JP5023281B2 - 画像処理方法、その装置並びに断層撮影装置 - Google Patents
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Description
すなわち、この発明の画像処理方法は、断層画像に対して処理を行う画像処理方法であって、断層画像を対象としてアーティファクトの特徴量解析を行うことで、アーティファクトを含む画素群とアーティファクトを含まない画素群とに分割して、前記アーティファクトを含む画素群のみに対して補正に関する所定の処理を施すことで、アーティファクトを除去する補正処理を行い、前記特徴量解析は独立成分分析であって、その独立成分分析を利用して前記アーティファクトに対応する画像成分と前記アーティファクトに対応しない画像成分とに独立して分離することで、前記アーティファクトを含む画素群と前記アーティファクトを含まない画素群とに分割し、
前記アーティファクトに対応する画像成分を消去することで、前記アーティファクトを含む画素群のみに対して前記補正に関する所定の処理を施し、
前記断層画像における断層面をx,y平面とするとともに、断層画像の各画素値をF(x,y)とし、その断層画像F(x,y)を前記x,yによってΔ個の群に分割することによりN個の画素から構成される要素画像F i (x,y)を得て(ただし、i=1〜Δ)、前記独立成分分析を適用することにより各々の前記要素画像F i (x,y)を前記N個の画素から構成される基底関数A j で展開して(ただし、j=1〜N)、
F i (x,y)=Σ j=1 N s ji *A j …(A)
上記(A)式で展開された前記基底関数A j のうち、前記アーティファクトに対応する基底関数A h (ただし、1≦h≦N、該当するhの数は1個または複数個)を選択して、この選択された基底関数A h に対応する成分s hi を前記アーティファクトに対応する画像成分として、その成分s hi を“0”に置き換えることでアーティファクトに対応する画像成分を消去した、各々の要素画像F i (x,y)に対する前記補正処理を施して、この要素画像F i (x,y)をi=1〜Δで並べることにより前記アーティファクトを除去した断層画像を得ることを特徴とするものである。
Fi(x,y)=Σj=1 Nsji*Aj …(A)
上記(A)式で展開された基底関数Ajのうち、アーティファクトに対応する基底関数Ah(ただし、1≦h≦N、該当するhの数は1個または複数個)を選択して、この選択された基底関数Ahに対応する成分shiをアーティファクトに対応する画像成分とする。その成分shiを“0”に置き換えることでアーティファクトに対応する画像成分shiを消去した、各々の要素画像Fi(x,y)に対する補正処理を施す。この要素画像Fi(x,y)をi=1〜Δで並べることによりアーティファクトを除去した断層画像を得る。アーティファクトに対応する基底関数Ahは必ずしも1個だけとは限らず、複数個のアーティファクトに対応する基底関数Ahが存在する場合があり、この場合には対応する全ての成分shiを“0”に置き換えることでアーティファクトを除去する。
Fi(r,θ)=Σj=1 Nsji*Aj …(B)
上記(B)式で展開された基底関数Ajのうち、アーティファクトに対応する基底関数Ah(ただし、1≦h≦N、該当するhの数は1個または複数個)を選択して、この選択された基底関数Ahに対応する成分shiをアーティファクトに対応する画像成分とする。その成分shiを“0”に置き換えることでアーティファクトに対応する画像成分を消去した、各々の要素画像Fi(r,θ)に対する補正処理を施す。この要素画像Fi(r,θ)をi=1〜Δで並べた画像F(r,θ)を直交座標系x,yの直交座標上の断層画像F(x,y)に逆変換することによりアーティファクトを除去した断層画像を得る。この一例においても、複数個のアーティファクトに対応する基底関数Ahが存在する場合があり、この場合には対応する全ての成分shiを“0”に置き換えることでアーティファクトを除去する。また、断層画像がCT画像の場合には、断層画像F(x,y)を極座標系r,θの極座標上の画像F(r,θ)に変換することにより、断層画像F(x,y)上のリングアーティファクトが画像F(r,θ)上の直線アーティファクトに変換される。
Fhk(r,θ)=Fhk(r,θ)*Pk(r)´/Pk(r) …(C)
上記(C)式の右辺に代入して左辺を求めることで補正し、この補正された画像Fhk(r,θ)をk=1〜Mで並べることにより要素画像Fh(r,θ)を補正する。ここでMは1を含んだ自然数であるので、要素画像Fh(r,θ)を分割せずに上記(C)式の右辺に代入して左辺を求めることで要素画像Fh(r,θ)を補正する場合も含まれる。
Fhk(r,θ)=Fhk(r,θ)−(Pk(r)−Pk(r)´) …(D)
上記(D)式の右辺に代入して左辺を求めることで補正し、この補正された画像Fhk(r,θ)をk=1〜Mで並べることにより要素画像Fh(r,θ)を補正する。この一例においても、要素画像Fh(r,θ)を分割せずに上記(D)式の右辺に代入して左辺を求めることで要素画像Fh(r,θ)を補正する場合も含まれる。一般に、プロファイル関数Pk(r)の値が、スムージング(平滑化)されたPk(r)´の値よりも極端に小さな値をとり得る場合には、上記(C)式のような除算ではノイズの影響を拡大させる可能性があるので、上記(D)式のような減算の方が有利である。
Fk(r,θ)=Fk(r,θ)*Pk(r)´/Pk(r) …(C)´
上記(C)´式の右辺に代入して左辺を求めることで補正し、この補正された画像Fk(r,θ)をk=1〜Mで並べることにより前記画像F(r,θ)を補正し、この画像F(r,θ)を直交座標系x,yの直交座標上の断層画像F(x,y)に逆変換することにより前記アーティファクトを除去した断層画像を得ることを特徴とするものである。
Fk(r,θ)=Fk(r,θ)−(Pk(r)−Pk(r)´) …(D)´
上記(D)´式の右辺に代入して左辺を求めることで補正し、この補正された画像Fk(r,θ)をk=1〜Mで並べることにより前記画像F(r,θ)を補正し、この画像F(r,θ)を直交座標系x,yの直交座標上の断層画像F(x,y)に逆変換することにより前記アーティファクトを除去した断層画像を得ることを特徴とするものである。
前記アーティファクトに対応する画像成分を消去することで、前記アーティファクトを含む画素群のみに対して前記補正に関する所定の処理を施し、
前記断層画像における断層面をx,y平面とするとともに、断層画像の各画素値をF(x,y)とし、その断層画像F(x,y)を前記x,yによってΔ個の群に分割することによりN個の画素から構成される要素画像F i (x,y)を得て(ただし、i=1〜Δ)、前記独立成分分析を適用することにより各々の前記要素画像F i (x,y)を前記N個の画素から構成される基底関数A j で展開して(ただし、j=1〜N)、
F i (x,y)=Σ j=1 N s ji *A j …(A)
上記(A)式で展開された前記基底関数A j のうち、前記アーティファクトに対応する基底関数A h (ただし、1≦h≦N、該当するhの数は1個または複数個)を選択して、この選択された基底関数A h に対応する成分s hi を前記アーティファクトに対応する画像成分として、その成分s hi を“0”に置き換えることでアーティファクトに対応する画像成分を消去した、各々の要素画像F i (x,y)に対する前記補正処理を施して、この要素画像F i (x,y)をi=1〜Δで並べることにより前記アーティファクトを除去した断層画像を得ることを特徴とするものである。
また、独立成分分析を利用してアーティファクトに対応する画像成分とアーティファクトに対応しない画像成分とに独立して分離することで、アーティファクトを含む画像群とアーティファクトを含まない画像群とに分割する。
また、上記(A)式で展開された基底関数A j のうち、アーティファクトに対応する基底関数A h (ただし、1≦h≦N、該当するhの数は1個または複数個)を選択して、この選択された基底関数A h に対応する成分s hi をアーティファクトに対応する画像成分とする。その成分s hi を“0”に置き換えることでアーティファクトに対応する画像成分s hi を消去した、各々の要素画像F i (x,y)に対する補正処理を施す。この要素画像F i (x,y)をi=1〜Δで並べることによりアーティファクトを除去した断層画像を得る。アーティファクトに対応する基底関数A h は必ずしも1個だけとは限らず、複数個のアーティファクトに対応する基底関数A h が存在する場合があり、この場合には対応する全ての成分s hi を“0”に置き換えることでアーティファクトを除去する。
前記アーティファクトに対応する画像成分を消去することで、前記アーティファクトを含む画素群のみに対して前記補正に関する所定の処理を施し、
前記断層画像における断層面をx,y平面とするとともに、断層画像の各画素値をF(x,y)とし、その断層画像F(x,y)を前記x,yによってΔ個の群に分割することによりN個の画素から構成される要素画像F i (x,y)を得て(ただし、i=1〜Δ)、前記独立成分分析を適用することにより各々の前記要素画像F i (x,y)を前記N個の画素から構成される基底関数A j で展開して(ただし、j=1〜N)、
F i (x,y)=Σ j=1 N s ji *A j …(A)
上記(A)式で展開された前記基底関数A j のうち、前記アーティファクトに対応する基底関数A h (ただし、1≦h≦N、該当するhの数は1個または複数個)を選択して、この選択された基底関数A h に対応する成分s hi を前記アーティファクトに対応する画像成分として、その成分s hi を“0”に置き換えることでアーティファクトに対応する画像成分を消去した、各々の要素画像F i (x,y)に対する前記補正処理を施して、この要素画像F i (x,y)をi=1〜Δで並べることにより前記アーティファクトを除去した断層画像を得ることを特徴とするものである。
また、独立成分分析を利用してアーティファクトに対応する画像成分とアーティファクトに対応しない画像成分とに独立して分離することで、アーティファクトを含む画像群とアーティファクトを含まない画像群とに分割する。
また、上記(A)式で展開された基底関数A j のうち、アーティファクトに対応する基底関数A h (ただし、1≦h≦N、該当するhの数は1個または複数個)を選択して、この選択された基底関数A h に対応する成分s hi をアーティファクトに対応する画像成分とする。その成分s hi を“0”に置き換えることでアーティファクトに対応する画像成分s hi を消去した、各々の要素画像F i (x,y)に対する補正処理を施す。この要素画像F i (x,y)をi=1〜Δで並べることによりアーティファクトを除去した断層画像を得る。アーティファクトに対応する基底関数A h は必ずしも1個だけとは限らず、複数個のアーティファクトに対応する基底関数A h が存在する場合があり、この場合には対応する全ての成分s hi を“0”に置き換えることでアーティファクトを除去する。
また、独立成分分析を利用してアーティファクトに対応する画像成分とアーティファクトに対応しない画像成分とに独立して分離することで、アーティファクトを含む画像群とアーティファクトを含まない画像群とに分割する。
また、上記(A)式で展開された基底関数A j のうち、アーティファクトに対応する基底関数A h (ただし、1≦h≦N、該当するhの数は1個または複数個)を選択して、この選択された基底関数A h に対応する成分s hi をアーティファクトに対応する画像成分とする。その成分s hi を“0”に置き換えることでアーティファクトに対応する画像成分s hi を消去した、各々の要素画像F i (x,y)に対する補正処理を施す。この要素画像F i (x,y)をi=1〜Δで並べることによりアーティファクトを除去した断層画像を得る。アーティファクトに対応する基底関数A h は必ずしも1個だけとは限らず、複数個のアーティファクトに対応する基底関数A h が存在する場合があり、この場合には対応する全ての成分s hi を“0”に置き換えることでアーティファクトを除去する。
3 … X線検出素子
4 … X線検出アレイ
5 … 回転駆動部
8 … 画像処理部
8b … 分割部
8c … 画素群処理部
F(x,y) … 断層画像
Aj … 基底関数
Fi(x,y)、Fi(r,θ) … 要素画像
z … 体軸
M … 被検体
分割部8b(図1を参照)は、断層画像F(x,y)を対象としてリングアーティファクトの特徴量解析を行うことで、リングアーティファクトを含む画素群とリングアーティファクトを含まない画素群とに分割する。後述する実施例2、3も含めて、本実施例1では、特徴量解析として独立成分分析(ICA)を例に採って説明する。その独立成分分析を利用してリングアーティファクトに対応する画像成分とリングアーティファクトに対応しない画像成分とに独立して分離することで、リングアーティファクトを含む画像群とリングアーティファクトを含まない画像群とに分割する。本実施例1では、断層画像F(x,y)をx,yによってΔ個の群に分割することによりN個の画素から構成される要素画像Fi(x,y)を得る(ただし、i=1〜Δ)。
独立成分分析を適用すると、各々の要素画像Fi(x,y)と基底関数Ajとの間に下記(1)式の関係式が成立する。
上記(1)式あるいは上記(2)式で展開された基底関数Ajのうち、リングアーティファクトに対応する基底関数Ah(ただし、1≦h≦N、該当するhの数は1個または複数個)を選択して、この選択された基底関数Ahに対応する成分shiを上述したリングアーティファクトに対応する画像成分とする。リングアーティファクトに対応する基底関数Ahは1つだけとは限らず、複数個の基底関数Ahが存在する。
ステップS3で求められたリングアーティファクトに対応する画像成分shiを“0”に置き換えることでリングアーティファクトに対応する画像成分shiを消去する。つまり、上述した消去に関する各々の要素画像Fi(x,y)に対する補正処理を施すことになる。したがって、リングアーティファクトに対応する画像成分shiを消去することで、リングアーティファクトを含む画素群のみに対して補正に関する所定の処理が行われる。リングアーティファクトに対応する基底関数Ahが複数存在する場合には、対応する全ての画像成分shiを“0”に置き換える。一方、リングアーティファクトに対応しない画像成分(リングアーティファクトを含まない画素群)については、このステップS4での“0”に置換される補正処理はもちろんのこと、補正のためのフィルタ処理等が行われない。なお、上述したように、(リング)アーティファクトを含まない画素群に対しては補正に関する所定の処理を施さないことのみを意味している。したがって、補正以外に関する所定の処理(例えば画素値から輝度へのスケール変更、アーティファクト除去以外の補正処理(例えばラグ補正やゲイン補正など))については、その処理を、(リング)アーティファクトを含まない画素群に対しては施してもよい。このステップS4での補正処理を上述した画素群処理部8c(図1を参照)が行う。
ステップS4で補正処理された要素画像Fi(x,y)、および選択されなかった残りの基底関数Ajおよびそれに対応する成分sjiからなる要素画像Fi(x,y)をi=1〜Δで並べることによりリングアーティファクトを除去した断層画像F(x,y)を得る。
分割部8b(図1を参照)は、図8(a)中の直交座標系x,yの直交座標上の断層画像F(x,y)を、図8(b)中の極座標系r,θの極座標上の画像F(r,θ)に変換する。上述した実施例1や後述する実施例3と同様に、本実施例2では、断層画像(x,y)としてCT画像を採用しているので、断層画像F(x,y)を極座標系r,θの極座標上の画像F(r,θ)に変換することにより、図8(a)に示す断層画像F(x,y)上のリングアーティファクトARTが、図8(b)に示す画像F(r,θ)上の直線アーティファクトARTに変換される。
このステップS1では、分割の対象となる画像が、実施例1では断層画像F(x,y)であったのに対して、本実施例2では画像F(r,θ)であるのを除けば、実施例1と同じであるので、その説明を省略する。画像F(r,θ)をr,θによってΔ個の群に分割することによりN個の画素から構成される要素画像Fi(r,θ)を得る(ただし、i=1〜Δ)。
独立成分分析を適用すると、各々の要素画像Fi(r,θ)と基底関数Ajとの間に下記(3)の関係式が成立する。
上記(3)式で展開された基底関数Ajのうち、直線アーティファクトに対応する基底関数Ah(ただし、1≦h≦N、該当するhの数は1個または複数個)を選択して、この選択された基底関数Ahに対応する成分shiを上述した直線アーティファクトに対応する画像成分とする。上述した実施例1と同様に、本実施例2のような直線アーティファクトの場合においても、直線アーティファクトに対応する基底関数Ahは1つだけとは限らず、複数個の基底関数Ahが存在する。直線アーティファクトに対応する画像成分(すなわち選択された基底関数Ahに対応する成分shi)を求める手法については、上述した実施例1と同じであるので、その説明を省略する。
ステップT3で求められた直線アーティファクトに対応する画像成分shiを“0”に置き換えることで直線アーティファクトに対応する画像成分shiを消去する。このステップS4では、“0”に置換される画像成分の対象となる画像が、実施例1では断層画像F(x,y)であったのに対して、本実施例2では画像F(r,θ)であるのを除けば、実施例1と同じであるので、その説明を省略する。このステップS4での補正処理を上述した画素群処理部8c(図1を参照)が行う。
このステップS5では、要素画像が、実施例1では要素画像Fi(x,y)であったのに対して、本実施例2では要素画像Fi(r,θ)であるのを除けば、実施例1と同じである。すなわち、ステップS4で補正処理された要素画像Fi(r,θ)、および選択されなかった残りの基底関数Ajおよびそれに対応する成分sjiからなる要素画像Fi(r,θ)をi=1〜Δで並べることにより直線アーティファクトを除去した画像F(r,θ)を得る。
ステップS5で直線アーティファクトを除去した画像F(r,θ)を直交座標系x,yの直交座標上の断層画像F(x,y)に逆変換する。このように逆変換することによりリングアーティファクトを除去した断層画像F(x,y)を得る。
このステップT1では、実施例2と同じであるので、その説明を省略する。後述するようにθによってM個(図10では4つ)の領域に分割する場合には、断層画像F(x,y)を極座標系r,θの極座標上の画像F(r,θ)に変換することにより、図10(a)に示す断層画像F(x,y)上のリングアーティファクトARTが、図10(b)に示す画像F(r,θ)上の直線アーティファクトARTに変換される。
このステップS1では、実施例2と同じであるので、その説明を省略する。
このステップS2では、実施例2と同じであるので、その説明を省略する。実施例2で述べた上記(3)式により基底関数Ajで展開する。
上記(3)式で展開された基底関数Ajのうち、直線アーティファクトに対応する基底関数Ah(ただし、1≦h≦N、該当するhの数は1個または複数個)を選択して、上述した実施例2では、この選択された基底関数Ahに対応する成分shiを上述した直線アーティファクトに対応する画像成分としていたのに対して、本実施例3では、この選択された基底関数Ahおよびそれに対応する成分shiからなる要素画像shi*Ahを直線アーティファクトに対応する画像成分とする。
ステップT2で選択された基底関数Ahおよびそれに対応する成分shiからなる要素画像shi*Ah、すなわち直線アーティファクトに対応する画像成分に対してスムージング(平滑化)フィルタを施す。つまり、上述した平滑化に関するshi*Ahからなる要素画像Fh(r,θ)に対する補正処理を施すことになる。
上記(6)式によって補正された画像Fhk(r,θ)をk=1〜Mで並べることにより要素画像Fh(r,θ)を補正する。上述したようにMは1を含んだ自然数であるので、要素画像Fh(r,θ)を分割せずに上記(6)式の右辺に代入して左辺を求めることで要素画像Fh(r,θ)を補正する場合も含まれる。上記(6)式は、この発明における(C)式に相当する。
上記(6)式あるいは上記(7)式で補正された要素画像Fh(r,θ)、および選択されなかった残りの基底関数Ajおよびそれに対応する成分sjiからなる要素画像Fi(r,θ)をi=1〜Δで並べることにより直線アーティファクトを除去した画像F(r,θ)を得る。
このステップT3では、実施例2と同じである。すなわち、ステップU3で直線アーティファクトを除去した画像F(r,θ)を直交座標系x,yの直交座標上の断層画像F(x,y)に逆変換する。このように逆変換することによりリングアーティファクトを除去した断層画像F(x,y)を得る。
すなわち、断層画像F(x,y)を極座標系r,θの極座標上の画像F(r,θ)に変換して、この画像F(r,θ)をθによってM個(ただし、Mは1を含んだ自然数)の領域の画像Fk(r,θ)に分割する(ただし、k=1〜M)。それぞれの画像Fk(r,θ)毎にθで積分したプロファイル関数Pk(r)を求めて、そのプロファイル関数Pk(r)に対してrについてスムージングフィルタを施すことで、Pk(r)´を求めて、画像Fk(r,θ)を下記(C)´式あるいは下記(D)´式中の右辺に代入して左辺を求めることで補正する。
Fk(r,θ)=Fk(r,θ)*Pk(r)´/Pk(r) …(C)´
Fk(r,θ)=Fk(r,θ)−(Pk(r)−Pk(r)´) …(D)´
上記(C)´式あるいは上記(D)´式によって補正された画像Fk(r,θ)をk=1〜Mで並べることにより画像F(r,θ)を補正し、この画像F(r,θ)を直交座標系x,yの直交座標上の断層画像F(x,y)に逆変換することによりアーティファクトを除去した断層画像を得る。これらの(C)´式あるいは(D)´の場合には、必ずしも特徴量解析を行う必要はなく、上述した各実施例において特徴量解析を利用して得られた要素画像Fh(r,θ)の替わりに、元の断層画像F(x,y)から極座標変換されたF(r,θ)に対してスムージングフィルタ処理を施せばよい。
Claims (13)
- 断層画像に対して処理を行う画像処理方法であって、断層画像を対象としてアーティファクトの特徴量解析を行うことで、アーティファクトを含む画素群とアーティファクトを含まない画素群とに分割して、前記アーティファクトを含む画素群のみに対して補正に関する所定の処理を施すことで、アーティファクトを除去する補正処理を行い、前記特徴量解析は独立成分分析であって、その独立成分分析を利用して前記アーティファクトに対応する画像成分と前記アーティファクトに対応しない画像成分とに独立して分離することで、前記アーティファクトを含む画素群と前記アーティファクトを含まない画素群とに分割し、
前記アーティファクトに対応する画像成分を消去することで、前記アーティファクトを含む画素群のみに対して前記補正に関する所定の処理を施し、
前記断層画像における断層面をx,y平面とするとともに、断層画像の各画素値をF(x,y)とし、その断層画像F(x,y)を前記x,yによってΔ個の群に分割することによりN個の画素から構成される要素画像Fi(x,y)を得て(ただし、i=1〜Δ)、前記独立成分分析を適用することにより各々の前記要素画像Fi(x,y)を前記N個の画素から構成される基底関数Ajで展開して(ただし、j=1〜N)、
Fi(x,y)=Σj=1 Nsji*Aj …(A)
上記(A)式で展開された前記基底関数Ajのうち、前記アーティファクトに対応する基底関数Ah(ただし、1≦h≦N、該当するhの数は1個または複数個)を選択して、この選択された基底関数Ahに対応する成分shiを前記アーティファクトに対応する画像成分として、その成分shiを“0”に置き換えることでアーティファクトに対応する画像成分を消去した、各々の要素画像Fi(x,y)に対する前記補正処理を施して、この要素画像Fi(x,y)をi=1〜Δで並べることにより前記アーティファクトを除去した断層画像を得ることを特徴とする画像処理方法。 - 断層画像に対して処理を行う画像処理方法であって、断層画像を対象としてアーティファクトの特徴量解析を行うことで、アーティファクトを含む画素群とアーティファクトを含まない画素群とに分割して、前記アーティファクトを含む画素群のみに対して補正に関する所定の処理を施すことで、アーティファクトを除去する補正処理を行い、前記特徴量解析は独立成分分析であって、その独立成分分析を利用して前記アーティファクトに対応する画像成分と前記アーティファクトに対応しない画像成分とに独立して分離することで、前記アーティファクトを含む画素群と前記アーティファクトを含まない画素群とに分割し、
前記アーティファクトに対応する画像成分を消去することで、前記アーティファクトを含む画素群のみに対して前記補正に関する所定の処理を施し、
前記断層画像における断層面をx,y平面とするとともに、断層画像の各画素値をF(x,y)とし、その断層画像F(x,y)を極座標系r,θの極座標上の画像F(r,θ)に変換することにより、前記断層画像F(x,y)上のアーティファクトを前記画像F(r,θ)上のアーティファクトに変換して、この画像F(r,θ)を前記r,θによってΔ個の群に分割することによりN個の画素から構成される要素画像Fi(r,θ)を得て(ただし、i=1〜Δ)、前記独立成分分析を適用することにより各々の前記要素画像Fi(r,θ)を前記N個の画素から構成される基底関数Ajで展開して(ただし、j=1〜N)、
Fi(r,θ)=Σj=1 Nsji*Aj …(B)
上記(B)式で展開された前記基底関数Ajのうち、前記アーティファクトに対応する基底関数Ah(ただし、1≦h≦N、該当するhの数は1個または複数個)を選択して、この選択された基底関数Ahに対応する成分shiを前記アーティファクトに対応する画像成分として、その成分shiを“0”に置き換えることでアーティファクトに対応する画像成分を消去した、各々の要素画像Fi(r,θ)に対する前記補正処理を施して、この要素画像Fi(r,θ)をi=1〜Δで並べた画像F(r,θ)を直交座標系x,yの直交座標上の断層画像F(x,y)に逆変換することにより前記アーティファクトを除去した断層画像を得ることを特徴とする画像処理方法。 - 断層画像に対して処理を行う画像処理方法であって、断層画像を対象としてアーティファクトの特徴量解析を行うことで、アーティファクトを含む画素群とアーティファクトを含まない画素群とに分割して、前記アーティファクトを含む画素群のみに対して補正に関する所定の処理を施すことで、アーティファクトを除去する補正処理を行い、前記特徴量解析は独立成分分析であって、その独立成分分析を利用して前記アーティファクトに対応する画像成分と前記アーティファクトに対応しない画像成分とに独立して分離することで、前記アーティファクトを含む画素群と前記アーティファクトを含まない画素群とに分割し、
前記アーティファクトに対応する画像成分を消去することで、前記アーティファクトを含む画素群のみに対して前記補正に関する所定の処理を施し、
前記断層画像における断層面をx,y平面とするとともに、断層画像の各画素値をF(x,y)とし、その断層画像F(x,y)を極座標系r,θの極座標上の画像F(r,θ)に変換することにより、前記断層画像F(x,y)上のアーティファクトを前記画像F(r,θ)上のアーティファクトに変換して、この画像F(r,θ)を前記r,θによってΔ個の群に分割することによりN個の画素から構成される要素画像Fi(r,θ)を得て(ただし、i=1〜Δ)、前記独立成分分析を適用することにより各々の前記要素画像Fi(r,θ)を前記N個の画素から構成される基底関数Ajで展開して(ただし、j=1〜N)、
Fi(r,θ)=Σj=1 Nsji*Aj …(B)
上記(B)式で展開された前記基底関数Ajのうち、前記アーティファクトに対応する基底関数Ah(ただし、1≦h≦N、該当するhの数は1個または複数個)を選択して、この選択された基底関数Ahおよびそれに対応する成分shiからなる要素画像shi*Ahをアーティファクトに対応する画像成分として、その画像成分に対してスムージングフィルタを施すことでアーティファクトに対応する画像成分を平滑化した、shi*Ahからなる要素画像Fh(r,θ)に対する前記補正処理を施して、この要素画像Fh(r,θ)、および、選択されなかった残りの基底関数Ajとそれに対応する成分sjiからなる要素画像Fi(r,θ)をi=1〜Δで並べた画像F(r,θ)を直交座標系x,yの直交座標上の断層画像F(x,y)に逆変換することにより前記アーティファクトを除去した断層画像を得ることを特徴とする画像処理方法。 - 請求項3に記載の画像処理方法において、前記要素画像shi*Ahからなる要素画像Fh(r,θ)を前記θによってM個(ただし、Mは1を含んだ自然数)の領域の画像Fhk(r,θ)に分割し(ただし、k=1〜M)、それぞれの前記画像Fhk(r,θ)毎にθで積分したプロファイル関数Pk(r)を求めて、そのプロファイル関数Pk(r)に対して前記rについて前記スムージングフィルタを施すことで、Pk(r)´を求めて、前記画像Fhk(r,θ)を、
Fhk(r,θ)=Fhk(r,θ)*Pk(r)´/Pk(r) …(C)
上記(C)式の右辺に代入して左辺を求めることで補正し、この補正された画像Fhk(r,θ)をk=1〜Mで並べることにより要素画像Fh(r,θ)を補正することを特徴とする画像処理方法。 - 請求項3に記載の画像処理方法において、前記要素画像shi*Ahからなる要素画像Fh(r,θ)を前記θによってM個(ただし、Mは1を含んだ自然数)の領域の画像Fhk(r,θ)に分割し(ただし、k=1〜M)、それぞれの前記画像Fhk(r,θ)毎にθで積分したプロファイル関数Pk(r)を求めて、そのプロファイル関数Pk(r)に対して前記rについて前記スムージングフィルタを施すことで、Pk(r)´を求めて、前記画像Fhk(r,θ)を、
Fhk(r,θ)=Fhk(r,θ)−(Pk(r)−Pk(r)´) …(D)
上記(D)式の右辺に代入して左辺を求めることで補正し、この補正された画像Fhk(r,θ)をk=1〜Mで並べることにより要素画像Fh(r,θ)を補正することを特徴とする画像処理方法。 - 断層画像に対して処理を行う画像処理方法であって、断層画像における断層面をx,y平面とするとともに、断層画像の各画素値をF(x,y)とし、その断層画像F(x,y)を極座標系r,θの極座標上の画像F(r,θ)に変換することにより、前記断層画像F(x,y)上のアーティファクトを前記画像F(r,θ)上のアーティファクトに変換して、この画像F(r,θ)を前記θによってM個(ただし、Mは1を含んだ自然数)の領域の画像Fk(r,θ)に分割し(ただし、k=1〜M)、それぞれの前記画像Fk(r,θ)毎にθで積分したプロファイル関数Pk(r)を求めて、そのプロファイル関数Pk(r)に対して前記rについてスムージングフィルタを施すことで、Pk(r)´を求めて、前記画像Fk(r,θ)を、
Fk(r,θ)=Fk(r,θ)*Pk(r)´/Pk(r) …(C)´
上記(C)´式の右辺に代入して左辺を求めることで補正し、この補正された画像Fk(r,θ)をk=1〜Mで並べることにより前記画像F(r,θ)を補正し、この画像F(r,θ)を直交座標系x,yの直交座標上の断層画像F(x,y)に逆変換することにより前記アーティファクトを除去した断層画像を得ることを特徴とする画像処理方法。 - 断層画像に対して処理を行う画像処理方法であって、断層画像における断層面をx,y平面とするとともに、断層画像の各画素値をF(x,y)とし、その断層画像F(x,y)を極座標系r,θの極座標上の画像F(r,θ)に変換することにより、前記断層画像F(x,y)上のアーティファクトを前記画像F(r,θ)上のアーティファクトに変換して、この画像F(r,θ)を前記θによってM個(ただし、Mは1を含んだ自然数)の領域の画像Fk(r,θ)に分割し(ただし、k=1〜M)、それぞれの前記画像Fk(r,θ)毎にθで積分したプロファイル関数Pk(r)を求めて、そのプロファイル関数Pk(r)に対して前記rについてスムージングフィルタを施すことで、Pk(r)´を求めて、前記画像Fk(r,θ)を、
Fk(r,θ)=Fk(r,θ)−(Pk(r)−Pk(r)´) …(D)´
上記(D)´式の右辺に代入して左辺を求めることで補正し、この補正された画像Fk(r,θ)をk=1〜Mで並べることにより前記画像F(r,θ)を補正し、この画像F(r,θ)を直交座標系x,yの直交座標上の断層画像F(x,y)に逆変換することにより前記アーティファクトを除去した断層画像を得ることを特徴とする画像処理方法。 - 請求項1から請求項7のいずれかに記載の画像処理方法において、前記断層画像は、被検体の体軸の軸心周りに撮像系が相対的に回転して得られた画像であることを特徴とする画像処理方法。
- 断層画像に対して処理を行う画像処理装置であって、断層画像を対象としてアーティファクトの特徴量解析を行うことで、アーティファクトを含む画素群とアーティファクトを含まない画素群とに分割する分割手段と、前記アーティファクトを含む画素群のみに対して補正に関する所定の処理を施す画素群処理手段とを備えることで、アーティファクトを除去する補正処理を行い、前記特徴量解析は独立成分分析であって、その独立成分分析を利用して前記アーティファクトに対応する画像成分と前記アーティファクトに対応しない画像成分とに独立して分離することで、前記アーティファクトを含む画素群と前記アーティファクトを含まない画素群とに分割し、
前記アーティファクトに対応する画像成分を消去することで、前記アーティファクトを含む画素群のみに対して前記補正に関する所定の処理を施し、
前記断層画像における断層面をx,y平面とするとともに、断層画像の各画素値をF(x,y)とし、その断層画像F(x,y)を前記x,yによってΔ個の群に分割することによりN個の画素から構成される要素画像F i (x,y)を得て(ただし、i=1〜Δ)、前記独立成分分析を適用することにより各々の前記要素画像F i (x,y)を前記N個の画素から構成される基底関数A j で展開して(ただし、j=1〜N)、
F i (x,y)=Σ j=1 N s ji *A j …(A)
上記(A)式で展開された前記基底関数A j のうち、前記アーティファクトに対応する基底関数A h (ただし、1≦h≦N、該当するhの数は1個または複数個)を選択して、この選択された基底関数A h に対応する成分s hi を前記アーティファクトに対応する画像成分として、その成分s hi を“0”に置き換えることでアーティファクトに対応する画像成分を消去した、各々の要素画像F i (x,y)に対する前記補正処理を施して、この要素画像F i (x,y)をi=1〜Δで並べることにより前記アーティファクトを除去した断層画像を得ることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項9に記載の画像処理装置において、前記断層画像は、被検体の体軸の軸心周りに撮像系が相対的に回転して得られた画像であることを特徴とする画像処理装置。
- 断層画像を撮像する断層撮影装置であって、被検体からの光または放射線を検出する検出手段と、その検出手段によって得られた光または放射線に関する被検体の断層画像に対して処理を行う画像処理手段とを備え、前記画像処理手段は、前記断層画像を対象としてアーティファクトの特徴量解析を行うことで、アーティファクトを含む画素群とアーティファクトを含まない画素群とに分割する分割手段と、前記アーティファクトを含む画素群のみに対して補正に関する所定の処理を施す画素群処理手段とを備えることで、アーティファクトを除去する補正処理を行い、前記特徴量解析は独立成分分析であって、その独立成分分析を利用して前記アーティファクトに対応する画像成分と前記アーティファクトに対応しない画像成分とに独立して分離することで、前記アーティファクトを含む画素群と前記アーティファクトを含まない画素群とに分割し、
前記アーティファクトに対応する画像成分を消去することで、前記アーティファクトを含む画素群のみに対して前記補正に関する所定の処理を施し、
前記断層画像における断層面をx,y平面とするとともに、断層画像の各画素値をF(x,y)とし、その断層画像F(x,y)を前記x,yによってΔ個の群に分割することによりN個の画素から構成される要素画像F i (x,y)を得て(ただし、i=1〜Δ)、前記独立成分分析を適用することにより各々の前記要素画像F i (x,y)を前記N個の画素から構成される基底関数A j で展開して(ただし、j=1〜N)、
F i (x,y)=Σ j=1 N s ji *A j …(A)
上記(A)式で展開された前記基底関数A j のうち、前記アーティファクトに対応する基底関数A h (ただし、1≦h≦N、該当するhの数は1個または複数個)を選択して、この選択された基底関数A h に対応する成分s hi を前記アーティファクトに対応する画像成分として、その成分s hi を“0”に置き換えることでアーティファクトに対応する画像成分を消去した、各々の要素画像F i (x,y)に対する前記補正処理を施して、この要素画像F i (x,y)をi=1〜Δで並べることにより前記アーティファクトを除去した断層画像を得ることを特徴とする断層撮影装置。 - 請求項11に記載の断層撮影装置において、前記被検体に向けて光または放射線を照射する照射手段を備え、前記検出手段は、前記被検体を透過した光または放射線を検出することを特徴とする断層撮影装置。
- 請求項12に記載の断層撮影装置において、前記照射手段および検出手段を前記被検体の体軸の軸心周りに相対的に回転させる回転手段を備え、前記断層画像は、被検体の体軸の軸心周りに照射手段および検出手段が相対的に回転して得られた画像であることを特徴とする断層撮影装置。
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