CN109243593A - 图像显示装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供图像显示装置及其控制方法。所述图像显示装置包括：图像获取单元，被构造为获取要显示的对象图像；确定单元，被构造为确定要显示的对象图像是否是基准值被分配给特定的像素值的预定显示类型；设置单元，被构造为当所述确定单元确定出要显示的对象图像是所述预定显示类型时，设置在显示要显示的对象图像时的WL和WW并且将WL固定到预定值；以及图像转换单元，被构造为对要显示的对象图像进行转换，使得以固定到所述预定值的WL或设置的WL并且以设置的WW来显示要显示的对象图像。

Description

图像显示装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及图像显示装置、图像显示方法以及存储介质。
背景技术
例如，在医学领域中，医生通过观察由各种摄像装置(模态)拍摄的图像来进行诊断。这样的图像通常具有超过监视器的显示能力和人类的视觉识别能力的灰度。因此，被构造为处置图像的图像显示装置典型地具有将要显示的像素值的范围(窗口)指定为显示参数并且将该范围中的任何像素值映射为监视器上的显示值(显示亮度值)的窗口功能。
日本特开2008-11935号公报公开了一种公知的窗口功能：利用表示范围的中心处的像素值的窗位(在下文中被称为WL(window level))和表示范围的宽度的窗宽(在下文中被称为WW(window width))这两个参数，来设置要显示的像素值的范围。具有这样的窗口功能的图像显示装置还具有例如通过鼠标的上、下、左、右的拖动操作来同时改变WL和WW的手动调整功能，以及基于图像中的像素值的分布来同时计算并调整WL和WW的自动调整功能。图像显示装置允许在通过调整WL和WW清楚地显示想要观察的部位或器官的同时进行诊断。
在某些情况下，通过观察通过将图像之间的各个差异或改变的量分配给像素值而获得的图像，来进行多个图像的比较。例如，在某些情况下，将要比较的两个图像定位，以进行对根据图像中的对应像素(体素)之间的像素值差而获得的图像(在下文中被称为差分图像)或者根据图像中的局部体积比而获得的图像(在下文中被称为雅可比图)的观察。典型地，在根据图像之间的差异或改变的量而获得的这样的图像中，使用图像之间不存在差异或改变的状态(差分图像具有零的差分量或者雅可比图具有1的体积比)作为基准，将代表基准的值(基准值)分配给特定的像素值。然后，基于与基准值的差异来进行图像观察。典型地，能够调整基准值被分配给特定的像素值的这样的图像的WL和WW。
发明内容
为了解决上述的问题，根据本发明的一方面的图像显示装置包括：图像获取单元，被构造为获取要显示的对象图像；确定单元，被构造为确定要显示的对象图像是否是基准值被分配给特定的像素值的预定显示类型；设置单元，被构造为当所述确定单元确定出要显示的对象图像是所述预定显示类型时，设置用于显示要显示的对象图像的窗位和窗宽并且将窗位固定到预定值；以及图像转换单元，被构造为对要显示的对象图像进行转换，使得以固定到所述预定值的窗位或设置的窗位并且以设置的窗宽，来显示要显示的对象图像。
通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的进一步特征将变得清楚。
附图说明
图1是包括根据本发明的第一实施例的图像显示装置的图像显示系统的整体构造图。
图2是例示第一实施例中的在图像显示时由控制单元执行的处理的过程的流程图。
图3是示例性地例示用于在“WL调整许可模式”和“WL调整禁止模式”下设置WL和WW的GUI的图。
图4是例示通过窗口功能从正常的像素值到显示值的示例性转换的图。
图5是示例性地例示正常图像、差分图像和雅可比图中的各个与其直方图之间的关系的图。
图6是例示第三实施例中的示例性的显示类型指定UI的图。
图7是例示第三实施例中的示例性的WL/WW参数选择UI的图。
图8是例示第四实施例中的从像素值到显示值的示例性转换的图。
图9是例示第四实施例中的从像素值到显示值的示例性转换的图。
图10是用于描述在典型的WL/WW自动调整时的从像素值到显示值的示例性转换的图。
图11是例示第五实施例中的在WL/WW自动调整时的从像素值到显示值的示例性转换的图。
图12是例示第五实施例的变型例中的在WL/WW自动调整时的从像素值到显示值的示例性转换的图。
图13是例示第一实施例的第一变型例中的示例性鼠标光标的图。
图14是例示第一实施例的第一变型例中的另一示例性鼠标光标的图。
具体实施方式
现在，将根据附图详细描述本发明的优选实施例。
在诸如日本特开2008-11935号公报中公开的实施例5(参见段落[0090])的公开方法中，通过在特定方向上滑动与画面接触的手指等的单个移动或操作来调整WL和WW中的至少一个。根据该方法，能够通过简单的操作来调整WL和WW，以容易地获得适于观察的图像。然而，在该方法中，例如，依据滑动手指的方式，尽管意图仅调整WW，但是WL可能被改变。例如，当在显示基准值被分配给特定的像素值的图像(诸如差分图像)时WL被无意地改变的情况下，可能妨碍适当的诊断。
本发明旨在通过当在例如能够通过单个或同一操作调整WL和WW的图像显示装置中显示基准值被分配给特定的像素值的图像时防止WL的无意的改变，来解决上述的问题。
下面将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。然而，下面在实施例中描述的尺寸、材料、形状、部件的相对设置等是可选的并且可以根据本发明所应用于的装置的构造或各种条件而改变。在附图中，彼此相同或功能上相似的任何要素由相同的附图标记来表示。
第一实施例
根据本发明的第一实施例的图像显示装置显示三维图像和二维图像。该装置具有在从像素值到显示值的转换时对上述的窗位(WL)和窗宽(WW)进行调整的窗口功能。在显示基准值被分配给特定的像素值的图像(诸如差分图像或雅可比图)时，可以适当地控制WL。另外，在图像查看器上显示基准值被分配给特定的像素值的图像时，能够容易地设置显示参数。
图1是例示包括根据本发明的第一实施例的图像显示装置的图像显示系统的整体构造的图。图像显示系统包括该图像显示装置10、数据库22和显示单元36。也就是说，本发明的一方面的图像显示装置10将显示模式变换(change over)或转换为如下所述的预定显示模式，以创建要显示在显示单元36的画面上的图像。图像显示装置10和数据库22通过通信单元21彼此连接以在其间进行通信。在本实施例中，通信单元21由局域网(LAN)来实现。
数据库22存储和管理诸如稍后描述的各种图像的数据。图像显示装置10通过由LAN示例的通信单元21来获取在数据库22中管理的图像。显示单元36通过例如显示器来实现，并且向用户显示各种信息。图像显示装置10和显示单元36通过通信单元(未示出)或显示线缆(未示出)彼此连接。在该示例中，图像显示装置10、数据库22和显示单元36彼此独立，但是可以整体地或部分地彼此一体化。可以用摄像装置替换数据库22，并且图像显示装置可以直接将拍摄的图像数据转换成图像。
图像显示装置10包括作为功能部件的通信接口(IF)31、只读存储器(ROM)32、随机存取存储器(RAM)33、存储单元34、操作单元35和控制单元50。通信IF 31通过例如LAN卡来实现，并且管理外部装置(例如，数据库22)与图像显示装置10之间的通信。ROM 32通过例如非暂时性存储器来实现，并且存储各种计算机程序等。RAM 33通过例如暂时存储器来实现，并且暂时存储各种信息。存储单元34通过例如硬盘驱动器(HDD)来实现，并且存储各种信息。操作单元35通过例如键盘和鼠标来实现，并且将来自用户的指令输入到装置。控制单元50通过例如中央处理单元(CPU)来实现，并且在图像显示装置10处进行总体控制处理。在该示例中，所有示例性地例示的功能部件被包括在图像显示装置10中，但是可以全部或部分地彼此独立。操作单元35可以与显示单元36一体化，使得以GUI格式进行由用户对图像显示装置10的所有输入。
控制单元50包括作为功能部件的图像获取单元52、操作内容分析单元53、显示参数设置单元54、显示类型确定单元55、模式确定单元56和显示控制单元57。将参照图2和图3中所示的流程图来描述控制单元50中的部件的功能。图2是例示本发明的第一实施例中的在图像显示时由图像显示装置10的控制单元50执行的处理的过程的流程图。
图2仅例示了在显示典型的图像或基准值被分配给特定的像素值的图像的处理中与通过窗口功能显示图像调整有关的处理的过程。虽然存在由控制单元50进行的大量其他类型的控制(处理)以及与控制有关的用户输入，但是下面仅描述其典型示例以便于理解，并且省略其他的描述。在本实施例中，要显示的对象图像是写入或添加了用于确定显示类型的头部的图像。
当图像显示处理开始时，在步骤S201，图像获取单元52从数据库22或存储单元34读取由用户通过操作单元35指定的图像作为要显示的对象图像。
在步骤S202，显示类型确定单元55确定在步骤S201读取的要显示的对象图像的显示类型。具体而言，确定该图像是例如CT图像、MRI图像还是差分图像。在本实施例中，通过分析要显示的对象图像的头部以获取关于作为头部而添加到图像的显示类型的信息，来进行该图像确定。例如，当所读取的图像的头部包括表示差分图像的标志(减法标志)时，图像被确定为是差分图像。表示要显示的对象图像是何种类型的图像的信息不限于作为头部的格式，而可以是由显示类型确定单元55可读取的任何格式。例如，在根据图像的显示类型预先确定画面上的显示位置的情况下，显示类型确定单元55可以基于鼠标的光标的位置来确定显示类型。也就是说，显示类型确定单元55可以基于能够被用户移动的指标(index)在显示单元中的位置来确定一种医学图像。
在步骤S203，显示参数设置单元54设置用于显示在步骤S201读取的要显示的对象图像的显示参数的初始值(初始WW和初始WL)。在本实施例中，获取记录在要显示的对象图像的头部中的显示参数(WL值和WW值)，并且将其设置为用于图像显示的WL和WW。
在该示例中，显示参数被记录在头部中，但是例如，可以基于在步骤S202确定的要显示的对象图像的显示类型来设置针对各个显示类型预定的显示参数。作为选择，当显示参数被记录在头部中时，可以如上所述将其值设置为初始值，或者当没有显示参数被记录在头部中时，可以读取和设置在例如存储单元34中针对显示类型存储的初始值。
当显示类型是一种“基准值被分配给特定的像素值的图像”时，希望将与基准值对应的像素值设置为WL的初始值。例如，当显示类型表示差分图像时，因为优选地通过使用差分为零时的值作为基准来设置任何显示参数，所以希望WL为零。下面描述读取作为通过将基准值分配给特定的像素值而生成的示例性图像的差分图像。
在步骤S204，模式确定单元56根据所读取的要显示的对象图像是否是差分图像，来确定显示参数的设置模式。具体而言，当要显示的对象图像是差分图像时，显示参数的设置模式被确定为是“WL调整禁止(无效)模式”，使得在任何后续的“与窗口调整有关的操作”中禁止WL的调整(使WL的调整无效化)。否则，显示参数的设置模式被确定为是“WL调整许可(有效)模式”，使得在任何后续的“与窗口调整有关的操作”中许可WL的调整。显示控制单元57根据由模式确定单元56确定的显示参数的设置模式来控制显示单元36显示用于调整显示参数的GUI(在下文中被称为WL调整和WW调整UI)。
图3例示了由显示控制单元57在显示单元36上显示的示例性的WL调整和WW调整UI。下面描述图3的部分(a)至部分(e)中所示的五个示例。
图3的部分(a)例示了用来在显示单元36上显示的图像上通过在二维方向上的鼠标拖动操作来调整WL和WW的示例性的UI。该UI不在“WL调整许可模式”与“WL调整禁止模式”之间改变。在本示例中，在例如稍后描述的步骤S208由显示参数设置单元54执行WL调整禁止处理。利用该UI，通过在上下方向上的鼠标拖动操作来指示WL的改变，并且通过在左右方向上的鼠标拖动操作来指示WW的改变。鼠标能够在图像上同时在上、下、左、右方向上(在倾斜方向上)移动。当进行在倾斜方向上的操作时，同时获取用于改变WL的指令和用于改变WW的指令。用于处置鼠标拖动操作的UI不限于上述的UI，而是UI可以依据模式而改变。
图3的部分(b)例示了在显示单元36上显示代表“旋钮”的GUI并且通过该GUI来改变WL和WW的示例。图3的部分(c)例示了在显示单元36上显示代表“轨迹球”的GUI并且通过该GUI来改变WL和WW的示例。在这些示例中的任何示例中，通过对GUI在上下方向上的操作来指示WL的改变，并且通过对GUI在左右方向上的操作来指示WW的改变。当显示参数的设置模式是“WL调整许可模式”时，显示控制单元57在允许对这些GUI的二维操作的同时控制显示单元36显示这些GUI。具体而言，允许“旋钮”和“轨迹球”在上下方向、左右方向和作为上下方向和左右方向的混合的倾斜方向上移动。当显示参数的设置模式是“WL调整禁止模式”时，显示控制单元57在仅允许对这些GUI的左右方向上的操作的同时，控制显示单元36显示这些GUI。具体而言，在WL调整禁止模式下，不允许在上下方向或倾斜方向上操作“旋钮”和“轨迹球”。因此，能够防止用户在差分图像显示时错误地改变WL。不允许操作的这种构造仅仅是示例性的。例如，可以允许操作但不将其反映在WL的调整上。
图3的部分(d)和部分(e)例示了用来通过独立的部分来调整WL和WW的示例性的GUI。图3的部分(d)例示了显示单元36显示如下的GUI的示例，所述GUI显示用于设置各个显示参数的值的滑动条和直接输入值的数值输入框。图3的部分(e)例示了显示单元36显示如下的GUI的示例，利用所述GUI通过按钮选择要操作的显示参数并且通过共同拨盘改变显示参数的值。在使用这些GUI的情况下，当显示参数的设置模式是“WL调整禁止模式”时，显示控制单元57使用于WL的部分暂时无效化。因此，能够防止用户错误地改变WL。任何上述的UI或GUI仅仅是示例性的，并且可以根据所允许的显示大小、显示图像等以各种方式变型，或者可以是任何公知的UI。
在步骤S205，显示控制单元57通过使用在稍后描述的步骤S203和步骤S208设置的显示参数(WL和WW)将要显示的对象图像中的各个像素值转换成显示值，来生成显示图像。然后，显示控制单元57控制显示单元36显示所生成的显示图像。上述的GUI等与所生成的显示图像一起被显示。
步骤S206至S208进行与图像显示后的用户操作对应的处理。在步骤S206，操作内容分析单元53接收由用户通过操作单元35进行的操作。在本实施例中，所接收的操作包括与通过至少图3中所示的GUI的窗口调整有关的操作，以及其他任何操作。其他操作包括例如除与窗口调整有关的操作以外的显示操作、切换要显示的对象图像的操作、以及指示结束由典型的图像显示装置允许的整个处理的操作。
当在步骤S206接收到与窗口调整有关的操作时，操作内容分析单元53从该操作获取与窗口调整有关的信息。具体而言，根据如上所述示例性地描述的GUI的种类，获取WL和WW的改变量(被加到当前设置值的值)或指定的WL值和WW值作为与窗口调整有关的信息。所获取的信息被发送到显示参数设置单元54。
在步骤S207，操作内容分析单元53根据操作的内容调用处理。例如，当接收到与窗口调整有关的操作时，处理进行到步骤S208。当接收到与新文件显示有关的操作时，处理再次返回到步骤S201，并且读取新的要显示的对象图像。当接收到结束处理的指令时，整个处理结束。当接收到针对任何其他显示操作的指令时，处理返回到步骤S205。在步骤S205，显示控制单元57应用各种操作的内容，根据要显示的对象图像生成显示图像，并且控制显示单元36显示该显示图像。通过以这种方式应用针对任何其他显示操作的指令，来实现图像显示装置的基本功能(诸如切片切换、缩放和平移)。
在步骤S208，显示参数设置单元54基于在步骤S206获取的与窗口调整有关的信息来更新WL和WW的设置值。如上所述，例如，当获取WL和WW的值作为与窗口调整有关的信息时，将这些值用作WL和WW的新的设置值。当获取WL和WW的改变量作为与窗口调整有关的信息时，将这些值例如加到WL和WW的当前的设置值，并且将通过加法获得的值用作新的设置值。当显示参数的设置模式是“WL调整禁止模式”并且使用允许WL的操作的GUI(诸如用来通过二维方向上的鼠标拖动操作来调整WL和WW的UI)时，防止当前步骤的WL的任何操作。换句话说，当WL的改变量被指定时，WL的当前的设置值不改变。然后，仅更新WW的设置值，并且处理进行到步骤S205。
图4例示了差分图像的WL和WW的示例性的调整结果。图4是用于描述用于将作为要显示的对象图像的差分图像的各个像素值分配给显示图像的像素值(显示值)的映射函数的图。在图4中，横轴代表作为要显示的对象图像的差分图像的像素值，并且纵轴代表显示图像的像素值(显示值)。在作为图像显示时的初始状态的图4的部分(a)中，将作为差分图像的基准值的像素值零分配给显示值的中心值127。换句话说，将WL设置为零。在用来使WL调整有效的典型的UI中，通过调整WW和WL而显示的图像能够自由地转变到图4的部分(b)至部分(d)中所示的状态。
当进行仅增加WW的调整时，例如，如图4的部分(b)中所示，-256至+256的窗口范围(要显示的像素值的范围)被改变为-400至+400。然而，由于未调整WL，所以仍将像素值零分配给显示值的中心值127。当仅调整WL时，如图4的部分(c)中所示，-256至+256的窗口范围被改变为例如-156至+356。换句话说，要显示的像素值的宽度不改变。然而，由于调整了WL，所以将像素值100分配给显示值的中心值127。当同时进行图4的部分(b)和部分(c)中所示的WW和WL的调整时，如图4的部分(d)中所示，窗口范围被改变为-300至+500，并且将像素值100分配给显示值的中心值127。
然而，当要显示的对象图像是差分图像时，例如，需要由特定的显示值来恒定地表示基准值以相对于“无差分”进行观察。在该示例中，需要将作为基准值的像素值零恒定地分配给显示值的中心值127。具体而言，如上所述，当在差分图像的观察中任何显示参数被改变时，优选地维持基准值的显示值，并且因此WL调整是多余的功能。通过在步骤S204通过模式选择禁止WL调整或使WL调整无效化，能够防止在显示差分图像时转变到图4的部分(c)和部分(d)。结果，用户能够避免在WW调整时通过误操作或意外事件而无意地改变WL的情形。
在本实施例中，差分图像被示例性地描述为基准值被分配给特定的像素值的图像。然而，这样的图像不限于差分图像，而是可以是各自的基准值以相同的方式被分配给特定的像素值的任何其他各种图像。例如，上述的WL改变禁止在显示雅可比图时也是有效的，雅可比图包括在两种图像之间进行变形定位时的各个像素(体素)的缩放比作为像素值。雅可比图的基准值是1(无体积改变)，因此希望的是，当显示雅可比图时，将WL固定到与图中的“无体积改变”对应的像素值(典型地为1)并且仅允许WW被操作。相同的描述适用于位移场图像的显示，位移场图像包括在两种图像之间进行变形定位时的通过变形的各个像素(体素)的移动量作为像素值。具体而言，位移场图像的基准值为零(无位移)，因此希望的是，当显示位移场图像时，将WL固定到与图像中的“无位移”对应的像素值(典型地为零)并且仅允许WW被操作。通过在以这种方式将WL恒定地固定到没有差异或改变的部分的同时显示图像，能够有效地可视化差异或改变的状态。如上所述，基准值被分配给特定的像素值的并且本发明所应用于的图像包括通过将多个图像之间的各个差异或改变转换成像素值而生成的图像。
另外，除根据多个图像之间的差异或改变的量获得的图像以外，上述的WL改变禁止对于基准值被分配给的特定的像素值的任何图像也是有效的。例如，WL改变禁止对于根据可选图像的空间微分获得的图像也是有效的。在这种情况下，微分零是基准值。例如，WL改变禁止可以是根据在由测量值(浓度或密度)的分布获得的图像的各个像素处与特定测量值的规定值(例如，正常值或标准值)的比较结果而获得的图像。在这种情况下，当基于差进行比较时，基准值为零，或者当基于比进行比较时，基准值为1。
在由模式确定单元56实际进行的处理中，例如，预先存储WL改变被禁止的显示类型的列表，并且将要显示的对象图像的头部信息与该列表进行比较。模式确定单元56在要显示的对象图像的显示类型属于该列表时设置“WL调整禁止模式”，或者，否则设置“WL调整许可模式”。可以在列表中保持WL改变被禁止的各个显示类型的基准值，并且可以根据要显示的对象图像的显示类型将WL设置为基准值。不一定需要定义基准值。在基准值未被定义的显示类型的情况下，保持在图像的头部中的WL或当前的WL可以被用作基准值。
本实施例的描述假设使用在如同DICOM的图像文件中包括针对例如各个显示类型的头部信息的方法。也就是说，这里提及，基于诸如头部信息的间接信息来确定医学图像的显示类型，并且基于确定结果来执行模式的变换操作。然而，各种头部信息可以存储在独立于图像文件的另一文件中，并且当读取图像文件的主体时可以参照头部信息等。具体而言，在本实施例中，作为要显示的对象图像而读取的差分图像可以是典型的JPEG图像。另外，指定显示类型的间接信息不被头部信息的形式所限制，而是通过传统的连接形式来核对。
本实施例的描述假设要显示的对象图像是诸如MRI图像和CT图像的三维图像。然而，本发明中的要显示的图像不限于这些图像，而可以是不同维度的图像(诸如二维简单X射线图像以及包括时间顺序信息的4D CT图像)。本实施例的描述假设显示控制单元57使用显示单元36的用于灰度图像的窗口功能，但是可以使用用于彩色图像的窗口功能。
本实施例示例性地描述了包括图像之间的差分值作为像素值的差分图像，但是可以显示以任何其他值来表达图像之间的差异的图像。例如，要显示的对象图像可以是包括差分的绝对值作为像素值的差分图像。在这种情况下，要显示的对象图像具有基准值零(没有改变的像素)，但是要显示的对象图像不包括负值，因此，希望将零设置为不是在WL(窗口的中心)处而是在窗口的最下端处。然后，希望允许WW被调整而窗口的最下端是固定的。如上所述，对通过将其基准值分配给特定的像素值而生成的图像的显示参数的控制不限于将WL固定到窗口的中心位置。
在本实施例中，WL调整禁止模式是当进行时在“与窗口调整有关的操作”中的显示处理中禁止WL调整的模式。在该模式下，例如，在使用图3的部分(a)中所示的UI的情况下，当WL的改变量被指定时，WL的当前的设置值不改变。然而，例如，在该模式下，WL改变指令(输入值)中的死区(dead zone)的宽度可以与正常模式下的死区的宽度相比增大，使得死区中的WL改变指令被视为零。作为选择，可以通过例如指数变换来减小指令以接收减小的指令值。换句话说，可以限制该模式下的WL调整。此外，可以基于基准值来定义能够改变WL的可接受范围，并且即使在WL调整禁止模式下，在可接受范围内也可以许可WL的改变。例如，可以将通过将“0”设置为中心值而从“-a”到“+a”的范围，预先设置为WL的可接受范围。可以将“a”的值设置为1、2等。在WL调整禁止模式的情况下，显示参数设置单元54响应于WL改变指令来设置WL的值，以在可接受范围内不断地设置WL的值。也就是说，如果响应于WL改变指令改变的WL的值超过可接受范围的上限值，则将WL的值设置为上限值。如果响应于WL改变指令改变的WL的值落在下限值以下，则将WL的值设置为下限值。
关于第一实施例中的上述的图像显示装置10处的显示处理，控制单元50中包括的部件中的至少一些可以实现为实现各个部件的功能的独立的装置或软件。可以通过云计算来实现由控制单元50实现的功能中的至少一些。具体而言，可以通过通信单元21来连接与图像显示装置10分开放置的计算装置，以通过数据通信执行上述的处理。
如上所述，根据本发明的一方面的图像显示装置包括图像获取单元(图像获取单元)52、显示类型确定单元(确定单元)55、显示参数设置单元(设置单元)54和显示控制单元(显示控制单元)57。图像获取单元52从数据库22等获取要显示的对象图像。显示类型确定单元55确定所获取的要显示的对象图像是否是诸如差分图像的预定的显示类型。显示参数设置单元54设置用于显示要显示的对象图像的WL和WW。当显示类型确定单元55确定出要显示的对象图像的显示类型是预定的显示类型时，显示参数设置单元54将WL固定到诸如零的预定值。显示控制单元57控制显示单元(显示单元)36以固定到预定值的WL或所设置的WL并且以所设置的WW来显示要显示的对象图像。控制图像显示装置的控制方法包括各个上述的单元执行其处理的处理。
此外，如上所述，本发明的另一方面的图像显示装置包括使显示单元36根据WL和WW显示医学图像的图像控制单元57。图像显示装置还包括针对诸如差分图像的图像的第一模式(“WL调整禁止(无效)模式”)和针对一般图像等的第二模式(“WL调整许可(有效)模式”)，作为显示模式。在第一模式下，禁止WL的调整而许可WW的调整。相对地，在第二模式下，“WL”和“WW”二者的调整均被许可。用作图像显示装置中的变换单元的显示类型确定单元55和显示参数设置单元54中的至少一者，根据医学图像的类型来在医学图像的显示中，在第一模式与第二模式之间变换显示模式。具体地说，如果医学图像是如上所述的差分图像，则变换单元将显示模式改变为第一模式。如果医学图像是无需将WL固定为预定值的差分图像的原始图像等，则变换单元将显示模式改变为第二模式。
另外，如果要显示的医学图像被限定为差分图像，则本发明的其他方面的图像显示装置可以包括图像获取单元52和显示控制单元57。在这种布置中，图像获取单元获取指定第一图像与第二图像之间的差分的差分图像，通过在与第一图像不同的时间来获取相同的图像而获得第二图像。显示控制单元57使显示单元36显示如此获取的差分图像。此时，显示控制单元57禁止与差分值“0”相对应的显示值的调整。结果，用户可以容易地调整WW以观察合适的图像，而无需关注WL的无意的错误调整。
在上述的实施例中，显示参数设置单元54具有能够通过单个操作(诸如图3的部分(a)中示例性地例示的鼠标拖动操作)设置WL和WW二者的模式。在鼠标拖动操作等的情况下，通过对鼠标拖动的用户操作来执行WL和WW的调整，并且根据对鼠标拖动的操作方向来调整WL和WW中的至少一者。在这样的模式下，当显示类型确定单元55确定出要显示的对象图像例如是差分图像时，显示参数设置单元54将WL固定到诸如零的预定值。同样在用户可能无意地重新设置WL的设置模式(GUI或设置方法)下，希望将WL固定到预定值。除能够通过单个操作设置WL和WW二者的模式以外，这样的模式例如还包括能够通过彼此类似的操作设置WL和WW二者的模式。
在能够通过单个操作设置WL和WW的模式下，如上所述，显示参数设置单元54可以对用于设置WL的输入值提供预定范围的死区。也就是说，在如上所述的WL调整禁止模式下，针对来自用户的WL调整命令，显示控制单元57通过提供预定范围的死区，实际上禁止了WL的调整。在这种情况下，当输入预定范围内的值时，WL仍被固定到预定值。具体而言，在图3的部分(a)中所示的UI中，当用于输入的鼠标光标在纵向方向上移动一定程度时，不应用与该移动对应的输入值。作为选择，通过例如减去或缩小移动的量来减小输入值，然后将其应用于WL设置。显示参数设置单元54在WL被固定的同时接收WW改变。在通过UI指示模式变换命令的情况下，显示控制单元可以通过使UI无法接收WL调整命令来禁止调整WL。另选地，可以通过隐藏用于指示WL调整的UI本身来实际禁止WL调整。
在本发明中要固定WL所针对的预定的显示类型包括通过将图像之间的各个差异或改变的量转换成像素值而生成的显示类型。如在本实施例中示例性地例示的，预定的显示类型的具体示例是通过将对象的多个图像之间的各个差分转换成像素值而生成的差分图像。预定的显示类型包括根据对象的变形的缩放比生成的雅可比图以及根据对象的通过变形的各个像素的移动量生成的位移场图像。另外，预定的显示类型包括基准值被分配给特定的像素值的可选的显示类型。显示类型确定单元55基于被示例性地例示为头部的、添加到要显示的对象图像的信息，来确定要显示的对象图像是否是这些预定的显示类型中的任何一种。
图像显示装置可以包括图像获取单元52、显示控制单元57和显示参数设置单元54。在这种情况下，图像获取单元52获取要显示的对象图像，并且显示控制单元57控制显示单元36以预定的WL和预定的WW来显示要显示的对象图像。显示参数设置单元54具有通过单个操作重新设置预定的WL和预定的WW二者的模式，并且能够个别地重新设置预定的WL和预定的WW。当要显示的对象图像是基准值被分配给特定的像素值的诸如差分图像的显示类型时，显示参数设置单元54作为控制单元在上述的模式中限制WL的设置。
在这种情况下，控制单元可以通过对用于设置WL的输入值提供上述的预定范围的死区来限制设置。作为选择，控制单元可以减小用于设置WL的输入值并且接收减小的输入值。
如上所述，根据本实施例的图像显示装置能够将WL固定到预定值，以防止在显示基准值被分配给特定的像素值的图像时用户错误地改变WL。因此，用户能够容易地调整WW以观察适当的图像，而无需关注WL的无意的误调整。
第一实施例的第一变型例
在第一实施例中的步骤S204的处理中，当使用通过鼠标拖动操作调整WL和WW的图3的部分(a)中所示的UI时，可以改变UI的设计以表示设置“WL调整许可模式”和“WL调整禁止模式”中的哪一个。例如，鼠标光标的设计可以根据模式而改变。图13例示了由显示控制单元57在显示单元36上显示的示例性的WL调整和WW调整UI。下面示例性地描述图13的部分(a)至部分(b)中所示的两种设计。
图13的部分(a)和部分(b)例示了当使用图3的部分(a)中所示的UI时在“与窗口调整有关的操作”期间(在鼠标拖动操作期间)在显示单元36上显示的图像上所显示的示例性的鼠标光标。图13的部分(a)中所示的鼠标光标通过颜色组合向用户通知上下拖动操作和左右拖动操作分别与WL调整和WW调整相关联。具体而言，在上部中所示的“WL调整许可模式”下，鼠标光标1310通过白色和黑色的垂直颜色组合表示通过上下拖动操作能够进行WL调整。另外，朝右侧扩展的灰色区域表示通过左右拖动操作能够进行WW调整。在下部中所示的“WL调整禁止模式”下，鼠标光标1320通过相同颜色的垂直颜色组合表示WL不通过上下拖动操作而改变。
图13的部分(b)中所示的鼠标光标通过箭头和文本向用户通知上下拖动操作和左右拖动操作分别与WL调整和WW调整相关联。具体而言，在上部中所示的“WL调整许可模式”下，鼠标光标1330通过无变灰地在上下方向和左右方向上显示两个箭头来表示能够进行WL调整和WW调整二者。在下部中所示的“WL调整禁止模式”下，鼠标光标1340通过表示WL调整的在上下方向上的变灰的箭头来表示WL不通过上下拖动操作而改变。
在步骤S205，显示控制单元57设置显示单元36以在拖动操作期间将鼠标光标切换到上述的GUI。显示单元36根据用户的拖动开始或结束操作来进行在正常鼠标光标和上述的鼠标光标之间的切换。在用户进行拖动操作之后，如同例如在图3的部分(a)中所示的情况下，进行处理步骤S206至S208以控制WL调整的成功或失败。
鼠标光标的设计不限于图13中所示的那些。例如，表示“WL调整禁止模式”的鼠标光标1320可以具有如图14中所示的各种设计。
如上所述，根据本实施例的图像显示装置使显示单元36显示信息，以使用户容易地识别显示模式被变换为“WL调整许可模式”还是“WL调整禁止模式”。允许用户根据拖动中的鼠标光标容易地分辨设置“WL调整许可模式”和“WL调整禁止模式”中的哪一个。优选地，显示模式是如上所述或如图中所示的示例，但是可以使用用户能够容易识别的任意种类的模式。
第二实施例
在第一实施例中，能够基于例如添加到图像的头部来确定图像的类型。然而，根据第二实施例的图像显示装置能够在未描述表示差分图像的头部时自动识别要显示的对象图像是否是例如差分图像，并且能够根据需要固定WL。
根据本实施例的图像显示装置具有与图1中所示的图像显示系统的装置构造相同的装置构造，因此下面将省略对装置构造的描述。根据本实施例的处理的过程与如图2中的流程图所示的第一实施例中的图像显示处理的过程相同。然而，在步骤S202由显示类型确定单元55进行的处理与第一实施例中的处理不同。下面仅描述本实施例中的步骤S202，并且省略其他步骤的描述。
在步骤S202，显示类型确定单元55确定在步骤S201读取的要显示的对象图像的显示类型。首先，显示类型确定单元55确定在要显示的对象图像的头部中是否包括表示显示类型的信息。然后，当包括信息时，类似于第一实施例，显示类型确定单元55读取头部中的信息并且基于该信息确定显示类型。当不包括信息时，显示类型确定单元55基于图像中的像素值的信息确定显示类型。不论头部信息的可用性如何，显示类型确定单元55都可以恒定地基于图像中的像素值的信息确定显示类型。
在本实施例中，显示类型确定单元55生成例如图像的像素值的直方图作为像素值的信息，并且基于直方图的特性确定显示类型。也就是说，在本实施例中，基于医学图像的像素值的分布来确定医学图像的显示类型，并基于确定结果来执行变换操作。主要进行显示类型的确定，以获得用来在步骤S204确定显示参数的设置模式的信息。因此，最重要的是，确定要显示的对象图像是否是基准值被分配给特定的像素值的图像。
可以基于例如图像是否满足以下条件中的任一条件，来确定要显示的对象图像是否是差分图像。具体而言，在以下条件之间进行确定，并且基于确定的结果进行确定。
条件1：像素值具有零(或接近零)的最大峰值，并且具有以最大峰值处的像素值为中心的高对称的分布(其匹配度等于或高于阈值)。
条件2：与平均差分图像的直方图的高的匹配度(等于或高于阈值)。
条件3：基于对正常图像和差分图像的直方图进行了学习的推理模型识别为差分图像。
图5例示了正常的CT图像(图5的部分(a))、正常的MRI图像(图5的部分(b))、差分图像(图5的部分(c))、雅可比图(图5的部分(d))以及它们的示例性的直方图。CT图像和MRI图像各自通常在零处或接近零处具有峰值像素值，并且典型地具有以峰值像素值为中心的不对称直方图。差分图像在零处具有峰值像素值并且具有以峰值像素值为中心的大致对称的直方图。本实施例中的控制单元50基于这些特征从任何其他图像中确定差分图像。
类似地，当显示除差分图像以外的任何图像作为基准值被分配给特定的像素值的图像时，也能够基于图像中的像素值的信息来确定显示类型。例如，如图5的部分(d)中所示，雅可比图在1处具有以峰值为中心的大致对称的直方图。位移场图像的直方图具有与差分图像的分布类似的分布。因此，在某些情况下，难以基于其直方图来区分差分图像和位移场图像。然而，当要显示的对象图像被确定为是基准值被分配给零的图像时，实现向WL被固定到零的模式的转变，并且因此所述困难不成问题。具体而言，仅需要确定要显示的对象图像是“基准值被分配给像素值零的图像”、是“基准值被分配给像素值1的图像”、还是“基准值未被分配给特定的像素值的图像”(其显示类型中的任何显示类型)。在这种情况下，在步骤S203，当要显示的对象图像的显示类型是“基准值被分配给像素值零的图像”时，显示参数设置单元54将WL的初始值设置为零。当要显示的对象图像的显示类型是“基准值被分配给像素值1的图像”时，显示参数设置单元54将WL的初始值设置为1。此外，在步骤S204，当要显示的对象图像的显示类型是“基准值被分配给像素值零的图像”或“基准值被分配给像素值1的图像”时，模式确定单元56确定显示参数的设置模式是“WL调整禁止模式”。否则，显示参数设置单元54确定显示参数的设置模式是“WL调整许可模式”。
第二实施例的第一变型例
在上述的第二实施例中，生成要显示的对象图像的直方图并且用来确定显示类型。然而，可以通过直接分析图像而不使用直方图来进行显示类型确定。在本变型例中，例如，当满足如下所述的条件中的任何条件时，要显示的对象图像被确定为是差分图像。换句话说，在以下条件之间进行确定，并且基于确定的结果进行确定。
条件1：与平均差分图像的统计信息的高的匹配度。
条件2：基于通过机器学习对差分图像的倾向进行了学习的模型识别为差分图像。
在这样的情况下，要显示的对象图像被确定为是差分图像，并且执行图2中所示的流程图中的步骤S203及以后的处理。
第二实施例的第二变型例
如上所述，在第二实施例及其变型例中，通过基于其直方图等对要显示的对象图像进行分析来确定要显示的对象图像的显示类型，并且在获得确定的结果之后执行步骤S203及以后的处理。然而，本实施例不限于这样的方面。例如，可以省略步骤S202的显示类型确定处理。
具体而言，可以在步骤S204执行例如在上述的第二实施例中进行的图像分析。更具体地，不进行显示类型确定，模式确定单元56可以基于要显示的对象图像的直方图的分析结果，直接确定是设置“WL调整禁止模式”还是“WL调整许可模式”。例如，当确定直方图具有以峰值为中心的高对称的分布(具有超过预定基准的对称性)时，可以设置“WL调整禁止模式”，或者，否则可以设置“WL调整许可模式”。作为选择，也可以预先对希望设置“WL调整禁止模式”所针对的图像的直方图和希望设置“WL调整许可模式”所针对的图像进行机器学习，从而自动确定针对要显示的对象图像要设置哪个模式。
当基于上述确定的结果设置了“WL调整禁止模式”时，可以相对于直方图的峰值位置来设置WL的值。以这种方式，例如，能够将峰值位置直接设置为WL的值。作为选择，当峰值位置在距离零的预定距离内时，可以将WL设置为零，或者当峰值位置在距离1的预定距离内时，可以将WL设置为1。在这种情况下，各个预定距离对应于像素值的可选范围(诸如与距离峰值位置处的像素值二至三个像素的像素值对应的范围)。作为选择，可以使用图像的头部中保持的WL作为基准值。利用该构造，当显示类型未知时，能够估计显示类型，并且能够根据显示类型适当地控制WL。
如上所述，在本实施例中，显示类型确定单元55基于要显示的对象图像的像素值的分布，来确定要显示的对象图像是否是诸如差分图像的预定的显示类型。在要显示的对象图像被确定为是预定的显示类型，并且在虽然不欲改变WL但用户可能无意地重新设置WL的设置模式下改变WW的情况下，将WL固定到预定值。
如上所述，当显示基准值被分配给特定的像素值的图像时，根据本实施例的图像显示装置能够在没有指定图像的显示类型的头部信息可用的情况下将WL固定到预定值。另外，能够防止用户错误地改变WL，并且因此能够容易地调整WW以观察适当的图像，而不用关注WL的无意的误调整。
第三实施例
如上所述，根据本发明的图像显示装置从数据库22和存储单元34读取要显示的对象图像，或者从摄像装置直接获取要显示的对象图像。在这种情况下，要读取的图像包括由各种装置拍摄的图像以及由其生成的图像，并且因此一些图像不包括适当的头部信息，其显示类型也不能被自动确定。根据第三实施例的图像显示装置基于用户的明确的或隐含的显示类型指定来固定WL。
根据本实施例的图像显示装置具有与图1中所示的图像显示系统的装置构造相同的装置构造，因此下面将省略对装置构造的描述。根据本实施例的处理的过程与如图2中的流程图所示的第一实施例中的图像显示处理的过程相同。然而，第一实施例中在步骤S202由显示类型确定单元55进行的处理在本实施例中是不同的。下面仅描述本实施例中的步骤S202的处理和任何有关的处理，并且省略其他步骤的描述。
在本实施例中，在步骤S202，操作内容分析单元53获取通过操作单元35向控制单元50输入的指定显示类型的操作或选择WL和WW的预设值的操作。然后，进行与所获取的操作有关的处理。在本实施例中，用户基于通过图像显示装置10从数据库22等指定并读取的图像，直接执行步骤S202的输入操作。作为选择，可以将在步骤S201读取的图像暂时显示在显示单元36上，然后在步骤S206用户可以通过参照该图像进行输入操作。在这种情况下，WL、WW等的显示条件是预定值，但是可以是由用户预先指定的值。例如，用户参照显示图像，并且进行通过操作单元35指定显示类型的操作和选择WL和WW的预设值的操作中的任何操作。
图6和图7例示了由显示控制单元57显示在显示单元36上并且由用户通过操作单元35操作的示例性的GUI。图6例示了使用单选按钮的示例性的显示类型指定GUI。通过该GUI，用户能够通过选择(例如点击鼠标)与要指定的显示类型相关联的可选项(例如单选按钮)，来明确地指定显示类型。图7例示了使用下拉菜单的、将预设值设置为条件(WL/WW)所通过的示例性的GUI。通过该GUI，用户能够通过选择(例如点击鼠标)与要指定的显示类型相关联的可选项(例如下拉项)，来根据观察部位和显示类型来选择适当的显示参数。通过使用图7中所示的GUI在选择显示参数的同时隐含地指定了显示类型，并且因此，操作内容分析单元53能够获取用来估计显示类型的信息。
具体而言，用户从图7中所示的WL和WW预设列表中选择希望的显示参数(在下文中被称为预设值)，并且操作内容分析单元53确定所选择的预设值是否是例如用于差分图像的预设值。例如，当选择了包括表示WL＝0的预设值的预设值时，预设值被确定为是用于差分图像的预设值。然而，在一些情况下，正常图像的WL被指定为零。因此，如下所述希望应用另一确定方法，以并行地进行例如显示类型指定。
在图7中示例性地例示的预设列表中，各个预设名称与WL和WW预设值被成对定义。操作内容分析单元53可以基于预设名称来确定预设值是否用于差分图像。例如，当预设名称包括字符串“差分”时，所选择的预设值被确定为用于差分图像。作为选择，各个预设值可以具有表示预设值是否用于差分图像的标志，并且当标志为真时选择的预设值可以被确定为用于差分图像。
在步骤S203，操作内容分析单元53基于操作的内容获取显示类型和显示参数。控制单元50通过使用由用户指定的显示类型来执行步骤S203及以后的处理。结果，在步骤S204的处理中，根据由用户指定的显示类型来设置适当的显示参数的设置模式(“WL调整许可模式”或“WL调整禁止模式”)。
以这种方式，在本实施例中，根据用户操作来获取在第一实施例中从头部读取的显示类型和显示参数。因此，根据这些所获取的显示类型和预设值，来设置并确定在步骤S203初始设置的显示参数和在步骤S204确定的显示参数的设置模式。在步骤S205，显示控制单元57控制显示单元36显示通过使用显示参数而生成的图像。当在步骤206获取上述的指定显示类型的操作时，操作内容分析单元53在步骤207根据操作的内容调用处理。因此，除第一实施例中的分支以外，当接收到指定显示类型的操作时，处理进行到步骤S203。然后，执行上述的步骤S203及以后的处理。由用户操作的UI可以是允许指定或估计显示类型的任何其他UI。
UI可以包括在没有显示类型指定的情况下用户指示在“WL调整禁止模式”和“WL调整许可模式”之间切换所通过的UI。例如，用户直接指示模式切换所通过的UI可以被构造为：在预定键(例如，“Shift键”或“Ctrl键”)被按下的同时设置“WL调整禁止模式”，或者，否则设置“WL调整许可模式”。作为选择，在基于显示类型等设置模式的上述构造中，例如，可以在预定键被按下的同时反转模式。具体而言，当基于显示类型等设置了“WL调整禁止模式”时，可以在预定键被按下的同时设置“WL调整许可模式”。类似地，当基于显示类型等设置了“WL调整许可模式”时，可以在预定键被按下的同时设置“WL调整禁止模式”。
当通过鼠标拖动操作调整WL和WW所通过的UI被用作用户直接指示模式切换所通过的另一示例UI时，可以基于在拖动操作中首先移动鼠标的方向来确定模式，并且可以进行到该模式的切换。具体而言，当在拖动操作开始之后首先在横向方向上移动鼠标时，可以设置“WL调整禁止模式”，或者，否则(当首先在纵向方向或倾斜方向上移动鼠标时)可以设置“WL调整许可模式”。当首先在纵向方向上移动鼠标时，可以设置仅许可WL调整的“WW调整禁止模式”。因为在手动操作中，刚好在拖动操作之后的纵向方向和横向方向上的操作通常不能被精确地确定，所以一旦鼠标的移动量超过预定的阈值，就可以基于鼠标的移动方向来确定模式。可以仅当要显示的对象图像的显示类型是“基准值未被分配给特定的像素值的图像”时，才进行上述的切换处理。在这种情况下，当要显示的对象图像的显示类型是典型的图像(不是“基准值未被分配给特定的像素值的图像”)时，不论“首先移动鼠标的方向”如何，都可以设置“WL调整许可模式”，而不进行上述的切换处理。
如上所述，在本实施例中，显示类型确定单元55基于由用户指定的显示类型，来确定要显示的对象图像是否是诸如差分图像的预定的显示类型。在要显示的对象图像被确定为是预定的显示类型，并且在虽然不欲改变WL但用户可能无意地重新设置WL的设置模式下改变WW的情况下，将WL固定到预定值。也就是说，如上所述，本发明的另一方面的图像显示装置包括使显示单元36根据WL和WW显示医学图像的图像控制单元57。图像显示装置还包括针对诸如差分图像的图像的第一模式(“WL调整禁止(无效)模式”)和针对一般图像等的第二模式(“WL调整许可(有效)模式”)，作为显示模式。在第一模式下，禁止WL的调整而许可WW的调整。相对地，在第二模式下，“WL”和“WW”二者的调整均被许可。用作变换单元的显示类型确定单元55和显示参数设置单元54中的至少一者，根据特定种类的用户操作，来在医学图像的显示中，在第一模式与第二模式之间变换显示模式。具体地说，如果执行指定医学图像是如上所述的差分图像的操作，则变换单元将显示模式改变为第一模式。如果执行指定医学图像是无需将WL固定为预定值的差分图像的原始图像等的操作，则变换单元将显示模式改变为第二模式。
例如，在通过操作单元35(例如键盘)执行与显示模式相关的输入的情况下，如果作为用户操作按下键盘的预定键，则确定指示了模式变换命令。在上述实施例中，根据这种操作将显示模式变换为第一模式。另选地，在通过鼠标拖动等来执行与显示模式相关的输入的情况下，用于调整WL和WW的用户操作是鼠标拖动操作。根据在开始鼠标拖动操作时的拖动方向来变换显示模式。在上述实施例中，根据这种操作将显示模式变换为第一模式。
另选地，本发明的图像显示装置可以包括显示控制单元57和具有诸如操作内容分析单元53和显示参数设置单元54的改变单元。在这种情况下，改变单元将WL设置为固定值，并根据指示医学图像的WL和WW的调整的用户操作来调整WW。在上述实施例中，仅描述了固定WL的方面。然而，本发明包括如下方面，其中，将WL的调整量设置为小于WW的调整量，以获得通过固定WL而获得的效果。例如，在上述改变单元的操作中，响应于WL调整量的WL的变化比被设置为，小于响应于WW调整量的WW的变化比。结果，调整了基准值，但是用户可以广泛地知道调整结果的整体趋势。
如上所述，在显示基准值被分配给特定的像素值的图像时，根据本实施例的图像处理装置能够根据用户的明确的或隐含的显示类型指定来将WL固定到预定值。能够防止用户错误地改变WL，并且因此能够容易地调整WW以观察适当的图像，而不用关注WL的无意的误调整。
第四实施例
除在上述的第一实施例至第三实施例中描述的构造以外，根据第四实施例的图像显示装置还将像素值转换成显示值，使得用户能够以简单且直观的方式视觉上识别差异信息。具体而言，在本实施例中，显示控制单元57将要显示的对象图像的像素值非线性地转换成显示值并且显示该图像。
根据本实施例的图像显示装置具有与图1中所示的图像显示系统的装置构造相同的装置构造，因此下面将省略对装置构造的描述。根据本实施例的处理的过程与如图2中的流程图所示的第一实施例中的图像显示处理的过程相同。然而，本实施例与上述的第一实施例等的不同之处在于，根据显示类型切换在步骤S205从像素值到显示值的转换公式。下面仅描述本实施例中的在步骤S205进行的处理，并且省略其他步骤的描述。
在本实施例中，在步骤S205，显示控制单元57根据在步骤S202获取的要显示的对象图像的显示类型，改变在图像显示时从像素值到显示值的转换的处理内容。例如，当显示类型是差分图像时，将从像素值到显示值的转换方法设置为Sigmoid，然后进行从像素值到显示值的转换。当显示类型是任何其他图像时，将转换公式设置为由正常的窗口功能采用的Linear，然后进行从像素值到显示值的转换。当在步骤S202中显示类型被确定为是雅可比图时，将转换公式设置为Log，然后进行从像素值到显示值的转换。由显示控制单元57在显示单元36上显示经受到显示值的转换的显示图像。
图8是用于描述当将差分图像的转换公式从Linear改变为Sigmoid时从像素值到显示值的转换中的任何差异的图。在例示常规的Linear转换的图8的部分(a)中，对于小差分而言，显示值接近于中心值，这使得用户难以识别与差分图像的差分的存在。当将转换公式改变为图8的部分(b)中所示的Sigmoid转换时，对于小差分而言，显示值与中心值大幅分开。例如，当在图8的部分(a)中的中心值处在像素值零附近显示值与显示值127相差为差d1时，通过应用Sigmoid转换，该差被增加到图8的部分(b)中所示的差ds。这允许用户容易地识别与差分图像的差分的存在。
图9是用于描述当将雅可比图的转换公式从Linear改变为Log时从像素值到显示值的转换中的任何差异的图。在例示常规的Linear转换的图9的部分(a)中，缩放两倍的像素的像素值和缩放1/2倍的像素的像素值相对于中心值1.0彼此不对称。因此，当进行到显示值的转换时，对于大致相等的缩放比而言，缩小侧不会变得足够暗，并且因此用户难以从雅可比图直观地识别变形的程度。当将转换公式改变为图9的部分(b)中所示的Log转换时，对于大致相等的缩放比而言，值相对于中心值0.0是对称的，并且因此用户能够基于雅可比图的亮度或暗度容易地识别放大或缩小的程度。
上面的实施例的描述假设显示类型和转换公式的特定组合，但是显示类型和转换公式不限于在实施例中示例性地描述的那些。可以采用任何其他的显示类型和转换公式。在上述的实施例中，针对各种差分分配一个转换公式，但是可以将多个转换公式分配给相同种类的差分图像。除基于差分的种类自动分配转换公式以外，还可以通过用户指定切换转换公式。
如上所述，在显示基准值被分配给特定的像素值的图像时，根据本实施例的图像显示装置能够以增强的方式显示小的差异或大致相等的改变量(诸如放大量和缩小量)。因此，当要显示的对象图像例示多个图像之间的差异或改变的量时，以简化或直观的方式，能够将要显示的对象图像转换成允许识别图像之间的差异或改变的图像并且显示。
第五实施例
可以在图像显示装置中自动调整窗口功能的显示参数。在根据第五实施例的图像显示装置中，当自动调整窗口功能的显示参数时，在显示基准值被分配给特定的像素值的图像(诸如差分图像)时维持WL。具体而言，在本实施例中，在显示基准值被分配给特定的像素值的图像时，显示参数设置单元54在WL被固定的同时基于要显示的对象图像的像素值的分布自动调整WW。
根据本实施例的图像显示装置具有与图1中所示的图像显示系统的装置构造相同的装置构造，因此下面将省略对装置构造的描述。根据本实施例的处理的过程与如图2中的流程图所示的第一实施例中的图像显示处理的过程相同。然而，本实施例与任何其他上述的实施例的不同之处在于，在第一实施例中的步骤S206获取指示显示参数的自动调整的操作，并且在步骤S208自动调整显示参数。下面描述本实施例中的处理步骤S206至S208，并且省略其他步骤的描述。
在自动调整窗口功能的显示参数的典型的方法中，将要显示的对象图像(或其一部分)的像素值的最大值和最小值分配给各个窗口的最大值和最小值。利用该方法，能够避免所谓的图像曝光过度和曝光不足。在除该方法以外的已知的自动调整方法中，基于要显示的对象图像的像素值的分布信息(平均值和离差)来设置显示参数。然而，当通过上述的典型的方法对具有各种像素值的分布的图像(诸如差分图像)进行显示参数的自动调整时，在一些情况下，WL不能维持在预定的基准值。
下面参照图10来描述如下的情况：通过上述的将要显示的对象图像的像素值的最大值和最小值分配给窗口的最大值和最小值的典型的方法，对实际的差分图像进行显示参数的自动调整。图10的部分(a)例示了差分图像的直方图与自动调整前的显示参数之间的关系。图10的部分(b)例示了差分图像的直方图与通过上述的典型的方法自动调整显示参数后的显示参数之间的关系。如从图10的部分(b)所理解的，WL基本上被设置为最大值和最小值的中心像素值，并且因此自动调整后的WL被设置为与作为基准值的零不同的值。
然而，在本实施例中的显示参数的自动设置中，WL被固定到零，并且进行下面的WW调整。在本实施例中，在步骤S206，操作内容分析单元53接收用户通过操作单元35进行的操作。在本实施例中，除与第一实施例中的操作相同的操作以外，还至少接收指示显示参数的自动调整的操作。不论用户操作如何，都可以自动进行自动调整。作为选择，自动调整可以由显示参数设置单元54根据诸如显示类型的头部信息来确定，或者可以由用户根据头部信息来指定。
在步骤S207，操作内容分析单元53根据操作的内容调用处理。具体而言，除第一实施例中的分支以外，当接收到指示显示参数的自动调整的操作时，处理进行到步骤S208。在步骤S208，显示参数设置单元54通过根据当前的显示参数的设置模式的方法来自动设置WL和WW。当设置了“WL调整禁止模式”时，如下所述，显示参数设置单元54将WL和WW设置为显示参数。具体而言，将WL设置为基准值(对于差分图像为零)，将WW设置为“最大像素值－WL”和“WL－最小像素值”中的较大者的两倍大。这在WL被固定到基准值的同时，设置了在窗口范围中包括要显示的对象图像的全部像素的像素值的最小窗口。当设置了“WL调整许可模式”时，显示参数设置单元54如常规上所做的通过自动调整方法来设置显示参数。
图11是用于描述本实施例中的对实际的差分图像进行显示参数的自动调整的示例的图。图11的部分(a)例示了自动调整前的差分图像的像素值的直方图和显示参数。图11的部分(b)例示了自动调整后的差分图像的像素值的直方图和显示参数。在该示例中，在“最大像素值－WL”和“WL－最小像素值”当中，“WL－最小像素值”更大，并且因此WW被设置为“WL－最小像素值”的两倍大。WL被固定到零。当通过图11的部分(b)中所示的方法来进行显示参数的自动调整时，显示参数被设置为使得，在WL被维持在零的同时，要显示的对象图像的全部像素的像素值被包括在窗口范围中，避免像素值的过度曝光和曝光不足。
在上述的步骤S208的处理中，可以使用“最大像素值－WL”和“WL－最小像素值”中的“最小值”代替其“最大值”来计算“WL调整禁止模式”下的WW。利用该方法，一些像素不被包括在窗口范围中，并且因此不能避免过度曝光或曝光不足。然而，在这样的情况下，优先利用显示装置的灰度表现性能。
通过使用要显示的对象图像的像素值的最大值和最小值来设置显示参数的上述的处理是由显示参数设置单元54在步骤S208进行的示例性处理，并且可以通过任何其他方法来进行显示参数的自动设置。例如，可以使用通过分析要显示的对象图像的像素值的分布来设置显示参数的方法。例如，当设置了“WL调整许可模式”时，可以将WL设置为像素值的平均值(或众数)，并且可以基于像素值的离差来设置WW(例如，将WW设置为3σ的范围)。当设置了“WL调整禁止模式”时，将WL设置为要显示的对象图像的基准值。类似于“WL调整许可模式”，可以基于要显示的对象图像的像素值的离差来设置WW。作为选择，可以计算当基准值被设置为平均值时的离差，以基于计算出的离差来设置WW(例如，将WW设置为3σ的范围)。利用该构造，能够实现显示参数的自动设置，而不受任何离群值的影响。
第五实施例的第一变型例
在上述的根据第五实施例的显示参数的自动调整中，WW被设置为在像素值小于WL的范围(左侧)和像素值大于WL的范围(右侧)中具有相等的宽度。然而，代替使用以这种方式经过当前的WL的直线，可以在当前的WL的像素值变大侧和像素值变小侧的各侧上个别地调整WW，从而避免在WL被固定到预定值的同时浪费灰度表现。
在本变型例中，与第五实施例不同，在差分图像的情况下，对于当前的WL的像素值变大侧和像素值变小侧二者分开进行亮度调整(从像素值到显示值的转换)。具体而言，基于例如如下的条件，在WL的像素值变大侧和像素值变小侧上调整显示参数。具体而言，在小于WL(显示值127)的一侧上，基于WL和最小像素值在0至126的显示值的范围中进行常规的像素值调整。在大于WL的一侧上，基于WL和最大像素值在128至255的显示值的范围中进行常规的像素值调整。
图12是用于描述本变型例中的对实际的差分图像进行显示参数的自动调整的示例的图。对与图11中的相同的、例示直方图和自动调整前的像素值的图12的部分(a)中的差分图像进行显示参数的自动调整。如图12的部分(b)中所示，代表转换公式的直线的梯度在WL的像素值变大侧和像素值变小侧之间改变。根据该方法，在WL维持为零的同时将显示全部像素值，并且因此能够避免上述的曝光过度和曝光不足。而且，全部像素值对应于各自的显示值，这解决了像素值未包括在窗口范围中的问题并且避免了灰度表现的浪费。
如上所述，在显示基准值被分配给特定的像素值的图像时，根据本实施例的图像显示装置能够在针对例如差分图像维持预定的WL的同时进行显示参数的自动调整。
在上述的实施例中，显示单元以固定的或所设置的窗位以及所设置的窗宽来显示要显示的对象图像。然而，根据本发明的图像显示装置不限于该构造，并且可以仅进行通过等同于上述窗口功能的处理根据要显示的对象图像的像素值经转换生成显示图像并且存储所生成的显示图像的处理。换句话说，上面作为被构造为对要显示的对象图像进行转换的图像转换单元而描述的显示控制单元可以用于以固定的或所设置的窗位以及所设置的窗宽来显示要显示的对象图像。
其他实施例
另外，可以通过读出并执行记录在存储介质(也可更完整地称为“非临时性计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或更多个程序)以执行上述实施例中的一个或更多个的功能、并且/或者包括用于执行上述实施例中的一个或更多个的功能的一个或更多个电路(例如，专用集成电路(ASIC))的系统或装置的计算机，来实现本发明的实施例，并且，可以利用通过由所述系统或装置的所述计算机例如读出并执行来自所述存储介质的所述计算机可执行指令以执行上述实施例中的一个或更多个的功能、并且/或者控制所述一个或更多个电路执行上述实施例中的一个或更多个的功能的方法，来实现本发明的实施例。所述计算机可以包括一个或更多个处理器(例如，中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU))，并且可以包括分开的计算机或分开的处理器的网络，以读出并执行所述计算机可执行指令。所述计算机可执行指令可以例如从网络或所述存储介质被提供给计算机。所述存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算系统的存储器、光盘(诸如压缩光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)或蓝光光盘(BD)TM)、闪存设备以及存储卡等中的一个或更多个。
本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。
上面参照实施例描述了本发明。然而，本发明不限于上述的实施例。本发明包括通过在不脱离本发明的范围的情况下修改本发明而获得的发明以及等同于本发明的发明。在不脱离本发明的范围的情况下，可以适当地组合上述的实施例和变型例。
虽然参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不限于所公开的示例性实施例。应当对所附权利要求的范围给予最宽的解释，以便涵盖所有这些变型例以及等同的结构和功能。

Claims (21)

1.一种图像显示装置，所述图像显示装置包括：
图像获取单元，被构造为获取要显示的对象图像；
确定单元，被构造为确定要显示的对象图像是否是基准值被分配给特定的像素值的预定显示类型；
设置单元，被构造为当所述确定单元确定出要显示的对象图像是所述预定显示类型时，设置用于显示要显示的对象图像的窗位和窗宽并且将窗位固定到预定值；以及
图像转换单元，被构造为对要显示的对象图像进行转换，使得以固定到所述预定值的窗位或设置的窗位并且以设置的窗宽，来显示要显示的对象图像。
2.根据权利要求1所述的图像显示装置，所述图像显示装置还包括：
显示控制单元，被构造为使显示单元显示转换后的要显示的对象图像。
3.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，所述设置单元具有能够通过单个操作来设置窗位和窗宽二者的模式，并且在所述模式下当要显示的对象图像被确定为是所述预定显示类型时将窗位固定到所述预定值。
4.根据权利要求3所述的图像显示装置，其中，所述设置单元在所述模式下，通过向用于设置窗位的输入值提供预定范围的死区来将窗位固定到所述预定值。
5.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，所述设置单元在窗位被固定的同时接收窗宽的改变。
6.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，所述设置单元在窗位被固定的同时，基于要显示的对象图像的像素值的分布来自动调整窗宽。
7.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，所述基准值被设置为窗位。
8.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，所述预定显示类型是根据多个图像之间的差异或改变的量而获得的图像的显示类型。
9.根据权利要求8所述的图像显示装置，其中，所述预定显示类型是通过将所述多个图像之间的各个差分转换成像素值而生成的差分图像。
10.根据权利要求8所述的图像显示装置，其中，所述预定显示类型是根据所述多个图像之间的变形的缩放比而生成的雅可比图。
11.根据权利要求8所述的图像显示装置，其中，所述预定显示类型是根据所述多个图像之间的各个像素的移动量而生成的位移场图像。
12.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，所述确定单元基于添加到要显示的对象图像的信息，来确定要显示的对象图像是否是所述预定显示类型。
13.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，所述确定单元基于要显示的对象图像的像素值的分布，来确定要显示的对象图像是否是所述预定显示类型。
14.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，所述确定单元基于由用户指定的显示类型，来确定要显示的对象图像是否是所述预定显示类型。
15.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，所述图像转换单元将要显示的对象图像的各个像素值非线性地转换成显示值。
16.一种图像显示装置，所述图像显示装置包括：
图像获取单元，被构造为获取要显示的对象图像；
显示控制单元，被构造为控制显示单元以预定窗位和预定窗宽来显示要显示的对象图像；以及
设置单元，具有通过单个操作来重新设置所述预定窗位和所述预定窗宽二者的模式，并且被构造为重新设置所述预定窗位和所述预定窗宽，并且
其中，当要显示的对象图像是基准值被分配给特定的像素值的图像的显示类型时，所述设置单元包括被构造为在所述模式下限制对窗位的设置的控制单元。
17.根据权利要求16所述的图像显示装置，其中，所述控制单元通过向用于设置窗位的输入值提供预定范围的死区来限制所述设置。
18.根据权利要求16所述的图像显示装置，其中，所述控制单元通过减小用于设置窗位的输入值并且接收减小后的输入值来限制所述设置。
19.一种图像显示装置的控制方法，所述控制方法包括以下处理：
图像获取处理，获取要显示的对象图像；
确定处理，确定要显示的对象图像是否是基准值被分配给特定的像素值的预定显示类型；
设置处理，当所述确定处理确定出要显示的对象图像是所述预定显示类型时，设置用于显示要显示的对象图像的窗位和窗宽并且将窗位固定到预定值；以及
图像转换处理，对要显示的对象图像进行转换，使得以固定到所述预定值的窗位或设置的窗位并且以设置的窗宽，来显示要显示的对象图像。
20.一种图像显示装置的控制方法，所述控制方法包括以下处理：
图像获取处理，获取要显示的对象图像；
显示控制处理，控制显示单元以预定窗位和预定窗宽来显示要显示的对象图像；以及
重新设置处理，重新设置所述预定窗位和所述预定窗宽，
其中，当要显示的对象图像是基准值被分配给特定的像素值的图像的显示类型时，在通过单个操作来重新设置所述预定窗位和所述预定窗宽二者的模式下，限制在所述重新设置处理对窗位的设置。
21.一种图像显示装置，所述图像显示装置包括：
接收单元，被构造为当显示要显示的对象图像时接收用户对窗位和窗宽的改变；以及
改变单元，具有根据用户对窗位和窗宽的改变来改变要显示的对象图像的窗位和窗宽的模式、以及根据用户对窗位和窗宽的改变而仅改变要显示的对象图像的窗宽的模式。
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