JP2008006191A - 画像処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】異なるモダリティから送信された複数の画像を、1つのモニタ上に同時に表示する際に、モノクロ画像とカラー画像とを混在して表示する場合であっても、各画像に応じた最適な階調で、各画像を容易に再現することの可能な画像表示方法および画像表示システムを提供する。
【解決手段】画像処理装置において、画像データの送信元のモダリティを識別し、各モダリティに応じた階調補正のためのルックアップテーブルまたは補正係数を画像データに適用して、さらに、モニタ特性に応じた階調補正を画像データに施すことにより、前記課題を解決する。
【選択図】図1

Description

本発明は、複数の画像データを1つの表示手段に表示する画像処理装置に関する。
医療現場では、CR装置、CT装置、MRI装置、内視鏡装置、超音波診断装置(エコー)等のような医療用の診断装置(以下、モダリティという)により得られるデジタル化された医療用画像データを画像表示装置に転送して、表示する画像表示システムが構築されている。
また、近年では、カラーディスプレイの技術の進歩により、X線画像などの高輝度かつ高い階調特性が要求されるモノクロ画像についてもカラーディスプレイで表示することが可能となってきた。これにより、医療用の画像表示システムにおいて、一つのモニタ上に、カラー画像とモノクロ画像とを混在して表示させたいという要望が出てきた。
一つのモニタ上に複数の画像を混在して表示させる際には、画像ごとの階調特性に応じて、各画像に独立した階調補正処理を行うことが必要である。これを実現する方法として、例えば、特許文献1は、ルックアップテーブル(LUT)用のメモリを複数個並列に設けることにより、画像ごとの明るさ及びコントラストを独立して調整する発明を開示している。この発明によれば、複数の画像に対応する複数のLUTを有し、オペレータがテレビモニタを見ながら各画像の明るさおよびコントラストを独立して調整することにより、複数の画像を同時に表示する際に、各画像を適正な階調で表示することができる。
また、特許文献2には、複数のLUT変換テーブルを有し、識別子番号により、表示画像に対応するLUT変換テーブルを検索して、これに、アプリケーションプログラムから命令された色調を使用することにより、各画像に適正な階調処理を施して表示する方法が開示されている。
特開昭63−246788号公報 特開昭62−136695号公報
しかし、引用文献1のような階調補正の方法を行う際には、画像を表示した後に、マニュアルで階調補正を行うため、操作が煩わしく、また、画像の数が多くなるにつれて、オペレータの作業量が増えるため、効率的であるとはいえない。また、特許文献1および2の方法においては、予め同時に表示する画像の数の上限を決めておく必要があり、効率よく各画像の階調補正を行うことはできない。
さらに、モダリティから転送される画像データが、モニタで表示可能なビット数よりも小さいものである場合、階調変換により、画像データをモニタでのビット数にあわせたデータに展開する。しかし、従来の階調変換の方法は、単純に画像データの階調を正比例させるものであり、モニタが持っている階調特性を十分に生かすことができなかった。
また、医療用画像の複数表示においては、X線画像などの高輝度が要求されるモノクロ画像と、それ程高輝度を要求されないカラー画像とを混在表示させた際に、カラー画像の見えがモノクロ画像の見えに比べて明るすぎたり、または鮮やかすぎたりすることがある。すると、見る者の目がカラー画像の明るさや鮮やかさに順応してしまい、モノクロ画像自体は変化していないのにも関わらず、モノクロ画像がカラー画像に比べて、沈んだ印象の見えにくい画像となってしまい、診断性能が低下するという問題が起きてしまう。
また、各モダリティにおいて、基準白色や色温度はそれぞれ異なるため、1つのモニタに異なるモダリティから得た複数の画像を表示する場合や、あるいは、複数のモニタを並べて、各モニタにそれぞれ異なるモダリティから得た画像を表示する場合なども、見る者の目が基準白色や色温度の高い画像に順応してしまい、色温度の差を通常よりも大きく感じてしまう。
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、異なるモダリティから送信された複数の画像を、1つのモニタ上に同時に表示する際に、モノクロ画像とカラー画像とを混在して表示する場合であっても、モダリティの階調特性およびモニタの輝度設定に応じた最適な階調、かつ、モニタの階調特性に応じた階調で、各画像を容易に再現することの可能な画像処理装置を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明は、医療用診断装置による診断画像に画像処理を施して、モニタに出力する画像処理装置であって、前記診断画像の出力源となる医療用診断装置の種類を識別する識別手段と、医療用診断装置の種類ごとに設定された補正条件を有し、前記識別手段が識別した医療用診断装置に応じた補正条件で前記診断画像の階調補正を行う補正手段と、前記モニタの表示画面における診断画像の表示位置を設定する位置設定手段とを有することを特徴とする画像処理装置を提供する。
このような本発明においては、前記補正条件が、前記診断画像を処理するルックアップテーブルであることが好ましく、さらに、前記ルックアップテーブルが、モニタの表示能力に応じた診断画像の階調数の拡張も行うことが好ましい。
あるいは、前記補正条件が、前記診断画像の補正を行う演算に係る補正係数、および、前記診断画像の補正を行う演算に係る補正係数の算出手段の少なくとも一方であることが好ましく、さらに、前記演算が、モニタの表示能力に応じた診断画像の階調数の拡張も行うことが好ましい。
このような本発明によれば、異なる医療用診断装置から送信された複数の画像を、1つのモニタ上に同時に表示する際に、各医療用診断装置に応じた階調補正を行うことにより、モノクロ画像とカラー画像とを混在して表示する際にも、各画像を、医療用診断装置の階調特性、およびモニタの輝度設定や色温度に応じた最適な階調で容易に再現することができる。さらに、モニタの階調特性を十分に生かした、滑らかな階調での画像表示が可能となる。
以下に、本発明の画像処理装置を有する画像表示システムについて説明する。
図1は、本発明の画像処理装置を有する画像表示システムの第1の実施形態を示すブロック図である。
図1に示す画像表示システム10は、医療用診断装置12(以下、モダリティ12とする)と、画像処理装置14(以下、処理装置14という)と、モニタ16とを有する。
モダリティ12(12aおよび12b)は、例えば、CR装置、CT装置、MRI装置、内視鏡装置、超音波診断装置(エコー)等の医療用の診断装置であり、モダリティ12aと12bとは、例えばCR装置とMRI装置などのように、互いに異なるモダリティである。なお、図1においては、モダリティ12は2つしか表示していないが、処理装置14は、3つ以上のモダリティ12と接続されていてもよい。
モダリティ12は、基本的に、公知の医療用の診断装置であり、撮影した診断画像の画像データや撮影媒体から読み取った診断画像の画像データに、自身(少なくともモダリティ12の種類)を識別するための識別情報(以下、識別タグという)を付して、後述する処理装置14などの指定の場所あるいは指示された場所に出力する。
処理装置14は、モダリティ12による診断画像の画像データに、後述する階調補正を施して、モニタ16に出力するものである。
なお、図示例の画像表示システム10においては、処理装置14は、モダリティ12から直接的に画像データを取得しているが、本発明はこれに限定されず、例えば、DICOM(Digital Image and Communication in Medicine「医療用画像データや波形データ等の伝送規格」)を利用して形成された画像ネットワークシステム(すなわち、処理装置14が、この画像ネットワークシステムに組み込まれる)や、処理装置14が接続される診断画像用のサーバ等、各種の部位から画像データを取得してもよいのは、もちろんである。
図示例において、処理装置14は、モダリティ12から受け取った画像データの識別タグを読み取るタグ情報読取り手段22、各モダリティ12に応じたモダリティ階調補正ルックアップテーブル(以下、モダリティLUTという)を記憶するLUT用メモリ24、モダリティLUTを用いて画像データに階調補正を施す補正手段26、画像データのモニタ16の画面上での表示位置を決定する位置設定手段28を有する。
このような処理装置14は、例えば、パーソナルコンピュータ等を利用して構成され、処理装置14には、キーボードやマウス等の操作手段30が接続される。
タグ情報読取り手段22は、モダリティ12から受け取った画像データに添付されている識別タグを読取り、これを基に送付元のモダリティ12を識別する。さらに、識別結果をLUT用メモリ24に送る。
LUT用メモリ24は、各モダリティ12に応じた階調補正を行うための、モダリティLUTを記憶するためのメモリである。
ここで、モダリティLUTとは、モダリティごとの階調特性とモニタ16の輝度設定に応じて予め作製される、階調補正のためのルックアップテーブルである。つまり、モダリティLUTは、各モダリティに対応して、複数作製され、LUT用メモリ24に記憶されている。
診断画像には、モダリティの種類に応じて、好ましい表示特性がある。例えば、MRI装置等によるカラー画像に比して、CR装置等から出力されるX線画像は、モノクロ画像であるために、高い輝度および高い階調数が要求される。
1台のモニタが1種のモダリティに対応する単体表示であれば、問題はない。しかしながら、前述のように、カラー画像とモノクロ画像など、画像に要求される階調特性の異なる複数の画像を1台のモニタに混在表示させる際には、例えば、モノクロ画像に表示特性を合わせると、カラー画像が明るすぎてしまう等の問題がある。
モダリティLUTは、このような不都合を解決して、1台のモニタにモノクロの診断画像とカラーの診断画像など、異なるモダリティによる画像を混在表示する際に、いずれの画像も、各モダリティに応じた適正な階調特性となるように、モダリティから供給された画像の階調補正を行うものである。
図示例において、モニタ16は、最も高い表示輝度が要求されるモダリティ12に応じて輝度が設定されている。モダリティLUTは、このモニタ16の輝度設定とモダリティ12との組み合わせに応じて、モニタ16による表示画像がモダリティ12に応じた適正な階調特性の画像となるように、モダリティ12ごとに作製される。
LUT用メモリ24は、このモダリティLUTを記憶する。
図示例の処理装置14は、このようにモダリティ12ごとに設定された階調補正のルックアップテーブルであるモダリティLUTを有することにより、異なるモダリティ12から供給された複数の画像をモニタ16に混在表示する場合に、いずれの画像も、そのモダリティ12に応じた適正な階調特性の画像とすることができ、高画質な診断画像の混在表示により、正確かつ適正な診断を迅速に行うことを可能にする。
画像表示システム10において、モダリティLUTは、外部で作製してLUT用メモリ24に記憶しても、あるいは、モニタ16の最高輝度設定の変更等に応じて、処理装置14の内部で自動的に作製して、LUT用メモリ24に記憶してもよい。
なお、モダリティLUTは、単体表示のモニタで用いられている階調補正用のLUTに準じて、公知の方法で作製すればよい。
ここで、モダリティLUTは、好ましい態様として、モニタ16の表示能力(表示の階調数)が、入力された画像データの階調数よりも高い場合には、前記階調補正を行うと共に、モニタ16の表示能力に応じて画像データの階調を拡張する。
例えば、供給された画像データが8bit(256階調)で、モニタの表示能力が10bitである場合には、階調補正を行うと共に、画像データを8bitから10bitに拡張する。
前述のように、処理装置14はPC等を利用して構成される。PCでは、一般的に、画像データは、8bit(256階調)のデータとして扱う場合が多い。一方で、近年、モニタの表示の能力は向上しており、例えば10bitなど、8bitを越える高階調数の表示能力を有するモニタも少なくない。すなわち、従来の画像表示システムでは、モニタの有する階調特性を十分に生かしきれていないのが現状である。
さらに、診断画像がCR装置等から出力されたモノクロ画像である場合には、高輝度で高階調の表示画像が要求されるのは、前述の通りである。
これに応じて、モダリティLUTにおいて、階調補正と共に、モニタの表示能力に応じて階調を拡張することにより、異なるモダリティから供給された複数画像をモニタに混在表示する際に、前述のように各画像の階調をモダリティに応じた適正な階調特性とすると共に、CR装置等から出力されたモノクロ画像(そのウインドウ)は、高輝度かつ高階調のモノクロ画像とし、MRI装置等から出力されたカラー画像(そのウインドウ)は、輝度が適正な視認性の良好なカラー画像とすることができる。
なお、階調の拡張も、LUTを用いる公知の方法に準じて行えばよい。
LUT用メモリ24は、タグ情報読取り手段22から受け取った送信元のモダリティ12の識別結果を基に、モダリティ12のモダリティLUTを検索して、該当するモダリティLUTを補正手段26へ送る。
補正手段26は、LUT用メモリ24から受け取ったモダリティLUTを用いて、画像データに階調補正を施す。
位置設定手段28は、各モダリティ12から供給された画像データ(その画像を表示するウインドウ)のモニタ16の画面上での表示位置を設定するものである。
すなわち、モダリティ12aから供給された画像の表示位置は此処、モダリティ12bから供給された画像の表示位置は此処というように、モニタ16の表示画面上における、各モダリティ12の画像の表示位置を設定するものである。
従来の診断画像の表示は、1種のモダリティに1台のモニタが対応する単体表示が通常である。これに対し、処理装置14は、この位置設定手段28を有することにより、モダリティ12aおよびモダリティ12bのように、互いに異なるモダリティ12から供給された画像を1つの表示画面に表示する、混在表示を可能にしている。
画像の表示位置は、例えば、モダリティごとに、予め固定の位置を設定されていてもよいし、オペレータが操作手段30などを用いて適宜入力指示してもよく、あるいは、モダリティ12が指示してもよい。設定された表示位置のデータは、位置情報として、画像データと共にモニタ16へ送られる。
なお、処理装置14は、このような階調補正および階調の拡張以外にも、色/濃度補正、欠陥画素補正、シャープネス処理、モニタ16等での表示に対応する画像データへの変換など、必要に応じて、公知の診断画像の表示システムで実施されている各種の画像処理を行ってもよいのは、もちろんである。
モニタ16は、処理装置14から画像データおよび位置情報を受け取り、画面上の、受け取った位置情報に対応する位置に画像データを表示するものであり、LCD、CRT等、公知の表示手段が全て利用可能である。
モニタ16は、受け取った位置情報に基づいて、操作手段30などを用いて、画像データをモニタ16の画面上に表示する。
次に、本発明の画像表示システム10における画像データの階調補正および画像の表示方法について、詳細に説明する。
モダリティ12は、前述のように、撮影した診断画像の画像データや撮影媒体から読み取った診断画像の画像データに識別タグを添付して、処理装置14へ出力する。
処理装置14では、画像データと識別タグを受け取り、タグ情報読取り手段22において、画像データに添付されているタグ情報を読み取り、画像データの送付元のモダリティ12を識別する。さらに、識別したモダリティ12の情報をLUT用メモリ24へ送る。
LUT用メモリ24は、タグ情報読取り手段22から受け取ったモダリティ12の識別結果を基に、該当するモダリティ12の階調特性に基づくモダリティLUTを検索し、補正手段26へ送る。補正手段26は、画像データに対して、受け取ったモダリティLUTを用いて階調補正処理を行う。
階調補正を施された画像データは、位置設定手段28へ送られる。
位置設定手段28では、受け取った画像データをモニタ16に表示する際の、画面上の表示位置を設定する。設定は、上述したように、各モダリティに応じて、予め固定の位置を設定していてもよいし、オペレータが操作手段30を用いて指定してもよく、あるいは、モダリティ12が指示してもよい。
表示位置が決定すると、処理装置14は、階調補正を施された画像データと、画像データの表示位置を示す位置情報とをまとめて、モニタ16へ送信する。
モニタ16は、処理装置14から画像データおよび位置情報を受け取ると、位置情報に基づいて画像データの画面上の表示位置を決定し、画像の表示を行う。
このような画像処理装置14を有する画像表示システム10によれば、異なるモダリティ12から送信された複数の画像を、モニタ16で同時に表示する際に、各モダリティ12の階調特性やモニタ16の輝度、および階調特性に応じたルックアップテーブルを適用して階調補正を行うことにより、モノクロ画像とカラー画像とを混在して表示する際にも、各画像を、モダリティ12の階調特性およびモニタ16の輝度設定に応じた最適な階調で容易に再現することができる。さらに、モニタ16の階調特性を十分に生かした、滑らかな階調での画像表示が可能となる。
なお、本実施例においては、モダリティLUTによる階調補正を処理装置14で行っているが、本発明はこれに限定されず、例えばモニタ16がLUT用メモリを有する構成として、モニタ16で、モダリティLUTによる階調補正を行うようにしてもよい。
以上の実施例においては、モダリティの階調特性、モニタの輝度および階調特性に応じて予め作製したモダリティごとの階調補正テーブルを用いることにより、各画像データに最適な階調補正を行い、これをモニタに表示する方法について述べたが、本発明では、輝度以外にも、色温度の設定に応じた補正係数を用いて、最適な階調の画像をモニタに表示することもできる。この方法について以下に詳述する。
図2は、本発明の画像処理装置を有する画像表示システムの第2の実施形態を示すブロック図である。
なお、図2に示す画像表示システム40において、補正係数メモリ54、補正手段56以外の構成については、図1に示したものと同様であるため、同じ部位には同じ符号を付し、以下の説明は、図1と異なる部位を主に行う。
図2に示す画像表示システム40において、補正係数メモリ54は、各モダリティ12に応じた階調補正を行うための補正係数を記憶するためのメモリである。つまり、補正係数は、各モダリティに対応して、複数作製され、補正係数メモリ54に記憶されている。
ここで、補正係数とは、各モダリティ12の色温度とモニタ16の色温度の設定および階調特性に応じて予め算出される、階調補正のための補正係数である。
つまり、補正係数は、各モダリティ12に対応して、複数作製され、補正係数メモリ54に記憶されている。
補正係数は、1台のモニタに異なるモダリティ12による画像を混在表示する際に、モダリティ12から供給された画像の階調補正を行うものである。
図示例において、モニタ16は、最も高い表示輝度が要求されるモダリティに応じて色温度が設定されている。補正係数は、このモニタの色温度の設定とモダリティ12との組み合わせに応じて、モニタ16による表示画像がモダリティ12に応じた適正な階調特性の画像となるように、モダリティ12ごとに作製される。補正係数は、例えば、RGBのゲインを変える構成として、アナログ的に補正を行うものとすればよい。また、パラメータを離散的にいくつか有し、補間して補正を行うものとしてもよい。
補正係数メモリ54は、この補正係数を記憶する。
図示例の処理装置44は、このようにモダリティ12ごとに設定された階調補正の補正係数を有することにより、異なるモダリティ12から供給された複数の画像をモニタ16に混在表示する場合に、いずれの画像も、そのモダリティ12に応じた適正な階調特性の画像とすることができ、高画質な診断画像の混在表示により、正確かつ適正な診断を迅速に行うことを可能にする。
画像表示システム40において、補正係数は、外部で作製して補正係数メモリ54に記憶しても、あるいは、モニタ16の色温度設定の変更等に応じて、処理装置44の内部で自動的に作製して、補正係数メモリ54に記憶してもよい。
なお、補正係数は、単体表示のモニタで用いられている階調補正において用いる補正係数に準じて、公知の方法で作製すればよい。
ここで、補正係数は、好ましい態様として、モニタ16の表示能力(表示の階調数)が、入力された画像データの階調数よりも高い場合には、前記階調補正を行うと共に、モニタ16の表示能力に応じて画像データの階調を拡張するものである。
あるいは、補正手段56は、モニタ16の階調補正および拡張を行うLUTを有し、これを用いて画像データの階調補正および拡張を行うようにしてもよい。
補正係数メモリ54は、タグ情報読取り手段22から受け取った送信元のモダリティ12の識別結果を基に、モダリティ12の補正係数を検索して、該当する補正係数を補正手段56へ送る。
補正手段56は、補正係数メモリ54から受け取った補正係数を用いて、画像データに階調補正を施す。
次に、本発明の画像表示システム40における画像データの階調補正および画像の表示方法について、詳細に説明する。
第1の実施形態と同様に、モダリティ12は、撮影した診断画像の画像データや撮影媒体から読み取った診断画像の画像データに識別タグを添付して、処理装置44へ出力する。
処理装置44では、画像データと識別タグを受け取り、タグ読取り手段22において、画像データに添付されているタグ情報を読み取り、画像データの送付元のモダリティ12を識別する。さらに、識別したモダリティ12の情報を補正係数メモリ54へ送る。
補正係数メモリ54は、タグ読取り手段22から受け取ったモダリティ12の識別結果を基に、該当するモダリティ12の補正係数を検索し、補正手段56へ送る。補正手段56は、画像データに対して、受け取った補正係数を用いて階調補正処理を行う。
階調補正を施された画像データは、位置設定手段28へ送られる。
位置設定手段28では、受け取った画像データをモニタ16に表示する際の、画面上の表示位置を設定する。設定は、第1の実施形態において上述したような方法により行えばよい。
表示位置が決定すると、処理装置44は、階調補正を施された画像データと、画像データの表示位置を示す位置情報とをまとめて、モニタ16へ送信する。
モニタ16は、処理装置44から画像データおよび位置情報を受け取ると、位置情報に基づいて画像データの画面上の表示位置を決定し、画像の表示を行う。
このような画像処理装置44を有する画像表示システム40によれば、モダリティ12に応じた補正係数を用いることにより、各モダリティ12の階調特性やモニタ16の色温度に応じた階調補正を行うことができる。これにより、モノクロ画像とカラー画像とを混在して表示する際にも、各画像を、モダリティ12の色温度およびモニタ16の色温度設定に応じた最適な階調で容易に再現することができる。さらに、モニタ16の階調特性を十分に生かした、滑らかな階調での画像表示が可能となる。
なお、本実施例においては、補正係数を予め補正係数メモリ54に記憶し、必要に応じて検索しているが、本発明はこれに限定されず、補正係数は予め記憶せずに、処理装置44において画像データを受け取った際に、例えば補正手段56などにおいて、各モダリティ12の色温度とモニタ16の色温度の設定とから、その都度、補正係数を算出して適用してもよい。
以上のような本発明によれば、異なるモダリティから送信された複数の画像を、1つのモニタ上に同時に表示する際に、各モダリティの階調特性やモニタの輝度あるいは色温度に応じた階調補正を行うことにより、モノクロ画像とカラー画像とを混在して表示する際にも、各画像を最適な階調で容易に再現することができる。
さらに、モニタでのビット数に応じて画像を展開する際に、モニタの階調特性に応じた階調補正を各画像に施すため、モニタの階調特性を十分に生かした、滑らかな階調での画像表示が可能となる。
以上、本発明の画像処理装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施態様に限定はされず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
本発明の画像処理装置を有する画像表示システムの第1の実施形態を示すブロック図である。 本発明の画像処理装置を有する画像表示システムの第2の実施形態を示すブロック図である。
符号の説明
10、40 画像表示システム
12a、12b 医療用診断装置(モダリティ)
14、44 画像処理装置(処理装置)
16 モニタ
22 タグ情報読取り手段
24 LUT用メモリ
26 補正手段
28 位置設定手段
30 操作手段
54 補正係数メモリ
56 補正手段

Claims (5)

  1. 医療用診断装置による診断画像に画像処理を施して、モニタに出力する画像処理装置であって、
    前記診断画像の出力源となる医療用診断装置の種類を識別する識別手段と、医療用診断装置の種類ごとに設定された補正条件を有し、前記識別手段が識別した医療用診断装置に応じた補正条件で前記診断画像の階調補正を行う補正手段と、前記モニタの表示画面における診断画像の表示位置を設定する位置設定手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
  2. 前記補正条件が、前記診断画像を処理するルックアップテーブルである請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 前記ルックアップテーブルが、モニタの表示能力に応じた診断画像の階調数の拡張も行う請求項2に記載の画像処理装置。
  4. 前記補正条件が、前記診断画像の補正を行う演算に係る補正係数、および、前記診断画像の補正を行う演算に係る補正係数の算出手段の少なくとも一方である請求項1または2に記載の画像処理装置。
  5. 前記演算が、モニタの表示能力に応じた診断画像の階調数の拡張も行う請求項4に記載の画像処理装置。
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