用于對(duì)圖像進(jìn)行濾波的圖像處理裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于對(duì)圖像進(jìn)行濾波的圖像處理裝置W及相對(duì)應(yīng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 出現(xiàn)了不僅提供患者或?qū)ο蟮膯畏鶊D像而且提供所述患者或?qū)ο蟮脑谕耆嗤?的幾何結(jié)構(gòu)中的兩幅或多幅的新的成像模態(tài)。針對(duì)該的兩個(gè)范例是；微分相位對(duì)比成像 值PCI;例如在US2012/0099702A1中描述的），其中，復(fù)折射率的實(shí)部和虛部被測(cè)量；W及 能譜CT(例如在US2008/0253504A中描述的），其中，由于光電效應(yīng)、康普頓散射W及可能 由于對(duì)比劑的X射線衰減被修復(fù)。
[0003] 在W0 2011/145040A1中，聯(lián)合雙邊濾波已經(jīng)被提出作為用于基于圖像的去噪的 公知的雙邊濾波的泛化。尤其是，圖像處理裝置被描述為包括；圖像提供單元，所述圖像提 供單元用于提供對(duì)象的第一圖像W及相同對(duì)象的第二圖像；W及濾波單元，其基于在第一 圖像的圖像值之間的第一相似度并且基于在第二圖像的圖像值之間的第二相似度，來對(duì)第 一圖像進(jìn)行濾波。即使第一圖像和第二圖像中的一幅的圖像值由于噪聲而被干擾，該也允 許基于圖像值屬于對(duì)象的相同部分的可能性（例如，屬于對(duì)象的組織或骨材料的可能性， 如果對(duì)象是人類或動(dòng)物）來對(duì)第一圖像進(jìn)行濾波，從而例如改進(jìn)了CT圖像的邊緣保持的基 于圖像的去噪。
[0004] 然而，已知方法和設(shè)備并未認(rèn)識(shí)噪聲在各幅圖像中能夠是相關(guān)的。尤其是，對(duì)于 DPCI而言，在相位對(duì)比圖像內(nèi)的噪聲的經(jīng)軸圖像（其等價(jià)于具有在低頻處的峰值的公知噪 聲功率譜）中有強(qiáng)的空間相關(guān)性，并且對(duì)于能譜CT而言，在光圖像和康普頓圖像中的相同 空間位置處有噪聲的強(qiáng)的反相關(guān)性。
[0005] 還可能存在其中相同對(duì)象的兩幅圖像可利用但是處于不同空間分辨率處的其他 情況，所述不同空間分辨率也由噪聲中的不同空間相關(guān)性反映。一個(gè)范例可W是磁共振成 像（MRI)，其中，在一些情況下，解剖圖像（例如，T2加權(quán)的）W及參數(shù)圖像（T1)被采集。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供用于對(duì)圖像進(jìn)行濾波的改進(jìn)的圖像處理裝置及方法，W及尤 其用于聯(lián)合基于圖像的去噪的方法。
[0007] 在本發(fā)明的第一方面，提出了一種用于對(duì)圖像進(jìn)行濾波的圖像處理裝置，所述裝 置包括：
[000引-圖像輸入部，其用于獲得相同對(duì)象的第一圖像和第二圖像，所述第一圖像和第二 圖像包括多個(gè)體素并且通過噪聲協(xié)方差而互相關(guān)，每個(gè)體素具有包括信號(hào)值W及噪聲值的 體素值，
[0009]-聯(lián)合雙邊濾波器，其用于對(duì)所述第一圖像進(jìn)行濾波，其中，通過包括相對(duì)體素特 異的權(quán)重的濾波函數(shù)對(duì)所述第一圖像的第一體素進(jìn)行濾波，所述權(quán)重包括獲得所述第一圖 像中的所述第一體素的體素值和第二體素的體素值W及所述第二圖像中的第一體素的體 素值和第二體素的體素值的可能性，假設(shè)所述第一圖像的所述第一體素的信號(hào)值與所述第 一圖像的第二體素的信號(hào)值相同，并且所述第二圖像的所述第一體素的信號(hào)值與所述第二 圖像的第二體素的信號(hào)值相同，
[0010] -圖像輸出部，其用于提供經(jīng)濾波的圖像。
[0011] 在本發(fā)明的又一方面中，提供了一種對(duì)應(yīng)的圖像處理方法。
[0012] 在本發(fā)明的又一方面中，提供了一種包括程序代碼模塊的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì) 算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，所述程序代碼模塊用于令所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行處理方法的步驟， 并且提供了一種存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn) 品在由處理器運(yùn)行時(shí)，令本文公開的方法被執(zhí)行。
[0013]從屬權(quán)利要求中定義了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。應(yīng)理解，要求保護(hù)的方法、計(jì)算機(jī)程 序W及介質(zhì)具有與要求保護(hù)并且在從屬權(quán)利要求中定義的裝置相似和/或相同的優(yōu)選實(shí) 施例。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，提出了一種用于改進(jìn)的聯(lián)合雙邊濾波的方法。所提出的方法基本上 包含兩項(xiàng)；距離加權(quán)和范圍加權(quán)。該第一項(xiàng)是純粹幾何促動(dòng)的，并且不被改變。范圍濾波引 入基于圖像值的加權(quán)，所述加權(quán)被提出為根據(jù)本發(fā)明而被改變。尤其是在圖像之間W及在 不同圖像位置之間的噪聲相關(guān)性根據(jù)本發(fā)明被考慮，W提供改進(jìn)的基于圖像的去噪。
[0015]在該背景下，"互相關(guān)"應(yīng)當(dāng)被理解為使得相關(guān)性能夠被限制到在相同圖像的體素 之間的相關(guān)性，或者其可W被限制到在不同圖像中的相同體素位置之間的相關(guān)性。
[0016]在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述濾波器被配置為使用可能性，所述可能性包括描述所述 噪聲協(xié)方差的噪聲協(xié)方差矩陣。通過使用所述協(xié)方差，能夠解決例如其中噪聲在一個(gè)方向 (例如，在針對(duì)DPCI的面內(nèi)）中高度相關(guān)但是在Z方向中高度不相關(guān)的情況。在該樣的情 況下，常規(guī)（聯(lián)合）雙邊濾波表現(xiàn)不佳，因?yàn)榉秶鸀V波常數(shù)能夠被調(diào)諧到僅面內(nèi)或面外噪聲 特性。
[0017]優(yōu)選地，所述濾波器被配置為使用W下形式的協(xié)方差矩陣： /
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于對(duì)圖像進(jìn)行濾波的圖像處理裝置，所述裝置包括： -圖像輸入部（3)，其用于獲得相同對(duì)象的第一圖像和第二圖像，所述第一圖像和所述 第二圖像包括多個(gè)體素并且通過噪聲協(xié)方差而互相關(guān)，每個(gè)體素具有包括信號(hào)值以及噪聲 值的體素值， -聯(lián)合雙邊濾波器（3)，其用于對(duì)所述第一圖像進(jìn)行濾波，其中，通過包括相對(duì)體素特 異的權(quán)重的濾波函數(shù)對(duì)所述第一圖像的第一體素進(jìn)行濾波，所述權(quán)重包括獲得所述第一圖 像中的所述第一體素的體素值和第二體素的體素值以及所述第二圖像中的第一體素的體 素值和第二體素的體素值的可能性，假設(shè)所述第一圖像的所述第一體素的信號(hào)值與所述第 一圖像的第二體素的信號(hào)值相同并且所述第二圖像的所述第一體素的信號(hào)值與所述第二 圖像的第二體素的信號(hào)值相同， -圖像輸出部（4)，其用于提供經(jīng)濾波的圖像。
2. 如權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置， 其中，所述濾波器（3)被配置為使用可能性，所述可能性包括描述所述噪聲協(xié)方差的 噪聲協(xié)方差矩陣。
3. 如權(quán)利要求2所述的圖像處理裝置， 其中，所述濾波器（3)被配置為使用以下形式的協(xié)方差矩陣：
4. 如權(quán)利要求2所述的圖像處理裝置， 其中，所述濾波器（3)被配置為使用以下形式的可能性：
S是所述協(xié)方差矩陣的逆矩陣， %和a 2是所述第一圖像的第一體素值和第二體素值， 匕和b 2是所述第二圖像的第一體素值和第二體素值，并且 Aa=Bfa2, Ab= bfb"
5. 如權(quán)利要求2所述的圖像處理裝置， 其中，所述濾波器（3)被配置為使用以下形式的可能性：
其中，
S是所述協(xié)方差矩陣的逆矩陣， %和a 2是所述第一圖像的第一體素值和第二體素值， 匕和b 2是所述第二圖像的第一體素值和第二體素值，并且 Aa=Bfa2, Ab= bfb"
6. 如權(quán)利要求2所述的圖像處理裝置， 其中，所述第一圖像的經(jīng)濾波的第一體素值被獲得為：
并且， Wd是雙邊濾波中的距離權(quán)重。
7. 如權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置， 其中，所述圖像輸入部（2)被配置為提供所述第一圖像和所述第二圖像，使得它們示 出所述對(duì)象的不同性質(zhì)。
8. 如權(quán)利要求7所述的圖像處理裝置， 其中，所述圖像輸入部（2)被配置為提供能譜計(jì)算機(jī)斷層攝影圖像，其中，所述第一圖 像指示所述對(duì)象的第一物理性質(zhì)并且所述第二圖像指示所述對(duì)象的第二物理性質(zhì)，所述第 一物理性質(zhì)和所述第二物理性質(zhì)是彼此不同的。
9. 如權(quán)利要求7所述的圖像處理裝置， 其中，所述第一圖像和所述第二圖像中的一幅是康普頓圖像，并且所述第一圖像和所 述第二圖像中的另一幅是光電圖像。
10. 如權(quán)利要求7所述的圖像處理裝置， 其中，所述第一圖像和所述第二圖像中的一幅是康普頓圖像或光電圖像，并且所述第 一圖像和所述第二圖像中的另一幅是康普頓圖像與光電圖像的組合。
11. 如權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中，所述圖像輸入部（2)被配置為提供微分 相位對(duì)比計(jì)算機(jī)斷層攝影圖像，其中，所述第一圖像和所述第二圖像中的一幅指示所述對(duì) 象的吸收，并且所述第一圖像和所述第二圖像中的另一幅指示由所述對(duì)象引起的輻射的相 位移位，所述輻射穿過所述對(duì)象。
12. -種對(duì)圖像進(jìn)行濾波的圖像處理方法，所述方法包括： -獲得相同對(duì)象的第一圖像和第二圖像，所述第一圖像和所述第二圖像包括多個(gè)體素 并且通過噪聲協(xié)方差而互相關(guān)，每個(gè)體素具有包括信號(hào)值以及噪聲值的體素值， -對(duì)所述第一圖像進(jìn)行聯(lián)合雙邊濾波，其中，通過包括相對(duì)體素特異的權(quán)重的濾波函數(shù) 來對(duì)所述第一圖像的第一體素進(jìn)行濾波，所述權(quán)重包括獲得所述第一圖像中的所述第一體 素的體素值和第二體素的體素值以及所述第二圖像中的第一體素的體素值和第二體素的 體素值的可能性，假設(shè)所述第一圖像的所述第一體素的信號(hào)值與所述第一圖像的第二體素 的信號(hào)值相同并且所述第二圖像的所述第一體素的信號(hào)值與所述第二圖像的第二體素的 信號(hào)值相同， -提供經(jīng)濾波的圖像。
13. -種包括程序代碼模塊的計(jì)算機(jī)程序，所述程序代碼模塊用于，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序 在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，令所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求12所述的方法的步驟。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于對(duì)圖像進(jìn)行濾波的圖像處理裝置。所述裝置包括圖像輸入部(3)，所述圖像輸入部用于獲得相同對(duì)象的第一圖像和第二圖像，所述第一圖像和所述第二圖像包括多個(gè)體素并且通過噪聲協(xié)方差而互相關(guān)，每個(gè)體素具有包括信號(hào)值以及噪聲值的體素值。聯(lián)合雙邊濾波器(3)被提供為對(duì)所述第一圖像進(jìn)行濾波，其中，通過包括相對(duì)體素特異的權(quán)重的濾波函數(shù)來對(duì)所述第一圖像的第一體素進(jìn)行濾波，所述權(quán)重包括獲得所述第一圖像中的所述第一體素的體素值和第二體素的體素值以及所述第二圖像中的第一體素和第二體素的體素值的可能性，假設(shè)所述第一圖像的所述第一體素的信號(hào)值與所述第一圖像的第二體素的信號(hào)值相同，并且所述第二圖像的所述第一體素的信號(hào)值與所述第二圖像的第二體素的信號(hào)值相同。所述經(jīng)濾波的圖像被提供在圖像輸出部(4)處。
【IPC分類】G06T5-50, G06T5-00, G06T5-20
【公開號(hào)】CN104871208
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380067314
【發(fā)明人】T·克勒
【申請(qǐng)人】皇家飛利浦有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2013年12月12日
【公告號(hào)】WO2014097065A1