JPH10320544A

JPH10320544A - 診断画像処理方法

Info

Publication number: JPH10320544A
Application number: JP10061452A
Authority: JP
Inventors: Ingwer Carlsen; カルルゼンイングヴァー; Vaals J J Van; ジェーファンヴァールスジェー; Volker Dr Rasche; ラッシェフォルカー; Michael Grass; グラスミヒャエル
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1997-03-13
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 1998-12-04
Also published as: EP0864999A2; EP0864999A3; US6192265B1

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、投影再生方法に基づいてＭＲ画像
又はＣＴ画像の系列に対するＳＮ比を改善する画像処理
方法を提供する。【解決手段】投影画像内で同一のサブ構造を再生する
画素は、２次元ＭＲ画像又はＣＴ画像を構成する１次元
画像内で決定される。上記画素の画像値はノイズフィル
タリングを受ける。２次元ＭＲ画像又はＣＴ画像はノイ
ズフィルタリングされた１次元投影画像から再生され
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、検査ゾーンに在る
対象の２次元画像の系列が形成される診断画像処理方法
に関する。系列中の各画像は、複数の所定の投影方向の
中の一方向からの対象の投影により形成され、画素によ
り構成された多数の１次元投影画像から得られる。

【０００２】

【従来の技術】ＭＲ（磁気共鳴）技術において、上記の
種類の方法は、いわゆる投影再生方法と組み合わされて
公知である。かかる方法はＸ線ＣＴ（コンピュータ断層
撮影）に使用される。医療診断に関して多くの場合に全
く同一対象の画像の系列を形成することが必要であり、
これらの系列は、例えば、異なる動きのフェーズの対象
を表わす。個々の画像の品質は一般的にノイズによって
制限される。ＭＲ法の場合に、画像の再生のため必要と
されるＭＲ信号が取得される時間間隔ができる限り短い
程、このノイズは生ずる。Ｘ線ＣＴ法の場合に、患者へ
の放射線量を少量に保つため個別の画像毎に少量の線量
しか使用されないときノイズが生ずる。

【０００３】Proc. SPIE, Vol.1606, pp.755-763, 1991
に記載されたレイネン(T.A. Reinen) による論文には、
動きベクトル場を決定し、動きベクトル場によって連結
された画素（画素とは、画像要素を意味する）にノイズ
除去フィルタを適用し、フィルタリング処理によって得
られた画像値を出力画像に集めることにより、かかる画
像の系列内のノイズを低減させる方法が記載されてい
る。この方法は、少なくとも一部のディテールが画像内
の異なる位置に在るため、系列中の個別の画像が互いに
異なるとしても、これらのディテールは、通常種々の画
像において同じ輝度で再生されるという考察に基づいて
いる。これにより、ある画像と別の画像との間の上記デ
ィテールのシフトを表わす動きベクトル場を用いて系列
中の２枚の画像を連結することが可能になり、即ち、内
容的に関連した画素（種々の画像中の構造の同じ点を再
生する画像）を連結する。公知のノイズ除去方法は上記
の方法によって形成された画像の系列に適用することが
可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法の欠
点は、画像中の各画素に対し、原則として別の画像の２
次元画像ウィンドウ内の内容的に関連した画素を探索す
る必要があるため、かなり長い時間を要する点である。
従って、本発明の目的は、ノイズ除去が従来のノイズ除
去方法よりも高速に実行される上記の種類の画像処理方
法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の方法は、ａ）同一及び／又は逆の投影方向による投影画像の内容
的に関連した画素を連結する動きベクトル場を決定する
段階と、ｂ）動きベクトル場によって連結された画素、並びに、
できればその画素に隣接した画素の画像値にノイズ除去
フィルタを適用する段階と、ｃ）フィルタ処理から生じた画像値を出力投影画像に集
める段階と、ｄ）関連した出力投影画像から画像を再生する段階とか
らなる。

【０００６】かくして、本発明によれば、ノイズ除去方
法は２次元ＭＲ画像又は２次元ＣＴ画像の個別の画素で
はなく、１次元投影画像の画素に適用されるので、内容
的に関連した画素は１次元ウィンドウ内だけで探索すれ
ばよいという利点が得られる。これにより本発明の方法
は高速化される。２次元ＭＲ画像又は２次元ＣＴ画像
は、上記の態様でノイズフィルタリングされた多数の１
次元投影画像から得られる。

【０００７】投影画像に対する動きベクトル場を決定す
る実施可能な一態様が請求項２に記載されている。最良
の類似性を表わすブロックは、請求項３に記載された方
法に従って決定され得る。そこで行われる最適類似度を
用いる位置の決定は、請求項４に記載された方法に従っ
て行われ得る。動きベクトル場を決定する他の実施可能
な態様は請求項５に記載されている。最初は比較的粗
く、次に徐々に細かくなる分解能を用いる動きベクトル
場の決定によって、アーティファクトの影響を殆ど受け
ない動きベクトル場を高速に決定できるようになる。

【０００８】請求項６には好ましいノイズフィルタが開
示されている。請求項７には１次元投影画像に焦点が合
わされた方法が記載され、一方、請求項８には本発明に
よる方法を実施するため適当である装置が開示されてい
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
を詳細に説明する。図１には、例えば、１．５テスラの
強さを有し、図示しない検査ゾーンのｚ方向に延在する
静止した本質的に均一磁場を発生させる主界磁石１が示
されている。ｚ方向は、検査中に患者が載せられる（図
示しない）検査台の長手方向に延びる。

【００１０】ｚ方向に延び、ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向
に夫々傾斜を有する傾斜磁場Ｇ_x、Ｇ_y及びＧ_zを発生
させ得る三つのコイル系を含む傾斜コイル配置２が設け
られている。傾斜コイル配置２のための電流は夫々の傾
斜増幅器３により供給される。傾斜磁場の時間変動は波
形発生器４によって予め方向毎に別々に決められる。波
形発生器４は、所定の検査方法に必要とされる傾斜磁場
Ｇ_x、Ｇ_y及びＧ_zの時間変動を計算し、波形発生器４
にロードする演算及び制御ユニット５によって制御され
る。ＭＲ検査中に、上記信号は波形発生器４から読ま
れ、傾斜増幅器配置３に供給され、傾斜増幅器配置３は
傾斜コイル配置２のため必要とされる電流を供給された
信号から発生させる。

【００１１】演算及び制御ユニット５は、ＭＲ画像の表
示用のモニタ７を含むワークステーション６と協働す
る。登録はキーボード８又は対話型入力ユニット９を経
由して行われる。検査ゾーン内の核磁化は、ＲＦ送信器
１２の出力信号を増幅するＲＦ増幅器１１に接続された
ＲＦコイル１０からのＲＦパルスによって励起され得
る。ＲＦ送信器１２において、ＲＦパルスの（複素）エ
ンベロープは、発振器１３により供給され、ラーモア周
波数と一致する周波数（１．５テスラの主磁場の場合に
約６３ＭＨｚ）を有する搬送波発振を用いて変調され
る。演算及び制御ユニットは複素エンベロープを、送信
器１２に結合された発生器１４にロードする。

【００１２】検査ゾーンで発生されたＭＲ信号は、受信
コイル２０によって捕捉され、増幅器２１により増幅さ
れる。増幅されたＭＲ信号は、直角復調器２２内の発振
器１３の二つの９０°オフセット搬送波発振を用いて復
調されるので、複素ＭＲ信号の実部及び虚部であると見
なされる２個の信号が発生される。これらの信号はアナ
ログ・ディジタル変換器２３に供給され、アナログ・デ
ィジタル変換器２３はこれらの信号からＭＲデータを形
成する。ＭＲ信号から得られたＭＲデータに基づいて、
夫々の１次元投影画像（ビュー）は、画像処理ユニット
２４内のフーリエ変換によって形成される。これらの投
影画像にノイズ除去フィルタを適用した後、画像処理ユ
ニット２４において投影画像から２次元ＭＲ画像が再生
される。２次元ＭＲ画像はノイズ除去フィルタを通され
た後、モニタ７に表示される。

【００１３】図２は被検査２次元対象３０の１次元投影
画像Ｂ_iの輝度変化を表わす図である。かかる投影画像
は、検査ゾーンのスライス内の核磁化の励起後にＭＲ信
号が同図の実線の方向に延びる読み出し傾斜を用いて位
相エンコーディングを伴わずに読み出され、ＭＲ信号が
次にフーリエ変換を受ける場合に獲得される。被検査対
象３０のスライス内の核磁化分布の２次元画像は、異な
る傾斜方向（図２に破線で示される）による多数の１次
元投影から再生され得る。上記シーケンスが循環的に繰
り返される場合、１次元画像の多数の組が得られ、その
１次元画像の各組から夫々の２次元画像が再生され得
る。

【００１４】図３には、二つの１次元投影画像Ｂ_i及び
Ｂ_i-1の一部が示されている。これらの画像は、夫々、
同一の傾斜方向と逆の傾斜方向で形成された場合（即
ち、傾斜方向の間の差が３６０°又は１８０°の場合）
を考える。これらの画像は、夫々、同一の傾斜方向及び
逆の傾斜方向を用いた異なる時点の対象の投影を表わ
す。各画像は図３に箱形で記号的に表された画素の組、
例えば、１２８又は２５６個の画素により構成され、各
画素には当該傾斜方向と直交した方向に関する核磁化の
線積分に対応した画像値が関連付けられている。

【００１５】二つの投影画像Ｂ_iとＢ_i-1とが同一であ
る場合、動きベクトルの全ベクトルは零になる。しか
し、画像は、一般的に、少なくとも一部の領域で異なる
ため、零から偏りのある動きベクトルｍがその領域に生
じる。上記の各ベクトルは、両方の画像において被検査
対象の全く同一の点又は領域を再生する画素が相互にシ
フトされた量及び方向を示す。これにより、内容的に関
連した２個の画素の画像値が両方の画像に格納されるア
ドレスの割付が得られる。

【００１６】投影画像Ｂ_iは、３個（又は、３個以上）
の関連した画素により形成され、画素ｊの辺りに中心が
置かれたブロックｂ表わす。被検査対象３０の同一構造
を再生する先行した投影画像Ｂ_i-1内のブロックｂ’
は、画像Ｂ_iに関連したＭＲ信号の獲得と、画像Ｂ_i-1
に関連したＭＲ信号の獲得との間の対象の動きに起因し
てシフトされる場合があり、即ち、先行した投影画像Ｂ
_i-1内のブロックｂ’は投影画像Ｂ_i-1において画素ｊ
から距離ｍの場所に在る。かくして、画像Ｂ_j内の画素
ｊに対し、連続した投影画像Ｂ_iとＢ_i-1における内容
的に関連した画素を連結する動きベクトルｍを自動的に
決定することが不可欠である。上記画素の画像値にはフ
ィルタリング演算が施される。

【００１７】以下、図４のフローチャートを参照して、
画像処理ユニット２４におけるノイズ除去に関係した処
理段階の実行を説明する。ステップ１００の初期化後、
２、３、又は、４枚以上の投影画像が画像処理ユニット
２４において利用可能である。これらの画像は、同一投
影角又は１８０°シフトした投影角で対象３０の投影を
表わし、連続した時点に形成されている。従って、これ
らの画像は、異なる（１次元の）動きのフェーズで被検
査対象を再生する。連続的な投影画像は、殆どの場合、
僅かではあるが相互に違いがある。

【００１８】ステップ１０１において、投影画像Ｂ
_iと、同一の投影方向を有する先行した投影画像Ｂ_i-1
との間の差を表わす動きベクトル場ｍ_-が決定される。
動きベクトルを決定する個々のステップについては、図
５を参照して詳細に説明する。ステップ２０１におい
て、投影画像Ｂ_i内の所定のブロックｂ、例えば、画素
ｊの付近に中心が配置されたブロックが選択される。ス
テップ２０２において、先行の投影画像Ｂ_i-1内でブロ
ックｂ’が決定される。このブロックｂ’は画素ｊの周
りのウィンドウＦ内に在る。ウィンドウは、一方で二つ
の画像間の最大シフトまで処理できるよう充分に大きく
し、他方で演算の必要量を最小限に抑えるためできる限
り小さくすべきである。

【００１９】ステップ２０３において、所定のブロック
ｂ及びｂ’の類似が適切な類似度Ｍを用いて評価され
る。最も簡単な場合に、ブロック内で同一位置を有する
上記画素の画像値の間の差の絶対値又は平方が形成さ
れ、ブロック内の全画素に対し得られた値が加算され
る。この和が最小値を有するとき、ブロックｂ’とブロ
ックｂは最も良く類似する。しかし、この最小値はＭＲ
画像の場合にはあまり顕著ではなく、最良の類似を示す
ブロックｂ’の位置は正確に決定し得ないことが分かっ
た。ブロックｂとブロックｂ’の対応した画素の画像値
の相関が決定される場合には、より良好な結果が得られ
る。

【００２０】ステップ２０４において、ブロックｂ’と
画像Ｂ_iで選択されたブロックｂとの間の類似が最適で
あるか否かが検査される。類似が最適ではない場合、ウ
ィンドウＦ内の画像セクションｂ’の位置はステップ２
０５において変更され、類似度が再度計算され（ステッ
プ２０３）、最適な類似が達成されたか否かが検査され
る（ステップ２０４）。最適な類似が達成されたとき、
動きベクトルＭは関連したブロックｂ’の位置から獲得
される。

【００２１】ステップ２０４において、ブロックｂとブ
ロックｂ’との間の最適な類似を検出した後、ステップ
２０７において、画像Ｂ_iに対し必要とされる全ての動
きベクトルが決定されたか否かが検査される。未だ決定
されていない動きベクトルがある場合、異なる中心を有
するブロックｂがステップ２０６において選択され、画
像Ｂ_iの全画素（又は、少なくとも互いに一定の距離に
ある画素）に対し関連した動きベクトルが決定されるま
で処理が繰り返され、本発明の方法の中の動きベクトル
場を決定する部分が終了する。

【００２２】ステップ２０２乃至２０６のループにおい
て、原則としてウィンドウＦ内の全ての実現可能な位置
に対する類似度を計算し、全てのブロック位置に対する
類似度を格納し、ブロックが最良の類似を示すブロック
位置を選択することが可能である。しかし、たくさんの
演算作業量が必要とされる。より魅力的な方法は、ステ
ップ２０２乃至２０５のループが引き続き再実行された
とき、先行したブロックｂ’の位置と、ステップ２０３
においてこの位置に対し決定された類似度Ｍとから、よ
り良い類似を与える得る位置が獲得される方法である。
ブロックｂ’の最適な位置は、探索ウィンドウＦ内であ
らゆる実現可能なブロックｂ’の位置を評価し、次に実
現可能な最良の類似を示す位置を選択する場合よりも少
ない回数だけステップ２０２乃至２０５のループを実行
することにより反復的に決定される。

【００２３】図６には動きベクトルが特に高速に決定さ
れ得る探索戦略が示されている。ステップ３０１におい
て、最初に画像Ｂ_1iが画像Ｂ_iから得られ、この得られ
た画像は、それまでの画像の半分の数の画素だけにより
構成され、それに応じて低下した空間分解能を有する。
例えば、２５６個の画素を有する画像Ｂ_iから１２８個
の画素だけを有する画像Ｂ_1iが形成される。低い分解能
画像Ｂ_1iの画像値は、画像Ｂ_i内の２個の画素の夫々の
グループと関連した画像値の算術平均を形成することに
よって形成される。

【００２４】先行した投影画像Ｂ_i-1から得られた相応
して間引きされた画像Ｂ_1i-1は既にステップ３０１で利
用可能である。画像Ｂ_1i-1が利用できない場合には、こ
の処理をステップ３０１で行う必要がある。ステップ３
０２において、既に間引きされた画像画像Ｂ_1iから、本
例では６４個の画素しか含まない更なる間引き画像Ｂ_2i
が得られる。画像Ｂ_2iの空間分解能は画像Ｂ_1iの空間分
解能の半分に過ぎない。必要に応じて、更なる間引きス
テップを行ってもよい。

【００２５】ステップ３０３において、画像Ｂ_2iと２回
間引きされた画像Ｂ_2i-1とに対し動きベクトル場が決定
され、間引きされた画像内のブロックは、図５を参照し
て説明した原画像における探索戦略の場合と全く同数の
画素からなる。しかし、２回間引きされた画像Ｂ_2i内の
画素は原画像Ｂ_i内の４画素をカバーするので、探索ウ
ィンドウを縮小させ得る。従って、動きベクトル場は、
上記のかなり粗い分解能に基づいて比較的高速に決定さ
れる。動きベクトルは、実際の動き又はシフトを非常に
不正確に再生するだけであるが、ノイズ並びに他の画像
アーティファクトの影響を受けないシフト又は動きにつ
いての非常にロバスト性のある評価が得られる。動きベ
クトル場は原則として図５を参照して説明された方法と
同様に決定される。

【００２６】粗く決定された動きベクトルに基づいて、
本方法はステップ３０４において、次に高い分解能レベ
ル、即ち、投影画像Ｂ_1i及びＢ_1i-1を用いて繰り返さ
れ、画素数で測られた探索ゾーンは同じ大きさに保たれ
るので、探索ゾーンの幾何学的寸法は半分の大きさに過
ぎない。ステップ３０４における探索中に決定された動
きベクトルは、本例の場合に画像Ｂ_i-1である次の高い
分解能の画像内の探索用のステップ３０５における初期
ベクトルを形成する。

【００２７】この階層的探索戦略は、実質的にアーティ
ファクト及びノイズの影響を受けない動きベクトルの比
較的正確な決定を生じ、非常に少ない演算作業量しか必
要としない。動きベクトル場を決定する本方法はステッ
プ３０６で終了する。再度、図４を参照するに、ステッ
プ１０２において、動きベクトル場ｍ₊が決定され、こ
の動きベクトル場は、画像Ｂ_iと同一の投影方向を有す
る次の投影画像Ｂ_i+1内の画素が画像Ｂ_i内の内容的に
関連した画素に対してシフトされた程度並びに方向を示
す。この動きベクトル場の決定は、図５及び６を参照し
て説明した方法と同様に行うことが可能である。このス
テップ１０２において、画像Ｂ _i-1内の全ての画素に対
し、画像Ｂ_i-1及び画像Ｂ_i+1における対応した画素
（又は、内容的に関連した画素）の位置が分かる。

【００２８】ステップ１０１及び１０２において、３枚
の連続した投影画像Ｂ_i-1、Ｂ_i及びＢ_i+1に対し動き
ベクトル場が決定される。しかし、例えば、画像Ｂ_i及
び画像Ｂ_i-1の２枚の投影画像だけをノイズフィルタリ
ング処理に通してもよく、或いは、３枚以上の画像にノ
イズフィルタリング処理を施してもよい。ステップ１０
１及び１０２において、夫々の動きベクトル場は、連続
した２枚の画像毎に計算される。しかし、動きベクトル
場は、高次の統計量、例えば、３重相関を利用して３枚
（又は４枚以上）の画像内の対応したブロックに対し同
時に決定してもよい。その場合、ステップ１０１及び１
０２の代わりに、動きベクトル場を決定するため１ステ
ップだけが必要とされる。

【００２９】ステップ１０３において、内容的に関連し
た画素又は対応した画素の画像値を利用すると共に、ノ
イズフィルタリング処理を行うことが可能である。画像
Ｂ_iにおけるブロックｂ内の中心画素に対しフィルタ処
理された画像値Ｂ_ifを決定するため種々の方法を実現す
ることができる。ａ）この画素に対するフィルタリングされた画像値は、
画像Ｂ_i-1、画像Ｂ_i及び画像Ｂ_i+1内の中心画素の画
像値の算術平均として計算される。ＳＮ比は約１．７ず
つ改善される。

【００３０】ｂ）フィルタリングされた画像値は、画像
Ｂ_i-1、画像Ｂ_i及び画像Ｂ_i+1内の中心画素とその隣
接した画素、従って、全体として９個の画素の画像値か
らの算術平均値として計算される。ＳＮ比は、画像鮮鋭
度を犠牲にして３倍に改善され得る。ｃ）上記画素の画像値は加重形式で加算され、画像値に
割り当てられた相対的な加重は、この画像値と、画像Ｂ
_i内の中心画素に対する画像値との間の差が小さくなる
と共に大きくなる。ノイズにより誘起される下限値以下
の差の加重が大きくなり過ぎないことを保証するため、
相対的な加重に関して最大値が定義される。かくして得
られるＳＮ比は一般的に３倍未満であるが、画像エッジ
に生じ得るような大きい差には小さい加重しか割り当て
られないので、エッジ保存フィルタリング処理が行われ
る。従って、画像内の細かい構造は、ノイズから区別さ
れる限り保存される。

【００３１】ステップ１０４において検査されたとき、
未だ処理されていない投影方向がある場合、本方法は、
ノイズ除去された投影画像が２次元ＭＲ画像のため必要
とされる測定サイクル中にカバーされる全ての投影方向
に対し利用可能になるまで、異なる投影方向を有する投
影画像に対し繰り返される（ステップ１０５）。２次元
ＭＲ画像は、上記のフィルタリングされた投影画像Ｂ_if
から公知の方法で再生され得る（ステップ１０６）。こ
のＭＲ画像は、異なる投影方向に対する投影画像から直
接再生されたＭＲ画像と全く同様に解剖学的構造を現す
が、明らかに改善されたＳＮ比を有する。本方法は同じ
測定サイクルと関連した投影画像について終了する（ス
テップ１０７）。同じ処理は次の測定サイクルに属する
投影画像（次の２次元ＭＲ画像）に対し実行される必要
がある。

【００３２】以下、図７を参照して単一の投影画像内の
ノイズ除去方法の特に高速なバージョンの詳細な説明を
行う。初期化（ステップ４００）の後、ステップ４０１
において、画素ｊに対して中心に置かれたブロックｂが
画像Ｂ_i内で選択される。このブロックは、例えば、３
個の画素だけにより構成される。次に、ブロックｂと最
も良く対応する先行した画像Ｂ_i-1内のブロックｂ’が
決定されるべきである。動きベクトルｍ（図３を参照の
こと）は２枚の画像内の２個のブロックのシフトから得
られる。動きベクトルｍは以下の通り決定される。

【００３３】ステップ４０２において、類似度Ｍ₁が、
ブロックｂと、画像Ｂ_i内のブロックｂと同じ位置を画
像Ｂ_i-1内で有するブロックｂ’（ｊ）との間で決定さ
れる。即ち、ブロックｂ’（ｊ）は画像内の画素ｊの周
辺に中心が置かれ、動きベクトル零に対応している。類
似度Ｍ₁は、例えば、ブロックｂとブロックｂ’（ｊ）
において対応する画素の画像値の間の差の絶対値を計算
することにより計算され得る。次に、ブロックｂと、画
像Ｂ_i-1内のブロックｂ’（ｊ＋ｔ）との間の類似度Ｍ
₂が同様の方法で計算される。ブロックｂ’（ｊ＋ｔ）
は、（先行した画像Ｂ_i-2と比べて）画像Ｂ_i-1内の画
素ｊに対し決定された動きベクトルｔだけブロックｂに
関してシフトされている。

【００３４】ステップ４０４において、第３の類似度Ｍ
₃が、画像ブロックと、画像Ｂ_i-1内で動きベクトルｍ
ずつシフトされた画像ブロックｂ’（ｊ＋ｍ）との間で
計算される。ステップ４０１が画素ｊに対し最初に行わ
れたとき、ｍ＝０である。最後に、ステップ４０５にお
いて、類似度Ｍ₄が、ブロックｂと、画像Ｂ_i-1内で画
素ｊに関して動きベクトルｍ＋ｓずつシフトされたブロ
ックｂ’（ｊ＋ｍ＋ｓ）とに対し決定される。ここで、
ｓは、例えば、＋４と−４（画素距離）の範囲内に収ま
るランダム数である。

【００３５】ステップ４０６において、３通りの類似度
の中で最も良い対応関係を示す類似度が決定される。こ
の類似度と関連した動きベクトルｕが決定される。さら
に、新しい動きベクトルｍが検出された動きベクトルｕ
と一致させられる。次に、ステップ４０４乃至４０６か
らなるループが数回、例えば、４乃至５回実行され、そ
の間に値Ｍ₃及びＭ₄は変化する場合がある。最後の実
行後、ブロックｂとブロックｂ’との間で最良の対応関
係を与える動きベクトルｍが決定される。

【００３６】次のステップ４０７の間に、画素ｊと隣接
した画素（ｊ＋１）が選択される。ステップ４０１乃至
４０６がこの画素に対し繰り返し行われ、その後、更に
次の画素に対し行われ、以下同様に、最終的に動きベク
トルが画像Ｂ_iの全ての画素に対し見つけられるまで、
ステップ４０１乃至４０６が繰り返し行われる。フィル
タリング処理は、例えば、画像Ｂ_j内の画素ｊに対し、
画素ｊ及び画素ｊに隣接した２個の画素、並びに、画像
Ｂ_i-1内のブロックｂ’の中で動きベクトルｍを介して
内容的に関連した画素の画像値の加重和からフィルタリ
ングされた値を形成することによりステップ４０８にお
いて行われる。この加算処理に入力されるブロックｂの
画像値に付随させられる相対的な加重ｗ_iは以下の式：

【００３７】

【数１】

【００３８】に従って計算される。式中、ｄは、当該画
素の画像値と画素ｊの画像値との間の差の絶対値を表
し、αは画像内でエッジが保存される程度を予め決める
係数である。α＝０の場合にエッジは鋭くなくなり、α
の値が増加すると共にエッジはより良く保存され、その
場合にＳＮ比はエッジで少ししか改善されない。αの適
当な値は、例えば、α＝１．５である。ｃはスケーリン
グ定数である。

【００３９】ブロックｂ内の画素ｊに対しフィルタリン
グされた値の加重和に入力されるブロックｂ’の画素の
画像値に適用される加重係数ｗ_i-1は以下の式：

【００４０】

【数２】

【００４１】から得られる。式中、ｄは当該画素の画像
値と画像Ｂ_j内の画素ｊの画像値との間の差の絶対値を
表し、ｗ_iはブロックｂ’内の当該画素と同じ位置をブ
ロックｂ内で有するブロックｂ内の画素の加重係数であ
る。ブロックｂの画素ｊに対する加重係数ｗ_iはｃに達
する。ｃは、このように計算された６個の加重係数の和
が１になるように選択される。

【００４２】画像Ｂ_iに対しフィルタリングされた出力
画像の計算中に、次の投影画像のＭＲ信号は既に獲得す
ることが可能であり、その読み出し傾斜は画像Ｂ_iに対
する読み出し傾斜の方向とは異なる方向を有する。従っ
て、フィルタリングは本方法の実行中に時間的に顕著で
はない。改善されたＳＮ比を有する２次元画像は、一般
的な再生アルゴリズムを用いて、フィルタリングされた
１次元出力画像から再生することができる。

【００４３】以下の説明では、投影画像が異なる動きの
フェーズにある対象を再生する場合を考える。しかし、
例えば、同一投影方向から身体の長軸沿って、相互に平
行した異なるスライスに静止対象を再生する投影画像を
考慮してもよい。基本的な仮定は、同一（又は逆）投影
方向を用いて被検査対象を再生する（１次元）画像の比
較を行うことであり、このことは、被検査対象が動か
ず、ノイズがＭＲ信号に重畳されない場合に、上記画像
が一致することを意味する。上記の動きベクトル場を決
定する動き評価もこの仮定に基づいている。隣接した画
像は、位置が異なる可能性があるとしても同じ構造を再
生するという仮定は、非常に良く充たされる。

【００４４】上記説明において、動きベクトルは画像
値、即ち、当該画素の核磁化の振幅から獲得されてい
る。しかし、図１に示された装置は同時に各画素に対す
る核磁化分布の位相を獲得することができ、かつ、この
位相は対象の動きによる影響を強く受けるので、この位
相を動きベクトル場を決定するため（付加的に）使用し
てもよい。

【００４５】上記の如く、本発明による画像処理方法を
ＭＲ画像の系列と組み合わせて説明した。しかし、Ｘ線
ＣＴ画像の系列を使用しても構わない。Ｘ線ＣＴ画像の
場合、投影画像は、一般的に、図１に示されたような平
行投影ではなく、Ｘ線ビームの幾何学に従う中心投影に
基づく。フィルタリングされた出力画像は、図３乃至７
を参照して説明した方法と同様に投影画像から計算さ
れ、次に、２次元Ｘ線ＣＴ画像がフィルタリングされた
出力画像から再生される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するのに適当である磁気共鳴シス
テムの構成図である。

【図２】１次元投影画像の形成の説明図である。

【図３】二つの連続した投影画像を表わす図である。

【図４】本発明による方法を説明するフローチャートで
ある。

【図５】動きベクトル場の決定方法を説明するフローチ
ャートである。

【図６】本発明の方法の変形バージョンを説明するフロ
ーチャートである。

【図７】動きベクトル場を決定する好ましい方法を説明
するフローチャートである。

【符号の説明】

ｂ，ｂ’ ブロックＢ_i，Ｂ_i-1 投影画像ｊ画素ｍ動きベクトル１主界磁石２傾斜コイル３傾斜増幅器４波形発生器５演算及び制御ユニット６ワークステーション７モニタ８キーボード９入力ユニット１０ＲＦコイル１１ＲＦ増幅器１２ＲＦ送信器１３発振器１４発生器２０受信コイル２１増幅器２２直角復調器２３アナログ・ディジタル変換器２４画像処理ユニット

フロントページの続き (72)発明者ジェージェーファンヴァールスオランダ国，5621 ベーアーアインドーフェン，フルーネヴァウツウエッハ１番 (72)発明者フォルカーラッシェドイツ連邦共和国，22547 ハンブルク, フリードリヒシュルダー・ヴェーク 63 (72)発明者ミヒャエルグラスドイツ連邦共和国，25474 エラベック, レペンカンプスヴェーク 18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の所定の投影方向の中の１方向から
対象を投影することによって形成され、画素により構成
されている多数の１次元投影画像から得られる２次元画
像の系列が検査ゾーンに在る対象から形成される診断画
像処理方法において、同一及び／又は逆の投影方向による投影画像内の内容的
に関連した画素を連結する動きベクトル場を決定する段
階（１０１，１０２）と、上記動きベクトル場により連結された画素、並びに、で
きればその画素に隣接した画素の画像値にノイズ除去フ
ィルタを適用する段階（１０３）と、ノイズ除去フィルタを適用することにより得られた画像
値を出力投影画像に集める段階（１０３）と、関連した出力投影画像から画像を再生する段階とからな
ることを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】投影画像に対し上記動きベクトル場を決
定する段階は、ａ）投影画像（Ｂ_i）内の関連した画素のブロック
（ｂ）を選択する段階と、ｂ）同一及び／又は逆の投影方向を用いて生成された少
なくとも一つの前後の投影画像（Ｂ_i-1）に在るブロッ
クであって、上記投影画像の画素ブロック（ｂ）と最も
良く一致するブロックの位置を決定する段階と、ｃ）上記決定されたブロック（ｂ’）の位置から動きベ
クトルを獲得する段階と、ｄ）上記投影画像（Ｂ_i）内の他のブロックに対し、上
記の段階ｃ）及びｄ）を繰り返し行う段階とを含むこと
を特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項３】上記最も良く一致するブロックの位置を
決定する段階は、一方の投影画像（Ｂ_j）に在るブロック（ｂ）と、他方
の投影画像（Ｂ_i-1）の異なる位置に在るブロック
（ｂ’）との対応関係を評価するため類似度を適用する
段階（２０３）と、最適な類似度が得られる位置を決定する段階（２０４）
とからなることを特徴とする請求項２記載の画像処理方
法。
【請求項４】上記最適な類似度が得られる位置を決定
する段階は、上記ブロック（ｂ’）の初期位置に対し類似度を決定す
る段階と、上記ブロック（ｂ’）の位置を変更し（２０５）、変更
された位置に対する類似度を決定する段階と、前の位置に対する類似度から新しい位置を獲得し、新し
い位置に対する類似度を決定する段階と、上記新しい位置に対する類似度を決定する段階を反復的
に繰り返す段階とからなることを特徴とする請求項３記
載の画像処理方法。
【請求項５】上記系列中の各投影画像に対し、低下し
た空間分解能と減少した画素数とを有する少なくとも一
つの投影画像（Ｂ_1i，Ｂ_2i）を形成する段階（３０１，
３０２）と、上記系列中の異なる投影画像（Ｂ_2i,Ｂ_2i-1）の内容的
に関連した画素を連結する動きベクトルを決定する段階
（３０３）と、予め決定された動きベクトルを用いて、次に高い空間分
解能を備えた投影画像（Ｂ_1i，Ｂ_1i-1）に対し上記動き
ベクトルを決定する段階を繰り返し行う段階とを更に有
することを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項６】投影画像の画素のフィルタリングされた
画像値に対する上記ノイズ除去フィルタの適用は、他の
投影画像内で上記画素と内容的に関連した画素又は上記
画素と隣接した画素の画像値を、上記投影画像の画素の
画像値と上記他の投影画像の画素の画像値との間の差が
小さくなると共に大きくなる加重係数によって加重和す
ることを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項７】ａ）あるサイクルと別のサイクルとの間
で変更させ得る少なくとも１個の動きベクトルを含む異
なる動きベクトル（ｔ，ｓ，ｍ）を選択する段階と、ｂ）各動きベクトル（ｍ）を介して互いに関連付けられ
たブロックを類似度（Ｍ₁，．．．，Ｍ₄）を用いて評
価する段階と、ｃ）最も良く一致する類似度を有する動きベクトル
（ｍ）を選択する段階と、ｄ）次のサイクルの間に上記の段階ａ）、ｂ）及びｃ）
を繰り返し行う段階とからなるサイクルが複数回含まれ
ている投影画像の画素（ｊ）に対する動きベクトルを決
定する段階を更に有する請求項１記載の画像処理方法。
【請求項８】複数の所定の投影方向の中の１方向から
対象を投影することによって形成され、画素により構成
されている多数の投影画像から得られる検査ゾーンに在
る対象の画像の系列を形成する手段と、上記投影画像を
処理するプログラマブル画像処理ユニット（２４）とを
含む装置において、上記画像処理ユニット（２４）は、同一及び／又は逆の投影方向による投影画像内の内容的
に関連した画素を連結する動きベクトル場を決定する段
階（１０１，１０２）と、上記動きベクトル場により連結された画素、並びに、で
きればその画素に隣接した画素の画像値にノイズ除去フ
ィルタを適用する段階（１０３）と、ノイズ除去フィルタを適用することにより得られた画像
値を出力投影画像に集める段階（１０３）と、関連した出力投影画像から画像を再生する段階とが行わ
れるようにプログラムされていることを特徴とする請求
項１記載の画像処理方法を実施する装置。