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DE10333563A1 - Temporales Bildvergleichsverfahren - Google Patents

Temporales Bildvergleichsverfahren Download PDF

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DE10333563A1
DE10333563A1 DE10333563A DE10333563A DE10333563A1 DE 10333563 A1 DE10333563 A1 DE 10333563A1 DE 10333563 A DE10333563 A DE 10333563A DE 10333563 A DE10333563 A DE 10333563A DE 10333563 A1 DE10333563 A1 DE 10333563A1
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DE
Germany
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signal
image signal
image
segmentation
registration
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE10333563A
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English (en)
Inventor
Gopal B. New Berlin Avinash
John M. Sussex Sabol
Vianney Pierre Milwaukee Battle
Kadri Nizar Waukesha Jabri
Renuka Pewaukee Uppaluri
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GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Original Assignee
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
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Publication date
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    • GPHYSICS
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    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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Abstract

Ein temporales Bildverarbeitungssystem (10) enthält eine temporale Verarbeitungssteuereinrichtung (14), die ein erstes Bildsignal und ein zweites Bildsignal von einer Abtasteinheit (16) empfängt. Die temporale Verarbeitungssteuereinrichtung (14) beinhaltet ein Segmentationsmodul, das zumindest eine interessierende Region zwischen zumindest zwei Bildsignalen isoliert und daraus ein Segmentationssignal erzeugt. Die temporale Verarbeitungssteuereinrichtung (14) enthält auch ein Registriermodul, das das Segmentationssignal empfängt und die interessierende Region registriert und daraus ein Registriersignal erzeugt. Die temporale Verarbeitungssteuereinrichtung (14) enthält weiterhin ein Vergleichsmodul, das das Segmentationssignal und das Registriersignal empfängt. Das Vergleichsmodul erzeugt daraus ein adaptives Vergleichssignal der Bildsignale.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Abbildungssysteme, und insbesondere ein Verfahren zur Verbesserung der Anzeige zeitlicher Änderungen.
  • Hintergrund
  • Abbildungseinrichtungen, wie Röntgeneinrichtungen, sind sowohl bei medizinischen als auch industriellen Anwendungen weit verbreitet. Abbildungseinrichtungen verwenden oft eine zeitliche Verarbeitung zum Verfolgen von Änderungen eines Objekts über die Zeit.
  • Zeitliche Verarbeitungssysteme enthalten typischerweise die folgenden allgemeinen Module: ein Erfassungsspeichermodul, ein Segmentationsmodul, ein Registriermodul, Vergleichsmodul und Berichtmodul. Die Eingangsbilder sind eindimensional, zweidimensional, dreidimensional, hergeleitet, synthetisiert oder montiert, wobei eine Vielzahl separater Bilder von einem einzigen Zeitpunkt zum Bilden eines größeren zusammengesetzten, nahtlosen Bildes kombiniert werden.
  • Die Erfassung einer Änderung in medizinischen Bildern eines Patienten, die zu zwei verschiedenen Zeitpunkten aufgenommen werden, hat großes Potential zur Verbesserung der Diagnose. Der Vorteil der digitalen Abbildung ermöglicht eine computergestützte Erfassung und Identifizierung dieser Änderungen und die Erzeugung eines „Unähnlichkeitsbildes" mit den Änderungsinformationen. Dieses Unähnlichkeitsbild kann durch einen menschlichen Controller gelesen oder in eine automatische Analyseeinrichtung eingegeben werden, wie einen CAD(computergestützte Diagnose) Algorithmus.
  • Gegenwärtig werden als Teil der "zeitlichen Subtraktions-Applikation" der Mitsubishi Space Software Unähnlichkeitsbilder unter Verwendung einer einfachen bildelementweisen Subtraktion der registrierten Bilder berechnet. Eine einfache Subtraktion resultiert allerdings in Bildern mit schwachem Kontrast, und ist nicht sehr robust, wenn die zwei Anfangsbilder unter Verwendung verschiedener Verfahren erfasst werden.
  • Für ein temporales Subtraktionsbild sind die resultierenden Bildelementwerte (und somit die angezeigten Graustufen) proportional zum Unterschied oder der Unähnlichkeit des Bildelementwerts zwischen zwei Eingangsbildern, die zeitlich getrennt erfasst werden.
  • Eingangsbilder werden oft zum Kompensieren mehrerer Faktoren registriert und verarbeitet, wie des Unterschieds in der Positionierung des Subjekts während den zwei Bilderfassungen, des Unterschieds der Erfassungsparameter, des Unterschieds in der Bitauflösung der Bilder und der Unterschiede in einer beliebigen Vor- oder Nachverarbeitung, die bei den Bildern angewendet werden kann.
  • Der Bildvergleich ist eine übliche Aufgabe in einer Vielzahl von Anwendungen, die eine zeitliche Verarbeitung von Monomodalitätsbildern (eindimensional, zweidimensional, dreidimensional, hergeleitet, synthetisiert, montiert) beinhalten. Aktuelle Verfahren beinhalten einfache arithmetische Operationen, die bei diesen Bildern ausgeführt werden, einschließlich einer Subtraktion oder Addition, die hinsichtlich des räumlichen Bildinhalts nicht adaptiv sind. Daher soll das Vergleichsmodul mit anspruchsvolleren Verfahren verbessert werden, die adaptiv sind, und die bessere Ergebnisse für nachfolgende Verarbeitungs- und Anzeigeverfahren liefern.
  • Die mit den aktuellen Abbildungssystemen verbundenen Nachteile haben hervorgebracht, dass ein neues Verfahren für eine temporale Verarbeitung erforderlich ist. Das neue Verfahren sollte die Genauigkeit erfasster Informationen wesentlich erhöhen, die anhand der temporalen Verarbeitung erhalten werden. Die Erfindung ist darauf gerichtet.
  • Kurzzusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet ein temporales Bildverarbeitungssystem eine temporale Verarbeitungssteuereinrichtung zum Empfangen eines ersten Bildsignals und eines zweiten Bildsignals von einer Abtasteinheit. Die temporale Verarbeitungssteuereinrichtung umfasst ein Segmentationsmodul zum Isolieren zumindest einer interessierenden Region des ersten Bildsignals und des zweiten Bildsignals. Das Segmentationsmodul ist zur Erzeugung eines Segmentationssignals daraus eingerichtet.
  • Die temporale Verarbeitungssteuereinrichtung umfasst ferner ein Registriermodul zum Empfangen des Segmentationssignals und Registrieren zumindest einer interessierenden Region.
  • Das Registriermodul ist ferner zur Erzeugung eines Registriersignals daraus eingerichtet. Die temporale Verarbeitungssteuereinrichtung umfasst ferner ein Vergleichsmodul zum Empfangen des Segmentationssignals und des Registriersignals. Das Vergleichsmodul erzeugt daraus ein adaptives Vergleichssignal des ersten Bildsignals und des zweiten Bildsignals.
  • Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist ein temporales Bildverarbeitungsverfahren ausgebildet. Das Verfahren enthält die Abtastung eines Objekts und die Erzeugung eines ersten Bildsignals und eines zweiten Bildsignals daraus. Das erste Bildsignal und das zweite Bildsignal werden in einem Segmentationsmodul empfangen. Zumindest eine interessierende Region des ersten Bildsignals und des zweiten Bildsignals wird isoliert. Ein Segmentationssignal wird auch erzeugt und in einem Registriermodul empfangen. Die zumindest eine interessierende Region wird registriert und ein Registriersignal wird erzeugt. Das Segmentationssignal und das Registriersignal werden in einem Vergleichsmodul empfangen, und ein adaptives Vergleichssignal wird als Antwort auf das Segmentationssignal und das Registriersignal erzeugt.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung ersichtlich, und können durch die Einrichtungen und Kombinationen realisiert werden, die insbesondere in den beigefügten Patentansprüchen aufgezeigt sind.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine Darstellung eines Abbildungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 2 eine schematische Darstellung eines Abschnitts aus 1,
  • 3 eine schematische Darstellung der temporalen Verarbeitungseinheit aus 1 und
  • 4 ein Blockschaltbild eines temporalen Verarbeitungsverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Die Erfindung ist hinsichtlich eines temporalen Bildverarbeitungssystems 10 veranschaulicht, das sich insbesondere auf medizinischem Gebiet befindet. Die Erfindung ist aber auch bei verschiedenen anderen Applikationen anwendbar, die eine temporale Abbildung erfordern können, was für den Fachmann verständlich ist.
  • In den 1 und 2 ist eine Bildsteuereinrichtung 12 mit einer temporalen Verarbeitungssteuereinrichtung 14 verbunden mit einer Abtasteinheit 16 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die Abtasteinheit 16 beinhaltet beispielsweise eine mit einem Fasslager 20 verbundene Röntgenquelle 10, die einen Röntgenfluss 22 erzeugt, der durch ein Objekt 24 (beispielsweise einen Patienten) auf einem Tisch 15 fällt. Das System 10 enthält ferner eine Röntgenerfassungseinrichtung 26, die auch mit dem Fasslager 20 verbunden ist.
  • Die Abbildungssteuereinrichtung 12, die die temporale Verarbeitungssteuereinrichtung 14 und verschiedene andere weitgehend bekannte Abbildungssteuer- und Anzeigekomponenten enthält, empfängt die Erfassungseinrichtungssignale und antwortet durch die Erzeugung eines ersten und eines zweiten Bildsignals. Die Abbildungssteuereinrichtung 12 enthält beispielsweise auch eine Bedienerkonsole 28, einen Monitor und eine Benutzerschnittstelle 29, eine Röntgensteuereinrichtung 30, eine Tischsteuereinrichtung 32, eine Fasslagermotorsteuereinrichtung 32, einen Massenspeicher 38, eine Bildrekonstruktionseinrichtung 41 und ein Datenerfassungssystem 42, die alle mit einem Host-Computer und einer Anzeige 43 verbunden sind, die bekannt sind und nachstehend beschrieben werden.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung der temporalen Verarbeitungssteuereinrichtung 14 aus 1. Ein Ausführungsbeispiel der temporalen Abbildungssteuereinrichtung umfasst ein Erfassungsspeichermodul 40, ein Verarbeitungsmodul 42, ein Segmentationsmodul 44, ein Registriermodul 46, ein Vergleichsmodul 50 und ein Berichtmodul 52. Die vorstehenden Module sind entweder Software-Algorithmen oder diskrete Schaltungskomponenten oder eine Kombination daraus, was für den Fachmann verständlich ist.
  • Gemäß den 1, 2 und 3 enthält das Erfassungsspeichermodul 40 erfasste Bilder. Für eine zeitliche Änderungsanalyse ruft ein Datenabrufsystem die Daten, die einem früheren Zeitpunkt entsprechen, aus einem Speicher (beispielsweise der Massenspeichereinheit 38) oder aus der Bildrekonstruktionseinrichtung 41 ab, die Signale vom Datenerfassungssystem (DAS) 42 empfängt. Die in das Erfassungsspeichermodul eingegebenen Bilder sind eindimensionale, zweidimensionale, dreidimensionale, hergeleitete, synthetisierte oder montierte Bilder, so dass eine Vielzahl separater Bilder von einem einzelnen Zeitpunkt zur Bereitstellung eines größeren zusammengesetzten, nahtlosen Bildes kombiniert werden.
  • Als veranschaulichendes Beispiel sind lediglich zwei Bilder S1 und S2, die zwei Zeitpunkten t1 und t2 entsprechen, enthalten, allerdings erkennt der Fachmann, dass der allgemeine Ansatz auf eine beliebige Anzahl an Bildern in der Erfassungs- und temporalen Sequenz ausgedehnt werden kann. Das temporale Vergleichsbild ist mit S1–2 bezeichnet. S1 und S2 sind entweder die ursprünglichen nicht verarbeiteten Bilder von einem Erfassungssystem oder alternativ dazu nachbearbeitete Versionen der Ursprungsbilder. Der Fachmann erkennt, dass das Erfassungsspeichermodul 40 Bilder von beinahe allen digitalen Abbildungsquellen enthalten kann.
  • Das Segmentationsmodul 44 empfängt die zwei Bilder S1 und S2 vom Erfassungsspeichermodul 40 und isoliert interessierende Regionen unter den zwei Röntgenbildern S1 und S2 über einen automatischen oder manuellen Vorgang in der Benutzerschnittstelle 29 und der Bedienerkonsole 28. Oftmals ist das gesamte Bild die interessierende Region.
  • Eine Segmentationsmaskierung (M) wird von einer Segmentationsmodullogik erzeugt, oder alternativ dazu von einem Abtastbediener eingegeben. Die Segmentationsmaskierung (M) ist ein anwendungsabhängiger Vorgang zum Isolieren zumindest einer interessierenden Region. Beispielsweise erhält bei 5 interessierenden Bereichen jeder der 5 Bereiche eine Indexnummer zwischen 1 und 5 für das erste Bild, und eine entsprechende Bezeichnung wird für jeden interessierenden Bereich für das zweite Bild angewendet. Alle anderen Abschnitte des Objekts werden entweder mit "0" oder alternativ auf bekannte unterscheidende Weise (beispielsweise mit einer Farbindizierung, usw.) bezeichnet, was nachstehend mit dem Vergleichsmodul beschrieben wird.
  • Das Registriermodul 46 empfängt die Signale der interessierenden Region vom Segmentationsmodul 44, stellt Registrierverfahren bereit und erzeugt daraus ein Registriersignal. Sind die interessierenden Regionen für die zeitliche Änderungsanalyse klein, reichen Festkörperregistriertransformationen, die eine Translation, Rotation, Vergrößerung und Scherung beinhalten, zum Registrieren eines Paars von Bildern aus t1 und t2 aus. Sind die interessierenden Regionen jedoch groß, und enthalten beinahe das gesamte Bild, werden verwundene, elastische Transformationen angewendet.
  • Eine Möglichkeit der Implementierung der verwundenen Registrierung besteht in der Verwendung eines Multiskala-; Multiregion-Pyramidenansatzes. Für diesen Ansatz wird in jeder Skalierung eine andere Kostenfunktion optimiert, die Änderungen hervorhebt. Derartige Kostenfunktionen sind Korrelationsverfahren, wie eine mathematische Korrelation und Vorzeichenwechselmessung, oder statistische Verfahren, wie Entropiemessungen und eine wechselseitige Informationsanalyse.
  • Für eine verwundene Registrierung werden Bilder mit einer gegebenen Skalierung neu abgetastet und danach in eine Vielzahl von Regionen unterteilt. Für verschiedene Regionen werden separate Verschiebungsvektoren berechnet. Verschiebungsvektoren werden zur Erzeugung einer glatten Verschiebungstransformation interpoliert, die zum Verwinden eines der Bilder angewendet wird. Die Bilder werden neu abgetastet und der verwundene Registrierungsvorgang wird mit der nächsthöheren Skalierung wiederholt, bis die vorbestimmte endgültige Skalierung erreicht ist. In anderen Situationen wird eine Kombination aus einer festen Registrierung und elastischen Transformationen verwendet.
  • Das Vergleichsmodul 50 empfängt das Segmentationssignal und das Registriersignal und berechnet ein Unähnlichkeitsmaß zwischen den registrierten Bildern und erzeugt daraus ein Vergleichssignal. Der registrierte Bildvergleich wird auf mehrere Weisen durchgeführt. Zusätzlich zu oder anstelle der Verwendung einer einfachen Subtraktion zwischen den registrierten Bildern zum Erhalten des Unähnlichkeitsbildes beinhaltet das System ein verbessertes Teilungsverfahren, das als (S1×S2)/(S2×S2+Φ) beschrieben ist.
  • Für eine temporale Monomodalitätsverarbeitung erhalten die herkömmlichen Verfahren ein Differenzbild D = S1–S2. Die Erfindung umfasst ein Verfahren für einen adaptiven Bildvergleich zwischen zwei Bildern S1 und S2. Ein adaptives Verfahren beinhaltet die folgende Gleichung: D1a = (S1×S2)/(S2×S2+Φ), wobei die skalare Konstante Φ>0 ist. Im degenerativen Fall Φ = 0 wird die vorstehende Gleichung eine reine Teilung Sl/S2. Ein anspruchsvolleres Verfahren enthält Φ als Variable mit Werten, die entsprechend einer Nachschlagetabelle geschätzt werden, was für den Fachmann verständlich ist. Bei einem Ausführungsbeispiel beinhaltet die Eingabe in das Vergleichsmodul 50 auch eine Segmentationsmaskierung (M), die aus dem Segmentationsmodul 44 oder aus einer Benutzereingabe erzeugt wird, zusätzlich zu S1 und S2. M wird aus einem Vorabwissen der speziellen Merkmale in den verglichenen Bildern erhalten, wie einer Knochenstruktur oder eines Organtyps. Die Segmentationsmaskierung steuert die Vergleichsergebnisse an verschiedenen Orten, was für den Fachmann verständlich ist.
  • Beispielsweise hängt das folgende Vergleichsverfahren von Ortsattributen ab:
    Ist M>0, D1a = (S1×S2)/(S2×S2+Φ);
    sonst D1a = 0.
  • Eine allgemeine Form dieses Verfahrens ist folgende:
    Ist M = m1, D1a = (S1×S2)/(S2×S2+Φ1);
    sonst ist M = m2, D1a = (S1×S2)/(S2×S2+Φ2);
    sonst ist M = mk, D1a = (S1×S2)/(S2×S2+Φk)
    sonst D1a = 0.
  • Wobei m eine Variable ist, die bestimmt, auf welchen Index in der Bezugsgleichung das Augenmerk gerichtet ist, und k eine Konstante ist, die durch bekannte Testverfahren entwickelt wurde.
  • Das Berichtmodul 52 empfängt das Vergleichssignal und stellt die Anzeige- und Quantifizierungsmöglichkeiten für den Benutzer zur Visualisierung und/oder Quantifizierung der Ergebnisse des temporalen Vergleichs bereit. Ergebnisse der zeitlichen Vergleiche werden gleichzeitig auf einer zweiten Anzeigeeinheit mit einem der Bilder S1 oder S2 angezeigt. Oder es wird eine Überlagerung von S1–2 auf S1 oder S2 mit einem Logikoperator beruhend auf einem zuvor bestimmten Kriterium erzeugt. Für einen quantitativen Vergleich werden Farbnachschlagetabellen für die überlagerten Bilder verwendet. Die resultierende Kombination wird mit einer Mehrfarbenüberlagerungsanzeige realisiert.
  • Die Erfindung ist anhand von Röntgen- und Computertomografie (CT-)Systemen veranschaulicht, sie wird aber alternativ für einen beliebigen Abbildungssystemtyp verwendet, einschließlich der Magnetresonanzabbildung (MRI), Mammographie, Gefäßröntgenabbildung, Knochenabtastung, Positronenemissionstomographie (PED), Ultraschall, optischen Abbildung, usw. Weitere Ausführungsbeispiele beinhalten nicht-medizinische Anwendungen, wie eine Schweißinspektion und Metallinspektion. Grundlegend beinhalten die Ausführungsbeispiele alles, was ein Abbildungssystem verwenden könnte, um ein-, zwei- und dreidimensionale Bilder oder ein-, zwei- und dreidimensionale montierte Bilder aufzunehmen.
  • Typische Abtasteinheiten beinhalten eine mit einem Fasslager 20 verbundene Röntgenquelle 18. Die Röntgenquelle 18 erzeugt einen Röntgenfluss 23, der durch ein abgetastetes Objekt 26 auf einem Tisch 25 fällt. Eine Röntgenerfassungseinrichtung 26 ist typischerweise auch mit dem Fasslager 20 verbunden, so dass die Erfassungseinrichtung 26 den Röntgenfluss 22 aufnimmt.
  • Die Röntgenquelle 18 ist als Flachfeld-Röntgenquelle oder ausgedehnte Röntgenquelle (beispielsweise Imatron) oder Standardröntgenröhre ausgebildet. Die Röntgenquelle 18 wird entweder durch einen Host-Computer 43 oder eine Röntgensteuereinrichtung 30 aktiviert, was der Fachmann versteht. Die Röntgenquelle 18 sendet einen Röntgenfluss 22 durch ein Objekt 24 auf einem beweglichen Tisch 25, der durch eine Tischsteuereinrichtung 27 gesteuert wird, die im Ansprechen auf Signale vom Host-Computer 43 agiert, was der Fachmann versteht.
  • Das ausgebildete Fasslager 20 ist eine ringförmige Plattform, die um das abgetastete Objekt 24 im Ansprechen auf Signale von der Fasslagermotorsteuereinrichtung 34 rotiert, was der Fachmann versteht.
  • Für ein einziges Bild S1 fällt der Röntgenfluss 22 von der Röntgenquelle 18 durch das Objekt 24 und trifft auf die Röntgenerfassungseinrichtung 26. Erfassungseinrichtungsspezifische Korrekturen oder Kalibrierungen sind damit verknüpft, was der Fachmann versteht. Das Signal geht dann zum Host-Computer und zur Anzeigeeinrichtung 43, wo das Signal in eine Graustufe entsprechend der Dämpfung eines Röntgenphotons durch den Patienten umgesetzt wird. Das Bild wird dann in der Massenspeichereinheit 38 gespeichert oder in der temporalen Abbildungssteuereinrichtung 14 empfangen.
  • Die Erfassungseinrichtung 26 befindet sich typischerweise gegenüber der Röntgenquelle 18 zur Aufnahme des von dieser erzeugten Röntgenflusses 22.
  • Der Host-Computer 43 empfängt Erfassungseinrichtungssignale. Der Host-Computer 43 aktiviert auch die Röntgenquelle 18 durch Signale von der Bedienerkonsole 28 oder Benutzerschnittstelle 29, jedoch umfassen alternative Ausführungsbeispiele unabhängige Aktivierungseinrichtungen für die Röntgenquelle 18. Die vorliegende Erfindung umfasst eine Bedienerkonsole 28 zur Steuerung durch einen Techniker, was der Fachmann versteht.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die Verwendung einer zeitlichen Abbildung für die Scout-Abtastung bei einem Abbildungssystem. Während einer Scout-Abtastung von der Röntgenquelle 18 zu den Erfassungselementen 26 bleibt die Röntgenröhre stationär, während der Patiententisch 25 unter dem Röntgenfluss 22 bewegt wird. Daraus ergibt sich ein zweidimensionales Bild, das ideal für qualitative Informationen und zum Lokalisieren der gewünschten Position für die Abtastung während einer weiteren zeitlichen Abbildung ist.
  • In 4 ist ein Blockschaltbild eines temporalen Bildverarbeitungsverfahrens 98 gezeigt. Die Logik beginnt im Operationsblock 100, wo das Objekt in unterschiedlichen Zeitabschnitten zur Erzeugung von Bildsignalen abgetastet wird.
  • Der Operationsblock 101 wird dann aktiviert, und die temporale Verarbeitungssteuereinrichtung erfasst die Bildsignale über das Erfassungsspeichermodul und erzeugt ein Erfassungssignal, das die Bildsignale enthält.
  • Im Operationsblock 102 empfängt das Segmentationsmodul das Erfassungssignal und isoliert interessierende Regionen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der Operationsblock 103 aktiviert, und das Segmentationsmodul erzeugt eine Segmentationsmaskierung, die zur Steuerung der Steuerergebnisse dient. Alternativ dazu wird die Segmentationsmaskierung von einer Quelle außerhalb in die temporale Verarbeitungssteuereinrichtung eingegeben, was vorstehend beschrieben ist.
  • Im Block 104 registriert die temporale Verarbeitungssteuereinrichtung die interessierenden Regionen.
  • Im Operationsblock 108 wird der betroffene Bereich analysiert. Eine untergeordnete Region wird mit Translationskriterien und/oder Rotationskriterien und/oder Vergrößerungskriterien und/oder Scherungskriterien analysiert, wodurch ein Kostensignal (d.h., eine Kostenfunktion oder eine Zahl des Werts der Kostenfunktion) im Operationsblock 114 erzeugt wird.
  • Für einen übergeordneten Bereich wird zumindest ein verwundenes Transformationskriterium verwendet, wodurch ein Kostensignal (d.h., eine Kostenfunktion oder eine Zahl des Werts der Kostenfunktion) im Operationsblock 114 erzeugt wird.
  • Der Operationsblock 116 wird dann aktiviert und das Vergleichsmodul empfängt das Segmentationssignal, das Registriersignal und die Segmentationsmaskierung. Das Vergleichsmodul erzeugt daraus ein adaptives Vergleichssignal im Operationsblock 120. Nach dem adaptiven Vergleich empfängt das Berichtmodul das Vergleichssignal und stellt die Anzeige- und Quantifizierungsmöglichkeiten für den Benutzer zum Visualisieren und/oder Quantifizieren der Ergebnisse des temporalen Vergleichs bereit.
  • Im Betrieb umfasst das zeitliche Bildverarbeitungsverfahren die Abtastung eines Objekts und die Erzeugung eines ersten Bildsignals und eines zweiten Bildsignals daraus. Ein Segmentationsmodul empfängt das erste Bildsignal und das zweite Bildsignal, isoliert zumindest eine interessierende Region und erzeugt daraus ein Segmentationssignal.
  • Ein Registriermodul empfängt das Segmentationssignal, registriert die interessierende Region und erzeugt ein Registriersignal. Ein Vergleichsmodul empfängt das Segmentationssignal und das Registriersignal und erzeugt ein adaptives Vergleichssignal im Ansprechen darauf. Das Vergleichsmodul empfängt auch eine Segmentationsmaskierung vom Segmentationsmodul oder von einer Benutzereingabe, die die Vergleichsergebnisse an verschiedenen Orten steuert.
  • Aus dem vorstehend beschriebenen ist ersichtlich, dass ein neues temporales Bildverarbeitungssystem 10 ausgebildet wurde. Die vorstehende Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels dient lediglich der Veranschaulichung einiger der vielen bestimmten Ausführungsbeispiele, die Anwendungen der Prinzipien der Erfindung darstellen. Der Fachmann erkennt viele verschiedene Anordnungen, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, wie er in den folgenden Patentansprüchen definiert ist.
  • Ein temporales Bildverarbeitungssystem 10 enthält eine temporale Verarbeitungssteuereinrichtung 14, die ein erstes Bildsignal und ein zweites Bildsignal von einer Abtasteinheit 16 empfängt. Die temporale Verarbeitungssteuereinrichtung 14 beinhaltet ein Segmentationsmodul 44, das zumindest eine interessierende Region zwischen zumindest zwei Bildsignalen isoliert und daraus ein Segmentationssignal erzeugt. Die temporale Verarbeitungssteuereinrichtung 14 enthält auch ein Registriermodul 46, das das Segmentationssignal empfängt und die interessierende Region registriert und daraus ein Registriersignal erzeugt. Die temporale Verarbeitungssteuereinrichtung 14 enthält weiterhin ein Vergleichsmodul 50, das das Segmentationssignal und das Registriersignal empfängt. Das Vergleichsmodul 50 erzeugt daraus ein adaptives Vergleichssignal der Bildsignale.

Claims (10)

  1. Temporale Verarbeitungssteuereinrichtung (14) zum Empfangen eines ersten Bildsignals und eines zweiten Bildsignals von einer Abtasteinheit 16, mit einem Segmentationsmodul (44) zum Isolieren zumindest einer interessierenden Region des ersten Bildsignals und des zweiten Bildsignals, und zur Erzeugung eines Segmentationssignals daraus, einem Registriermodul (46) zum Empfangen des Segmentationssignals und Registrieren der zumindest einen interessierenden Region und zur Erzeugung eines Registriersignals daraus und einem Vergleichsmodul (50) zum Empfangen des Segmentationssignals und des Registriersignals und zur Erzeugung eines adaptiven Vergleichssignals des ersten Bildsignals und des zweiten Bildsignals daraus.
  2. Temporales Bildverarbeitungsverfahren mit der Abtastung eines Objekts (24) und Erzeugung eines ersten Bildsignals und eines zweiten Bildsignals daraus, dem Empfang des ersten Bildsignals und des zweiten Bildsignals in einem Segmentationsmodul (44), der Isolierung zumindest einer interessierenden Region des ersten Bildsignals und des zweiten Bildsignal, der Erzeugung eines Segmentationssignals, dem Empfang des Segmentationssignals in einem Registriermodul (46), der Registrierung der zumindest einen interessierenden Region, der Erzeugung eines Registriersignals, dem Empfang des Segmentationssignals und des Registriersignals in einem Vergleichsmodul (50) und der Erzeugung eines adaptiven vergleichssignals im Ansprechen auf das Segmentationssignal und das Registriersignal.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Erzeugung eines Segmentationssignals ferner die Erzeugung eines ersten Bildsignals umfasst, das ein eindimensionales Bild, zweidimensionales Bild, dreidimensionales Bild, eindimensionales montiertes Bild, zweidimensionales montiertes Bild oder dreidimensionales montiertes Bild enthält.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Registrierung ferner die Registrierung einer untergeordneten interessierenden Region des Objekts im ersten Bildsignal und zweiten Bildsignal mit Translationskriterien und/oder Rotationskriterien und/oder Vergrößerungskriterien und/oder Scherungskriterien umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Registrierung ferner die Registrierung einer übergeordneten interessierenden Region des Objekts 24 im ersten Bildsignal und im zweiten Bildsignal über zumindest ein verwundenes Transformationskriterium umfasst.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Registrierung ferner die Registrierung einer übergeordneten interessierenden Region des Objekts 24 im ersten Bildsignal und im zweiten Bildsignal über zumindest ein verwundenes Transformationskriterium umfasst, das eine Multiregion-, Multiskalierung-Pyramiden-Logik enthält, und wobei das Verfahren die Hervorhebung von Änderungen zwischen dem ersten Bildsignal und dem zweiten Bildsignal mit unterschiedlicher Kostenfunktion in jeder der Vielzahl der Skalierungen umfasst.
  7. Temporales Bildverarbeitungssystem (10) mit einer Abtasteinheit (16) zur Abtastung eines Objekts (24) und Erzeugung eines ersten Bildsignals und eines zweiten Bildsignals des Objekts (24) und einer Bildsteuereinrichtung (12), die mit der Abtasteinheit (16) verbunden ist, und zum Empfangen des ersten Bildsignals und des zweiten Bildsignals eingerichtet ist, wobei die Bildsteuereinrichtung (12) eine temporale Verarbeitungssteuereinrichtung (14) zum Empfangen des ersten Bildsignals und des zweiten Bildsignals in einem Segmentationsmodul (44), Isolieren zumindest einer interessierenden Region des ersten Bildsignals und des zweiten Bildsignals, Erzeugen eines Segmentationssignals, Empfangen des Segmentationssignals in einem Registriermodul (46), Registrieren der zumindest einen interessierenden Region, Erzeugen eines Registriersignals, Empfangen des Segmentationssignals und des Registriersignals in einem Vergleichsmodul (50) und Erzeugen eines adaptiven Vergleichssignals im Ansprechen auf das Segmentationssignal und das Registriersignal umfasst.
  8. System (10) nach Anspruch 7, wobei die Abtasteinheit (16) eine CT-Abtasteinheit, eine Positronenemissionstomographieeinheit, eine Röntgenabtasteinheit, eine MRI-Abtasteinheit, eine optische Abbildungseinheit oder Ultraschall umfasst.
  9. System (10) nach Anspruch 7, wobei das Vergleichsmodul (50) ferner zum Empfangen eines Segmentationsmaskierungssignals beruhend auf zumindest einem bekannten Merkmal des ersten Bildsignals eingerichtet ist, wobei die Segmentationsmaskierung aus dem wird.
  10. System (10) nach Anspruch 7, wobei das Vergleichsmodul (50) ferner zur Erzeugung des adaptiven Vergleichssignals des ersten Bildsignals und des zweiten Bildsignals durch ein verbessertes Teilungsverfahren mit (S1×S2)/(S2×S2+Φ) eingerichtet ist.
DE10333563A 2002-07-25 2003-07-23 Temporales Bildvergleichsverfahren Withdrawn DE10333563A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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US10/064551 2002-07-25
US10/064,551 US7050615B2 (en) 2002-07-25 2002-07-25 Temporal image comparison method

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