JP3945976B2 - 画像表示方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線撮影等により得られた画像を表示する画像表示方法、及び、それを用いた画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、電子線、紫外線等）を用いた撮影方法は様々な分野で利用されており、特に医療分野においては、診断のための最も重要な手段の一つとなっている。最初のＸ線写真が実現されてから、Ｘ線写真法は数々の改良を重ねられ、現在では蛍光スクリーンとＸ線フィルムを組み合わせた方法が主流となっている。一方、近年においては、Ｘ線ＣＴや超音波、ＭＲＩ等の様々なディジタル化された装置が実用化されており、病院内での診断情報処理システム等の構築が進められようとしている。Ｘ線画像についてもディジタル化するための多くの研究がなされてきたが、輝尽性蛍光体を用いた放射線撮影方法が確立され、従来のＸ線写真法に置き換わるものとして実用化されている。
【０００３】
輝尽性蛍光体（蓄積性蛍光体）とは、放射線を照射するとその放射線エネルギの一部が蓄積され、その後、可視光等の励起光を照射すると、蓄積されたエネルギに応じて輝尽発光する物質であり、その存在は従来から知られていた。これを用いた放射線撮影方法は、輝尽性蛍光体を塗布したシートに人体等の被写体の放射線画像を撮影記録し、この輝尽性蛍光体シートをレーザ光等の励起光で走査すると輝尽発光光が生じるので、この光を光電的に読み取ることにより画像データを得るものである。この画像データを適切に処理した後、ＣＲＴ等のディスプレイに出力したり、レーザプリンタ等によりフィルムに印刷して、放射線画像を可視画像として表示することができる。
【０００４】
このような放射線撮影方法は、撮影感度や画質の面で、従来のＸ線写真法に匹敵する性能を持っている。例えば、従来のＸ線写真法と比較して、露光域が極めて広く、また、露光量に対する輝尽発光光の応答が露光域全域に渡ってほぼ比例している。このため、被写体をどのような放射線量で撮影しても、画像の存在する発光域をとらえて正規化することにより、適切な階調の画像信号を得ることができる。また、このようにして得られた画像信号に対して適切な画像処理を施すことにより、様々な撮影条件の下でも良好な画質の画像を提供することができる。さらに、ディジタル化された画像データとして保存するので、画質の劣化を招くことなく、大量のデータを長期間保存することが可能であり、医療診断情報システムへの発展にも役立つものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、輝尽性蛍光体シートを用いた従来の医用放射線撮影システムにおいては、輝尽性蛍光体シートを用いて放射線画像を撮像した後で、記録されている放射線画像データを読取り装置を用いて読取り、読取った画像データを全て画像処理装置や画像表示装置の処理部に読み込んでから、画像データに演算処理を施していた。このようなシステムによると、画像データを読取ってから可視画像が表示されるまでに時間がかかるという欠点があった。
【０００６】
撮影の良否を判定するためには、可視画像を早く表示させて確認することが大事であり、それが撮影ミス等において再撮影の必要が生じたときの手間を減らすことになる。そのため、良好な画像をなるべく早く表示することが求められていた。
【０００７】
ところで、日本国特許第３０３８４０７号公報には、表示用ルックアップテーブルに線形の階調処理条件を書き込み、放射線画像の読取りに応じて表示用ルックアップテーブルを用いて画像データに基づく画像を表示し、その後、画像データの頻度分布から放射線画像に応じた階調処理条件を求め、求めた階調処理条件を表示用ルックアップテーブルに書き込み、表示された画像を変更する放射線画像情報読取装置が掲載されている。
【０００８】
ルックアップテーブルとは、入力されたデータ値を変換するための変換表であり、ここでは、放射線画像の階調を補正するために用いられる。入力された画像データからフィルム画像のような階調を再現したり、撮影部位によって異なる最適な階調で撮影画像を再現するために、撮影条件に応じたルックアップテーブルが作成される。
【０００９】
上記の装置によれば、画像データを受け取りながら画像を順次表示することが可能となる。しかしながら、上記の装置においては、画像を順次表示している間にはルックアップテーブルが固定されており、全ての画像データを受け取った時点で適切な階調を算出してルックアップテーブルを変更して画像を表示し直すため、全ての画像データを受け取るまでは適切な階調で画像が表示されない。従って、画像が低濃度、即ち、白っぽく表示されたり、反対に画像が高濃度、即ち、黒っぽく表示されることがあり、撮影の良否を判断するには不適切なものとなってしまう。
【００１０】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、画像データを受け取りながら順次画像を表示する過程において、常に適切な階調で画像を表示することのできる画像表示方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明に係る画像表示方法は、画像データを構成する複数の画素データを順次入力するステップ（ａ）と、所定の期間毎に、画面の一部を表す既に入力された画素データに基づいて、画面を表す画像データを構成するステップ（ｂ）と、ステップ（ｂ）において構成された画像データにより表される画面の階調に関する量を求めるステップ（ｃ）と、ステップ（ｃ）において求められた階調に関する量に基づいて、画像データの階調処理条件を変更するステップ（ｄ）と、ステップ（ｄ）において変更された階調処理条件に従って、ステップ（ｂ）において構成された画像データの階調処理を行うステップ（ｅ）と、ステップ（ｅ）において階調処理された画像データを用いて画面を表示するステップ（ｆ）とを具備する。
【００１２】
また、本発明に係る画像表示装置は、画像データを構成する複数の画素データを順次入力する第１の手段と、所定の期間毎に、画面の一部を表す既に入力された画素データに基づいて、画面を表す画像データを構成する第２の手段と、該第２の手段によって構成された画像データにより表される画面の階調に関する量を求める第３の手段と、該第３の手段によって求められた階調に関する量に基づいて、画像データの階調処理条件を変更する第４の手段と、該第４の手段によって変更された階調処理条件に従って、上記第２の手段によって構成された画像データの階調処理を行う第５の手段と、該第５の手段によって階調処理された画像データを用いて画面を表示する第６の手段とを具備する。
本発明によれば、画素データを順次入力しながら、所定の期間毎に階調処理条件を変更するので、常に適切な階調の画像を順次表示することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の一実施形態に係る画像表示装置を含む医用画像処理システムの構成を示している。ここで放射線撮影に用いられる記録シート（輝尽性蛍光体シート）は、輝尽性蛍光体物質を塗布したものであり、放射線を照射されることにより被写体の情報を記録する。
【００１４】
図１において、画像表示装置１と画像読取り装置２は、ネットワークＮ１を介して接続されている。放射線撮影により記録シートに画像情報が記録されると、まず、画像読取り装置２によって上記画像情報が読取られ、読取られた情報から生成されたデータが画像表示装置１に入力される。
【００１５】
ここで、画像読取り装置２の動作について、図２を参照しながら詳しく説明する。図２において、放射線画像が記録された記録シート２００は、画像読取り装置の所定位置にセットされる。記録シート２００は、モータ２０１により駆動されるシート搬送手段２０２により、矢印Ｙ方向に搬送される。一方、レーザ光源２０３より発振したビーム２０４は、モータ２０５により駆動されて矢印方向に高速回転する回転多面鏡２０６により反射偏向され、収束レンズ２０７を通過する。その後、ビーム２０４は、ミラー２０８により光路を変えて、記録シート２００に入射し、矢印Ｘ方向に走査する。この走査により、励起光２０４が記録シート２００に照射され、照射された部分からは蓄積記録されている放射線画像情報に応じた光量の輝尽発光光２０９が発散される。輝尽発光光２０９は、光ガイド２１０により導かれ、フォトマルチプライヤ（光電子増倍管）２１１により光電的に検出される。フォトマルチプライヤ２１１から出力されたアナログ信号は、増幅器２１により増幅され、Ａ／Ｄ変換器２２によりディジタル化される。データ出力部２３は、ディジタル化された画像データを、ネットワークＮ１を介して画像表示装置１（図１）に順次出力する。
【００１６】
再び図１を参照すると、１枚の画像を構成する画像データに含まれる一連の画素データが、画像表示装置１のデータ入力部１０に順次入力される。画像データ構成部１１は、データ入力部１０に既に入力された画素データに基づいて、画面全体を表す画像データを構成して保存する。ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１４は、画像データの階調処理を行う際に用いる階調処理条件を記憶するものであり、リセット直後または画像データの入力直前には初期値が設定されている。また、平均値算出部１２は、画像データ構成部１１において構成された画像データの階調処理を制御するための量として、所定の画素データの平均値を算出する。ルックアップテーブル（ＬＵＴ）変更部１３は、平均値算出部１２によって算出された平均値に基づいて、ルックアップテーブル１４を変更する。画像処理部１５は、ルックアップテーブル１４に記憶されている階調処理条件に従い、画像データ構成部１１によって構成された画像データの階調処理を行う他、各種の画像処理を行うことができる。画像表示部１６は、画像処理された画像データに基づいて、適切な階調を有する撮影画像をディスプレイ等に表示する。
【００１７】
次に、本実施形態に係る画像表示装置の動作について、図１及び図３を参照しながら詳しく説明する。図３は、本実施形態に係る画像表示方法を示すフローチャートである。
まず、画面の一部を表す画素データが読取り装置により読み取られ、データ入力部１０に順次入力される（ステップＳ１）。画像データ構成部１１は、画面の一部を表す既に入力された画素データに基づいて、画面全体を表す画像データを構成し保存する（ステップＳ２）。
【００１８】
次に、平均値算出部１２は、画像データ構成部１１によって構成された画像データに含まれる所定の画素データの平均値を算出する（ステップＳ３）。算出された平均値は、表示濃度のレンジで正規化される。上記平均値の算出は、入力された画素データの画素単位で行っても良いし、ライン単位、又は、ブロック単位で行っても良い。なお、ここでは、画像データの階調処理を制御するための特徴量として平均値を用いたが、最大値や最小値等を用いて階調処理条件を決めることもできる。
【００１９】
次に、ルックアップテーブル変更部１３は、上記特徴量に基づいて、ルックアップテーブル１４の変更を行う（ステップＳ４）。本実施形態においては、ルックアップテーブル変更部１３が、所定の最適表示輝度（例えば、表示濃度の中央値）と上記特徴量（例えば、入力された画素データの平均値を正規化した値）との差に応じて、ルックアップテーブル１４に設定されている階調処理条件（階調特性）を並行移動させる。図４の（ａ）は、初期設定されたルックアップテーブル１４に基づいて作成された階調特性を示しており、横軸は正規化された入力データ値を、縦軸は出力データ値をそれぞれ示している。まず、正規化された平均値と表示濃度の中央値との差分値が算出される。例えば、８ビット表示であれば、表示濃度の中央値は１２８となるので、求める差分値は、正規化された平均値から１２８を引いた値となる。次に、図４の（ｂ）に示すように、初期設定値に基づく階調特性を示す曲線が、該差分値の分だけ平行移動するように、ルックアップテーブル１４が書き換えられる。
【００２０】
ここで、平均値算出部１２が上記平均値の計算処理を行った結果、前回の計算値と同じ値か、又は、所定範囲以内の値であった場合には、ルックアップテーブル１４の変更を行わなくても良い。
【００２１】
次に、画像処理部１５は、書き換えられたルックアップテーブル１４を用いて、画像データ構成部１１によって構成された画像データに階調処理を施し、画像表示部１６が、適切な階調を有する画像を表示する（ステップＳ５、Ｓ６）。
図５は、順次表示される画像の様子を示している。図５の（ａ）においては画面に被写体「Ａ」の上部が現れており、順次処理が繰り返されることにより、図５の（ｂ）に示すように表示される被写体の領域が増えていく。ここで、図５の（ａ）や図５の（ｂ）に示す画面において、まだ被写体が表示されていない領域（画面の下部）については、輝度を最大値や最小値に設定しておいて、被写体と区別するようにしても良い。更に処理が進むと、図５の（ｃ）に示すように、被写体の全体像が表示される。
【００２２】
本実施形態によれば、例えば、図５の（ａ）や図５の（ｂ）に示すように、画像の一部しか表示されていない段階でも、それまでに入力された画素データにより構成された画像データに基づいてルックアップテーブルを変更することにより、それぞれの段階において適切な階調で画像が表示される。従って、画面に画像の一部しか表示されていなくても、見易く、撮影の良否等の判別を容易に行うことのできる画像を得ることができる。
【００２３】
ここで、図１に示す画像データ構成部１１、平均値算出部１２、ＬＵＴ変更部１３、画像処理部１５は、アナログ回路で構成しても良いし、ディジタル回路で構成しても良い。あるいは、中央演算装置（ＣＰＵ）とソフトウェアで構成しても良い。この場合には、ソフトウェアは、ハードディスク、フロッピーディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録される。また、ルックアップテーブル１４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等の一時記憶媒体により構成することができる。画像表示部１６は、ＣＲＴ等のディスプレイを含んでも良い。
【００２４】
なお、図１においては、画像読取り装置と画像表示装置とはネットワークにより接続されているが、画像読取り装置と画像表示装置とを直接接続して、スキャナによって読取られた画像データを直接画像表示装置に入力することもできる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、順次入力された画素データに基づいて順次ルックアップテーブルを動的に変更するので、画素データが入力された時点において常に適切な階調で画像を表示することができる。従って、画素データを入力している最中でも撮影の良否を容易に判断することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像表示装置を含む医用画像処理システムの構成を示すブロック図である。
【図２】医用画像処理システムに含まれる画像読取り装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像表示方法を示すフローチャートである。
【図４】ルックアップテーブルに基づいて作成された階調特性を示すグラフである。
【図５】被写体が順次表示される画面を示す図である。
【符号の説明】
１ 画像表示装置
２ 画像読取り装置
１０ データ入力部
１１ 画像データ構成部
１２ 平均値算出部
１３ ルックアップテーブル（ＬＵＴ）変更部
１４ ルックアップテーブル（ＬＵＴ）
１５ 画像処理部
１６ 画像表示部
２０ 読取り部
２１ 増幅器
２２ Ａ／Ｄ変換器
２３ データ出力部
２００ 輝尽性蛍光体シート
２０１、２０５ モータ
２０２ シート搬送手段
２０３ レーザ光源
２０４ ビーム（励起光）
２０６ 回転多面鏡
２０７ 収束レンズ
２０８ ミラー
２０９ 輝尽発光光
２１０ 光ガイド
２１１ フォトマルチプライヤ（光電子増倍管）
Ｎ１ ネットワーク

Claims (14)

1. 画像を構成する複数の画素データを順次入力するステップ（ａ）と、
   所定の期間毎に、画面の一部を表す既に入力された画素データに基づいて、画面を表す画像データを構成するステップ（ｂ）と、
   ステップ（ｂ）において構成された画像データにより表される画面の階調に関する量を求めるステップ（ｃ）と、
   ステップ（ｃ）において求められた階調に関する量に基づいて、画像データの階調処理条件を変更するステップ（ｄ）と、
   ステップ（ｄ）において変更された階調処理条件に従って、ステップ（ｂ）において構成された画像データの階調処理を行うステップ（ｅ）と、
   ステップ（ｅ）において階調処理された画像データを用いて画面を表示するステップ（ｆ）と、
   を具備する画像表示方法。
2. ステップ（ａ）が、ネットワークを介して複数の画素データを順次入力することを特徴とする請求項１記載の画像表示方法。
3. ステップ（ａ）が、放射線撮影によって撮影されスキャナによって読み取られた画像を表す複数の画素データを順次入力することを特徴とする請求項１記載の画像表示方法。
4. ステップ（ｃ）が、ステップ（ａ）において入力された画素データの平均値を用いて画面の階調に関する量を求めることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の画像表示方法。
5. ステップ（ｂ）及び（ｃ）が、画素単位毎又はライン単位毎又はブロック単位毎に繰り返されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の画像表示方法。
6. ステップ（ｄ）が、所定の最適表示輝度とステップ（ｃ）において求められた階調に関する量との差に応じて、ルックアップテーブルに初期設定されている階調処理条件を平行移動することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の画像表示方法。
7. ステップ（ｃ）において求められた階調に関する量が前回求めた階調に関する量に対して所定範囲以内である場合に、ステップ（ｄ）が、ルックアップテーブルに設定されている階調処理条件を変更しないことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の画像表示方法。
8. 画像を構成する複数の画素データを順次入力する第１の手段と、
   所定の期間毎に、画面の一部を表す既に入力された画素データに基づいて、画面を表す画像データを構成する第２の手段と、
   前記第２の手段によって構成された画像データにより表される画面の階調に関する量を求める第３の手段と、
   前記第３の手段によって求められた階調に関する量に基づいて、画像データの階調処理条件を変更する第４の手段と、
   前記第４の手段によって変更された階調処理条件に従って、前記第２の手段によって構成された画像データの階調処理を行う第５の手段と、
   前記第５の手段によって階調処理された画像データを用いて画面を表示する第６の手段と、
   を具備する画像表示装置。
9. 前記第１の手段が、ネットワークを介して複数の画素データを順次入力することを特徴とする請求項８記載の画像表示装置。
10. 前記第１の手段が、放射線撮影によって撮影されスキャナによって読み取られた画像を表す複数の画素データを順次入力することを特徴とする請求項８記載の画像表示装置。
11. 前記第３の手段が、前記第１の手段によって入力された画素データの平均値を用いて画面の階調に関する量を求めることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項記載の画像表示装置。
12. 前記第２の手段が、画素単位毎又はライン単位毎又はブロック単位毎に画像データを構成し、
    前記第３の手段が、画素単位毎又はライン単位毎又はブロック単位毎に画面の階調に関する量を求めることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項記載の画像表示装置。
13. 前記第４の手段が、所定の最適表示輝度と前記第３の手段によって求められた階調に関する量との差に応じて、ルックアップテーブルに初期設定されている階調処理条件を平行移動することを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項記載の画像表示装置。
14. 前記第３の手段によって求められた階調に関する量が前回求めた階調に関する量に対して所定範囲以内である場合に、前記第４の手段が、ルックアップテーブルに設定されている階調処理条件を変更しないことを特徴とする請求項８〜１３のいずれか１項記載の画像表示装置。

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