(57)【要約】【課題】操作者がレンダリング画像上で観察対象を容易に観察することができる超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理プログラムを提供すること。【解決手段】実施形態に係る超音波診断装置では、第１のレンダリング部は、被検体を超音波で３次元走査して収集されたボリュームデータに基づいて、第１のレンダリング法により第１のレンダリング画像を生成する。第２のレンダリング部は、前記ボリュームデータに基づいて、前記第１のレンダリング法とは異なる第２のレンダリング法により第２のレンダリング画像を生成する。重畳処理部は、前記第１及び第２のレンダリング画像の少なくとも一部を重畳させた重畳画像を生成する。表示制御部は、前記重畳画像を表示装置に表示させる。また、重畳処理部は、前記重畳画像における前記第１及び第２のレンダリング画像の重畳比率を調整する。【選択図】図１
2014061288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を超音波で３次元走査して収集されたボリュームデータに基づいて、第１のレンダリング法により第１のレンダリング画像を生成する第１のレンダリング部と、
前記ボリュームデータに基づいて、前記第１のレンダリング法とは異なる第２のレンダリング法により第２のレンダリング画像を生成する第２のレンダリング部と、
前記第１及び第２のレンダリング画像の少なくとも一部を重畳させた重畳画像を生成する重畳処理部と、
前記重畳画像を表示装置に表示させる表示制御部と、
を備え、
前記重畳処理部は、前記重畳画像における前記第１及び第２のレンダリング画像の重畳比率を調整する、
超音波診断装置。
【請求項２】
前記第１のレンダリング法は、影を付けたレンダリング画像を生成する手法である、
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記重畳処理部は、前記第１のレンダリング画像及び前記重畳画像の少なくとも一方に基づいて、前記重畳比率を調整する、
請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記重畳比率を変更する操作を操作者から受け付ける入力受付処理部をさらに備え、
前記重畳処理部は、前記入力受付処理部によって受け付けられた操作に応じて、前記重畳比率を調整する、
請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記重畳処理部は、前記重畳画像の所定の領域について、前記第１及び前記第２のレンダリング画像を重畳させる、
請求項１〜４のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記重畳処理部は、前記重畳画像を複数の区画に区分けし、前記区画ごとに重畳比率を設定する、
請求項１〜４のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記重畳画像の輝度値に基づいて、当該重畳画像が観察に適切であるか否かを判定する判定部をさらに備え、
前記重畳処理部は、前記判定部によって前記重畳画像が観察に適切でないと判定された場合に、前記重畳比率を上げる、
請求項１〜６のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記判定部は、前記重畳画像の輝度値の平均値又は分散値に基づいて、当該重畳画像が観察に適切であるか否かを判定する、
請求項７に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記判定部は、前記第１のレンダリング部によるレンダリング及び前記第２のレンダリング部によるレンダリングで用いられる視点と、前記第１のレンダリング部によるレンダリングで用いられる光源と、前記ボリュームデータに含まれる構造物との位置関係を監視し、前記光源が前記構造物の後方に回り込んだ場合に、前記重畳画像が観察に適切でないと判定する、
請求項７又は８に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記重畳処理部は、前記第１のレンダリング部によるレンダリングの結果として生成される２次元画像と、前記第２のレンダリング部によるレンダリングの結果として生成される２次元画像とを重畳させることで、前記重畳画像を生成する、
請求項１〜９のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記重畳処理部は、前記第１のレンダリング部によってレンダリングが行われる前に生成される３次元データと、前記第２のレンダリング部によってレンダリングが行われる前に生成される３次元データとを重畳させることで、前記重畳画像を生成する、
請求項１〜９のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
被検体を超音波で３次元走査して得られたボリュームデータを取得する取得部と、
前記ボリュームデータに対し、光源の位置と、ボリュームデータを構成するボクセル値とに基づいて輝度値を定めた第１レンダリング画像を生成する第１のレンダリング部と、
前記ボリュームデータに対し、前記ボリュームデータを構成するボクセル値に基づいて輝度値を定めた第２レンダリング画像を生成する第２のレンダリング部と、
前記第１及び第２のレンダリング画像の少なくとも一部を重畳させた重畳画像を生成する重畳処理部と、
前記重畳画像を表示装置に表示させる表示制御部と
を備え、
前記重畳処理部は、前記重畳画像における前記第１及び第２のレンダリング画像の重畳比率を調整する、
画像処理装置。
【請求項１３】
被検体を超音波で３次元走査して得られたボリュームデータを取得し、
前記ボリュームデータに対し、光源の位置と、ボリュームデータを構成するボクセル値とに基づいて輝度値を定めた第１レンダリング画像を生成し、
前記ボリュームデータに対し、前記ボリュームデータを構成するボクセル値に基づいて輝度値を定めた第２レンダリング画像を生成し、
前記第１及び第２のレンダリング画像の少なくとも一方を重畳させた重畳画像を生成し、
前記重畳画像を表示装置に表示させる、
ことを含み、
前記重畳画像を生成する際に、前記重畳画像における前記第１及び第２のレンダリング画像の重畳比率を調整する、
画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被検体を３次元で走査可能な超音波プローブを用いることで、ボリュームデータを収集する超音波診断装置が実用化されている。このような超音波診断装置では、収集されたボリュームデータに対して、各種のレンダリング法によりレンダリングが行なわれる。例えば、超音波診断装置で用いられるレンダリング法として、３次元の情報を反映した２次元画像を生成するボリュームレンダリングが知られている。
【０００３】
さらに、近年では、グローバルイルミネーションと呼ばれるレンダリング法も知られている。グローバルイルミネーションは、現実世界における光の伝播（減衰や反射など）を考慮してボリュームデータをレンダリングすることで、よりリアルなイメージが得られる手法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１３２６６４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Henrik  Wann  Jensen，"Global  Illumination  using  Photon  Maps"  Department  of  Graphical  Communication，The  Technical  University  of  Denmark
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、操作者がレンダリング画像上で観察対象を容易に観察することができる超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係る超音波診断装置は、第１のレンダリング部と、第２のレンダリング部と、重畳処理部と、表示制御部とを備える。第１のレンダリング部は、被検体を超音波で３次元走査して収集されたボリュームデータに基づいて、第１のレンダリング法により第１のレンダリング画像を生成する。第２のレンダリング部は、前記ボリュームデータに基づいて、前記第１のレンダリング法とは異なる第２のレンダリング法により第２のレンダリング画像を生成する。重畳処理部は、前記第１及び第２のレンダリング画像の少なくとも一部を重畳させた重畳画像を生成する。表示制御部は、前記重畳画像を表示装置に表示させる。また、重畳処理部は、前記重畳画像における前記第１及び第２のレンダリング画像の重畳比率を調整する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る超音波診断装置によって行われる処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、第１又は第２の実施形態に係るグローバルイルミネーションレンダリング部によって生成されるグローバルイルミネーション画像の一例を示す図である。
【図５】図５は、第１又は第２の実施形態に係るボリュームレンダリング部によって生成されるボリュームレンダリング画像の一例を示す図である。
【図６】図６は、第１又は第２の実施形態に係る重畳処理部によって生成される重畳画像の一例である。
【図７】図７は、重畳処理部による重畳画像の区分けの一例を説明するための図である。
【図８】図８は、重畳処理部による重畳比率設定の一例を説明するための図（１）である。
【図９】図９は、重畳処理部による重畳比率設定の一例を説明するための図（２）である。
【図１０】図１０は、重畳処理部による重畳比率設定の一例を説明するための図（３）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、超音波診断装置の実施形態を説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。第１の実施形態に係る超音波診断装置は、被検体を超音波で３次元走査して収集されたボリュームデータに基づいて、グローバルイルミネーション画像及びボリュームレンダリング画像をそれぞれ生成し、グローバルイルミネーション画像とボリュームレンダリング画像とを重畳させた重畳画像を表示するものである。
【００１１】
ここで、グローバルイルミネーション画像とは、ボリュームデータをグローバルイルミネーションによってレンダリングすることで得られる画像である。グローバルイルミネーションでは、３次元空間中にボクセルを配置し、各ボクセルに割り当てられた輝度値と視点の位置とに基づいて投影像の表示を行う。なお、ボクセルの明るさは、３次元空間中の特定座標に配置された光源に基づいて変化させる。具体的には、光源から照射された光は各ボクセルによって減衰や散乱反射を起こすものとして、光の伝搬を計算する。そのため、画像上のボクセルの明るさは、ボクセルに割り当てられた輝度値と光源の位置だけでなく、他のボクセルによって減衰や散乱反射された光によって変化することとなる。また、光源は、３次元空間をどの方向から照らすか、光量はどの程度かなどを設定可能である。また、例えば、光が空間中を伝搬する際の、光の減衰係数を設定可能である。減衰係数を設定した場合、光源に近い領域のボクセルは明るく表示され、光源から遠いボクセルや他のボクセルによって光が遮られているボクセルは暗く表示される。なお、光源は点光源に限らず、平行な光であってもよい。また、光の方向の他に、構造物（ボクセル）による光の反射や、光の屈折などを考慮してボクセルの明るさを決定してもよい。
【００１２】
一方、ボリュームレンダリング画像とは、ボリュームデータをボリュームレンダリングによってレンダリングすることで得られる画像である。ボリュームレンダリングでは、３次元空間中にボクセルを配置し、各ボクセルに割り当てられたボクセル値（Ｂモードのボリュームデータの場合はＢの輝度値）に応じて、各ボクセルの表示上の明るさや色を設定する。その上で、視点からボクセルを投影した投影像を表示する。なお、ボクセルの明るさや色の決定は、レンダリング時に指定した輝度（Luminance）や色相などのパラメータに基づいて行われる。また、光源の概念は無く、ボクセル値の高い領域であれば、光の届きにくい領域や管腔内部であっても明るく表示される。
【００１３】
従来、グローバルイルミネーションでは、非常にリアルなイメージが得られる反面、従来のボリュームレンダリングと異なる画像になるため、操作者が被検体のどの領域を観察しているのかを把握しにくく、混乱する場合があった。また、光源位置の設定によっては、観察対象が完全に影になってしまったり、影の付き方によって観察対象の輪郭が不明瞭になったりすることがあり、操作者による構造物の観察が難しくなる場合があった。
【００１４】
これに対し、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００によれば、グローバルイルミネーション画像とボリュームレンダリングイメージ画像とが重畳されて表示されるので、グローバルイルミネーション画像上で構造物の輪郭を補うことができる。これにより、操作者は、グローバルイルミネーションで用いられる光源位置の設定が適切でない場合でも、構造物を見失うことなく、観察対象を容易に観察することができる。以下、第１の実施形態に係る超音波診断装置について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００は、超音波プローブ１１と、送信部１２と、受信部１３と、入力装置１４と、表示装置１５と、グローバルイルミネーションレンダリング部１６と、ボリュームレンダリング部１７と、重畳処理部１８と、表示制御部１９と、入力受付処理部１１０とを有する。
【００１６】
超音波プローブ１１は、被検体に超音波を送波し、その反射波を受波する。この超音波プローブ１１は、被検体を超音波で３次元走査することで、ボリュームデータを収集することが可能である。送信部１２は、超音波プローブ１１に対して超音波送波のために駆動パルス信号を送信する。受信部１３は、超音波プローブ１１が受波した反射波を電気信号として受信する。なお、超音波プローブ１１によって収集されたボリュームデータは、受信部１３を介して、後述するグローバルイルミネーションレンダリング部１６及びボリュームレンダリング部１７へ送られる。
【００１７】
入力装置１４は、操作者から各種操作を受け付ける。例えば、入力装置１４は、マウスやキーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボールなどである。表示装置１５は、各種画像や、操作者から各種操作の入力を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）などを表示する。例えば、表示装置１５は、液晶モニタやＣＲＴ（Cathode  Ray  Tube）モニタなどである。
【００１８】
グローバルイルミネーションレンダリング部１６は、超音波プローブ１１によって収集されたボリュームデータをグローバルイルミネーションによってレンダリングすることでグローバルイルミネーション画像を生成する。
【００１９】
具体的には、グローバルイルミネーションレンダリング部１６は、受信部１３からボリュームデータが送られると、送られたボリュームデータをグローバルイルミネーションによってレンダリングすることで、グローバルイルミネーション画像を生成する。そして、グローバルイルミネーションレンダリング部１６は、生成したグローバルイルミネーション画像を、後述する重畳処理部１８に送る。
【００２０】
ここで、例えば、グローバルイルミネーションレンダリング部１６は、以下で説明するフォトンマッピングを用いる手法（例えば、Henrik  Wann  Jensen，"Global  Illumination  using  Photon  Maps"  Department  of  Graphical  Communication，The  Technical  University  of  Denmarkを参照）によって、グローバルイルミネーション画像を作成する。
【００２１】
この手法において、フォトンとは、光をコンピュータで表現するために離散化し単位時間当たりの光エネルギーを運搬する本アルゴリズム用の定義である。この手法では、あらかじめシステムに設定された数のフォトン、或いは、操作者によって設定された数のフォトンが対象ボリューム内において衝突計算され、シーン内に配置される。
【００２２】
なお、フォトンには様々なパラメータ（光の伝搬を表現する様々な属性）を設定することができるが、ここでは計算の簡略化のため、減衰（物体による吸収）のみを計算することとする。物体（ボクセル）にはフォトンが持つＲＧＢ成分のうち、どの成分をどの程度減衰させるかを示す吸収率が設定されている。フォトンの減衰は、物体に設定されたＲＧＢごとの吸収率によって起こる。この吸収率の設定は、あらかじめシステムに設定されるか、或いは、操作者によって設定される。そして、ある点におけるフォトンのふるまいを確率論的に計算して記録する（マッピング）ことで、３次元データであるフォトンマップが完成する。
【００２３】
フォトンマップが完成した後に、レンダリング処理を行う。レンダリング処理は、レイトレーシング法により行うが、計算においてボリュームデータをルックアップする際、対応する（ｘ，ｙ，ｚ）位置周辺におけるフォトンの分布密度を用い、密度に応じた明るさにする。このとき、通常のボリュームレンダリングと同様に閾値や透明度を設定することができる。これにより、グローバルイルミネーション画像が生成される。
【００２４】
ボリュームレンダリング部１７は、超音波プローブ１１によって収集されたボリュームデータをボリュームレンダリングによってレンダリングすることでボリュームレンダリング画像を生成する。
【００２５】
具体的には、ボリュームレンダリング部１７は、受信部１３からボリュームデータが送られると、送られたボリュームデータをボリュームレンダリングによってレンダリングすることで、ボリュームレンダリング画像を生成する。そして、ボリュームレンダリング部１７は、生成したボリュームレンダリング画像を、後述する重畳処理部１８に送る。
【００２６】
ここで、例えば、ボリュームレンダリング部１７は、レイトレーシング法によってボリュームデータをレンダリングすることで、ボリュームレンダリング画像を生成する。
【００２７】
重畳処理部１８は、グローバルイルミネーションレンダリング部１６によって生成されたグローバルイルミネーション画像と、ボリュームレンダリング部１７によって生成されたボリュームレンダリング画像とを重畳させた重畳画像を生成する。
【００２８】
具体的には、重畳処理部１８は、グローバルイルミネーションレンダリング部１６からグローバルイルミネーション画像が送られ、かつ、ボリュームレンダリング部１７からボリュームレンダリング画像が送られると、送られたグローバルイルミネーション画像とボリュームレンダリング画像とを重畳させた重畳画像を生成する。そして、重畳処理部１８は、生成した重畳画像を、後述する表示制御部１９に送る。
【００２９】
ここで、例えば、重畳処理部１８は、以下に示す式（１）〜（３）のように、グローバルイルミネーション画像とボリュームレンダリング画像とを、操作者によって設定された重畳比率で、ＲＧＢそれぞれの成分ごとに線形補間によって混ぜ合わせることで、重畳画像を生成する。
【００３０】
OutputImge＿r  ＝（Igi＿r  ＊（1-ratio））＋（Ivr＿r  ＊  ratio）・・式（１）
OutputImge＿g  ＝（Igi＿g  ＊（1-ratio））＋（Ivr＿g  ＊  ratio）・・式（２）
OutputImge＿b  ＝（Igi＿b  ＊（1-ratio））＋（Ivr＿b  ＊  ratio）・・式（３）
【００３１】
なお、上記式（１）〜（３）において、OutputImageは、重畳画像を表しており、Igiは、グローバルイルミネーション画像を表しており、Ivrは、ボリュームレンダリング画像を表している。なお、OutputImage、Igi、及びIvrそれぞれに付加されている"＿r"は、Ｒ（Red）成分を示しており、"＿g"は、Ｇ（Green）成分を示しており、"＿b"は、Ｂ（Blue）成分を示している。また、ratioは、操作者によって設定された重畳比率を表している。
【００３２】
なお、重畳処理部１８は、グローバルイルミネーションレンダリング部１６によるレンダリングの結果として生成される２次元画像と、ボリュームレンダリング部１７によるレンダリングの結果として生成される２次元画像とを重畳させることで、重畳画像を生成する。または、重畳処理部１８は、グローバルイルミネーションレンダリング部１６によってレンダリングが行われる前に生成される３次元データと、ボリュームレンダリング部１７によってレンダリングが行われる前に生成される３次元データとを重畳させることで、重畳画像を生成してもよい。
【００３３】
表示制御部１９は、重畳処理部１８によって生成された重畳画像を表示装置１５に表示させる。具体的には、表示制御部１９は、重畳処理部１８から重畳画像が送られると、送られた重畳画像を表示装置１５に表示させる。
【００３４】
入力受付処理部１１０は、入力装置１４を介して各種操作を受け付け、受け付けた操作に応じた命令を超音波診断装置１００の各部に入力する。なお、図１では、入力受付処理部１１０と各部との間の矢印は図示を省略している。
【００３５】
例えば、入力受付処理部１１０は、グローバルイルミネーションに関するレンダリング条件と、ボリュームレンダリングに関するレンダリング条件を設定する操作を受け付ける。ここで、グローバルイルミネーションに関するレンダリング条件には、視点位置やボリュームデータの投影方向、光源位置、光源の光量、光源の照射方向などが含まれる。また、ボリュームレンダリングに関するレンダリング条件には、視点位置やボリュームデータの投影方向、ボクセル値に応じたボクセルの表示上の明るさや色などが含まれる。但し、視点位置とボリュームデータの投影方向の条件については、グローバルイルミネーションとボリュームレンダリングとで共通の条件を用いる。そして、入力受付処理部１１０は、グローバルイルミネーションに関するレンダリング条件を受け付けると、グローバルイルミネーションレンダリング部１６に対して、受け付けたレンダリング条件を送る。また、入力受付処理部１１０は、ボリュームレンダリングに関するレンダリング条件を受け付けると、ボリュームレンダリング部１７に対して、受け付けたレンダリング条件を送る。レンダリング条件が送られたグローバルイルミネーションレンダリング部１６及びボリュームレンダリング部１７は、それぞれ、送られたレンダリング条件に基づいて、ボリュームデータをレンダリングする。
【００３６】
また、例えば、入力受付処理部１１０は、表示装置１５に表示された重畳画像を回転又は移動させる操作を受け付ける。入力受付処理部１１０は、この操作を受け付けると、グローバルイルミネーションレンダリング部１６に対して、グローバルイルミネーション画像を回転又は移動させる旨の命令を送り、ボリュームレンダリング部１７に対して、ボリュームレンダリング画像を回転又は移動させる旨の命令を送る。このとき、回転量又は移動量は、グローバルイルミネーション画像とボリュームレンダリング画像とで共通である。この命令を受け付けたグローバルイルミネーションレンダリング部１６は、回転後又は移動後のグローバルイルミネーション画像を再レンダリングにより生成し、生成したグローバルイルミネーション画像を重畳処理部１８に送る。一方、ボリュームレンダリング部１７も、入力受付処理部１１０からの命令を受け付けると、回転後又は移動後のボリュームレンダリング画像を再レンダリングにより生成し、生成したグローバルイルミネーション画像を重畳処理部１８に送る。重畳処理部１８は、送られたグローバルイルミネーション画像及びボリュームレンダリング画像を重畳させた重畳画像を生成し、生成した重畳画像を表示制御部１９に送る。これにより、回転又は移動された重畳画像が表示装置１５に表示される。
【００３７】
また、例えば、入力受付処理部１１０は、表示装置１５に表示された重畳画像におけるグローバルイルミネーション画像とボリュームレンダリング画像との重畳比率を変更する操作を受け付ける。重畳処理部１８は、入力受付処理部１１０によって受け付けられた操作に応じて、重畳画像におけるグローバルイルミネーション画像とボリュームレンダリング画像との重畳比率を調整する。
【００３８】
具体的な例として、例えば、入力受付処理部１１０は、ボリュームレンダリング画像の重畳比率をゼロに設定する操作を受け付けた場合には、重畳処理部１８に対して、重畳画像におけるボリュームレンダリング画像の重畳比率をゼロに設定する旨の命令を送る。この命令を受け付けた重畳処理部１８は、重畳画像を生成する処理をスキップし、グローバルイルミネーション画像のみを表示制御部１９に送る。これにより、グローバルイルミネーション画像のみが表示装置１５に表示される。
【００３９】
また、入力受付処理部１１０は、ボリュームレンダリング画像の重畳比率を変更する操作を受け付けた場合には、重畳処理部１８に対して、受け付けた重畳比率にボリュームレンダリング画像の重畳比率を変更する旨の命令を送る。この命令を受け付けた重畳処理部１８は、ボリュームレンダリング画像の重畳比率を変更して、重畳画像を生成し直す。そして、重畳処理部１８は、生成した重畳画像を表示制御部１９に送る。これにより、変更後の重畳比率でボリュームレンダリング画像が重畳された重畳画像が表示装置１５に表示される。なお、このように重畳比率を変更する場合は、重畳画像のみを生成し直せばよいので、レンダリング後の２次元画像を重畳している場合には、グローバルイルミネーションレンダリング部１６及びボリュームレンダリング部１７による再レンダリングは不要である。
【００４０】
なお、重畳処理部１８は、操作者によってボリュームレンダリング画像の重畳比率が変更されるたびに、重畳画像を生成し直して表示制御部１９に送る。これにより、操作者は、ボリュームレンダリング画像の重畳比率を少しずつ変えながら、リアルタイムで重畳画像の変化を観察することができる。この結果、操作者は、グローバルイルミネーション画像とボリュームレンダリング画像との位置的な対応を容易に認識することができる。
【００４１】
また、グローバルイルミネーションの光源位置を調整することにより、グローバルイルミネーション画像が全体的に明るすぎたり、あるいは暗すぎたりする場合がある。例えば、光源位置と視点に対して非常に近い位置に減衰係数の低いボクセルが多数配置され、あるいは光源の光量が非常に大きく設定された場合は、グローバルイルミネーション画像が明るすぎる画像となってしまう。一方、視点位置に対してボクセルの反対側に光源位置が設定されたり、あるいは光源の光量が非常に小さく設定されたりした場合は、グローバルイルミネーション画像が暗すぎる画像となってしまう。操作者は、光源の調整中に、表示装置１５に表示されている重畳画像が全体的に明るすぎる場合又は暗すぎる場合は、ボリュームレンダリング画像の重畳比率を上げることで、観察対象の輪郭を容易に視認することができる。また、操作者は、光源位置を調整した結果、グローバルイルミネーション画像が明瞭に表示されて、ボリュームレンダリング画像の重畳が不要になった場合には、ボリュームレンダリング画像の重畳比率を下げることで、グローバルイルミネーション画像のみを観察することができる。
【００４２】
次に、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００によって行われる処理について詳細に説明する。図２は、第１の実施形態に係る超音波診断装置によって行われる処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、ここでは、超音波診断装置１００が、ボリュームデータを収集してから重畳画像を表示するまでの処理手順を説明する。
【００４３】
図２に示すように、超音波診断装置１００では、まず、超音波プローブ１１が、観察対象が含まれるように被検体を超音波で３次元走査してボリュームデータを収集する（ステップＳ１０１）。
【００４４】
続いて、グローバルイルミネーションレンダリング部１６が、収集されたボリュームデータに基づいてグローバルイルミネーション画像を生成する（ステップＳ１０２）。また、ボリュームレンダリング部１７が、収集されたボリュームデータに基づいてボリュームレンダリング画像を生成する（ステップＳ１０３）。
【００４５】
その後、重畳処理部１８が、グローバルイルミネーションレンダリング部１６によって生成されたグローバルイルミネーション画像と、ボリュームレンダリング部１７によって生成されたボリュームレンダリング画像とを重畳させた重畳画像を生成する（ステップＳ１０４）。そして、表示制御部１９が、重畳処理部１８によって生成された重畳画像を表示装置１５に表示させる（ステップＳ１０５）。
【００４６】
なお、上述した処理手順において、グローバルイルミネーションレンダリング部１６によるグローバルイルミネーション画像の生成と、ボリュームレンダリング部１７によるボリュームレンダリング画像の生成とは、並行して行われてもよいし、いずれか一方が終わった後に他方が行われてもよい。
【００４７】
上述したように、第１の実施形態によれば、グローバルイルミネーション画像とボリュームレンダリングイメージ画像とが重畳されて表示されるので、グローバルイルミネーション画像上で構造物の輪郭が補われる結果、操作者がグローバルイルミネーション画像上で観察対象を容易に観察することができる。また、第１の実施形態によれば、操作者は、ボリュームレンダリング画像とグローバルイルミネーション画像との重畳比率を変えながら観察することで、それぞれの画像の対応を段階的に視覚的に理解することができる。
【００４８】
なお、第１の実施形態では、グローバルイルミネーションレンダリング部１６及びボリュームレンダリング部１７が、受信部１３から受け付けたボリュームデータを用いてレンダリング画像（グローバルイルミネーション画像、ボリュームレンダリング画像）を生成する場合の例について説明した。しかし、グローバルイルミネーションレンダリング部１６及びボリュームレンダリング部１７は、超音波診断装置１００が有する記憶部に保存されたボリュームデータを用いてレンダリング画像を生成してもよい。
【００４９】
また、第１の実施形態では、グローバルイルミネーションレンダリング部１６が、フォトンマッピングを用いる手法によって、グローバルイルミネーション画像を生成する場合の例について説明した。しかし、グローバルイルミネーションレンダリング部１６は、他のアルゴリズムによってグローバルイルミネーション画像を生成してもよい。例えば、グローバルイルミネーションレンダリング部１６は、ラジオシティ法や、スペキュラマッピング、サーフェスレンダリングなどの種々の手法を用いて、グローバルイルミネーション画像に対応する画像を生成してもよい。
【００５０】
また、第１の実施形態では、グローバルイルミネーションレンダリング部１６が、グローバルイルミネーション画像を生成する際に、減衰のみを加味する場合の例について説明した。しかし、グローバルイルミネーションレンダリング部１６は、他の光源効果を加味してグローバルイルミネーション画像を生成してもよい。例えば、グローバルイルミネーションレンダリング部１６は、反射や散乱などを加味して、グローバルイルミネーション画像を生成してもよい。
【００５１】
また、第１の実施形態では、重畳処理部１８が、線形補間によって重畳画像を生成する場合の例について説明した。しかし、重畳処理部１８は、他のアルゴリズムによって重畳画像を生成してもよい。例えば、重畳処理部１８は、重畳比率に基づいて重み付けされた、ある点におけるグローバルイルミネーション画像及びボリュームレンダリング画像の強度を比較し、強度が低い方、もしくは高い方の強度を採用することで、重畳画像を生成してもよい。このアルゴリズムでも、構造物の輪郭を得ることができる。
【００５２】
また、第１の実施形態では、重畳処理部１８が、重畳比率をゼロとした場合に、グローバルイルミネーション画像のみを表示させる場合の例について説明した。しかし、重畳処理部１８は、重畳比率をゼロとした場合に、ボリュームレンダリング画像のみを表示させるようにしてもよい。つまり、重畳比率は、グローバルイルミネーション画像に対するボリュームレンダリング画像の重畳比率としてもよいし、ボリュームレンダリング画像に対するグローバルイルミネーション画像の重畳比率としてもよい。
【００５３】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、操作者によって重畳比率が変更される場合の例について説明したが、第２の実施形態では、超音波診断装置によって重畳比率が自動的に調整される場合の例について説明する。
【００５４】
図３は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。図３に示すように、第２の実施形態に係る超音波診断装置２００は、超音波プローブ１１と、送信部１２と、受信部１３と、入力装置１４と、表示装置１５と、グローバルイルミネーションレンダリング部１６と、ボリュームレンダリング部１７と、重畳処理部２８と、表示制御部１９と、入力受付処理部１１０と、画像輝度判定部２１１とを有する。
【００５５】
なお、ここでは、図１に示した各部と同じ機能を有する部については、同じ符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。第２の実施形態では、重畳処理部２８及び画像輝度判定部２１１が第１の実施形態とは異なる。なお、第２の実施形態に係る超音波診断装置２００において、ボリュームデータを収集してから重畳画像を表示するまでの処理手順は、図２に示したものと同様である。
【００５６】
重畳処理部２８は、グローバルイルミネーションレンダリング部１６によって生成されたグローバルイルミネーション画像と、ボリュームレンダリング部１７によって生成されたボリュームレンダリング画像とを重畳させた重畳画像を生成する。
【００５７】
具体的には、重畳処理部２８は、グローバルイルミネーションレンダリング部１６からグローバルイルミネーション画像が送られ、かつ、ボリュームレンダリング部１７からボリュームレンダリング画像が送られると、送られたグローバルイルミネーション画像とボリュームレンダリング画像とを重畳させた重畳画像を生成する。そして、重畳処理部２８は、生成した重畳画像を、表示制御部１９及び後述する画像輝度判定部２１１に送る。
【００５８】
ここで、例えば、重畳処理部２８は、以下に示す式（１）〜（３）のように、グローバルイルミネーション画像とボリュームレンダリング画像とを、システムに初期値として設定された重畳比率で、ＲＧＢそれぞれの成分ごとに線形補間によって混ぜ合わせることで、重畳画像を生成する。
【００５９】
OutputImge＿r  ＝（Igi＿r  ＊（1-ratio））＋（Ivr＿r  ＊  ratio）・・式（１）
OutputImge＿g  ＝（Igi＿g  ＊（1-ratio））＋（Ivr＿g  ＊  ratio）・・式（２）
OutputImge＿b  ＝（Igi＿b  ＊（1-ratio））＋（Ivr＿b  ＊  ratio）・・式（３）
【００６０】
なお、上記式（１）〜（３）において、OutputImageは、重畳画像を表しており、Igiは、グローバルイルミネーション画像を表しており、Ivrは、ボリュームレンダリング画像を表している。なお、OutputImage、Igi、及びIvrそれぞれに付加されている"＿r"は、Ｒ（Red）成分を示しており、"＿g"は、Ｇ（Green）成分を示しており、"＿b"は、Ｂ（Blue）成分を示している。また、ratioは、システムによって設定された重畳比率を表している。
【００６１】
なお、重畳処理部２８は、グローバルイルミネーションレンダリング部１６によるレンダリングの結果として生成される２次元画像と、ボリュームレンダリング部１７によるレンダリングの結果として生成される２次元画像とを重畳させることで、重畳画像を生成する。または、重畳処理部２８は、グローバルイルミネーションレンダリング部１６によってレンダリングが行われる前に生成される３次元データと、ボリュームレンダリング部１７によってレンダリングが行われる前に生成される３次元データとを重畳させることで、重畳画像を生成してもよい。
【００６２】
画像輝度判定部２１１は、表示装置１５によって表示された重畳画像の輝度値に基づいて、その重畳画像が観察に適切であるか否かを判定する。
【００６３】
具体的には、画像輝度判定部２１１は、重畳処理部２８から重畳画像が送られると、送られた重畳画像の輝度値を統計的に解析して、その重畳画像が観察に適切であるか否かを判定する。そして、画像輝度判定部２１１は、重畳画像が適切でないと判定した場合には、ボリュームレンダリング画像の重畳比率を上げて重畳画像を再生成する旨の命令を重畳処理部２８に送る。この命令を受け付けた重畳処理部２８は、ボリュームレンダリング画像の重畳比率を所定の値だけ上げて重畳画像を生成し直す。そして、重畳処理部２８は、生成した重畳画像を表示制御部１９に送る。これにより、ボリュームレンダリング画像の重畳比率が高められた重畳画像が表示装置１５に表示される。なお、画像輝度判定部２１１は、重畳画像が適切であると判定した場合には、重畳処理部２８には命令を送らない。
【００６４】
ここで、例えば、画像輝度判定部２１１は、重畳処理部２８から重畳画像が送られると、送られた重畳画像内の輝度のヒストグラムを生成する。そして、画像輝度判定部２１１は、生成したヒストグラムを解析して、統計的に極端に低い輝度値（暗すぎる）又は極端に高い輝度値（明るすぎる）に偏っている場合に、解析対象の重畳画像が観察に適切でないと判定する。このとき、例えば、画像輝度判定部２１１は、重畳画像全体の平均輝度値又は分散値を算出し、算出した平均輝度値が所定の下限閾値より低い場合、所定の上限閾値より高い場合、又は分散値が所定の閾値より小さい場合に、その重畳画像が観察に適切でないと判定する。ヒストグラムが統計的に極端に低い輝度値又は極端に高い輝度値に偏っている場合は、いずれの場合も、重畳画像において、グローバルイルミネーション画像上で構造物の輪郭が薄くなっていることを示している。このような場合は、重畳処理部２８によって、ボリュームレンダリング画像の重畳比率が高められた重畳画像が自動的に表示装置１５に表示されることになる。
【００６５】
なお、画像輝度判定部２１１は、上述した重畳画像の判定及び重畳比率の変更を所定の回数だけ繰り返し行うようにしてもよい。また、画像輝度判定部２１１は、入力装置１４及び入力受付処理部１１０を介して、閾値を設定又は変更する操作を操作者から受け付け、受け付けた閾値を用いて、重畳画像の判定を行うようにしてもよい。
【００６６】
また、画像輝度判定部２１１は、ヒストグラムによる解析を、重畳画像内の全体の輝度値を用いて行ってもよいし、重畳画像内の半分の輝度値や重畳画像の中央部に設定された任意の範囲内の輝度値を用いて行ってもよい。また、画像輝度判定部２１１は、初回の判定は重畳画像の輝度値を用いて行うのではなく、判定対象となる重畳画像に用いられているグローバルイルミネーション画像の輝度値を用いて行ってもよい。
【００６７】
また、画像輝度判定部２１１は、グローバルイルミネーション及びボリュームレンダリングで用いられる視点と、グローバルイルミネーションで用いられる光源と、ボリュームデータに含まれる構造物との位置関係を監視し、光源が構造物の後方に回り込んだ場合に、前記重畳画像が観察に適切でないと判定してもよい。
【００６８】
また、重畳処理部２８は、ボリュームレンダリング画像の重畳比率を上げる場合に、操作者に対してボリュームレンダリング画像の重畳比率が上げられていることを報知するようにしてもよい。例えば、重畳処理部１８は、表示制御部１９を介して、ボリュームレンダリング画像の重畳比率を示す数値や図形などを表示部１５に表示させる。
【００６９】
また、重畳処理部２８は、ボリュームレンダリング画像の重畳比率を上げる場合に、単体で生成されたグローバルイルミネーション画像と、ボリュームレンダリング画像とを、重畳画像と並列させて表示させてもよい。これにより操作者は、光源の設定が適切でない場合に、単体で生成されたグローバルイルミネーション画像とボリュームレンダリング画像とを見比べながら光源位置を把握することができる。
【００７０】
上述したように、第２の実施形態によれば、超音波診断装置によって重畳比率が自動的に調整されるので、グローバルイルミネーション画像に対して構造物の輪郭情報が常に補われる結果、操作者がグローバルイルミネーション画像上で観察対象を容易に観察することができる。また、操作者が観察対象を見失うことをより確実に防ぐことができる。
【００７１】
ここで、図４〜６を用いて、第１又は第２の実施形態に係る超音波診断装置による効果について具体的に説明する。図４は、第１又は第２の実施形態に係るグローバルイルミネーションレンダリング部によって生成されるグローバルイルミネーション画像の一例を示す図である。また、図５は、第１又は第２の実施形態に係るボリュームレンダリング部によって生成されるボリュームレンダリング画像の一例を示す図である。また、図６は、第１又は第２の実施形態に係る重畳処理部によって生成される重畳画像の一例である。なお、図４〜６は、それぞれ同一の胎児の足を描出した画像であり、各レンダリング画像を概念的に示している。
【００７２】
図４に示すように、グローバルイルミネーション画像では、影が付けられているため奥行き感があるが、影によって、例えば足の指などの構造物の輪郭が明瞭に描出されない。一方、図５に示すように、ボリュームレンダリング画像では、構造物の輪郭は明瞭であるが、影がないため奥行き感が乏しい。
【００７３】
これに対し、グローバルイルミネーション画像とボリュームレンダリング画像とを重畳した重畳画像では、グローバルイルミネーションによる影によって奥行き感があり、かつ、ボリュームレンダリング画像によって構造物の輪郭情報が補われる結果、足の指も分離して見える。このように、重畳処理部によって生成される重畳画像では、完全に影を付けるまではいかなくても、ボリュームレンダリング画像を重畳させることで、グローバルイルミネーション画像に対して構造物の輪郭を補うことができる。すなわち、グローバルイルミネーション画像とボリュームレンダリング画像とが補い合う結果、良好なレンダリング画像が得られる。
【００７４】
なお、上記実施形態では、操作者によって重畳比率が変更される場合と、超音波診断装置が重畳比率を自動的に調整する場合とを別々に説明したが、超音波診断装置が、第１の実施形態で説明した構成と第２の実施形態で説明した構成とを両方備えていてもよい。その場合には、例えば、超音波診断装置は、操作者がボリュームレンダリング画像の重畳比率を設定した場合でも、重畳画像における輝度の偏りを検出したときには、自動的に重畳比率を調整する。
【００７５】
また、上記実施形態では、超音波診断装置においてボリュームデータに対する処理が行なわれる場合について説明した。しかし、上述したボリュームデータに対する処理は、超音波診断装置とは独立に設置された画像処理装置によって行なわれてもよい。この場合、画像処理装置は、取得部と、第１のレンダリング部と、第２のレンダリング部と、重畳処理部と、表示制御部とを備える。
【００７６】
取得部は、被検体を超音波で３次元走査して得られたボリュームデータを取得する。例えば、取得部は、超音波診断装置やＰＡＣＳ（Picture  Archiving  and  Communication  Systems）のデータベース、電子カルテシステムのデータベースから受信したボリュームデータを取得する。第１のレンダリング部は、取得部によって取得されたボリュームデータに基づいてグローバルイルミネーション画像を生成する。第２のレンダリング部は、取得部によって取得されたボリュームデータに基づいてボリュームレンダリング画像を生成する。重畳処理部は、第１のレンダリング部によって生成されたグローバルイルミネーション画像と、第２のレンダリング部によって生成されたボリュームレンダリング画像とを重畳させた重畳画像を生成する。表示制御部は、重畳処理部によって生成された重畳画像を表示装置に表示させる。
【００７７】
また、上記実施形態で説明した画像処理方法は、あらかじめ用意された画像処理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。この場合、画像処理プログラムは、取得手順と、第１のレンダリング手順と、第２のレンダリング手順と、重畳処理手順と、表示制御手順とをコンピュータに実行させる。
【００７８】
取得手順では、コンピュータは、被検体を超音波で３次元走査して得られたボリュームデータを取得する。例えば、コンピュータは、超音波診断装置やＰＡＣＳ（Picture  Archiving  and  Communication  Systems）のデータベース、電子カルテシステムのデータベースから受信したボリュームデータを取得する。第１のレンダリング手順では、コンピュータは、取得手順によって取得されたボリュームデータに基づいてグローバルイルミネーション画像を生成する。第２のレンダリング手順では、コンピュータは、取得手順によって取得されたボリュームデータに基づいてボリュームレンダリング画像を生成する。重畳処理手順では、コンピュータは、第１のレンダリング手順によって生成されたグローバルイルミネーション画像と、第２のレンダリング手順によって生成されたボリュームレンダリング画像とを重畳させた重畳画像を生成する。表示制御手順では、コンピュータは、重畳処理部によって生成された重畳画像を表示装置に表示させる。
【００７９】
なお、上述した画像処理プログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、この画像処理プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact  Disc  Read  Only  Memory）、ＭＯ（Magneto-Optical  disc）、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）などのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されて実行されてもよい。
【００８０】
また、上述した各実施形態は、以下のように変形することも可能である。
【００８１】
例えば、上述した第２の実施形態では、重畳処理部２８が、重畳画像に基づいてレンダリング画像の重畳比率を調整する場合の例を説明した。これに対し、重畳処理部２８が、グローバルレンダリング画像に基づいて重畳比率を調整するようにしてもよい。その場合には、例えば、画像輝度判定部２１１が、重畳処理部２８によって生成された重畳画像の代わりにグローバルイルミネーションレンダリング部１６によって生成されたグローバルイルミネーション画像を用いて、第２の実施形態で説明した輝度値に基づく判定方法によって、当該グローバルイルミネーション画像が観察に適切であるか否かを判定する。
【００８２】
また、重畳処理部が、グローバルイルミネーション画像及びボリュームレンダリング画像の少なくとも一部を重畳させるようにしてもよい。この場合には、例えば、重畳処理部は、重畳画像の所定の領域について、グローバルイルミネーション画像とボリュームレンダリング画像とを重畳させる。
【００８３】
例えば、重畳処理部は、操作者によって指定された領域について、グローバルイルミネーション画像とボリュームレンダリング画像とを重畳させる。具体的には、重畳処理部は、入力装置１４及び入力受付処理部１１０を介して、グローバルイルミネーション画像上又は重畳画像上に関心領域を設定する操作を操作者から受け付ける。ここで、重畳処理部が操作者から受け付ける関心領域の数は、１つであってもよいし、複数であってもよい。そして、重畳処理部は、操作者によって設定された関心領域について、グローバルイルミネーション画像とボリュームレンダリング画像とを重畳させる。これにより、操作者が、グローバルイルミネーション画像上又は重畳画像上で、構造物の輪郭を強調させたい領域を任意に指定することができるようになる。
【００８４】
また、例えば、重畳処理部は、グローバルイルミネーション画像上又は重畳画像上で所定の基準より暗くなっている領域又は明るくなっている領域について、グローバルイルミネーション画像とボリュームレンダリング画像とを重畳させる。具体的には、重畳処理部は、グローバルイルミネーション画像又は重畳画像において、輝度値が所定の閾値未満である画素からなる領域を抽出し、抽出した領域について、グローバルイルミネーション画像とボリュームレンダリング画像とを重畳させる。これにより、重畳画像において、影になって見えなくなった領域にある構造物の輪郭を自動的に強調させることができる。または、重畳処理部は、グローバルイルミネーション画像上又は重畳画像上で輝度値が所定の閾値以上である画素からなる領域を抽出し、抽出した領域について、グローバルイルミネーション画像とボリュームレンダリング画像とを重畳させる。これにより、重畳画像において、明るすぎて見えにくくなった領域にある構造物の輪郭を自動的に強調させることができる。
【００８５】
なお、重畳処理部は、上述したように所定の領域のみを重畳させる際には、例えば、グローバルイルミネーション画像における所定の領域のみに局所的にボリュームレンダリング画像を重畳させる重畳処理を行う。または、重畳処理部は、ボリュームレンダリング画像の重畳比率を、所定の領域についてはゼロより大きく設定し、それ以外の領域についてはゼロに設定して重畳処理を行うことで、結果的に、所定の領域のみについて各レンダリング画像を重畳させるようにしてもよい。
【００８６】
また、例えば、重畳処理部は、重畳画像を複数の区画に区分けし、区画ごとに重畳比率を設定するようにしてもよい。この場合には、例えば、重畳処理部は、あらかじめ決められた数及び形状の区画に重畳画像を区分けする。または、重畳処理部は、あらかじめ決められた大きさ及び形状の区画に重畳画像を区分けしてもよい。
【００８７】
図７は、重畳処理部による重畳画像の区分けの一例を説明するための図である。例えば、図７に示すように、重畳処理部は、重畳画像７０を５行×５列に並ぶ四角い区画に区分けする。そして、例えば、重畳処理部は、区分けした区画ごとに、グローバルイルミネーション画像の当該区画に含まれる画素値の平均値を算出し、算出した平均値に応じて、各区画におけるボリュームレンダリング画像の重畳比率を設定する。このとき、例えば、重畳処理部は、あらかじめ決められたグローバルイルミネーション画像の輝度値とボリュームレンダリング画像の重畳比率との関係に基づいて、区画ごとにボリュームレンダリング画像の重畳比率を設定する。
【００８８】
図８〜１０は、重畳処理部による重畳比率設定の一例を説明するための図である。図８〜１０において、横軸は、グローバルイルミネーション画像の輝度値を示しており、縦軸は、ボリュームレンダリング画像の重畳比率を示している。例えば、重畳処理部は、図８〜１０に示す関係に基づいて、区画ごとに、グローバルイルミネーション画像の輝度値の平均値からボリュームレンダリング画像の重畳比率を決定する。
【００８９】
ここで、例えば、図８に示すように、グローバルイルミネーション画像の輝度値とボリュームレンダリング画像の重畳比率との関係は、グローバルイルミネーション画像の輝度値が大きくなるにつれてボリュームレンダリング画像の重畳比率が低くなるように設定される。これにより、グローバルイルミネーションにおいて、暗い区画では、明るい区画と比べて構造物の輪郭がより強く強調されることになる。
【００９０】
また、例えば、図９に示すように、グローバルイルミネーション画像の輝度値とボリュームレンダリング画像の重畳比率との関係は、輝度値＝０で重畳比率＝１００％、輝度値＝Ｐ０で重畳比率がゼロ、輝度値＝２５５で重畳比率＝１００％となるように設定される。また、０＜輝度値＜Ｐ０の範囲では、輝度値が大きくなるにつれて重畳比率が低くなるように設定され、Ｐ１＜輝度値＜２５５の範囲では、輝度値が大きくなるにつれて重畳比率が高くなるように設定される。これにより、グローバルイルミネーションにおいて、暗い区画及び明るい区画で構造物の輪郭がより強く強調されることになる。
【００９１】
また、例えば、図１０に示すように、グローバルイルミネーション画像の輝度値とボリュームレンダリング画像の重畳比率との関係は、０≦輝度値＜Ｐ１で重畳比率＝１００％、Ｐ１≦輝度値＜Ｐ２で重畳比率＝５０％、Ｐ２≦輝度値＜Ｐ３で重畳比率＝０％、Ｐ３≦輝度値＜Ｐ４で重畳比率＝５０％、Ｐ４≦輝度値＜２５５で重畳比率＝１００％となるように設定される。すなわち、この場合には、グローバルイルミネーション画像の輝度値に対して、ボリュームレンダリング画像の重畳比率が段階的に設定される。
【００９２】
なお、重畳処理部による区分けの単位は図７に示したものに限られず、５行×５列より細かい単位で区分けが行われてもよいし、５行×５列より粗い単位で区分けが行われてもよい。また、区画の形状は四角に限られず、例えばひし形や６角形など、任意の形状であってよい。また、区画の大きさも均一である必要はなく、例えば、あらかじめ輝度の分布が分かっている場合には、輝度の変化が大きい範囲について区画を細かく設定し、輝度の変化が小さい範囲については区画を粗く設定してもよい。
【００９３】
また、例えば、重畳処理部は、重畳画像を画素ごとに区分けしてもよい。この場合には、例えば、重畳処理部は、画素ごとに、図８に示したグローバルイルミネーション画像の輝度値とボリュームレンダリング画像の重畳比率との関係に基づいて、グローバルイルミネーション画像の輝度値の平均値からボリュームレンダリング画像の重畳比率を決定する。このように、重畳画像を画素ごとに区分けして重畳比率を設定することで、画素より大きな単位で区分けする場合と比べて、構造物の輪郭の強調度合いがより自然に変化した重畳画像が得られる。
【００９４】
また、上述した各実施形態では、グローバルイルミネーション画像とボリュームレンダリング画像とを重畳させる場合の例を説明したが、重畳させるレンダリング画像を生成するためのレンダリング法は、グローバルイルミネーションとボリュームレンダリングとの組み合わせに限られない。
【００９５】
すなわち、超音波診断装置は、第１のレンダリング部と、第２のレンダリング部とを有する。第１のレンダリング部は、被検体を超音波で３次元走査して収集されたボリュームデータに基づいて、第１のレンダリング法により第１のレンダリング画像を生成する。また、第２のレンダリング部は、ボリュームデータに基づいて、第１のレンダリング法とは異なる第２のレンダリング法により第２のレンダリング画像を生成する。
【００９６】
ここで、例えば、第１のレンダリング法は、影を付けたレンダリング画像を生成する手法である。この場合に、例えば、第２のレンダリング法は、第１のレンダリング法と比べて、影の付き方が小さいレンダリング画像を生成する手法とする。すなわち、第２のレンダリング法は、第１のレンダリング法と比べて、構造物の輪郭が明瞭に描出される手法とする。このようなレンダリング手法の組み合わせによって生成されたレンダリング画像を重畳させることで、第１のレンダリング法によって生成された第１のレンダリング画像において影により輪郭が不明瞭になった部分を、第２のレンダリング法によって生成された第２のレンダリング画像により補うことができる。
【００９７】
例えば、第１のレンダリング法は、グローバルイルミネーションやグラディエント法などである。また、例えば、第２のレンダリング法は、影付けなしのボリュームレンダリングやサーフェスレンダリングなどである。
【００９８】
以上で説明した少なくとも一つの実施形態によれば、レンダリング画像上で観察対象を容易に観察することができる。
【００９９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１００】
１００  超音波診断装置
１６  グローバルイルミネーションレンダリング部
１７  ボリュームレンダリング部
１８  重畳処理部
１９  表示制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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