JP3222273B2 - 核磁気共鳴診断装置における動画像の画質改善方法 - Google Patents
核磁気共鳴診断装置における動画像の画質改善方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、核磁気共鳴診断装置で
撮影された動画像の画質を改善する方法に関する。
撮影された動画像の画質を改善する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】核磁気共鳴診断装置において、エコー・
プレナー法を用いて心臓の動画像を毎秒１６コマ程度の
高速度で撮影し、単位時間あたりの信号量の低下や縦磁
化の飽和によって生じるＳＮ比の低下を、フーリエ・フ
ィルタを用いて改善する方法が、ジャーナル・オブ・フ
ィジックス誌、第１９巻，４３９〜４４４頁（Journalo
f Physics, 19, pp.439-444, 1986)（文献１）の中で述
べられている。
プレナー法を用いて心臓の動画像を毎秒１６コマ程度の
高速度で撮影し、単位時間あたりの信号量の低下や縦磁
化の飽和によって生じるＳＮ比の低下を、フーリエ・フ
ィルタを用いて改善する方法が、ジャーナル・オブ・フ
ィジックス誌、第１９巻，４３９〜４４４頁（Journalo
f Physics, 19, pp.439-444, 1986)（文献１）の中で述
べられている。
【０００３】この方法は、画像中の各画素の信号強度の
時間的変化を離散フーリエ変換し、この変換によって得
られた周波数成分のうち、低周波成分のみを残し、高周
波成分は捨てたものをもって信号強度変化を再構成する
ことによって被検体自体あるいはその一部である臓器等
の周期的運動とは無関係のノイズ成分を除去するもので
ある。
時間的変化を離散フーリエ変換し、この変換によって得
られた周波数成分のうち、低周波成分のみを残し、高周
波成分は捨てたものをもって信号強度変化を再構成する
ことによって被検体自体あるいはその一部である臓器等
の周期的運動とは無関係のノイズ成分を除去するもので
ある。
【０００４】しかし、高分解能の動画像に対してこの方
法を適用すると画像に「ぼけ」が生じてしまう。これ
は、臓器等の輪郭部や微細構造にあたる画素の信号強度
変化を考えると、フーリエ変換したときの高次成分も重
要な役目を果たしているが、それが切り捨てられてしま
うことに起因している。
法を適用すると画像に「ぼけ」が生じてしまう。これ
は、臓器等の輪郭部や微細構造にあたる画素の信号強度
変化を考えると、フーリエ変換したときの高次成分も重
要な役目を果たしているが、それが切り捨てられてしま
うことに起因している。
【０００５】このぼけによる偽像の生成を回避するため
に改善されたフーリエ・フィルタリング手法が、ソサエ
ティ・オブ・マグネティック・レゾナンズ・イン・メデ
ィシン’９２，６６２頁(Society of Magnetic Resonan
ce in Medicine, pp.662, 1992)（文献２）の中で述べ
られている。
に改善されたフーリエ・フィルタリング手法が、ソサエ
ティ・オブ・マグネティック・レゾナンズ・イン・メデ
ィシン’９２，６６２頁(Society of Magnetic Resonan
ce in Medicine, pp.662, 1992)（文献２）の中で述べ
られている。
【０００６】この方法は、画像中の各画素の信号強度の
時間的変化を離散フーリエ変換し、この各周波数成分を
ある特定の閾値と比較し、その値が閾値より小さければ
その成分を捨て（ゼロに再設定し）、閾値より大きけれ
ばその成分を残し（そのままの値を用い）、それらの成
分をもってフーリエ逆変換を施すことによって、臓器の
動きに関する必要な情報を損なわずにＳＮ比の改善され
た動画像を得るものである。この方法は取捨すべきフー
リエ級数成分が画素毎に決定されるという意味で、部位
適合的なフーリエ・フィルタリングの実現方法の一つで
あるといえる。
時間的変化を離散フーリエ変換し、この各周波数成分を
ある特定の閾値と比較し、その値が閾値より小さければ
その成分を捨て（ゼロに再設定し）、閾値より大きけれ
ばその成分を残し（そのままの値を用い）、それらの成
分をもってフーリエ逆変換を施すことによって、臓器の
動きに関する必要な情報を損なわずにＳＮ比の改善され
た動画像を得るものである。この方法は取捨すべきフー
リエ級数成分が画素毎に決定されるという意味で、部位
適合的なフーリエ・フィルタリングの実現方法の一つで
あるといえる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】部位適合型フーリエ・
フィルタリングでは閾値の設定が非常に重要であり、閾
値が小さ過ぎる場合には十分なノイズ除去が行われず、
逆に大き過ぎる場合には必要な動きの情報までも損なっ
てしまうことになる。従来技術ではその閾値の決定にお
いて、画像の背景にあたるノイズ領域を人手によって切
りだし、その領域におけるピクセル値の標準偏差の２倍
をもってその閾値としている。しかし、ノイズ領域をい
ちいち人手を介して設定していたのでは、撮像方式やス
ライス方向の様々に異なる動画像に十分に対応しきれ
ず、またスループットの低下を招くことになる。さらに
同一の動画像に対しても様々に閾値を取りうることにな
るため再現性，客観性に欠けることになる。そこで最適
な閾値の設定を自動的に行う手法が必要になる。
フィルタリングでは閾値の設定が非常に重要であり、閾
値が小さ過ぎる場合には十分なノイズ除去が行われず、
逆に大き過ぎる場合には必要な動きの情報までも損なっ
てしまうことになる。従来技術ではその閾値の決定にお
いて、画像の背景にあたるノイズ領域を人手によって切
りだし、その領域におけるピクセル値の標準偏差の２倍
をもってその閾値としている。しかし、ノイズ領域をい
ちいち人手を介して設定していたのでは、撮像方式やス
ライス方向の様々に異なる動画像に十分に対応しきれ
ず、またスループットの低下を招くことになる。さらに
同一の動画像に対しても様々に閾値を取りうることにな
るため再現性，客観性に欠けることになる。そこで最適
な閾値の設定を自動的に行う手法が必要になる。
【０００８】本発明はこのような問題を解決する方法を
提供するためのものである。
提供するためのものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、周期的な運動を行う被検体の動きに関す
る情報を動画像として計測する核磁気共鳴診断装置にお
いて、動画像の画素毎の信号強度の時間的変化をフーリ
エ変換して得られる各周波数成分に対し、その周波数成
分の強度を特定の閾値と比較し、それに基づいて各周波
数成分の強度を再設定することによって画質を改善する
フィルタ処理に用いる閾値を自動的に決定する方法を与
える。
に本発明では、周期的な運動を行う被検体の動きに関す
る情報を動画像として計測する核磁気共鳴診断装置にお
いて、動画像の画素毎の信号強度の時間的変化をフーリ
エ変換して得られる各周波数成分に対し、その周波数成
分の強度を特定の閾値と比較し、それに基づいて各周波
数成分の強度を再設定することによって画質を改善する
フィルタ処理に用いる閾値を自動的に決定する方法を与
える。
【００１０】各周波数成分の強度の再設定の方法として
は、上記のドイルらの論文にあるごとく、特定の閾値よ
り大きい値を持つ周波数成分についてはその値をそのま
ま残し、小さい値を持つ周波数成分についてはその値を
ゼロに設定する方法が考えられる。または閾値より大き
い値を持つ周波数成分に関しては、単にそれをそのまま
残すだけでなく、閾値あるいは閾値を元にして定める特
定の値（例えば閾値の半分）との差分をもって新たな周
波数成分としてもよい。このとき周波数成分の値は一般
的に複素数であり、一方、閾値は正の実数なので、単に
周波数成分の値から閾値の値（複素成分がゼロの複素数
とみなす）を引いて得た複素数をもってその周波数成分
の値とするか、または周波数成分の値の絶対値から閾値
を差し引いて得られた値を絶対値とし、元の周波数成分
の値と同一の位相を持った複素数をもって新たな周波数
成分の値とする。
は、上記のドイルらの論文にあるごとく、特定の閾値よ
り大きい値を持つ周波数成分についてはその値をそのま
ま残し、小さい値を持つ周波数成分についてはその値を
ゼロに設定する方法が考えられる。または閾値より大き
い値を持つ周波数成分に関しては、単にそれをそのまま
残すだけでなく、閾値あるいは閾値を元にして定める特
定の値（例えば閾値の半分）との差分をもって新たな周
波数成分としてもよい。このとき周波数成分の値は一般
的に複素数であり、一方、閾値は正の実数なので、単に
周波数成分の値から閾値の値（複素成分がゼロの複素数
とみなす）を引いて得た複素数をもってその周波数成分
の値とするか、または周波数成分の値の絶対値から閾値
を差し引いて得られた値を絶対値とし、元の周波数成分
の値と同一の位相を持った複素数をもって新たな周波数
成分の値とする。
【００１１】さてこのとき用いる閾値であるが、この部
位適合型フーリエフィルタにおいて、閾値が小さ過ぎる
場合には十分なノイズ除去が行われず、逆に大き過ぎる
場合には必要な動きの情報までも損なってしまうため、
適切な閾値を自動的に設定する技術が必要となる。
位適合型フーリエフィルタにおいて、閾値が小さ過ぎる
場合には十分なノイズ除去が行われず、逆に大き過ぎる
場合には必要な動きの情報までも損なってしまうため、
適切な閾値を自動的に設定する技術が必要となる。
【００１２】このため、まず、画像上の各画素の信号強
度の時間的変化の標準偏差を求める。これを全画素にわ
たって繰返し、その平均を求める。この平均値をもとに
部位適合型フーリエ・フィルタリングに用いる閾値を決
定することができる。この時の閾値決定方法としては、
平均値の特定倍数をもってする方法、標準偏差の度数分
布をもとにする方法等を考えることができる。
度の時間的変化の標準偏差を求める。これを全画素にわ
たって繰返し、その平均を求める。この平均値をもとに
部位適合型フーリエ・フィルタリングに用いる閾値を決
定することができる。この時の閾値決定方法としては、
平均値の特定倍数をもってする方法、標準偏差の度数分
布をもとにする方法等を考えることができる。
【００１３】
【作用】核磁気共鳴診断装置によって取得された動画像
には、画面一様にノイズが重ね合わされていると考えら
れる。このある特定位置にある画素の信号強度の時間的
変化に注目し、これをフーリエ変換したとき、ノイズ分
は全周波数成分に一様の比較的低レベルの強度をもって
加算されているものと考えることができる。ここで、各
周波数成分をある特定の閾値と比較し、例えばその閾値
に満たない周波数成分の強度をゼロとして再設定すると
いう操作は、この各周波数成分に重ね合わされている一
様で比較的低レベルのノイズ成分を除去することに相当
する。
には、画面一様にノイズが重ね合わされていると考えら
れる。このある特定位置にある画素の信号強度の時間的
変化に注目し、これをフーリエ変換したとき、ノイズ分
は全周波数成分に一様の比較的低レベルの強度をもって
加算されているものと考えることができる。ここで、各
周波数成分をある特定の閾値と比較し、例えばその閾値
に満たない周波数成分の強度をゼロとして再設定すると
いう操作は、この各周波数成分に重ね合わされている一
様で比較的低レベルのノイズ成分を除去することに相当
する。
【００１４】ここで各画素ごとにその信号強度の時間的
変化の標準偏差を求める。すると、ノイズ分のみから成
るような背景部分では非常に小さな値となり、これはノ
イズの強度を表していると考えられる。また、動きのな
い臓器や構造にノイズが重ね合わされているような部位
の標準偏差は同じく小さな値となり、これもノイズの強
度を表す。一方、心臓のような特徴的な動きを有する部
位の標準偏差は大きな値となる。よって、これらの全画
素にわたる平均を求めると、この値はノイズの信号強度
と意味のある信号の強度を峻別するための閾値のよい指
標となり、この平均値の特定係数倍，対数，指数、ある
いはこれらの組合せをもって閾値とすることができる。
変化の標準偏差を求める。すると、ノイズ分のみから成
るような背景部分では非常に小さな値となり、これはノ
イズの強度を表していると考えられる。また、動きのな
い臓器や構造にノイズが重ね合わされているような部位
の標準偏差は同じく小さな値となり、これもノイズの強
度を表す。一方、心臓のような特徴的な動きを有する部
位の標準偏差は大きな値となる。よって、これらの全画
素にわたる平均を求めると、この値はノイズの信号強度
と意味のある信号の強度を峻別するための閾値のよい指
標となり、この平均値の特定係数倍，対数，指数、ある
いはこれらの組合せをもって閾値とすることができる。
【００１５】
【実施例】図１は、本方法による核磁気共鳴診断装置に
おける動画像の画質改善方法の処理の一例を示すフロー
チャートである。本方法では、少なくとも被検体のある
動きの１周期分に相当する動画像データを使用する。以
下、図１に従って説明する。
おける動画像の画質改善方法の処理の一例を示すフロー
チャートである。本方法では、少なくとも被検体のある
動きの１周期分に相当する動画像データを使用する。以
下、図１に従って説明する。
【００１６】まず処理１−１において必要な動画像デー
タを入力する。この動画像データの構造は様々のものが
考えられるが、一般的にある瞬間における被検体の断層
像が高さｈ，幅ｗの一つの画像（これをフレームと呼
ぶ）を構成し、この画像が時系列にそって被検体の周期
的運動を再現するように並べられたものとする(図２)。
この被検体の１周期を構成するフレーム数をＦとし、１
フレームの有する全画素数をＮ（＝ｈ×ｗ）とする。フ
レーム数は、フィルタ処理の際の計算機による高速フー
リエ変換のアルゴリズムにとっては２のべきであること
が望ましいが、必ずしもこれに限るものではない。も
し、核磁気共鳴診断装置から得られた動画像データのフ
レーム数が２のべきでない場合、あらかじめ適当な補完
を行うことによりフレーム数が２のべきとなるように処
理したものを入力するか、あるいは時間はかかるが高速
フーリエ変換アルゴリズムによらず積和計算を直接行う
ことによりフーリエ変換を実行するにしてもよい。
タを入力する。この動画像データの構造は様々のものが
考えられるが、一般的にある瞬間における被検体の断層
像が高さｈ，幅ｗの一つの画像（これをフレームと呼
ぶ）を構成し、この画像が時系列にそって被検体の周期
的運動を再現するように並べられたものとする(図２)。
この被検体の１周期を構成するフレーム数をＦとし、１
フレームの有する全画素数をＮ（＝ｈ×ｗ）とする。フ
レーム数は、フィルタ処理の際の計算機による高速フー
リエ変換のアルゴリズムにとっては２のべきであること
が望ましいが、必ずしもこれに限るものではない。も
し、核磁気共鳴診断装置から得られた動画像データのフ
レーム数が２のべきでない場合、あらかじめ適当な補完
を行うことによりフレーム数が２のべきとなるように処
理したものを入力するか、あるいは時間はかかるが高速
フーリエ変換アルゴリズムによらず積和計算を直接行う
ことによりフーリエ変換を実行するにしてもよい。
【００１７】こうして得られた画像データに対し、次の
ようにしてフィルタ処理に用いる閾値を決定する。閾値
決定処理の詳細を図３に従って説明する。処理３−１に
おいて変数Ｓρをゼロに初期化する。次に処理３−２に
おいてフレーム中の特定の位置にある画素を指定し、各
フレームにおいて同一の位置にある画素の信号強度を一
連のデータとして大きさＦの配列Ｐ1 に納める。信号強
度は一般的に複素数なので、この配列は複素数配列であ
る。これがすなわち信号強度の時間的変化を表す。
ようにしてフィルタ処理に用いる閾値を決定する。閾値
決定処理の詳細を図３に従って説明する。処理３−１に
おいて変数Ｓρをゼロに初期化する。次に処理３−２に
おいてフレーム中の特定の位置にある画素を指定し、各
フレームにおいて同一の位置にある画素の信号強度を一
連のデータとして大きさＦの配列Ｐ1 に納める。信号強
度は一般的に複素数なので、この配列は複素数配列であ
る。これがすなわち信号強度の時間的変化を表す。
【００１８】もとの動画像データとフレーム中の特定画
素の信号強度の時間的変化の関係を図５に示す。処理３
−３において、この一連の配列データＰ1 の標準偏差σ
を求める。この値を変数Ｓρに加える。同様の処理を全
画素（の位置）に対して繰り返す。最後に処理３−６に
おいて変数Ｓρの値を全画素数Ｎで割り、標準偏差の空
間的平均値を求める。この値が閾値決定の基準となる動
画像標準偏差平均￣σである（記号￣はその後に付く文
字の平均値を表すものとする）。
素の信号強度の時間的変化の関係を図５に示す。処理３
−３において、この一連の配列データＰ1 の標準偏差σ
を求める。この値を変数Ｓρに加える。同様の処理を全
画素（の位置）に対して繰り返す。最後に処理３−６に
おいて変数Ｓρの値を全画素数Ｎで割り、標準偏差の空
間的平均値を求める。この値が閾値決定の基準となる動
画像標準偏差平均￣σである（記号￣はその後に付く文
字の平均値を表すものとする）。
【００１９】処理３−７では、動画像標準偏差平均￣σ
を元に閾値Ｃthを計算する。具体的には￣σの定数倍を
もってＣthとすることができる。ここで、Ｃth＝ａ￣σ
としたとき、ａ＝２程度にとるのがよい。このＣthの算
出方法は他にも例えば、￣σの対数を取る、指数を取
る、あるいはそれらの組合せをとるというようにいくつ
かの方法が考えられる。￣σの対数をもってＣthとする
場合、￣σが大きくなってもＣthの急激な増大が押さえ
られるため、主としてノイズ成分から成る背景領域が少
ない動画像に向いている。というのも、背景領域が多い
と￣σは一般に小さな値になり、逆に少ないと￣σは一
般に大きな値になるからである。一方、￣σの指数をも
ってＣthとする場合、￣σが大きくなるとＣthは急激に
増大するため、背景領域の多い動画像に向いている。あ
らかじめ、扱う動画像データの特徴がわかっていれば、
それに応じて￣σから閾値Ｃthを算出する適切な方法を
設定できる。また、動画像データの特徴を判断して適切
な設定方法を選択するアルゴリズムを設定しておくこと
もできる。
を元に閾値Ｃthを計算する。具体的には￣σの定数倍を
もってＣthとすることができる。ここで、Ｃth＝ａ￣σ
としたとき、ａ＝２程度にとるのがよい。このＣthの算
出方法は他にも例えば、￣σの対数を取る、指数を取
る、あるいはそれらの組合せをとるというようにいくつ
かの方法が考えられる。￣σの対数をもってＣthとする
場合、￣σが大きくなってもＣthの急激な増大が押さえ
られるため、主としてノイズ成分から成る背景領域が少
ない動画像に向いている。というのも、背景領域が多い
と￣σは一般に小さな値になり、逆に少ないと￣σは一
般に大きな値になるからである。一方、￣σの指数をも
ってＣthとする場合、￣σが大きくなるとＣthは急激に
増大するため、背景領域の多い動画像に向いている。あ
らかじめ、扱う動画像データの特徴がわかっていれば、
それに応じて￣σから閾値Ｃthを算出する適切な方法を
設定できる。また、動画像データの特徴を判断して適切
な設定方法を選択するアルゴリズムを設定しておくこと
もできる。
【００２０】また、単に標準偏差の平均を取るのではな
く、標準偏差の度数分布を求め、これをもとにＣthを算
出する方法も考えられる。例えば、図６はある動画像に
ついての標準偏差の度数分布を表すヒストグラムである
が、この大きな二つのピーク位置をもとにその中間の値
等を閾値Ｃthとする方法や、単に中間値をもとにしてＣ
thを定める方法が考えられる。一般に、標準偏差の度数
分布を表すヒストグラムにおける第一のピークにはノイ
ズの強度および、ノイズが時間的変化の主な成分となっ
ている領域（背景及び静止部位の占める領域）の大きさ
が反映していると考えられる。ノイズ強度が高ければこ
のピーク位置が右にずれ、ノイズが主な成分となってい
る領域が広ければこのピークが高くなる。また、そのた
め臓器等の動きにかかわる条件が同一であれば、前者の
場合￣σの値は大きくなり、後者の場合小さくなる。
く、標準偏差の度数分布を求め、これをもとにＣthを算
出する方法も考えられる。例えば、図６はある動画像に
ついての標準偏差の度数分布を表すヒストグラムである
が、この大きな二つのピーク位置をもとにその中間の値
等を閾値Ｃthとする方法や、単に中間値をもとにしてＣ
thを定める方法が考えられる。一般に、標準偏差の度数
分布を表すヒストグラムにおける第一のピークにはノイ
ズの強度および、ノイズが時間的変化の主な成分となっ
ている領域（背景及び静止部位の占める領域）の大きさ
が反映していると考えられる。ノイズ強度が高ければこ
のピーク位置が右にずれ、ノイズが主な成分となってい
る領域が広ければこのピークが高くなる。また、そのた
め臓器等の動きにかかわる条件が同一であれば、前者の
場合￣σの値は大きくなり、後者の場合小さくなる。
【００２１】処理１−３は部位適合型フーリエ・フィル
タリングである。その詳細を図４に基づいて説明する。
処理４−１においてフレーム中の特定の位置にある画素
を指定し、各フレームにおいて同一の位置にある画素の
信号強度を順番に一連のデータとして大きさＦの配列Ｐ
2 に納める。これがすなわち信号強度の時間的変化を表
す。処理４−２において、配列Ｐ2 に対して離散フーリ
エ変換を行う（一般に高速フーリエ変換アルゴリズムを
用いるがフレーム数Ｆが２のべきでない場合などは前述
のように積和計算によりフーリエ変換を行う）。フーリ
エ変換されたデータは大きさＦあるいはＦ／２の複素数
配列Ｃに納められる。もし、もともとの動画像データに
おい信号強度が虚数成分を持っていた場合、フーリエ変
換後に得られるデータを格納するための配列Ｃの大きさ
はＦ必要であり、信号強度が実数成分のみしか持ってい
なければ、配列Ｃの大きさはＦ／２でよい。
タリングである。その詳細を図４に基づいて説明する。
処理４−１においてフレーム中の特定の位置にある画素
を指定し、各フレームにおいて同一の位置にある画素の
信号強度を順番に一連のデータとして大きさＦの配列Ｐ
2 に納める。これがすなわち信号強度の時間的変化を表
す。処理４−２において、配列Ｐ2 に対して離散フーリ
エ変換を行う（一般に高速フーリエ変換アルゴリズムを
用いるがフレーム数Ｆが２のべきでない場合などは前述
のように積和計算によりフーリエ変換を行う）。フーリ
エ変換されたデータは大きさＦあるいはＦ／２の複素数
配列Ｃに納められる。もし、もともとの動画像データに
おい信号強度が虚数成分を持っていた場合、フーリエ変
換後に得られるデータを格納するための配列Ｃの大きさ
はＦ必要であり、信号強度が実数成分のみしか持ってい
なければ、配列Ｃの大きさはＦ／２でよい。
【００２２】処理４−３ではこうして得られたＣの各周
波数成分に対し、既に得られている閾値との比較を行
い、周波数成分の再設定を行うのが処理４−３である。
もし、この周波数成分の絶対値が閾値以下であればその
周波数成分はゼロに設定する。もし周波数成分が閾値よ
りも大きな場合はその周波数成分は、そのままの値を残
すか、あるいは閾値との差分をもって、新たな周波数成
分とする。
波数成分に対し、既に得られている閾値との比較を行
い、周波数成分の再設定を行うのが処理４−３である。
もし、この周波数成分の絶対値が閾値以下であればその
周波数成分はゼロに設定する。もし周波数成分が閾値よ
りも大きな場合はその周波数成分は、そのままの値を残
すか、あるいは閾値との差分をもって、新たな周波数成
分とする。
【００２３】このような周波数成分の再設定を全ての周
波数成分に対して行わず、例えば、次数３以上の周波数
成分に対してのみ行い、それより低い次数の周波数成分
はそのまま残す方法も考えられる。前記文献１にもある
ように、被検体の臓器の真の動きは主に低次の周波数成
分に表れ、ノイズ成分は高次の側に表れるとも考えられ
るからである。
波数成分に対して行わず、例えば、次数３以上の周波数
成分に対してのみ行い、それより低い次数の周波数成分
はそのまま残す方法も考えられる。前記文献１にもある
ように、被検体の臓器の真の動きは主に低次の周波数成
分に表れ、ノイズ成分は高次の側に表れるとも考えられ
るからである。
【００２４】ただし、血流等による偽像は、血流そのも
のの運動と連動するため一次から二次の周波数成分に表
れる傾向にあるので、全ての周波数成分に対して閾値と
の比較を行えばこのような偽像をも低減することができ
る。
のの運動と連動するため一次から二次の周波数成分に表
れる傾向にあるので、全ての周波数成分に対して閾値と
の比較を行えばこのような偽像をも低減することができ
る。
【００２５】このようにして周波数成分の値を再設定し
た後、これを逆フーリエ変換すれば時間領域の信号強度
を再構成できる（処理４−５）。ある特定画素における
フィルタ処理前の信号強度変化（ａ），フーリエ変換さ
れた周波数成分（ｂ），Ｃth以下の周波数成分をゼロに
再設定した後に再構成した信号強度変化（ｃ）を図７に
示す。
た後、これを逆フーリエ変換すれば時間領域の信号強度
を再構成できる（処理４−５）。ある特定画素における
フィルタ処理前の信号強度変化（ａ），フーリエ変換さ
れた周波数成分（ｂ），Ｃth以下の周波数成分をゼロに
再設定した後に再構成した信号強度変化（ｃ）を図７に
示す。
【００２６】以上の処理をフレーム中の全ての位置にあ
る画素に対して行い(Ｎ回繰り返す)、フィルタ処理され
た動画像を得る（処理４−５）。
る画素に対して行い(Ｎ回繰り返す)、フィルタ処理され
た動画像を得る（処理４−５）。
【００２７】また、処理４−１（図４）は閾値の設定時
における処理３−２（図３）とまったく同一の処理であ
り、本質的に配列Ｐ1とＰ2は同じものである。そこで、
図２に示されたような形式の全ての動画像データを、閾
値の設定に先だって図８に示すような形式に並べ替えて
おけば、同一の処理を２度繰り返す手間が省け、スピー
ドの向上が図れる。
における処理３−２（図３）とまったく同一の処理であ
り、本質的に配列Ｐ1とＰ2は同じものである。そこで、
図２に示されたような形式の全ての動画像データを、閾
値の設定に先だって図８に示すような形式に並べ替えて
おけば、同一の処理を２度繰り返す手間が省け、スピー
ドの向上が図れる。
【００２８】あらかじめこのようなデータの並べ替えを
行う場合の全体の流れを図９に示す。図９に見るように
データ並べ替えをあらかじめ行った場合、フィルタ処理
を前半の処理９−３と後半の処理９−５に分け、フィル
タ処理９−３と閾値設定処理９−４を平行して実行する
ことができる。このような並列処理が行えると専用のハ
ードウェアを用いる場合に有利である。
行う場合の全体の流れを図９に示す。図９に見るように
データ並べ替えをあらかじめ行った場合、フィルタ処理
を前半の処理９−３と後半の処理９−５に分け、フィル
タ処理９−３と閾値設定処理９−４を平行して実行する
ことができる。このような並列処理が行えると専用のハ
ードウェアを用いる場合に有利である。
【００２９】このとき、図１０に示すように、フィルタ
処理９−３では全ての画素の信号強度変化に対してフー
リエ変換を行い周波数成分を求めるという処理（処理１
０−１）を行う。一方、フィルタ処理９−５では図１１
に示すように、閾値を得て周波数成分の再設定を行い
（処理１１−１）、信号強度変化の再構成を行う（処理
１１−２）。
処理９−３では全ての画素の信号強度変化に対してフー
リエ変換を行い周波数成分を求めるという処理（処理１
０−１）を行う。一方、フィルタ処理９−５では図１１
に示すように、閾値を得て周波数成分の再設定を行い
（処理１１−１）、信号強度変化の再構成を行う（処理
１１−２）。
【００３０】以上説明したＭＲＩ動画像の画質改善方法
および、それに必要な閾値の自動設定方法は単にＭＲＩ
動画像に対してのみならず、周期的な運動を行う動画像
に対してであればどのようなものにでも適用可能であ
る。しかし、現実的にはフレーム数、白黒値（各画素の
持つデータがたかだか複素数一次元）であることなどを
考えあわせると、心臓などを撮影したＭＲＩ動画像に適
用するのが最も適当であるといえる。もちろん、撮影方
法としてはエコー・プレナー法，フラッシュ（ＦＬＡＳ
Ｈ）法，スピン・エコー法（心電同期を併用）など各種
のものに適用可能である。
および、それに必要な閾値の自動設定方法は単にＭＲＩ
動画像に対してのみならず、周期的な運動を行う動画像
に対してであればどのようなものにでも適用可能であ
る。しかし、現実的にはフレーム数、白黒値（各画素の
持つデータがたかだか複素数一次元）であることなどを
考えあわせると、心臓などを撮影したＭＲＩ動画像に適
用するのが最も適当であるといえる。もちろん、撮影方
法としてはエコー・プレナー法，フラッシュ（ＦＬＡＳ
Ｈ）法，スピン・エコー法（心電同期を併用）など各種
のものに適用可能である。
【００３１】
【発明の効果】本発明では部位適合型フーリエフィルタ
リングを行う際に自動的に適切な閾値を設定することが
できるので最適なノイズ除去が人手を介さずに行え、部
位適合型フーリエフィルタリングのスループット向上，
再現性，客観性の確保が行える。
リングを行う際に自動的に適切な閾値を設定することが
できるので最適なノイズ除去が人手を介さずに行え、部
位適合型フーリエフィルタリングのスループット向上，
再現性，客観性の確保が行える。
【図１】本発明による動画像画質改善の処理過程を示す
フローチャート。
フローチャート。
【図２】動画像データの構造の説明図。
【図３】本発明による閾値設定の処理過程を示すフロー
チャート。
チャート。
【図４】本発明によるフィルタ処理過程を示すフローチ
ャート。
ャート。
【図５】特定画素の信号強度の時間的変化を示す説明
図。
図。
【図６】ある動画像における標準偏差の度数分布を表す
特性図。
特性図。
【図７】特定画素の信号強度の時間的変化を示す説明
図。
図。
【図８】計算高速化のための動画像データの構造の説明
図。
図。
【図９】計算高速化のためのデータ並べ替えを行った場
合の処理過程を示すフローチャート。
合の処理過程を示すフローチャート。
【図１０】計算高速化のためのデータ並べ替えを行った
場合のフィルタ処理の処理過程を示すフローチャート。
場合のフィルタ処理の処理過程を示すフローチャート。
【図１１】計算高速化のためのデータ並べ替えを行った
場合のフィルタ処理の処理過程を示すフローチャート。
場合のフィルタ処理の処理過程を示すフローチャート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 陽 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社 日立製作所 中央研究所内 (56)参考文献 特開 平１−218439（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−305065（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 5/055
Claims (8)
- 【請求項１】周期的な運動を行なう被検体の動きに関す
る情報を動画像として計測する核磁気共鳴診断装置にお
ける動画像の画質改善方法に於いて， （１）前記被検体の動きの少なくとも一周期の動画像デ
ータを使用して，前記動画像データの画素毎の信号強度
の時間変化の標準偏差を求め，前記動画像データの全画
素に関して求めた前記標準偏差の平均値から閾値を求め
る処理と， （２）前記動画像データの前記画素の前記信号強度の時
間変化をフーりエ変換して前記信号強度の時間変化に関
する周波数成分を求める処理と， （３）（２）の処理で得られた前記周波数成分のそれぞ
れの強度と前記閾値とを比較により，前記強度を再設定
する処理と， （４）（３）の処理で得られた周波数成分を用いて逆フ
ーリエ変換を行ない前記信号強度の時間変化を再構成す
る処理と，及び， （５）（２）から（４）の処理を前記動画像データの全
画素に関して実行する処理とを行なうことを特徴とする
核磁気共鳴診断装置における動画像の画質改善方法。 - 【請求項２】請求項１に記載の動画像の画質改善方法に
於いて，（３）の処理で，前記周波数成分が前記閾値に
満たない時は，前記周波数成分をゼロに再設定し，前記
周波数成分が前記閾値よりも大きな時は，前記周波数成
分をそのままとすることを特徴とする核磁気共鳴診断装
置における動画像の画質改善方法。 - 【請求項３】請求項１に記載の動画像の画質改善方法に
於いて，（３）の処理で，前記周波数成分が前記閾値に
満たない時は，前記周波数成分をゼロに再設定し，前記
周波数成分が前記閾値よりも大きな時は，前記周波数成
分を前記周波数成分と前記閾値との差分に再設定するこ
とを特徴とする核磁気共鳴診断装置における動画像の画
質改善方法。 - 【請求項４】請求項１に記載の動画像の画質改善方法に
於いて，（３）の処理で，前記閾値 として，前記平均値
の定数倍，前記平均値の対数，前記平均値の指数の何れ
かとすることを特徴とする核磁気共鳴診断装置における
動画像の画質改善方法。 - 【請求項５】請求項１に記載の動画像の画質改善方法に
於いて，（３）の処理で，前記強度を再設定を全ての前
記周波数成分について行なうことを特徴とする核磁気共
鳴診断装置における動画像の画質改善方法。 - 【請求項６】請求項１に記載の動画像の画質改善方法に
於いて，（１）の処理に代えて，（１’）前記被検体の
動きの少なくとも一周期の動画像データを使用して，前
記動画像データの画素毎の信号強度の時間変化の標準偏
差を求め，前記動画像データの全画素に関して求めた前
記標準偏差の度数分布に基づいて閾値を求めることの処
理を行なうことを特徴とする核磁気共鳴診断装置におけ
る動画像の画質改善方法。 - 【請求項７】 周期的な運動を行なう被検体の動きに関す
る情報を動画像として計測する核磁気共鳴診断装置にお
ける動画像の画質改善方法に於いて， （１）（１ａ）前記被検体の動きの少なくとも一周期の
動画像データを使用して，前記動画像データの画素毎の
信号強度の時間変化の標準偏差を求め，前記動画像デー
タの全画素に関して求めた前記標準偏差の平均値から閾
値を求めること，及び，（１ｂ）前記画素毎の前記信号
強度の時間変化をそれぞれフーりエ変換して，前記動画
像データの全画素に関する前記信号強度の時間変化に関
する周波数成分をそれぞれ求めることを平行して行なう
処理と， （２）（１ｂ）の処理で得られた前記周波数成分のそれ
ぞれの強度と前記閾値とを比較により，前記強度を再設
定する処理と， （３）（２）の処理で得られた周波数成分を用いて逆フ
ーリエ変換を行ない前記信号強度の時間変化を再構成す
る処理と，及び， （４）（２）から（３）の処理を前記動画像データの全
画素に関して実行する処理とを行なうことを特徴とする
核磁気共鳴診断装置における動画像の画質改善方法。 - 【請求項８】 請求項１に記載の動画像の画質改善方法に
於いて，（２）の処理で，前記周波数成分が前記閾値に
満たない時は，前記周波数成分をゼロに再設定し，前記
周波数成分が前記閾値よりも大きな時は，前記周波数成
分をそのままとすることを特徴とする核磁気共鳴診断装
置における動画像の画質改善方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17001893A JP3222273B2 (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 核磁気共鳴診断装置における動画像の画質改善方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17001893A JP3222273B2 (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 核磁気共鳴診断装置における動画像の画質改善方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0723926A JPH0723926A (ja) | 1995-01-27 |
| JP3222273B2 true JP3222273B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=15897077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17001893A Expired - Fee Related JP3222273B2 (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 核磁気共鳴診断装置における動画像の画質改善方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3222273B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO2004099810A1 (en) * | 2003-05-06 | 2004-11-18 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Undersampled magnetic resonance imaging |
| US7343193B2 (en) * | 2003-06-16 | 2008-03-11 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Background suppression method for time-resolved magnetic resonance angiography |
| JP4575821B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2010-11-04 | 広島市 | 子宮の蠕動運動を可視化するための画像処理装置、画像処理方法および画像診断支援システム、ならびにそのためのコンピュータプログラムおよびそれを記録した記録媒体 |
| JP2007078431A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Hitachi Zosen Corp | 被燃焼物における放射エネルギーの計測方法および計測装置 |
| JP4972477B2 (ja) * | 2007-06-27 | 2012-07-11 | 株式会社日立メディコ | 医用画像処理装置 |
| US8731062B2 (en) * | 2008-02-05 | 2014-05-20 | Ntt Docomo, Inc. | Noise and/or flicker reduction in video sequences using spatial and temporal processing |
| JP5402056B2 (ja) * | 2009-02-16 | 2014-01-29 | コニカミノルタ株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、およびプログラム |
| JP4801186B2 (ja) * | 2009-04-23 | 2011-10-26 | 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ | 画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラム |
| JP6189191B2 (ja) * | 2013-11-21 | 2017-08-30 | Dmg森精機株式会社 | 表面形状測定装置および工作機械 |
| US11300646B2 (en) | 2014-11-10 | 2022-04-12 | Canon Medical Systems Corporation | Magnetic resonance imaging apparatus, image processing apparatus, and image processing method |
| JP6647836B2 (ja) * | 2014-11-10 | 2020-02-14 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | 磁気共鳴イメージング装置、画像処理装置及び画像処理方法 |
| FR3042888A1 (fr) | 2015-10-26 | 2017-04-28 | Continental Automotive France | Procede d'adaptation automatique des conditions d'etablissement de diagnostic par un systeme de diagnostic embarque |
| EP3735906A4 (en) * | 2018-01-05 | 2021-11-03 | Paramevia Pte. Ltd. | DIAGNOSIS ASSISTANCE PROGRAM |
| JP2022506783A (ja) * | 2018-11-08 | 2022-01-17 | ザ ユニバーシティ オブ ウェスタン オーストラリア | 一連の画像から流れを検出する方法 |
-
1993
- 1993-07-09 JP JP17001893A patent/JP3222273B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH0723926A (ja) | 1995-01-27 |
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