(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
追加の情報がマージされた状態でデータの１次のセットを有している強調された画像データを再生する方法であって、
（ａ） ユーザにより定義される色閾値を受け取る工程と、
（ｂ） ユーザにより定義される、前記画像データの完全なダイナミック・レンジのサブセットを受け取る工程と、
（ｃ） 該サブセット内の値に対応しているエントリを有している少なくとも１つのカラー・ルックアップ・テーブルを形成する工程であって、前記閾値を下回る前記エントリは、グレイ・スケールの濃淡に関係しており、前記閾値を上回る前記エントリは、所定の色の異なる濃淡に関係している、少なくとも１つのカラー・ルックアップ・テーブルを形成する工程と、
（ｄ） あるピクセルについての強調されたデータ値を読み取る工程と、
（ｅ） 強調された該データ値に対応している前記ルックアップ・テーブル内のエントリを探して、前記強調されたデータ値が前記閾値を上回っているならば色の濃淡を結果として得、前記強調されたデータ値が前記閾値を下回っているならばグレイ・スケールの濃淡を結果として得る工程と、
（ｆ） 前記ピクセルを前記色及びグレイ・スケールの濃淡により表示する工程とを備えた強調された画像データを再生する方法。
【請求項２】
１次データ・セットにマージされた２次画像情報を有している強調された画像データであって、該画像データを構成する各ピクセルがデータ・ワードで規定される前記画像データを再生するシステムであって、
（ａ） 前記強調された画像データを受け取るメモリ・バッファと、
（ｂ） ユーザにより定義される色閾値の範囲内の値に対応しているエントリを有している少なくとも１つのカラー・ルックアップ・テーブルを作成するカラー・ルックアップ装置であって、前記色閾値を下回る前記エントリは、グレイ・スケールの濃淡に関係しており、前記色閾値を上回る前記エントリは、所定の色の異なる濃淡に関係している、カラー・ルックアップ装置と、
（ｃ） 該カラー・ルックアップ装置及び前記メモリ・バッファに結合されており、あるピクセルを表す強調されたデータ・ワードを選択し、埋め込まれている前記２次情報を選択し、該情報を用いてカラー・ルックアップ・テーブルを選択し、残りの前記強調されたデータ・ワードの情報を用いて選択された前記ルックアップ・テーブル内のエントリを選択して、前記強調されたデータ値が前記色閾値を上回っているならば色の濃淡を結果として得、前記エントリが前記色閾値を下回っているならばグレイ・スケールの濃淡を結果として得る制御装置と、
（ｄ） 該制御装置に結合されており、各々のピクセルについて前記カラー・ルックアップ・テーブルのエントリを受け取り、前記ピクセルに対応している色及びグレイ・スケールの濃淡に従って前記ピクセルを表示するカラー表示装置とを備えた強調された画像データを再生するシステム。
【請求項３】
前記ユーザにより定義された色閾値を、前記カラー・ルックアップ・テーブルの動的な修正に適した前記カラー・ルックアップ装置に供給する色閾値制御を更に含んでいる請求項２に記載の強調された画像データを再生するシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、データの圧縮及び再生に関する。
【０００２】
【従来の技術】
関連のあるデータ・セットは、両方のデータ・セットを望ましくは同時に再生するように、密接に連結され得る。実質的に同じ位置でサンプリングされた異なる物理的パラメータを測定して得られる様々なボルメトリック（volumetric）・データ・セットが存在し得る。例えば、気象データの場合には、これは、所与の空間の風速及び温度であるかもしれない。
【０００３】
このことは又、被検体の同じ空間について、医用イメージング装置によって収集されたいくつかのボルメトリック・データ・セットについても当てはまる。例えば、超音波イメージングでは、標準的なイメージング・データ・セットに加えて、検出された超音波周波数信号におけるドップラ・シフト・データ・セットを用いて、血流速度及び流れの方向を定量化することができる。
【０００４】
磁気共鳴（ＭＲ）イメージングの場合には、標準的なＭＲ画像データ・セットに加えて熱及び速度に関するデータ・セットを用いることができる。追加の情報は、イメージングの際に、本来ならばグレイ・スケールである画像の上にカラー・コーディング（色分け）をすることにより再生される。カラー・コーディングされたオーバレイ（上書き画面）は、位相感受性温度イメージングにおける熱的なホット・スポットを示すのに用いられている。カラー・コーディングされたオーバレイは又、脳の機能ＭＲＩ走査における活性領域を強調するのにも用いられている。
【０００５】
既存の再生方法に関する１つの問題は、場合によっては、追加の情報を含むデータ・セットが、１次データ・セットと同じ（又はより大きい）大きさになることである。これにより、ディスク容量及びスキャナのデータ転送帯域幅に極めて大きな負担が掛かる可能性がある。
処理後のデータの再生も又、困難である。なぜなら、多くの情報が処理中に失われている可能性があるからである。例えば、ＭＲイメージングの再生の場合に、３次元のデータ・セットを２次元の投影画像に縮小すると便利なことがしばしばある。これは多くの場合、最大値強度投影（ＭＩＰ）を用いて行われている。３次元の位相コントラスト・アンジオグラムからＭＩＰ画像を形成するための現行の方法は、データの大きさ成分に対して適用されるものであり、これにより、方向に関する情報がすべて失われる。定量的な速度データからＭＩＰデータを得ることもできるが、完全な分析を行うためには３次元のデータ・セットの全体にわたってＭＩＰを３回（各々の流れ成分について１回ずつ）実行しなければならない。
【０００６】
現在、１次データ・セットに追加の情報を組み入れて、１つよりも多いパラメータを同時に表示することを可能にするシステムに対する需要がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
後に行われる強調再生のために、１次データ・セットに追加の情報を記憶させる必要がある。これは、機能ＭＲＩ画像において活性領域を示すイメージング、及びＭＲアンジオグラムにおいて流れ方向の情報を示すイメージングに対して、記憶されるデータのサイズを増大させることなく適用され得る。
【０００８】
有用にするためには、強調されたデータ・セットは、フィルム撮影及びグレイ・スケール・モニタでの直視等の既存の表示方法、並びにデータ縮小方式（例えば、ＭＩＰ）と互換性があるものでなければならない。
本発明では、１次データのワードが、２次データ・セットからの追加の情報に「挿入」（'smuggle' 、忍び込ませる）されるように、数学的に変換される。次いで、この追加の情報を用いて、強調されたデータ・セットの再生を強調する。一例では、ピクセルの色及び／又は表示の強度を変更して、ディジタル画像の選択された特徴及び／又は視点を表現する。
【０００９】
追加の情報を記憶させるために、強調されたデータ・セットのピクセルにおけるディジタル・ワードの最下位ビット（least significant bit）を用いる。これを達成するには、１次データ・セットのディジタル・ワードを選択された数のビット分だけシフトさせ、これにより、最下位ビットを空ける。例えば、３ビットの追加の情報が望ましいならば、ディジタル画像の各々のピクセルに、２3 ＝８を乗算する。画像データのダイナミック・レンジは３ビットだけ減少するが、実際上は、殆どの画像はそのダイナミック・レンジ（典型的には、１６ビット又は３２ビット）を完全に用いているわけではないので、上述の方法は殆ど問題を呈しない。
【００１０】
しかしながら、画像のダイナミック・レンジがワード・サイズの全体を包含しているときには、原画像データの最下位ビットを追加の情報のビットで置き換える本発明の代替的な実施例を採用することができる。
本発明の１つの用途は、位相コントラスト磁気共鳴アンジオグラフィ（ＭＲＩ）にある。この場合には、血流の方向を、表示用のディジタル・ワード内に追加の情報として組み入れることができる。
【００１１】
一旦、収集過程の一部として追加の情報がデータに「挿入」されたら、オペレータは後に、再生中に、強調されたデータ・セットを精査することができる。イメージングの際に、オペレータが従来のフィルム撮影機能を用いる、又はグレイ・スケールの表示装置（スキャナ・コンソール等）上でデータを目視するならば、強調された画像は、通常のグレイ・スケール画像として表示される。しかしながら、オペレータが望むならば、上述のビットを用いて、表示されるピクセルの色を制御してもよい。
【００１２】
「挿入」されるビットを用いてデータをカラー化するならば、ノイズを含んでいる画像の領域も又、カラー化されるであろう。すると、望ましくない表示を呈する可能性がある。この問題を回避するために、グレイ・スケール・データのウィンドウ及びレベリングに用いられているのと同様の制御を用いて、カラー・ルックアップ・テーブルの適用について閾値を指定することができる。例えば、この閾値が比較的高いならば、強度の大きいピクセルのみがカラー化される。閾値が比較的低いならば、より多くのピクセルがカラー化される。
【００１３】
原画像データに「挿入」された追加の情報を有しているデータをカラー化することの１つの重要な利点は、最大値強度投影（ＭＩＰ）アルゴリズム方法によって、「挿入」されたビットを逸失することなくデータを処理し得ることである。これらのビットは、今や、表示用ワードの一部であるからである。その結果、２次元の投影を、ソースの３次元画像と同程度に容易に操作し、又、カラー化することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、データ記憶装置に対する要求を軽減するために、２つ又はそれ以上の独立したソースからのディジタル情報を単一の画像として結合するシステムを提供することにある。
本発明のもう１つの目的は、２つ又はそれ以上の独立したソースからの情報を含んでいる画像データを表示するシステムを提供することにある。
【００１５】
本発明のもう１つの目的は、磁気共鳴アンジオグラムのカラー・コーディングを行うことにある。
本発明のもう１つの目的は、ファンクショナル磁気共鳴画像のカラー・コーディングを行うことにある。
本発明のもう１つの目的は、多数のイメージング・モダリティを用いて収集された情報を結合することにある。
【００１６】
【実施例】
新規であると考えられる本発明の特徴は、特許請求の範囲に具体的に述べられている。しかしながら、本発明自体は、構成及び動作の方法、並びに更なる目的及び利点に関し、図面と共に以下の記載を参照すると最もよく理解することができる。
【００１７】
本発明では、２つ又はそれ以上のデータ・セットからの情報が、情報の１つの成分がピクセル表示用ワードの最上位ビット（most significant bit）に配置されていると共に情報の他の成分が強調されたデータ・ワードの最下位ビットに配置されているような単一の強調されたデータ・セットとして結合される。情報の追加の成分は、情報の第１の成分の最も下位のビットよりも重要性が低いビット位置に配置されているので、結合後のデータ・セットは、従来の手段を用いて操作され、又、表示されることができる。但し、所望があれば、追加の情報を操作及び／又は表示に用いることができる。
【００１８】
図１は、位相コントラスト磁気共鳴アンジオグラフィ（ＰＣ−ＭＲＡ）のデータを処理する本発明の第１の実施例を示している。位相コントラスト磁気共鳴アンジオグラフィのデータは、２つの成分の情報から成っている。第１の成分は、収集されたＭＲ信号の大きさに含まれており、ＭＲ信号の強度を反映している。第２の成分は、収集されたＭＲ信号の位相に含まれており、ＭＲ信号を与えた物質の速度を反映している。
【００１９】
位相コントラストＭＲＡでは、被検体の各々のスライスにおいて、３回までの直交する流れに感受性のある収集が行われる。その結果、３次元位相コントラスト（３ＤＰＣ）アンジオグラムは、画像再構成の後には、４つまでの相異なる３次元データ・セットから成っている。これらのデータ・セットは、（１）大きさのデータ、（２）Ｘ方向の流れ、（３）Ｙ方向の流れ、及び（４）Ｚ方向の流れである。流れのデータ・セットの各々は、移動する血液の信号強度を反映している大きさ成分と、血液の速度を反映している位相成分とから成っている。本発明の一実施例を用いると、Ｘ方向の流れ、Ｙ方向の流れ及びＺ方向の流れの速度データはそれぞれ、流れの方向を与える単一のビット（例えば、０＝左、１＝右）に縮小されることができる。次いで、これらの３ビットの情報を大きさのデータ・セットの最下位ビットとして挿入し、強調されたデータ・セットを与えることができる。
【００２０】
図１では、大きさ成分１１０ａ及び位相成分１１０ｂを含んでいるＸ方向の流れに感受性のある画像と、大きさ成分１２０ａ及び位相成分１２０ｂを含んでいるＹ方向の流れに感受性のある画像と、大きさ成分１３０ａ及び位相成分１３０ｂを含んでいるＺ方向の流れに感受性のある画像とを、本発明のシステムによって処理している。教示のために、本発明を２次元及び３次元のデータ・セットを含めたすべての形式のＰＣ−ＭＲＡデータに対して適用し得ることを特記しておく。
【００２１】
本発明のこの実施例では、Ｘ方向の流れの位相成分１１０ｂ、Ｙ方向の流れの位相成分１２０ｂ、及びＺ方向の流れの位相成分１３０ｂは、各々のピクセルについて単一ビットの情報にそれぞれ縮小される。１つの有用な縮小方法は、Ｘ、Ｙ及びＺ方向の流れの画像の各々について単一のデータ・ビットを得るために、位相成分の符号を抽出して流れの方向を特徴付けるものである。例えば、Ｚ成分のデータの位相が正であれば、流れの方向が正のＺ方向にあったことを示しているので、Ｚビットがセットされる（即ち、＝１）。逆に、流れが負のＺ方向にあったならば、Ｚ成分の位相は負になるので、Ｚビットはセットされない（即ち、＝０）。Ｘ方向の流れのデータの縮小は、Ｘ位相縮小工程１４０ａによって達成され、Ｙ方向の流れのデータの縮小は、Ｙ位相縮小工程１４０ｂによって達成され、Ｚ方向の流れのデータの縮小は、Ｚ位相縮小工程１４０ｃによって達成される。次いで、ビット結合工程１６０を用いて、個々のビットを結合し、単一の３ビット・ワードにする。
【００２２】
この実施例では、Ｘ方向の流れ、Ｙ方向の流れ及びＺ方向の流れの画像の大きさ成分は、大きさ結合工程１５０において結合される。現状で好ましい実施例では、大きさ成分は、以下の式を用いて当業者に周知の方式で結合される。
結合された大きさ＝（Ｘ2 ＋Ｙ2 ＋Ｚ2 ）の平方根              （１）
ここで、Ｘ、Ｙ及びＺはそれぞれ、Ｘ方向の流れ、Ｙ方向の流れ及びＺ方向の流れの画像データの大きさである。
【００２３】
一旦、Ｘ、Ｙ及びＺの大きさ成分が結合されたら、結果として得られる画像データは、イメージングされた血管内の流れの速度を反映しているピクセル強度を有するが、流れの方向に関する情報は含まない。逆に、結合工程１６０において算出された３ビット・ワードは、流れの方向についての情報を含んでいるが、ＭＲ信号の強度に関する情報は含まない。本発明では、結合工程１６０において算出された３ビット・ワードが、大きさ結合工程１５０において決定された結合された大きさ成分の最下位ビットの位置に挿入される。この挿入は、挿入工程１７０において実行される。所望があれば、３ビット・ワードの挿入に先立って、結合された大きさのデータをより上位のビット位置にシフトさせることもできる。これにより、大きさの原データに十分なダイナミック・レンジが存在しているならば、画像内容の全体が保存される。
【００２４】
代替的には、結合された大きさのデータの３つの最下位ビットを上述の３ビット・ワードで置き換えることができる。これにより、画像の微細強度構造（即ち、ノイズ）が変化するが、ダイナミック・レンジは保存される。
本発明の第２の実施例を図２に示す。この実施例では、ファンクショナル磁気共鳴イメージング（ｆＭＲＩ）・データからのデータが処理されている。この実施例では、先ず、基準スキャン２１０が収集される。次いで、複数のｎ個の後続の画像２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ…２２０ｎが収集される。次いで、減算工程２３０を用いて、各々の後続の画像２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ…２２０ｎにおけるピクセルの大きさを、基準画像２１０の対応するピクセルの大きさから減算する。次いで、差縮小工程２４０において、各々の減算の結果を、選択された数、即ち、Ｍ個のビットのデータに縮小する。一実施例では、差のデータは、すべての可能な値が−（２M-1 −１）から２M-1 までの間になるようにスケーリングされる。代替的な実施例では、差の符号を正であるものと仮定して、差のデータは、すべての可能な値が０と２M-1 との間になるようにスケーリングされる。
【００２５】
一旦、縮小されたデータが算出されたら、ビット挿入工程２５０を用いて、縮小されたデータを基準画像の最下位ビットに挿入する。第１の好ましい実施例の場合と同様に、縮小されたデータの挿入に先立って、基準ピクセル・データをより上位のビットへシフトさせることもできるし、又は、所望があれば、縮小されたデータで基準画像の最下位ビットを置き換えることもできる。
【００２６】
本発明のこの第２の実施例は又、基準画像が収集されて後続の画像と比較されるような任意のディジタル・イメージング方法に対する応用を有していることを銘記されたい。これらの応用には、温度感受性ＭＲイメージング、ＭＲスペクトロスコピー・イメージング、及びサテライト画像における差を強調するディジタルＸ線アンジオグラフィが含まれるが、これらに限定されない。
【００２７】
図３は、従来のディジタル画像における単一ピクセルのデータ・ワード３００を示している。この例では、ピクセル内に３２ビットが含まれており、各々のビットは、数値０又は１のいずれかを有している。データ・ワード３００は、最上位ビット３１０と、最下位ビット３２０と、４番目の最上位ビット３３０とを有している。
【００２８】
強調されたデータ・ワード３５０は、本発明に従って修正された後のデータ・ワード３００である。強調されたデータ・ワード３５０は、最上位ビット３６０を有している。強調されたデータ・ワード３５０の最下位ビット３７０の下に、追加の情報３９０が挿入されている。この図では、追加の情報３９０は、３つのビット３８０ａ、３８０ｂ及び３８０ｃで構成されている。この３ビット挿入は、３つの直交する流れの方向がデータに挿入されている本発明の第１の実施例の使用と整合している。この３ビット挿入は又、Ｍ＝３の場合の第２の実施例の使用とも整合している。
【００２９】
最下位ビット３７０は、データ・ワード３００の変更前のデータの元来の最下位ビット３２０に対応しており、最上位ビット３６０は、データ・ワード３００の４番目の最上位ビット３３０に対応している。
図４は、カラー・モニタ上に表示するために画像のピクセル・データを強度に変換する従来の過程を示している。この例では、各々の表示用ワードについて１６ビットのダイナミック・レンジがあるので、値は−３２，７６８と３２，７６７との間になる。画像データの完全なダイナミック・レンジは、肉眼のダイナミック・レンジを大幅に超過しているので、データの完全なレンジのサブセットがオペレータによって選択される。このサブセットは、２つのパラメータ、即ち、ウィンドウＷ及びレベルＬによって指定される。
【００３０】
ウィンドウＷは、表示装置のハードウェアに渡されるピクセルの強度値の範囲を設定する。レベルＬは、表示装置のハードウェアに渡される平均ピクセル強度値を設定する。従来の表示システムでは、Ｗ及びＬによって設定されたピクセルの強度は、スケーリングされると共に補間されて、数値的な表示強度値４２０を与える。この値４２０は、８ビット表示装置の場合には０と２５５との間の値を有している。サブセットの上限を上回る値を有しているピクセルは、２５５の表示値を与えられ、サブセットの下限を下回る値を有しているピクセルは、０の表示値を与えられる。実際上は、オペレータは、Ｗ及びＬを容易に操作することができ（典型的には、ノブを用いて）、表示される画像のコントラスト及び明るさを速やかに調節して、画像の任意の部分の見易さを最適化することができる。
【００３１】
最終的な表示ドライバが、白黒モニタを駆動するように設計されているならば、表示強度値４２０は、ディジタルからアナログへの変換器（ＤＡＣ）に直接送信され、次いで、ＤＡＣは、モニタに対して強度駆動電圧を供給する。
カラー・モニタの場合には、表示強度値４２０は典型的には、カラー・ルックアップ・テーブル４３０に渡されて、カラー・ルックアップ・テーブル４３０は、各々の表示強度値を表示装置の赤ドライバ、緑ドライバ及び青ドライバ用の表示強度値へ変換する。カラー・ルックアップ・テーブル４３０を用いてグレイ・スケール画像を表示するならば、赤ドライバ、緑ドライバ及び青ドライバの数値出力は、互いに等しく、且つ０から２５５にわたるものとなる。赤、緑及び青がすべて０であるときには、モニタは黒を表示する。赤、緑及び青がすべて２５５であるときには、モニタは白を表示する。中間の値は、中間のレベルのグレイを与える。
【００３２】
本発明では、原データに挿入された追加のデータは、従来の画像表示システムを用いて視覚化することはできない。結果的に、本発明の一側面として、挿入されたデータの利用を可能にする代替的な表示機構を提供する。この第１の例を図５に示す。この例では、ピクセル・データ４１１が、所与のウィンドウＷ及びレベルＬについて従来の方式で分析されて、表示強度値４２１を与える。しかしながら、本発明によれば、追加の情報（図３の参照番号３９０）に含まれているビットの１つが制御ビットとなり、この制御ビットを用いて、２つのカラー・ルックアップ・テーブルの間で選択を行う。制御ビットがセットされているならば（即ち、＝１）、第１のカラー・ルックアップ・テーブル４３１が選択される。制御ビットがセットされていないならば（即ち、＝０）、第２のカラー・ルックアップ・テーブル４４１が選択される。本発明の更なる側面では、各々のカラー・ルックアップ・テーブルは、色閾値４５１の設定を介してオペレータによって動的に修正され得る。この例では、閾値を下回るカラー・ルックアップ・テーブルの値は、図４の値Ａとして示されており、従来の白黒画像と同等の画像の表示を与えるようにセットされている。色閾値を上回るカラー・ルックアップ・テーブルの値は、カラー化された画像を与えるように修正されている。
【００３３】
図５に示す例を用いると、本発明の第１の実施例に従って得られた位相コントラストＭＲＡデータは、色閾値４５１が最大化されている（即ち、Ａ＝２５５）ときには、従来の白黒画像として表示される。しかしながら、閾値が低下するに従って、大きさがＡよりも大きな表示値を有しているピクセルは、カラー化されたルックアップ・テーブルを用いて表示される。
【００３４】
図５に示す例では、制御ビットがセットされているピクセルは、緑成分及び青成分がゼロになっているので、赤い色相を与えられる。代替的には、制御ビットがセットされていないピクセルは、青い色相を与えられる。位相コントラストアンジオグラフィのデータの場合には、選択された方向に血液を流している血管は赤く表示され、他方、反対の方向に血液を流している血管は青く表示される。
【００３５】
図６は、代替的なカラー・マッピング方式を示している。同図では、ピクセル・データ４１２が、表示強度値４２２に縮小され、次いで、この値４２２は、選択された制御ビットの状態に応じて、第１のカラー・ルックアップ・テーブル４３２又はグレイ・スケール・ルックアップ・テーブル４４２のいずれかを駆動する。第１のカラー・ルックアップ・テーブル４３２に対して、上述のようにして色閾値４５２が適用されるが、第２のカラー・ルックアップ・テーブル４４２には適用されない。その結果、表示用ピクセル・ワードの強度が色閾値Ａを上回っているときには、制御ビットがセットされている場合にだけ、これらのピクセルがカラー化される。位相コントラストアンジオグラフィ・データの場合には、選択された方向に血液を流している血管は赤く表示され、他方、反対の方向に血液を流している血管は従来の白黒の外観で表示される。
【００３６】
図５及び図６に開示されている本発明の実施例では、単一の制御ビットを用いてカラー・ルックアップ・テーブルを選択している。代替的な実施例では、Ｍ個のビットを用いて、２M 個のルックアップ・テーブルの間で選択を行うことができる。図７にＭ＝４について示す。本発明のこの実施例では、ピクセル・データ４１３が、表示強度値４２３に縮小され、次いで、この値４２３は、１６個のカラー・ルックアップ・テーブル４３３ａ、４３３ｂ、４３３ｃ…４３３ｐのうち１つを駆動する。カラー・ルックアップ・テーブルの選択は、Ｍ＝４個の制御ビットの値Ｂによって決定される。各々のカラー・ルックアップ・テーブル４３３に対して、前述のようにして色閾値４５３が適用されるが、最後のカラー・ルックアップ・テーブル４３３ｐには適用されない。
【００３７】
このようにして、Ｍ＝４の場合の本発明の第２の実施例に従って収集されると共に縮小されたファンクショナルＭＲＩデータは、１６の相異なるカラー・ルックアップ・テーブルを用いて表示される。基準画像（即ち、機能活性のない画像）に関して変化を有していない画像のピクセルは、追加の情報としてゼロを記憶している（即ち、Ｂ＝０）ので、表示装置は、従来の白黒のルックアップ・テーブル４３３ｐを選択する。穏やかな変化を有している画像のピクセルであれば、表示装置は、そのルックアップ・テーブル４３３ｂについて青のような「寒」色を選択する。より大きな変化を有している画像のピクセルであれば、表示装置は、そのルックアップ・テーブル４３３ｃについて緑のような中間色を選択する。大きな変化を有している画像のピクセルであれば、表示装置は、そのルックアップ・テーブル４３３ａについて赤のような「暖」色を選択する。図４に示す実施例の場合と同様に、色閾値によって、ユーザは、表示される画像に対して適用されるカラー化の量を動的に選択することができる。
【００３８】
本発明では、任意のカラー化用ルックアップ・テーブルが可能である。図示の実施例によれば、オペレータは、選択された画像ピクセルを色眼鏡を通して見ているという印象を持つ（即ち、下方に位置しているソース画像の細部は、依然として明瞭である。）。色眼鏡の色相（即ち、青、緑、青等）は、追加の情報（例えば、流れの方向、機能活性の度合い等）を含んでいる制御ビットによって決定される。上述の例では、オペレータが左右方向の軸における流れの方向を決定したいならば、縮小された左右方向の速度の情報に対応する位置のビットの値を用いて、２つの代替的なカラー・ルックアップ・テーブルの間で選択を行うことができる。「左右」に関するビットがセットされているピクセル・データを赤から黒にかけてのカラー・テーブルによって表現し、他方、「左右」に関するビットがセットされていないピクセル・データを青から黒にかけてのカラー・テーブルによって表現することができよう。代替的には、単一方向の流れのみを表示したいならば、適当な挿入されたビット値を有しているピクセルについてのみカラーから黒にかけてのルックアップ・テーブルを適用し、他のすべてのピクセルについては、従来の白黒のルックアップ・テーブルを用いることができる。
【００３９】
色閾値を用いることにより、関連のあるピクセルのみをカラー化し、関連のないピクセル（例えば、イメージングされた解剖学的構造より外側のノイズ背景）は白黒で表示したままにしておくことができる。
図８は、１次ディジタル画像に追加の画像データを組み入れるためのハードウェア・システム５００の一実施例を示している。組み入れ後の画像は、ダイナミック・レンジも視覚的な外観も殆ど変化していない１次画像として表示されてもよいし、又はカラー・コーディング若しくはオーバレイを備えた強調された画像として表示されてもよい。コンピュータ・バス５０１が、ディスク記憶手段５１０と、中央処理装置（ＣＰＵ）５２０と、メモリ手段５３０とをグラフィック表示サブシステム５４０に接続しており、これらは、１次データのソース５０３として動作する。
【００４０】
グラフィック表示サブシステム５４０は、メモリ・バッファ５５０と、制御装置５５５と、カラー・ルックアップ装置５６０とで構成されている。カラー・ルックアップ装置５６０は、ウィンドウ制御５８０ａと、レベル制御５８０ｂと、色閾値制御５８０ｃとで構成されているユーザ入力装置に接続されている。
本発明によれば、ＣＰＵ５２０は、１次データ・セットを収集する。１次データ・セットは、メモリ５３０内に存在していてもよいし、又はディスク記憶装置５１０に記憶されてもよい。そして、ＣＰＵ５１０は、マージ装置５５３を介して１次データ・セットを作業メモリ・バッファ５５０に挿入する。
【００４１】
データ縮小装置５５７が、再生に要求され再生ビットの数Ｄを示している所望のダイナミック・レンジを、予め記憶しているか、又はユーザにより定義されたものとして受け取るかのいずれかで有している。装置５５７は又、用いる予定となっている再生装置のワード幅Ｐを、予め記憶しているか、又はユーザにより入力されるかのいずれかで有している。このデータ縮小装置５５７から、１次データ・セットのワードにマージされ得る空きビットの量Ｆが決定される。
【００４２】
データ縮小装置５５７は、２次データ・ソース５５１に結合されている。２次データ・ソース５５１は、物理的には、１次データ・セットを収集するのに用いられているものと同じ収集設備でよいが、２次データ・セットを形成するものとする。データ縮小装置５５７は、２次データ・ワードを縮小して、それぞれＭ個のビットを有している縮小された２次データ・ワードとする。
【００４３】
データ縮小装置５５７は、２次データが固定された数のビットに縮小され得るとき等、場合によっては、Ｍの適当な長さを決定する。例えば、流れの方向のデータを、各々のビットが３つの直交する方向に沿った方向を示すようにした３つのビットとして定義することができる。
マージ装置５５３は、データ縮小装置５５７に結合されており、Ｍ及び各々の２次データ・ワードのＭ個のビットを受け取る。マージ装置５５３は又、データ縮小装置５５７から情報を受け取る。マージ装置５５３は又、メモリ・バッファ５５０にも結合されており、各々の１次データ・ワードを、最上位ビットに向かってＭ個のビット位置だけシフトさせて、縮小された２次データ・ワードのＭ個のビットを、Ｍ個の最下位ビットの位置に挿入する。
【００４４】
ＦがＭよりも小さいと決定されたような場合には、マージ装置５５３は、１次データ・ワードをＦ個のビット分だけシフトさせて、縮小された２次データ・ワードのＭ個のビットを、１次データ・ワードの最下位のＭ個のビットに挿入する。マージされた１次及び２次のデータ・ワードの情報から、１次データ・セットのワードと同じ幅の強調されたデータ・ワードを有している新たな強調されたデータ・セットが結果として得られる。
強調されたデータ・ワードは、その最下位のビットにマージされた２次データの情報を有している。これによる値に対する影響は、Ｍが背景ノイズのレベルと同等のビットの数に凡そ等しくなる又はそれよりも小さくなるように選択されているときには特に、最小に留まる。これにより、強調されたデータ・セットは、従来の再生設備上では、恰も不変の１次データ・セットであるかの如く表示されることが可能になる。例えば、強調されたカラー・コーディングされたＭＲアンジオグラフィ・データを、ダイナミック・レンジ、画質又は記憶スペースを殆ど又は全く変化させずに、元来のグレイ・スケール情報として従来のグレイ・スケールＭＲスキャナ上に表示することができる。又、同じ強調されたデータ・セットを、カラー・コーディングされた画像として本発明を採用した強調用ＭＲスキャナ上に視覚化してもよい。
【００４５】
再生時には、ＣＰＵ５２０は、強調されたディジタル画像を表示メモリ・バッファ５５０に配置する。
カラー・ルックアップ装置５６０は、ウィンドウ制御装置５８０ａ、レベル制御装置５８０ｂ及び色閾値制御装置５８０ｃから、ウィンドウ情報、レベル情報及び色閾値情報をそれぞれ受け取る。次いで、装置５６０は、色閾値を上回るエントリが所定の色（１つ又は複数）の濃淡に関係しているような少なくとも１つのカラー・ルックアップ・テーブルを作成する。色閾値にあるエントリ又は色閾値を下回るエントリは、グレイ・スケールの濃淡を定義する。各々のエントリは、インデクスを有している。このテーブルは、ウィンドウ・レンジが、ルックアップ・テーブルの各インデクスにマッピングし、且つテーブルのすべてのインデクスに及ぶように構成されている。
【００４６】
制御装置５５５が、強調されたデータ・ワードのＭ個の最下位ビットに記憶されている追加の情報を読み取り、この情報に応じて動作する。
ディジタル画像のカラー・コーディングの場合には、追加のデータは、カラー・ルックアップ装置５６０内のどのルックアップ・テーブルを用いるべきかを示す。
【００４７】
次いで、カラー・ルックアップ装置５６０は、抽出された色又はグレイ・スケールをディジタルからアナログへの変換器（ＤＡＣ）５７１に供給し、ＤＡＣ５７１は、カラー表示装置５７０の赤チャンネル、緑チャンネル及び青チャンネルを駆動するアナログ信号を形成する。
本発明の変形
本発明は、ＭＲデータの操作及び表示のためのシステムとして以上に記載されているが、本発明は又、任意のディジタル画像と共に用いるのにも適している。
【００４８】
より下位のビットに情報を「挿入」するという概念は、ディジタル式にエンコードされた任意のデータに対して適用することができる。
最良の用途は、１次データ・セットに対応しているエントリを有している２次データ・セットからの追加の情報を１次データ・セットにマージするために用いることである。前述したように、同じ位置における２つの異なる物理的特性を表すエントリを有している２つのボルメトリック・データ・セットを容易に結合することができる。これら２つのデータ・セットをマージすると、冗長な情報の量が減少する。
【００４９】
他の実施例では、一般的には、テキスト、声又は音を、画質に影響を及ぼすことなく、関連のある画像に「挿入」してもよい。これにより、画像又はビデオ・クリップの記述を画像又はビデオ・クリップ自体の内部に埋め込むことができる。この方法は、総合的なマルチ・メディアを提供する。この形態の強調されたメディアは、埋め込まれている情報を読み取ることのできないより旧式のメディア再生装置とも完全に互換性がある。
【００５０】
更にもう１つの実施例では、画像等の１次データ・セットに、小さなプログラム又はアプレット（applet）を「挿入」してもよい。すると、これらのアプレットを、画像自体の上でも実行することができる。
更にもう１つの実施例では、ディジタル・オーディオ・データに、音質を僅かしか損なわずに（可聴の検出レベルを下回るように選択する）、補足情報を組み入れることができる。
【００５１】
図９は、本発明の一実施例の一般化された形式を示している。大部分は、図８について上に記載したものと同じである。図８については、両方のデータ・ソースがディジタル画像の再生に関わっていたので、図８で共有されている構成要素の一部が図９に示す実施例に流用されている。
前述と同様に、１次データ・ソース５０３と、２次データ・ソース５５１とが存在している。両方のソースからのデータは、強調されたデータとしてマージされて、記憶装置８５０に記憶される。
【００５２】
記憶装置８５０には、１次再生装置８６１が結合されており、１次再生装置８６１は、強調されたデータを、変化していない１次データであるかの如く再生することができる。
記憶装置８５０に結合されている制御装置８５５が、最下位のＭ個のビットを読み取り、これらのビットを２次再生装置８６０に渡す。これにより、２次再生装置８６０は、２次データ・セット内に記録されている原情報を再現することができる。２次再生装置８６０は、図８に示すような表示装置、オーディオ再生装置、画像若しくはビデオ上にテキスト記述を重ね表示するテキスト及び重ね表示装置又は任意の他のディジタル再生装置のいずれでもよい。２次再生装置８６０は、ユーザ・インタフェイス８８０によって制御され、これにより、２次再生装置は、ボリューム又はデータ・フォーマット等の２次データの出力の１つ又はそれ以上の様相を変更する。
【００５３】
新規の発明の現状で好ましいいくつかの実施例についてここに詳細に記載してきたが、当業者には今や、多くの改変及び変形が明らかになっていることであろう。従って、特許請求の範囲は、本発明の要旨の範囲内にあるこれらすべての修正及び変形を網羅しているものと理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】位相感受性ＭＲデータ収集からの位相情報を、同じ収集からの大きさのデータへ組み入れる方法についての簡略化されたブロック図である。
【図２】ファンクショナルＭＲデータ収集からの活性情報を、同じ収集からの大きさのデータへ組み入れる方法についての簡略化されたブロック図である。
【図３】従来の白黒画像で用いられている単一のピクセルを表す従来の表示用ワードと、本発明に従って修正された表示用ワードとを示す図である。
【図４】画像データの表示に用いられる従来のカラー・マッピングの図である。
【図５】本発明に従って「挿入」されたビットを有している表示用ワードのカラー・マッピングの第１の実施例を示す図である。
【図６】本発明に従って「挿入」されたビットを有している表示用ワードのカラー・マッピングの第２の実施例を示す図である。
【図７】本発明に従って「挿入」されたビットを有している表示用ワードのカラー・マッピングの第３の実施例を示す図である。
【図８】強調された画像データを作成すると共に表示する本発明の一実施例を示す簡略化されたブロック図である。
【図９】強調されたデータ・セットを作成すると共に再生する本発明の第２の実施例を示す簡略化されたブロック図である。
【符号の説明】
１１０ａ  Ｘ方向の流れの大きさ成分
１１０ｂ  Ｘ方向の流れの位相成分
１２０ａ  Ｙ方向の流れの大きさ成分
１２０ｂ  Ｙ方向の流れの位相成分
１３０ａ  Ｚ方向の流れの大きさ成分
１３０ｂ  Ｚ方向の流れの位相成分
１４０ａ  Ｘ位相縮小工程
１４０ｂ  Ｙ位相縮小工程
１４０ｃ  Ｚ位相縮小工程
１５０  大きさ結合工程
１６０  ビット結合工程
１７０  挿入工程
２１０  基準画像
２２０ａ〜２２０ｎ  後続の画像
２３０  減算工程
２４０  差縮小工程
２５０  ビット挿入工程
３００  データ・ワード
３１０  最上位ビット
３２０  最下位ビット
３３０  ４番目の最上位ビット
３５０  強調されたデータ・ワード
３６０  強調されたデータ・ワードの最上位ビット
３７０  強調されたデータ・ワードの最下位ビット
３８０ａ、３８０ｂ、３８０ｃ  追加情報用のビット
３９０  追加情報
４１０、４１１、４１２、４１３  ピクセル・データ
４２０、４２１、４２２、４２３  表示強度値
４３０、４３１、４３２、４４１、４４２、４３３ａ〜４３３ｐ  ルックアップ・テーブル
４５１、４５２、４５３  色閾値
５００  ハードウェア・システム
５０１  コンピュータ・バス
５０３  １次データ・ソース
５１０  ディスク記憶手段
５２０  中央処理装置（ＣＰＵ）
５３０  メモリ手段
５４０  グラフィック表示サブシステム
５５０  メモリ・バッファ
５５１  ２次データ・ソース
５５３  マージ装置
５５５、８５５  制御装置
５５７  データ縮小装置
５６０  カラー・ルックアップ装置
５７０  カラー表示装置
５７１  ディジタルからアナログへの変換器（ＤＡＣ）
５８０ａ  ウィンドウ制御
５８０ｂ  レベル制御
５８０ｃ  色閾値制御
８５０  記憶装置
８６０  ２次再生装置
８６１  １次再生装置
８８０  ユーザ・インタフェイス
【図１】
0004130025.tif 000002
【図２】
0004130025.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004130025.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004130025.tif 000007
【図７】
0004130025.tif 000008
【図８】
0004130025.tif 000009
【図９】
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