(57)【要約】【課題】装置上のプロセスで使われるパラメータのデフォルト値（２２０）がユーザーとユーザーインターフェース（１２６）との対話から自動的に学習される。【解決手段】各パラメータについて、学習は当該プロセスに入力された現在の値および一つまたは複数の対応する過去の値に基づいて行われる（Ｓ３３２）。より詳細には、数値パラメータについては、平均、好ましくは転回平均をとることができる（４０４、４０８）。数値でないパラメータについては、生起回数が最大のものが算出されうる。これもやはり好ましくは転回枠（４１２、４１６）に基づいて行われる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力装置および出力装置を有するユーザーインターフェースから、当該装置上でプロセスを実行するために提供するデフォルト値を学習する装置であって：
メモリと、
前記実行の所望の結果を検知し、それに反応して前記メモリに諸パラメータの現在の値を保存し、前記諸パラメータのうちのあるパラメータについて該パラメータの現在の値および該パラメータの少なくとも一つの先に保存された値に基づいてデフォルト値を決定するよう構成されたプロセッサとを有し、該プロセッサが前記決定されたデフォルト値を前記ユーザーインターフェースに提供してユーザーが前記入力装置を使って変更できるようにすることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記検知がユーザーインターフェースから、該ユーザーインターフェースを使うユーザーに反応してなされることを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記所望の結果の検知が前記プロセスの出力が保存されるか、あるいは前記ユーザーインターフェース上以外に呈示するために当該装置から外部に送信されるかするときになされることを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記決定が前記パラメータの現在の値および前記パラメータの少なくとも一つの先に保存された値に基づく平均操作によって前記デフォルト値を出すことを含むことを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記平均操作が転回平均の計算を含むことを特徴とする、請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記平均操作が重み付き平均の計算を含むことを特徴とする、請求項４記載の装置。
【請求項７】
前記装置が超音波画像撮影装置であることを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記入力装置がユーザーが前記決定を有効にするか無効にするかを選択できる制御器を含むことを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記パラメータの前記現在の値および前記パラメータの前記少なくとも一つの先に保存された値が所定の数の代替値のうちから選ばれたものであり、前記決定が代替値のうちから生起回数最大の代替値を選択することを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項１０】
前記生起回数が転回生起回数（rolling  plurality）であることを特徴とする、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
装置へのユーザーインターフェースから、該装置上でプロセスを実行するために提供するデフォルト値を学習する方法であって：
（ａ）前記実行に反応して前記実行の所望の結果を検知し、
（ｂ）前記検知に際して諸パラメータの現在の値を保存し、
（ｃ）前記保存に反応して、前記諸パラメータのうちのあるパラメータについて該パラメータの現在の値および該パラメータの少なくとも一つの先に保存された値に基づいてデフォルト値を決定し、
（ｄ）前記決定されたデフォルト値を前記ユーザーインターフェースに提供してユーザーによって変更できるようにし、
（ｅ）動作（ａ）に戻る、
動作を有することを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記検知がユーザーインターフェースから、該ユーザーインターフェースを使うユーザーに反応してなされることを特徴とする、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記所望の結果の検知が前記プロセスの出力が保存されるか、あるいは前記ユーザーインターフェース上以外に呈示するために当該装置から外部に送信されるかするときになされることを特徴とする、請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記決定が前記パラメータの現在の値および前記パラメータの少なくとも一つの先に保存された値に基づく平均操作によって前記デフォルト値を出すことを含むことを特徴とする、請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
前記平均操作が転回平均の計算を含むことを特徴し、該平均のための加数の数が動作（ａ）から（ｄ）の十分な数の反復ののち最大値に達する、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記装置が超音波画像撮影装置であることを特徴とする、請求項１１記載の方法。
【請求項１７】
ユーザーインターフェース上の制御器によって前記決定を有効にするか無効にするかを選択する動作をさらに含むことを特徴とする、請求項１１記載の方法。
【請求項１８】
前記パラメータの前記現在の値および前記パラメータの前記少なくとも一つの先に保存された値が所定の数の代替値のうちから選ばれたものであり、前記決定が代替値のうちから生起回数最大の代替値を選択することを特徴とする、請求項１１記載の方法。
【請求項１９】
前記生起回数がある枠（window）内のある数の生起のうちから算定されることを特徴とし、前記数が動作（ａ）から（ｄ）の十分な数の反復ののち最大値に達する、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
請求項１１記載の方法であって：
動作（ａ）から（ｄ）の実行において若干の反復のみからの前記所望の結果を、前記プロセスのある特定のエンドユーザーに呈示し、
次に前記エンドユーザーから前記呈示された結果に対するフィードバックを受け取り、
前記フィードバックに基づいてユーザーインターフェースを用いて前記パラメータの値を変更する、
ことをさらに有することを特徴とする方法。
【請求項２１】
当該装置上でプロセスを実行する上での、装置へのユーザーインターフェースを使う学習ツールを含んでおり、特に：
（ａ）前記実行に反応して前記実行の所望の結果を検知し、
（ｂ）前記検知に際して諸パラメータの現在の値を保存し、
（ｃ）前記保存に反応して、前記諸パラメータのあるパラメータについて該パラメータの現在の値および該パラメータの少なくとも一つの先に保存された値に基づいてデフォルト値を決定し、
（ｄ）前記決定されたデフォルト値を前記ユーザーインターフェースに提供してユーザーによって変更できるようにし、
（ｅ）動作（ａ）に戻る、
動作を実行するための命令を含んでいることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプロセスへのデフォルト入力パラメータおよび該プロセスを実行する装置へのユーザーインターフェースに関わるものである。より詳細には、本発明はユーザーの好みの設定の自動学習およびデフォルト入力パラメータの自動決定に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多くの画像生成アプリケーションにおいて、ユーザーは可視化画像を最適化するために多数のパラメータ群を修正する必要がある。画像の何らかの特徴を強調したいある特定のユーザーにとってはこうしたパラメータの値はいつも比較的一定であるが、それは別のユーザーが好む値とは異なることがある。別のユーザーというのはたとえば、撮像装置の技師その他のオペレータによって提供される、たとえば胎児の顔などの印刷された画像を見る医師や患者といったエンドユーザーなどである。エンドユーザーからのフィードバックに基づいて、前記ユーザーはその後、パラメータを調整してそのエンドユーザーのためのその後の画像を作成することもありうる。その後も、そのユーザーによって撮られた画像は、その画像がまたもや前記エンドユーザーまたは別のエンドユーザーからのフィードバックに基づくという散発的な例についてのユーザー設定を反映したものでしかないことがありうる。
【０００３】
画像ごとにすべてのパラメータ調整を繰り返すのは時間の浪費になりかねない。特に作業の流れが重要である医療分野においてはなおさらである。本発明人らは、すぐ撮りたい画像があるのに最適化のためデフォルト修正に不必要に時間が費やされていることに気がついた。たとえば、エンドユーザーからのフィードバックが頻繁になるようであれば、単にユーザー設定を反映させるのみならず、パラメータのデフォルト値にそのことを織り込んだほうがよい。他方、直前に使った値をデフォルトにするのでは孤立した事例を学習する以上のことが排除されてしまう。
【０００４】
本発明の学習ツールは、現在、そして近い過去の事例の両方を考慮してパラメータ群を自動的に、あるいはワンタッチで調整するものである。特定の背景における例を用いて説明するが、当該即時学習ツールは、ユーザーインターフェースを備える広範なアプリケーションにおいて実装しうるものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的の一つは、ある装置が、入出力デバイスをもつユーザーインターフェースのために、該装置上でプロセスを実行する際に使用されるデフォルト値を学習できるようにすることである。前記装置はメモリおよびプロセッサを有する。前記プロセッサは前記プロセスを実行したことの所望の結果を検知する。それに反応して現在のパラメータ値が保存され、それらのパラメータのデフォルト値が、現在のパラメータ値およびそのパラメータの少なくとも一つの過去の値に基づいて計算される。計算されたデフォルト値は、当該ユーザーによってその後加えられるかもしれない修正のためにユーザーインターフェースに供給される。
【０００６】
ここに開示される本発明の詳細は図面を援用して説明される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
図１を参照すると、本発明に基づく超音波システム１００に含まれるのは、解説のために限定的意味のない例として挙げると、超音波装置１０２、該超音波装置のユーザー１０４、被験者または患者１０６、画像を見たあとで前記ユーザーにフィードバックを与える医師などのエンドユーザー１０８、１１０、フィードバックを与える患者１１２、１１４、１１６あるいは患者の親戚・友人である。ここに被験者１０６が含まれていてもよい。遠方にある医師の診察室１１８は、たとえば有線または無線の回線１２２によってパソコン１２０上で超音波画像の直接送信を受けることができる。図１の矢印は情報が流れうる例としての方向を表している。
【０００８】
超音波装置１０２はプロセッサ１２４を有しており、これはユーザーインターフェース１２６、メモリユニット１２８、画像記録媒体１３０、そして被験者１０６に超音波を送信してエコーを受信する超音波プローブ１３１と双方向に通信する。ユーザーインターフェースには、入力装置１３２ならびに好ましくはディスプレイ画面やモニタ１３４および画像プリンタ１３６のような出力装置が含まれる。図面には示していないが、ユーザーインターフェース１２６は典型的には撮影パラメータの現在の値を表示する。そして撮影パラメータのその他のものを調整し、よって表示装置１３４上の画像を調整するためのつまみ調整盤を有していてもよい。入力装置１３２は、画像を保存し、画像を外部に送信し、学習機能を有効／無効にするためのそれぞれのボタン１３８、１４０、１４２のようないくつかの操作手段を有する。
【０００９】
メモリユニット１２８は、たとえばＯＳを含むコンピュータプログラムを保存し、作業記憶領域を提供するための揮発性、不揮発性、固定記憶装置の任意の組み合わせである。画像記録媒体１３０は好ましくは、画像を保存するための任意の既知のあるいは好適な取り外し可能媒体である。
【００１０】
上述したように、つまみ調整盤の各つまみの現在位置がそれぞれの撮影パラメータを表している。特に、各調整つまみは、プローブ１３１において受信されるエコーに加えられる利得すなわち増加の倍数に関係している。エコーは、撮影される体１０６内部のさまざまな構造からの反射によって発生する。一般に、返ってくるエコーの強さによって、その撮影においてそのとき表現されている構造が示される。事情を複雑にする一つの要因が、被験者１０６の体内での伝搬距離によってもその強さが変わるということである。この要因は一般に時間利得補償（TGC：time  gain  compensation）を使うことによって補償される。この技法においては、返ってくるエコーは一連の時間区間に割り振られる。あとのほうの時間区間ほど、ＴＧＣ曲線に従って大きな利得が適用される。一つのつまみがある特定の時間区間に対して適用される利得に関係し、別のつまみは別の時間区間で適用される利得に関係している。一連の区間の利得は、利得曲線すなわち「時間利得補償」（ＴＧＣ）曲線を一連の区間の間の時点においてならすようある区間内で変更される。
【００１１】
動作においては、図１および２を代表的な実施例として参照すると、ユーザー１０４がプローブ１３１を操作して、たとえば胎児の関連する画像２１０を視野に入れる。この時点での撮影パラメータ２２０は現在のデフォルトである。ここで、たとえば超音波装置１０２は、デフォルト値を表すそれぞれの位置につまみを移動させた機械的手段（図示せず）を含んでいてもよい。他の表示されるパラメータ値もまた現在のデフォルトである。ユーザーインターフェース（UI：user  interface）パラメータにはまた、ボタン１３８、１４０、１４２の現在の状態に対応する現在値をもつパラメータも含まれる。これらのパラメータ値は学習ツール２３０に送信される。
【００１２】
関連する画像２１０が視野に入れられると、ユーザー１０４は画像を見ながら手動でつまみを動かして画像を修正する。このステップは図２ではステップ２４０として示されている。画像が所望のようになったら、最終的な画像２５０としてメモリ１３０に保存されたり、回線１２２を通じて送信されたりすることができる。
【００１３】
画像２５０の保存または外部転送と同時に、前記学習ツールが現在の撮影パラメータを保存する。そのうちの一部または全部はたった今修正されたところかもしれない。それらのパラメータのそれぞれについて、前記学習ツールは、たった今保存された現在の値および少なくとも一つの以前保存された値を使って平均値を、あるいはその代わりに最も頻度の高い値を計算する。前記の計算された統計量がそのパラメータについてのデフォルト値となる。これらのデフォルト値は好ましくはディスプレイやつまみ位置などのユーザーインターフェースに供給される。このプロセス全体は、次いで次の画像２１０のために繰り返されることができる。
【００１４】
学習有効／無効ボタン１４２は任意的な機能である。ある実装では、そのボタンを押すと現在の画像について学習ツール２３０が有効になる。その場合、ユーザー１０４が保存ボタン１３８または送信ボタン１４０を押したときに、ユーザーインターフェース１２６が学習を有効にするかどうかについてユーザーにたとえば指示を促す。ユーザー１０４が学習ボタン１４２を押せば、学習が有効になり、処理は上で説明したように進行する。操作されたら現在の画像について学習を無効にするようなボタンその他の制御器を設けてもよい。ユーザー１０４は、たとえば現在の画像が装置の試験の目的用に調整されたもので、今後パラメータをどう設定したらいいかを予見する上で何の意味もないような場合、学習を無効にしたくなることがある。別の実施形態では、学習有効／無効ボタン１４２は現在の画像の学習を無効にしたいときにのみ押され、それ以外の場合には学習は常に有効になっている。
【００１５】
入力装置１３２に追加してもよい一つのユーザー制御器として、当該装置が異なる種類の検査に用いられる場合に、実施される超音波診断の種類を指示するものがありうる。その値の保存、保存された値に基づくデフォルトの計算は超音波検査の種類ごとに区分けされる。よって、胎児診断に使われたパラメータ値の履歴は、心臓診断を行う際の同じパラメータの値の履歴からは分離されうるのである。
【００１６】
図３は、例として、本発明がどのように動作するかの追加的な詳細を示している。最初に、ユーザーインターフェースは、ユーザー学習ツール２３０が先に処理された画像に基づいてデフォルトを計算したのちに、それぞれのデフォルト値を表示し、自動的につまみを動かすなどしてその他のデフォルト値を具現する（ステップＳ３０４）。デフォルト値の具現はダイヤル上の針の回転などその他の物理的な動きを伴うこともある。最初表示されるいかなる画像も、デフォルトになっている現在のパラメータ値およびプローブ１３１の位置に依存したものである（ステップＳ３０８）。ユーザー１０４が保存ボタン１３８や送出ボタン１４０を押していなければ（ステップＳ３１２）、ユーザーは手動でプローブ１３１を操作し、所望の画像を得るために入力装置１３２を通じて撮影パラメータを修正する（ステップＳ３１６）。ひとたびユーザーがボタン１３８、１４０のいずれかを押したら、好ましくはすべての撮影パラメータについての現在の値が保存される（Ｓ３２０）。
【００１７】
この時点で、プロセッサ１２４は、パラメータ一つ一つについて、次に処理する画像に対して使用するためのデフォルト値を計算する。最初のパラメータに着目し（ステップＳ３２４、Ｓ３２８）、そのパラメータの現在の値および所定数の過去の値に基づいてデフォルトが計算される（ステップＳ３３２）。計算されたデフォルト値が次いでメモリ１２８内のＯＳのレジストリに保存されるか、そうでなければファイルに保存される（ステップＳ３３６）。そして次のパラメータが処理される（Ｓ３４０）。最後のパラメータが処理されたら（ステップＳ３２８）、たった今計算された現在のデフォルト値がユーザーインターフェース１２６上に反映される（ステップＳ３０４）。
【００１８】
現在の値および少なくとも一つの過去の値に基づくデフォルト値の計算は、平均値の計算に相当するものでもよい。好ましくは、この平均値は転回平均（rolling  average）である。図４は一つの可能な実装を示しており、平均に算入する加数の数Ｋ＝３である学習曲線の場合である。ステップＳ３２８からステップＳ３０４にループで戻るごとに新しい反復工程を開始するものと考える。さらに、現在の反復工程はｎ−２であるとする。当該パラメータの現在の値はＰ（ｎ−２）である。Ｋ＝３の学習曲線では、当該パラメータの現在の値が反復工程ｎ−３およびｎ−４の過去の２つの値と足し合わされる。その和を３で割って新しいデフォルト値４０４に到達する。次の反復工程はｎ−１である。前記の新たに現在値となったものが過去の２つの値、すなわち反復工程ｎ−２およびｎ−３の値と足し合わされ、和を３で割って現在のデフォルト値４０８に到達する。学習曲線パラメータＫは、一列に並んだ加数の上をスライドする枠の幅と考えることができる。上記の例では、その幅は３である。ただし、４回目の反復工程になるまでは加数は３つ未満しかない。たとえば、初めて画像を保存したり送出したりする際には、現在の値（単にデフォルト値を修正したもの、あるいは修正しないデフォルト値でありうる）が保存され、２回目の反復工程についてのデフォルト値となる。２回目の反復工程では、その保存されたデフォルト値が現在値と平均されてデフォルト値が生成され、それが保存されて３回目の反復工程に供給される。３回目の反復工程では、現在値は先の二つの保存された値と平均され、これで初めて加数に対する完全な長さの枠を達成できることになる。その後の反復工程のそれぞれは加数３つの完全な学習曲線が適用される。パラメータが離散値をもつ場合、平均値は四捨五入してデフォルト値が決定される。
【００１９】
３が好ましい大きさではあるが、ユーザー１０４は過去をどれだけ反映させたいかの所望に応じて値Ｋを修正できる。また、平均は重み付き平均４１０とすることもできる。それによると、たとえば、最近の事例により重きを置きたければ、より最近の値に属する係数ほど大きくされる。
【００２０】
パラメータが数値でない離散的な値をとる場合には、それらの離散的な値のうちからデフォルトが選択されることになる。たとえば、超音波画像は赤、青、緑の三つの異なる色のうちの一つを用いて着色されうる。異なる色は、それぞれ返ってくる超音波エコーに適用したダイナミックレンジの圧縮法に対応するものでありうる。よって、赤い画像はエコー強度の対数をとってダイナミックレンジを表示可能範囲に対応付けしたことで得られた画像を表す一方、青い画像は対数を使わずに対応付けを行って得られたもの、といった具合である。患者、親族、友人のようなエンドユーザーが胎児の顔の画像をある色で見せられ、他の色も使えることを伝えられると、その後の画像は別の色で依頼する、といったこともありうる。その時点でユーザーは、デフォルトが新たに指示された色と同一でなければ表示されるデフォルト色を変更し（ステップＳ３１６）、新しい画像を生成する。これは患者が変わるたびに繰り返し行われる手順でありうる。再び図４を参照すると、デフォルト４１２は反復工程ｎ−１において、現在の値および過去の反復工程ｎ−２、ｎ−３、ｎ−４の各値に基づいて計算される。この例では、学習曲線パラメータＫ＝４としているが、どんな大きさを用いてもよい。ただし、顕著な点は、当該パラメータの値が数値でないために平均が行われないことである。その代わり、考えられる代替値のうちから生起回数が最大の代替値が選択される。反復工程ｎ−１での赤（red）、青（blue）、緑（green）に対する生起回数はそれぞれ２、１、１である。特に、赤は反復工程ｎ−２およびｎ−３のそれぞれで保存された値であり、よって生起回数が２である。これが最大の生起回数なので、反復工程ｎ−１では赤がデフォルト値として選択される。好ましくは、最大生起回数を選ぶのは転回枠（rolling window）上で行われる。たとえば、反復工程ｎにおいては、最も古い値が外されて現在の値が使われる。現在の値は赤であり、過去の３回の値はそれぞれ青、赤、赤である。生起回数最大はまたしても赤である。その結果、反復工程ｎにおいて赤がデフォルト値４１６として次の反復工程のために選択される。反復工程ｎ＋３においては、青が生起回数２で最大であり、デフォルト値４２０として選択される。
【００２１】
本発明の学習ツール２３０はパラメータのデフォルト値をユーザー１０４から学習することによって最適化する。たとえば、ユーザー１０４がパラメータを修正しない期間はいつでも自動的にデフォルト値が保持される結果となる。散発的に低頻度で起こる修正はユーザーが所望するデフォルトを大きく変えることは妨げられる傾向がある。他方、反復工程のたびに別人となりうる医師や患者がある程度有意な頻度で修正を行うようであれば、デフォルトにはそれに応じたバイアスが加わる。説明不能な傾向が学習に寄与することもある。たとえば、ある特定の色に対するエンドユーザーの好みが色に対する好みに由来するのか圧縮に関係する画像の相違に由来するのは明らかではないことがある。しかし、それでも修正が頻繁であれば、それは自動的に、またはワンタッチで考慮に入れられる。
【００２２】
本発明について好ましい実施形態と考えられるものを示し、記述してきたが、本発明の精神から外れることなく形や詳細に対してさまざまな修正や変更がすぐにできることを理解しておくべきことはもちろんである。したがって、本発明は記載し、解説されたものに厳密に一致するものに限定されるものではなく、付属の特許請求の範囲にはいりうるあらゆる修正をもカバーすることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に基づくシステムの諸要素の間の情報の流れを示す図である。
【図２】本発明に基づくユーザーインターフェースを備えた装置の動作の概念図である。
【図３】図２に示した動作を詳細に示すフローチャートである。
【図４】本発明に基づくデフォルト値計算を説明する概念図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０２  超音波装置
１０４  ユーザー
１０６  被験者
１０８  医師
１１０  医師
１１２  患者
１１４  患者
１１６  患者
１１８  医師の診察室
１２４  プロセッサ
１２６  ユーザーインターフェース
１２８  メモリ
１３１  プローブ
１３２  入力装置
１３４  ディスプレイ
１３６  プリンタ
２１０  画像入力
２２０  ＵＩパラメータ
２３０  学習ツール
２４０  ユーザーによるパラメータ修正
２５０  画像出力
【図１】
2006155586.tif 000003
【図２】
2006155586.tif 000004
【図３】
2006155586.tif 000005
【図４】
2006155586.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月30日(2005.11.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006155586.tif 000007
【図２】
2006155586.tif 000008
【図３】
2006155586.tif 000009
【図４】
2006155586.tif 000010