(57)【要約】  ビジュアルプレファランス用語を基本画質属性のセットに変換し、これらの属性を用いて所望の外観に合致した、直ちにディスプレイ可能なＸ線撮影画像を作製する方法に関する。前記ビジュアルプレファランス用語は、階層構造で規定され、Ｘ線画像撮影システムにフレキシブルかつ構成可能なインターフェイスを提供し得る。
2008520346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル医用画像にアクセスするステップと、
ユーザにビジュアルプレファランスを選択させるステップと、
前記選択されたビジュアルプレファランスを前記アクセスされたデジタル画像にマッピングし、処理されたデジタル医用画像を生成するステップと、
前記処理されたデジタル医用画像をディスプレイ、伝送、または印刷するステップと、
を含むことを特徴とするデジタル医用画像処理方法。
【請求項２】
請求項１の方法において、
前記マッピングのステップは、
試験タイプ確率を決定するステップと、
前記選択されたビジュアルプレファランスに対応する第一予測モデルにアクセスするステップと、
前記第一予測モデルと前記試験タイプ確率とを使って第二予測モデルを計算するステップと、
前記アクセスされたデジタル医用画像から特徴を抽出するステップと
前記抽出された特徴と前記第二予測モデルとを使って画質属性を作成するステップと、
前記画質属性を使って、処理されたデジタル医用画像を生成するステップと、
を含むことを特徴とするデジタル医用画像処理方法。
【請求項３】
デジタル医用画像にアクセスするステップと、
ユーザにビジュアルプレファランスを選択させるステップと、
前記選択されたビジュアルプレファランスを示す画質属性を決定するステップと、
前記画質属性を前記アクセスされたデジタル画像にマッピングし、処理されたデジタル医用画像を生成するステップと、
前記処理されたデジタル医用画像をディスプレイ、伝送、または印刷するステップと、
を含むことを特徴とするデジタル医用画像処理方法。
【請求項４】
デジタル医用画像にアクセスするステップと、
ユーザにビジュアルプレファランスを選択させるステップと、
試験タイプ確率を決定するステップと、
前記選択されたビジュアルプレファランスに対応する第一予測モデルにアクセスするステップと、
前記第一予測モデルと前記試験タイプ確率とを使って第二予測モデルを決定するステップと、
前記アクセスされたデジタル医用画像から特徴を抽出するステップと
前記抽出された特徴と前記第二予測モデルとを使って画質属性を作成するステップと、
前記画質属性を使って、処理されたデジタル医用画像を生成するステップと、
を含むことを特徴とするデジタル医用画像処理方法。
【請求項５】
請求項４の方法において、
前記処理されたデジタル医用画像をディスプレイ、伝送、または印刷するステップをさらに含むことを特徴とするデジタル医用画像処理方法。
【請求項６】
少なくとも一または複数のコンピュータに請求項４の方法を実行させる命令が記憶された少なくとも一個のコンピュータ記憶媒体を有するコンピュータ記憶製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、デジタルラジオグラフィー（デジタルＸ線画像撮影法）に関し、特に、ユーザがコンピュータ処理Ｘ線撮影法（ＣＲ）およびデジタルＸ線画像撮影法（ＤＲ）向けに画像の外観（appearrance）を調整し得る方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置から取得した画像を再構成して画質を改良することは、望ましいのが普通である。Ｘ線画像撮影法の画像形成システムは、一般に線形または対数露光を示すデジタル記号値を有する画像を取得する。次いで、画像処理アルゴリズムを用いて、取得ピクセルデータを直ちにディスプレイまたはプリント可能の形式に転換（または変換）する。
【０００３】
デジタルＸ線画像形成システムでは、普通、ディスプレイ用に画像処理を行う以前にボディ部分と突起の情報（試験タイプ）が既知であることが必要である。これらのシステムでは、ユーザ（例えば、放射線取扱者またはＸ線撮影技術者）がこの情報をシステムに手動で入力する必要があることが多い。これはユーザにとって重荷であり、仕事の流れにも影響を与える恐れがある。さらに、入力にエラーがあれば、画像が最適とはいえない形で提供される結果にもなるので、正しい試験タイプ情報で当該画像を再処理したり、画像処理パラメータを手動で調整したりすることが、ユーザに要求される。
【０００４】
従来の画像処理では、画像処理パラメータを手動で設定して所望の外観を達成するのは、Ｘ線画像撮影システムユーザには極めて面倒な仕事となることが多い。パラメータ調整は、ユーザには不慣れな画像科学用語で表現されることが多く、また、一個のパラメータを調整すると、複数の画質属性の出現に影響してしまう恐れも多い。所望の画像の外観を得るには、繰返し操作を必要とし、ユーザも高度に訓練されていることが必要なことが多い。ユーザは、簡素化されたルックアップテーブル調整（当業者にはウィンドウ／レベルとして既知）を行って画像の外観を調整することが多い。この方法では、制御が極めて限定的となり、最適とはいえない結果となることが多い。
【０００５】
典型的Ｘ線画像撮影システムで画像処理パラメータを規定する作業は、複雑なプロセスであるので、ユーザは、画像から本来の姿形(looks)を得るのに非常に限定された選択で満足しなければならないことになる。例えば、複数の診断目的に、特定のボディ部分と突起の映像を取得することがあるが、多くのＸ線画像撮影システムでは、画像処理は同じく診断目的とは独立的である。
【０００６】
従って、原画像を所望のビジュアルプレファランス（映像の選好要件；visual preference）に対して自動的に処理する方法とシステムに対するニーズが存在する。
【０００７】
本発明は、画像を所望のビジュアルプレファランスに対して自動的に処理する方法とシステムを提供する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、コンピュータ処理Ｘ線撮影法（ＣＲ）とデジタルＸ線画像撮影法（ＤＲ）で、ユーザが画像処理アルゴリズムとの相互作用で画像の外観を調整し得る方法を提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、ユーザが画像処理アルゴリズムとの相互作用でコンピュータ処理Ｘ線撮影法（ＣＲ）とフラットパネル使用デジタルＸ線画像撮影法（ＤＲ）で画像の外観を調整するインターフェイスを提供することである。
【００１０】
本発明のさらなる別の目的は、Ｘ線撮影画像を所望のビジュアルプレファランスに対して（狙いの外観となるように）処理する際に、ユーザが手動で試験タイプ情報を入力する必要なしに行える方法を提供することである。
【００１１】
その上、本発明のさらに別の目的は、ビジュアルプレファランスをフレキシブルで、構成可能で、階層型に規定し、選択する方法を提供することである。
【００１２】
本発明のさらに他の一つの目的は、一次、直交型の基本画質属性にバイアスを加えることによって、新しいビジュアルプレファランスを規定する方法を提供することである。
【００１３】
これらの目的は、説明目的の実施例で達成されるに過ぎないので、そのような目的は本発明の一つまたは複数の実施の形態の例であると考え得る。開示された本発明によって本質的に達成される他の望ましい目的と利点も、生じ得るし、当業者には明らかとなり得る。従って、本発明は、前記の特許請求の範囲で規定されるものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本システムは、ビジュアルプレファランスに係わる用語を、画質の基本属性（例えば、明度、ラチチュード、コントラスト、シャープネス、ノイズなど）を直接かつ独立的に制御する画質記述子セットに変換し、画像の外観を調整するための直観的方法を提供し、さらに所望に応じて新しいビジュアルプレファランスをも規定するように構成される。本発明のシステムは、望まれているビジュアルプレファランスの選択を容易に方向付けし、かつ管理することが可能なフレキシブルで、かつ構成可能なユーザインターフェイスを提供する。
【００１５】
本発明に従えば、ビジュアルプレファランスを規定し、次いで前記プレファランス用語を画質基本属性に変換し、これらの画質基本属性を画像処理機能で使用し、ユーザが手動で試験タイプ情報を入力する必要なしに、所望の外観を有するＸ線撮影画像を生成する方法が提供される。
【００１６】
本発明に従えば、フレキシブルかつ構成可能の階層構造で、Ｘ線撮影画像処理システムにインターフェイスを行い、ビジュアルプレファランスを規定し、選択する方法がある。ビジュアルプレファランスは最上層レイヤーで全ての画像に対して指定／選択し得るし、ビジュアルプレファランスは、中間層レイヤーで論理グループ分けに対して指定／選択し得るし、ビジュアルプレファランスは、最下層レイヤーで個々の画像に対して指定／選択し得る。
【００１７】
本発明に従えば、個々の画質属性にバイアスを加えることによって、新しいビジュアルプレファランスを作成する方法がある。
【００１８】
本発明の態様の一つに従えば、デジタル医用画像を処理する方法が提供される。本方法は、以下の諸ステップ、すなわち、デジタル医用画像にアクセスするステップ、ユーザにビジュアルプレファランスを選択させるステップ、前記選択されたビジュアルプレファランスを前記アクセスされたデジタル画像にマッピングして、処理されたデジタル医用画像を生成するステップ、および前記処理されたデジタルの医用画像をディスプレイ、伝送、または印刷するステップを含む。好ましい実施の形態では、前記マッピングのステップは、以下の諸ステップ、すなわち、試験タイプ確率を決定するステップ、前記選択されたビジュアルプレファランスに対応する第一予測モデルにアクセスするステップ、前記第一予測モデルと前記試験タイプ確率とを用いて第二予測モデルを計算するステップ、前記アクセスされたデジタル医用画像から特徴を抽出するステップ、前記抽出された特徴を使用して画質属性を作成するステップ、および前記画質属性を使用して処理されたデジタル医用画像を生成するステップを含む。
【００１９】
本発明の前記および他の目的、機能、および利点は、添付図面に描出されているように、本発明の実施の形態の以下の具体的な説明から明らかになると思われる。図面の諸エレメントは、必ずしも相互に同じスケールで表されてはいない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下は、本発明の好ましい実施の形態の詳細説明である。図面が参照されるが、その場合、同じ参照数字は各図において同じ構造エレメントを示す。
【００２１】
本発明は、Ｘ線撮影画像の外観向けのビジュアルプレファランス用語を基本画質属性に変換する方法に関する。本発明は、一般に、デジタルＸ線画像撮影法に関し、特に、放射線取扱技術者が、画像処理アルゴリズムを使用して、コンピュータ処理Ｘ線撮影法（ＣＲ）およびデジタルＸ線画像撮影法（ＤＲ）向けに画像の外観を調整するための、構成可能で、フレキシブルで、直観的なインターフェイスが可能となる方法に関する。
【００２２】
ビジュアルプレファランスは、所望の画像姿形(look)を描出するのに使用される用語である。ビジュアルプレファランスは、階層方式で構造化し得る。ビジュアルプレファランスは、最上層レイヤーで全ての画像に対して、中間層レイヤーで論理グルーピングに対して、および最下層レイヤーで個々の画像に対してそれぞれ規定し得る。本発明で可能となる重要な利点は、多岐にわたる用語を使用してデジタルＸ線画像撮影法向けのビジュアルプレファランスを表現し、コンピュータ処理Ｘ線撮影オペレータ操作盤上にフレキシブルで、構成可能で、かつ階層型のユーザインターフェイスを可能とする能力である。
【００２３】
図１を参照する。ビジュアルプレファランスは、画像の諸グループに対して規定し得る。例えば、グループカテゴリーとしては、１）全ての画像、２）画像の論理的集まり、例えば、柔組織、骨格、小児、特定の病気、特定のボディ部分と突起、特定の患者研究から取得した画像（例えば、患者の容態回復をモニタするため同じ姿形(look)に関して処理された画像）など、または３）個々の画像とし得る。
【００２４】
病院内の諸々の部門（例えば、整形外科、救急処置室、集中治療室など）は、ビジュアルプレファランスの階層構造をカスタマイズして、部門のニーズを最善に満たし得る。
【００２５】
ある特定のビジュアルプレファランスに対して、狙いの外観(または所望のビジュアル形状；外観)が、1）全ての画像に対して、２）画像の各論理的区分けに対して、または3)個々の画像特性に対して規定される。狙いの外観は、数学的に記述することが可能で、具体的には画質属性ベクトル：Ａで示される。画質属性は、従来の画像処理機能（例えば、トーンスケール、不鮮鋭化マスキング、ダイナミックレンジ圧縮など）に対するパラメータを導入するのに使用される。画像処理機能は、採取された生のデジタルＸ線撮影画像を光学密度空間（例えば、ハードコピー表示用出力向け）に変換するのに、あるいは輝度空間（例えば、陰極線管またはフラットパネル上のディスプレイ向け）に変換するのに使用され、所望の外観と合致する画像の外観がディスプレイされる。
【００２６】
画質属性の規定は、専門の観測者（例えば、放射線取扱者、Ｘ線撮影技術者など）には直観的に理解されるように行われる。また、各属性の画像の外観に及ぼす効果は、一次で、直交型である。狙いの外観は、専門の観測者が画質属性の各々の設定に照らして規定した姿であるとし得る。また、狙いの外観は、システム、例えば、フィルムシステムまたは他の一つのデジタルＸ線画像撮影システムで作製された姿であるとし得る。本発明では、パラメータ翻訳を採用し、所望のビジュアルプレファランスを一次で示す画質属性に対する値を確立する。
【００２７】
本発明の好ましい実施の形態では、特定の５個の画質属性、すなわち、明度、グローバル・コントラスト（つまり、ラチチュードの逆）、ディテール・コントラスト、小ディテールのシャープネス、および精細ディテールのシャープネス（精細ディテールの減退シャープネス（つまり、ぼやけ）はノイズ発生を制御するのに使用し得る）が存在する。
【００２８】
明度は、画像の選択的露光域（例えば、胸部Ｘ線写真の肺の部分）に対して好ましい密度を設定する。
【００２９】
グローバル・コントラストは、ディスプレイ空間にユニークに付与の露光範囲を規定する（例えば、密度または輝度）。低グローバル・コントラスト（広ラチチュードまたは低ダイナミックレンジ）付与は、広い露光範囲がユニークにディスプレイ空間にマッピングされることを示す。逆に、高グローバル・コントラスト（狭ラチチュードまたは高ダイナミックレンジ）付与は、狭い露光範囲がユニークにディスプレイ空間にマッピングされることを示す。画像中の中間サイズ構造は、画像の中間周波数範囲で示される。これらの周波数を増幅すると、これらの構造のディテール・コントラストを増し、一方、これらの周波数を抑制すると、ディテール・コントラストを低下させる（つまり、より平坦に見える画像が作製される）。
【００３０】
シャープネスは、画像の小構造（つまり、中〜高の周波数）の局所コントラストを規定する。これらの周波数を増幅すると、画像の鮮鋭さが増し、一方、これらの周波数を抑制すると、鮮鋭さが減る（ぼやけた画像が作製される）。ノイズは、画像中の極精細のディテール構造（最も高い周波数で表される）であり、アーチファクトである。これらの周波数を増幅すると、ノイズ発生が増加し、一方、これらを抑制すると、画像中のノイズ発生が減少する。
【００３１】
これらの画質属性各々に対する具体的な定義と数学的関数は、本出願人に譲渡された２００３年７月２４日出願の米国特許出願第１０／６２５，９６４号（コダック書類番号８６６２１）、名称「基本画質パラメータの独立制御をベースとしてデジタルＸ線撮影画像を処理してディスプレイする方法（METHOD FOR RENDERING DIGITAL RADIOGRAPHIC IMAGES FOR DISPLAY BASED ON INDEPENDENT CONTROL OF FUNDAMENTAL IMAGE QUALITY PARAMETERS」に開示されている。同特許を参考文献として本明細書に引用する。
【００３２】
属性各々は、他のパラメータ、例えば、密度、輝度、露光などに数学的に関係付けし得る。これらの属性の基本的性質によって、多岐にわたるＸ線フィルム画像の外観や多岐にわたるデジタルＸ線撮影画像の外観が、画質属性ベクトルとして概略的に記述（表現）される。当業者なら認識することであるが、他の属性を規定し、これらの属性でＸ線撮影画像の外観を制御することも可能である。
【００３３】
本発明では、予測モデルを採用して、特定のビジュアルプレファランスで規定された狙いの（すなわち、所望の）外観を有するＸ線撮影画像を作製する画質属性を自動的に決定し得る。
【００３４】
各画質属性に対して、予測モデルが構築される。予測モデルは、モデルベクトル：Ｍ（Ｍの上に付加されたベクトルを示す山形記号を省略し、単に“Ｍ”と記載する。以降の説明及び図面においても同様）として示し得る。予測モデルは、訓練可能のシステム（例えば、ニューラルネットワーク）で構築し得る。モデル構築に使用されるシステムのタイプは、本発明にとって基本的要件ではない。
【００３５】
前述のモデルは、線形でも、非線形でも差し支えない。実施の形態の一つでは、線形モデルが使用され、このモデルは、バイアス定数項と係数のセットとから構成される。前記係数は、画像から抽出の（例えば、ヒストグラム解析から抽出の）特定の特徴を重み付けするのに使用される。画像から抽出の特徴のタイプと数とは、選択されたビジュアルプレファランスに依存する。計算で得られる正確な特徴は、本発明にとって基本的要件ではない。
【００３６】
各ビジュアルプレファランスに対して予測モデルが構築される。各試験タイプに対してはＭ試験タイフ゜である。試験タイプは、Ｘ線画像撮影システムで収集された画像タイプを分類するために使用される。本発明の好ましい実施の形態では、試験タイプは、Ｘ線撮影画像に係わるボディ部分と突起（例えば、胸部、側部ビューなど）と定義される。当業者なら認識することであるが、試験タイプに対する他の有用な定義を使用することも可能である。例えば、試験タイプに対する別の一つの有用な定義は、ボディ部分、突起、および試験目的（例えば、腹部、側部ビュー、およびコントラスト研究）である。
【００３７】
本発明では、各試験タイプ依存の予測モデル、Ｍ試験タイフ゜ が最終画質属性：Ａの計算に与える寄与は、入力Ｘ線撮影画像がその試験タイプである確率：Ｐ試験タイフ゜で重み付けして示される。試験タイプである確率全部の合計は1.0に等しい。好ましい実施の形態では、試験タイプ確率は、１）画像解析（例えば、試験タイプ分類器）で自動的に決定されたり、２）オペレータ操作盤上でユーザが決定したり、あるいは３）Ｘ線画像撮影システムの他の部分（例えば、医療情報システム、放射線医学情報システム、現場収集統計、手順コードなど）に基づいて決定したりし得る。
【００３８】
好適な試験タイプ分類器の例は、本出願人に譲渡された２００４年１１月ｘｘ日出願のルオ（Luo）らの米国特許出願第ｘｘ／ｘｘｘ，ｘｘｘ号（コダック書類番号８７３５２）、名称「解剖学情報使用の自動化されたＸ線写真分類（AUTOMATED RADIOGRAPH CLASSIFICATION USING ANATOMY INFORMATION）」に記載されているので、本明細書に参考文献として引用する。他の好適な分類器も当業者に既知である。
【００３９】
さて、図２と図３を参照すると、本発明に基づく方法のフローチャートと同方法を実施するのに好適なシステムがそれぞれ示されている。
【００４０】
ステップ１０で、コード値がlog1O露出またはリニア露出を示すデジタル画像が、画像取得装置１１０を使って撮影される。装置１１０は、例えば、コンピュータ処理Ｘ線撮影装置または直接デジタルＸ線画像撮影装置、Ｘ線フィルムデジタイザなどの医用画像取得装置でよい。他のデジタル画像取得装置も使用し得る。
【００４１】
試験タイプ確率：Ｐ試験タイフ゜は、システムで決定される（ステップ２０）。システムユーザ（例えば、放射線取扱者またはＸ線撮影技術者）は、好適なユーザインターフェイス１６０を備えるシステムを使用して所望のビジュアルプレファランス（ステップ３０）を選択する。選択されたビジュアルプレファランス１２０に対して予測モデル：Ｍ試験タイフ゜をデータベース１７０から得る（ステップ４０）。最終モデル：Ｍ最終の計算に対する試験タイプ予測モデルの寄与は、試験タイプ確率で重み付けして示される（ステップ５０）。特徴：ＦがＸ線撮影画像から抽出され（ステップ６０）、最終モデルに入力されて画質属性が計算される（ステップ７０）。最後に、前記画質属性が、画像処理機能１５０に提供され、所望の狙いとする外観に合致した直ちにディスプレイ可能の画像が作製される（ステップ８０）。
【００４２】
システムのユーザインターフェイスでは、個々の画質属性にバイアスを加えて画像の外観を変更する方法が提供される。前記バイアスは、直接ディスプレイされる一個の画像を得るために、予測された属性に直接適用されるか、あるいは既存の予測モデルに対するバイアスとしてデータベースに記憶される。バイアス付加モデルは、将来の処理に利用可能な新しいビジュアルプレファランスで参照可能である。ユーザは、ユーザインターフェイスを再構成して、ビジュアルプレファランス選択階層の一部として新しいビジュアルプレファランスを含むようにし得る。
【００４３】
本発明の好ましい実施の形態では、ユーザが特定のビジュアルプレファランスのテキスト記述（例えば、コールアウト）をオペレータ操作盤上で容易に取得可能であり（例えば、タッチスクリーン、十字カーソル、マウスを用いて関心ある選択ボタンで）、さらに、関心あるビジュアルプレファランスに合致するように処理されている画像例をユーザに提供して見させる方法もある。
【００４４】
さて、図４を参照する。本発明を実施するためのデジタルコンピュータ９０が示されている。デジタルコンピュータ９０は、デジタル画像、アプリケーションプログラム、オペレーティングシステムなどを記憶するメモリ９１を備える。メモリ９１は大容量のメモリ（例えば、ハード磁気ディスクまたはＣＤＲＯＭなど）および高速アクセスメモリ（例えば、ＲＡＭなど）を含み得る。コンピュータ９０は、入力装置９２（例えば、キーボード、マウス、タッチスクリーンなど）、制御装置／操作盤９３（例えば、ＣＲＴやフラットパネルディスプレイなど）、中央演算処理装置９４、出力装置９５（例えば、ＣＲＴ、フラットパネル、サーマルプリンタ、レーザプリンタ、ネットワーク通信など）を備える。コンポーネント９１，９２，９３，９４および９５は、コントロール／データバス９６のような通信部材で共に接続される。コンピュータ９０は、ＤＶＤまたはＣＤのような持ち運び可能な記憶媒体９８から読み出したり、これに書き込んだりする持ち運び可能な記憶媒体ドライブ９７を備え得る。
【００４５】
コンピュータプログラム製品は一種または複数種の記憶媒体、例えば、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスクなど）や磁気テープのような磁気式記憶媒体、光ディスク、光テープ、バーコード読み出し可能マシンのような光学式記憶媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）のようなソリッドステート電子記憶装置、あるいは一または複数のコンピュータを制御する命令を備えるコンピュータプログラムを記憶して、本発明に基づく方法を実施するのに採用される物理的装置または媒体を備え得る。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】ビジュアルプレファランスの階層構造の例を示す図である。
【図２】本発明に基づく方法のフローチャートである。
【図３】図２の方法の実施に好適なシステムの概略図である。
【図４】本発明に基づく方法に好適なシステムのブロック図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  撮像装置、２０  試験タイプ確率の決定、３０  ビジュアルプレファランスの選択、４０  試験タイプ予測モデルの取得、５０  最終的予測モデルの計算、６０  画像から特徴を抽出、７０  画質属性の計算、８０  狙いの外観に合致した、直ちにディスプレイ可能の画像の作製、９０  コンピュータ、９１  メモリ、９２  入力装置、９３  ディスプレイ、９４  処理装置、９５  出力装置、９６  制御／データバス、９７  持ち運び可能の記憶媒体、９８  記憶媒体。
【図１】
2008520346.tif 000003
【図２】
2008520346.tif 000004
【図３】
2008520346.tif 000005
【図４】
2008520346.tif 000006
【国際調査報告】
2008520346.tif 000007
2008520346.tif 000008
2008520346.tif 000009
2008520346.tif 000010