JP6076981B2 - 異なるモダリティのx線画像の周波数依存複合 - Google Patents
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Description
Sp(k)は位相コントラスト画像のノイズパワースペクトルに対応する。
1.減衰画像の勾配に対応する微分位相画像の大域的リスケーリング
2.格子溝構造に垂直な両画像の1Dフーリエ変換
3.全フーリエ係数のノイズ最適、周波数依存複合
4.フーリエ逆変換
f(x,y) 減衰画像情報
g(x,y) 微分位相コントラスト画像情報
c 検査対象の減衰と位相を関連付けるスケーリング定数。定数cはアルゴリズムにおける自由パラメータとみなされ得る。しかしながら、その値はX線スペクトルにおいてあらわされるエネルギーにわたる平均減衰屈折率減少間の物理的比によって動かされ得る。また、cは減衰画像情報と微分位相情報の勾配の間の最小二乗適合によって例えばフーリエ空間において画像情報自体から決定され得る。
F(kx,y) xに関するf(x,y)の1Dフーリエ変換
G(kx,y) xに関するg(x,y)の1Dフーリエ変換
kx 対応フーリエ座標
ω1(kx) 減衰寄与に対する最適フィルタ関数
ω2(kx) 微分位相寄与に対する最適フィルタ関数
σf 2 f(x,y)のノイズ
σg 2 g(x,y)のノイズ
h(x,y) ノイズ最適合成画像/複合画像情報
H(kx,y) xに関するh(x,y)の1Dフーリエ変換
ω1(kx)=1; (ω1,ω2実数)
フーリエ空間内の原点におけるω2(kx)のゼロ値は合成画像情報における低周波数が減衰画像情報によって占められることを保証する。以下、最適フィルタ関数が合成画像におけるノイズ最小化に基づいて導き出される。H(kx,y)の実数部と虚数部に対するノイズは次式によって与えられる:
式7はここで微分及び零点配置によってω1(kx)に関して最小化され得る。
12a,b,c 線源格子、位相格子、アナライザ格子
14 対象
16 X線検出器
20a,b 第1、第2画像(情報)
22 複合画像(情報)
40 Cアームシステム
42 Cアーク
44 X線源
46 X線検出器
48 X線放射
50 支持台
52 制御システム
54 可視化素子
56 処理装置
58 入力素子
60 記憶素子
62 CTシステム
64 ガントリ
100 X線イメージングにおける画像処理のための方法
102 ステップ:第1の画像情報を受信/決定
104 ステップ:第2の画像情報を受信/決定
106,106' ステップ:複合
108 ステップ:位相コントラスト画像情報を受信
112 ステップ:第1の画像情報をフィルタリング
114 ステップ:第2の画像情報をフィルタリング
122 ステップ:複数の第1の画像サブバンド情報を生成
124 ステップ:複数の第2の画像サブバンド情報を生成
130 ステップ:第3の画像情報を受信
Claims (14)
- 対象のx線イメージングにおける画像処理のための方法であって、
第1の画像情報タイプの前記対象の第1の画像情報を受信するステップと、
前記第1の画像情報タイプと異なる第2の画像情報タイプの前記対象の第2の画像情報を受信するステップと、
前記対象の複合画像情報を得るために前記第1の画像情報と前記第2の画像情報を複合するステップとを有し、
前記第1の画像情報と前記第2の画像情報の複合が前記第1の画像情報と前記第2の画像情報の空間周波数に依存する、周波数依存複合であり、
前記方法が更に、
前記第1の画像情報を第1の周波数フィルタ素子でフィルタリングするステップと、
前記第2の画像情報を第2の周波数フィルタ素子でフィルタリングするステップであって、 前記第1のフィルタ素子と前記第2のフィルタ素子が特に相補的フィルタ素子として構成されたものである、ステップと、
前記対象の複合画像情報を得るために前記フィルタリングされた第1の画像情報と前記フィルタリングされた第2の画像情報を複合するステップと、
をさらに有し、前記第1のフィルタ素子と前記第2のフィルタ素子が前記第1の画像情報と前記第2の画像情報のノイズパワースペクトルに依存するフィルタ波形を有するように構成される、方法。 - 前記第1の画像情報タイプと前記第2の画像情報タイプの各々が、減衰画像情報、微分位相コントラスト画像情報、散乱画像情報及びデコヒーレンス画像情報から成る群からの一つのタイプであり、特に前記第1の画像情報が減衰画像情報タイプであり前記第2の画像情報が微分位相コントラスト画像情報タイプである、請求項1に記載の方法。
- 前記第1及び第2の画像情報を受信するステップが、
位相コントラスト画像情報を受信するステップと、
前記位相コントラスト画像情報から前記第1の画像情報を決定するステップと、
前記位相コントラスト画像情報から前記第2の画像情報を決定するステップとを有する、請求項1又は2に記載の方法。 - 前記第1の画像情報を空間周波数領域におけるサブバンドへ分割することによって複数の第1の画像サブバンド情報を生成するステップと、
前記第2の画像情報を空間周波数領域におけるサブバンドへ分割することによって複数の第2の画像サブバンド情報を生成するステップとをさらに有し、
前記第1の画像サブバンド情報のサブバンドが前記第2の画像サブバンド情報のサブバンドに対応し、
前記複数の第1の画像サブバンド情報と前記複数の第2の画像サブバンド情報を複合して前記対象の複合画像情報を得るステップとをさらに有し、
各サブバンドが複合前に重み付け係数で重み付けされ、
前記第1の画像情報と前記第2の画像情報の対応するサブバンドの重み付け係数が各々の前記第1の画像サブバンド情報と前記第2の画像サブバンド情報の信号対ノイズ比に依存する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記複合画像情報が次式に従って決定され、
f(x,y)が前記第1の画像情報、特に減衰画像情報に対応し、
F(kx,y)がxに関するf(x,y)の1Dフーリエ変換に対応し、
g(x,y)が前記第2の画像情報、特に微分位相コントラスト画像情報に対応し、
G(kx,y)がxに関するg(x,y)の1Dフーリエ変換に対応し、
kxが各フーリエ座標に対応し、
h(x,y)がノイズ最適合成画像/複合画像情報に対応し、
H(kx,y)がxに関するh(x,y)の1Dフーリエ変換に対応し、
cが前記第1の画像情報と前記第2の画像情報の間のスケーリング係数に対応し、期待μ/δ比から推定され得るか、及び/又はフーリエ空間における最小二乗適合を介して画像自体から推定され得るかのいずれかであり、
σf 2が前記第1の画像情報のノイズに対応し、
σg 2が前記第2の画像情報のノイズに対応する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第1の画像情報タイプ及び前記第2の画像情報タイプと異なる第3の画像情報タイプの前記対象物の第3の画像情報を受信するステップと、
前記対象の複合画像情報を得るために前記第1の画像情報、前記第2の画像情報、及び前記第3の画像情報を複合するステップとを有し、
特に前記第1の画像情報、前記第2の画像情報、及び前記第3の画像情報の複合が前記第1の画像情報、前記第2の画像情報、及び前記第3の画像情報の空間周波数に依存する、周波数依存複合である、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の対象のX線イメージングにおける画像処理のための方法を実行する処理素子を有する装置であって、
第1の画像情報タイプの前記対象の第1の画像情報を受信する受信素子と、
前記第1の画像情報タイプと異なる第2の画像情報タイプの前記対象の第2の画像情報を受信する受信素子と、
前記対象の複合画像情報を得るために前記第1の画像情報と前記第2の画像情報を複合する複合素子とを有し、
前記第1の画像情報と前記第2の画像情報の複合が前記第1の画像情報と前記第2の画像情報の空間周波数に依存する、周波数依存複合である、
装置。 - 可視化素子をさらに有し、
前記可視化素子が前記対象の少なくとも前記複合画像情報をユーザへ視覚的に提供する、請求項8に記載の装置。 - x線源と、
x線検出器とをさらに有し、
前記対象が前記x線源と前記x線検出器の間に配置可能であり、
前記x線源と前記x線検出器が前記対象の関心領域のx線画像データの収集のために動作可能に結合される、請求項8又は9に記載の装置。 - 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法を実行するためのコンピュータプログラムが中に記憶されるコンピュータ可読媒体。
- 実行されるときに、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法を実行するために請求項8乃至10のいずれか一項に記載の装置を制御するコンピュータプログラム。
- 中でコンピュータプログラムが実行される処理装置であって、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法を実行するために請求項8乃至10のいずれか一項に記載の装置を制御するように構成される、処理装置。
- 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法のステップを有する、装置を操作するための方法。
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