(57)【要約】【課題】ピクセル化された画像に特定領域の解析のための基礎データを同時に表示する。【解決手段】画像（１４０）について、各々が少なくとも１個のピクセル（２００）を含む複数のピクセル群（２２０）を画定し、各々のピクセル群（２２０）について、該ピクセル群（２２０）に関連する基礎データを示すピクセル・チャート（２１０）を形成して、画像（１４０）上で、ピクセル・チャート（２１０）をその関連するピクセル群（２２０）に重ね合わせ表示する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のピクセル（２００）を含む画像（１４０）を表示する方法であって、
前記画像（１４０）について、各々が少なくとも１個のピクセル（２００）を含む複数のピクセル群（２２０）を画定するステップと、
各々のピクセル群（２２０）について、該ピクセル群（２２０）に関連する基礎データを示すピクセル・チャート（２１０）を形成するステップと、
前記画像（１４０）上で、前記ピクセル・チャート（２１０）をその関連するピクセル群（２２０）に重ね合わせ表示するステップと、
を備えた方法。
【請求項２】
各々のピクセル（２００）が、関連する基礎データを有しており、前記ピクセル・チャート（２１０）を形成するステップは、前記ピクセル群（２２０）の各々のピクセル（２００）の前記基礎データを結合するステップをさらに含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数のピクセル群（２２０）を画定するステップは、１個のみのピクセル（２００）を含むように各々のピクセル群（２２０）を画定するステップをさらに含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
各々のピクセル（２００）に関連する基礎データに基づいて各々のピクセル（２００）の複合的計量値を算出するステップと、
該複合的計量値に基づいて前記ピクセル（２００）の色を決定するステップと、
をさらに含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
各々のピクセル群（２２０）について前記ピクセル・チャート（２１０）を形成するステップは、当該ピクセル群（２２０）に関連する基礎時系列データ及び基礎周波数スペクトル・データの少なくとも一方を示す前記ピクセル・チャート（２１０）を形成するステップをさらに含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
表示ユニット（１３０）と、
基礎データを収集するように構成されているデータ収集ユニット（１１０）と、
前記基礎データに基づいて複数のピクセル（２００）を含む画像（１４０）を形成して前記表示ユニット（１３０）に表示し、前記画像（１４０）について、各々が少なくとも１個のピクセル（２００）を含む複数のピクセル群（２２０）を画定し、各々のピクセル群（２２０）について、該ピクセル群（２２０）に関連する前記基礎データを示すピクセル・チャート（２１０）を形成して、前記画像（１４０）上で、前記ピクセル・チャート（２１０）をその関連するピクセル群（２２０）に重ね合わせ表示するように構成されているデータ処理ユニット（１２０）と、
を備えたシステム（１００）。
【請求項７】
各々のピクセル（２００）が、関連する基礎データを有しており、前記ピクセル・チャート（２１０）を形成するステップは、前記ピクセル群（２２０）の各々のピクセル（２００）の前記基礎データを結合するステップをさらに含んでいる、請求項６に記載のシステム（１００）。
【請求項８】
各々のピクセル群（２２０）は１個のみのピクセル（２００）を含んでいる、請求項６に記載のシステム（１００）。
【請求項９】
前記データ処理ユニット（１２０）は、各々のピクセル（２００）に関連する基礎データに基づいて各々のピクセル（２００）の複合的計量値を算出して、該複合的計量値に基づいて前記ピクセル（２００）の色を決定するようにさらに構成されている、請求項６に記載のシステム（１００）。
【請求項１０】
前記基礎データは、前記ピクセル群（２２０）に関連する時系列データ及び周波数スペクトルデータの少なくとも一方を含んでいる、請求項６に記載のシステム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
画像保管及び通信システムは、特に航空撮像又は医療撮像の分野で、ディジタル処理された画像データの管理における極めて重要な構成要素になっている。かかるシステムはしばしば、画像データの中央保管装置として機能して、様々な情報源からのデータを受け取る。画像データは記憶されて、閲覧、解析又は診断のために様々な人員に利用できるようにされる。
【０００２】
典型的には、表面又は空間の画像はピクセルによって表わされる。各々のピクセルが空間的な点又は領域を表わす。領域に関して収集されたデータは典型的には、当該ピクセル領域の複合的計量値を生成するように処理される。ピクセルの基礎データは時間又は周波数にわたって変化し得る。例えば、計算機式断層写真法（ＣＴ）システムでは、一定の時間区間にわたる強度測定値を採取して平均することにより複合的計量値を生成する。各々のピクセルには、算出された複合的計量値に基づいて色が割り当てられる。航空イメージング・システムでは、複数の周波数を用いて調査空間を視覚化することができる。スペクトルにわたる平均強度値を各々のピクセルについて算出することができる。この場合にも、ピクセルの色は算出された平均値によって決定される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ピクセル化された画像は、解析空間に関して有用な視覚的データを提供する。観察者は、色の変化によって、異なる関心領域同士を効率的に区別することができる。しかしながら、場合によっては、特定の領域を解析するために、基礎となる時間系列データ又はスペクトル・データもまた重要である。複合的計量値を用いてデータのピクセル化を行なうと、重要なデータが隠蔽されたり誤りを導く測定値を与える可能性がある。例えば、基礎データが時間又は周波数にわたって大きく変化する値を有していると、平均の統計値が有益な情報を与えない場合がある。ＣＴ環境では、強度測定値は生きた腫瘍組織と死んだ腫瘍組織とを区別するのに有用である。癌組織が生きている場合には、標的放射線照射療法又は化学療法を施すことができる。しかしながら、組織が生きていない区域では治療の必要はない。場合によっては、診断を下す観察者がさらなる治療に取り掛かる前に組織の状態を確認するために、基礎時間を観察したいこともある。
【０００４】
現在の視覚化システムは、ピクセル化された画像と別個に、表示器上で基礎データの視覚化を可能にしている場合がある。この構成は特別な装置を必要とするため、経費及び複雑さが加わる。また、利用者は基礎データに対するピクセル・データを観察するために二つの表示器の間を移動しなければならず、使い易さが損なわれる。
【０００５】
本明細書の本章は、以下に記載され特許請求の範囲で請求される本発明の様々な観点に関係し得る技術分野の様々な観点を紹介するためのものである。本章は、本発明の様々な観点のさらに十分な理解を容易にするために、背景情報を提供している。本明細書の本章での記載は、このような観点から解釈すべきであって、従来技術の容認として解釈すべきではないことを理解されたい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一観点は、複数のピクセルを含む画像を表示する方法である。本方法は、画像の複数のピクセル群を画定するステップを含んでいる。各々のピクセル群は少なくとも１個のピクセルを含んでいる。各々のピクセル群についてピクセル・チャートが形成される。ピクセル・チャートはピクセル群に関連する基礎データを示している。ピクセル・チャートは、画像上で、関連するピクセル群に重ね合わせ表示される。
【０００７】
本発明のもう一つの観点は、表示ユニット、基礎データを収集するように構成されたデータ収集ユニット、及びデータ処理ユニットを含むシステムである。データ処理ユニットは、基礎データに基づいて複数のピクセルを含む画像を形成して表示ユニットに表示し、この画像について、各々が少なくとも１個のピクセルを含む複数のピクセル群を画定し、各々のピクセル群について、該ピクセル群に関連する基礎データを示すピクセル・チャートを形成して、画像上で、ピクセル・チャートをその関連するピクセル群に重ね合わせ表示するように構成されている。
【０００８】
本発明のこれらの課題、利点及び観点並びに他の課題、利点及び観点は以下の記載から明らかとなろう。以下の記載では、本書の一部を成し本発明の好適実施形態を示す添付図面を参照する。かかる実施形態は必ずしも本発明の全範囲を表わす訳ではなく、従って本発明の範囲を解釈するためには特許請求の範囲を参照する。    
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下では、添付図面を参照しながら本発明を説明する。尚、類似の参照番号は類似の要素を指す。
【００１０】
本発明の一つ又は複数の特定的な実施形態を以下に説明する。かかる如何なる具現化形態の開発においても、あらゆる工学プロジェクト又は設計プロジェクトと同様に、システム関連の制約及び実務関連の制約との適合等のように開発者の特定の目標を達成するために具現化形態に特有の多くの決定を行なわねばならず、これらの決定は具現化形態間で異なることを理解されたい。また、かかる開発の試みは複雑で長時間を要するが、本開示の恩恵を得る当業者にとっては定型的な設計、組立て及び製造業務であることを理解されたい。
【００１１】
図１に本発明の一観点によるイメージング・システム１００の簡略ブロック図を示す。イメージング・システム１００は、データ収集ユニット１１０、データ処理ユニット１２０、及び表示ユニット１３０を含んでいる。データ収集ユニット１１０は、特定の具現化形態に応じて多様な形態を有し得る。イメージング・システム１００が医療撮像に用いられる場合には、データ収集ユニット１１０は、計算機式断層写真法（ＣＴ）システム又は核磁気共鳴（ＮＭＲ）イメージング・システムであってよい。イメージング・システム１００が地理的情報等のデータを収集するような具現化形態では、データ収集ユニット１１０は衛星、航空機搭載プラットフォーム等であってよい。データ処理ユニット１２０は、データ収集ユニット１１０によって収集されたデータを処理して表示ユニット１３０上に表示されるピクセル・チャート画像１４０を形成する。表示ユニットは、利用者がピクセル・チャート画像１４０を視覚化することを可能にするのに適したモニタ、プリンタ等であってよい。データ処理ユニット１２０は、汎用コンピュータ、特殊処理装置、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）等であってよい。一般的には、データ処理ユニット１２０は、ピクセルによって表わされる各々の物理的領域に関連する時間データ又は周波数データについて複合的計量値を計算する。ピクセルの色又は白黒濃淡は、複合的計量値の値に基づいている。例えば、ＣＴ画像の異なる強度値は、ＣＴ画像では異なる色又は濃淡として現われる。以下で詳述するように、ピクセル・チャート画像１４０はまた、該画像上に重ね合わせ表示されるピクセルを生成するために用いられた基礎データを含んでいる。従って、算出された複合的計量値に基づいて濃淡を変化させたピクセルと基礎データとが同時に表示される。本書で用いられる色又は濃淡という用語は互換的に用いられる場合がある。
【００１２】
データ収集ユニット１１０、データ処理ユニット１２０、及び表示ユニット１３０は別個の実体として図示されているが、これらの一つ又は複数を統合して単一の装置としてもよい。データ収集ユニット１１０、データ処理ユニット１２０、及び表示ユニット１３０は互いに遠隔に配置されていてもよい。航空イメージング・システムの場合には、データ収集ユニット１１０を衛星又は航空機に収容し、データ処理ユニット１２０及び表示ユニット１３０を中心施設に配置することができる。データ収集ユニット１１０からのデータはデータ処理ユニット１２０に実時間又は略実時間で送信してもよいし、代替的には、データ処理ユニット１２０との後の通信のためにデータ収集ユニット１１０が収集データを記憶してもよい。
【００１３】
本発明の応用は、如何なる特定の撮像応用又は画像形式にも限定されない。ピクセル・チャート画像１４０を形成するために用いられるデータは、時間変化型であってもよいし、周波数にわたって変化するものであってもよい。複合的計量値は、基礎データから任意数の数学的又は統計的手法を用いて算出することができる。例示的な複合的な性質の非限定的な一覧としては、平均値、中央値、最大値、最小値、分散値、傾き又は他の曲線フィットパラメータ、切片、時定数、時系列の特定の時刻での値、スペクトルの特定の周波数での値等が挙げられる。この場合もまた、本発明は如何なる特定の形態の複合的計量値にも応用することができる。
【００１４】
図２〜図５は、様々なズーム・レベルでのピクセル・チャート画像１４０を示している。図２〜図５に示す画像は脳のＣＴ走査画像であって、ピクセルを形成するために用いられる複合的計量値は走査時間にわたる平均強度を表わしている。この特定の画像形式及び複合的計量値は例示の目的でのみ選択されており、他の画像形式を用いてもよい。図２は、ズームを用いていないピクセル・チャート画像１４０を示す。ピクセル・チャート画像１４０は、ピクセル群２２０によって分かるように、複数のピクセル２００と、１個又は複数の関連するピクセルに重ね合わせ表示された複数のチャート２１０とを含んでいる。図３〜図５では、ズーム・レベルの上昇に伴ってピクセルの粒状度がさらに明らかになる。図２に示す実施形態では、各々のチャート２１０は、チャート２１０の境界線に包囲されたピクセル２００の群２２０に関連している。チャート２１０の各々のデータ点は、群２２０の全てのピクセル２００にわたる特定の時点での強度の結合値を表わしている。例えば、各ピクセルのデータはダウン・サンプリングの前の平均化又は平滑化により結合することができる。
【００１５】
ズーム・レベルが高まるにつれて、各々の群２２０に含まれ得るピクセル２００が少なくなり、最終的に各々のピクセル２００が個別に識別可能となりそれぞれが固有のチャート２１０を有する点に至る。もう一つの実施形態では、利用者が、予め決定されたレベルに画像をズーム拡大するまで、チャート２１０を可視にしなくてもよい。この場合にも、ピクセル群２２０を形成して、チャート２１０がピクセル群２２０にわたる結合値を表わしてもよいし、又は個々のピクセルが識別可能となるまでピクセル・チャート２１０を表示しなくてもよい。
【００１６】
図３では、ズーム・レベルが上昇してピクセル・チャート画像１４０のさらに微小な部分が見えている。図４では、各々の群２２０が、１個のみのピクセル２００及び関連するチャート２１０を含んでいる。図５では、ピクセル・チャート画像１４０は、各々のピクセル２００及び関連するチャート２１０が個別に観察できる水準までズームされている。言うまでもなく、ズーム・レベルは１個のみのピクセル２００及び関連するチャート２１０が観察可能となるようにさらに高めることができる。
【００１７】
様々なズーム・レベルで異なる形式の情報が示される。最も高いズーム・レベルでは、各々のピクセルの特定のデータが観察可能である。これにより、複合的計量値、従ってピクセルの色又は濃淡を生成するために用いられる時系列又はスペクトルを利用者が評価することが可能になる。イメージング・システム１００がＣＴ撮像のような医療撮像に用いられる場合には、図５に示すピクセル・レベルのズームは、腫瘍の細胞が死んでいてさらなる治療が不要であることを確認するのに有用であり得る。同様に、さらなる治療を依然要する細胞を識別して標的とすることができる。図３のような低いズーム・レベルでは、個々のチャート２１０は容易に観察することができるが、ピクセル群２２０へのチャート２１０の重ね合わせ表示が、利用者によって観察される画像のテクスチャに、生のピクセル化画像では見られないような態様で影響を及ぼすことが判明した。死んだ細胞に関連する領域でのチャート２１０は比較的平坦に見える一方、活性細胞に関連する領域は時系列データの変動が比較的大きい。しかしながら、活性領域の細胞の平均強度が十分に低く、ピクセル２００の色が死領域のピクセル２００の色と同様となる場合がある。従って、生の画像ではこれらの領域が容易に判別できない場合がある。しかしながら、チャート２１０を重ね合わせ表示すると、平坦な特徴を有するチャートはピクセル・チャート画像１４０に第一のテクスチャを付与し、変化する強度を有するチャート２１０はピクセル・チャート画像１４０に異なるテクスチャを付与する。従って、異なるテクスチャを有する領域では利用者はさらに拡大ズームを行なって領域内のチャート２１０の特徴を確認することができる。
【００１８】
本書に記載しているようにピクセル・チャート画像１４０は多くの利点を提供する。観察者はピクセル・チャート画像１４０の様々な領域へ容易にズーム及びパンして、ピクセル２００又はピクセル群２２０に関連する基礎データを観察することができる。チャート２１０は、基礎データを示すことにより定量的情報を提供し、またピクセル・チャート画像１４０のテクスチャを変化させることにより定性的情報を提供する。
【００１９】
以上に開示された特定の実施形態は例示に過ぎず、当業者には明らかな異なっているが等価な態様で本発明を改変して実施し、本書の教示の利益を与えることができる。さらに、特許請求の範囲に記載する以外に、本書に示す構成又は設計の詳細に限定を加える意図はない。従って、以上に開示された特定の実施形態を変更又は改変してよく、全てのかかる変形形態は、本発明の範囲及び要旨の範囲内にあると考えられることは明らかである。従って、本書において求められる保護は、特許請求の範囲に記載したものとする。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一観点によるイメージング・システムの簡略ブロック図である。
【図２】図１のイメージング・システムの例示的なピクセル・チャートを示す図である。
【図３】図１のイメージング・システムの例示的なピクセル・チャートを示す図である。
【図４】図１のイメージング・システムの例示的なピクセル・チャートを示す図である。
【図５】図１のイメージング・システムの例示的なピクセル・チャートを示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１００  イメージング・システム
１４０  ピクセル・チャート画像
２００  ピクセル
２１０  チャート
２２０  ピクセル群
【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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