(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボリュームデータに対して所定の視差角ずつ視点位置を移動させてボリュームレンダリング処理を行うことで生成される画像群である視差画像群を、前記視点位置の数と同数の画素に視点位置順に配列して出力することで立体視画像を表示する表示部と、
操作者によるモード変更操作に応じて、前記画素の数と同数の視点位置の視差画像、又は、前記画素の数の整数倍の数の視点位置の視差画像群を生成するように制御する視差画像生成制御手段と、
前記視差画像生成制御手段の制御によって生成された前記画素の数の整数倍の数の視点位置の視差画像群を、視点位置が不連続であり、前記画素の数と同数の視差画像である第１の部分視差画像群と、視点位置が前記第１の部分視差画像群の視差画像の間であり、前記画素の数と同数の視差画像を含む第２の部分視差画像群とに分類し、前記第１の部分視差画像群と前記第２の部分視差画像群とを、前記表示部にて所定の切替え速度で切替え表示するように制御する表示制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理システム。
【請求項２】
前記表示制御手段は、前記第１の部分視差画像群及び前記第２の部分視差画像群に含まれる視差画像それぞれが１秒間に任意の回数表示されるように、当該第１の部分視差画像群と当該第２の部分視差画像群とを切替え表示するように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像処理システム。
【請求項３】
前記表示制御手段は、視点位置が前記第１の部分視差画像群に含まれる視差画像の間となる複数の視差画像をそれぞれ異なる部分視差画像群に分類した複数の部分視差画像群を、前記第２の部分視差画像群として分類し、前記第１の部分視差画像群と、当該第２の部分視差画像群に含まれる部分視差画像群とを、順次、切替え表示するように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理システム。
【請求項４】
ボリュームデータに対して所定の視差角ずつ視点位置を移動させてボリュームレンダリング処理を行うことで生成される画像群である視差画像群を、前記視点位置の数と同数の画素に視点位置順に配列して出力することで立体視画像を表示する表示部と、
操作者によるモード変更操作に応じて、前記画素の数と同数の視点位置の視差画像、又は、前記画素の数の整数倍の数の視点位置の視差画像群を生成するように制御する視差画像生成制御手段と、
前記視差画像生成制御手段の制御によって生成された前記画素の数の整数倍の数の視点位置の視差画像群を、視点位置が不連続であり、前記画素の数と同数の視差画像である第１の部分視差画像群と、視点位置が前記第１の部分視差画像群の視差画像の間であり、前記画素の数と同数の視差画像を含む第２の部分視差画像群とに分類し、前記第１の部分視差画像群と前記第２の部分視差画像群とを、前記表示部にて所定の切替え速度で切替え表示するように制御する表示制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
ボリュームデータに対して所定の視差角ずつ視点位置を移動させてボリュームレンダリング処理を行うことで生成される画像群である視差画像群を、前記視点位置の数と同数の画素に視点位置順に配列して出力することで立体視画像を表示する表示部と、
操作者によるモード変更操作に応じて、前記画素の数と同数の視点位置の視差画像、又は、前記画素の数の整数倍の数の視点位置の視差画像群を生成するように制御する視差画像生成制御ステップと、
前記視差画像生成制御ステップの制御によって生成された前記画素の数の整数倍の数の視点位置の視差画像群を、視点位置が不連続であり、前記画素の数と同数の視差画像である第１の部分視差画像群と、視点位置が前記第１の部分視差画像群の視差画像の間であり、前記画素の数と同数の視差画像を含む第２の部分視差画像群とに分類し、前記第１の部分視差画像群と前記第２の部分視差画像群とを、前記表示部にて所定の切替え速度で切替え表示するように制御する表示制御ステップと、
を含んだことを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
ボリュームデータに対して所定の視差角ずつ視点位置を移動させてボリュームレンダリング処理を行うことで生成される画像群である視差画像群を、前記視点位置の数と同数の画素に視点位置順に配列して出力することで立体視画像を表示する表示部と、
操作者によるモード変更操作に応じて、前記画素の数と同数の視点位置の視差画像、又は、前記画素の数の整数倍の数の視点位置の視差画像群を生成するように制御する視差画像生成制御手段と、
前記視差画像生成制御手段の制御によって生成された前記画素の数の整数倍の数の視点位置の視差画像群を、視点位置が不連続であり、前記画素の数と同数の視差画像である第１の部分視差画像群と、視点位置が前記第１の部分視差画像群の視差画像の間であり、前記画素の数と同数の視差画像を含む第２の部分視差画像群とに分類し、前記第１の部分視差画像群と前記第２の部分視差画像群とを、前記表示部にて所定の切替え速度で切替え表示するように制御する表示制御手段と、
を備えたことを特徴とする医用画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像処理システム、装置、方法及び医用画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、立体視用メガネ等の専用機器を用いて、２つの視点から撮影された２視差画像を立体視可能なモニタが実用化されている。また、近年、レンチキュラーレンズ等の光線制御子を用いて、複数の視点から撮影された多視差画像（例えば、９視差画像）を裸眼にて立体視可能なモニタが実用化されている。なお、立体視可能なモニタにて表示される２視差画像や９視差画像は、１視点から撮影された画像の奥行き情報を推定し、推定した情報を用いた画像処理により生成される場合もある。
【０００３】
一方、Ｘ線ＣＴ（Computed  Tomography）装置やＭＲＩ（Magnetic  Resonance  Imaging）装置、超音波診断装置等の医用画像診断装置では、３次元の医用画像データ（以下、ボリュームデータ）を生成可能な装置が実用化されている。従来、かかる医用画像診断装置により生成されたボリュームデータは、種々の画像処理により２次元画像とされ、汎用モニタ上にて２次元表示される。例えば、医用画像診断装置により生成されたボリュームデータは、ボリュームレンダリング処理により３次元の情報を反映した２次元画像とされ、汎用モニタ上にて２次元表示される。しかしながら、従来技術においては、立体視可能な画像の奥行き度合いに一定の限界があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−８６４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、立体視可能な画像の奥行き度合いを向上させることを可能とする画像処理システム、装置、方法及び医用画像診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の画像処理システムは、表示部と、視差画像生成制御手段と、表示制御手段とを備える。表示部は、ボリュームデータに対して所定の視差角ずつ視点位置を移動させてボリュームレンダリング処理を行うことで生成される画像群である視差画像群を、前記視点位置の数と同数の画素に視点位置順に配列して出力することで立体視画像を表示する。視差画像生成制御手段は、操作者によるモード変更操作に応じて、前記画素の数と同数の視点位置の視差画像、又は、前記画素の数の整数倍の数の視点位置の視差画像群を生成するように制御する。表示制御手段は、前記視差画像生成制御手段の制御によって生成された前記画素の数の整数倍の数の視点位置の視差画像群を、視点位置が不連続であり、前記画素の数と同数の視差画像である第１の部分視差画像群と、視点位置が前記第１の部分視差画像群の視差画像の間であり、前記画素の数と同数の視差画像を含む第２の部分視差画像群とに分類し、前記第１の部分視差画像群と前記第２の部分視差画像群とを、前記表示部にて所定の切替え速度で切替え表示するように制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る画像処理システムの構成例を説明するための図である。
【図２】図２は、２視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。
【図３】図３は、９視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係るワークステーションの構成例を説明するための図である。
【図５】図５は、図４に示すレンダリング処理部の構成例を説明するための図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係るボリュームレンダリング処理の一例を説明するための図である。
【図７】図７は、従来技術における課題を説明するための第１の図である。
【図８】図８は、従来技術における課題を説明するための第２の図である。
【図９】図９は、ボケのない立体視画像の奥行き度合いを向上させる手段の一例を説明するための図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態に係る制御部の構成例を説明するための図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態に係るレンダリング制御部による処理の一例を説明するための図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、第１の実施形態に係る表示制御部による第１の表示処理の一例を説明するための図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、第１の実施形態に係る表示制御部による第２の表示処理の一例を説明するための図である。
【図１３】図１３は、第１の実施形態に係るワークステーションによる処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、第２の実施形態に係る表示制御部による処理の概要を説明するための模式図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態に係る表示制御部による処理の一例を説明するための図である。
【図１６】図１６は、第２の実施形態に係るワークステーションによる処理の手順を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、第３の実施形態に係るレンチキュラーレンズのスライドによるズレの補正を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、画像処理システム及び画像処理装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下では、画像処理装置としての機能を有するワークステーションを含む画像処理システムを実施形態として説明する。ここで、以下の実施形態で用いる用語について説明すると、「視差画像群」とは、ボリュームデータに対して、所定の視差角ずつ視点位置を移動させてボリュームレンダリング処理を行なうことで生成された画像群のことである。すなわち、「視差画像群」は、「視点位置」が異なる複数の「視差画像」から構成される。また、「視差角」とは、「視差画像群」を生成するために設定された各視点位置のうち隣接する視点位置とボリュームデータによって表される空間内の所定位置（例えば、空間の中心）とにより定まる角度のことである。また、「視差数」とは、立体表示モニタにて立体視されるために必要となる「視差画像」の数のことである。また、以下で記載する「９視差画像」とは、９つの「視差画像」から構成される「視差画像群」のことである。また、以下で記載する「２視差画像」とは、２つの「視差画像」から構成される「視差画像群」のことである。
【０００９】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る画像処理システムの構成例について説明する。図１は、第１の実施形態に係る画像処理システムの構成例を説明するための図である。
【００１０】
図１に示すように、第１の実施形態に係る画像処理システム１は、医用画像診断装置１１０と、画像保管装置１２０と、ワークステーション１３０と、端末装置１４０とを有する。図１に例示する各装置は、例えば、病院内に設置された院内ＬＡＮ（Local  Area  Network）２により、直接的、又は間接的に相互に通信可能な状態となっている。例えば、画像処理システム１にＰＡＣＳ（Picture  Archiving  and  Communication  System）が導入されている場合、各装置は、ＤＩＣＯＭ（Digital  Imaging  and  Communications  in  Medicine）規格に則って、医用画像等を相互に送受信する。
【００１１】
かかる画像処理システム１は、医用画像診断装置１１０により生成された３次元の医用画像データであるボリュームデータから視差画像群を生成し、この視差画像群を立体視可能なモニタに表示することで、病院内に勤務する医師や検査技師に立体視可能な医用画像を提供する。具体的には、第１の実施形態においては、ワークステーション１３０が、ボリュームデータに対して種々の画像処理を行ない、視差画像群を生成する。また、ワークステーション１３０及び端末装置１４０が、立体視可能なモニタを有し、ワークステーション１３０にて生成された視差画像群をこのモニタに表示する。また、画像保管装置１２０は、医用画像診断装置１１０にて生成されたボリュームデータや、ワークステーション１３０にて生成された視差画像群を保管する。すなわち、ワークステーション１３０や端末装置１４０は、この画像保管装置１２０からボリュームデータや視差画像群を取得し、これを処理したり、モニタに表示したりする。以下、各装置を順に説明する。
【００１２】
医用画像診断装置１１０は、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ（Computed  Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic  Resonance  Imaging）装置、超音波診断装置、ＳＰＥＣＴ（Single  Photon  Emission  Computed  Tomography）装置、ＰＥＴ（Positron  Emission  computed  Tomography）装置、ＳＰＥＣＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＳＰＥＣＴ−ＣＴ装置、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＰＥＴ−ＣＴ装置、又はこれらの装置群等である。また、第１の実施形態に係る医用画像診断装置１１０は、３次元の医用画像データ（ボリュームデータ）を生成可能である。
【００１３】
具体的には、第１の実施形態に係る医用画像診断装置１１０は、被検体を撮影することによりボリュームデータを生成する。例えば、医用画像診断装置１１０は、被検体を撮影することにより投影データやＭＲ信号等のデータを収集し、収集したデータから、被検体の体軸方向に沿った複数のアキシャル面の医用画像データを再構成することで、ボリュームデータを生成する。例えば、医用画像診断装置１１０は、５００枚のアキシャル面の医用画像データを再構成する。この５００枚のアキシャル面の医用画像データ群が、ボリュームデータである。なお、医用画像診断装置１１０により撮影された被検体の投影データやＭＲ信号等自体をボリュームデータとしても良い。
【００１４】
また、第１の実施形態に係る医用画像診断装置１１０は、生成したボリュームデータを画像保管装置１２０に送信する。なお、医用画像診断装置１１０は、ボリュームデータを画像保管装置１２０に送信する際に、付帯情報として、例えば、患者を識別する患者ＩＤ、検査を識別する検査ＩＤ、医用画像診断装置１１０を識別する装置ＩＤ、医用画像診断装置１１０による１回の撮影を識別するシリーズＩＤ等を送信する。
【００１５】
画像保管装置１２０は、医用画像を保管するデータベースである。具体的には、第１の実施形態に係る画像保管装置１２０は、医用画像診断装置１１０から送信されたボリュームデータを記憶部に格納し、これを保管する。また、第１の実施形態においては、ワークステーション１３０が、ボリュームデータから視差画像群を生成し、生成した視差画像群を画像保管装置１２０に送信する。このため、画像保管装置１２０は、ワークステーション１３０から送信された視差画像群を記憶部に格納し、これを保管する。なお、本実施形態は、大容量の画像を保管可能なワークステーション１３０を用いることで、図１に例示するワークステーション１３０と画像保管装置１２０とが統合される場合であっても良い。すなわち、本実施形態は、ワークステーション１３０そのものにボリュームデータもしくは視差画像群を記憶させる場合であっても良い。
【００１６】
なお、第１の実施形態において、画像保管装置１２０に保管されたボリュームデータや視差画像群は、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等と対応付けて保管される。このため、ワークステーション１３０や端末装置１４０は、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等を用いた検索を行なうことで、必要なボリュームデータや視差画像群を画像保管装置１２０から取得する。
【００１７】
ワークステーション１３０は、医用画像に対して画像処理を行なう画像処理装置である。具体的には、第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、画像保管装置１２０から取得したボリュームデータに対して種々のレンダリング処理を行ない、視差画像群を生成する。視差画像群とは、複数の視点から撮影された複数の視差画像のことであり、例えば、９視差画像を裸眼にて立体視可能なモニタにて表示される視差画像群とは、視点位置が異なる９つの視差画像のことである。
【００１８】
また、第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、表示部として、立体視可能なモニタ（以下、立体表示モニタ）を有する。ワークステーション１３０は、視差画像群を生成し、生成した視差画像群を立体表示モニタに表示する。この結果、ワークステーション１３０の操作者は、立体表示モニタに表示された立体視可能な医用画像を確認しながら、視差画像群生成のための操作を行なうことができる。
【００１９】
また、ワークステーション１３０は、生成した視差画像群を画像保管装置１２０に送信する。なお、ワークステーション１３０は、視差画像群を画像保管装置１２０に送信する際に、付帯情報として、例えば、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等を送信する。また、視差画像群を画像保管装置１２０に送信する際に送信される付帯情報としては、視差画像群に関する付帯情報も挙げられる。視差画像群に関する付帯情報としては、視差画像の枚数（例えば、「９」）や、視差画像の解像度（例えば、「４６６×３５０画素」）等がある。
【００２０】
ここで、第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、経時的に多視差画像を生成して表示する場合に、連続する時相データ間で異なる視差位置の視差画像を交互に生成して表示することで、経時的な多視差画像をリアルタイムで生成して表示する場合であっても、スムーズに表示することを可能にする。この点については、後に詳述する。
【００２１】
端末装置１４０は、病院内に勤務する医師や検査技師に医用画像を閲覧させるための装置である。例えば、端末装置１４０は、病院内に勤務する医師や検査技師により操作されるＰＣ（Personal  Computer）やタブレット式ＰＣ、ＰＤＡ（Personal  Digital  Assistant）、携帯電話等である。具体的には、第１の実施形態に係る端末装置１４０は、表示部として立体表示モニタを有する。また、端末装置１４０は、画像保管装置１２０から視差画像群を取得し、取得した視差画像群を立体表示モニタに表示する。この結果、観察者である医師や検査技師は、立体視可能な医用画像を閲覧することができる。
【００２２】
ここで、ワークステーション１３０や端末装置１４０が有する立体表示モニタについて説明する。現在最も普及している一般的な汎用モニタは、２次元画像を２次元で表示するものであり、２次元画像を立体表示することができない。仮に、観察者が汎用モニタにて立体視を要望する場合、汎用モニタに対して画像を出力する装置は、平行法や交差法により観察者が立体視可能な２視差画像を並列表示させる必要がある。又は、汎用モニタに対して画像を出力する装置は、例えば、左目用の部分に赤色のセロハンが取り付けられ、右目用の部分に青色のセロハンが取り付けられたメガネを用いて余色法により観察者が立体視可能な画像を表示する必要がある。
【００２３】
一方、立体表示モニタとしては、立体視用メガネ等の専用機器を用いることで、２視差画像（両眼視差画像とも称する）を立体視可能とするものがある。
【００２４】
図２は、２視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。図２に示す一例は、シャッター方式により立体表示を行なう立体表示モニタであり、モニタを観察する観察者が装着する立体視用メガネとしてシャッターメガネが用いられる。かかる立体表示モニタは、モニタにて２視差画像を交互に出射する。例えば、図２の（Ａ）に示すモニタは、左目用の画像と右目用の画像を、１２０Ｈｚにて交互に出射する。ここで、モニタには、図２の（Ａ）に示すように、赤外線出射部が設置され、赤外線出射部は、画像が切り替わるタイミングに合わせて赤外線の出射を制御する。
【００２５】
また、赤外線出射部から出射された赤外線は、図２の（Ａ）に示すシャッターメガネの赤外線受光部により受光される。シャッターメガネの左右それぞれの枠には、シャッターが取り付けられており、シャッターメガネは、赤外線受光部が赤外線を受光したタイミングに合わせて左右のシャッターそれぞれの透過状態及び遮光状態を交互に切り替える。以下、シャッターにおける透過状態及び遮光状態の切り替え処理について説明する。
【００２６】
各シャッターは、図２の（Ｂ）に示すように、入射側の偏光板と出射側の偏光板とを有し、更に、入射側の偏光板と出射側の偏光板との間に液晶層を有する。また、入射側の偏光板と出射側の偏光板とは、図２の（Ｂ）に示すように、互いに直交している。ここで、図２の（Ｂ）に示すように、電圧が印加されていない「ＯＦＦ」の状態では、入射側の偏光板を通った光は、液晶層の作用により９０度回転し、出射側の偏光板を透過する。すなわち、電圧が印加されていないシャッターは、透過状態となる。
【００２７】
一方、図２の（Ｂ）に示すように、電圧が印加された「ＯＮ」の状態では、液晶層の液晶分子による偏光回転作用が消失するため、入射側の偏光板を通った光は、出射側の偏光板で遮られてしまう。すなわち、電圧が印加されたシャッターは、遮光状態となる。
【００２８】
そこで、例えば、赤外線出射部は、モニタ上に左目用の画像が表示されている期間、赤外線を出射する。そして、赤外線受光部は、赤外線を受光している期間、左目のシャッターに電圧を印加せず、右目のシャッターに電圧を印加させる。これにより、図２の（Ａ）に示すように、右目のシャッターが遮光状態となり、左目のシャッターが透過状態となるため、観察者の左目に左目用の画像が入射する。一方、赤外線出射部は、モニタ上に右目用の画像が表示されている期間、赤外線の出射を停止する。そして、赤外線受光部は、赤外線が受光されない期間、右目のシャッターに電圧を印加せず、左目のシャッターに電圧を印加させる。これにより、左目のシャッターが遮光状態となり、右目のシャッターが透過状態であるため、観察者の右目に右目用の画像が入射する。このように、図２に示す立体表示モニタは、モニタに表示される画像とシャッターの状態を連動させて切り替えることで、観察者が立体視可能な画像を表示させる。なお、２視差画像を立体視可能な立体表示モニタとしては、上記のシャッター方式以外にも、偏光メガネ方式を採用したモニタも知られている。
【００２９】
更に、近年実用化された立体表示モニタとしては、レンチキュラーレンズ等の光線制御子を用いることで、例えば、９視差画像等の多視差画像を観察者が裸眼にて立体視可能とするものがある。かかる立体表示モニタは、両眼視差による立体視を可能とし、更に、観察者の視点移動に合わせて観察される映像も変化する運動視差による立体視も可能とする。
【００３０】
図３は、９視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。図３に示す立体表示モニタには、液晶パネル等の平面状の表示面２００の前面に、光線制御子が配置される。例えば、図３に示す立体表示モニタには、光線制御子として、光学開口が垂直方向に延びる垂直レンチキュラーシート２０１が表示面２００の前面に貼り付けられている。
【００３１】
表示面２００には、図３に示すように、縦横比が３：１であり、縦方向にサブ画素である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つが配置された画素２０２がマトリクス状に配置される。図３に示す立体表示モニタは、９つの画像により構成される９視差画像を、所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換したうえで、表示面２００に出力する。すなわち、図３に示す立体表示モニタは、９視差画像にて同一位置にある９つの画素それぞれを、９列の画素２０２に割り振って出力させる。９列の画素２０２は、視点位置の異なる９つの画像を同時に表示する単位画素群２０３となる。
【００３２】
表示面２００において単位画素群２０３として同時に出力された９視差画像は、例えば、ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）バックライトにより平行光として放射され、更に、垂直レンチキュラーシート２０１により、多方向に放射される。９視差画像の各画素の光が多方向に放射されることにより、観察者の右目及び左目に入射する光は、観察者の位置（視点の位置）に連動して変化する。すなわち、観察者の見る角度により、右目に入射する視差画像と左目に入射する視差画像とは、視差角が異なる。これにより、観察者は、例えば、図３に示す９つの位置それぞれにおいて、撮影対象を立体的に視認できる。また、観察者は、例えば、図３に示す「５」の位置において、撮影対象に対して正対した状態で立体的に視認できるとともに、図３に示す「５」以外それぞれの位置において、撮影対象の向きを変化させた状態で立体的に視認できる。なお、図３に示す立体表示モニタは、あくまでも一例である。９視差画像を表示する立体表示モニタは、図３に示すように、「ＲＲＲ・・・、ＧＧＧ・・・、ＢＢＢ・・・」の横ストライプ液晶である場合であっても良いし、「ＲＧＢＲＧＢ・・・」の縦ストライプ液晶である場合であっても良い。また、図３に示す立体表示モニタは、図３に示すように、レンチキュラーシートが垂直となる縦レンズ方式である場合であっても良いし、レンチキュラーシートが斜めとなる斜めレンズ方式である場合であっても良い。
【００３３】
ここまで、第１の実施形態に係る画像処理システム１の構成例について簡単に説明した。なお、上述した画像処理システム１は、ＰＡＣＳが導入されている場合にその適用が限られるものではない。例えば、画像処理システム１は、医用画像が添付された電子カルテを管理する電子カルテシステムが導入されている場合にも、同様に適用される。この場合、画像保管装置１２０は、電子カルテを保管するデータベースである。また、例えば、画像処理システム１は、ＨＩＳ（Hospital  Information  System）、ＲＩＳ（Radiology  Information  System）が導入されている場合にも、同様に適用される。また、画像処理システム１は、上述した構成例に限られるものではない。各装置が有する機能やその分担は、運用の形態に応じて適宜変更されてよい。
【００３４】
次に、第１の実施形態に係るワークステーションの構成例について図４を用いて説明する。図４は、第１の実施形態に係るワークステーションの構成例を説明するための図である。なお、以下において、「視差画像群」とは、ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行なうことで生成された立体視用の画像群のことである。また、「視差画像」とは、「視差画像群」を構成する個々の画像のことである。すなわち、「視差画像群」は、視点位置が異なる複数の「視差画像」から構成される。
【００３５】
第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、画像処理等に適した高性能なコンピュータであり、図４に示すように、入力部１３１と、表示部１３２と、通信部１３３と、記憶部１３４と、制御部１３５と、レンダリング処理部１３６とを有する。なお、以下では、ワークステーション１３０が画像処理等に適した高性能なコンピュータである場合を用いて説明するが、これに限定されるものではなく、任意の情報処理装置であって良い。例えば、任意のパーソナルコンピュータであっても良い。
【００３６】
入力部１３１は、マウス、キーボード、トラックボール等であり、ワークステーション１３０に対する各種操作の入力を操作者から受け付ける。具体的には、第１の実施形態に係る入力部１３１は、レンダリング処理の対象となるボリュームデータを画像保管装置１２０から取得するための情報の入力を受け付ける。例えば、入力部１３１は、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等の入力を受け付ける。また、第１の実施形態に係る入力部１３１は、レンダリング処理に関する条件（以下、レンダリング条件）の入力を受け付ける。
【００３７】
表示部１３２は、立体表示モニタとしての液晶パネル等であり、各種情報を表示する。具体的には、第１の実施形態に係る表示部１３２は、操作者から各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）や、視差画像群等を表示する。通信部１３３は、ＮＩＣ（Network  Interface  Card）等であり、他の装置との間で通信を行う。
【００３８】
記憶部１３４は、ハードディスク、半導体メモリ素子等であり、各種情報を記憶する。具体的には、第１の実施形態に係る記憶部１３４は、通信部１３３を介して画像保管装置１２０から取得したボリュームデータを記憶する。また、第１の実施形態に係る記憶部１３４は、レンダリング処理中のボリュームデータや、レンダリング処理により生成された視差画像群等を記憶する。
【００３９】
制御部１３５は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）等の電子回路、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等の集積回路であり、ワークステーション１３０の全体制御を行なう。
【００４０】
例えば、第１の実施形態に係る制御部１３５は、表示部１３２に対するＧＵＩの表示や視差画像群の表示を制御する。また、例えば、制御部１３５は、画像保管装置１２０との間で通信部１３３を介して行なわれるボリュームデータや視差画像群の送受信を制御する。また、例えば、制御部１３５は、レンダリング処理部１３６によるレンダリング処理を制御する。また、例えば、制御部１３５は、ボリュームデータの記憶部１３４からの読み込みや、視差画像群の記憶部１３４への格納を制御する。
【００４１】
ここで、第１の実施形態において、ワークステーション１３０の制御部１３５は、レンダリング処理部１３６によるレンダリング処理を制御し、レンダリング処理部１３６と共働することで、連続する時相データ間で異なる視差位置の視差画像を交互に生成して、表示部１３２に表示させる。この点については、後に詳述する。
【００４２】
レンダリング処理部１３６は、制御部１３５による制御の下、画像保管装置１２０から取得したボリュームデータに対して種々のレンダリング処理を行ない、視差画像群を生成する。具体的には、第１の実施形態に係るレンダリング処理部１３６は、記憶部１３４からボリュームデータを読み込み、このボリュームデータに対して、まず前処理を行なう。次に、レンダリング処理部１３６は、前処理後のボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行ない、視差画像群を生成する。続いて、レンダリング処理部１３６は、各種情報（目盛り、患者名、検査項目等）が描出された２次元画像を生成し、これを視差画像群それぞれに対して重畳することで、出力用の２次元画像を生成する。そして、レンダリング処理部１３６は、生成した視差画像群や出力用の２次元画像を記憶部１３４に格納する。なお、第１の実施形態において、レンダリング処理とは、ボリュームデータに対して行なう画像処理全体のことであり、ボリュームレンダリング処理とは、レンダリング処理の内、３次元の情報を反映した２次元画像を生成する処理のことである。レンダリング処理により生成される医用画像とは、例えば、視差画像が該当する。
【００４３】
図５は、図４に示すレンダリング処理部の構成例を説明するための図である。図５に示すように、レンダリング処理部１３６は、前処理部１３６１と、３次元画像処理部１３６２と、２次元画像処理部１３６３とを有する。前処理部１３６１が、ボリュームデータに対する前処理を行い、３次元画像処理部１３６２が、前処理後のボリュームデータから視差画像群を生成し、２次元画像処理部１３６３が、視差画像群に各種情報が重畳された出力用の２次元画像を生成する。以下、各部を順に説明する。
【００４４】
前処理部１３６１は、ボリュームデータに対してレンダリング処理を行なう際に、種々の前処理を行なう処理部であり、画像補正処理部１３６１ａと、３次元物体フュージョン部１３６１ｅと、３次元物体表示領域設定部１３６１ｆとを有する。
【００４５】
画像補正処理部１３６１ａは、２種類のボリュームデータを１つのボリュームデータとして処理する際に画像補正処理を行なう処理部であり、図５に示すように、歪み補正処理部１３６１ｂ、体動補正処理部１３６１ｃ及び画像間位置合わせ処理部１３６１ｄを有する。例えば、画像補正処理部１３６１ａは、ＰＥＴ−ＣＴ装置により生成されたＰＥＴ画像のボリュームデータとＸ線ＣＴ画像のボリュームデータとを１つのボリュームデータとして処理する際に画像補正処理を行なう。或いは、画像補正処理部１３６１ａは、ＭＲＩ装置により生成されたＴ１強調画像のボリュームデータとＴ２強調画像のボリュームデータとを１つのボリュームデータとして処理する際に画像補正処理を行なう。
【００４６】
また、歪み補正処理部１３６１ｂは、個々のボリュームデータにおいて、医用画像診断装置１１０によるデータ収集時の収集条件に起因するデータの歪みを補正する。また、体動補正処理部１３６１ｃは、個々のボリュームデータを生成するために用いられたデータの収集時期における被検体の体動に起因する移動を補正する。また、画像間位置合わせ処理部１３６１ｄは、歪み補正処理部１３６１ｂ及び体動補正処理部１３６１ｃによる補正処理が行なわれた２つのボリュームデータ間で、例えば、相互相関法等を用いた位置合わせ（Registration）を行なう。
【００４７】
３次元物体フュージョン部１３６１ｅは、画像間位置合わせ処理部１３６１ｄにより位置合わせが行なわれた複数のボリュームデータをフュージョンさせる。なお、画像補正処理部１３６１ａ及び３次元物体フュージョン部１３６１ｅの処理は、単一のボリュームデータに対してレンダリング処理を行なう場合、省略される。
【００４８】
３次元物体表示領域設定部１３６１ｆは、操作者により指定された表示対象臓器に対応する表示領域を設定する処理部であり、セグメンテーション処理部１３６１ｇを有する。セグメンテーション処理部１３６１ｇは、操作者により指定された心臓、肺、血管等の臓器を、例えば、ボリュームデータの画素値（ボクセル値）に基づく領域拡張法により抽出する処理部である。
【００４９】
なお、セグメンテーション処理部１３６１ｇは、操作者により表示対象臓器が指定されなかった場合、セグメンテーション処理を行なわない。また、セグメンテーション処理部１３６１ｇは、操作者により表示対象臓器が複数指定された場合、該当する複数の臓器を抽出する。また、セグメンテーション処理部１３６１ｇの処理は、レンダリング画像を参照した操作者の微調整要求により再度実行される場合もある。
【００５０】
３次元画像処理部１３６２は、前処理部１３６１が処理を行なった前処理後のボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行なう。ボリュームレンダリング処理を行なう処理部として、３次元画像処理部１３６２は、投影方法設定部１３６２ａと、３次元幾何変換処理部１３６２ｂと、３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆと、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋとを有する。
【００５１】
投影方法設定部１３６２ａは、視差画像群を生成するための投影方法を決定する。例えば、投影方法設定部１３６２ａは、ボリュームレンダリング処理を平行投影法により実行するか、透視投影法により実行するかを決定する。
【００５２】
３次元幾何変換処理部１３６２ｂは、ボリュームレンダリング処理が実行されるボリュームデータを３次元幾何学的に変換するための情報を決定する処理部であり、平行移動処理部１３６２ｃ、回転処理部１３６２ｄ及び拡大縮小処理部１３６２ｅを有する。平行移動処理部１３６２ｃは、ボリュームレンダリング処理を行なう際の視点位置が平行移動された場合に、ボリュームデータを平行移動させる移動量を決定する処理部であり、回転処理部１３６２ｄは、ボリュームレンダリング処理を行なう際の視点位置が回転移動された場合に、ボリュームデータを回転移動させる移動量を決定する処理部である。また、拡大縮小処理部１３６２ｅは、視差画像群の拡大や縮小が要求された場合に、ボリュームデータの拡大率や縮小率を決定する処理部である。
【００５３】
３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆは、３次元物体色彩処理部１３６２ｇ、３次元物体不透明度処理部１３６２ｈ、３次元物体材質処理部１３６２ｉ及び３次元仮想空間光源処理部１３６２ｊを有する。３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆは、これらの処理部により、例えば、操作者の要求に応じて、表示される視差画像群の表示状態を決定する処理を行なう。
【００５４】
３次元物体色彩処理部１３６２ｇは、ボリュームデータにてセグメンテーションされた各領域に対して着色される色彩を決定する処理部である。３次元物体不透明度処理部１３６２ｈは、ボリュームデータにてセグメンテーションされた各領域を構成する各ボクセルの不透過度（Opacity）を決定する処理部である。なお、ボリュームデータにおいて不透過度が「１００％」とされた領域の後方の領域は、視差画像群において描出されないこととなる。また、ボリュームデータにおいて不透過度が「０％」とされた領域は、視差画像群において描出されないこととなる。
【００５５】
３次元物体材質処理部１３６２ｉは、ボリュームデータにてセグメンテーションされた各領域の材質を決定することで、この領域が描出される際の質感を調整する処理部である。３次元仮想空間光源処理部１３６２ｊは、ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行なう際に、３次元仮想空間に設置する仮想光源の位置や、仮想光源の種類を決定する処理部である。仮想光源の種類としては、無限遠から平行な光線を照射する光源や、視点から放射状の光線を照射する光源等が挙げられる。
【００５６】
３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行ない、視差画像群を生成する。また、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、ボリュームレンダリング処理を行なう際、必要に応じて、投影方法設定部１３６２ａ、３次元幾何変換処理部１３６２ｂ、３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆにより決定された各種情報を用いる。
【００５７】
ここで、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋによるボリュームレンダリング処理は、レンダリング条件に従って行なわれることになる。例えば、レンダリング条件は、「平行投影法」又は「透視投影法」である。また、例えば、レンダリング条件は、「基準の視点位置及び視差角」である。また、例えば、レンダリング条件は、「視点位置の平行移動」、「視点位置の回転移動」、「視差画像群の拡大」、「視差画像群の縮小」である。また、例えば、レンダリング条件は、「着色される色彩」、「透過度」、「質感」、「仮想光源の位置」、「仮想光源の種類」である。このようなレンダリング条件は、入力部１３１を介して操作者から受け付ける場合や、初期設定される場合が考えられる。いずれの場合も、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、制御部１３５からレンダリング条件を受け付け、このレンダリング条件に従って、ボリュームデータに対するボリュームレンダリング処理を行なう。また、このとき、上述した投影方法設定部１３６２ａ、３次元幾何変換処理部１３６２ｂ、３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆが、このレンダリング条件に従って必要な各種情報を決定するので、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、決定されたこれらの各種情報を用いて視差画像群を生成する。
【００５８】
図６は、第１の実施形態に係るボリュームレンダリング処理の一例を説明するための図である。例えば、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋが、図６の「９視差画像生成方式（１）」に示すように、レンダリング条件として、平行投影法を受け付け、更に、基準の視点位置（５）と視差角「１度」とを受け付けたとする。かかる場合、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、視差角が「１度」おきとなるように、視点の位置を（１）〜（９）に平行移動して、平行投影法により視差角（視線方向間の角度）が１度ずつ異なる９つの視差画像を生成する。なお、平行投影法を行なう場合、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、視線方向に沿って無限遠から平行な光線を照射する光源を設定する。
【００５９】
或いは、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋが、図６の「９視差画像生成方式（２）」に示すように、レンダリング条件として、透視投影法を受け付け、更に、基準の視点位置（５）と視差角「１度」とを受け付けたとする。かかる場合、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、ボリュームデータの中心（重心）を中心に視差角が「１度」おきとなるように、視点の位置を（１）〜（９）に回転移動して、透視投影法により視差角が１度ずつ異なる９つの視差画像を生成する。なお、透視投影法を行なう場合、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、視線方向を中心に光を３次元的に放射状に照射する点光源や面光源を各視点にて設定する。また、透視投影法を行なう場合、レンダリング条件によっては、視点（１）〜（９）は、平行移動される場合であってもよい。
【００６０】
なお、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、表示されるボリュームレンダリング画像の縦方向に対しては、視線方向を中心に光を２次元的に放射状に照射し、表示されるボリュームレンダリング画像の横方向に対しては、視線方向に沿って無限遠から平行な光線を照射する光源を設定することで、平行投影法と透視投影法とを併用したボリュームレンダリング処理を行なってもよい。
【００６１】
このようにして生成された９つの視差画像が、視差画像群である。第１の実施形態において、９つの視差画像は、例えば制御部１３５により所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換され、立体表示モニタとしての表示部１３２に出力される。すると、ワークステーション１３０の操作者は、立体表示モニタに表示された立体視可能な医用画像を確認しながら、視差画像群生成のための操作を行なうことができる。
【００６２】
なお、図６の例では、レンダリング条件として、投影方法、基準の視点位置及び視差角を受け付けた場合を説明したが、レンダリング条件として、他の条件を受け付けた場合も同様に、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、それぞれのレンダリング条件を反映しつつ、視差画像群を生成する。
【００６３】
続いて、３次元画像処理部１３６２がボリュームデータから生成した視差画像群は、アンダーレイ（Underlay）とされる。そして、各種情報（目盛り、患者名、検査項目等）が描出されたオーバーレイ（Overlay）がアンダーレイに対して重畳されることで、出力用の２次元画像とされる。２次元画像処理部１３６３は、オーバーレイ及びアンダーレイに対して画像処理を行なうことで、出力用の２次元画像を生成する処理部であり、図５に示すように、２次元物体描画部１３６３ａ、２次元幾何変換処理部１３６３ｂ及び輝度調整部１３６３ｃを有する。例えば、２次元画像処理部１３６３は、出力用の２次元画像の生成処理に要する負荷を軽減するために、９枚の視差画像（アンダーレイ）のそれぞれに対して１枚のオーバーレイを重畳することで、出力用の２次元画像を９枚、生成する。
【００６４】
２次元物体描画部１３６３ａは、オーバーレイに描出される各種情報を描画する処理部であり、２次元幾何変換処理部１３６３ｂは、オーバーレイに描出される各種情報の位置を平行移動処理又は回転移動処理したり、オーバーレイに描出される各種情報の拡大処理又は縮小処理したりする処理部である。
【００６５】
また、輝度調整部１３６３ｃは、輝度変換処理を行なう処理部であり、例えば、出力先の立体表示モニタの諧調や、ウィンドウ幅（ＷＷ：Window  Width）、ウィンドウレベル（ＷＬ：Window Level）等の画像処理用のパラメータに応じて、オーバーレイ及びアンダーレイの輝度を調整する処理部である。
【００６６】
このようにして生成された出力用の２次元画像は、例えば制御部１３５により一旦記憶部１３４に格納され、その後、通信部１３３を介して画像保管装置１２０に送信される。例えば、端末装置１４０が、画像保管装置１２０からこの出力用の２次元画像を取得し、所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換した上で立体表示モニタに表示すると、観察者である医師や検査技師は、各種情報（目盛り、患者名、検査項目等）が描出された状態で、立体視可能な医用画像を閲覧することができる。
【００６７】
以上、本実施形態に係るワークステーション１３０の構成について説明した。かかる構成の下、本実施形態に係るワークステーション１３０は、以下で詳細に説明する制御部１３５による制御により、立体視可能な画像の奥行き度合いを向上させることを可能にする。なお、以下では、立体視可能な画像を立体視画像と記す場合がある。
【００６８】
ここで、まず、従来技術における立体視画像の奥行き度合いについて説明する。図７は、従来技術における課題を説明するための第１の図である。図７においては、単位画素群が画素１〜９で構成され、視差角「１度」で生成された９枚の視差画像を、対応する画素値でそれぞれの画素から出力させることで立体視画像を表示させる場合について示す。図７に示すように、視差角「１度」で生成された９枚の視差画像により立体視画像を表示する場合には、視差が小さいため、９枚の視差画像に含まれる奥行きの情報が少なく、その結果、表示される立体視画像の奥行き度合いが低くなる。
【００６９】
そこで、視差角を大きくすると、９枚の視差画像に含まれる奥行きの情報が多くなり、奥行き度合いが増加するが、画像にボケが生じてしまうという問題がある。図８は、従来技術における課題を説明するための第２の図である。図８においては、単位画素群が画素１〜９で構成され、視差角「２度」で生成された９枚の視差画像を、それぞれの画素から対応する画素値で出力させることで立体視画像を表示させる場合について示す。図８に示すように、視差角「２度」で生成された９枚の視差画像により立体視画像を表示する場合には、隣接する画素から出力される視差画像間において角度の差が大きいために、表示される立体視画像にボケが生じてしまう。
【００７０】
すなわち、従来技術においては、ボケのない立体視画像の奥行き度合いに一定の限界があった。このような問題に対する解決法としては、例えば、解像度を増加させる手段が考えられる。図９は、ボケのない立体視画像の奥行き度合いを向上させる手段の一例を説明するための図である。図９に示すように、例えば、解像度を増加させる手段として、単位画素群を画素１〜１８で構成させる。このようにすることで、視差角「１度」で生成された１８枚の視差画像をそれぞれの画素から対応する画素値で出力させると、奥行き度合いを向上させたボケのない立体視画像を表示させることが可能である。
【００７１】
しかしながら、図９に示すようなハード的な解像度の増加は、技術的な問題なども含んでおり、実現は容易ではない。そこで、本願では、図４に示す制御部１３５の制御により、ハード的な解像度の増加を行うことなく、ボケのない立体視画像の奥行き度合いを向上させることを可能にする。そこで、次に、第１の実施形態に係る制御部１３５について詳細に説明する。図１０は、第１の実施形態に係る制御部１３５の構成例を説明するための図である。図１０に示すように、制御部１３５は、レンダリング制御部１３５１と、表示制御部１３５２とを有する。
【００７２】
レンダリング制御部１３５１は、複数の視差画像を同時に表示する単位画素群に含まれる画素数よりも多い視点位置数の視差画像を、当該単位画素群に表示させる視差画像群として生成するように制御する。具体的には、レンダリング制御部１３５１は、表示部１３２によって表示可能な視差数の整数倍となる視点位置数からボリュームレンダリング処理を実行するようにレンダリング処理部１３６を制御する。
【００７３】
図１１は、第１の実施形態に係るレンダリング制御部１３５１による処理の一例を説明するための図である。例えば、表示部１３２が９視差の視差画像群を表示することができる場合には、レンダリング制御部１３５１は、図１１に示すように、基準となる視点位置からボリュームデータの中心（重心）を中心に視差角が「１度」おきとなるように、視点の位置を（１）〜（１８）に回転移動して、視差角が１度ずつ異なる１８枚の視差画像を生成するようにレンダリング処理部１３６を制御する。なお、図１１においては、透視投影法により視差画像を生成させる場合について示しているが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、平行投影法により視差画像を生成させる場合であってもよい。
【００７４】
図１０に戻って、表示制御部１３５２は、レンダリング制御部１３５１の制御によって生成された視差画像群のうち、視点位置が隣接する複数の視差画像を、任意の切替え速度で切り替えながら同一の画素にて表示するように制御する。具体的には、表示制御部１３５２は、視点位置が隣接する複数の視差画像において、単一の視差画像が１秒間に、例えば、６０回表示されるように当該複数の視差画像を切替える。以下、表示制御部１３５２による処理の一例を図１２Ａ及び図１２Ｂを用いて説明する。
【００７５】
図１２Ａは、第１の実施形態に係る表示制御部１３５２による第１の表示処理の一例を説明するための図である。図１２Ａにおいては、レンダリング制御部１３５１の制御によって図１１に示す１８枚の視差画像が生成された後、９視差の表示部１３２にて画像を表示する際の処理について示す。また、図１２Ａに示す「Ｔ１」は、表示開始の時相を示す。
【００７６】
例えば、表示制御部１３５２は、まず、図１２Ａの「Ｔ１」に示すように、視点の位置（１）〜（１８）にて生成された視差画像のうち、位置（１）、（３）、（５）、（７）、（９）、（１１）、（１３）、（１５）及び（１７）の視差画像を、それぞれ画素１、２、３、４、５、６、７、８及び９にて表示するように制御する。すなわち、表示制御部１３５２は、位置（１）、（３）、（５）、（７）、（９）、（１１）、（１３）、（１５）及び（１７）の視差画像に対応する画素値を、それぞれ画素１、２、３、４、５、６、７、８及び９から出力するように制御する。
【００７７】
そして、表示制御部１３５２は、画素１、２、３、４、５、６、７、８及び９から表示させる視差画像を任意の切替え速度で切替える。図１２Ｂは、第１の実施形態に係る表示制御部１３５２による第２の表示処理の一例を説明するための図である。図１２Ｂにおいては、図１２Ａに示す表示処理の後の処理について示す。また、図１２Ｂに示す「Ｔ２」は、任意の切替え速度で切替えられた際の「Ｔ１」の次の時相を示す。
【００７８】
例えば、表示制御部１３５２は、図１２Ｂの「Ｔ２」に示すように、画素１、２、３、４、５、６、７、８及び９から表示させる視差画像を、任意の切替え速度で、位置（２）、（４）、（６）、（８）、（１０）、（１２）、（１４）、（１６）及び（１８）の視差画像に切替える。そして、表示制御部１３５２は、図１２Ｂの「Ｔ１」と「Ｔ２」とに示した視差画像群を、任意の切替え速度で交互に切替えながら画素１、２、３、４、５、６、７、８及び９から表示させる。
【００７９】
ここで、表示制御部１３５２は、任意の切替え速度として、例えば、１２０分の１秒に１回の速度で表示させる視差画像群を切替える。すなわち、表示制御部１３５２は、１２０Ｈｚの周波数で表示部１３２から視差画像群を表示させる。これは、１８枚の視差画像のうち、「Ｔ１」及び「Ｔ２」それぞれに示した９枚の視差画像を６０Ｈｚで表示させていることに相当し、通常時（切替えを行わない場合）に視差画像群を６０Ｈｚの周波数で表示させている現行の状態と同等の状態で画像が表示されることを意味する。
【００８０】
上述したように、第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、表示部１３２に備えられた視差数よりも多い視点位置数で生成した視差画像群を、視差数単位で群に分け、それぞれの群を任意の切替え速度で切替えながら表示する。これにより、従来よりも奥行き方向の情報がより多く含まれた立体視画像を表示することができ、ハード的な解像度を増加させることなく、ボケのない立体視画像の奥行き度合いを向上させることを可能にする。
【００８１】
また、上述したように、本願はソフト的に奥行き度合いを向上させることができることから、容易に実現可能である。そして、例えば、奥行き度合いを増加させるための奥行き増加モードを設け、観察者が、医用画像を観察する際に、奥行き増加モードをＯＮにすることによって上述した処理が実行されるようにすることも可能である。
【００８２】
次に、図１３を用いて、第１の実施形態に係るワークステーション１３０の処理について説明する。図１３は、第１の実施形態に係るワークステーション１３０による処理の手順を示すフローチャートである。図１３に示すように、第１の実施形態に係るワークステーション１３０においては、奥行き増加モードがＯＮになると（ステップＳ１０１肯定）、レンダリング制御部１３５１は、画素数のｎ倍の数の視点位置における視差画像を生成するようにレンダリング処理部１３６を制御する（ステップＳ１０２）。
【００８３】
そして、表示制御部１３５２は、隣接するｎ枚の視差画像を任意の切替え速度で交互に切替えながら同一の画素に表示させる（ステップＳ１０３）。その後、奥行き増加モードがＯＦＦになる、又は、終了コマンドを受付けると、表示制御部１３５２は、処理を終了する。なお、レンダリング制御部１３５１は、奥行き増加モードがＯＮになるまで待機状態である（ステップＳ１０１否定）。
【００８４】
上述したように、第１の実施形態によれば、表示部１３２が所定数の視差画像を表示する。レンダリング制御部１３５１が、所定数より多い視点位置の視差画像群を生成するように制御する。表示制御部１３５２が、レンダリング制御部１３５１の制御によって生成された視差画像群を、視点位置が不連続な視差画像の組を含む第１の部分視差画像群と、視点位置が当該視差画像の組の間となる視差画像を含む第２の部分視差画像群とに分類し、第１の部分視差画像群と第２の部分視差画像群とを、表示部１３２にて所定の切替え速度で切替え表示するように制御する。従って、第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、従来よりも奥行き方向の情報がより多く含まれた立体視画像を表示することができ、ハード的な解像度を増加させることなく、ボケのない立体視画像の奥行き度合いを向上させることを可能にする。
【００８５】
また、第１の実施形態によれば、表示制御部１３５２は、視点位置が隣接する複数の視差画像において、単一の視差画像が１秒間に６０回表示されるように当該複数の視差画像を切替える。従って、第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、通常時の表示状態と同等の表示状態で画像を表示させることを可能にする。
【００８６】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、視点位置の異なる視差画像を同一画素にて交互に切替えて表示させる場合について説明した。第２の実施形態では、同一画素にて表示される視差画像間のズレを補正して表示する場合について説明する。なお、第２の実施形態では、図１０に示す第１の実施形態に係る制御部１３５と同一の構成を有する。そこで、第２の実施形態においては、同一画素にて表示される視差画像間のズレを補正する制御部を、表示制御部１３５２ａとして説明する。すなわち表示制御部１３５２ａは、図１０に示す表示制御部１３５２に新たな処理が追加されたものである。
【００８７】
ここで、まず、表示制御部１３５２ａによって実行される補正処理の概要について、図１４を用いて説明する。図１４は、第２の実施形態に係る表示制御部１３５２ａによる処理の概要を説明するための模式図である。図１４においては、図１１に示す１８枚の視差画像を９枚の視差画像ごとに切替えて表示する際に出力する画素を示す。
【００８８】
例えば、第１の実施形態に係る表示制御部１３５２は、図１４の（Ａ）に示すように、「Ｔ１」では、位置（１）、（３）、（５）、（７）、（９）、（１１）、（１３）、（１５）及び（１７）の視差画像を、それぞれ画素１、２、３、４、５、６、７、８及び９にて表示させる。また、第１の実施形態に係る表示制御部１３５２は、図１４の（Ａ）に示すように、「Ｔ２」では、位置（２）、（４）、（６）、（８）、（１０）、（１２）、（１４）、（１６）及び（１８）の視差画像を、それぞれ画素１、２、３、４、５、６、７、８及び９にて表示させる。
【００８９】
ここで、画素１に着目した場合に、「Ｔ１」では位置（１）の視差画像が表示され、「Ｔ２」では位置（２）の視差画像が表示される。すなわち、同一の画素から表示される視差画像に視差角「１度」分のズレが生じている。観察者が、実際に医用画像を観察する際には、まったく動かずに観察することはなく、かつ、高速で切替えられていることから、微妙にズレた視差が眼にはいるため、ハード的に１８視差を入力したものに近い状態を作り出すことが出来る。  
【００９０】
また、第２の実施形態に係る表示制御部１３５２ａは、図１４の（Ｂ）の「Ｔ２」に示すように、表示される視差画像それぞれが隣接する画素間を跨いで表示されるように制御することで、例えば、図１４の（Ｂ）に示すように、表示制御部１３５２ａは、画素１と画素２とから視点の位置（２）の視差画像を表示するように制御することもできる。
【００９１】
具体的には、表示制御部１３５２ａは、各画素において出力させるはずであった画素値の半分の値を、画素ごとに算出する。そして、表示制御部１３５２ａは、視差画像それぞれを隣接する画素間で跨いで表示させる場合に、算出した画素値の半分の値を画素ごとに累積し、累積した累積値を新たな画素値として各当該画素それぞれから出力させるように制御する。
【００９２】
図１５は、第２の実施形態に係る表示制御部１３５２ａによる処理の一例を説明するための図である。図１５においては、図１１に示す１８枚の視差画像を表示部１３２にて表示させる場合の１つの単位画素群における表示制御部１３５２ａの処理例を示す。なお、図示していないが、表示制御部１３５２ａは、表示部１３２に備えられた全ての単位画素群において、以下に説明するような処理を行う。
【００９３】
例えば、表示制御部１３５２ａは、図１５の（Ａ）に示すように、まず、ある単位画素群にて表示させる各視差画像に対応する画素値を抽出する。そして、表示制御部１３５２ａは、図１５の（Ｂ）に示すように、時相「Ｔ１」及び「Ｔ２」において、各画素から出力させる画素値を決定する。
【００９４】
ここで、表示制御部１３５２ａは、ズレを補正する時相の視差画像群を対象に画素値の２分の１の値を算出して、算出した値を画素ごとに加算した累積値を算出する。例えば、表示制御部１３５２ａは、図１５の（Ｃ）に示すように、時相「Ｔ２」を補正の対象として、画素値の２分の１の値「（２）：３０／２＝１５、（４）：５０／２＝２５、（６）：３０／２＝１５、など」を算出する。
【００９５】
そして、表示制御部１３５２ａは、算出した画素値の２分の１の値を、隣接する画素に対する加算値として設定する。例えば、表示制御部１３５２ａは、図１５の（Ｃ）に示すように、「（２）３０」で算出した値「１５」を「（４）５０」の加算値として設定する。ここで、加算値が設定される画素は、画素間を跨るものだけである。例えば、図１４の（Ｂ）に示す画素１及び画素２では、画素１から出力されるはずの（２）の視差画像の半分を画素２から出力させるようにする。従って、図１５の（Ｃ）に示すように、画素１にて出力される（２）の画素値「３０」が、２分の１の「１５」となる。一方、画素２においては、（４）の画素値「５０」は、２分の１の「２５」となるが、（２）の画素値「３０」の２分の１の「１５」を出力することとなるため、「１５」が加算値として設定される。なお、画素１において、他の視差画像に対応する画素値を出力することがないために加算値が「０」となる。
【００９６】
そして、表示制御部１３５２ａは、算出して画素値の２分の１の値に加算値を加算した累積値を画素ごとに算出する。例えば、表示制御部１３５２ａは、図１５の（Ｃ）に示すように、画素２の累積値を「４０（＝２５＋１５）」と算出する。そして、表示制御部１３５２ａは、算出した累積値を補正の対象となる時相における各画素にて出力させる画素値として決定する。例えば、表示制御部１３５２ａは、図１５の（Ｄ）に示すように、時相「Ｔ２」の各画素から出力される画素値を「画素１：１５、画素２：４０、画素３：４０、〜」と決定する。
【００９７】
その後、表示制御部１３５２ａは、補正対象となっていない画素値と、決定した画素値とを任意の切替え速度（例えば、１２０分の１秒に１回）で交互に切替えながら、各画素から出力させるように制御する。
【００９８】
なお、上述した第２の実施形態では、時相「Ｔ２」を補正対象とする場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、時相「Ｔ１」を補正対象とする場合であってもよい。かかる場合には、表示制御部１３５２ａは、図１４の（Ａ）に示す「Ｔ１」の視差画像群を全体的に左にスライドさせるように画素値を補正する。
【００９９】
次に、図１６を用いて、第２の実施形態に係るワークステーション１３０の処理について説明する。図１６は、第２の実施形態に係るワークステーション１３０による処理の手順を示すフローチャートである。図１６に示すように、第２の実施形態に係るワークステーション１３０においては、奥行き増加モードがＯＮになると（ステップＳ２０１肯定）、レンダリング制御部１３５１は、画素数のｎ倍の数の視点位置における視差画像を生成するようにレンダリング処理部１３６を制御する（ステップＳ２０２）。
【０１００】
そして、表示制御部１３５２ａは、補正モードがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。ここで、補正モードがＯＮである場合には（ステップＳ２０３肯定）、表示制御部１３５２ａは、補正対象の時相に表示させる視差画像それぞれの画素値の２分の１の値を算出する（ステップＳ２０４）。
【０１０１】
その後、表示制御部１３５２ａは、算出した値を加算した累積値を算出し（ステップＳ２０５）、補正対象外の時相に表示させる視差画像それぞれの画素値と、算出した累積値とを、任意の切替え速度で交互に切替えながら同一の画素にて出力させる（ステップＳ２０６）。
【０１０２】
一方、ステップＳ２０３にて、補正モードがＯＮではない場合には（ステップＳ２０３否定）、表示制御部１３５２ａは、隣接するｎ枚の視差画像の画素値それぞれを任意の切替え速度で交互に切替えながら同一の画素にて出力させる（ステップＳ２０７）。その後、奥行き増加モードがＯＦＦになる、又は、終了コマンドを受付けると、表示制御部１３５２ａは、処理を終了する。なお、レンダリング制御部１３５１は、奥行き増加モードがＯＮになるまで待機状態である（ステップＳ２０１否定）。
【０１０３】
上述したように、第２の実施形態によれば、表示制御部１３５２ａは、同一の画素にて表示される複数の視差画像のうち、少なくとも１枚の視差画像を隣接する画素間で跨いで表示されるように制御する。従って、第２の実施形態に係るワークステーション１３０は、同一の画素にて表示される視差画像の視点位置のズレを補正することができ、奥行き度合いを向上させるとともに、より解像度の高い立体視画像を表示することを可能にする。
【０１０４】
（第３の実施形態）
さて、これまで第１及び第２の実施形態について説明したが、上述した第１及び第２の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
【０１０５】
上述した第２の実施形態では、画素値を用いて視差画像のズレを補正する場合について説明したが、視差画像のズレは、視差画像の切替えのタイミングに同期してレンチキュラーレンズをスライドさせることでも補正することができる。図１７は、第３の実施形態に係るレンチキュラーレンズのスライドによるズレの補正を説明するための図である。図１７においては、図１２Ｂに示す視差画像の切替え時にレンチキュラーレンズをスライドさせる場合について示す。
【０１０６】
レンチキュラーレンズをスライドさせることによりズレを補正する場合には、例えば、表示部１３２は、レンチキュラーレンズをスライドさせるための駆動装置を有する。一例を挙げると、表示部１３２は、駆動装置として、振動発生装置などを有する。そして、制御部１３５は、クロックなどの基準信号に基づいて、視差画像の切替え周波数と、振動発生装置の振動周波数とを同期させる。
【０１０７】
このようにすることで、例えば、図１７に示すように、図１７の（Ａ）に示す「Ｔ１」の視差画像から図１７の（Ｂ）に示す「Ｔ２」の視差画像への切替えに同期して、レンチキュラーレンズをスライドさせることができる。例えば、図１７の（Ｂ）の矢印２０に示すようにレンチキュラーレンズがスライドすると、レンチキュラーレンズを透過した後の光の進行方向が変化する。これにより、視差画像の視点位置のズレを補正することができる。
【０１０８】
また、振動発生装置の振動周波数を手動で変化させることで、視差画像の切替えの周波数と同期させてもよい。例えば、表示部１３２に振動発生装置の振動周波数を変えるためのダイヤルを設け、観察者が立体視画像を観察しながらダイヤルを操作することで、視差画像の視点位置のズレを補正する。
【０１０９】
また、上述した実施形態においては、ボリュームデータから１８枚の視差画像を生成し、生成した１８枚の視差画像を９枚ずつ切替えて表示する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、視差数の整数倍であれば任意の枚数の視差画像を用いることが可能である。例えば、ボリュームデータから３６枚の視差画像を生成し、生成した３６枚の視差画像を９枚ずつ切替えて表示する場合であってもよい。かかる場合には、表示部１３２から２４０Ｈｚにて表示させるように設定する。
【０１１０】
上述した実施形態においては、ワークステーション１３０が、ボリュームデータに対してレンダリング処理を実行して、生成した視差画像を表示する場合について説明した。しかしながら、開示の技術がこれに限定されるものではなく、例えば、医用画像診断装置１１０がボリュームデータに対してレンダリング処理を実行して、生成した視差画像を表示する場合であってもよい。また、医用画像診断装置１１０又はワークステーション１３０がボリュームデータに対してレンダリング処理を実行し、端末装置１４０が、画像を表示する場合であってもよい。
【０１１１】
また、上述した実施形態においては、端末装置１４０は、画像保管装置１２０から取得した医用画像等を表示等するものとして説明した。しかしながら、開示の技術はこれに限定されるものではなく、例えば、端末装置１４０は、医用画像診断装置１１０又はワークステーション１３０に直接接続される場合であってもよい。
【０１１２】
また、上述した実施形態においては、ワークステーション１３０は、画像保管装置１２０からボリュームデータを取得し、このボリュームデータに対してレンダリング処理を実行する場合について説明した。しかしながら、開示の技術はこれに限定されるものではなく、例えば、ワークステーション１３０は、医用画像診断装置１１０からボリュームデータを取得し、このボリュームデータに対してレンダリング処理を実行する場合であってもよい。
【０１１３】
以上説明したとおり、実施形態によれば、本実施形態の画像処理システム、装置、方法及び医用画像診断装置は、立体視可能な画像の奥行き度合いを向上させることを可能にする。
【０１１４】
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】
【０１１５】
１１０  医用画像診断装置
１２０  画像保管装置
１３０  ワークステーション
１３５  制御部
１３５１  レンダリング制御部
１３５２  表示制御部
１４０  端末装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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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１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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