JPWO2013146283A1 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
)を失わないための条件である。制約条件1を言い換えると、min(原画像の画素値、平滑化画像の画素値)≦目的画像の画素値≦max(原画像の画素値、平滑化画像の画素値)、となる。なお、min()は最小値を出力する演算子であり、max()は最大値を出力する演算子である。
本発明の画像処理方法は、特に、制約条件3を満たすことが特徴である。
以降では、図4に示す処理フローの流れに沿って、適宜他の図を参照しながら、本発明の第1の実施形態について説明する。
X線CT装置1の演算装置5(以降、「演算装置5」と表記する。)は、原画像と平滑化画像の特徴量に基づき、非線形関数の形状を決定する。非線形関数の形状を決定する処理については、図5を参照しながら説明する。
演算装置5は、原画像及び平滑化画像の領域を、互いに対応する小領域に分割する。例えば、図6に示すように、演算装置5は、原画像41及び平滑化画像42の領域を格子状に区切り、小領域に分割する。小領域の大きさは、経験的に決める。
演算装置5は、原画像41及び平滑化画像42の両方に係る各小領域に対して、小領域に含まれる画素の画素値から、原画像41及び平滑化画像42のばらつき値を算出する。
ばらつき値は、例えば、標準偏差値や、(最大値−最小値)などである。ばらつき値は、各小領域のばらつきを示す値であって、各小領域に含まれる画素の画素値から算出される統計量であれば良い。以降では、混乱を避ける為に、標準偏差値を例にして説明する。
演算装置5は、小領域ごとに、原画像41のばらつき値を基準とする平滑化画像42のばらつき値の低減率を算出する。本実施形態では、標準偏差値の低減率を算出する。i番目の小領域について、原画像41の標準偏差値を基準とする平滑化画像42の標準偏差値の低減率をρiとおき、次式で算出する。
演算装置5は、低減率ρiに基づいて、小領域の集合から特徴量算出領域を抽出する。
第1の実施の形態では、演算装置5は、所定の範囲内(例えば、同一スライス内)に含まれる小領域の中で、低減率が最大の小領域を、特徴量算出領域として抽出する。尚、所定の範囲は、複数のスライス内としても良いし、全てのスライス内としても良い。
演算装置5は、特徴量算出領域(k番目の小領域)の画素値から算出される特徴量から、非線形関数の形状を決定する。以下では、ステップS202において算出される原画像41の標準偏差値σk (org)及びステップS203において算出される平滑化画像42の標準偏差値σk (smt)を用いて、特徴量を算出する例を説明する。但し、本発明は、この例に限定されるわけではなく、標準偏差値に代えて、他のばらつき値(例えば、小領域内の画素の最大値および最小値の差)を用いても良い。
演算装置5は、ステップS101において形状が決定される非線形関数によって、原画像41及び平滑化画像42の状態係数を算出する。状態係数の算出処理は、式(1)に従う。
演算装置5は、ステップS102において算出される状態係数を用いて、原画像41及び平滑化画像42の各画素について加重係数を算出する。原画像41の画像ベクトルをx(org)={x1 (org),・・・,xJ (org)}とおき、平滑化画像42の画像ベクトルをx(smt)={x1 (smt),・・・,xJ (smt)}とおく。画像の加重加算において、注目画素sに係る加重係数をλsとおく。λsの算出処理は、以下に示す式(5)、式(6)又は式(7)のいずれかに従う。
演算装置5は、ステップS103において算出される加重係数を用いて、原画像41と平滑化画像42の加重加算を行い、目的画像を生成する。加重加算後の目的画像の画像ベクトルをx(mrg)={x1 (mrg),・・・,xJ (mrg)}とする。演算装置5は、目的画像の注目画素sについて、次式を用いて加重加算を行う。
また、平滑化画像42では、構造物のエッジの暈け52が発生している。図4に示す本発明の画像処理方法によれば、このような原画像41及び平滑化画像42から、構造物のエッジが保たれ、かつストリーク状のアーチファクト51が除去される目的画像43を生成することができる。図7に示すように、目的画像43では、構造物のエッジが保たれており、かつストリーク状のアーチファクト51が除去されている。
以降では、本発明における第2の実施形態について説明する。尚、第1の実施形態と共通する内容については説明を省略する。
Claims (14)
- 原情報から生成される原画像、及び同一の前記原情報から生成され、少なくともストリーク状のアーチファクトが低減されている平滑化画像の対応する各画素を加重係数によって加重加算して、構造物のエッジが保たれ、かつストリーク状のアーチファクトが除去される目的画像を生成する画像処理装置であって、
前記原画像及び前記平滑化画像の特徴量に基づき、非線形関数の形状を決定する関数形状決定部と、
前記非線形関数に基づいて前記加重係数を算出する加重係数算出部と、
を具備することを特徴とする画像処理装置。 - 前記関数形状決定部は、
前記原画像及び前記平滑化画像の領域を、互いに対応する小領域に分割する分割部と、
前記原画像及び前記平滑化画像の両方に係る前記小領域に対してばらつき値を算出し、前記小領域ごとに前記原画像のばらつき値を基準とする前記平滑化画像のばらつき値の低減率を算出する低減率算出部と、
前記低減率に基づいて、前記小領域の集合から特徴量算出領域を抽出する領域抽出部と、
前記特徴量算出領域の画素値から、前記特徴量を算出する特徴量算出部と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記領域抽出部は、所定の範囲において前記低減率が最大の前記小領域を、前記特徴量算出領域として抽出する
ことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記領域抽出部は、所定の範囲において前記低減率が最大の前記小領域から一定順位の前記小領域までの中で、前記ばらつき値が最大の前記小領域を、前記特徴量算出領域として抽出する
ことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記非線形関数は、前記原画像又は前記平滑化画像の注目画素とその近接画素との画素値差を変数とする滑らかな連続関数であることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記非線形関数は、前記画素値差が小さいほど1に近づき、前記画素値が大きいほど0に近づく関数であることを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
- 前記加重係数算出部は、前記非線形関数を用いて前記原画像及び前記平滑化画像のそれぞれの状態を表す状態係数を算出し、前記状態係数に基づいて前記加重係数を算出することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 原情報から生成される原画像、及び同一の前記原情報から生成され、少なくともストリーク状のアーチファクトが低減されている平滑化画像の対応する各画素を加重係数によって加重加算して、構造物のエッジが保たれ、かつストリーク状のアーチファクトが除去される目的画像を生成する画像処理方法であって、
前記原画像及び前記平滑化画像の特徴量に基づき、非線形関数の形状を決定する関数形状決定ステップと、
前記非線形関数に基づいて前記加重係数を算出する加重係数算出ステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。 - 前記関数形状決定ステップは、
前記原画像及び前記平滑化画像の領域を、互いに対応する小領域に分割する分割ステップと、
前記原画像及び前記平滑化画像の両方に係る前記小領域に対してばらつき値を算出し、前記小領域ごとに前記原画像のばらつき値を基準とする前記平滑化画像のばらつき値の低減率を算出する低減率算出ステップと、
前記低減率に基づいて、前記小領域の集合から特徴量算出領域を抽出する領域抽出ステップと、
前記特徴量算出領域の画素値から、前記特徴量を算出する特徴量算出ステップと、
を含むことを特徴とする請求項8に記載の画像処理方法。 - 前記領域抽出ステップは、所定の範囲において前記低減率が最大の前記小領域を、前記特徴量算出領域として抽出する
ことを特徴とする請求項9に記載の画像処理方法。 - 前記領域抽出ステップは、所定の範囲において前記低減率が最大の前記小領域から一定順位の前記小領域までの中で、前記ばらつき値が最大の前記小領域を、前記特徴量算出領域として抽出する
ことを特徴とする請求項9に記載の画像処理方法。 - 前記非線形関数は、前記原画像又は前記平滑化画像の注目画素とその近接画素との画素値差を変数とする滑らかな連続関数であることを特徴とする請求項8に記載の画像処理方法。
- 前記非線形関数は、前記画素値差が小さいほど1に近づき、前記画素値が大きいほど0に近づく関数であることを特徴とする請求項12に記載の画像処理方法。
- 前記加重係数算出ステップは、前記非線形関数を用いて前記原画像及び前記平滑化画像のそれぞれの状態を表す状態係数を算出し、前記状態係数に基づいて前記加重係数を算出することを特徴とする請求項8に記載の画像処理方法。
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