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    • 专利摘要:
    Sichtbarkeitvon Objekten auf Röntgenbildernmittels einer Bewegungsdetektionsabbildung, die basierend auf einemzu verarbeitenden Bilde und dem diesem Bild in einer Folge von Bildernvorangehenden Bild erzeugt wird. Die Detektionsabbildung stimmtin den Abmessungen mit dem zu verarbeitenden Bild überein und ordnetjedem Punkt des Bildes die Wahrscheinlichkeit zu, mit der eine Bewegungan diesem Punkt zwischen den Zeitpunkten des Akquirierens der beidenin der Verarbeitung verwendeten Bilder stattgefunden hat. Die Detektionsabbildungwird verwendet, um die Wirkung eines Mittelwertfilters, das aufdas zu verarbeitende Bild angewandt wird, örtlich zu gewichten.
    公开号:DE102004026355A1
    申请号:DE200410026355
    申请日:2004-05-26
    公开日:2004-12-16
    发明作者:Cyril Allouche
    申请人:GE Medical Systems Global Technology Co LLC；
    IPC主号:A61B6-00
    专利说明:
    [0001] DiesePatentanmeldung beansprucht die Priorität aus der am 27. Mai 2003 eingereichtenFranzösischenPatentanmeldung Nr. 03 50179, auf deren gesamten Inhalt hier Bezuggenommen ist.
    [0002] Dievorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Verbesserndes Bildkontrastes insbesondere in Bildern, die durch eine Röntgenvorrichtung,z.B. mittels Röntgendurchleuchtungerlangt werden.
    [0003] DasGebiet der vorliegenden Erfindung betrifft die Bildgebung und insbesonderedie Verringerung des fluoroskopischen Rauschens in Bildern. DasGebiet der vorliegenden Erfindung betrifft insbesondere die Verringerungdes Rauschens in Bildern, die in zeitlichen Abfolgen mittels röntgenologischer Vorrichtungenerlangt werden.
    [0004] Bilderfassungsvorrichtungender Scannerbauart sind aus dem Stand der Technik bekannt. Diesewerden verwendet, um Bilder des Inneren eines lebenden Organismus,und insbesondere des Inneren des menschlichen Körpers zu erhalten. Hierdurch wirddas Gewinnen von Abbildungen innerer Organe, das Erstellen einerDiagnose und die Ausführungchirurgischer Operationen ermöglicht.Diese Bilder werden gewonnen, indem ein Patient einer Strahlungexponiert wird, die an einem Detektor empfangen wird, nachdem dieseden Patienten durchstrahlt hat. Der Detektor erzeugt anschließend einBild, das durch einen spezialisierten Arzt interpretiert werdenkann. Diese Bilder weisen ein Rauschen auf, das als fluoroskopischesRauschen bekannt ist. Dieses fluoroskopische Rauschen ergibt sichaus dem Quantenrauschen, das von der Natur der Strahlung herrührt, und demelektronischen Rauschen, das auf die Natur des Detektors zurückzuführen ist.
    [0005] FluoroskopischesRauschen ist in dem Bild vorhanden und stört daher das in dem Bild vorliegende,auch als Nutz- oder Datensignal bezeichnete Signal. Hierdurch wirddie Deutung der Bilder erschwert und unsicher, und ist möglicherweisesogar völlig ausgeschlossen.Dieses Problem fälltnoch stärker insGewicht, wenn das Bild ein Objekt, wie z.B. eine von dem Arzt beieiner medizinischen Bildgebung eingesetzte Sonde oder ein der Führung dienendes medizinischenInstrument, enthältund sich dieses Objekt bewegt. Die Bewegung des Objekts lässt sich dannschwer von dem fluoroskopischen Rauschen unterscheiden.
    [0006] EinAusführungsbeispielder Erfindung betrifft das Beheben fluoroskopischen Rauschens. Ein Ausführungsbeispielder Erfindung führtfür jeden Punkteines Bildes auf der Grundlage dieses Bildes und eines diesem ineiner zeitlichen Folge von Bildern vorangehenden Bildes eine Näherungsberechnungeiner Bewegung in dem zu verarbeitenden Bild durch. Diese Näherungsberechnungbasiert u.A. auf einer Eigenschaft des fluoroskopischen Rauschens. Dasfluoroskopische Rauschen ist durch seine mittlere Standardabweichungvollkommen bestimmt, und damit modelliert. Diese mittlere Standardabweichung wiederumist eine Funktion der Quadratwurzel der Anzahl der durch den Detektorempfangenen Photonen. Die Anzahl von Photonen steht wiederum inBeziehung zum Graustufenwert in einem digitalen Bild.
    [0007] DasErgebnis der Näherungsberechnungist eine Bewegungsdetektionsabbildung mit derselben Größe wie daszu verarbeitende Bild. Auf der Grundlage dieser Detektionsabbildungwird das Bild gefiltert, und die Koeffizienten der Detektionsabbildung werdenverwendet, um das Filtern zu gewichten.
    [0008] EinAusführungsbeispielder Erfindung ist daher ein Verfahren zum Verbessern des Kontrastsin Bildern, zu dem die Schritte gehören: Erfassen eines BildesIt-1 zu einem Zeitpunkt t-1; Erfassen einesBildes It zu einem nach dem Zeitpunkt t-1liegenden Zeitpunkt t; wobei die Bilder It-1 undIt einem gleichen Raumbereich entsprechen;Verbessern eines lokalisierten Kontrasts eines medizinischen Instruments für das BildIt, wobei das medizinische Instrument in demBild It sichtbar ist, durch Erzeugen einerDetektionsabbildung, die die zwischen den Zeitpunkten t-1 und tin dem Raumbereich stattgefundenen Bewegungen hervorgehoben darstellt,wobei die Detektionsabbildung dieselben Abmessungen aufweist wie dasBild It; wobei die Detektionsabbildung für ein Bild It einem Punkt mit Koordinaten (x, y) desBildes It eine Zuordnung eines BewegungsnäherungswertesEt(x, y) mittels einer Bewegungsnäherungsfunktionbereitstellt, die in der Lage ist, den Wert Et(x,y), der der Näherungswertder an diesem Punkt zwischen den Zeitpunkten t-1 und t stattgefundenenBewegung ist, als eine Funktion der Inhalte der Bilder It und It-1 zu erzeugen;und Verwenden der Detektionsabbildung, um ein verarbeitetes BildI't hervorzubringen,das dem Bild It entspricht, mit I't(x, y) = μ't(x,y) + γt(x, y)·(It(x, y) – μ't(x,y)),wobei μ't(x,y) der Mittelwert der Werte It(x, y) für einenBereich von Punkten Z1 ist, der den Punkt mit den Koordinaten (x,y) enthält;wobei It(x, y) die in dem Bild zu dem Zeitpunktt erfasste Intensitätdes Punktes mit den Koordinaten (x, y) ist; γt einKoeffizient > 1 ist,der es ermöglicht,den Grad der Verbesserung einzubringen, und γ vom dem Typ γt(x,y) = 1 + α·Et(x, y) ist,und durch Veranlassen einesVariierens von α das Gewinneneiner Variation von γt ermöglichtwird.
    [0009] DieAusführungsbeispieleder Erfindung werden verständlicheranhand der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren.Diese Figuren dienen lediglich der Veranschaulichung und beschränken inkeiner Weise den Schutzumfang der Erfindung.
    [0010] 1 veranschaulicht Schrittedes Verfahrens gemäß einemAusführungsbeispielder Erfindung;
    [0011] 2 veranschaulicht die zwischenden Bildern einer Folge von Bildern erlangte Kombination; und
    [0012] 3 veranschaulicht eine Vorrichtung,die ein Ausführungsbeispieldes Verfahrens verwendet.
    [0013] DasVerfahren zielt darauf, die Deutlichkeit von durch röntgenologischeVorrichtungen erzeugten Bildern zu verbessern. Eine röntgenologischeVorrichtung ist eine Röntgenvorrichtungvon der Bauart eines Röntgenstrahlenscanners.Im folgenden wird eine röntgenologischeVorrichtung als Scanner bezeichnet. Ein Scanner 301 dieserBauart ist gewöhnlichmit einer Station 302 verbunden, die zum Verarbeiten derdurch den Scanner erzeugten Daten dient. Eine Verarbeitungsstationumfasst Verarbeitungsmittel (Mikroprozessoren, Arbeitsspeicher,usw.) und Interfacemittel (einen Bildschirm 303, eine Tastatur 304,eine Maus 305, ein Netzwerk, usw.). Die Daten betreffendie Bilder. Ein Ausführungsbeispieldes Verfahrens kann daher entweder durch den Scanner selbst, oderdurch die mit diesem verbundene Verarbeitungsstation durchgeführt werden.In manchen Fällenist die Verarbeitungsstation in eine Basis des Scanners integriert.Wenn in der Beschreibung ein Vorgang einer Vorrichtung zugewiesenwird, wird dieser Vorgang tatsächlichdurch eine Mikroprozessor dieser Vorrichtung ausgeführt, derdurch Befehlscodes eines Arbeitsspeichers dieser Vorrichtung gesteuertwird.
    [0014] 1 zeigt einen Schritt 101 zumErfassen eines ersten Bildes It-1 und einenSchritt 102 zum Erfassen eines zweiten Bildes It. Die Schritte 101 und 102 unterscheidensich dadurch, dass sie nicht zum selben Zeitpunkt stattfinden. Inder Praxis hat eine Bedienperson in Vorbereitung für die Schritte 101 und 102 demScanner 301 Parameter eingegeben, um diesem eine Angabe über einenRaumbereich zur Verfügungzu stellen, aus dem die Bedienperson Bilder gewinnen möchte. DieserRaumbereich ist innerhalb eines Lebewesens lokalisiert, das bezüglich einemDetektor des Scanners 301 genau zu positionieren ist. DerBediener legt ferner eine Dauer für die Untersuchung sowie eineFrequenz fürdas Erfassen der Bilder fest. Dementsprechend ergibt sich aus der Untersuchungeine Folge von durch den Scanner 301 erzeugten Bildern.
    [0015] DieseBilder sind entweder zweidimensionale Bilder oder räumlicheBilder. In dem vorliegenden Beispiel werden zweidimensionale Bilderin Betracht gezogen. Allerdings kann die Erfindung ohne Schwierigkeitauf räumlicheBilder ausgedehnt werden.
    [0016] Indem vorliegenden Beispiel bedeutet ein Bild daher eine Matrix/Tabellevon Punkten, wobei jeder Punkt einen Intensitätswert aufweist. Die Abmessungeneines Bildes sind Xmax mal Ymax. Xmax und Ymax hängen von der Größe des Detektorsdes Scanners 301 ab. Die Intensität wird als Zahl ausgedrückt, diedurch ein oder mehrere Byte, in der Praxis sind dies 1 bis 4 Byte,kodiert wird. Die Anzahl der Byte hängt von dem Dynamikbereichdes Detektors des Scanners ab.
    [0017] Zueinem Zeitpunkt t erzeugt der Scanner 301 somit ein BildIt mit einer Abmessung Xmax mal Ymax, wobeijeder Punkt des Bildes It eine Intensität It(x, y) aufweist, mit: 0 <= x < Xmax, 0 <= y < Ymax; und 0 <= It(xt, y) < 28.No–1, wobeiNo die Anzahl von Byte ist, die zum kodieren der Intensität verwendetwird.
    [0018] AmEnde von Schritt 101 hat der Scanner 301 ein BildIt-1 erzeugt, und am Ende von Schritt 102 hatder Scanner 301 ein Bild It erzeugt.Die Bilder It-1 und It gehören zu einergleichen Folge von Bildern. SämtlicheBilder einer Bildfolge entsprechen demselben Raumbereich. D.h. dieBilder eine Bildfolge stellen denselben Bereich des Körpers einesPatienten dar. Die Frequenz der Bilderfassung durch den Scanner 301 hängt vonden durch die Bedienperson eingegebenen Parametern ab. Eine Standardfrequenz beträgt 30 Bilderpro Sekunde, jedoch kann die Lehre der Erfindung und deren Ausführungsbeispielemit anderen Erfassungsfrequenzen verwendet werden, beispielsweise10 oder 20 Bilder pro Sekunde, oder dazwischenliegenden Frequenzen,oder höheren Frequenzenvon bis zu 40 Bildern pro Sekunde. Es können abhängig von den aufgrund des physiologischenZyklus des Patienten auftretenden Bewegungen auch niedrigere Frequenzenverwendet werden. Eine Bilderfassungsfrequenz von zwei Bildern pro Sekundeist im Falle des Herzens daher ungeeignet, da sich das Herz vielzu rasch bewegt.
    [0019] Inder Praxis folgen die Bilder It-1 und It in der Bildfolge unmittelbar aufeinander.D.h. der Scanner 301 erfasst zwischen den Zeitpunkten t-1und t kein weiteres Bild. Unter diesen Bedingungen erzielt die Erfindungdie besten Ergebnisse, jedoch kann die Erfindung auch auf Bilderangewandt werden, die nicht unmittelbar aufeinanderfolgen. Sobalddie Bil der erfasst sind, werden diese an die Verarbeitungsstation 302 zurVerarbeitung übermittelt.
    [0020] 2 zeigt, dass die BilderIt-1 und It in dem Sinneräumlich überlagertsein können,dass die beiden Bilder einem gleichen Raumbereich entsprechen. Schritt 102 führt zu einemSchritt 103 zum Herstellen einer Detektionsabbildung für das BildIt. 2 zeigteine Detektionsabbildung Mt dieser Art. EineDetektionsabbildung ist eine Matrix/Tabelle aus Punkten, die dieselbeAbmessung aufweist, wie das Bild, aus dem sie erzeugt ist. In demvorliegenden Beispiel umfasst Mt daher Xmax·Ymax Punkte auf. Jeder Punktvon Mt weist einen zugeordneten Wert auf,der die Wahrscheinlichkeit/Näherungswertrepräsentiert,mit der die Bewegung an diesem Punkt des Bildes It vondem Zeitpunkt t-1 ab stattgefunden hat.
    [0021] InSchritt 103 führtdie Verarbeitungsstation 302 eine BewegungsnäherungsfunktionEt durch, um die Detektionsabbildung Mt zu erzeugen. In einem Beispiel stellt dieBewegungsnäherungsfunktionEt das Produkt von vier nicht weiter auflösbaren Näherungsfunktionendar. In dieser Beschreibung wird eine Bewegungsnäherungsfunktion als nicht weiter auflösbar bezeichnet,wenn sie die Näherungsberechnungeiner Bewegung zwar ermöglicht,sich jedoch nicht weiter vereinfachen lässt. Eine Bewegungsnäherungsfunktionist nicht mehr nicht weiter auflösbar,wenn sie eine Kombination von mindestens zwei nicht weiter auflösbaren Näherungsfunktionenist. In andere Abwandlungen ist es möglich, lediglich 1, 2 oder3 nicht weiter auflösbareNäherungsfunktionenzu verwenden und diese durch Multiplikation oder linear zu kombinieren.Es ist auch möglich, in ähnlicherWeise andere Näherungsfunktionenals die im folgenden beschriebenen zu verwenden. Eine Lösung stelltauf einen Kompromiss zwischen einer raschen Verarbeitung und einerhohen Qualitätdes Bewegungsnäherungswertesab. Die Erhöhungder Rechenleistung wird es daher zukünftig ermöglichen, komplexere Bewegungsnäherungsfunktionendurchzuführen,die eine höhereAnzahl von nicht weiter auflösbarenNäherungsfunktionenkombinieren.
    [0022] Indem vorliegenden Beispiel gilt: Mt(x, y)= Et(x, y) = E1t(x,y)·E2t(x, y)·E3t(x, y)·E4t(x, y). Aus diesem Ausdruck ergibt sichin der Abbildung Mt für jeden Punkt des Bildes It ein dem Punkt zugeordneter Wert/Näherungswert.Dabei ist G(σZ, ϵ)) als Funktion von ϵ derWert der zentrierten GaußschenKurve mit einer Varianz σ2, wobei σ2 die Varianz des fluoroskopischen Rauschensist, und It(x, y) die in dem Bild zu demZeitpunkt t erfasste Intensitätdes Punktes mit den Koordinaten (x, y) ist. Folglich ist It-1(x, y) die zu dem Zeitpunkt t-1 in demBild erfasste Intensitätdes Punktes mit den Koordinaten (x, y). Es ist hier zu beachten,das eine der Eigenschaften des fluoroskopischen Rauschens daraufzurückzuführen ist,dass die mittlere Standardabweichung σ dieses Rauschens eine Funktionder Quadratwurzel der Anzahl von durch den Detektor empfangenenPhotonen ist. Die Anzahl von Photonen ihrerseits steht in Beziehungzur Anzahl von Graustufen in einem digitalen Bild, und damit zuIt(x, y).
    [0023] MitE2t(x, y) = 1 – G(σ2/N, μt(x,y) – μt-1(x,y)), wobei N die in Pixel angegebene Größe eines Bereichs Zn(t) vonPunkten ist, der den Punkt mit den Koordinaten (x, y) ent hält, und μt(x,y) der Mittelwert der Werte It(x, y) für den BereichZn(t) ist. In derselben Weise ist μt-1(x,y) der Mittelwert der Werte It-1(x, y) für einenBereich Zn(t-1). 2 zeigteinen Bereich Zn(t), d. h. einen Bereich Zn in dem zum Zeitpunktt erlangten Bild, d. h. in dem Bild It.In einem Beispiel ist der Bereich Zn eine auf einen Punkt mit Koordinaten(x, y) zentrierte Matrix mit einer Seitenlänge von sieben Pixeln. D.h.der Bereich Zn ist ein Quadrat, dessen Diagonalen sich in dem Punkt(x, y) schneiden. In diesem Beispiel weist die Matrix eine Seitenlänge vonsieben Pixeln auf. D.h. der Bereich Zn umfasst die Pixel des Bereichsdessen Eckpunkte die Punkte mit den Koordinaten (x – 3, y – 3), (x – 3, y +3) , (x + 3, y + 3) und (x + 3, y – 3) sind. In diesem Beispielumfasst der Bereich Zn 49 Punkte. Demzufolge ist N gleich 49. 2 zeigt einen Bereich Zn(t) für den Punktmit den Koordinaten (a, b). In dieser Figur weist der Bereich Zn(t)für diesenPunkt Eckpunkte auf, die die Punkte mit den Koordinaten (a – 3, b – 3), (a – 3, b +3), (a + 3, b + 3) und (a + 3, b – 3) sind.
    [0024] Inanderen Abwandlungen weist der Bereich Zn(t) eine Seitenlänge von3, 5, 9 oder mehr Pixeln auf, wobei der Bereich Zn(t) eine anderegeometrische Gestalt besitzt, beispielsweise kreisförmig ist.
    [0025] 2 zeigt außerdem einenBereich Zn(t-1), der in dem Bild It-1 demBereich Zn(t) des Bildes It entspricht.Bei Betrachtung der Koordinaten zeigt sich, dass die Bereiche Zn(t)und Zn(t-1) identisch sind, d.h. die Bereiche Zn(t) und Zn(t-1) entsprechen einem übereinstimmendenRaumbereich. Wenn da her ein Bereich Zn in It erwähnt wird,ist damit tatsächlich derBereich Zn(t) gemeint, wenn ein Bereich Zn in It-1 erwähnt wird,ist tatsächlichder Bereich Zn(t-1) gemeint.
    [0026] Inder NäherungsfunktionEt ist ferner E3t(x, y)= 1 – G((2·(TV(x, y) – σ2)·σ2 + σ4)/N,Vt(x, y) – Vt-1(x, y)),wobei Vt(x, y) die Varianz der Werte It(x, y) füreinen Bereich Zn(t) ist. In der Praxis können die Bereiche Zn(t) für die NäherungsfunktionenE2t und E3t für einenPunkt mit Koordinaten (x, y) unterschiedlich sein, sind jedoch ineinem bevorzugten Beispiel identisch. Der in dem Rechengang für E3t verwendete Bereich Zn ist daher derselbewie der in dem Rechengang fürE2t verwendete Bereich Zn.
    [0027] Inder NäherungsfunktionEt ist ferner E4t(x, y)= 1 – G(σ2/N,M1t(x, y) – M1t-1(x,y)), wobei M1t(x, y) das Moment erster Ordnungder Werte It(x, y) für den Bereich Zn ist. In derPraxis könnendie Bereiche Zn fürdie NäherungsfunktionenE2t, E3t und E4t für einenPunkt mit Koordinaten (x, y) unterschiedlich sein, sie sind jedochin einem bevorzugten Beispiel identisch. Der in dem Rechengang für E4t verwendete Bereich Zn ist daher derselbewie der in dem Rechengang fürE2t und E3t verwendeteBereich Zn.
    [0028] Somitsind in einem Ausführungsbeispieldie Bereiche Zn fürn aus dem Intervall [2, 5] identisch.
    [0029] Esist zu beachten, dass das Moment erster Ordnung für einenBereich der Mittelwert des Absolutbetrags der Abweichungen an dembetreffenden Punkt fürdiesen Bereich ist.
    [0030] Mathematischerausgedrücktbedeutet dies:
    [0031] Sobalddie vier NäherungsfunktionenE1t(x, y), E2t(x,y), E3t(x, y) und E4t(x,y) ermittelt sind, wird zwischen diesen das Produkt gebildet, umMt(x, y) = Et(x,y) zu erhalten. Mt(x, y) wird für sämtlichePaare (x, y) berechnet, so dass: 0 < x <=Xmax und 0 < y <= Ymax.
    [0032] DasErgebnis von Schritt 103 für das Bild It ist eineAbbildung Mt, die jedem Punkt von It eine Bewegungserfassung Mt(x,y) zuordnet. Diese Abschätzungist in dem Intervall [0, 1] enthalten. In dieser Abbildung entsprechendie höchstenWerte Punkten, für diedie Wahrscheinlichkeit, dass eine Bewegung stattgefunden hat, amgrößten ist.Falls ein medizinisches Instrument, eine Sonde, ein Führungsinstrumentoder dgl. verwendet wird, bewegt sich diese und deren Bewegung wirddaher durch die Bewegungsnäherungsfunktionerfasst. Somit sind zumindest die medizinischen Instrumente örtlich erfasst. Außerdem decktdie Abbildung sonstige Bewegungen auf. Es ist daher möglich, dieseanderen Bewegungen zu lokalisieren, beispielsweise solche, die in Beziehungzu dem physiologischen Zyklus des Patienten stehen, an dem eineUntersuchung vorgenommen wird, bei der die verarbeiteten Bildererzeugt werden.
    [0033] Schritt 103 führt zu Schritt 104 zumErzeugen des Bildes It',das tatsächlichdas Ergebnis der Verarbeitung des Bildes It ist.Schritt 104 kombiniert das Bild It,die Abbildung Mt und ein Mittelwertfilter. Das Mittelwertfilterberechnet einen Mittelwert an einem Bereich Z1 des Bildes It. Fürjeden Punkt It(x, y) wird It'(x, y) berechnet,so dass: It'(x, y) = F(It(x, y)) = μ't(x, y) + γt(x,y)·(It(x, y) – μ't(x, y)),wobei μ't(x,y) der Mittelwert der Werte It(x, y) für den Bereichvon Punkten Z1 ist, der den Punkt mit den Koordinaten (x, y) enthält, γt einKoeffizient > 1 ist,der es ermöglicht,den Grad der Verbesserung einzubringen, wobei γ vom dem Typ γt(x,y) = 1 + α·Et(x, y) ist. In diesem Fall wird durch einVeranlassen eines Variierens von α einGewinnen einer Variation von γt ermöglicht.In der Praxis ist die Kontrastverbesserung um so größer, jegrößer derwert von α ist.Für α = 0 geschiehtkeinerlei Verbesserung. Mit α =1 wird eine Verbesserung des Kontrasts bis zu einer Verdoppelungdes Kontrasts erreicht. Dies wird visuell sehr gut wahrgenommen.In der Praxis liegen die Werte von α im Intervall [0; 3].
    [0034] Ineinem Beispiel, ist der Bereich Z1 eine Matrix mit einer Seitenlänge vonfünf Pixeln.Die Matrix ist auf den Punkt mit den Koordinaten (x, y) zentriert. Aufdiese Weise weist der Bereich Z1 für den Punkt mit den Koordinaten(x, y) die Punkte (x – 2,y – 2),(x – 2,y +2), (x + 2, y +2), (x + 2, y – 2) als Eckpunkte auf. Ineinem abgewandelten Beispiel ist es allerdings möglich, für den Bereich Z1 eine andereGeometrie als die hier vorausgehend für den Bereich Zn beschriebenezu verwenden. Die Tatsache, dass die Matrix eine Seitenlänge vonfünf Pixelnaufweist steht im Zusammenhang mit der Größe der hervorzuhebenden Objekte.Diese Objekte weisen eine Größe von dreiPixeln in dem Bild It auf. Für größere Objekte würde dieMatrix größer sein,und ihre Seitenlänge würde 7, 9oder mehr Pixel betragen.
    [0035] DieTatsache, dass die fürden Bereich Z1 verwendete Geometrie diejenige einer Matrix mit Abmessungennahe bei jenen der medizinischen Instrumente ist, ermöglicht es,die Lokalisierung nach einer Kontrastverbesserung zu verfeinern.In der Tat wird auf diese Weise lediglich der Kontrast derjenigenBereiche des Bildes It verstärkt,die einem medizinischen Instrument entsprechen.
    [0036] Ineinem Ausführungsbeispielder Erfindung ist es daher möglich,eine Kontrastverbesserung für sämtlicheBilder einer Bildfolge zu erreichen, denen wenigstens ein Bild inder Sequenz vorhergeht. Mit anderen Worten ein Ausführungsbeispieldes Verfahrens der Erfindung lässtsich auf sämtlicheBilder eine Folge mit Ausnahme des ersten Bildes der Folge anwenden.
    [0037] Ineinem Ausführungsbeispielder Erfindung wird das Mittelwertfilter ferner auf das Bild It als eine Funktion der Position in dem BildIt und der Abbildung Mt angewandt.Schritt 104 umfasst dementsprechend eine konditionelleAnalyse 105 des Bildes It. Für jedenBildpunkt It mit Koordinaten (x, y) wirdder Wert Mt(x, y) mit einem SchwellwertS verglichen (106). S ist beispielsweise gleich 0,5 +/– 20%. FallsMt(x, y) größer als S ist, wird mit Schritt 107 fortgefahren. Fallsnicht, wird die Verarbeitung mit Schritt 108 fortgesetzt.In Schritt 107 wird dem Wert It'(x, y) der bereitsbe schriebene Wert μ't(x,y) + γ(x,y)·(It(x, y) – μ't(x,y)) zugeordnet. In Schritt 108 wird dem Wert It'(x, y) der Wert It(x, y) zugeordnet. D.h. der Punkt It(x, y) wird nicht gefiltert.
    [0038] DieSchritte 107 und 108 führen zu Schritt 109,in dem ein Übergangzu dem nächstenPunkt des Bildes It erfolgt. Falls wenigstensein Punkt in dem Bild It noch nicht abgetastetist, setzt das Verfahren die Verarbeitung hinter Schritt 109 mitSchritt 106 fort. Andernfalls setzt das Verfahren die Verarbeitung hinterSchritt 109 mit Schritt 110 fort, in dem zur Verarbeitungdes nächstenBildes der Bildfolge, zu der das Bild It gehört, übergegangenwird.
    [0039] EinAusführungsbeispieldes Verfahrens ermöglichtdaher die Verarbeitung von einem oder mehreren Bildern einer Bildfolge.Das Ergebnis dieser Verarbeitung ist ein Bild mit örtlich verbessertem Kontrast,wobei die Stärkedieser Kontrasterhöhung durchdie Abbildungsfunktion der Bewegungsnäherungswerte bestimmt wird.Die Verbesserung ist daher örtlichauf Objekte beschränkt,die sich in der Bildfolge bewegen, und damit auf die von der Bedienpersonverwendeten Instrumente.
    [0040] Ineinem abgewandelten Beispiel umfasst Schritt 106 eine Untersuchungdes Kontrasts in dem Bild It. Falls It(x, y) beispielsweise heller ist als diezugehörigeunmittelbar Umgebung, d. h. falls It(x,y) beispielsweise größer istals μ't(x,y), wie es hier vorstehend definiert ist, wird an It(x,y) keine Verarbeitung ausgeführt,und Schritt 106 fährtmit Schritt 108 fort. Andernfalls fährt das Verfahren nach Schritt 106 mit Schritt 107 fort.In einer weiteren Abwandlung kann diese Untersuchung des Kontrastsvor der Berechnung von Mt(x, y) durchgeführt werden.Dementsprechend wird Mt(x, y) in Schritt 103 lediglichfür die Punktevon It berechnet, die gegenüber ihrerUmgebung einen negativen Kontrast aufweisen. Dies ist von Bedeutung,wenn darauf abgezielt wird, Objekte hervorzuheben, von denen angenommenwird, dass sie in dem Bild It dunkler sind.
    [0041] DieAusführungsbeispieledes Verfahrens sind dadurch gekennzeichnet, dass Et(x,y) das Ergebnis der Kombination von einer oder mehreren nicht weiterauflösbarenNäherungsfunktionenist.
    [0042] Fernersind die Ausführungsbeispieledes Verfahrens dadurch gekennzeichnet, dass die Kombination vonnicht weiter auflösbarenNäherungsfunktionenein Produkt ist. Ferner sind die Ausführungsbeispiele des Verfahrensdadurch gekennzeichnet, dass eine nicht weiter auflösbare NäherungsfunktionE1t einem Punkt mit Koordinaten (x, y) indem Bild It den folgenden Wert zuordnet: E1t(x, y) = 1 – G(σ2,It(x, y) – It-1(x,y)),wobei G(σ2, ϵ) als eine Funktion von ϵ gleichdem Wert der zentrierten Gaußfunktionmit einer Varianz σ2ist, wobei σ2die Varianz des fluoroskopischen Rauschens ist.
    [0043] DieAusführungsbeispieledes Verfahrens sind ferner dadurch gekennzeichnet, dass eine nicht weiterauflösbareNähe rungsfunktionE2t einem Punkt mit Koordinaten (x, y) indem Bild It den folgenden Wert zuordnet: E2t(x, y) = 1 – G(σ2/N, μt(x,y) – μt-1(x,y)),wobei G(σ2, ϵ) als eine Funktion von ϵ derWert der zentrierten GaußschenKurve mit einer Varianz σ2 ist, wobei σ2 dieVarianz des fluoroskopischen Rauschens ist, N die in Pixel angegebeneGröße eines BereichsZ2 von Punkten ist, der den Punkt mit den Koordinaten (x, y) enthält, und μt(x,y) der Mittelwert der Werte It(x, y) für den BereichZ2 ist.
    [0044] DieAusführungsbeispieledes Verfahrens sind ferner dadurch gekennzeichnet, dass eine nicht weiterauflösbareNäherungsfunktionE3t einem Punkt mit Koordinaten (x, y) indem Bild It den folgenden Wert zuordnet: E3t(x, y) = 1 – G((2·(Vt(x, y) – σ2)·σ2 + σ4)/N,Vt(x, y) – Vt-1(x,y)),wobei G(σ2, ϵ)) als eine Funktion von ϵ derWert der zentrierten GaußschenKurve mit einer Varianz σ2 ist, wobei σ2 dieVarianz des fluoroskopischen Rauschens ist, N die in Pixel angegebeneGröße eines BereichsZ3 von Punkten ist, der den Punkt mit den Koordinaten (x, y) enthält, undVt(x, y) die Varianz der Werte It(x, y) fürden Bereich Z3 ist.
    [0045] DieAusführungsbeispieledes Verfahrens sind ferner dadurch gekennzeichnet, dass eine nicht weiterauflösbareNähe rungsfunktionE4t einem Punkt mit Koordinaten (x, y) indem Bild It den folgenden Wert zuordnet: E4t(x, y) = 1 – G(σ2/N,M1t(x, y) – M1t-1(x,y)),wobei G(σ2, ϵ)), als eine Funktion von ϵ,der Wert der zentrierten GaußschenKurve mit einer Varianz σ2 ist, wobei σ2 dieVarianz des fluoroskopischen Rauschens ist, N die in Pixel angegebeneGröße eines BereichsZ4 von Punkten ist, der den Punkt mit den Koordinaten (x, y) enthält, undM1t(x, y) das Moment erster Ordnung derWerte It(x, y) für den Bereich Z4 ist.
    [0046] EinAusführungsbeispielder Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Verbessern des Kontrasts indurch röntgenologischeVorrichtungen erlangten Bildern, zu dem die Schritte gehören: Erfasseneines Bildes It zu einem nach dem Zeitpunktt-1 liegenden Zeitpunkt t, wobei die Bilder It-1 undIt demselben Raumbereich entsprechen, wobeidie Verbesserung des Kontrasts fürdas Bild It auf ein medizinisches Instrumentlokalisiert ist, wobei das medizinische Instrument in dem Bild It sichtbar ist, durch das Erzeugen einerDetektionsabbildung, die die zwischen den Zeitpunkten t-1 und tin dem Raumbereich stattgefundenen Bewegungen hervorgehoben darstellt,wobei die Detektionsabbildung dieselben Abmessungen aufweist wiedas Bild It; wobei eine Detektionsabbildungfür einBild It jedem Punkt des Bildes It einen Näherungswertder Bewegung dieses Punktes gegenüber dem Bild It-1 zuordnet,wobei dieser Näherungswertals Produkt von vier Näherungsfunktionenerhalten wird: eine erste Näherungsfunktioneinem Punkt mit Koordinaten (x, y) in dem Bild It denfolgenden Wert zuordnet: E1t(x,y) = 1 – G(σ2,It(x, y) – It-1(x,y)),wobei G(σ2, ϵ)), als eine Funktion von ϵ,der Wert der zentrierten GaußschenKurve mit einer Varianz σ2 ist, wobei σ2 dieVarianz des fluoroskopischen Rauschens ist, und It(x,y) die in dem Bild zu dem Zeitpunkt t erfasste Intensität des Punktesmit den Koordinaten (x, y) ist; eine zweite Näherungsfunktion einem Punktmit Koordinaten (x, y) in dem Bild It den folgendenWert zuordnet: E2t(x,y) = 1 – G(σ2/N, μt(x,y) – μt-1(x,y)),wobei N die in Pixel angegebene Größe eines Bereichs Z5 von Punktenist, der den Punkt mit den Koordinaten (x, y) enthält, und μt(x,y) der Mittelwert der Werte It(x, y) für den BereichZ5 ist; eine dritte Näherungsfunktioneinem Punkt mit Koordinaten (x, y) in dem Bild It denfolgenden Wert zuordnet: E3t(x,y) = 1 – G((2·(Vt(x, y) – σ2)·σ2 + σ4)/N,Vt(x, y) – Vt-1(x,y)),wobei Vt(x, y) die Varianz derWerte It(x, y) für den Bereich Z5 ist; einevierte Näherungsfunktioneinem Punkt mit Koordinaten (x, y) in dem Bild It denfolgenden Wert zuordnet: E4t(x,y) = 1 – G(σ2/N,M1t(x, y) – M1t-1(x,y)), wobei M1t(x, y) das Moment ersterOrdnung der Werte It(x, y) für den BereichZ5 ist; und der Näherungswertder Bewegung fürden Punkt mit den Koordinaten (x, y) des Bildes It dannEt(x, y) = E1t(x,y)·E2t(x, y)·E3t(x, y)·E4t(x, y) ist; die Detektionsabbildung wird verwendet,um ein verarbeitetes Bild I't hervorzubringen, das dem Bild It entspricht, mit I't(x,y) = μ't(x,y) + γt(x, y)·(It(x, y) – μ't(x,y)),wobei μ't(x,y) der Mittelwert der Werte It(x, y) für einenBereich von Punkten Z1 ist, der den Punkt mit den Koordinaten (x,y) enthält, γt einKoeffizient > 1 ist,der es ermöglicht,den Grad der Verbesserung einzubringen, wobei γ vom dem Typ γt(x,y) = 1 + α·Et(x, y) ist,und in diesem Fall durchein Veranlassen eines Variierens von α ein Gewinnen einer Variationvon γt ermöglichtwird.
    [0047] EinAusführungsbeispieldes Verfahrens ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass Zn, mit n > 1, eine quadratischeMatrix mit einer Seitenlängevon sieben Pixeln ist, die auf den Punkt mit den Koordinaten (x,y) zentriert ist.
    [0048] EinAusführungsbeispieldes Verfahrens ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass Z1 eine aufeinen Punkt mit Koordinaten (x, y) zentrierte quadratische Matrixmit einer Seitenlängevon fünfPixeln ist.
    [0049] EinAusführungsbeispieldes Verfahrens ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass: I't(x, y) = μ't(x,y) + γt(x, y)·(It(x, y) – μ't(x,y)),falls Et (x, y) > S I't(x,y) = It(x, y),falls Et(x,y) <= S, wobeiS ein Schwellwert in dem Intervall [0, 1] ist.
    [0050] EinAusführungsbeispieldes Verfahrens ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass I't(x, y) = μ't(x,y) + γt(x, y)·(It(x, y) – μ't(x,y)),falls It(x, y) dunkler als diezugehörigenumgebenden Elemente ist; I't(x, y) = It(x, y),falls dies nicht der Fall ist.
    [0051] Sichtbarkeitvon Objekten auf Röntgenbildernmittels einer Bewegungsdetektionsabbildung, die basierend auf einemzu verarbeitenden Bilde und dem diesem Bild in einer Folge von Bildernvorangehenden Bild erzeugt wird. Die Detektionsabbildung stimmtin den Abmessungen mit dem zu verarbeitenden Bild überein undordnet jedem Punkt des Bildes die Wahrscheinlichkeit zu, mit dereine Bewegung an diesem Punkt zwischen den Zeitpunkten des Akquirierensder beiden in der Verarbeitung verwendeten Bilder stattgefundenhat. Die Detektionsabbildung wird verwendet, um die Wirkung einesMittelwertfilters, das auf das zu verarbeitende Bild angewandt wird, örtlich zugewichten.
    [0052] DerFachmann kann vielfältigeModifikationen an der Struktur/dem Weg und/oder der Funktion und/oderdem Weg und/oder den Ergebnissen und/oder den Schritten für die offenbartenAusführungsbeispieleund deren äquivalenteBedeutungen vornehmen oder vorschlagen, ohne von dem Gegenstandund Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
    权利要求:
    Claims (27)
    [1] Verfahren zum Verbessern des Kontrasts in Bildern,zu dem die Schritte gehören: Erfasseneines Bildes It-1 zu einem Zeitpunkt t-1; Erfasseneines Bildes It zu einem nach dem Zeitpunkt t-1liegenden Zeitpunkt t, wobei die Bilder It-1 undIt einem gleichen Raumbereich entsprechen; Verbesserneines lokalisierten Kontrasts eines medizinischen Instruments für das BildIt, wobei das medizinische Instrument indem Bild It sichtbar ist, durch Mittel zumErzeugen einer Detektionsabbildung, die die zwischen den Zeitpunktent-1 und t in dem Raumbereich stattgefundenen Bewegungen hervorgehobendarstellt, wobei die Detektionsabbildung dieselben Abmessungen aufweistwie das Bild It; wobei die Detektionsabbildungfür einBild It einem Punkt mit Koordinaten (x,y) des Bildes It eine Zuordnung eines BewegungsnäherungswertesEt(x, y) mittels einer Bewegungsnäherungsfunktionbereitstellt, die in der Lage ist, den Wert Et(x,y), der der Näherungswertder an diesem Punkt zwischen den Zeitpunkten t-1 und t stattgefundenenBewegung ist, als eine Funktion der Inhalte der Bilder It und It-1 zu erzeugen;und Verwenden der Detektionsabbildung, um ein verarbeitetesBild I't hervorzubringen,das dem Bild It entspricht, mit I't(x, y) = μ't(x,y) + γt(x, y)·(It(x, y) – μ't(x,y)),wobei μ't(x,y) der Mittelwert der Werte It(x, y) für einenBereich von Punkten Z1 ist, der den Punkt mit den Koordinaten (x,y) enthält,wobei It(x, y) die in dem Bild zu dem Zeitpunktt erfasste Intensitätdes Punktes mit den Koordinaten (x, y) ist, und γt einKoeffizient > 1 ist,der es ermöglicht,den Grad der Verbesserung einzubringen, wobei γ vom dem Typ γt(x, y)= 1 + α·Et(x, y) ist, und in diesem Fall ein Veranlasseneines Variierens von α einGewinnen einer Variation von γt ermöglicht.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Et(x,y) das Ergebnis der Kombination einer oder mehrerer nicht weiterauflösbarerNäherungsfunktionenist.
    [3] Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Kombinationvon nicht weiter auflösbarenNäherungsfunktionenein Produkt ist.
    [4] Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem eine nichtweiter auflösbareNäherungsfunktionE1t einem Punkt mit Koordinaten (x, y) indem Bild It den folgenden Wert zuordnet: E1t(x, y) = 1 – G(σ2,It(x, y) – It-1(x,y)), wobei G(σ2, ϵ) als eine Funktion von ϵ gleichdem Wert der zentrierten Gaußfunktionmit einer Varianz σ2 ist, wobei σ2 dieVarianz des fluoroskopischen Rauschens ist.
    [5] Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem eine nichtweiter auflösbareNäherungsfunktionE2t einem Punkt mit Koordinaten (x, y) indem Bild It den folgenden Wert zuordnet: E2t(x, y) = 1 – G(σ2/N, μt(x,y) – μt-1(x,y)),wobei G(σ2, ϵ) als eine Funktion von ϵ derWert der zentrierten GaußschenKurve mit einer Varianz σ2 ist, wobei σ2 dieVarianz des fluoroskopischen Rauschens ist, N die in Pixel angegebeneGröße eines BereichsZ2 von Punkten ist, der den Punkt mit den Koordinaten (x, y) enthält, und μt(x,y) der Mittelwert der Werte It(x, y) für den BereichZ2 ist.
    [6] Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem eine nichtweiter auflösbareNäherungsfunktionE3t einem Punkt mit Koordinaten (x, y) indem Bild It den folgenden Wert zuordnet: E3t(x, y) = 1 – G((2·(Vt(x, y) – σ2)·σ2 + σ4)/N,Vt(x, y) – Vt-1(x,y)),wobei G(σ2, ϵ)) als eine Funktion von ϵ derWert der zentrierten GaußschenKurve mit einer Varianz σ2 ist, wobei σ2 dieVarianz des fluoroskopischen Rauschens ist, N die in Pixel angegebeneGröße eines BereichsZ3 von Punkten ist, der den Punkt mit den Koordinaten (x, y) enthält, undVt(x, y) die Varianz der Werte It(x, y) fürden Bereich Z3 ist.
    [7] Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem eine nichtweiter auflösbareNäherungsfunktionE4t einem Punkt mit Koordinaten (x, y) indem Bild It den folgenden Wert zuordnet: E4t(x, y) = 1 – G(σ2/N,M1t(x, y) – M1t-1(x,y))wobei G(σ2, ϵ)), als eine Funktion von ϵ,der Wert der zentrierten GaußschenKurve mit einer Varianz σ2 ist, wobei σ2 dieVarianz des fluoroskopischen Rauschens ist, N die in Pixel angegebeneGröße eines BereichsZ4 von Punkten ist, der den Punkt mit den Koordinaten (x, y) enthält, undM1t(x, y) das Moment erster Ordnung derWerte It(x, y) für den Bereich Z4 ist.
    [8] Verfahren zum Verbessern des Kontrasts in Bildern,zu dem die Schritte gehören: Erfasseneines Bildes It-1 zu einem Zeitpunkt t-1; Erfasseneines Bildes It zu einem nach dem Zeitpunkt t-1liegenden Zeitpunkt t, wobei die Bilder It-1 undIt demselben Raumbereich entsprechen; Verbesserneines lokalisierten Kontrasts eines medizinischen Instruments für das BildIt, wobei das medizinische Instrument indem Bild It sichtbar ist, durch die Erzeugungzum Herstellen einer Detektionsabbildung, in der die Bewegungen,die in dem Raumbereich zwischen den Zeitpunkten t-1 und t stattgefundenhaben, hervorgehoben dargestellt sind, und die Detektionsabbildungdieselben Abmessungen aufweist wie das Bild It; wobeidie Detektionsabbildung fürein Bild It eine Zuordnung mit jedem Punktdes Bildes It bereitstellt, nämlich einenNäherungswertder Bewegung dieses Punktes gegenüber dem Bild It-1,wobei dieser Näherungswertals Produkt von vier Näherungsfunktionen erhaltenwird: eine erste Näherungsfunktionordnet einem Punkt mit Koordinaten (x, y) in dem Bild It denfolgenden Wert zu: E1t(x,y) = 1 – G(σ2,It(x, y) – It-1(x,y)),wobei G(σ2, ϵ)), als eine Funktion von ϵ,der Wert der zentrierten GaußschenKurve mit einer Varianz σ2 ist, wobei σ2 dieVarianz des fluoroskopischen Rauschens ist, und It(x,y) die in dem Bild zu dem Zeitpunkt t erfasste Intensität des Punktesmit den Koordinaten (x, y) ist; eine zweite Näherungsfunktionordnet einem Punkt mit Koordinaten (x, y) in dem Bild It denfolgenden Wert zu: E2t(x,y) = 1 – G(σ2/N, μt(x,y) – μt-1(x,y)),wobei N die in Pixel angegebene Größe eines Bereichs Z5 von Punktenist, der den Punkt mit den Koordinaten (x, y) ent hält, und μt(x,y) der Mittelwert der Werte It(x, y) für den BereichZ5 ist; eine dritte Näherungsfunktionordnet einem Punkt mit Koordinaten (x, y) in dem Bild It denfolgenden Wert zu: E3t(x,y) = 1 – G((2·(Vt(x, y) – σ2)·σ2 + σ4)/N,Vt (x, y) – Vt-1(x,y)),wobei Vt(x, y) die Varianz derWerte It(x, y) für den Bereich Z5 ist; einevierte Näherungsfunktionordnet einem Punkt mit Koordinaten (x, y) in dem Bild It denfolgenden Wert zu: E4t(x,y) = 1 – G(σ2/N,M1t(x, y) – M1t-1(x,y)),wobei M1t(x, y) das Moment ersterOrdnung der Werte It(x, y) für den BereichZ5 ist; und der Näherungswertder Bewegung fürden Punkt mit den Koordinaten (x, y) des Bildes It dannist: Et(x, y) = E1t(x, y)·E2t(x, y)·E3t(x, y)·E4t(x, y); undVerwenden der Detektionsabbildung,um ein verarbeitetes Bild I't zu erzeugen, das dem Bild It entspricht,mit I't(x, y) = μ't(x,y) + γt(x, y)·(It(x, y) – μ't(x,y)), wobei μ't(x,y) der Mittelwert der Werte It(x, y) für einenBereich von Punkten Z1 ist, der den Punkt mit den Koordinaten (x,y) enthält, γt einKoeffizient > 1 ist,der es ermöglicht,den Grad der Verbesserung einzubringen, wobei γ vom dem Typ γt(x,y) = 1 + α·Et(x, y) ist, und in diesem Fall ein Veranlasseneines Variierens von α einGewinnen einer Variation von γt ermöglicht.
    [9] Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, bei dem Zn, mitn > 1, eine quadratischeMatrix mit einer Seitenlängevon sieben Pixeln ist, die auf den Punkt mit den Koordinaten (x,y) zentriert ist.
    [10] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem Z1 eineauf einen Punkt mit Koordinaten (x, y) zentrierte quadratische Matrixmit einer Seitenlängevon fünfPixeln ist.
    [11] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem gilt: I't(x, y) = μ't(x,y) + γt(x, y)·(It(x, y) – μ't(x,y)),falls Et(x, y) > S I't(x,y) = It(x, y),falls Et(x,y) <= S, wobeiS ein Schwellwert in dem Intervall [0, 1] ist.
    [12] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem gilt. I't(x, y) = μ't(x,y) + γt(x, y)·(It(x, y) – μ't(x,y)), falls It(x, y) dunkler ist alsdie unmittelbare Umgebung; I't(x, y) = It(x, y),falls dies nicht der Fall ist.
    [13] Vorrichtung zum Verbessern des Kontrasts in Bildern,zu der gehören: Mittel(301) zum Erfassen eines Bildes It-1 zueinem Zeitpunkt t-1; Mittel (301) zum Erfassen einesBildes It zu einem nach dem Zeitpunkt t-1liegenden Zeitpunkt t, wobei die Bilder It-1 undIt demselben Raumbereich entsprechen; Mittelzum Verbessern eines lokalisierten Kontrasts eines medizinischenInstruments fürdas Bild It, wobei das medizinische Instrumentin dem Bild It sichtbar ist, durch Mittelzum Erzeugen einer Detektionsabbildung, die die zwischen den Zeitpunktent-1 und t in dem Raumbereich stattgefundenen Bewegungen hervorgehobendarstellt, wobei die Detektionsabbildung dieselben Abmessungen aufweistwie das Bild It; wobei die Detektionsabbildungfür einBild It einem Punkt mit Koordinaten (x,y) des Bildes It eine Zuordnung eines BewegungsnäherungswertesEt(x, y) mittels einer Bewegungsnäherungsfunktionbereitstellt, die in der Lage ist, den Wert Et(x,y), der der Näherungswertder an diesem Punkt zwischen den Zeitpunkten t-1 und t stattgefundenenBewegung ist, als eine Funktion der Inhalte der Bilder It und It-1 zu erzeugen;und Mittel zum Verwenden der Detektionsabbildung, um ein verarbeitetesBild I't zuerzeugen, das dem Bild It entspricht, mit I't(x, y) = μ't(x,y) + γt(x, y)·(It(x, y) – μ't(x,y)),wobei μ't(x,y) der Mittelwert der Werte It(x, y) für einenBereich von Punkten Z1 ist, der den Punkt mit den Koordinaten (x,y) enthält,wobei It(x, y) die in dem Bild zu dem Zeitpunktt erfasste Intensitätdes Punktes mit den Koordinaten (x, y) ist und γt einKoeffizient > 1 ist,der es ermöglicht,den Grad der Verbesserung einzubringen, wobei γ vom dem Typ γt(x, y)= 1 + α·Et(x, y) ist, und in diesem Fall durch einVeranlassen eines Variierens von α einGewinnen einer Variation von γt ermöglichtwird.
    [14] Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der Et(x,y) das Ergebnis der Kombination einer oder mehrerer nicht weiterauflösbarerNäherungsfunktionenist.
    [15] Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Kombinationvon nicht weiter auflösbarenNäherungsfunktionenein Produkt ist.
    [16] Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, bei der einenicht weiter auflösbareNäherungsfunktion E1t einem Punkt mit Koordinaten (x, y) in demBild It den folgenden Wert zuordnet: E1t(x, y) = 1 – G(σ2,It(x, y) – It-1(x,y)), wobei G(σ2, ϵ), als eine Funktion von ϵ,gleich dem Wert der zentrierten Gaußfunktion mit einer Varianz σ2 ist,wobei σ2 die Varianz des fluoroskopischen Rauschensist.
    [17] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei der einenicht weiter auflösbareNäherungsfunktionE2t einem Punkt mit Koordinaten (x, y) in demBild It den folgenden Wert zuordnet: E2t(x, y) = 1 – G(σ2/N, μt(x,y) – μt-1(x,y)),wobei G(σ2, ϵ), als eine Funktion von ϵ,der Wert der zentrierten GaußschenKurve mit einer Varianz σ2 ist, wobei σ2 dieVarianz des fluoroskopischen Rauschens ist, N die in Pixel angegebeneGröße eines BereichsZ2 von Punkten ist, der den Punkt mit den Koordinaten (x, y) enthält, und μt(x,y) der Mittelwert der Werte It(x, y) für den BereichZ2 ist.
    [18] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bei der einenicht weiter auflösbareNäherungsfunktionE3t einem Punkt mit Koordinaten (x, y) in demBild It den folgenden Wert zuordnet: E3t(x, y) = 1 – G((2·(Vt(x, y) – σ2)·σ2 + σ4)/N,Vt(x, y) – Vt-1(x,y)),wobei G(σ2, ϵ)), als eine Funktion von ϵ,der Wert der zentrierten GaußschenKurve mit einer Varianz σ2 ist, wobei σ2 dieVarianz des fluoroskopischen Rauschens ist, N die in Pixel angegebeneGröße eines BereichsZ3 von Punkten ist, der den Punkt mit den Koordinaten (x, y) enthält, undVt(x, y) die Varianz der Werte It(x, y) fürden Bereich Z3 ist.
    [19] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, bei der einenicht weiter auflösbareNäherungsfunktionE4t einem Punkt mit Koordinaten (x, y) in demBild It den folgenden Wert zuordnet: E4t(x, y) = 1 – G(σ2/N,M1t(x, y) – M1t-1(x,y)),wobei G(σ2, ϵ)), als eine Funktion von ϵ,der Wert der zentrierten GaußschenKurve mit einer Varianz σ2 ist, wobei σ2 dieVarianz des fluoroskopischen Rauschens ist, N die in Pixel angegebeneGröße eines BereichsZ4 von Punkten ist, der den Punkt mit den Koordinaten (x, y) enthält, undM1t(x, y) das Moment erster Ordnung derWerte It(x, y) für den Bereich Z4 ist.
    [20] Vorrichtung zum Verbessern des Kontrasts in Bildern,zu der gehören: Mittelzum Erfassen eines Bildes It-1 zu einemZeitpunkt t-1; Mittel zum Erfassen eines Bildes It zueinem nach dem Zeitpunkt t-1 liegenden Zeitpunkt t, wobei die BilderIt-1 und It demselbenRaumbereich entsprechen; Mittel zum Verbessern eines lokalisiertenKontrasts eines medizinischen Instruments für das Bild It,wobei das me dizinische Instrument in dem Bild It sichtbar ist,durch die Erzeugung zum Herstellen einer Detektionsabbildung, diedie zwischen den Zeitpunkten t-1 und t in dem Raumbereich stattgefundenenBewegungen hervorgehoben darstellt, wobei die Detektionsabbildungdieselben Abmessungen aufweist wie das Bild It; wobeidie Detektionsabbildung fürein Bild It eine Zuordnung mit jedem Punktdes Bildes It bereitstellt, nämlich einenNäherungswertder Bewegung dieses Punktes gegenüber dem Bild It-1,wobei dieser Näherungswertals Produkt von vier Näherungsfunktionen erhaltenwird: eine erste Näherungsfunktioneinem Punkt mit Koordinaten (x, y) in dem Bild It denfolgenden Wert zuordnet: E1t(x,y) = 1 – G(σ2,It(x, y) – It-1(x,y)),wobei G(σ2, ϵ)), als eine Funktion von ϵ,der Wert der zentrierten GaußschenKurve mit einer Varianz σ2 ist, wobei σ2 dieVarianz des fluoroskopischen Rauschens ist, und It(x,y) die in dem Bild zu dem Zeitpunkt t erfasste Intensität des Punktesmit den Koordinaten (x, y) ist; eine zweite Näherungsfunktioneinem Punkt mit Koordinaten (x, y) in dem Bild It denfolgenden Wert zuordnet: E2t(x,y) = 1 – G(σ2/N, μt(x,y) – μt-1(x,y)), wobei N die in Pixel angegebene Größe eines Bereichs Z5 von Punktenist, der den Punkt mit den Koordinaten (x, y) enthält, und μt(x,y) der Mittelwert der Werte It(x, y) für den BereichZ5 ist; eine dritte Näherungsfunktioneinem Punkt mit Koordinaten (x, y) in dem Bild It denfolgenden Wert zuordnet: E3t(x,y) = 1 – G((2·(Vt(x, y) – σ2)·σ2 + σ4)/N,Vt (x, y) – Vt-1(x,y)),wobei Vt(x, y) die Varianz derWerte It(x, y) für den Bereich Z5 ist; einevierte Näherungsfunktionordnet einem Punkt mit Koordinaten (x, y) in dem Bild It denfolgenden Wert zu: E4t(x,y) = 1 – G(σ2/N,M1t(x, y) – M1t-1(x,y))wobei M1t(x, y) das Moment ersterOrdnung der Werte It(x, y) für den BereichZ5 ist; und der Näherungswertder Bewegung fürden Punkt mit den Koordinaten (x, y) des Bildes It dannist: Et(x, y) = E1t(x, y)·E2t(x, y)·E3t(x, y)·E4t(x, y); undMittel zum Verwenden derDetektionsabbildung, um ein verarbeitetes Bild I't zu erzeugen,das dem Bild It entspricht, mit I't(x, y) = μ't(x,y) + γt(x, y)·(It(x, y) – μ't(x,y)),wobei μ't(x,y) der Mittelwert der Werte It(x, y) für einenBereich von Punkten Z1 ist, der den Punkt mit den Koordinaten (x,y) enthält, γt einKoeffizient > 1 ist,der es ermöglicht,den Grad der Verbesserung einzubringen, wobei γ vom dem Typ γt(x,y) = 1 + α·Et(x, y) ist, und in diesem Fall einVeranlassen eines Variierens von α einGewinnen einer Variation von γt ermöglicht.
    [21] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, bei der Zn,mit n > 1, eine quadratischeMatrix mit einer Seitenlängevon sieben Pixeln ist, die auf den Punkt mit den Koordinaten (x,y) zentriert ist.
    [22] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, bei der Z1 eineauf einen Punkt mit Koordinaten (x, y) zentrierte quadratische Matrixmit einer Seitenlängevon fünfPixeln ist.
    [23] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, bei der: I't(x, y) = μ't(x,y) + γt(x, y)·(It(x, y) – μ't(x,y)),falls Et(x, y) > S I't(x,y) = It(x, y),falls Et(x,y) <= S, wobeiS ein Schwellwert in dem Intervall [0, 1] ist.
    [24] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, bei der I't(x, y) = μ't(x,y) + γt(x, y)·(It(x, y) – μ't(x,y)),falls It(x, y) dunkler ist alsdie unmittelbare Umgebung; I't (x, y) = It(x, y),falls dies nicht der Fall ist.
    [25] Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 13 bis24, wobei die Vorrichtung eine Röntgenvorrichtungumfasst.
    [26] Rechnerprogramm, das Programmcodemittel aufweist,die bei einer Ausführungauf einem Rechner die Schritte gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis12 ausführen.
    [27] Rechnerprogramm auf einem Speichermedium, das Programmkodeträgt,der bei Ausführungauf einem Rechner die Schritte gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis12 ausführt.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JP2004357296A|2004-12-16|
    FR2855638A1|2004-12-03|
    FR2855638B1|2005-11-11|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2009-03-26| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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