JP2012105048A - 立体視画像表示装置および方法並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】右目用画像および左目用画像の２枚の画像を用いて立体視画像を表示する立体視画像表示装置において、立体視画像上の被写体の大きさの計測を容易にする。
【解決手段】画像処理部８ｃにおいて、立体視画像上において三次元位置を入力可能な入力部７により特定された位置に目盛りが表示された立体カーソルを合成し、モニタ９に表示する。
【選択図】図３

Description

本発明は、右目用画像および左目用画像の２枚の画像を用いて立体視画像を表示する立体視画像表示装置および方法並びにプログラムに関するものである。

従来、右目用画像および左目用画像の２枚の画像を組み合わせて表示することにより、視差を利用して立体視できることが知られている。このような立体視できる画像（以下、立体視画像またはステレオ画像という）は、同一の被写体を異なる位置から撮影して取得された互いに視差のある複数の画像に基づいて生成される。

そして、このような立体視画像の生成は、デジタルカメラやテレビなどの分野だけでなく、放射線画像撮影の分野においても利用されている。すなわち、被験者に対して互いに異なる方向から放射線を照射し、その被験者を透過した放射線を放射線画像検出器によりそれぞれ検出して互いに視差のある複数の放射線画像を取得し、これらの放射線画像に基づいて立体視画像を生成することが行われている。そして、このように立体視画像を生成することによって奥行感のある放射線画像を観察することができ、より診断に適した放射線画像を観察することができる。（例えば特許文献１参照）

特開２０１０−１１０５７１号公報

ところで、上記のような立体視画像は、３次元的な画像情報があるのではなく、右目用画像および左目用画像の２枚の画像に基づいて視差を利用した虚像を浮かび上がらせて立体視させているため、被写体の境界が曖昧となる。そのため、立体視画像上に３次元的に移動可能なカーソルを表示させて画像上の特定の被写体を指定するのが、２Ｄ画像と比較して困難となる。

特に放射線画像の場合は透過映像であり被写体の境界が通常の写真と比べてさらに曖昧となるため、立体視画像上でカーソルにより被写体を指定するのが非常に困難となる。

また、立体視画像上でカーソルにより任意の２点を指定して、２点間の距離を測定することにより被写体の大きさを計測する手法が考えられているが、上述の通り立体視画像上では被写体を特定してカーソルにより正確な位置を指定するのが非常に困難であるため、被写体の大きさを正確に計測することが難しい。

本発明は、上記の事情に鑑み、右目用画像および左目用画像の２枚の画像を用いて立体視画像を表示する立体視画像表示装置および方法並びにプログラムにおいて、上記問題を解消したものを提供することを目的とする。

本発明の立体視画像表示装置は、被写体が撮像された互いに視差のある右目用画像および左目用画像から構成される立体視画像を立体視可能に表示する立体視画像表示装置であって、立体視画像上の、三次元位置を入力可能な入力手段により特定された位置に、目盛りが表示された立体カーソルを表示するカーソル表示手段を備えてなることを特徴とするものである。

ここで「立体カーソル」とは、２次元平面に納まらない３次元形状を認識できるものを意味する。

また、「立体視可能に表示する」とは、立体視画像の構成画像を左右に並べて表示したり、立体視画像の構成画像をそれぞれ異なる偏光状態でハーフミラー上に重ね、偏光グラス等を通して表示したり、立体視画像の構成画像をレンチキュラーディスプレイで表示したり等、立体視画像の表示側において立体視に必要な要件をすべて満たして、立体視画像の構成画像を表示することを意味する。

なお、目盛りが表示された立体カーソルについては、予め目盛りが表示された立体カーソルを用意していてもよいし、目盛りが表示されていない立体カーソルを記憶したカーソル記憶手段と、目盛りが表示されていない立体カーソルに対して目盛りを合成する目盛り合成手段とを備え、カーソル表示手段を、目盛り合成手段により目盛りが合成された立体カーソルを表示するものとしてもよい。この場合、目盛り合成手段は、合成する目盛りの間隔を変更可能なものとすることが好ましい。

また、目盛りの尺度（目盛りの間隔が示す実際の大きさ）を表示する尺度表示手段を備えたものとすることが好ましい。

また、立体カーソル表示手段は、複数の異なる形状の立体カーソルの中から表示する立体カーソルの形状を変更可能なものとしてもよいし、立体カーソルの大きさや透過度を変更可能なものとしてもよい。

また、立体カーソル表示手段は、立体カーソルを点滅表示するものとしてもよい。

本発明の立体視画像表示方法は、被写体が撮像された互いに視差のある右目用画像および左目用画像から構成される立体視画像を立体視可能に表示する立体視画像表示方法であって、立体視画像上の、三次元位置を入力可能な入力手段により特定された位置に、目盛りが表示された立体カーソルを表示することを特徴とするものである。

また、本発明による立体視画像表示方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。

本発明の立体視画像表示装置および方法並びにプログラムによれば、被写体が撮像された互いに視差のある右目用画像および左目用画像から構成される立体視画像を立体視可能に表示する立体視画像表示装置において、立体視画像上の、三次元位置を入力可能な入力手段により特定された位置に、目盛りが表示された立体カーソルを表示するようにしたことにより、通常の平面カーソルと比較して奥行き方向の位置が把握しやすいため正確に位置を指定させることができ、かつ立体カーソルに表示されている目盛りにより指定位置近傍の部位の大きさを目視で計測できるため、簡単かつ正確に被写体の大きさを計測させることができる。

また、目盛りが表示されていない立体カーソルを記憶したカーソル記憶手段と、目盛りが表示されていない立体カーソルに対して目盛りを合成する目盛り合成手段とを備え、カーソル表示手段を、目盛り合成手段により目盛りが合成された立体カーソルを表示するものとすれば、立体カーソルの形状を複数用意し、また表示する目盛りの種類が複数ある場合でも、立体カーソルと目盛りの全ての組み合わせのデータを用意するが必要なく、適宜目盛りが表示された立体カーソルを生成可能となる。

この場合、目盛り合成手段は、合成する目盛りの間隔を変更可能なものとすれば、ユーザーの所望の表示形態に対応可能となり、利便性の高いものとすることができる。

また、目盛りの尺度を表示する尺度表示手段を備えたものとすれば、立体視画像内における部位毎の相対的な大きさだけでなく、実際の大きさも把握できるようにすることができる。

また、立体カーソル表示手段を、複数の異なる形状の立体カーソルの中から表示する立体カーソルの形状を変更可能なものとしたり、立体カーソルの大きさや透過度を変更可能なものとすれば、ユーザーの所望の表示形態に対応可能となり、利便性の高いものとすることができる。

また、立体カーソル表示手段は、立体カーソルを点滅表示するものとすれば、立体カーソルの有無状態の対比を簡潔に表示できるため、部位の確認や指定が容易となる。

本発明の立体視画像表示装置の一実施の形態を用いた乳房用立体視画像撮影表示システムの概略構成図 図１に示す乳房用立体視画像撮影表示システムのアーム部を図１の右方向から見た図 図１に示す乳房用立体視画像撮影表示システムのコンピュータ内部の概略構成を示すブロック図 立体視画像に対する立体カーソル投影について説明するための図 乳房立体視画像を構成する左右の画像の一例を示す図 乳房立体視画像の視認イメージを示す図 立体カーソルの他の例を示す図（１） 立体カーソルの他の例を示す図（２） 立体カーソルの他の例を示す図（３） 立体カーソルの他の例を示す図（４）

以下、図面を参照して本発明の立体視画像表示装置の一実施の形態を用いた乳房用立体視画像撮影表示システムについて説明する。まず、本実施の形態の乳房用立体視画像撮影表示システム全体の概略構成について説明する。図１は乳房用立体視画像撮影表示システムの概略構成を示す図、図２は図１に示す乳房用立体視画像撮影表示システムのアーム部を図１の右方向から見た図、図３は図１に示す乳房用立体視画像撮影表示システムのコンピュータ内部の概略構成を示すブロック図である。

本実施形態の乳房用立体視画像撮影表示システム１は、図１に示すように、乳房画像撮影装置１０と、乳房画像撮影装置１０に接続されたコンピュータ８と、コンピュータ８に接続されたモニタ９および入力部７とを備えている。

そして、乳房画像撮影装置１０は、図１に示すように、基台１１と、基台１１に対し上下方向（Ｚ方向）に移動可能であり、かつ回転可能な回転軸１２と、回転軸１２により基台１１と連結されたアーム部１３を備えている。なお、図２には、図１の右方向から見たアーム部１３を示している。

アーム部１３はアルファベットのＣの形をしており、その一端には撮影台１４が、その他端には撮影台１４と対向するように放射線照射部１６が取り付けられている。アーム部１３の回転および上下方向の移動は、基台１１に組み込まれたアームコントローラ３１により制御される。

撮影台１４の内部には、フラットパネルディテクタ等の放射線画像検出器１５と、放射線画像検出器１５からの電荷信号の読み出しを制御する検出器コントローラ３３が備えられている。また、撮影台１４の内部には、放射線画像検出器１５から読み出された電荷信号を電圧信号に変換するチャージアンプや、チャージアンプから出力された電圧信号をサンプリングする相関２重サンプリング回路や、電圧信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部などが設けられた回路基板なども設置されている。

また、撮影台１４はアーム部１３に対し回転可能に構成されており、基台１１に対してアーム部１３が回転したときでも、撮影台１４の向きは基台１１に対し固定された向きとすることができる。

放射線画像検出器１５は、放射線画像の記録と読出しを繰り返して行うことができるものであり、放射線の照射を直接受けて電荷を発生する、いわゆる直接型の放射線画像検出器を用いてもよいし、放射線を一旦可視光に変換し、その可視光を電荷信号に変換する、いわゆる間接型の放射線画像検出器を用いるようにしてもよい。また、放射線画像信号の読出方式としては、ＴＦＴ（thin film transistor）スイッチをオン・オフされることによって放射線画像信号が読みだされる、いわゆるＴＦＴ読出方式のものや、読取光を照射することによって放射線画像信号が読み出される、いわゆる光読出方式のものを用いることが望ましいが、これに限らずその他のものを用いるようにしてもよい。

放射線照射部１６の中には放射線源１７と、放射線源コントローラ３２が収納されている。放射線源コントローラ３２は、放射線源１７から放射線を照射するタイミングと、放射線源１７における放射線発生条件（管電流、管電圧、時間等）を制御するものである。

また、アーム部１３の中央部には、撮影台１４の上方に配置されて乳房Ｍを押さえつけて圧迫する圧迫板１８と、その圧迫板１８を支持する支持部２０と、支持部２０を上下方向（Ｚ方向）に移動させる移動機構１９が設けられている。圧迫板１８の位置、圧迫圧は、圧迫板コントローラ３４により制御される。

コンピュータ８は、中央処理装置（ＣＰＵ）および半導体メモリやハードディスクやＳＳＤ等のストレージデバイスなどを備えており、これらのハードウェアによって、図３に示すような制御部８ａ、データ記憶部８ｂおよび画像処理部８ｃが構成されている。

制御部８ａは、各種のコントローラ３１〜３４に対して所定の制御信号を出力し、システム全体の制御を行うものである。具体的な制御方法については後で詳述する。

データ記憶部８ｂは、放射線画像検出器１５によって取得された撮影角度毎の放射線画像データや、目盛りが表示されていない立体カーソルの形状情報等を記憶するものである。

画像処理部８ｃは、目盛りが表示されていない立体カーソルに対して目盛りを合成する目盛り合成手段としての機能や、立体視画像中に立体カーソルを表示させるカーソル表示手段としての機能や、目盛りの尺度を表示する尺度表示手段としての機能を有する他、種々の画像処理を施すためのものである。

入力部７は、例えば、キーボードやマウスなどのポインティングデバイスから構成されたものであり、立体カーソルの移動操作や、撮影条件や操作指示等の入力を受け付けるためのものである。

モニタ９は、コンピュータ８から出力された２つの放射線画像信号を用いて、撮影方向毎の放射線画像をそれぞれ２次元画像として表示することにより、立体視画像を立体視可能に表示するように構成されたものである。

立体視画像を表示する構成としては、たとえば、２つの画面を用いて２つの放射線画像信号に基づく放射線画像をそれぞれ表示させて、これらをハーフミラーや偏光グラスなどを用いることで一方の放射線画像は観察者の右目に入射させ、他方の放射線画像は観察者の左目に入射させることによって立体視画像を表示する構成を採用することができる。

または、たとえば、２つの放射線画像を所定の視差量だけずらして重ね合わせて表示し、これを偏光グラスで観察することで立体視画像を生成する構成としてもよいし、もしくはパララックスバリア方式およびレンチキュラー方式のように、２つの放射線画像を立体視可能な３Ｄ液晶に表示することによって立体視画像を生成する構成としてもよい。

また、立体視画像を表示する装置と２次元画像を表示する装置とは別個に構成するようにしてもよいし、同じ画面上で表示できる場合には同じ装置として構成するようにしてもよい。

次に、本実施形態の乳房用立体視画像撮影表示システムの作用について説明する。図４は立体視画像に対する立体カーソル投影について説明するための図、図５は乳房立体視画像を構成する左右の画像の一例を示す図、図６は乳房立体視画像の視認イメージを示す図、図７は立体カーソルの他の例を示す図（１）、図８は立体カーソルの他の例を示す図（２）、図９は立体カーソルの他の例を示す図（３）、図１０は 立体カーソルの他の例を示す図（４）である。

まず、撮影の際の動作について説明する。

最初に撮影台１４の上に乳房Ｍが設置され、圧迫板１８により乳房Ｍが所定の圧力によって圧迫される。

次に、入力部７おいて、２つの異なる撮影方向がなす角度（以下、輻輳角θという）および輻輳角θを構成する撮影角度θ'の組み合わせを含む種々の撮影条件が入力された後、撮影開始の指示が入力される。

そして、入力部７において撮影開始の指示があると、乳房Ｍの立体視画像の撮影が行われる。具体的には、まず、制御部８ａが、輻輳角θと輻輳角θを構成する撮影角度θ'の情報をアームコントローラ３１に出力する。なお、本実施形態においては、このときの輻輳角θの情報としてθ＝４°、輻輳角θを構成する撮影角度θ’の組み合わせとしてθ’＝±２°の組み合わせが設定されているものとするが、これに限られるものではなく、撮影者は入力部７において任意の輻輳角θを設定可能である。

アームコントローラ３１において、制御部８ａから出力された撮影角度θ’の情報が受け付けられ、アームコントローラ３１は、この撮影角度θ’の情報に基づいて、まず右目用の放射線画像を撮影するためにアーム部１３を検出面１５ａに垂直な方向に対して＋２°傾く撮影角度θ'となる制御信号を出力する。

アームコントローラ３１から出力された制御信号に応じてアーム部１３が＋２°の位置まで回転する。続いて制御部８ａは、放射線源コントローラ３２および検出器コントローラ３３に対して放射線の照射と放射線画像信号の読出しを行うよう制御信号を出力する。この制御信号に応じて、放射線源１７から放射線が照射され、乳房Ｍを撮影角度θ'が＋２°の方向から撮影した放射線画像が放射線検出器１５によって検出され、検出器コントローラ３３によって放射線画像信号が読み出され、コンピュータ８のデータ記憶部８ｂに記憶される。

続いて、まず左目用の放射線画像を撮影するためにアーム部１３を検出面１５ａに垂直な方向に対して−２°傾く撮影角度θ'となる制御信号を出力する。

アームコントローラ３１から出力された制御信号に応じてアーム部１３が−２°の位置まで回転する。続いて制御部８ａは、放射線源コントローラ３２および検出器コントローラ３３に対して放射線の照射と放射線画像信号の読出しを行うよう制御信号を出力する。この制御信号に応じて、放射線源１７から放射線が照射され、乳房Ｍを撮影角度θ'が−２°の方向から撮影した放射線画像が放射線検出器１５によって検出され、検出器コントローラ３３によって放射線画像信号が読み出され、コンピュータ８のデータ記憶部８ｂに記憶される。

次に、立体視画像表示の際の動作について説明する。

まず、コンピュータ８のデータ記憶部８ｂに記憶された右目用放射線画像および左目用放射線画像の２つの放射線画像信号がデータ記憶部８ｂから読み出された後、モニタ９に出力され、モニタ９において乳房Ｍの立体視画像が表示される。

また、図６に示すように、立体視画像上には、前面下辺（Ｘ軸）、前面左辺（Ｚ軸）、上面左辺（Ｙ軸）に目盛りが表示された立方体の立体カーソルＣと、この目盛りの尺度を示すスケールＳが表示される。

なお、立体カーソルＣの大きさ、形状については特に制限はなく、立方体以外にも図８に示すような球体としてもよいし、それ以外にも多面体、円柱体等どのような態様としてもよい。

また、目盛りの間隔も特に制限はなく、どのような態様としてもよい。

また、目盛りの表示の仕方も、上記のように多面体の辺に表示する以外に、図７に示すように多面体の面内に表示する等どのような態様としてもよい。

また、目盛りの尺度の表示の仕方も、上記のように立体カーソルＣと分けてスケールＳを表示する以外に、図７に示すように目盛りと尺度を合わせて表示する等どのような態様としてもよい。

また、立体カーソルＣを球体とした場合には、図８に示すように、球の中心を基準にＸ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面、Ｘ−Ｚ平面と交差する３つの円周に沿って目盛りを表示する等どのような態様としてもよい。

また、目盛りを表示する場所も、立体カーソルＣの表面に限らず立体カーソルＣの内部に表示してもよい。具体的には、図９に示すように、球の内部において、球の中心を基準にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を表示して、これらの軸に目盛りを表示する等どのような態様としてもよい。

また、透過度についても特に制限はなくどのような態様としてもよいが、３０％〜６０％程度とすれば、立体カーソルＣの視認性と、立体カーソルＣが所望の被写体と重なった際の確認のし易さとを両立することができる。

なお、立体カーソルＣに透過度を設定した場合、例えば図８に示すように立体カーソルＣの周囲全てに目盛りを表示すると表側と裏側の目盛りが重なって目盛りが視認しづらくなるため、図１０に示すように表側（前面から見て見える範囲）のみ目盛りを表示するようにしてもよい。

これらの設定は、ユーザーの指示入力に基づいて任意の態様に変更可能とすることが好ましい。

ここで立体視画像上に立体カーソルＣを表示する際の処理について詳細に説明する。

立体カーソルＣは、モニタ９の表示面に対して３次元的に移動可能なものであり、立体カーソルＣの形状や大きさや透過度、また目盛りやスケールの表示態様が、初期設定もしくはユーザーの指示入力に基づいて決定され、入力部７において３次元的な表示位置が指定されると、画像処理部８ｃにおいて、図４に示すように、放射線画像検出器１５の検出面に対する相対位置を求めてこの位置に立体カーソルＣを仮想的に配置し、まず、右目用放射線画像撮影時の撮影角度θ’において放射線画像検出器１５の検出面上に立体カーソルＣが投影される位置を求め、右目用放射線画像の投影位置に立体カーソルＣの投影像を画像処理により合成することにより、図５に示すような、立体カーソルＣの画像を含む右目用放射線画像を得ることができる。同様に、左目用放射線画像撮影時の撮影角度θ’において放射線画像検出器１５の検出面上に立体カーソルＣが投影される位置を求め、左目用放射線画像の投影位置に立体カーソルＣの投影像を画像処理により合成することにより、図５に示すような、立体カーソルＣの画像を含む左目用放射線画像を得ることができる。

上記のようにして得られた立体カーソルＣの画像が合成された右目用放射線画像および左目用放射線画像に基づいて、モニタ９において立体視画像を表示することにより、立体カーソルＣを含む立体視画像を表示することができる。

このように、立体視画像上に表示するカーソルを、目盛りが表示された立体カーソルとすれば、通常の平面カーソルと比較して奥行き方向の位置が把握しやすいため正確に位置を指定させることができ、かつ立体カーソルに表示されている目盛りにより指定位置近傍の部位の大きさを目視で計測できるため、簡単かつ正確に被写体の大きさを計測させることができる。

なお、立体カーソルを点滅表示できるようにしてもよく、その場合には立体カーソルの有無状態の対比を簡潔に表示できるため、部位の確認や指定が容易となる。ここで、点滅の周期については短すぎると煩わしく長すぎると対比の確認に時間がかかるため、１秒程度とするのが好ましいが、特に限定はなくどのような態様としてもよい。

上記実施の形態の説明では、本発明の立体視画像表示装置の一実施の形態として、乳房用立体視画像撮影表示システムに適用した例を示したが、本発明は乳房用立体視画像撮影表示システムに限定されるものではなく、立体視画像を表示可能な立体視画像表示装置であればどのような装置にも適用することができる。

また、上記以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行なってもよいのは勿論である。

１ 乳房用立体視画像撮影表示システム
７ 入力部
８ コンピュータ
８ａ 制御部
８ｂ データ記憶部
８ｃ 画像処理部
９ モニタ
１０ 乳房画像撮影装置
１１ 基台
１２ 回転軸
１３ アーム部
１４ 撮影台
１５ 放射線画像検出器
１６ 放射線照射部
１７ 放射線源
１８ 圧迫板
３１ アームコントローラ
３２ 放射線源コントローラ
３３ 検出器コントローラ
３４ 圧迫板コントローラ

Claims (10)

1. 被写体が撮像された互いに視差のある右目用画像および左目用画像から構成される立体視画像を立体視可能に表示する立体視画像表示装置であって、
   前記立体視画像上の、三次元位置を入力可能な入力手段により特定された位置に、目盛りが表示された立体カーソルを表示するカーソル表示手段を備えてなることを特徴とする立体視画像表示装置。
2. 目盛りが表示されていない立体カーソルを記憶したカーソル記憶手段と、
   前記目盛りが表示されていない立体カーソルに対して目盛りを合成する目盛り合成手段とを備え、
   前記カーソル表示手段が、前記目盛り合成手段により目盛りが合成された立体カーソルを表示するものであることを特徴とする請求項１記載の立体視画像表示装置。
3. 前記目盛り合成手段が、合成する目盛りの間隔を変更可能なものであることを特徴とする請求項２記載の立体視画像表示装置。
4. 前記目盛りの尺度を表示する尺度表示手段を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の立体視画像表示装置。
5. 前記立体カーソル表示手段が、複数の異なる形状の立体カーソルの中から表示する立体カーソルの形状を変更可能なものであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の立体視画像表示装置。
6. 前記立体カーソル表示手段が、前記立体カーソルの大きさを変更可能なものであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の立体視画像表示装置。
7. 前記立体カーソル表示手段が、前記立体カーソルの透過度を変更可能なものであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の立体視画像表示装置。
8. 前記立体カーソル表示手段が、前記立体カーソルを点滅表示するものであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の立体視画像表示装置。
9. 被写体が撮像された互いに視差のある右目用画像および左目用画像から構成される立体視画像を立体視可能に表示する立体視画像表示方法であって、
   前記立体視画像上の、三次元位置を入力可能な入力手段により特定された位置に、目盛りが表示された立体カーソルを表示することを特徴とする立体視画像表示方法。
10. 請求項９記載の立体視画像表示方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。