制御機能１７ａを有する。撮像制御機能１７ａは、入力インタフェース１１を介して操作者から撮像条件の入力を受け付け、入力された撮像条件に基づいて、被検体Ｓのｋ空間データを収集するための撮像シーケンスを生成する。また、撮像制御機能１７ａは、生成された撮像シーケンスを処理回路１５に出力することで、収集機能１５ａにｋ空間データを収集させる。また、撮像制御機能１７ａは、処理回路１６を制御することで、収集機能１５ａによって収集されたｋ空間データからＭＲ画像を生成させる。また、撮像制御機能１７ａは、操作者からの要求に応じて、記憶回路１３に記憶されているＭＲ画像を読み出し、読み出したＭＲ画像をディスプレイ１２に表示させる。

このような構成のもと、本実施形態に係るＭＲＩ装置２００は、ＭＲ画像におけるリンギングアーチファクトを低減するための機能を有している。

そして、本実施形態に係るＭＲＩ装置２００は、リンギングアーチファクトが低減されつつ、リンギングアーチファクトに対処するための従来法によって処理されたＭＲ画像と比べて、ボケがより少ないＭＲ画像を提供することができるように構成されている。

具体的には、処理回路１７が、リンギング低減機能１７ｂを備える。ここで、リンギング低減機能１７ｂは、低減部の一例である。

リンギング低減機能１７ｂは、ＭＲ画像生成機能１６ａによって生成されたＭＲ画像を用いて、第１の実施形態で説明したリンギング低減機能１５２と同様に、当該ＭＲ画像に含まれる画素ごとに、各画素の位置からリンギングアーチファクトが低下する位置までのシフト量を決定し、決定したシフト量に基づいて、当該ＭＲ画像に発生したリンギングアーチファクトを低減するリンギング低減処理を行う。

具体的には、リンギング低減機能１７ｂは、ＭＲ画像生成機能１６ａによって生成されたＭＲ画像を記憶回路１３から読み出し、読み出したＭＲ画像を用いて、第１の実施形態で説明したリンギング低減機能１５２と同様の処理を行う。

以上、処理回路１４～１７が有する処理機能について説明したが、上述した各処理回路は、例えば、プロセッサによって実現される。その場合、各処理回路が有する処理機能は、例えば、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１３に記憶される。そして、各処理回路は、記憶回路１３から各プログラムを読み出して実行することにより、各プログラムに対応する処理機能を実現する。換言すると、各処理回路は、各プログラムを読み出した状態で、図１９に示す各処理機能を有することとなる。

上述したように、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置２００では、リンギング低減機能１７ｂが、ＭＲ画像生成機能１６ａによって生成されたＭＲ画像を用いて、第１の実施形態で説明したリンギング低減機能１５２と同様の処理を行う。

したがって、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置２００によれば、第１の実施形態で説明した画像処理装置１００と同様に、リンギングアーチファクトが低減されつつ、リンギングアーチファクトに対処するための従来法によって処理されたＭＲ画像と比べて、ボケがより少ないＭＲ画像を提供することができる。

なお、上述した第２の実施形態では、本明細書における生成部及び低減部を、それぞれ、処理回路のＭＲ画像生成機能及びリンギング低減機能によって実現する場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、本明細書における生成部及び低減部は、実施形態で述べたＭＲ画像生成機能及びリンギング低減機能によって実現する他にも、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、又は、ハードウェアとソフトウェアとの混合によって同機能を実現するものであっても構わない。

（他の実施形態）
また、上述した実施形態で説明した画像処理装置１００の構成は、クラウド等のネットワークを介したシステムに適用することも可能である。その場合、例えば、システムに含まれるサーバ装置が備える処理回路に、上述したＭＲ画像取得機能及びリンギング低減機能と同様の処理機能が実装される。そして、サーバ装置の処理回路に実装されたリンギング低減機能によって生成された最終画像が、システムの利用者が使用するクライアント装置に送信され、クライアント装置が備えるディスプレイ等に表示される。

また、上述した実施形態において、処理回路は、単一のプロセッサによって実現されるものに限られず、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサがプログラムを実行することによって各処理機能を実現するものであってもよい。また、処理回路が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。また、上述した実施形態では、各処理機能に対応するプログラムが単一の記憶回路に記憶される場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、各処理機能に対応するプログラムが複数の記憶回路に分散して記憶され、処理回路が、各記憶回路から各プログラムを読み出して実行する構成としても構わない。

また、上述した実施形態の説明で用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、又は、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。ここで、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、プロセッサは、回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。また、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて一つのプロセッサとして構成され、その機能を実現するようにしてもよい。

ここで、プロセッサによって実行されるプログラムは、ＲＯＭ（Read Only Memory）や記憶回路等に予め組み込まれて提供される。なお、このプログラムは、これらの装置にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ（Compact Disk）－ＲＯＭ、ＦＤ（Flexible Disk）、ＣＤ－Ｒ（Recordable）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な非一過性の記憶媒体に記録されて提供されてもよい。また、このプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納され、ネットワーク経由でダウンロードされることによって提供又は配布されてもよい。例えば、このプログラムは、上述した各処理機能を含むモジュールで構成される。実際のハードウェアとしては、ＣＰＵが、ＲＯＭ等の記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、各モジュールが主記憶装置上にロードされて、主記憶装置上に生成される。

また、上述した実施形態において、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散又は統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散又は統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

また、上述した実施形態で説明した各処理のうち、自動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行なうこともでき、或いは、手動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行なうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

なお、本明細書において扱う各種データは、典型的にはデジタルデータである。

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、リンギングアーチファクトが低減されつつ、リンギングアーチファクトに対処するための従来法によって処理されたＭＲ画像と比べて、ボケがより少ないＭＲ画像を提供することができる。

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、添付された特許請求の範囲によって定義される発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。

以上の実施形態に関し、発明の一側面及び選択的な特徴として以下の付記を開示する。

（付記１）
磁気共鳴画像を取得する取得部と、
前記磁気共鳴画像に含まれる画素ごとに、各画素の位置からリンギングアーチファクトが低下する位置までのシフト量を決定し、決定したシフト量に基づいて、前記磁気共鳴画像に発生したリンギングアーチファクトを低減するリンギング低減処理を行う低減部と
を備え、
前記低減部は、
前記磁気共鳴画像に含まれる画素ごとに、前記リンギングアーチファクトの局所振幅を推定し、
前記リンギングアーチファクトの局所振幅の推定結果に基づいて、前記磁気共鳴画像に対して、前記局所振幅が高い画素から低い画素の順に、隣接する画素のシフト量と略連続的になるように各画素のシフト量を決定しながら、前記リンギング低減処理を行う、
画像処理装置。
前記低減部は、画素のセットのそれぞれごとに、個々の最初のシフト量を決定してもよい。前記画素のそれぞれごとにシフト量を決定することは、各画素の最初のシフト量を更新することによって、各画素のシフト量が隣接する画素のシフト量と連続的になるように、各画素のシフト量を決定することを含んでもよい。各画素の最初のシフト量を更新することによって各画素のシフト量を決定することは、前記画素の少なくともいくつかのそれぞれごとに、当該シフト量を当該画素に隣接する画素の最初のシフト量と近い大きさに設定することを含んでもよい。前記最初のシフト量を更新することは、局所振幅が高い画素から画素ごとに連続して実行されてもよい。
前記最初のシフト量は、前記磁気共鳴画像に基づいて、前記磁気共鳴画像を異なる量でシフトすることによって得られる複数のシフト画像を取得する前記画像処理装置のシフト部によって決定されてもよい。前記低減部は、各画素値のトータルバリエーションを決定することによって、各画素の最初のシフト量を決定してもよい。各画素の最初のシフト量を決定することは、前記画素のそれぞれについて、前記複数のシフト画像に関する異なるシフト量のセットのそれぞれごとに、前記画素が個々のシフト量でシフトされた時点で、個々の画素と当該個々の画素の周囲の所定数の画素との間の前記画素値の差異を決定することを含んでもよい。前記低減部は、個々の画素と当該個々の画素の周囲の画素との間の前記決定された差異の合計を最小化するシフト量の画素に従って、個々の画素のシフト量の一つを選択してもよい。画素ごとに、選択されたシフト量が当該画素の前記最初のシフト量として決定されてもよい。
（付記２）
前記低減部は、
前記リンギングアーチファクトの局所振幅の推定結果として、前記磁気共鳴画像に含まれる各画素における前記リンギングアーチファクトの局所振幅を示すリンギングマップを生成し、
前記磁気共鳴画像に対して、前記リンギングマップにおける前記局所振幅が高い画素から低い画素の順に各画素のシフト量を決定しながら、前記リンギング低減処理を行ってもよい。
（付記３）
前記低減部は、前記磁気共鳴画像に対して、リンギングマップを用いない最初のリンギング低減処理を行い、リンギング低減処理の処理前の画像と前記最初のリンギング低減処理の処理後の画像との差分画像を最後のリンギング低減処理の基になる前記リンギングマップとして生成してもよい。
（付記４）
前記低減部は、
前記リンギングアーチファクトの局所振幅に関する第１の閾値を設定し、
前記局所振幅が前記第１の閾値以上の第１の画素のセットについては、隣接する画素のシフト量と近い大きさとなるようにシフト量を決定し、
前記局所振幅が前記第１の閾値未満の第２の画素のセットについては、隣接する画素のシフト量と近い大きさとなるようにシフト量を決定した後に、前記局所振幅が高い前記第２の画素のセットの画素から低い画素の順にシフト量の大きさが徐々に小さくなるように、前記第２の画素のセットについて決定したシフト量を調整してもよい。前記隣接する画素のシフト量と近い大きさとなるように前記シフト量を決定することは、前記隣接する画素について決定された前記最初のシフト量と近い大きさとなるように前記シフト量を設定することを含んでもよい。
（付記５）
前記低減部は、
前記第１の閾値より小さい第２の閾値をさらに設定し、
前記局所振幅が前記第２の閾値未満の画素について、シフト量を０に設定してもよい。
（付記６）
前記低減部は、前記磁気共鳴画像に含まれる画素の数と併せて、前記磁気共鳴画像にわたるリンギングアーチファクトの振幅の範囲に基づいて、閾値を設定してもよい。また、前記低減部は、前記閾値を設定する際に考慮するリンギングアーチファクトの振幅の範囲として、リンギングアーチファクトの振幅から明らかに低い振幅及び極度に高い振幅の一方又は両方を除いた後の残りの範囲を算出してもよい。
（付記７）
前記低減部は、前記磁気共鳴画像に含まれる画素の数と併せて、前記磁気共鳴画像にわたるリンギングアーチファクトの振幅の範囲に基づいて、基準振幅値を設定してもよい。その後、前記低減部は、前記基準振幅値に所定の一定のパラメータを乗じることで、前記閾値を設定してもよい。
前記低減部は、前記基準振幅値に所定の一定のパラメータを乗じることで、前記第１の閾値を設定し、前記基準振幅値に他の所定の一定のパラメータを乗じることで、前記第２の閾値を設定してもよい。
（付記８）
前記低減部は、前記リンギングアーチファクトの局所振幅を再推定し、リンギング低減処理を複数回行うことによって、前記推定された局所振幅の精度及び前記リンギング低減処理の質を繰り返し向上させてもよい。
（付記９）
磁気共鳴画像を取得する取得ステップと、
前記磁気共鳴画像に含まれる画素ごとに、各画素の位置からリンギングアーチファクトが低下する位置までのシフト量を決定し、決定したシフト量に基づいて、前記磁気共鳴画像に発生したリンギングアーチファクトを低減するリンギング低減処理を行う低減ステップと
を含み、
前記低減ステップは、
前記磁気共鳴画像に含まれる画素ごとに、前記リンギングアーチファクトの局所振幅を推定し、
前記リンギングアーチファクトの局所振幅の推定結果に基づいて、前記磁気共鳴画像に対して、前記局所振幅が高い画素から低い画素の順に、各画素のシフト量を隣接する画素のシフト量と略連続的になるように決定しながら、前記リンギング低減処理を行う、
画像処理方法。
（付記１０）
磁気共鳴画像を生成する生成部と、
前記磁気共鳴画像に含まれる画素ごとに、各画素の位置からリンギングアーチファクトが低下する位置までのシフト量を決定し、決定したシフト量に基づいて、前記磁気共鳴画像に発生したリンギングアーチファクトを低減するリンギング低減処理を行う低減部と
を備え、
前記低減部は、
前記磁気共鳴画像に含まれる画素ごとに、前記リンギングアーチファクトの局所振幅を推定し、
前記リンギングアーチファクトの局所振幅の推定結果に基づいて、前記磁気共鳴画像に対して、前記局所振幅が高い画素から低い画素の順に、各画素のシフト量を隣接する画素のシフト量と略連続的になるように決定しながら、前記リンギング低減処理を行う、
磁気共鳴イメージング装置。

１００ 画像処理装置
１５０ 処理回路
１５１ ＭＲ画像取得機能
１５２ リンギング低減機能
２００ ＭＲＩ装置
１６ 処理回路
１６ａ ＭＲ画像生成機能
１７ 処理回路
１７ｂ リンギング低減機能

Claims (10)

1. 磁気共鳴画像を取得する取得部と、
   前記磁気共鳴画像に含まれる画素ごとに、各画素の位置からリンギングアーチファクトが低下する位置までのシフト量を決定し、決定したシフト量に基づいて、前記磁気共鳴画像に発生したリンギングアーチファクトを低減するリンギング低減処理を行う低減部と
   を備え、
   前記低減部は、
   前記磁気共鳴画像に含まれる画素ごとに、前記リンギングアーチファクトの局所振幅を推定し、
   前記リンギングアーチファクトの局所振幅の推定結果に基づいて、前記磁気共鳴画像に対して、前記局所振幅が高い画素から低い画素の順に、隣接する画素のシフト量と略連続的になるように各画素のシフト量を決定しながら、前記リンギング低減処理を行う、
   画像処理装置。
2. 前記低減部は、
   前記リンギングアーチファクトの局所振幅の推定結果として、前記磁気共鳴画像に含まれる各画素における前記リンギングアーチファクトの局所振幅を示すリンギングマップを生成し、
   前記リンギングマップに基づいて、前記磁気共鳴画像に対して、前記局所振幅が高い画素から低い画素の順に各画素のシフト量を決定しながら、前記リンギング低減処理を行う、
   請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記低減部は、前記磁気共鳴画像に対してリンギング低減処理を行い、最初のリンギング低減処理の処理前の画像と前記最初のリンギング低減処理の処理後の画像との差分画像に基づいて前記リンギングマップを生成する、
   請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記低減部は、
   前記リンギングアーチファクトの局所振幅に関する第１の閾値を設定し、
   前記局所振幅が前記第１の閾値以上の第１の画素のセットについては、隣接する画素のシフト量と近い大きさとなるようにシフト量を決定し、
   前記局所振幅が前記第１の閾値未満の第２の画素のセットについては、隣接する画素のシフト量と近い大きさとなるようにシフト量を決定した後に、前記局所振幅が高い前記第２の画素のセットの画素から低い画素の順にシフト量の大きさが徐々に小さくなるように、前記第２の画素のセットについて決定したシフト量を調整する、
   請求項１～３のいずれか一つに記載の画像処理装置。
5. 前記低減部は、
   前記第１の閾値より小さい第２の閾値をさらに設定し、
   前記局所振幅が前記第２の閾値未満の画素について、シフト量を０に設定する、
   請求項４に記載の画像処理装置。
6. 前記低減部は、前記磁気共鳴画像に含まれる画素の数と併せて、前記磁気共鳴画像にわたるリンギングアーチファクトの振幅の範囲に基づいて、閾値を設定し、
   前記低減部は、前記閾値を設定する際に考慮するリンギングアーチファクトの振幅の範囲として、リンギングアーチファクトの振幅から明らかに低い振幅及び極度に高い振幅の一方又は両方を除いた後の残りの範囲を算出する、
   請求項４に記載の画像処理装置。
7. 前記低減部は、
   前記磁気共鳴画像に含まれる画素の数と併せて、前記磁気共鳴画像にわたるリンギングアーチファクトの振幅の範囲に基づいて、基準振幅値を設定し、
   前記基準振幅値に所定の一定のパラメータを乗じることで、前記閾値を設定する、
   請求項６に記載の画像処理装置。
8. 前記低減部は、前記リンギングアーチファクトの局所振幅を再推定し、リンギング低減処理を複数回行うことによって、前記推定された局所振幅の精度及び前記リンギング低減処理の質を繰り返し向上させる、
   請求項１～３のいずれか一つに記載の画像処理装置。
9. 磁気共鳴画像を取得する取得ステップと、
   前記磁気共鳴画像に含まれる画素ごとに、各画素の位置からリンギングアーチファクトが低下する位置までのシフト量を決定し、決定したシフト量に基づいて、前記磁気共鳴画像に発生したリンギングアーチファクトを低減するリンギング低減処理を行う低減ステップと
   を含み、
   前記低減ステップは、
   前記磁気共鳴画像に含まれる画素ごとに、前記リンギングアーチファクトの局所振幅を推定し、
   前記リンギングアーチファクトの局所振幅の推定結果に基づいて、前記磁気共鳴画像に対して、前記局所振幅が高い画素から低い画素の順に、各画素のシフト量を隣接する画素のシフト量と略連続的になるように決定しながら、前記リンギング低減処理を行う、
   画像処理方法。
10. 磁気共鳴画像を生成する生成部と、
    前記磁気共鳴画像に含まれる画素ごとに、各画素の位置からリンギングアーチファクトが低下する位置までのシフト量を決定し、決定したシフト量に基づいて、前記磁気共鳴画像に発生したリンギングアーチファクトを低減するリンギング低減処理を行う低減部と
    を備え、
    前記低減部は、
    前記磁気共鳴画像に含まれる画素ごとに、前記リンギングアーチファクトの局所振幅を推定し、
    前記リンギングアーチファクトの局所振幅の推定結果に基づいて、前記磁気共鳴画像に対して、前記局所振幅が高い画素から低い画素の順に、各画素のシフト量を隣接する画素のシフト量と略連続的になるように決定しながら、前記リンギング低減処理を行う、
    磁気共鳴イメージング装置。
    
    

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