CN105359185B - 图像处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明的图像处理装置的本质在于进行如下动作：多次重复地进行确定相似图像上的具有与参照图像的分区中拍进的被检体的图案相同的图案的区域并将分区与区域相叠加来生成噪声减轻片断的动作，由此通过将针对参照图像的整个区域获取到的各噪声减轻片断相接合来生成噪声减轻图像。当实际使图像处理装置试着进行这种动作时，有时从相似图像找不到与参照图像上的分区对应的区域。因此，在本发明中，通过在该情况下对分区实施空间处理来生成噪声减轻片断。通过这样，能够针对参照图像的整个区域可靠地获取噪声减轻片断，能够更为可靠地从参照图像去除噪声。

Description

图像处理装置

技术领域

本发明涉及一种去除放射线图像中叠加的噪声的图像处理装置，特别是涉及一种对构成实时图像的各帧的图像质量进行改善的图像处理装置。

背景技术

在医疗机构中具备获取放射线的图像的放射线摄影装置。在这种放射线摄影装置中存在一种能够连续地拍摄放射线图像并将其结果输出为运动图像的装置。这种运动图像有时被称为实时图像(例如参照专利文献1)。

实时图像是通过向被检体照射低剂量的放射线而得到的，因此与静止图像摄影(点片摄影)相比S/N比差，且含有大量噪声。在放射线摄影装置中具备用于减轻该噪声的图像处理装置。该图像处理装置为以下结构：通过将随时间的推移而连续的两个帧相叠加来获得改善了S/N比的噪声减轻图像。

然而，实时图像是捕捉到被检体活动的样子的运动图像。因而，在单纯将连续的两个帧相叠加的图像处理中，会生成被检体的图像重叠出重影那样的噪声减轻图像。这是由于在两个帧之间拍进被检体的位置、形状互不相同。而且，根据帧的部分的不同，被检体像之间的偏离状况各式各样，因此在以使其中一帧相对于另一帧向某个方向偏移的方式进行叠加的情况下，无法防止被检体的像的重影。

因此，在以往结构中采用了改善这种缺陷之类的结构。即，一边在帧的各部确认被检体像的一致一边进行帧的叠加。具体地说明该修正方法。当前，将两个帧中的其中一帧(第一帧)分割为细小的分区并关注了其中一个分区。在该关注的分区内拍到了表示被检体像的一部分的某个图案。决定将该图案称为关注图案。

在此，考虑另一帧(第二帧)。第二帧虽然成为与第一帧大体相同的图像，但不是完全相同的图像。即，在第二帧中，第一帧的关注图案移动到图像上的某处。反言之，在该第二帧的某处应当存在拍进了第一帧上的关注图案的区域。该区域呈现与第一帧的关注分区相同的形状和大小，但是帧上所占据的位置在帧之间未必相同。

以往的图像处理装置从第二帧找出拍到与第一帧的关注分区上的关注图案相同的图案的区域，将这些图案叠加后结束针对关注分区的叠加处理。图像处理装置针对第一帧上的全部分区进行同样的叠加处理，将此时得到的叠加结果进行接合来生成一张噪声减轻图像(例如参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开平01-314477号公报

专利文献2：日本特开2001-078996号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在以往的图像处理装置中存在如下问题。

即，在以往的图像处理装置中，未必能够可靠地获取噪声减轻图像。

以往的图像处理装置在从第二帧找出拍到与第一帧的关注分区上的关注图案相同的图案的区域时，确定某个检索范围。即，以往的图像处理装置设定第二帧上的检索范围，在该检索范围内检索关注图案。此时，在以往的图像处理装置中没有充分地研究当在检索范围内找不到关注图案时怎么办的情况。

也会认为，为了防止找不到关注图案的情况，只要将检索关注图案时的检索范围设定得大不就可以了吗。的确如果扩大检索范围，则从第二帧找不到关注图案的危险性会进一步降低。然而，扩大检索范围也会相应地使对图像处理装置施加的负荷增大。在处理实时图像的图像处理装置中，以在每次获取帧时都生成噪声减轻图像为前提。若噪声减轻图像的生成处理为高负荷，则图像处理装置的噪声减轻图像生成赶不上实时图像的摄影。

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于，具备能够在抑制负荷的同时可靠地进行图像处理的图像处理装置。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明采用如下结构。

即，本发明所涉及的图像处理装置的特征在于，具备：(A)分区设定单元，其将拍进了被检体的透视像的参照图像的一部分设定为分区；(B)检索范围设定单元，其对相似图像中的检索范围进行设定，该相似图像中拍进的被检体的位置与参照图像中拍进的被检体的位置不同；(C)区域确定单元，其通过在相似图像的检索范围内进行检索，来确定相似图像上的具有与参照图像的分区中拍进的被检体的图案相同的图案的区域；(D)噪声减轻片断生成单元，其通过将由区域确定单元确定的相似图像上的区域与参照图像上的分区相叠加，来生成分区和区域内分别拍进的噪声成分被抵消后的噪声减轻片断；以及(E)噪声减轻图像生成单元，其通过将与分区设定单元遍及参照图像而设定的各分区有关的噪声减轻片断进行接合，来生成减轻参照图像中拍进的噪声成分后的噪声减轻图像，其中，(D+)在无法通过区域确定单元确定区域的情况下，噪声减轻片断生成单元通过对分区实施空间处理来生成噪声减轻片断。

[作用和效果]本发明的图像处理装置的本质在于进行如下动作：多次重复地进行确定相似图像上的具有与参照图像的分区中拍进的被检体的图案相同的图案的区域并将分区与区域相叠加来生成噪声减轻片断的动作，由此针对参照图像的整个区域获取噪声减轻片断，通过将这些噪声减轻片断相接合来生成噪声减轻图像。当实际使图像处理装置试着进行这种动作时，产生从相似图像找不到与参照图像上的分区对应的区域的情况。因此，在本发明中，在从相似图像找不到具有与参照图像的分区中拍进的被检体的图案相同的图案的区域的情况下，进行如下动作：通过对分区实施空间处理来生成噪声减轻片断。通过这样，能够针对参照图像的整个区域可靠地获取噪声减轻片断，因此能够提供一种能够更为可靠地从参照图像去除噪声的图像处理装置。

另外，更优选的是，在具备上述(D+)的图像处理装置中，噪声减轻片断生成单元所实施的空间处理是平滑化处理。

[作用和效果]上述结构示出了本发明的图像处理装置的具体的结构。如果噪声减轻片断生成单元所实施的空间处理是平滑化处理，则能够更可靠地获取噪声减轻片断。

另外，本发明所涉及的图像处理装置的检索范围设定单元还能够成为以下的结构：(B+)按每个分区来决定检索范围的设定值，在针对某个分区无法通过区域确定单元确定区域的情况下，以扩大该分区的检索范围的方式变更检索范围的设定值。在该情况下，上述的(D+)的结构不是必须的。

[作用和效果]上述结构示出了能够可靠地获取噪声减轻图像的其它结构。在按参照图像上的每个分区来决定检索范围的设定值且针对某个分区无法通过区域确定单元确定区域的情况下，如果以扩大该分区的检索范围的方式变更检索范围的设定值，则在下次生成噪声减轻图像时，针对相同的分区从大的检索范围中确定区域，因此能够尽可能地抑制从相似图像找不到与参照图像上的分区对应的区域的情况。通过这样，能够针对参照图像的整个区域可靠地获取噪声减轻片断，因此能够提供一种能够更可靠地从参照图像去除噪声的图像处理装置。

另外，更优选的是，在具备上述的(B+)的图像处理装置中，在针对某个分区能够通过区域确定单元确定区域的情况下，检索范围设定单元以缩小该分区的检索范围的方式变更检索范围的设定值。

[作用和效果]上述结构示出了本发明的图像处理装置的具体的结构。在针对参照图像上的某个分区能够确定相似图像上的区域的情况下，如果以缩小该分区的检索范围的方式变更检索范围的设定值，则在下次生成噪声减轻图像时，针对相同的分区从小的检索范围中确定区域，因此图像处理高速化。

另外，本发明所涉及的图像处理装置的区域确定单元还能够构成为以下结构(C1)：将相似图像上的检索位置的起点决定为相当于与参照图像上的分区为同一位置的位置，之后一边使相似图像上的检索位置以趋向远离起点的方式变更一边执行检索，由此确定相似图像上的具有与参照图像的分区中拍进的被检体的图案相同的图案的区域。在该情况下，(D+)、(B+)的结构不是必要的。

[作用和效果]上述结构示出了能够可靠地获取噪声减轻图像的其它结构。如果通过将相似图像上的检索位置的起点决定为相当于与参照图像上的分区为同一位置的位置，之后一边使相似图像上的检索位置以趋向远离起点的方式变更一边执行检索，来确定相似图像上的具有与参照图像的分区中拍进的被检体的图案相同的图案的区域，则与从所限定的检索范围中检索区域的方式相比，能够进行更大范围的检索。而且，相似图像上的与参照图像的分区中拍进的被检体的图案相同的图案大多出现在相似图像上的相当于分区的位置的附近。这是由于参照图像与相似图像之间的被检体的像的偏离并没有那么大。如上述的结构那样，如果优先检索相似图像上的相当于分区的位置的附近，则能够以更少的劳力和时间来可靠地发现具有与参照图像的分区中拍进的被检体的图案相同的图案的区域。通过这样，能够针对参照图像的整个区域可靠地获取噪声减轻片断，因此能够提供一种能够更为可靠地从参照图像去除噪声的图像处理装置。

另外，在上述的图像处理装置中，还能够采用以下结构：构成为在每次生成构成实时图像的帧时都重复生成噪声减轻图像，参照图像是构成实时图像的最新的帧，并且相似图像是在参照图像的前一个拍摄到的帧。

[作用和效果]上述结构示出了本发明的图像处理装置的具体的结构。本发明能够应用于以下情况：参照图像是构成实时图像的最新的帧，并且相似图像是在参照图像的前一个拍摄到的帧。

另外，在上述的图像处理装置中，还能够采用以下结构：构成为在每次生成构成实时图像的帧时都重复生成噪声减轻图像，参照图像是构成实时图像的最新的帧，并且相似图像是前一次生成的噪声减轻图像。

[作用和效果]上述结构示出了本发明的图像处理装置的具体的结构。本发明也能够应用于以下情况：参照图像是构成实时图像的最新的帧，并且相似图像是前一次生成的噪声减轻图像。

发明的效果

本发明的图像处理装置的本质在于进行如下动作：多次重复地进行确定相似图像上的具有与参照图像的分区中拍进的被检体的图案相同的图案的区域并将分区与区域相叠加来生成噪声减轻片断的动作，由此针对参照图像的整个区域获取噪声减轻片断，通过将这些噪声减轻片断相接合来生成噪声减轻图像。当实际使图像处理装置试着进行这种动作时，有时从相似图像找不到与参照图像上的分区对应的区域。因此，在本发明中，通过在该情况下对分区实施空间处理来生成噪声减轻片断。通过这样，能够针对参照图像的整个区域可靠地获取噪声减轻片断，能够更为可靠地从参照图像去除噪声。

附图说明

图1是说明实施例1所涉及的图像处理装置的概念图。

图2是说明实施例1所涉及的图像处理装置的结构的功能框图。

图3是说明实施例1所涉及的帧的示意图。

图4是说明实施例1所涉及的图像处理装置的动作的示意图。

图5是说明实施例1所涉及的图像处理装置的动作的示意图。

图6是说明实施例1所涉及的图像处理装置的动作的示意图。

图7是说明实施例1所涉及的图像处理装置的动作的示意图。

图8是说明实施例1所涉及的图像处理装置的动作的示意图。

图9是说明实施例1所涉及的图像处理装置的动作的示意图。

图10是说明实施例1所涉及的图像处理装置的动作的示意图。

图11是说明实施例1所涉及的图像处理装置的动作的示意图。

图12是说明实施例2所涉及的图像处理装置的动作的示意图。

图13是说明实施例2所涉及的图像处理装置的动作的示意图。

图14是说明实施例2所涉及的图像处理装置的动作的示意图。

图15是说明本发明的一个变形例所涉及的图像处理装置的动作的示意图。

图16是说明本发明的一个变形例所涉及的图像处理装置的动作的示意图。

图17是说明本发明的一个变形例所涉及的图像处理装置的动作的示意图。

具体实施方式

以下对表示用于实施发明的方式的各实施例进行说明。

实施例1

对本发明的图像处理装置10的结构进行说明。本发明的图像处理装置10是被用作减轻实时图像的噪声的用途的装置。实时图像摄影是X射线摄影的一种，目的是将透视像拍摄成运动图像，因此实时图像为运动图像。在这种实时图像摄影中，被检体要长时间地暴露于X射线，因此为了抑制被检体的被辐射剂量，用于摄影的X射线的剂量被抑制得比较低。因而，实时图像具有S/N比差、含有很多统计噪声的倾向。

如图1所示，当对本发明的图像处理装置10输入实时图像V时，输出从实时图像V减轻了噪声后的噪声减轻运动图像Vα。此时，图像处理装置10通过按构成实时图像V的每一帧进行图像处理来从各帧减轻噪声，将这些帧按时间序列的顺序进行接合来生成噪声减轻运动图像Vα。图像处理装置10对帧进行的图像处理具体是指通过将某一帧与在其前一帧拍摄到的帧叠加来抵消在各帧上随机出现的噪声，由此减轻帧上的噪声。通过这样，图1的用虚线表示的实时图像V上的噪声减轻，能够生成可视性提高的噪声减轻运动图像Vα。

图2是说明图像处理装置10的结构的功能框图。如图2所示，本发明所涉及的图像处理装置10具备：分区设定部11，其设定之后拍摄到的帧(图2中为帧F1)上的多个分区K1、K2、K3……Kend；检索范围设定部12，其针对各分区设定之前拍摄到的帧(图2中为帧F0)上的检索范围H1、H2、H3……Hend；区域确定部13，其从检索范围H1、H2、H3……Hend中确定与分区K1、K2、K3……Kend相当的区域R1、R2、R3……Rend；噪声减轻片断生成部14，其通过将分区K1、K2、K3……Kend与对应于这些分区的区域R1、R2、R3……Rend相叠加来生成从分区K1、K2、K3……Kend减轻了噪声后的噪声减轻片断D1、D2、D3……Dend；以及噪声减轻帧生成部15，其将噪声减轻片断D1、D2、D3……Dend彼此进行接合来生成噪声减轻帧(在图2中为噪声减轻帧F1α)。在图2中帧F1中拍进的噪声用阴影表示。

上述的帧F1相当于本发明的参照图像，帧F0相当于本发明的相似图像。另外，分区设定部11相当于本发明的分区设定单元，检索范围设定部12相当于本发明的检索范围设定单元。而且，区域确定部13相当于本发明的区域确定单元，噪声减轻片断生成部14相当于本发明的噪声减轻片断生成单元。噪声减轻帧生成部15相当于本发明的噪声减轻图像生成单元。

此外，图2示出了基于帧F1和帧F0的图像处理来作为动作的一例。本发明的图像处理装置10还进行基于构成实时图像V的任意的帧Fm和在帧Fm的前一帧拍摄到的帧Fm-1的、与图2同样的图像处理。

简单地对在图2中说明过的帧F0和帧F1进行说明。帧F0是指开始实时图像的摄影后初次获取的帧，帧F1是指在帧F0之后拍摄的首个帧。因而，帧F0的摄影与帧F1的摄影是在时间序列上彼此相邻的摄影。

图3的左侧例示了帧F0。帧F0为与在图2中说明过的帧F1相同的图像。在实时图像摄影中，对被检体进行运动图像摄影，因此如图3的右侧所示，帧F0中拍进的被检体像与帧F1中拍进的被检体像严格上说并不相同。这是源于在从拍摄帧F0到拍摄下一帧F1的期间内，作为摄影对象的被检体发生了移动。帧F0中拍进的被检体像与帧F1中拍进的被检体像相似。帧F0中拍进的被检体的位置与帧F1中拍进的被检体的位置不同。并且，各帧F0、F1中拍进的被检体像的形状虽然相似，但严格上说并不相同。

此外，在帧F0中与帧F1同样地含有噪声。若将源于两个帧的噪声成分进行比较，则其呈现图案互不相同。也就是说，如果将帧F0与帧F1叠加，则各帧F0、F1中含有的噪声成分被抵消，似乎能够生成可视性优良的图像。但是，在单纯地将帧F0、F1叠加的情况下，如图3的右侧所示，各帧F0、F1中拍进的被检体像彼此偏离地重叠。即，虽然通过叠加处理的确能够抵消噪声成分，但是被检体像的可视性劣化。

为了抑制这种将各帧F0、F1叠加时的被检体的偏离，需要将帧F1分成小的分区，并按每个分区使帧F0偏移并将被检体像进行叠加。各部11、12、13、14、15是以实现这种动作为目的而设置的。下面，按顺序说明各部11、12、13、14、15的具体的动作。

<分区设定部11的动作>

图4说明了实施例1的分区设定部11的动作。分区设定部11将之后拍摄到的帧F1纵横地分割并设定矩形的分区K1、K2、K3……Kend。在图4的说明中，为了便于说明，将分区设为不重叠的平铺状，但是实施例1的结构不限于此，也可以设定为将分区重叠。作为分区K的形状，能够选择正方形。这样，分区设定部11将拍进了被检体的透视像的帧F1的一部分设定为分区K。

<检索范围设定部12的动作>

分区设定部11所设定的各分区K1、K2、K3……Kend的位置信息被发送至检索范围设定部12。该检索范围设定部12针对各分区K1、K2、K3……Kend进行同样的动作。在以下的说明中，说明检索范围设定部12对其中的分区Km进行的动作。检索范围是指表示在从帧F0找出与各分区K1、K2、K3……Kend对应的区域R1、R2、R3……Rend时对帧F0的哪部分进行搜寻的范围。区域R1、R2、R3……Rend是指帧F0上的拍到了与各分区K1、K2、K3……Kend中拍进的被检体的图案相同的图案的区域。

图5示出了检索范围设定部12设定帧F0上的与分区Km对应的检索范围Hm的情形。检索范围设定部12设定以帧F0上的相当于分区Km的位置为中心的、比分区Km大的矩形的范围。因而，该范围是在前面的帧F0上设定的。将设定的该范围称为检索范围Hm。检索范围Hm成为与分区Km对应的范围。

根据检索范围设定部12所保持的设定值来决定检索范围Hm的大小。另外，与各分区K1、K2、K3……Kend对应的检索范围H1、H2、H3……Hend的大小与检索范围Hm相同。但是，关于位于帧F1的端部的分区K，存在由设定值决定的范围的一部分从帧F0露出的情况，检索范围H可能会缩小了相当于露出部分的量。检索范围设定部12将前面的帧F0上的检索范围Hm的位置信息发送至区域确定部13。这样，检索范围设定部12设定帧F0的所拍进的被检体的位置与帧F1不同的检索范围H。

<区域确定部13的动作>

最新的帧F1上的分区Km的位置信息和前面的帧F0上的检索范围Hm的位置信息被发送至区域确定部13。区域确定部13从帧F0的检索范围Hm中找出与帧F1的分区Km中拍进的被检体的构造物相似的图案。这样，区域确定部13通过在已决定的检索范围中进行图案的检索，能够在短时间内结束检索操作。

图6说明了区域确定部13所进行的图案匹配的动作。如图6的左侧所示，区域确定部13获取构成分区Km的像素的像素值的平均值。然后，区域确定部13关注属于检索范围Hm的、与分区Km相同形状和大小的矩形的部分并获取构成该部分的像素的像素值的平均值。然后，区域确定部13一边变更检索范围Hm上的矩形部分的位置一边依次获取平均值。图6的右侧示出了在矩形部分从检索范围Hm上的左上端部移动到右下端部的期间内获取了多个平均值的情形。

区域确定部13在各部分中选择具有与分区Km的平均值最接近的平均值的部分，并将其确定为拍到了与分区Km中拍进的被检体的构造物相似的图案的部分。在确定该部分时，区域确定部13利用了以下原理：如果分区Km内的图案与部分内的图案彼此相似，则分区Km的平均值与该部分的平均值相似。虽然分区Km应当含有噪声成分，但是分区Km中含有的噪声成分在计算平均值时被抵消。因而，平均值不会被噪声成分干扰。对于检索区域Hm上的部分也同样为这种情况，因此平均值之间的比较不会受到噪声成分影响。这样，区域确定部13通过在帧F0的检索范围内进行检索来确定帧F0上的具有与帧F1的分区K中拍进的被检体的图案相同的图案的区域R。

此外，在上述的说明中，区域确定部13以平均值作为指标进行了图案匹配，但是实施例的结构不限于此，也可以使用直方图等其它指标。

如图7的左侧所示，区域确定部13将区域Rm确定为拍到了与分区Km相似的图案的区域，该区域Rm是检索范围Hm上的各部分中的一个区域。图7的右侧是将帧F0、F1叠加而得到的图。根据该图，分区Km与区域Rm的位置在横向上彼此偏离。该横向的偏离源于在从拍摄帧F0到拍摄帧F1的期间内被检体发生了移动。此外，该横向的偏离是与分区Km有关的偏离，未必在帧F1上的其它的分区K中也同样发生偏离。

<噪声减轻片断生成部14的动作：存在与分区Km对应的区域Rm的情况>

最新的帧F1上的分区Km的位置信息和前面的帧F0上的区域Rm的位置信息被发送至噪声减轻片断生成部14。如图8的上侧所示，噪声减轻片断生成部14将分区Km上的影像与区域Rm上的影像一边加权一边求和，由此将它们相叠加来生成减轻了分区Km的噪声的噪声减轻片断Dm。

对通过这种动作来减轻分区Km的噪声的原理进行说明。分区Km和区域Rm是在源自被检体的构造物的图案中叠加有噪声成分那样的图像。分区Km中拍进的图案与区域Rm中拍进的图案彼此相似，因此该图案不会通过叠加处理而被消除，会出现在噪声减轻片断Dm上。另一方面，分区Km中拍进的噪声成分与区域Rm中拍进的噪声成分互不相似。这是由于噪声成分总是在变动，因此每次摄影时拍进的情形都不同。因而，噪声成分之间通过叠加处理被抵消，几乎不会出现在噪声减轻片断Dm上。通过这样，噪声减轻片断生成部14通过将由区域确定部13确定的帧F0上的区域R与帧F1上的分区K叠加，来生成分区K和区域R中分别拍进的噪声成分被抵消后的噪声减轻片断D。

<噪声减轻片断生成部14的动作：不存在与分区Km对应的区域Rm的情况>

在实施例1的结构中，考虑了在不存在与分区Km对应的区域Rm的情况下噪声减轻片断生成部14如何动作。该动作是以往结构中没有的、独特的动作。未必通过区域确定部13的动作始终会找到与分区Km对应的区域Rm。作为找不到区域Rm的例子，例如能够考虑以下情况：在拍摄帧F0、F1时被检体的移动过于激烈，与帧F1上的分区Km中拍进的被检体的构造物相似的图案在帧F0上存在于检索区域Hm的外侧，或者该图案在拍摄帧F0时处于帧外。

区域确定部13在找不到与分区Km对应的区域Rm的情况下，取代区域Rm的位置信息而将表示未找到区域Rm的信号发送至噪声减轻片断生成部14。噪声减轻片断生成部14按照该信号来仅用分区Km生成噪声减轻片断Dm。即，噪声减轻片断生成部14如图8的下侧所示那样对分区Km进行平滑化处理，并将其结果作为噪声减轻片断Dm。这种噪声减轻片断Dm的生成方法使分区Km中拍进的被检体的构造物变得模糊。因而存在以下倾向：优先于这种动作而执行在图8的上侧说明过的叠加动作的话，能够得到更鲜明的噪声减轻片断Dm。

对以上述的任一方法得到的噪声减轻片断Dm的影像进行定义的数据与帧F1中的位置信息一起被发送至噪声减轻帧生成部15。这样，在不能通过区域确定部13确定区域R的情况下，噪声减轻片断生成部14通过对分区K实施空间处理来生成噪声减轻片断D。

<各部11、12、13、14的重复动作>

上述的各部11、12、13、14的动作是针对构成帧F1的分区K中的一个分区的动作。各部11、12、13、14针对构成帧F1的全部分区K1、K2、K3……Kend生成噪声减轻片断D1、D2、D3……Dend。在这些噪声减轻片断D1、D2、D3……Dend中存在通过将分区K同与之对应的区域R进行叠加而生成的片断和通过对分区K进行平滑化处理而生成的片断。噪声减轻片断生成部14将定义所生成的噪声减轻片断D1、D2、D3……Dend的数据与帧F1上的位置信息一起发送至噪声减轻帧生成部15。

<噪声减轻帧生成部15的动作>

噪声减轻帧生成部15如图9所示那样将噪声减轻片断Dm按照附加的位置信息排列并接合来生成噪声减轻帧F1α。该噪声减轻帧F1α成为从帧F1减轻了噪声成分那样的图像。这样，噪声减轻帧生成部15通过将与分区设定部11在整个帧F1上设定的各分区K有关的噪声减轻片断D进行接合，来生成减轻了帧F1中拍进的噪声成分后的噪声减轻帧F1α。

<重复生成噪声减轻帧>

以上的说明对生成与帧F1有关的噪声减轻帧F1α时的动作进行了说明。图像处理装置10对其它帧F2等也进行同样的动作，来依次生成与这些帧对应的噪声减轻帧Fα。图10示出了与依次生成帧F相应地由图像处理装置10连续地生成噪声减轻帧Fα的情形。即，在拍摄实时图像V时，当X射线摄影装置拍摄帧F1时，接收到帧F1的图像处理装置10基于帧F0、F1来生成噪声减轻帧F1α，当X射线摄影装置拍摄帧F2时，接收到帧F2的图像处理装置10基于帧F1、F2来生成噪声减轻帧F2α。

之后，当X射线摄影装置拍摄帧Fn时，接收到帧Fn的图像处理装置10基于帧Fn-1、Fn来生成噪声减轻帧Fnα。也就是说，图像处理装置10是能够与实时图像V的摄影相应地实时地进行噪声减轻处理的装置。此外，将生成噪声减轻帧F1α的图像处理装置10的动作称为第一次动作，将生成噪声减轻帧F2α的图像处理装置10的动作称为第二次动作。以下将生成噪声减轻帧Fnα的图像处理装置10的动作称为第N次动作。

实施例1所涉及的图像处理装置10构成为在每次通过X射线摄影装置生成构成实时图像的帧时都重复生成噪声减轻帧F1α，被分割为分区K的帧F1是构成实时图像的最新的帧，并且进行与分区K相同图案的检索的帧F0是在帧F1的前一帧拍摄到的帧。

此时如果将生成的噪声减轻帧Fα按生成顺序依次显示在监视器上，则能够如同实时地显示减轻了噪声成分的实时图像V。尽管如此，从生成帧Fn到生成噪声减轻帧Fnα为止存在某种程度的时间滞后。在图1中，将此时显示于监视器的与噪声减轻有关的实时图像表现为噪声减轻运动图像Vα。

图11示意性地示出了图像处理装置10与帧F的摄影相应地依次生成噪声减轻帧Fα的情形。图像处理装置10使用最新的帧和在该帧的前一帧拍摄到的帧来生成噪声减轻帧。

如上所述，本发明的图像处理装置10的本质在于进行如下动作：多次重复地进行确定帧F0上的具有与帧F1的分区K中拍进的被检体的图案相同的图案的区域R并将分区K与区域R相叠加来生成噪声减轻片断D的动作，由此针对帧F1的整个区域获取各噪声减轻片断D1、D2、D3……Dend，通过将这些片断接合来生成噪声减轻帧F1α。当实际使图像处理装置10试着进行这种动作时，产生从帧F0找不到与帧F1上的分区K对应的区域R的情况。因此在本发明中，在从帧F0找不到具有与帧F1的分区K中拍进的被检体的图案相同的图案的区域R的情况下，进行如下动作：通过对分区K实施空间处理来生成噪声减轻片断D。通过这样，能够针对帧F1的整个区域可靠地获取噪声减轻片断D，因此能够提供一种能够更可靠地从帧F1去除噪声的图像处理装置10。

实施例2

接着对实施例2所涉及的图像处理装置10的结构进行说明。实施例2所涉及的图像处理装置10与实施例1的装置大体相同。在实施例1的装置的情况下，检索范围的大小在全部帧F1、F2、F3……Fend中都是固定的，但是实施例2的图像处理装置10随着噪声减轻帧Fα的生成来优化检索范围的大小。即，检索范围设定部12按每个分区K来决定检索范围H的设定值，在针对某个分区K无法通过区域确定部13确定区域R的情况下，以扩大该分区K的检索范围H的方式变更检索范围H的设定值。而且，在针对某个分区K能够通过区域确定部13确定区域R的情况下，检索范围设定部12以缩小该分区K的检索范围H的方式变更检索范围H的设定值。以下对该检索范围设定部12的具体的结构进行说明。

检索范围设定部12所进行的检索范围H的大小的调节是按各分区K1、K2、K3……Kend进行的。图12是示出了各分区K1、K2、K3……Kend与对应于这些分区的检索范围H1、H2、H3……Hend的大小的设定值W(H1)、W(H2)、W(H3)……W(Hend)之间的对应关系的表。检索范围设定部12保持该表，在设定帧F上的检索范围H时，通过参照该表来识别检索范围H的大小。此外，优选在生成一系列噪声减轻帧F1α、F2α、F3α……Fendα之前的初始状态下，将各设定值W(H1)、W(H2)、W(H3)……W(Hend)设为相同的值。在该情况下，实施例2的图像处理装置10在进行第一次噪声减轻帧生成动作的情况下进行与实施例1的装置相同的动作。

根据实施例2的结构，成为在重复生成噪声减轻帧Fα的期间改写图12所示的表的各设定值W(H1)、W(H2)、W(H3)……W(Hend)的结构，因此对该情形进行说明。

图13对图像处理装置10的与噪声减轻帧Fα的重复生成有关的动作进行说明。在图13中，对与噪声减轻帧F1α有关的第一次处理和与噪声减轻帧F2α有关的第二次处理进行了说明，但是实施例2所涉及的图像处理装置10在生成其它噪声减轻帧Fα时也进行同样的动作。

在图像处理装置10进行第一次处理时，首先如图13的步骤S1所示那样，从X射线摄影装置获取帧F0、F1。然后，如步骤S2所示那样设定帧F0上的与帧F1上的各分区K对应的检索范围H。此外，在步骤S2中，设为对在多次进行的检索范围H的设定中设定与某个分区Kx对应的检索范围Hx的情况进行说明。检索范围设定部12通过参照在图12中说明过的表来决定检索范围Hx的大小。此外，检索范围设定部12针对各分区K1、K2、K3……Kend进行这样的动作。

接着，区域确定部13开始以下动作：从检索范围Hx中找出与分区Kx中拍进的被检体的构造物的图案相同的图案。此时，出现从检索范围Hx中找到包含与分区Kx相同的图案的区域Rx的情况和找不到该区域Rx的情况(参照步骤S3)。在找到了区域Rx的情况下，将区域Rx发送至噪声减轻片断生成部14并将其利用于分区Kx的噪声减轻。另一方面，在未找到区域Rx的情况下，噪声减轻片断生成部14对分区Kx进行平滑化处理(参照步骤S4)。这样的图像处理装置10的动作与在实施例1中说明过的动作相同。

<实施例2的特征性的结构>

在实施例2的图像处理装置10中最具特征性的是之后的动作。即，在找到了区域Rx的情况下，检索范围设定部12以缩小检索范围Hx的方式变更检索范围Hx的大小(参照步骤S5)。具体来说，通过变更由检索范围设定部12保持的表中的检索范围Hx的设定值来进行该变更。

关于将检索范围Hx具体缩小何种程度，虽然没有特别地限定，但是例如能够考虑以下方法：如图14所示那样以将矩形的检索范围Hx缩小到区域Rx到达范围的端部为止的方式变更设定值。设定值不过是检索范围Hx的大小所对应的参数，因此在改变了设定值时，帧F上的检索范围Hx的中心c的位置不会改变。该中心c与帧F上的分区Kx的中心的位置一致。

另一方面，在未找到区域Rx的情况下，检索范围设定部12以扩大检索范围Hx的方式变更检索范围Hx的大小(参照步骤S5)。具体来说，通过变更由检索范围设定部12保持的表中的检索范围Hx的设定值来进行该变更。关于将检索范围Hx具体扩大何种程度，虽然没有特别地限定，但是例如能够考虑以下方法：以将矩形的检索范围Hx扩大分区Kx的宽度的2倍的方式变更设定值。设定值不过是检索范围Hx的大小所对应的参数，因此在改变了设定值时，帧F上的检索范围Hx的中心c的位置不会改变。该中心c与帧F上的分区Kx的中心的位置一致。

检索范围设定部12针对各检索范围H1、H2、H3……Hend也执行这样的检索范围H的大小的变更。

这样，在将定义各检索范围H的大小的设定值进行变更之后，图像处理装置10终于开始进行第二次处理(噪声减轻帧F2α的生成处理)。但是，在图13的说明中，在图像处理装置10对其它的检索范围H1、H2进行第二次处理时，首先如步骤S6所示那样从X射线摄影装置获取帧F2。然后，如步骤S7所示那样设定帧F1上的与帧F2上的分区Kx对应的检索范围Hx。此时，定义检索范围Hx的大小的设定值在步骤S5中已被施加变更。即，在第二次处理中设定检索范围Hx时，在第一次处理中的步骤S3中找到了区域Rx的情况下，设定帧F2上的比第一次缩小的检索范围Hx。认为即使像这样缩小检索范围Hx，在第二次处理中也会找到区域Rx。这是由于认为帧F的某个特定的部分处的被检体的移动量在各帧F上都是相同的程度。通过缩小检索范围Hx，能够实现高速的图像处理。

另一方面，在第二次处理中设定检索范围Hx时，在第一次处理中的步骤S3中未找到区域Rx的情况下，在帧F2上设定比第一次更大的检索范围Hx。如果像这样扩大检索范围Hx，则在第二次处理中易于找到区域Rx。如果找到区域R，则能够生成更鲜明地拍到被检体像的噪声减轻片断D。因而，扩大检索范围Hx这样的变更有助于提高噪声减轻帧Fα的图像质量。

检索范围设定部12针对各检索范围H1、H2、H3……Hend也执行这样的检索范围H的设定。随着图像处理的次数增加，检索范围H1、H2、H3……Hend的大小变大或变小。因而，检索范围H不会在持续进行图像处理的期间内无限地扩大。实施例2的结构所具有的这种特征有助于图像处理的高速化。

如以上那样，实施例2的结构示出了能够可靠地获取噪声减轻帧F1α的与实施例1不同的结构。即，在按帧F1上的每个分区K来决定检索范围H的设定值且针对某个分区K不能通过区域确定部13确定区域R的情况下，如果以扩大该分区K的检索范围H的方式变更检索范围H的设定值，则在下次生成噪声减轻帧F1α时，针对相同的分区K从大的检索范围H中确定区域R，因此能够尽可能地抑制从帧F0找不到与帧F1上的分区K对应的区域R的情况。通过这样，能够针对帧F1的整个区域可靠地获取噪声减轻片断D，因此能够提供一种能够更可靠地从帧F1去除噪声的图像处理装置10。

另外，如上所述，在针对帧F1上的某个分区K能够确定帧F0上的区域R的情况下，如果以缩小该分区K的检索范围H的方式变更检索范围H的设定值，则在下次生成噪声减轻帧F1α时，针对相同的分区K从小的检索范围H中确定区域R，因此图像处理高速化。

本发明不限于上述的实施例的结构，能够如下述那样进行变形实施。

(1)在上述的实施例中为如下结构：从所限定的检索范围H1、H2、H3……Hend中检测各分区K1、K2、K3……Kend的图案，但是本发明不限于该结构。本发明也可以构成为从帧F0的大范围中检索与帧F1上的分区K相同的图案。

即，如图15所示，可以使帧F0上的检索对象的部分进行以下动作：以帧F0上的相当于分区K的位置为起点，一边使检索对象的部分以从起点开始逐渐远离的方式移动一边执行图案匹配。如图15所示，作为检索对象的部分的移动方式，例如能够采用以沿着螺旋状的轨迹的方式移动的结构。另外，作为检索对象的部分的移动方式，另外也可以重复进行沿帧F1的纵向移动的动作和沿横向移动的动作，由此使该部分以沿着如图16所示那样的将彼此正交的直线接合而成的螺旋状的轨迹的方式移动。

这样，区域确定部13将帧F0上的检索位置的起点决定为相当于与帧F1上的分区K为同一位置的位置，之后一边使帧F0上的检索位置以趋向远离起点的方式变更一边执行检索，由此确定帧F0上的具有与帧F1的分区K中拍进的被检体的图案相同的图案的区域R。

另外，在本变形例中也存在找不到与分区K对应的区域R的情况。在拍摄帧F0时与帧F1上的分区K相当的部位处于帧外等情况下产生这种现象。在这种情况下，与实施例1同样地，噪声减轻片断生成部14对分区K实施平滑化处理来获取噪声减轻片断D。

本变形例示出了能够可靠地获取噪声减轻帧F1α的与实施例1、2不同的结构。如果通过将帧F0上的检索位置的起点决定为相当于与帧F1上的分区K为同一位置的位置，之后一边使帧F0上的检索位置以趋向远离起点的方式变更一边执行检索，来确定帧F0上的具有与帧F1的分区K中拍进的被检体的图案相同的图案的区域R，则与从所限定的检索范围H中检索区域R的方式相比，能够进行更大范围的检索。

而且，认为帧F0上的与帧F1的分区K中拍进的被检体的图案相同的图案大多出现在帧F0上的相当于分区K的位置的附近。这是由于帧F1与帧F0之间的被检体的像的偏离并没有那么大。如上述的结构那样，如果优先检索帧F0上的相当于分区K的位置的附近，则能够以更少的劳力和时间来可靠地发现具有与帧F1的分区K中拍进的被检体的图案相同的图案的区域R。通过这样，能够针对帧F1的整个区域可靠地获取噪声减轻片断D，因此能够提供一种能够更为可靠地从帧F1去除噪声的图像处理装置10。

(2)在上述的实施例中成为如下结构：使两个帧F之间叠加来生成噪声减轻帧Fα，但是本发明不限于该结构。能够如图17所示那样将噪声减轻帧Fα设为帧F0、F1、F2、F3……的积算图像。根据本变形例所涉及的图像处理装置10，第一次处理是与上述的实施例1相同的处理。图17中说明的噪声减轻帧S1α与在实施例1中说明过的噪声减轻帧F1α相同。

根据本变形例，在第二次处理中，使噪声减轻帧S1α与帧F2叠加来生成噪声减轻帧S2α。此时进行以下动作：将帧F2分割为各分区K1、K2、K3……Kend，从噪声减轻帧S1α检索与这些分区对应的区域R1、R2、R3……Rend，由此生成噪声减轻片断D1、D2、D3……Dend并将这些片断接合。上述的帧F2相当于本发明的参照图像，噪声减轻帧S1α相当于本发明的相似图像。

另外，在本变形例的第三次处理中，使噪声减轻帧S2α与帧F3叠加来生成噪声减轻帧S3α。此时进行以下动作：将帧F3分割为各分区K1、K2、K3……Kend，从噪声减轻帧S2α检索与这些分区对应的区域R1、R2、R3……Rend，由此生成噪声减轻片断D1、D2、D3……Dend并将这些片断接合。

之后，在本变形例的第N次处理中，使噪声减轻帧Sn-1α与帧Fn叠加来生成噪声减轻帧Snα。此时进行以下动作：将帧Fn分割为各分区K1、K2、K3……Kend，从噪声减轻帧Sn-1α检索与这些分区对应的区域R1、R2、R3……Rend，由此生成噪声减轻片断D1、D2、D3……Dend并将这些片断接合。本变形例所涉及的图像处理装置10为在每次通过X射线摄影装置生成构成实时图像的帧时都重复生成噪声减轻帧Fα的结构，被分割为分区K的是构成实时图像的最新的帧，并且进行与分区K相同的图案的检索的是前一次生成的噪声减轻帧Fα。

(3)在上述的实施例中，在从帧F0找不到与帧F1上的分区K对应的区域R的情况下，对分区K进行平滑化处理来生成噪声减轻片断D，但是本发明不限于该结构。即，本发明能够采用以下结构：通过对分区K进行平滑化处理以外的空间处理来生成噪声减轻片断D。作为平滑化处理以外的空间处理，例如能够列举中值图像处理等。

(4)还可以使本发明的图像处理装置的结构在结构不矛盾的范围内同时具备实施例1、实施例2以及上述的变形例的一部分或全部。

产业上的可利用性

如以上那样，本发明的图像处理装置适合于医用领域。

附图标记说明

D：噪声减轻片断；F1：帧(参照图像)；F0：帧(相似图像)；F1α：噪声减轻图像；H：检索范围；K：分区；R：区域；11：分区设定部(分区设定单元)；12：检索范围设定部(检索范围设定单元)；13：区域确定部(区域确定单元)；14：噪声减轻片断生成部(噪声减轻片断生成单元)；15：噪声减轻帧生成部(噪声减轻图像生成单元)。

Claims (7)

1.一种图像处理装置，其特征在于，具备：

(A)分区设定单元，其将拍进了被检体的透视像的参照图像的一部分设定为分区；

(B)检索范围设定单元，其对相似图像中的检索范围进行设定，该相似图像中拍进的被检体的位置与所述参照图像中拍进的被检体的位置不同；

(C)区域确定单元，其通过在所述相似图像的检索范围内进行检索，来确定所述相似图像上的具有与所述参照图像的所述分区中拍进的被检体的图案相同的图案的区域；

(D)噪声减轻片断生成单元，其通过将由所述区域确定单元确定的所述相似图像上的所述区域与所述参照图像上的分区相叠加，来生成所述分区和所述区域内分别拍进的噪声成分被抵消后的噪声减轻片断；以及

(E)噪声减轻图像生成单元，其通过将与所述分区设定单元遍及所述参照图像而设定的各分区有关的所述噪声减轻片断进行接合，来生成减轻所述参照图像中拍进的噪声成分后的噪声减轻图像，

其中，在无法通过所述区域确定单元确定所述区域的情况下，所述噪声减轻片断生成单元通过对所述分区实施空间处理来生成所述噪声减轻片断。

2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，

所述噪声减轻片断生成单元所实施的空间处理是平滑化处理。

3.一种图像处理装置，其特征在于，具备：

(A)分区设定单元，其将拍进了被检体的透视像的参照图像的一部分设定为分区；

(B)检索范围设定单元，其对相似图像的检索范围进行设定，该相似图像中拍进的被检体的位置与所述参照图像中拍进的被检体的位置不同；

(C)区域确定单元，其通过在所述相似图像的检索范围内进行检索，来确定所述相似图像上的具有与所述参照图像的所述分区中拍进的被检体的图案相同的图案的区域；

(D)噪声减轻片断生成单元，其通过将由所述区域确定单元确定的所述相似图像上的所述区域与所述参照图像上的所述分区相叠加，来生成所述分区和所述区域内分别拍进的噪声成分被抵消后的噪声减轻片断；以及

(E)噪声减轻图像生成单元，其通过将与所述分区设定单元遍及所述参照图像而设定的各分区有关的所述噪声减轻片断进行接合，来生成减轻所述参照图像中拍进的噪声成分后的噪声减轻图像，

其中，所述检索范围设定单元按每个所述分区来决定所述检索范围的设定值，在针对某个分区无法通过所述区域确定单元确定所述区域的情况下，以扩大该分区的所述检索范围的方式变更所述检索范围的设定值。

4.根据权利要求3所述的图像处理装置，其特征在于，

在针对某个分区能够通过所述区域确定单元确定所述区域的情况下，所述检索范围设定单元以缩小该分区的所述检索范围的方式变更所述检索范围的设定值。

5.一种图像处理装置，其特征在于，具备：

(A)分区设定单元，其将拍进了被检体的透视像的参照图像的一部分设定为分区；

(C1)区域确定单元，其将相似图像上的检索位置的起点决定为相当于与所述参照图像上的所述分区为同一位置的位置，之后一边使所述相似图像上的检索位置以趋向远离起点的方式变更一边执行检索，由此确定所述相似图像上的具有与所述参照图像的所述分区中拍进的被检体的图案相同的图案的区域，其中，该相似图像中拍进的被检体的位置与所述参照图像中拍进的被检体的位置不同；

(D)噪声减轻片断生成单元，其通过将由所述区域确定单元确定的所述相似图像上的所述区域与所述参照图像上的所述分区相叠加，来生成所述分区和所述区域内分别拍进的噪声成分被抵消后的噪声减轻片断；以及

(E)噪声减轻图像生成单元，其通过将与所述分区设定单元遍及所述参照图像而设定的各分区有关的所述噪声减轻片断进行接合，来生成减轻所述参照图像中拍进的噪声成分后的噪声减轻图像。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的图像处理装置，其特征在于，

构成为在每次生成构成实时图像的帧时都重复生成所述噪声减轻图像，

所述参照图像是构成实时图像的最新的帧，

并且所述相似图像是在所述参照图像的前一个拍摄到的帧。

7.根据权利要求1至5中的任一项所述的图像处理装置，其特征在于，

构成为在每次生成构成实时图像的帧时都重复生成所述噪声减轻图像，

所述参照图像是构成实时图像的最新的帧，

并且所述相似图像是前一次生成的噪声减轻图像。