金属伪影校正算法的自适应应用制造技术

一种针对图像伪影来校正图像的装置和方法。初始图像由图像伪影校正器(190)校正。如此校正的样本校正图像与所述初始图像进行比较以获得关于校正动作的信息。之后所述校正动作由控制器(140)自适应地重新应用以获得改进的经校正的图像，由此确保先前存在的伪影被去除，并且新伪影的产生得以避免。

Adaptive application of metal artifact correction algorithm

Device and method for correcting image for image artifact. The initial image is corrected by an image artifact corrector (190). A sample correcting image so corrected is compared with the initial image to obtain information about the correction action. The correction action is then adaptively re applied by the controller (140) to obtain an improved corrected image, thereby ensuring that the preexisting artifact is removed, and that the generation of the new artifact is avoided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属伪影校正算法的自适应应用
本专利技术涉及一种用于针对图像伪影校正图像的装置，一种针对图像伪影校正图像的方法，一种用于针对图像伪影校正图像的医学图像处理系统，一种计算机程序产品，以及一种计算机可读介质。
技术介绍
金属植入物或其他高密度部分经常会导致CT图像中的图像伪影。在大多数情况下减少图像伪影的金属伪影减少(MAR)算法是已知的。一种MAR算法可从US7991243中获知。然而，仍然存在这样的问题，即使目前已知的最佳算法也偶然地产生新伪影。
技术实现思路
因此，需要改进图像伪影减少算法。本专利技术的目的是通过独立权利要求的主题解决的，其中进一步的实施例被包含在从属权利要求中。应当注意，下面描述的各方面也适用于针对图像伪影校正图像的方法、针对图像伪影校正图像的医学图像处理系统、计算机程序产品以及计算机可读介质。根据一个方面，提供一种用于针对伪影校正图像的装置。所述装置包括用于接收初始图像的输入单元，用于处理所述图像以进行校正的处理单元，以及用于输出所述初始图像的经校正的版本的输出单元。所述处理单元包括校正采样器，所述校正采样器被配置为将所述初始图像转发到伪影校正器并从那里接收经校正的图像的样本。样本图像是由所述伪影校正器对所述初始图像应用的校正动作的结果。所述处理单元还包括比较器，所述比较器被配置为比较所述初始图像和经校正的样本图像以便建立表示所述伪影校正器对所述初始图像的所述校正动作的校正器图像。所述处理单元还包括伪影校正控制器，所述伪影校正控制器被配置为将各自的校正动作以加权方式自适应地重新应用于所述初始图像中的多个图像点中的任意一个。针对每个图像点的用于对校正动作进行加权的权重或权重因子与该图像点周围的邻域中的图像信息能由所述校正器图像中的对应邻域中的对应图像信息补偿的程度相关。之后，被如此自适应地重新校正的初始图像由所述输出单元输出为所述经校正的图像。换言之，所述校正动作由所述控制器自适应地重新应用以获得改进的最终经校正的图像，由此确保先前存在的伪影被去除，并且新伪影的产生得以避免。所述装置允许应用实施已知的金属伪影减少(MAR)算法的现有的伪影校正器。所述装置能够作为“附加件(add-on)”添加到现有MAR系统上。所述装置是“元图像伪影校正器(meta-image-artifactcorrector)”，因为其会检查由现有MAR系统输出的校正结果，并且之后通过使用校正器图像作为“路线图(roadmap)”自适应地重新应用校正动作来改进校正结果。所述校正器图像记录现有MAR系统对用于初始图像的校正动作的估计。所述装置以“双”自适应的方式(即在定量和空间意义上)起作用：控制器确定在何处，即在初始图像中的哪些图像点处，要应用估计的校正动作，以及在该区域要应用多少校正动作，即衰减或放大多少。所述装置以两阶段的方式工作：在第一，样本轮次(samplerun)中，伪影校正器被全局应用于初始图像以获得样本经校正的图像，并因此收集关于该算法对初始图像的校正动作的信息。校正动作被记录在校正器图像中。使用校正器图像，记录于其中的校正动作在第二，最终轮次中被自适应且选择性地应用，但这次校正动作仅被局部应用于这样的图像区域：在所述图像区域中，“校正图像”显示也存在于原始的初始图像中的特征。所述控制器在邻域方向起作用。以图像平面的先前定义的区域(其可以包括对于图像帧周围的边界区域而言安全的整个图像平面)中的每个图像点为中心，定义了子区域或邻域(“补片(patch)”)。之后该补片被映射到校正器图像以定义与初始图像邻域相对应的校正器图像邻域，以便为每个图像点获得一对邻域。补偿程度(以下称为“程度”)测量两个邻域中的图像信息彼此补偿或相互抵消的适当性(suitability)。该程度或与该程度相关联的校正权重指示图像信息在该对邻域上为镜像的或相似的程度(extent)。如此，该程度是各自的初始图像邻域和校正器图像邻域对中的每个的属性。因为邻域是彼此对应的，所以任一邻域都能够认为“具有”该程度。邻域的高补偿程度或能力导致校正动作的维持或甚至放大(理想情况下如果伪影被完全补偿或抵消则为非衰减的，即权重或衰减因子接近“1”)，而低补偿程度或能力导致衰减或完全消除，其权重因子的绝对值小于1或甚至接近零。换言之，补偿程度越高，各自的中心图像点处的校正动作的放大越高，并且补偿程度越低，各自的中心图像点处的校正动作的衰减越高。图像伪影是由这样的局部像素模式定义的图像特征：所述局部像素模式预期还在校正图像中显示，尽管是以相反的像素或体素强度的形式，使得该伪影能够在将校正图像自适应地应用到初始图像之后被补偿或抵消。所有MAR算法都能够按照这样的方式被制定出：即存在遭受金属伪影的初始图像，而算法创建了将被添加到初始图像的校正器图像。所述装置因此可以用于不明确遵循此形式而是直接创建经校正的图像的MAR算法。在一个实施例中，计算经校正得到图像与原始图像之间的差异，并且将该差异用作校正器图像。所述装置实现了这样的理念：将校正图像“局部”应用于其补偿伪影的区域中但避免其将创建新伪影的应用。所述装置允许通过使用补偿程度的概念在这两种情况之间进行区分。根据一个实施例，权重是使用针对由每个中心初始图像点的邻域对形成的组合图像信息的熵度量来计算的。根据一个备选实施例，计算邻域对中的每个对中的图像信息之间的统计相关系数。根据一个实施例，所述控制器被配置为调整针对校正器图像邻域的先前设置的默认尺寸，直到校正器图像邻域中的图像信息的熵超过预定阈值。动态调整(以像素数或体素数量来测量的)邻域尺寸允许牵制算法的运行时间，因为运行时间会随邻域尺寸增大而增加。选择阈值熵值允许平衡运行时间的大小：由于小邻域中缺少图像信息或结构，对于过小的邻域尺寸，熵成本函数可能会变得相当平坦。然而，过大的邻域在计算上是过量的，这进一步阻碍了存在于小区域中的伪影的适当校正。所述装置通过考虑邻域中的图像结构来选择合适的邻域尺寸，其中，“结构”是由熵函数测量的，其中，图像的熵优选被定义为在该邻域中的灰度值的归一化直方图的熵。如果校正图像在邻域中是相当平坦的，则像素灰度值直方图是高度峰化的，并具有高的熵。使用熵作为结构度量，这意味着大邻域应该被选择。另一方面，如果校正图像在邻域中具有细小条纹，则直方图显示出几个峰并具有较低的熵。因此，较小的邻域能够被选择。应当理解，所述装置也可以用于不同于MAR的伪影校正算法。伪影不一定由“金属”部分造成，而可能由任何其他高辐射衰减部分引起。所述装置可以用于任何图像伪影校正器，不管是什么导致了图像伪影，或不管现有伪影校正器潜在的具体算法是什么。在一个备选的装置外实施例中，所述控制器控制在远程伪影控制器处产生最终经校正的图像。定义放大校正动作包括将校正动作维持为在单个给定的图像点由MAR所提供的校正动作，在这种情况中权重至少等于单位量。衰减校正动作包括消除在单个给定的图像点处的校正权重，在这种情况下权重大约为零。图像应被广泛地解释为保存数值数据项目的至少2维阵列、矩阵或类似的数据结构，每个数值数据项目都可由至少二维的坐标i，j寻址。图像信息或特征是由横跨构成图像平面中的补片或区域的像素的具体像素值分布给定的具体像素值模式。附图说明现在将参考本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于针对伪影来校正图像的装置，所述装置包括：输入单元(105)，其用于接收初始图像；处理单元(110)，其用于处理所述图像以进行校正；输出单元(150)，其用于输出所述初始图像的经校正的版本；所述处理单元包括：校正采样器(120)，其被配置为将所述初始图像转发到伪影校正器，并从那里接收经校正的图像的样本，样本图像是由所述伪影校正器对所述初始图像应用的校正动作的结果；比较器(130)，其被配置为比较所述初始图像和经校正的样本图像以便建立表示所述伪影校正器对所述初始图像的所述校正动作的校正器图像；伪影校正控制器(140)，其被配置为将各自的校正动作以加权方式自适应地重新应用于所述初始图像中的多个图像点中的任意一个，针对每个图像点的用于对所述校正动作进行加权的权重与该图像点周围的邻域中的图像信息能由所述校正器图像中的对应邻域中的对应图像信息补偿的程度相关，所述输出单元被配置为输出被如此自适应地重新校正的初始图像作为所述经校正的图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.08 US 61/556,8591.一种用于针对伪影来校正图像的装置，所述装置包括：输入单元(105)，其用于接收初始图像；处理单元(110)，其用于处理所述图像以进行校正；输出单元(150)，其用于输出所述初始图像的经校正的版本；所述处理单元包括：校正采样器(120)，其被配置为将所述初始图像转发到伪影校正器，并从那里接收经校正的图像的样本，样本图像是由所述伪影校正器对所述初始图像应用的校正动作的结果；比较器(130)，其被配置为比较所述初始图像和经校正的样本图像以便建立表示所述伪影校正器对所述初始图像的所述校正动作的校正器图像；伪影校正控制器(140)，其被配置为将各自的校正动作以加权方式自适应地重新应用于所述初始图像中的多个图像点中的任意一个，针对每个图像点的用于对所述校正动作进行加权的权重与该图像点周围的邻域中的图像信息能由所述校正器图像中的对应邻域中的对应图像信息补偿的程度相关，所述输出单元被配置为输出被如此自适应地重新校正的初始图像作为所述经校正的图像。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述权重是依赖于邻域的并且指示补偿程度，所述权重在任何给定图像点处衰减或放大所述校正动作，所述衰减与所述补偿程度相反地变化，并且所述放大直接随所述补偿程度变化。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述控制器(140)被配置为计算所述权重以针对每个邻域将来自各自的初始图像邻域和对应的校正器图像邻域两者的图像信息的组合的熵最小化。4.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述控制器(140)被配置为根据各自的初始图像邻域中的图像信息与对应的校正器图像邻域中的对应图像信息之间的统计相关系数来针对每个邻域计算所述权重。5.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述对应校正器图像邻域的尺寸被所述控制器设置为默认尺寸，所述控制器被配置为调整所述尺寸直到默认的对应校正器图像邻域中的图像信息的熵超过预定阈值。6.一种针对伪影校正图像的方法，所述方法包括：接收(S305)初始图像；将所述初始图像转发(S310)到伪影校正器，并从那里接收经校正的图像的样本，样本图像是由所述伪影校正器应用到所述初始图像的校...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·克勒，B·J·布伦德尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL