DE3441165C2 - Einrichtung zum Verstärken digitaler fluorographischer Bilder - Google Patents
Einrichtung zum Verstärken digitaler fluorographischer BilderInfo
- Publication number
- DE3441165C2 DE3441165C2 DE3441165A DE3441165A DE3441165C2 DE 3441165 C2 DE3441165 C2 DE 3441165C2 DE 3441165 A DE3441165 A DE 3441165A DE 3441165 A DE3441165 A DE 3441165A DE 3441165 C2 DE3441165 C2 DE 3441165C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- frequency
- data
- edges
- noise
- interest
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Revoked
Links
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 title claims 2
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 25
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 14
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 claims description 13
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000002583 angiography Methods 0.000 description 1
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 1
- 210000001736 capillary Anatomy 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000009206 nuclear medicine Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000001454 recorded image Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- G06T5/70—
-
- G06T5/73—
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10116—X-ray image
- G06T2207/10121—Fluoroscopy
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/20—Special algorithmic details
- G06T2207/20172—Image enhancement details
- G06T2207/20192—Edge enhancement; Edge preservation
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1. Auf dem Gebiet der
digitalen Fluorographie-Abbildung richtet sich das Hauptinteresse
auf die Angiographie, d. h. auf Blutgefäße einschließlich
Adern, Kapillaren und Arterien. Die langen Ränder der
Blutgefäße in derartigen Bildern verlaufen nicht geradlinig,
sondern mäanderförmig. Die Blutgefäße in solchen Bildern sind
Linien, die sich häufig ohne Mäanderform nur über eine Länge
von etwa zwei Bildelementen erstrecken.
Hierbei werden unter "interessierenden Daten" die Amplitudendaten
von Rändern mit einer endlichen linearen Dimension von
mindestens zwei Bildelementen, als "nicht interessierende
Daten" die Amplitudendaten von Rändern, die keine solche
endliche lineare Dimension haben, verstanden. Somit sind
Blutgefäße interessierende Teile, und aufgrund der Mäanderform
ist die Strecke von zwei Bildelementen eine brauchbare
Definition einer langen Dimension und eine vernünftige
Definition der Blutgefäße.
Bei Einrichtungen der der Erfindung zugrundeliegenden Art
sind die interessierenden Daten hauptsächlich Ausdrücke mit
langen Rändern, d. h. die Bilder von Blutgefäßen. Die digitale
Bildverstärkung ist zwar seit längerer Zeit aus dem Entwicklungsstadium
herausgewachsen, es bleiben jedoch noch immer
eine Reihe von schwierigen Problemen ungelöst. Einige dieser
Probleme scheinen eingeprägter Art und deshalb unlösbar zu
sein. Beispielsweise enthalten die Bilddaten auf Teilen der
zu untersuchenden Objekte, die von Interesse sind, Teile der
Objekte, die nicht von Interesse sind, sowie Rauschen. In der
digitalen Fluorographie weisen die Bilder Daten des interessierenden
Gefäßsystems auf. Ferner sind Daten über Teile des
nicht interessierenden Körpers wie auch ein Rauschen in den
Bildern vorhanden. Die Bilder werden durch Filterungs- und
Subtraktionstechniken verstärkt, die so ausgelegt sind, daß
sie aus den Bildern die Teile der nicht interessierenden
Anatomie des Patienten entfernen, das Signal-Rausch-Verhältnis
verbessern, und die Umrisse der interessierenden Teile
der Anatomie verstärken. Das Entfernen der nicht interessierenden
Teile der Anatomie des Patienten aus dem Bild erfolgt
durch Subtraktion oder durch temporäre Filterung. Das
Resultat sind Bilder, in denen die interessierenden Daten
hauptsächlich lange Ausdrücke und Rauschen aufweisen. Die
Verstärkung der Umrisse der interessierenden Teile der
Anatomie ergibt somit eine Verstärkung der langen Ränder. Die
Übergänge werden durch Hochpaßfilter verstärkt, so daß die
Verwendung eines Hochpaßfilters in einem Bild sowohl die
Ränder oder Umrisse der Objekte wie auch das Rauschen
verstärkt. Während der Informationsgehalt eines Bildes mit
zunehmenden Frequenzen abnimmt, ist der "Rauschgehalt" des
"weißen" Rauschens, z. B. Quantenrauschens (Photonenzählfehler)
bei eindimensionalen Frequenzen konstant und steigt bei
zweidimensionalen Frequenzen der Bilder linear an. Somit
werden die Verstärkungsfilter im allgemeinen bei bestimmten
Frequenzen "gekappt", um eine Zunahme des Rauschens hoher
Frequenz zu vermeiden, wenn nur eine geringe oder keine
Information vorhanden ist.
Es ist bekannt, daß das Frequenzansprechen von "Punkten" und
"Linien" in sich unterschiedlich ist. Somit ist das Ansprechen
von "Punkten" und "Linien" auf die gleichen Filter
verschieden. Beispielsweise ist bei "Gauß'schen" Tiefpaßfiltern
die Grenzfrequenz von "Punkten" niedriger als die
Grenzfrequenz von "Linien". Auch ist die abfallende Neigung
des Filteransprechens auf "Punkte" steiler als die abfallende
Neigung des Filteransprechens auf "Linien". Bestimmte Arten
von Hochpaßfiltern, z. B. die "Gradientenquadrierfilter"
zeigen unterschiedliches Ansprechverhalten auf "Punkte" und
auf "Linien". Hier nimmt das Ansprechen auf "Punkte" linear
mit einer größeren Steigung gegenüber der Frequenz zu als
dies bei Ansprechen auf "Linien" der Fall ist.
Bisher sind die Filter nicht so speziell ausgelegt und
zugeschnitten, daß sie zwischen "Punkten" (die im allgemeinen
Rauschen enthalten) und langen "Linien" oder Rändern unabhängig
von der Orientierung der Ränder unterscheiden. Es ist
möglich, die Filter feinabzustimmen, um die Parameter zu
optimieren, so daß die Punkte herausgefiltert werden und das
Signal/Rausch-Verhältnis der langen Ränder verstärkt wird.
Eine derartige Filteroptimierung ist bei bekannten Filtern,
die derzeit bei digitalen fluorographischen Einrichtungen
verwendet werden, nicht bekannt.
Generell ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt, eine
"bestimmte Frequenz" zu verwenden, und die Filtervorrichtung
gezielt auszulegen, um diese "bestimmte Frequenz" zu beeinflussen.
Die "bestimmte Frequenz" ist dabei die Frequenz, bei
der die mittlere Amplitude des Rauschens gleich der mittleren
Amplitude der Blutgefäße ist. Was aus dem Stand der Technik
bekannt ist, sind Abbildungssysteme, die sowohl die Amplituden
von Linien wie auch die von Punkten reduzieren.
Aus der US-PS 46 18 990 ist ein Verfahren zur Verwendung von
Filtern für die Verstärkung der Ränder bekannt, bei dem
insbesondere ein reguläres Bandpaßfilter zur Verstärkung der
Ränder und zur Schwächung des Rauschens verwendet wird, das
nicht innerhalb der Bandbreite des Filters liegt. Das
Rauschen wird hierbei nicht innerhalb des Bandes geschwächt.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, die gattungsgemäße
Einrichtung in der Weise auszugestalten, daß Filter bei
digitalen fluorographischen Einrichtungen, die optimierte
Parameter besitzen, so auszugestalten, daß die "Punkte"
gedämpft werden und das Signal/Rausch-Verhältnis langer
Ränder verbessert wird und daß die Ränder in den Bildern
nicht verschmieren.
Dies wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Kennzeichens
des Anspruches 1 erreicht. Weitere Ausgestaltungen der
Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Mit vorliegender Erfindung wird eine Einrichtung zur Bildverstärkung
für die Verwendung in der digitalen Fluorographie
vorgeschlagen, mit der "Ränder", d. h. die Bilder von Blutgefäßen,
verstärkt und "Punkte", d. h. Rauschen, geschwächt
werden. Die Punkte im Bild liegen somit zwischen dem Rauschen
des Bildes und die Erfindung ermöglicht eine Verstärkung der
Bilder der Blutgefäße durch Verwendung von Filtern, die auf
vorhandenen Bilddaten basieren.
Die Filter weisen grundsätzlich ein Bandpaßfilter parallel zu
einem ersten Tiefpaßfilter auf, wobei das Bandpaßfilter ein
zweites Tiefpaßfilter und ein Hochpaßfilter umfaßt. Das
zweite Tiefpaßfilter ist so ausgelegt, daß es hauptsächlich
die Frequenzen zum Verstärken von Blutgefäßen durchläßt und
die niedrigen Frequenzen von "Punkten" und Rauschen
schwächt. Das parallele Tiefpaßfilter wird primär verwendet,
um niederfrequente Signale zum Glätten und für den Hintergrund
durchzulassen, so daß eine eindeutige Unterscheidung
zwischen "Linien" und "Punkten" getroffen wird. Die Filter
werden somit nach "Systemparametern" maßgeschneidert ausgelegt,
d. h. das Frequenzansprechen des gerade aufgenommenen
Bildes wird verarbeitet und gespeichert, um die "bestimmte
Frequenz" zu maximieren, wodurch Ränder verstärkt und Punkte
geschwächt werden. Somit werden maßgeschneiderte Filter in
der Weise eingesetzt, daß sie verbesserte Resultate ergeben.
Insbesondere wird mit vorliegender Erfindung durch Manipulieren
und Ansetzen der bestimmten Frequenz die Abbildung von
Blutgefäßen verstärkt, während die Abbildung von Rauschen und
Punkten reduziert wird. Durch Verwendung von Systemparametern
werden somit Filtervorrichtungen erzielt, mit denen Filtervorgänge
durchgeführt werden, um die bestimmte Frequenz zu
erhöhen. Ein Gatter mit langem Rand hat dabei den Zweck,
Blutgefäße zu unterscheiden, indem zuerst ein Tiefpaßfilter
verwendet wird, das das Passieren von Punkten nicht zuläßt,
und dann weitergefilter wird, damit eine weitere Beschränkung
auf Ränder mit einer Länge von mindestens zwei Bildelementen
erreicht wird.
Die Erfindung ist zum Gattern von Rändern mit einer größeren
Länge als zwei Bildelementen nicht auf die vorbeschriebene
Einrichtung beschränkt. Beispielsweise kann eine Vergleichsschaltung
mit einer Länge von zwei Bildelementen verwendet
werden, um festzulegen, welche Ränder die Länge von zwei
Bildelementen überschreiten.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung
anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer digitalen fluorographischen
Einrichtung,
Fig. 2 ein Blockschaltbild des Filterteiles des Bildverarbeitungsteiles
nach Fig. 1,
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der
Darstellung nach Fig. 2,
Fig. 4 die Frequenzspektren eines Bildes,
Fig. 5 das Frequenzansprechen einer Art des Tiefpaßfilters,
Fig. 6 das Frequenzansprechen einer Art des Hochpaßfilters,
Fig. 7 das Frequenzansprechen eines Bandpaßfilters,
Fig. 8 das Frequenzansprechen eines kombinierten Filters, und
Fig. 9 das Signal-Geräusch-Verhältnis vor und nach dem
Filtern, wobei Filter nach Fig. 8 verwendet werden.
Die Bildverbesserungseinrichtung 11 nach Fig. 1 weist eine
Bilderfassungsvorrichtung auf, die in einer digitalen
Fluoroskopeinrichtung die Röntgenquelle, einen Bildverstärker
und die Videokamera aufweist. Der Ausgang des Bildverstärkers
auf der Leitung 13 ist das Videosignal der Kamera.
Das Videosignal wird von dem Bildverarbeitungsgerät 14
verarbeitet. Der Ausgang des Verarbeitungsgerätes 14 wird auf
der Vorrichtung 16 zur Anzeige gebracht und/oder der
Speicherung im Speicher 17 zugeführt. Die gesamte Anordnung
wird von der Steuereinrichtung 18 gesteuert.
Das Bildverarbeitungsgerät für digitale Fluorographieeinrichtungen
weist eine (nicht dargestellte) Subtraktionsvorrichtung
auf, die üblicherweise auf die Daten nach der Umwandlung
durch einen Analog-Digital-Umwandler 22 einwirkt. Die
Bildverbesserung durch die hier beschriebenen Verfahren mit
Hochpaß- und Tiefpaß-Filtern ist in Fig. 2 so dargestellt,
daß sie auf die digitalen Daten einwirken. Die Erfindung
umfaßt jedoch auch das Filtern von analogen Daten. Die
digitalen Daten werden in Matrizen 25 von Reihen und Spalten
gespeichert, die auf x, y-Koordinaten des Bildverstärkertargets
und auf die x, y-Position der Veränderungen in der
Intensität des zur Anzeige gebrachten Bildes bezogen sind.
Die digitalen Daten werden so beeinflußt, daß sie die Ränder
im Bild durch die Vorrichtung 23 verbessern, die bei einer
bevorzugten Ausführungsform eine Kombination von Filterelementen
ist. Insbesondere ist ein Tiefpaßfilter 24 vorgesehen,
das so ausgelegt ist, daß es die Daten niedriger Frequenz
einschließt. Ein Bandpaßfilter, das ein anderes Tiefpaßfilter
26 enthält, das durch Multiplikation in der Vorrichtung 27
kombiniert wird, wird zusammen mit dem Hochpaßfilter 28
verwendet. Der Ausgang der Vervielfacherschaltung wird in der
Vorrichtung 29 dem Ausgang des Tiefpaßfilters 24 hinzuaddiert.
Die Kombination von Filtern am Ausgang 31 der
Summiervorrichtung 29 führt zu geräuschgefilterten, punktgedämpften,
randverbesserten Ausgangsdaten, bei denen ein
Verschmieren der langen Kanten minimiert wird.
Fig. 3 zeigt eine allgemeine Ausführung der Erfindung. Der
Ausgang des Analog/Digital-Umwandlers wird auf ein Tiefpaßfilter
36 und auf eine Kantenidentifiziervorrichtung 37
übertragen. Es können Gradienten verwendet werden, um die
Ränder zu erkennen und zu identifizieren. Nur die erkannten
Ränder, die lang sind, werden durch das Gatter 38 für die
langen Kanten geschickt.
Diese erkannten langen Ränder werden dann durch das Hochpaßfilter
39 zur Verbesserung geführt. Die Randidentifiziervorrichtung
und das Gatter für die langen Ränder bestehen bei
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aus einem
gradientenquadrierten Filter, das mit einem Gauss'schen
Filter 39 zusammenarbeitet, um ein Bandpaßansprechen zu
erzielen, wobei die Abschaltung so eingestellt wird, daß ein
Band erzielt wird, bei dem die langen "Linien" verbessert und
das HF-Geräusch und die "Punkte" gedämpft werden.
Das Tiefpaßfilter 36 gewährleistet den Durchgang der niederfrequenten
Datensignale. Die Ränder werden durch einen
Schwellwertgradienten bestimmt; lange Ränder sind solche, die
mindestens zwei Pixel in jeder Richtung lang sind.
Die Ausgänge der Tiefpaß- und Hochpaßfilter werden durch die
Summierschaltung 41 kombinert. Der Ausgang der Schaltung 41
ist so geformt, wie in Fig. 3 gezeigt. Der Tiefpaßfilter
ergibt den Ausgang des Teiles 42. Die "Rand"-Schaltungen 37
und 38 in Verbindung mit dem Filter 39 ergeben die charakteristische
Ausgangskurve des Ansprechens B in Abhängigkeit von
der Frequenz 43.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung der Spektren
innerhalb eines Bildes. Der Buchstabe "L" zeigt die Lyndquist-
Grenzfrequenz (2 Pixel pro Zyklus bei einer bevorzugten
Ausführungsform). Der Buchstabe "C" gibt die Frequenz an, bei
der die Daten und das Geräusch in der mittleren Amplitude
gleich sind. Daten mit Frequenzen, die höher als "C" sind,
werden als im Geräusch "untergegangen" bezeichnet.
Fig. 5 zeigt schematisch das Ansprechverhalten von "Punkten"
und "Linien" auf den Betrieb eines Tiefpaßfilters auf die
Bilddaten. Das "Ansprechverhalten" bedeutet dabei das
Verhältnis zwischen der mittleren Amplitude bei der speziellen
Frequenz nach der Filterung zu der mittleren Amplitude
bei der Frequenz vor der Filterung. "Frequenz" bedeutet die
Frequenz pro Breite oder die typische Frequenz über Punkte
und Linien. Mit Punkten ist die Frequenz pro Durchmesser und
mit Linien die Frequenzbreite der Linie gemeint. Die beiden
unterschiedlichen Kurven sind das Ansprechverhalten der
unterschiedlichen Arten von Gegenständen auf das gleiche
Filter.
Fig. 6 zeigt das Ansprechen von "Punkten" und "Linien" bei
Vorhandensein eines Hochpaßfilters. Durch die Filterparameter
besteht eine Steuerung über die Form des Filters, z. B. durch
die 50% Frequenz, die Neigung bei der 50% Frequenz, die 5%
und die 15% Frequenzen usw. Bandpaßfilter werden durch
Serienschalten von Hochpaßfiltern und Tiefpaßfiltern (die
Reihenfolge ist nicht entscheidend) geschaffen. Durch Wahl
geeigneter Tiefpaßfilter und Hochpaßfilter wird ein Bandpaßfilter
der gewünschten Form geschaffen, das beispielsweise
durch seine maximale Frequenz, seine Halbwertfrequenzen usw.
gegeben ist.
Die drei Filterarten wirken unterschiedlich auf punktförmige
Gegenstände und linienförmige Gegenstände. Dies ist am
einfachsten zu erkennen für ein "trennbares" Filter, dessen
Betrieb in den Betrieb eines eindimensionalen Filters in
zweifacher Weise, einmal in einer Richtung und einmal in der
dazu senkrechten Richtung, getrennt werden kann.
Wenn für eine gegebene Frequenz das eindimensionale Ansprechen
R₁ (f) ist, ist das "Punkt"-Ansprechen auf das zweidimensionale
Filter RP = R₁ (f)², während das "Linien"-Ansprechen
RL = R₁ (0) · R₁ (f) ist. Für einen Tiefpaßfilter gilt R₁ (0) = 1
und damit
RP (f) = RL (f)².
Es können jedoch auch andere Filter verwendet werden, um eine
Bank zu erzielen, innerhalb der die "Punkte" und Geräusche
relativ zu den "Linien" gedämpft werden. Beispielsweise hat
der "Gradientenquadrat"-Operator ein Frequenzansprechen von
RP (f) = 2 f²A²
für einen Punkt, und
RL (f) = f²A²
für eine Linie hat. Damit ergibt sich
RP (f) = 2 RL (f).
Hierzu wird auf Fig. 6 verwiesen.
Das Bandpaßfilter, das durch "Gradienten"-Filter erzeugt
worden ist, hat unterschiedliche Eigenschaften für "Punkte"
und "Linien". Wenn z. B. das Hochpaßfilter "das Gradientenquadrat"
ist, gilt
RBP (Punkte) = 2 R₁ (f)² · f² · A²
RBP (Linien) = R₁ (f) · f² · A²
und deshalb tritt das maximale Ansprechen des Bandpaßfilters
auf, wenn
dR₁/df = -R₁/f für Punkte
aber
dR₁/df = -2R₁/f für Linien.
Wenn beispielsweise R eine Gauß'sche Funktion ist, gilt:
R₁ = exp [-f²/B].
Dann tritt das Maximum für "Punkte" auf bei
fmax (Punkte) =
und für "Linien" bei
fmax (Linien) =
und die Werte bei Maximum wären
Rmax = A exp [-1] für "Punkte"
und
Rmax = A exp [-1] für "Linien".
Die höchste Werte sowohl der "Punkte"- als der "Linien"-
Kurven sind identisch, jedoch sind die Lagen unterschiedlich.
Hierzu wird auf Fig. 7 verwiesen.
Vorstehende Beispiele zeigen, daß es möglich ist, Bandpaßfilter
zu erzeugen, die selektiv "Linien"-Objekte gegenüber
"Punkt"-Objekten verbessern.
Dabei ist festzustellen, daß zufällig auftretendes Geräusch
stets ein "Punkt"-Objekt ist. Die interessierenden Daten
können jedoch unterschiedlicher Natur bei unterschiedlichen
Arten von Untersuchungen sein und sind dies üblicherweise
auch. Bilder in der Astronomie beispielsweise und viele Arten
von Bildern in der Kernmedizin haben ebenfalls "Punkt"-Natur.
Für solche Bilder ist kein Filter möglich, das das Signal-
Geräusch-Verhältnis bei einer gegebenen Frequenz verändert.
Es ist bei solchen Bildern nur möglich, bestimmte Frequenzen
(Daten und Geräusch zusammen) relativ zu anderen zu verbessern.
Bei der digitalen Fluorographie und ähnlichen Gebieten
jedoch können Bandpaßfilter so optimiert werden, daß sie auf
dem Frequenzbereich arbeiten, auf dem die Daten bereits im
Geräusch "untergegangen" sind und damit die linienartigen
Daten relativ zu dem Geräusch soweit verbessern, daß sie
nicht mehr untergegangen sind.
Um die Wiedergabegüte des Bildes aufrechtzuerhalten, kann das
Resultat der Bandpaßfilterung einer Tiefpaßfilterung des
Bildes hinzuaddiert werden. So erscheinen die großen Merkmale
wie sie sind. Das resultierende Filteransprechen ist in Fig. 8
gezeigt.
Fig. 9 zeigt ein Beispiel des Ergebnisses der Filterung unter
Verwendung des Filters nach Fig. 8 an den Daten der Fig. 1
und bei Berechnung des Signal-Geräusch-Verhältnisses vor und
nach der Filterung. Es ist klar, daß der Bereich zwischen 0,6 L
und 0,78 L vor der Filterung im Geräusch unterging, jedoch
nunmehr beobachtet werden kann. Im Bereich von 0,3 L bis 0,6 L
tritt eine wesentliche Verbesserung im Signal-Geräusch-
Verhältnis auf. Der Bereich unter 0,3 L hat keine wahrnehmbare
Verbesserung im Signal-Geräusch-Verhältnis, und der
Bereich über 0,78 L ist trotz der Verbesserung "im Geräusch
untergegangen".
Vorstehend sind Beispiele für ein Filter angegeben, um Daten
zu verbessern, z. B. solche, die mit der Einrichtung nach Fig. 1
gesammelt werden. Jedes durch digitale Fluorographie
entstandene Bild hat ein Filter, das das Bild verbessert, und
es sind Filter vorhanden, die eine bestimmte Klasse von
Digitalfluorographiebildern (definiert durch Dosierung,
abgebildetes Objekt usw.) oder sogar eine Anzahl von Klassen
verbessern.
In Betrieb werden die Digitalfluorographiebilddaten erfaßt,
wenn die ein Objekt durchdringenden Röntgenstrahlen angezeigt
werden und das Target eines Bildverstärkers aktivieren. In
Abhängigkeit von der Aktivierung und dem Betrieb eines
Bildverstärkers erzeugt eine Videokamera Videosignale. Die
Videosignale werden in digitale Signale umgewandelt, die so
beaufschlagt werden, daß sie lange Ränder anzeigen und
verbessern, während das Geräusch reduziert wird, ohne daß ein
Verschmieren der verbesserten langen Ränder auftritt. Die
Filterparameter sind so ausgewählt, daß sie die bestimmten
Daten oder Klasse von Daten verbessern.
Die Anzeige und Verbesserung der langen Ränder mit einer
Minimierung der Randverschmierung kann mathematisch wie folgt
dargestellt werden:
Verbessertes Bild = [Tiefpaß f+Bandpaß f] Bild
Verbessertes Bild = [S (α₁)+βS (α₂) |∇|²] Bild
wobei
α = Tiefpaßfilterfrequenz
(wenn α zunimmt, ist in der Glättungsfunktion ein geringeres Schmieren vorhanden)
β = Maßstabsfaktor, der optimiert werden muß (wenn β zunimmt, ist die Randverbesserung höher)
∇ = Gradientenoperator,
|∇|² = gradientenquadrierter Amplitudenoperator.
(wenn α zunimmt, ist in der Glättungsfunktion ein geringeres Schmieren vorhanden)
β = Maßstabsfaktor, der optimiert werden muß (wenn β zunimmt, ist die Randverbesserung höher)
∇ = Gradientenoperator,
|∇|² = gradientenquadrierter Amplitudenoperator.
Die Bandpaßfilterfunktion weist einen Gradientenausdruck für
die Randerkennung auf. Die Bandpaßfunktion schließt ein
Tiefpaßfilter und einen amplitudenquadrierten Gradienten ein.
Es können auch andere Methoden verwendet werden, um ähnliche
Resultate zu erzielen.
Claims (8)
1. Einrichtung zum Verstärken digitaler fluorographischer
Bilder, mit
- a) einer Vorrichtung zum Erfassen eines Bildes, das interessierende Daten, nichtinteressierende Daten und Rauschen enthält, wobei die interessierenden Daten Amplitudenwerte von Rändern von Blutgefäßen sind, das Rauschen eine mittlere Amplitude bei einer bestimmten Frequenz hat, die im wesentlichen gleich einem Mittelwert der Amplitudenwerte der Ränder ist, die mittleren Amplitudenwerte der Ränder höher sind als die mittlere Amplitude des Rauschens bei Frequenzen, die niedriger sind als die bestimmte Frequenz, der mittlere Amplitudenwert der Ränder niedriger ist als die mittlere Amplitude des Rauschens bei Frequenzen, die höher sind als die bestimmte Frequenz, und die Ränder die Eigenschaft haben, daß sie bei Frequenzen über der bestimmten Frequenz verstärkt werden,
gekennzeichnet durch,
- b) eine Vorrichtung (14) zum Bestimmen von Parametern der Einrichtung, die das Frequenzansprechen der Einrichtung auf die interessierenden Daten, auf die nicht- interessierenden Daten und auf Geräusch einschließt, und
- c) eine Filtervorrichtung (23; 24, 26, 28; 36, 39), die die bestimmten Parameter verwendet, um unterschiedliches Frequenzansprechen auf die interessierenden und die nichtinteressierenden Daten sowie das Rauschen zum Filtern der erfaßten Daten zu erzielen, damit die nichtinteressierenden Daten und das Rauschen im Vergleich zu den interessierenden Daten geschwächt werden, um die bestimmte Frequenz zu erhöhen und die Ränder dadurch optimal zu verstärken.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die nichtinteressierenden Daten Punkte enthalten und daß
die Filtervorrichtung (23; 24, 26, 28; 36, 38) aufweist:
eine erste Hochpaß-Filtervorrichtung (28; 39), die Unterschiede im Frequenzansprechen zwischen den Rändern und den Punkten unterscheidet und die langen Ränder verstärkt, und
eine Vorrichtung (38) zum Kappen der ersten Hochpaß- Filtervorrichtung (28, 39), um ein erstes Frequenzband zu erhalten, in dem die mittleren Amplitudenwerte der Ränder höher sind als die mittleren Amplitudenwerte der "Punkte",
wobei das erste Frequenzband bei Frequenzen auftritt, bei denen die mittleren Amplitudenwerte des Rauschens normalerweise höher sind als die mittleren Amplitudenwerte der Ränder.
eine erste Hochpaß-Filtervorrichtung (28; 39), die Unterschiede im Frequenzansprechen zwischen den Rändern und den Punkten unterscheidet und die langen Ränder verstärkt, und
eine Vorrichtung (38) zum Kappen der ersten Hochpaß- Filtervorrichtung (28, 39), um ein erstes Frequenzband zu erhalten, in dem die mittleren Amplitudenwerte der Ränder höher sind als die mittleren Amplitudenwerte der "Punkte",
wobei das erste Frequenzband bei Frequenzen auftritt, bei denen die mittleren Amplitudenwerte des Rauschens normalerweise höher sind als die mittleren Amplitudenwerte der Ränder.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein
erstes Tiefpaß-Filter (24, 36), das so ausgelegt ist, daß
es niederfrequente Daten zusätzlich zu den verstärkten
Rändern durchläßt.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das erste Hochpaß-Filter (28, 39) eine gradientenquadrierte
Filtervorrichtung aufweist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung zum Kappen der ersten Hochpaß-Filtervorrichtung
(28, 39) eine zweite Tiefpaß-Filtervorrichtung
(26, 36) aufweist, die in Verbindung mit der gradienten-
quadrierten Filtervorrichtung (39) arbeitet.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Tiefpaßfiltervorrichtung (26) eine Kappungsfrequenz
unterhalb der Kappungsfrequenz der ersten
Tiefpaß-Filtervorrichtung (24) hat, um niederfrequente
Daten durchzulesen.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Tiefpaß-Filtervorrichtung (24, 36) eine
Gauß'sche Filtervorrichtung aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IL70213A IL70213A (en) | 1983-11-13 | 1983-11-13 | Digital fluorographic image enhancement system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3441165A1 DE3441165A1 (de) | 1985-07-11 |
DE3441165C2 true DE3441165C2 (de) | 1993-10-21 |
Family
ID=11054672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3441165A Revoked DE3441165C2 (de) | 1983-11-13 | 1984-11-10 | Einrichtung zum Verstärken digitaler fluorographischer Bilder |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4691366A (de) |
JP (1) | JPH0636563B2 (de) |
DE (1) | DE3441165C2 (de) |
FR (1) | FR2554940B1 (de) |
IL (1) | IL70213A (de) |
NL (1) | NL193043C (de) |
Families Citing this family (49)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60120482A (ja) * | 1983-12-02 | 1985-06-27 | Canon Inc | 画像信号処理装置 |
DE3620614A1 (de) * | 1986-06-20 | 1987-12-23 | Gutehoffnungshuette Man | Verfahren zum filtern eines verrauschten signals |
US5073959A (en) * | 1986-10-24 | 1991-12-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing apparatus with contour extraction |
US4982294A (en) * | 1987-07-24 | 1991-01-01 | Eastman Kodak Company | Apparatus for enhancing and thresholding scanned microfilm images and methods for use therein |
US4783840A (en) * | 1987-12-04 | 1988-11-08 | Polaroid Corporation | Method for enhancing image data by noise reduction or sharpening |
DE68926702T2 (de) * | 1988-09-08 | 1996-12-19 | Sony Corp | Bildverarbeitungsgerät |
US4985834A (en) * | 1988-11-22 | 1991-01-15 | General Electric Company | System and method employing pipelined parallel circuit architecture for displaying surface structures of the interior region of a solid body |
JPH02162475A (ja) * | 1988-12-15 | 1990-06-22 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 画像輪郭修正方法 |
JPH02301295A (ja) * | 1989-05-15 | 1990-12-13 | Dainippon Printing Co Ltd | ビデオプリンタ装置 |
US5225915A (en) * | 1989-06-09 | 1993-07-06 | Xerox Corporation | Image processing with noise enhancing operators for moire reduction and/or random dot generation |
US5003618A (en) * | 1989-07-14 | 1991-03-26 | University Of Pittsburgh Of The Commonwealth System Of Higher Education | Automatic adaptive anisotropic digital filtering and biasing of digitized images |
US5218649A (en) * | 1990-05-04 | 1993-06-08 | U S West Advanced Technologies, Inc. | Image enhancement system |
JPH0454682A (ja) * | 1990-06-22 | 1992-02-21 | Toshiba Corp | 立体画像処理方法及びその装置 |
JPH0834544B2 (ja) * | 1990-08-14 | 1996-03-29 | 株式会社東芝 | 画像の復元処理方法 |
US5210799A (en) * | 1991-03-28 | 1993-05-11 | Texas Instruments Incorporated | System and method for ranking and extracting salient contours for target recognition |
JP2958584B2 (ja) * | 1991-09-19 | 1999-10-06 | 富士写真フイルム株式会社 | ノイズ除去方法 |
US5357581A (en) * | 1991-11-01 | 1994-10-18 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for the selective filtering of dot-matrix printed characters so as to improve optical character recognition |
EP0539854B1 (de) * | 1991-11-01 | 1999-03-17 | Eastman Kodak Company | Verfahren und Gerät zur Detektion von Text in Punktmatrixdruck zur Verbesserung von optischer Zeichenerkennung |
US5273040A (en) * | 1991-11-14 | 1993-12-28 | Picker International, Inc. | Measurement of vetricle volumes with cardiac MRI |
US5392365A (en) * | 1991-12-23 | 1995-02-21 | Eastman Kodak Company | Apparatus for detecting text edges in digital image processing |
US5212741A (en) * | 1992-01-21 | 1993-05-18 | Eastman Kodak Company | Preprocessing of dot-matrix/ink-jet printed text for Optical Character Recognition |
US5243444A (en) * | 1992-03-25 | 1993-09-07 | Xerox Corporation | Image processing system and method with improved reconstruction of continuous tone images from halftone images including those without a screen structure |
AU6168594A (en) * | 1993-01-29 | 1994-08-15 | Q-Dot Photonics, Inc. | Methods and apparatus for image processing |
EP0610606A1 (de) * | 1993-02-11 | 1994-08-17 | Agfa-Gevaert N.V. | Verfahren zur Darstellung eines Bildteils |
US5512956A (en) * | 1994-02-04 | 1996-04-30 | At&T Corp. | Adaptive spatial-temporal postprocessing for low bit-rate coded image sequences |
JP3356201B2 (ja) * | 1996-04-12 | 2002-12-16 | ソニー株式会社 | ビデオカメラおよび輪郭強調装置 |
IL119283A0 (en) | 1996-09-19 | 1996-12-05 | Elscint Ltd | Adaptive filtering |
US6246783B1 (en) | 1997-09-17 | 2001-06-12 | General Electric Company | Iterative filter framework for medical images |
US6614474B1 (en) * | 1998-08-27 | 2003-09-02 | Polycom, Inc. | Electronic pan tilt zoom video camera with adaptive edge sharpening filter |
CN100557632C (zh) * | 2001-12-07 | 2009-11-04 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于在空间上增强有噪影像中的结构的医学观察系统和方法 |
US20030160800A1 (en) | 2002-02-22 | 2003-08-28 | Agfa-Gevaert | Multiscale gradation processing method |
US7099518B2 (en) * | 2002-07-18 | 2006-08-29 | Tektronix, Inc. | Measurement of blurring in video sequences |
JP4377404B2 (ja) * | 2003-01-16 | 2009-12-02 | ディ−ブルアー テクノロジス リミテッド | 画像向上機能を備えたカメラ |
US20070236573A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-11 | D-Blur Technologies Ltd. | Combined design of optical and image processing elements |
US7773316B2 (en) * | 2003-01-16 | 2010-08-10 | Tessera International, Inc. | Optics for an extended depth of field |
US8294999B2 (en) | 2003-01-16 | 2012-10-23 | DigitalOptics Corporation International | Optics for an extended depth of field |
EP1672912B1 (de) | 2003-01-16 | 2012-03-14 | DigitalOptics Corporation International | Verfahren zur Herstellung eines optischen Systems, welches einen Prozessor zur elektronischen Bildverbesserung beinhaltet |
US7596255B2 (en) * | 2003-11-26 | 2009-09-29 | Ge Medical Systems Information Technologies, Inc. | Image navigation system and method |
TW200733720A (en) * | 2006-02-24 | 2007-09-01 | Pixart Imaging Inc | Digital image processing method and the device thereof |
US20070239417A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-11 | D-Blur Technologies Ltd. | Camera performance simulation |
US20070236574A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-11 | D-Blur Technologies Ltd. | Digital filtering with noise gain limit |
US20100079653A1 (en) * | 2008-09-26 | 2010-04-01 | Apple Inc. | Portable computing system with a secondary image output |
US7881603B2 (en) | 2008-09-26 | 2011-02-01 | Apple Inc. | Dichroic aperture for electronic imaging device |
US8610726B2 (en) * | 2008-09-26 | 2013-12-17 | Apple Inc. | Computer systems and methods with projected display |
WO2010055920A1 (ja) * | 2008-11-14 | 2010-05-20 | 国立大学法人静岡大学 | 時空間データ処理装置及びプログラム |
US8538132B2 (en) * | 2010-09-24 | 2013-09-17 | Apple Inc. | Component concentricity |
US9356061B2 (en) | 2013-08-05 | 2016-05-31 | Apple Inc. | Image sensor with buried light shield and vertical gate |
JP6845239B2 (ja) * | 2015-11-26 | 2021-03-17 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | 医用画像を強調するためのユーザインタフェースを有する装置 |
WO2021062064A1 (en) * | 2019-09-24 | 2021-04-01 | Nuvasive, Inc. | Systems and methods for adjusting appearance of objects in medical images |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4352126A (en) * | 1977-04-14 | 1982-09-28 | Jacques Poncin | System for reducing visible noise in television images |
US4142211A (en) * | 1977-11-23 | 1979-02-27 | Microtime, Inc. | Bidimensional noise reduction system for television |
JPS5588742A (en) * | 1979-11-22 | 1980-07-04 | Fuji Photo Film Co Ltd | Xxray picture treating method and its device |
US4463381A (en) * | 1980-04-16 | 1984-07-31 | Eastman Kodak Company | Image processing apparatus including a partitioned low pass channel |
JPS5724173A (en) * | 1980-07-21 | 1982-02-08 | Toshiba Corp | Video signal processing device |
US4561022A (en) * | 1983-08-11 | 1985-12-24 | Eastman Kodak Company | Image processing method based on processing of interrelated image gradients |
US4618990A (en) * | 1984-11-15 | 1986-10-21 | General Electric Company | Edge enhancement filtering for digital fluorography images |
-
1983
- 1983-11-13 IL IL70213A patent/IL70213A/xx unknown
-
1984
- 1984-11-07 US US06/668,946 patent/US4691366A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-11-10 DE DE3441165A patent/DE3441165C2/de not_active Revoked
- 1984-11-12 FR FR848417205A patent/FR2554940B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1984-11-13 NL NL8403469A patent/NL193043C/nl not_active IP Right Cessation
- 1984-11-13 JP JP59239291A patent/JPH0636563B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2554940B1 (fr) | 1990-10-12 |
IL70213A0 (en) | 1984-02-29 |
IL70213A (en) | 1988-02-29 |
NL193043B (nl) | 1998-04-01 |
JPH0636563B2 (ja) | 1994-05-11 |
NL8403469A (nl) | 1985-06-03 |
NL193043C (nl) | 1998-08-04 |
FR2554940A1 (fr) | 1985-05-17 |
US4691366A (en) | 1987-09-01 |
DE3441165A1 (de) | 1985-07-11 |
JPS60178778A (ja) | 1985-09-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3441165C2 (de) | Einrichtung zum Verstärken digitaler fluorographischer Bilder | |
DE2952422C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Verarbeiten eines Röntgenbildes bei einem Röntgenbild-Kopiersystem | |
DE3426933C2 (de) | Verfahren und Anordnung zum selbsttätigen Korrigieren von Artefakten aufgrund von Deckungsfehlern | |
DE3546135C2 (de) | ||
DE3441162C2 (de) | Einrichtung zum Korrigieren von Kontrastverlusten bei angiographischen Bilddarstellungen | |
DE4431349A1 (de) | Adaptives Filtern von digitalen Bildsignalen | |
DE102007028226B4 (de) | Auswertungsverfahren für eine zeitliche Sequenz von Röntgenbildern und hiermit korrespondierende Gegenstände | |
DE19827034A1 (de) | Iteratives Filtersystem für medizinische Bilder | |
DE3738636A1 (de) | Bildverarbeitungsgeraet | |
DE102008013789A1 (de) | Vorrichtung, Verfahren und Programm zum Eliminieren von Zeichenstörungen | |
DE102005034374B3 (de) | Verfahren zur automatischen Erstellung einer Hintergrundmaske bei Bildern mit verrauschten Hintergrundbereichen, Anwendungen dazu sowie ein Kernspintomographiegerät zur Durchführung der Verfahren und Computersoftwareprodukt | |
DE102007013570A1 (de) | Verfahren zur Rauschverminderung in digitalen Bildern mit lokal unterschiedlichem und gerichtetem Rauschen | |
DE3732459C2 (de) | ||
EP1865462A1 (de) | Verfahren zur Binarisierung eines digitalen Grauwertbildes | |
EP2120682A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum auswerten von fluoreszenzbildsätzen und vorrichtung zu seiner durchführung | |
EP0629081B1 (de) | Verfahren zur Bestimmung des Rauschanteils in einem Videosignal | |
DE4105516C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur verbesserten Wiedergabe von Konturen | |
DE102012205051B4 (de) | Verfahren zur Reduzierung von Direct-Hit-Artefakten und Röntgeneinrichtung | |
EP0753231B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum binarisieren von pixel-daten | |
DE4105517C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur verbesserten Wiedergabe von Konturen | |
EP0444737B1 (de) | Anordnung zum Abtasten einer Röntgenaufnahme | |
DE60214967T2 (de) | Verfahren zur Kontrastverbesserung eines Bildes | |
DE102016206071B4 (de) | Verfahren und Röntgenbildgebungsgerät zur automatischen Regelung der Belichtung bei einer Röntgenbildgebung | |
DE2054414B2 (de) | Schaltungsanordnung zur gewinnung eines dem grad der fokussierung einer videosignal-aufnahmeeinrichtung proportionalen steuersignals | |
DE19536170A1 (de) | Ermittlung von Schwellwerten bei der Digitalisierung von Bildern durch eine Verteilungsanalyse der Informationen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8331 | Complete revocation |