JPH10283496A - スライス画像のスライス間補間方法 - Google Patents

スライス画像のスライス間補間方法

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JPH10283496A
JPH10283496A JP9089696A JP8969697A JPH10283496A JP H10283496 A JPH10283496 A JP H10283496A JP 9089696 A JP9089696 A JP 9089696A JP 8969697 A JP8969697 A JP 8969697A JP H10283496 A JPH10283496 A JP H10283496A
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JP
Japan
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image
slice
threshold value
value
ratio
Prior art date
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JP9089696A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Kakishima
島 浩 之 柿
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Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 生成した補間画像が濃淡値を有しながら、か
つ、2値化した際にアーチファクトが生じにくいように
したスライス画像のスライス間補間方法を提供する。 【達成手段】 上下のスライス画像1、2を線形補間し
た補間画像3を生成し、スライス画像1、2のしきい値
とは別に補間画像3に固有のしきい値を設定し、スライ
ス画像を所定のしきい値で2値化し、対象領域を抽出す
るとともに、補間画像を前記固有のしきい値で2値化し
対象領域を抽出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、X線CT、MRI
などのスライス画像から三次元画像を構成する際に画像
精度を向上させるために行うスライス間補間方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】三次元画像処理の医療分野への応用とし
て、脳や臓器のX線CT、MRIなどのスライス画像か
ら構成した三次元画像が診断に利用されている。三次元
画像の精度を上げるためには、スライス間隔をできるだ
け狭めることが有効であるので、見かけ上、スライス分
解能を高める画像処理が行われている。この画像処理
は、スライス間に人工的に生成したスライス画像を挿入
することによって、スライス間を補間するものである。
従来、スライス補間方法としては、補間するスライス画
像の値を上下のスライス間隔の距離比で内挿する方法
や、補間するスライス画像の上下のスライス画像を距離
画像に変換し、変換した画像をスライス間隔の距離比で
内挿補間する方法が知られている(周藤 安造著 医学
における三次元画像処理 87頁〜88頁)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スライス間補間方法のうち、前者の線形補間した画像を
スライス間隔の距離比で内挿する方法は、ある注目する
領域を抽出して三次元表示するときに、補間した画像を
含む全スライス画像に対して同一のしきい値でしきい値
処理をする。このため、上下のスライス画像の間隔や、
画像の相違が大きい場合には、三次元表示した画像にア
ーチファクトが生じやすいという問題があった。
【0004】これに対して、後者の補間方法は、あらか
じめ注目する領域を一定のしきい値でしきい値処理をし
て2値画像とてから、距離画像に変換する。そして、上
下の距離画像を内挿補間して補間画像を生成する。
【0005】この方法によれば、三次元表示したときに
アーチファクトが生じにくい。しかし、レイキャスティ
ング法などを利用して三次元表示を行う場合には、補間
した画像は、距離値しか持っていないため、新たに濃淡
値を持った補間画像を生成しなくてはならないという問
題があった。
【0006】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、生成した補間画像が濃淡値を有
しながら、かつ、2値化した際にアーチファクトが生じ
にくいようにしたスライス画像のスライス間補間方法を
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、上下二つのスライス画像のスライス間
に人工的に生成した補間画像を挿入して三次元画像を構
成するスライス間補間方法であって、上下のスライス画
像を線形補間した補間画像を生成し、前記スライス画像
のしきい値とは別に前記補間画像に固有のしきい値を設
定し、前記スライス画像を所定のしきい値で2値化し、
対象領域を抽出するとともに、前記補間画像を前記固有
のしきい値で2値化し対象領域を抽出することを特徴と
するものである。
【0008】本発明の補間方法によれば、補間画像を固
有のしきい値でしきい値処理することにより、上下のス
ライス画像の形状差が取り除かれるので、アーチファク
トの生じない画像を得ることができる。また、補間画像
が距離画像ではないので、補間処理して得た画像をその
ままレイキャスティング法などに利用することができ
る。
【0009】本発明の補間方法では、全画素値の総和に
対するしきい値以上の画素値の総和の比をそれぞれ前記
上下のスライス画像について求め、この画素値の比をス
ライス間の間隔比で線形補間して、前記補間画像におけ
る全画素値の総和に対する固有のしきい値以上の画素値
の総和の比について予測値を算出し、この画素値の比の
予測値に基づいて当該補間画像の固有のしきい値が決定
される。このように補間画像固有のしきい値を決定する
ことにより、スライス間隔の距離比に応じた適切なしき
い値を決定できるので、確実にアーチファクトの原因を
除去できる。
【0010】
【発明の実施形態】以下、本発明によるスライス画像の
スライス間補間方法の一実施形態について、添付の図面
を参照して説明する。図1は、二枚のスライス画像から
線形補間処理を行うことによって、補間画像を生成する
原理を示す図であり、図2は、コンピュータによる線形
補間の処理手順を示すフローチャートである。図1にお
いて、1、2は、X線CT、MRIなどのマルチスライ
ス画像で、スライス番号i、i+1の画像である。3は
補間処理により生成される補間画像である。スライス番
号i、i+1の画像において、表示されている数値は、
画像を構成する画素値である。この画素値は濃淡を表
し、値が大きいほど濃いことを示している。
【0011】まず、補間処理を実行する前に、スライス
番号i、i+1の入力画像から注目する領域を抽出する
ため、画像を2値化するときの適当なしきい値Stを決
定しておく(ステップS10)。ここでは、しきい値S
tは100としておく。
【0012】次に、スライス番号iと、i+1の画像を
次式によって線形補間し、補間画像3を生成する(ステ
ップS11)。
【0013】
【数1】 ここで、Si(x,y),Si+1(x,y)は、スライス
番号i、i+1の画像における座標(x,y)の画素値
である。T(x,y)は、補間された画像3の画素値で
ある。l,mは、それぞれ補間画像3と上下のスライス
画像1、2との距離比である。ここでは、1:1として
いる。
【0014】たとえば、スライス番号i、i+1の画像
1、2で、座標原点に一番近い59、26の画素値をも
つ部分は、43の画素値をもつ部分に線形補間される。
これを(1)式によってすべての座標の画素値について
実行した結果が線形画像3の各座標(x,y)に示す数
値である。
【0015】次に、生成した補間画像3について、前記
のしきい値Stとは別に、固有のしきい値STを決定す
る(ステップS12)。図3は、この補間画像に固有の
しきい値STを決定する処理の手順を示すフローチャー
トである。まず、スライス番号i、i+1の画像1、2
について画素値のヒストグラムを作成する。図4は、ス
ライス番号i+1の画像2について作成したヒストグラ
ムである。同じようなヒストグラムがスライス番号iの
画像1についても作成される。
【0016】次に、これらのヒストグラムからスライス
番号i、i+1の画像1、2における全画素値の総和T
i、TSi+1と、スライス番号i、i+1の画像1、2
におけるしきい値St(100)以上の画素値の総和T
Sti、TSti+1を演算する(ステップS21)。
【0017】さらに、スライス番号i、i+1の画像
1、2について、全画素値の総和に対するしきい値St
以上の画素値の比 Pi = TSti/TSii+1 = TSti+1/TSi+1 をそれぞれ演算する(ステップS22)。
【0018】続く、ステップS23では、画素値の比P
i,Pi+1を次式によって線形補間し、補間画像3につい
て全画素値に対するしきい値以上の画素値の比の予測値
Tを求める(ステップS23)。
【0019】
【数2】 補間画像3の固有のしきい値STは、求めた予測値PT
に基づいて、これから逆算して決定されるもので、その
手順がステップS24以下である。まず、補間画像3に
ついて、画素値のヒストグラムを図5に示すように作成
する(ステップS24)。最初は、補間画像3の固有し
きい値の仮の値Sをスライス番号i、i+1の画像1、
2のしきい値Stと同じ値として(=100)、画素値
の総和TSおよびこのしきい値S以上の画素値の和TS
tを演算する(ステップS25、S26)。
【0020】
【表1】 ここで、表1は、スライス番号i、i+1の画像1、2
についてのこれまでの演算結果を示す。補間画像3の固
有のしきい値の予測値PTは0.5648であった。仮
のしきい値を100として、補間画像3についてTS,
TStを求め、その比を計算すると、0.2681とな
る。ステップS27では、予測値PTと、計算した比を
比較する。この場合、予測値PTとかなり異なるので、
固有しきい値を100に決定せずに(ステップS28の
No)、前後に値に変えてしきい値決定の処理を繰り返
す。
【0021】すなわち、ステップS29において、予測
値PTがTSt/TSよりも大きければ、仮のしきい値S
が実際よりも大きかったことを意味しているので、ステ
ップS30に進んで、仮のしきい値Sを1だけ減じて、
また、前述したステップS26以下の手順を繰り返す。
【0022】
【表2】 表2は、このようにして仮のしきい値Sの値を変えて演
算した結果を示す。予測値PTに最も近づくのは、しき
い値が、84であることがわかる。ステップS28で
は、仮のしきい値Sが84の時にステップS32に進ん
で、このSの値を補間画像3の固有しきい値STと決定
する。
【0023】なお、仮のしきい値で求めた最初の演算結
果が予測値PTよりも大きかった場合は、仮のしきい値
を1だけ加算して(ステップS31)、同じようにして
ステップ26S以下の手順を繰り返して、予測値PT
近づくしきい値Sの値を決定する。
【0024】このようにして、補間画像3について固有
のしきい値STを決定した後は、図2のフローチャート
に戻って、スライス番号i、i+1の画像1、2につい
ては、しきい値St(=100)で2値化するしきい値
処理を実行し、領域を抽出する(ステップS13)。ま
た、補間画像3については、固有のしきい値ST(=8
4)で2値化するしきい値処理を実行して、領域を抽出
する(ステップS14)。以上のようにして、抽出した
領域は、図1において、太い実線で囲まれた領域であ
る。
【0025】以後、すべてのスライス画像について、補
間処理を繰り返して実行する(ステップS15、1
6)。
【0026】図6は、スライス番号i、i+1の画像
1、2からしきい値処理により抽出した領域4、5と、
補間画像3から抽出した領域6をボクセル表現で立体的
に表した図である。本発明の補間方法との比較のため
に、従来の線形補間方法により、図1と同じ画素値を持
ったスライス番号i、i+1の画像1、2の画像から補
間画像3を生成し、しきい値処理により領域を抽出する
例を図7に示す。
【0027】この従来の線形補間方法の場合、補間画像
3を生成するまでの手順は、本発明の補間方法と同一で
あるが、従来の線形補間方法では、補間画像3から領域
を抽出するときに、スライス番号i、i+1の画像1、
2で用いるしきい値と同じしきい値を用いる。この図7
では、太い実線で囲んだ領域がしきい値処理で抽出され
た領域である。しきい値は100である。スライス画像
の画素値の分布によっては、この図7で示すように、ス
ライス番号i+1の画像2から抽出された領域5と同じ
形状の領域7が補間画像から抽出されてしまうことがあ
る。抽出された領域4、5、7をボクセル表現で立体的
に表した図が図8である。
【0028】図6と図8とを比較すると、従来の線形補
間方法による場合、スライス画像から抽出した領域5
と、補間画像から抽出した領域7が同じ形状になると、
これがアーチファクトを生じさせる原因となる。これに
対して、本発明による線形補間方法では、補間画像を固
有のしきい値で2値化して領域を抽出するために、抽出
された領域6がスライス画像から抽出された領域4、5
と同じ形状になることがなく、形状差(段差)が補間に
より取り除かれる。このためアーチファクトが生じな
い。また、補間画像は、濃淡値をもった画像であるた
め、補間処理した画像をレイキャスティング法などでそ
のまま利用できる利点がある。
【0029】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、補間画像を固有のしきい値でしきい値処理す
ることにより、上下のスライス画像の形状差が取り除か
れるので、アーチファクトの生じない画像を得ることが
できる。また、補間画像が濃淡画像であるから、補間処
理して得た画像をそのままレイキャスティング法などに
利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるスライス画像のスライス間補間方
法の原理を説明する図。
【図2】本発明によるスライス間補間方法の処理の手順
を示すフローチャート。
【図3】本発明によるスライス間補間方法において、補
間画像固有のしきい値を決定する処理の手順を示すフロ
ーチャート。
【図4】スライス番号i+1についての画素値のヒスト
グラムを示す図。
【図5】補間画像についての画素値のヒストグラムを示
す図。
【図6】補間した画像をボクセル表現により立体表現し
た図。
【図7】従来の線形補間方法の原理を示す図。
【図8】従来の線形補間方法による補間した画像をボク
セル表現により立体表現した図。
【符号の説明】
1 スライス番号iの入力画像 2 スライス番号i+1の入力画像 3 補間画像 4 スライス番号iの入力画像から抽出された領域 5 スライス番号i+1の入力画像から抽出された領域 6 補間画像から抽出された領域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上下二つのスライス画像のスライス間に人
    工的に生成した補間画像を挿入して三次元画像を構成す
    るスライス間補間方法であって、 上下のスライス画像を線形補間した補間画像を生成し、 前記スライス画像のしきい値とは別に前記補間画像に固
    有のしきい値を設定し、 前記スライス画像を所定のしきい値で2値化し、対象領
    域を抽出するとともに、前記補間画像を前記固有のしき
    い値で2値化し対象領域を抽出することを特徴とするス
    ライス画像のスライス間補間方法。
  2. 【請求項2】全画素値の総和に対するしきい値以上の画
    素値の総和の比をそれぞれ前記上下のスライス画像につ
    いて求め、この画素値の比をスライス間の間隔比で線形
    補間して、前記補間画像における全画素値の総和に対す
    る固有のしきい値以上の画素値の総和の比について予測
    値を算出し、この画素値の比の予測値に基づいて当該補
    間画像の固有のしきい値を決定することを特徴とする請
    求項1に記載のスライス画像のスライス間補間方法。
JP9089696A 1997-04-08 1997-04-08 スライス画像のスライス間補間方法 Pending JPH10283496A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003021294A1 (en) * 2001-08-28 2003-03-13 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Method and apparatus for identifying and correcting line artifacts in a solid state x-ray detector
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DE102019108719A1 (de) 2018-04-06 2019-10-10 Fujifilm Corporation Vorrichtung, verfahren und programm zur unterstützung der bilddiagnose

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