JP5416912B2 - Data processing apparatus and medical diagnostic apparatus - Google Patents

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本発明の実施形態は、時間軸や空間軸のデータにおけるノイズを低減することによりSNR (signal to noise ratio)を向上させるデータ処理装置および医用診断装置に係 Embodiments of the present invention, Ru engages the data processing apparatus and a medical diagnostic apparatus for enhancing SNR (signal to noise ratio) by reducing the noise in the data of the time axis and space axis.

従来、空間軸や時間軸を有するデータに存在するランダムなノイズを低減するためにフィルタリングが行われている。ノイズ低減用のフィルタには、時間的および空間的にフィルタ強度が変わらない線形(linear)フィルタの他、データに応じてフィルタ強度を決定する適応型フィルタがある。空間的または時間的なランダムノイズを低減する適応型フィルタとしては、構造適応型フィルタやSNR適応型フィルタが提案されている。   Conventionally, filtering is performed to reduce random noise existing in data having a space axis or a time axis. In addition to a linear filter whose filter strength does not change temporally and spatially, there is an adaptive filter that determines the filter strength according to data. Structural adaptive filters and SNR adaptive filters have been proposed as adaptive filters that reduce spatial or temporal random noise.

構造適応型フィルタは、データの構造に応じてフィルタ強度を決定し、エッジ、ライン、点などの高周波成分の局所的な構造を保持するようにしたフィルタである。構造適応型フィルタには、エッジやラインの方向を検出し、検出したエッジやラインの方向に応じてフィルタリングの方向を制御するタイプやフィルタ強度を制御するタイプがある。   The structure adaptive filter is a filter that determines the filter strength according to the structure of data and retains the local structure of high-frequency components such as edges, lines, and points. The structure adaptive filter includes a type that detects the direction of an edge or a line and controls the direction of filtering according to the detected direction of the edge or line, or a type that controls the filter strength.

例えば、画像データから検出したエッジに応じてフィルタ強度を制御する構造適応型フィルタとして、シグマフィルタと呼ばれるフィルタが知られている。シグマフィルタは、画像データにおける中間周波成分または高周波成分を強調したデータから重み関数を作成し、作成した重み関数を用いて画像データと中間周波成分または高周波成分を強調したデータとを重み付加算することによって画像データにおけるエッジを保存しつつノイズを低減する、いわゆるエッジ保存(edge preservation)またはエッジ強調(edge enhancement)を行うフィルタである。このシグマフィルタによるデータの補正処理(フィルタリング)は、フィルタリングの対象となる一次元の位置(x)における原データをSorig(x)、原データSorig(x)にハイパスフィルタ(HPF: high pass filter)を掛けることによって得られる高周波成分(high pass filtered data)をShigh(x)、原データSorig(x)にローパスフィルタ(LPF: low pass filter)を掛けることによって得られる低周波成分(low pass filtered data)をSlow(x)、重み関数をWhigh(x)、フィルタリング後の補正データをScor(x)とすると、式(1-1)および式(1-2)のように表すことができる。 For example, a filter called a sigma filter is known as a structure adaptive filter that controls the filter strength according to an edge detected from image data. The sigma filter creates a weighting function from data in which intermediate frequency components or high frequency components in image data are emphasized, and weights and adds image data and data in which intermediate frequency components or high frequency components are emphasized using the created weight function. This is a filter that performs so-called edge preservation or edge enhancement that reduces noise while preserving edges in image data. Data correction processing (filtering) using this sigma filter is a high-pass filter (HPF: high pass filter) that converts the original data at the one-dimensional position (x) to be filtered into S orig (x) and original data S orig (x). high frequency component (high pass filtered data) obtained by multiplying the filter) by S high (x), and low frequency component (LPF: low pass filter) obtained by multiplying the original data S orig (x) If low pass filtered data) is S low (x), the weighting function is W high (x), and the correction data after filtering is S cor (x), Equations (1-1) and (1-2) Can be expressed as

[数1]
Whigh(x)=Shigh(x)/max[Shigh(x)] (1-1)
Scor(x)=Whigh(x)*Sorig(x)+{1-Whigh(x)}Slow(x) (1-2)
すなわち、式(1-1)に示すように、原データSorig(x)のエッジ部分として高周波成分Shigh(x)が抽出され、抽出された高周波成分Shigh(x)は高周波成分Shigh(x)の最大値max[Shigh(x)]で正規化される。そして、この正規化された高周波成分が重み関数Whigh(x)とされる。次に、重み関数Whigh(x)を用いて原データSorig(x)とsmoothingデータである低周波成分Slow(x)とが重み付け加算されることによって補正データScor(x)が得られる。
[Equation 1]
W high (x) = S high (x) / max [S high (x)] (1-1)
S cor (x) = W high (x) * S orig (x) + {1-W high (x)} S low (x) (1-2)
That is, as shown in Expression (1-1), the high frequency component S high (x) is extracted as the edge portion of the original data S orig (x), and the extracted high frequency component S high (x) is the high frequency component S high Normalized by the maximum value of [x] max [S high (x)]. The normalized high frequency component is set as a weighting function W high (x). Next, the correction data S cor (x) is obtained by weighted addition of the original data S orig (x) and the low frequency component S low (x) which is smoothing data using the weight function W high (x). It is done.

一方、SNR適応型フィルタは、データのSNRに応じてフィルタ強度を最適化するようにしたフィルタである。SNR適応型フィルタの具体例としては、Wiener Filter (WF)が提案されている。より具体的には、通常の周波数空間で作用するFourier WF (FTW)やフレネル変換で帯域分割して得られるFREBAS空間で作用するFREBAS WF (FRW)が提案されている(例えば非特許文献1参照)。
伊藤聡志, 山田芳文: 「フレネル変換の複式解法を利用したMR映像のSNR改善法」(英語名:Ito S, Yamada Y. “Use of Dual Fresnel Transform Pairs to Improve Signal-to-Noise Ratio in Magnetic Resonance Imaging)”Med. Imag. Tech. 19 (5), 355-369 (2001)
On the other hand, the SNR adaptive filter is a filter that optimizes the filter strength in accordance with the SNR of data. As a specific example of the SNR adaptive filter, Wiener Filter (WF) has been proposed. More specifically, a Fourier WF (FTW) that operates in a normal frequency space and a FREBAS WF (FRW) that operates in a FREBAS space obtained by band division by Fresnel transform have been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1). ).
Satoshi Ito, Yoshifumi Yamada: “SNR Improvement Method for MR Video Using Fresnel Transform Dual Method” (English: Ito S, Yamada Y. “Use of Dual Fresnel Transform Pairs to Improve Imaging) ”Med. Imag. Tech. 19 (5), 355-369 (2001)

しかしながら、従来提案されているFTWは、周波数空間における処理によってデータのSNRを向上させるフィルタである。一般に周波数空間ではノイズ成分(N)はほぼ一定であるが、信号成分は高周波ほど低減するため、WFを用いてデータのSNR補正を行うとデータの高周波成分における劣化が避けられないという問題がある。一方、FREBAS空間はある程度の空間情報維持した空間なので、FRWはFTWに比べて、エッジ等の高周波成分を多少は保存し得るフィルタであるが、低周波成分のSNRには適応的には作用しないという問題がある。このように、広い周波数帯域に亘ってSNRの空間分布に応じて適応的に作用するSNR適応型フィルタは特に提案されていない。   However, the conventionally proposed FTW is a filter that improves the SNR of data by processing in a frequency space. In general, the noise component (N) is almost constant in the frequency space, but the signal component decreases as the frequency increases, so there is a problem that if the SNR correction of the data is performed using WF, the deterioration of the high frequency component of the data is inevitable. . On the other hand, since the FREBAS space is a space that maintains some spatial information, the FRW is a filter that can preserve some high-frequency components such as edges compared to the FTW, but it does not work adaptively to the SNR of low-frequency components There is a problem. Thus, an SNR adaptive filter that acts adaptively according to the spatial distribution of SNR over a wide frequency band has not been proposed.

SNRはデータの周波数のみならず位置にも依存する。すなわちSNRは実データ空間において一様ではなく高信号部分ほど大きく低信号部分ほど小さい。   SNR depends not only on the frequency of the data but also on the location. That is, the SNR is not uniform in the actual data space, and is larger for the high signal portion and smaller for the low signal portion.

また、SNRはデータを視覚的に表示する表示系における処理によって影響を受ける場合がある。   In addition, the SNR may be affected by processing in a display system that visually displays data.

さらに、多様なモダリティや各モダリティにおいて画像処理されたデータの中には、データの値とSNRが正相関しないものがある。データの値とSNRが正相関しないデータの例としては、特にX線コンピュータ断層撮影(CT: computed tomography)装置において得られるCT値や磁気共鳴イメージング(MRI: Magnetic Resonance Imaging)装置において得られる拡散係数(ADC: Apparent Diffusion Coefficient)等の処理データが挙げられる。   Furthermore, among various modalities and data subjected to image processing in each modality, there is a data value that does not have a positive correlation with SNR. Examples of data that do not have a positive correlation between the data value and SNR include CT values obtained with X-ray computed tomography (CT) equipment and diffusion coefficients obtained with magnetic resonance imaging (MRI) equipment. And processing data such as (ADC: Apparent Diffusion Coefficient).

尚、ADCを求めるための拡散強調信号は傾斜磁場因子bに応じて変化し、SNRと負相関する。しかし、ADCは、拡散強調信号の信号強度S(b)から式(2)により算出される。このため、S(b)<S(0)の場合に拡散強調信号の信号強度S(b)が大きくなると、ADCの値は小さくなる。すなわち、ADCのSNRは、拡散強調信号の信号強度S(b)のSNRに対して非線型の相関を示す。また、ADCのSNRは、拡散強調信号S(b)からみれば、S(0)/S(b)=3のときピークを有する関係となる。さらに、ADCのSNRをADCの値との関係でみれば、b×ADC=1.1のときにピークを有することとなる。   Note that the diffusion weighted signal for obtaining the ADC changes according to the gradient magnetic field factor b and is negatively correlated with the SNR. However, the ADC is calculated by the equation (2) from the signal intensity S (b) of the diffusion weighted signal. For this reason, when the signal strength S (b) of the diffusion weighted signal increases when S (b) <S (0), the ADC value decreases. That is, the SNR of the ADC shows a non-linear correlation with the SNR of the signal strength S (b) of the diffusion weighted signal. Further, the SNR of the ADC has a relationship having a peak when S (0) / S (b) = 3 when viewed from the diffusion weighted signal S (b). Further, when the SNR of the ADC is seen in relation to the value of the ADC, it has a peak when b × ADC = 1.1.

[数2]
ADC = ln{S(0) / S(b)}/b (2)
このため、データの値とSNRとが正相関する場合と正相関しない場合とでSNRの最適化処理方法が異なることとなる。しかしながら、現状では、データの値とSNRとが正相関するか否かが考慮されているフィルタは提案されていない。
[Equation 2]
ADC = ln {S (0) / S (b)} / b (2)
For this reason, the SNR optimization processing method differs depending on whether the data value and SNR are positively correlated or not. However, at present, no filter has been proposed in which whether or not the data value and the SNR are positively correlated is considered.

本発明の実施形態は、ランダムなノイズを有する時間軸や空間軸のデータにおいて、高周波部分や高SNR部分のデータを保持しつつノイズを選択的に低減させるようにSNRに対して適応的にデータを補正することが可能なデータ処理装置および医用診断装置を提供することを目的とする。 The embodiment of the present invention is adaptive to SNR so as to selectively reduce noise while retaining data of a high frequency part and a high SNR part in time axis and space axis data having random noise. An object of the present invention is to provide a data processing apparatus and a medical diagnostic apparatus that can correct the above.

一実施形態のデータ処理装置は処理対象データにローパスフィルタ処理を施すことで前記処理対象データのSNR分布データを作成するSNR分布データ生成手段と、前記処理対象データに対してフィルタ処理を施すことによって前記処理対象データのSNRを向上させたフィルタ処理データを生成するフィルタ処理手段と、ウィンドウ変換に用いられる情報および前記SNR分布データに基づいて重み関数を作成する重み関数作成手段と、前記重み関数を用いて前記処理対象データと前記フィルタ処理データとの重み付き演算を行うことにより補正データを作成する補正データ作成手段とを有する
別の一実施形態のデータ処理装置は、処理対象データに基づいて前記処理対象データのSNR分布データを作成するSNR分布データ生成手段と、前記処理対象データに対してフィルタ処理を施すことによって前記処理対象データのSNRを向上させたフィルタ処理データを生成するフィルタ処理手段と、ウィンドウ変換に用いられる情報および前記SNR分布データに基づいて重み関数を作成する重み関数作成手段と、前記重み関数を用いて前記処理対象データと前記フィルタ処理データとの重み付き演算を行うことにより補正データを作成する補正データ作成手段とを有する。
A data processing apparatus according to an embodiment includes a SNR distribution data generation unit that generates SNR distribution data of the processing target data by performing low-pass filtering on the processing target data, and performs a filtering process on the processing target data Filter processing means for generating filter processing data that improves the SNR of the processing target data, weight function creation means for creating a weight function based on information used for window conversion and the SNR distribution data, and the weight function Correction data generating means for generating correction data by performing a weighted calculation of the processing target data and the filter processing data using the .
The data processing apparatus according to another embodiment includes an SNR distribution data generation unit that creates SNR distribution data of the processing target data based on the processing target data, and performs the filtering process on the processing target data. Filter processing means for generating filter processing data that improves the SNR of the target data, weight function creation means for creating a weight function based on information used for window conversion and the SNR distribution data, and using the weight function Correction data creating means for creating correction data by performing a weighted calculation of the processing target data and the filter processing data.

一実施形態の医用診断装置は被検体から処理対象データを収集するデータ収集手段と、前記処理対象データにローパスフィルタ処理を施すことで前記処理対象データのSNR分布データを作成するSNR分布データ生成手段と、前記処理対象データに対してフィルタ処理を施すことによって前記処理対象データのSNRを向上させたフィルタ処理データを生成するフィルタ処理手段と、ウィンドウ変換に用いられる情報および前記SNR分布データに基づいて重み関数を作成する重み関数作成手段と、前記重み関数を用いて前記処理対象データと前記フィルタ処理データとの重み付き演算を行うことにより補正データを作成する補正データ作成手段とを有する The medical diagnostic apparatus of an embodiment, a data collection means for collecting processed data from the subject, SNR distribution data generating creating SNR distribution data of the processing target data by performing low-pass filtering process on the processing object data Means, filter processing means for generating filter processing data in which an SNR of the processing target data is improved by performing a filtering process on the processing target data, information used for window conversion and the SNR distribution data Weight function creating means for creating a weight function, and correction data creating means for creating correction data by performing a weighted operation on the processing target data and the filter processing data using the weight function .

一実施形態に係るデータ処理装置および医用診断装置においては、ランダムなノイズを有する時間軸や空間軸のデータにおいて、高周波部分や高SNR部分のデータを保持しつつノイズを選択的に低減させるようにSNRに対して適応的にデータを補正することができる。 In the data processing apparatus and the medical diagnosis apparatus according to an embodiment, in the time-axis and space-axis data having random noise, the noise is selectively reduced while retaining the data of the high frequency part and the high SNR part. Data can be corrected adaptively to SNR.

本発明に係るデータ処理装置および医用診断装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。   Embodiments of a data processing apparatus and a medical diagnostic apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

(構成および機能)
図1は本発明に係るデータ処理装置の実施の形態を示す構成図である。
(Configuration and function)
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a data processing apparatus according to the present invention.

データ処理装置1は、コンピュータ2にプログラムを読み込ませることによって構築される。ただし、各種機能を備えた回路を設けることによってデータ処理装置1を構成することもできる。データ処理装置1は、時間軸および空間軸の少なくとも一方を有するデータに重畳するランダムなノイズを低減することによりSNRを向上させるデータ処理を行う機能を備えている。特に、データ処理装置1は、データの高周波部分や高SNR部分のデータを保持しつつノイズを選択的に低減させるようにSNRに対して適応的にデータを補正する機能を備えている。   The data processing device 1 is constructed by causing a computer 2 to read a program. However, the data processing apparatus 1 can also be configured by providing a circuit having various functions. The data processing apparatus 1 has a function of performing data processing for improving SNR by reducing random noise superimposed on data having at least one of a time axis and a space axis. In particular, the data processing device 1 has a function of adaptively correcting data with respect to SNR so as to selectively reduce noise while retaining data of a high-frequency portion or high SNR portion of data.

データ処理装置1による補正対象となる処理対象データとしては、ランダムなノイズを有し、時間軸および空間軸の少なくとも一方を有するデータであればあらゆるデータを適用することが可能である。例えば、医用診断装置にデータ処理装置1を内蔵し、医用診断装置において収集された生データ、画像データまたは時間軸データ等の収集データをデータ処理装置1による処理対象データとすることができる。ただし、医用機器において得られたデータに限らずデジタルカメラにより撮影した画像、衛星写真、動画像等のデジタル画像をデータ処理装置1の処理対象データとすることができる。   As the processing target data to be corrected by the data processing apparatus 1, any data can be applied as long as it has random noise and has at least one of the time axis and the space axis. For example, the data processing apparatus 1 is built in the medical diagnostic apparatus, and collected data such as raw data, image data, or time axis data collected in the medical diagnostic apparatus can be used as data to be processed by the data processing apparatus 1. However, not only the data obtained in the medical device but also a digital image such as an image taken by a digital camera, a satellite photograph, or a moving image can be used as data to be processed by the data processing apparatus 1.

時間軸を有する処理対象データの例としては、脳波(EEG: electroencephalogram)、心電図(ECG: electro cardiogram)、筋電図(EMG: electromyogram)、心磁図(MCG: magnetocardiogram)、筋磁図(MMG: magnetomyogram)、脳磁図(MEG: magnetoencephalogram)が挙げられる。また、空間軸を有する処理対象データの例としては、医用画像診断装置において収集されたデータが挙げられる。さらに、医用画像診断装置の具体例としては、単純レ(X)線診断装置、デジタルフルオログラフィ(DF: digital fluorography)装置、コンピュータ断層撮影(CT: computed tomography)装置、MRI装置、単光子放出コンピュータ断層撮影(SPECT :single photon emission computed tomography)装置、陽電子放出コンピュータ断層撮影(PET: positron emission computed tomography)装置、超音波(US: ultrasonic)診断装置が挙げられる。   Examples of data to be processed with a time axis include electroencephalogram (EEG), electrocardiogram (ECG), electromyogram (EMG), magnetocardiogram (MCG), magnetomyogram (MMG). ) And magnetoencephalogram (MEG). In addition, as an example of processing target data having a spatial axis, data collected by a medical image diagnostic apparatus can be cited. Furthermore, specific examples of the medical image diagnostic apparatus include a simple X-ray diagnostic apparatus, a digital fluorography (DF) apparatus, a computed tomography (CT) apparatus, an MRI apparatus, and a single photon emission computer. Examples include a single photon emission computed tomography (SPECT) apparatus, a positron emission computed tomography (PET) apparatus, and an ultrasonic (US) ultrasonic diagnostic apparatus.

また、医用画像診断装置において収集されたデータを処理対象データとする場合には、画像データや時間軸データのみならず、投影(projection)データを処理対象データとすることができる。投影データには、単純レ線装置、CT装置、SPECT装置、PET装置、MRI装置等の医用画像診断装置において得られる投影データがある。また、他の実用的な処理対象データとしては、MRI装置において得られるT1(縦緩和時間)強調画像(weighted image)、T2(横緩和時間)強調画像(weighted image)、ADCが挙げられる。   When data collected by the medical image diagnostic apparatus is set as processing target data, not only image data and time axis data but also projection data can be set as processing target data. The projection data includes projection data obtained in a medical image diagnostic apparatus such as a simple radiography apparatus, a CT apparatus, a SPECT apparatus, a PET apparatus, or an MRI apparatus. Other practical processing target data includes a T1 (longitudinal relaxation time) weighted image (weighted image), a T2 (lateral relaxation time) weighted image obtained by an MRI apparatus, and an ADC.

従って、データ処理装置1は、医用画像診断装置や脳波計等の医用機器に内蔵することも可能であるし、ネットワークを介して医用画像診断装置と接続することもできる。図1は、データ処理装置1を画像診断装置3に内蔵した場合の例を示している。   Therefore, the data processing apparatus 1 can be incorporated in a medical apparatus such as a medical image diagnostic apparatus or an electroencephalograph, or can be connected to the medical image diagnostic apparatus via a network. FIG. 1 shows an example in which the data processing apparatus 1 is built in the diagnostic imaging apparatus 3.

画像診断装置3は、センサ4、データ記憶部5、データ処理部6、入力装置7および表示装置8を備えている。センサ4は、処理対象データを計測、検出または受信することによって取得する機能を備えている。画像診断装置3がMRI装置である場合には、RF (radio frequency)コイルがセンサ4であり、画像診断装置3がX線CT装置である場合にはX線検出器がセンサ4である。   The diagnostic imaging apparatus 3 includes a sensor 4, a data storage unit 5, a data processing unit 6, an input device 7 and a display device 8. The sensor 4 has a function of acquiring processing object data by measuring, detecting or receiving the data. When the diagnostic imaging apparatus 3 is an MRI apparatus, an RF (radio frequency) coil is the sensor 4, and when the diagnostic imaging apparatus 3 is an X-ray CT apparatus, the X-ray detector is the sensor 4.

データ記憶部5は、センサ4において取得された処理対象データを記憶する機能を備えている。データ処理部6は、データ記憶部5から処理対象データを取得して、画像診断装置3における画像データの生成に必要なデータ処理を行う機能と、データ処理後の処理対象データをデータ記憶装置に書き込む機能を有する。   The data storage unit 5 has a function of storing processing target data acquired by the sensor 4. The data processing unit 6 acquires processing target data from the data storage unit 5 and performs data processing necessary for generating image data in the image diagnostic apparatus 3, and the processing target data after data processing is stored in the data storage device. Has a writing function.

そして、データ処理装置1はデータ記憶部5から処理対象データを取得してノイズ低減補正を行うことによって補正データを生成し、生成した補正データをデータ記憶装置に出力するように構成されている。そのために、データ処理装置1は、データ取得部9、ローパスフィルタ部10、重み関数作成部11、エッジ強調部12および重み付け加算部13を有する。   The data processing apparatus 1 is configured to generate correction data by acquiring processing target data from the data storage unit 5 and performing noise reduction correction, and output the generated correction data to the data storage apparatus. For this purpose, the data processing device 1 includes a data acquisition unit 9, a low-pass filter unit 10, a weight function creation unit 11, an edge enhancement unit 12, and a weighting addition unit 13.

データ取得部9は、医用画像診断装置や脳波計等の医用機器(図1の例では、画像診断装置3のデータ記憶装置)から空間的または時間的にランダムなノイズを有する処理対象データを取得して原データとしてローパスフィルタ部10、重み関数作成部11およびエッジ強調部12に与える機能を有する。また、データ取得部9には、処理対象データの値が処理対象データのSNR分布と非線形相関または負相関である場合に、処理対象データの値がSNR分布と正相関するように処理対象データを変換して原データとしてローパスフィルタ部10およびエッジ強調部12に与える機能が必要に応じて備えられる。   The data acquisition unit 9 acquires processing target data having random noise spatially or temporally from a medical device such as a medical image diagnostic device or an electroencephalograph (in the example of FIG. 1, a data storage device of the image diagnostic device 3). Thus, the original data has a function to be given to the low-pass filter unit 10, the weight function creation unit 11, and the edge enhancement unit 12. In addition, when the value of the processing target data is nonlinear correlation or negative correlation with the SNR distribution of the processing target data, the data acquisition unit 9 stores the processing target data so that the value of the processing target data is positively correlated with the SNR distribution. A function of converting and giving the original data to the low-pass filter unit 10 and the edge enhancement unit 12 is provided as necessary.

ローパスフィルタ部10は、データ取得部9から取得した原データに線形または非線形のローパスフィルタリングを行うことにより、ノイズを低減したローパスフィルタ処理データを生成する機能と、ローパスフィルタ処理データを重み関数作成部11および重み付け加算部13に与える機能を有する。   The low-pass filter unit 10 performs linear or non-linear low-pass filtering on the original data acquired from the data acquisition unit 9, thereby generating low-pass filter processing data with reduced noise, and a low-pass filter processing data as a weight function generation unit. 11 and the weighting addition unit 13.

重み関数作成部11は、データ取得部9から取得した原データに基づいてSNR分布データを求め、SNR分布データを反映させた重み関数を作成する機能と、作成した重み関数を重み付け加算部13に与える機能とを有する。ただし、入力装置7からSNR分布および重み関数をローパスフィルタ部10において生成されたローパスフィルタ処理データから作成する指示がデータ処理装置1に入力された場合には、重み関数作成部11は、ローパスフィルタ部10からローパスフィルタ処理データを取得し、ローパスフィルタ処理データに基づいてSNR分布データおよび重み関数を作成するように構成される。   The weighting function creating unit 11 obtains SNR distribution data based on the original data obtained from the data obtaining unit 9 and creates a weighting function reflecting the SNR distribution data, and the created weighting function to the weighting adding unit 13. It has the function to give. However, when an instruction to create the SNR distribution and the weight function from the low-pass filter processing data generated in the low-pass filter unit 10 is input from the input device 7 to the data processing device 1, the weight function creation unit 11 The low-pass filter processing data is acquired from the unit 10, and SNR distribution data and a weight function are created based on the low-pass filter processing data.

エッジ強調部12は、入力装置7から処理対象データのエッジ強調処理を行う指示がデータ処理装置1に入力された場合に、データ取得部9から原データを取得し、原データにおいて保存すべきエッジ、ライン、点状の構造部分に相当するエッジ部分を抽出する機能、抽出したエッジ部分の値に基づいてエッジ部分用の重み関数を求める機能、抽出したエッジ部分の値および求めたエッジ部分用の重み関数を重み付け加算部13に与える機能を有する。また、入力装置7から処理対象データのエッジ強調処理を行わない指示がデータ処理装置1に入力された場合には、エッジ強調部12は、必要に応じて常にゼロの値をとるエッジ部分用の重み関数を重み付け加算部13に与えるように構成される。   The edge enhancement unit 12 acquires the original data from the data acquisition unit 9 when the instruction to perform the edge enhancement processing of the processing target data is input from the input device 7 to the data processing unit 1, and the edge to be stored in the original data , A function to extract an edge part corresponding to a line or a point-like structure part, a function to obtain a weight function for an edge part based on the value of the extracted edge part, a value for the extracted edge part and the obtained edge part A function of giving a weighting function to the weighting addition unit 13; In addition, when an instruction not to perform edge enhancement processing of data to be processed is input from the input device 7 to the data processing device 1, the edge enhancement unit 12 is used for an edge portion that always takes a zero value as necessary. The weighting function is configured to be given to the weighting addition unit 13.

重み付け加算部13は、重み関数作成部11から取得した重み関数を用いてデータ取得部9から取得した原データおよびローパスフィルタ部10から取得したローパスフィルタ処理データを、エッジ強調部12から取得したエッジ部分用の重み関数を用いてエッジ強調部12から取得した原データのエッジ部分を、それぞれ重み付け加算することによってランダムなノイズを低減させた補正データを生成する機能を有する。また、重み付け加算部13は、入力装置7から出力先を示した出力指示がデータ処理装置1に入力された場合に、生成した補正データを指定された出力先に出力させるように構成される。図1の例では、重み付け加算部13は、補正データを画像診断装置3のデータ記憶部5に出力するように構成されている。ただし、重み付け加算部13が表示装置8またはネットワークを介して所望の機器に補正データを出力させるように構成しても良い。   The weight addition unit 13 uses the weight function acquired from the weight function creation unit 11 to acquire the original data acquired from the data acquisition unit 9 and the low-pass filter processing data acquired from the low-pass filter unit 10 from the edge enhancement unit 12. It has a function of generating correction data in which random noise is reduced by weighting and adding each edge portion of the original data acquired from the edge enhancement unit 12 using a weighting function for the portion. In addition, when the output instruction indicating the output destination is input from the input device 7 to the data processing device 1, the weighted addition unit 13 is configured to output the generated correction data to the designated output destination. In the example of FIG. 1, the weighted addition unit 13 is configured to output correction data to the data storage unit 5 of the image diagnostic apparatus 3. However, the weighted addition unit 13 may be configured to output correction data to a desired device via the display device 8 or a network.

つまり、データ処理装置1は信号強度とSNRが正相関の関係にある原データから原データのSNR分布を求め、SNR分布に基づいて高SNR部分ほど重みが大きく、低SNR部分ほど重みが小さい重み関数を作成する。さらに、原データに対してローパスフィルタリングを行うことによってスムージングを施したローパスフィルタ処理データと、原データとをSNR分布に応じた重み関数を用いて重み付け加算することによって、高SNR部分ほど弱い強度でローパスフィルタリングされ、かつ低SNR部分ほど強い強度でローパスフィルタリングした補正データを得ることができる。このようにして得られた補正データは、高SNR部分ほど原データが保存され、低SNR部分ほど強い強度のスムージングによってノイズ低減されたデータとなる。つまり、補正データは不均一なノイズを有するデータに対して、不均一なノイズ低減処理を施したデータとなる。また、付加的に、原データからエッジ部分を抽出して重み付け加算することによってエッジ強調を行うこともできる。   That is, the data processing apparatus 1 obtains the SNR distribution of the original data from the original data in which the signal strength and the SNR have a positive correlation, and based on the SNR distribution, the higher SNR part has a higher weight and the lower SNR part has a smaller weight. Create a function. Furthermore, low-pass filtering data that has been smoothed by performing low-pass filtering on the original data, and weighted addition of the original data using a weight function according to the SNR distribution, the higher the SNR part, the weaker the intensity. It is possible to obtain correction data that has been low-pass filtered and low-pass filtered with a stronger intensity at a lower SNR portion. In the correction data obtained in this way, the original data is stored in the high SNR portion, and the noise is reduced in the low SNR portion by strong intensity smoothing. That is, the correction data is data obtained by performing non-uniform noise reduction processing on data having non-uniform noise. In addition, edge enhancement can be performed by extracting edge portions from original data and performing weighted addition.

(動作)
次にデータ処理装置1の動作および作用について説明する。
(Operation)
Next, the operation and action of the data processing apparatus 1 will be described.

尚、ここでは処理対象データが画像診断装置3において収集されたデータであり、かつ重み関数をローパスフィルタ部10において生成されたローパスフィルタ処理データから作成する場合について説明する。   Here, a case will be described in which the processing target data is data collected by the image diagnostic apparatus 3 and the weight function is created from the low-pass filter processing data generated by the low-pass filter unit 10.

まず予め画像診断装置3のセンサ4において被検体の処理対象データが収集され、収集された処理対象データがデータ記憶部5に記憶される。データ記憶部5に記憶された処理対象データは、画像データの生成のためのデータ処理部6におけるデータ処理の対象とされる。しかし、処理対象データにランダムなノイズが存在する場合には、データ処理の過程においてノイズ低減補正を処理対象データに施すことが重要となる。ここで、どの処理が終わったタイミングでノイズの低減処理を行うかによって、処理対象データがSNR分布と非線形相関(または負相関)の関係になる場合と、正相関の関係になる場合とがある。   First, the processing target data of the subject is collected in advance by the sensor 4 of the image diagnostic apparatus 3, and the collected processing target data is stored in the data storage unit 5. The processing target data stored in the data storage unit 5 is a target of data processing in the data processing unit 6 for generating image data. However, when random noise exists in the processing target data, it is important to perform noise reduction correction on the processing target data during the data processing. Here, depending on which process the noise reduction processing is performed at, the processing target data may have a relationship of SNR distribution and nonlinear correlation (or negative correlation), or a relationship of positive correlation. .

具体例として、X線CT装置において収集された投影データをデータ処理装置1の処理対象データとする場合について説明する。   As a specific example, a case will be described in which projection data collected by an X-ray CT apparatus is used as data to be processed by the data processing apparatus 1.

図2は、図1に示す画像診断装置3がX線CT装置である場合におけるデータ処理部6の処理手順を示すフローチャートであり、図中Sに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。   FIG. 2 is a flowchart showing the processing procedure of the data processing unit 6 when the diagnostic imaging apparatus 3 shown in FIG. 1 is an X-ray CT apparatus, and the reference numerals with numerals in the figure indicate the steps of the flowchart. .

図2に示すようにステップS1においてX線CT装置のセンサ4であるX線検出器により被検体を透過したX線が検出される。そして、X線検出器からは、純生データとして透過線量分布I/I0が出力される。次に、ステップS2においてデータ処理部6において純生データである透過線量分布I/I0に対する対数変換や感度補正を含む前処理が行われる。これにより透過線量分布I/I0は、吸収係数μの積分値に変換される。そして、X線CT装置では、X線の透過線量分布I/I0ではなく、前処理後におけるX線の吸収係数μの積分値が生データとしてデータ記憶部5に保存される場合が多い。 As shown in FIG. 2, in step S1, the X-ray transmitted through the subject is detected by the X-ray detector which is the sensor 4 of the X-ray CT apparatus. The X-ray detector outputs a transmitted dose distribution I / I 0 as pure raw data. Next, in step S2, the data processing unit 6 performs preprocessing including logarithmic conversion and sensitivity correction on the transmitted dose distribution I / I 0 which is pure raw data. Thereby, the transmitted dose distribution I / I 0 is converted into an integral value of the absorption coefficient μ. In the X-ray CT apparatus, the integrated value of the X-ray absorption coefficient μ after pre-processing is often stored as raw data in the data storage unit 5 instead of the X-ray transmission dose distribution I / I 0 .

次に、ステップS3において、データ処理部6において生データは、水補正を含む後処理に施されて水補正データとなる。次にステップS4において、データ処理部6において水補正データに逆投影(back projection)処理が施されることによって逆投影データとなる。次に、ステップS5において、1枚の画像に対応する複数の逆投影データの画像再構成処理によって、1枚分の画像データが生成される。尚、逆投影処理前における純生データ、生データおよび水補正データは、総称して投影データと呼ばれる。   Next, in step S3, the raw data is subjected to post-processing including water correction in the data processing unit 6 to become water correction data. In step S4, the data processing unit 6 performs back projection processing on the water correction data to obtain back projection data. Next, in step S5, image data for one sheet is generated by image reconstruction processing of a plurality of backprojection data corresponding to one image. Note that pure raw data, raw data, and water correction data before backprojection processing are collectively referred to as projection data.

図3は、図1に示す画像診断装置3がX線CT装置である場合にデータ処理装置1の処理対象データとして収集された投影データを示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing projection data collected as processing target data of the data processing apparatus 1 when the diagnostic imaging apparatus 3 shown in FIG. 1 is an X-ray CT apparatus.

尚、ここでは簡単のため投影データが投影方向に垂直なx軸方向に1次元の分布を有する場合について説明する。従って、処理対象データによっては、x軸方向のみならず、x軸と交わるy軸方向やz軸方向に分布を有する場合もある。また、処理対象データが時間軸データである場合には、時間t軸方向にも分布を有することとなる。後述する空間軸や時間軸を有する図7等の各図に示されるデータについても同様であり、x軸、y軸、z軸、t軸方向に分布するn次元データ(nは自然数)となる場合もある。   Here, for simplicity, a case will be described in which the projection data has a one-dimensional distribution in the x-axis direction perpendicular to the projection direction. Therefore, depending on the data to be processed, there may be a distribution not only in the x-axis direction but also in the y-axis direction and the z-axis direction intersecting with the x-axis. Further, when the processing target data is time axis data, there is a distribution also in the time t-axis direction. The same applies to data shown in each figure such as FIG. 7 having a space axis and a time axis, which will be described later, and is n-dimensional data (n is a natural number) distributed in the x-axis, y-axis, z-axis, and t-axis directions. In some cases.

図3(a)は、処理対象データの検出対象となる被検体の断面図、図3(b)は、図3(a)に示す被検体を透過したX線がX線CT装置のセンサ4であるX線検出器により検出された位置xにおけるX線の透過線量分布I/I0、図3(c)は、図3(b)に示すX線の透過線量分布I/I0に基づいて得られる位置xにおけるX線の吸収線量分布ln(I0/I)、図3(d)は、図3(c)に示すX線の吸収線量のSNR分布Ssnr(x)を示す。 FIG. 3A is a cross-sectional view of a subject to be detected in the processing target data, and FIG. 3B is a sensor 4 of the X-ray CT apparatus in which X-rays transmitted through the subject shown in FIG. The X-ray transmission dose distribution I / I 0 at the position x detected by the X-ray detector, FIG. 3C is based on the X-ray transmission dose distribution I / I 0 shown in FIG. , absorbed dose distribution ln (I 0 / I) of X-ray at the position x obtained Te FIG. 3 (d) shows a SNR distribution S snr absorbed dose of X-rays (x) shown in Figure 3 (c).

図3(a)に示すように被検体の断面は脂肪で覆われており、内部に骨や臓器が存在する。このような被検体に対してX線検出器が具備する複数の検出素子のうち1つ当たりI0の入射カウント値のX線が照射される。そうすると、各X線検出素子において被検体を透過したX線が検出される。そして、図3(b)に示すようなX線の透過線量分布I/I0がX線検出器から出力される。X線の透過線量分布I/I0は、被検体への検出素子1つ当たりの入射カウント値I0および被検体からのX線の出力カウント値である透過線量、すなわち被検体透過後に1つの検出素子が受けるX線のカウント値Iの透過線量比である。 As shown in FIG. 3A, the cross section of the subject is covered with fat, and bones and organs exist inside. Such an object is irradiated with an X-ray having an incident count value of I0 per one of a plurality of detection elements included in the X-ray detector. Then, X-rays that have passed through the subject are detected in each X-ray detection element. Then, an X-ray transmission dose distribution I / I 0 as shown in FIG. 3B is output from the X-ray detector. The X-ray transmission dose distribution I / I 0 is an incident count value I 0 per detection element to the subject and a transmission dose that is an X-ray output count value from the subject, that is, one after the subject is transmitted. This is the transmitted dose ratio of the count value I of X-rays received by the detection element.

被検体へのX線の入射カウント値I0と被検体からのX線の出力カウント値Iは、ある投影線(パス)p上におけるX線の吸収係数をμ(p)とすると式(3)の関係にある。
[数3]
I= I0 exp[-∫pμ(p)dp] (3)
The X-ray incidence count value I 0 to the subject and the X-ray output count value I from the subject are expressed by the equation (3) when the X-ray absorption coefficient on a certain projection line (path) p is μ (p). ).
[Equation 3]
I = I 0 exp [-∫ p μ (p) dp] (3)

従って、式(3)よりX線の透過線量分布I/I0の逆数を対数変換して得られるX線の吸収線量分布は、式(4)に示すように吸収係数μ(p)の積分値となる。
[数4]
pμ(p)dp =ln [I0/I] (4)
Therefore, the X-ray absorbed dose distribution obtained by logarithmically converting the reciprocal of the X-ray transmitted dose distribution I / I 0 from Equation (3) is the integral of the absorption coefficient μ (p) as shown in Equation (4). Value.
[Equation 4]
p μ (p) dp = ln [I 0 / I] (4)

図3(b)に示すようにX線の透過線量分布I/I0、すなわち純生データの信号値は、SNRと正の相関関係を有する。すなわち、X線の透過線量分布I/I0は、骨(カルシウム)や人工骨頭等のメタル物質のように、X線の吸収の度合いを示す吸収係数が大きい物質を通過するパスでは小さくなる。特に、X線検出素子の感度がチャンネル間で一定であると仮定すると、各検出素子におけるカウント値IのSNR分布Ssnrは、X線の透過線量分布I/I0に比例することとなる。すなわち、式(5)が成立する。
[数5]
Ssnr∝I/I0 (5)
As shown in FIG. 3B, the X-ray transmission dose distribution I / I 0 , that is, the signal value of the pure raw data has a positive correlation with the SNR. That is, the X-ray transmission dose distribution I / I 0 is small in a path that passes through a material having a large absorption coefficient indicating the degree of X-ray absorption, such as a metal material such as bone (calcium) or an artificial bone head. In particular, assuming that the sensitivity of the X-ray detection element is constant between channels, the SNR distribution S snr of the count value I in each detection element is proportional to the X-ray transmission dose distribution I / I 0 . That is, Formula (5) is materialized.
[Equation 5]
S snr ∝I / I 0 (5)

一方、X線の吸収係数μ(p)の分布を示す位置xにおける吸収線量分布ln [I0/I]、画像再構成後の吸収係数μ(x)およびCT値(CT#)は、図3(c)および(d)に示すようにSNRと非線形の相関関係を有する。具体的には、吸収線量分布ln [I0/I]はI0/I=3のときにSNRがピークとなるような非線形関係をSNRとの間に有する。すなわち、骨等の吸収係数が大きい物質を通過するパスや殆ど吸収がないパスではSNRが小さくなる。尚、図3(a)に示す被検体の断層像では、輝度によってCT値の分布を示している。 On the other hand, the absorbed dose distribution ln [I 0 / I] at the position x indicating the distribution of the X-ray absorption coefficient μ (p), the absorption coefficient μ (x) and the CT value (CT #) after image reconstruction are shown in FIG. As shown in 3 (c) and (d), there is a nonlinear correlation with SNR. Specifically, the absorbed dose distribution ln [I 0 / I] has a nonlinear relationship with the SNR so that the SNR peaks when I 0 / I = 3. That is, the SNR is small in a path that passes through a substance having a large absorption coefficient such as bone or a path that hardly absorbs. In the tomographic image of the subject shown in FIG. 3 (a), the CT value distribution is indicated by the luminance.

次に、別の具体例として、MRI装置において収集された投影データをデータ処理装置1の処理対象データとする場合について説明する。   Next, as another specific example, a case will be described in which projection data collected by the MRI apparatus is used as data to be processed by the data processing apparatus 1.

図4は、図1に示す画像診断装置3がMRI装置である場合にデータ処理装置1の処理対象データとしてradial scanによって収集された投影データを示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing projection data collected by a radial scan as data to be processed by the data processing apparatus 1 when the diagnostic imaging apparatus 3 shown in FIG. 1 is an MRI apparatus.

図4(a)は、処理対象データの検出対象となる被検体の断面図、図4(b)は、MRI装置においてradial scanによって図4(a)に示す被検体から収集された位置xにおけるMR (magnetic resonance)信号強度I(x)=∫Sx(p)dpまたはSNR分布Ssnr(x)を示す図である。 4A is a cross-sectional view of a subject to be detected in the processing target data, and FIG. 4B is a position x collected from the subject shown in FIG. 4A by a radial scan in the MRI apparatus. It is a figure which shows MR (magnetic resonance) signal intensity | strength I (x) = (S) Sx (p) dp or SNR distribution S snr (x).

尚、radial scanは、傾斜磁場を変化させてk空間(フーリエ空間)上において原点を通る放射状にデータを収集するスキャンである。k空間では、投影方向に直交し、かつ中心を通るデータが投影データに相当する。従って、radial scanによって収集されたMR信号は投影データに相当する。   The radial scan is a scan that collects data in a radial manner passing through the origin in the k space (Fourier space) by changing the gradient magnetic field. In k-space, data orthogonal to the projection direction and passing through the center corresponds to projection data. Therefore, the MR signal collected by the radial scan corresponds to projection data.

図4(a)に示すように被検体の断面は脂肪で覆われており、内部に骨や臓器が存在する。このような被検体からradial scanによってある方向を投影方向としてMR信号を収集すると、図4(a)に示すような投影方向に垂直な位置xにおいて信号強度I(x)=Sx(p)dpを有するMR信号またはSNR分布Ssnr(x)が得られる。図4(a)に示すように、radial scanによって収集されたMR信号の信号強度Sx(p)dpは、通常SNR分布Ssnr(x)と正の相関を示す。 As shown in FIG. 4 (a), the cross section of the subject is covered with fat, and bones and organs exist inside. When MR signals are collected from such a subject by a radial scan with a certain direction as a projection direction, the signal intensity I (x) = S x (p) at a position x perpendicular to the projection direction as shown in FIG. An MR signal having dp or an SNR distribution S snr (x) is obtained. As shown in FIG. 4A, the signal intensity S x (p) dp of the MR signal collected by the radial scan has a positive correlation with the normal SNR distribution S snr (x).

また、radial scanに類似するデータ収集法としてPROPELLER (periodically rotated overlapping parallel lines with enhanced reconstruction)が知られている。PROPELLERは、複数の平行するk空間軌跡によって構成される帯状の領域であるブレードをk空間の原点を中心に回転させながらk空間上のデータを収集する手法である。PROPELLERによって収集されたk空間上のデータは、必ずしもk空間の中心を通らないが、radial scanによって収集されたデータと同様にデータ処理装置1の処理対象データとすることができる。この場合、ブレード内に存在する平行なデータ列の数に対応して信号強度分布を有するMR信号のセットが得られることになる。   Further, PROPELLER (periodically rotated overlapping parallel lines with enhanced reconstruction) is known as a data collection method similar to a radial scan. PROPELLER is a technique for collecting data in k-space while rotating a blade, which is a band-like region composed of a plurality of parallel k-space trajectories, around the origin of k-space. The data on the k space collected by PROPELLER does not necessarily pass through the center of the k space, but can be the data to be processed by the data processing apparatus 1 like the data collected by the radial scan. In this case, a set of MR signals having a signal intensity distribution corresponding to the number of parallel data strings existing in the blade is obtained.

このように、X線CT装置、SPECT装置およびPET装置等の画像診断装置3において投影法によって得られた投影データである吸収線量分布μ(p)は値が大きいか、または小さくなるパスpを通過して得られた投影データほどSNRが低下するという非線形相関の性質があるのに対し、MRI装置における投影データに相当するradial scanによって収集されたMR信号は、信号源における磁化が大きく、信号強度が高くなるパスを通過した投影データほどSNRが向上するという性質がある。   As described above, the absorbed dose distribution μ (p), which is projection data obtained by the projection method in the diagnostic imaging apparatus 3 such as the X-ray CT apparatus, the SPECT apparatus, and the PET apparatus, has a path p having a large value or a small value. The MR data collected by the radial scan corresponding to the projection data in the MRI apparatus has a large magnetization in the signal source, whereas the projection data obtained through the transmission has a nonlinear correlation property that the SNR decreases. Projection data that has passed through a path with higher intensity has a property that SNR improves.

データ処理装置1は、上述したような信号強度がSNRと正相関の関係にある処理対象データおよび信号強度がSNRと非線形相関または負相関の関係にある処理対象データのいずれであってもノイズの低減補正処理を行うことができる。従って所望のデータを処理対象データとしてデータ処理装置1に与えることができる。そして、処理対象データがデータ処理装置1に与えられると、処理対象データに重畳するランダムなノイズを低減する補正をSNRに適応的に行うことが可能となる。   The data processing apparatus 1 is capable of generating noise regardless of whether the processing target data has a positive correlation with SNR and the processing target data has a nonlinear correlation or negative correlation with SNR. Reduction correction processing can be performed. Therefore, desired data can be given to the data processing apparatus 1 as processing target data. Then, when the processing target data is given to the data processing device 1, it is possible to adaptively adjust the SNR to reduce random noise superimposed on the processing target data.

また、処理対象データの補正処理に先立って、処理対象データのエッジ部分を保存して強調するedge enhancementを行うか否かの指示が入力装置7からデータ処理装置1に与えられる。ただし、edge enhancementを行うか否かを入力装置7からの指示情報によらず、予め決定しておいてもよい。   Prior to the correction processing of the processing target data, an instruction is given from the input device 7 to the data processing device 1 as to whether or not to perform edge enhancement that preserves and enhances the edge portion of the processing target data. However, whether or not to perform edge enhancement may be determined in advance without depending on the instruction information from the input device 7.

図5は、図1に示すデータ処理装置1により処理対象データのデータ値に対してSNRに適応的にノイズ低減処理を行うための処理手順を示すフローチャート、図6は、図1に示すデータ処理装置1において、処理対象データのデータ値に対してSNRに適応的にノイズ低減処理を行うために行われる演算の手順を示すフローチャートであり、各図中Sに数字を付した符号はそれぞれのフローチャートの各ステップを示す。また、図7は、図6に示す演算によってそれぞれ生成されるローパスフィルタ処理データ、重み関数、エッジ部分用の重み関数および補正データの一例を時系列に示す図である。   FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure for performing noise reduction processing adaptively to the SNR with respect to the data value of the processing target data by the data processing device 1 shown in FIG. 1, and FIG. 6 is the data processing shown in FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a calculation procedure performed to perform noise reduction processing adaptively to the SNR with respect to the data value of the processing target data in the apparatus 1, and numerals in FIG. Each step is shown. FIG. 7 is a diagram showing an example of low-pass filter processing data, a weighting function, a weighting function for edge portions, and correction data generated by the calculation shown in FIG. 6 in time series.

まず、データ取得部9は、画像診断装置3のデータ記憶部5から所定の処理対象データを取得する。ここで、取得した処理対象データの信号強度がSNRと非線形の相関関係または負相関の関係にある場合には、データ取得部9は、処理対象データの信号強度がSNRと正相関の関係になるように処理対象データを変換する。そして信号強度がSNRと正相関の関係となったデータをノイズ低減補正用の位置xにおける原データSorig(x)とする。これにより後段のステップにおいて原データSorig(x)からSNR分布データを求めることが可能となる。特に、正相関となった原データSorig(x)をそのまま後述するSNR分布関数Ssnr(x)とすることができる。 First, the data acquisition unit 9 acquires predetermined processing target data from the data storage unit 5 of the diagnostic imaging apparatus 3. Here, when the signal strength of the acquired processing target data has a nonlinear correlation or negative correlation with the SNR, the data acquisition unit 9 has a positive correlation between the signal strength of the processing target data and the SNR. The processing target data is converted as follows. Data whose signal intensity has a positive correlation with SNR is defined as original data S orig (x) at position x for noise reduction correction. This makes it possible to obtain SNR distribution data from the original data S orig (x) in a later step. In particular, the original data S orig (x) having a positive correlation can be directly used as an SNR distribution function S snr (x) described later.

信号I(x)と変換後のデータ強度のSNRとが負相関の関係にある場合は、データ取得部9は、例えば式(6-1)に示すように、信号I(x)の逆数をノイズ低減補正用の位置xにおける原データSorig(x)のSNR分布データを表すSNR分布関数Ssnr(x)とすることができる。一方、図4に示すようなMRI装置におけるradial scanによって収集された位置xにおける投影データの信号強度I(x)は、SNRと正の相関関係にあるため式(6-2)に示すようにそのままSNR分布関数Ssnr(x)とすることができる。この例に限らず、処理対象データの信号強度がSNRと非線形の相関の関係にある場合には、非線形関係を示す関数fsnrを用いて処理対象データを原データSorig(x)やSNR分布関数Ssnr(x)に変換することができる。例えば、図3(c)および(d)に示すように、処理対象データがX線CT装置において収集され、保存されたX線の吸収係数μの積分値に相当する透過線量分布I/I0の逆数の対数変換値ln[I0/I(x)]である場合には、処理対象データの信号強度がSNRと非線形の相関の関係にある。そこで、データ取得部9は例えば、式(6-3)に示すようにX線の吸収線量分布ln[I0/I(x)]を非線形関数fsnrを用いてSNR分布関数Ssnr(x)に変換することもできる。 When the signal I (x) and the SNR of the converted data intensity have a negative correlation, the data acquisition unit 9 calculates the reciprocal of the signal I (x), for example, as shown in Equation (6-1). The SNR distribution function S snr (x) representing the SNR distribution data of the original data S orig (x) at the position x for noise reduction correction can be used. On the other hand, since the signal intensity I (x) of the projection data at the position x collected by the radial scan in the MRI apparatus as shown in FIG. 4 is positively correlated with the SNR, as shown in the equation (6-2) The SNR distribution function S snr (x) can be used as it is. Not limited to this example, when the signal strength of the processing target data has a nonlinear correlation with SNR, the processing target data is converted to the original data S orig (x) or SNR distribution using the function f snr indicating the nonlinear relationship. The function S snr (x) can be converted. For example, as shown in FIGS. 3C and 3D, the transmitted dose distribution I / I 0 corresponding to the integral value of the X-ray absorption coefficient μ collected and stored in the X-ray CT apparatus is processed. Is a logarithmically transformed value ln [I 0 / I (x)], the signal intensity of the data to be processed has a non-linear correlation with the SNR. Therefore, for example, the data acquisition unit 9 converts the X-ray absorbed dose distribution ln [I 0 / I (x)] into the SNR distribution function S snr (x ) Can also be converted.

[数6]
Ssnr(x)=1/I(x) (6-1)
Ssnr(x)=I(x) (6-2)
Ssnr(x)=fsnr[ln{I0/I(x)}] (6-3)
[Equation 6]
S snr (x) = 1 / I (x) (6-1)
S snr (x) = I (x) (6-2)
S snr (x) = f snr [ln {I 0 / I (x)}] (6-3)

一方、処理対象データの信号強度がSNRと正相関の関係にある場合には、データ取得部9は、処理対象データをそのままノイズ低減補正用の位置xにおけるSNR分布関数Ssnr(x)とすることができる。 On the other hand, when the signal strength of the processing target data has a positive correlation with the SNR, the data acquisition unit 9 directly uses the processing target data as the SNR distribution function S snr (x) at the position x for noise reduction correction. be able to.

通常、X線CT装置には、信号強度がSNRと非線形相関の関係にある吸収係数μの積分値∫pμ(p)dp=ln(I0/I)が原データSorig(x)として保存されることから、新たな記憶装置の設置やデータの保存を不要とする観点からは、吸収係数μの積分値である生データを処理対象データとすることが現実的である。 Normally, an X-ray CT system uses the integral value 吸収p μ (p) dp = ln (I 0 / I) of the absorption coefficient μ whose signal intensity is in a nonlinear correlation with SNR as the original data S orig (x). Since it is stored, it is realistic to use raw data that is an integral value of the absorption coefficient μ as data to be processed from the viewpoint of making it unnecessary to install a new storage device or store data.

尚、X線CT装置のように投影法を利用して画像データを再構成する場合には、生データ等の逆投影処理前のデータをデータ処理装置1の処理対象データとすることが効果的である。何故なら、SNRの小さいデータは逆投影処理において投影線上に均一にばらまかれるため、予めノイズの低減補正を実行してから逆投影処理した方がSNRの劣化やメタルピンの存在に起因して投影方向に引くアーチファクトの発生のリスクを低減できるためである。   When reconstructing image data using a projection method as in an X-ray CT apparatus, it is effective to use data before backprojection processing such as raw data as data to be processed by the data processing apparatus 1. It is. This is because data with a small SNR is evenly distributed on the projection line in the backprojection process, so it is better to perform noise reduction correction before performing the backprojection process because of the SNR degradation and the presence of metal pins. This is because it is possible to reduce the risk of occurrence of artifacts.

ただし、画像データを処理対象データとすることも可能であり、投影データを処理対象データとする場合と同様な手法でデータ処理装置1においてノイズの低減処理を行うことができる。   However, image data can also be used as processing target data, and noise reduction processing can be performed in the data processing apparatus 1 in the same manner as when projection data is used as processing target data.

データ取得部9は、このように取得した原データSorig(x)をローパスフィルタ部10およびエッジ強調部12に与える。 The data acquisition unit 9 gives the original data S orig (x) acquired in this way to the low-pass filter unit 10 and the edge enhancement unit 12.

次に、図5のステップS11において、ローパスフィルタ部10は、データ取得部9から取得した原データSorig(x)に線形または非線形のローパスフィルタリングを行う。これによりノイズを低減したローパスフィルタ処理データSlow(x)が作成される。すなわち、図6のステップS21に示すように、ローパスフィルタ部10は、原データSorig(x)にローパスフィルタHlow(x)を掛けることにより、ローパスフィルタ処理データSlow(x)を計算する。 Next, in step S <b > 11 of FIG. 5, the low-pass filter unit 10 performs linear or non-linear low-pass filtering on the original data S orig (x) acquired from the data acquisition unit 9. As a result, low-pass filter processing data S low (x) with reduced noise is created. That is, as shown in step S21 of FIG. 6, the low-pass filter unit 10 calculates the low- pass filter processing data S low (x) by multiplying the original data S orig (x) by the low-pass filter H low (x). .

図7(a)において、横軸は位置x、縦軸はデータの信号強度(SI: signal intensity)を示す。また、図7(a)中の実線は、ローパスフィルタ処理データSlow(x)の例を、点線は原データSorig(x)の例を示す。図7(a)に示すように局所的な信号強度の変化を有し、かつノイズを有する原データSorig(x)にローパスフィルタリングを行うことによってスムージングされたローパスフィルタ処理データSlow(x)を作成することができる。 In FIG. 7A, the horizontal axis indicates the position x, and the vertical axis indicates the signal intensity (SI) of the data. In FIG. 7A, the solid line indicates an example of low- pass filter processing data S low (x), and the dotted line indicates an example of original data S orig (x). As shown in FIG. 7 (a), the low-pass filtered data S low (x) smoothed by performing low-pass filtering on the original data S orig (x) having a local signal strength change and noise. Can be created.

尚、ローパスフィルタを線形とすれば処理を簡易にすることが可能である。逆にローパスフィルタを非線形にすれば、例えば局所的にスムージングの強度を強くするといった高精度なノイズの低減処理が可能である。ローパスフィルタの例としては、LSI(linear space invariant)フィルタ、構造適応(structure adaptive)型フィルタ、Wiener Filter (WF)が挙げられる。LSIフィルタは、一様なカーネル(フィルタ強度)を有し、時間的および空間的に強度が変わらない線形フィルタである。構造適応型フィルタは、データの構造に応じてカーネルを決定するフィルタである。WFは、処理空間においてSNRが最適となるようにフィルタ強度を決定するフィルタである。   If the low-pass filter is linear, the processing can be simplified. On the other hand, if the low-pass filter is made non-linear, highly accurate noise reduction processing such as locally increasing the strength of smoothing can be performed. Examples of the low-pass filter include an LSI (linear space invariant) filter, a structure adaptive filter, and a Wiener Filter (WF). The LSI filter is a linear filter that has a uniform kernel (filter strength) and does not change in strength temporally and spatially. The structure adaptive filter is a filter that determines a kernel according to the structure of data. WF is a filter that determines the filter strength so that the SNR is optimal in the processing space.

WF以外のフィルタのフィルタ強度は、被フィルタ処理信号Sのみまたは絶対SNRを指標として決定することが望ましい。尚、フィルタ強度は、Gaussian noiseの標準偏差(SD:standard deviation)の低減率で定義することができる。   The filter strength of a filter other than WF is desirably determined using only the filtered signal S or the absolute SNR as an index. The filter strength can be defined by a reduction rate of standard deviation (SD) of Gaussian noise.

そして、ローパスフィルタ部10は、ローパスフィルタ処理データSlow(x)を重み関数作成部11および重み付け加算部13に与える。 Then, the low-pass filter unit 10 gives the low-pass filter processing data S low (x) to the weighting function creating unit 11 and the weighting adding unit 13.

次に、図5のステップS12において、重み関数作成部11は、ローパスフィルタ部10から取得したローパスフィルタ処理データSlow(x)に基づいて原データSorig(x)のSNR分布データを表すSNR分布関数Ssnr(x)を作成する。この処理は、図6のステップS22に示すように表すことができる。すなわち、ローパスフィルタ処理データSlow(x)をSNR分布作成用の関数fsnr(S)で変換することにより、SNR分布関数Ssnr(x)を作成することができる。SNR分布作成用の関数fsnr(S)は、データのSNR分布特性に応じた非線形変換関数とすることができる。そして、得られたSNR分布関数Ssnr(x)は、そのままSNR分布データを反映させた重み関数Wsnr(x)とすることができる。 Next, in step S <b > 12 of FIG. 5, the weight function creation unit 11 performs SNR representing SNR distribution data of the original data S orig (x) based on the low- pass filter processing data S low (x) acquired from the low-pass filter unit 10. Create the distribution function S snr (x). This process can be expressed as shown in step S22 of FIG. That is, the SNR distribution function S snr (x) can be created by converting the low- pass filter processing data S low (x) with the function f snr (S) for creating the SNR distribution. The function f snr (S) for creating the SNR distribution can be a non-linear conversion function corresponding to the SNR distribution characteristics of the data. The obtained SNR distribution function S snr (x) can be directly used as the weight function W snr (x) reflecting the SNR distribution data.

ローパスフィルタ処理データSlow(x)は、そのままSNR分布関数Ssnr(x)とすることもできる。ただし、前述のように原データSorig(x)をそのままSNR分布関数Ssnr(x)としても良い。また、ローパスフィルタ処理データSlow(x)の作成に用いたローパスフィルタの強度と異なる強度で原データSorig(x)のローパスフィルタリングを行うことによってSNR分布関数Ssnr(x)を求めることもできる。すなわち、原データSorig(x)の値SNRと正相関の関係にある場合には、原データSorig(x)、ローパスフィルタ処理データSlow(x)、原データSorig(x)またはローパスフィルタ処理データSlow(x)を非線形変換して得られるデータおよびこれらの特性を反映させたデータは、いずれもSNR分布を示すSNR分布関数Ssnr(x)として用いることができる。 The low-pass filter processing data S low (x) can be directly used as the SNR distribution function S snr (x). However, as described above, the original data S orig (x) may be used as it is as the SNR distribution function S snr (x). It is also possible to obtain the SNR distribution function S snr (x) by performing low-pass filtering of the original data S orig (x) with an intensity different from that of the low-pass filter used to create the low- pass filter processing data S low (x). it can. That is, if the value of the original data S orig (x) is in the relation of SNR and the positive correlation, the original data S orig (x), the low pass filtered data S low (x), the original data S orig (x) or Both the data obtained by nonlinearly transforming the low- pass filtered data S low (x) and the data reflecting these characteristics can be used as the SNR distribution function S snr (x) indicating the SNR distribution.

ただし、正規化を伴うことによって重み関数Wsnr(x)の重みの最大値を例えば1となるようにすることができる。そこで、図6のステップS23に示す演算により、SNR分布関数Ssnr(x)をSNR分布関数Ssnr(x)の最大値max{Ssnr(x)}で正規化した値を重み関数Wsnr(x)とすることができる。 However, the maximum value of the weight of the weight function W snr (x) can be set to 1, for example, by normalization. Therefore, the weight function W snr is obtained by normalizing the SNR distribution function S snr (x) with the maximum value max {S snr (x)} of the SNR distribution function S snr (x) by the calculation shown in step S23 of FIG. (x).

このように、SNR分布関数Ssnr(x)の特性を反映させた重み関数Wsnr(x)を作成すると、高SNR部分ほど値(重み)が大きく、低SNR部分ほど値が小さい重み関数Wsnr(x)を作成することができる。正規化を伴って重み関数Wsnr(x)を作成した場合には、最大値が1の重み関数Wsnr(x)となる。このため異なる処理対象データ間における信号強度のばらつきの影響を低減させて重み関数Wsnr(x)を作成することができる。さらに、SNR分布関数Ssnr(x)や重み関数Wsnr(x)をローパスフィルタ処理データSlow(x)から作成することにより、SNR分布関数W(x)や重み関数Wsnr(x)のノイズを低減することができる。 Thus, when the weighting function W snr (x) reflecting the characteristics of the SNR distribution function S snr (x) is created, the weighting function W has a larger value (weight) in the high SNR part and a smaller value in the low SNR part. snr (x) can be created. When you create a weight with a normalization function W snr (x), the maximum value is 1 for the weighting function W snr (x). Therefore, it is possible to create the weighting function W snr (x) while reducing the influence of signal intensity variation between different data to be processed. Furthermore, by creating the SNR distribution function S snr (x) and the weight function W snr (x) from the low-pass filter processing data S low (x), the SNR distribution function W (x) and the weight function W snr (x) Noise can be reduced.

図7(b)において、横軸は位置x、縦軸は重みWを示す。また、図7(b)中の破線は、重み関数Wsnr(x)の例を、一点鎖線は重み関数1-Wsnr(x)を、点線は原データSorig(x)を正規化したデータの例を示す。図7(b)に示すようにローパスフィルタ処理データSlow(x)を正規化することによって作成した重み関数Wsnr(x)は最大値が1で高SNR部分ほど値が大きく、低SNR部分ほど値が小さい関数となる。 In FIG. 7B, the horizontal axis indicates the position x, and the vertical axis indicates the weight W. Also, the broken line in FIG. 7B is an example of the weight function W snr (x), the alternate long and short dash line is normalized to the weight function 1-W snr (x), and the dotted line is normalized to the original data S orig (x). An example of data is shown. As shown in FIG. 7 (b), the weight function W snr (x) created by normalizing the low- pass filter processing data S low (x) has a maximum value of 1 and a larger value in the high SNR portion, and the low SNR portion. The smaller the function is.

さらに、SNR分布関数Ssnr(x)をそのまま重み関数Wsnr(x)とせずに、SNR分布関数Ssnr(x)を式(7)に示すように非線形関数gにより非線形変換することによって重み関数Wsnr(x)を作成することもできる。SNR分布関数Ssnr(x)を非線形変換すれば、特定のSNR部分の重みを調整することができる。
[数7]
Wsnr(x)=g{Ssnr(x)} (7)
Furthermore, the SNR distribution function S snr (x) is not directly used as the weight function W snr (x), but the SNR distribution function S snr (x) is nonlinearly transformed by the nonlinear function g as shown in Equation (7). The function W snr (x) can also be created. If the SNR distribution function S snr (x) is nonlinearly transformed, the weight of a specific SNR portion can be adjusted.
[Equation 7]
W snr (x) = g {S snr (x)} (7)

非線形関数gは、例えば、SNR分布関数Ssnr(x)のSNRが極端に小さい部分、つまり信号強度Sが閾値Smin以下の場合に重み関数Wsnr(x)の重みがゼロとなり、信号強度Sが閾値Sminより大きい場合には、SNRが小さい部分ほど重みが小さく、SNRが大きいほど重みが大きくなるような重み関数Wsnr(x)が作成されるような関数とすることができる。このように重み関数Wsnr(x)を作成すれば、後段のステップにおける重み付け加算によって、信号強度Sが閾値Smin以下の原データSorig(x)はそのまま保存されず、ローパスフィルタ処理データSlow(x)となるため、SNRが極端に小さい部分に対するスムージング強度を強くすることができる。 The nonlinear function g is, for example, a portion where the SNR of the SNR distribution function S snr (x) is extremely small, that is, when the signal strength S is less than or equal to the threshold Smin, the weight of the weight function W snr (x) becomes zero, and the signal strength S Is larger than the threshold value Smin, the weight function W snr (x) can be made such that the weight is smaller as the SNR is smaller and the weight is larger as the SNR is larger. If the weighting function W snr (x) is created in this way, the original data S orig (x) whose signal strength S is less than or equal to the threshold value Smin is not stored as it is due to the weighted addition in the subsequent step, and the low-pass filter processing data S low Since (x) is satisfied, the smoothing strength for a portion having an extremely small SNR can be increased.

加えて、非線形関数gは、閾値Smin以上である範囲において、エッジ部分と考えられる最大SNR部分および最小SNR部分の間の範囲の重みがエッジ部分から離れるにつれて徐々に相対的に小さくなる重み関数Wsnr(x)が作成されるような関数とすることができる。このように重み関数Wsnr(x)を作成すれば、後段のステップにおける重み付け加算によって、エッジ部分から離れた部分ほど原データSorig(x)の割合が減少する一方、ローパスフィルタ処理データSlow(x)の割合が増加するため、エッジ部分から離れた部分ほど強度が強いスムージングが行われることとなる。この結果、エッジ部分の抽出を伴うedge enhancementとは別にSNR分布に適応したedge enhancementを行うことができる。 In addition, the non-linear function g is a weight function W that gradually becomes relatively smaller as the weight of the range between the maximum SNR portion and the minimum SNR portion considered as the edge portion becomes farther from the edge portion in a range that is equal to or greater than the threshold value Smin. It can be a function that creates snr (x). If the weighting function W snr (x) is created in this way, the proportion of the original data S orig (x) decreases as the distance from the edge portion decreases due to the weighted addition in the subsequent step, while the low-pass filter processing data S low Since the ratio of (x) increases, smoothing with stronger intensity is performed in the part far from the edge part. As a result, edge enhancement adapted to the SNR distribution can be performed separately from edge enhancement accompanied with extraction of edge portions.

上述した例の場合には、非線形関数gは、式(8)に示すように決定することができる。
[数8]
g(S)=(S-Smin)n/Smax : S>Smin, 0: otherwise (8)
ただし、Smaxは信号強度Sの最大値であり、nは、(S)が下に凸の関数となるような任意の係数である。従って、nが大きいほど(S)は下に凸の関数となる。
In the case of the example described above, the nonlinear function g can be determined as shown in Equation (8).
[Equation 8]
g (S) = (S-Smin) n / Smax: S> Smin, 0: otherwise (8)
However, Smax is the maximum value of the signal strength S, and n is an arbitrary coefficient such that (S) is a downward convex function. Therefore, as n increases, (S) becomes a downward convex function.

図8は、図1に示すデータ処理装置1において、SNR分布関数を非線形変換することによって重み関数を作成する場合に用いられる非線形関数gの例を示す図である。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a nonlinear function g used in the case of creating a weight function by nonlinearly transforming the SNR distribution function in the data processing apparatus 1 shown in FIG.

図8(a)において縦軸は位置xを、横軸は信号強度Sを示す。また、図8(a)中の実線はSNR分布関数Ssnr(x)を、点線は原データSorig(x)(または正規化した原データSorig(x))をそれぞれ示す。また、図8(b)において縦軸は非線形変換gの結果となる重み関数の重みWsnrを、横軸は信号強度Sを示す。また、図8(b)中の実線は非線形関数Wsnr=g(S)を、点線は1次関数Wsnr=Sをそれぞれ示す。また、図8(c)において縦軸は重み関数の重みWsnrを、横軸は位置xを示す。また、図8(c)中の実線は非線形関数W=g(S)を用いてSNR分布関数Ssnr(x)を非線形変換することによって得られた重み関数Wsnr(x)を、点線は原データSorig(x)(または正規化した原データSorig(x))をそれぞれ示す。 In FIG. 8A, the vertical axis represents the position x, and the horizontal axis represents the signal strength S. In FIG. 8A, the solid line indicates the SNR distribution function S snr (x), and the dotted line indicates the original data S orig (x) (or the normalized original data S orig (x)). In FIG. 8B, the vertical axis represents the weight W snr of the weight function resulting from the nonlinear transformation g, and the horizontal axis represents the signal strength S. In FIG. 8B, the solid line indicates the nonlinear function W snr = g (S), and the dotted line indicates the linear function W snr = S. In FIG. 8C, the vertical axis indicates the weight W snr of the weight function, and the horizontal axis indicates the position x. The solid line in Fig. 8 (c) is the weight function W snr (x) obtained by nonlinear transformation of the SNR distribution function S snr (x) using the nonlinear function W = g (S), and the dotted line is The original data S orig (x) (or the normalized original data S orig (x)) is shown.

図8(a)に示すようにSNR分布関数Ssnr(x)には、位置xの端部に極端にSNRが低い部分が存在する場合やエッジ部分が存在する場合がある。このような場合に、図8(b)に示すように信号強度がある値以下で重みWsnrがゼロ、信号強度が中間程度の値で相対的に重みWsnrが小さくなるような非線形関数Wsnr=g(S)を用いてSNR分布関数Ssnr(x)を非線形変換すると、図8(c)に示すように、極端にSNRが低い部分の重みWsnrがゼロで、信号強度が中間部分以外のエッジ部分に対応する部分の重みWsnrが強調された重み関数Wsnr(x)を作成することができる。 As shown in FIG. 8A, the SNR distribution function S snr (x) may have an extremely low SNR portion or an edge portion at the end of the position x. In such a case, and FIG. 8 (b) the weight W snr below a certain signal strength value as shown in a zero, the nonlinear signal strength as relatively weighting W snr at approximately intermediate value is reduced function W When the SNR distribution function S snr (x) is nonlinearly transformed using snr = g (S), as shown in FIG. 8 (c), the weight W snr of the portion where the SNR is extremely low is zero and the signal intensity is intermediate. A weight function W snr (x) in which the weight W snr of the part corresponding to the edge part other than the part is emphasized can be created.

一方、上述したように、原データSorig(x)、ローパスフィルタ処理データSlow(x)、原データSorig(x)またはローパスフィルタ処理データSlow(x)を非線形変換して得られるデータをSNR分布関数Ssnr(x)とし、SNR分布関数Ssnr(x)をそのまま重み関数Wsnr(x)とすることもできる。 On the other hand, as described above, the data obtained by nonlinear conversion of the original data S orig (x), the low-pass filtered data S low (x), the original data S orig (x), or the low-pass filtered data S low (x) Can be used as the SNR distribution function S snr (x), and the SNR distribution function S snr (x) can be used as it is as the weight function W snr (x).

図9は、図1に示すデータ処理装置1において、SNRに対してピークを有する非線形の相関関係を有する原データSorig(x)をSNR分布作成用の非線形関数fsnr(S)で変換することによって得られるSNR分布関数Ssnr(x)をそのまま重み関数Wsnr(x)とする場合の例を示す図である。 FIG. 9 shows the data processing apparatus 1 shown in FIG. 1, in which the original data S orig (x) having a non-linear correlation having a peak with respect to the SNR is converted by a non-linear function f snr (S) for creating an SNR distribution. It is a figure which shows the example in the case of using SNR distribution function S snr (x) obtained by this as a weighting function W snr (x) as it is.

以下、X線CTを例にSNR分布関数変換にする非線形関数fsnrを導出する場合について説明する。 Hereinafter, the case of deriving the non-linear function f snr that converts the SNR distribution function into an X-ray CT will be described.

X線CT装置において生データとして保存される吸収係数積分値である吸収線量分布の投影データlin(I0/I)のSNRは、I0/I=3、すなわちln(I0/I)=1.1のときにピークを有する非線型の相関関係を有する。同様に、MRI装置において取得されるADCも、傾斜磁場因子b値に対するDWIの信号強度をS(b)とすると、b>0のときDWIの信号強度S(b)との間に負相関ではなくS(0)/S(b)=3のときにピークを有する非線形の相関関係を有する。また、ADCのSNRをADC値との関係でみればb×ADC=1.1のときピークを有する非線形の相関関係となる。MRI装置において取得されるT2強調画像データ、T2緩和時間の逆数についても同様である。 The SNR of the projection data lin (I 0 / I) of the absorbed dose distribution, which is the integral value of the absorption coefficient stored as raw data in the X-ray CT apparatus, is I 0 / I = 3, that is, ln (I 0 / I) = It has a non-linear correlation with a peak at 1.1. Similarly, the ADC acquired in the MRI apparatus also has a negative correlation with the signal strength S (b) of the DWI when b> 0, assuming that the signal strength of the DWI with respect to the gradient magnetic field factor b value is S (b). There is a non-linear correlation with a peak when S (0) / S (b) = 3. Further, when the SNR of the ADC is seen in relation to the ADC value, a nonlinear correlation having a peak is obtained when b × ADC = 1.1. The same applies to the T2 weighted image data acquired by the MRI apparatus and the reciprocal of the T2 relaxation time.

このように、基準となる信号値S0と位置xにおける信号値S(x)がそれぞれランダムなノイズを有し、信号値S(x)がゼロより大きく基準となる信号値S0以下である場合には、式(9)で定義される位置xにおけるデータM(x)のSNRはデータM(x)の信号強度に対してS(x)/S0=1/3、すなわちM(x)=1.1のときに最大値を有する特性を有することが知られている。
[数9]
M(x)=-ln{S(x)/S0} (0<S(x)≦S0) (9)
Thus, the reference signal value S 0 and the signal value S (x) at the position x each have random noise, and the signal value S (x) is greater than zero and less than or equal to the reference signal value S 0. In this case, the SNR of the data M (x) at the position x defined by Equation (9) is S (x) / S 0 = 1/3 with respect to the signal strength of the data M (x), that is, M (x ) = 1.1, it is known to have a characteristic having a maximum value.
[Equation 9]
M (x) =-ln {S (x) / S 0 } (0 <S (x) ≦ S 0 ) (9)

SNRの特性は以下のように求めることができる。すなわち、式(9)においてR=S/S0とし、データM(x)のノイズのSDをσM、RのSDをσRとすると式(10-1)の関係が成立するから、データM(x)のSNR(M)はRのSNR(R)を用いて式(10-2)のように求めることができる。
[数10]
σMR(δM/δR)=σR(1/R) (10-1)
SNR(M)=M/σM=-ln(R)/{σR(1/R)}
=-R×ln(R)/σR=-ln(R)×(R/σR)
=-ln(R)×SNR(R) (0<R≦1) (10-2)
式(10-2)において、0<R≦1の条件下では、Rの増加に対してln(R)は単調減少、SNR(R)は単調増加するためSNR(M)はR=1/3 (M(x)=ln(1/R)=1.1)のときにピークを有する関係となる。
The characteristics of SNR can be obtained as follows. That is, if R = S / S 0 in equation (9), the noise SD of data M (x) is σ M , and the SD of R is σ R , the relationship of equation (10-1) is established, so the data The SNR (M) of M (x) can be obtained as shown in Equation (10-2) using the SNR (R) of R.
[Equation 10]
σ M = σ R (δM / δR) = σ R (1 / R) (10-1)
SNR (M) = M / σ M = -ln (R) / {σ R (1 / R)}
= -R × ln (R) / σ R = -ln (R) × (R / σ R )
= -ln (R) × SNR (R) (0 <R ≦ 1) (10-2)
In Equation (10-2), under the condition of 0 <R ≦ 1, ln (R) monotonously decreases and SNR (R) monotonically increases with increasing R, so SNR (M) is R = 1 / 3 It has a relationship having a peak when (M (x) = ln (1 / R) = 1.1).

また、式(10-2)において、σR=1として、SNR(M)をデータMで表すと、式(11)となる。 [数11]
SNR(M)=-ln(R)×R=M×exp(-M) (M>0) (11)
ここで、X線CTの場合の吸収係数の積分値M(または再構成後のCT値)のSNR分布関数fsnr(M)は、SNR(M)をSNR(M)の最大値で正規化して式(12)で与えられる。
[数12]
fsnr(M)=SNR(M)/Max[SNR(M)] (12)
式(12)に式(11)を代入すると、SNR分布関数fsnr(M)は、式(13)で与えられる。
Also, in equation (10-2), when SNR (M) is represented by data M with σ R = 1, equation (11) is obtained. [Equation 11]
SNR (M) =-ln (R) × R = M × exp (-M) (M> 0) (11)
Here, the SNR distribution function f snr (M) of the integral value M (or the CT value after reconstruction) of the absorption coefficient in the case of X-ray CT normalizes SNR (M) with the maximum value of SNR (M). Is given by equation (12).
[Equation 12]
f snr (M) = SNR (M) / Max [SNR (M)] (12)
Substituting equation (11) into equation (12), the SNR distribution function f snr (M) is given by equation (13).

[数13]
fsnr(M)=e×M×exp(-M) (M>0) (13)
[Equation 13]
f snr (M) = e × M × exp (-M) (M> 0) (13)

図9(a)は、式(9)で定義されるlog変換を行ったデータM(x)の一例を示し、横軸はx軸、縦軸はデータM(x)の値を示す。図9(b)は式(10-2)により横軸をデータM (=-ln[R])、縦軸を式(13)で示されるSNR分布関数fsnr(M)の値として表した図である。図9(c)はSNR分布関数fsnr(M)によりSNR空間分布としてデータM(x)を変換して得られる重み関数Wsnr(x)を表す。 FIG. 9A shows an example of data M (x) subjected to log conversion defined by equation (9), where the horizontal axis indicates the x-axis and the vertical axis indicates the value of the data M (x). In FIG. 9B, the horizontal axis is represented as data M (= -ln [R]) by the equation (10-2), and the vertical axis is represented as the value of the SNR distribution function f snr (M) represented by the equation (13). FIG. FIG. 9C shows a weight function W snr (x) obtained by converting the data M (x) as an SNR spatial distribution by the SNR distribution function f snr (M).

このようにノイズ補正の対象とするデータM(x)の値とSNRが非線形関係にある場合には、データM(x)の値とSNRとの間における関係を表す非線型関数fsnrを用いることによってデータM(x)のSNR分布に基づいてX線の吸収係数分布やADC分布等のデータM(x)をSNR分布関数Ssnr(x)に変換することができる。 In this way, when the value of the data M (x) subject to noise correction and the SNR are in a non-linear relationship, the nonlinear function f snr representing the relationship between the value of the data M (x) and the SNR is used. Thus, the data M (x) such as the X-ray absorption coefficient distribution and the ADC distribution can be converted into the SNR distribution function S snr (x) based on the SNR distribution of the data M (x).

そして、このようにして作成された重み関数Wsnr(x)は、重み関数作成部11から重み付け加算部13に与えられる。 The weight function W snr (x) created in this way is given from the weight function creation unit 11 to the weighting addition unit 13.

次に、図5のステップS13において、エッジ強調部12は、入力装置7から処理対象データのエッジ強調処理を行う指示がデータ処理装置1に入力されたか否かを判定する。そして、処理対象データのエッジ強調処理を行う指示がデータ処理装置1に入力されている場合には、エッジ強調部12は、データ取得部9から原データSorig(x)を取得し、原データSorig(x)において保存すべきエッジ、ライン、点状の構造部分に相当するエッジ部分を抽出する。 Next, in step S <b> 13 of FIG. 5, the edge enhancement unit 12 determines whether or not an instruction to perform edge enhancement processing of the processing target data is input from the input device 7 to the data processing device 1. When an instruction to perform edge enhancement processing on the processing target data is input to the data processing apparatus 1, the edge enhancement unit 12 acquires the original data S orig (x) from the data acquisition unit 9, and the original data In S orig (x), an edge portion corresponding to an edge, line, or point-like structure portion to be stored is extracted.

すなわち、図6のステップS24においてエッジ強調部12において、edge enhancementが必要であるか否かが判定され、YESであると判定された場合には、エッジ部分が抽出される。具体的には、図6のステップS25に示す演算によって、原データSorig(x)にハイパスフィルタHhigh(x) を掛けることによって中間周波成分または高周波成分のエッジ部分データShigh(x)が抽出される。 That is, in step S24 of FIG. 6, the edge enhancement unit 12 determines whether or not edge enhancement is necessary. If it is determined YES, the edge portion is extracted. Specifically, the edge data S high (x) of the intermediate frequency component or the high frequency component is obtained by multiplying the original data S orig (x) by the high pass filter H high (x) by the calculation shown in step S25 of FIG. Extracted.

次に、図5のステップS14においてエッジ強調部12において、エッジ部分Shigh(x)を強調するためのエッジ部分用の重み関数Whigh(x)がエッジ部分データShigh(x)から求められる。すなわち、原データSorig(x)の中間周波成分または高周波成分からエッジ部分用の重み関数Whigh(x)が作成される。具体的には、例えば図6のステップS26に示す演算によって、エッジ部分データShigh(x)の絶対値|Shigh(x)|がエッジ部分データShigh(x)の絶対値|Shigh(x)の最大値max{|Shigh(x)|}によって正規化することによって、エッジ部分Shigh(x)の信号強度の特性が反映され、かつ最大値が1となるエッジ部分用の重み関数Whigh(x)が作成される。 Then, the edge enhancement unit 12 in step S14 of FIG. 5, the weighting function for the edge portion for emphasizing an edge portion S high (x) W high ( x) is determined from the edge part data S high (x) . That is, the edge function weight function W high (x) is created from the intermediate frequency component or high frequency component of the original data S orig (x). Specifically, for example, the absolute value | S high (x) | of the edge portion data S high (x) is changed to the absolute value | S high (of the edge portion data S high (x) by the calculation shown in step S26 of FIG. Normalization by the maximum value max {| S high (x) |} of x) reflects the signal strength characteristics of the edge portion S high (x), and the weight for the edge portion having the maximum value of 1 The function W high (x) is created.

図7(c)において、横軸は位置x、縦軸は重みWを示す。また、図7(c)中の破線は、エッジ部分用の重み関数Whigh(x)の例を、点線は原データSorig(x)を正規化したデータの例を示す。図7(c)に示すようにエッジ部分用の重み関数Whigh(x)は最大値が1でエッジ部分にのみ重みWを有する関数となる。 In FIG. 7C, the horizontal axis indicates the position x, and the vertical axis indicates the weight W. Further, a broken line in FIG. 7C indicates an example of the weight function W high (x) for the edge portion, and a dotted line indicates an example of data obtained by normalizing the original data S orig (x). As shown in FIG. 7C, the edge portion weight function W high (x) is a function having a maximum value of 1 and having a weight W only at the edge portion.

このようにして得られたエッジ部分データShigh(x)およびエッジ部分用の重み関数Whigh(x)は、エッジ強調部12から重み付け加算部13に与えられる。 The edge part data S high (x) and the edge function weighting function W high (x) obtained in this way are given from the edge enhancement unit 12 to the weighting addition unit 13.

一方、エッジ強調部12が処理対象データのエッジ強調処理を行わない指示がデータ処理装置1に入力されたと判定した場合には、エッジ部分データShigh(x)の抽出処理およびエッジ部分用の重み関数Whigh(x)の作成処理は行われない。ただし、図6のステップS27に示すように、演算上必要な場合には、エッジ部分用の重み関数Whigh(x)にゼロが代入され、値がゼロのエッジ部分用の重み関数Whigh(x)が重み付け加算部13に与えられる。 On the other hand, when the edge enhancement unit 12 determines that an instruction not to perform the edge enhancement processing of the processing target data is input to the data processing apparatus 1, the edge portion data S high (x) extraction processing and the edge portion weights are performed. The function W high (x) is not created. However, as shown in step S27 of FIG. 6, when necessary for calculation, zero is substituted for the edge portion weight function W high (x), and the edge portion weight function W high ( x) is given to the weighted addition unit 13.

次に、図5のステップS14において重み付け加算部13は、図6のステップS28に示す演算を行うことによってランダムなノイズを低減させた補正データScor(x)を生成する。すなわち、重み関数作成部11から取得した重み関数Wsnr(x)を原データSorig(x)の重み、重み関数1-Wsnr(x)をローパスフィルタ部10から取得したローパスフィルタ処理データSlow(x)の重みとして重み付け加算する。さらに、edge enhancementを行う場合には、エッジ強調部12から取得したエッジ部分用の重み関数Whigh(x)を重みとしてエッジ強調部12から取得したエッジ部分データShigh(x)が重み付け加算される。 Next, in step S14 of FIG. 5, the weighted addition unit 13 generates correction data S cor (x) in which random noise is reduced by performing the calculation shown in step S28 of FIG. That is, the weight function W snr (x) acquired from the weight function creation unit 11 is the weight of the original data S orig (x), and the weight function 1-W snr (x) is the low-pass filter processing data S acquired from the low-pass filter unit 10. Add weight as low (x) weight. Further, when edge enhancement is performed, the edge portion data S high (x) acquired from the edge enhancement unit 12 is weighted and added using the weight function W high (x) for the edge portion acquired from the edge enhancement unit 12 as a weight. The

これにより、原データSorig(x)のSNRが小さい部分ほど強度が強いスムージングによってノイズレベルが低減された補正データScor(x)を得ることができる。さらに、エッジ部分データShigh(x)を重み付け加算すれば、エッジ部分の強調を行うこともできる。 As a result, it is possible to obtain the correction data S cor (x) in which the noise level is reduced by smoothing with stronger intensity as the SNR of the original data S orig (x) is smaller. Further, the edge portion can be emphasized by weighted addition of the edge portion data S high (x).

図7(d)において、横軸は位置x、縦軸はデータの信号強度(SI: signal intensity)を示す。また、図7(d)中の実線は、補正データScor(x)の例を、点線は原データSorig(x)の例を示す。図7(d)に示すようにエッジが強調されつつSNRの低い部分ほど強い強度でスムージングされた補正データScor(x)を得ることができる。 In FIG. 7D, the horizontal axis indicates the position x, and the vertical axis indicates the signal intensity (SI) of the data. In FIG. 7D, the solid line indicates an example of the correction data S cor (x), and the dotted line indicates an example of the original data S orig (x). As shown in FIG. 7 (d), it is possible to obtain correction data S cor (x) that is smoothed with a stronger intensity as the SNR is lower while the edge is emphasized.

そして、このようにして作成された補正データScor(x)は、重み付け加算部13から画像診断装置3のデータ記憶部5に出力される。ただし、他の機器に補正データScor(x)を出力させることもできる。そして、画像診断装置3のデータ処理部6における補正データScor(x)に対するデータ処理によって表示用の画像データが再構成される。例えば、補正データScor(x)がX線CT装置において収集された投影データの補正によって得られた場合には、データ処理部6における補正データScor(x)に対する後処理、逆投影処理および画像再構成処理等の必要な処理を経て表示用の画像データを作成することができる。 Then, the correction data S cor (x) created in this way is output from the weighted addition unit 13 to the data storage unit 5 of the diagnostic imaging apparatus 3. However, the correction data S cor (x) can be output to another device. Then, display image data is reconstructed by data processing on the correction data S cor (x) in the data processing unit 6 of the image diagnostic apparatus 3. For example, when the correction data S cor (x) is obtained by correcting the projection data collected in the X-ray CT apparatus, the data processing unit 6 performs post-processing, back-projection processing, and correction processing on the correction data S cor (x). Image data for display can be created through necessary processing such as image reconstruction processing.

尚、ここまでは、重み関数Wsnr(x)の作成の際に表示処理の際に行われるウィンドウ変換に関する情報を用いない例について説明したが、データ処理装置1の処理対象データが画像データである場合には、表示系においてウィンドウ変換に用いられる情報を用いて新たな重み関数Wsnr(x)を作成することもできる。 Heretofore, an example has been described in which information regarding window conversion performed during display processing when creating the weight function W snr (x) is not used, but the processing target data of the data processing apparatus 1 is image data. In some cases, a new weighting function W snr (x) can be created using information used for window conversion in the display system.

図10は、図1に示すデータ処理装置1によりウィンドウ変換に用いられる情報を用いて重み関数を作成することによって処理対象データのデータ値に対してSNRに適応的にノイズ低減処理を行うための処理手順を示すフローチャートであり、図中Sに数字を付した符号はそれぞれのフローチャートの各ステップを示す。   FIG. 10 is a diagram for performing noise reduction processing adaptively to the SNR for the data value of the processing target data by creating a weight function using information used for window conversion by the data processing apparatus 1 shown in FIG. It is a flowchart which shows a process sequence, and the code | symbol which attached | subjected the number to S in the figure shows each step of each flowchart.

図10に示すフローチャートでは、重み関数の作成のためにウィンドウ変換に用いられる情報を用いる点および補正データScorに対してWINDOW変換を施すことによって輝度値Sdispを求める点のみ図5に示すフローチャートと相違する。従って、図10に示すフローチャートにおいて、図5に示すフローチャートと同様のステップには同符号を付して説明を省略する。 In the flowchart shown in FIG. 10, only a point using information used for window conversion for creating a weighting function and a point for obtaining the luminance value S disp by performing WINDOW conversion on the correction data S cor are shown in FIG. And different. Accordingly, in the flowchart shown in FIG. 10, the same steps as those in the flowchart shown in FIG.

図10のステップS31に示すように、処理対象データが画像データである場合には、重み関数作成部11において、SNR分布のみならず、ウィンドウ変換に用いられる情報に応じた重み関数Wsnr(x)を作成することができる。重み関数Wsnr(x)の作成に用いられるウィンドウ変換に用いられる情報の例としては、ウィンドウレベル(WL: window level)やウィンドウ幅(WW: window width)等のウィンドウ設定値およびガンマカーブが挙げられる。 As shown in step S31 of FIG. 10, when the processing target data is image data, the weighting function creating unit 11 performs not only the SNR distribution but also the weighting function W snr (x ) Can be created. Examples of information used for window conversion used to create the weight function W snr (x) include window setting values such as window level (WL) and window width (WW), and gamma curves. It is done.

また、ステップS32において、重み関数Wsnr(x)を用いた重み付け加算後の補正データScorである画像データは、ウィンドウ変換される。画像データはウィンドウ設定値(WL,WW)に基づいてウィンドウ変換され、信号強度が表示装置8の輝度値であるコントラスト値として表示される場合が多い。ウィンドウ変換は線形変換である場合の他、ガンマカーブを用いた非線形変換である場合もある。 In step S32, the image data which is the correction data S cor after weighted addition using the weighting function W snr (x) is subjected to window conversion. In many cases, image data is window-converted based on window setting values (WL, WW), and the signal intensity is displayed as a contrast value that is a luminance value of the display device 8. The window conversion may be non-linear conversion using a gamma curve as well as linear conversion.

図11は、図1に示す画像診断装置3のデータ処理部6において画像データを線形ウィンドウ変換する場合の例を示す図である。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example in which image data is subjected to linear window conversion in the data processing unit 6 of the diagnostic imaging apparatus 3 illustrated in FIG. 1.

図11(a)において縦軸は位置xを、横軸は位置xにおける信号強度Sをそれぞれ示し、図11(a)中の実線は位置xにおける画像データIMAGE(x)を示す。また、図11(b)において縦軸はコントラスト値(輝度値)Cを、横軸は信号強度Sを示す。また、図11(b)中の実線はウィンドウ変換関数Wdisp(S)を、破線は1次関数Wdisp=aS+bをそれぞれ示す。また、図11(c)において縦軸はコントラスト値Sdispを、横軸は位置xを示す。また、図11(c)中の実線はウィンドウ変換関数Wdisp(S)を用いて画像データIMAGE(x)を線形ウィンドウ変換することによって得られる表示画像の輝度分布Ic(x)を示す。 11A, the vertical axis indicates the position x, the horizontal axis indicates the signal intensity S at the position x, and the solid line in FIG. 11A indicates the image data IMAGE (x) at the position x. In FIG. 11B, the vertical axis represents the contrast value (luminance value) C, and the horizontal axis represents the signal intensity S. In FIG. 11B, the solid line indicates the window conversion function W disp (S), and the broken line indicates the linear function W disp = aS + b. In FIG. 11C, the vertical axis represents the contrast value S disp and the horizontal axis represents the position x. Further, the solid line in FIG. 11C shows the luminance distribution Ic (x) of the display image obtained by performing the linear window conversion on the image data IMAGE (x) using the window conversion function W disp (S).

図11(a)に示すような信号強度Sで示される画像データIMAGE(x)は、図11(b)に示すウィンドウ変換関数Wdisp(S)によりウィンドウ変換され、図11(c)に示すようにコントラスト値Sdispで示される表示画像の輝度分布Ic(x)に変換される。そのためにウィンドウ設定値WL,WWが任意に決定される。ウィンドウ設定値WL,WWが決定されるとウィンドウ変換関数Wdisp(S)は、信号強度S=WLのとき信号強度Sが中間コントラスト値Sdisp(WL)に、信号強度S≧WL+WW/2のとき信号強度Sが最高コントラスト値Sdisp(WL+WW/2)に、信号強度S≦WL-WW/2のとき信号強度Sが最低コントラスト値SdispC(WL-WW/2)にそれぞれ変換されるような関数として作成される。 Image data IMAGE (x) indicated by the signal intensity S as shown in FIG. 11A is window-converted by the window conversion function W disp (S) shown in FIG. 11B, and shown in FIG. In this way, the brightness distribution Ic (x) of the display image indicated by the contrast value S disp is converted. For this purpose, the window setting values WL and WW are arbitrarily determined. When the window setting values WL and WW are determined, the window conversion function W disp (S) is obtained when the signal intensity S = WL, the signal intensity S becomes the intermediate contrast value S disp (WL), and the signal intensity S ≧ WL + WW / When the signal strength S is 2, the signal strength S becomes the highest contrast value S disp (WL + WW / 2), and when the signal strength S ≦ WL-WW / 2, the signal strength S becomes the lowest contrast value S disp C (WL-WW / 2). Each function is created as a function that can be converted.

そこで、ウィンドウ設定値(WL,WW)に基づいてウィンドウ変換関数Wdisp(S)を作成し、画像データIMAGE(x)のSNR分布関数Ssnr(x)をウィンドウ変換関数Wdisp(S)で変換することによって画像データの表示系における表示処理を考慮した重み関数Wsnr(x)を作成することができる。すなわち、重み関数Wsnr(x)を表示系における表示処理に適合させることによって、ノイズ低減補正処理を視覚効果に合わせることができる。 Therefore, a window conversion function W disp (S) is created based on the window setting values (WL, WW), and the SNR distribution function S snr (x) of the image data IMAGE (x) is expressed by the window conversion function W disp (S). By performing the conversion, it is possible to create a weight function W snr (x) in consideration of display processing in the image data display system. That is, the noise reduction correction process can be matched with the visual effect by adapting the weight function W snr (x) to the display process in the display system.

ウィンドウ変換関数Wdisp(S)は、例えば、画像データIMAGE(x)の信号強度SがWLのとき(S=WLのとき)表示画像の輝度分布Ic(x)のSNRが最も大きくなり、画像データIMAGE(x)の信号強度SがWLから離れ、信号強度SとWLとの差分|S-WL|が大きくなるにつれて表示画像の輝度分布Ic(x)のSNRは小さくなっても良いという方針に沿って決定することができる。 For example, when the signal intensity S of the image data IMAGE (x) is WL (when S = WL), the window conversion function W disp (S) has the highest SNR of the luminance distribution Ic (x) of the display image. The policy is that the SNR of the luminance distribution Ic (x) of the display image may be reduced as the signal intensity S of the data IMAGE (x) is separated from the WL and the difference | S-WL | between the signal intensity S and WL increases. Can be determined along.

図12は、図10のステップS31において、ウィンドウ設定値に基づく変換関数を用いてSNR分布関数を変換することにより重み関数を作成する場合の例を示す図である。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of creating a weighting function by converting the SNR distribution function using the conversion function based on the window setting value in step S31 of FIG.

図12(a)において縦軸は位置xを、横軸は位置xにおける信号強度Sをそれぞれ示し、図12(a)中の実線は画像データIMAGE(x)のSNR分布関数Ssnr(x)を示す。また、図12(b)において縦軸は変換関数Wsnr(S)による信号強度Sの変換値である重み関数の重みWsnr(S)を、横軸は信号強度Sを示す。また、図12(b)中の実線は変換関数Wsnr(S)を示す。また、図12(c)において縦軸は重み関数の重みWsnr(x)を、横軸は位置xを示す。また、図12(c)中の実線は変換関数Wsnr(S)を用いてSNR分布関数Ssnr(x)を変換することによって得られた重み関数Wsnr(x)を示す。 In FIG. 12A, the vertical axis indicates the position x, the horizontal axis indicates the signal intensity S at the position x, and the solid line in FIG. 12A indicates the SNR distribution function S snr (x) of the image data IMAGE (x). Indicates. Further, FIG. 12 (b) in the vertical axis transformation function W snr weight W snr of weighting function is a conversion value of the signal strength S according to (S) (S), the horizontal axis represents the signal intensity S. Further, the solid line in FIG. 12B shows the conversion function W snr (S). In FIG. 12 (c), the vertical axis represents the weight W snr (x) of the weight function, and the horizontal axis represents the position x. Also, the solid line in FIG. 12C shows the weighting function W snr (x) obtained by converting the SNR distribution function S snr (x) using the conversion function W snr (S).

図12(a)に示すようなSNR分布関数Ssnr(x)を上述した方針によって決定された図12(b)に示す変換関数Wsnr(S)により変換することによって、図12(c)に示すようなウィンドウ変換処理に適応させた重み関数Wsnr(x)を作成することができる。尚、図12(b)に示す変換関数Wsnr(S)は、SNR分布関数Ssnr(x)の信号強度S=WLのとき重みWがゼロとなり、信号強度S≧WL+WW/2のときおよび信号強度S≦WL-WW/2のときに重みWが1となるような関数とした場合の例を示す。すなわち、ウィンドウ変換が線形である場合には、変換関数Wsnr(S)は例えば式(14)のように決定することができる。 By converting the SNR distribution function S snr (x) as shown in FIG. 12 (a) by the conversion function W snr (S) shown in FIG. 12 (b) determined according to the above-described policy, FIG. The weight function W snr (x) adapted to the window conversion process as shown in FIG. Note that the conversion function W snr (S) shown in FIG. 12B has a weight W of zero when the signal strength S = WL of the SNR distribution function S snr (x), and the signal strength S ≧ WL + WW / 2. An example in which the function is such that the weight W becomes 1 when the signal strength S ≦ WL−WW / 2. In other words, when the window conversion is linear, the conversion function W snr (S) can be determined as shown in, for example, Expression (14).

[数14]
Wsnr(S)=|S-WL|/(WW/2): WL-WW/2<S<WL+WW/2, 1: otherwise (14)
[Formula 14]
W snr (S) = | S-WL | / (WW / 2): WL-WW / 2 <S <WL + WW / 2, 1: otherwise (14)

そして、このように作成された重み関数Wsnr(x)を用いた重み付け加算によって画像データIMAGE(x)の補正データScor(x)が生成される。さらに、図11に示すようなウィンドウ変換によって補正データScor(x)からランダムなノイズが低減され、かつ視覚効果に合わせてSNRが調整された表示画像が作成されて、表示装置8に表示される。 Then, correction data S cor (x) of the image data IMAGE (x) is generated by weighted addition using the weight function W snr (x) created in this way. Furthermore, a display image in which random noise is reduced from the correction data S cor (x) and the SNR is adjusted in accordance with the visual effect is generated by the window conversion as shown in FIG. 11 and displayed on the display device 8. The

尚、ウィンドウ設定値(WL,WW)やガンマカーブ等のウィンドウ条件は、入力装置7の操作によってユーザにより任意に設定することができる。従って、ユーザがウィンドウ条件を変化させた場合には、重み関数作成部11が、設定されたウィンドウ条件に同期してダイナミックに重み関数Wsnr(x)を作成するようにすることができる。さらに、重み関数Wsnr(x)の同期により補正データScor(x)およびウィンドウ変換後の表示画像もそれぞれダイナミックに同期させて生成および表示させることができる。 Note that window conditions such as window setting values (WL, WW) and gamma curves can be arbitrarily set by the user by operating the input device 7. Therefore, when the user changes the window condition, the weight function creating unit 11 can dynamically create the weight function W snr (x) in synchronization with the set window condition. Further, the correction data S cor (x) and the display image after the window conversion can also be generated and displayed in synchronization with each other by synchronizing the weight function W snr (x).

ただし、ウィンドウ条件のうちガンマカーブは一度設定されると頻繁には変更されない。また、ウィンドウ設定値(WL,WW)は、X線CT画像のように絶対値を有する画像や信号強度を正規化したMR画像を表示させる場合には、通常データ種によりほぼ決められる場合が多い。そこで、予めウィンドウ設定値(WL,WW)やガンマカーブ等のウィンドウ条件をプリセット値としてデータ処理装置1に記憶させ、重み関数作成部11がプリセット値から自動的に重み関数Wsnr(x)を作成するようにすることもできる。これにより、ウィンドウ条件を頻繁に変更する必要がなくなるので、重み関数Wsnr(x)の作成を含むデータ補正処理を複数回に亘ってダイナミックに行うことなく、より少ない処理で表示画像を作成および表示させることができる。 However, once the gamma curve is set in the window conditions, it is not changed frequently. In addition, the window setting values (WL, WW) are often almost determined by the normal data type when displaying images having absolute values such as X-ray CT images or MR images with normalized signal intensity. . Therefore, window conditions such as window setting values (WL, WW) and gamma curves are stored in the data processing apparatus 1 as preset values in advance, and the weight function creation unit 11 automatically calculates the weight function W snr (x) from the preset values. It can also be created. This eliminates the need to frequently change the window conditions, so that the display image can be created with less processing without dynamically performing data correction processing including the creation of the weighting function W snr (x) multiple times. Can be displayed.

これとは別に、予め任意に決定した条件に応じて自動的にウィンドウ条件が設定されるようにし、重み関数作成部11が自動設定されたウィンドウ条件から重み関数Wsnr(x)を作成するようにすることもできる。例えば空気等の背景以外における画像値のヒストグラム上で最も大きい画像値をWLに、WLの2倍をWWにするというようなウィンドウ条件の設定条件を予め決定しておけば、設定条件に従ってデータ処理装置1または画像診断装置3が自動的にウィンドウ条件を設定することができる。このため、重み関数Wsnr(x)の作成や重み付け加算を含む1回のデータ補正処理で表示画像を作成および表示させることが可能となる。このようにウィンドウ条件の設定を自動化することによっても、より少ない処理で表示画像を作成および表示させることができる。 Separately from this, the window condition is automatically set according to the condition determined arbitrarily in advance, and the weight function creation unit 11 creates the weight function W snr (x) from the automatically set window condition. It can also be. For example, if the window condition setting condition is set in advance such that the largest image value on the histogram of the image values other than the background such as air is set to WL and twice the WL is set to WW, data processing is performed according to the setting condition. The apparatus 1 or the diagnostic imaging apparatus 3 can automatically set window conditions. For this reason, a display image can be created and displayed by a single data correction process including creation of the weighting function W snr (x) and weighted addition. By automating the window condition setting in this way, a display image can be created and displayed with less processing.

さらに、ウィンドウ条件のみならず、上述した重み関数Wsnr(x)の作成に必要な非線形変換の度合いや、edge enhancementを行う場合におけるエッジ部分用の重み関数Whigh(x)の値のようなデータ補正処理に関する諸条件を決定するパラメータを入力装置7の操作によってマニュアル調整できるようにすることもできる。特に、非線形変換の度合いや、エッジ成分の重みについてはユーザの嗜好に応じて調整できることが望ましい場合がある。そこで、例えば、音声トーンコントロールのようなダイアルの調整によりリアルタイムでダイナミックなデータの補正処理を行えるようにすれば、ユーザは表示装置8に表示される画像を参照しながら表示画像の補正精度を最適化することができる。 Furthermore, not only the window conditions, but also the degree of nonlinear transformation necessary to create the weight function W snr (x) described above and the value of the weight function W high (x) for the edge portion when edge enhancement is performed Parameters for determining various conditions regarding the data correction processing can be manually adjusted by operating the input device 7. In particular, it may be desirable to be able to adjust the degree of nonlinear transformation and the weight of edge components according to user preferences. Therefore, for example, if dynamic data correction processing can be performed in real time by adjusting a dial such as voice tone control, the user can optimize the display image correction accuracy while referring to the image displayed on the display device 8. Can be

つまり以上のようなデータ処理装置1は、与えられた処理対象データからSNR分布を求め、SNR分布の特徴を反映させた重み関数を用いて処理対象データと処理対象データに線形または非線形のフィルタリングを施したデータとの重み付加算を行うことにより補正データを求めるものである。   That is, the data processing apparatus 1 as described above obtains an SNR distribution from given processing target data, and performs linear or non-linear filtering on the processing target data and the processing target data using a weight function reflecting the characteristics of the SNR distribution. Correction data is obtained by performing weighted addition with the applied data.

(効果)
このため上述したデータ処理装置1においては、処理対象データが局所的にSNRが変化するデータであってもSNRに応じて適応的にノイズを低減しつつSNRの向上を図ることができる。すなわち、ノイズの低減のみならず、高周波成分の保存割合を制御することができる。加えて、データ処理装置1では、必要に応じて局所におけるエッジ成分の保存や強調が可能である。
(effect)
For this reason, in the data processing apparatus 1 described above, even if the data to be processed is data in which the SNR changes locally, the SNR can be improved while adaptively reducing noise according to the SNR. That is, not only the noise reduction but also the storage ratio of the high frequency component can be controlled. In addition, the data processing apparatus 1 can store and emphasize local edge components as necessary.

また、データ処理装置1では、簡易な線形処理で非線形な処理と等価な処理を行うことができるため高速処理が可能である。これによりリアルタイムでダイナミックな処理を実現することができる。   Further, since the data processing apparatus 1 can perform processing equivalent to non-linear processing with simple linear processing, high-speed processing is possible. Thereby, dynamic processing in real time can be realized.

さらに、データ処理装置1には、補正処理を適用することが可能な空間の自由度が大きいという利点がある。例えば、実空間、投影データ空間、周波数空間等の様々な空間において補正処理を行うことができる。すなわち、フィルタリングにLSI filter等の線形フィルタを用いるため、処理対象データが実空間におけるconvolution法によって処理されるデータであっても周波数空間におけるFT (Fourier transform)法によって処理されるデータであっても補正処理の対象として適用可能である。   Furthermore, the data processing apparatus 1 has an advantage that the degree of freedom of space to which the correction process can be applied is large. For example, the correction process can be performed in various spaces such as a real space, a projection data space, and a frequency space. That is, since a linear filter such as an LSI filter is used for filtering, even if the data to be processed is data processed by the convolution method in real space or data processed by the FT (Fourier transform) method in frequency space It can be applied as a correction processing target.

また、データ処理装置1では、処理対象データの値とSNRとが正の相関関係を有する場合のみならず、処理対象データの値とSNRとが非線形または負の相関関係を有する場合であっても処理対象データの補正処理を行うことが可能である。すなわち、処理対象データが信号値とSNRが正相関する通常のデータである場合には、信号値が小さくSNRも小さい部分ほど強い強度でスムージングを施すことができる。一方、処理対象データの信号値とSNRが非線形相関または負相関する場合には、信号値が大きくSNRが小さい部分ほどスムージング強度を強くすることができる。   In the data processing device 1, not only when the value of the processing target data and the SNR have a positive correlation, but also when the value of the processing target data and the SNR have a non-linear or negative correlation. It is possible to perform correction processing on the processing target data. That is, when the data to be processed is normal data in which the signal value and the SNR are positively correlated, smoothing can be performed with stronger intensity as the signal value is smaller and the SNR is smaller. On the other hand, when the signal value of the processing target data and the SNR are nonlinearly correlated or negatively correlated, the smoothing intensity can be increased as the signal value is larger and the SNR is smaller.

また、データ処理装置1では、重み関数を画像値等のデータ値である信号の絶対強度のみならず表示装置8において出力される輝度値を決定するためのガンマカーブやウィンドウ設定値(WL, WW)に同期して最適化することが可能である。従って、視覚効果に合わせた処理対象データの補正を行うことができる。   In the data processing apparatus 1, a gamma curve and window setting values (WL, WW) for determining the luminance value output from the display device 8 as well as the absolute intensity of the signal, which is a data value such as an image value, are used as the weight function. ) Can be optimized in synchronization with Therefore, it is possible to correct the processing target data in accordance with the visual effect.

さらに、データ処理装置1には、SNR分布を求めるために処理対象データを用いるため、センサ4の感度分布のような他のデータが不要であるという利点がある。   Further, the data processing apparatus 1 has an advantage that other data such as the sensitivity distribution of the sensor 4 is unnecessary because the processing target data is used to obtain the SNR distribution.

特に、近年のMRI装置には、複数の表面コイル(サーフェスコイル)がセンサ4であるRFコイルのコイル要素として備えられる場合が多い。この場合、各表面コイルは、感度分布を有するため、表面コイルによって収集されたデータは、ランダムなノイズを有することとなる。従って、複数の表面コイルからのデータに重畳する感度分布に起因するノイズを低減する補正処理を行うことが重要となる。そのための1つの方法として、表面コイルの感度分布データまたは感度分布の推定値を用いてSNR分布を求め、SNR分布に応じて表面コイルの感度分布に起因するノイズの低減補正を行う手法が考えられる。   In particular, in recent MRI apparatuses, a plurality of surface coils (surface coils) are often provided as coil elements of the RF coil that is the sensor 4. In this case, since each surface coil has a sensitivity distribution, the data collected by the surface coil will have random noise. Therefore, it is important to perform a correction process for reducing noise caused by sensitivity distribution superimposed on data from a plurality of surface coils. As one method for that purpose, there is a method of obtaining the SNR distribution using the sensitivity distribution data of the surface coil or the estimated value of the sensitivity distribution, and correcting the noise caused by the sensitivity distribution of the surface coil according to the SNR distribution. .

これに対し、データ処理装置1を用いれば、表面コイルの感度分布データや感度分布の推定が不要となり、表面コイルからのデータそのものからSNR分布を求めることができる。すなわち、データ処理装置1では、処理対象データや処理対象データをフィルタ処理したデータが、SNR分布が反映された重み関数として用いられる。このため、処理対象データを収集するセンサ4の感度分布データがなくても処理対象データの空間的なSNR分布或いはノイズ分布が一定である場合には局所的なSNR分布を求めることができる。   On the other hand, if the data processing device 1 is used, it is not necessary to estimate the sensitivity distribution data of the surface coil or the sensitivity distribution, and the SNR distribution can be obtained from the data itself from the surface coil. That is, in the data processing device 1, the processing target data and the data obtained by filtering the processing target data are used as a weight function reflecting the SNR distribution. For this reason, even if there is no sensitivity distribution data of the sensor 4 that collects the processing target data, a local SNR distribution can be obtained if the spatial SNR distribution or noise distribution of the processing target data is constant.

尚、感度分布データを用いてSNR分布を求める場合には、センサ4固有の感度分布データに従ってSNR分布を処理対象データの処理に先立って予め求めておくことができる。これに対し、処理対象データからSNR分布を求める場合には、SNR分布が処理対象データに依存して求められるため、処理対象データを補正処理する度に毎回SNR分布を求める必要が生じる。従って、感度分布データを用いてSNR分布を求める場合に比べ、処理対象データからSNR分布を求める場合の方が処理時間が長くなる恐れがある。   When the SNR distribution is obtained using the sensitivity distribution data, the SNR distribution can be obtained in advance prior to the processing of the processing target data according to the sensitivity distribution data unique to the sensor 4. On the other hand, when the SNR distribution is obtained from the processing target data, the SNR distribution is obtained depending on the processing target data. Therefore, it is necessary to obtain the SNR distribution every time the processing target data is corrected. Therefore, the processing time may be longer when the SNR distribution is obtained from the processing target data than when the SNR distribution is obtained using the sensitivity distribution data.

しかしながら、データ処理装置1において、単純な線形フィルタリングによって重み関数Wsnr(x)を作成するようにすれば、重み関数Wsnr(x)の作成が不要な場合に比べて単純なフィルタ処理が1回増加するのみである。また、重み付加算処理自体の処理時間は無視できる程度である。このため、データ処理装置1では、上述したような高速処理が可能である。 However, if the weighting function W snr (x) is created by simple linear filtering in the data processing apparatus 1, the simple filter processing is 1 compared with the case where the weighting function W snr (x) need not be created. It only increases times. Further, the processing time of the weighted addition process itself is negligible. For this reason, the data processing apparatus 1 can perform high-speed processing as described above.

尚、複数の表面コイルをセンサとして備えるMRI装置によってパラレルイメージング(PI)を行うことにより収集された表面コイルごとまたは受信チャンネルごとの磁気共鳴信号をそれぞれデータ処理装置1の処理対象データとする場合には、各処理対象データに対してそれぞれ上述したノイズ補正処理を行った後に各補正データScor(x)を合成すればよい。 In addition, when the magnetic resonance signal for each surface coil or each reception channel collected by performing parallel imaging (PI) by an MRI apparatus having a plurality of surface coils as sensors is used as data to be processed by the data processing apparatus 1. In this case, the correction data S cor (x) may be synthesized after the noise correction processing described above is performed on each processing target data.

PIは、複数の表面コイルを用いてエコーデータを受信し、かつ位相エンコードをスキップさせることによって画像再構成に必要な位相エンコード数を減らす撮像法である。PIによりエコーデータが収集される場合には、各表面コイルに対応する画像データに対してPIの条件に基づいてPIにおける後処理であるunfolding処理を行うことにより、展開された画像データが生成される。   PI is an imaging method in which echo data is received using a plurality of surface coils and phase encoding is skipped to reduce the number of phase encodings necessary for image reconstruction. When echo data is collected by PI, unfolding processing, which is post-processing in PI, is performed on the image data corresponding to each surface coil based on the PI conditions to generate expanded image data. The

この場合には、複数の表面コイルを用いて収集された複数の処理対象データに対してそれぞれフィルタ処理を施すことによって複数のフィルタ処理データが生成され、複数のSNR分布データに基づいてそれぞれ複数の重み関数が作成される。そして、複数の重み関数を用いて複数の処理対象データと複数のフィルタ処理データとの重み付き演算を行うことにより複数の補正データが作成される。さらに、複数の補正データが合成される。そのため、複数のセンサまたは受信チャンネルからの処理対象データを補正する場合には、複数の処理対象データにそれぞれ対応する複数の補正データを合成するための合成ユニットがデータ処理装置1に備えられる。   In this case, a plurality of pieces of filter processing data are generated by performing a filtering process on a plurality of pieces of processing target data collected using a plurality of surface coils, and a plurality of pieces of filtering data are generated based on a plurality of SNR distribution data. A weight function is created. Then, a plurality of correction data is created by performing a weighted operation on the plurality of processing target data and the plurality of filter processing data using a plurality of weight functions. Further, a plurality of correction data is synthesized. For this reason, when processing target data from a plurality of sensors or reception channels is corrected, the data processing apparatus 1 is provided with a combining unit for combining a plurality of correction data respectively corresponding to the plurality of processing target data.

マルチコイルで収集されたチャンネル毎のデータには空間的な感度分布が必ずあるため、たとえ均一な感度分布を有するコイルを用いてデータを収集した後に均一なフィルタリングを行って画像再構成をする場合には問題とならない部分であっても、ノイズに埋もれる程度の低信号部分が必ず存在する。このため、特にMRI装置でPIを行う場合には、従来の均一なフィルタを用いたsum of square合成に比べてSNRを向上させることができる。   Since there is always a spatial sensitivity distribution in the data for each channel collected by the multi-coil, even if data is collected using a coil with a uniform sensitivity distribution and then uniform filtering is performed to reconstruct the image Even if there is no problem, there is always a low signal part that is buried in noise. For this reason, particularly when PI is performed by an MRI apparatus, the SNR can be improved as compared with the conventional sum of square synthesis using a uniform filter.

また、マルチチャンネルの検出器を備えた画像診断装置としては、複数組のX線検出器を備えたX線CT装置があげられる。この場合にも同様にチャンネルごとの各補正データScor(x)を合成すればよい。 An example of an image diagnostic apparatus provided with a multi-channel detector is an X-ray CT apparatus provided with a plurality of sets of X-ray detectors. In this case as well, the correction data S cor (x) for each channel may be synthesized similarly.

本発明に係るデータ処理装置の実施の形態を示す構成図。The block diagram which shows embodiment of the data processor which concerns on this invention. 図1に示す画像診断装置がX線CT装置である場合におけるデータ処理部の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of the data processing part in case the diagnostic imaging apparatus shown in FIG. 1 is an X-ray CT apparatus. 図1に示す画像診断装置がX線CT装置である場合にデータ処理装置の処理対象データとして収集された投影データを示す図。The figure which shows the projection data collected as the process target data of a data processor, when the image diagnostic apparatus shown in FIG. 1 is an X-ray CT apparatus. 図1に示す画像診断装置がMRI装置である場合にデータ処理装置の処理対象データとしてradial scanによって収集された投影データを示す図。The figure which shows the projection data collected by radial scan as processing target data of a data processor, when the image diagnostic apparatus shown in FIG. 1 is an MRI apparatus. 図1に示すデータ処理装置により処理対象データのデータ値に対してSNRに適応的にノイズ低減処理を行うための処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence for performing the noise reduction process adaptively to SNR with respect to the data value of process target data by the data processor shown in FIG. 図1に示すデータ処理装置において、処理対象データのデータ値に対してSNRに適応的にノイズ低減処理を行うために行われる演算の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the calculation performed in order to perform a noise reduction process adaptively to SNR with respect to the data value of process target data in the data processing apparatus shown in FIG. 図6に示す演算によってそれぞれ生成されるローパスフィルタ処理データ、重み関数、エッジ部分用の重み関数および補正データの一例を時系列に示す図。The figure which shows an example of the low-pass filter process data respectively produced | generated by the calculation shown in FIG. 6, a weight function, the weight function for edge parts, and correction data in time series. 図1に示すデータ処理装置において、SNR分布関数を非線形変換することによって重み関数を作成する場合に用いられる非線形関数の例を示す図。The figure which shows the example of the nonlinear function used when creating a weight function by nonlinearly transforming an SNR distribution function in the data processor shown in FIG. 図1に示すデータ処理装置において、SNRに対してピークを有する非線形の相関関係を有する原データをSNR分布作成用の非線形関数で変換することによって得られるSNR分布関数をそのまま重み関数とする場合の例を示す図。In the data processing apparatus shown in FIG. 1, the SNR distribution function obtained by converting the original data having a non-linear correlation having a peak relative to the SNR with the non-linear function for creating the SNR distribution is used as it is as the weight function. The figure which shows an example. 図1に示すデータ処理装置によりウィンドウ変換に用いられる情報を用いて重み関数を作成することによって処理対象データのデータ値に対してSNRに適応的にノイズ低減処理を行うための処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence for performing a noise reduction process adaptively to SNR with respect to the data value of process target data by producing a weighting function using the information used for window conversion by the data processor shown in FIG. . 図1に示す画像診断装置のデータ処理部において画像データを線形ウィンドウ変換する場合の例を示す図。The figure which shows the example in the case of performing linear window conversion of image data in the data processing part of the diagnostic imaging apparatus shown in FIG. 図10のステップS31において、ウィンドウ設定値に基づく変換関数を用いてSNR分布関数を変換することにより重み関数を作成する場合の例を示す図。The figure which shows the example in the case of producing a weighting function by converting a SNR distribution function using the conversion function based on a window setting value in step S31 of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 データ処理装置
2 コンピュータ
3 画像診断装置
4 センサ
5 データ記憶部
6 データ処理部
7 入力装置
8 表示装置
9 データ取得部
10 ローパスフィルタ部
11 重み関数作成部
12 エッジ強調部
13 重み付け加算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Data processing apparatus 2 Computer 3 Image diagnostic apparatus 4 Sensor 5 Data storage part 6 Data processing part 7 Input device 8 Display apparatus 9 Data acquisition part 10 Low pass filter part 11 Weight function preparation part 12 Edge emphasis part 13 Weighting addition part

Claims (21)

処理対象データにローパスフィルタ処理を施すことで前記処理対象データのSNR分布データを作成するSNR分布データ生成手段と、
前記処理対象データに対してフィルタ処理を施すことによって前記処理対象データのSNRを向上させたフィルタ処理データを生成するフィルタ処理手段と、
ウィンドウ変換に用いられる情報および前記SNR分布データに基づいて重み関数を作成する重み関数作成手段と、
前記重み関数を用いて前記処理対象データと前記フィルタ処理データとの重み付き演算を行うことにより補正データを作成する補正データ作成手段と、
を有することを特徴とするデータ処理装置。
SNR distribution data generating means for creating SNR distribution data of the processing target data by performing low-pass filter processing on the processing target data;
Filter processing means for generating filter processing data in which an SNR of the processing target data is improved by performing filtering processing on the processing target data;
A weight function creating means for creating a weight function based on information used for window conversion and the SNR distribution data;
Correction data creating means for creating correction data by performing a weighted calculation of the processing target data and the filter processing data using the weight function;
A data processing apparatus comprising:
前記重み関数作成手段は、前記SNR分布データに線形変換を施すことによって前記重み関数を作成することを特徴とする請求項1記載のデータ処理装置。 The weighting function generating unit, a data processing apparatus according to claim 1, wherein that you create the weighting function by performing a linear transformation to the SNR distribution data. 前記重み関数作成手段は、前記SNR分布データに非線形変換を施すことによって前記重み関数を作成することを特徴とする請求項1記載のデータ処理装置。 The weighting function generating unit, a data processing apparatus according to claim 1, wherein the benzalkonium create the weighting function by performing a nonlinear transformation to the SNR distribution data. 前記SNR分布データ生成手段は、ノイズを有する投影データを前記処理対象データとすることを特徴とする請求項1記載のデータ処理装置。 The SNR distribution data generating unit, the data processing apparatus according to claim 1, wherein to Rukoto and the processed data to the projection data having a noise. 前記SNR分布データ生成手段は、ノイズを有する画像データを前記処理対象データとすることを特徴とする請求項1記載のデータ処理装置。 The SNR distribution data generating unit, the data processing apparatus according to claim 1, wherein said processing target data and to Turkey the image data having a noise. 前記SNR分布データ生成手段は、コンピュータ断層撮影装置、磁気共鳴イメージング装置、陽電子放出コンピュータ断層撮影装置および単光子放出コンピュータ断層撮影装置のいずれかによって得られた投影データを前記処理対象データとすることを特徴とする請求項1記載のデータ処理装置。 The SNR distribution data generating unit, a computer tomography apparatus, a magnetic resonance imaging apparatus, a positron emission computed tomography apparatus and a single photon said processing the projection data obtained by either emission computed tomography apparatus target data and to Turkey The data processing apparatus according to claim 1. 前記補正データ作成手段は、前記処理対象データにおけるエッジの強調補正を伴って前記補正データを作成することを特徴とする請求項1記載のデータ処理装置。 The correction data generation means, the data processing apparatus according to claim 1, wherein that you create the correction data with the enhancement correction of edge in the processed data. 前記重み関数作成手段は、前記SNR分布データの信号強度がウィンドウレベル±ウィンドウ幅/2のとき重みが最大で、かつ、前記信号強度がウィンドウレベルに相当するときに重みが最小になるように前記重み関数を作成することを特徴とする請求項1記載のデータ処理装置。 The weight function creating means is configured so that the weight is maximum when the signal strength of the SNR distribution data is window level ± window width / 2, and the weight is minimum when the signal strength corresponds to the window level. the data processing apparatus according to claim 1, wherein that you create a weighting function. ウィンドウ幅、ウィンドウレベルおよびガンマカーブの少なくとも1つを前記ウィンドウ変換に用いられる情報として、入力装置の操作に基づいて同期して、または予めプリセット値として、若しくは予め決定した条件に応じて自動的に設定する設定手段と、
前記ウィンドウ変換に用いられる情報が前記入力装置の操作に基づいて同期して設定された場合に前記補正データに基づいて生成されたデータを前記入力装置の操作に同期してダイナミックに表示させる表示手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項1記載のデータ処理装置。
At least one of window width, window level, and gamma curve is used as information used for the window conversion, synchronized based on the operation of the input device, as a preset value, or automatically according to a predetermined condition Setting means for setting;
Display means for dynamically displaying data generated based on the correction data in synchronization with the operation of the input device when information used for the window conversion is set in synchronization with the operation of the input device When,
The data processing apparatus according to claim 1 , further comprising:
前記SNR分布データ生成手段は、磁気共鳴イメージング装置が備える複数の感度分布を有する表面コイルをセンサとして収集されたデータを前記処理対象データとし、前記処理対象データに基づいて前記SNR分布データを作成することを特徴とする請求項1記載のデータ処理装置。 The SNR distribution data generating means uses the data collected by using a surface coil having a plurality of sensitivity distributions provided in the magnetic resonance imaging apparatus as the processing target data, and creates the SNR distribution data based on the processing target data. The data processing apparatus according to claim 1. 前記処理対象データの信号強度が前記処理対象データのSNRと非線形相関または負相関の関係にある場合に、前記信号強度が前記SNRと正相関の関係となるように前記処理対象データを変換する変換手段をさらに有することを特徴とする請求項記載のデータ処理装置。 Conversion that converts the processing target data so that the signal strength has a positive correlation with the SNR when the signal strength of the processing target data has a nonlinear correlation or a negative correlation with the SNR of the processing target data the data processing apparatus according to claim 1, further comprising means. 前記フィルタ処理手段は、LSIフィルタ、構造適応型フィルタまたはWiener Filterを用いて前記フィルタ処理を行うことを特徴とする請求項1記載のデータ処理装置。 The data processing apparatus according to claim 1 , wherein the filter processing means performs the filter processing using an LSI filter, a structure adaptive filter, or a Wiener Filter . 前記フィルタ処理手段は、前記処理対象データのみまたは前記処理対象データの絶対SNRを指標として決定されたフィルタ強度を有するフィルタを用いて、前記フィルタ処理を行うことを特徴とする請求項1記載のデータ処理装置。 The data according to claim 1 , wherein the filter processing means performs the filter processing using a filter having a filter strength determined using only the processing target data or an absolute SNR of the processing target data as an index. Processing equipment. 前記SNR分布データ生成手段は、複数のセンサにより取得された複数の処理対象データに基づいてそれぞれ複数のSNR分布データを作成し、
前記フィルタ処理手段は、前記複数の処理対象データに対してそれぞれローパスフィルタ処理を施すことで複数のフィルタ処理データを生成し、
前記重み関数作成手段は、前記複数のSNR分布データに基づいてそれぞれ複数の重み関数を作成し、
前記補正データ作成手段は、前記複数の重み関数を用いて前記複数の処理対象データと前記複数のフィルタ処理データとの重み付き演算を行うことで複数の補正データを作成し、
前記複数の補正データを合成する合成手段をさらに有することを特徴とする請求項1記載のデータ処理装置。
The SNR distribution data generation means creates a plurality of SNR distribution data based on a plurality of processing target data acquired by a plurality of sensors,
The filter processing means generates a plurality of filter processing data by applying a low-pass filter processing to each of the plurality of processing target data,
The weight function creating means creates a plurality of weight functions respectively based on the plurality of SNR distribution data,
The correction data creating means creates a plurality of correction data by performing a weighted operation between the plurality of processing target data and the plurality of filter processing data using the plurality of weight functions,
The data processing apparatus according to claim 1, wherein Rukoto that Yusuke further combining means for combining said plurality of correction data.
前記SNR分布データ生成手段は、SNRがピークを有する非線形の相関関係にある処理対象データに前記非線形の相関関係に応じた非線形変換を施すことで、前記SNR分布データを作成することを特徴とする請求項1記載のデータ処理装置。 The SNR distribution data generating unit, by performing non-linear transformation the SNR corresponding to the non-linear correlation processed data is correlated nonlinear with a peak, and features that you create the SNR distribution data The data processing apparatus according to claim 1. 処理対象データに基づいて前記処理対象データのSNR分布データを作成するSNR分布データ生成手段と、
前記処理対象データに対してフィルタ処理を施すことによって前記処理対象データのSNRを向上させたフィルタ処理データを生成するフィルタ処理手段と、
ウィンドウ変換に用いられる情報および前記SNR分布データに基づいて重み関数を作成する重み関数作成手段と、
前記重み関数を用いて前記処理対象データと前記フィルタ処理データとの重み付き演算を行うことにより補正データを作成する補正データ作成手段と、
を有することを特徴とするデータ処理装置。
SNR distribution data generating means for creating SNR distribution data of the processing target data based on the processing target data;
Filter processing means for generating filter processing data in which an SNR of the processing target data is improved by performing filtering processing on the processing target data;
A weight function creating means for creating a weight function based on information used for window conversion and the SNR distribution data;
Correction data creating means for creating correction data by performing a weighted calculation of the processing target data and the filter processing data using the weight function;
The data processing apparatus according to claim Rukoto to have a.
被検体から処理対象データを収集するデータ収集手段と、
前記処理対象データにローパスフィルタ処理を施すことで前記処理対象データのSNR分布データを作成するSNR分布データ生成手段と、
前記処理対象データに対してフィルタ処理を施すことによって前記処理対象データのSNRを向上させたフィルタ処理データを生成するフィルタ処理手段と、
ウィンドウ変換に用いられる情報および前記SNR分布データに基づいて重み関数を作成する重み関数作成手段と、
前記重み関数を用いて前記処理対象データと前記フィルタ処理データとの重み付き演算を行うことにより補正データを作成する補正データ作成手段と、
を有することを特徴とする医用診断装置。
Data collection means for collecting data to be processed from the subject;
SNR distribution data generating means for creating SNR distribution data of the processing target data by applying a low-pass filter process to the processing target data;
Filter processing means for generating filter processing data in which an SNR of the processing target data is improved by performing filtering processing on the processing target data;
A weight function creating means for creating a weight function based on information used for window conversion and the SNR distribution data;
Correction data creating means for creating correction data by performing a weighted calculation of the processing target data and the filter processing data using the weight function;
A medical diagnostic apparatus comprising:
ウィンドウ幅、ウィンドウレベルおよびガンマカーブの少なくとも1つを前記ウィンドウ変換に用いられる情報として、入力装置の操作に基づいて同期して、または予めプリセット値として、若しくは予め決定した条件に応じて自動的に設定する設定手段と、
前記ウィンドウ変換に用いられる情報が前記入力装置の操作に基づいて同期して設定された場合に前記補正データに基づいて生成されたデータを前記入力装置の操作に同期してダイナミックに表示させる表示手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項17記載の医用診断装置。
At least one of window width, window level, and gamma curve is used as information used for the window conversion, synchronized based on the operation of the input device, as a preset value, or automatically according to a predetermined condition Setting means for setting;
Display means for dynamically displaying data generated based on the correction data in synchronization with the operation of the input device when information used for the window conversion is set in synchronization with the operation of the input device When,
The medical diagnostic apparatus according to claim 17, further comprising:
前記データ収集手段は、前記処理対象データとして生データを収集することを特徴とする請求項1記載の医用診断装置。 It said data acquisition unit is a medical diagnostic apparatus according to claim 1 7 wherein the benzalkonium to collect raw data as the processing target data. 前記データ収集手段は、前記処理対象データとして画像データを収集することを特徴とする請求項1記載の医用診断装置。 It said data acquisition unit is a medical diagnostic apparatus according to claim 1 7 wherein the benzalkonium to collect image data as the processing target data. 前記データ収集手段は、前記処理対象データとして時間軸データを収集することを特徴とする請求項1記載の医用診断装置。 It said data acquisition unit is a medical diagnostic apparatus according to claim 1 7 wherein the benzalkonium to collect time axis data as the processing target data.
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