(57)【要約】【課題】レンダリング処理において、従来に比して不透明度を適切且つ簡便に設定することができる医用画像処理装置等を提供すること。【解決手段】ボリュームデータと、ボリュームデータの各ボクセル値に対する不透明度値と、ボリュームデータの各ボクセル値に対する消散色及び透過色を取得する取得部と、第一の不透明度モデルと第一の不透明度モデルとは異なる第二の不透明度モデルとの組み合わせからなる第三の不透明度モデルと、不透明度値と、を用いて消散色及び透過色の少なくも一方を調整し、不透明度値の相対的に低い値においては、第一の不透明度モデルを第二の不透明度モデルに比べて高く寄与させ、不透明度値の相対的に高い値においては、第二の不透明度モデルを前記第一の不透明度モデルに比べて高く寄与させる処理部と、を具備する医用画像処理装置である。【選択図】図１
2020025851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボリュームデータと、前記ボリュームデータの各ボクセル値に対する不透明度値と、前記ボリュームデータの各ボクセル値に対する消散色及び透過色を取得する取得部と、
第一の不透明度モデルと前記第一の不透明度モデルとは異なる第二の不透明度モデルとの組み合わせからなる第三の不透明度モデルと、前記不透明度値と、を用いて前記消散色及び透過色の少なくも一方を調整し、前記不透明度値の相対的に低い値においては、前記第一の不透明度モデルを前記第二の不透明度モデルに比べて高く寄与させ、前記不透明度値の相対的に高い値においては、前記第二の不透明度モデルを前記第一の不透明度モデルに比べて高く寄与させる処理部と、
前記調整された前記消散色及び前記透過色の少なくとも一方に基づいて、前記ボリュームデータをレンダリングするレンダリング部と、
を具備する医用画像処理装置。
【請求項２】
前記第一の不透明度モデルは、消散調整モデルを有し、
前記第二の不透明度モデルは、透過調整モデルを有する、
請求項１記載の医用画像処理装置。
【請求項３】
前記第三の不透明度モデルは、前記不透明度値が０％である場合において前記透過色が１となるように調整し、前記不透明度値が１００％である場合において前記透過色が０となるように調整する請求項１又は２記載の医用画像処理装置。
【請求項４】
前記レンダリングは、色依存吸収処理を有する請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の医用画像処理装置。
【請求項５】
前記レンダリングは、グローバルイルミネーションレンダリングを有する請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の医用画像処理装置。
【請求項６】
前記第一の不透明度モデルにおける前記消散色の前記調整は、前記消散色に前記不透明度値を積算することを含む請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の医用画像処理装置。
【請求項７】
前記透過調整モデルを使用する前記透過色の前記調整は、前記不透明度値から透明度値を取得し、且つ前記透過色を前記透明度値により掛けることを具備する請求項２記載の医用画像処理装置。
【請求項８】
前記組み合わせられた不透明度モデルは、不透明度０％での前記第一の不透明度モデルのみを使用し、且つ不透明度１００％での前記第二の不透明度モデルのみを使用する請求項１記載の医用画像処理装置。
【請求項９】
前記処理部は、前記不透明度値の範囲にわたって、前記第一の不透明度モデルと前記第二の不透明度モデルとの間を補間する補間関数を用いて、前記消散色及び前記透過色の少なくも一方を調整する請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の医用画像処理装置。
【請求項１０】
前記補間関数は、前記第三の不透明度モデルが、前記第一の不透明度モデルから前記第二の不透明度モデルへと前記不透明度値の増加に伴って線形に遷移する線形関数である請求項９記載の医用画像処理装置。
【請求項１１】
前記取得部は、前記ボクセル値と前記不透明度値との間の関係性を定義する不透明度曲線を用いて、前記各ボクセル値に対する前記不透明度値を取得する請求項１乃至１０のうちいずれか一項記載の医用画像処理装置。
【請求項１２】
前記取得部は、前記ボクセル値と前記不透明度値との間の関係性を定義するカラーマッピング関数を用いて、前記ボリュームデータの前記各ボクセル値に対する前記消散色及び前記透過色を取得する請求項１乃至１１のうちいずれか一項記載の医用画像処理装置。
【請求項１３】
前記取得部は、前記ボリュームデータの前記各ボクセル値に対する前記不透明度値と、前記ボリュームデータの前記各ボクセル値に対する前記消散色及び前記透過色を、ユーザの入力に基づいて取得する請求項１乃至１２のうちいずれか一項記載の医用画像処理装置。
【請求項１４】
前記取得部は、前記ボリュームデータの前記各ボクセル値に対する不透明度値、前記ボリュームデータの前記各ボクセル値に対する前記消散色及び前記透過色、のうちの少なくともいずれかを新たに更新し、
前記処理部は、前記第三の不透明度モデルと、前記更新された前記不透明度値、前記消散色、前記透過色、のうちのいずれかを用いて、前記消散色及び前記透過色の少なくも一方を調整する、
請求項１乃至１３のうちいずれか一項記載の医用画像処理装置。
【請求項１５】
前記処理部は、彩度を表す深み因子に対する値に基づいて、前記消散色及び前記透過色の少なくも一方を調整する請求項１乃至１４のうちいずれか一項記載の医用画像処理装置。
【請求項１６】
前記処理部は、前記透過色と前記深み因子に対する前記値との積算により前記消散色及び前記透過色の少なくも一方を調整する請求項１５記載の医用画像処理装置。
【請求項１７】
前記処理部は、付加的なボリュームデータに基づいた前記深み因子の空間的変動を決定し、前記決定された深み因子の空間的変動に基づいて、前記消散色及び透過色の少なくも一方を調整する請求項１５又は１６記載の医用画像処理装置。
【請求項１８】
前記付加的なボリュームデータは、画像フュージョンデータである請求項１７記載の医用画像処理装置。
【請求項１９】
ボリュームデータと、前記ボリュームデータの各ボクセル値に対する不透明度値と、前記ボリュームデータの各ボクセル値に対する消散色及び透過色を取得する取得部と、
第一の不透明度モデルと前記第一の不透明度モデルとは異なる第二の不透明度モデルとの組み合わせからなる第三の不透明度モデルと、前記不透明度値と、を用いて前記消散色及び透過色の少なくも一方を調整し、前記不透明度値の相対的に低い値においては、前記第一の不透明度モデルを前記第二の不透明度モデルに比べて高く寄与させ、前記不透明度値の相対的に高い値においては、前記第二の不透明度モデルを前記第一の不透明度モデルに比べて高く寄与させる処理部と、
前記調整された前記消散色及び前記透過色の少なくとも一方に基づいて、前記ボリュームデータをレンダリングするレンダリング部と、
を具備する医用画像診断装置。
【請求項２０】
コンピュータに、
ボリュームデータと、前記ボリュームデータの各ボクセル値に対する不透明度値と、前記ボリュームデータの各ボクセル値に対する消散色及び透過色を取得させる取得機能と、
第一の不透明度モデルと前記第一の不透明度モデルとは異なる第二の不透明度モデルとの組み合わせからなる第三の不透明度モデルと、前記不透明度値と、を用いて前記消散色及び透過色の少なくも一方を調整させ、前記不透明度値の相対的に低い値においては、前記第一の不透明度モデルを前記第二の不透明度モデルに比べて高く寄与させ、前記不透明度値の相対的に高い値においては、前記第二の不透明度モデルを前記第一の不透明度モデルに比べて高く寄与させる処理機能と、
前記調整された前記消散色及び前記透過色の少なくとも一方に基づいて、前記ボリュームデータをレンダリングさせるレンダリング機能と、
を実現させる医用画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、医用画像処理装置、医用画像診断装置及び医用画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボリュームデータ（ボリューメトリック撮像データ）から、例えば医用ボリュームデータ（ボリューメトリック医用撮像データ）から画像をレンダリングすることが知られている。ボリュームデータのセットは、「画像ボリューム」と呼ぶことができる。ボリュームデータのセットは、各ボクセルが医用撮像スキャンにおける対応する空間的な位置を表している、ボクセル値と関連付けられた複数のボクセルを具備することができる。例えば、コンピュータ断層撮像（ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＣＴ）の場合、各ボクセルに関連付けられたボクセル値は、ボクセルによって表された位置での、適用されたＸ線放射の減衰を表すボクセル輝度値とすることができる。
【０００３】
ダイレクトボリュームレンダリング（ｄｉｒｅｃｔ  ｖｏｌｕｍｅ  ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ：ＤＶＲ）は、ボリュームレンダリング用の方法である。ＤＶＲは、ボリュームレンダリングのための業界標準であると考えることができる。
【０００４】
ＤＶＲは、放出物質の一群をモデリングすることによりボリュームデータセットをレンダリングする。ボリュームデータセットによって表されたボリュームにおける各ポイントは、色及び不透明度の特性を割り当てられる。この色及び不透明度は、Ｒの赤、Ｇの緑、Ｂの青、そしてＡのアルファである、ＲＧＢＡ値として表すことができる。典型的にアルファ（Ａ、又はαとも書くことができる）は、０％の値が透明性を示し且つ１００％の値が完全な不透明性を示す、不透明度の測定単位である。
【０００５】
公知のＤＶＲシステムにおいて、カラーキー及び不透明度曲線のセットを具備するＤＶＲモデルを使用して、ユーザがレンダリング特性を選択することがある。
【０００６】
カラーキーは、所定の輝度値に対するカラー値を入力又は調整するために、ユーザによって使用される場合がある、カラー制御ポイントとすることができる。カラーキーのセットは、カラー曲線に関して定義することができる。係るカラーキーは、カラー曲線を調整するために使用することができる。また係るカラー曲線は、輝度値に対するカラーのプロットとすることができる。
【０００７】
カラー値（例えば、カラー曲線に関するカラーキー）は、カラー値の表へと変換することができる。テーブルは、補間及び／又は補外を使用することにより、複数の輝度値のそれぞれに対する個別のカラー値を具備することができる。補間は、カラーキー間の色値を補間するために使用することができる。補間に対する一般的な方法は線形であるものの、三次方程式又はそれ以上のオーダーの多項式を使用する場合もある。補間は、第一のカラーキー前と最後のカラーキー後とに色値を補外するために使用することができる。一般的な補外法は、直近値に留めることである。
【０００８】
不透明度曲線は、不透明度値対ボクセル値のプロットとすることができるが、ここでボクセル値は輝度値である。典型的に、低い輝度値は、低い減衰を有する物質を表すボクセル（例えば、空気を表すボクセル）が、全体的に又はほぼ透明にレンダリングされるように、低い不透明度（高い透明度）へとマップされることがある。対して高い輝度値は、高い減衰を有する物質を表すボクセル（例えば、骨を表すボクセル）が、全体的に又はほぼ不透明としてレンダリングされるように、高い不透明度へとマップされることがある。しかし、異なるマッピングは、例えば、結果として生じるレンダリング画像における特定の組織タイプを強調する又は強調を抑える（ｄｅ−ｅｍｐｈａｓｉｚｅ）ために、行うことができる。
【０００９】
「プリセット」という用語は、色値及び不透明度値を輝度値へとマッピングすることを指すために使用することがある。例えば、プリセットは、上述のような不透明度曲線と、色値（例えば、赤値、緑値、そして青値）を輝度値へとマップする変換関数と、を具備することができる。
【００１０】
ＤＶＲにおいて、不透明度値は色に依存しない。単一の不透明度値は、各輝度値へとマッピングされる。係る単一の不透明度値は、全ての色チャンネルのレンダリングに対して使用される。
【００１１】
グローバルイルミネーション（ｇｌｏｂａｌ  ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ：ＧＩ）は、ボリュームレンダリングの別のタイプである。グローバルイルミネーションレンダリングは、ＤＶＲに比べて自由度が高い。グローバルイルミネーションにおいて、光源からそのまま向かってくる光による直接照明と、例えば別の表面から散乱した光による照明等の間接照明との両方を含む、ライトニングモデルを使用することができる。
【００１２】
幾つかのグローバルイルミネーションレンダリング法において、画像は、ライトボリュームを作り出す第一のパスと、表示用の画像をレンダリングするために係るライトボリュームを使用する第二のパスと、の２パス法を使用して、ボリュームデータセットからレンダリングされる。
【００１３】
第一のパスは、仮想ライトがボリュームデータセットへと投げ掛けられる、光源からボリュームデータセットへの横断を具備することができる。光源が原因の照射は、ボクセル輝度値に依存するボクセルへと割り当てられた吸収特性を使用するボリュームデータセットにおけるポイントの大きなアレイのそれぞれで、決定することができる。係るポイントのアレイでの照射値は、ライトボリュームとして格納することができる。係るライトボリュームは、メモリに格納することができる。また係るライトボリュームは、視点から独立している場合がある。
【００１４】
第二のパスは、グローバルライティング情報を提供するためのライトボリュームを使用して、カメラからライトボリュームを貫く横断を具備することができる。レイは、カメラ（例えば、結果として生じるレンダリング画像の各ピクセルに対する一つのレイ）から投げ掛けることができ、また各レイに沿ったポイントからの照射は、最終レンダリング画像に対するピクセル色値を提供するために、積分することができる。
【００１５】
ＧＩにおいて、ボリュームデータセットにおける各ポイントは、「消散色」、「吸収色」、又は「減衰色」と呼ぶことができる特性が割り当てられている。以下の説明においては、「消散色」を使う。係る消散色は、ＲＧＢ色として表すことができる。
【００１６】
ボリュームにおけるポイントに対する消散色は、ボリュームにおける当該ポイントでの光の色に依存する吸収を表す。消散色は、各ポイントでの各チャンネルに対して除去されたエネルギー量を表す、と考えることができる。
【００１７】
例えば、ｒ，ｇ，ｂ＝｛０．３，０．４,０．７｝の消散色Ｃｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎを有するボクセルがあるとする。仮想ライトが当該ボクセルを通過する場合、赤チャンネルにおけるエネルギーのうちの３０％が、緑チャンネルにおけるエネルギーの４０％が、そして青チャンネルにおけるエネルギーのうちの７０％が、それぞれ除去される。
【００１８】
消散色を使用するレイに沿ったサンプリングポイント間の照射における変化を検討する。
【数１】
2020025851.tif 000003
ここでＩｒｅｄ（ｉ）は、ボクセルｉでの赤いチャンネルにおける照射であり、Ｉｒｅｄ（ｉ＋１）は、ボクセルｉ＋１での赤いチャンネルにおける照射であり、Ｃｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ＿ｒｅｄは、消散色Ｃｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎの赤の成分である。
【００１９】
同様に、
【数２】
2020025851.tif 000004
【００２０】
透過色Ｃｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎも定義することができる。係る透過色は、消散色が各チャンネルから除去されたエネルギー量を表す一方で、各チャンネルにおける残りのエネルギー量を表す。透過色は、何とか物質を通過しようとするライトの破片である。
【数３】
2020025851.tif 000005
【００２１】
消散色Ｃｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎがｒ，ｇ，ｂ＝｛０．３，０．４,０．７｝の上記例について検討する。その場合の透過色Ｃｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎは、ｒ，ｇ，ｂ＝｛０．７，０．６,０．３｝となる。
【００２２】
一つのサンプルと次のサンプルとの照射での変化は、例えば、
【数４】
2020025851.tif 000006
のように、透過色の観点から書くこともできる。
【００２３】
色に依存する消散色及び／又は透過色の使用により、彩度依存減衰のために現実的な組織効果を可能にすることがある。例えば、人の組織を通過する白い光は、組織が係る白い光の青及び緑の成分を優先的に吸収するために、組織を通過するにつれて段々と赤くなる場合がある。消散色の使用により、そのような赤みを帯びることや、その他の組織効果がレンダリングされること、を許容することができる。例えば、ボクセルがｒ，ｇ，ｂ＝｛０．３，０．４,０．７｝の消散色を有する上記例において、緑及び青が赤に比べより強く吸収されるので、従って係るボクセルを通過するライトは赤身を帯びることになる。
【００２４】
グローバルイルミネーションモデルを使用するレンダリングは、ユーザの利用可能が開始されつつある。係るＧＩモデルが正しく使用される場合に、結果は非常に良いものとなる場合がある。しかし、ＧＩを使用しながらの素晴らしい画像を作ることに、多くのユーザが困難に感じていることが明らかとなっている。特に、ＧＩにおけるプリセットを作り出すことが非常に難しい、とユーザが感じていることがある。
【００２５】
ユーザは、ＤＶＲレンダリングにおける単一の不透明度曲線の使用に慣れている場合がある。色依存の光学的濃度及び／又は色依存吸収に対するＧＩに信頼を置くのは、単一の（色依存でない）不透明度曲線の使用とＧＩモデルとが相容れないと見なされる場合がある、ということを意味するかもしれない。光学的な濃度は、吸収と散乱との両方を経てのエネルギー損失を表す。一つの選択肢としては、各色に対する別個の不透明度曲線の定義を、ＧＩモデルのユーザに許容することかもしれない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特開２００７−２２６０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
しかし、上述した従来の方法で別個の不透明度曲線を定義するのは、極めて難しい。色により異なる吸収は、ユーザが不透明度曲線を定義した場合に、ユーザにより予期されなかった形で、レンダリングにおいて色が見えるように生じる場合がある。またユーザがレンダリングされた色の見た目の変更を希望した場合でも、その見た目における所望の変化を取得するために、プリセットに対しどのような変化をすべきであるかを、係るユーザは正しく把握できない場合がある。
【００２８】
本実施形態は、上記課題に鑑みてなされたものであり、レンダリング処理において、従来に比して不透明度を適切且つ簡便に設定することができる医用画像処理装置、医用画像診断装置及び医用画像処理プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
実施形態に係る医用画像処理装置は、取得部と、処理部と、レンダリング部とを具備する。取得部は、ボリュームデータと、前記ボリュームデータの各ボクセル値に対する不透明度値と、前記ボリュームデータの各ボクセル値に対する消散色及び透過色を取得する。処理部は、第一の不透明度モデルと前記第一の不透明度モデルとは異なる第二の不透明度モデルとの組み合わせからなる第三の不透明度モデルと、前記不透明度値と、を用いて前記消散色及び透過色の少なくも一方を調整し、前記不透明度値の相対的に低い値においては、前記第一の不透明度モデルを前記第二の不透明度モデルに比べて高く寄与させ、前記不透明度値の相対的に高い値においては、前記第二の不透明度モデルを前記第一の不透明度モデルに比べて高く寄与させる。レンダリング部は、前記調整された前記消散色又は前記透過色の少なくとも一方に基づいて、前記ボリュームデータをレンダリングする。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施形態に係る装置の概要図。
【図２】実施形態に係るレンダリング法を描いているフローチャート図。
【図３】マッピング関数のプロット図。
【図４】１、１．５、２での深み因子に対する不透明度及び厚さに対する色のプロット図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本実施形態に係る画像レンダリング装置１０が、図１に概略的に示されている。画像レンダリング装置１０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ：ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ）又はワークステーションである、計算装置１２を備える。当該計算装置１２は、ＣＴスキャナ１４と、ディスプレイ画面１６と、そしてコンピュータキーボードやマウス等の一つの又は複数の入力デバイス１８とに接続される。
【００３２】
その他の実施形態において、ＣＴスキャナ１４は、例えばコーンビームＣＴスキャナ、ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング：ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｍａｇｉｎｇ）スキャナ、Ｘ線スキャナ、ＰＥＴ（ポジトロンエミッション断層撮像法：ｐｏｓｉｔｒｏｎ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈ）スキャナ、ＳＰＥＣＴ（単光子放出コンピュータ断層撮像法：ｓｉｎｇｌｅ  ｐｈｏｔｏｎ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナ、又は超音波スキャナなど、任意の適当な撮像モダリティでのスキャナによって、置き換え又は補間することができる。
【００３３】
本実施形態において、ボリュームデータのセットは、ＣＴスキャナ１４によって取得され、データストア２０に格納される。画像レンダリング装置１０は、データストア２０からボリュームデータのセットを受け取る。
【００３４】
その他の実施形態において、画像データのセットは、任意の適切なスキャナによって取得され、且つデータストア２０に格納することができる。代わりの実施形態において、画像レンダリング装置１０は、医用画像保管通信システム（ＰＡＣＳ）の一部を形成することがある遠隔データストア（図示せず）からボリュームデータのセットを受け取る。当該画像レンダリング装置１０は、スキャナ１４に接続されていない場合もある。
【００３５】
計算装置１２は、ボリュームデータセットを、自動的に又は半自動的に処理するための処理リソースを提供する。計算装置１２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ：ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）２２を備える。
【００３６】
当該計算装置１２は、ユーザ入力を受け取るよう構成された入力回路２４と、不透明度に従って、消散色及び／又は透過色を調整（又は、修正、モジュレーションとも言う）するよう構成された処理回路２６と、ボリューメトリックデータから画像をレンダリングするよう構成されたレンダリング回路２８と、を含む。
【００３７】
本実施形態において、回路２４、２６、２８は、実施形態の方法を実行することが実行可能なコンピュータ読み取り可能命令を有するコンピュータプログラムの方法により、計算装置１２内でそれぞれ実行される。しかし、その他の実施形態で、様々な回路は、一つ以上のＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路、ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ＳＰＥＣＩＦＩＣｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｕｉｃｔｓ）又はＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ、ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙｓ）として実施することができる。
【００３８】
計算装置１２は、ハードドライブや、ＲＡＭ、ＲＯＭ、データバスを含むＰＣのその他の構成要素や、様々なデバイスドライバを含むオペレーティングシステムや、グラフィックスカードを含むハードウェアデバイス、も含む。このような構成要素は、図を見やすくする為に、図１には示されていない。
【００３９】
図１の装置は、図２のフローチャートでの概要に図示されるような、一連のステージを実行するよう構成されている。
【００４０】
図２は、実施形態に係るレンダリング法の概略を描くフローチャート図である。図２の実施形態において、ユーザは例えば、単一のマスター不透明度曲線（ボクセル値と不透明度値との間の関係性を定義する）を使用することにより、各物質に対する単一の不透明度値を選択する。係るユーザの選択は、その後不透明度が色依存であるＧＩでの使用に対して適切な、不透明度特性へと変換される。係るユーザは、単一のマスター不透明度曲線の使用は、直感的であるということに気付く場合がある。また係るユーザは、ＤＶＲレンダリングにおける単一のマスター不透明度曲線の使用に精通している場合もある。
【００４１】
下記の実施形態において、簡潔にするために、特性のユーザ選択（不透明度、透過色及び／又は消散色、任意で深み因子（Deeping Factor：ディーピングファクター）を、単一の物質を表す輝度値の範囲と考えることとする。ここで、深み因子ｄは、視点又は光源を基準とした深さに応じて、修正された透過色をさらに調整するためのパラメータである。この深み因子ｄを調整することにより、深さに応じて（深み因子の空間的変動に応じて）色の意味込み具合を調整することが可能となる（詳細は後述する）。係るユーザは、一つの不透明度のみと、一つの透過色及び／又は消散色（そして任意で一つの深み因子）と、を選択する。このとき、ユーザは、不透明度値については、ボクセル値と不透明度値との間の関係性を定義する不透明度曲線を使用して、消散色については、ボクセル値と不透明度値との間の関係性を定義するカラーマッピング関数を使用して、選択（取得）することが可能である。
【００４２】
しかし、実際のところユーザは、例えば異なる組織タイプ等、多重の異なる物質に対する異なる特性を選択することがある。幾つかの実施形態において、所定の物質に対して、ユーザは、係る所定の物質を表す輝度の範囲における輝度によって異なる、特性を選択する。
【００４３】
図２に戻り、ステージ３０で、ユーザは、例えば柔組織等の物質に対する不透明度値αを選択する。０％（完全に透明）から１００％（完全な不透明）までの値を、不透明度値とすることができる。係るユーザは、不透明度値を選択するために、任意の適切な入力デバイス及び入力法を使用することができる。係る入力回路２４は、ユーザによって選択された不透明度値を具備する又は表す、入力を受け取る。
【００４４】
代替的な実施形態において、ユーザは、透明度がＴ＝１−αにより不透明度に関連付けられた、透明度値Ｔを選択することができる。下記の説明において、不透明度値と透明度値との間の適切な変換がなされた場合には、不透明度値を透明度値へと適用することができ、またその逆も同様に適用することができる。
【００４５】
その他の実施形態において、ユーザは、任意の適切な輝度値又は輝度値の範囲に対する、不透明度値を選択することができる。係るユーザは、不透明度を輝度値の範囲にわたる輝度値へと関連付ける、不透明度曲線を定義することができる。係る不透明度曲線は、「マスター不透明度曲線」、「マスター不透明度関数」、又は「マスター不透明度ランプ」と呼ぶことがある。
【００４６】
更なる実施形態において、入力回路２４は、ユーザ入力を受け取る代わりに、一つ又は複数の格納された不透明度値を使用する。係る格納された不透明度値は、任意の適切な方法を使用して予め決定することができる。
【００４７】
上述の通り、ＧＩはＤＶＲと同じ方法では不透明度を使用しない。しかし、ユーザは、高い不透明度入力がレンダリングされた画像での物質のより不透明な見た目という結果に、そして低い不透明度入力がレンダリングされた画像での物質のより透明な見た目という結果に、それぞれなると予期している場合がある。
【００４８】
ステージ３２で、ユーザは、透過色Ｃｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎを選択する。係る透過色は、赤、緑、そして青の成分を具備する。例えば透過色は、上述のように、ｒ，ｇ，ｂ＝｛０.７、０.６、０.４｝とすることができる。
【００４９】
ユーザは、透過色を選択するために、任意の適切な入力デバイス及び方法を使用することができる。例えば、係るユーザは、カラーピッカー上の色を選択する、又は数値を入力することができる。入力回路２４は、係るユーザによって選択された透過色を具備する又は表す、入力を受け取る。
【００５０】
その他の実施形態において、ユーザは、透過色の代わりに、消散色を選択することもできる。上述のように、透過色は、消散色へと変換することができるし、またその逆も然りである。下記の説明において、消散色と透過色との間の適切な変換がなされた場合には、透過色に関する言及を消散色へと適用することができ、またその逆も然りである。
【００５１】
本実施形態において、ユーザは、ステージ３０で決定された不透明度値に対する輝度値の範囲に関する、一つの透過色を選択する。その他の実施形態において、係るユーザは、任意の適切な輝度値又はその範囲に対する、透過色及び／又は消散色を選択することができる。係るユーザは、例えば多重組織タイプ等、多重物質に対する透過色及び／又は消散色を選択することができる。係るユーザは、例えば透過色及び／又は消散色を輝度値の範囲を超える輝度値へと関連付ける、変換関数等の関数を作成し、選択し、修正することができる。
【００５２】
更なる実施形態において、入力回路２４は、ユーザ入力を受け取る代わりに、一つ又は複数の格納された透過色及び／又は消散色を使用する。係る格納された透過色及び／又は消散色は、任意の適切な方法を使用して予め決定することができる。
【００５３】
ステージ３４で、処理回路２６は、ステージ３２で選択された透過色を調整する。本実施形態において、処理回路２６は、ステージ３０で選択された不透明度値を使用して透過色を修正する。処理回路は、本実施形態においては「不透明度調整モデル」とも呼ぶことができる、二つの不透明度モデルの組み合わせを使用して、透過色を調整する。係る二つの不透明度モデルの組み合わせは、「組み合わせられた不透明度モデル」、又は「組み合わせられた不透明度調整モデル」とも呼ぶことができる。
【００５４】
本実施形態において、二つの不透明度モデルは、消散調整モデル及び透過調整モデルである。一方の消散調整モデルは、消散色を不透明度値で掛ける（multiply）ことにより消散色を修正する。他方の透過調整モデルは、透過色を透明度値で掛けることにより消散色を修正する。
【００５５】
下記に説明される実施形態において、透過色の修正は、調整を具備する。「調整」という用語は、単一の要素（factor）による増加を意味するために使用される。その他の実施形態において、透過色及び／又は消散色を修正する任意の適切な方法を使用することができるが、係る方法は、調整を具備する場合もあるし、しない場合もある。組み合わせられた不透明度モデルを使用する透過色の調整については、次の式を使用して表すこととする。
【数５】
2020025851.tif 000007
ここでＣ′′′は組み合わせられた不透明度モデルによって修正された透過色、Ｃ′は消散調整モデルによって修正された透過色、Ｃ′′は透過調整モデルによって修正された透過色であり、Ａ（α）及びＢ（α）は、不透明度の線形関数である。
【００５６】
その他の実施形態において、Ａ（α）及びＢ（α）に対して、任意の適切な関数を使用することができる。幾つかの実施形態において、係る関数は、線形でない場合もある。
【００５７】
消散調整モデルは、消散色を不透明度値（α）で掛けることにより消散色を調整する。
【数６】
2020025851.tif 000008
透過色の観点で書くと、次の通りである。
【数７】
2020025851.tif 000009
透過調整モデルは、透過色を透明度値（Ｔ）で掛けることにより透過色を調整する。
【数８】
2020025851.tif 000010
不透明度の観点で書くと、次の通りである。
【数９】
2020025851.tif 000011
【００５８】
本実施形態において、消散調整モデルと透過調整モデルとは、線形組み合わせとして組み合わせられる。消散調整モデル及び透過調整モデルは、不透明度値が０であり、その場合に消散調整モデルのみが適用されるようにして組み合わせられる。逆に不透明度値が１００％の場合には、透過調整モデルのみが適用される。０％から１００％までの不透明度の値に対しては、不透明度モデルの線形組み合わせが適用される。本実施形態において、これはＡ（α）＝（１−α）及びＢ（α）＝αと設定することにより、達成される。
【００５９】
上記式を拡張し且つ置き換えることで、次が与えられる。
【数１０】
2020025851.tif 000012
【００６０】
二つの線形モデル間の線形マッピング関数は、二次マスター不透明度マッピングを生み出す。ユーザによる入力であるオリジナルの透過色Ｃｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ及び修正された透過色Ｃ′′′ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎを関連付ける関数は、不透明度の二次関数である。
【００６１】
図３は、Ｃ′′′ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎのマッピング関数のプロット図である。図３の縦軸ｚは、選択された赤の量、ｒの関数として赤の透過を示し、そして不透明度は、図３ではａで示されている。選択された赤の量は、ステージ３２でユーザによって選択された透過色における赤の量である。
【００６２】
組み合わせられた不透明度モデルは、不透明度値による透過色の修正がユーザによって予期されたような特定の特性を持つようにして、選択される。
【００６３】
特に、ユーザが不透明度値を０に設定した場合に、係るユーザは、物質が透明になるようにレンダリングされることを期待するものである。上記組み合わせられた不透明度モデルにおいて、不透明度値を０に設定することは、透過色を１、即ち完全に透明に設定することである。
【００６４】
対照的に、ユーザが不透明度値を１００％に設定した場合に、係るユーザは、物質が不透明になるようにレンダリングされることを期待するものである。上記組み合わせられた不透明度モデルにおいて、不透明度値を１に設定することは、透過色を０、即ち完全に不透明に設定することである。
【００６５】
消散調整モデル又は透過調整モデルかのどちらかだけを使用することは、ユーザによって予期された特性を有する不透明度モデルを提供しないかもしれない。この点について、下記でより詳しく述べることとする。
【００６６】
その他の実施形態において、異なって組み合わせられた不透明度モデルを使用することがある。係る組み合わせられた不透明度モデルは、例えば、二つ以上の不透明度モデルの任意の線形組み合わせで、任意の二つ又は複数の不透明度モデルの組み合わせとすることができる。第一の不透明度モデルは、不透明度のより低い値（例えば、ゼロに近い不透明度の値）での第二の不透明度モデルに比べて透過色の修正に対するより高い寄与を有し、且つ係る第二の不透明度モデルは、不透明度のより高い値（例えば、１００％に近い不透明度の値）での第一の不透明度モデルに比べて透過色の修正に対するより高い寄与を有するようになっている。
【００６７】
組み合わせられた不透明度モデルは、滑らか且つ連続的な任意のモデルとすることができる。幾つかの実施形態において、組み合わせられた不透明度モデルは、不透明度１００％の完全に不透明な物質と不透明度０％の完全に透明な物質と、を提供する特性を有する、任意のモデルとすることができる。
【００６８】
第一の不透明度モデル及び第二の不透明度モデルは、不透明度値がゼロの場合に、透過色が係る第一の不透明度モデルを使用して修正されるように、定義することができる。反対に不透明度値が１００％の場合に、透過色は、第二の不透明度モデルを使用して修正される。値が０％不透明度から１００％不透明度の間の場合に、透過色は、第一の及び第二の不透明度モデルの線形組み合わせを使用して修正される。
【００６９】
更なる実施形態において、第一の及び第二の不透明度モデルの間の補間をするために、任意の解析的補間関数を使用することができる。補間関数は、例えば曲線又は区分的解析的関数を具備することがある。幾つかの実施形態において、補間関数は、モデル間の補間をするために、ルックアップテーブルを使用することにより実現される。
【００７０】
幾つかの実施形態において、輝度値の第一、第二、第三の範囲が定義される。輝度値の第一且つより低い範囲において、第一の不透明度モデルのみが使用される。輝度値の、第二且つより高い範囲では、第二の不透明度モデルのみが使用される。第一の範囲と第二の範囲との間の中間である、輝度値の第三の範囲においては、例えば線形組み合わせ等、第一の及び第二の不透明度モデルの組み合わせが使用される。
【００７１】
ステージ３４の終わりで、処理回路２６は修正された透過色Ｃ′′′ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎを出力する。
【００７２】
ステージ３６で、レンダリング回路２８は、ステージ３４で出力された、修正された透過色を使用して、ボリュームデータセットから画像をレンダリングする。本実施形態において、係るレンダリングは、グローバルイルミネーションレンダリングを具備する。その他の実施形態において、係るレンダリングは、色依存吸収及び／又は不透明度密度が使用される、任意の物理的なレンダリング法を具備することがある。物理的なレンダリング法は、リアルな世界の光学的な振る舞いを真似しようと試みる、レンダリング法とすることもできる。
【００７３】
上記で説明されたように組み合わせられた不透明度モデルを使用して透過色を修正することで、単一の不透明度値のユーザ選択を、色によって不透明度が変化するレンダリングモデルへと適用することができる。
【００７４】
修正された透過色は、下記に示されたような照射計算において使用することができる。Ｉｇｒｅｅｎ及びＩｂｌｕｅに対する方程式を用いて
【数１１】
2020025851.tif 000013
【００７５】
本実施形態において、同じ修正された透過色が、同じ物質の全ての事例に対して使用される。その他の実施形態において、異なる透過色及び／又は異なる調整を、異なる領域に対して使用することがある。例えば、異なる臓器を表す組織をセグメントすることができるし、また係る異なる臓器のレンダリングにおいて異なる色を使用することもできる。
【００７６】
ステージ３８で、ユーザはステージ３６でレンダリングされた画像を観察し、且つユーザが選択した物質のレンダリングされた色について、ユーザが予期していたものと同然の透過色かどうかを判定する。係るユーザが、レンダリングされた色が良いと判断したら、図２の方法はステージ４２へと進む。ユーザは、物質がユーザにより所望された色特性（例えば、色相や彩度）で物質がレンダリングされた場合に、レンダリング色は良いと判断することができる。
【００７７】
レンダリングされた色を気に入らないとユーザが判断したら、係る図２の方法は、方法４０へと進む。
【００７８】
ステージ４０で、ユーザは、係るユーザの意見で、レンダリングされた画像における物質の色にボリューメトリック彩度が欠けているかどうかを判断する。ボリューメトリック彩度は、色の深み又は豊かさとして説明することができる。ユーザは、物質の色がより染み込んだように見えることを希望する場合がある。
【００７９】
ユーザは、レンダリングされた物質の色に、ボリューメトリック彩度が欠けていないと判断したら、係る図２の処理はステージ４４へと進む。
【００８０】
ステージ４４で、ユーザは、そのユーザの意見で、レンダリングされた物質の色が、所望でない表面色を有しているから十分良く見えない、と判断する。係るユーザが、係る表面色が所望でないと考えた場合に、図２の処理はステージ３２へと戻り、係るユーザは新たな透過色を選択する。ステージ３４及び３６は、新たなレンダリングされた画像を作り出すために、オリジナルの不透明度値及び新たに選択された透過色を使用して繰り返される。
【００８１】
ユーザが、表面色が所望でなくもないと判断し、更に物質にボリューメトリック彩度が欠けていないとステージ４０で既に判断していたら、その場合に図２の処理はステージ３０へと戻り、ユーザは不透明度に対する新たな値を選択する。ステージ３４及び３６は、新たなレンダリングされた画像を作り出すために、新たに選択された不透明度値及びオリジナル透過色を使用して繰り返される。
【００８２】
次に、ユーザの意見で、レンダリングされた物質にボリューメトリック彩度が欠けていると判断した場合に、ステージ４０で何が起こるかについて検討する。物質にボリューメトリック彩度が欠けているとユーザが判断したら、係る図２の処理はステージ４２へと進む。ステージ４２で、深み因子を変更する機会がユーザに与えられる。係る深み因子は、「ボリューメトリック深み因子」とも呼ぶことのできる、正の数値である。
【００８３】
幾つかの実施形態において、ユーザに対して表示されたユーザインターフェースは、彩度ダイアルを具備する。係る彩度ダイアルは、各色制御ポイント（例えば、カラー曲線上のカラーキー）に、又はマウスが色制御ポイントの近くにある場合に、取り付けることができる。係るユーザは、彩度ダイアルを操作することで、深み因子を制御することがある。
【００８４】
本実施形態において、深み因子は、デフォルトで１に設定されている。ユーザが深み因子を１より上に引き上げた場合に、より染み込んだような色になる。
【００８５】
その他の実施形態において、ユーザは物質色にボリューメトリック彩度が過剰にあると判断することがある。ユーザは、色があまり染み込まなくなるよう、深み因子を下げる選択をすることができる。例えば、ユーザが図２の方法の過去の逐次において深み因子を既に適用している場合に、係るユーザは適用される深み因子を下げる選択をすることがある。
【００８６】
深み因子は、任意の適切な方法を使用して実行することができる。本実施形態において、係る深み因子は、組み合わせられた不透明度モデルを使用して作られた透過色の修正に対する調整として、適用される。
【００８７】
本実施形態において、深み因子ｄは、不透明度に直接関連のない、色の更なるモジュレータを提供する。その他の実施形態において、深み因子ｄは、任意の適当な方法で色を修正するために使用することができる。
【００８８】
本実施形態において、
【数１２】
2020025851.tif 000014
ここでＣ′′′′は、組み合わせられた不透明度モデル及び深み因子の両方により修正された通りの透過色であり、ｄは深み因子である。
【００８９】
深み因子により、ユーザインターフェースによっては表すことができないような、染み込みすぎた色（１を上回る色チャンネル値を用いる色）を生み出すことなく、組織色を染み込ませることを、ユーザに許可する。
【００９０】
図４ａ、４ｂ、４ｃは、物質の不透明度及び厚さに対する色のプロット図である。図４ａは、１の深み因子に対する色を示す。図４ｂは、１．５の深み因子に対する色を示す。図４ｃは、２の深み因子に対する色を示す。色は、赤を示すよう意図されているが、プロット図は、グレースケールに再レンダリングされたものである。染み込んだ赤は、中くらいの灰色として示されている。図４ａ、４ｂ、４ｃにおいて、不透明度は０から２５５までのスケール上に示されており、２５５が不透明度１００％を表す。
【００９１】
深み因子が引き上げられたら、染み込んだ赤色が生み出される不透明度値の縞の部分（ｂａｎｄ）が増え、係る縞における赤色が強まる。
【００９２】
本実施形態において、ユーザは、レンダリングされた画像における物質の見た目を変えるための深み因子を変更する。その他の実施形態において、ユーザは、任意の数の物質の見た目を変える深み因子を使用することができる。ユーザは、増加したボリューメトリック彩度を有する変換関数の部分を選択することがある。
【００９３】
幾つかの実施形態において、ユーザは、画像の特定の領域に対して、例えば臓器等の解剖学的な特徴に対して、深み因子の適用を選ぶことがある。
【００９４】
その他の実施形態において、自動的に深み因子を適用することができる。幾つかの実施形態において、係る深み因子は、画像における付加的な情報を示すために使用される。
【００９５】
幾つかの実施形態において、深み因子は、画像フュージョンにおける自由度として使用される。深み因子は、空間的に定義し、且つ第二のボリュームフュージョニング（fusing）のために使用することができる。第二のボリュームは、任意の適切なモダリティ、例えば、ＣＴパフュージョン、ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴ、超音波ドプラ、超音波写真電送装置、シミュレートされた流動力学を使用して取得された、データを具備することができる。
【００９６】
処理回路２６は、ＰＥＴ摂取又はその他の機能的なパラメータに依存して、深み因子を適用することがある。例えば、深み因子は、ＰＥＴ摂取が存在する箇所に、組織の色を深めるために使用することができる。画像ボリュームにおける複数の位置のうちのそれぞれに対する深み因子に対する個別の値は、これらの位置のうちのそれぞれでのＰＥＴ摂取に基づいて、決定することができる。
【００９７】
その他の実施形態において、色の深化は、例えば圧力や速さ、渦度等任意の適切な量を表すことができる。
【００９８】
図２の方法において、深み因子は、組み合わせられた不透明度モデルを使用して、透過色の修正と組み合わせて適用される。その他の実施形態において、深み因子は、透過色又は消散色の修正を何らすることなく、適用することができる。
【００９９】
図２のステージは、ユーザがステージ３８で物質色が良いと決めるまで、繰り返すことができる。一旦ユーザが、物質色が良いと決めたら、図２の方法は、ステージ４２へと進む。ステージ４２で、ユーザは、レンダリングされた画像と相互作用することができる。ユーザは、レンダリングされた画像の周りに、例えば観察方位及び／又はズームレベルを変えることにより、誘導することができる。ユーザは、一つ又は複数のクリップ面を付け足す又は動かすことができる。ユーザは、レンダリングされた画像における解剖学的な特徴を特定する、又はその他の医学的な情報を取得することができる。ユーザは、レンダリングされた画像について、例えばセグメンテーション等の付加的な処理を実行することもできる。
【０１００】
組み合わされた不透明度モデルは、不透明度スペクトル（不透明度０％及び不透明度１００％）の終わりごとに結果を生み出すために、消散調整モデル及び透過調整モデルの組み合わせを使用する。係る結果は、ユーザにより予期された結果と同様の可能性がある。消散調整モデルは、不透明度スペクトルの低い不透明度端に適用され、且つ透過調整モデルは、不透明度スペクトルの高い不透明度端に適用される。消散調整モデルは、不透明度のより低い値での、透過色の調整に対するより高い寄与を作り、且つ透過調整モデルは、不透明度のより高い値での、透過色の調整に対するより高い寄与を作る。
【０１０１】
図２の方法を使用することにより、ユーザにとって合理的に理解のしやすい方法で、ユーザインターフェースにおいて全ての色が表される、ユーザインターフェースを提供することができる。不透明度値の変更により、ユーザによって予期された通りのレンダリングされた画像における変化を生み出すことに、ユーザが気付くことがある。
【０１０２】
組み合わされた不透明度モデルの使用により、カラーキーの単一のセットの使用が許可される場合がある。係るカラーキーの単一のセットの使用が非常に望まれることがある。カラーキーの単一のセットの使用のお陰で、より容易な且つユーザにとってより直感的なレンダリングとすることができる。ユーザは、予期され且つ直感的な結果を提供するような方法で、レンダリングされた画像の色を調整することが可能になる場合がある。
【０１０３】
ユーザは、レンダリングに対するＤＶＲモデルの使用に慣れている場合がある。ＤＶＲにおいて典型的に使用されるマスター不透明度曲線は、ＧＩ等その他の方法で使用される色の不透明度濃度値に直接的に関連しない。それは、ＤＶＲモデルが厳密な物理的描写を提供しないからである。しかし、状況次第で、単一の不透明度曲線の使用が、不透明度モデルのユーザの理解にとっては重要な場合がある。
【０１０４】
マスター不透明度ランプは、プリセットユーザインターフェースにとって、不可欠なものであると考えることができる。ユーザによる単一の不透明度曲線の使用により、ユーザが使用に精通しているＤＶＲモデルと新たなＧＩモデルとの間の理解における溝を橋渡しすることができる。ユーザの見方からＤＶＲモデルへと可能な限りモデルを近づけ続けることで、技術間の遷移（transition）を容易にすることができる。ユーザに馴染みの方法で色及び不透明度の管理を提供することにより、プリセットを作り出すユーザの能力を高めることができる。
【０１０５】
図２の方法において、マスター不透明度ランプは、モデルが予期された通りに振る舞いをさせる方法で、保たれる。不透明度０は、光を全く減衰させるはずはない、と予期することができる。反対に完全な不透明度は、無限の光学濃度を表すので、完全な不透明度が光の全てを減衰させるはずである、と予期することができる。使用された方法の原則は、ユーザにより選定された色は可能な限り保存されるべき、とすることができる。深み因子は、面におけるボリューメトリックな効果を強化するために使用することができる。
【０１０６】
組み合わせられた不透明度モデルにおいて、システムが不透明度＝０の近くで消散調整モデルのように振る舞い、且つ不透明度が完全な不透明度に向かうにつれて透過調整モデルへと滑らかに遷移するようにして、二つのモデル（消散調整モデル及び透過調整モデル）の間で、マッピング関数は作られる。不透明度が低い場合に、組み合わせられた不透明度モデルは、消散調整モデルのように振舞う。逆に不透明度が高い場合に、組み合わせられた不透明度モデルは、透過調整モデルのように振舞う。
【０１０７】
消散調整モデル及び透過調整モデルの組み合わせは、消散調整モデルのみ、又は透過調整モデルのみ、どちらかの特性にとって好ましい場合があるような特性を有する。
【０１０８】
透過色を修正するために消散調整モデルが単独で使用される予定だった場合、即ち消散調整モデルだけが不透明度０％から１００％までの不透明度値の完全な範囲にわたって使用された場合に、何が起こるかについて検討する。
【０１０９】
上記で説明された通り、消散調整モデルにおいて消散色は、不透明度により掛けることで修正される。
【数１３】
2020025851.tif 000015
ここでＣ′ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎは消散調整モデルを使用して修正された消散色であり、αは不透明度である。
【０１１０】
次に不透明度＝０％及び１００％の極端な場合に、何が起こるかについても検討する。例として、Ｃｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ＝｛０．３，０．４，０．７｝の場合について再度検討するが、赤いチャンネルのみ例について検討する。
【０１１１】
消散調整モデルを使用して修正された消散色の使用する、レイに沿ったサンプリングポイント間の照射を変更することについて検討する。
【数１４】
2020025851.tif 000016
入力不透明度が０の場合に、ユーザによって予期された通り、エネルギーはシステムから何も除去されない。
【０１１２】
反対に入力不透明度が１００％の場合、
【数１５】
2020025851.tif 000017
となる。完全な不透明度で、消散調整モデルは、赤いチャンネルから３０％のエネルギーしか除去しない。
【０１１３】
その為、消散調整モデルが単独で使用される予定だった場合に、ユーザにより入力される不透明度が高ければ、グロー効果が見られることがある。
【０１１４】
ライトシミュレーションは、エネルギーについての考えを、そしてエネルギーの保存についての考えを、有することがある。システムは、吸収及び散乱の合計が領域の放射と等しい場合に、エネルギーが保存していると考えることができる。各領域に対して、入ってくる光は、出ていく光に吸収された光を足したものと等しい。エネルギー保存についての考えは、小さな局小域に及び／又は全体としてのシーンに、適用することができる。
【０１１５】
消散調整が単独で使用された場合に、使用されたシステムは、不透明度が１００％の極端な場合ではエネルギーの保存ではない。不透明度を１００％に設定することにより、システムから全てのエネルギーを除去する訳ではないことに、ユーザが驚くことがある。
【０１１６】
不透明度に対するアプローチの当該例は、混乱する又は所望でないとユーザが気付く場合がある幾つかの特性を有する。
【０１１７】
次に、透過色を修正するために透過調整モデルが単独で使用される予定だった場合、即ち透過調整モデルだけが不透明度０％から１００％までの不透明度値の完全な範囲にわたって使用された場合に、何が起こるかについて検討する。
【０１１８】
透過調整モデルにおいて、処理回路は、透過色を透明度で掛けることで、透過色を調整する。
【数１６】
2020025851.tif 000018
ここでＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎは透過色であり、Ｔは透明度、そしてＣ′′ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎは透過調整モデルを使用して修正された、修正された透過色である。
【０１１９】
Ｃｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ＝｛０．３，０．４，０．７｝及びＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ｛０．７，０．６，０．３｝の例を再度検討する。
【０１２０】
次の透過調整モデルを使用する。
【数１７】
2020025851.tif 000019
入力不透明度が１００％（完全な不透明）の場合に、
【数１８】
2020025851.tif 000020
である。ユーザによって予期された通り、輝度が全て除去される。
【０１２１】
反対に入力不透明度が０の場合は、
【数１９】
2020025851.tif 000021
となる。
【０１２２】
その為、透過調整モデルにおけるゼロ不透明度（完全な不透明度）を入力することにより、赤い輝度を３０％除去するという結果になる。この結果は、ユーザにとって予期しなかったことであろう。
【０１２３】
透過調整モデル単独の使用により、画像において予想外の影、「ロウグ影」とも呼ばれるものを作り出す場合があることが分かっている。例えば、透過調整モデル単独を使用してレンダリングされた画像において、完全に透明であるべき対象に影が係る場合がある。
【０１２４】
消散調整モデル単独か、又は透過調整モデル単独か、何れかを使用する単一のマスター不透明度の実行により、特に極端な場合には、ユーザにとって予想外な望まれない効果を与える場合があることについて、上記で説明してきた。
【０１２５】
マスター不透明度を平均的なチャンネル不透明度として使用されることが可能であったマスター不透明度を使用する別の選択肢としては、例えば次を使用することである。
【数２０】
2020025851.tif 000022
しかし、平均的なチャンネル不透明度モデルは、予想外の色の変化を作り出す場合があることがわかっている。例えば、上記式におけるモデルが青のバランスへと変わることが判明しており、従って完全な不透明度を完全なる透明へと変換することは不可能なのである。不透明度が１００％に設定された場合であっても、モデルはやはり、色のチャンネルからエネルギーを除去する。
【０１２６】
組み合わせられた不透明度モデルを使用することにより、ユーザによって選択された通りの透過色が、最終的なレンダリングされた出力へと上手く対応する場合がある。０に近い不透明度の値に対して、第一の不透明度モデルは、消散調整モデルであり優位である。反対に１００％に近い不透明度の値に対して、第二の不透明度モデルは、透過調整モデルであり優位である。
【０１２７】
予測外の特別な場合は、低減又は除去することができる（例えば、完全に不透明であるはずの場合の物質グローイング、又は完全に透明であるはずの場合の物質キャスティング影）。組み合わせられた不透明度モデルの使用が、手っ取り早い場合がある。それは、係るモデルが費用のかかる指数関数を何ら必要としないからである。
【０１２８】
特定の実施形態は、波長／色依存光学濃度／吸収を使用する物理的なレンダリング法；光学的なモデルが、これらのモデルが所望の光学的な特性を生み出すポイントから、消散調整モデル及び透過調整モデル間の滑らかな遷移に基づくマスター不透明度ランプ；を具備する医用撮像法を提供する。
【０１２９】
係る遷移は、スペクトルの低い不透明度端での消散モデルと、スペクトルの高い不透明度端と、での透過モデルの適用に基づくことができる。解析的な補間関数は、モデル間の補間のために使用される。任意の関数は、モデル間の補間のために、ルックアップテーブルを通して使用することができる。深み因子は、結果として生じる光学的モデルにおけるボリューメトリック彩度を増やす／減らすために、付加することができる。彩度ＵＩダイアルは、各色制御ポイントに、又はマウスが色制御ポイントに近い場合に、取り付けることができる。深み因子は、空間的に変動するように、例えば深さ毎に定義することができ、且つ第二のボリュームをフュージョンするために使用することができる。第二のボリュームは、ＣＴパフュージョン、ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴ、超音波ドプラ、超音波写真電送装置、シミュレートされた流動的な力学に基づくことができる。
【０１３０】
特定の実施形態は、ボクセル値及び不透明度値の関係性を示すボリュームデータのボクセル値、メモリ、不透明度曲線を、そしてボクセルの消散値と不透明度値の間の関係性を示す消散調整モデルを、そしてボクセルの透過地と不透明度値の間の関係性を示す透過調整モデル、セット、ボクセル値及び不透明度曲線に基づいた不透明度値、不透明度値に基づいた、そして消散調整モデル及び透過調整モデルのうちの少なくとも一方に基づいたボクセル値に対応する光学的モデル、光学的モデル及びボクセル値に基づいたボリュームデータレンダリング、を収集するよう構成された処理回路を具備するレンダリング用のグローバルイルミネーションを使用する医用画像処理装置を提供する。
【０１３１】
処理回路は、不透明度値がゼロにより近い場合には消散調整モデルを、そして不透明度が完全により近い場合には透過調整モデルを、適用するよう更に構成されている。
【０１３２】
本明細書では、いくつかの特定の回路について説明したが、これらの回路のうち一つまたは複数の機能は、代わりの実施形態において、単一の処理リソースまたはその他の構成要素によって提供することが可能であり、又は単一の回路によって提供される機能は、二つ以上の処理リソースまたはその他の構成要素の組み合わせによって提供することも可能である。単一の回路に関する言及は、係る回路の機能を提供する複数の構成要素を、それらが互いに離れているかどうかに拘らず、包含しているものとし、複数の回路に関する言及は、係る複数の回路の機能を提供する単一の構成要素を包含する。
【０１３３】
以上述べた様に、本実施形態に係る医用画像処理装置は、ボリュームデータと、ボリュームデータの各ボクセル値に対する不透明度値と、ボリュームデータの各ボクセル値に対する消散色及び透過色を取得する。第一の不透明度モデル（例えば消散調整モデル）と第一の不透明度モデルとは異なる第二の不透明度モデル（例えば透過調整モデル）との組み合わせからなる第三の不透明度モデルと、不透明度値と、を用いて消散色及び透過色の少なくも一方を調整し、不透明度値の相対的に低い値においては、第一の不透明度モデルを調整について第二の不透明度モデルに比べて高く寄与させ、不透明度値の相対的に高い値においては、第二の不透明度モデルを調整について第一の不透明度モデルに比べて高く寄与させる。そして、少なくとも一方が調整された消散色又は前記透過色を用いて、ボリュームデータをレンダリングする。従って、例えば、色値の選択を行うと、当該色値（ｒ，ｇ，ｂ）に対応し、且つ第一の不透明度モデルと第二の不透明度モデルとが線形結合された色の不透明度値毎の分布を生成することができる。その結果、グローバルイルミネーションに代表されるレンダリング処理において、従来に比して不透明度を適切且つ簡便に設定することができる。また、表示したい透過色量に応じた深み因子を選択することで、選択された深み因子に応じて不透明度値とｒｅｄの透過量の関連性が異なるモデル（すなわち、選択した深み因子毎に、第一の不透明度モデルと第二の不透明度モデルとの重みが異なる組み合わせモデル）を設定することができる。その結果、色の染み込み具合を深さ毎に適切且つ簡単に設定することができる。
【０１３４】
特定の実施形態についていくつか説明したが、これらの実施形態は、例として提示したにすぎず、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。実際、本明細書で説明する新規な方法およびシステムはさまざまなその他の形態で実施することができる。そのうえ、本明細書で説明する方法およびシステムの形態におけるさまざまな省略、置き換え、および変更は、本発明の趣旨から逸脱することなく行うことができる。添付の特許請求の範囲およびその等価物は、本発明の範囲に含まれるこのような形態または変形形態を包含することを意図するものである。
【符号の説明】
【０１３５】
１０…画像レンダリング装置、１４…ＣＴスキャナ、１６…ディスプレイ画面、１８…入力デバイス、２０…データストア、２４…入力回路、２６…処理回路、２８…レンダリング回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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