JPH10146325A - Image correcting processing method - Google Patents
Image correcting processing methodInfo
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- JPH10146325A JPH10146325A JP8310689A JP31068996A JPH10146325A JP H10146325 A JPH10146325 A JP H10146325A JP 8310689 A JP8310689 A JP 8310689A JP 31068996 A JP31068996 A JP 31068996A JP H10146325 A JPH10146325 A JP H10146325A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する利用分野】本発明は、濃淡画像のシェー
ディングを補正する方法に関し、特に被検体中の水素や
燐等からの核磁気共鳴(以下、「NMR」という)信号を
測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を映像化する核
磁気共鳴撮影(MRI)方法等により得られた人体断面
像等に適用される画像補正処理方法及びこのような画像
補正処理手段を備えたMRI装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for correcting shading of a gray-scale image, and more particularly to a method for measuring a nuclear magnetic resonance (hereinafter, referred to as "NMR") signal from hydrogen, phosphorus, or the like in a subject and measuring the nuclear magnetic resonance signal. The present invention relates to an image correction processing method applied to a human body cross-sectional image or the like obtained by a nuclear magnetic resonance imaging (MRI) method for imaging a density distribution, a relaxation time distribution, and the like, and an MRI apparatus including such an image correction processing unit. .
【0002】[0002]
【従来の技術】MRIでは、主として、被検体の主たる
構成物質であるプロトンを撮影対象として、プロトン密
度の空間分布や、励起状態の緩和現象の空間分布を画像
化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、
機能を2次元もしくは3次元的に撮影する。2. Description of the Related Art In MRI, protons, which are main constituents of a subject, are imaged, and the spatial distribution of the proton density and the spatial distribution of the relaxation phenomenon of the excited state are imaged. Abdomen, extremities, etc., or
The function is photographed two-dimensionally or three-dimensionally.
【0003】このMRI画像は、臨床で広く活用されて
いるが、装置に起因するシェーディングが強く出る場合
がある。特に、局所RF受信コイルを使った場合、受信
コイルの感度分布に起因するシェーディングが顕著で、
診断がしにくい等の問題が生じる場合があった。例え
ば、図9に示すファントムの原画像のプロファイルは、
本来フラットなるべきところ凹となっており、受信コイ
ルの感度分布を反映している。これを回避する手段とし
て、シェーディング補正が提案されている。一例とし
て、画像の低周波成分を抽出し、これを装置起因のシェ
ーディングとみなし、原画像を補正する方法が提案され
ている(アクセル他、「表面コイルMRイメージングに
おける強度補正」アメリカン・ジャーナル・オブ・レン
トゲノロジー、148巻418〜420頁、1987年)。[0003] Although this MRI image is widely used in clinical practice, there is a case where shading due to the apparatus is strongly generated. In particular, when a local RF receiving coil is used, shading due to the sensitivity distribution of the receiving coil is remarkable,
In some cases, problems such as difficult diagnosis were caused. For example, the profile of the original image of the phantom shown in FIG.
It is originally concave where it should be flat, and reflects the sensitivity distribution of the receiving coil. As means for avoiding this, shading correction has been proposed. As an example, there has been proposed a method of extracting a low-frequency component of an image, treating the extracted low-frequency component as shading caused by a device, and correcting the original image (Axel et al., "Intensity correction in surface coil MR imaging," American Journal of Science,・ Rentgenology, 148, 418-420, 1987).
【0004】上記方法は簡便であるが、原画像の低周波
成分を抽出したものは、被写体と背景との境界近傍にお
いて実際のシェーディングとずれが生じ、これで原画像
を補正した場合、被写体の周辺が過補正になり、図9に
示すように補正後の画像で、被写体の周辺部が高輝度に
なる欠点があった。Although the above method is simple, the extraction of the low-frequency component of the original image causes a deviation from the actual shading near the boundary between the subject and the background. The periphery is overcorrected, and as shown in FIG. 9, there is a disadvantage that the luminance of the peripheral portion of the subject becomes high in the corrected image.
【0005】これを解決する方法として、被写体と背景
の境界から外側の領域を最も高い絵素値で置換した2次
画像を求め、この画像の低周波成分を抽出し、これによ
りシェーディング補正する方法が提案されている(ウォ
ルド他、「ヒト脳の高解像度MRイメージングのため
の、フェイズドアレイ検出器及び自動強度補正アルゴリ
ズム」マグネティック・レゾナンス・イン・メディス
ン、34巻433〜439頁、1995年)。As a method for solving this problem, a method of obtaining a secondary image in which the area outside the boundary between the subject and the background is replaced with the highest pixel value, extracting a low-frequency component of the image, and thereby performing shading correction. (Wald et al., "Phased Array Detector and Automatic Intensity Correction Algorithm for High-Resolution MR Imaging of the Human Brain", Magnetic Resonance in Medicine, 34: 433-439, 1995).
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】この方法では頭部横断
像で効果が示されているものの、被写体と背景の境界が
入組んでいるような複雑な形状の被写体には適用でき
ず、その適用は頭部のような単純な形状の被写体(円
形)に適用が止まっている。一方、MRIではあらゆる
部位をあらゆる角度から撮影するため、補正アルゴリズ
ムは、任意画像に対する適用が求められるが、これを可
能にするアルゴリズムはなかった。In this method, although the effect is shown by a cross-sectional image of the head, it cannot be applied to a subject having a complicated shape such as a complicated boundary between the subject and the background. Has stopped being applied to subjects (circles) with a simple shape such as the head. On the other hand, in MRI, since every part is photographed from every angle, the correction algorithm needs to be applied to an arbitrary image, but there is no algorithm that makes this possible.
【0007】そこで本発明は、任意の画像に適用できる
シェーディング補正アルゴリズムを提供することを目的
とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a shading correction algorithm applicable to an arbitrary image.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題は、被写体と背
景を有する2次元または、3次元の濃淡画像である原画
像のシェーディングを補正する画像補正処理方法におい
て、原画像を被写体領域と背景領域とに領域分割する手
段(101)と、被写体と背景の境界を抽出する手段(10
2)と、原画像から境界の近傍の絵素を等方的に抽出す
る手段(103)と、抽出された絵素のうち、背景の絵素
の絵素値を、被写体の信号値で置換し第2の画像を形成
する手段(104)と、第2の画像に、低周波通過フィル
タを作用させる手段(105)と、低周波通過フィルタ作
用後の第3の画像を使って原画像の輝度を補正する手段
(106)とを含む本発明の画像補正処理方法によって解
決される。An object of the present invention is to provide an image correction processing method for correcting shading of an original image which is a two-dimensional or three-dimensional gray image having a subject and a background. Means (101) for dividing the area into two, and means (10) for extracting the boundary between the subject and the background.
2) and means (103) for isotropically extracting picture elements near the boundary from the original image, and replacing the picture element values of the picture elements of the background with the signal values of the subject among the extracted picture elements. Means for forming a second image (104), means for applying a low-frequency pass filter to the second image (105), and use of the third image after the action of the low-frequency pass filter to obtain an original image. This is solved by an image correction processing method according to the present invention including a means (106) for correcting luminance.
【0009】境界近傍の背景を等方的に抽出することに
より、あらゆる角度の画像に適用できる。ここで等方的
に抽出するとは、2次元画像であれば、境界点を中心に
固有の大きさの正方領域或いは円形領域以内の絵素を抽
出する。また3次元画像であれば、境界点を中心に固有
の大きさの立方領域或いは球形領域以内の絵素を抽出す
る。By extracting the background near the boundary isotropically, it can be applied to images at all angles. Here, “isotropically extracting” means that if the image is a two-dimensional image, a picture element within a square area or a circular area having a specific size around a boundary point is extracted. In the case of a three-dimensional image, picture elements within a cubic region or a spherical region having a specific size around the boundary point are extracted.
【0010】また背景の絵素の絵素値を、被写体の信号
値で置換する手段は、被写体の信号値を被写体である絵
素の絵素値を元に計算して求め、この信号値を背景の絵
素の絵素値とする。この場合、被写体の信号値として
は、被写体全体の絵素値を元に求めておいてもよいが、
等方的に抽出した絵素のうち被写体である絵素の絵素値
を元に平均値或いはメディアン値等を計算することによ
り求めることができる。The means for replacing the picture element value of the picture element of the background with the signal value of the subject calculates and obtains the signal value of the subject based on the picture element value of the picture element which is the subject. The pixel value of the background pixel is used. In this case, the signal value of the subject may be obtained based on the pixel value of the entire subject,
It can be obtained by calculating an average value, a median value, or the like based on the picture element value of the picture element which is the subject among the picture elements extracted isotropically.
【0011】このように境界近傍の背景の絵素を被写体
の信号値で置換した第2の画像に低周波通過フィルタを
作用させた画像は、境界近傍において実際のシェーディ
ングとほぼ一致したものとなり、且つこのような処理が
等方的になされているので、原画像がどの方向にシェー
ディングを持っていても、この画像を用いて原画像を補
正することにより、過補正の防止された理想的な補正を
行うことができる。An image obtained by applying a low-frequency pass filter to the second image obtained by replacing the background picture element in the vicinity of the boundary with the signal value of the subject as described above substantially matches the actual shading in the vicinity of the boundary. Moreover, since such processing is performed isotropically, no matter in which direction the original image has shading, by correcting the original image using this image, an ideal image in which overcorrection is prevented can be prevented. Corrections can be made.
【0012】また本発明のMRI装置は、静磁場、傾斜
磁場、高周波磁場の各磁場を発生する磁場発生手段と、
被検体を構成する組織の原子核スピンに核磁気共鳴を生
じさせる高周波磁場を照射するために磁気発生手段を制
御するシーケンサと、被検体から生じた核磁気共鳴信号
を検出する手段と、核磁気共鳴信号を信号処理して画像
再構成する画像処理手段と、画像を表示する手段とを備
え、画像処理手段は、上記画像補正処理方法を実行する
シェーディング補正手段を備えている。Also, the MRI apparatus of the present invention comprises: a magnetic field generating means for generating a static magnetic field, a gradient magnetic field, and a high-frequency magnetic field;
A sequencer for controlling a magnetic generating means for irradiating a nuclear magnetic resonance to nuclear spins of a tissue constituting a subject, a means for detecting a nuclear magnetic resonance signal generated from the subject, and a nuclear magnetic resonance The image processing unit includes an image processing unit that performs signal processing on a signal to reconstruct an image, and a unit that displays an image. The image processing unit includes a shading correction unit that executes the image correction processing method.
【0013】本発明のMRI装置は、このようなシェー
ディング補正手段を備えていることにより、検出する手
段の感度分布に起因するMR画像のシェーディングを過
補正なく補正することができ、診断に有効な画像を提供
できる。Since the MRI apparatus of the present invention is provided with such a shading correction means, it is possible to correct the shading of the MR image caused by the sensitivity distribution of the detection means without overcorrection, which is effective for diagnosis. Can provide images.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】本発明の画像補正処理方法の実施
例を図1に示すフロー図を参照して以下説明する。図2
(a)は、MRI画像(原画像)200を模式的に示した
図で、被写体201部分は高輝度で背景部分202は低輝度の
濃淡画像となっている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an image correction processing method according to the present invention will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. FIG.
(A) is a diagram schematically showing an MRI image (original image) 200, in which a subject 201 is a high-brightness image with high luminance and a background 202 is a low-luminance image.
【0015】本発明の画像補正処理方法では、まずこの
ような濃淡画像200の高輝度領域を被写体として抽出
し、低輝度領域を背景として抽出して領域分割する(手
段101)。この領域分割は、例えば絵素値の最大値の5
0%を閾値として、画像を2値化し、ゼロを背景、1を
被写体とする。このように得られた2値化画像を図2
(b)に示す。尚、領域分割する際の閾値は、最大値の
50%に限るものではなく、閾値を決める手法として、
モード法、百分率濃度分離法と公知の手法を採用するこ
とができる。In the image correction processing method according to the present invention, a high-luminance area of such a gray-scale image 200 is first extracted as a subject, and a low-luminance area is extracted as a background and divided into regions (means 101). This area division is performed, for example, by setting the maximum pixel value to 5
The image is binarized using 0% as a threshold, with zero as the background and 1 as the subject. The binarized image thus obtained is shown in FIG.
(B). In addition, the threshold value at the time of area division is not limited to 50% of the maximum value.
A known method such as a mode method and a percentage concentration separation method can be adopted.
【0016】次に2値化画像300を元に被写体201と背景
202の境界を抽出する(手段102)。境界401を抽出する
手段102としては、2値化画像300に微分フィルタを作用
させることができ、好適にはラプラスフィルタを用い
る。これにより図3に示すような境界401の絵素値が1
で他(背景402)の絵素値はゼロである画像(境界画
像)400が得られる。この場合、必要に応じて公知の細
線化処理を行ってもよい。Next, based on the binarized image 300, the subject 201 and the background
The boundary of 202 is extracted (means 102). As the means 102 for extracting the boundary 401, a differential filter can be applied to the binarized image 300, and a Laplace filter is preferably used. As a result, the pixel value of the boundary 401 as shown in FIG.
Thus, an image (boundary image) 400 having the other (background 402) picture element values of zero is obtained. In this case, a known thinning process may be performed as necessary.
【0017】次いで原画像200の境界近傍の絵素を等方
的に抽出する(手段103)。このために、まず図4
(a)に示すように手段102で得られた境界画像400を順
次走査し、絵素値が1である番地(即ち、境界の番地)
では、その周囲の特定の範囲にある絵素の番地を抽出す
る。ここで抽出される特定の範囲としては、例えば5×
5或いは7×7の正方領域とすることができる。図5
(a)に5×5の抽出された領域400aを示す。ここでは
境界301(斜線)である番地[3.3]の周囲に24の
番地が抽出されている。Next, picture elements near the boundary of the original image 200 are isotropically extracted (means 103). To this end, FIG.
As shown in (a), the boundary image 400 obtained by the means 102 is sequentially scanned, and the address where the pixel value is 1 (ie, the address of the boundary).
Then, the addresses of picture elements in a specific range around the pixel are extracted. The specific range extracted here is, for example, 5 ×
It can be a 5 or 7 × 7 square area. FIG.
(A) shows a 5 × 5 extracted area 400a. Here, 24 addresses are extracted around the address [3.3] which is the boundary 301 (diagonal line).
【0018】図5(b)はこの抽出された領域(番地)
の原画像200aを示すもので、次の手段(104)では、こ
の領域内の原画像の絵素のうち、背景の絵素値を、境界
近傍の原画像の被写体の信号値で置き換える。この処理
を以下、エッジフィルと呼ぶ。このエッジフィル処理の
ために、まず抽出された領域の絵素を被写体と背景とに
分ける。これは各番地と対応する2値化画像300の絵素
値が、1ならば被写体、0なら背景とする。図5(b)
では背景の絵素を斜線で示している。次に領域内の原画
像の被写体の絵素値から信号値を計算する。被写体の信
号値は、例えば絵素値の単純平均値或いはメディアン値
を計算して求め、この信号値を原画像の背景の絵素値の
値とする。図5(b)に示す実施例では、被写体とされ
た10の絵素の絵素値a25、a34、a35、a43、a44、
a45、a52、a53、a54、a55から被写体の信号値が計
算され、背景である15の絵素の絵素値と置換される。FIG. 5B shows the extracted area (address).
In the following means (104), among the picture elements of the original image in this area, the background picture element value is replaced with the signal value of the subject of the original image near the boundary. This process is hereinafter referred to as edge fill. For the edge fill process, the picture elements in the extracted area are first divided into a subject and a background. In this case, if the pixel value of the binarized image 300 corresponding to each address is 1, it is a subject, and if it is 0, it is a background. FIG. 5 (b)
In the figure, the picture elements of the background are indicated by oblique lines. Next, a signal value is calculated from the picture element value of the subject of the original image in the area. The signal value of the subject is obtained by calculating, for example, a simple average value or a median value of picture element values, and this signal value is used as the value of the picture element value of the background of the original image. In the embodiment shown in FIG. 5B, the picture element values a25, a34, a35, a43, a44,
The signal value of the subject is calculated from a45, a52, a53, a54, and a55, and is replaced with the picture element value of the 15 picture elements that are the background.
【0019】上述したエッジフィル処理は、図4
(b)、(c)に示すように境界全体にわたって行わ
れ、最終的に、図4(c)に示すような境界全体にわた
って背景の絵素値を置換した画像(第2の画像)500が
得られる。尚、エッジフィル処理は境界となる絵素全部
について行ってもよいが、離散的に処理してもよい。The above-described edge fill processing is performed as shown in FIG.
(B) and (c) are performed over the entire boundary, and finally an image (second image) 500 in which the background pixel value is replaced over the entire boundary as shown in FIG. can get. Note that the edge fill processing may be performed on all picture elements that are boundaries, or may be performed discretely.
【0020】このようにして得られた第2の画像500を
低周波通過フィルタ(以下、LPFと略す)を作用させ
る(手段105)。このため第2の画像を2次元フーリエ
変換し、周波数空間画像とし、これに2次元バターワー
スフィルタ、2次元ガウスフィルタ、2次元ハニングフ
ィルタ等のLPFを作用し、再度2次元逆フーリエ変換
する。このように第2の画像500にLPFを作用させた
第3の画像は、原画像の外側にエッジフィルを行ってい
るので、被写体の周辺において本来のシェーディングに
近いシェーディングとなる。The second image 500 thus obtained is subjected to a low-pass filter (hereinafter abbreviated as LPF) (means 105). For this reason, the second image is subjected to two-dimensional Fourier transform to obtain a frequency space image, and an LPF such as a two-dimensional Butterworth filter, a two-dimensional Gaussian filter, and a two-dimensional Hanning filter acts on the frequency space image, and the two-dimensional inverse Fourier transform is performed again. In this way, the third image obtained by applying the LPF to the second image 500 performs edge fill on the outside of the original image, so that shading close to the original shading is obtained around the subject.
【0021】最後に手段105で得られた第3の画像(シ
ェーディング画像)を用いて原画像200の輝度を補正す
る(手段106)。この補正は、例えば、原画像200をシェ
ーディング画像で除することにより行われる。これによ
りシェーディングを補正した補正画像を得ることができ
る。Finally, the luminance of the original image 200 is corrected using the third image (shading image) obtained by the means 105 (means 106). This correction is performed, for example, by dividing the original image 200 by the shading image. As a result, a corrected image in which shading has been corrected can be obtained.
【0022】尚、以上の説明では2次元画像に対し、本
発明の補正処理方法を適用した例について説明したが、
本発明は3次元画像に対しても同様に適用できる。この
場合、輪郭(境界)を抽出後、境界となる絵素の周囲に
等方的に3次元領域を抽出し、この領域についてエッジ
フィル処理を行う。この場合にも、境界となる絵素全部
ではなく離散的にエッジフィルを施してもよい。In the above description, an example in which the correction processing method of the present invention is applied to a two-dimensional image has been described.
The present invention can be similarly applied to a three-dimensional image. In this case, after the contour (boundary) is extracted, a three-dimensional region is extracted isotropically around the picture element that is the boundary, and edge fill processing is performed on this region. Also in this case, the edge fill may be discretely performed instead of the entire picture element serving as the boundary.
【0023】また等方的に抽出する領域は、2次元の場
合、正方領域ではなく円形領域としてもよい。3次元の
場合には立方領域や球形領域とすることができる。The area to be isotropically extracted may be a circular area instead of a square area in the case of two dimensions. In the case of three dimensions, it can be a cubic area or a spherical area.
【0024】更に本発明の補正処理方法は、装置に起因
してシェーディングを有する画像の補正に適用できる
が、MRI装置における画像処理に適用する場合につい
て以下説明する。Further, the correction processing method of the present invention can be applied to the correction of an image having shading due to the apparatus, but the case of applying to the image processing in the MRI apparatus will be described below.
【0025】図6は、本発明が適用されるMRI装置の
全体概要を示す図で、このMRI装置は、大別すると、
中央処理装置(CPU)1と、シーケンサ2と、送信系
3と、静磁場発生磁石4と、傾斜磁場発生系21と、受
信系5と、信号処理系6とを備えている。FIG. 6 is a diagram showing an overall outline of an MRI apparatus to which the present invention is applied.
It includes a central processing unit (CPU) 1, a sequencer 2, a transmission system 3, a static magnetic field generating magnet 4, a gradient magnetic field generating system 21, a receiving system 5, and a signal processing system 6.
【0026】CPU1は、予めキーボード22等の入力
装置から撮影パラメータを入力し、プログラムに従って
シーケンサ2、送信系3、受信系5、信号処理系6の各
々を制御するものである。シーケンサ2は、CPU1か
らの制御指令に基づいて動作し、被検体7の断層画像の
データ収集に必要な種々の命令を送信系3、傾斜磁場発
生系21及び受信系5に送るようにしている。The CPU 1 inputs photographing parameters from an input device such as the keyboard 22 in advance, and controls each of the sequencer 2, the transmission system 3, the reception system 5, and the signal processing system 6 according to a program. The sequencer 2 operates based on a control command from the CPU 1, and sends various commands necessary for data collection of tomographic images of the subject 7 to the transmission system 3, the gradient magnetic field generation system 21, and the reception system 5. .
【0027】送信系3は、高周波発信器8と変調器9と
高周波コイルとしての照射コイル11を有し、シーケン
サ2の指令により高周波発信器8からの高周波パルスを
変調器9で振幅変調し、この振幅変調された高周波パル
スを高周波増幅器10を介し増幅して照射コイル11に
供給することにより、所定のパルス状の電磁波を被検体
7に照射するようにしている。The transmitting system 3 has a high-frequency oscillator 8, a modulator 9, and an irradiation coil 11 as a high-frequency coil. The modulator 9 amplitude-modulates a high-frequency pulse from the high-frequency oscillator 8 according to a command from the sequencer 2. The amplitude-modulated high-frequency pulse is amplified through the high-frequency amplifier 10 and supplied to the irradiation coil 11, so that the subject 7 is irradiated with a predetermined pulsed electromagnetic wave.
【0028】静磁場発生磁石4は、被検体7の回りに任
意の方向に均一な静磁場を発生させるためのものであ
る。この静磁場発生磁石の内部には、照射コイル11の
他、傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイル13と、受信
系5の受信コイル14が設置されている。傾斜磁場発生
系21は互いに直交するデカルト座標軸方向にそれぞれ
独立に傾斜磁場を印加できる構成を有する3方向の傾斜
磁場コイル13と傾斜磁場コイルに電流を供給する傾斜
磁場電源12と、傾斜磁場電源12を制御するシーケン
サ2により構成される。The static magnetic field generating magnet 4 is for generating a uniform static magnetic field around the subject 7 in an arbitrary direction. Inside the static magnetic field generating magnet, in addition to the irradiation coil 11, a gradient magnetic field coil 13 for generating a gradient magnetic field and a receiving coil 14 of the receiving system 5 are provided. The gradient magnetic field generation system 21 has a configuration in which a gradient magnetic field can be independently applied in directions of Cartesian coordinate axes orthogonal to each other, a three-direction gradient magnetic field coil 13, a gradient magnetic field power supply 12 for supplying current to the gradient magnetic field coil, and a gradient magnetic field power supply 12. And a sequencer 2 for controlling the
【0029】受信系5は、高周波コイルとしての受信コ
イル14と該受信コイル14に接続された増幅器15と
直交位相検波器16とA/D変換器17とを有し、被検
体7からのNMR信号を受信コイル14が検出すると、
その信号を増幅器15、直交位相検波器16、A/D変
換器17を介しデジタル量に変換するとともに、シーケ
ンサ2からの指令によるタイミングで直交位相検波器1
6によってサンプリングされた二系列の収集データに変
換してCPU1に送るようにしている。The receiving system 5 has a receiving coil 14 as a high-frequency coil, an amplifier 15 connected to the receiving coil 14, a quadrature detector 16 and an A / D converter 17, and an NMR signal from the subject 7 When the receiving coil 14 detects the signal,
The signal is converted into a digital value via an amplifier 15, a quadrature detector 16 and an A / D converter 17, and the quadrature detector 1 is output at a timing specified by the sequencer 2.
6, the data is converted into two series of collected data sampled and sent to the CPU 1.
【0030】信号処理系6は、光ディスク19、磁気デ
ィスク20等の外部記憶装置と、CRT等からなるディ
スプレイ18とを有し、受信系5からのデータがCPU
1に入力されると、CPU1が信号処理、画像再構成等
の処理を実行し、その結果の被検体7の所望の断面像を
ディスプレイ18に表示するとともに、外部記憶装置の
磁気ディスク20等に記録する。The signal processing system 6 has an external storage device such as an optical disk 19 and a magnetic disk 20 and a display 18 such as a CRT.
1, the CPU 1 executes processing such as signal processing and image reconstruction, displays a desired cross-sectional image of the subject 7 on the display 18 and displays the desired cross-sectional image on the magnetic disk 20 or the like of the external storage device. Record.
【0031】CPU1は、また図1に示すような画像補
正処理アルゴリズムを有しており、受信コイル14の感
度分布に起因する画像のシェーディングを補正する。The CPU 1 also has an image correction processing algorithm as shown in FIG. 1, and corrects image shading caused by the sensitivity distribution of the receiving coil 14.
【0032】このようなMRI装置においてソレノイド
型受信コイルを用いて撮影したファントム画像を例とし
て、本発明による補正処理方法と、原画像にLPFを作
用させたものをシェーディングとする従来の補正処理方
法とを比較して説明する。図7に示すグラフは、ファン
トム600のA−A’断面のx方向位置を横軸をとし、信
号値を縦軸としたグラフであり、図において当然ながら
信号はファントム部分だけであり、原画像のプロファイ
ルは受信コイル700の感度分布(シェーディング)に起
因して凹となっている。従来法ではこの原画像に直接L
PFを作用させてコイルの感度分布を推定しているの
で、この場合には、図中点線で示すように被写体のエッ
ジ部分(斜線で示す部分)で感度分布が低くなり、本来
の感度分布との差が生じる。これに対し、本発明の補正
処理方法では、原画像にエッジフィル処理を行い、被写
体の外側に被写体の信号値を等方的に拡張しているた
め、LPFを作用しても、被写体の周辺では推定感度分
布が低下することなく実際の感度分布にほぼ一致してい
る。A correction processing method according to the present invention and a conventional correction processing method in which an original image obtained by applying an LPF to shading is used as an example of a phantom image taken using a solenoid type receiving coil in such an MRI apparatus. And will be described in comparison. The graph shown in FIG. 7 is a graph in which the horizontal axis represents the position in the x-direction of the AA ′ cross section of the phantom 600 and the vertical axis represents the signal value. Is concave due to the sensitivity distribution (shading) of the receiving coil 700. In the conventional method, this original image is directly L
Since the sensitivity distribution of the coil is estimated by applying the PF, in this case, the sensitivity distribution is low at the edge portion of the subject (the portion indicated by oblique lines) as shown by the dotted line in the figure, and the original sensitivity distribution is reduced. Is generated. On the other hand, in the correction processing method of the present invention, the edge fill processing is performed on the original image, and the signal value of the subject is isotropically extended to the outside of the subject. In the graph, the estimated sensitivity distribution almost coincides with the actual sensitivity distribution without lowering.
【0033】図8は、本発明の補正処理方法により推定
された感度分布を用いて、ファントムのMR画像のシェ
ーディングを補正した結果を示すものである。原画像の
プロフィアルは不均一性{(最大信号値−最小信号値)
/最小信号値=b/a}が0.33であったが、シェー
ディング補正により、0.11(b’/a’)に改善で
き、図9に示すような従来の補正画像におけるエッジの
強調は見られない。FIG. 8 shows the result of correcting shading of a phantom MR image using the sensitivity distribution estimated by the correction processing method of the present invention. The original image profile is non-uniformity {(maximum signal value-minimum signal value)
/ Minimum signal value = b / a} was 0.33, but can be improved to 0.11 (b ′ / a ′) by shading correction, and edge enhancement in a conventional corrected image as shown in FIG. Is not seen.
【0034】本発明の補正処理方法は、頸部画像、肩部
画像、顎間接画像、頭部画像、脊椎画像等あらゆる部位
のMR画像に有効であり、また各種局所コイル、マルチ
プルコイルのシェーディング補正の有効である。The correction processing method of the present invention is effective for MR images of any part such as a neck image, a shoulder image, a jaw indirect image, a head image, a spine image, and the shading correction of various local coils and multiple coils. Is effective.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上の説明からわかるように、本発明の
補正処理方法によれば、原画像の境界を抽出するととも
に、この境界近傍の背景の絵素を等方的に抽出して、信
号値を置換する処理(エッジフィル処理)をすることに
より、エッジ部分の過補正がなくなり、理想的なシェー
ディング補正が可能となる。また被写体領域が、等法的
に拡張されるので、どの向きに被写体がシェーディング
を持っていても、理想的な補正ができ、あらゆる部位、
あらゆる角度の被写体にも適用できる。As can be seen from the above description, according to the correction processing method of the present invention, a boundary of an original image is extracted, and a background picture element near the boundary is isotropically extracted to obtain a signal. By performing the process of replacing values (edge fill process), overcorrection of the edge portion is eliminated, and ideal shading correction becomes possible. Also, since the subject area is expanded in an equal manner, no matter what direction the subject has shading, ideal correction can be performed, and any part,
It can be applied to subjects at all angles.
【図1】本発明の一実施例を示すフロー図。FIG. 1 is a flowchart showing one embodiment of the present invention.
【図2】図1のフロー図における手段101の処理を説明
する図で、(a)は原画像を示す図、(b)は2値化画
像を示す図。FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining processing of means 101 in the flowchart of FIG. 1, wherein FIG. 2A shows an original image, and FIG. 2B shows a binarized image.
【図3】図1のフロー図における手段102の処理を説明
する図。FIG. 3 is a view for explaining processing of means 102 in the flowchart of FIG. 1;
【図4】図1のフロー図における手段103、104の処理を
説明する図で、(a)は境界画像からの領域抽出を示す
図、(b)及び(c)はそれぞれ境界近傍の背景の絵素
値の置換を示す図。FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining processing of means 103 and 104 in the flowchart of FIG. 1, in which FIG. 4A illustrates extraction of a region from a boundary image, and FIGS. The figure which shows the replacement of a picture element value.
【図5】本発明によるエッジフィルの一実施例を説明す
る図。FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment of an edge fill according to the present invention.
【図6】本発明が適用されるMRI装置の全体概要を示
すブロック図。FIG. 6 is a block diagram showing an overall outline of an MRI apparatus to which the present invention is applied.
【図7】本発明の原理を説明する図。FIG. 7 illustrates the principle of the present invention.
【図8】本発明の補正処理方法による処理の一実施例を
示すグラフ。FIG. 8 is a graph showing an embodiment of processing by the correction processing method of the present invention.
【図9】従来の補正処理方法による処理を示すグラフ。FIG. 9 is a graph showing processing by a conventional correction processing method.
1・・・・・・CPU(画像処理手段) 2・・・・・・シーケンサ 21・・・・傾斜磁場発生系(磁場発生手段) 3・・・・・・送信系 4・・・・・・静磁場磁石(磁場発生手段) 5・・・・・・受信系 6・・・・・・信号処理系(画像処理手段) 200・・・・・原画像 201・・・・・被写体 202・・・・・背景 300・・・・・2値化画像 400・・・・・境界画像 401・・・・・境界 500・・・・・第2の画像 1 ... CPU (image processing means) 2 ... sequencer 21 ... gradient magnetic field generation system (magnetic field generation means) 3 ... transmission system 4 ...・ Static magnetic field magnet (magnetic field generating means) 5 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Reception system 6 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Signal processing system (image processing means) 200 ・ ・ ・ ・ ・ Original image 201 ・ ・ ・ ・ ・ Subject 202 ・... Background 300... Binarized image 400... Boundary image 401... Boundary 500... Second image
Claims (4)
元の濃淡画像である原画像のシェーディングを補正する
画像補正処理方法において、前記原画像を被写体領域と
背景領域とに領域分割する手段(101)と、前記被写体
と前記背景の境界を抽出する手段(102)と、前記原画
像から前記境界の近傍の絵素を等方的に抽出する手段
(103)と、前記抽出された絵素のうち、背景の絵素の
絵素値を、被写体の信号値で置換し第2の画像を形成す
る手段(104)と、前記第2の画像に、低周波通過フィ
ルタを作用させる手段(105)と、前記低周波通過フィ
ルタ作用後の第3の画像を使って前記原画像の輝度を補
正する手段(106)とを含む画像補正処理方法。An image correction processing method for correcting shading of an original image which is a two-dimensional or three-dimensional gray image having a subject and a background, means for dividing the original image into a subject region and a background region. 101) means for extracting a boundary between the subject and the background (102); means (103) for isotropically extracting picture elements near the boundary from the original image; A means (104) for forming a second image by replacing a picture element value of a background picture element with a signal value of a subject; and a means (105) for applying a low-frequency pass filter to the second image. ) And means (106) for correcting the luminance of the original image using the third image after the low-pass filter operation.
手段(103)は、境界点を中心に固有の大きさの正方領
域以内の絵素を抽出する手段である請求項1記載の画像
補正処理方法。2. The method according to claim 1, wherein said means for isotropically extracting picture elements in the vicinity of said boundary is a means for extracting picture elements within a square area having a specific size around a boundary point. The image correction processing method described in the above.
た絵素のうち被写体である絵素の絵素値の平均値或いは
メディアン値であることを特徴とする請求項1又は2記
載の画像補正処理方法。3. The method according to claim 1, wherein the signal value of the subject is an average value or a median value of the picture element values of the picture elements which are the subject among the picture elements extracted isotropically. The image correction processing method described in the above.
発生する磁場発生手段と、被検体を構成する組織の原子
核スピンに核磁気共鳴を生じさせる高周波磁場を照射す
るために前記磁場発生手段を制御するシーケンサと、前
記被検体から生じた核磁気共鳴信号を検出する手段と、
前記核磁気共鳴信号を信号処理して画像再構成する画像
処理手段と、画像を表示する手段とを備えた磁気共鳴イ
メージング装置において、前記画像処理手段は、前記原
画像を被検体領域と背景領域とに領域分割する手段(10
1)と、前記被検体と前記背景の境界を抽出する手段(1
02)と、前記原画像から前記境界の近傍の絵素を等方的
に抽出する手段(103)と、前記抽出された絵素のう
ち、背景の絵素の絵素値を、被検体の信号値で置換し第
2の画像を形成する手段(104)と、前記第2の画像
に、低周波通過フィルタを作用させる手段(105)と、
前記低周波通過フィルタ作用後の第3の画像を使って前
記原画像の輝度を補正する手段(106)とを含むシェー
ディング補正手段を備えたことを特徴とする磁気共鳴イ
メージング装置。4. A magnetic field generating means for generating a static magnetic field, a gradient magnetic field, and a high-frequency magnetic field, and said magnetic field generating means for irradiating a high-frequency magnetic field for generating nuclear magnetic resonance on nuclear spins of a tissue constituting a subject. A sequencer for controlling the means, and means for detecting a nuclear magnetic resonance signal generated from the subject;
In a magnetic resonance imaging apparatus comprising: an image processing unit that performs signal processing on the nuclear magnetic resonance signal to reconstruct an image; and a unit that displays an image, the image processing unit converts the original image into a subject region and a background region. (10)
1) means for extracting a boundary between the subject and the background (1)
02), a means (103) for isotropically extracting a picture element near the boundary from the original image, and a picture element value of a background picture element among the extracted picture elements, Means (104) for forming a second image by replacing with a signal value; means (105) for applying a low-frequency pass filter to the second image;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising: a shading correction unit including a unit (106) for correcting the luminance of the original image using the third image after the low-pass filter operation.
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