Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7520802B2 - Radiation image processing device, radiation image processing method, image processing device, learning device, learning data generation method, and program - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7520802B2 - Radiation image processing device, radiation image processing method, image processing device, learning device, learning data generation method, and program - Google Patents

Radiation image processing device, radiation image processing method, image processing device, learning device, learning data generation method, and program Download PDF

Info

Publication number
JP7520802B2
JP7520802B2 JP2021191531A JP2021191531A JP7520802B2 JP 7520802 B2 JP7520802 B2 JP 7520802B2 JP 2021191531 A JP2021191531 A JP 2021191531A JP 2021191531 A JP2021191531 A JP 2021191531A JP 7520802 B2 JP7520802 B2 JP 7520802B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
noise
radiation
image processing
learning
processing device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021191531A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023077988A (en
Inventor
剛 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2021191531A priority Critical patent/JP7520802B2/en
Priority to US18/058,099 priority patent/US20230162328A1/en
Publication of JP2023077988A publication Critical patent/JP2023077988A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7520802B2 publication Critical patent/JP7520802B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Description

本発明は、放射線画像処理装置、放射線画像処理方法、画像処理装置、学習装置、学習データの生成方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a radiological image processing device, a radiological image processing method, an image processing device, a learning device, a method for generating learning data, and a program.

近年、X線などの放射線を検出するための検出部を備えた放射線検出器が産業や医療などの分野で広く用いられている。特に、半導体センサを用いて放射線画像を得るデジタル放射線撮影(DR:Digital Radiography)装置が広く普及している。 In recent years, radiation detectors equipped with a detection unit for detecting radiation such as X-rays have been widely used in fields such as industry and medicine. In particular, digital radiography (DR) devices that use semiconductor sensors to obtain radiation images have become widespread.

このようなデジタル放射線撮影装置においては、撮影画像の画質向上のために種々の画像処理を行うことが一般的であり、撮影画像の粒状性を改善し、診断領域の視認性を向上するノイズ低減処理もその1つである。とくに、ディープラーニングなどの機械学習技術を応用したノイズ低減処理は、大きく粒状性を改善できる可能性がある。例えば非特許文献1では、撮影装置のノイズ特性から推測されるノイズを加算した画像の組を用いて教師あり学習を行うことで良好なノイズ低減効果を得る技術が提案されている。 In such digital radiography devices, it is common to perform various types of image processing to improve the image quality of the captured image, one of which is noise reduction processing, which improves the graininess of the captured image and improves the visibility of the diagnostic area. In particular, noise reduction processing that applies machine learning techniques such as deep learning has the potential to significantly improve graininess. For example, Non-Patent Document 1 proposes a technology that achieves good noise reduction effects by performing supervised learning using a set of images to which noise estimated from the noise characteristics of the imaging device has been added.

“Image Restoration Using Convolutional Auto-encoders with Symmetric Skip Connections”, Xiao-Jiao Mao, Chunhua Shen, and Yu-Bin Yang, ArXiv : 1606.08921, 2016“Image Restoration Using Convolutional Auto-encoders with Symmetric Skip Connections”, Xiao-Jiao Mao, Chunhua Shen, and Yu- Bin Yang, ArXiv: 1606.08921, 2016

しかしながら、前述のような従来技術には、以下のような課題が生じる場合がある。大量生産を行う工業製品においては、例えば撮像素子、レンズ、あるいは蛍光体などの構成部品や、部品の組み立て精度等に製造ばらつきが発生し、解像度、感度、ノイズ特性などに個体差が生じることが避けられない。 However, the above-mentioned conventional techniques can have the following problems. In industrial products that are mass-produced, manufacturing variations occur in components such as image sensors, lenses, and phosphors, as well as in the assembly precision of parts, and individual differences in resolution, sensitivity, noise characteristics, etc. are unavoidable.

そのため、大量生産を前提とした工業製品にこの種の機械学習技術を適用するとき、学習時に用いたデータを生成した製品の特性と、推論時に画像処理の対象となるデータを生成した製品の特性とが一致しない場合がある。すなわち、学習に使用した学習系の特性と、工業製品として出荷した後に使用される推論系の特性がマッチせず、好適な画像処理を行うことができない場合がある。例えばノイズ低減処理においては、ノイズ低減の効果が低下したり、推論結果にアーチファクトが発生したりするなどの不具合が起こる可能性がある。 Therefore, when this type of machine learning technology is applied to industrial products intended for mass production, the characteristics of the product that generated the data used during learning may not match the characteristics of the product that generated the data that is the subject of image processing during inference. In other words, the characteristics of the learning system used for learning may not match the characteristics of the inference system used after shipping as an industrial product, making it impossible to perform suitable image processing. For example, in noise reduction processing, problems such as a reduction in the effectiveness of noise reduction or the occurrence of artifacts in the inference results may occur.

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、画像に好適な画像処理を適用することのできる放射線画像処理装置、放射線画像処理方法、画像処理装置、学習装置、学習データの生成方法、及びプログラムを提供することを目的の一つとする。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and one of its objectives is to provide a radiological image processing device, a radiological image processing method, an image processing device, a learning device, a method for generating learning data, and a program that can apply suitable image processing to images.

なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的の1つとして位置付けることができる。 In addition to the above object, the present invention also aims to achieve effects that cannot be obtained by conventional techniques, which are derived from the configurations shown in the detailed description of the invention described below.

本発明の目的を達成するために、本発明に係る放射線画像処理装置は、放射線撮影装置により撮影された被検査物の第1の放射線画像を取得する取得手段と、放射線撮影装置の製造ばらつきに基づく分布を用いることにより得た放射線撮影装置のシステムノイズを模したノイズと放射線に含まれる量子ノイズを模したノイズとを加算した放射線画像を含む学習データを用いて学習して得た学習済モデルに、前記取得手段により取得された第1の放射線画像を入力することにより、前記第1の放射線画像に比べてノイズが低減された第2の放射線画像を生成する生成手段と、を含むことを特徴とする。 In order to achieve the object of the present invention, the radiographic image processing device of the present invention is characterized by including: an acquisition means for acquiring a first radiographic image of an object to be inspected captured by a radiographic imaging device; and a generation means for generating a second radiographic image having reduced noise compared to the first radiographic image by inputting the first radiographic image acquired by the acquisition means into a trained model obtained by training using training data including a radiographic image obtained by adding noise simulating system noise of the radiographic imaging device obtained by using a distribution based on manufacturing variability of the radiographic imaging device and noise simulating quantum noise contained in radiation.

本開示の一実施態様によれば、画像に好適な画像処理を適用することのできる放射線画像処理装置、放射線画像処理方法、画像処理装置、学習装置、学習データの生成方法、及びプログラムを提供することができる。 According to one embodiment of the present disclosure, it is possible to provide a radiation image processing device, a radiation image processing method, an image processing device, a learning device, a method for generating learning data, and a program that can apply suitable image processing to an image.

実施例1に係る放射線撮影システムの概略的な構成の一例を示す図。1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a radiation imaging system according to a first embodiment; 実施例1に係る放射線検出器の概略的な構成の一例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a radiation detector according to a first embodiment. 実施例1に係る制御部の概略的な構成の一例を示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a control unit according to the first embodiment. 実施例1に係るノイズ低減処理部の概略的な構成の一例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a noise reduction processing unit according to the first embodiment. 実施例1に係る学習済モデルの概略的な構成の一例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a trained model according to a first embodiment. 実施例1に係る学習済モデルの概略的な構成の一例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a trained model according to a first embodiment. 実施例1に係る学習処理の動作例を説明するための図。5A to 5C are diagrams for explaining an operation example of a learning process according to the first embodiment. 実施例1に係る学習処理の一例を示すフローチャート。10 is a flowchart illustrating an example of a learning process according to the first embodiment. 実施例1に係る放射線検出器のシステムノイズの製造ばらつきを説明するための模式図。5A and 5B are schematic diagrams for explaining manufacturing variations in system noise of the radiation detector according to the first embodiment. 実施例1に係る放射線検出器のMTFの製造ばらつきを説明するための模式図。5A and 5B are schematic diagrams for explaining manufacturing variations in MTF of the radiation detector according to the first embodiment. 実施例1に係る推論処理の一例を示すフローチャート。11 is a flowchart illustrating an example of an inference process according to the first embodiment. 実施例1に係る画像処理前後の画像の一例を示す図。5A to 5C are diagrams showing examples of images before and after image processing according to the first embodiment. 実施例2に係る制御部の概略的な構成の一例を示す図。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a control unit according to a second embodiment. 実施例2に係る学習済モデルの概略的な構成の一例を示す図。FIG. 13 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a trained model according to a second embodiment.

以下、本発明を実施するための例示的な実施例を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施例で説明する寸法、材料、形状、及び構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、図面において、同一であるか又は機能的に類似している要素を示すために図面間で同じ参照符号を用いる。 Below, exemplary embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative positions of components described in the following embodiments are arbitrary and can be changed according to the configuration of the device to which the present invention is applied or various conditions. In addition, the same reference numerals are used in the drawings to indicate elements that are identical or functionally similar.

なお、以下に記載する本開示の実施例において、放射線には、放射線崩壊によって放出される粒子(光子を含む)が作るビームであるα線やβ線、γ線、さらには、同程度以上のエネルギーを有するビームである、例えばX線や粒子線、宇宙線等も含む。また、以下において、放射線画像の信号の大きさに依存しない暗電流や電気的なノイズ等をシステムノイズという。 In the embodiments of the present disclosure described below, radiation includes alpha rays, beta rays, and gamma rays, which are beams created by particles (including photons) emitted by radioactive decay, as well as beams with the same or greater energy, such as X-rays, particle beams, and cosmic rays. In the following, dark current and electrical noise that are not dependent on the magnitude of the signal in the radiation image are referred to as system noise.

なお、以下において、機械学習モデルとは、機械学習アルゴリズムによる学習モデルをいう。機械学習の具体的なアルゴリズムとしては、最近傍法、ナイーブベイズ法、決定木、サポートベクターマシンなどが挙げられる。また、ニューラルネットワークや、深層学習(ディープラーニング)を利用してもよい。適宜、上記アルゴリズムのうち利用できるものを用いて以下の実施例及び変形例に適用することができる。また、学習データとは、機械学習モデルの学習に用いるデータセットのことをいい、機械学習モデルに入力される入力データ及び、機械学習モデルの出力結果の正解となる正解データのペアで構成される。 In the following, a machine learning model refers to a learning model based on a machine learning algorithm. Specific examples of machine learning algorithms include nearest neighbor methods, naive Bayes methods, decision trees, and support vector machines. Neural networks and deep learning may also be used. Any of the above algorithms that can be used can be used as appropriate and applied to the following embodiments and modifications. Furthermore, learning data refers to a data set used to train a machine learning model, and is composed of a pair of input data input to the machine learning model and correct answer data that is the correct answer for the output result of the machine learning model.

なお、学習済モデルとは、ディープラーニング等の任意の機械学習アルゴリズムに従った機械学習モデルに対して、事前に適切な学習データを用いて学習を行ったモデルをいう。ただし、学習済モデルは、事前に適切な学習データを用いた学習によって得ているが、それ以上の学習を行わないものではなく、追加の学習を行うこともできるものとする。追加学習は、装置が使用先に設置された後も行われることができる。 Note that a trained model refers to a machine learning model that follows any machine learning algorithm, such as deep learning, and that has been trained in advance using appropriate training data. However, although a trained model is obtained by training in advance using appropriate training data, this does not mean that no further training is performed, and additional training can also be performed. Additional training can also be performed after the device is installed at the site of use.

(実施例1)
(放射線撮影システムの構成)
以下、図1A、図1Bを参照して、本開示の実施例1に係る放射線撮影システムについて説明する。図1Aは、本実施例に係る放射線撮影システム1の概略的な構成を示す。なお、以下の説明において、被検査物Oを人体として説明するが、本開示に係る放射線撮影システムによって撮影される被検査物Oは人体に限られず、他の動物や植物、及び非破壊検査の対象物等であってもよい。また、以下では図1Aに示す放射線撮影システムを例として説明を行うが、被検査物Oを撮影する撮影装置は、MRI装置、X線CT装置、3次元超音波撮影装置、光音響トモグラフィ装置、PET/SPECT、OCT装置、光学カメラ等であってもよい。すなわち、本実施例に係る一連の処理は、放射線画像だけでなく、その他の医用画像、光学画像に適用してもよい。
Example 1
(Configuration of Radiography System)
Hereinafter, a radiography system according to a first embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1A and 1B. FIG. 1A shows a schematic configuration of a radiography system 1 according to the present embodiment. In the following description, the object O to be inspected is a human body, but the object O to be inspected by the radiography system according to the present disclosure is not limited to a human body, and may be other animals, plants, and objects to be subjected to non-destructive inspection. In addition, the following description will be given using the radiography system shown in FIG. 1A as an example, but the imaging device that images the object O to be inspected may be an MRI device, an X-ray CT device, a three-dimensional ultrasound imaging device, a photoacoustic tomography device, a PET/SPECT, an OCT device, an optical camera, or the like. That is, the series of processes according to the present embodiment may be applied not only to radiographic images, but also to other medical images and optical images.

本実施例に係る放射線撮影システム1には、放射線検出器10、制御部20、放射線発生器30、入力部40、及び表示部50が設けられている。なお、放射線撮影システム1は、インターネットやイントラネット等のネットワーク60を介して制御部20に接続されるサーバ等の外部記憶装置70が含まれてもよい。 The radiation imaging system 1 according to this embodiment includes a radiation detector 10, a control unit 20, a radiation generator 30, an input unit 40, and a display unit 50. The radiation imaging system 1 may also include an external storage device 70, such as a server, that is connected to the control unit 20 via a network 60, such as the Internet or an intranet.

放射線発生器30は、例えば、X線管等の放射線発生源を備え、放射線を発することができる。放射線検出器10は、放射線発生器30より発せられた放射線を検出し、検出した放射線に対応する放射線画像を生成することができる。このため、放射線検出器10は、放射線発生器30より発せられ、被検査物Oを通った放射線を検出することで、被検査物Oの放射線画像を生成することができる。なお、本開示における画像は、表示部に表示されている状態だけでなく画像データとしてデータベースや記憶部に記憶されている状態も含む。 The radiation generator 30 includes a radiation generating source such as an X-ray tube and can emit radiation. The radiation detector 10 can detect the radiation emitted by the radiation generator 30 and generate a radiation image corresponding to the detected radiation. Therefore, the radiation detector 10 can generate a radiation image of the object O to be inspected by detecting the radiation emitted by the radiation generator 30 and passing through the object O to be inspected. Note that the image in this disclosure includes not only the state in which it is displayed on the display unit, but also the state in which it is stored as image data in a database or storage unit.

ここで、図1Bは、本実施例に係る放射線検出器10の概略的な構成を示す。放射線検出器10には、蛍光体11及び撮影センサ12が設けられている。蛍光体11は、放射線検出器10に入射した放射線を撮影センサ12によって検出可能な波長の光に変換する。蛍光体11は、例えば、CsIやGOS(GdS)等を含んでよい。撮影センサ12は、例えばa-Siや結晶Siで構成される光電変換素子を含み、蛍光体11によって変換された放射線に対応する光を検出し、検出した光に対応する信号を出力することができる。放射線検出器10は、撮影センサ12によって出力された信号についてA/D変換等を行うことで、放射線画像を生成することができる。なお、図1Bでは省略されているが、放射線検出器10は演算部やA/D変換部等を備えていてよい。 Here, FIG. 1B shows a schematic configuration of the radiation detector 10 according to this embodiment. The radiation detector 10 is provided with a phosphor 11 and an imaging sensor 12. The phosphor 11 converts radiation incident on the radiation detector 10 into light of a wavelength detectable by the imaging sensor 12. The phosphor 11 may include, for example, CsI or GOS (Gd 2 O 2 S). The imaging sensor 12 includes a photoelectric conversion element made of, for example, a-Si or crystalline Si, and can detect light corresponding to the radiation converted by the phosphor 11 and output a signal corresponding to the detected light. The radiation detector 10 can generate a radiation image by performing A/D conversion or the like on the signal output by the imaging sensor 12. Although omitted in FIG. 1B, the radiation detector 10 may include a calculation unit, an A/D conversion unit, and the like.

制御部20は、放射線検出器10、放射線発生器30、入力部40、及び表示部50に接続されている。制御部20は、放射線検出器10から出力される放射線画像を取得して放射線画像に画像処理を施したり、放射線検出器10や放射線発生器30の駆動を制御したりすることができる。このため、制御部20は、画像処理装置の一例として機能することができる。また、制御部20は、インターネットやイントラネット等の任意のネットワーク60を介して外部記憶装置70に接続されてもよく、外部記憶装置70から放射線画像等を取得してもよい。さらに、制御部20は、ネットワーク60を介して他の放射線検出器や放射線発生器等と接続されてもよい。なお、制御部20は、外部記憶装置70等に有線で接続されてもよいし、無線で接続されてもよい。 The control unit 20 is connected to the radiation detector 10, the radiation generator 30, the input unit 40, and the display unit 50. The control unit 20 can acquire a radiation image output from the radiation detector 10 and perform image processing on the radiation image, and control the driving of the radiation detector 10 and the radiation generator 30. Therefore, the control unit 20 can function as an example of an image processing device. The control unit 20 may be connected to an external storage device 70 via an arbitrary network 60 such as the Internet or an intranet, and may acquire a radiation image or the like from the external storage device 70. Furthermore, the control unit 20 may be connected to other radiation detectors, radiation generators, etc. via the network 60. The control unit 20 may be connected to the external storage device 70, etc., by wire or wirelessly.

入力部40は、マウスやキーボード、トラックボール、タッチパネル等の入力機器を備え、操作者によって操作されることで、制御部20に指示を入力することができる。表示部50は、例えば、任意のモニターを含み、制御部20から出力された情報や画像、及び入力部40によって入力された情報等を表示することができる。 The input unit 40 includes input devices such as a mouse, keyboard, trackball, and touch panel, and can be operated by an operator to input instructions to the control unit 20. The display unit 50 includes, for example, any monitor, and can display information and images output from the control unit 20, and information input by the input unit 40, etc.

なお、本実施例において、制御部20や入力部40、表示部50等は別個の装置によって構成されているが、これらは一体的に構成されてもよい。例えば、タッチパネルディスプレイによって入力部40及び表示部50を構成してもよい。また、本実施例では、制御部20により画像処理装置を構成したが、画像処理装置は放射線画像を取得し、放射線画像に画像処理を施すことができればよく、放射線検出器10や放射線発生器30の駆動を制御しなくてもよい。 In this embodiment, the control unit 20, input unit 40, display unit 50, etc. are configured as separate devices, but they may be configured as an integrated unit. For example, the input unit 40 and display unit 50 may be configured as a touch panel display. In this embodiment, the control unit 20 configures an image processing device, but the image processing device only needs to be able to acquire a radiation image and perform image processing on the radiation image, and does not need to control the operation of the radiation detector 10 or radiation generator 30.

また、制御部20と放射線検出器10、放射線発生器30等は有線で接続されてもよいし、無線で接続されてもよい。さらに、外部記憶装置70は、病院内のPACS等の画像システムを構成してもよいし、病院外のサーバ等であってもよい。 The control unit 20 may be connected to the radiation detector 10, radiation generator 30, etc. by wire or wirelessly. Furthermore, the external storage device 70 may constitute an image system such as a PACS in a hospital, or may be a server outside the hospital.

(制御部の構成)
次に、図2A、図2Bを参照して、制御部20(放射線画像処理装置)のより具体的な構成について説明する。図2A、図2Bは、本実施例に係る制御部20の概略的な構成を示す。制御部20には、取得部21、画像処理部22、表示制御部23、駆動制御部24、及び記憶部25が設けられている。
(Configuration of the control unit)
Next, a more specific configuration of the control unit 20 (radiation image processing device) will be described with reference to Figures 2A and 2B. Figures 2A and 2B show a schematic configuration of the control unit 20 according to this embodiment. The control unit 20 includes an acquisition unit 21, an image processing unit 22, a display control unit 23, a drive control unit 24, and a storage unit 25.

取得部21は、放射線検出器10によって出力された放射線画像や、入力部40によって入力された各種情報等を取得することができる。また、取得部21は、外部記憶装置70等から放射線画像や患者情報等を取得することもできる。すなわち、取得部21は、放射線撮影装置により撮影された被検査物の放射線画像を取得することができる。 The acquisition unit 21 can acquire radiological images output by the radiation detector 10 and various information input by the input unit 40. The acquisition unit 21 can also acquire radiological images and patient information from an external storage device 70, etc. That is, the acquisition unit 21 can acquire radiological images of the subject captured by the radiographic device.

画像処理部22は、ノイズ低減処理部26および、診断用画像処理部27からなり、取得部21によって取得された放射線画像に対して本開示に係る画像処理を施すことができる。ノイズ低減処理部26は、学習処理部261と、推論処理部262からなる。学習処理部261は、推論処理部262の構成に加えて、さらに製造ばらつき解析部263と、学習データ生成部264と、パラメータ更新部265が設けられている。この構成により、ノイズ低減処理部26は、ノイズ低減処理を行うための機械学習モデルの学習を行い、当該機械学習モデルを用いて放射線画像に好適なノイズ低減処理を適用することができる。また、診断用画像処理部27は、ノイズ低減処理部26でノイズ低減を施した画像に対して、診断に適した画像に変換するための診断用画像処理を行うことができる。診断用画像処理としては、例えば階調処理や強調処理、グリッド縞低減処理などが含まれる。 The image processing unit 22 is composed of a noise reduction processing unit 26 and a diagnostic image processing unit 27, and can perform image processing according to the present disclosure on the radiographic image acquired by the acquisition unit 21. The noise reduction processing unit 26 is composed of a learning processing unit 261 and an inference processing unit 262. In addition to the configuration of the inference processing unit 262, the learning processing unit 261 is further provided with a manufacturing variation analysis unit 263, a learning data generation unit 264, and a parameter update unit 265. With this configuration, the noise reduction processing unit 26 can learn a machine learning model for performing noise reduction processing, and can apply noise reduction processing suitable for the radiographic image using the machine learning model. In addition, the diagnostic image processing unit 27 can perform diagnostic image processing for converting the image on which noise reduction has been performed by the noise reduction processing unit 26 into an image suitable for diagnosis. Diagnostic image processing includes, for example, gradation processing, emphasis processing, grid stripe reduction processing, and the like.

次に、学習処理部261の構成について説明する。 Next, we will explain the configuration of the learning processing unit 261.

学習処理部261は、機械学習モデルを学習する際に適用される学習処理を行うもので、推論処理部262の構成に加え、さらに学習データ生成部264、パラメータ更新部265を有する。 The learning processing unit 261 performs the learning process applied when learning a machine learning model, and in addition to the configuration of the inference processing unit 262, it also has a learning data generation unit 264 and a parameter update unit 265.

学習処理を行う際は、学習処理部261に画像が入力され、学習データ生成部264によって学習データが作成される。 When performing the learning process, an image is input to the learning processing unit 261, and learning data is created by the learning data generation unit 264.

ここでは、ノイズ低減処理を学習するための学習データの組として、人工ノイズを加算した画像を入力データ、加算しない画像を正解データとしたものを用いた構成例を示す。 Here, we present an example of a set of training data for learning noise reduction processing, in which an image with artificial noise added is used as input data, and an image without artificial noise added is used as correct answer data.

入力された画像に、放射線画像の特徴を模擬して作成した人工ノイズを加算することで、学習用データの組を作成する処理を行う。ここで、学習データ生成部264で加算するノイズは、製造ばらつき解析部263によって計算された、製造ばらつきによってばらつきうるノイズ量を反映させたものとなる。加算する人工ノイズの詳細については後述する。 A process is performed to create a set of learning data by adding artificial noise created by simulating the characteristics of a radiological image to the input image. Here, the noise added by the learning data generation unit 264 reflects the amount of noise that may vary due to manufacturing variability, calculated by the manufacturing variability analysis unit 263. Details of the artificial noise to be added will be described later.

パラメータ更新部265は、推論処理部262の演算結果と、正解データをもとに、推論処理部262が持つ機械学習モデルのパラメータを更新する処理を行う。 The parameter update unit 265 performs processing to update the parameters of the machine learning model held by the inference processing unit 262 based on the calculation results of the inference processing unit 262 and the correct answer data.

ここで、学習処理部261は、放射線撮影システムに必ずしも含まれる必要はなく、例えば放射線撮影システムとは別のハードウェア上に構成してもよい。そして、事前に適切な学習データを用いて学習を行っておくことで学習済モデルを作成しておき、放射線撮影システムにおいては、推論処理部262による処理だけを行うようにしてもよい。または、学習処理部261を放射線撮影システムに含めることで、設置後に取得した学習データで追加学習を行うことができる構成としてもよい。 Here, the learning processing unit 261 does not necessarily need to be included in the radiography system, and may be configured, for example, on hardware separate from the radiography system. Then, a trained model may be created by performing training in advance using appropriate training data, and only processing by the inference processing unit 262 may be performed in the radiography system. Alternatively, the learning processing unit 261 may be included in the radiography system, allowing additional training to be performed using training data acquired after installation.

表示制御部23は、表示部50の表示を制御することができ、画像処理部22による画像処理前後の放射線画像や患者情報等を表示部50に表示させることができる。駆動制御部24は、放射線検出器10及び放射線発生器30等の駆動を制御することができる。そのため、制御部20は、駆動制御部24によって放射線検出器10及び放射線発生器30の駆動性を制御することで、放射線画像の撮影を制御することができる。 The display control unit 23 can control the display of the display unit 50, and can display radiation images before and after image processing by the image processing unit 22, patient information, etc. on the display unit 50. The drive control unit 24 can control the drive of the radiation detector 10 and the radiation generator 30, etc. Therefore, the control unit 20 can control the capture of radiation images by controlling the drive of the radiation detector 10 and the radiation generator 30 using the drive control unit 24.

記憶部25は、オペレーティングシステム(OS)、周辺機器のデバイスドライバ、及び後述する処理等を行うためのプログラムを含む各種アプリケーションソフトを実現するためのプログラムを記憶することができる。また、記憶部25は、取得部21によって取得された情報や、画像処理部22で画像処理された放射線画像等を記憶することもできる。例えば、記憶部25は、取得部21により取得された放射線画像を記憶したり、後述するノイズ低減処理がなされた放射線画像を記憶したりすることができる。 The storage unit 25 can store programs for implementing various application software including an operating system (OS), device drivers for peripheral devices, and programs for performing the processes described below. The storage unit 25 can also store information acquired by the acquisition unit 21, radiological images processed by the image processing unit 22, and the like. For example, the storage unit 25 can store radiological images acquired by the acquisition unit 21, and radiological images that have been subjected to noise reduction processing described below.

なお、制御部20は、プロセッサーやメモリ等を含む一般的なコンピュータを用いて構成することができるが、放射線撮影システム1の専用のコンピュータとして構成されてもよい。ここで、制御部20は、本実施例に係る画像処理装置の一例として機能するが、本実施例に係る画像処理装置は、制御部20に通信可能に接続された別体(外部)のコンピュータであってもよい。また、制御部20や画像処理装置は、例えば、パーソナルコンピュータであってもよく、デスクトップPCや、ノート型PC、タブレット型PC(携帯型の情報端末)が用いられてもよい。なお、プロセッサーは、CPU(Central Processing Unit)であってよい。また、プロセッサーは、例えば、MPU(Micro Processing Unit)、GPU(Graphical Processing Unit)やFPGA(Field-Programmable Gate Array)等であってもよい。 The control unit 20 can be configured using a general computer including a processor, memory, etc., but may be configured as a dedicated computer for the radiation imaging system 1. Here, the control unit 20 functions as an example of an image processing device according to this embodiment, but the image processing device according to this embodiment may be a separate (external) computer communicatively connected to the control unit 20. The control unit 20 and the image processing device may be, for example, a personal computer, and a desktop PC, a notebook PC, or a tablet PC (portable information terminal) may be used. The processor may be a CPU (Central Processing Unit). The processor may be, for example, an MPU (Micro Processing Unit), a GPU (Graphical Processing Unit), or an FPGA (Field-Programmable Gate Array).

制御部20の各機能は、CPUやMPU等のプロセッサーが記憶部25に記憶されたソフトウェアモジュールを実行することで実現されてよい。なお、プロセッサーは、例えば、GPUやFPGA等であってもよい。また、各機能は、ASIC等の特定の機能を果たす回路等によって構成されてもよい。例えば、画像処理部22をASIC等の専用のハードウェアで実現してもよいし、表示制御部23をCPUとは異なるGPU等の専用のプロセッサーを用いて実現してもよい。記憶部25は、例えば、ハードディスク等の光学ディスクやメモリ等の任意の記憶媒体によって構成されてよい。 Each function of the control unit 20 may be realized by a processor such as a CPU or MPU executing a software module stored in the memory unit 25. The processor may be, for example, a GPU or FPGA. Each function may be configured by a circuit that performs a specific function, such as an ASIC. For example, the image processing unit 22 may be realized by dedicated hardware such as an ASIC, and the display control unit 23 may be realized by a dedicated processor such as a GPU that is different from the CPU. The memory unit 25 may be configured by any storage medium, such as an optical disk such as a hard disk, or a memory.

(機械学習モデルの構成)
次に、図3A及び図3B、図3Cを参照して、本実施例に係る学習済モデルを構成する機械学習モデルの例について説明する。本実施例に係る推論処理部262が用いる機械学習モデルの一例は多層のニューラルネットワークである。
(Machine learning model configuration)
Next, an example of a machine learning model constituting the trained model according to the present embodiment will be described with reference to Fig. 3A, Fig. 3B, and Fig. 3C. An example of the machine learning model used by the inference processing unit 262 according to the present embodiment is a multi-layer neural network.

図3Aは、本実施例に係るニューラルネットワークモデルの概略的な構成例を示している。図3Aに示すニューラルネットワークモデル33は、入力データ31に対して、予め学習した傾向に応じて、ノイズが低減された推論データ32を出力するよう設計されている。出力されるノイズが低減された放射線画像は、機械学習プロセスでの学習内容に基づくものであり、本実施例に係るニューラルネットワークは、放射線画像に含まれる信号とノイズを分別するための特徴量を学習している。 Figure 3A shows a schematic configuration example of a neural network model according to this embodiment. The neural network model 33 shown in Figure 3A is designed to output inference data 32 in which noise has been reduced in response to input data 31 according to previously learned trends. The output radiographic image in which noise has been reduced is based on the learning content in the machine learning process, and the neural network according to this embodiment has learned feature quantities for discriminating between signals and noise contained in the radiographic image.

なお、多層のニューラルネットワークの少なくとも一部には、例えば、畳み込みニューラルネットワーク(以後、CNN:Convolutional Neural Network と呼称する)を用いることができる。また、多層のニューラルネットワークの少なくとも一部には、オートエンコーダ(自己符号化器)に関する技術が用いられてもよい。 For example, a convolutional neural network (hereinafter referred to as CNN) may be used for at least a part of the multi-layered neural network. Furthermore, technology related to an autoencoder may be used for at least a part of the multi-layered neural network.

ここで、放射線画像のノイズ低減処理用の機械学習モデルとして、CNNを用いる場合について説明する。図3Bは、本実施例に係るニューラルネットワークモデルを構成するCNNの概略的な構成33の一例を示す。本実施例に係る学習済モデルの例では、放射線画像31が入力されると、ノイズが低減された推論画像32を出力することができる。 Here, we will explain the case where CNN is used as a machine learning model for noise reduction processing of radiological images. FIG. 3B shows an example of a schematic configuration 33 of a CNN constituting a neural network model according to this embodiment. In the example of the trained model according to this embodiment, when a radiological image 31 is input, an inference image 32 with reduced noise can be output.

図3Bに示すCNNは、入力値群を加工して出力する処理を担う複数の層群によって構成される。なお、当該CNNの構成33に含まれる層の種類としては、畳み込み(Convolution)層、ダウンサンプリング(Downsampling)層、アップサンプリング(Upsampling)層、及び合成(Merge)層がある。ここで、34は加算層であり、出力の前に、入力データを加算するショートカットを構成するとよい。これにより、当該CNNは、入力データと出力データの差分を学習する構成を取ることができ、好適にノイズをターゲットとした系を取り扱うことが可能となる。 The CNN shown in FIG. 3B is composed of multiple layers that process and output a group of input values. The types of layers included in the CNN configuration 33 include a convolution layer, a downsampling layer, an upsampling layer, and a merge layer. Here, 34 is an addition layer, and it is preferable to configure a shortcut that adds input data before output. This allows the CNN to be configured to learn the difference between input data and output data, making it possible to handle systems that target noise.

畳み込み層は、設定されたフィルタのカーネルサイズ、フィルタの数、ストライドの値、ダイレーションの値等のパラメータに従い、入力値群に対して畳み込み処理を行う層である。なお、入力される画像の次元数に応じて、フィルタのカーネルサイズの次元数も変更してもよい。 The convolution layer is a layer that performs convolution processing on a group of input values according to parameters such as the set filter kernel size, number of filters, stride value, dilation value, etc. Note that the number of dimensions of the filter kernel size may also be changed depending on the number of dimensions of the input image.

ダウンサンプリング層は、入力値群を間引いたり、合成したりすることによって、出力値群の数を入力値群の数よりも少なくする処理を行う層である。具体的には、このような処理として、例えば、Max Pooling処理がある。 The downsampling layer is a layer that performs processing to make the number of output value groups smaller than the number of input value groups by thinning out or combining input value groups. Specifically, an example of such processing is Max Pooling processing.

アップサンプリング層は、入力値群を複製したり、入力値群から補間した値を追加したりすることによって、出力値群の数を入力値群の数よりも多くする処理を行う層である。具体的には、このような処理として、例えば、逆畳み込みによるアップサンプリング処理がある。 The upsampling layer is a layer that performs processing to make the number of output values greater than the number of input values by duplicating the input values or adding values interpolated from the input values. Specifically, one example of such processing is upsampling processing by deconvolution.

合成層は、ある層の出力値群や画像を構成する画素値群といった値群を、複数のソースから入力し、それらを連結したり、加算したりして合成する処理を行う層である。 A synthesis layer is a layer that inputs a group of values, such as the output values of a layer or the pixel values that make up an image, from multiple sources and performs processing to combine them by concatenating or adding them.

なお、ニューラルネットワークを構成する層群やノード群に対するパラメータの設定が異なると、学習データからトレーニングされた傾向について、推論時に再現可能な程度が異なる場合があるので注意が必要である。つまり、多くの場合、実施する際の形態に応じて適切なパラメータは異なるので、必要に応じて好ましい値に変更することができる。 Note that different parameter settings for the layers and nodes that make up a neural network may affect the degree to which trends trained from learning data can be reproduced during inference. In other words, in many cases, appropriate parameters differ depending on the implementation form, and can be changed to preferred values as necessary.

また、上述したようなパラメータを変更するという方法だけでなく、CNNの構成を変更することによって、CNNがより良い特性を得られる場合がある。より良い特性とは、例えば、より精度良くノイズが低減された放射線画像を出力したり、処理時間が短かったり、機械学習モデルのトレーニングにかかる時間が短かったりする等である。 In addition to changing the parameters as described above, it is possible to change the configuration of the CNN to obtain better characteristics. Examples of better characteristics include outputting radiological images with reduced noise with higher accuracy, shorter processing times, and shorter training times for machine learning models.

なお、本変形例で用いるCNNの構成34は、複数のダウンサンプリング層を含む複数の階層からなるエンコーダーの機能と、複数のアップサンプリング層を含む複数の階層からなるデコーダーの機能とを有するU-net型の機械学習モデルである。U-net型の機械学習モデルでは、エンコーダーとして構成される複数の階層において曖昧にされた位置情報(空間情報)を、デコーダーとして構成される複数の階層において、同次元の階層(互いに対応する階層)で用いることができるように(例えば、スキップコネクションを用いて)構成される。 The CNN configuration 34 used in this modified example is a U-net type machine learning model that has an encoder function consisting of multiple layers including multiple downsampling layers, and a decoder function consisting of multiple layers including multiple upsampling layers. In the U-net type machine learning model, the position information (spatial information) that is obscured in multiple layers configured as an encoder is configured so that it can be used in layers of the same dimension (layers that correspond to each other) in multiple layers configured as a decoder (for example, by using skip connections).

図示しないが、CNNの構成の変更例として、例えば、畳み込み層の前後に活性化関数(例えばReLu:Rectifier Linear Unit)の層や、さらにその前後にバッチ正規化(Batch Normalization)などの各種の正規化処理を行う層を組み込んでもよい。 Although not shown, as an example of a modified CNN configuration, for example, a layer of an activation function (e.g., ReLu: Rectifier Linear Unit) may be incorporated before or after the convolutional layer, and layers that perform various normalization processes such as batch normalization may be incorporated before or after the above.

CNNのこれらのステップを通して、入力される放射線画像からノイズの特徴を抽出することができる。 Through these steps of the CNN, noise features can be extracted from the input radiological image.

ここで、学習処理部261は、パラメータ更新部265を備える。パラメータ更新部265は、図3Cに示すように、学習データにおける入力データ31に推論処理部262のニューラルネットワークモデル33を適用した推論データ32と、学習データにおける正解データ35から、損失関数を算出し、損失関数に基づいてニューラルネットワークモデル33のパラメータを更新する処理を行う。ここで、損失関数は、推論データ32と、正解データ35の誤差を示すものである。 Here, the learning processing unit 261 includes a parameter update unit 265. As shown in FIG. 3C, the parameter update unit 265 calculates a loss function from inference data 32 obtained by applying the neural network model 33 of the inference processing unit 262 to input data 31 in the learning data, and from supervised answer data 35 in the learning data, and performs processing to update the parameters of the neural network model 33 based on the loss function. Here, the loss function indicates the error between the inference data 32 and the supervised answer data 35.

また、パラメータ更新部265は、損失関数によって表される推論データ32と、正解データ35の誤差が小さくなるように、例えば、誤差逆伝播法を用いて、畳み込み層のフィルタ係数等を更新するようになっている。誤差逆伝播法は、上記の誤差が小さくなるように、ニューラルネットワークの各ノード間のパラメータ等を調整する手法である。 The parameter update unit 265 also updates the filter coefficients of the convolution layer, for example, using the backpropagation method, so as to reduce the error between the inference data 32 represented by the loss function and the ground truth data 35. The backpropagation method is a technique for adjusting the parameters between the nodes of the neural network so as to reduce the above-mentioned error.

なお、学習には、CNNを構成するユニット(各ニューロン、あるいは各ノード)をランダムに不活性化する手法(ドロップアウト)が用いられてもよい。 For learning, a method of randomly deactivating units (each neuron or each node) that make up the CNN (dropout) may be used.

さらに、推論処理部262が用いる学習済モデルは、転移学習を用いて生成されたものでもよい。この場合には、例えば、種類等が異なる被検査物Oの放射線画像で学習された機械学習モデルについて転移学習を行って、ノイズ低減処理に用いる学習済モデルを生成してもよい。このような転移学習を行うことによって、学習データを数多く入手するのが難しい被検査物Oについても、効率的に学習済モデルを生成することができる。ここでいう種類等が異なる被検査物Oは、例えば、動物や植物、非破壊検査の対象物等であってよい。 Furthermore, the trained model used by the inference processing unit 262 may be one generated using transfer learning. In this case, for example, transfer learning may be performed on a machine learning model trained on a radiological image of an object O to be inspected that is of a different type, etc., to generate a trained model to be used in noise reduction processing. By performing such transfer learning, trained models can be efficiently generated even for objects O to be inspected that are difficult to obtain a large amount of training data. The objects O to be inspected that are of a different type, etc., referred to here may be, for example, animals, plants, objects to be subjected to non-destructive inspection, etc.

ここで、GPUは、データをより多く並列処理することで効率的な演算を行うことができる。このため、上記のようなCNNを利用した学習モデルを用いて複数回に渡り学習を行う場合には、GPUで処理を行うことが有効である。そこで、本実施例に係る学習処理部261には、CPUに加えてGPUを用いる。具体的には、学習モデルを含む学習プログラムを実行する場合に、CPUとGPUが協働して演算を行うことで学習を行う。なお、学習処理では、CPU又はGPUのみにより演算が行われてもよい。また、推論処理部262の各処理についても、学習処理部261と同様にGPUを用いて実現してもよい。 Here, the GPU can perform efficient calculations by processing more data in parallel. For this reason, when performing learning multiple times using a learning model that uses a CNN as described above, it is effective to perform the processing using a GPU. Therefore, the learning processing unit 261 in this embodiment uses a GPU in addition to a CPU. Specifically, when executing a learning program that includes a learning model, the CPU and GPU work together to perform calculations to perform learning. Note that in the learning process, calculations may be performed only by the CPU or the GPU. In addition, each process of the inference processing unit 262 may also be realized using a GPU, as in the learning processing unit 261.

以上、機械学習モデルの構成について説明したが、これまでに示したようなCNNを用いたモデルに制限するものではなく、画像等の学習データの特徴量を学習によって自ら抽出(表現)可能なモデルを用いた機械学習に類するものであれば何でもよい。 The configuration of the machine learning model has been explained above, but it is not limited to models using CNN as shown above, and any model similar to machine learning that uses a model that can extract (express) the features of training data such as images by itself through learning can be used.

(学習処理)
次に、本実施例に係る学習処理部261の処理の流れについて説明する。
(Learning process)
Next, the flow of processing by the learning processing unit 261 according to this embodiment will be described.

ここで、学習処理部261で用いる学習データの組として、ノイズ低減処理を学習するための、人工ノイズを加算した画像を入力データ、加算しない画像を正解データとしたものを用い、対象として医用分野の放射線撮影画像を例として示す。 Here, as a set of learning data used by the learning processing unit 261, an image with artificial noise added is used as input data to learn noise reduction processing, and an image without artificial noise added is used as correct answer data, and a radiographic image in the medical field is shown as an example of the target.

なお、学習データとしては、入力データとしてノイズを含んだ放射線画像と、正解データとしてノイズを略含まない放射線画像との組を用いるのが望ましい。しかしながら、放射線撮影の侵襲性を鑑みると、撮影はできるだけ低線量で行う必要があるため、現実的にはそのような学習データを用意することは難しい。 As training data, it is desirable to use a set of noisy radiographic images as input data and radiographic images that are almost noise-free as ground truth data. However, in view of the invasiveness of radiography, radiography must be performed with as low a dose of radiation as possible, and in reality, it is difficult to prepare such training data.

そこで、本実施例では、人体を医用目的で撮影した放射線画像を学習データの正解データとし、放射線画像に生じるノイズに相当する人工ノイズを放射線画像に加算した画像を学習データの入力データとして用いる。このような学習データを用いて学習を行うことで、放射線画像の画像特徴と、人工ノイズの特徴を学習することができる。 In this embodiment, radiographic images of the human body captured for medical purposes are used as the correct answer data for the training data, and images in which artificial noise equivalent to the noise generated in radiographic images has been added to the radiographic images are used as input data for the training data. By performing training using such training data, it is possible to learn the image features of the radiographic images and the features of the artificial noise.

以上を踏まえ、図4~図7を参照して、本実施例に係る学習処理部261の処理の流れについて説明する。 Based on the above, the processing flow of the learning processing unit 261 in this embodiment will be explained with reference to Figures 4 to 7.

図4は、本実施例に係る学習処理部261の処理の流れを示すフローチャートである。 Figure 4 is a flowchart showing the processing flow of the learning processing unit 261 in this embodiment.

ステップS401では、学習処理部261に学習データが入力される。入力される学習データの取得は、取得部21にて行われ、本実施例では、学習データとして適宜の放射線画像が取得される。なお、取得部21は、記憶部25に記憶された放射線画像を取得してもよいし、外部記憶装置70等から放射線画像を取得してもよい。また、取得部21は、放射線検出器10によって出力された放射線画像を取得してもよい。なお、本実施例における学習データとは、上記放射線画像を入力データ、正解データとしたものとなる。学習処理部261に同じデータとして入力された後、学習処理部内部で、入力データか、入力データおよび正解データに適宜の人工ノイズが加算されることで、入力データと正解データに差異が発生する状態となる。 In step S401, learning data is input to the learning processing unit 261. The learning data to be input is acquired by the acquisition unit 21, and in this embodiment, an appropriate radiographic image is acquired as the learning data. The acquisition unit 21 may acquire a radiographic image stored in the storage unit 25, or may acquire a radiographic image from the external storage device 70 or the like. The acquisition unit 21 may also acquire a radiographic image output by the radiation detector 10. The learning data in this embodiment is the above-mentioned radiographic image as input data and correct answer data. After being input as the same data to the learning processing unit 261, appropriate artificial noise is added to the input data or the input data and correct answer data inside the learning processing unit, resulting in a state in which a difference occurs between the input data and the correct answer data.

ステップS402では、製造ばらつき解析部263によって、放射線検出器10の製造ばらつきの解析が行われる。ここでは、ステップS403で加算される人工ノイズに影響を与える製造ばらつきについての解析を行い、製造ばらつきの影響を算出する処理が行われる。すなわち、製造ばらつき解析部263は、放射線撮影装置のノイズに関する特性の製造ばらつきを解析する。放射線撮影装置のノイズに関する特性は、例えば放射線撮影装置のシステムノイズ特性、放射線撮影装置の感度、放射線撮影装置に含まれる蛍光体のMTFの特性などを含む。そして、製造ばらつき解析部263は、それらのうち少なくとも一つについて製造ばらつきを解析できる。なお、上記のノイズに関する特性は、一例であって人工ノイズに影響を与える変数であればこれに限定されない。 In step S402, the manufacturing variation analysis unit 263 analyzes the manufacturing variation of the radiation detector 10. Here, the manufacturing variation that affects the artificial noise added in step S403 is analyzed, and the influence of the manufacturing variation is calculated. That is, the manufacturing variation analysis unit 263 analyzes the manufacturing variation of the noise-related characteristics of the radiation imaging device. The noise-related characteristics of the radiation imaging device include, for example, the system noise characteristics of the radiation imaging device, the sensitivity of the radiation imaging device, and the MTF characteristics of the phosphor contained in the radiation imaging device. The manufacturing variation analysis unit 263 can analyze the manufacturing variation for at least one of them. Note that the noise-related characteristics described above are merely examples, and are not limited to these as long as they are variables that affect the artificial noise.

放射線画像においては、放射線画像に含まれるノイズは、主に放射線量子の揺らぎによって発生する量子ノイズと、検出器及び回路等から発生するシステムノイズに大別される。放射線検出器10は、蛍光体11によって放射線を可視光に変換する構成を取ることから、放射線の信号は蛍光体11の解像度によって規定される変調伝達関数(MTF:Modulation Transfer Function)に応じて高周波の減衰が生じることが知られている。放射線量子の揺らぎによって発生する量子ノイズも同様の変調伝達関数によって高周波の減衰が発生する。すなわち、量子ノイズは高周波成分が減衰したノイズの一例に相当する。一方で、検出器及び回路等から発生するシステムノイズは蛍光体の影響を受けない。放射線画像に含まれるノイズは、撮影時の線量に拠らないシステムノイズと、撮影時の線量によって変化する量子ノイズを加算したものとなる。すなわち、本実施例では、放射線撮影装置の製造ばらつきに基づく分布に従ってシステムノイズを模したノイズと高周波成分が減衰したノイズとを生成し、放射線画像に加算する。 In a radiological image, noise contained in the radiological image is broadly divided into quantum noise generated mainly by fluctuations of radiation quanta and system noise generated from the detector, circuitry, etc. Since the radiation detector 10 is configured to convert radiation into visible light by the phosphor 11, it is known that high-frequency attenuation occurs in the radiation signal according to the modulation transfer function (MTF) defined by the resolution of the phosphor 11. Quantum noise generated by fluctuations of radiation quanta also generates high-frequency attenuation due to a similar modulation transfer function. That is, quantum noise corresponds to an example of noise in which high-frequency components are attenuated. On the other hand, system noise generated from the detector, circuitry, etc. is not affected by the phosphor. The noise contained in the radiological image is the sum of system noise that is not dependent on the dose at the time of imaging and quantum noise that changes depending on the dose at the time of imaging. That is, in this embodiment, noise that imitates system noise and noise in which high-frequency components are attenuated are generated according to a distribution based on the manufacturing variation of the radiological imaging device, and are added to the radiological image.

以上を踏まえ、本実施例では、放射線検出器10のシステムノイズに対応する白色雑音と、蛍光体11のMTFの影響を受けた量子ノイズとを合成したノイズを人工ノイズとして扱うものとする。 In light of the above, in this embodiment, the noise that is a combination of white noise corresponding to the system noise of the radiation detector 10 and quantum noise affected by the MTF of the phosphor 11 is treated as artificial noise.

ここで、量子ノイズとシステムノイズとの合成比率に関しては、例えば以下(式1)~(式4)の関係式を用いて、放射線検出器10の特性を模擬すると好適である。 Here, regarding the combined ratio of quantum noise and system noise, it is preferable to simulate the characteristics of the radiation detector 10 using, for example, the following relational expressions (Equation 1) to (Equation 4).

いま、量子ノイズの標準偏差をσとし、放射線検出器10によるシステムノイズの標準偏差をσとすると、放射線画像におけるノイズの分散σall は、 Now, assuming that the standard deviation of the quantum noise is σ q and the standard deviation of the system noise due to the radiation detector 10 is σ s , the variance σ all 2 of the noise in the radiation image is given by

Figure 0007520802000001
Figure 0007520802000001

の関係を満たす。また、入力画像の信号をIsigとすると、量子ノイズの標準偏差σは、信号Isigに比例することから、量子ノイズの係数qを用いて、 In addition, if the input image signal is I sig , the standard deviation σ q of the quantum noise is proportional to the signal I sig , and therefore, using the quantum noise coefficient q,

Figure 0007520802000002
Figure 0007520802000002

と書ける。また、システムノイズの標準偏差σは、信号Isigに比例しない一定値であるため、システムノイズの係数sを用いて、 In addition, since the standard deviation σ s of the system noise is a constant value that is not proportional to the signal I sig , it can be expressed as follows using the coefficient s of the system noise:

Figure 0007520802000003
Figure 0007520802000003

と書ける。 It can be written as:

上記を踏まえ、人工ノイズ(addNoise)は、以下のように求めることができる。まず、システムノイズを模擬した人工システムノイズsNoiseを、標準偏差σの加法性白色ガウス雑音(AWGN:Additive White Gaussian Noise)とする。次に、量子ノイズを模擬した人工量子ノイズqNoiseを、分散σ のポアソン分布に従い、かつ蛍光体11のMTFに従ったNPSを持つノイズとする。例えば、蛍光体11のMTFを2次元フィルタで近似したものをfMTFとしたとき、ポアソン分布に従うノイズ画像にfMTFを畳み込むことで作成すると好適である。なお、ポアソン分布は分散が十分大きいとき正規分布と近似できるため、qNoiseを正規分布に従ったノイズとして扱ってもよい。このとき、人工ノイズ(addNoise)を、 Based on the above, the artificial noise (addNoise) can be obtained as follows. First, the artificial system noise sNoise simulating the system noise is assumed to be additive white Gaussian noise (AWGN) with a standard deviation of σ s . Next, the artificial quantum noise qNoise simulating the quantum noise is assumed to be noise that follows a Poisson distribution with a variance of σ q 2 and has an NPS that follows the MTF of the phosphor 11. For example, when the MTF of the phosphor 11 is approximated by a two-dimensional filter as fMTF, it is preferable to create the noise image that follows the Poisson distribution by convolving the fMTF. Note that the Poisson distribution can be approximated to a normal distribution when the variance is sufficiently large, so qNoise may be treated as noise that follows a normal distribution. In this case, the artificial noise (addNoise) is expressed as follows:

Figure 0007520802000004
Figure 0007520802000004

と表すことができる。 It can be expressed as.

放射線画像に生じるノイズの分布は、実験的に平均値および中央値が略0である正規分布に近似することが知られているが、上記のように得られる人工ノイズについても、平均値および中央値が略0となる分布とすることができる。 It is experimentally known that the distribution of noise occurring in radiological images approximates a normal distribution with a mean and median of approximately 0, and the artificial noise obtained as described above can also be made to have a distribution with a mean and median of approximately 0.

上記の系を考えたとき、放射線検出器10は、製造ばらつきの影響によって、主にシステムノイズと、感度、蛍光体のMTFの特性に個体差が発生する。 When considering the above system, individual differences occur in the radiation detector 10 due to manufacturing variations, mainly in system noise, sensitivity, and phosphor MTF characteristics.

図5は、放射線検出器10のシステムノイズ特性の製造ばらつきの例を示すものである。 Figure 5 shows an example of manufacturing variation in the system noise characteristics of the radiation detector 10.

一般的に、製造ばらつきによって各種の特性は正規分布に従って分布することが知られているが、放射線検出器においても、システムノイズの標準偏差σは略正規分布に従った個体差を持っていることがわかる。 It is generally known that various characteristics are distributed according to a normal distribution due to manufacturing variations, and it is understood that the standard deviation σ s of the system noise in radiation detectors also has individual differences that approximately follow a normal distribution.

いま、システムノイズ特性ばらつきが平均μs、分散σ の正規分布に従うとき、製造ばらつき解析部263は、S402の試行ごとに平均μs、分散σ の正規分布に従う頻度でシステムノイズの分散をばらつかせて(式4)に示すsNoiseを計算する構成を取る。すなわち、放射線撮影装置の製造ばらつきに基づく分布に従って放射線撮影装置のシステムノイズを模したノイズを生成し、加算することができる。特に、放射線撮影装置の製造ばらつきによって生じるシステムノイズ特性のばらつきの分布に従ってシステムノイズを模したノイズを生成し、加算することができる。また、システムノイズ特性のばらつきの平均と分散とから算出される分布に従う頻度でシステムノイズを模したノイズを加算することができる。なお、平均μs、分散σ については、事前に取得した製造実績から算出するとよい。すなわち、放射線撮影装置の製造実績に基づいて得られるシステムノイズに関する統計情報に従ってシステムノイズを模したノイズを生成することができる。 Now, when the system noise characteristic variation follows a normal distribution with a mean μs and a variance σs 2 M , the manufacturing variation analysis unit 263 is configured to vary the variance of the system noise with a frequency following the normal distribution with a mean μs and a variance σs 2 M for each trial of S402, and calculate sNoise shown in (Equation 4). That is, it is possible to generate and add noise simulating the system noise of the radiation imaging device according to a distribution based on the manufacturing variation of the radiation imaging device. In particular, it is possible to generate and add noise simulating the system noise according to the distribution of the variation of the system noise characteristic caused by the manufacturing variation of the radiation imaging device. In addition, it is possible to add noise simulating the system noise with a frequency following a distribution calculated from the mean and variance of the variation of the system noise characteristic. It is preferable to calculate the mean μs and the variance σs 2 M from the manufacturing record obtained in advance. That is, it is possible to generate noise simulating the system noise according to statistical information on the system noise obtained based on the manufacturing record of the radiation imaging device.

(式4)に示すqNoiseは、前述のように放射線検出器10の感度と、MTFと、放射線検出器10に入力する放射線の強さによって求まる特性である。システムノイズと同様に、感度と蛍光体のMTFに関しても、その特性は製造ばらつきによって正規分布に従うばらつきをもつことから、S402の試行ごとに正規分布からランダムに特性値を選択し、人工ノイズを作成するためのパラメータとして用いる。すなわち、放射線撮影装置の製造ばらつきによって生じる放射線撮影装置に含まれる蛍光体のMTFの特性の分布に従って高周波成分が減衰したノイズを生成することができる。また、蛍光体のMTFの特性のばらつきの平均と分散とから算出される分布に従う頻度で高周波成分が減衰したノイズを加算することができる。さらに、分布において決定される範囲内からランダムに選択されるMTFの特性に従って高周波成分が減衰したノイズを加算することができる。製造ばらつきの範囲としては、一般的なシックスシグマを前提として最大値・最小値を規定したり、特性ごとに製品としての規格値が定められている場合は、規格値内の値を選択するなど、一定範囲を定めておくと好適である。 As described above, qNoise shown in (Equation 4) is a characteristic that is determined by the sensitivity of the radiation detector 10, the MTF, and the intensity of the radiation input to the radiation detector 10. As with the system noise, the sensitivity and the MTF of the phosphor also have variations that follow a normal distribution due to manufacturing variations, so a characteristic value is randomly selected from the normal distribution for each trial in S402 and used as a parameter for creating artificial noise. That is, it is possible to generate noise in which high-frequency components are attenuated according to the distribution of the characteristics of the MTF of the phosphor contained in the radiation imaging device, which is generated due to manufacturing variations of the radiation imaging device. In addition, it is possible to add noise in which high-frequency components are attenuated with a frequency that follows a distribution calculated from the average and variance of the variations in the characteristics of the MTF of the phosphor. Furthermore, it is possible to add noise in which high-frequency components are attenuated according to the characteristics of the MTF that are randomly selected from a range determined by the distribution. It is preferable to determine a certain range for the range of manufacturing variations, such as by specifying maximum and minimum values based on the general six sigma, or by selecting a value within the standard value if a product standard value is set for each characteristic.

以上の構成を取ることにより、製造ばらつきによる個体差を考慮した人工ノイズを作成することができ、低減の学習が可能となる。 By using the above configuration, it is possible to create artificial noise that takes into account individual differences due to manufacturing variability, and to learn how to reduce it.

なお、上記の製造ばらつきによる個体差については、例えば、撮像面の面積のみが異なり、他は略同等の設計を持つ製品群など、機種が異なるが、放射線検出器10が略同等の特性を持つ場合には、機種の違いを含めた製造ばらつきを考慮した構成をとるようにしてもよい。すなわち、1つの機種の放射線撮影装置を複数製造した製造実績に基づいて得られる統計情報に従ってノイズを作成してもよい。また、異なる機種の撮影装置をそれぞれ複数製造した製造実績に基づいて得られる統計情報に従ってノイズを作成してもよい。 Regarding the individual differences due to the above manufacturing variations, for example, when the models are different but the radiation detectors 10 have substantially the same characteristics, such as a product group that has a substantially identical design except for the area of the imaging surface, a configuration may be adopted that takes into account the manufacturing variations, including the differences in models. That is, noise may be created according to statistical information obtained based on the manufacturing track record of multiple manufactured radiographic devices of the same model. Alternatively, noise may be created according to statistical information obtained based on the manufacturing track record of multiple manufactured radiographic devices of different models.

上述のような製造ばらつきによる個体差に加えて、さらに以下のような個体内での面内の特性ばらつきを考慮した構成を取るようにしてもよい。 In addition to the individual differences due to manufacturing variations as described above, a configuration may be adopted that takes into account the in-plane characteristic variations within an individual device, as described below.

放射線検出器10は、撮像面が広い面積(例えば43cm×43cm程度)で構成される。そのため、面内で均一な特性をもったものを製造することは難しく、同一の個体においても面内で若干の特性差が発生する場合がある。 The radiation detector 10 has a large imaging surface (e.g., approximately 43 cm x 43 cm). For this reason, it is difficult to manufacture a detector with uniform characteristics within the surface, and even the same detector may have slight differences in characteristics within the surface.

図6は、放射線検出器10のMTF特性の面内分布の例を示した図である。蛍光体の形成プロセスなどの関係から、蛍光体の膜厚が一定にすることは難しく、蛍光体の厚い中央部(A)はMTFが低く、蛍光体の薄い端部(D)ではMTFが高くなるなど、MTFが面内で均一でないことがある。このようなばらつきに対処するために、蛍光体の面内によるMTFの最大値と最小値を計測しておき、加算する人工ノイズを作成する際に、S402の試行ごとに最大値から最小値の間の値をランダムに選択するようにする。なお、特性ごとに製品としての規格値が定められている場合は、規格値内の値を選択するようにしてもよい。ここで示したMTFに限らず、システムノイズの特性や、感度についても同様の傾向がある場合は、同様の構成を取ることができる。すなわち、分布において決定される範囲内からランダムに選択されるシステムノイズ特性のばらつきに従ってシステムノイズを模したノイズを加算することができる。 Figure 6 is a diagram showing an example of the in-plane distribution of the MTF characteristics of the radiation detector 10. Due to the relationship with the phosphor formation process, etc., it is difficult to make the film thickness of the phosphor constant, and the MTF may not be uniform in the plane, such as a low MTF in the thick central part (A) of the phosphor and a high MTF at the thin end part (D) of the phosphor. In order to deal with such variations, the maximum and minimum values of the MTF in the phosphor plane are measured, and when creating the artificial noise to be added, a value between the maximum and minimum values is randomly selected for each trial of S402. Note that, if a standard value is set as a product for each characteristic, a value within the standard value may be selected. If there is a similar tendency not only for the MTF shown here but also for the characteristics of the system noise and the sensitivity, a similar configuration can be taken. In other words, it is possible to add noise that imitates the system noise according to the variation in the system noise characteristics randomly selected from within the range determined in the distribution.

ステップS403では、学習データ生成部264によって、学習データの入力データに対して人工ノイズが加算される。ここでは、ステップS402において製造ばらつき解析部263で算出された、製造ばらつきを考慮した人工ノイズに基づいて加算が行われる。 In step S403, the learning data generation unit 264 adds artificial noise to the input data of the learning data. Here, the addition is performed based on the artificial noise that takes into account the manufacturing variability calculated by the manufacturing variability analysis unit 263 in step S402.

ステップS404では、学習データの組に対して、適宜の前処理を行う。なお、前処理の方法については上記に制限されるものではない。例えばノイズ低減処理においては、例えば平方根変換や対数変換等を行うことで、ポアソン分布に従う量子ノイズを入力される放射線の強さによらず略一定とし、加法性のノイズを取り扱えるように変換する処理や、平均値を0にする処理を用いることができる。それに限らず、データを0-1で正規化する、平均値0、標準偏差1となるように標準化するなど、画像処理の内容に応じて適宜の前処理を行えばよい。 In step S404, appropriate preprocessing is performed on the set of training data. Note that the preprocessing method is not limited to the above. For example, in noise reduction processing, for example, square root transformation or logarithmic transformation can be performed to make quantum noise that follows a Poisson distribution approximately constant regardless of the strength of the input radiation, and a conversion process that allows additive noise to be handled, or a process that sets the average value to 0 can be used. In addition, appropriate preprocessing can be performed depending on the content of image processing, such as normalizing the data with 0-1, or standardizing it to have an average value of 0 and a standard deviation of 1.

ステップS405では、推論処理部262によって、学習データの入力データに対して機械学習モデルを用いた推論処理が行われ、ノイズ低減処理が適用された推論データを出力する。 In step S405, the inference processing unit 262 performs inference processing using a machine learning model on the input data of the learning data, and outputs inference data to which noise reduction processing has been applied.

ステップS406では、パラメータ更新部265により推論データと正解データを比較され、両者の誤差を数値化した損失関数が算出される。また、損失関数に基づいて、機械学習モデルのパラメータ(例えばCNNにおける畳み込み層のフィルタ係数等)が更新されるようになっている。損失関数の例としては、平均絶対誤差(L1loss)や、平均二乗誤差(L2loss)が挙げられる。 In step S406, the parameter update unit 265 compares the inference data with the correct answer data, and calculates a loss function that quantifies the error between the two. In addition, the parameters of the machine learning model (e.g., the filter coefficients of the convolutional layer in a CNN) are updated based on the loss function. Examples of loss functions include the mean absolute error (L1loss) and the mean squared error (L2loss).

ステップS407において、学習の終了判定を行い、終了と判定された場合はフローを終了し、そうでない場合はS401に戻り、別のデータを用いてS401~S406のフローを繰り返す。S402において行われる製造ばらつき解析などで用いられた乱数などは、ループの度にリセットすることで、好適に製造ばらつきに対応した機械学習モデルを学習することができる。終了判定の基準としては、たとえば特定のループ回数が実行されたかどうかを判定してもよい。あるいは、損失関数が一定以下であるかを判定してもよい。あるいは、過学習が行われていないかどうかを判定してもよい。あるいは、推論画像におけるノイズ低減の性能を示す指標であるPSNR(Peak Signal to Noise Ratio)や、SSIM(Structual SIMilarity)を評価し、性能が十分な水準に達しているかを判定してもよい。すなわち、機械学習において一般的に用いられる適宜の判定基準を使用することが可能である。 In step S407, the learning is judged to be completed. If it is judged to be completed, the flow is terminated. If not, the flow returns to S401, and the flow from S401 to S406 is repeated using other data. The random numbers used in the manufacturing variation analysis performed in S402 are reset for each loop, so that a machine learning model that appropriately corresponds to the manufacturing variation can be learned. The criterion for judging the completion may be, for example, whether a specific number of loops has been executed. Alternatively, it may be judged whether the loss function is equal to or less than a certain value. Alternatively, it may be judged whether overlearning has occurred. Alternatively, it may be judged whether the performance has reached a sufficient level by evaluating the PSNR (Peak Signal to Noise Ratio) or SSIM (Structural SIMilarity), which are indices indicating the performance of noise reduction in the inference image. In other words, it is possible to use an appropriate judgment criterion that is generally used in machine learning.

上記説明したように、本実施形における学習処理部261は、製造ばらつきを考慮しつつ、実際の放射線画像のノイズの特徴を模擬した人工ノイズを加算する。これにより、大量生産に伴う製造ばらつきを有する製品に機械学習技術による処理を適用する際、学習系と推論系の特性がマッチしない場合においても好適にノイズが低減された画像を出力することのできる機械学習モデルを生成することが可能となる。 As described above, the learning processing unit 261 in this embodiment adds artificial noise that simulates the noise characteristics of an actual radiological image while taking into account manufacturing variability. This makes it possible to generate a machine learning model that can output an image with suitably reduced noise when applying processing using machine learning techniques to products that have manufacturing variability associated with mass production, even when the characteristics of the learning system and the inference system do not match.

(推論処理部)
次に、図7を参照して、本実施例に係る推論処理部262の処理の流れについて説明する。図7は、本実施例に係る推論処理部262の一連の画像処理を示すフローチャートである。
(Inference Processing Unit)
Next, the flow of processing by the inference processing unit 262 according to this embodiment will be described with reference to Fig. 7. Fig. 7 is a flowchart showing a series of image processing steps by the inference processing unit 262 according to this embodiment.

本実施例に係る一連の画像処理では、処理の対象となる放射線画像に対して、前処理を行い、学習済モデルへの入力とする。その後、学習済モデルからの出力に対して、前処理に対応する後処理を行い、元の放射線画像に対応する、ノイズの低減された放射線画像を生成する。 In the series of image processing according to this embodiment, pre-processing is performed on the radiographic image to be processed, and the image is then input to the trained model. After that, post-processing corresponding to the pre-processing is performed on the output from the trained model, and a noise-reduced radiographic image corresponding to the original radiographic image is generated.

本実施例に係る一連の画像処理が開始されると、ステップS701において、取得部21が放射線画像を取得する。取得部21は、放射線検出器10によって生成された放射線画像を取得してもよいし、記憶部25や外部記憶装置70等から放射線画像を取得してもよい。 When a series of image processing according to this embodiment is started, in step S701, the acquisition unit 21 acquires a radiological image. The acquisition unit 21 may acquire a radiological image generated by the radiation detector 10, or may acquire a radiological image from the storage unit 25, the external storage device 70, etc.

ステップS702では、前処理が行われる。前処理は、学習処理におけるS404と同じ前処理を行うものである。 In step S702, preprocessing is performed. This preprocessing is the same as S404 in the learning process.

ステップS703では、推論処理部262が、学習処理によって得た学習済モデルを用いて、推論処理を行いノイズが低減された画像を生成する。なお、学習済モデルは予め学習が行われた機械学習モデルであればよく、当該一連の画像処理の度に学習が行われる必要はない。なお、入力画像と、推論処理を行いノイズが低減された画像を特定の比率でブレンドすることで、ノイズ低減処理の強度について調整することが可能である。 In step S703, the inference processing unit 262 performs inference processing using the trained model obtained by the learning processing to generate an image with reduced noise. Note that the trained model may be a machine learning model that has been trained in advance, and there is no need for training to be performed each time a series of image processing is performed. Note that it is possible to adjust the strength of the noise reduction processing by blending the input image and the image with reduced noise obtained by performing the inference processing in a specific ratio.

また、本実施例では、学習済モデルは制御部20に設けられる構成としているが、学習済モデルは制御部20に接続された外部記憶装置70等に設けられてもよい。 In addition, in this embodiment, the trained model is configured to be provided in the control unit 20, but the trained model may also be provided in an external storage device 70 connected to the control unit 20.

ステップS704では、ステップS702で行った前処理に対応する後処理を行う。後処理は、前処理で行った、正規化や平準化などの変換の逆処理を行うものである。上記ステップS701~S704の処理により、ノイズが低減された放射線画像を出力することが可能となる。なお画像処理部22の性能によって画像全体を一度に処理することができない場合は、画像を適宜の大きさの小領域(たとえば256×256pixel)に分割して処理するようにしてもよい。 In step S704, post-processing corresponding to the pre-processing performed in step S702 is performed. The post-processing is the inverse processing of the conversions such as normalization and smoothing performed in the pre-processing. The processing in steps S701 to S704 makes it possible to output a radiographic image with reduced noise. Note that if the performance of the image processing unit 22 makes it impossible to process the entire image at once, the image may be divided into small regions of an appropriate size (for example, 256 x 256 pixels) and then processed.

このように、本実施例に係る一連の画像処理では、学習処理部261によって作成した学習済モデルを用いて推論処理部262の処理を行うことで、デジタル放射線撮影装置において好適なノイズ低減を行った放射線画像を生成することができる。 In this way, in the series of image processing according to this embodiment, the inference processing unit 262 processes the image using the learned model created by the learning processing unit 261, thereby making it possible to generate radiographic images with suitable noise reduction in the digital radiography device.

さらに、本実施形における学習処理部261は、製造ばらつき解析部263によって、製造ばらつきを考慮することができる。そのため、大量生産に伴う製造ばらつきを有する製品に機械学習技術による処理を適用する際、学習系と推論系の特性がマッチしない場合においても好適にノイズが低減された放射線画像を出力することが可能となる。 Furthermore, the learning processing unit 261 in this embodiment can take manufacturing variability into account using the manufacturing variability analysis unit 263. Therefore, when applying processing using machine learning technology to products that have manufacturing variability due to mass production, it is possible to output radiographic images with suitably reduced noise even when the characteristics of the learning system and the inference system do not match.

図8は、本実施例に係る一連の画像処理前の放射線画像と、処理後の放射線画像の一例を示す図である。入力された放射線画像801にノイズ低減処理部26によるノイズ低減処理を適用した場合の結果を例示する。製造ばらつきに対する対策を行わず、製造ばらつきによって学習系と推論系の特性がマッチしない場合のノイズ低減後の放射線画像802では、ノイズ様のアーチファクトが発生している。一方で、本特許における製造ばらつきにおける対策を行った場合のノイズ低減後の放射線画像803は、アーチファクトを発生することなく好適なノイズ低減を実現できていることがわかる。 Figure 8 shows an example of a series of radiographic images before and after image processing according to this embodiment. The figure illustrates the results when noise reduction processing by the noise reduction processing unit 26 is applied to an input radiographic image 801. In the radiographic image 802 after noise reduction when no measures against manufacturing variability are taken and the characteristics of the learning system and the inference system do not match due to manufacturing variability, noise-like artifacts occur. On the other hand, it can be seen that the radiographic image 803 after noise reduction when measures against manufacturing variability in this patent are taken achieves suitable noise reduction without generating artifacts.

(学習処理の変形例)
上述した実施例においては、製造ばらつき解析部263によって解析された製造ばらつきの影響を、学習データ生成部264で加算する人工ノイズに反映し、それを加算して学習することで、製造ばらつきに対する冗長性を確保する構成を取った。
(Modification of the learning process)
In the above-described embodiment, the influence of the manufacturing variation analyzed by the manufacturing variation analysis unit 263 is reflected in the artificial noise added by the learning data generation unit 264, and this is added and learned, thereby ensuring redundancy with respect to the manufacturing variation.

しかしながら、別の実施例として、次のような構成を取ることも可能である。 However, as an alternative embodiment, the following configuration is also possible:

この実施例では、製造ばらつき解析部263によって解析された製造ばらつきの影響を、別途に扱い、パラメータ更新処理における損失関数の正則化項として与える構成を取る。すなわち、撮影装置の製造ばらつきによって生じる撮影装置の特性の変化を学習における正則化項として追加する構成でもよい。 In this embodiment, the influence of the manufacturing variability analyzed by the manufacturing variability analysis unit 263 is treated separately and is applied as a regularization term of the loss function in the parameter update process. In other words, the change in the characteristics of the imaging device caused by the manufacturing variability of the imaging device may be added as a regularization term in the learning.

学習中のネットワークを用いた推論処理をfnetstudy、人工ノイズ加算済みの入力データをIin、正解データをIans、正則化パラメータをwとすると、損失関数Lは、例えば(式5)のように与えられる。 When the inference process using the network under training is f netstudy , the input data to which artificial noise has been added is I in , the correct answer data is I ans , and the regularization parameter is w, the loss function L is given by, for example, (Equation 5).

Figure 0007520802000005
Figure 0007520802000005

in(i)は画像Iinのi番目の画素の値を示し、画像の画素数がnであるものとする。正則化パラメータwは、図5、図6に示されるような製造ばらつきに起因する特性のばらつきに基づいて決定する項である。 Let I in (i) denote the value of the i-th pixel in the image I in , and the number of pixels in the image is n. The regularization parameter w is a term determined based on the variation in characteristics caused by manufacturing variations as shown in Figs. 5 and 6.

上記構成においても、大量生産に伴う製造ばらつきを有する製品に機械学習技術による処理を適用する際、好適にノイズが低減された画像を出力することのできる機械学習モデルを生成することが可能となる。 Even with the above configuration, when applying machine learning technology processing to products that have manufacturing variations associated with mass production, it is possible to generate a machine learning model that can output images with optimal noise reduction.

(実施例2)
これまで画像処理として放射線画像のノイズ低減処理についての構成を述べてきたが、本発明においては、学習対象とする処理を放射線画像のノイズ低減処理に制限するものではない。すなわち、適宜の正解データを用いた機械学習によって実現できる画像処理であれば任意のものを適用することができる。図1A、図1B、図2A、図2Bの構成における画像処理部22において、図9のように、任意の機械学習処理部91を持つ構成を取ることができる。他の構成はこれまで図1A、図1B、図2A、図2Bで説明した構成と同じである。
Example 2
Although the configuration for noise reduction processing of radiographic images has been described as image processing, in the present invention, the processing to be learned is not limited to noise reduction processing of radiographic images. In other words, any image processing that can be realized by machine learning using appropriate correct answer data can be applied. The image processing unit 22 in the configurations of Figures 1A, 1B, 2A, and 2B can have a configuration having an arbitrary machine learning processing unit 91 as shown in Figure 9. The other configurations are the same as those described in Figures 1A, 1B, 2A, and 2B.

以下、他の機械学習処理における実施例として、図10を用いて超解像処理における構成を述べる。図10は、本実施例に係る機械学習のニューラルネットワークモデルの学習における概略的な構成例を示している。 Below, as an example of another machine learning process, a configuration for super-resolution processing will be described with reference to FIG. 10. FIG. 10 shows a schematic example of the configuration for learning a machine learning neural network model according to this embodiment.

ここでは、学習データとして、低解像度と高解像度のデータの組を扱うこととする。元データ106から、学習画像生成部264によって入力データ作成処理106(ここでは、元データ106の解像度を下げる処理)と、正解データ作成処理107が行われて、学習データの組が作成される。 Here, a set of low-resolution and high-resolution data is used as the training data. From the original data 106, the training image generation unit 264 performs an input data creation process 106 (here, a process of lowering the resolution of the original data 106) and a correct answer data creation process 107 to create a set of training data.

学習データにおける低解像度の入力データ101に推論処理部262のニューラルネットワークモデル102を適用し、解像度が向上した推論データ103と、学習データにおける正解データ104から、損失関数を算出し、損失関数に基づいてニューラルネットワークモデル33のパラメータを更新する処理を行う。ここで、損失関数は、推論データ103と、正解データ104の誤差を示すものである。 The neural network model 102 of the inference processing unit 262 is applied to the low-resolution input data 101 in the training data, a loss function is calculated from the inference data 103 with improved resolution and the correct answer data 104 in the training data, and the parameters of the neural network model 33 are updated based on the loss function. Here, the loss function indicates the error between the inference data 103 and the correct answer data 104.

超解像処理においては、低解像のデータから高解像のデータを再現する学習を行わなければならないが、製造ばらつきによって入力されるデータの解像度が変化する。これに対処するため、製造ばらつき解析部263は、上記の解像度のばらつきを解析し、学習画像生成部264の処理に反映させる。例えば、入力データ作成処理105における入力データの101の作成時および、正解データ作成処理107における正解データ104の作成時に、製造ばらつきで想定される範囲内で解像度を変化させるための空間フィルタを作成し、元データの解像度調整処理を行う構成を取る。すなわち、放射線撮影装置の製造ばらつきに基づいて生成された空間フィルタを用いて解像度を調整した放射線画像を含む学習データを生成する。これにより、学習済みのニューラルネットワークを用いた推論処理に関しては、図7に示す処理と同等である。 In super-resolution processing, learning must be performed to reproduce high-resolution data from low-resolution data, but the resolution of the input data changes due to manufacturing variations. To address this, the manufacturing variation analysis unit 263 analyzes the above-mentioned resolution variations and reflects them in the processing of the learning image generation unit 264. For example, when creating the input data 101 in the input data creation process 105 and when creating the correct answer data 104 in the correct answer data creation process 107, a spatial filter is created to change the resolution within the range expected due to manufacturing variations, and a resolution adjustment process is performed on the original data. In other words, learning data is generated that includes a radiographic image whose resolution has been adjusted using a spatial filter generated based on the manufacturing variations of the radiography device. As a result, the inference processing using the trained neural network is equivalent to the processing shown in FIG. 7.

上記説明したように、超解像処理においても、大量生産に伴う製造ばらつきを有する製品において、学習系と推論系の特性がマッチしない場合においても好適に解像度を復元した画像を出力することのできる機械学習モデルを生成することが可能となる。 As explained above, even in super-resolution processing, it is possible to generate a machine learning model that can output an image with optimally restored resolution even in products with manufacturing variations associated with mass production, where the characteristics of the learning system and the inference system do not match.

機械学習処理部91の他の例としては、各種のセグメンテーション処理や、周波数の強調処理、写真機の夜景モードに代表される画像のスタイル変換など、任意の機械学習処理に適用することが可能である。また、製造ばらつきによってばらつく特性についても、これまで説明したような蛍光体やレンズの解像度や、ノイズ特性、感度に限定されない。例えば発色特性や、欠損画素の数や場所、デバイス動作時の電圧値や暗電流値、回路部品の個体差など、各種デバイスの任意の特性を取り扱うことができる。 Other examples of the machine learning processing unit 91 include various types of segmentation processing, frequency enhancement processing, and image style conversion such as the night view mode of a camera, and can be applied to any machine learning processing. In addition, characteristics that vary due to manufacturing variations are not limited to the phosphor and lens resolution, noise characteristics, and sensitivity as described above. For example, any characteristics of various devices can be handled, such as color characteristics, the number and location of missing pixels, voltage values and dark current values during device operation, and individual differences in circuit components.

(変形例1)
演算処理部266が用いる機械学習モデルについては、CNNの構成として、変分オートエンコーダー(VAE:Variational Auto-Encoder)や、FCN(Fully Convolutional Network)、又はSegNet、DenseNet等、任意の層構成を組み合わせて用いることもできる。また、例えば、カプセルネットワーク(CapsNet:Capsule Network)でもよい。ここで、一般的なニューラルネットワークでは、各ユニット(各ニューロン、あるいは各ノード)はスカラー値を出力するように構成されることによって、例えば、画像における特徴間の空間的な位置関係(相対位置)に関する空間情報が低減されるように構成されている。これにより、例えば、画像の局所的な歪みや平行移動等の影響が低減されるような学習を行うことができる。一方、カプセルネットワークでは、各ユニット(各カプセル)は空間情報をベクトルとして出力するように構成されることよって、例えば、空間情報が保持されるように構成されている。これにより、例えば、画像における特徴間の空間的な位置関係が考慮されたような学習を行うことができる。
(Variation 1)
Regarding the machine learning model used by the arithmetic processing unit 266, as the configuration of the CNN, a variational auto-encoder (VAE), a fully convolutional network (FCN), or a combination of any layer configuration such as SegNet and DenseNet can be used. In addition, for example, a capsule network (CapsNet) may be used. Here, in a general neural network, each unit (each neuron or each node) is configured to output a scalar value, so that, for example, spatial information regarding the spatial positional relationship (relative position) between features in an image is reduced. As a result, for example, learning can be performed to reduce the effects of local distortion and translation of the image. On the other hand, in a capsule network, each unit (each capsule) is configured to output spatial information as a vector, so that, for example, spatial information is retained. This makes it possible to perform learning that takes into account, for example, the spatial relationship between features in an image.

(変形例2)
また、各種学習済モデルの学習データは、実際の撮影を行う放射線検出器自体を用いて得たデータに限られず、所望の構成に応じて、同型の放射線検出器を用いて得たデータや、同種の放射線検出器を用いて得たデータ等であってもよい。なお、上述の実施例及び変形例に係る、ノイズ低減処理用の学習済モデルは、例えば、放射線画像の輝度値の大小、明部と暗部の順番や傾き、位置、分布、連続性等を特徴量の一部として抽出して、ノイズ低減された放射線画像の生成に係る推定処理に用いているものと考えられる。
(Variation 2)
Furthermore, the learning data for the various trained models is not limited to data obtained using the radiation detector itself that actually captures images, and may be data obtained using the same type of radiation detector or the same kind of radiation detector, depending on the desired configuration. Note that the trained models for noise reduction processing according to the above-mentioned embodiments and modified examples are considered to extract, for example, the magnitude of the luminance values of the radiation image, the order, gradient, position, distribution, continuity, etc. of the bright and dark areas as part of the feature quantities, and use them in the estimation processing related to the generation of a noise-reduced radiation image.

また、上述した実施例及び変形例に係る学習済モデルは制御部20に設けられることができる。学習済モデルは、例えば、CPUや、MPU、GPU、FPGA等のプロセッサーによって実行されるソフトウェアモジュール等で構成されてもよいし、ASIC等の特定の機能を果たす回路等によって構成されてもよい。また、これら学習済モデルは、制御部20と接続される別のサーバの装置等に設けられてもよい。この場合には、制御部20は、インターネット等の任意のネットワークを介して学習済モデルを備えるサーバ等に接続することで、学習済モデルを用いることができる。ここで、学習済モデルを備えるサーバは、例えば、クラウドサーバや、フォグサーバ、エッジサーバ等であってよい。 The trained models according to the above-mentioned embodiments and modified examples can be provided in the control unit 20. The trained models may be configured, for example, as software modules executed by a processor such as a CPU, MPU, GPU, or FPGA, or may be configured as circuits that perform specific functions such as an ASIC. These trained models may also be provided in another server device connected to the control unit 20. In this case, the control unit 20 can use the trained models by connecting to a server or the like that has the trained models via any network such as the Internet. Here, the server that has the trained models may be, for example, a cloud server, a fog server, or an edge server.

(その他の実施例)
本発明は、上述した様々な実施例及び変形例の1以上の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。コンピュータは、1つ又は複数のプロセッサー若しくは回路を有し、コンピュータ実行可能命令を読み出し実行するために、分離した複数のコンピュータ又は分離した複数のプロセッサー若しくは回路のネットワークを含みうる。
Other Examples
The present invention can also be realized by providing software (programs) that realize one or more functions of the various embodiments and modifications described above to a system or device via a network or a storage medium, and having a computer in the system or device read and execute the programs. The computer has one or more processors or circuits, and may include multiple separate computers or a network of multiple separate processors or circuits to read and execute computer-executable instructions.

このとき、プロセッサー又は回路は、中央演算処理装置(CPU)、マイクロプロセッシングユニット(MPU)、グラフィクスプロセッシングユニット(GPU)、特定用途向け集積回路(ASIC)、又はフィールドプログラマブルゲートウェイ(FPGA)を含みうる。また、プロセッサー又は回路は、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、データフロープロセッサ(DFP)、又はニューラルプロセッシングユニット(NPU)を含みうる。 In this case, the processor or circuitry may include a central processing unit (CPU), a microprocessing unit (MPU), a graphics processing unit (GPU), an application specific integrated circuit (ASIC), or a field programmable gateway (FPGA). The processor or circuitry may also include a digital signal processor (DSP), a data flow processor (DFP), or a neural processing unit (NPU).

以上、実施例及び変形例を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施例及び変形例に限定されるものではない。本発明の趣旨に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、上述の各実施例及び変形例は、本発明の趣旨に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。 The present invention has been described above with reference to examples and modifications, but the present invention is not limited to the above examples and modifications. The present invention also includes inventions that have been modified without going against the spirit of the present invention, and inventions that are equivalent to the present invention. In addition, the above-mentioned examples and modifications can be combined as appropriate without going against the spirit of the present invention.

10 放射線検出器
20 制御部(画像処理装置)
22 画像処理部
10 Radiation detector 20 Control unit (image processing device)
22 Image processing unit

Claims (13)

放射線撮影装置により撮影された被検査物の第1の放射線画像を取得する取得手段と、
放射線撮影装置の製造ばらつきに基づく分布を用いることにより得た放射線撮影装置のシステムノイズを模したノイズと放射線に含まれる量子ノイズを模したノイズとを加算した放射線画像を含む学習データを用いて学習して得た学習済モデルに、前記取得手段により取得された第1の放射線画像を入力することにより、前記第1の放射線画像に比べてノイズが低減された第2の放射線画像を生成する生成手段と、
を含む放射線画像処理装置。
an acquisition means for acquiring a first radiographic image of the object to be inspected captured by the radiographic imaging device;
a generating means for generating a second radiographic image having reduced noise compared to the first radiographic image by inputting a first radiographic image acquired by the acquiring means into a trained model obtained by training using training data including a radiographic image obtained by adding noise simulating system noise of the radiographic image apparatus, which is obtained by using a distribution based on manufacturing variability of the radiographic image apparatus, and noise simulating quantum noise contained in radiation;
A radiation image processing device comprising:
前記生成手段は、放射線撮影装置の製造ばらつきによって生じるシステムノイズ特性のばらつきを示す分布を用いることにより前記システムノイズを模したノイズを得ることを特徴とする請求項1に記載の放射線画像処理装置。 The radiation image processing device according to claim 1, characterized in that the generating means obtains noise simulating the system noise by using a distribution indicating the variation in system noise characteristics caused by manufacturing variations in the radiation imaging device. 前記生成手段は、前記システムノイズ特性のばらつきを示す分布を、複数のシステムノイズ特性の平均と分散とを用いることにより得ることを特徴とする請求項2に記載の放射線画像処理装置。 The radiation image processing device according to claim 2, characterized in that the generating means obtains the distribution indicating the variance of the system noise characteristics by using the average and variance of a plurality of system noise characteristics. 前記生成手段は、前記複数のシステムノイズ特性からランダムに選択されるシステムノイズ特性を用いることにより、前記システムノイズを模したノイズを得ることを特徴とする請求項3に記載の放射線画像処理装置。 The radiation image processing device according to claim 3, characterized in that the generating means obtains noise that imitates the system noise by using a system noise characteristic that is randomly selected from the plurality of system noise characteristics. 前記生成手段は、放射線撮影装置の製造ばらつきによって生じる、放射線撮影装置に設けられた蛍光体の面内のMTFの特性のばらつきを示す分布を用いることにより前記量子ノイズを模したノイズを得ることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の放射線画像処理装置。 The radiation image processing device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the generating means obtains the noise simulating quantum noise by using a distribution indicating the variation in MTF characteristics within the surface of a phosphor provided in the radiation imaging device, which is caused by manufacturing variations in the radiation imaging device. 前記生成手段は、前記MTFの特性のばらつきを示す分布を用いることにより、前記量子ノイズが含む高周波成分が減衰したノイズを、前記量子ノイズを模したノイズとして得ることを特徴とする請求項5に記載の放射線画像処理装置。 The radiation image processing device according to claim 5, characterized in that the generating means obtains, as the noise simulating the quantum noise, a noise in which the high frequency components contained in the quantum noise are attenuated, by using a distribution showing the variation in the characteristics of the MTF. 前記生成手段は、前記MTFの特性のばらつきを示す分布を、複数のMTFの特性の平均と分散とを用いることにより得ることを特徴とする請求項5または6に記載の放射線画像処理装置。 The radiation image processing device according to claim 5 or 6, characterized in that the generating means obtains a distribution indicating the variance of the MTF characteristics by using the average and variance of the characteristics of a plurality of MTFs. 前記生成手段は、前記複数のMTFの特性からランダムに選択されるMTFの特性を用いることにより、前記量子ノイズを模したノイズを得ることを特徴とする請求項7に記載の放射線画像処理装置。 The radiation image processing device according to claim 7, characterized in that the generating means obtains the noise simulating the quantum noise by using MTF characteristics randomly selected from the characteristics of the plurality of MTFs. 前記生成手段は、1つの機種の放射線撮影装置を複数製造した製造実績に基づいて得られる統計情報を用いて、前記放射線撮影装置の製造ばらつきに基づく分布を得ることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の放射線画像処理装置。 9. The radiation image processing device according to claim 1, wherein the generating means obtains a distribution based on manufacturing variability of the radiation imaging device by using statistical information obtained based on a manufacturing record of a plurality of manufactured radiation imaging devices of one model. 前記生成手段は、異なる機種の撮影装置をそれぞれ複数製造した製造実績に基づいて得られる統計情報を用いて、前記放射線撮影装置の製造ばらつきに基づく分布を得ることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の放射線画像処理装置。 10. The radiation image processing device according to claim 1, wherein the generating means obtains a distribution based on manufacturing variability of the radiation imaging device by using statistical information obtained based on manufacturing records of a plurality of different models of imaging device. 放射線撮影装置により撮影された被検査物の第1の放射線画像を取得する取得工程と、
放射線撮影装置の製造ばらつきに基づく分布を用いることにより得た放射線撮影装置のシステムノイズを模したノイズと放射線に含まれる量子ノイズを模したノイズとを加算した放射線画像を含む学習データを用いて学習して得た学習済モデルに、前記取得工程により取得された第1の放射線画像を入力することにより、前記第1の放射線画像に比べてノイズが低減された第2の放射線画像を生成する生成工程と、
を含む放射線画像処理方法。
an acquiring step of acquiring a first radiographic image of the object to be inspected captured by a radiographic apparatus;
a generating step of generating a second radiographic image having reduced noise compared to the first radiographic image by inputting the first radiographic image acquired in the acquiring step into a trained model obtained by training using training data including a radiographic image obtained by adding noise simulating system noise of the radiographic image apparatus, which is obtained by using a distribution based on manufacturing variability of the radiographic image apparatus, and noise simulating quantum noise contained in radiation;
A radiation image processing method comprising:
コンピュータを、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の放射線画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。 A program for causing a computer to function as each of the means of the radiation image processing device according to any one of claims 1 to 10. 放射線画像を撮影する放射線撮影装置と、
前記放射線撮影装置と通信可能に接続された、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の放射線画像処理装置と、を備える放射線画像処理システム。
a radiation imaging device for capturing a radiation image;
A radiation image processing system comprising: the radiation image processing apparatus according to claim 1 , communicably connected to the radiation imaging apparatus.
JP2021191531A 2021-11-25 2021-11-25 Radiation image processing device, radiation image processing method, image processing device, learning device, learning data generation method, and program Active JP7520802B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021191531A JP7520802B2 (en) 2021-11-25 2021-11-25 Radiation image processing device, radiation image processing method, image processing device, learning device, learning data generation method, and program
US18/058,099 US20230162328A1 (en) 2021-11-25 2022-11-22 Image processing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021191531A JP7520802B2 (en) 2021-11-25 2021-11-25 Radiation image processing device, radiation image processing method, image processing device, learning device, learning data generation method, and program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023077988A JP2023077988A (en) 2023-06-06
JP7520802B2 true JP7520802B2 (en) 2024-07-23

Family

ID=86622823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021191531A Active JP7520802B2 (en) 2021-11-25 2021-11-25 Radiation image processing device, radiation image processing method, image processing device, learning device, learning data generation method, and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7520802B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102935459B1 (en) 2023-07-13 2026-03-09 주식회사 클라리파이 Apparatus and method for deep learning-based medical image style neutralization apparatus

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006080852A (en) 2004-09-09 2006-03-23 Olympus Corp Image processing apparatus, electronic camera, scanner, image processing method, and image processing program
JP2007189589A (en) 2006-01-16 2007-07-26 Sony Corp Information processing apparatus and information processing method, learning apparatus and learning method, and program
US20170069059A1 (en) 2014-11-13 2017-03-09 Huawei Technologies Co., Ltd. Non-Local Image Denoising
US20180018757A1 (en) 2016-07-13 2018-01-18 Kenji Suzuki Transforming projection data in tomography by means of machine learning
JP2018206382A (en) 2017-06-01 2018-12-27 株式会社東芝 Image processing system and medical information processing system
JP2020166814A (en) 2019-03-11 2020-10-08 キヤノン株式会社 Medical image processing equipment, medical image processing methods and programs
JP2021060847A (en) 2019-10-08 2021-04-15 株式会社ザクティ Noise removal system
US20210142476A1 (en) 2020-05-18 2021-05-13 Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. Systems and methods for image optimization
US20210272240A1 (en) 2020-03-02 2021-09-02 GE Precision Healthcare LLC Systems and methods for reducing colored noise in medical images using deep neural network

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3642591B2 (en) * 1994-11-29 2005-04-27 株式会社日立メディコ Image processing device
EP3480782A1 (en) * 2017-11-02 2019-05-08 Vrije Universiteit Brussel Method and device for reducing noise in a depth image

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006080852A (en) 2004-09-09 2006-03-23 Olympus Corp Image processing apparatus, electronic camera, scanner, image processing method, and image processing program
JP2007189589A (en) 2006-01-16 2007-07-26 Sony Corp Information processing apparatus and information processing method, learning apparatus and learning method, and program
US20170069059A1 (en) 2014-11-13 2017-03-09 Huawei Technologies Co., Ltd. Non-Local Image Denoising
US20180018757A1 (en) 2016-07-13 2018-01-18 Kenji Suzuki Transforming projection data in tomography by means of machine learning
JP2018206382A (en) 2017-06-01 2018-12-27 株式会社東芝 Image processing system and medical information processing system
JP2020166814A (en) 2019-03-11 2020-10-08 キヤノン株式会社 Medical image processing equipment, medical image processing methods and programs
JP2021060847A (en) 2019-10-08 2021-04-15 株式会社ザクティ Noise removal system
US20210272240A1 (en) 2020-03-02 2021-09-02 GE Precision Healthcare LLC Systems and methods for reducing colored noise in medical images using deep neural network
US20210142476A1 (en) 2020-05-18 2021-05-13 Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. Systems and methods for image optimization

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023077988A (en) 2023-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7187476B2 (en) Tomographic reconstruction based on deep learning
JP7234064B2 (en) Iterative image reconstruction framework
JP7150837B2 (en) Image generation using machine learning
JP7202302B2 (en) Deep learning-based estimation of data for use in tomographic reconstruction
US10043088B2 (en) Image quality score using a deep generative machine-learning model
JP7475979B2 (en) X-ray system and imaging program
JP7434402B2 (en) System and method for correcting bad pixels in computed tomography detectors using deep learning networks
US11672498B2 (en) Information processing method, medical image diagnostic apparatus, and information processing system
CN115943420A (en) Image processing device, image processing method, training device, training method, and program
US12205199B2 (en) Information processing method, medical image diagnostic apparatus, and information processing system
JP7566696B2 (en) IMAGE PROCESSING APPARATUS, IMAGE PROCESSING METHOD, LEARNING APPARATUS, LEARNING METHOD, AND PROGRAM
JP7520802B2 (en) Radiation image processing device, radiation image processing method, image processing device, learning device, learning data generation method, and program
JP2024534861A (en) Denoising Medical Images Using Machine Learning
US20230162328A1 (en) Image processing apparatus
JP7532332B2 (en) Radiation image processing device, radiation image processing method, learning device, learning data generating method, and program
JP7767358B2 (en) Image processing device, radiation imaging system, operation method of image processing device, and program
Kandarpa Tomographic image reconstruction with direct neural network approaches
JP2025057766A (en) IMAGE PROCESSING APPARATUS, RADIOGRAPHY SYSTEM, IMAGE PROCESSING METHOD, AND PROGRAM
JP2025528361A (en) Optimization of CT image formation in simulated X-rays

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220915

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230823

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230905

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231031

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20231213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240130

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240325

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240611

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240710

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7520802

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150