專利名稱：數(shù)據(jù)處理裝置、醫(yī)用診斷裝置、數(shù)據(jù)處理方法以及醫(yī)用診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過降低具有隨機(jī)噪聲的時(shí)間軸和空間軸的數(shù)據(jù)中的噪聲來提高SNR (signal to noise ratio,信噪比)的數(shù)據(jù)處理 裝置、醫(yī)用診斷裝置、數(shù)據(jù)處理方法以及醫(yī)用診斷方法，特別涉及與 SNR適應(yīng)地修正數(shù)據(jù)以確保高頻部分和高SNR部分的數(shù)據(jù)并選擇地 降低噪聲的數(shù)據(jù)處理裝置、醫(yī)用診斷裝置、數(shù)據(jù)處理方法以及醫(yī)用診 斷方法。
背景技術(shù)：
以往，為了降低具有空間軸和時(shí)間軸的數(shù)據(jù)中存在的隨機(jī)噪聲而 進(jìn)行濾波。在噪聲降低用的濾波器中，除了濾波強(qiáng)度在時(shí)間以及空間 上不變化的線性(linear)濾波器之外，還有根據(jù)數(shù)據(jù)來決定濾波強(qiáng) 度的適應(yīng)型濾波器。作為降低空間或時(shí)間的隨機(jī)噪聲的適應(yīng)型濾波 器，提出了結(jié)構(gòu)適應(yīng)型濾波器和SNR適應(yīng)型濾波器。結(jié)構(gòu)適應(yīng)型濾波器是根據(jù)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)來決定濾波強(qiáng)度，保持邊 緣、線、點(diǎn)等高頻成分的局部結(jié)構(gòu)的濾波器。在結(jié)構(gòu)適應(yīng)型濾波器中， 有對(duì)邊緣或線的方向進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)出的邊緣或線的方向來控制 濾波的方向的類型、控制濾波強(qiáng)度的類型。例如，作為根據(jù)從圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)出的邊緣來控制濾波強(qiáng)度的結(jié)構(gòu) 適應(yīng)型濾波器，已知有稱為sigma濾波器的濾波器。sigma濾波器是 進(jìn)行以下的所謂邊緣強(qiáng)調(diào)(edge enhancement)的濾波器，即根據(jù)對(duì) 圖像數(shù)據(jù)中的中頻成分或高頻成分進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)的數(shù)據(jù)制成權(quán)重函數(shù)， 使用所制成的權(quán)重函數(shù)對(duì)圖像數(shù)據(jù)和強(qiáng)調(diào)了中頻成分或高頻成分的 數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)相加，從而在保存圖像數(shù)據(jù)中的邊緣的同時(shí)降低噪聲。如果將成為濾波對(duì)象的一維的位置(X)處的原數(shù)據(jù)設(shè)為S。rig (X)，將通過對(duì)原數(shù)據(jù)S。rig ( x )實(shí)施高通濾波(HPF: high pass filter )而 取得的高頻成分(high pass filtered data )設(shè)為Shigh ( x )，將通過對(duì) 原數(shù)據(jù)S。rig ( x )實(shí)施低通濾波(LPF: low pass filter )而取得的低頻 成分(low pass filtered data )設(shè)為S1()W ( x )，將權(quán)重函數(shù)設(shè)為W ( x )， 將濾波后的修正數(shù)據(jù)設(shè)為Se。r ( x )，則可以如式(1 - 1)以及式(1 -2)那樣表示基于該sigma濾波器的數(shù)據(jù)修正處理(濾波)。 W ( x ) = Shigh ( x ) /max[Shigh ( x ) 1 (1 - 1) Scor ( x ) = W ( x ) *Sorig ( x ) + {1 - W ( x ) }Sl0W ( x ) (1 - 2 ) 即，如式(1-1)所示，作為原數(shù)據(jù)S。rig (x)的邊緣部分而提 取出高頻成分Shigh (x)，提取出的高頻成分Shigh (x)根據(jù)高頻成分 Shigh (x)的最大值max[Shigh (x)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。然后，該標(biāo)準(zhǔn)化了的 高頻成分被設(shè)為權(quán)重函數(shù)W (x)。接著，通過使用權(quán)重函數(shù)W (x) 對(duì)原數(shù)據(jù)S。rig ( x )和作為平滑(smoothing )數(shù)據(jù)的低頻成分S1()W ( x )進(jìn)行加權(quán)相加，取得修正數(shù)據(jù)S耐(X)。另一方面，SNR適應(yīng)型濾波器是與數(shù)據(jù)的SNR對(duì)應(yīng)地對(duì)濾波強(qiáng) 度進(jìn)行最佳化的濾波器。作為SNR適應(yīng)型濾波器的具體例子，提出 了維納濾波器(WF: Wiener Filter )(例如參照伊藤聰志，山田芳文 "利用菲涅耳轉(zhuǎn)換的復(fù)式解法的MR影像的SNR改善法"(參照英語 名Ito S, Yamada Y. "Use of Dual Fresnel Transform Pairs to Improve Signal-to-Noise Ratio in Magnetic Resonance Imaging" Med.Imag.Tech.19 ( 5 ) ， 355-369 ( 2001 )))。但是，以往提出的WF通常是通過頻率空間中的處理來提高數(shù)據(jù) 的SNR的濾波器。因此，如果使用WF進(jìn)行數(shù)據(jù)的SNR修正，則存 在無法回避數(shù)據(jù)的高頻成分中的劣化的問題。對(duì)于該問題，沒有特別 提出對(duì)應(yīng)于SNR的空間分布適應(yīng)地產(chǎn)生作用的SNR適應(yīng)型濾波器。SNR依賴于數(shù)據(jù)的位置。即SNR在數(shù)據(jù)空間中是不一樣的，越 是高信號(hào)部分越大而越是低信號(hào)部分越小。因此，在以往提出的WF中，提出了保持高頻成分的類型的濾波器。但是，通常WF伴隨非線性的處理，并且由于適用空間為頻率空間，所以需要數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)空間
化，存在發(fā)生偽像的問題。其結(jié)果，存在WF的用途受到制約的現(xiàn)狀。 另外，SNR有時(shí)由于視覺地顯示數(shù)據(jù)的顯示系統(tǒng)中的處理而受 到影響。
另夕卜，在多種設(shè)備或各設(shè)備中進(jìn)行了圖像處理的數(shù)據(jù)中，有SNR 與數(shù)據(jù)的值不為正相關(guān)的數(shù)據(jù)。作為SNR與數(shù)據(jù)的值不為正相關(guān)的 數(shù)據(jù)的例子，特別可以舉出在X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT: computed tomography)裝置中取得的CT值或在磁共振成《象(MRI: Magnetic Resonance Imaging)裝置中取得的擴(kuò)散系數(shù)(ADC: Apparent Diffusion Coefficient)等處理數(shù)據(jù)。
另夕卜，用于求出ADC的擴(kuò)散強(qiáng)調(diào)信號(hào)與傾斜磁場(chǎng)因子b對(duì)應(yīng)地 變化，與SNR正相關(guān)。但是，ADC是根據(jù)擴(kuò)散強(qiáng)調(diào)信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度 S (b)通過式(2)計(jì)算出的。因此，在S (b) <S (0)的情況下， 如果擴(kuò)散強(qiáng)調(diào)信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度S (b)變大，則ADC的值變小，ADC 相對(duì)于SNR ADC呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。
<formula>formula see original document page 8</formula>
因此，在數(shù)據(jù)的值和SNR正相關(guān)的情況和不為正相關(guān)的情況下， SNR的最佳化處理方法不同。但是，現(xiàn)狀下，沒有提出考慮到數(shù)據(jù)的 值和SNR是否為正相關(guān)的濾波器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述以往的問題而提出的，其目的在于提供 一種數(shù)據(jù)處理裝置、醫(yī)用診斷裝置、數(shù)據(jù)處理方法以及醫(yī)用診斷方法， 在具有隨機(jī)噪聲的時(shí)間軸和空間軸的數(shù)據(jù)中，可以與SNR適應(yīng)地修 正數(shù)據(jù)，使得在保持高頻部分和高SNR部分的數(shù)據(jù)的同時(shí)選擇地降 低噪聲。
本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置為了達(dá)到上述目的，具有SNR分布數(shù) 據(jù)生成單元，根據(jù)處理對(duì)象數(shù)據(jù)制成上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)的SNR分布 數(shù)據(jù)；濾波處理單元，通過對(duì)上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)實(shí)施濾波處理來生成提高了上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)的SNR的濾波處理數(shù)據(jù)；權(quán)重函數(shù)制成單 元，根據(jù)上述SNR分布數(shù)據(jù)制成權(quán)重函數(shù)；以及修正數(shù)據(jù)制成單元， 通過使用上述權(quán)重函數(shù)進(jìn)行上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)和上述濾波處理數(shù)據(jù) 的加權(quán)運(yùn)算來制成修正數(shù)據(jù)。另外，本發(fā)明的醫(yī)用診斷裝置為了達(dá)到上述目的，具有數(shù)據(jù)收 集單元，從被檢體收集處理對(duì)象數(shù)據(jù)；SNR分布數(shù)據(jù)生成單元，根據(jù) 上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)制成上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)的SNR分布數(shù)據(jù)；濾波處 理單元，通過對(duì)上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)實(shí)施濾波處理來生成提高了上述處 理對(duì)象數(shù)據(jù)的SNR的濾波處理數(shù)據(jù)；權(quán)重函數(shù)制成單元，根據(jù)上述 SNR分布數(shù)據(jù)制成權(quán)重函數(shù)；以及修正數(shù)據(jù)制成單元，通過使用上述 權(quán)重函數(shù)進(jìn)行上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)和上述濾波處理數(shù)據(jù)的加權(quán)運(yùn)算來 制成修正數(shù)據(jù)。另外，本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理方法為了達(dá)到上述目的，具有如下步驟 根據(jù)處理對(duì)象數(shù)據(jù)制成上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)的SNR分布數(shù)據(jù)的步驟； 通過對(duì)上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)實(shí)施濾波處理來生成提高了上述處理對(duì)象 數(shù)據(jù)的SNR的濾波處理數(shù)據(jù)的步驟；根據(jù)上述SNR分布數(shù)據(jù)制成權(quán) 重函數(shù)的步驟；以及通過使用上述權(quán)重函數(shù)進(jìn)行上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)和 上述濾波處理數(shù)據(jù)的加權(quán)運(yùn)算來制成修正數(shù)據(jù)的步驟。另外，本發(fā)明的醫(yī)用診斷方法為了達(dá)到上述目的，具有如下步驟 從被檢體收集處理對(duì)象數(shù)據(jù)的步驟；根據(jù)上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)制成上述 處理對(duì)象數(shù)據(jù)的SNR分布數(shù)據(jù)的步驟；通過對(duì)上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)實(shí) 施濾波處理來生成提高了上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)的SNR的濾波處理數(shù)據(jù) 的步驟；根據(jù)上述SNR分布數(shù)據(jù)制成權(quán)重函數(shù)的步驟；以及通過使 用上述權(quán)重函數(shù)進(jìn)行上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)和上述濾波處理數(shù)據(jù)的加權(quán) 運(yùn)算來制成修正數(shù)據(jù)的步驟。在這樣的本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置、醫(yī)用診斷裝置、數(shù)據(jù)處理方法 以及醫(yī)用診斷方法中，在具有隨機(jī)噪聲的時(shí)間軸和空間軸的數(shù)據(jù)中， 可以與SNR適應(yīng)地修正數(shù)據(jù)，使得在保持高頻部分和高SNR部分的 數(shù)據(jù)的同時(shí)選擇地降低噪聲


圖l是表示本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示圖1所示的圖像診斷裝置是X射線CT裝置時(shí)的數(shù)據(jù) 處理部件的處理步驟的流程圖。
圖3是表示在圖1所示的圖像診斷裝置是X射線CT裝置時(shí)作為 數(shù)據(jù)處理裝置的處理對(duì)象數(shù)據(jù)而收集到的投影數(shù)據(jù)的圖。
圖4是表示在圖1所示的圖像診斷裝置是MRI裝置時(shí)作為數(shù)據(jù) 處理裝置的處理對(duì)象數(shù)據(jù)通過徑向掃描(radial scan)而收集到的投 影數(shù)據(jù)的圖。
圖5是表示由圖l所示的數(shù)據(jù)處理裝置對(duì)處理對(duì)象數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值 適應(yīng)于SNR地進(jìn)行噪聲降低處理用的處理步驟的流程圖。
圖6是表示在圖l所示的數(shù)據(jù)處理裝置中，為了針對(duì)處理對(duì)象數(shù) 據(jù)的數(shù)據(jù)值適應(yīng)于SNR地進(jìn)行噪聲降低處理而進(jìn)行的運(yùn)算的步驟的 流程圖。
圖7是按照時(shí)間序列地表示通過圖6所示的運(yùn)算分別生成的低通 濾波處理數(shù)據(jù)、權(quán)重函數(shù)、邊緣部分用的權(quán)重函數(shù)以及修正數(shù)據(jù)的一 個(gè)例子的圖。
圖8是表示在圖1所示的數(shù)據(jù)處理裝置中，通過對(duì)SNR分布函 數(shù)進(jìn)行非線性轉(zhuǎn)換來制成權(quán)重函數(shù)時(shí)使用的非線性函數(shù)的例子的圖。
圖9是表示由圖1所示的數(shù)據(jù)處理裝置通過使用用于窗口變換的 信息而制成權(quán)重函數(shù)來針對(duì)處理對(duì)象數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值適應(yīng)于SNR地進(jìn) 行噪聲降低處理用的處理步驟的流程圖。
圖IO是表示在圖1所示的圖像診斷裝置的數(shù)據(jù)處理部件中對(duì)圖 像數(shù)據(jù)進(jìn)行線性窗口變換時(shí)的例子的圖。
圖ll是表示在圖9的步驟S30中，通過使用基于窗口設(shè)定值的 變換函數(shù)轉(zhuǎn)換SNR分布函數(shù)來制成權(quán)重函數(shù)時(shí)的例子的圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖來說明本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置、醫(yī)用診斷裝置、數(shù)據(jù)處 理方法以及醫(yī)用診斷方法的實(shí)施例。 (結(jié)構(gòu)以及功能)
圖l是表示本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
通過向計(jì)算機(jī)2中讀入程序來構(gòu)筑數(shù)據(jù)處理裝置1。但是，也可 以通過設(shè)置具有各種功能的電路來構(gòu)筑數(shù)據(jù)處理裝置1。數(shù)據(jù)處理裝 置1具備進(jìn)行以下的數(shù)據(jù)處理的功能，即通過降低重疊在具有時(shí)間軸 和空間軸的至少一方的數(shù)據(jù)中的隨機(jī)噪聲來提高SNR。特別地，數(shù)據(jù) 處理裝置1具備適應(yīng)于SNR地修正數(shù)據(jù)使得在保持?jǐn)?shù)據(jù)的高頻部分 和高SNR部分的數(shù)據(jù)的同時(shí)選擇地降低噪聲的功能。
作為成為基于數(shù)據(jù)處理裝置1的修正對(duì)象的處理對(duì)象數(shù)據(jù)，只要 是具有隨機(jī)噪聲并且具有時(shí)間軸和空間軸的至少一方的數(shù)據(jù)，則可以 應(yīng)用任意的數(shù)據(jù)。例如，可以在醫(yī)用診斷裝置中內(nèi)置數(shù)據(jù)處理裝置1, 將在醫(yī)用診斷裝置中收集到的原始數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)或時(shí)間軸數(shù)據(jù)等收 集數(shù)據(jù)作為圖像處理裝置1的處理對(duì)象數(shù)據(jù)。但是，不限于在醫(yī)用設(shè) 備中取得的數(shù)據(jù)，也可以將由數(shù)字照相機(jī)攝影的圖像、衛(wèi)星照片、運(yùn)
動(dòng)態(tài)圖像等數(shù)字圖像作為數(shù)據(jù)處理裝置1的處理對(duì)象數(shù)據(jù)。
作為具有時(shí)間軸的處理對(duì)象數(shù)據(jù)的例子，可以舉出腦波(EEG: electroencephalogram)、 心電圖(ECG: electro cardiogram)、肌 電圖(EMG: electromyogram )、心磁圖(MCG: magnetocardiogram )、 肌磁圖 (MMG : magnetomyogram )、 腦磁圖 (MEG : magnetoencephalogram)。另外，作為具有空間軸的處理對(duì)象數(shù)據(jù)的 例子，可以舉出在醫(yī)用圖像診斷裝置中收集到的數(shù)據(jù)。另外，作為醫(yī) 用圖像診斷裝置的具體例子，可以舉出單純(X)射線診斷裝置、數(shù) 字熒光攝影(DF: digital fluorography)裝置、計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT: computed tomography)裝置、MRI裝置、單光子釋放計(jì)算機(jī)斷層攝 影(SPECT: single photon emission computed tomography)裝置、 陽電子釋放計(jì)算機(jī)斷層才聶影(PET: positron emission computed tomography)裝置、超聲波(US: ultrasonic)診斷裝置。另外，當(dāng)將在醫(yī)用圖像診斷裝置中收集到的數(shù)據(jù)作為處理對(duì)象數(shù) 據(jù)的情況下，不僅是圖像數(shù)據(jù)和時(shí)間軸數(shù)據(jù)，還可以將投影
(projection)數(shù)據(jù)作為處理對(duì)象數(shù)據(jù)。在投影數(shù)據(jù)中，有在單純射線 裝置、CT裝置、SPECT裝置、PET裝置、MRI裝置等醫(yī)用圖像診 斷裝置中取得的投影數(shù)據(jù)。另外，作為其他實(shí)用的處理對(duì)象數(shù)據(jù)，可 以舉出在MRI裝置中取得的Tl (縱緩和時(shí)間)強(qiáng)調(diào)圖像(weighted image) 、 T2 (橫緩和時(shí)間)強(qiáng)調(diào)圖像(weighted image ) 、 ADC。
因此，數(shù)據(jù)處理裝置1還可以內(nèi)置于醫(yī)用圖像診斷裝置和腦波計(jì) 等醫(yī)用設(shè)備中，或還可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)與醫(yī)用圖像診斷裝置連接。圖l表 示將數(shù)據(jù)處理裝置1內(nèi)置于圖像診斷裝置3時(shí)的例子。
圖像診斷裝置3具有傳感器4、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部件5、數(shù)據(jù)處理部件 6、輸入裝置7以及顯示裝置8。傳感器4具有通過計(jì)測(cè)、檢測(cè)或接收 來取得處理對(duì)象數(shù)據(jù)的功能。在圖像診斷裝置3為MRI裝置的情況 下，RF (radio frequency)線圏為傳感器4，在圖像診斷裝置3為X 射線CT裝置的情況下，X射線檢測(cè)器為傳感器4。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部件5具有存儲(chǔ)在傳感器4中取得的處理對(duì)象數(shù)據(jù)的功 能。數(shù)據(jù)處理部件6具有從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部件5取得處理對(duì)象數(shù)據(jù)并進(jìn)行 圖《象診斷裝置3中的圖l象數(shù)據(jù)生成所需的數(shù)據(jù)處理的功能、將數(shù)據(jù)處 理后的處理對(duì)象數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的功能。
而且，數(shù)據(jù)處理裝置1構(gòu)成為通過從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部件5取得處理對(duì) 象數(shù)據(jù)并進(jìn)行噪聲降低修正來生成修正數(shù)據(jù)，向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置輸出所 生成的修正數(shù)據(jù)。為此，數(shù)據(jù)處理裝置1具有數(shù)據(jù)取得部件9、低通 濾波器部件IO、權(quán)重函數(shù)制成部件ll、邊緣強(qiáng)調(diào)部件12以及加權(quán)相 加部件13。
數(shù)據(jù)取得部件9具有從醫(yī)用圖像診斷裝置或腦波計(jì)等醫(yī)用設(shè)備 (在圖1的例子中為圖像診斷裝置3的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置)取得在空間或 時(shí)間上具有隨機(jī)噪聲的處理對(duì)象數(shù)據(jù)并作為原數(shù)據(jù)提供給低通濾波 器部件10、權(quán)重函數(shù)制成部件11以及邊緣強(qiáng)調(diào)部件12的功能。另外， 在數(shù)據(jù)取得部件9中，根據(jù)需要具有如下功能在處理對(duì)象數(shù)據(jù)的值與處理對(duì)象數(shù)據(jù)的SNR分布為負(fù)相關(guān)的情況下，以使處理對(duì)象數(shù)據(jù) 的值與SNR分布成為正相關(guān)的方式對(duì)處理對(duì)象數(shù)據(jù)進(jìn)行變換，并作 為原數(shù)據(jù)提供給低通濾波器部件10以及邊緣強(qiáng)調(diào)部件12。低通濾波器部件10具有以下功能通過對(duì)從數(shù)據(jù)取得部件9取 得的原數(shù)據(jù)進(jìn)行線性或非線性的低通濾波，來生成降低了噪聲的低通 濾波處理數(shù)據(jù)的功能；向權(quán)重函數(shù)制成部件11以及加權(quán)相加部件13 提供低通濾波處理數(shù)據(jù)的功能。權(quán)重函數(shù)制成部件11具有如下功能根據(jù)從數(shù)據(jù)取得部件9取 得的原數(shù)據(jù)，求出SNR分布數(shù)據(jù)，并制成反映出SNR分布數(shù)據(jù)的權(quán) 重函數(shù)的功能；向加權(quán)相加部件13提供所制成的權(quán)重函數(shù)的功能。 其中，構(gòu)成為在從輸入裝置7向數(shù)據(jù)處理裝置1輸入了根據(jù)在低通濾 波器部件10中生成的低通濾波處理數(shù)據(jù)來制成SNR分布以及權(quán)重函 數(shù)的指示的情況下，權(quán)重函數(shù)制成部件11從低通濾波器部件10取得 低通濾波處理數(shù)據(jù)，根據(jù)低通濾波處理數(shù)據(jù)來制成SNR分布數(shù)據(jù)以 及權(quán)重函數(shù)。邊緣強(qiáng)調(diào)部件12具有如下功能在從輸入裝置7向數(shù)據(jù)處理裝 置l輸入了進(jìn)行處理對(duì)象數(shù)據(jù)的邊緣強(qiáng)調(diào)處理的指示的情況下，從數(shù) 據(jù)取得部件9取得原數(shù)據(jù)，并在原數(shù)據(jù)中提取與應(yīng)保存的邊緣、線、 點(diǎn)狀的結(jié)構(gòu)部分相當(dāng)?shù)倪吘壊糠值墓δ埽桓鶕?jù)提取出的邊緣部分的 值，求出邊緣部分用的權(quán)重函數(shù)的功能；向加權(quán)相加部件13提供提 取出的邊緣部分的值以及所求出的邊緣部分用的權(quán)重函數(shù)的功能。另 外，構(gòu)成為在從輸入裝置7向數(shù)據(jù)處理裝置1輸入了不進(jìn)行處理對(duì)象 數(shù)據(jù)的邊緣強(qiáng)調(diào)處理的指示的情況下，邊緣強(qiáng)調(diào)部件12根據(jù)需要向 加權(quán)相加部件13提供總是取零值的邊緣部分用的權(quán)重函數(shù)。加權(quán)相加部件13具有如下功能通過使用從權(quán)重函數(shù)制成部件 11取得的權(quán)重函數(shù)，對(duì)從數(shù)據(jù)取得部件9取得的原數(shù)據(jù)以及從低通濾 波器部件10取得的低通濾波處理數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)相加，并且使用從邊 緣強(qiáng)調(diào)部件12取得的邊緣部分用的權(quán)重函數(shù)，對(duì)從邊緣強(qiáng)調(diào)部件12 取得的原數(shù)據(jù)的邊緣部分進(jìn)行加權(quán)相加，從而生成降低了隨機(jī)噪聲的修正數(shù)據(jù)。另外，加權(quán)相加部件13構(gòu)成為在從輸入裝置7向數(shù)據(jù)處 理裝置1輸入了表示輸出目的地的輸出指示的情況下，向指定的輸出 目的地輸出所生成的修正數(shù)據(jù)。在圖1的例子中，加權(quán)相加部件13 構(gòu)成為向圖像診斷裝置3的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部件5輸出修正數(shù)據(jù)。但是，也 可以構(gòu)成為加權(quán)相加部件13向顯示裝置8或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)向期望的設(shè)備 輸出修正數(shù)據(jù)。即，數(shù)據(jù)處理裝置1根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度和SNR處于正相關(guān)關(guān)系的原 數(shù)據(jù)來求出原數(shù)據(jù)的SNR分布，根據(jù)SNR分布來生成SNR部分越 高則權(quán)重越大而SNR部分越低則權(quán)重越小的權(quán)重函數(shù)。另外，使用 與SNR分布對(duì)應(yīng)的權(quán)重函數(shù)對(duì)通過對(duì)原數(shù)據(jù)進(jìn)行低通濾波來實(shí)施平 滑的低通濾波處理數(shù)據(jù)和原數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)相加，從而可以取得SNR 部分越高則以越弱的強(qiáng)度進(jìn)行低通濾波、并且SNR部分越低則以越 強(qiáng)的強(qiáng)度進(jìn)行低通濾波的修正數(shù)據(jù)。對(duì)于這樣取得的修正數(shù)據(jù)，SNR 部分越高則保存原數(shù)據(jù)，SNR部分越低則成為通過越強(qiáng)的強(qiáng)度的平滑 而降低了噪聲的數(shù)據(jù)。即，修正數(shù)據(jù)成為對(duì)具有不均勻的噪聲的數(shù)據(jù) 實(shí)施了不均勻的噪聲降低處理的數(shù)據(jù)。另外，也可以附加地通過從原 數(shù)據(jù)提取出邊緣部分并進(jìn)行加權(quán)相加來進(jìn)行邊緣強(qiáng)調(diào)。(動(dòng)作)接著對(duì)數(shù)據(jù)處理裝置1的動(dòng)作以及作用進(jìn)行說明。 另外，在此對(duì)處理對(duì)象數(shù)據(jù)是在圖像診斷裝置3中收集到的數(shù) 據(jù)、并且根據(jù)在低通濾波器部件10中生成的低通濾波處理數(shù)據(jù)來制 成加權(quán)函數(shù)的情況進(jìn)行說明。首先，預(yù)先在圖像診斷裝置3的傳感器4中收集被檢體的處理對(duì) 象數(shù)據(jù)，并將收集到的處理對(duì)象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部件5。存儲(chǔ)在 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部件5中的處理對(duì)象數(shù)據(jù)成為用于生成圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理 部件6中的數(shù)據(jù)處理的對(duì)象。但是，在處理對(duì)象數(shù)據(jù)中存在隨機(jī)噪聲 的情況下，在數(shù)據(jù)處理的過程中對(duì)處理對(duì)象數(shù)據(jù)實(shí)施噪聲降低修正變 得重要。在此，根據(jù)在哪個(gè)處理結(jié)束的定時(shí)下進(jìn)行噪聲的降低處理， 存在處理對(duì)象數(shù)據(jù)與SNR分布為負(fù)相關(guān)的關(guān)系的情況、和為正相關(guān)的關(guān)系的情況。
作為具體例子，對(duì)將在X射線CT裝置中收集到的投影數(shù)據(jù)作為 數(shù)據(jù)處理裝置1的處理對(duì)象數(shù)據(jù)的情況進(jìn)行說明。
圖2是表示圖1所示的圖像診斷裝置3是X射線CT裝置時(shí)的數(shù) 據(jù)處理部件6的處理步驟的流程圖，圖中向S附加數(shù)字的標(biāo)號(hào)表示流 程的各步驟。
如圖2所示，在步驟Sl中由作為X射線CT裝置的傳感器4的 X射線檢測(cè)器對(duì)透過被檢體的X射線進(jìn)行檢測(cè)。然后，從X射線檢測(cè) 器輸出透過線量分布1/1。來作為純?cè)紨?shù)據(jù)。接著，在步驟S2中在數(shù) 據(jù)處理部件6中進(jìn)行包括針對(duì)作為純?cè)紨?shù)據(jù)的透過線量分布1/10的 對(duì)數(shù)變換和靈敏度修正的預(yù)處理。由此，透過線量分布1/1o被變換成 吸收系數(shù)H的積分值。然后，在X射線CT裝置中，并不是X射線的 透過線量分布I/1。，而是將預(yù)處理后的X射線的吸收系數(shù)n的積分值 作為原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部件5中的情況較多。
接著，在步驟S3中，在數(shù)據(jù)處理部件6中對(duì)原始數(shù)據(jù)實(shí)施包括 水修正的后處理而成為水修正數(shù)據(jù)。接著在步驟S4中，在數(shù)據(jù)處理 部件6中對(duì)水修正數(shù)據(jù)實(shí)施逆投影(back projection)處理，從而成 為逆投影數(shù)據(jù)。接著，在步驟S5中，通過進(jìn)行與1張圖像對(duì)應(yīng)的多 個(gè)逆投影數(shù)據(jù)的圖像重構(gòu)處理，生成l張的圖像數(shù)據(jù)。另外，將逆投 影處理前的純?cè)紨?shù)據(jù)、原始數(shù)據(jù)以及水修正數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為投影數(shù)據(jù)。
圖3是表示在圖1所示的圖像診斷裝置3是X射線CT裝置時(shí)作 為數(shù)據(jù)處理裝置1的處理對(duì)象數(shù)據(jù)收集到的投影數(shù)據(jù)的圖。
另外，在此，為了簡(jiǎn)化說明，說明投影數(shù)據(jù)在與投影方向垂直的 x軸方向上具有一維分布的情況。因此，根據(jù)處理對(duì)象數(shù)據(jù)，不僅是 x軸方向，還有時(shí)在與x軸交叉的y軸方向或z軸方向上具有分布。 另外，在處理對(duì)象數(shù)據(jù)為時(shí)間軸數(shù)據(jù)的情況下，在時(shí)間t軸方向上也 具有分布。對(duì)于后述的具有空間軸或時(shí)間軸的圖7等各圖中所示的數(shù) 據(jù)也相同，也有時(shí)成為在x軸、y軸、z軸、t軸方向上分布的n維數(shù) 據(jù)(n為自然數(shù))。
15圖3 (a)是成為處理對(duì)象數(shù)據(jù)的檢測(cè)對(duì)象的被檢體的剖面圖， 圖3 ( b )表示由作為X射線CT裝置的傳感器4的X射線檢測(cè)器檢 測(cè)到透過圖3(a)所示的被檢體的X射線的位置x處的X射線的透 過線量分布I/I(j，圖3 (c)表示根據(jù)圖3(b)所示的X射線的透過線 量分布I/I。來取得的位置x處的X射線的吸收線量分布n (x)。如圖3 U)所示，被檢體的剖面被脂肪覆蓋，并在內(nèi)部存在骨 骼和臟器。對(duì)這樣的被檢體，照射X射線檢測(cè)器所具備的多個(gè)檢測(cè)元 件中的1個(gè)相當(dāng)?shù)腎o的入射計(jì)數(shù)器值的X射線。由此，在各X射線 檢測(cè)元件中對(duì)透過被檢體的X射線進(jìn)行檢測(cè)。然后，從X射線檢測(cè) 器輸出如圖3 ( b )所示那樣的X射線的透過線量分布I/Io。 X射線的 透過線量分布1/1o是對(duì)被檢體的1個(gè)檢測(cè)元件相當(dāng)?shù)娜肷溆?jì)數(shù)器值10 以及來自被檢體的X射線的輸出計(jì)數(shù)器值即透過線量，即在透過被檢 體后1個(gè)檢測(cè)元件接受的X射線的計(jì)數(shù)器值I的透過線量比。如果將某投影線(路徑)p上的X射線的吸收系數(shù)設(shè)為H (p)， 則X射線對(duì)被檢體的入射計(jì)數(shù)器值Io和來自被檢體的X射線的輸出 計(jì)數(shù)器值I具有式(3)的關(guān)系。I = 1。exp[ - Jpjt ( p ) dp
(3 )因此，通過式(3)對(duì)X射線的透過線量分布I/I。的倒數(shù)進(jìn)行對(duì) 數(shù)變換后的值如式(4)所示那樣成為吸收系數(shù)n (p)的積分值。 U (p) dp-ln陶 (4)如圖3(b)所示，X射線的透過線量分布I/10、即純?cè)紨?shù)據(jù)的 信號(hào)值與SNR具有正的相關(guān)關(guān)系。即，如骨骼(鈣)或人工骨頭等 金屬物質(zhì)那樣，X射線的透過線量分布1/1o在通過了表示X射線的吸 收程度的吸收系數(shù)大的物質(zhì)的路徑中變小。特別，如果假設(shè)X射線檢 測(cè)元件的靈敏度在信道之間為恒定，則各檢測(cè)元件中的計(jì)數(shù)器值I的 SNR分布與X射線的透過線量分布1/1o成正比。即，式(5)成立。SNR^I/Io ( 5 )另一方面，表示X射線的吸收系數(shù)n (p)的分布的位置x處的 吸收線量分布n ( x )以及CT值(CT # )與SNR如圖3 ( c )所示具有負(fù)的相關(guān)關(guān)系。即，在通過了骨骼等吸收系數(shù)大的物質(zhì)的路徑中，吸收線量分布n (x)變大。另外，在圖3 (a)所示的被檢體的斷層 像中，利用亮度來表示CT值的分布。因此，如果將成為數(shù)據(jù)處理裝置1的修正對(duì)象的處理對(duì)象數(shù)據(jù)設(shè) 為預(yù)處理前的X射線CT裝置的投影數(shù)據(jù)，則處理對(duì)象數(shù)據(jù)的信號(hào)強(qiáng) 度與SNR具有正的相關(guān)關(guān)系。相反，如果將成為數(shù)據(jù)處理裝置1的 修正對(duì)象的處理對(duì)象數(shù)據(jù)設(shè)為預(yù)處理后的X射線CT裝置的投影數(shù) 據(jù)，則處理對(duì)象數(shù)據(jù)的信號(hào)強(qiáng)度與SNR具有負(fù)的相關(guān)關(guān)系。接著，作為其他具體例子，說明將在MRI裝置中收集到的投影 數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)處理裝置1的處理對(duì)象數(shù)據(jù)的情況。圖4是表示在圖1所示的圖像診斷裝置3是MRI裝置時(shí)作為數(shù) 據(jù)處理裝置1的處理對(duì)象數(shù)據(jù)通過徑向掃描而收集到的投影數(shù)據(jù)的 圖。圖4 (a)是成為處理對(duì)象數(shù)據(jù)的檢測(cè)對(duì)象的被檢體的剖面圖， 圖4 (b)是表示在MRI裝置中通過徑向掃描從圖4(a)所示的被檢 體收集到的位置x處的MR ( magnetic resonance,磁共振)信號(hào)強(qiáng)度 Smr的圖。另外，徑向掃描是使傾斜磁場(chǎng)變化并在k空間(傅立葉空間)上 按照通過原點(diǎn)的放射狀而收集數(shù)據(jù)的掃描。在k空間中，與投影方向 正交且通過中心的數(shù)據(jù)相當(dāng)于投影數(shù)據(jù)。因此，通過徑向掃描收集到 的MR信號(hào)相當(dāng)于投影數(shù)據(jù)。如圖4(a)所示，被檢體的剖面被脂肪覆蓋，并在內(nèi)部存在骨 骼和臟器。如果從這樣的被檢體通過徑向掃描將某方向設(shè)為投影方向 來收集MR信號(hào)，則取得在與圖4(a)所示那樣的投影方向垂直的位 置x處具有信號(hào)強(qiáng)度Smr的MR信號(hào)。如圖4(a)所示，通過徑向 掃描收集到的MR信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度Smr通常呈現(xiàn)與SNR的正相關(guān)。另夕卜，作為與徑向掃描類似的數(shù)據(jù)收集方法，公知PROPELLER (periodically rotated overlapping parallel lines with enhanced reconstruction) 。 PROPELLER是一邊使作為由多個(gè)平行的k空間軌跡構(gòu)成的帶狀區(qū)域的葉片以k空間的原點(diǎn)為中心旋轉(zhuǎn)， 一邊收集k 空間上的數(shù)據(jù)的方法。通過PROPELLER收集到的k空間上的數(shù)據(jù) 未必一定通過k空間的中心，但與通過徑向掃描收集到的數(shù)據(jù)同樣地， 可以作為數(shù)據(jù)處理裝置1的處理對(duì)象數(shù)據(jù)。在該情況下，取得與在葉 片內(nèi)存在的平行的數(shù)據(jù)串的數(shù)量對(duì)應(yīng)地具有信號(hào)強(qiáng)度分布的MR信號(hào) 的組。
這樣，在X射線CT裝置、SPECT裝置以及PET裝置等圖像診 斷裝置3中通過投影法取得的投影數(shù)據(jù)即吸收線量分布n ( p )具有越 是通過值變大的路徑p而取得的投影數(shù)據(jù)則SNR越降低的負(fù)相關(guān)的 性質(zhì)，相對(duì)于此，與MRI裝置中的投影數(shù)據(jù)相當(dāng)?shù)耐ㄟ^徑向掃描收 集到的MR信號(hào)具有越是通過信號(hào)源中的磁化變大且信號(hào)強(qiáng)度變高的 路徑的投影數(shù)據(jù)則SNR越提高的性質(zhì)。
數(shù)據(jù)處理裝置1不論是上述那樣的信號(hào)強(qiáng)度與SNR處于正相關(guān) 的關(guān)系的處理對(duì)象數(shù)據(jù)以及信號(hào)強(qiáng)度與SNR處于負(fù)相關(guān)的關(guān)系的處 理對(duì)象數(shù)據(jù)中的哪一個(gè)，都可以進(jìn)行噪聲的降低修正處理。因此，可 以將期望的數(shù)據(jù)作為處理對(duì)象數(shù)據(jù)提供給數(shù)據(jù)處理裝置1。然后，如 果將處理對(duì)象數(shù)據(jù)提供給數(shù)據(jù)處理裝置1，則可以適應(yīng)于SNR地進(jìn)行 降低重疊在處理對(duì)象數(shù)據(jù)中的隨機(jī)噪聲的修正。
另外，在處理對(duì)象數(shù)據(jù)的修正處理之前，從輸入裝置7向數(shù)據(jù)處 理裝置l提供是否進(jìn)行保存并強(qiáng)調(diào)處理對(duì)象數(shù)據(jù)的邊緣部分的邊緣強(qiáng) 調(diào)的指示。但是，也可以與來自輸入裝置7的指示信息無關(guān)地預(yù)先決 定是否進(jìn)行邊緣強(qiáng)調(diào)。
圖5是表示由圖l所示的數(shù)據(jù)處理裝置l對(duì)處理對(duì)象數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù) 值適應(yīng)于SNR地進(jìn)行噪聲降低處理用的處理步驟的流程圖，圖6是 表示在圖l所示的數(shù)據(jù)處理裝置l中，為了對(duì)處理對(duì)象數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值 適應(yīng)于SNR地進(jìn)行噪聲降低處理而進(jìn)行的運(yùn)算的步驟的流程圖，各 圖中向S附加數(shù)字的標(biāo)號(hào)表示各流程的各步驟。另外，圖7是按照時(shí) 間序列表示通過圖6所示的運(yùn)算分別生成的低通濾波處理數(shù)據(jù)、權(quán)重 函數(shù)、邊緣部分用的權(quán)重函數(shù)以及修正數(shù)據(jù)的一個(gè)例子的圖。首先在圖5的步驟S10中，數(shù)據(jù)取得部件9從圖像診斷裝置3 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部件5取得預(yù)定的處理對(duì)象數(shù)據(jù)。在此，在取得的處理對(duì) 象數(shù)據(jù)的信號(hào)強(qiáng)度與SNR處于負(fù)相關(guān)的關(guān)系的情況下，數(shù)據(jù)取得部 件9對(duì)處理對(duì)象數(shù)據(jù)進(jìn)行變換，以使處理對(duì)象數(shù)據(jù)的信號(hào)強(qiáng)度與SNR 成為正相關(guān)的關(guān)系。然后，將信號(hào)強(qiáng)度與SNR成為正相關(guān)的關(guān)系的 數(shù)據(jù)設(shè)為噪聲降低修正用的位置x處的原數(shù)據(jù)S。rig (x)。由此，可 以在后級(jí)的步驟中根據(jù)原數(shù)據(jù)S。rig (x)求出SNR分布數(shù)據(jù)。例如，在處理對(duì)象數(shù)據(jù)是在X射線CT裝置中收集、并與保存的 X射線的吸收系數(shù)jt的積分值相當(dāng)?shù)耐高^線量分布I/Io的倒數(shù)的對(duì)數(shù) 變換值ln[1/1。 (x)的情況下，處理對(duì)象數(shù)據(jù)的信號(hào)強(qiáng)度與SNR處于 負(fù)相關(guān)的關(guān)系。因此，數(shù)據(jù)取得部件9例如如式(6)所示將對(duì)數(shù)變 換值ln[I/I。( x )I的倒數(shù)設(shè)為噪聲降低修正用的位置x處的原數(shù)據(jù)S。rig (x)。Sorig ( x ) = l/ln[I0/I ( x )
(6 )另一方面，在處理對(duì)象數(shù)據(jù)的信號(hào)強(qiáng)度與SNR處于正相關(guān)的關(guān) 系的情況下，數(shù)據(jù)取得部件9將處理對(duì)象數(shù)據(jù)原辨4殳為噪聲降低修正 用的位置x處的原數(shù)據(jù)S。rig ( x )。因此，當(dāng)處理對(duì)象數(shù)據(jù)是在X射線CT裝置中收集到的投影數(shù)據(jù) 的情況下，如果將作為純?cè)紨?shù)據(jù)的透過線量分布I ( x ) /1。或透過線 量分布I ( x ) /Iq的對(duì)數(shù)變換值ln[I ( x ) /10l設(shè)為處理對(duì)象數(shù)據(jù)，則信 號(hào)強(qiáng)度與SNR處于正相關(guān)的關(guān)系，所以可以省略用于制成原數(shù)據(jù)S。rig (x)的處理，縮短處理時(shí)間。因此，從簡(jiǎn)化處理的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選將 透過線量分布I/Io、透過線量分布I ( x ) /Io的對(duì)數(shù)變換值ln[I ( x ) /10
設(shè)為處理對(duì)象數(shù)據(jù)。另一方面，通常，在X射線CT裝置中，保存有信號(hào)強(qiáng)度與SNR 處于負(fù)相關(guān)的關(guān)系的吸收系數(shù)H的積分值，所以無需新的存儲(chǔ)裝置的 設(shè)置和數(shù)據(jù)的保存，從該觀點(diǎn)來看，將作為吸收系數(shù)n的積分值的原 始數(shù)據(jù)作為處理對(duì)象數(shù)據(jù)是現(xiàn)實(shí)的。另外，在如X射線CT裝置那樣利用投影法來重構(gòu)圖像數(shù)據(jù)的情況下，將原始數(shù)據(jù)等逆投影處理前的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)處理裝置1的處理
對(duì)象數(shù)據(jù)是有效的。其原因?yàn)椋琒NR小的數(shù)據(jù)在逆投影處理中在投影 線上均勻地散布，所以在預(yù)先執(zhí)行噪聲的降低修正后進(jìn)行逆投影處理 的情況下，可以降低起因于SNR的劣化或金屬定位銷的存在而沿著 投影方向延伸的偽像的發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。
但是，還可以將圖像數(shù)據(jù)設(shè)為處理對(duì)象數(shù)據(jù)，可以通過與將投影 數(shù)據(jù)設(shè)為處理對(duì)象數(shù)據(jù)的情況同樣的方法，在數(shù)據(jù)處理裝置1中進(jìn)行 噪聲的降低處理。
數(shù)據(jù)取得部件9向低通濾波器部件10以及邊緣強(qiáng)調(diào)部件12提供 這樣取得的原數(shù)據(jù)S。rig (x)。
接著，在圖5的步驟S11中，低通濾波器部件10對(duì)從數(shù)據(jù)取得 部件9取得的原數(shù)據(jù)S。rig ( x )進(jìn)行線性或非線性的低通濾波。由此， 制成降低了噪聲的低通濾波處理數(shù)據(jù)S,。w (x)。即，如圖6的步驟 20所示，低通濾波器部件10通過對(duì)原數(shù)據(jù)S。rig (x)施加低通濾波 Hi。w (x),計(jì)算出低通濾波處理數(shù)據(jù)S,。w (x)。
在圖7 ( a )中，橫軸表示位置x，縱軸表示數(shù)據(jù)的信號(hào)強(qiáng)度(SI: signal intensity)。另外，圖7 (a)中的實(shí)線表示低通濾波處理數(shù)據(jù) Slow (x)的例子，虛線表示原數(shù)據(jù)S。rig (x)的例子。可以通過對(duì)如 圖7 (a)所示那樣具有局部的信號(hào)強(qiáng)度的變化且具有噪聲的原數(shù)據(jù) S。rig( x )進(jìn)行低通濾波，來制成被平滑了的低通濾波處理數(shù)據(jù)S1()W( x )。
另外，如果將低通濾波器設(shè)為線性，則可以簡(jiǎn)易地進(jìn)行處理。相 反如果將低通濾波器設(shè)為非線性，則例如可以進(jìn)行局部地增強(qiáng)平滑的 強(qiáng)度這樣的高精度的噪聲降低處理。低通濾波器部件10向權(quán)重函數(shù) 制成部件11以及加權(quán)相加部件13提供低通濾波處理數(shù)據(jù)S1()W ( x )。
接著，在圖5的步驟S12中，權(quán)重函數(shù)制成部件ll根據(jù)從低通 濾波器部件IO取得的低通濾波處理數(shù)據(jù)S1()W (x)，來制成表示原數(shù) 據(jù)S。rig ( x )的SNR分布數(shù)據(jù)的SNR分布函數(shù)SNR ( x )。可以將該 SNR分布函數(shù)SNR (x)原樣地作為反映出SNR分布數(shù)據(jù)的權(quán)重函 數(shù)Wsnr ( x )。還可以將低通濾波處理數(shù)據(jù)S,。w ( x )原樣地作為SNR分布函數(shù)SNR (X)。但是，也可以如上所述那樣將原數(shù)據(jù)S。rig (x)原樣地作為SNR分布函數(shù)SNR (x)。另外，還可以通過以與低通濾波處理數(shù) 據(jù)SlQW ( x )的制成中使用的低通濾波器的強(qiáng)度不同的強(qiáng)度進(jìn)行原數(shù)據(jù) S。rig (x)的低通濾波，來求出SNR分布函數(shù)SNR (x)。即，由于原 數(shù)據(jù)S。rig ( x )的值與SNR處于正相關(guān)的關(guān)系，所以原數(shù)據(jù)S。rig ( x )、 低通濾波處理數(shù)據(jù)S,。w ( x )以及反映出這些特性的數(shù)據(jù)的任意一個(gè)都 可以用作表示SNR分布的數(shù)據(jù)。但是，可以通過附帶標(biāo)準(zhǔn)化來將權(quán)重函數(shù)Wsnr (X)的權(quán)重的最 大值例如設(shè)為1。因此，在使用低通濾波處理數(shù)據(jù)S,。w (X)來制成權(quán)重函數(shù)W咖(x)的情況下，例如通過圖6的步驟S21所示的運(yùn)算， 可以將使用低通濾波處理數(shù)據(jù)S一(x)的最大信號(hào)強(qiáng)度max(S,。w(x)》 對(duì)低通濾波處理數(shù)據(jù)S1()W (x)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化的值設(shè)為權(quán)重函數(shù)Wsnr (x)。這樣，如果制成反映出SNR分布函數(shù)SNR (x)的特性的權(quán)重 函數(shù)W酣(x)，則可以制成SNR部分越高則值(權(quán)重)越大、SNR 部分越低則值越小的權(quán)重函數(shù)Wsnr (x)。在附帶標(biāo)準(zhǔn)化來制成權(quán)重函數(shù)W塒(X)的情況下，是最大值為1的權(quán)重函數(shù)W附(X)。因此，可以降低不同的處理對(duì)象數(shù)據(jù)間的信號(hào)強(qiáng)度離散的影響而制成權(quán)重函數(shù)W犯r (X)。另外，通過根據(jù)低通濾波處理數(shù)據(jù)S1(W (X)來制成SNR分布函數(shù)SNR ( x )和權(quán)重函數(shù)Wsnr ( x )，可以降低SNR分布函數(shù)W (X)和權(quán)重函數(shù)W犯r (X)的噪聲。在圖7 (b)中，橫軸表示位置x，縱軸表示權(quán)重W。另外，圖7 (b)中的虛線表示權(quán)重函數(shù)Wsnr (x)的例子，單點(diǎn)劃線表示權(quán)重函 數(shù)1-Wsnr (x)，虛線表示對(duì)原數(shù)據(jù)S。rig (x)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù) 的例子。通過如圖7(b)所示那樣對(duì)低通濾波處理數(shù)據(jù)S,。w (x)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化而制成的權(quán)重函數(shù)W附(X)成為最大值為1、且SNR部分越高則值越大、SNR部分越低則值越小的函數(shù)。另外，還可以通過如式(7)所示那樣利用非線性函數(shù)f對(duì)SNR分布函數(shù)SNR (X)進(jìn)行非線性變換來制成權(quán)重函數(shù)Wsnr (X)，而并
非將SNR分布函數(shù)SNR (x)原樣地設(shè)為權(quán)重函數(shù)W旨(x)。如果 將SNR分布函數(shù)SNR(x)設(shè)為非線性函數(shù)f，則可以調(diào)整特定的SNR 部分的權(quán)重。
Wsnr ( x ) = f{SNR ( x ) } ( 7 )
對(duì)于非線性函數(shù)f，例如可以設(shè)成制成如下那樣的權(quán)重函數(shù)Wsnr (x)的函數(shù)在原數(shù)據(jù)S。rig(x)的SNR極端小的部分、即信號(hào)強(qiáng)度 S小于等于閾值Smin的情況下，權(quán)重函數(shù)Wsnr (x)的權(quán)重為0，在 信號(hào)強(qiáng)度S大于閾值Smin的情況下，越是SNR小的部分則權(quán)重越小、 SNR越大則權(quán)重越大。如果這樣制成權(quán)重函數(shù)Wsnr (x)，則通過后 級(jí)的步驟中的加權(quán)相加，信號(hào)強(qiáng)度S小于等于閾值Smin的原數(shù)據(jù)S。rig (x)不直接保存，而成為低通濾波處理數(shù)據(jù)S^ (x),所以可以增強(qiáng) 與SNR極端小的部分對(duì)應(yīng)的平滑強(qiáng)度。
在此基礎(chǔ)上，對(duì)于非線性函數(shù)f，也可以設(shè)成制成如下那樣的權(quán) 重函數(shù)W犯r (x)的函數(shù)在大于等于閾值Smin的范圍內(nèi)，被認(rèn)為是 邊緣部分的最大SNR部分以及最小SNR部分之間的范圍的權(quán)重隨著 從邊緣部分離開而逐漸相對(duì)地變小。如果這樣制成權(quán)重函數(shù)Wsnr( x )， 則通過后級(jí)的步驟中的加權(quán)相加，越是從邊緣部分離開的部分，原數(shù) 據(jù)S。rig(x)的比例越減少，另一方面，由于低通濾波處理數(shù)據(jù)S1(m (x)的比例增加，所以越是從邊緣部分離開的部分，進(jìn)行強(qiáng)度越強(qiáng)的 平滑。其結(jié)果，與伴隨邊緣部分的提取的邊緣強(qiáng)調(diào)不同，可以進(jìn)行適 應(yīng)于SNR分布的邊緣強(qiáng)調(diào)。
在上述的例子的情況下，也可以如式(8)所示那樣決定非線性 函數(shù)f。
f(S) - ( S - Smiii) "7Smax : S>Smin， 0:其它 (8) 其中，Smax為信號(hào)強(qiáng)度S的最大值，n為使(S)成為向下凸的
函數(shù)那樣的任意的系數(shù)。因此，n越大則(S)成為越向下凸的函數(shù)。 圖8是表示在圖1所示的數(shù)據(jù)處理裝置1中，通過對(duì)SNR分布
函數(shù)進(jìn)行非線性變換來制成權(quán)重函數(shù)時(shí)使用的非線性函數(shù)f的例子的圖。在圖8(a)中，縱軸表示位置x，橫軸表示信號(hào)強(qiáng)度S,另外， 圖8 (a)中的實(shí)線表示SNR分布函數(shù)SNR (x)，虛線表示原數(shù)據(jù)S。rig(X)(或者標(biāo)準(zhǔn)化了的原數(shù)據(jù)S。rig (x))。另外，在圖8(b)中，縱軸表示成為非線性變換的結(jié)果的權(quán)重函數(shù)的權(quán)重W,橫軸表示 信號(hào)強(qiáng)度S。另外，圖8 (b)中的實(shí)線表示非線性函數(shù)W-f (S), 虛線表示一維函數(shù)W-S。另外，在圖8(c)中，縱軸表示權(quán)重函數(shù) 的權(quán)重W，橫軸表示位置x。另外，圖8(c)中的實(shí)線表示通過4吏用 非線性函數(shù)W = f ( S )而對(duì)SNR分布函數(shù)SNR ( x )進(jìn)行非線性變換 來取得的權(quán)重函數(shù)Wsnr ( x )，虛線表示原數(shù)據(jù)S。rig ( x )(或標(biāo)準(zhǔn)化了的原數(shù)據(jù)S。rig (x))。如圖8 (a)所示，在SNR分布函數(shù)SNR (x)中，有在位置x 的端部存在SNR極端低的情況和存在邊緣部分的情況。在這樣的情 況下，如果使用如圖8 (b)所示那樣信號(hào)強(qiáng)度小于等于某值時(shí)權(quán)重 W為零、信號(hào)強(qiáng)度為中間程度的值時(shí)權(quán)重W相對(duì)地變小那樣的非線 性函數(shù)W-f(S)，對(duì)SNR分布函數(shù)SNR (x)進(jìn)行非線性變換，則 如圖8(c)所示，可以制成SNR極端低的部分的權(quán)重W為零且與信 號(hào)強(qiáng)度為中間部分以外的邊緣部分對(duì)應(yīng)的部分的權(quán)重W被強(qiáng)調(diào)了的 權(quán)重函數(shù)Wsnr (x)。然后，這樣制成的權(quán)重函數(shù)Wsnr (x)從權(quán)重函數(shù)制成部件11 提供給加權(quán)相加部件13。接著，在圖5的步驟S13中，邊緣強(qiáng)調(diào)部件12判定是否從輸入 裝置7向數(shù)據(jù)處理裝置1輸入了進(jìn)行處理對(duì)象數(shù)據(jù)的邊緣強(qiáng)調(diào)處理的 指示。然后，在向數(shù)據(jù)處理裝置l輸入了進(jìn)行處理對(duì)象數(shù)據(jù)的邊緣強(qiáng) 調(diào)處理的指示的情況下，邊緣強(qiáng)調(diào)部件12從數(shù)據(jù)取得部件9取得原 數(shù)據(jù)S。rig(X)，提取與在原數(shù)據(jù)S。rig (x)中應(yīng)保存的邊緣、線、點(diǎn) 狀的結(jié)構(gòu)部分相當(dāng)?shù)倪吘壊糠帧＜矗趫D6的步驟S22中，在邊緣強(qiáng)調(diào)部件12中，判定是否需 要邊緣強(qiáng)調(diào)，在判定為"是"的情況下，提取邊緣部分。具體而言，通過利用圖6的步驟S23所示的運(yùn)算，對(duì)原數(shù)據(jù)S。rig (x)施加高通濾 波Hhigh(x)，從而提取出中頻成分或高頻成分的邊緣部分?jǐn)?shù)據(jù)Shigh (x)。
接著，在圖5的步驟S14中，在邊緣強(qiáng)調(diào)部件12中，根據(jù)邊緣 部分?jǐn)?shù)據(jù)Shigh (x)求出用于強(qiáng)調(diào)邊緣部分Shigh (x)的邊緣部分用的
權(quán)重函數(shù)Whigh(X)。即，根據(jù)原數(shù)據(jù)S。rig (x)的中頻成分或高頻成
分來制成邊緣部分用的權(quán)重函數(shù)Whigh (x)。具體而言，例如通過利 用圖6的步驟S24所示的運(yùn)算，根據(jù)邊緣部分?jǐn)?shù)據(jù)Shigh (x)的絕對(duì) 值IShigh (x) |的最大值max{|Shigh (x) |}來對(duì)邊緣部分?jǐn)?shù)據(jù)Shigh (x) 的絕對(duì)值IShigh (x) l進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，制成反映出邊緣部分Sh一 (x)的信 號(hào)強(qiáng)度的特性且最大值為1的邊緣部分用的權(quán)重函數(shù)Whigh (x)。
在圖7 (c)中，橫軸表示位置x，縱軸表示權(quán)重W。另外，圖7 (c)中的虛線表示邊緣部分用的權(quán)重函數(shù)Whigh (x)的例子，虛線表 示對(duì)原數(shù)據(jù)S。rig (x)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)的例子。如圖7 (c)所示， 邊緣部分用的權(quán)重函數(shù)Whigh (x)成為最大值為l且僅在邊緣部分具 有權(quán)重W的函數(shù)。
這樣取得的邊緣部分?jǐn)?shù)據(jù)Shigh (x)以及邊緣部分用的權(quán)重函數(shù) Whigh (x)被從邊緣強(qiáng)調(diào)部件12提供給加權(quán)相加部件13。
另一方面，在判定為向數(shù)據(jù)處理裝置1輸入了邊緣強(qiáng)調(diào)部件12 不進(jìn)行處理對(duì)象數(shù)據(jù)的邊緣強(qiáng)調(diào)處理的指示的情況下，不進(jìn)行邊緣部 分?jǐn)?shù)據(jù)Shigh (x)的提取處理以及邊緣部分用的權(quán)重函數(shù)Whigh (x) 的制成處理。但是，如圖6的步驟S25所示，在運(yùn)算上需要的情況下， 向邊緣部分用的權(quán)重函數(shù)Whigh (x)代入零，值為零的邊緣部分用的 權(quán)重函數(shù)Whigh (x)提供給加權(quán)相加部件13。
接著，在圖5的步驟S14中，加權(quán)相加部件13通過進(jìn)行圖6的 步驟S26所示的運(yùn)算，生成降低了隨機(jī)噪聲的修正數(shù)據(jù)Se。r(x)。即，
將從權(quán)重函數(shù)制成部件ll取得的權(quán)重函數(shù)Wsnr (X)作為原數(shù)據(jù)S。rig
(x)的權(quán)重，將權(quán)重函數(shù)1-Wsnr (x)作為從低通濾波器部件10取
得的低通濾波處理數(shù)據(jù)S,。w (X)的權(quán)重，來進(jìn)行加權(quán)相加。進(jìn)而，在
24進(jìn)行邊緣強(qiáng)調(diào)的情況下，將從邊緣強(qiáng)調(diào)部件12取得的邊緣部分用的 權(quán)重函數(shù)Whigh (x)作為權(quán)重，對(duì)從邊緣強(qiáng)調(diào)部件12取得的邊緣部 分?jǐn)?shù)據(jù)Shigh (x)進(jìn)行加權(quán)相加。由此，可以取得利用越是原數(shù)據(jù)S。rig (x)的SNR小的部分則強(qiáng)度越強(qiáng)的平滑而降低了噪聲電平的修正數(shù)據(jù)Se。r (X)。另外，如果對(duì)邊緣部分?jǐn)?shù)據(jù)Shigh (x)進(jìn)行加權(quán)相加，則還可以進(jìn)行邊緣部分的強(qiáng)調(diào)。在圖7(d)中，橫軸表示位置x，縱軸表示數(shù)據(jù)的信號(hào)強(qiáng)度(SI: signal intensity)。另外，圖7(d)中的實(shí)線表示修正數(shù)據(jù)Se。r ( x )的例子，虛線表示原數(shù)據(jù)S。rig (X)的例子。可以取得如圖7 (d)所示那樣在強(qiáng)調(diào)邊緣的同時(shí)越是SNR低的部分則以越強(qiáng)的強(qiáng)度進(jìn)行了平滑的修正數(shù)據(jù)S附(X)。然后，這樣制成的修正數(shù)據(jù)Se。r ( X )被從加權(quán)相加部件13輸出 到圖像診斷裝置3的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部件5。但是，也可以向其他設(shè)備輸出 修正數(shù)據(jù)Sc。r(X)。然后，通過圖像診斷裝置3的數(shù)據(jù)處理部件6中 的對(duì)修正數(shù)據(jù)Sc。r(X)的數(shù)據(jù)處理，來重構(gòu)顯示用的圖像數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)通過在X射線CT裝置中收集到的投影數(shù)據(jù)的修正來取得修正數(shù)據(jù)Sc。r ( X )的情況下，可以經(jīng)由數(shù)據(jù)處理部件6中的對(duì)修正數(shù)據(jù)Sc。r ( X ) 的后處理、逆投影處理以及圖像重構(gòu)處理等必要的處理，來制成顯示 用的圖像數(shù)據(jù)。另外，到此為止，對(duì)在權(quán)重函數(shù)W酣(X)的制成時(shí)不使用與在 顯示處理時(shí)進(jìn)行的窗口變換相關(guān)的信息的例子進(jìn)行了說明，但在數(shù)據(jù) 處理裝置1的處理對(duì)象數(shù)據(jù)為圖像數(shù)據(jù)的情況下，也可以使用在顯示 系統(tǒng)中窗口變換所使用的信息來制成權(quán)重函數(shù)Wsnr (X)。圖9是表示由圖1所示的數(shù)據(jù)處理裝置1通過使用用于窗口變換 的信息而制成權(quán)重函數(shù)，來對(duì)處理對(duì)象數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值適應(yīng)于SNR地進(jìn)行噪聲降低處理用的處理步驟的流程圖，圖中向s附加數(shù)字的標(biāo)號(hào)表示各流程的各步驟。在圖9所示的流程圖中，為了制成權(quán)重函數(shù)而使用用于窗口變換的信息僅這一點(diǎn)與圖5所示的流程圖不同。因此，在圖9所示的流程 圖中，對(duì)與圖5所示的流程圖相同的步驟附加相同標(biāo)號(hào)并省略說明。 如圖9的步驟S30所示，在處理對(duì)象數(shù)據(jù)為圖像數(shù)據(jù)的情況下， 在權(quán)重函數(shù)制成部件11中，不僅是SNR分布，還可以制成與用于窗
口變換的信息對(duì)應(yīng)的權(quán)重函數(shù)Wsnr (X)。作為權(quán)重函數(shù)W^ (X)的 制成中使用的窗口變換所使用的信息的例子，可以舉出窗口水平
(WL: window level)和窗口寬度(WW: window width)等窗口設(shè) 定值以及伽瑪曲線。
根據(jù)窗口設(shè)定值(WL, WW)對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行窗口變換，信號(hào) 強(qiáng)度被顯示為作為顯示裝置8的亮度值的對(duì)比度值的情況較多。窗口 變換除了是線性變換的情況以外，還有使用伽瑪曲線的非線性變換的 情況。
圖IO是表示在圖1所示的圖像診斷裝置3的數(shù)據(jù)處理部件6中 對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行線性窗口變換時(shí)的例子的圖。
在圖10(a)中，縱軸表示位置x，橫軸表示位置x處的信號(hào)強(qiáng) 度S，圖10 U)中的實(shí)線表示位置x處的圖像數(shù)據(jù)IMAGE (x)。 另外，在圖10 (b)中，縱軸表示對(duì)比度值(亮度值)C，縱軸表示 信號(hào)強(qiáng)度S。另外，圖10(b)中的實(shí)線表示窗口變換函數(shù)WIN(S)， 虛線表示一次函數(shù)C-aS + b。另外，在圖10(c)中，縱軸表示對(duì)比 度值C，橫軸表示位置x。另外，圖10 (c)中的實(shí)線表示通過使用 窗口變換函數(shù)WIN (S)對(duì)圖像數(shù)據(jù)IMAGE (x)進(jìn)行線性窗口變換 而取得的顯示圖像的亮度分布Ic (x)。
通過圖10 (b)所示的窗口變換函數(shù)WIN (S)對(duì)圖10 (a)所 示那樣的用信號(hào)強(qiáng)度S來表示的圖像數(shù)據(jù)IMAGE( x )進(jìn)行窗口變換， 變換成如圖10 (c)所示那樣用對(duì)比度值C來表示的顯示圖像的亮度 分布Ic (x)。為此，任意地決定窗口設(shè)定值WL、 WW。如果窗口 i殳定值WL、 WW被決定，則制成如下那樣變換的窗口變換函數(shù)WIN (S):在信號(hào)強(qiáng)度S-WL時(shí)將信號(hào)強(qiáng)度S變換成中間對(duì)比度值C (WL)，在信號(hào)強(qiáng)度S = WL + WW/2時(shí)將信號(hào)強(qiáng)度S變換成最高對(duì)比度值C ( WL + WW/2 ),在信號(hào)強(qiáng)度S = WL - WW/2時(shí)將信號(hào)強(qiáng) 度S變換成最低對(duì)比度值C ( WL - WW/2 )。
在此，根據(jù)窗口設(shè)定值(WL, WW)制成變換函數(shù)fwin (S)， 使用變換函數(shù)fwin ( S )來轉(zhuǎn)換圖像數(shù)據(jù)IMAGE ( x )的SNR分布函 數(shù)SNR(x)，從而可以制成考慮了圖像數(shù)據(jù)的顯示系統(tǒng)中的顯示處
理的權(quán)重函數(shù)W旨(X)。即，通過使權(quán)重函數(shù)Ww (X)符合于顯示 系統(tǒng)中的顯示處理，可以使噪聲降低修正處理適合于視覺效果。
例如也可以按照如下的方針來決定變換函數(shù)fwin (S):在圖像 數(shù)據(jù)IMAGE (x)的信號(hào)強(qiáng)度S為WL時(shí)(S-WL時(shí))顯示圖像的 亮度分布Ic (x)的SNR為最大，隨著圖像數(shù)據(jù)IMAGE (x)的信號(hào) 強(qiáng)度S從WL離開而信號(hào)強(qiáng)度S和WL之差I(lǐng)S-WLI變大，顯示圖像 的亮度分布Ic (x)的SNR變小。
圖ll是表示在圖9的步驟S30中，通過使用基于窗口設(shè)定值的 變換函數(shù)對(duì)SNR分布函數(shù)進(jìn)行變換來制成權(quán)重函數(shù)時(shí)的例子的圖。
在圖11 (a)中，縱軸表示x，橫軸表示位置x處的信號(hào)強(qiáng)度S， 圖11(a)中的實(shí)線表示圖像數(shù)據(jù)IMAGE(x)的SNR分布函數(shù)SNR (x)。另外，在圖11 (b)中，縱軸表示作為變換函數(shù)fwin (S)對(duì) 信號(hào)強(qiáng)度S的變換值的權(quán)重函數(shù)的權(quán)重W，橫軸表示信號(hào)強(qiáng)度S。另 外，圖11 (b)中的實(shí)線表示變換函數(shù)fwin (S)。另外，在圖11 (c) 中，縱軸表示權(quán)重函數(shù)的權(quán)重W，橫軸表示位置x。另外，圖11 (c) 中的實(shí)線表示通過使用變換函數(shù)fwin ( S )對(duì)SNR分布函數(shù)SNR ( x )
進(jìn)行變換而取得的權(quán)重函數(shù)Wsnr (X)。
通過利用按照上述的方針決定的圖11 (b)所示的變換函數(shù)fwin (S)對(duì)圖11 (a)所示那樣的SNR分布函數(shù)SNR (x)進(jìn)行變換，可 以制成適應(yīng)于圖ll( c )所示那樣的窗口變換處理的權(quán)重函數(shù)Wsnr( x )。 另外，圖11 (b)所示的變換函數(shù)fwin (S)表示了設(shè)為SNR分布函 數(shù)SNR ( x )的信號(hào)強(qiáng)度S = WL時(shí)權(quán)重W為零、信號(hào)強(qiáng)度S = WL + WW/2時(shí)以及信號(hào)強(qiáng)度S-WL-WW/2時(shí)權(quán)重W為1那樣的函數(shù) 時(shí)的例子。即，在窗口變換為線性的情況下，例如可以如式(9)那樣決定變換函數(shù)fwin (S)。
fwin(S) = |S — WL|/( WW/2 ) : WL - WW/2<S<WL + WW/2, 1:其它 (9) 然后，通過使用這樣制成的權(quán)重函數(shù)W^ (x)進(jìn)行加權(quán)相加，
來生成圖像數(shù)據(jù)IMAGE (X)的修正數(shù)據(jù)Se。r (X)。進(jìn)而，制成通
過圖10所示那樣的窗口變換從修正數(shù)據(jù)SeQr (x)降低隨機(jī)噪聲，并 且適合于視覺效果地調(diào)整了 SNR的顯示圖像，并顯示在顯示裝置8 上。
另夕卜，可以由用戶通過輸入裝置7的操作，任意地設(shè)定窗口設(shè)定 值(WL， WW)和伽瑪曲線等窗口條件。因此，在用戶改變了窗口 條件的情況下，權(quán)重函數(shù)制成部件11可以與設(shè)定的窗口條件同步地
動(dòng)態(tài)制成權(quán)重函數(shù)Wsnr (X)。進(jìn)而，通過權(quán)重函數(shù)W皿(X)的同步， 也可以分別動(dòng)態(tài)同步地生成以及顯示修正數(shù)據(jù)Se。r ( X )以及窗口變換 后的顯示圖像。
但是，對(duì)于窗口條件中的伽瑪曲線，如果設(shè)定一次，則不會(huì)頻繁
地變更。另外，在如X射線CT圖像那樣顯示具有絕對(duì)值的圖像或?qū)?信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化的MR圖像的情況下，根據(jù)通常數(shù)據(jù)種類大致 決定窗口設(shè)定值(WL， WW)的情況較多。因此，也可以預(yù)先將窗 口設(shè)定值(WL， WW)和伽瑪曲線等窗口條件作為預(yù)置值存儲(chǔ)到數(shù) 據(jù)處理裝置1，由權(quán)重函數(shù)制成部件ll根據(jù)預(yù)置值自動(dòng)地制成權(quán)重函
數(shù)W附(X)。由此，無需頻繁地變更窗口條件，所以可以通過更少
的處理來制成以及顯示顯示圖像，而無需動(dòng)態(tài)多次進(jìn)行包括權(quán)重函數(shù)
Wsnr (x)的制成的數(shù)據(jù)修正處理。
除此之外，還可以根據(jù)預(yù)先任意決定的條件來自動(dòng)地設(shè)定窗口條 件，權(quán)重函數(shù)制成部件11根據(jù)自動(dòng)設(shè)定的窗口條件來制成權(quán)重函數(shù)
wsnr(x)。如果預(yù)先決定將例如在空氣等背景以外的圖像值的直方圖 上最大的圖像值設(shè)為WL并將WL的2倍設(shè)為WW那樣的窗口條件 的設(shè)定條件，則數(shù)據(jù)處理裝置1或圖像診斷裝置3可以按照設(shè)定條件 自動(dòng)地設(shè)定窗口條件。因此，可以通過包括權(quán)重函數(shù)Wsnr(x)的制 成和加權(quán)相加的1次數(shù)據(jù)修正處理來制成以及顯示顯示圖像。通過這樣自動(dòng)化地設(shè)定窗口條件，也可以通過更少的處理來制成以及顯示顯 示圖像。
另外，不僅是窗口條件，還可以通過輸入裝置7的操作，來手工 調(diào)整決定上述的權(quán)重函數(shù)W『(x )的制成所需的非線性變換的程度、 進(jìn)行邊緣強(qiáng)調(diào)時(shí)的邊緣部分用的權(quán)重函數(shù)Whigh (x)的值那樣的與數(shù) 據(jù)修正處理相關(guān)的各條件的參數(shù)。特別，對(duì)于非線性變換的程度、邊 緣成分的權(quán)重，有時(shí)理想的是可以根據(jù)用戶的嗜好來調(diào)整。因此，例 如，如果可以通過聲音音調(diào)(tone)控制那樣的撥號(hào)盤(dial)調(diào)整 來進(jìn)行實(shí)時(shí)且動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)修正處理，則用戶可以一邊參照顯示在顯示 裝置8上的圖像一邊對(duì)顯示圖像的修正精度進(jìn)行最佳化。
即，以上那樣的數(shù)據(jù)處理裝置1根據(jù)所提供的處理對(duì)象數(shù)據(jù)求出 SNR分布，使用反映出SNR分布的特征的權(quán)重函數(shù)，進(jìn)行處理對(duì)象 數(shù)據(jù)和對(duì)處理對(duì)象數(shù)據(jù)實(shí)施了線性或非線性的濾波的數(shù)據(jù)的加權(quán)相 加，從而求出修正數(shù)據(jù)。
(效果)
因此，在上述的數(shù)據(jù)處理裝置1中，即使處理對(duì)象數(shù)據(jù)是SNR 局部地變化的數(shù)據(jù)，也可以對(duì)應(yīng)于SNR適應(yīng)地降低噪聲并實(shí)現(xiàn)SNR 的提高。即，不僅是噪聲的降低，還可以控制高頻成分的保存比例。 進(jìn)而，在數(shù)據(jù)處理裝置l中，可以根據(jù)需要進(jìn)行局部的邊緣成分的保 存或強(qiáng)調(diào)。
另外，在數(shù)據(jù)處理裝置l中，由于可以通過簡(jiǎn)單的線性處理來進(jìn) 行與非線性處理等價(jià)的處理，所以可以進(jìn)行高速處理。由此可以實(shí)現(xiàn) 實(shí)時(shí)且動(dòng)態(tài)的處理。
另夕卜，在數(shù)據(jù)處理裝置l中，具有可以應(yīng)用修正處理的空間的自 由度大的優(yōu)點(diǎn)。例如，可以在實(shí)空間、投影數(shù)據(jù)空間、頻率空間等多 種空間中進(jìn)行修正處理。即，由于在濾波中4吏用LSI (Linear space invariant,線性空間恒定)濾波器等線性濾波器，所以無論處理對(duì)象 數(shù)據(jù)是通過實(shí)空間中的巻積法被處理的數(shù)據(jù)，還是通過頻率空間中的 FT ( Fourier transform )法被處理的數(shù)據(jù)，都可以應(yīng)用為修正處理的對(duì)象。
另外，在數(shù)據(jù)處理裝置1中，不僅是處理對(duì)象數(shù)據(jù)的值和SNR 具有正的相關(guān)關(guān)系的情況，即使在處理對(duì)象數(shù)據(jù)的值和SNR具有負(fù) 的相關(guān)關(guān)系的情況下，也可以進(jìn)行處理對(duì)象數(shù)據(jù)的修正處理。即，在 處理對(duì)象數(shù)據(jù)是信號(hào)值和SNR正相關(guān)的通常的數(shù)據(jù)的情況下，越是 信號(hào)值小且SNR也小的郜分，則可以以越強(qiáng)的強(qiáng)度來實(shí)施平滑。相 反，在處理對(duì)象數(shù)據(jù)的信號(hào)值與SNR負(fù)相關(guān)的情況下，越是信號(hào)值 大且SNR大的部分，則可以越增強(qiáng)平滑強(qiáng)度。
另外，在數(shù)據(jù)處理裝置1中，不僅是作為圖像值等數(shù)據(jù)值的信號(hào) 的絕對(duì)強(qiáng)度，還可以與用于決定在顯示裝置8中輸出的亮度值的伽瑪 曲線或窗口設(shè)定值(WL， WW)同步地對(duì)權(quán)重函數(shù)進(jìn)行最佳化。因 此，可以進(jìn)行適合于視覺效果的處理對(duì)象數(shù)據(jù)的修正。
另外，在數(shù)據(jù)處理裝置l中，為了求出SNR分布而使用處理對(duì) 象數(shù)據(jù)，所以具有無需傳感器4的靈敏度分布那樣的其他數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)。
特別，在近年來的MRI裝置中，作為傳感器4即RF線圏的線 團(tuán)要素而具備多個(gè)表面線團(tuán)的情況較多。在該情況下，各表面線閨由 于具有靈敏度分布，所以由表面線圏收集的數(shù)據(jù)具有隨機(jī)噪聲。因此， 進(jìn)行降低重疊在來自多個(gè)表面線圏的數(shù)據(jù)中的起因于靈敏度分布的 噪聲的修正處理變得重要。作為其方法之一，可以考慮以下方法使 用表面線團(tuán)的靈敏度分布數(shù)據(jù)或靈敏度分布的推定值來求出SNR分 布，根據(jù)SNR分布進(jìn)行起因于表面線團(tuán)的靈敏度分布而產(chǎn)生的噪聲 的降低修正。
與其相對(duì)，如果使用數(shù)據(jù)處理裝置l，則無需表面線圏的靈敏度 分布數(shù)據(jù)和靈敏度分布的推定，可以根據(jù)來自表面線圏的數(shù)據(jù)本身來 求出SNR分布。即，在數(shù)據(jù)處理裝置1中，將處理對(duì)象數(shù)據(jù)和對(duì)處 理對(duì)象數(shù)據(jù)實(shí)施了濾波處理的數(shù)據(jù)用作反映出SNR分布的權(quán)重函數(shù)。 因此，即使沒有收集處理對(duì)象數(shù)據(jù)的傳感器4的靈敏度分布數(shù)據(jù)，在 處理對(duì)象數(shù)據(jù)的空間的SNR分布或噪聲分布恒定的情況下，也可以 求出局部的SNR分布。另外，在使用靈敏度分布數(shù)據(jù)來求出SNR分布的情況下，可以 按照傳感器4固有的靈敏度分布數(shù)據(jù)，在處理對(duì)象數(shù)據(jù)的處理前預(yù)先 求出SNR分布。與其相對(duì)，在根據(jù)處理對(duì)象數(shù)據(jù)來求出SNR分布的 情況下，依賴于處理對(duì)象數(shù)據(jù)來求出SNR分布，所以需要在每次對(duì) 處理對(duì)象數(shù)據(jù)進(jìn)行修正處理時(shí)都求出SNR分布。因此，與使用靈敏 度分布數(shù)據(jù)來求出SNR分布的情況相比，在根據(jù)處理對(duì)象數(shù)據(jù)來求 出SNR分布的情況下，處理時(shí)間有可能變長(zhǎng)。
但是，在數(shù)據(jù)處理裝置1中，如果通過單純的線性濾波來制成權(quán) 重函數(shù)W酣(x)，則與無需權(quán)重函數(shù)W酣(x)的制成的情況相比， 單純的濾波處理僅增加1次。另外，加權(quán)相加處理本身的處理時(shí)間為 可以忽視的程度。因此，在數(shù)據(jù)處理裝置l中，可以進(jìn)行上述那樣的 高速處理。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于包括SNR分布數(shù)據(jù)生成單元，根據(jù)處理對(duì)象數(shù)據(jù)制成上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)的SNR分布數(shù)據(jù)；濾波處理單元，通過對(duì)上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)實(shí)施濾波處理，來生成提高了上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)的SNR的濾波處理數(shù)據(jù)；權(quán)重函數(shù)制成單元，根據(jù)上述SNR分布數(shù)據(jù)制成權(quán)重函數(shù)；修正數(shù)據(jù)制成單元，通過使用上述權(quán)重函數(shù)進(jìn)行上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)和上述濾波處理數(shù)據(jù)的加權(quán)運(yùn)算，制成修正數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于上述SNR分布數(shù)據(jù)生成單元構(gòu)成為通過對(duì)上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)實(shí) 施低通濾波來制成上述SNR分布數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于 上述權(quán)重函數(shù)制成單元構(gòu)成為通過對(duì)上述SNR分布數(shù)據(jù)實(shí)施線性變換來制成上述權(quán)重函數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于 上述權(quán)重函數(shù)制成單元構(gòu)成為通過對(duì)上述SNR分布數(shù)據(jù)實(shí)施非線性變換來制成上述權(quán)重函數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于上述SNR分布數(shù)據(jù)生成單元構(gòu)成為將具有噪聲的投影數(shù)據(jù)作為 上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于上述SNR分布數(shù)據(jù)生成單元構(gòu)成為將具有噪聲的圖像數(shù)據(jù)作為 上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于上述SNR分布數(shù)據(jù)生成單元構(gòu)成為將由計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置、 磁共振成像裝置、陽電子釋放計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置以及單光子釋放計(jì) 算機(jī)斷層攝影裝置中的任意一個(gè)取得的投影數(shù)據(jù)作為上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于 上述修正數(shù)據(jù)制成單元構(gòu)成為伴隨著上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)中的邊緣的強(qiáng)調(diào)修正而制成上述修正數(shù)據(jù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于 上述權(quán)重函數(shù)制成單元構(gòu)成為使用在窗口變換中使用的信息來制成上述權(quán)重函數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于 上述權(quán)重函數(shù)制成單元構(gòu)成為制成上述權(quán)重函數(shù)，使得在上述SNR分布數(shù)據(jù)的信號(hào)強(qiáng)度為窗口水平士窗口寬度/2時(shí)權(quán)重最大，并且 在上述信號(hào)強(qiáng)度相當(dāng)于窗口水平時(shí)權(quán)重最小。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于還包括 設(shè)定單元，將窗口寬度、窗口水平以及迦瑪曲線的至少一個(gè)作為在上述窗口變換中使用的信息，根據(jù)輸入裝置的操作來同步，或者預(yù) 先作為預(yù)置值，或根據(jù)預(yù)先決定的條件來自動(dòng)地設(shè)定；以及顯示單元，在根據(jù)上述輸入裝置的操作而同步地設(shè)定上述窗口變 換中使用的信息的情況下，與上述輸入裝置的操作同步地動(dòng)態(tài)顯示根 據(jù)上述修正數(shù)據(jù)生成的數(shù)據(jù)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于上述SNR分布數(shù)據(jù)生成單元構(gòu)成為把將磁共振成像裝置所具備的多個(gè)具有靈敏度分布的表面線圏作為傳感器而收集到的數(shù)據(jù)作為 上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)，根據(jù)上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)制成上述SNR分布數(shù)據(jù)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于還包括 變換單元，在上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)的信號(hào)強(qiáng)度與上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)的SNR處于負(fù)相關(guān)的關(guān)系的情況下，對(duì)上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)進(jìn)行變換， 以使上述信號(hào)強(qiáng)度與上述SNR成為正相關(guān)的關(guān)系。
14. 一種醫(yī)用診斷裝置，其特征在于包括 數(shù)據(jù)收集單元，從被檢體收集處理對(duì)象數(shù)據(jù)；SNR分布數(shù)據(jù)生成單元，根據(jù)上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)制成上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)的SNR分布數(shù)據(jù)；濾波處理單元，通過對(duì)上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)實(shí)施濾波處理，生成提高了上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)的SNR的濾波處理數(shù)據(jù)；權(quán)重函數(shù)制成單元，根據(jù)上述SNR分布數(shù)據(jù)制成權(quán)重函數(shù)； 修正數(shù)據(jù)制成單元，通過使用上述權(quán)重函數(shù)進(jìn)行上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)和上述濾波處理數(shù)據(jù)的加權(quán)運(yùn)算，制成修正數(shù)據(jù)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所迷的醫(yī)用診斷裝置，其特征在于 上述數(shù)據(jù)收集單元構(gòu)成為收集原始數(shù)據(jù)作為上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的醫(yī)用診斷裝置，其特征在于 上述數(shù)據(jù)收集單元構(gòu)成為收集圖像數(shù)據(jù)作為上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的醫(yī)用診斷裝置，其特征在于 上述數(shù)據(jù)收集單元構(gòu)成為收集時(shí)間軸數(shù)據(jù)作為上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)。
18. —種數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于包括 根據(jù)處理對(duì)象數(shù)據(jù)制成上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)的SNR分布數(shù)據(jù)的步簸.通過對(duì)上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)實(shí)施濾波處理，來生成提高了上述處理 對(duì)象數(shù)據(jù)的SNR的濾波處理數(shù)據(jù)的步驟；根據(jù)上述SNR分布數(shù)據(jù)制成權(quán)重函數(shù)的步驟；通過使用上述權(quán)重函數(shù)進(jìn)行上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)和上述濾波處理 數(shù)據(jù)的加權(quán)運(yùn)算來制成修正數(shù)據(jù)的步驟。
19. 一種醫(yī)用診斷方法，其特征在于包括 從被檢體收集處理對(duì)象數(shù)據(jù)的步驟；根據(jù)上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)制成上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)的SNR分布數(shù)據(jù) 的步驟；通過對(duì)上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)實(shí)施濾波處理，來生成提高了上迷處理 對(duì)象數(shù)據(jù)的SNR的濾波處理數(shù)據(jù)的步驟；根據(jù)上述SNR分布數(shù)據(jù)制成權(quán)重函數(shù)的步驟；以及通過使用上述權(quán)重函數(shù)進(jìn)行上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)和上述濾波處理數(shù)據(jù)的加權(quán)運(yùn)算來制成修正數(shù)據(jù)的步驟。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的醫(yī)用診斷方法，其特征在于: 收集原始數(shù)據(jù)作為上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的醫(yī)用診斷方法，其特征在于: 收集圖像數(shù)據(jù)作為上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的醫(yī)用診斷方法，其特征在于: 收集時(shí)間軸數(shù)據(jù)作為上述處理對(duì)象數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)置、醫(yī)用診斷裝置、數(shù)據(jù)處理方法以及醫(yī)用診斷方法，數(shù)據(jù)處理裝置具有SNR分布數(shù)據(jù)生成單元、濾波處理單元、權(quán)重函數(shù)制成單元、以及修正數(shù)據(jù)制成單元。SNR分布數(shù)據(jù)生成單元根據(jù)處理對(duì)象數(shù)據(jù)制成處理對(duì)象數(shù)據(jù)的SNR分布數(shù)據(jù)。濾波處理單元通過對(duì)處理對(duì)象數(shù)據(jù)實(shí)施濾波處理，來生成提高了處理對(duì)象數(shù)據(jù)的SNR的濾波處理數(shù)據(jù)。權(quán)重函數(shù)制成單元根據(jù)SNR分布數(shù)據(jù)制成權(quán)重函數(shù)。修正數(shù)據(jù)制成單元通過使用權(quán)重函數(shù)進(jìn)行處理對(duì)象數(shù)據(jù)和濾波處理數(shù)據(jù)的加權(quán)運(yùn)算來制成修正數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)A61B5/055GK101320468SQ200810094949
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月7日
發(fā)明者木村徳典 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝;東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社