JP5154016B2 - 画像内の不均一性の補正方法および画像化装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像化装置によって検査対象から撮影される画像内の不均一性の補正方法に関する。本発明は、同様に、画像、特に磁気共鳴装置によって撮影された磁気共鳴画像を撮影するための画像化装置に関する。この方法は特に磁気共鳴画像の補正に適用される。

磁気共鳴装置は種々の問題提起の解明にますます頻繁に使用される。磁気共鳴装置の画像化法は高周波パルス（ＨＦパルス）が人間の体内に存在する水プロトンの核スピンを励起することに基づく。高周波パルスによって励起されたこれらの核スピンは緩和して初期状態に戻るが、その際に磁気変化を種々のコイルにより検出することができる。

更に、高い静磁場強さＢ₀を有する磁気共鳴装置を使用する努力がなされている。というのは、それによって取得される信号および空間分解能を増強することができるからである。しかしながら、高い磁場強さを有する磁石の使用は磁気共鳴画像内に描出された信号強さを変動させるという問題ももたらす。この信号強さ変動は、主として、投射されたＨＦ磁場が被検体と相互作用することに基づいている。真空内または非導電の物質中では極めて均一な高周波磁場を発生させることができる。このような均一な高周波磁場は、検査対象内に存在する核スピンを均一に励起させるために必要である。しかしながら、生物学的な物質は誘電体特性を有し、この特性が有効高周波磁場の周波数依存性および不均一性をもたらすので、検査対象の予め指定されたスライス内の核スピンの均一な励起はもはや不可能である（バイアス領域（ｂｉａｓ ｆｉｅｌｄ））。この不均一に発生された横磁化が受信コイルによって検出され、強さ変動をもたらし、それどころか磁気共鳴画像内に信号不足すらもたらすので、磁気共鳴画像のこの範囲では診断がもはや不可能である。投射されたＨＦパルスの周波数は直接に静磁場強さに比例するので、これは強いＢ₀の静磁場の場合に高周波に起因する不均一性を増幅する。

磁気共鳴画像内の不均一性の除去のために、不均一性を除かれる磁気共鳴画像に対数が適用され、引続いて画像が指数計算を施される補正方法は公知である（例えば、特許文献１参照）。準同形フィルタを用いたこの種の画像処理は、不均一性が位置に依存する乗算器として画像上に置かれているという事実、すなわち本来の強さが不均一性経過と乗算されるという事実に基づいている。対数計算の適用によって、この乗算は加算に移行し、簡単に画像から除去もしくはフィルタリングすることができる。不均一性の除去後、前に適用された対数計算ステップを取り消して元に戻すために、信号強さの指数計算が施される。
米国特許第６２０８１３８号明細書

本発明の課題は画像内の不均一性の補正を更に改善することにある。

この課題は本発明によれば、画像化装置によって検査対象から撮影された画像内の不均一性の補正方法において、
補正すべき画像が撮影され、
補正すべき画像から補正画像が算出され、
補正すべき画像と補正画像との乗算によって正規化された画像を作成するために、撮影された画像が補正画像を用いて補正され、
補正すべき画像から、補正すべき画像よりも低い分解能を有する補正原型が作成され、補正原型に適用される準同形フィルタを用いて、低周波の不均一性が低減されている正規化された補正原型が算出され、
正規化された補正原型と補正原型との商の算出により、不均一性の逆関数に相当する補正関数が形成され、
補正画像が補正すべき画像と同一の分解能を有するまで、補正関数から補間によって補正画像が形成され、
補正画像を算出する際に、撮像された検査対象の付近において限界値よりも低い信号強さを有する画素が識別され、これらの画素に、それぞれの近隣の画素の信号強さにそれぞれ依存する信号強さが割り当てられる
ことを特徴とする画像内の不均一性の補正方法によって解決される（請求項１）。
画像内の不均一性の補正方法に関する本発明の実施態様は次の通りである。
・磁気共鳴装置によって磁気共鳴画像が撮影され、高周波パルスによって検査対象内の核スピンを励起する際の不均一性によって生じる不均一性の補正が行なわれる（請求項２）。
・正規化された補正原型を算出するために、
補正原型の対数を計算し、
対数計算された画像のフーリエ空間へのフーリエ変換を計算し、
フーリエ変換と高域通過フィルタとを乗算し、
フィルタリングされたフーリエ変換をフーリエ空間から画像空間へ逆変換し、
逆変換された画像の指数関数を形成し、正規化された補正原型を得る（請求項３）。
・補正原型において検査対象の内部で限界値よりも低い信号強さを有する画素では、信号強さが、それぞれＮ個の隣接画素の信号強さに依存する強さ値によって置き換えられる（請求項４）。
・補正原型において検査対象の外側で限界値以下の信号強さを有する画素では、信号強さが、
検査対象の重心点を決定し、
画像背景に対して検査対象のエッジのところを延びる対称軸のところで検査対象の内側から検査対象の外側に向かって半径方向に外側へ信号強さを線対称に形成する
ように決定される（請求項５）。
・補正原型において検査対象の外側で限界値以下の信号強さを有する画素では、信号強さが、
検査対象から定められた距離以内にある画素の信号強さをＭ個の隣接画素の平均値により決定する
ように決定される（請求項６）。
・検査対象の外側の画素の信号強さの置き換えを行った後で、置き換えられていない画素が背景に残っている場合には、補正原型において検査対象の外側の画素の信号強さが、補正原型において検査対象の内側の画素の信号強さの平均値によって選定されることによって、背景の残りの画素の置き換えが行われる（請求項７）。
・補正画像の作成のために、それぞれ画像の外側エッジにおける画像帯がそのエッジのところで外側に向けて線対称に形成されることによって、補正すべき画像の拡張された画像が作成される（請求項８）。

画像化装置によって検査対象から撮影された画像内の不均一性を補正するための本発明の有利な方法によれば、まず、補正すべき画像が画像化装置によって撮影され、引続いて補正すべき画像から補正画像が算出され、次に補正すべき画像と補正画像との乗算によって正規化された画像を作成するために、撮影された画像が補正画像を用いて補正される。補正画像を算出する際に、好ましくは、撮像された検査対象の付近において予め与えられた限界値よりも低い信号強さを有する画素が識別される。次に、これらの画素に、それぞれの近隣の画素の信号強さにそれぞれ依存する信号強さが割り当てられる。これによって、補正画像において、非常に低い信号強さを有するかあるいは信号強さを持たない画素またはピクセルは使用されない。これは、非常に低い信号強さを有するかあるいは信号強さを持たない画素内には補正すべき不均一性に関する情報も含まれ得ないという認識に基づいている。しかしながら、画像上の不均一性の経過に関する知識は、撮影された画像から不均一性を除去するために必要である。これらの画素が画像上の不均一性分布の算出時に使用されないという事実によって、画像上の不均一性の経過に関するより良好なメッセージを発生させることができる。この「ノイズ画素」内の信号強さを周囲の信号強さによって置き換えることにより、画像上の不均一性の経過に関するメッセージを決定的に改善することができる。これは、画像上の不均一性分布が一般に低周波で変化すること、すなわち不均一性の非常に突発的な高周波変化が存在しないことに基づく。この事実によって、不均一性に起因する不均一性経過に関するより正確なメッセージがなされるので、画像上の不均一性経過がよりよく知られているならば、画像補正も改善される。

有利な実施態様においては、補正すべき画像が、磁気共鳴装置または磁気共鳴断層撮影装置によって撮影された磁気共鳴画像であり、高周波パルスによって検査対象内の核スピンを励起する際の不均一性によって生じる不均一性の補正が行なわれる。冒頭に述べたように、高周波パルスと被検体との相互作用が、特に高い静磁場強さの場合に、磁気共鳴画像に不均一性をもたらし、この不均一性を上記方法によって効果的に補正することができる。本方法は送信コイルおよび誘電共振によって引き起こされた不均一性の補正のために開発されたにもかかわらず、他のあらゆる不均一性（例えば、受信コイルに起因する不均一性）を補正することができる。

もちろん、上記補正方法は磁気共鳴画像における用途に限定されない。不均一性経過が理想的な強さ経過と乗算的に撮影対象に起因して変化する場合およびこの不均一性経過が低周波成分によってのみ変化する場合にはいつでも、上記の補正方法を適用することができる。

好ましくは、補正画像の算出のために、補正すべき画像から補正原型が作成され、しかもこの補正原型は補正すべき画像よりも低い分解能を持つのがよい。原画よりも低い分解能を有する補正原型の使用は、後で画像に適用される計算動作における計算速度を加速するためにのみ用いられる。低い分解能の使用は不均一性経過の計算に不都合な影響を及ぼさないが、しかし計算時間は著しく短縮する。例えば、分解能は、１０〜１００倍だけ画素数を減らすことによって低くすることができる。補正原型の分解能は例えば６４×６４画素であるとよい。

本発明の他の実施態様においては、正規化された補正原型が補正原型に適用される準同形フィルタの使用により算出される。準同形フィルタの使用によって画像内の乗算的な不均一性成分を対数計算によって２つの成分に分離して、引続いてフィルタにより不均一性成分を良好に除去することができる。

正規化された補正原型および補正原型から、正規化された補正原型と補正原型との商の計算によって補正関数が形成される。この補正関数は不均一性経過の逆関数に相当する。補正画像は、再び補正すべき画像と同じ分解能が得られるまで、補正関数から補間によって形成される。引続いて不均一性のない正規化された画像は、補正画像と撮影された画像との乗算によって得られ、補正画像は不均一性領域の逆関数であるので、不均一性経過による画像への影響を画像から除去することができる。

正規化された補正原型の算出のために次のステップが実行される。まず補正原型の対数計算が行なわれる。次に、対数計算された画像がフーリエ変換を施される。次に、フーリエ空間において、画像が、低い周波数を部分的または完全に抑制する高域通過フィルタと乗算される。次に、フィルタにかけられたフーリエ変換がフーリエ空間から画像空間へ逆変換される。逆変換された画像は指数計算されなければならず、それにより正規化された補正原型が得られる。フーリエ変換によって、画像のそれぞれの周波数スペクトルの成分ごとの処理が可能である。なぜならば、画像が前もって対数計算されたからである。それによって、フーリエ変換が各成分に適用される。その結果の指数計算によって初めに適用された対数計算ステップが元に戻されるので、引続いては正規化された補正原型が得られる。

しかしながら、画像上の不均一性経過に関する良好なメッセージを得るためには、非常に低い信号強さを有する画素がまず置き換えられなければならない。これらの画素は不均一性分布に関するメッセージをもたらさない。それらはこの理由から補正原型を作成する前に置き換えられなければならない。このために、検査対象に内部において限界値よりも低い信号強さを有する画素では、信号強さがそれぞれＮ個の隣接画素の信号強さに依存する信号強さによって置き換えられる。例えば信号強さが２５個の隣接ピクセルの信号強さによって置き換えられる。この場合に個数Ｎは任意に選択可能であり、とりわけ１０〜５０の範囲にあるとよい。

更に、検査対象の外側の画素が識別される。これらの画素はもちろん検査対象の信号を持たず、従って同様に限界値以下である。これらの画素の信号強さは次のようにして決定される。検査対象の重心点を決定し、そして検査対象の内側から外側に向けて半径方向に外側へ信号強さを線対称に形成する。この場合に、画像背景に対して検査対象のエッジのところを延びる軸のところで画素が線対称に形成される。同様に検査対象の外側の画素の信号強さが、検査対象から出発して外側の画素がＭ個の隣接画素の平均値によって与えられている信号強さで埋められることによって決定される。この場合に検査対象から外側に向けて出発する。Ｍは１０〜５０、例えば２５に選定されるとよく、従って背景における画素が最も近くの２５個のピクセルの平均値によって埋められる。この場合に置き換えるべきピクセルから、限界値以上の強さを有するＭ個のピクセルが見つけ出されるまで、例えばスパイラル状に外側に向けて進むとよい。更に、検査対象の外側の画素の信号強さを検査対象の内側の全ての信号強さ点の平均値によって選択することができる。

閾値以下の信号強さを有する全ての画素を他の信号強さで埋めることができる。この場合には検査対象の付近の平均値法が画像の縁部よりも正確である。「ノイズ画素」への信号強さの補充は計算時間に関連して最適化される。より正確な近似法は大きな計算時間を必要とし、他の近似法は高速であるがしかし正確さが劣る。

有利な実施態様によれば、補正画像の作成のために、その都度画像の外側エッジにおける画像帯がそのエッジのところで外側に向けて線対称に形成されることによって画像が拡張され、典型的には画像全体または撮像視野（ＦＯＶ）の約２５％の拡張が行なわれる。画像処理時に使用された離散型フーリエ変換によってスペクトルが周期的に描出される。これによって、不均一性経過の画像のエッジに不均一性経過における激しい跳躍が発生する。これらの跳躍は低い周波数成分によっては描出できないので、これらのエッジにおける補正は確実には働かない。この理由から、外側の画像領域が外側へ向けて線対称に形成されるので、この問題がさらに外側の方へずらされる。この場合に外側へ向けてずらされた領域は、最終的には不均一性経過もしくは逆不均一性経過の算出時に使用されない。例えば原型の分解能が６４×６４画素である場合に、その分解能は線対称に形成された後には９６×９６画素となる。

本発明は、同様に、補正すべき画像を撮影するための画像撮影ユニットと、補正原型を算出するための補正原型計算ユニットと、正規化された補正原型を算出するためのフィルタユニットと、補正画像を算出するための補正計算ユニットとを備え、補正画像が上述のように算出される、検査対象の画像を撮影するための画像化装置に関する。
より詳細に記載すると、本発明によれば、
補正すべき画像を撮影するための画像撮影ユニットと、
撮影された画像から、補正すべき画像よりも低い分解能を有する補正原型を作成する、補正原型を算出するための補正原型計算ユニットと、
補正原型に基づいて、低周波の不均一性が低減されている正規化された補正原型を算出するためのフィルタユニットと、
正規化された補正原型と補正原型との商の算出により、不均一性の逆関数に相当する補正関数を形成し、補正関数から補間によって、補正すべき画像と同一の分解能を有する補正画像を形成する、補正画像を算出するための補正計算ユニットとを備え、
補正計算ユニットは補正すべき画像と補正画像との乗算によって正規化された画像を作成し、
この正規化された画像を表示する表示ユニットを備え、
補正原型計算ユニットは、補正原型を算出する際に、撮像された検査対象の付近において限界値よりも低い信号強さを有する画素を識別し、これらの画素に、それぞれの近隣の画素の信号強さにそれぞれ依存する信号強さを割り当てる
ことを特徴とする検査対象の画像撮影のための画像化装置が提案される（請求項９）。
画像化装置に関する本発明の実施態様は次の通りである。
・画像化装置は核磁気共鳴に基づいて検査対象の磁気共鳴画像を作成する磁気共鳴装置である（請求項１０）。

以下において、添付図面を参照しながら本発明を更に詳細に説明する。
図１は不均一性を補正することができる画像化装置を概略的に示し、
図２は正規化された画像を計算するための方法ステップを示すフローチャートであり、
図３は正規化された補正原型を計算するための方法ステップを示すフローチャートであり、
図４は補正原型の改善のためのステップを有するフローチャートであり、
図５乃至１１は模範画像に基づいて正規化された画像を計算するための種々のステップを示す。

図１は画像化装置１０、例えば磁気共鳴装置を概略的に示す。磁気共鳴装置の基本的な動作態様は当業者に知られており、本発明の理解のためには重要ではないので、より詳しい説明は省略する。高周波パルスによる励起後に検出される測定信号は、受信コイルによって受信され、導線１１を介して画像計算ユニット１２に導かれる。画像計算ユニット１２は従来のようにコイルによって検出された信号から磁気共鳴画像を算出する。この磁気共鳴画像はとりわけ不均一性（いわゆるバイアス領域）を有する。磁気共鳴画像内のこの不均一性を除去するために、画像計算ユニット１２から出力された磁気共鳴画像は、補正原型を算出する補正原型計算ユニット１３に導かれる。後で詳しく説明するように、補正原型計算ユニット１３においては、低い信号強さを有する画素が除去されて他の信号強さによって置き換えられるように補正原型が準備される。次に、フィルタユニット１４が磁気共鳴画像から低周波の不均一成分を抑制し、補正計算ユニット１５が、フィルタユニット１４から与えられかつ補正原型のデータを有するデータから、逆の不均一性分布を算出する。引続いて、その逆の不均一性分布から正規化された磁気共鳴画像が算出される。最後に、この正規化された磁気共鳴画像は、表示ユニット１６に表示されてもよいし、あるいは他の定量的な計算処理に使用されてもよい。

図２には正規化された画像を作成するための基本的なステップが示されている。第１のステップ２０において大きさ［Ｍ，Ｎ］を持つ補正すべき画像Ｉ（ｘ，ｙ）が撮影される。磁気共鳴画像の大きさは一般に使用される磁気共鳴画像サイズ、例えば２５６×２５６または５１２×５１２画素に相当する。

次に、ステップ２１において補正原型ｉ（ｘ，ｙ）が算出され、画像サイズはこの場合には［ｍ，ｎ］である。補正原型の画素の個数は理論的には補正すべき画像に一致してもよいが、しかし計算時間の短縮のために大抵は少ない分解能を有する画像が発生される。この分解能低減は、計算時間の相当の部分を短縮するが、しかし不均一性除去の際には精度に決定的な影響を及ぼさない。次にステップ２２において補正原型から正規化された補正原型ｉ_N（ｘ，ｙ）が作成される。ステップ２３において、正規化された補正原型ｉ_N（ｘ，ｙ）および補正原型ｉ（ｘ，ｙ）から、ｃ＝ｉ_N（ｘ，ｙ）／ｉ（ｘ，ｙ）により、補正関数ｃ（ｘ，ｙ）が形成される。このステップ２３では不均一性の逆関数が作成される。ステップ２４において、補間によって、補正すべき画像と同じ大きさＭ，Ｎを持つ補正画像Ｃ（ｘ，ｙ）が算出される。ステップ２５において、補正画像Ｃ（ｘ，ｙ）と補正すべき画像Ｉ（ｘ，ｙ）とが乗算されることによって、正規化された画像が算出される。正規化された画像からは、補正画像との乗算によって、高周波磁場に起因する領域不均一性が除去されている。本例においては２次元データが使用されたが、本方法は３次元ボリュームデータセットにも適用可能である。

図３には図１のフィルタユニット１４において行なわれるように補正原型から正規化された補正原型が形成される様子が詳細に示されている。準同形フィルタのこの経過は次のとおりである。第１のステップ３１において画像ｉ（ｘ，ｙ）の対数計算が行なわれ、次にステップ３２においてフーリエ空間またはＫ空間へのフーリエ変換が施される。次にステップ３３において、フーリエ空間における信号に、不均一性の低周波成分を除去する高域通過フィルタ（ノッチフィルタ）が適用される。引続いてステップ３４において、ステップ３５における磁気共鳴画像の指数計算の前に画像空間への逆変換が行なわれる。ステップ３５においては、今や低い分解能を有する正規化された補正原型ｉ_N（ｘ，ｙ）が得られる。

図４には、図３に示されたステップが実行される前に、画像計算ユニット１２から来る磁気共鳴画像が前処理される様子を示すステップが示されている。まずステップ４１において低い分解能を有する、すなわち少ない画素を有する補正原型が作成される。ステップ４２において、閾値形成が行なわれる、すなわち閾値よりも小さい信号強さを有する画素が排除される。ステップ４３において、さらに検査対象の縁辺の画素が排除される。なぜならば、これらはいわゆる「パーシャルボリューム」効果によって間違った結果をもたらすからである．

次にステップ４４において、検査対象の内部にある小さすぎる強さを持つ画素が識別され、それらの信号強さが、例えば最も近いＮ個の隣接する画素の平均値形成によって置き換えられる。ステップ４５において、更に検査対象の外側の画素の信号強さが置き換えられる。後で更に詳しく説明するように、ここでは検査対象の内側の画素が検査対象の中心点から半径方向に外側に向けて線対称に形成され、その際に対称軸は検査対象のエッジのところを延びる。あるいは検査対象から与えられた距離だけ離れた範囲内の全てのピクセル、例えば視野の１／８のピクセルが、これらの画素の信号強さが最も近いＭ個の画素の信号強さによって与えられることによって変更される。同様にまたは付加的に、背景における画素が全て既に置き換えられたわけではない場合には、背景の残りの画素が検査対象の信号強さの平均値で埋められるとよい。

ステップ４６においてはエッジにおける画素が外側に向けて線対称に形成され、それによって、エッジでの不均一性経過において場合によっては発生する問題が外側に向けてずらされる。

図５乃至１１には領域不均一性を除去するための方法ステップが頭部の磁気共鳴撮影における模範例で示されている。

図５において、画像５１は低くされた分解能を有する磁気共鳴画像を示し、これは補正すべき画像から作成されたものである。画像５１は閾値法を受け、それによって画像５２が得られる。画像５２においては、検査対象の内側および外側において閾値以下の信号強さを有する全てのピクセルつまり画素が識別される。次に画像５３においては、更に信号強さを持つ画素と信号強さを持たない画素との間の移行部の縁における画素が除去される。なぜならばこれらの画素は同様に不均一性の計算結果の質を低下させるからである。次に画像５４において、以前に信号強さがあまりにも低すぎた検査対象内部の画素が、例えば最も近い２５個の画素による平均値形成によって置き換えられる。

次に画像５５において検査対象の付近の画素が同様に最も近いＭ個の画素の平均値形成によって置き換えられる。この場合にＭは１０〜５０に選ばれるとよい。

図６に示されているように、画像５５および原画像５１から画像６１が作成され、低すぎる信号強さを有する画像５１の画素は画像５５に示されているように置き換えられた。同様に他の可能性によれば、画像５１が画像５４と混合され、この場合には画像６２を得るために内部の画素のみが置き換えられる。検査対象の外側の画素は検査対象の重心から半径方向に外側に向けた線対称によって計算される。ここでは検査対象内にある画素が対称軸６２ａのところで外側に向けて線対称に形成されるので、画像６３が得られる。半径方向に外側へ向けた線対称の形成は背景における全ての画素に対して実施される。

継続処理のために画像６１または画像６３が使用され、すなわち画像５１がマスク５５またはマスク５４に混合される。画像６１または画像６３が継続処理に使用されるかどうかの事実は、検査対象、使用されたコイルおよびその他の要因に依存する

図７に示されているように以下において画像６１は継続処理に使用される。画像計算時に使用される離散型フーリエ変換によって周期的なスペクトルが生じる。同様に不均一性は周期性である。それにより、画像内の不均一性経過は跳躍を有する。これらの跳躍もしくはエッジは低い周波数では近似することができないので、エッジにおける不均一性経過は正しく描出できない。この理由から、画像７１から分かるように、それぞれ外側の画像部分はエッジ７１ａのところで外側に向かって線対称に形成される。この線対称の形成によってこの不連続性が外側に向けて移動され、そこでは不連続性が後で考慮されることはない。例えば全視野の２５％の画素の線対称の形成によって画像７２が生じる。この画像７２は補正原型計算ユニット１３において算出される補正原型であり、補正原型はフィルタユニット１４に導かれる。
このフィルタユニット１４では、画像７２から対数が形成されて画像７３が得られる。引続いて、この画像７３から、図８から分かるように、画像８１を得るために、２次元の逆フーリエ変換が行なわれる。この周波数スペクトル８１は画像８２に示されているように高域通過フィルタと乗算され、それから、画像中心における低周波成分がフィルタにより除去されたことにより、画像８３が得られる。画像８３のこの周波数スペクトルは画像空間へ逆変換され、それにより画像８４が生じる。画像８４は画像８５（図９参照）を得るために指数関数計算される。画像８５には今や不均一性が抑制されている。この不均一性はフーリエ変換およびそれに続く高域通過フィルタリングによって除去されたので、画像内の低周波の不均一性は強く低減されている。画像８５は正規化された補正原型ｉ_N（ｘ，ｙ）に一致する。
補正計算ユニット１５では、この正規化された補正原型８５すなわちｉ_N（ｘ，ｙ）と、補正原型ｉ（ｘ，ｙ）すなわち画像７２との商の形成によって、補正関数９１を得ることができる。この補正関数９１は低くされた分解能を有する不均一性の逆関数に相当する。図１０に示されているように、今や画像９１の内側部分が取り出される。なぜならば画像７２において画像７１の付加された外側範囲は必要でないからである。次に画像がその元の大きさまで補間されるので、補正すべき画像と同じ大きさ［Ｍ，Ｎ］を持つ画像９２が得られる。この補正画像９２は不均一性経過の逆を示す。補正すべき元の画像１００（図１０参照）と補正画像９２との乗算によって、投射された高周波磁場と検査対象との共鳴によって生じる不均一性がほぼ存在しない正規化された画像１１０が得られる。
この正規化された画像１１０は表示ユニット１６に表示される。

以上のとおり、ここで説明した方法は画像内の不均一性の補正を可能にする。フィルタリングの前に画像を前処理することによって、不均一性経過に関するメッセージを生ぜしめないあまりにも低すぎる信号強さを有する画素が抽出されて近隣の画素によって置き換えられる。これは不均一性経過に関する正確なメッセージを可能にするので、不均一性経過を、正規化された画像の作成のために使用することができる。

不均一性を補正することができる画像化装置を示す概略図 正規化された画像を計算するための方法ステップを示すフローチャート 正規化された補正原型を計算するための方法ステップを示すフローチャート 補正原型の改善のためのステップを有するフローチャート 模範画像に基づいて正規化された画像を計算するためのためのステップの第１の説明図 模範画像に基づいて正規化された画像を計算するためのためのステップの第２の説明図 模範画像に基づいて正規化された画像を計算するためのためのステップの第３の説明図 模範画像に基づいて正規化された画像を計算するためのためのステップの第４の説明図 模範画像に基づいて正規化された画像を計算するためのためのステップの第５の説明図 模範画像に基づいて正規化された画像を計算するためのためのステップの第６の説明図 模範画像に基づいて正規化された画像を計算するためのためのステップの第７の説明図

符号の説明

１１ 導線
１２ 画像計算ユニット
１３ 補正原型計算ユニット
１４ フィルタユニット
１５ 補正計算ユニット
１６ 表示ユニット
２０〜２５ ステップ
３１〜３５ ステップ
４１〜４６ ステップ
５１〜５５ 画像
６１〜６３ 画像
６２ａ 対称軸
７１〜７３ 画像
７１ａ エッジ
８１〜８５ 画像
９１〜９２ 画像
１００ 画像
１１０ 画像

Claims (10)

1. 画像化装置によって検査対象から撮影された画像内の不均一性の補正方法において、
   補正すべき画像（１００）が撮影され、
   補正すべき画像（１００）から補正画像（９２）が算出され、
   補正すべき画像（１００）と補正画像（９２）との乗算によって正規化された画像（１１０）を作成するために、撮影された画像（１００）が補正画像（９２）を用いて補正され、
   補正すべき画像（１００）から、補正すべき画像よりも低い分解能を有する補正原型（７２）が作成され、補正原型（７２）に適用される準同形フィルタを用いて、低周波の不均一性が低減されている正規化された補正原型（８５）が算出され、
   正規化された補正原型（８５）と補正原型（７２）との商の算出により、不均一性の逆関数に相当する補正関数（９１）が形成され、
   補正画像（９２）が補正すべき画像（１００）と同一の分解能を有するまで、補正関数（９１）から補間によって補正画像（９２）が形成され、
   補正画像（９２）を算出する際に、撮像された検査対象の付近において限界値よりも低い信号強さを有する画素が識別され、これらの画素に、それぞれの近隣の画素の信号強さにそれぞれ依存する信号強さが割り当てられる
   ことを特徴とする画像内の不均一性の補正方法。
2. 磁気共鳴装置によって磁気共鳴画像が撮影され、高周波パルスによって検査対象内の核スピンを励起する際の不均一性によって生じる不均一性の補正が行なわれることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 正規化された補正原型を算出するために、
   補正原型（７２）の対数を計算し、
   対数計算された画像のフーリエ空間へのフーリエ変換を計算し、
   フーリエ変換と高域通過フィルタとを乗算し、
   フィルタリングされたフーリエ変換をフーリエ空間から画像空間へ逆変換し、
   逆変換された画像の指数関数を形成し、正規化された補正原型（８５）を得る
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
4. 補正原型（７２）において検査対象の内部で限界値よりも低い信号強さを有する画素では、信号強さが、それぞれＮ個の隣接画素の信号強さに依存する強さ値によって置き換えられることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方法。
5. 補正原型（７２）において検査対象の外側で限界値以下の信号強さを有する画素では、信号強さが、
   検査対象の重心点を決定し、
   画像背景に対して検査対象のエッジのところを延びる対称軸のところで検査対象の内側から検査対象の外側に向かって半径方向に外側へ信号強さを線対称に形成する
   ように決定されることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
6. 補正原型（７２）において検査対象の外側で限界値以下の信号強さを有する画素では、信号強さが、
   検査対象から定められた距離以内にある画素の信号強さをＭ個の隣接画素の平均値により決定する
   ように決定されることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
7. 請求項５又は６に記載の方法により検査対象の外側の画素の信号強さの置き換えを行った後で、置き換えられていない画素が背景に残っている場合には、補正原型（７２）において検査対象の外側の画素の信号強さが、補正原型（７２）において検査対象の内側の画素の信号強さの平均値によって選定されることによって、背景の残りの画素の置き換えが行われることを特徴とする請求項５又は６記載の方法。
8. 補正画像（９２）の作成のために、画像の外側エッジにおける画像帯がそのエッジのところで外側に向けて線対称に形成されることによって、補正すべき画像（１００）の拡張された画像が作成されることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の方法。
9. 補正すべき画像（１００）を撮影するための画像撮影ユニットと、
   撮影された画像（１００）から、補正すべき画像よりも低い分解能を有する補正原型（７２）を作成する、補正原型を算出するための補正原型計算ユニット（１３）と、
   補正原型（７２）に基づいて、低周波の不均一性が低減されている正規化された補正原型（８５）を算出するためのフィルタユニット（１４）と、
   正規化された補正原型（８５）と補正原型（７２）との商の算出により、不均一性の逆関数に相当する補正関数（９１）を形成し、補正関数（９１）から補間によって、補正すべき画像（１００）と同一の分解能を有する補正画像（９２）を形成する、補正画像を算出するための補正計算ユニット（１５）とを備え、
   補正計算ユニット（１５）は補正すべき画像（１００）と補正画像（９２）との乗算によって正規化された画像（１１０）を作成し、
   この正規化された画像（１１０）を表示する表示ユニット（１６）を備え、
   補正原型計算ユニット（１３）は、補正原型（７２）を算出する際に、撮像された検査対象の付近において限界値よりも低い信号強さを有する画素を識別し、これらの画素に、それぞれの近隣の画素の信号強さにそれぞれ依存する信号強さを割り当てる
   ことを特徴とする検査対象の画像撮影のための画像化装置。
10. 画像化装置は核磁気共鳴に基づいて検査対象の磁気共鳴画像を作成する磁気共鳴装置であることを特徴とする請求項９記載の画像化装置。