JPH01185257A - 磁気共鳴画像の補間拡大方法 - Google Patents

磁気共鳴画像の補間拡大方法

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JPH01185257A
JPH01185257A JP63011080A JP1108088A JPH01185257A JP H01185257 A JPH01185257 A JP H01185257A JP 63011080 A JP63011080 A JP 63011080A JP 1108088 A JP1108088 A JP 1108088A JP H01185257 A JPH01185257 A JP H01185257A
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JP
Japan
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image
ringing
magnetic resonance
interpolation
corrected
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Pending
Application number
JP63011080A
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English (en)
Inventor
Kanji Nakano
中野 貫二
Kanji Toyokura
豊倉 完治
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/565Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities
    • G01R33/56545Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities caused by finite or discrete sampling, e.g. Gibbs ringing, truncation artefacts, phase aliasing artefacts

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  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は被験体中の対象原子核の密度分布等を核磁気共
鳴現象によって把握する磁気共鳴撮像装置に関し、更に
詳しくは得られた磁気共鳴信号をフーリエ変換を利用し
た画像の補間拡大方法によって修正するときに生じるリ
ンギングの予測画像を求めると共に、その補間拡大方法
によって得られた画像からリンギングの予測画像を差引
きしリンギング補正された画像を構成しようとする磁気
共鳴画像の補間拡大方法に関するものである。
(口〉 従来の技術 各デジタル値が輝度を表わす画素の行列の配列である画
像を任意の拡大率で補間拡大する方法として、画像に対
して拡大方向に逆フーリエ変換を行ない、得られた配列
にOのデータを付加して拡大サイズの配列に整序し、こ
れをフーリエ変換することにより拡大画像を得る方法が
特開昭62−89176号公報に開示されている。この
手法を第3図に基いて以下に説明する。
第3図(あ)はフローチャート、くい)は該ブローチル
ートの各処理を模式的に表わした図である。
ここでもともと拡大された配列サイズで量子化きれた画
像を原画像とすると、この方法で得られる拡大画像は原
画像に比べると一定周波数以上の高周波成分のない画像
となる。そして高周波成分は各画素の値が急変するエツ
ジ部に多いため、補間拡大により高周波成分が除かれる
ことにより、エツジ部近くで縞模様の画像劣化(リンキ
ング)を生じる。
また、磁気共鳴装置では得られた生のデータが画像を2
次元逆フーリエ変換したものとして得られるので、この
データを2次元フーリエ変換して画像を再構成するよう
になっている。
そして磁気共鳴撮像装置でサンプリングしたデータのデ
ータ数(配列サイズ)より大きなサイズの画像を作成す
るときには、前記補間拡大方法の最初の逆フーリエ変換
処理を除くその他のデータ処理を行う。この場合目的の
画像と同じサイズでサンプリングして再構成した画像を
原画像とすると、これよりサンプリングのサイズが小き
い場合の再構成では、上述の補間拡大方法と同じ理由で
リンギングを生じる。
(ハ) 発明が解決しようとする課題 本発明が解決しようとする課題は上記の補間拡大方法に
よって生じるリンギングの予測画像を求め、該補間拡大
方法によって得られた画像より前記リンギングの予測画
像を差引くというリンギング補正を行い、原画像により
近い画像を少ないサンプリングデータから作成すること
である。
(ニ)課題を解決するための手段 磁気共鳴現象を利用して被験体内の特定原子核のスピン
密度または磁気共鳴信号を2次元的にサンプリングし、
この磁気共鳴信号の2次元データを2次元フーリエ変換
して得られる磁気共鳴画像の補間拡大方法において、 補間拡大による前記磁気共鳴信号の高周波成分の打切り
によって生じるリンギングを、補間拡大画像にエツジを
保つ平滑化処理を施すことによって生じる高周波成分に
基いて予測し、 前記保管拡大画像より前記平滑化処理を施された画像を
差引いた画像と、前記予測されたリンギングとの比を求
め、 該比が所定の有限の範囲内にある場合はそのまま、また
所定の有限の範囲外にある場合は該範囲内に収まるよう
に修正し、前記比を平滑化してリンギングの修正係数と
し、 該修正係数を前記予測されたリンギングに乗じて核子t
il+されたリンギングを修正し、前記修正されたリン
ギングの予測画像を前記補間拡大画像より差引くことに
よりリンギング補正きれた磁気共鳴画像を構成する。
より具体的には、フーリエ変換に基く補間拡大方法によ
って作成きれた画像に対してエツジを保存した平滑化フ
ィルタ(空間領域のフィルタ〉でエツジ部分を鈍らすこ
となくリンギング及び細かい信号のみを平滑化した平滑
化画像を作る。そしてこのフィルタ処理によって生じた
高周波成分を補正してリンギングの予測値画像を求めそ
れを補間拡大画像より差引きリンギング補正された画像
を得る。
(ホ)作用 少ないサンプリングデータによって磁気共鳴現象により
原画像に近い画像を得る。このようにサンプリングデー
タの減少は磁気共鳴撮像法において問題となる撮像時間
の短縮につながる。   ゛(へ)実施例 以下本発明磁気共鳴画像の補間拡大方法を一方向に拡大
する場合について第1図のフローチャート及び第2図の
各波形図に基き一次元データを例にとって詳細に説明す
る。尚以下の方法を2次元データに拡張する場合は同様
な処理をデータマトリックスの各行と列に対して補間拡
大処理を行えば良い。
今週画像をFi(i=o、1.−、n−1>、フーリエ
変換による補間拡大法によって得られた画像をGi(i
=0.1.・、n−1>とし、夫々を逆フーリエ変換し
た信号をf i、 g i(第2図(あ)、くう)、(
え)、(お)参照)とするとこれら各写像間の関係は(
式1 ) g i= f iX w i    (i=
o、1.−、n−1)(式2)Gi−Fi■(W i/
n>  (i= 0.1.− 、 n−1;■はたたみ
込みを表わす) となる。ここでwi(i=0.1.−、n−1)は矩形
の窓関数ベタ1−ル(第2図くい)参照)であり、Wi
(i=0.1.−、n−1>はこの窓関数ベクトルw1
をフーリエ変換したものである。
この時、リンギングRは原画像Fと補間拡大画像Gとの
差により求められるから、 (式3)R=G−F −F■(W/n)−F =F■(W/n −1> (但し■は単位ベクトル〉 となる(第2図(<)参照〉。
次に補間拡大画像にエツジを保った平滑フィルタベクト
ルAを掛けて補間画像G’(第2図(か)参照)を作る
。(式3)の原画像Fがこの補間画像G′と微ノ」1信
号ヘクトルδとの和で表わきれるとすると、上記リンギ
ングRは (式4)R=G’■(W/n−1)+δ■(W/n−1
)但し G’=A−G F=G′+8 となる(第2図(か>、(<)参照)。この補間拡大処
理においてはFは未知でありG、wが既知であるから上
記く式4〉の第1項は計算可能である。そしてリンギン
グRの太ききはエツジの大きさに比例しており、補間画
像G′と微小信号ベクトル8とを比較するとG′の方に
大きなエツジ要素が存在し、従って大きなリンギングが
く式4)の第1項より発生することになる。そこで(式
4)の第1項をリンギング推定画像R′とすると (式5)R’=G’■(W/n−I) = G ” −G ’ 但し G ” = G ’■(W/n>となる(第2図
(き)、くけ)参照)。
また(式4)の第2項より発生するリンギングは微細な
信号と丸められたエツジ成分によるものの2つの成分か
ら成り、丸められたエツジ成分によるものはく式5)で
得られたリンキ〉・グR′と同じ方向を持つので、この
成分をリンギングR′に加えたものをリンギングの予測
値R*とすると(式6)R*=kR’ となる。但しkは係数マトリックスであり、このkの推
定は′、 〈式7) %式%) で得られるG−G’をリンギング推定画像R′で割った
商5=(G−G’)/R’が適切な範囲[So、S+]
に収まるように修正した後、平滑化処理 をすることに
よって求める(第2図(こ)参照)。
(式8)k=A’・S (但しA′は平滑化フィルタベクトル)上記の方法では
G−G’に含まれる大きいエツジに対するリンキングが
リンギング推定画像R′と同じ符号となり、その絶対値
の比が得ようとする画像の数画素の小領域でほぼ一定で
あることと、前記G−G’に含まれるエツジに相当する
信号以外の信号が前記R′に無関係であることを利用し
ている。
以上のように第1図に示すフローチャートに基く各ステ
ップにより、フーリエ変換を利用した補間拡大法による
。補間拡大画像が得られたとき、この画像に含まれるリ
ンキングの予測値R*が求まる。
よって修正画像F*は F*=G−R* で求められる(第2図(さ)参照)。
(ト)発明の効果 本発明は以上の説明の如く、磁気共鳴現象を利用して被
験体内の特定原子核のスピン密度または緩和時間或いは
これらに関連した情報を示す磁気−10= 共鳴信号を2次元的にサンプリングし、この磁気共鳴信
号の2次元データを2次元フーリエ変換して得られる磁
気共鳴画像の補間拡大方法において、 補間拡大による前記磁気共鳴信号の高周波成分の打切り
によって生じるリンギングを、補間拡大画像にエツジを
保つ平滑化処理を施すことによって生じる高周波成分に
基いて予測し、 前記補間拡大画像より前記平滑化処理を施された画像を
差引いた画像と、前記予測されたリンギングとの比を求
め、 核化が所定の有限の範囲内にある場合はそのまま、また
所定の有限の範囲外にある場合は該範囲内に収まるよう
に修正し、前記比を平滑化してリンギングの修正係数と
し、 該修正係数を前記予測されたリンギングに乗じて該予測
きれたリンギングを修正し、 前記修正されたリンギングの予測画像より差引くことに
よりリンギング補正された磁気共鳴画像を構成すること
により、フーリエ変換に基く補間拡大法において生じる
リンギングの大部分を予測できるようになり、これを補
間拡大画像より差引くことによってリンギングがほんと
んどない補正画像を作ることができる。この方法によれ
ば従来用いられていたハニング窓等のフィルタ処理によ
って生じる空間分解能の劣化は生じないし、また磁気共
鳴撮像装置によって通常の画像再構成で必要とするデー
タ数より少ないデータで同程度の画質の画像を作ること
ができるのでデータのサンプリングに要する時間が削減
され撮像時間を短縮できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明磁気共鳴画像の補間拡大方法を示すフロ
ーチャート、第2図(あ)〜くさ)は第1図のフローチ
ャートの各ステップに夫々対応するデータの波形図、第
3図(あ)くい)は従来の補間拡大方法のフローチャー
ト及びこのフローチャートに対応するデータを示す模式
図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、磁気共鳴現象を利用して被験体内の特定原子核のス
    ピン密度または緩和時間或いはこれらに関連した情報を
    示す磁気共鳴信号を2次元的にサンプリングし、この磁
    気共鳴信号の2次元データを2次元フーリエ変換して得
    られる磁気共鳴画像の補間拡大方法において、 補間拡大による前記磁気共鳴信号の高周波成分の打切り
    によって生じるリンギングを、補間拡大画像にエッジを
    保つ平滑化処理を施すことによって生じる高周波成分に
    基いて予測し、 前記補間拡大画像より前記平滑化処理を施された画像を
    差引いた画像と、前記予測されたリンギングとの比を求
    め、 該比が所定の有限の範囲内にある場合はそのまま、また
    所定の有限の範囲外にある場合は該範囲内に収まるよう
    に修正し、前記比を平滑化してリンギングの修正係数と
    し、 該修正係数を前記予測されたリンギングに乗じて該予測
    されたリンギングを修正し、 前記修正されたリンギングの予測画像を前記補間拡大画
    像より差引くことによりリンギング補正された磁気共鳴
    画像を構成することを特徴とする磁気共鳴画像の補間拡
    大方法。
JP63011080A 1988-01-21 1988-01-21 磁気共鳴画像の補間拡大方法 Pending JPH01185257A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0627633A1 (en) * 1993-05-18 1994-12-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and apparatus for magnetic resonance imaging

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0627633A1 (en) * 1993-05-18 1994-12-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and apparatus for magnetic resonance imaging

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