JP4536176B2 - カラー画像表示装置およびその方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は臓器などの画像をモニタ画面に表示する際に、画像の一部をカラー表示する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、臓器などの画像をモニタ画面に表示しカラー表示する際には、予め血管，骨などを別々に抽出しておいて、それぞれに予め決めておいたカラーを割り当てて合成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の表示方法では、任意のカラーを割り当てにくく、直感的に分りにくいという欠点があった。本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、割り当てたカラーが直感的に分り易くすることを目的とする。
【０００４】
【発明が解決するための手段】
上記目的は、臓器三次元画像（６００）と色度図を表示する表示手段（６）と、前記臓器三次元画像（６００）を色づけするに当り、前記臓器三次元画像（６００）の所望範囲と、前記色度図から着色するカラー範囲（６０１乃至６０２）と、をそれぞれ２点で指定入力する入力手段（３）と、前記２点の間の濃度値と前記２点の間のカラーピクセル値とに基づいて該各濃度値と該各カラーピクセル値との対応付けテーブルを生成させると共に、前記臓器三次元画像の濃度値に対応するカラーピクセル値を前記対応づけテーブルから読み出し、該読み出されたカラーピクセル値に基づいて、前記臓器三次元画像（６００）を着色して前記表示手段（６）に表示させる制御手段（７０３）、を備えることによって達成される。
【０００５】
本発明によれば、表示画面上に前記画像と色度図とを表示し、表示画面上で画像に所望の色を付加する一部と、該所望の色を示す色度図上の一部との対応づけを指定する。指定された対応づけに基づいて前記画像の濃度値に対応するカラーピクセル値を示す対応づけテーブルを作成する。少なくとも前記画像の濃度値をパラメータとして前記対応づけテーブルからカラーピクセル値を読み出し、該読み出したカラーピクセル値に基づいて前記画像をカラー表示する。このように、本発明では色度図と画像とを同時に表示しておき、画像上の一部と色度図の一部とが操作者によって対応づけ可能なので、割り当てた色が直感的に分かりやすい。
また、色度図と画像とを同一画面上に表示してもよい。これによって、割り当てた色がさらに直感的に分かりやすくなる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るカラー表示方法の好ましい実施の形態について詳説する。
図１は、ＣＲＴモニタの画面構成を示す説明図である。
【０００７】
ＣＲＴモニタ６には三次元画像１と色度図２とが表示される。本発明では、三次元画像１の一部と色度図２の一部とを対応づける。例えば、三次元画像１上の２点ｘ１，ｘ２と色度図２上の２点Ｘ１，Ｘ２とを対応づけてマウス３でクリックし、三次元画像１上の２点ｙ１，ｙ２と色度図２上の２点Ｙ１，Ｙ２とを対応づけてクリックする。
【０００８】
図２は、ＣＴ値に対するカラーピクセル値を示すグラフである。
前記三次元画像１の各点ｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ２のＣＴ値を各々ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２とし、色度図２上の点Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２のカラーピクセル値を各々Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２とする。ＣＴ値がａ１以上ａ２以下の画素は曲線４で示されるカラーピクセル値でカラー表示され、ＣＴ値がｂ１以上ｂ２以下の画素は曲線５で示されるカラーピクセル値でカラー表示される。
【０００９】
図３は、各画素のアドレスとカラーピクセル値とを示す対応づけテーブルを示す説明図である。
図上左の列には各画素のアドレスが示され、右の列には各画素のカラーピクセル値が示される。アドレスは画素のＣＴ値から算出され、カラーピクセル値は色度図２から読み取られる。指定されない画素のカラーピクセル値には非カラーピクセル値として−１が設定される。この対応づけテーブルを用いてカラーピクセル値を有する画素がカラー表示される。このように、本発明では三次元画像と色度図との対応づけを基に対応づけテーブルが作成され、三次元画像がカラー表示される。
【００１０】
図４は、対応づけテーブルを作成する手順を示すフローチャートである。
先ず、三次元画像を再構成する（ステップＳ２００）。ここで三次元画像の陰影付けはサーフェイス法、ボリュームレンダリング法などの様な方法で行なってもよい。また、この際、再構成に使用した画素点の濃度値と、陰影付けに使用した方向余弦値などを保存メモリに保存しておく。再構成に使用した画素点は、ボリュームレンダリング法の場合は投影線上の仮想光線が消滅するまでに最もオパシテイの高い画素点であり、陰影付けに使用した方向余弦値は、サーフェイス法の場合は三角面素の法線ベクトルと投影面の法線ベクトルとのなす角度の余弦値である。
【００１１】
一般に、サーフェイス法の場合は、ＣＴ値の範囲（領域）をしきい値で複数（ｔ１〜ｔ２，ｔ３〜ｔ４，ｔ５〜ｔ６，…）設定することによってカラーの分離度はよくなり、ボリュームレンダリング法の場合は、オパシイカーブに複数のピークを設定することによってカラーの分離度がよくなる。例えば、赤系はｔ５〜ｔ６、青系はｔ１〜ｔ２などと割り当てやすくなる。
【００１２】
三次元画像を再構成したら、再構成した三次元画像１と色度図２とをＣＲＴモニタ６に表示する（ステップＳ２０１）。
操作者が、表示された三次元画像の一部と色度図２の一部とを対応づけてマウス３でクリックする（ステップＳ２０２）。例えば、肝臓の血管上の２点ｘ１，ｘ２と色度図２上の点Ｘ１，Ｘ２とを対応づけてクリックし、肝臓上の２点ｙ１，ｙ２と色度図２上の点Ｙ１，Ｙ２とを対応づけてクリックする。
【００１３】
ここで、色彩は８ビットずつのＲ，Ｇ，Ｂ値の組み合わせで決定される。例えば、ＸＷindowシステムでは、Ｒ，Ｇ，Ｂ値をシステム側に渡すと色彩に対応するカラーピクセル値が得られる。
逆にこのカラーピクセル値を表示メモリに格納することで、対応する表示画面の点をカラー表示することができる。任意の画像をカラー表示するには、さらに、画像の画像値とカラーピクセル値とを対応させるための参照テーブルを使うこともある。
色度図はＲ，Ｇ，Ｂ値の組み合わせを作ることにより画面表示することができる。
【００１４】
また、色度図の対応する表示メモリからカラーピクセル値を読み出すことで、操作者が割り当てたい色を知ることができる。
【００１５】
点ｘ１とｘ２との間の三次元再構成に使用した（ボリュームレンダリング法の場合は投影線上の仮想光線が消滅するまでに最もオパシテイの高い）画素点の濃度値（Ｘ線ＣＴ装置の場合はＣＴ値で、ある範囲に分布する。二次元画像の場合はＣＴ，ＭＲ画像など）と、点Ｘ１とＸ２との間のカラーピクセル値とを対応づけることができる。同様に、点ｙ１とｙ２との間の画素点の濃度値と、点Ｙ１とＹ２との間のカラーピクセル値とを対応づけることができる。
【００１６】
複数のしきい値範囲を設定した場合は、ｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ２はそれぞれしきい値ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４に近い値となる。二次元画像の場合には、逆にしきい値の決定に用いてもよい（ｔ１＝ｘ１，ｔ２＝ｘ２など）。
指定された領域内の濃度値の最大値と最小値とからどのしきい値範囲に属するかがわかる。
【００１７】
保存メモリから濃度値を読み込んだ値からアドレスを計算し（一般に、アドレスｎ＝定数１×濃度値＋定数２）、また値としては指定された色に対応するカラーピクセル値を色度図から読み取り、図３に示すような対応づけテーブルを作る（ステップＳ２０３）。
【００１８】
図５は、対応づけテーブルを使って画像をカラー表示する手順を示すフローチャートである。
保存メモリから三次元画像の再構成に使用した画素のＣＴ値を読み込む（ステップＳ２１０）。
Ｓ２０２で対応づけを複数回（ただし、しきい値範囲の数よりは少ない）実行していると、テーブルの中にグループ（領域）ができるので、属するべき領域（例えば、図３のＡグループかＢグループか）を判定する（ステップＳ２１１）。
保存メモリから方向余弦データを読み込む（ステップＳ２１２）。
アドレスを例えば式１で算出する。
【００１９】
アドレス＝領域内のカラーアドレスの最小値＋アドレスの最大値−カラーアドレスの最小値）×方向余弦値…（式１）
ここでカラーアドレスの最小値は、例えば図３のＡグループのｎＡ１である。テーブルからカラーピクセルを求める（ステップＳ２１３）。
【００２０】
テーブルからの読み込み値が−１でないかを判定し（ステップＳ２１４）、読み込み値が−１でなければカラーピクセルを表示メモリに書き込む（ステップＳ２１５）。一方、読み込み値が−１であれば、ステップＳ２１５をとばす。
これで１画素がカラー表示され、前述の処理を画像の全ての画素について実行し画像をカラー表示する。
【００２１】
図６に示すように、対応づけを複数回実行した結果、ＣＴ値がｂ１とａ２との間で曲線３００と曲線３０１とが重なる場合は、後から設定した曲線３０１が優先され、曲線３００の２点ｐ１，ｐ２間は無効となる。
【００２２】
図７は、物体から投影面までの距離情報をカラー表示に反映させる方法を示す説明図である。三次元画像内の２つの物体の投影面までの平均距離（最長、最短距離）をそれぞれＤ１，Ｄ２とすると、図８に示すように、曲線４００と曲線４０１とを前記各距離に応じて各々いずれかの方向にｄ１，ｄ２ずらす。
【００２３】
図９は、図１の色度図の代わりに２５６色のカラーを表示して対応づけを行なう場合の画面構成を示す説明図である。この場合、三次元画像上の領域６００のカラー範囲を一対の三角６０１，６０２をマウス３でドラッグすることによって設定する。
【００２４】
図１０は、カラー表示装置のハードウェア構成を示すブロック図である。こカラー表示装置は、例えばＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置などの医用画像診断装置で被検体の対象部位について収集した医用画像データを記録し表示するもので、各構成要素の動作を制御する中央演算処理装置（ＣＰＵ）７０３と、装置の制御プログラムが格納された主メモリ７００と、複数の断層像及び画像再構成プログラム等が格納された磁気ディスク７０４と、再構成された画像データを表示するために記憶する表示メモリ７０５と、この表示メモリ７０５からの画像データを表示する表示装置としてのＣＲＴモニタ６と、位置入力装置としてのマウス３と、マウス３の状態を検出してＣＲＴモニタ６上のマウスポインタの位置やマウス３の状態等の信号をＣＰＵ７０３に出力するマウスコントローラ７０７と、各種の操作指令等を入力するキーボード７０８と、ＣＴ値を保存するＣＴ値保存メモリ７０１と、方向余弦値を保存する方向余弦値保存メモリ７０２と、上記各構成要素を接続する共通バス７０９とから構成される。
尚、本発明では表示する画像は三次元に限定されず、ＣＴ像などの二次元画像でもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、色度図と画像とを同時に表示しておき、画像上の一部と色度図の一部とが操作者によって対応づけ可能なので、割り当てた色が直感的に分かりやすい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＲＴモニタの画面構成を示す説明図。
【図２】ＣＴ値に対するカラーピクセル値を示すグラフ。
【図３】各画素のアドレスとカラーピクセル値とを示す対応づけテーブルを示す説明図。
【図４】対応づけテーブルを作成する手順を示すフローチャート。
【図５】対応づけテーブルを使って画像をカラー表示する手順を示すフローチャート。
【図６】曲線と曲線とが重なるＣＴ値に対するカラーピクセル値を示すグラフ。
【図７】物体から投影面までの距離情報をカラー表示に反映させる方法を示す説明図。
【図８】曲線をずらしたＣＴ値に対するカラーピクセル値を示すグラフ。
【図９】２５６色のカラーを表示して対応づけを行なう場合の画面構成を示す説明図。
【図１０】カラー表示装置のハードウェア構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１ 三次元画像
２ 色度図
３ マウス
４，５，３００，３０１，４００，４０１ 曲線
６ ＣＲＴモニタ
７００ 主メモリ
７０１ ＣＴ値保存メモリ
７０２ 方向余弦値メモリ
７０３ ＣＰＵ
７０４ 磁気ディスク
７０５ 表示メモリ

Claims (2)

1. 臓器三次元画像（６００）と色度図を表示する表示手段（６）と、
   前記臓器三次元画像（６００）を色づけするに当り、前記臓器三次元画像（６００）の所望範囲と、前記色度図から着色するカラー範囲（６０１乃至６０２）と、をそれぞれ２点で指定入力する入力手段（３）と、
   前記２点の間の濃度値と前記２点の間のカラーピクセル値とに基づいて該各濃度値と該各カラーピクセル値との対応付けテーブルを生成させると共に、
   前記臓器三次元画像の濃度値に対応するカラーピクセル値を前記対応づけテーブルから読み出し、該読み出されたカラーピクセル値に基づいて、前記臓器三次元画像（６００）を着色して前記表示手段（６）に表示させる制御手段（７０３）と、
   を備えたことを特徴とするカラー画像表示装置。
2. 臓器三次元画像（６００）と色度図を表示手段（６）上に表示する工程と、
   前記臓器三次元画像（６００）を色づけするに当り、前記臓器三次元画像（６００）の所望範囲と、前記色度図から着色するカラー範囲（６０１乃至６０２）と、をそれぞれ２点で指定入力する工程と、
   前記２点の間の濃度値と前記２点の間のカラーピクセル値とに基づいて該各濃度値と該各カラーピクセル値との対応付けテーブルを制御手段（７０３）により生成させる工程と、
   前記臓器三次元画像の濃度値に対応するカラーピクセル値を前記対応づけテーブルから読み出し、該読み出されたカラーピクセル値に基づいて、前記臓器三次元画像（６００）を着色して前記表示手段（６）に前記制御手段（７０３）により表示させる工程と、
   を有したことを特徴とするカラー画像表示方法。

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