以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態で説明する寸法、材料、形状、及び構成要素の相対的な配置等は任意であり、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。
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態に係る画像表示装置は、3次元や2次元の画像を表示する。本装置は、画素値から表示値への変換を行う際に上述したWL(ウィンドウレベル)及びWW(ウィンドウ幅)を調整するウィンドウ機能を備える。そして、例えば差分画像やヤコビアンマップのように、基準値が特定の画素値に割り付けられている(対応付けられている)画像を表示する時に、WLを適切に制御できる。そして、基準値が特定の画素値に割り付けられている画像を画像ビューア上で表示する際の表示パラメータの設定を容易とする。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る画像表示装置を含む画像表示システムの全体構成を示す図である。本画像表示システムは、画像表示装置10、データベース22、及び表示部36を含んでいる。即ち、本発明の一態様に係る画像表示装置10は、後述する所定の様式にて表示様式を切り替えて、表示部36に対して表示させる表示用画像を生成する構成となる。画像表示装置10とデータベース22とは、通信手段21を介して互いに通信可能に接続されている。本実施形態において、通信手段21はLAN(Local Area Network)で構成されるものとする。
データベース22は、後述する各種画像などのデータを記憶及び管理する。画像表示装置10は、データベース22で管理されている画像を、LANに例示される通信手段21を介して取得する。表示部36は、ディスプレイ等で実現され、各種情報をユーザに表示する。画像表示装置10と表示部36とは、不図示の通信手段もしくは不図示のディスプレイケーブルで接続されている。なお、ここでは画像表示装置10、データベース22及び表示部36各々が独立した形態を例示しているが、これら全てを、或いは部分的に一体化した構成としてもよい。また、データベース22を撮像装置と置き換え、撮像された画像データを直接画像表示装置にて画像化する形態としてもよい。
画像表示装置10は、その機能的な構成として、通信IF(Interface)31、ROM(Read Only Memory)32、RAM(Random Access Memory)33、記憶部34、操作部35、及び制御部50を備える。通信IF31は、LANカード等で実現され、外部装置(例えば、データベース22)と画像表示装置10との間の通信を司る。ROM32は、不揮発性のメモリ等で実現され、各種プログラム等を記憶する。RAM33は、揮発性のメモリ等で実現され、各種情報を一時的に記憶する。記憶部34は、HDD(Hard Disk Drive)等で実現され、各種情報を記憶する。操作部35は、キーボードやマウス等で実現され、ユーザからの指示を装置に入力する。制御部50は、CPU(Central Processing Unit)等で実現され、画像表示装置10における処理を統括制御する。なお、ここでは、例示された機能的構成を画像表示装置10が全て包含する形態が示されているが、これら各々を、或いは部分的に独立した構成としてもよい。また、操作部35は表示部36と一体化し、GUI形式にて画像表示装置10に対するユーザの入力が全て行われる態様としてもよい。
制御部50は、その機能的な構成として、画像取得部52、操作内容解析部53、表示パラメータ設定部54、画像種判別部55、モード決定部56、及び表示制御部57を備える。制御部50内の各部の機能については、図2及び図3のフローチャートについての説明と併せて説明する。図2は、画像表示装置10の制御部50によって実行される、本発明の第1の実施形態における画像表示時の処理手順を示すフローチャートである。
なお、図2では、一般的な画像や基準値が特定の画素値に割り付けられている画像を表示する処理において、ウィンドウ機能による表示画像の調整に関する処理手順のみ記載する。また、制御部50が行う制御(処理)及び制御に係わるユーザ入力には他にも多くの種類が存在するが、理解を容易とするためここでは代表的なものについて述べ、その他の説明を省略する。本実施形態では、画像種を判別するためのヘッダが記載或いは添付された画像を表示対象画像とする。
画像表示処理が開始されると、ステップS201において、画像取得部52は、操作部35を介してユーザが指定した画像を、表示対象画像としてデータベース22や記憶部34より読み込む。
ステップS202において、画像種判別部55は、ステップS201で読み込んだ表示対象画像の画像種を判別する。具体的には、当該画像が、例えば、CT画像か、MRI画像か、或いは差分画像であるかを判別する。本実施形態において、これら画像の判別は、表示対象画像のヘッダを解析し、ヘッダとして画像に付記されている画像種に関する情報を取得することで行う。例えば、読み込んだ画像のヘッダに差分画像であるフラグ(Subtraction Flag)が存在する場合は、該画像が差分画像であると判別する。なお、表示対象画像がどのような画像であるかを示す情報はヘッダの形態に限られず、画像種判別部55によって読み取り可能な形態であればよい。例えば、画像種別判定部55は、画像種別に応じた表示位置が予め決まっている場合にはマウスカーソルの位置に基づいて画像種を判定することとしてもよい。すなわち、画像種別判定部55は、表示部におけるユーザにより移動可能な指標の位置に基づいて医用画像の種類を判定することも可能である。
ステップS203において、表示パラメータ設定部54は、ステップS201で読み込んだ表示対象画像を表示する際の表示パラメータの初期値(初期WW及び初期WL)を設定する。本実施形態では、表示対象画像のヘッダに記録されている表示パラメータ(WLとWWの値)を取得し、これを画像表示時のWL及びWWとして設定する。
なお、ここではヘッダに表示パラメータが記録されていることとしているが、例えば、ステップS202で判別した表示対象画像の画像種に基づいて画像種毎に既定の表示パラメータを設定してもよい。あるいは、ヘッダに表示パラメータが記録されている場合は上述したようにその値を初期値として設定し、記録されていない場合は画像種に対応して例えば記憶部34に記憶された初期値を読み出して設定を行ってもよい。
なお、この時、画像種が「基準値が特定の画素値に割り付けられている画像」の一種である場合には、WLの初期値として、その基準値に対応した画素値を設定することが望ましい。このような例として、画像種が差分画像である場合、表示パラメータは差分がゼロの場合を基準とすることが好ましいため、WL=0であることが望ましい。以下、この基準値を特定の画素値に割り付けて生成した画像の例として、差分画像が読み込まれた場合について述べることとする。
ステップS204において、モード決定部56は、読み込んだ表示対象画像が差分画像か否かに応じて、表示パラメータの設定モードを決定する。即ち、表示対象画像が差分画像の場合には、今後の「ウィンドウ調整に関する操作」におけるWLの調整が禁止(無効化)されるように、表示パラメータの設定モードを「WL調整禁止(無効)モード」に決定する。一方、それ以外の場合には、今後の「ウィンドウ調整に関する操作」におけるWLの調整が許可されるように、表示パラメータの設定モードを「WL調整許可(有効)モード」に決定する。表示制御部57は、モード決定部56が決定した表示パラメータの設定モードに応じて、表示パラメータを調整するためのGUI(以下、WL/WW調整用UI)を表示部36に表示させる。
図3は、表示制御部57によって表示部36に表示されるWL/WW調整用UIの例である。ここでは、図3(a)~3(e)の5つの形態について例示する。
図3(a)は、表示部36に表示された画像上において、2次元方向のマウスのドラッグ操作によりWL/WWを調整するUIの例を示す。本UIでは、「WL調整許可モード」と「WL調整禁止モード」との間でUIは変化しないこととしている。本例の場合、WLの調整を禁止する処理は、例えば後述するステップS208で表示パラメータ設定部54により実行される。本UIでは、マウスを上下方向にドラッグする操作をWLの変更指示とし、左右方向にドラッグする操作をWWの変更指示とする。マウスは画像上を上下左右同時に(斜め方向に)移動可能であり、斜め方向の操作がなされた場合にはWLの変更とWWの変更の指示が同時に取得される。なお、マウスドラッグ操作に対応するUIはこれに限定されず、モードによってUIを変更することとしてもよい。
図3(b)は、「つまみ」を模したGUIを表示部36に表示させ、該GUIを用いてWLとWWの変更を行う例を示す。また、図3(c)は「トラックボール」を模したGUIを表示部36に表示させ、該GUIを用いてWLとWWの変更を行う例を示す。いずれの場合もこれらGUIに対する上下方向の操作をWLの変更指示とし、左右方向の操作をWWの変更指示とする。表示パラメータの設定モードが「WL調整許可モード」の場合、表示制御部57は、これらのGUIを2次元的に操作可能な状態として表示部36に表示させる。即ち、「つまみ」や「トラックボール」を、上下方向、左右方向、及びその混合として斜め方向に動かすことを許容する。一方、表示パラメータの設定モードが「WL調整禁止モード」の場合、表示制御部57は、これらのGUIを左右方向にしか操作できない状態として表示部36に表示させる。即ち、WL調整禁止モードでは、「つまみ」や「トラックボール」を上下方向や斜め方向に操作することを許容しない。これにより、差分画像表示時にユーザが誤ってWLを変更してしまうことを防ぐことができる。なお、操作を許容しない態様は一例であり、例えば操作自体は許容しても、WLの調整に関しては当該操作を反映させないこととすることもできる。
図3(d)及び(e)は、WLとWWを独立したパーツで調整するGUIを用いる例である。図3(d)は、夫々の表示パラメータの値を設定するスライダーバー、及び、値を直接入力する数値入力ボックスを表示するGUIを表示部36に表示させる例を示す。また、図3(e)は、操作対象とする表示パラメータをボタンで選択して共通のダイヤルで値を変更するGUIを表示部36に表示させる例を示す。これらのGUIを用いる例では、表示制御部57は、表示パラメータの設定モードが「WL調整禁止モード」の場合には、WL用のパーツを一時的に無効に設定する。これにより、ユーザが誤ってWLを変更してしまうことを防ぐことができる。なお、以上に述べたUI或いはGUIは例示であり、許容される表示サイズ、表示画像等に応じて種々変形が可能であり、また公知の他のUI等も使用可能である。
ステップS205において、表示制御部57は、ステップS203や後述するステップS208で設定された表示パラメータ(WL/WW)を用いて、表示対象画像の画素値を表示値に変換して表示用画像を生成する。そして、生成した表示用画像を表示部36に表示させる制御を行う。その際に、上述したGUI等も、生成された表示用画像に併せて表示される。
ステップS206~S208では、画像表示後のユーザ操作に対応した処理を行う。ステップS206において、操作内容解析部53は、操作部35を介して行われるユーザからの操作を受け付ける。本実施形態では、ここで受け付ける操作として、少なくとも図3に示したGUIを用いたウィンドウ調整に関する操作に加え、それ以外の操作も対象とする。それ以外の操作としては、例えば、一般的な画像表示装置が備えるウィンドウ調整以外の表示操作、表示対象画像を切り替える操作、及び全体処理終了を指示する操作が例示される。
ステップS206にてウィンドウ調整に関する操作を受け付けた場合、操作内容解析部53は、その操作よりウィンドウ調整に関する情報を取得する。具体的には、上で例示したGUIの種類に応じて、WLとWWの変更量(現在の設定値に加算する値)、或いは指定されたWLとWWの値を、ウィンドウ調整に関する情報として取得する。取得された情報は、表示パラメータ設定部54へと送信される。
ステップS207において、操作内容解析部53は、操作内容に合わせた処理を呼び出す。例えば、ウィンドウ調整に関する操作を受け付けた場合には、ステップS208に処理を進める。新規ファイル表示に関する操作を受け付けた場合には、再度ステップS201に戻り、新たな表示対象画像の読み込みを行う。処理終了の指示を受け付けた場合には、全体の処理を終了する。また、その他の表示操作の指示を受け付けた場合には、ステップS205に処理を戻す。ステップS205では、表示制御部57が、各種操作内容を反映させたうえで表示対象画像から表示用画像を生成し、表示部36にこれを表示させる。このようにその他の表示操作の指示に応じることにより、例えばスライス切り替え、拡大縮小、平行移動等の画像表示装置として基本的な機能が実現される。
ステップS208において、表示パラメータ設定部54は、ステップS206で取得したウィンドウ調整に関する情報に基づき、WLやWWの設定値を更新する。上述したように、例えば、ウィンドウ調整に関する情報としてWLやWWの値そのものが取得された場合には、それらの値をWLやWWの新たな設定値とする。一方、ウィンドウ調整に関する情報としてWLやWWの変更量が取得された場合には、それらの値をWLやWWの現在の設定値に加算等し、それを新たな設定値とする。この時、表示パラメータの設定モードが「WL調整禁止モード」であって、かつ、2次元方向のマウスのドラッグ操作によりWL/WWを調整するUIの様に、WLの操作を許容するGUIを用いる場合には、本ステップでWLの操作を抑制する。すなわち、WLの変更量が指定されたとしても、WLの現在の設定値を変更しない。そして、WWの設定値のみを更新して処理をステップS205に進める。
図4は、例えば差分画像のWL及びWWの調整結果の例である。図4は、表示対象画像である差分画像の画素値を表示画像の画素値(表示値)に割り付けるための写像関数を説明する図であって、横軸が表示対象画像である差分画像の画素値を、縦軸が表示画像の画素値(表示値)を示している。画像表示時における初期状態である図4(a)では、差分画像の基準値となる画素値0を表示値の中央値127に割り付けている。即ち、WL=0に設定されている。WL調整が有効な一般的なUIの場合であれば、WW及びWLの調整により表示される画像は自由に図4(b)~4(d)に示す状態へ遷移することができる。
WWのみを広げる調整をした場合、図4(b)に示すように、ウィンドウの範囲(表示対象となる画素値の範囲)が-256~+256であったものが例えば-400~+400となる。しかしWLは調整されないため、引き続き画素値0は表示値の中央値127に割り付けられる。これに対してWLのみを調整した場合には、図4(c)に示すように、ウィンドウの範囲が-256~+256であったものが例えば-156~+356となる。即ち、表示対象となる画素値の幅は変わらない。しかしWLが調整されるため、画素値100が表示値の中央値127に割り付けられる。図4(b)及び4(c)に示したWW及びWLの両者の調整を同時に行った場合、図4(d)に示すように、ウィンドウの範囲は-300~+500となり、画素値100が表示値の中央値127に割り付けられる。
しかし、表示対象画像が差分画像の場合は「差分がないこと」を基準とした観察を行うため、例えばその値(基準値)を特定の表示値で常に表現する必要がある。この例の場合、基準値である画素値0が常に表示値の中央値127に割り付けられることを要する。即ち、上述したように、差分画像の観察においては表示パラメータを変更した場合であってもこの基準値の表示値は維持されることが好ましいため、WL調整は余分な機能となる。ステップS204におけるモード選択によりWL調整を禁止或いは無効化することにより、差分画像表示時における図4(c)及び4(d)への遷移を防ぐことができる。その結果、ユーザは、WWの調整の際に、誤操作、もしくは、不可抗力として意図せずにWLが変更されてしまう事態を避けることができるようになる。
なお、本実施形態では、基準値が特定の画素値に割り付けられている画像として差分画像を例として説明した。しかしこのような画像は差分画像に限られず、同様の様式にて基準値が特定の画素値に割り付けられている他の様々な画像が該当する。例えば、2種類の画像間の変形位置合わせを行った際の各画素(ボクセル)の拡縮率を画素値としたヤコビアンマップを表示する場合にも、上述したWLの変更禁止は同様に有効である。ヤコビアンマップの基準値は1(体積変化がない)であるため、ヤコビアンマップを表示する際には、該マップにおいて「体積変化なし」に対応する画素値(通常は1)にWLを固定して、WWのみを操作可能とすることが望ましい。また、2種類の画像間の変形位置合わせを行った際の、変形前後の各画素(ボクセル)の移動量を画素値とした変位場画像を表示する場合についても同様と考えられる。即ち、変位場画像の基準値は0(変位していない)であるため、変位場画像を表示する際には、該画像における「変位なし」に対応する画素値(通常は0)にWLを固定して、WWのみを操作可能とすることが望ましい。このように、差異や変化のない部分に常にWLを固定して表示させることで、差異や変化の状況を効果的に可視化できる。以上に述べたように、本発明が対象とする基準値が特定の画素値に割り付けられている画像は、複数の画像間での差異や変化を画素値に変換して生成した画像を含む。
さらに、複数の画像間の差異や変化の量を画像化した画像以外であっても、基準値が特定の画素値に割り付けられている画像であれば、上述したWLの変更禁止は同様に有効である。例えば、任意の画像の空間微分を画像化した画像であってもよい。この場合、微分0が基準値となる。また、例えば何らか計量値(濃度や密度)の分布を画像化した画像の夫々の画素において、当該計量値の規定値(例えば標準値や規格値)との比較を行った結果を画像化した画像であってもよい。この場合、比較を差で行う場合には基準値は0、比較を比で行う場合には基準値は1となる。
なお、実際にモード決定部56において行われる処理としては、例えば、WLの変更を禁止する画像種のリストを予め保存しておき、表示対象画像のヘッダ情報を当該リストに照会する。表示対象画像の画像種が当該リストに属する場合にはモード決定部56は「WL調整禁止モード」に、それ以外の場合には「WL調整許可モード」にモードを設定する。なお、WLの変更を禁止する画像種の夫々において、前記リストに画像種ごとの基準値を保持させておいて、表示対象画像の画像種に応じた基準値にWLを設定してもよい。また、基準値は必ずしも定義されている必要はない。基準値が定義されていない画像種の場合には、画像のヘッダに保持されているWLや現在のWLを基準値として用いてもよい。
また、本実施形態では、DICOMのように画像ファイル内に画像種別等のヘッダ情報を記載する方法を用いることを前提に説明した。即ち、ヘッダ情報に例示される付帯情報に基づいて医用画像の画像種別が判定され、モードの切り替えはこの判定結果に応じて行われる場合について述べている。しかし、画像ファイルとは独立した他のファイル等に各種ヘッダ情報を格納し、画像ファイル本体を読み込む際にヘッダ情報等を参照する様式としてもよい。即ち、本実施形態の場合、読み込まれる表示対象画像である差分画像が、一般的なJPEG画像などであってもよい。また、画像種別を示す付帯情報は、ヘッダ情報の様式に限られず、公知の種々の紐付けの様式にて画像に付帯させることができる。
また、本実施形態では、表示対象画像がMRI、CT等の3次元画像であることを前提に説明した。しかし、本発明において表示対象とする画像はこれらに限定されず、2次元の単純X線画像や、時系列情報も含む4DCT画像など、次元の異なる画像を対象としてもよい。また、本実施形態では、表示制御部57が表示部36のグレイスケール画像のウィンドウ機能を用いることを前提に説明したが、カラー画像を対象としたウィンドウ機能を用いることとしてもよい。
また、本実施形態では、画像間の差分値を画素値として有する差分画像について例示したが、画像間の差異を他の値で表現する画像を対象としてもよい。例えば、差分の絶対値を画素値とする差分画像を表示対象画像としてもよい。このとき、表示対象画像の基準値は0(変化のない画素)であるが、表示対象画像は負値を有さないため、0をWL(ウィンドウの中央)ではなくウィンドウの最下端に設定することが望ましい。そして、ウィンドウの最下端を固定してWWのみを調整可能とすることが望ましい。このように、基準値を特定の画素値に割り付けて生成した画像の表示パラメータの制御は、WLをウィンドウの中央位置を固定することに限定されない。
また、本実施形態では、WL調整禁止モードについて、「ウィンドウ調整に関する操作」において、操作が行われたとしても表示処理上ではWLの調整が禁止されるモードとしている。そして、例えば図3(a)のUIを用いる場合において、WLの変更量が指定されたとしても、WLの現在の設定値を変更しないこととしている。しかし、例えば、当該モードの場合、WLの変更指示(入力値)における不感帯の幅を通常のモードの際の不感帯の幅より大きくして、この不感帯内でのWL変更の指示をゼロと看做してもよい。或いは、例えば指数変換的に指示を小さく変換して、指示値を減じて受け取ることとしてもよい。即ち、当該モードにおいて、WLの調整に制限をかけることとしてもよい。また、基準値に基づいて、WLが取りうる値の許容範囲を定義し、WL調整禁止モードであっても、当該許容範囲の中であればWLの変更を許可する構成としてもよい。例えば、基準値0を中心とした±aの範囲(すなわち、-a~a)を、WLの許容範囲として予め定義しておく。このとき、aとしては、例えば1や2を設定できる。そして、表示パラメータ設定部54は、WL調整禁止モードの場合には、WLの値がWLの許容範囲内に常に収まるように、WLの変更指示に応じてWLの値を設定する。すなわち、WL変更の指示に基づいて変更したWLの値が許容範囲の上限値を上回る場合には当該上限値に、下限値を下回る場合には当該下限値にWLの値を補正する処理を行う。
また、上述した第1の実施形態で述べた画像表示装置10における表示処理に関し、制御部50が具備する各部の少なくとも一部を独立した装置として実現してもよい。また、各部の機能を実現するソフトウェアとして実現してもよい。またさらに、制御部50によって実現される機能の少なくとも一部をクラウドコンピューティングによって実現してもよい。即ち、画像表示装置10とは異なる場所にある演算装置と通信手段21を介して接続し、データの送受信を行うことで、前記演算装置に上述の処理を実行させてもよい。
以上に述べたように、本発明の一態様に係る画像表示装置は、画像取得部(画像取得手段)52、画像種判別部(判別手段)55、表示パラメータ設定部(設定手段)54、及び表示制御部(表示制御手段)57を備える。該画像取得部52は表示対象画像をデータベース22等から取得し、画像種判別部55は取得した表示対象画像が例示した差分画像等の所定の画像種か否かを判別する。表示パラメータ設定部54は表示対象画像を表示する際のWL及びWWを設定し、画像種判別部55により表示対象画像の画像種が所定の画像種であると判別した場合には、WLを例えば0といった所定の値に固定する。表示制御部57は、所定の値に固定されたWL又は設定されたWL、及び設定されたWWで表示対象画像を表示部(表示手段)36に表示させる。また、該画像表示装置を制御する制御方法は、上述した各手段に対して各々の処理を実行させる工程を含む。
また、以上に述べたように、本発明の一態様に係る画像表示装置において、表示制御部57は、WL及びWWに応じて医用画像を表示部36に表示させる表示制御部57(表示制御手段)を備える。また、該画像表示装置は、表示様式として、差分画像に例示した画像用の「WL調整禁止(無効)モード」としての第1モードと、通常画像等用の「WL調整許可(有効)モード」である第2モードとを有する。第1モードでは、WLの変更を禁止する一方で、WWを変更可能とする。これに対し、第2モードでは、WL及びWWを変更可能とする。そして、上述した画像種判別部55及び表示パラメータ設定部54の少なくとも何れかは、本実施例における切換手段として、医用画像の表示において、該医用画像の種類に応じて第1モードと第2モードとの間で表示様式を切り替える。より詳細には、医用画像が例示した差分画像等の場合には、切換手段は第1モードに表示様式を切り替える。また、医用画像が差分画像の元になる画像等のWLが所定の値に固定すべきと限られない画像の場合には、切換手段は表示様式を第2モードに切り替える。
更に、医用画像が差分画像に限られる場合、本発明の一態様に係る画像表示装置は、画像取得部(取得手段)52及び表示制御部(表示制御手段)57を備える態様としてもよい。この場合、取得手段は、被検体の異なる時刻に撮影することで得られた第1画像と第2画像との差分を示す差分画像を取得する。また、表示制御手段はこの差分画像を表示部に表示させるが、その際に、差分画像において差分値が0に相当する表示値の変更を禁止する。これにより、ユーザは、WLの意図しない誤調整について気を取られるような恐れがなく容易にWWを調整して、適切な差分画像を観察できる。
上述した実施形態において、WL及びWWの設定に際して、表示パラメータ設定部54は例えば図3(a)に例示したマウスドラッグの様式等、一操作にてWL及びWWを共に設定可能なモードを有する。例えばドラッグの様式の場合、WL及びWWの変更はドラッグのユーザ操作(ドラッグ)により実行され、その際にドラッグの方向に応じてWL及びWWの少なくとも1つが変更される。このようなモードにおいて画像種判別部55により表示対象画像が例えば差分画像であると判別された場合に、表示パラメータ設定部54はWLを例えば0等の所定の値に固定する。なお、WLを所定の値に固定すべきモードには、ユーザが意図せずにWLの再設定を行う可能性のある設定モード(GUI等、設定方法)が含まれる。また、一操作にてWL及びWWを共に設定可能なモードの他に、例えばWL及びWWが互いに類似した操作にて設定できるモード等もこのようなモードに含まれる。
なお、表示パラメータ設定部54は、一操作にてWL及びWWを共に設定可能なモードにおいて、上述したようにWLの設定のための入力値に対して所定範囲の不感帯を設けてもよい。即ち、上述したWL調整禁止モードにおいて、表示制御手段57は、ユーザからのWLの変更に対して、所定範囲の不感帯を設けることでWLの変更を実質的に禁止する。この場合、この所定範囲の値が入力されたとしても、WLは所定の値に固定されることとなる。具体的には、図3(a)のUIにおいて、入力に用いるマウスカーソルが縦方向にある程度移動したとしても、その移動に対応する入力値が反映されないこととする。或いは、その移動量を減算或いは縮小する等して、入力値を減じた後に実際のWLの設定に反映させる。なお、表示パラメータ設定部54は、WWの変更については、該WLを固定した状態で受け付ける。即ち、UIによりモード変更を受け付ける場合、表示制御部57がWLの変更を受け付けるインターフェースを無効化することでWLの変更を禁止してもよい。或いはこのWLの変更を指示するUI自体を非表示としてWLの変更を実質的に禁止することとしてもよい。
ここで、本発明がWLを固定とする対象となる所定の画像種は、画像間の差異や変化の量を画素値に変換して生成した画像種を含む。該所定の画像種の具体的な例として、本実施形態でも例示したように、対象物の複数の画像の間の差分を画素値に変換して生成した差分画像がある。また、対象物の変形時の拡縮率から生成されるヤコビアンマップ、或いは対象物の変形前後における各画素の移動量から生成される変位場画像も、該所定の画像種に含まれる。また、それ以外にも、基準値が特定の画素値に割り付けられている任意の画像種を含む。画像種判別部55は、ヘッダとして例示された表示対象画像に付与された情報に基づいて、表示対象画像がこれら所定の画像種か否かを判別する。
また、該画像表示装置は、画像取得部52、表示制御部57、及び表示パラメータ設定部54を備えた態様とすることもできる。この場合、該画像取得部52は表示対象画像を取得し、表示制御部57は表示対象画像を所定のWL及び所定のWWにて表示部36に表示させる。そして、表示パラメータ設定部54は、所定のWL及び所定のWWを一操作にて共に再設定するモードを有し、且つ所定のWL及び所定のWWを個別に再設定できる。また、該表示パラメータ設定部54は、表示対象画像が、基準値が特定の画素値に割り付けられている例えば差分画像等の画像種である場合、制御手段として上述したモードにおいてWLの設定を制限する。
なお、この場合、該制御手段は、WLの設定のための入力値に対して上述した所定範囲の不感帯を設けることにより前記設定を制限することができる。或いは、該制御手段は、WLの設定のための入力値を減じて受け付けることができる。
以上説明したように、本実施形態に係る画像表示装置によれば、基準値が特定の画素値に割り付けられている画像を表示する際に、WLを所定の値に固定し、ユーザが誤ってこれを変更することを防ぐことができるという効果がある。これにより、ユーザは、WLの意図しない誤調整について気を取られるような恐れがなく容易にWWを調整して、適切な画像を観察できるという効果が得られる。
<第1の実施形態の変形例1>
上術した第1の実施形態のステップS204の処理において、マウスのドラッグ操作によりWL/WWを調整する図3(a)のUIを用いる場合に、「WL調整許可モード」と「WL調整禁止モード」のいずれであるかを示すようにUIのデザインを変更してもよい。例えば、モードに応じてマウスカーソルのデザインを変更することができる。図13は、表示制御部57によって表示部36に表示されるWL/WW調整用UIの例である。ここでは、図13(a)~13(b)の2つの形態について例示する。
図13(a)および(b)は、図3(a)のUIを用いる場合に、表示部36に表示された画像上において、「ウィンドウ調整に関する操作」の実施中(マウスドラッグ中)に表示されるマウスカーソルの一例を示している。図13(a)に示すマウスカーソルは、配色により、上下ドラッグ/左右ドラッグがそれぞれWL/WW調整に対応づけられていることをユーザに通知する。すなわち、上段に示す「WL調整許可モード」において、マウスカーソル1310は、上下に白と黒の配色をすることで上下ドラッグによりWL調整が可能であることを示す。また、右方向に灰色の領域を広げることで左右ドラッグによりWW調整が可能であることを示す。一方、下段に示す「WL調整禁止モード」において、マウスカーソル1320は、上下の配色を同一にすることで上下ドラッグを行ってもWLが変化しないことを示す。
一方、図13(b)に示すマウスカーソルは、矢印および文字により上下ドラッグ/左右ドラッグがそれぞれWL/WW調整に対応付けられていることをユーザに通知する。すなわち、上段に示す「WL調整許可モード」において、マウスカーソル1330は、上下/左右方向の両方の矢印をグレーアウトせずに表示することで、WL/WW調整が共に可能であることを示す。一方、下段に示す「WL調整禁止モード」において、マウスカーソル1340は、WL調整を表す上下方向の矢印をグレーアウトすることで、上下ドラッグを行ってもWLが変化しないことを示す。
ステップS205において、表示制御部57は、ドラッグ中にマウスカーソルを上述したGUIに切り替えるよう表示部36に設定する。表示部36は、ユーザによるドラッグ開始・終了操作に合わせて、通常のマウスカーソルと上述したマウスカーソルとの切り替えを行う。実際にユーザがドラッグを行った後は、例えば図3(a)と同様にステップS206~S208の処理を行い、WL調整の可否を制御する。
なお、マウスカーソルのデザインは図13に限らず、例えば、「WL調整禁止モード」を示すマウスカーソル1320として、図14に示すように様々なデザインを利用しても構わない。以上説明したように、本実施形態に係る画像表示装置によれば、表示制御部57は、「WL調整許可モード」と「WL調整禁止モード」との何れのモードに切り替えられているかをユーザが識別可能な情報を、表示部36に表示する。ユーザは、これにより、「WL調整許可モード」と「WL調整禁止モード」のいずれであるかを、ドラック中のマウスカーソルから容易に読み取ることができる。なお、表示様式としては現状の表示様式をモディファイした図示の例が好ましいが、ユーザがモードを識別できれば表示様式はこれに限られない。
[第2の実施形態]
第1の実施形態では、画像の種別が画像に添付されたヘッダ等によって判別できる場合について述べている。これに対して、第2の実施形態に係る画像表示装置では、例えば差分画像であることを示すヘッダの記載がない場合でも、差分画像であるか否かを自動識別し、必要に応じてWLを固定とすることができる。
本実施形態の画像表示装置は、図1に示した画像表示システムと同じ装置構成を備えるため、ここでの装置構成の説明は省略する。また、本実施形態に係る処理手順は、図2にフローチャートとして示した第1の実施形態における画像表示処理の手順と同様である。ただし、ステップS202で画像種判別部55が行う処理だけが第1実施形態とは異なる。以下では、本実施形態におけるステップS202についてのみ説明し、その他のステップについては説明を省略する。
ステップS202において、画像種判別部55は、ステップS201で読み込んだ表示対象画像の画像種を判別する。まず、画像種判別部55は、表示対象画像のヘッダに画像種を表す情報が含まれているか否かについて判定する。そして、当該情報が含まれている場合には、第1の実施形態と同様にヘッダの情報を読み取り、該情報に基づいて画像種を判別する。一方、当該情報が含まれていない場合には、当該画像中の画素値の情報に基づいて画像種を判別する。なお、ヘッダ情報の有無にかかわらず、常に画像中の画素値の情報に基づいて画像種を判別するようにしてもよい。
本実施形態において、画像種判別部55は、画素値の情報として、例えば当該画像の画素値のヒストグラムを生成し、該ヒストグラムの特徴に基づいて画像種を判別する。即ち、本実施形態では、医用画像の画素値の分布に基づいて医用画像の画像種別が判定され、モードの切り替えはこの判定結果に応じて行われる。ここで、画像種の判別は、ステップS204で表示パラメータの設定モードを決定するための情報を得ることが主目的である。従って、表示対象画像が、基準値が特定の画素値に割り付けられている画像であるか否かの判別が最も重要である。
表示対象画像が差分画像であるか否かは、例えば該画像が下記のいずれかの条件を満たす画像であるか否かにより判別するようにできる。即ち、下記のいずれかの条件の判定を行い、その結果に基づいて判別する。
条件1) 画素値の最大ピークが0(or 0付近)であり、且つ最大ピークの画素値を中心として、その左右の分布の対称性が高い(一致度が閾値以上)場合。
条件2) 平均的な差分画像のヒストグラムとの一致度が高い(閾値以上)場合。
条件3) 通常の画像と差分画像のヒストグラムを学習させた推論モデルにより、差分画像と識別される場合。
図5は、通常のCT画像(図5(a))、通常のMRI画像(図5(b))、差分画像(図5(c))、及びヤコビアンマップ(図5(d))と、そのヒストグラムの例である。CT画像やMRI画像は0や0付近に画素値のピークを持つものが多いが、通常はその左右のヒストグラムは非対称となる。一方、差分画像は0をピークにその左右がほぼ対称形となっている。本実施形態における制御部50は、このような特徴より差分画像とその他の画像とを判別する。
なお、基準値が特定の画素値に割り付けられている画像として、差分画像以外の画像を表示する場合にも、同様に画像中の画素値の情報から画像種を判別できる。例えば、図5(d)に示すように、ヤコビアンマップのヒストグラムは1をピークに左右がほぼ対称形となる。また、変位場画像のヒストグラムは差分画像と同様の分布を有する。そのため、差分画像と変位場画像とをヒストグラムで区別することは難しい場合があるが、0を基準値とした画像であることさえ判別できればWLを0に固定するモードに移行できるため、問題とはならない。即ち、「画素値0に基準値が割り付けられている画像」と、「画素値1に基準値が割り付けられている画像」と、「基準値が特定の画素値に割り付けられていない画像」のいずれであるか(いずれの画像種であるか)を判別すればよい。この場合、ステップS203において、表示パラメータ設定部54は、画像種が「画素値0に基準値が割り付けられている画像」の場合には、WLの初期値を0に設定する。また、画像種が「画素値1に基準値が割り付けられている画像」の場合には、WLの初期値を1に設定する。さらに、ステップS204において、モード決定部56は、画像種が「画素値0に基準値が割り付けられている画像」及び「画素値1に基準値が割り付けられている画像」の場合には、表示パラメータの設定モードを「WL調整禁止モード」に決定する。また、それ以外の場合は、表示パラメータの設定モードを「WL調整許可モード」に決定する。
<第2の実施形態の変形例1>
上述した第2の実施形態では、表示対象画像のヒストグラムを生成し、画像種の判別にこれを用いている。しかし、画像種の判別は、ヒストグラムを用いずに直接画像を解析することで行ってもよい。本変形例では、例えば、該表示対象画像が下記のようないずれかの条件を満たした場合に、当該画像を差分画像と判別する。即ち、下記のいずれかの条件の判定を行い、その結果に基づいて判別する。
条件1) 平均的な差分画像の統計情報との一致度が高い場合。
条件2) 機械学習により差分画像の傾向を学習させたモデルにより、差分画像と識別される場合。
このような場合、表示対象画像が差分画像であると判別され、図2に示したフローチャートにおけるステップS203以降の処理が実行される。
<第2の実施形態の変形例2>
上述したように、第2の実施形態及びその変形例では、ヒストグラム等により表示対象画像を解析してその画像種を判別し、その判別結果が得られた後にステップS203以降の処理を実行することとしている。しかし、本実施形態はこのような態様に限定されない。例えば、ステップS202における画像種の判別処理を省くことも可能である。
具体的には、上述した第2の実施形態等で行われた画像解析をステップS204にて実行してもよい。即ち、画像種の判別を行わずに、表示対象画像のヒストグラムの分析結果から、モード決定部56が直接「WL調整禁止モード」と「WL調整許可モード」のいずれを設定するかを判定するようにしてもよい。例えば、ヒストグラムがピークの位置を中心に左右の分布の対称性が高い(対称性が所定の基準を超える)と判断した場合には「WL調整禁止モード」に設定し、それ以外の場合は「WL調整許可モード」に設定するようにしてもよい。或いは、「WL調整禁止モード」に設定したい画像と「WL調整許可モード」に設定したい画像のヒストグラムを予め機械学習しておくことで、表示対象画像をいずれのモードに設定するかを自動判別するようにしてもよい。
なお、上述した判別の結果により「WL調整禁止モード」に設定する場合には、ヒストグラムのピーク位置からWLの値を設定するようにしてもよい。このようにすることにより、例えば、ピーク位置をそのままWLの値として設定できる。また、ピーク位置が0から所定の距離以内の場合にはWL=0とし、1から所定の距離以内の場合にはWL=1としてもよい。この場合、所定の距離は、ピーク位置の画素値から、2~3画素分等の画素値に対応する範囲等、任意の画素値の範囲に対応する。或いは、画像のヘッダに保持されているWLを基準値として用いてもよい。これによると、画像種が未知であっても画像種を推定し、該画像種に対応してWLを適切に制御することができる。
上述したように、本実施形態において、画像種判別部55は、表示対象画像の画素値の分布に基づいて、該表示対象画像が差分画像等の所定の画像種か否かを判別する。所定の画像種と判別され、且つWLを変更すべきではないにもかかわらずユーザが意図せずにWLの再設定を行う可能性のある設定モードによりWWが変更される場合、WLは所定の値に固定される。
以上説明したように、本実施形態に係る画像表示装置によれば、基準値が特定の画素値に割り付けられている画像を表示する際に、該画像の画像種を特定するヘッダ情報を持たない場合であっても、WLを所定の値に固定することができる。また、ユーザが誤ってこれを変更することを防ぐことができることから、ユーザは、WLの意図しない誤調整について気を取られるような恐れがなく容易にWWを調整して、適切な画像を観察できるという効果が得られる。
[第3の実施形態]
上述したように、本発明に係る画像表示装置は、データベース22や記憶部34から表示対象画像を読み込む他、撮像装置から直接表示対象画像を取得する場合もある。この場合読み込み対象となる画像は、各種装置で撮像した画像やそこから派生した画像であり、画像によっては適切なヘッダ情報が含まれておらず、また、画像種が自動判別できない場合もある。第3の実施形態に係る画像表示装置は、ユーザによる明示的/暗示的な画像種指定により、WLを固定できることとしている。
本実施形態の画像表示装置は、図1に示した画像表示システムと同じ装置構成を備えるため、ここでの装置構成の説明は省略する。また、本実施形態に係る処理手順は、図2にフローチャートとして示した第1の実施形態における画像表示処理の手順と同様である。ただし、本実施形態では、第1の実施形態におけるステップS202で画像種判別部55が行っていた処理が異なっている。以下では、本実施形態におけるステップS202及びこれに付随する処理についてのみ説明し、その他のステップについては説明を省略する。
本実施形態では、ステップS202において、操作部35より制御部50に入力された画像種を指定する操作や表示条件(例えば、WL/WW)のプリセット値を選択する操作を操作内容解析部53が取得する。そして、取得された操作に付随した処理が実施される。本実施形態では、画像表示装置10に指定してデータベース22等から読み出させる画像に基づいて、ユーザが直接ステップS202の入力操作を実行する。或いは、まずステップS201にて読み込まれた画像を一旦表示部36に表示し、ユーザがこれを参照してステップS206にて上記の入力操作を行ってもよい。その際のWL/WW等の表示条件は予め定められている値とされているが、予めユーザにより指定された値としてもよい。ユーザは該表示画像を参照する等し、操作部35を介して画像種を指定する操作、若しくは、WL/WWのプリセット値を選択する操作のいずれかを行う。
図6及び図7は、表示制御部57が表示部36に表示し、操作部35を介してユーザが操作するGUIの一例である。図6は、画像種指定GUIの一例であり、ラジオボタンを用いたGUIを例示している。本GUIにより、ユーザは、指定したい画像種に対応付けられた選択肢(ラジオボタン)を選択(例えば、マウスクリック)することで、明示的に画像種を指定できる。一方、図7は、表示条件(WL/WW)にプリセット値を設定するGUIの一例であり、プルダウンメニューを用いたGUIを例示している。本GUIにより、ユーザは、設定したいプリセット値に対応づけられた選択肢(プルダウン項目)を選択(例えば、マウスクリック)することで、観察部位や画像種に応じた適切な表示パラメータを選択できる。なお、図7に示したGUIを用いて表示パラメータを選択した場合、同時に画像種が暗に指定されるため、操作内容解析部53は画像種を推定するための情報を取得できる。
即ち、図7に示すWL/WWのプリセット一覧からユーザが所望の表示パラメータ(以下プリセット値)を選択することで、操作内容解析部53は選択されたプリセットが例えば差分画像用のプリセットかどうかを判別できる。例えば、WL=0のプリセット値を含むプリセットが選択された場合、当該プリセットは差分画像用と判別することができる。ただし、通常画像のWLを0に指定したい場合もあるため、下記に示すようにそれ以外の判別方法も併用し、画像種の指定等も並行して行えるようにすることが望ましい。
ここで、図7に例示したプリセット一覧では、各プリセット名とWL/WWのプリセット値とがペアで定義されている。操作内容解析部53は、プリセット名に基づいて差分画像用のプリセット値か否かを判別してもよい。例えば、プリセット名に「差分」の文字列が含まれる場合には、選択したプリセットが差分画像用であると判別できる。また、各プリセットに差分画像用か否かのフラグを持たせ、該当フラグがtrueの時に選択されたプリセットが差分画像用であると判別することとしてもよい。
ステップS203において、操作内容解析部53は、操作内容に基づいて画像種及び表示パラメータを取得する。制御部50は、ユーザが指定した画像種を用いてステップS203以降の処理を実行する。その結果、ステップS204の処理において、ユーザが指定した画像種に応じて適切な表示パラメータの設定モード(「WL調整許可モード」か「WL調整禁止モード」)が設定される。
即ち、本実施形態では、第1実施形態においてヘッダより読み込んでいた画像種及び表示パラメータが、ユーザ操作に応じて取得されることとなる。よって、以降のステップS203で初期設定される表示パラメータ、及びステップS204にて決定される表示パラメータの設定モードは、これら取得された画像種やプリセット値に応じて設定及び決定される。表示制御部57は、ステップS205において、これら表示パラメータを用いて生成した画像を表示部36に表示させる。なお、ステップS206で上記の画像種を指定する操作を取得した場合には、ステップS207において、操作内容解析部53は、操作内容に合わせた処理を呼び出す。即ち、第1実施形態の分岐に加えて、画像種を指定する操作を受け付けた場合にはステップS203に処理を進める。そして、前述したステップS203以降の処理を実行する。なお、ユーザの操作するUIは、画像種が特定ないし類推できるものであれば他のUIでも構わない。
また、画像種の指定を介さずに、「WL調整禁止モード」/「WL調整許可モード」の切り替えをユーザが指示するUIを備える構成であってもよい。例えば、モードの切り替えをユーザが直接指示するUIの一例として、所定のキー(例えば「Shiftキー」や「Ctrlキー」)の押し下げ中のみ「WL調整禁止モード」とし、それ以外の場合は「WL調整許可モード」とする構成であってもよい。あるいは、画像種等に基づいてモードを設定する上述の構成の際に、さらに、例えば所定のキーの押し下げ中のみモードを反転させる構成としてもよい。すなわち、画像種等に基づき「WL調整禁止モード」が設定されている場合に、所定のキーの押し下げ中のみ「WL調整許可モード」に変更する構成とすることができる。また同様に、画像種等に基づき「WL調整許可モード」が設定されている場合に、所定のキーの押し下げ中のみ「WL調整禁止モード」に変更する構成とすることができる。
また、モードの切り替えをユーザが直接指示するUIの他の一例として、マウスのドラッグ操作によりWL/WWを調整するUIを用いる場合に、ドラッグ操作時に最初にマウスを動かした方向に基づいてモードを判定して切り替えるようにしてもよい。すなわち、ドラッグ開始後、最初にマウスを横方向に動かした場合は「WL調整禁止モード」とし、それ以外の場合(最初にマウスを縦方向や斜め方向に動かした場合)には「WL調整許可モード」に設定する構成とすることができる。なお、最初にマウスを縦方向に動かした場合は、WLのみ調整を許可とする「WW調整禁止モード」としてもよい。なお、手動の操作ではドラッグ直後の縦・横方向の操作が正確に判別できないことも多いため、マウスの移動量が所定の閾値を超えた段階で、マウスの移動方向からモードを判定するようにしてもよい。また、上記の切替処理は、表示対象画像の画像種が「基準値が特定の画素値に割り付けられていない画像」に該当する場合にのみ行うようにしてもよい。この場合、表示対象画像の画像種が「基準値が特定の画素値に割り付けられていない画像」に該当しない一般的な画像の場合には、切替処理を行わずに、「最初にマウスを動かした方向」に関わらず「WL調整可能モード」とすることができる。
上述したように、本実施形態において、画像種判別部55は、ユーザから指定された画像種に基づいて、表示対象画像が差分画像等の所定の画像種か否かを判別する。所定の画像種と判別され、且つWLを変更すべきではないにもかかわらずユーザが意図せずにWLの再設定を行う可能性のある設定モードによりWWが変更される場合、WLは所定の値に固定される。即ち、以上に述べたように、本発明の一態様に係る画像表示装置において、表示制御部57は、WL及びWWに応じて医用画像を表示部36に表示させる表示制御部57(表示制御手段)を備える。また、該画像表示装置は、表示様式として、差分画像に例示した画像用の「WL調整禁止(無効)モード」としての第1モードと、通常画像等用の「WL調整許可(有効)モード」である第2モードとを有する。第1モードでは、WLの変更を禁止する一方で、WWを変更可能とする。これに対し、第2モードでは、WL及びWWを変更可能とする。そして、上述した画像種判別部55及び表示パラメータ設定部54の少なくとも何れかは、本実施例における切換手段として、医用画像の表示において、ユーザの種々の操作に応じて第1モードと第2モードとの間で表示様式を切り替える。より詳細には、医用画像が例示した差分画像等の場合には、切換手段は第1モードに表示様式を切り替える。また、医用画像が差分画像の元になる画像等のWLが所定の値に固定すべきと限られない画像の場合には、切換手段は表示様式を第2モードに切り替える。
例えば、操作部35において表示モードに関する入力がキーボード等によって行われる場合、上述した例では、ユーザ操作としてキーボードの所定のキーの押し下げがあった場合にモード切り替えの指示があったとする。そして、この場合に表示様式は第1モードに切り替えられる。或いは、表示モードに関する入力がマウスのドラッグ等によって行われる場合、上述した例では、WL及びWWの変更のためのユーザ操作はドラッグとなる。そして表示様式は、ドラッグが開始された際のドラッグ方向に応じて切り替えられる。この場合、表示様式は第1モードに切り替えられる。
更に、本実施形態に係る画像表示装置は、表示制御部(表示制御手段)57と、例えば操作内容解析部53及び表示パラメータ設定部54からなる変更手段と、を備えることとしてもよい。この場合、変更手段は、医用画像のWL及びWWの変更を指示するユーザの操作に対して、WLを固定する一方でWWを変更する。なお、ここではWLが固定される態様のみについて述べているが、WWの変更量に対してWLの変更量を小さくすることによって、WL固定の場合に近い効果を得ることとしてもよい。例えば、上述した変更手段において、WLの変更指示に対するWLの変更の割合をWWの変更指示に対するWWの変更の割合よりも小さくする。これにより、基準値が変更される反面、全体的な傾向の変化を大まかに知ることが可能となる。
以上説明したように、本実施形態に係る画像処理装置によれば、基準値が特定の画素値に割り付けられている画像を表示する際に、ユーザの明示的或いは暗示的な画像種指定に合わせ、WLを所定の値に固定することができる。また、ユーザが誤ってこれを変更することを防ぐことができることから、ユーザは、WLの意図しない誤調整について気を取られるような恐れがなく容易にWWを調整して、適切な画像を観察できるという効果が得られる。
[第4実施形態]
第4の実施形態に係る画像表示装置は、上述した第1~3の実施形態にて示した構成に加え、ユーザが差異情報をより簡便に且つ直感的に視認できるよう画素値を表示値に変換する。即ち、本実施形態において、表示制御部57は、表示対象画像の画素値を、非線形に表示値に変換して表示する。
本実施形態の画像表示装置は、図1に示した画像表示システムと同じ装置構成を備えるため、ここでの装置構成の説明は省略する。また、本実施形態に係る処理手順は、図2にフローチャートとして示した第1の実施形態における画像表示処理の手順と同様である。ただし、本実施形態では、ステップS205で行われる画素値から表示値への変換の際に、画像種に応じてその変換式を切り替える点が上述した第1の実施形態等とは異なる。以下では、本実施形態におけるステップS205で行われる処理についてのみ説明し、その他のステップについては説明を省略する。
本実施形態では、ステップS205において、表示制御部57は、ステップS202で得た表示対象画像の画像種に応じて、画像表示時に行われる画素値から表示値への変換の際の処理内容を変更する。例えば、画像種が差分画像であれば、画素値から表示値への変換式をSigmoidとして画素値から表示値への変換を行う。一方、画像種がその他の画像であれば、変換式を通常のウィンドウ機能で採用されるLinearとして画素値から表示値への変換を行う。また、ステップS202で画像種がヤコビアンマップであると判別している場合には、変換式としてLogを採用して画素値から表示値への変換を行う。表示値への変換が行われた表示用画像は、表示制御部57によって表示部36に表示される。
図8は、差分画像における変換式をLinearからSigmoidに変更した場合の、画素値から表示値への変換の相違を説明する図である。従来のLinear変換を示す図8(a)では、差分が小さい場合は表示値が中央値に近い値となるため、ユーザが差分の有無を差分画像から認識することが難しい。一方、変換式を図8(b)に示したSigmoid変換に変更することで、差分が小さい場合であっても表示値が中央値から大きく離れる。例えば、図8(a)の中央値である画素値0の近傍で表示値127から表示値が差dlだけ相違する場合、これをSigmoid変換に変えると図8(b)における差dsまで相違が拡大される。このため、ユーザが差分の有無を差分画像から容易に識別できるようになる。
図9は、ヤコビアンマップにおける変換式をLinearからLogに変更した場合の、画素値から表示値への変換の相違を説明する図である。従来のLinear変換を示す図9(a)では、2倍に引き伸ばされた画素と1/2に縮小された画素の画素値が中央値1.0を挟んで非対称の値となっていた。そのため、表示値に変換した場合に拡縮率が同程度の場合であっても縮小側は十分暗くならずユーザは変形の具合をヤコビアンマップから直感的につかみにくい。一方、変換式を図9(b)に示したLog変換に変更することで、拡縮率が同程度の場合は中央値0.0を挟んで対象の値となるため、ユーザはヤコビアンマップの明るさ或いは暗さから拡大或いは縮小の程度がつかみやすくなる。
なお、上述した実施形態では画像種や変換式として特定の組み合わせを前提に説明したが、画像種や変換式はここに例示されたものに限られず、他の画像種や変換式を採用しても構わない。また、上述した実施形態では差分の種類ごとに1つの変換式を割り当てているが、同一種類の差分画像に複数の変換式を割り当てても構わない。更に、差分の種類により自動的に変換式を割り当てるだけでなく、ユーザ指定により変換式を切り替えても構わない。
以上説明したように、本実施形態に係る画像表示装置によれば、基準値が特定の画素値に割り付けられている画像を表示する際に、わずかな差異や、同程度の拡大縮小等の変化量を、より強調した様式にて画像表示をすることができる。従って、複数の画像間における差異や変化の量を表示対象画像とした場合において、簡便に、或いは直感的に、画像間における差異や変化を認識できるような画像に変換してこれを表示させることができる。
[第5実施形態]
画像表示装置において、ウィンドウ機能の表示パラメータを自動調整する場合も考えられる。第5の実施形態に係る画像表示装置では、ウィンドウ機能の表示パラメータを自動調整する際に、差分画像のように基準値が特定の画素値に割り付けられている画像を表示する際には、WLを維持する。即ち、本実施形態において、表示パラメータ設定部54は、基準値が特定の画素値に割り付けられている画像を表示する際には、WLを固定した状態で、表示対象画像の画素値の分布に基づいてWWを自動調整する。
本実施形態の画像表示装置は、図1に示した画像表示システムと同じ装置構成を備えるため、ここでの装置構成の説明は省略する。また、本実施形態に係る処理手順は、図2にフローチャートとして示した第1の実施形態における画像表示処理の手順と同様である。ただし、本実施形態では、第1の実施形態におけるステップS206で表示パラメータの自動調整を指示する操作を取得し、ステップS208で表示パラメータの自動調整を行う点が上述した他の実施形態とは異なる。以下では、本実施形態におけるステップS206~S208の処理について説明し、その他のステップについては説明を省略する。
ウィンドウ機能の表示パラメータを自動調整する一般的な方法として、表示対象画像(あるいはその一部)の画素値の最大値と最小値を、各々ウィンドウの最大値と最小値に割り当てる方法がある。これにより、所謂画像の白とびや黒潰れを回避できる。また、当該方法以外にも、表示対象画像の画素値の分布情報(平均値や分散など)に基づいて表示パラメータを設定する自動調整方法が知られている。しかし、例えば差分画像のように様々な画素値の分布を持つ画像に対して上述した一般的な方法で表示パラメータの自動調整を行うと、WLを所定の基準値に維持できない場合がある。
ここで、図10を参照して、表示対象画像の画素値の最大値と最小値をウィンドウの最大値と最小値に割り当てる上述した一般的な方法により、実際の差分画像に対して表示パラメータの自動調整を行った場合について説明する。図10(a)は、差分画像のヒストグラムと、自動調整前の表示パラメータの関係を表す。また、図10(b)は、差分画像のヒストグラムと、上述した一般的な方法による表示パラメータの自動調整が行われた後の表示パラメータの関係を表す。図10(b)から理解されるように、基本的にWLは最大値と最小値との画素値の中間値とされるため、自動調整後のWLの値は、基準値である0とは異なる値に設定されてしまう。
これに対し、本実施形態における表示パラメータの自動設定では、WLの値をWL=0と固定し、以下のWWの調整を行っている。本実施形態では、ステップS206において、操作内容解析部53は、操作部35を介して行われるユーザからの操作を受け付ける。本実施形態では、少なくとも、第1実施形態と同様の操作に加えて、表示パラメータの自動調整を指示する操作を受け付ける。なお、この自動調整は、ユーザ操作の有無にかかわらず、自動的に行われることとしてもよい。或いは画像種等のヘッダの情報に応じて表示パラメータ設定部54が決定する、或いはヘッダの情報に応じてユーザが指定することとしてもよい。
ステップS207において、操作内容解析部53は、操作内容に合わせた処理を呼び出す。すなわち、第1実施形態の分岐に加え、表示パラメータの自動調整を指示する操作を受け付けた場合には、フローはステップS208に進む。ステップS208において、表示パラメータ設定部54は、現在の表示パラメータの設定モードに応じた方法でWL/WWの自動設定を行う。「WL調整禁止モード」の場合、表示パラメータ設定部54は、表示パラメータとして次のようにWL及びWWを設定する。即ち、WLには基準値(差分画像の場合0)を設定し、WWには「最大画素値-WL」と「WL-最小画素値」の大きい方の値の2倍を設定する。これにより、WLを基準値に固定しつつ、表示対象画像の全ての画素の画素値をウィンドウ範囲内に含むような最小のウィンドウが設定される。一方、「WL調整許可モード」の場合、表示パラメータ設定部54は、従来通りの自動調整手法を適用して表示パラメータを設定する。
図11は、本実施形態において、実際の差分画像の表示パラメータの自動調整を行った例を説明する図である。図11(a)に、自動調整前の差分画像の画素値のヒストグラムと表示パラメータを示す。また、図11(b)に、自動調整後の差分画像の画素値のヒストグラムと表示パラメータを示す。ここで示した例では、「最大画素値-WL」と「WL-最小画素値」とでは「WL-最小画素値」のほうが大きいため、WWは「WL-最小画素値」の2倍とされている。また、WLはWL=0で固定されている。図11(b)に示した方法により表示パラメータの自動調整を行うと、WL=0を維持した上で、表示対象画像の全ての画素の画素値がウィンドウの範囲内に収まるよう、画素値の白とびや黒潰れが回避されるように表示パラメータが設定される。
なお、上記ステップS208の処理において、「WL調整禁止モード」の場合のWWの算出に用いるのは、「最大画素値-WL」と「WL-最小画素値」の「最大値」ではなく、両者の「最小値」であってもよい。これによると、ウィンドウの範囲内に収まらない画素が存在することとなり白とびや黒潰れは回避できない。しかし、その反面、この場合には表示装置の階調表現性能の活用が優先される。
なお、表示対象画像の画素値の最大値と最小値を用いて表示パラメータを設定する上述した処理は、表示パラメータ設定部54がステップS208で行う処理の一例であり、表示パラメータの自動設定はその他の方法で行ってもよい。例えば、表示対象画像の画素値の分布を解析して表示パラメータを設定する方法を用いることもできる。例えば、「WL調整許可モード」の場合には、画素値の平均値(又は最頻値)をWLに設定し、画素値の分散に基づいてWWを設定する(例えば3σの範囲をWWとする)ようにできる。一方、「WL調整禁止モード」の場合には、表示対象画像の基準値をWLに設定する。そして、WWの設定は「WL調整許可モード」と同様に表示対象画像の画素値の分散に基づいて行うことができる。あるいは、当該基準値を平均値と見立てたときの分散を算出して、算出した分散に基づいてWWを設定する(例えば3σの範囲をWWとする)ようにできる。以上によると、外れ値の影響を受けない表示パラメータの自動設定が実現できる。
<第5の実施形態の変形例1>
上述した第5の実施形態において、表示パラメータの自動調整は、WLより画素値の小さい範囲(左側)と画素値が大きい範囲(右側)とで均等幅となるようにWWを設定している。しかし、このように現在のWLを通る直線を利用するだけでなく、現在のWLから画素値の大きい側と小さい側とにおいて個別にWWを調整し、WLを所定の値に固定しつつ階調表現の無駄をなくすようにしてもよい。
本変形例では、第5の実施形態とは異なり、差分画像の場合は現在のWLから画素値の大きい側と小さい側とに分けて輝度調整(画素値から表示値への変換)を行う。具体的には、例えば次のような条件によりWLより画素値の大きい側と小さい側との表示パラメータを調整する。即ち、WL(表示値127)より小さい側では、WLと最少画素値を元に、表示値0~126の範囲で従来の画素値の調整を実施する。これに対し、WLより大きい側では、WLと最大画素値を元に、表示値128~255の範囲で従来の画素値の調整を実施する。
図12は、実際に本変形例において、実際の差分画像の表示パラメータの自動調整を行った例を説明する図である。図11と同様の自動調整前の画素値とヒストグラムとを示す図12(a)の差分画像に対し表示パラメータの自動調整を行う。図12(b)に示すようにWLより画素値が大きい側と小さい側とでは変換式を示す直線の傾きが変わっている。当該方法によれば、WL=0を維持した上で、全ての画素値が表示対象となっており、上述した白とびや黒潰れは回避できる。さらに、全ての画素値が表示値と対応し、ウィンドウの範囲に収まらない画素値が残る状況も解消しており、階調表現の無駄を回避できている。
以上説明したように、本実施形態に係る画像表示装置によれば、基準値が特定の画素値に割り付けられている画像を表示する際に、例えば差分画像における所定のWLを維持した上で、表示パラメータの自動調整を行うことができる。
なお、以上に述べた実施形態では、固定された或いは設定されたウィンドウレベルと設定されたウィンドウ幅で表示対象画像が表示手段によって表示されることとしている。しかし、本発明に係る画像表示装置は当該態様に限定されず、上述したウィンドウ機能と同等の処理によって表示対象画像の画素値を変換した表示用画像を生成し、それを保存する処理のみを行ってもよい。即ち、表示対象画像が固定された或いは設定されたウィンドウレベルと設定されたウィンドウ幅で表示されるように、該表示対象画像を変換する画像変換手段として上述した表示制御手段を機能させてもよい。
(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、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における1つ以上のプロセッサー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。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
以上、実施形態を参照して本発明について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の主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、上述の各実施形態及び変形例は、本発明の主旨に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。