JPH10187963A - 原画像の補正方法 - Google Patents
原画像の補正方法Info
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- JPH10187963A JPH10187963A JP9346347A JP34634797A JPH10187963A JP H10187963 A JPH10187963 A JP H10187963A JP 9346347 A JP9346347 A JP 9346347A JP 34634797 A JP34634797 A JP 34634797A JP H10187963 A JPH10187963 A JP H10187963A
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- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 画像空間を介して不均質だが、緩慢にしか変
化しない感度特性を有する画像収集方法によって生成さ
れる、ピクセルから組み合わされて成る原画像ＢＤを被
検体の縁に目障りな信号の過度の高まりが生じないよう
にする補正方法。 【解決手段】 原画像を少なくとも１つの方向において
強度変化ΔＩについてピクセル毎に検査し、隣接ピクセ
ルの強度値に対して所定値より大きな値だけ低下するピ
クセルの強度値を最大の低下を表している強度値によっ
て置換して補助画像ＢＤ′を得、これを低域フィルタリ
ングし、それから当該ピクセルに属する感度値を取り出
し、原画像の強度値を所属の感度値に対する逆数値によ
って重み付ける。
化しない感度特性を有する画像収集方法によって生成さ
れる、ピクセルから組み合わされて成る原画像ＢＤを被
検体の縁に目障りな信号の過度の高まりが生じないよう
にする補正方法。 【解決手段】 原画像を少なくとも１つの方向において
強度変化ΔＩについてピクセル毎に検査し、隣接ピクセ
ルの強度値に対して所定値より大きな値だけ低下するピ
クセルの強度値を最大の低下を表している強度値によっ
て置換して補助画像ＢＤ′を得、これを低域フィルタリ
ングし、それから当該ピクセルに属する感度値を取り出
し、原画像の強度値を所属の感度値に対する逆数値によ
って重み付ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像空間を介して
不均一だが、緩慢にしか変化しない感度特性を有する画
像再生方法によって発生される、ピクセルから組み合わ
されて成る原画像の補正方法に関する。
不均一だが、緩慢にしか変化しない感度特性を有する画
像再生方法によって発生される、ピクセルから組み合わ
されて成る原画像の補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ヨーロッパ特許出願公開第０２３８９６
２号公報から、デジタル画像補正のための方法が公知で
ある。その際画像生成システムに基づいて一様でない輝
度分布が２つのステップにおいて補正される。まず、
「総輝度マップ（Gross Brightness Map）」が作成さ
れ、そこから平滑化によって補正データが得られる。
「総輝度マップ」の作成のために、２つの方法、すなわ
ち１つには、前以て決められたウィンドウにおけるすべ
ての輝度値の累算、１つには、前以て決められたウィン
ドウにおける中心画素に対する最高輝度値の使用が提案
される。
２号公報から、デジタル画像補正のための方法が公知で
ある。その際画像生成システムに基づいて一様でない輝
度分布が２つのステップにおいて補正される。まず、
「総輝度マップ（Gross Brightness Map）」が作成さ
れ、そこから平滑化によって補正データが得られる。
「総輝度マップ」の作成のために、２つの方法、すなわ
ち１つには、前以て決められたウィンドウにおけるすべ
ての輝度値の累算、１つには、前以て決められたウィン
ドウにおける中心画素に対する最高輝度値の使用が提案
される。
【０００３】数多くの画像収集方法において、検出ステ
ップの際画像領域にわたって不均質な感度特性が存在す
るという問題がある。例えば、感度は画像縁部に向かっ
て低下する可能性があり、その結果画像縁部に影が生じ
る。この問題が生じる画像収集方法は例えば核スピント
モグラフィーである。その際周知のように、原子核は強
い磁場において高周波の照射によって励起される。生じ
た高周波信号はアンテナによって受信されかつ個々の画
素（ピクセル）から組み合わされて成る画像データマト
リクスに対する強度値に変換される。その際核スピンを
励起するために、大抵所謂全身用アンテナが使用され
る。これは、検査領域全体において比較的良好な均質性
を有している。これに対して、生じた核磁気共鳴信号を
受信するためにしばしば、比較的小さな領域のみを捕捉
検出する所謂局所コイルが使用される。これにより改善
された感度並びに良好なＳＮ比が得られる。この種の局
所コイルの特別な形状は所謂アレイコイルであり、この
場合複数の受信コイルが順次相並んで配置されておりか
つ選択された検査領域に応じて切り換えられる。この種
のアレイコイルに対する１例が図１に示されている。そ
の際複数の、重なっている個別コイル１が設けられてお
り、これらコイルは整合回路２を介して合成回路網３に
導かれ、そこで最終的に受信信号が取り出される。
ップの際画像領域にわたって不均質な感度特性が存在す
るという問題がある。例えば、感度は画像縁部に向かっ
て低下する可能性があり、その結果画像縁部に影が生じ
る。この問題が生じる画像収集方法は例えば核スピント
モグラフィーである。その際周知のように、原子核は強
い磁場において高周波の照射によって励起される。生じ
た高周波信号はアンテナによって受信されかつ個々の画
素（ピクセル）から組み合わされて成る画像データマト
リクスに対する強度値に変換される。その際核スピンを
励起するために、大抵所謂全身用アンテナが使用され
る。これは、検査領域全体において比較的良好な均質性
を有している。これに対して、生じた核磁気共鳴信号を
受信するためにしばしば、比較的小さな領域のみを捕捉
検出する所謂局所コイルが使用される。これにより改善
された感度並びに良好なＳＮ比が得られる。この種の局
所コイルの特別な形状は所謂アレイコイルであり、この
場合複数の受信コイルが順次相並んで配置されておりか
つ選択された検査領域に応じて切り換えられる。この種
のアレイコイルに対する１例が図１に示されている。そ
の際複数の、重なっている個別コイル１が設けられてお
り、これらコイルは整合回路２を介して合成回路網３に
導かれ、そこで最終的に受信信号が取り出される。
【０００４】局所コイルは上述の全身コイルアンテナに
比して、相対的に不均質の感度分布を有しており、すな
わち感度は中央において高くかつ縁に向かって低下す
る。このために、得られた画像の縁領域において非常に
煩わしい影が生じる。上述したアレイコイルでは更に、
個別コイルの付勢後その都度、画像強度が変化するとう
問題がある。更に、患者の身体に直接載着されるフレキ
シブルな局所コイルがある。その際感度特性は本来決ま
っておらず、それは患者の身体への載着後に漸く生じ
る。
比して、相対的に不均質の感度分布を有しており、すな
わち感度は中央において高くかつ縁に向かって低下す
る。このために、得られた画像の縁領域において非常に
煩わしい影が生じる。上述したアレイコイルでは更に、
個別コイルの付勢後その都度、画像強度が変化するとう
問題がある。更に、患者の身体に直接載着されるフレキ
シブルな局所コイルがある。その際感度特性は本来決ま
っておらず、それは患者の身体への載着後に漸く生じ
る。
【０００５】例えば Simens AG 社の型名 Magnetrom(R)
のような既存の装置では、この問題を回避するため
に、以下に問題設定を明らかにするために簡単に説明し
ようと思う方法が適用される。その際ＭＲ画像生成のた
めに公知の手法で、原点（Uesprung）が位相ファクター
において符号化されている信号が得られることから出発
する。これらの信号は位相復調され、デジタル化されか
つ一般に「ｋ空間」とも称される生データマトリクスに
エントリされる。２次元ないし３次元のフーリエ変換に
よって、これらの生データマトリクスから画像データマ
トリクスが得られる。この画像データマトリクスはデジ
タル強度値が割り当てられている個々のピクセルから組
み合わされて成るものである。磁気共鳴（ＭＲ）を用い
た画像生成の詳細についてはここでは詳細に立ち入らな
い。というのは、それは本発明の構成部分ではないから
である。むしろこのために、要約文献 Morneburg, Bild
gebung fuer die medizinishe Diagnostik, １９９５年
第３版、章６.２の“Verfahren zur Ortsaufloesung”
が参考になる。
のような既存の装置では、この問題を回避するため
に、以下に問題設定を明らかにするために簡単に説明し
ようと思う方法が適用される。その際ＭＲ画像生成のた
めに公知の手法で、原点（Uesprung）が位相ファクター
において符号化されている信号が得られることから出発
する。これらの信号は位相復調され、デジタル化されか
つ一般に「ｋ空間」とも称される生データマトリクスに
エントリされる。２次元ないし３次元のフーリエ変換に
よって、これらの生データマトリクスから画像データマ
トリクスが得られる。この画像データマトリクスはデジ
タル強度値が割り当てられている個々のピクセルから組
み合わされて成るものである。磁気共鳴（ＭＲ）を用い
た画像生成の詳細についてはここでは詳細に立ち入らな
い。というのは、それは本発明の構成部分ではないから
である。むしろこのために、要約文献 Morneburg, Bild
gebung fuer die medizinishe Diagnostik, １９９５年
第３版、章６.２の“Verfahren zur Ortsaufloesung”
が参考になる。
【０００６】コイル特性を求めるための公知の方法で
は、コイル特性は画像それ自体から取り出される。その
際コイル感度は画像にわたって緩慢にしか変化しないこ
と、従ってそれは低域フィルタリングされた画像におい
て現れるという仮定から出発する。即ちまず、２次元の
画像において２次元フーリエ変換を行および列方向にお
いて実施することによって、原画像の強力な低域フィル
タリングが実施される。フーリエ変換によって周知のよ
うに、画像情報は周波数空間に変換される。この周波数
空間において、中心は低い周波数に対応し、縁領域は高
い周波数に対応する。それから周波数空間において、中
心領域を取り出すフィルタが使用される。最も簡単な場
合、例えば２５６×２５６ドットのマトリクスにおいて
４×４個のドットを有することができるにすぎない中心
領域の外側のすべての値は零にセットされる。それから
このようにして得られた、周波数空間におけるマトリク
スに２次元の逆フーリエ変換を使用するとき、再び画像
空間に戻るが、このようにして得られた補助画像は原画
像に比べて、所望のように、非常に強く低域フィルタリ
ングされている。そこでこの補助画像はコイル特性と考
察されかつ原画像の補正のために用いられる。このため
に補助画像は１に正規化されかつ原画像においてそれぞ
れのピクセルが正規化された補助画像における対応する
ピクセルの逆数値と乗算される。このようにして画像の
信号の少ない領域において非常に大きな乗算子が生じる
可能性があって、それは例えばノイズを著しく強調する
おそれがある。それ故に最大乗算子を上方向において制
限する限界値が予め設定される。これにより、純然たる
ノイズ領域が残りの画像の強度レベルに高められること
を妨げることができる。
は、コイル特性は画像それ自体から取り出される。その
際コイル感度は画像にわたって緩慢にしか変化しないこ
と、従ってそれは低域フィルタリングされた画像におい
て現れるという仮定から出発する。即ちまず、２次元の
画像において２次元フーリエ変換を行および列方向にお
いて実施することによって、原画像の強力な低域フィル
タリングが実施される。フーリエ変換によって周知のよ
うに、画像情報は周波数空間に変換される。この周波数
空間において、中心は低い周波数に対応し、縁領域は高
い周波数に対応する。それから周波数空間において、中
心領域を取り出すフィルタが使用される。最も簡単な場
合、例えば２５６×２５６ドットのマトリクスにおいて
４×４個のドットを有することができるにすぎない中心
領域の外側のすべての値は零にセットされる。それから
このようにして得られた、周波数空間におけるマトリク
スに２次元の逆フーリエ変換を使用するとき、再び画像
空間に戻るが、このようにして得られた補助画像は原画
像に比べて、所望のように、非常に強く低域フィルタリ
ングされている。そこでこの補助画像はコイル特性と考
察されかつ原画像の補正のために用いられる。このため
に補助画像は１に正規化されかつ原画像においてそれぞ
れのピクセルが正規化された補助画像における対応する
ピクセルの逆数値と乗算される。このようにして画像の
信号の少ない領域において非常に大きな乗算子が生じる
可能性があって、それは例えばノイズを著しく強調する
おそれがある。それ故に最大乗算子を上方向において制
限する限界値が予め設定される。これにより、純然たる
ノイズ領域が残りの画像の強度レベルに高められること
を妨げることができる。
【０００７】この方法のブロック図が図２に示されてい
る。その際例えば、アレイコイルにおいて３つの原画像
ＢＤの出発し、その際それぞれの観察ウィンドウは通例
のようにＦＯＶ（Field of View）と称される。２次元
のフーリエ変換（２Ｄ−ＦＦＴ）によって、周波数領域
におけるデータセット（ＦＤ）が得られる。記号２Ｄ−
ＦＦＴは、２次元のフーリエ変換が実施されること、し
かもそれが「高速フーリエ変換」（ＦＦＴ）に基づいて
実施されることからきている。データセットＦＤに、低
い周波数に対応するその中心が比較的高い周波数を表し
ている縁領域より大きく重み付けられているフィルタが
使用される。次のフーリエ変換によって、低域フィルタ
リングされた補助画像ＢＤ′が得られる。それから上述
した、ユーザによって入力されるべき限界値（カット・
オフ）を考慮して、画像データセットＢＤの各ピクセル
は乗算され、その結果補正された画像ＢＤＫが得られ
る。
る。その際例えば、アレイコイルにおいて３つの原画像
ＢＤの出発し、その際それぞれの観察ウィンドウは通例
のようにＦＯＶ（Field of View）と称される。２次元
のフーリエ変換（２Ｄ−ＦＦＴ）によって、周波数領域
におけるデータセット（ＦＤ）が得られる。記号２Ｄ−
ＦＦＴは、２次元のフーリエ変換が実施されること、し
かもそれが「高速フーリエ変換」（ＦＦＴ）に基づいて
実施されることからきている。データセットＦＤに、低
い周波数に対応するその中心が比較的高い周波数を表し
ている縁領域より大きく重み付けられているフィルタが
使用される。次のフーリエ変換によって、低域フィルタ
リングされた補助画像ＢＤ′が得られる。それから上述
した、ユーザによって入力されるべき限界値（カット・
オフ）を考慮して、画像データセットＢＤの各ピクセル
は乗算され、その結果補正された画像ＢＤＫが得られ
る。
【０００８】この補正の作用は図３ないし図５に示され
ている。その際２つの凹入部を有する実質的に矩形の横
断面を有しているファントムが結像される。実線は強度
経過Ｉの目標値を軸ｘに関して示している。信号検出の
ために使用されるサーフェスコイルの感度特性は図３に
細い破線で示されている。これにより画像中に、太い破
線で示されている強度経過Ｉが生じる。ファントムＰｈ
の領域の外側には、ノイズ信号しか生じていない。得ら
れた画像を強く低域フィルタリングするとき、図４に実
線で示されている強度経過が得られる。上述したよう
に、この強度経過は１に正規化されかつ正規化された値
から逆数値が計算される。ただしこの場合、所定の限界
値までであって、その結果逆数値は例えば５より大きく
なる可能性はない。それからこの逆数値と、原画像の強
度値（即ち図３に太い破線で示されている強度経過）が
乗算される。生じた強度経過は図５に示されている。そ
の際、補正のために使用されるデータの著しい低域フィ
ルタリングに基づいて、結像される物体の縁領域は今や
強調される。ただし図５においてはこの強調をわかりや
すくするために多少誇張して示されている。物体の縁領
域におけるこの強調はＭＲ画像において殊に次の理由か
ら目障りである。例えば人体の検査の際、縁部にしばし
ば脂肪組織が存在し、それはそれだけで不都合にも高い
信号強度を有しているからである。この信号強度は公知
の方法に従って更に一層高められる。
ている。その際２つの凹入部を有する実質的に矩形の横
断面を有しているファントムが結像される。実線は強度
経過Ｉの目標値を軸ｘに関して示している。信号検出の
ために使用されるサーフェスコイルの感度特性は図３に
細い破線で示されている。これにより画像中に、太い破
線で示されている強度経過Ｉが生じる。ファントムＰｈ
の領域の外側には、ノイズ信号しか生じていない。得ら
れた画像を強く低域フィルタリングするとき、図４に実
線で示されている強度経過が得られる。上述したよう
に、この強度経過は１に正規化されかつ正規化された値
から逆数値が計算される。ただしこの場合、所定の限界
値までであって、その結果逆数値は例えば５より大きく
なる可能性はない。それからこの逆数値と、原画像の強
度値（即ち図３に太い破線で示されている強度経過）が
乗算される。生じた強度経過は図５に示されている。そ
の際、補正のために使用されるデータの著しい低域フィ
ルタリングに基づいて、結像される物体の縁領域は今や
強調される。ただし図５においてはこの強調をわかりや
すくするために多少誇張して示されている。物体の縁領
域におけるこの強調はＭＲ画像において殊に次の理由か
ら目障りである。例えば人体の検査の際、縁部にしばし
ば脂肪組織が存在し、それはそれだけで不都合にも高い
信号強度を有しているからである。この信号強度は公知
の方法に従って更に一層高められる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、被検体の縁部における目障りな信号の過度の高まり
が生じない補正方法を提供することである。
は、被検体の縁部における目障りな信号の過度の高まり
が生じない補正方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば請求項１に記載の通り、 ａ）原画像を少なくとも
１つの方向において強度変化についてピクセル毎に検査
し、この場合隣接ピクセルの強度値に対して前以て決め
られた値より大きな値だけ低下するピクセルの強度値を
最大の低下を表している強度値によって置換し、その結
果補助画像を得るようにし、ｂ）このようにして得られ
た補助画像に低域フィルタリングを適用し、ｃ）該低域
フィルタリングされた補助画像から当該ピクセルに属す
る感度値を取り出し、ｄ）前記原画像の強度値を所属の
感度値に対する逆数値によって重み付けるようにしたス
テップによって解決される。
れば請求項１に記載の通り、 ａ）原画像を少なくとも
１つの方向において強度変化についてピクセル毎に検査
し、この場合隣接ピクセルの強度値に対して前以て決め
られた値より大きな値だけ低下するピクセルの強度値を
最大の低下を表している強度値によって置換し、その結
果補助画像を得るようにし、ｂ）このようにして得られ
た補助画像に低域フィルタリングを適用し、ｃ）該低域
フィルタリングされた補助画像から当該ピクセルに属す
る感度値を取り出し、ｄ）前記原画像の強度値を所属の
感度値に対する逆数値によって重み付けるようにしたス
テップによって解決される。
【００１１】本発明の有利な実施態様はその他の請求項
に記載されている。
に記載されている。
【００１２】
【実施例】次に本発明を図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１３】本発明は、原画像における著しい強度の急
激な変化の場合に、低域フィルタリングされた原画像は
受信アンテナの実際の感度経過を正しく再現しないとい
う認識から出発している。図４において、低域フィルタ
リングされた画像は、ファントムの左側および右側にお
ける強度の急激な変化において、実際にそうであるより
著しく大きな、受信アンテナの感度の低下の影響を誤っ
て受けていることがわかる。しかし実際のコイル特性で
は任意の大きさの強度の急激な変化は全く発生すること
はできない。この問題は本発明によれば、原画像を低域
フィルタリングの前に、２つの隣接する画素（ピクセ
ル）間で最大の強度変化のみが許容されるように操作す
ることによって解決される。図６の実施例において、こ
のことは、ピクセル毎に信号の最大の低下しか許容しな
いようにして実現される。
激な変化の場合に、低域フィルタリングされた原画像は
受信アンテナの実際の感度経過を正しく再現しないとい
う認識から出発している。図４において、低域フィルタ
リングされた画像は、ファントムの左側および右側にお
ける強度の急激な変化において、実際にそうであるより
著しく大きな、受信アンテナの感度の低下の影響を誤っ
て受けていることがわかる。しかし実際のコイル特性で
は任意の大きさの強度の急激な変化は全く発生すること
はできない。この問題は本発明によれば、原画像を低域
フィルタリングの前に、２つの隣接する画素（ピクセ
ル）間で最大の強度変化のみが許容されるように操作す
ることによって解決される。図６の実施例において、こ
のことは、ピクセル毎に信号の最大の低下しか許容しな
いようにして実現される。
【００１４】図６において、図３に示されているよう
に、ファントムＰｈに対するｘ方向における強度経過の
目標値は実線で示されておりかつその際得られる補正さ
れていない強度経過Ｉは太い破線で示されている。しか
し受信コイルの受信特性を求めるために、強度経過Ｉな
いし原画像が直接用いられるのではなく、強度経過Ｉ′
ないし補助画像ＢＤ′が用いられる。強度経過Ｉ′は次
のようにして得られる：第１のステップにおいてｘ方向
において左から右へ各ピクセルｎの強度値Ｉｎが先行す
るピクセルｎ−１の強度値Ｉｎ−１と比較される。次
式： Ｉｎ−Ｉｎ−１＞ΔＩｍａｘ が成り立つとき、強度値ＩｎはＩ′ｎによって置換さ
れ、その際次式が成り立つ： Ｉ′ｎ＝Ｉｎ−１−ΔＩｍａｘ ただしΔＩｍａｘは１つの実施例において固定に調整設
定された値である。
に、ファントムＰｈに対するｘ方向における強度経過の
目標値は実線で示されておりかつその際得られる補正さ
れていない強度経過Ｉは太い破線で示されている。しか
し受信コイルの受信特性を求めるために、強度経過Ｉな
いし原画像が直接用いられるのではなく、強度経過Ｉ′
ないし補助画像ＢＤ′が用いられる。強度経過Ｉ′は次
のようにして得られる：第１のステップにおいてｘ方向
において左から右へ各ピクセルｎの強度値Ｉｎが先行す
るピクセルｎ−１の強度値Ｉｎ−１と比較される。次
式： Ｉｎ−Ｉｎ−１＞ΔＩｍａｘ が成り立つとき、強度値ＩｎはＩ′ｎによって置換さ
れ、その際次式が成り立つ： Ｉ′ｎ＝Ｉｎ−１−ΔＩｍａｘ ただしΔＩｍａｘは１つの実施例において固定に調整設
定された値である。
【００１５】それからこの過程はｘ方向において右から
左へ繰り返される。更に、同じ過程がｙ方向において適
用され、その結果最終的に補助画像ないし補助データセ
ットＢＤ′が得られる。この補助データセットＢＤ′
は、上述した方法においてフーリエ変換を実施すること
によって、低域フィルタリングされる。基本的にこのた
めに、隣接する画素に関して簡単な平均化を実施するこ
とができる。しかし画像再構築のために直ちにＦＦＴ計
算機を使用することができるので、一般に、低域フィル
タリングを同様にＦＦＴを介して実施する方が好都合で
ある。このために補助データセットＢＤ′にＦＦＴが実
施される。これにより画像空間から周波数空間に達し、
周波数空間では画像中の迅速な強度変化は高い周波数に
対応している。このようにして得られたデータセットに
おいて中心は低い周波数を表しており、縁は高い周波数
を表している。それ故に基本的に、このデータセットに
おいて中心を分離するかもしくは中心の外側のすべての
値を零にセットすることによって、低い周波数を捕捉す
ることができる。しかし実際には、零にセットされた画
素への連続的な移行が考慮されなければならない。この
ために、中央から列および行の方向において１から０ま
での値をとるＣＯＳＩＮＵＳ形状の関数を用いたデータ
セットの乗算によるフィルタリングが有利であることが
実証されている。フィルタ幅は１／２のマトリクス部分
に相応している。画像領域への逆変換によって、低域フ
ィルタリングされた補助画像ＢＤ″ないし低域フィルタ
リングされた補助データセットが得られる。これはｘ方
向において例えば図７に示されている強度経過を有して
いる。公知の方法の場合におけるように、これは１に正
規化されかつ原画像のそれぞれに対応しているピクセル
が逆数値によって重み付けられる。図４および図７の比
較が示しているように、図７における低域フィルタリン
グされた画像データは基礎としている補助画像における
信号低下が制限されているために、ファントムＰｈの縁
において殆ど低下しない。このことはむしろサーフェス
コイルの感度特性の実際の条件に相応しておりかつこの
ために、エッジの過度の高まりが回避されるかまたは少
なくとも明確に低減されることになる。以下に、感度特
性を求める際の一層の改善を実現する方法について説明
する。
左へ繰り返される。更に、同じ過程がｙ方向において適
用され、その結果最終的に補助画像ないし補助データセ
ットＢＤ′が得られる。この補助データセットＢＤ′
は、上述した方法においてフーリエ変換を実施すること
によって、低域フィルタリングされる。基本的にこのた
めに、隣接する画素に関して簡単な平均化を実施するこ
とができる。しかし画像再構築のために直ちにＦＦＴ計
算機を使用することができるので、一般に、低域フィル
タリングを同様にＦＦＴを介して実施する方が好都合で
ある。このために補助データセットＢＤ′にＦＦＴが実
施される。これにより画像空間から周波数空間に達し、
周波数空間では画像中の迅速な強度変化は高い周波数に
対応している。このようにして得られたデータセットに
おいて中心は低い周波数を表しており、縁は高い周波数
を表している。それ故に基本的に、このデータセットに
おいて中心を分離するかもしくは中心の外側のすべての
値を零にセットすることによって、低い周波数を捕捉す
ることができる。しかし実際には、零にセットされた画
素への連続的な移行が考慮されなければならない。この
ために、中央から列および行の方向において１から０ま
での値をとるＣＯＳＩＮＵＳ形状の関数を用いたデータ
セットの乗算によるフィルタリングが有利であることが
実証されている。フィルタ幅は１／２のマトリクス部分
に相応している。画像領域への逆変換によって、低域フ
ィルタリングされた補助画像ＢＤ″ないし低域フィルタ
リングされた補助データセットが得られる。これはｘ方
向において例えば図７に示されている強度経過を有して
いる。公知の方法の場合におけるように、これは１に正
規化されかつ原画像のそれぞれに対応しているピクセル
が逆数値によって重み付けられる。図４および図７の比
較が示しているように、図７における低域フィルタリン
グされた画像データは基礎としている補助画像における
信号低下が制限されているために、ファントムＰｈの縁
において殆ど低下しない。このことはむしろサーフェス
コイルの感度特性の実際の条件に相応しておりかつこの
ために、エッジの過度の高まりが回避されるかまたは少
なくとも明確に低減されることになる。以下に、感度特
性を求める際の一層の改善を実現する方法について説明
する。
【００１６】上に説明した方法の問題は、原画像におけ
る個々の画素におけるノイズ、所謂「スパイク」が隣接
するピクセルに著しく影響を及ぼすという点にある。と
いうのは、これらは上述した方法では一緒に強調される
からである。それ故に、続いて行われる低域フィルタリ
ングにおいて個々のスパイクは、強度低下の上述の制限
のない場合より非常に大きく引き立つことになる。ＭＲ
装置では、例えばオフセットにより中央の画素の強度が
著しく強調され、ひいては上述の問題が生じることにな
る。この種のオフセットアーチファクトは画像データマ
トリクスの列ないし行を介しても広がる可能性がある。
る個々の画素におけるノイズ、所謂「スパイク」が隣接
するピクセルに著しく影響を及ぼすという点にある。と
いうのは、これらは上述した方法では一緒に強調される
からである。それ故に、続いて行われる低域フィルタリ
ングにおいて個々のスパイクは、強度低下の上述の制限
のない場合より非常に大きく引き立つことになる。ＭＲ
装置では、例えばオフセットにより中央の画素の強度が
著しく強調され、ひいては上述の問題が生じることにな
る。この種のオフセットアーチファクトは画像データマ
トリクスの列ないし行を介しても広がる可能性がある。
【００１７】それ故に改善された方法では、補助データ
セットを得る前に、「スパイク除去」が実施される。最
も簡単な場合、原画像データのセットのすべての行およ
び列に対して各ピクセルの強度が行および列方向におけ
る隣接するピクセルの強度と比較される。両方の側に向
かって（先行するピクセルおよび後続のピクセルの強度
値）前以て決められた値ΔＩｍａｘより大きな差を有し
ている局所的な最大値が現れる場合、相応するピクセル
の強度値は、先行するピクセルおよび後続のピクセルの
強度値の平均値＋最大許容強度変化ΔＩｓｍａｘから得
られる強度値によって置換される。これにより局所的な
最大値が除去される。このことは、個々の画素に対して
も個々の行および列に対しても当てはまる。従ってこの
種の強度の過度の高まりは引き続く処理に対してもはや
目障りに作用しない。
セットを得る前に、「スパイク除去」が実施される。最
も簡単な場合、原画像データのセットのすべての行およ
び列に対して各ピクセルの強度が行および列方向におけ
る隣接するピクセルの強度と比較される。両方の側に向
かって（先行するピクセルおよび後続のピクセルの強度
値）前以て決められた値ΔＩｍａｘより大きな差を有し
ている局所的な最大値が現れる場合、相応するピクセル
の強度値は、先行するピクセルおよび後続のピクセルの
強度値の平均値＋最大許容強度変化ΔＩｓｍａｘから得
られる強度値によって置換される。これにより局所的な
最大値が除去される。このことは、個々の画素に対して
も個々の行および列に対しても当てはまる。従ってこの
種の強度の過度の高まりは引き続く処理に対してもはや
目障りに作用しない。
【００１８】この「スパイク除去」の後に、図６で説明
した、強度低下の制限のステップ並びにコイル特性を得
るための別のステップが続く。
した、強度低下の制限のステップ並びにコイル特性を得
るための別のステップが続く。
【００１９】この方法を更に改善するために次の効果が
考慮される：コイル特性に基づく原画像における強度低
下はコイル位置に応じて原画像データマトリクスの行お
よび列方向においてのみならず、それぞれ任意の方向に
おいて作用する。それ故に強度低下の上述の制限が行方
向および列方向においてしか実施されないとき、画像対
角線の方向においてなお、前以て決められた強度低下よ
り一層大きな強度低下が生じる可能性がある。それ故に
上述した方法の拡張において、原画像マトリクスの行お
よび列方向（ｘ方向、ｙ方向）における強度低下のみな
らず、対角線の方向においても制限される。その際行お
よび列方向においてΔＩｍａｘの強度低下が許容される
とき、対角線の方向において
考慮される：コイル特性に基づく原画像における強度低
下はコイル位置に応じて原画像データマトリクスの行お
よび列方向においてのみならず、それぞれ任意の方向に
おいて作用する。それ故に強度低下の上述の制限が行方
向および列方向においてしか実施されないとき、画像対
角線の方向においてなお、前以て決められた強度低下よ
り一層大きな強度低下が生じる可能性がある。それ故に
上述した方法の拡張において、原画像マトリクスの行お
よび列方向（ｘ方向、ｙ方向）における強度低下のみな
らず、対角線の方向においても制限される。その際行お
よび列方向においてΔＩｍａｘの強度低下が許容される
とき、対角線の方向において
【００２０】
【数１】
【００２１】の強度低下が許容される。
【００２２】これまで説明した方法によって、低域フィ
ルタリングにより生じるエッジ効果は大幅に除去され
る。しかし補正された画像において強度の低い領域が強
度の高い領域に対して過度に強調されるという問題があ
る。この効果は、コイル特性によって生じる、画像強度
の低下が線形ではないということに基づいている。それ
故に一定の許容される変化ΔＩｍａｘの使用によって、
制限方法は、コイルに規定される高い画像強度の領域に
おいてコイルに規定される比較的低い画像強度の領域に
おけるよりも頻繁に原画像データセットに作用する。そ
れ故に引き続く低域フィルタリングにおいて、強度の高
い領域と強度の低い領域との間の相対的な差異が高めら
れる。強度補正のために低域フィルタリングされたデー
タの逆数値が使用されるので、強度の低い領域は所望の
程度より強く強調される。
ルタリングにより生じるエッジ効果は大幅に除去され
る。しかし補正された画像において強度の低い領域が強
度の高い領域に対して過度に強調されるという問題があ
る。この効果は、コイル特性によって生じる、画像強度
の低下が線形ではないということに基づいている。それ
故に一定の許容される変化ΔＩｍａｘの使用によって、
制限方法は、コイルに規定される高い画像強度の領域に
おいてコイルに規定される比較的低い画像強度の領域に
おけるよりも頻繁に原画像データセットに作用する。そ
れ故に引き続く低域フィルタリングにおいて、強度の高
い領域と強度の低い領域との間の相対的な差異が高めら
れる。強度補正のために低域フィルタリングされたデー
タの逆数値が使用されるので、強度の低い領域は所望の
程度より強く強調される。
【００２３】この方法の次のような改善によってこの問
題も解決される：２つの連続するデータ点間の許容変化
ΔＩｍａｘないしΔＩｍａｘＤをすべての画素に対する
絶対的な限界値として同じに選択するのではなくて、画
素にそれぞれ該当する強度に正規化する。即ち画素の強
度が高い場合、画素の強度が低い場合よりも隣接画素に
対するより大きな低下が許容される。このことは、行方
向および列方向における強度低下の制限の際にも、対角
線の方向における強度低下の制限の際にも考慮される。
スパイク除去の際にも、隣接する画素に対する最大許容
強度変化はこれらの画素の強度に依存しており、即ちこ
の場合一層大きな強度はより大きな変化を意味してい
る。これにより強度の低い区域の強度も正しく重み付け
られる。
題も解決される：２つの連続するデータ点間の許容変化
ΔＩｍａｘないしΔＩｍａｘＤをすべての画素に対する
絶対的な限界値として同じに選択するのではなくて、画
素にそれぞれ該当する強度に正規化する。即ち画素の強
度が高い場合、画素の強度が低い場合よりも隣接画素に
対するより大きな低下が許容される。このことは、行方
向および列方向における強度低下の制限の際にも、対角
線の方向における強度低下の制限の際にも考慮される。
スパイク除去の際にも、隣接する画素に対する最大許容
強度変化はこれらの画素の強度に依存しており、即ちこ
の場合一層大きな強度はより大きな変化を意味してい
る。これにより強度の低い区域の強度も正しく重み付け
られる。
【００２４】今説明した方法を図８においてもう一度ブ
ロック線図に基づいて説明する。
ロック線図に基づいて説明する。
【００２５】ＭＲ画像生成の特殊な例において、生デー
タセット（生データマトリクス）から逆２次元フーリエ
変換ＦＦＴによって画像データセット（画像データマト
リクス）が得られる。別の画像生成方法では、画像デー
タセットＢＤは任意の別の方法でも生成することができ
る。画像データセットＢＤから、上述したスパイク除去
および後続の、最大低下の制限によって補助データセッ
トＢＤ′が得られる。補助データセットは低域フィルタ
リングされ、この場合低域フィルタリングは有利にはフ
ーリエ変換ＦＦＴを実施することによって行われる。そ
れからこのようにして得られた、周波数領域におけるデ
ータセットＢＤ′Ｆからフィルタリングによって低い周
波数に対応している中央領域が縁領域より強く重み付け
られる。
タセット（生データマトリクス）から逆２次元フーリエ
変換ＦＦＴによって画像データセット（画像データマト
リクス）が得られる。別の画像生成方法では、画像デー
タセットＢＤは任意の別の方法でも生成することができ
る。画像データセットＢＤから、上述したスパイク除去
および後続の、最大低下の制限によって補助データセッ
トＢＤ′が得られる。補助データセットは低域フィルタ
リングされ、この場合低域フィルタリングは有利にはフ
ーリエ変換ＦＦＴを実施することによって行われる。そ
れからこのようにして得られた、周波数領域におけるデ
ータセットＢＤ′Ｆからフィルタリングによって低い周
波数に対応している中央領域が縁領域より強く重み付け
られる。
【００２６】
【外１】
【００２７】この低域フィルタリングされたデータセッ
トＢＤ″が１に正規化されかつそれぞれの画素に対して
逆数値が形成される。更に、原画像データセットＢＤに
おいて、それぞれの画素はこのようにして得られた、そ
れぞれ対応する逆数値と乗算され、その結果補正された
画像データセットＢＤｋが得られる。
トＢＤ″が１に正規化されかつそれぞれの画素に対して
逆数値が形成される。更に、原画像データセットＢＤに
おいて、それぞれの画素はこのようにして得られた、そ
れぞれ対応する逆数値と乗算され、その結果補正された
画像データセットＢＤｋが得られる。
【００２８】既述の方法は再帰的にも使用され、即ち補
正された画像ＢＤｋに更なる補正のためにこの方法がも
う一度使用される。別様に言えば、例えば第２の補正ス
テップにおいて、原画像ＢＤに代わって補正された画像
ＢＤｋが出発データセットとして使用される。その場合
このことは複数回実施することもできる。これにより許
容される変化ΔＩｍａｘに対して、感度特性に関する情
報を消失することなしに、１段階の方法の場合より一層
小さな値を定めることができる。
正された画像ＢＤｋに更なる補正のためにこの方法がも
う一度使用される。別様に言えば、例えば第２の補正ス
テップにおいて、原画像ＢＤに代わって補正された画像
ＢＤｋが出発データセットとして使用される。その場合
このことは複数回実施することもできる。これにより許
容される変化ΔＩｍａｘに対して、感度特性に関する情
報を消失することなしに、１段階の方法の場合より一層
小さな値を定めることができる。
【００２９】図８には、再帰的な経過が鎖線によって示
されている。
されている。
【００３０】画像データを補正するための本発明の方法
を実質的にＭＲ画像生成に基づいて説明してきた。しか
し本発明の補正方法の図示の説明してきた原理は、画像
領域にわたって不均質だが、緩慢にしか変化しない、デ
ータ検出の感度が存在するすべての画像生成方法に使用
されることを強調しておく。
を実質的にＭＲ画像生成に基づいて説明してきた。しか
し本発明の補正方法の図示の説明してきた原理は、画像
領域にわたって不均質だが、緩慢にしか変化しない、デ
ータ検出の感度が存在するすべての画像生成方法に使用
されることを強調しておく。
【図面の簡単な説明】
【図１】アレイコイルに対する実例の概略図である。
【図２】公知の画像生成方法を説明する概略図である。
【図３】図２の方法を説明するための、強度経過の目標
値、サーフェスコイルの感度特性および強度経過の実際
値を示す線図である。
値、サーフェスコイルの感度特性および強度経過の実際
値を示す線図である。
【図４】図３の実際の強度経過を低域フィルタリングし
て得られる強度経過を示す線図である。
て得られる強度経過を示す線図である。
【図５】逆数値と乗算された後の原画像強度の経過を示
す線図である。
す線図である。
【図６】補助画像を原画像から作成する方法を説明する
略図である。
略図である。
【図７】低域フィルタリングの際に得られる強度経過を
示す線図である。
示す線図である。
【図８】本発明の方法をフローチャートで説明する図で
ある。
ある。
ＢＤ 原画像、画像セット、 ＢＤ′ 補助画像、 Ｂ
Ｄ″ 低域フィルタリングされた補助画像、 Ｉ 強
度、 ＢＤｋ 補正された画像、 ΔＩｍａｘ最大強度
値変化、 Ｐｎ ピクセル、 １ 個別コイル、 ２
整合回路、 ３合成回路網
Ｄ″ 低域フィルタリングされた補助画像、 Ｉ 強
度、 ＢＤｋ 補正された画像、 ΔＩｍａｘ最大強度
値変化、 Ｐｎ ピクセル、 １ 個別コイル、 ２
整合回路、 ３合成回路網
Claims (11)
- 【請求項１】 画像空間を介して不均質だが、緩慢にし
か変化しない感度特性を有する画像収集方法によって生
成される、ピクセルから組み合わされて成る原画像（Ｂ
Ｄ）の補正方法であって、次のステップ ａ）原画像（ＢＤ）を少なくとも１つの方向において強
度変化（ΔＩ）についてピクセル毎に検査し、この場合
隣接ピクセルの強度値（Ｉｎ±１）に対して前以て決め
られた値（ΔＩｍａｘ）より大きな値だけ低下するピク
セル（Ｐｎ）の強度値（Ｉｎ）を最大の低下を表してい
る強度値（Ｉｎ±１−ΔＩｍａｘ）によって置換し、そ
の結果補助画像（ＢＤ′）を得るようにし、 ｂ）このようにして得られた補助画像（ＢＤ′）に低域
フィルタリングを適用し、 ｃ）該低域フィルタリングされた補助画像（ＢＤ″）か
ら当該ピクセルに属する感度値を取り出し、 ｄ）前記原画像（ＢＤ）の強度値を所属の感度値に対す
る逆数値によって重み付ける を実施することを特徴とする原画像の補正方法。 - 【請求項２】 前記ステップａ）ないしｄ）をＮ回繰り
返し、かつそれぞれの繰り返しにおいてステップａ）に
おいて原画像（ＢＤ）に代わって、先行するステップシ
ーケンスにおいてステップｄ）の後に得られた画像を使
用する請求項１記載の原画像の補正方法。 - 【請求項３】 当該方法を原画像の２つの相互に垂直で
ある方向に適用する請求項１または２記載の原画像の補
正方法。 - 【請求項４】 当該方法を前記２つの相互に垂直である
方向に対して付加的に、原画像（ＢＤ）の少なくとも１
つの対角線方向にも適用する請求項３記載の原画像の補
正方法。 - 【請求項５】 それぞれの方向に対する強度低下をその
都度順次正および負の方向において実施する請求項１か
ら４までのいずれか１項記載の原画像の補正方法。 - 【請求項６】 前以て決められた最大の強度値変化をそ
の都度基準ピクセル（Ｐｎ）の強度に対して相対的に確
定する請求項１から５までのいずれか１項記載の原画像
の補正方法。 - 【請求項７】 請求項１のｄ）に記載の重み付けを前以
て決められた限界値まで行う請求項１から６までのいず
れか１項記載の原画像の補正方法。 - 【請求項８】 原画像（ＢＤ）を、ピクセルの強度値
（Ｉｎ）が複数の周囲の隣接ピクセル（Ｐｎ）と比較し
て所定のしきい値を上回る変化を有している１つまたは
複数の関連するピクセル（Ｐｎ）について検査し、かつ
当該ピクセル（Ｐｎ）の強度値を隣接ピクセルから導出
される強度値によって置換する請求項１から７までのい
ずれか１項記載の原画像の補正方法。 - 【請求項９】 前記補助画像の低域フィルタリングを行
い、この場合次のステップ補助画像に多次元のフーリエ
変換を適用し、該フーリエ変換された補助画像に、低い
周波数に相応する中央の領域を縁領域より強く重み付け
るフィルタを使用し、フィルタリング後、逆フーリエ変
換によって低域フィルタリングされた補助画像を取り出
すを実施する請求項１から８までのいずれか１項記載の
原画像の補正方法。 - 【請求項１０】 フィルタ機能としてコサイン関数を使
用する請求項９記載の原画像の補正方法。 - 【請求項１１】 当該方法を、ＭＲ測定に基づいて得ら
れるデジタル画像データセット（ＢＤ）に使用する請求
項１から１０までのいずれか１項記載の原画像の補正方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19653476A DE19653476A1 (de) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Verfahren zur Intensitätskorrektur eines Bildes |
| DE19653476.3 | 1996-12-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10187963A true JPH10187963A (ja) | 1998-07-21 |
| JP4026905B2 JP4026905B2 (ja) | 2007-12-26 |
Family
ID=7815657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34634797A Expired - Lifetime JP4026905B2 (ja) | 1996-12-20 | 1997-12-16 | 原画像の補正方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6215911B1 (ja) |
| JP (1) | JP4026905B2 (ja) |
| DE (1) | DE19653476A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6559642B2 (en) * | 2001-05-09 | 2003-05-06 | Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc | Calibration method for use with sensitivity encoding MRI acquisition |
| US20020196965A1 (en) * | 2001-06-22 | 2002-12-26 | Wallace Edward S. | Image transformation and analysis system and method |
| JP4030805B2 (ja) | 2002-06-07 | 2008-01-09 | ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー | コイル感度マップ作成方法およびｍｒｉ装置 |
| US20040095139A1 (en) * | 2002-11-19 | 2004-05-20 | Brown Mark Allen | Magnetic resonance spectroscopy |
| WO2005055588A1 (ja) * | 2003-12-03 | 2005-06-16 | Nikon Corporation | ノイズ除去の強弱を画面内でコントロ−ルする画像処理装置、画像処理プログラム、画像処理方法、および電子カメラ |
| DE102004061507B4 (de) * | 2004-12-21 | 2007-04-12 | Siemens Ag | Verfahren zur Korrektur von Inhomogenitäten in einem Bild sowie bildgebende Vorrichtung dazu |
| CN101498773B (zh) * | 2008-01-29 | 2012-05-23 | 西门子（中国）有限公司 | 一种提高图像亮度均匀度的方法和装置 |
| CA2905479A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Ohio State Innovation Foundation | Signal inhomogeneity correction and performance evaluation apparatus |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4731865A (en) * | 1986-03-27 | 1988-03-15 | General Electric Company | Digital image correction |
| US5592571A (en) * | 1994-03-08 | 1997-01-07 | The University Of Connecticut | Digital pixel-accurate intensity processing method for image information enhancement |
| US5715334A (en) * | 1994-03-08 | 1998-02-03 | The University Of Connecticut | Digital pixel-accurate intensity processing method for image information enhancement |
-
1996
- 1996-12-20 DE DE19653476A patent/DE19653476A1/de not_active Ceased
-
1997
- 1997-12-12 US US08/989,648 patent/US6215911B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-16 JP JP34634797A patent/JP4026905B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19653476A1 (de) | 1998-07-02 |
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