[发明专利]边缘保护的噪声滤波

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于处理图像的图像处理装置、图像处理方法和图像处理计算机程序。

背景技术

C.K.Chu等人的文章“Edge-Preserving Smoothers for Image Processing”,Journal of The American Statistical Association,第93卷,第442期,第526-541页,1998年6月公开了一种滤波方法，该滤波方法适于执行对图像的滤波，从而在保护边缘的同时降低不期望的噪声。然而，如果在图像中CNR（对比噪声比）过小，那么边缘可能看不到，而且可能无法保护，导致图像的模糊，并且因此导致降低的图像质量。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供用于处理图像的图像处理装置、图像处理方法和图像处理计算机程序，其中，能够改进处理后的图像的图像质量。

在本发明的第一方面中，提出了一种用于处理图像的图像处理装置，其中该图像处理装置包括：

-用于提供对象的第一图像以及同一对象的第二图像的图像提供单元，

-用于对第一图像进行滤波的滤波单元，其中，滤波单元适于根据第一图像的图像值之间的第一相似度以及根据第二图像的图像值之间的第二相似度对第一图像进行滤波。

根据图像值之间的相似度的滤波允许根据图像值属于对象的同一部分（例如，如果对象是人或动物的话，属于对象的组织或骨骼物质）的可能性（likeliness）对第一图像进行滤波。例如，如果第一图像的或者第二图像的图像值之间的相似度大，那么对应的图像值就很可能属于对象的同一部分。相反，如果第一图像的和第二图像的图像值之间的相似度较小，那么它们更可能属于对象的不同部分，并且它们例如被对象的边缘隔开。即使由于噪声或其他干扰，第一图像的图像值比起在没有噪声或其他干扰时它们所应当的那样更加相似，在滤波期间也可以考虑图像值示出对象的同一部分的可能性，这是因为滤波单元适于不仅根据第一图像的图像值之间的第一相似度还根据第二图像的图像值之间的相似度来对第一图像进行滤波，该第二图像可能未被与第一图像相同的程度地干扰或者可能根本未被干扰。这允许提高第一图像的图像质量。

图像提供单元可以是已经存储了第一图像和第二图像的存储单元，或者图像提供单元可以是诸如计算机断层扫描系统、磁共振成像系统、核成像系统、超声成像系统等的成像模态。如果图像提供单元是成像模态，那么也可以将图像处理装置看作是生成对象的图像并且对这些图像进行处理的成像系统。

滤波单元优先地还适于根据第一图像的图像值之间的第一相似度并且根据第二图像的图像值之间的第二相似度对第二图像进行滤波。

第一图像和第二图像可以是二维图像、三维图像或四维图像。它们示出同一对象，即，整个对象或者仅对象的一部分，例如，仅对象的切片，如果对象在运动，则优选的是在同一时间和/或在同一运动状态下的。优先基于采集的对象的同一数据（尤其是投影数据）来重建第一图像和第二图像。滤波单元优先适于根据所述第一图像的图像值之间的差异来确定第一相似度，并且根据第二图像的图像值之间的差异来确定第二相似度，其中随着差异的增大，尤其是随着绝对差异的增大，相似度降低。而且，可以采用其他的相似性度量来用于确定图像值之间的相似度，例如，图像值的比值，其中，随着该比值与1的偏差的缩小，相似度提高。

滤波单元优先地适于执行滤波以致第一图像和/或第二图像被降噪。优选地，滤波单元适于对第一图像的像元的图像值进行加权平均，其中，为了确定第一图像的第一像元的平均图像值，对包括第一像元的第一区域内的第一区域像元的图像值进行加权并且平均，其中，采用根据下述内容的权重对第一区域像元的图像值进行加权：

-作为a)第一区域像元的图像值与b)第一图像的第一像元的图像值之间的相似度的第一相似度

-作为a)第二图像中的与第一区域对应的第二区域内的第二区域像元的图像值与b)第二图像中的与第一像元对应的第二像元的图像值之间的相似度的第二相似度。这允许通过简单的数学运算并且因而以低计算工作量对第一图像进行滤波。