JP6510203B2 - 画像処理装置、x線ct装置およびプログラム - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態に係るX線検査装置の全体構成図である。図1を参照しながら、X線検査装置1の全体構成の概要を説明する。
画像処理部34の投影データ処理部341は、データ収集部16から、被検体サイノグラムである第1投影データI1を受信して取得する。そして、ステップS12へ進む。
投影データ処理部341は、上述の式(1)によって、取得した第1投影データI1の画素値についてチャネル方向の加重和を算出して、第2投影データI2を生成する。そして、投影データ処理部341は、生成した第2投影データI2を、第2再構成部343に送る。そして、ステップS13へ進む。
画像処理部34の第1再構成部342は、データ収集部16から第1投影データI1を受信して取得する。次に、第1再構成部342は、第1投影データI1と基準投影データI0とから、上述の式(2)により線減弱係数の積分値M1を算出する。第1再構成部342は、算出した積分値M1(x,y)に対してチャネル方向に1次元フーリエ変換をした値に対して、ランプフィルタまたはShepp−Loganフィルタ等の高域通過フィルタによって周波数方向にフィルタ処理をして、1次元逆フーリエ変換をする。そして、第1再構成部342は、1次元逆フーリエ変換をしたデータを、すべてのビュー毎に逆投影して加算することによって、再構成された断面画像である第1再構成画像S1を生成する。第1再構成部342は、生成した第1再構成画像S1を、生成部344のフィルタ処理部3441および変換部3442に送る。
フィルタ処理部3441は、第1再構成部342から受け取った第1再構成画像S1、および第2再構成部343から受け取った第2再構成画像S2のそれぞれについて、局所的な平均値である第1フィルタ値T1および第2フィルタ値T2を算出する。フィルタ処理部3441は、算出した第1フィルタ値T1および第2フィルタ値T2を、変換部3442へ送る。そして、ステップS15へ進む。
変換部3442は、第1再構成部342から受け取った第1再構成画像S1、ならびにフィルタ処理部3441から受け取った第1フィルタ値T1および第2フィルタ値T2から、上述の式(5)または(6)により復元画像SOutを生成する。変換部3442は、生成した復元画像SOutを画像記憶部35に出力して、画像記憶部35は、復元画像SOutを記憶する。
本変形例の画像処理部34について、第1の実施形態の画像処理部34と相違する点を中心に説明する。本変形例の画像処理部34は、図2に示す第1の実施形態の画像処理部34が備える投影データ処理部341の代わりに、後述する図10に示す投影データ処理部341aを備えている。
画像処理部34の投影データ処理部341aは、データ収集部16から、被検体サイノグラムである第1投影データI1を受信して取得する。そして、ステップS21へ進む。
投影データ処理部341aの決定部3412aは、データ収集部16から受信した第1投影データI1に含まれるフォトン数が0であることを示す画素値の分布に基づいて、第2投影データI2を生成するための処理方法を決定する制御信号を出力する。そして、ステップS22へ進む。
投影データ処理部341aの処理部3411aは、決定部3412aから受け取った制御信号により決定された処理方法に基づいて、上述の式(1)により、データ収集部16から受信した第1投影データI1の画素値についてチャネル方向またはビュー方向等の加重和を算出して第2投影データI2を生成する。処理部3411aは、生成した第2投影データI2を第2再構成部343(図2参照)に送る。
本変形例の画像処理部34について、第1の実施形態の画像処理部34と相違する点を中心に説明する。本変形例の画像処理部34は、図2に示す第1の実施形態の画像処理部34が備える投影データ処理部341の代わりに、後述する図12に示す投影データ処理部341bを備えている。
画像処理部34の投影データ処理部341bは、データ収集部16から、被検体サイノグラムである第1投影データI1を受信して取得する。そして、ステップS31へ進む。
投影データ処理部341bの処理部3411bは、上述の式(1)により、データ収集部16から受信した第1投影データI1の画素値についてチャネル方向またはビュー方向等の加重和を算出して、第2投影データI2を生成する。そして、処理部3411bは、生成した第2投影データI2を、解析部3412bに送る。そして、ステップS32へ進む。
解析部3412bは、処理部3411bから受け取った第2投影データI2に含まれるフォトン数が0であることを示す画素値の分布に基づいて、処理部3411bによる第2投影データI2の生成が再度必要か否かを解析して、その解析結果を含めた制御信号を出力する。解析部3412bは、例えば、フォトン数が0であることを示す画素値の分布として、チャネル方向またはビュー方向等における所定範囲に含まれるフォトン数が0であることを示す画素値の割合が所定値より高い場合、第2投影データI2の生成が再度必要であると判定して、再度の生成を指示する制御信号を出力する。そして、ステップS33へ進む。
処理部3411bは、解析部3412bから、再度の生成を指示する制御信号を受け取った場合(ステップS33:Yes)、前回、第2投影データI2を生成した場合と比較して、上述の式(1)において加重和を算出する画素値の範囲を広くする。そして、ステップS31へ戻る。処理部3411bは、解析部3412bから、再度の生成の必要がない旨の制御信号を受け取った場合(ステップS33:No)、生成した第2投影データI2を第2再構成部343(図2参照)に送る。そして、ステップS13へ進む。
第2の実施形態に係るX線検査装置について、第1の実施形態に係るX線検査装置1と相違する点を中心に説明する。第2の実施形態に係るX線検査装置は、図1に示す第1の実施形態に係るX線検査装置1と同様の構成を有するが、画像処理部34の代わりに、後述する図14に示す画像処理部34aを備えている。本実施形態では、第1投影データI1の信頼度に応じて、第2投影データI2を生成する場合の上述の式(1)における加重和を算出するための範囲を切り替える動作、および、変換部3442における第1再構成画像S1の画素値の変換処理を行うか否かを切り替える動作について説明する。
画像処理部34aの投影データ処理部341は、データ収集部16から、被検体サイノグラムである第1投影データI1を受信して取得する。そして、ステップS42へ進む。
投影データ処理部341は、データ収集部16から、被検体サイノグラムを第1投影データI1として受信し、かつ、システム制御部36から第1選択情報を受信し、第1投影データI1および第1選択情報に基づいて、第2投影データI2を生成する。具体的には、投影データ処理部341は、第1選択情報で示される加重和を算出する画素値の範囲に従って、上述の式(1)に示すように、第1投影データI1の画素値についてチャネル方向の加重和を算出して第2投影データI2とする。そして、投影データ処理部341は、生成した第2投影データI2を、第2再構成部343および信頼度算出部345に送る。そして、ステップS43へ進む。
ステップS43およびS44の処理は、それぞれ図9に示すステップS13およびS14の処理と同様である。そして、ステップS45へ進む。
画像処理部34aの信頼度算出部345は、データ収集部16(図1参照)から第1投影データI1を受信し、投影データ処理部341から第2投影データI2を受信し、第1投影データI1および第2投影データI2の信頼度を算出する。そして、信頼度算出部345は、算出した信頼度をシステム制御部36に送信する。そして、ステップS46へ進む。
システム制御部36は、信頼度算出部345から受信した第1投影データI1および第2投影データI2の信頼度を、表示装置32に送信する。表示装置32は、受信した第1投影データI1および第2投影データI2の信頼度を、提示部321に表示してユーザに提示する。そして、ステップS47へ進む。
ユーザは、表示装置32の提示部321に提示された第1投影データI1および第2投影データI2の信頼度を確認し、変換部3442に対して上述の式(5)が示す第1再構成画像S1の画素値の変換処理を行わせるか否かを判断して、変換処理ONボタン3221aまたは変換処理OFFボタン3221bを選択操作(入力装置31であるマウス等によるクリック操作)する。入力装置31は、ユーザによる変換処理ONボタン3221aまたは変換処理OFFボタン3221bに対する操作入力を受け付け、その操作信号をシステム制御部36に送信する。システム制御部36は、入力装置31から受信した操作信号に基づいて、上述の式(5)が示す第1再構成画像S1の画素値の変換処理を行うか否かを示す第2選択情報を生成し、第2選択情報を変換部3442に送信する。そして、ステップS48へ進む。
変換部3442は、システム制御部36から受信した第2選択情報が、上述の式(5)が示す第1再構成画像S1の画素値の変換処理を行うか否かいずれを示しているか判定する。第2選択情報が、変換処理を行うことを示している場合(ステップS48:Yes)、ステップS49へ進む。一方、第2選択情報が、変換処理を行わないことを示されている場合(ステップS48:No)、変換部3442は、第1再構成部342から受け取った第1再構成画像S1をそのまま復元画像SOutとして生成し、復元画像SOutを表示装置32に送信する。そして、ステップS50へ進む。
変換部3442は、第1再構成部342から受け取った第1再構成画像S1、ならびにフィルタ処理部3441から受け取った第1フィルタ値T1および第2フィルタ値T2から、上述の式(5)によって、第1再構成画像S1の画素値を変換して復元画像SOutを生成する。変換部3442は、生成した復元画像SOutを表示装置32に送信する。そして、ステップS50へ進む。
表示装置32は、受信した復元画像SOutを画像表示部323に表示させる。
10 架台装置
11 X線管
11a X線ビーム
12 回転フレーム
13 検出器
14 照射制御部
15 架台駆動部
16 データ収集部
20 寝台装置
21 寝台駆動装置
22 天板
30 コンソール装置
31 入力装置
32 表示装置
33 スキャン制御部
34、34a 画像処理部
35 画像記憶部
36 システム制御部
40 被検体
41 投影断面
321 提示部
322 選択部
323 画像表示部
341、341a、341b 投影データ処理部
342 第1再構成部
343 第2再構成部
344 生成部
345 信頼度算出部
1001 サイノグラム
1011、1011a〜1011d 被検体サイノグラム
1101 第1再構成画像
1102 第2再構成画像
1201 復元画像
3221a 変換処理ONボタン
3221b 変換処理OFFボタン
3222a 弱ボタン
3222b 中ボタン
3222c 強ボタン
3411a、3411b 処理部
3412a 決定部
3412b 解析部
3441 フィルタ処理部
3442 変換部
Claims (16)
- 被検体を透過した放射線のエネルギーに基づく画像に対して画像処理を実行する画像処理装置であって、
前記被検体を透過した前記放射線のエネルギーのフォトンに基づく第1投影データの所定方向の所定範囲の画素値に基づいて、所定の演算をした値を画素値とする第2投影データを生成する投影データ処理部と、
前記第1投影データを再構成して第1再構成画像を生成する第1再構成部と、
前記第2投影データを再構成して第2再構成画像を生成する第2再構成部と、
前記第2再構成画像に基づいて前記第1再構成画像を変換することにより、復元画像を生成する生成部と、
を備え、
前記投影データ処理部は、前記第1投影データに対して前記所定の演算を行うことにより、フォトン数が0であることを示す画素を前記第1投影データよりも少なくした前記第2投影データを生成する画像処理装置。 - 被検体を透過した放射線のエネルギーに基づく画像に対して画像処理を実行する画像処理装置であって、
前記被検体を透過した前記放射線のエネルギーのフォトンに基づく第1投影データの所定方向の所定範囲の画素値に基づいて、所定の演算をした値を画素値とする第2投影データを生成する投影データ処理部と、
前記第1投影データを再構成して第1再構成画像を生成する第1再構成部と、
前記第2投影データを再構成して第2再構成画像を生成する第2再構成部と、
前記第2再構成画像に基づいて前記第1再構成画像を変換することにより、復元画像を生成する生成部と、
を備え、
前記生成部は、
前記第1再構成画像から第1フィルタ処理によって第1フィルタ値を算出し、前記第2再構成画像から第2フィルタ処理によって第2フィルタ値を算出するフィルタ処理部と、
前記第1フィルタ値および前記第2フィルタ値に基づいて、前記第1再構成画像を変換して前記復元画像を生成する変換部と、
を有する画像処理装置。 - 前記変換部は、前記第2フィルタ値と前記第1フィルタ値との比の値に基づいて、前記第1再構成画像を変換して前記復元画像を生成する請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記第1フィルタ処理および前記第2フィルタ処理は、平均値を算出するフィルタ処理、加重平均を算出するフィルタ処理、イプシロンフィルタによるフィルタ処理、バイラテラルフィルタによるフィルタ処理、またはメディアンフィルタによるフィルタ処理のうちいずれかの処理である請求項2または3に記載の画像処理装置。
- 前記所定方向は、前記第1投影データのチャネル方向、ビュー方向、スライス方向、時間方向、またはエネルギー方向のうち、いずれか1つ、または2以上の組み合わせである請求項1または2に記載の画像処理装置。
- 被検体を透過した放射線のエネルギーに基づく画像に対して画像処理を実行する画像処理装置であって、
前記被検体を透過した前記放射線のエネルギーのフォトンに基づく第1投影データの所定方向の所定範囲の画素値に基づいて、所定の演算をした値を画素値とする第2投影データを生成する投影データ処理部と、
前記第1投影データを再構成して第1再構成画像を生成する第1再構成部と、
前記第2投影データを再構成して第2再構成画像を生成する第2再構成部と、
前記第2再構成画像に基づいて前記第1再構成画像を変換することにより、復元画像を生成する生成部と、
を備え、
前記所定の演算は、前記所定範囲の画素値についての加重和を求める演算、該所定範囲の画素値についての非線形フィルタによる演算、または前記加重和からサブサンプリングして画素値とする演算のいずれかである画像処理装置。 - 被検体を透過した放射線のエネルギーに基づく画像に対して画像処理を実行する画像処理装置であって、
前記被検体を透過した前記放射線のエネルギーのフォトンに基づく第1投影データの所定方向の所定範囲の画素値に基づいて、所定の演算をした値を画素値とする第2投影データを生成する投影データ処理部と、
前記第1投影データを再構成して第1再構成画像を生成する第1再構成部と、
前記第2投影データを再構成して第2再構成画像を生成する第2再構成部と、
前記第2再構成画像に基づいて前記第1再構成画像を変換することにより、復元画像を生成する生成部と、
を備え、
前記投影データ処理部は、
前記第1投影データに含まれるフォトン数が0であることを示す画素値の分布に基づいて、前記第2投影データを生成するための前記所定の演算の内容を決定する決定部と、
前記決定部により決定された内容の前記所定の演算によって、前記第1投影データから前記第2投影データを生成する処理部と、
を有する画像処理装置。 - 被検体を透過した放射線のエネルギーに基づく画像に対して画像処理を実行する画像処理装置であって、
前記被検体を透過した前記放射線のエネルギーのフォトンに基づく第1投影データの所定方向の所定範囲の画素値に基づいて、所定の演算をした値を画素値とする第2投影データを生成する投影データ処理部と、
前記第1投影データを再構成して第1再構成画像を生成する第1再構成部と、
前記第2投影データを再構成して第2再構成画像を生成する第2再構成部と、
前記第2再構成画像に基づいて前記第1再構成画像を変換することにより、復元画像を生成する生成部と、
を備え、
前記投影データ処理部は、
前記所定の演算によって、前記第1投影データから前記第2投影データを生成する処理部と、
前記第2投影データに含まれるフォトン数が0であることを示す画素値の分布に基づいて、該第2投影データの生成が再度必要か否かを解析する解析部と、
を有し、
前記処理部は、前記解析部の解析結果が、前記第2投影データの再度の生成が必要であることを示す場合、前記所定の演算の内容を変更して、前記第2投影データを再度生成する画像処理装置。 - 前記第1投影データに含まれるフォトン数が0であることを示す画素値の分布に基づいて、該第1投影データの信頼度を算出する信頼度算出部を、さらに備え、
前記変換部は、前記信頼度に基づいて、前記第1フィルタ値および前記第2フィルタ値に基づいて前記第1再構成画像を変換して前記復元画像を生成するか、該第1再構成画像をそのまま前記復元画像とするかを判定する、請求項2〜4のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 被検体を透過した放射線のエネルギーに基づく画像に対して画像処理を実行する画像処理装置であって、
前記被検体を透過した前記放射線のエネルギーのフォトンに基づく第1投影データの所定方向の所定範囲の画素値に基づいて、所定の演算をした値を画素値とする第2投影データを生成する投影データ処理部と、
前記第1投影データを再構成して第1再構成画像を生成する第1再構成部と、
前記第2投影データを再構成して第2再構成画像を生成する第2再構成部と、
前記第2再構成画像に基づいて前記第1再構成画像を変換することにより、復元画像を生成する生成部と、
を備え、
前記第1投影データに含まれるフォトン数が0であることを示す画素値の分布に基づいて、該第1投影データの信頼度を算出する信頼度算出部を、さらに備え、
前記投影データ処理部は、前記信頼度に基づいて、前記第2投影データを生成するための前記所定の演算の内容を決定する画像処理装置。 - 前記第1投影データに含まれるフォトン数が0であることを示す画素値の分布に基づいて、該第1投影データの信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記信頼度を提示する提示部と、
前記変換部が前記第1フィルタ値および前記第2フィルタ値に基づいて前記第1再構成画像を変換して前記復元画像を生成するか、該第1再構成画像をそのまま前記復元画像とするかを選択、または、前記投影データ処理部が前記第2投影データを生成するための前記所定の演算の内容を選択するための操作入力を受け付ける選択部と、
をさらに備えた請求項2〜4のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 請求項1〜11のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
前記被検体の周囲で前記放射線を照射するX線管と、
前記X線管から照射された前記放射線のエネルギーを検出する検出器と、
を備えたX線CT装置。 - 放射線が照射された被検体を透過した前記放射線のエネルギーに基づく画像に対して画像処理を実行するプログラムであって、
前記被検体を透過した前記放射線のエネルギーのフォトンに基づく第1投影データの所定方向の所定範囲の画素値に基づいて、所定の演算をした値を画素値とする第2投影データを生成する投影データ処理ステップと、
前記第1投影データを再構成して第1再構成画像を生成する第1再構成ステップと、
前記第2投影データを再構成して第2再構成画像を生成する第2再構成ステップと、
前記第2再構成画像に基づいて前記第1再構成画像を変換することにより、復元画像を生成する生成ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記投影データ処理ステップは、前記第1投影データに対して前記所定の演算を行うことにより、フォトン数が0であることを示す画素を前記第1投影データよりも少なくした前記第2投影データを生成する、プログラム。 - 放射線が照射された被検体を透過した前記放射線のエネルギーに基づく画像に対して画像処理を実行するプログラムであって、
前記被検体を透過した前記放射線のエネルギーのフォトンに基づく第1投影データの所定方向の所定範囲の画素値に基づいて、所定の演算をした値を画素値とする第2投影データを生成する投影データ処理ステップと、
前記第1投影データを再構成して第1再構成画像を生成する第1再構成ステップと、
前記第2投影データを再構成して第2再構成画像を生成する第2再構成ステップと、
前記第2再構成画像に基づいて前記第1再構成画像を変換することにより、復元画像を生成する生成ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記生成ステップは、
前記第1再構成画像から第1フィルタ処理によって第1フィルタ値を算出し、前記第2再構成画像から第2フィルタ処理によって第2フィルタ値を算出するフィルタ処理ステップと、
前記第1フィルタ値および前記第2フィルタ値に基づいて、前記第1再構成画像を変換して前記復元画像を生成する変換ステップと、
を有する、プログラム。 - 放射線が照射された被検体を透過した前記放射線のエネルギーに基づく画像に対して画像処理を実行するプログラムであって、
前記被検体を透過した前記放射線のエネルギーのフォトンに基づく第1投影データの所定方向の所定範囲の画素値に基づいて、所定の演算をした値を画素値とする第2投影データを生成する投影データ処理ステップと、
前記第1投影データを再構成して第1再構成画像を生成する第1再構成ステップと、
前記第2投影データを再構成して第2再構成画像を生成する第2再構成ステップと、
前記第2再構成画像に基づいて前記第1再構成画像を変換することにより、復元画像を生成する生成ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記所定の演算は、前記所定範囲の画素値についての加重和を求める演算、該所定範囲の画素値についての非線形フィルタによる演算、または前記加重和からサブサンプリングして画素値とする演算のいずれかである、プログラム。 - 放射線が照射された被検体を透過した前記放射線のエネルギーに基づく画像に対して画像処理を実行するプログラムであって、
前記被検体を透過した前記放射線のエネルギーのフォトンに基づく第1投影データの所定方向の所定範囲の画素値に基づいて、所定の演算をした値を画素値とする第2投影データを生成する投影データ処理ステップと、
前記第1投影データを再構成して第1再構成画像を生成する第1再構成ステップと、
前記第2投影データを再構成して第2再構成画像を生成する第2再構成ステップと、
前記第2再構成画像に基づいて前記第1再構成画像を変換することにより、復元画像を生成する生成ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記投影データ処理ステップは、
前記第1投影データに含まれるフォトン数が0であることを示す画素値の分布に基づいて、前記第2投影データを生成するための前記所定の演算の内容を決定する決定ステップと、
前記決定ステップにより決定された内容の前記所定の演算によって、前記第1投影データから前記第2投影データを生成する処理ステップと、
を有する、プログラム。
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