[發(fā)明專利]基于邊緣檢測(cè)的局域化抗混疊方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610089663.0
• 申請(qǐng)日: 2006-07-10
• 公開（公告）號(hào): CN101105863A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李國(guó)斌;張必達(dá);汪堅(jiān)敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西門子（中國(guó)）有限公司
• 主分類號(hào): G06T11/00
• 分類號(hào): G06T11/00;G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種去除并行成像殘余偽影(residual?artifacts)的圖像后處理技術(shù)，特別是涉及一種抗混疊(de-aliasing?method)方法。

背景技術(shù)

磁共振并行成像技術(shù)主要解決由于頻域信號(hào)欠采樣引起的圖像混疊(aliasing)問題，但是由于自校準(zhǔn)(Self-Calibrated)并行采集技術(shù)無法探測(cè)線圈靈敏度分布的高頻信息，因此，在某些情況下重建圖像保留有圖像邊緣殘余偽影。

SENSE重建方法是上述的其中一種在圖像域中消除偽影的方法，其基本思想如下所述。混疊可以表示為一個(gè)線性過程：b＝Ax，其中，x為要重建的原始圖像，b為采集到的混疊圖像，A為混疊矩陣。A由線圈的靈敏度分布決定，如果A已知，可以通過求A的偽逆的方法求得圖像的最小二乘解：x′＝A⁺b＝(A^H·A)^-1A^Hb，其中H代表共軛轉(zhuǎn)置運(yùn)算。對(duì)于被準(zhǔn)確測(cè)量的靈敏度分布，x′具有最佳信噪比的特點(diǎn)。

在射頻場(chǎng)中，被成像的物體作為負(fù)載會(huì)影響線圈的場(chǎng)分布，因此一般線圈的靈敏度分布需要實(shí)時(shí)測(cè)量。一般來說線圈的靈敏度分布是空間位置的慢變函數(shù)，因此自校準(zhǔn)的SENSE方法采用在低頻區(qū)域滿采樣的方案實(shí)時(shí)獲得線圈的靈敏度分布。然而這樣得到的靈敏度分布僅僅是真實(shí)靈敏度分布的一種近似。應(yīng)當(dāng)注意到，只有存在被測(cè)物體信號(hào)的位置，靈敏度分布才是有意義的。因此在實(shí)際成像中，線圈的靈敏度分布的高頻分量不可被忽略，而低頻滿采樣測(cè)量靈敏度的方案無法探測(cè)到靈敏度分布的高頻分量。于是在被測(cè)物體邊緣，以及圖像的相位變化較快的區(qū)域，線圈靈敏度分布有相對(duì)較大的誤差。在靈敏度不準(zhǔn)確的位置，最小二乘解x′的最佳信噪比和最優(yōu)解的特性不再滿足。

因此，在圖像域消除偽影的SENSE方法，對(duì)于較為精確測(cè)量的靈敏度分布具有最佳信噪比的特點(diǎn)；但在與靈敏度分布估計(jì)不準(zhǔn)確的組織邊緣相對(duì)應(yīng)的混疊位置容易出現(xiàn)殘留偽影。如圖1所示，原始圖像10的邊緣12在圖像中對(duì)應(yīng)的混疊區(qū)域是12’，在該混疊區(qū)域12’容易出現(xiàn)殘留偽影，而非混疊區(qū)域16上的圖像則具有較佳的信噪比。

另一類在頻域解決混疊問題的成像方法以GRAPPA為代表，此類方法利用靈敏度分布的空間慢變特性，將各通道的靈敏度分布擬合成為空間的諧波函數(shù)。利用已采集的信號(hào)乘以諧波函數(shù)填充未采集的數(shù)據(jù)，從而起到消除偽影的作用。然而在某些情況下GRAPPA的高頻區(qū)域的擬合結(jié)果存在較大誤差，并會(huì)造成混疊位置上的殘留偽影。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種基于邊緣檢測(cè)的局域化抗混疊(Local?Edge?Map?De-Aliasing，LEMDA)方法，用于去除并行成像時(shí)在混疊位置上產(chǎn)生的偽影。

為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明提出一種基于邊緣檢測(cè)的局域化抗混疊方法，用來在原始圖像中去除存在于混疊區(qū)域的偽影，所述的原始圖像由低頻圖像和包含偽影的高頻圖像組成，該方法包括步驟：檢測(cè)所述的高頻圖像以確定所述的混疊區(qū)域；對(duì)所述的混疊區(qū)域的梯度圖像進(jìn)行濾波以去除偽影；以及使用原始圖像和經(jīng)過濾波的梯度圖像合成目標(biāo)圖像。

所述的高頻圖像是通過計(jì)算所述的原始圖像的梯度圖像檢測(cè)的，如果所述的梯度圖像的強(qiáng)度大于預(yù)定的閾值，將位置進(jìn)行標(biāo)記為強(qiáng)高頻位置。所述的混疊位置是通過偏移所述標(biāo)記的位置來確定的。在讀出方向?qū)⒒殳B區(qū)域的圖像分為若干段，如果其中的一段的梯度強(qiáng)度其混疊方向的鄰域強(qiáng)，且在讀出方向是連續(xù)的，判定該段中存在偽影。或者計(jì)算混疊區(qū)域的圖像與其對(duì)應(yīng)的高頻圖像的相似度，如果相似度大于預(yù)定的閾值，判定混疊區(qū)域存在偽影。

對(duì)混疊區(qū)域的梯度圖像進(jìn)行中值濾波以去除偽影，除非所述的混疊區(qū)域與所述的強(qiáng)高頻位置重合。在所述的低頻圖像上加上經(jīng)過濾波的混疊區(qū)域的梯度圖像以得到混疊區(qū)域的無偽影的圖像從而得到無偽影的高頻圖像；將所述的低頻圖像與所述的無偽影的高頻圖像相加以合成目標(biāo)圖像。

另一種方案是將所述的原始圖像和其梯度圖像通過傅立葉變換變換到k空間；對(duì)所述的梯度圖像的k空間進(jìn)行逆濾波；將所述的原始圖像的低頻k空間填充到經(jīng)過逆濾波的梯度圖像的k空間的相應(yīng)位置；然后將填充后的k空間通過反傅立葉變換得到新圖像；將原始圖像與該新圖像相減得到差值圖像；將差值圖像除混疊區(qū)域外的強(qiáng)度置零得到新的差值圖像，將該新的差值圖像與所述的新圖像相加以合成目標(biāo)圖像。