テストパターンの表示方法、医用画像表示装置及びプログラム
【課題】オペレータの視認精度を向上させ、オペレータの目視によるキャリブレーションをより正確に行う。
【解決手段】キャリブレーション処理時には、表示部１３においてＮ個のテストパターン［ｎ］が一画面に一パターンづつ切り替え表示される。また、予め設定されて記憶部１６に記憶されている観察者の視覚特性及び観察条件の情報が読み出され、この読み出された情報に基づきテストパターン［ｎ］内のラインペア密度が決定される。そして、一画面上に一のテストパターンを表示させる際には決定されたラインペア密度で各テストパターン［ｎ］が表示される。また、全てのテストパターン［ｎ］について、その背景領域は最大輝度レベルの２０％に対応する輝度レベルとなるように、最大輝度レベルの２０％の輝度レベルに対応する駆動レベルＤＤＬ0.2で表示駆動される。
【解決手段】キャリブレーション処理時には、表示部１３においてＮ個のテストパターン［ｎ］が一画面に一パターンづつ切り替え表示される。また、予め設定されて記憶部１６に記憶されている観察者の視覚特性及び観察条件の情報が読み出され、この読み出された情報に基づきテストパターン［ｎ］内のラインペア密度が決定される。そして、一画面上に一のテストパターンを表示させる際には決定されたラインペア密度で各テストパターン［ｎ］が表示される。また、全てのテストパターン［ｎ］について、その背景領域は最大輝度レベルの２０％に対応する輝度レベルとなるように、最大輝度レベルの２０％の輝度レベルに対応する駆動レベルＤＤＬ0.2で表示駆動される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察者の目視により医用画像表示装置の表示階調特性を補正する際に使用するテストパターンの表示方法、テストパターンを表示する医用画像表示装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療の分野では、Ｘ線撮影、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）撮影、超音波撮影等、様々な検査撮影により得られた患者の医用画像をモニタに表示させて読影を行うモニタ診断が普及している。また、病院内外におけるネットワークの発展に伴い、同一画像を異なる場所のモニタで読影することも可能である。しかし、読影に使用するモニタがＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等、異なる種類である場合、表示特性が異なるため同一画像でも画像の見え方が異なり、また、同一種類のモニタでもその使用による劣化の程度や設置環境等により、やはり画像の見え方が異なる場合がある。
【０００３】
このように、個々のモニタで画像の見え方にばらつきがあると、診断精度に影響を及ぼすため、表示階調特性の補正（以下、キャリブレーションという）を行って各モニタにおける画像の見え方を統一することが必要である。従来から、輝度計を用いてキャリブレーションが行われているが、輝度計は一般に高価なものであるため輝度計を用いてのキャリブレーションはコスト高となる。また、読影用のモニタが何台もある場合、各モニタについて逐一輝度計によりキャリブレーションを行う作業は非常に手間がかかり、煩雑である。
【０００４】
一方、輝度計を使用してキャリブレーションを実施後、オペレータが目視でキャリブレーション結果を確認する方法も提案されている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１に記載のキャリブレーション方法は、図１２に示すように、それぞれ異なる輝度レベルで表示された複数のテストパターンをモニタ上に表示して、オペレータ（観察者）に各テストパターンの輝度レベルを目視により確認させるものである。
【特許文献１】特開平１１−３２７５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図１２に示すように、一画面上に複数のテストパターンを表示してキャリブレーションを行う場合、判定対象のテストパターンとともにその隣接するテストパターンがオペレータの視野に入るため、オペレータの視認精度が低下し、正確なキャリブレーションを行うことが困難となる。
【０００６】
本発明の課題は、オペレータの視認精度を向上させ、オペレータの目視によるキャリブレーションをより正確に行うことを可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、テストパターンの表示方法において、
医用画像表示装置の表示階調特性を補正するための複数のテストパターンを医用画像表示装置の表示手段に表示させるテストパターンの表示方法であって、
前記複数のテストパターンを一画面に一パターンづつ切り替えて前記表示手段に表示させるとともに、当該一画面において表示するテストパターンの表示条件を予め設定された観察者の視覚特性及び観察条件の情報に基づいて決定し、決定された表示条件で当該テストパターンを表示させることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のテストパターンの表示方法において、
各切替画面において表示されるテストパターンの背景領域を一定輝度レベルで表示させることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のテストパターンの表示方法において、
各切替画面において表示されるテストパターンの背景領域を、各切替画面でのテストパターンの輝度レベルに対応する輝度レベルで表示させることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のテストパターンの表示方法において、
前記テストパターンは、互いに異なる輝度レベルで表示される２つのライン状の表示領域を１対のラインペアとする、複数のラインペアから形成され、
各切替画面でテストパターンを表示する際には、その表示条件として観察者の視覚特性及び観察条件の情報に基づいてパターン内に形成されるラインペアの密度を決定し、当該決定されたラインペアの密度でテストパターンを表示させることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のテストパターンの表示方法において、
前記観察条件は、観察者から表示画面までの観察距離及び観察するテストパターンのパターンサイズであることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、医用画像表示装置において、
医用画像を表示する表示手段と、
前記表示手段における表示階調特性を補正するための複数のテストパターンを一画面に一パターンづつ切り替えて前記表示手段に表示させるとともに、当該一画面において表示するテストパターンの表示条件を予め設定された観察者の視覚特性及び観察条件の情報に基づいて決定し、決定された表示条件で当該テストパターンを表示させる制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、
コンピュータに、
医用画像表示装置の表示階調特性を補正するための複数のテストパターンを一画面に一パターンづつ切り替えて前記表示手段に表示させるとともに、当該一画面において表示するテストパターンの表示条件を予め設定された観察者の視覚特性及び観察条件の情報に基づいて決定し、決定された表示条件で当該テストパターンを表示させる機能を実現させるためのプログラムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１、６、７に記載の発明によれば、テストパターンを表示する際に、一画面に一パターンづつ切替表示させるので、テストパターンの観察者の視野に視認すべきテストパターン以外の他のテストパターンが入ることにより、視認精度が低下することを防止することができる。また、観察者の視覚特性及び観察条件に基づく表示条件によりテストパターンを表示するので、テストパターンに対する観察者の視認率が向上し、表示階調特性の補正をより正確に行うことができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、各切替画面においてテストパターンの背景領域の輝度レベルを一定輝度レベルで統一するので、各切替画面で表示させるテストパターンに対する背景領域の輝度レベルが観察者の視認力に及ぼす影響を減ずることができ、安定した表示階調特性の補正を行うことができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、各切替画面において表示されるテストパターンの背景領域の輝度レベルが各テストパターンが表示された際の輝度レベルに応じて変化するので、テストパターンとともにそのテストパターンの輝度レベルと同一或いは同一程度の輝度レベルの背景領域が観察者の視野に入ることにより、観察者がその輝度レベルに順応して視認精度が向上する。従って、より正確な表示階調特性の補正を行うことができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、表示条件として、観察者の視覚特性及び観察条件に基づき、観察者の視認率が向上するようにテストパターン内に形成されるラインペアの密度を決定することにより、表示階調特性の補正をより正確に行うことができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、観察距離及びテストパターンのパターンサイズの観察条件に基づき観察者の視認率が向上するような、テストパターンの表示条件を決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
まず、構成を説明する。
図１に、本実施の形態における医用画像表示装置１０の内部構成を示す。
図１に示すように、医用画像表示装置１０は、制御部１１、操作部１２、表示部１３、通信部１４、ＲＡＭ（Random Access Memory）１５、記憶部１６から構成されている。
【００２０】
制御部１１は、記憶部１６に記憶されているシステムプログラム、本発明に係るキャリブレーション処理プログラム等の各種制御プログラムをＲＡＭ１５に展開し、当該制御プログラムに従って各部の動作を集中制御する。
【００２１】
キャリブレーション処理では、医用画像表示装置１０で表示駆動可能な駆動レベルのレベル範囲をＮ等分し、そのＮ等分された駆動レベルがそれぞれ設定されたＮ個の各テストパターンをその駆動レベルの情報とともに表示部１３に出力して、各テストパターンを設定された駆動レベルで表示駆動させる。すなわち、各テストパターンをＮ等分された各駆動レベルに応じた輝度レベルで表示させることとなる。各テストパターンは、異なる輝度レベルで表示されるように異なる駆動レベルが設定された１対のライン状の領域（これをラインペアという）が複数対形成されているものである。
【００２２】
このＮ個のテストパターンを表示部１３に表示させる際、制御部１１は一画面に一のテストパターンを配置した画面データをそのテストパターンに設定された駆動レベルの情報とともに表示部１３に出力することにより、一画面に一パターンづつ切り替え表示させる。また、予め設定されて記憶部１６に記憶されている観察者の視覚特性及び観察条件の情報を読み出して、この読み出された情報に基づきテストパターン内のラインペア密度を決定し（ラインペア密度の決定方法については後述する）、そのラインペア密度の情報をテストパターンの表示条件の情報として表示部１３に出力する。そして、各切替画面において決定されたラインペア密度で各テストパターンを表示させる。また、各切替画面においてテストパターンの背景領域は最大駆動レベルの２０％の駆動レベルで駆動表示させる。この背景領域の表示条件はＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communication in Medicine）規格に準拠したものである。すなわち、制御部１１とキャリブレーション処理プログラムとの協働により制御手段を実現することができる。
【００２３】
そして、表示されたテストパターンについて、操作部１２を介して輝度レベルの調整操作が為されると、その操作指示に応じてテストパターンにおける駆動レベルを変更して表示部１３により表示駆動させる。調整操作が終了すると、各テストパターンにおいてラインペアを構成する各ラインの駆動レベルの値に基づいて医用画像表示装置１０の表示階調特性を補正する補正曲線を求める。そして、当該補正曲線の入力値に対する出力値を規定したＬＵＴ（Look Up Table）を作成し、記憶部１６に記憶させる。
【００２４】
なお、表示特性とは駆動レベルと輝度レベルとの相関をいい、表示階調特性とは表示対象の画像データにおける画素値の入力レベルとその画像データを表示出力した際における輝度レベルとの相関をいう。
【００２５】
操作部１２は、キーボードやマウスを有し、これらキーボードやマウスが操作されると、その操作に応じた操作信号を生成して制御部１１に出力する。なお、操作部１２は、表示部１３と一体に形成されたタッチパネル等を有することとしてもよい。
【００２６】
表示部１３は、ＬＣＤ、ＣＲＴ等のモニタを有する表示手段であり、制御部１１による制御に従って当該モニタを駆動する。なお、各テストパターン［ｎ］を表示する際には、ともに入力された駆動レベル情報に従って指定された駆動レベルでモニタを表示駆動する。
【００２７】
通信部１４は、ＮＩＣ（Network Interface Card）やモデム、ルータ等の通信用インターフェイスを有し、これら通信用インターフェイスを介して病院内に設けられたＬＡＮ（Local Area Network）上の外部機器とデータ通信を行う。例えば、患者の医用画像がデータベース化されて管理されている画像サーバにアクセスして医用画像のデータを取得する。
【００２８】
ＲＡＭ１５は、制御部１１において実行される各種プログラムや、これらプログラムによって処理されたデータ等を一時的に記憶するワークエリアを形成する。
【００２９】
記憶部１６は、磁気的又は光学的記録媒体、若しくは半導体メモリ等により構成され、システムプログラム、キャリブレーション処理プログラム等の各種制御プロラグムを記憶している。また、キャリブレーション処理時に使用されるパラメータとして、予め操作部１２を介して設定された観察者の観察条件（観察者から表示画面までの観察距離、観察するテストパターンのパターンサイズ等。ここでは、観察距離が５００ｍｍ、パターンサイズ１７．５ｍｍ×１７．５ｍｍと設定されていることとする。）、観察者の視覚特性（例えば最も視認率が高いときの視野角１度あたりのラインペア数。ここでは、視野角１度あたり４ラインペアと設定されていることとする。）の情報、表示部１３の表示画面サイズ等の情報を記憶しており、プログラムの処理結果として、例えばキャリブレーション処理により作成された、医用画像表示装置１０の表示階調特性を補正するためのＬＵＴを記憶している。
【００３０】
なお、観察者とは医用画像を表示した際にその医用画像を観察する者をいい、キャリブレーションを行うオペレータと同一人物又は別の人物であってもよい。また、本実施形態では設定された観察者の視覚特性はそのような観察を行う者に一般的な特性であり、この一般的な視覚特性に基づいてテストパターン［ｎ］の表示条件を決定することとするが、個々の観察者の視覚特性を測定により得て、その個々の観察者の視覚特性に応じてテストパターン［ｎ］の表示条件を決定することとしてもよい。
【００３１】
また、記憶部１６はキャリブレーション処理において使用される複数のテストパターンのデータを記憶している。
図２に、テストパターン例を示す。
図２に示すように、テストパターン［ｎ］（括弧内のｎは各テストパターンを識別するために付されたパターン番号を示す。ｎ＝１、・・・、Ｎ）は表示部１３において駆動可能な駆動レベルのレベル範囲、つまり０〜最大駆動レベルＤＤＬmaxをＮ等分し、Ｎ等分されたそれぞれの駆動レベルに対応して作成されたものである。なお、本実施形態では８等分した例を示したが、等分するＮ数はキャリブレーションの精度により適宜設定可能であるとする。高精度にキャリブレーションを行いたい場合はＮ数を増加させることが好ましい。
【００３２】
各テストパターン［ｎ］には、図３に示すように異なる駆動レベルが設定された２つのラインを１対のラインペアとして、複数対のラインペアが形成されている。ラインペアの一方のラインには最大駆動レベルＤＤＬmaxがＮ等分された駆動レベルが設定され、他方のラインにはその一方のラインに設定された駆動レベルより一定レベル高い駆動レベルが設定されている。このＮ等分された駆動レベルが設定されたラインを基準ターゲットといい、基準ターゲットより高レベルとなるように駆動レベルが設定されたラインを調整ターゲットという。
【００３３】
基準ターゲットの駆動レベルをＤＤＬＫ［ｎ］、調整ターゲットの駆動レベルをＤＤＬＴ［ｎ］とすると、駆動レベルＤＤＬＫ［ｎ］は下記式１により示され、ＤＤＬＴ［ｎ］は下記式２により示される。
【数１】
【００３４】
以下、上記テストパターン［ｎ］を用いて本実施形態の医用画像表示装置１０により実行されるキャリブレーション処理について説明する。
図４はキャリブレーション処理を説明するフローチャートである。この処理は、環境設定メニューからキャリブレーションが選択されると開始される。
【００３５】
図４に示すキャリブレーション処理では、まず記憶部１６から観察者の観察条件及び視覚特性の情報が読み出され、当該読み出された情報に基づいて各テストパターン［ｎ］を表示する際のラインペア密度Ｊが決定される（ステップＳ１）。
【００３６】
ラインペア密度の決定方法について説明する。
図５に示すように、視野角１度あたり最も視認率が高いラインペア数（以下、ラインペア数の単位をｌｐで示す）をＣ（単位；ｌｐ／ｄｅｇ）、観察距離をＸ（単位；ｍｍ）、観察距離Ｘのとき視野角１度における視野範囲をＹ（ｍｍ）とすると、下記式３から最も認識しやすいラインペア密度Ｊ（ｌｐ／ｍｍ）を求めることができる。
【数２】
【００３７】
ラインペアのテストパターンの場合、最も人の視認率が高いのは視野角１度（以下、ｄｅｇという）あたり３〜５ラインペアのときであることが知られている。本実施形態ではＣ＝４（ｌｐ／ｄｅｇ）を適用してラインペア密度Ｊを算出することとする。観察距離Ｘは予め記憶部１６において設定されているパラメータ、つまりＸ＝５００ｍｍが適用され、上記式３からラインペア密度Ｊ＝０．４６ｌｐ／ｍｍと算出される。
【００３８】
なお、本実施形態では、予め観察距離が５００ｍｍと設定されており、その観察距離５００ｍｍのときに最も認識率が高いラインペア密度Ｊを設定することとしたが、これに限らず、キャリブレーションを行う際にオペレータによりその都度入力された観察距離、視野角１度あたり最も視認率が高いラインペア数の情報に基づいてラインペア密度Ｊを制御部１１において算出することとしてもよい。
【００３９】
次いで、表示対象のテストパターンのパターン番号ｎが初期値であるｎ＝１に設定される（ステップＳ２）。パターン番号ｎが設定されると、そのパターン番号ｎのテストパターン［ｎ］のデータが記憶部１６から読み出されてデータ処理が行われ、決定されたラインペア密度Ｊでラインペアが形成される。そして、決定されたラインペア密度でラインペアが形成されたテストパターン［ｎ］が、予め設定されたパターンサイズ１７．５ｍｍ×１７．５ｍｍで表示部１３に表示される。（ステップＳ３）。
【００４０】
図６（ａ）にテストパターン［２］の表示例を示す。
テストパターン［２］は、図６（ａ）に示すように一画面に一パターンのみ表示され、そのパターンサイズが１７．５ｍｍ×１７．５ｍｍ、パターン内のラインペア密度が０．４６ｌｐとなるように、つまり上記サイズのパターン内に１７．５ｍｍ×０．４６ｌｐ／ｍｍ＝８．０５ｌｐが形成されるように、制御部１１においてデータ処理されて表示される。なお、パターンサイズは１７．５ｍｍ×１７．５ｍｍに限らず、他のサイズに設定可能である。
【００４１】
また、テストパターン［ｎ］の背景領域は、ＤＩＣＯＭ規格に従って最大輝度レベルの２０％に対応する輝度レベルとなるように、最大輝度レベルの２０％の輝度レベルに対応する駆動レベルＤＤＬ0.2で表示駆動される。この背景領域の駆動レベルは、全てのテストパターン［ｎ］に共通であり、各テストパターン［ｎ］の背景領域の輝度レベルは全て同一となる。例えばテストパターン［６］に切り替えて表示された場合、図６（ｂ）に示すようにその背景領域の輝度レベルは図６（ａ）に示すテストパターン［２］の背景領域における輝度レベルと同一となる。
【００４２】
なお、テストパターン［ｎ］は、図７に示すように、横ラインとなるように配置することとしてもよい。
【００４３】
このようにしてテストパターン［ｎ］が表示されると、オペレータは操作部１２を介して、テストパターン［ｎ］中の調整ターゲットと基準ターゲットの輝度レベル差が目視により視認できる最小の輝度レベル差となるまで、調整ターゲットの輝度レベルを上げる又は下げる調整操作を行う。視認できる最小の輝度レベル差とは、オペレータが調整ターゲットの輝度レベルを基準ターゲットの輝度レベルに合わせて調整した結果、その輝度レベル差が視認できる限界における輝度レベル差をいう。具体的には調整ターゲットの輝度レベルをあと１レベル下げると、オペレータが調整ターゲットと基準ターゲットの輝度レベル差を識別できなくなる段階まで輝度レベルを調整する。
【００４４】
医用画像表示装置１０では、操作部１２を介して調整ターゲットの輝度調整の操作がなされると、その操作信号が信号解析され、輝度レベルを上げる又は下げるの何れか操作指示されたか否かが判別される（ステップＳ４）。輝度レベルを上げるように操作指示された場合（ステップＳ４；ｕｐ）、調整ターゲットの駆動レベルＤＤＬＴ［ｎ］が１レベル分増加され、表示中の調整ターゲットが増加された駆動レベルＤＤＬＴ［ｎ］で表示駆動される（ステップＳ５）。一方、輝度を下げるように操作指示された場合（ステップＳ４；ｄｏｗｎ）、調整ターゲットの駆動レベルＤＤＬＴ［ｎ］が１レベル分下げられ、表示中の調整ターゲットが下げられた駆動レベルＤＤＬＴ［ｎ］で表示駆動される（ステップＳ６）。すなわち、一操作に応じて１駆動レベル分だけ輝度レベルが上下されて表示される。なお、調整ターゲットの輝度レベルを下げる操作が繰り返された場合でも、調整ターゲットの輝度レベルが基準ターゲットの輝度レベル以下とならないように、基準ターゲットの駆動レベル以下となる調整操作を無効とする等してその調整操作を制限することとする。
【００４５】
駆動レベルの調整操作が行われると、調整操作が終了したか否かが判別され（ステップＳ７）、まだ操作部１２を介して調整操作が行われている場合は（ステップＳ７；Ｎ）、ステップＳ４の処理に戻り、入力される操作指示に従って輝度レベルが調整される。一方、調整操作が終了した場合（ステップＳ７；Ｙ）、調整終了時におけるテストパターン［ｎ］の調整ターゲットの駆動レベルＤＤＬＴ′［ｎ］が判別され、当該駆動レベルＤＤＬＴ′［ｎ］と基準ターゲットの駆動レベルＤＤＬＫ［ｎ］との差ΔＤＤＬjnd［ｎ］が算出される（ステップＳ８）。このΔＤＤＬjnd［ｎ］は、そのテストパターン［ｎ］においてオペレータが視認可能な最小の輝度レベル差に対応する。
【００４６】
次いで、全てのテストパターン［ｎ］について上述した調整操作が終了したか否かが判別される（ステップＳ９）。全てのテストパターンについて調整操作が終了していない場合（ステップＳ９；Ｎ）、パターン番号ｎが１だけインクリメントされ（ステップＳ１０）、ステップＳ３の処理に戻り、次のテストパターン［ｎ］について調整操作が繰り返される。すなわち、一画面に一のテストパターン［ｎ］のみが表示され、そのパターン番号順に各テストパターン［ｎ］が順次切り替え表示されていく。
【００４７】
そして、全てのテストパターン［ｎ］が表示され、調整操作が終了した場合（ステップＳ９；Ｙ）、図８に示すように各テストパターン［ｎ］の基準ターゲットの駆動レベルＤＤＬＫ［ｎ］に対して算出されたΔＤＤＬjnd［ｎ］がプロットされ、各プロット点の近似関数ｇ（ＤＤＬ）が算出される（ステップＳ１１）。つまり、離散値である各ΔＤＤＬjnd［ｎ］が補間されて全レベル範囲の駆動レベルＤＤＬに対応する連続値が得られる。つまり近似関数ｇ（ＤＤＬ）は、駆動レベルＤＤＬと最小駆動レベル差ΔＤＤＬjnd［ｎ］との対応関係を示す関数である。
【００４８】
次いで、算出された関数ｇ（ＤＤＬ）を駆動レベルＤＤＬ毎に積分した関数ｈ（ＤＤＬ）が下式４により算出される（ステップＳ１２）。上記ｇ（ＤＤＬ）はｈ（ＤＤＬ）の傾きを示す。
【数３】
【００４９】
図９は、ｈ（ＤＤＬ）を示す図である。Ｘ軸は駆動レベルＤＤＬ、Ｙ軸は駆動レベルＤＤＬに対するｈ（ＤＤＬ）を示す。このとき、医用画像表示装置１０で駆動可能な最大駆動レベルＤＤＬmaxのときのｈ（ＤＤＬ）の値をＩmaxとすると、このＩmaxが最大駆動レベルＤＤＬmaxに対応するようにｈ（ＤＤＬ）が正規化され、正規化されたｈ（ＤＤＬ）を示すｆ（ＤＤＬ）が下式５により算出される（ステップＳ１３）。
【数４】
【００５０】
そして、図９のＸ軸の単位である駆動レベルＤＤＬを画像値の入力レベルに置き換え（図中のＰmaxは医用画像表示装置１０で表現可能な最大階調を示す）、Ｙ軸の単位であるｈ（ＤＤＬ）を算出されたｆ（ＤＤＬ）に置き換えた、図１０に示すような曲線が作成される。この曲線により、画素値の入力レベルが最終的にその入力レベルに視覚的にリニアな輝度レベルで表示されるように、画素値の入力レベルから対応する輝度レベルを実現する駆動レベルを得ることができる。つまりこの曲線は医用画像表示装置１０の表示特性に応じて表示階調特性（つまり画素値の入力レベルとその入力レベルに応じて実際に表示された際の輝度レベルとの関係）を補正する補正曲線である。制御部３１では、この補正曲線の入力値に対する出力値が算出されてテーブル化され、ＬＵＴが作成される（ステップＳ１４）。作成されたＬＵＴが医用画像表示装置１０の表示階調特性を補正するためのＬＵＴとして記憶部１６に記憶されると、本処理を終了する。
【００５１】
医用画像を表示する際には、作成されたＬＵＴが参照され、医用画像の画素値の入力レベル（入力値）に対応する駆動レベル（出力値）を得て当該駆動レベルで表示駆動が行われる。ＬＵＴにより得られた駆動レベルは、その駆動レベルで駆動表示された際の輝度レベルが画素値の入力レベルと視覚的にリニアな関係となるように補正された駆動レベルであるので、医用画像表示装置１０の表示特性及びオペレータの視覚特性に応じて、医用画像表示装置１０の表示階調特性が補正されたこととなる。
【００５２】
以上のように、本実施形態では、キャリブレーション用のテストパターンを表示する際に、一画面に一パターンづつ切り替え表示させる。よって、オペレータの視野に視認すべきテストパターン以外の他のテストパターンが入ることにより、視認精度が低下することを防止することができる。よって、より正確なキャリブレーションを行うことができる。
【００５３】
また、テストパターン［ｎ］の表示条件として、観察者の視覚特性及び観察条件に基づいて最も良い視認率となるようにラインペア密度を決定し、当該決定された表示条件で各テストパターン［ｎ］を表示するので、テストパターン［ｎ］に対する視認率が向上し、より正確なキャリブレーションを行うことができる。
【００５４】
さらに、視認すべきテストパターン［ｎ］が切り替え表示された場合でも、各テストパターン［ｎ］の背景領域が、ＤＩＣＯＭ規格に準拠して一定の輝度レベル（最大輝度レベルの２０％の輝度レベル）で表示されるように、その背景領域の駆動レベルを最大輝度レベルの２０％の輝度レベルに対応する駆動レベルＤＤＬ0.2に統一して設定するので、テストパターン［ｎ］に対する背景領域の影響を減ずることができ、安定したキャリブレーションを行うことができる。
【００５５】
なお、本実施形態における記述内容は、本発明を適用した医用画像表示装置１０の好適な一例であり、これに限定されるものはない。
【００５６】
例えば、上述した説明では、各テストパターン［ｎ］を一画面毎に切り替えて表示する際にそのテストパターンの背景領域を何れのテストパターン［ｎ］の際にも同じ駆動レベル（最大輝度レベルの２０％に対応する駆動レベルＤＤＬ0.2）で表示駆動することとしたが、これに限らず、背景領域を各テストパターン［ｎ］に設定された駆動レベル（輝度レベル）に応じて変化させることとしてもよい。例えば、図１１に示すようにテストパターン［１］を表示する際には、その背景領域をその基準ターゲットの駆動レベルＤＤＬＫ１と同じ駆動レベルで表示駆動し、テストパターン３を表示する際には、その背景領域を基準ターゲットの駆動レベルＤＤＬＫ［３］で、テストパターン［５］を表示駆動する際には、その背景領域を基準ターゲットの駆動レベルＤＤＬＫ［５］で表示駆動するといったように、各テストパターン［ｎ］の背景領域の輝度レベルがそのテストパターン［ｎ］の基準ターゲットと同じ輝度レベルとなるように表示するようにする。
【００５７】
このように、各テストパターン［ｎ］に応じた輝度レベルで背景領域を表示することにより、テストパターン［ｎ］とともにその輝度レベルに近い背景領域が視野に入ることにより、オペレータの目がその輝度に順応して視認精度が良くなる。よってより正確なキャリブレーションを行うことが可能となる。なお、上記説明は一例であり、テストパターン［ｎ］に応じて背景領域の表示階調も変化するのであれば、例えば背景領域の駆動レベルをＤＤＬＴ［ｎ］とＤＤＬＫ［ｎ］の平均値とする等、他の値を設定することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施の形態における医用画像表示装置１０の内部構成を示す図である。
【図２】キャリブレーション処理時に表示されるテストパターン［ｎ］を示す図である。
【図３】テストパターン［ｎ］を形成するラインペアについて説明する図である。
【図４】医用画像表示装置１０により実行されるキャリブレーション処理を説明するフローチャートである。
【図５】視野角１度、観察距離Ｘのときの視野範囲Ｙを示す図である。
【図６】テストパターン［ｎ］と、一定駆動レベルで背景領域が表示駆動された例を示す図である。
【図７】テストパターン［ｎ］のラインが横ラインとなるように配置された表示例を示す図である。
【図８】関数ｇ（ＤＤＬ）を示す図である。
【図９】関数ｈ（ＤＤＬ）を示す図である。
【図１０】医用画像表示装置１０の表示階調特性を補正する補正曲線を示す図である。
【図１１】テストパターン［ｎ］における基準ターゲットと同一の駆動レベルで、テストパターン［ｎ］の背景領域が表示駆動された例を示す図である。
【図１２】従来のテストパターンの表示例を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 医用画像表示装置
１１ 制御部
１２ 操作部
１３ 表示部
１４ 通信部
１５ ＲＡＭ
１６ 記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察者の目視により医用画像表示装置の表示階調特性を補正する際に使用するテストパターンの表示方法、テストパターンを表示する医用画像表示装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療の分野では、Ｘ線撮影、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）撮影、超音波撮影等、様々な検査撮影により得られた患者の医用画像をモニタに表示させて読影を行うモニタ診断が普及している。また、病院内外におけるネットワークの発展に伴い、同一画像を異なる場所のモニタで読影することも可能である。しかし、読影に使用するモニタがＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等、異なる種類である場合、表示特性が異なるため同一画像でも画像の見え方が異なり、また、同一種類のモニタでもその使用による劣化の程度や設置環境等により、やはり画像の見え方が異なる場合がある。
【０００３】
このように、個々のモニタで画像の見え方にばらつきがあると、診断精度に影響を及ぼすため、表示階調特性の補正（以下、キャリブレーションという）を行って各モニタにおける画像の見え方を統一することが必要である。従来から、輝度計を用いてキャリブレーションが行われているが、輝度計は一般に高価なものであるため輝度計を用いてのキャリブレーションはコスト高となる。また、読影用のモニタが何台もある場合、各モニタについて逐一輝度計によりキャリブレーションを行う作業は非常に手間がかかり、煩雑である。
【０００４】
一方、輝度計を使用してキャリブレーションを実施後、オペレータが目視でキャリブレーション結果を確認する方法も提案されている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１に記載のキャリブレーション方法は、図１２に示すように、それぞれ異なる輝度レベルで表示された複数のテストパターンをモニタ上に表示して、オペレータ（観察者）に各テストパターンの輝度レベルを目視により確認させるものである。
【特許文献１】特開平１１−３２７５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図１２に示すように、一画面上に複数のテストパターンを表示してキャリブレーションを行う場合、判定対象のテストパターンとともにその隣接するテストパターンがオペレータの視野に入るため、オペレータの視認精度が低下し、正確なキャリブレーションを行うことが困難となる。
【０００６】
本発明の課題は、オペレータの視認精度を向上させ、オペレータの目視によるキャリブレーションをより正確に行うことを可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、テストパターンの表示方法において、
医用画像表示装置の表示階調特性を補正するための複数のテストパターンを医用画像表示装置の表示手段に表示させるテストパターンの表示方法であって、
前記複数のテストパターンを一画面に一パターンづつ切り替えて前記表示手段に表示させるとともに、当該一画面において表示するテストパターンの表示条件を予め設定された観察者の視覚特性及び観察条件の情報に基づいて決定し、決定された表示条件で当該テストパターンを表示させることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のテストパターンの表示方法において、
各切替画面において表示されるテストパターンの背景領域を一定輝度レベルで表示させることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のテストパターンの表示方法において、
各切替画面において表示されるテストパターンの背景領域を、各切替画面でのテストパターンの輝度レベルに対応する輝度レベルで表示させることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のテストパターンの表示方法において、
前記テストパターンは、互いに異なる輝度レベルで表示される２つのライン状の表示領域を１対のラインペアとする、複数のラインペアから形成され、
各切替画面でテストパターンを表示する際には、その表示条件として観察者の視覚特性及び観察条件の情報に基づいてパターン内に形成されるラインペアの密度を決定し、当該決定されたラインペアの密度でテストパターンを表示させることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のテストパターンの表示方法において、
前記観察条件は、観察者から表示画面までの観察距離及び観察するテストパターンのパターンサイズであることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、医用画像表示装置において、
医用画像を表示する表示手段と、
前記表示手段における表示階調特性を補正するための複数のテストパターンを一画面に一パターンづつ切り替えて前記表示手段に表示させるとともに、当該一画面において表示するテストパターンの表示条件を予め設定された観察者の視覚特性及び観察条件の情報に基づいて決定し、決定された表示条件で当該テストパターンを表示させる制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、
コンピュータに、
医用画像表示装置の表示階調特性を補正するための複数のテストパターンを一画面に一パターンづつ切り替えて前記表示手段に表示させるとともに、当該一画面において表示するテストパターンの表示条件を予め設定された観察者の視覚特性及び観察条件の情報に基づいて決定し、決定された表示条件で当該テストパターンを表示させる機能を実現させるためのプログラムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１、６、７に記載の発明によれば、テストパターンを表示する際に、一画面に一パターンづつ切替表示させるので、テストパターンの観察者の視野に視認すべきテストパターン以外の他のテストパターンが入ることにより、視認精度が低下することを防止することができる。また、観察者の視覚特性及び観察条件に基づく表示条件によりテストパターンを表示するので、テストパターンに対する観察者の視認率が向上し、表示階調特性の補正をより正確に行うことができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、各切替画面においてテストパターンの背景領域の輝度レベルを一定輝度レベルで統一するので、各切替画面で表示させるテストパターンに対する背景領域の輝度レベルが観察者の視認力に及ぼす影響を減ずることができ、安定した表示階調特性の補正を行うことができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、各切替画面において表示されるテストパターンの背景領域の輝度レベルが各テストパターンが表示された際の輝度レベルに応じて変化するので、テストパターンとともにそのテストパターンの輝度レベルと同一或いは同一程度の輝度レベルの背景領域が観察者の視野に入ることにより、観察者がその輝度レベルに順応して視認精度が向上する。従って、より正確な表示階調特性の補正を行うことができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、表示条件として、観察者の視覚特性及び観察条件に基づき、観察者の視認率が向上するようにテストパターン内に形成されるラインペアの密度を決定することにより、表示階調特性の補正をより正確に行うことができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、観察距離及びテストパターンのパターンサイズの観察条件に基づき観察者の視認率が向上するような、テストパターンの表示条件を決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
まず、構成を説明する。
図１に、本実施の形態における医用画像表示装置１０の内部構成を示す。
図１に示すように、医用画像表示装置１０は、制御部１１、操作部１２、表示部１３、通信部１４、ＲＡＭ（Random Access Memory）１５、記憶部１６から構成されている。
【００２０】
制御部１１は、記憶部１６に記憶されているシステムプログラム、本発明に係るキャリブレーション処理プログラム等の各種制御プログラムをＲＡＭ１５に展開し、当該制御プログラムに従って各部の動作を集中制御する。
【００２１】
キャリブレーション処理では、医用画像表示装置１０で表示駆動可能な駆動レベルのレベル範囲をＮ等分し、そのＮ等分された駆動レベルがそれぞれ設定されたＮ個の各テストパターンをその駆動レベルの情報とともに表示部１３に出力して、各テストパターンを設定された駆動レベルで表示駆動させる。すなわち、各テストパターンをＮ等分された各駆動レベルに応じた輝度レベルで表示させることとなる。各テストパターンは、異なる輝度レベルで表示されるように異なる駆動レベルが設定された１対のライン状の領域（これをラインペアという）が複数対形成されているものである。
【００２２】
このＮ個のテストパターンを表示部１３に表示させる際、制御部１１は一画面に一のテストパターンを配置した画面データをそのテストパターンに設定された駆動レベルの情報とともに表示部１３に出力することにより、一画面に一パターンづつ切り替え表示させる。また、予め設定されて記憶部１６に記憶されている観察者の視覚特性及び観察条件の情報を読み出して、この読み出された情報に基づきテストパターン内のラインペア密度を決定し（ラインペア密度の決定方法については後述する）、そのラインペア密度の情報をテストパターンの表示条件の情報として表示部１３に出力する。そして、各切替画面において決定されたラインペア密度で各テストパターンを表示させる。また、各切替画面においてテストパターンの背景領域は最大駆動レベルの２０％の駆動レベルで駆動表示させる。この背景領域の表示条件はＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communication in Medicine）規格に準拠したものである。すなわち、制御部１１とキャリブレーション処理プログラムとの協働により制御手段を実現することができる。
【００２３】
そして、表示されたテストパターンについて、操作部１２を介して輝度レベルの調整操作が為されると、その操作指示に応じてテストパターンにおける駆動レベルを変更して表示部１３により表示駆動させる。調整操作が終了すると、各テストパターンにおいてラインペアを構成する各ラインの駆動レベルの値に基づいて医用画像表示装置１０の表示階調特性を補正する補正曲線を求める。そして、当該補正曲線の入力値に対する出力値を規定したＬＵＴ（Look Up Table）を作成し、記憶部１６に記憶させる。
【００２４】
なお、表示特性とは駆動レベルと輝度レベルとの相関をいい、表示階調特性とは表示対象の画像データにおける画素値の入力レベルとその画像データを表示出力した際における輝度レベルとの相関をいう。
【００２５】
操作部１２は、キーボードやマウスを有し、これらキーボードやマウスが操作されると、その操作に応じた操作信号を生成して制御部１１に出力する。なお、操作部１２は、表示部１３と一体に形成されたタッチパネル等を有することとしてもよい。
【００２６】
表示部１３は、ＬＣＤ、ＣＲＴ等のモニタを有する表示手段であり、制御部１１による制御に従って当該モニタを駆動する。なお、各テストパターン［ｎ］を表示する際には、ともに入力された駆動レベル情報に従って指定された駆動レベルでモニタを表示駆動する。
【００２７】
通信部１４は、ＮＩＣ（Network Interface Card）やモデム、ルータ等の通信用インターフェイスを有し、これら通信用インターフェイスを介して病院内に設けられたＬＡＮ（Local Area Network）上の外部機器とデータ通信を行う。例えば、患者の医用画像がデータベース化されて管理されている画像サーバにアクセスして医用画像のデータを取得する。
【００２８】
ＲＡＭ１５は、制御部１１において実行される各種プログラムや、これらプログラムによって処理されたデータ等を一時的に記憶するワークエリアを形成する。
【００２９】
記憶部１６は、磁気的又は光学的記録媒体、若しくは半導体メモリ等により構成され、システムプログラム、キャリブレーション処理プログラム等の各種制御プロラグムを記憶している。また、キャリブレーション処理時に使用されるパラメータとして、予め操作部１２を介して設定された観察者の観察条件（観察者から表示画面までの観察距離、観察するテストパターンのパターンサイズ等。ここでは、観察距離が５００ｍｍ、パターンサイズ１７．５ｍｍ×１７．５ｍｍと設定されていることとする。）、観察者の視覚特性（例えば最も視認率が高いときの視野角１度あたりのラインペア数。ここでは、視野角１度あたり４ラインペアと設定されていることとする。）の情報、表示部１３の表示画面サイズ等の情報を記憶しており、プログラムの処理結果として、例えばキャリブレーション処理により作成された、医用画像表示装置１０の表示階調特性を補正するためのＬＵＴを記憶している。
【００３０】
なお、観察者とは医用画像を表示した際にその医用画像を観察する者をいい、キャリブレーションを行うオペレータと同一人物又は別の人物であってもよい。また、本実施形態では設定された観察者の視覚特性はそのような観察を行う者に一般的な特性であり、この一般的な視覚特性に基づいてテストパターン［ｎ］の表示条件を決定することとするが、個々の観察者の視覚特性を測定により得て、その個々の観察者の視覚特性に応じてテストパターン［ｎ］の表示条件を決定することとしてもよい。
【００３１】
また、記憶部１６はキャリブレーション処理において使用される複数のテストパターンのデータを記憶している。
図２に、テストパターン例を示す。
図２に示すように、テストパターン［ｎ］（括弧内のｎは各テストパターンを識別するために付されたパターン番号を示す。ｎ＝１、・・・、Ｎ）は表示部１３において駆動可能な駆動レベルのレベル範囲、つまり０〜最大駆動レベルＤＤＬmaxをＮ等分し、Ｎ等分されたそれぞれの駆動レベルに対応して作成されたものである。なお、本実施形態では８等分した例を示したが、等分するＮ数はキャリブレーションの精度により適宜設定可能であるとする。高精度にキャリブレーションを行いたい場合はＮ数を増加させることが好ましい。
【００３２】
各テストパターン［ｎ］には、図３に示すように異なる駆動レベルが設定された２つのラインを１対のラインペアとして、複数対のラインペアが形成されている。ラインペアの一方のラインには最大駆動レベルＤＤＬmaxがＮ等分された駆動レベルが設定され、他方のラインにはその一方のラインに設定された駆動レベルより一定レベル高い駆動レベルが設定されている。このＮ等分された駆動レベルが設定されたラインを基準ターゲットといい、基準ターゲットより高レベルとなるように駆動レベルが設定されたラインを調整ターゲットという。
【００３３】
基準ターゲットの駆動レベルをＤＤＬＫ［ｎ］、調整ターゲットの駆動レベルをＤＤＬＴ［ｎ］とすると、駆動レベルＤＤＬＫ［ｎ］は下記式１により示され、ＤＤＬＴ［ｎ］は下記式２により示される。
【数１】
【００３４】
以下、上記テストパターン［ｎ］を用いて本実施形態の医用画像表示装置１０により実行されるキャリブレーション処理について説明する。
図４はキャリブレーション処理を説明するフローチャートである。この処理は、環境設定メニューからキャリブレーションが選択されると開始される。
【００３５】
図４に示すキャリブレーション処理では、まず記憶部１６から観察者の観察条件及び視覚特性の情報が読み出され、当該読み出された情報に基づいて各テストパターン［ｎ］を表示する際のラインペア密度Ｊが決定される（ステップＳ１）。
【００３６】
ラインペア密度の決定方法について説明する。
図５に示すように、視野角１度あたり最も視認率が高いラインペア数（以下、ラインペア数の単位をｌｐで示す）をＣ（単位；ｌｐ／ｄｅｇ）、観察距離をＸ（単位；ｍｍ）、観察距離Ｘのとき視野角１度における視野範囲をＹ（ｍｍ）とすると、下記式３から最も認識しやすいラインペア密度Ｊ（ｌｐ／ｍｍ）を求めることができる。
【数２】
【００３７】
ラインペアのテストパターンの場合、最も人の視認率が高いのは視野角１度（以下、ｄｅｇという）あたり３〜５ラインペアのときであることが知られている。本実施形態ではＣ＝４（ｌｐ／ｄｅｇ）を適用してラインペア密度Ｊを算出することとする。観察距離Ｘは予め記憶部１６において設定されているパラメータ、つまりＸ＝５００ｍｍが適用され、上記式３からラインペア密度Ｊ＝０．４６ｌｐ／ｍｍと算出される。
【００３８】
なお、本実施形態では、予め観察距離が５００ｍｍと設定されており、その観察距離５００ｍｍのときに最も認識率が高いラインペア密度Ｊを設定することとしたが、これに限らず、キャリブレーションを行う際にオペレータによりその都度入力された観察距離、視野角１度あたり最も視認率が高いラインペア数の情報に基づいてラインペア密度Ｊを制御部１１において算出することとしてもよい。
【００３９】
次いで、表示対象のテストパターンのパターン番号ｎが初期値であるｎ＝１に設定される（ステップＳ２）。パターン番号ｎが設定されると、そのパターン番号ｎのテストパターン［ｎ］のデータが記憶部１６から読み出されてデータ処理が行われ、決定されたラインペア密度Ｊでラインペアが形成される。そして、決定されたラインペア密度でラインペアが形成されたテストパターン［ｎ］が、予め設定されたパターンサイズ１７．５ｍｍ×１７．５ｍｍで表示部１３に表示される。（ステップＳ３）。
【００４０】
図６（ａ）にテストパターン［２］の表示例を示す。
テストパターン［２］は、図６（ａ）に示すように一画面に一パターンのみ表示され、そのパターンサイズが１７．５ｍｍ×１７．５ｍｍ、パターン内のラインペア密度が０．４６ｌｐとなるように、つまり上記サイズのパターン内に１７．５ｍｍ×０．４６ｌｐ／ｍｍ＝８．０５ｌｐが形成されるように、制御部１１においてデータ処理されて表示される。なお、パターンサイズは１７．５ｍｍ×１７．５ｍｍに限らず、他のサイズに設定可能である。
【００４１】
また、テストパターン［ｎ］の背景領域は、ＤＩＣＯＭ規格に従って最大輝度レベルの２０％に対応する輝度レベルとなるように、最大輝度レベルの２０％の輝度レベルに対応する駆動レベルＤＤＬ0.2で表示駆動される。この背景領域の駆動レベルは、全てのテストパターン［ｎ］に共通であり、各テストパターン［ｎ］の背景領域の輝度レベルは全て同一となる。例えばテストパターン［６］に切り替えて表示された場合、図６（ｂ）に示すようにその背景領域の輝度レベルは図６（ａ）に示すテストパターン［２］の背景領域における輝度レベルと同一となる。
【００４２】
なお、テストパターン［ｎ］は、図７に示すように、横ラインとなるように配置することとしてもよい。
【００４３】
このようにしてテストパターン［ｎ］が表示されると、オペレータは操作部１２を介して、テストパターン［ｎ］中の調整ターゲットと基準ターゲットの輝度レベル差が目視により視認できる最小の輝度レベル差となるまで、調整ターゲットの輝度レベルを上げる又は下げる調整操作を行う。視認できる最小の輝度レベル差とは、オペレータが調整ターゲットの輝度レベルを基準ターゲットの輝度レベルに合わせて調整した結果、その輝度レベル差が視認できる限界における輝度レベル差をいう。具体的には調整ターゲットの輝度レベルをあと１レベル下げると、オペレータが調整ターゲットと基準ターゲットの輝度レベル差を識別できなくなる段階まで輝度レベルを調整する。
【００４４】
医用画像表示装置１０では、操作部１２を介して調整ターゲットの輝度調整の操作がなされると、その操作信号が信号解析され、輝度レベルを上げる又は下げるの何れか操作指示されたか否かが判別される（ステップＳ４）。輝度レベルを上げるように操作指示された場合（ステップＳ４；ｕｐ）、調整ターゲットの駆動レベルＤＤＬＴ［ｎ］が１レベル分増加され、表示中の調整ターゲットが増加された駆動レベルＤＤＬＴ［ｎ］で表示駆動される（ステップＳ５）。一方、輝度を下げるように操作指示された場合（ステップＳ４；ｄｏｗｎ）、調整ターゲットの駆動レベルＤＤＬＴ［ｎ］が１レベル分下げられ、表示中の調整ターゲットが下げられた駆動レベルＤＤＬＴ［ｎ］で表示駆動される（ステップＳ６）。すなわち、一操作に応じて１駆動レベル分だけ輝度レベルが上下されて表示される。なお、調整ターゲットの輝度レベルを下げる操作が繰り返された場合でも、調整ターゲットの輝度レベルが基準ターゲットの輝度レベル以下とならないように、基準ターゲットの駆動レベル以下となる調整操作を無効とする等してその調整操作を制限することとする。
【００４５】
駆動レベルの調整操作が行われると、調整操作が終了したか否かが判別され（ステップＳ７）、まだ操作部１２を介して調整操作が行われている場合は（ステップＳ７；Ｎ）、ステップＳ４の処理に戻り、入力される操作指示に従って輝度レベルが調整される。一方、調整操作が終了した場合（ステップＳ７；Ｙ）、調整終了時におけるテストパターン［ｎ］の調整ターゲットの駆動レベルＤＤＬＴ′［ｎ］が判別され、当該駆動レベルＤＤＬＴ′［ｎ］と基準ターゲットの駆動レベルＤＤＬＫ［ｎ］との差ΔＤＤＬjnd［ｎ］が算出される（ステップＳ８）。このΔＤＤＬjnd［ｎ］は、そのテストパターン［ｎ］においてオペレータが視認可能な最小の輝度レベル差に対応する。
【００４６】
次いで、全てのテストパターン［ｎ］について上述した調整操作が終了したか否かが判別される（ステップＳ９）。全てのテストパターンについて調整操作が終了していない場合（ステップＳ９；Ｎ）、パターン番号ｎが１だけインクリメントされ（ステップＳ１０）、ステップＳ３の処理に戻り、次のテストパターン［ｎ］について調整操作が繰り返される。すなわち、一画面に一のテストパターン［ｎ］のみが表示され、そのパターン番号順に各テストパターン［ｎ］が順次切り替え表示されていく。
【００４７】
そして、全てのテストパターン［ｎ］が表示され、調整操作が終了した場合（ステップＳ９；Ｙ）、図８に示すように各テストパターン［ｎ］の基準ターゲットの駆動レベルＤＤＬＫ［ｎ］に対して算出されたΔＤＤＬjnd［ｎ］がプロットされ、各プロット点の近似関数ｇ（ＤＤＬ）が算出される（ステップＳ１１）。つまり、離散値である各ΔＤＤＬjnd［ｎ］が補間されて全レベル範囲の駆動レベルＤＤＬに対応する連続値が得られる。つまり近似関数ｇ（ＤＤＬ）は、駆動レベルＤＤＬと最小駆動レベル差ΔＤＤＬjnd［ｎ］との対応関係を示す関数である。
【００４８】
次いで、算出された関数ｇ（ＤＤＬ）を駆動レベルＤＤＬ毎に積分した関数ｈ（ＤＤＬ）が下式４により算出される（ステップＳ１２）。上記ｇ（ＤＤＬ）はｈ（ＤＤＬ）の傾きを示す。
【数３】
【００４９】
図９は、ｈ（ＤＤＬ）を示す図である。Ｘ軸は駆動レベルＤＤＬ、Ｙ軸は駆動レベルＤＤＬに対するｈ（ＤＤＬ）を示す。このとき、医用画像表示装置１０で駆動可能な最大駆動レベルＤＤＬmaxのときのｈ（ＤＤＬ）の値をＩmaxとすると、このＩmaxが最大駆動レベルＤＤＬmaxに対応するようにｈ（ＤＤＬ）が正規化され、正規化されたｈ（ＤＤＬ）を示すｆ（ＤＤＬ）が下式５により算出される（ステップＳ１３）。
【数４】
【００５０】
そして、図９のＸ軸の単位である駆動レベルＤＤＬを画像値の入力レベルに置き換え（図中のＰmaxは医用画像表示装置１０で表現可能な最大階調を示す）、Ｙ軸の単位であるｈ（ＤＤＬ）を算出されたｆ（ＤＤＬ）に置き換えた、図１０に示すような曲線が作成される。この曲線により、画素値の入力レベルが最終的にその入力レベルに視覚的にリニアな輝度レベルで表示されるように、画素値の入力レベルから対応する輝度レベルを実現する駆動レベルを得ることができる。つまりこの曲線は医用画像表示装置１０の表示特性に応じて表示階調特性（つまり画素値の入力レベルとその入力レベルに応じて実際に表示された際の輝度レベルとの関係）を補正する補正曲線である。制御部３１では、この補正曲線の入力値に対する出力値が算出されてテーブル化され、ＬＵＴが作成される（ステップＳ１４）。作成されたＬＵＴが医用画像表示装置１０の表示階調特性を補正するためのＬＵＴとして記憶部１６に記憶されると、本処理を終了する。
【００５１】
医用画像を表示する際には、作成されたＬＵＴが参照され、医用画像の画素値の入力レベル（入力値）に対応する駆動レベル（出力値）を得て当該駆動レベルで表示駆動が行われる。ＬＵＴにより得られた駆動レベルは、その駆動レベルで駆動表示された際の輝度レベルが画素値の入力レベルと視覚的にリニアな関係となるように補正された駆動レベルであるので、医用画像表示装置１０の表示特性及びオペレータの視覚特性に応じて、医用画像表示装置１０の表示階調特性が補正されたこととなる。
【００５２】
以上のように、本実施形態では、キャリブレーション用のテストパターンを表示する際に、一画面に一パターンづつ切り替え表示させる。よって、オペレータの視野に視認すべきテストパターン以外の他のテストパターンが入ることにより、視認精度が低下することを防止することができる。よって、より正確なキャリブレーションを行うことができる。
【００５３】
また、テストパターン［ｎ］の表示条件として、観察者の視覚特性及び観察条件に基づいて最も良い視認率となるようにラインペア密度を決定し、当該決定された表示条件で各テストパターン［ｎ］を表示するので、テストパターン［ｎ］に対する視認率が向上し、より正確なキャリブレーションを行うことができる。
【００５４】
さらに、視認すべきテストパターン［ｎ］が切り替え表示された場合でも、各テストパターン［ｎ］の背景領域が、ＤＩＣＯＭ規格に準拠して一定の輝度レベル（最大輝度レベルの２０％の輝度レベル）で表示されるように、その背景領域の駆動レベルを最大輝度レベルの２０％の輝度レベルに対応する駆動レベルＤＤＬ0.2に統一して設定するので、テストパターン［ｎ］に対する背景領域の影響を減ずることができ、安定したキャリブレーションを行うことができる。
【００５５】
なお、本実施形態における記述内容は、本発明を適用した医用画像表示装置１０の好適な一例であり、これに限定されるものはない。
【００５６】
例えば、上述した説明では、各テストパターン［ｎ］を一画面毎に切り替えて表示する際にそのテストパターンの背景領域を何れのテストパターン［ｎ］の際にも同じ駆動レベル（最大輝度レベルの２０％に対応する駆動レベルＤＤＬ0.2）で表示駆動することとしたが、これに限らず、背景領域を各テストパターン［ｎ］に設定された駆動レベル（輝度レベル）に応じて変化させることとしてもよい。例えば、図１１に示すようにテストパターン［１］を表示する際には、その背景領域をその基準ターゲットの駆動レベルＤＤＬＫ１と同じ駆動レベルで表示駆動し、テストパターン３を表示する際には、その背景領域を基準ターゲットの駆動レベルＤＤＬＫ［３］で、テストパターン［５］を表示駆動する際には、その背景領域を基準ターゲットの駆動レベルＤＤＬＫ［５］で表示駆動するといったように、各テストパターン［ｎ］の背景領域の輝度レベルがそのテストパターン［ｎ］の基準ターゲットと同じ輝度レベルとなるように表示するようにする。
【００５７】
このように、各テストパターン［ｎ］に応じた輝度レベルで背景領域を表示することにより、テストパターン［ｎ］とともにその輝度レベルに近い背景領域が視野に入ることにより、オペレータの目がその輝度に順応して視認精度が良くなる。よってより正確なキャリブレーションを行うことが可能となる。なお、上記説明は一例であり、テストパターン［ｎ］に応じて背景領域の表示階調も変化するのであれば、例えば背景領域の駆動レベルをＤＤＬＴ［ｎ］とＤＤＬＫ［ｎ］の平均値とする等、他の値を設定することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施の形態における医用画像表示装置１０の内部構成を示す図である。
【図２】キャリブレーション処理時に表示されるテストパターン［ｎ］を示す図である。
【図３】テストパターン［ｎ］を形成するラインペアについて説明する図である。
【図４】医用画像表示装置１０により実行されるキャリブレーション処理を説明するフローチャートである。
【図５】視野角１度、観察距離Ｘのときの視野範囲Ｙを示す図である。
【図６】テストパターン［ｎ］と、一定駆動レベルで背景領域が表示駆動された例を示す図である。
【図７】テストパターン［ｎ］のラインが横ラインとなるように配置された表示例を示す図である。
【図８】関数ｇ（ＤＤＬ）を示す図である。
【図９】関数ｈ（ＤＤＬ）を示す図である。
【図１０】医用画像表示装置１０の表示階調特性を補正する補正曲線を示す図である。
【図１１】テストパターン［ｎ］における基準ターゲットと同一の駆動レベルで、テストパターン［ｎ］の背景領域が表示駆動された例を示す図である。
【図１２】従来のテストパターンの表示例を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 医用画像表示装置
１１ 制御部
１２ 操作部
１３ 表示部
１４ 通信部
１５ ＲＡＭ
１６ 記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医用画像表示装置の表示階調特性を補正するための複数のテストパターンを医用画像表示装置の表示手段に表示させるテストパターンの表示方法であって、
前記複数のテストパターンを一画面に一パターンづつ切り替えて前記表示手段に表示させるとともに、当該一画面において表示するテストパターンの表示条件を予め設定された観察者の視覚特性及び観察条件の情報に基づいて決定し、決定された表示条件で当該テストパターンを表示させることを特徴とするテストパターンの表示方法。
【請求項２】
各切替画面において表示されるテストパターンの背景領域を一定輝度レベルで表示させることを特徴とする請求項１に記載のテストパターンの表示方法。
【請求項３】
各切替画面において表示されるテストパターンの背景領域を、各切替画面でのテストパターンの輝度レベルに対応する輝度レベルで表示させることを特徴とする請求項１に記載のテストパターンの表示方法。
【請求項４】
前記テストパターンは、互いに異なる輝度レベルで表示される２つのライン状の表示領域を１対のラインペアとする、複数のラインペアから形成され、
各切替画面でテストパターンを表示する際には、その表示条件として観察者の視覚特性及び観察条件の情報に基づいてパターン内に形成されるラインペアの密度を決定し、当該決定されたラインペアの密度でテストパターンを表示させることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のテストパターンの表示方法。
【請求項５】
前記観察条件は、観察者から表示画面までの観察距離及び観察するテストパターンのパターンサイズであることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のテストパターンの表示方法。
【請求項６】
医用画像を表示する表示手段と、
前記表示手段における表示階調特性を補正するための複数のテストパターンを一画面に一パターンづつ切り替えて前記表示手段に表示させるとともに、当該一画面において表示するテストパターンの表示条件を予め設定された観察者の視覚特性及び観察条件の情報に基づいて決定し、決定された表示条件で当該テストパターンを表示させる制御手段と、
を備えることを特徴とする医用画像表示装置。
【請求項７】
コンピュータに、
医用画像表示装置の表示階調特性を補正するための複数のテストパターンを一画面に一パターンづつ切り替えて前記表示手段に表示させるとともに、当該一画面において表示するテストパターンの表示条件を予め設定された観察者の視覚特性及び観察条件の情報に基づいて決定し、決定された表示条件で当該テストパターンを表示させる機能を実現させるためのプログラム。
【請求項１】
医用画像表示装置の表示階調特性を補正するための複数のテストパターンを医用画像表示装置の表示手段に表示させるテストパターンの表示方法であって、
前記複数のテストパターンを一画面に一パターンづつ切り替えて前記表示手段に表示させるとともに、当該一画面において表示するテストパターンの表示条件を予め設定された観察者の視覚特性及び観察条件の情報に基づいて決定し、決定された表示条件で当該テストパターンを表示させることを特徴とするテストパターンの表示方法。
【請求項２】
各切替画面において表示されるテストパターンの背景領域を一定輝度レベルで表示させることを特徴とする請求項１に記載のテストパターンの表示方法。
【請求項３】
各切替画面において表示されるテストパターンの背景領域を、各切替画面でのテストパターンの輝度レベルに対応する輝度レベルで表示させることを特徴とする請求項１に記載のテストパターンの表示方法。
【請求項４】
前記テストパターンは、互いに異なる輝度レベルで表示される２つのライン状の表示領域を１対のラインペアとする、複数のラインペアから形成され、
各切替画面でテストパターンを表示する際には、その表示条件として観察者の視覚特性及び観察条件の情報に基づいてパターン内に形成されるラインペアの密度を決定し、当該決定されたラインペアの密度でテストパターンを表示させることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のテストパターンの表示方法。
【請求項５】
前記観察条件は、観察者から表示画面までの観察距離及び観察するテストパターンのパターンサイズであることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のテストパターンの表示方法。
【請求項６】
医用画像を表示する表示手段と、
前記表示手段における表示階調特性を補正するための複数のテストパターンを一画面に一パターンづつ切り替えて前記表示手段に表示させるとともに、当該一画面において表示するテストパターンの表示条件を予め設定された観察者の視覚特性及び観察条件の情報に基づいて決定し、決定された表示条件で当該テストパターンを表示させる制御手段と、
を備えることを特徴とする医用画像表示装置。
【請求項７】
コンピュータに、
医用画像表示装置の表示階調特性を補正するための複数のテストパターンを一画面に一パターンづつ切り替えて前記表示手段に表示させるとともに、当該一画面において表示するテストパターンの表示条件を予め設定された観察者の視覚特性及び観察条件の情報に基づいて決定し、決定された表示条件で当該テストパターンを表示させる機能を実現させるためのプログラム。
【図１】
【図４】
【図５】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図６】
【図７】
【図１１】
【図１２】
【図４】
【図５】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図６】
【図７】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−１８７（Ｐ２００６−１８７Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１７６９８３（Ｐ２００４−１７６９８３）
【出願日】平成１６年６月１５日（２００４．６．１５）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月１５日（２００４．６．１５）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
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