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】制御部１１は、Ｎ個のテストパターンを表示部１３に表示させる際、一画面に一のテストパターンを配置した画面データを生成し、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、画面データを生成する際には、各切替画面において表示するテストパターンのサイズが表示画面のサイズに対して１０％の比率となるように、テストパターンを拡大又は縮小してサイズ変更するとともに、テストパターンの背景領域がそのテストパターンに対応する輝度レベルとなるように背景領域の駆動レベルを設定する。
【解決手段】制御部１１は、Ｎ個のテストパターンを表示部１３に表示させる際、一画面に一のテストパターンを配置した画面データを生成し、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、画面データを生成する際には、各切替画面において表示するテストパターンのサイズが表示画面のサイズに対して１０％の比率となるように、テストパターンを拡大又は縮小してサイズ変更するとともに、テストパターンの背景領域がそのテストパターンに対応する輝度レベルとなるように背景領域の駆動レベルを設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オペレータ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１３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１３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、
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、各切替画面において表示するテストパターンを表示画面のサイズに対して所定の比率で表示させ、かつ当該テストパターンの背景領域の輝度レベルを画面を切り替える毎に異なる輝度レベルで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、
前記テストパターンの背景領域の輝度レベルを各切替画面で表示するテストパターンの輝度レベルに対応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又は２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するテストパターンを表示画面のサイズに対して１０％の比率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、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、
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、各切替画面において表示するテストパターンのサイズを表示画面のサイズに対して所定の比率で表示させ、かつ当該テストパターンの背景領域の輝度レベルを画面を切り替える毎に異なる輝度レベルで表示させる制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、
コンピュータに、
医用画像を表示手段に表示させる機能と、
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、各切替画面において表示するテストパターンを表示画面のサイズに対して所定の比率で表示させ、かつ当該テストパターンの背景領域の輝度レベルを画面を切り替える毎に異なる輝度レベルで表示させる機能と、
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】
【００１２】
請求項１、４、５に記載の発明によれば、テストパターンを表示させる際に、一画面に一パターンづつ切替表示させるので、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テストパターンの観察者の視野に入ることにより、視認精度が低下することを防止することができる。また、各切替画面において表示するテストパターンのサイズを表示画面のサイズに対して所定の比率とし、その背景領域の輝度レベルを画面を切り替える毎に異なるものとするので、テストパターンの背景領域における輝度レベルを変化させることにより、視認精度が低下することを防止することができる。従って、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。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、テストパターンの輝度レベルに対応して変化させることにより、オペレータの目がその視認すべきテストパターンの輝度レベルに順応して視認精度が向上する。従って、より正確なキャリブレーションを行うことができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、テストパターンのサイズを表示画面のサイズの１０％の比率とする。１０％の比率はＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communication in Medicine；医用デジタル画像と通信に関する標準規格）で定められている比率であり、この規格に従った表示を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
まず、構成を説明する。
図１に、第１実施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。
【００１６】
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。
【００１７】
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のデータを、その設定された駆動レベル情報とともに表示部１３に出力して表示させる。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、２つの表示領域から形成されており、その一方の領域にはＮ等分された駆動レベルが設定され、他方の領域にはＮ等分された駆動レベルより所定レベル分だけ高レベルに設定されている。
【００１８】
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生成し、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、画面データを生成する際には、各切替画面において表示するテストパターンのサイズが表示画面のサイズに対して１０％の比率となるように、テストパターンを拡大又は縮小してサイズ変更するとともに、テストパターンの背景領域がそのテストパターンに対応する輝度レベルとなるように背景領域の駆動レベルを設定する。なお、１０％の比率はＤＩＣＯＭ規格により規定されている比率である。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。
【００１９】
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、各テストパターンを形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。
【００２０】
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した際における輝度レベルとの相関をいう。
【００２１】
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。
【００２２】
表示部１３は、ＬＣＤ、ＣＲＴ等のモニタを有し、制御部１１から入力される表示制御信号に従って当該モニタを駆動する。キャリブレーション処理時には、制御部１１から入力される各テストパターン［ｎ］を一画面に一パターンづつ切り替え表示させる。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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、表示画面のサイズに対するテストパターンの表示サイズの比率（本実施形態では、１０％）の情報や、表示部１３の表示画面の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。
【００２６】
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。
【００２７】
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つの表示領域が形成されている。一方の表示領域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、他方の表示領域にはその一方の表示領域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表示領域を基準ターゲットといい、基準ターゲットより高輝度レベルとなるように駆動レベルが設定された表示領域を調整ターゲットという。
【００２８】
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、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】
【００２９】
なお、図２及び図３に示したような方形状の表示領域から形成されるテストパターン［ｎ］に限らず、図４及び図５に示すようなライン状の表示領域から形成されるテストパターン［ｎ］であってもよい。この場合も同様に最大駆動レベルＤＤＬmaxがＮ等分され、そのＮ等分された各駆動レベルが設定されたＮ個のテストパターン［ｎ］が作成される。
【００３０】
図４に示す各テストパターン［ｎ］は、図５に示すように異なる駆動レベルが設定された２つのライン状の表示領域を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が基準ターゲットであり、基準ターゲットより高輝度レベルとなるように駆動レベルが設定されたラインが調整ターゲットである。
なお、以下の説明ではテストパターン［ｎ］の種類を区別するため、図２及び図３に示すテストパターンを方形パターン、図４及び図５に示すテストパターンをラインパターンという場合がある。
【００３１】
次に、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６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り、図７はその処理時に表示される表示画面の遷移図を示す図である。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。
【００３２】
図６に示すキャリブレーション処理では、まず表示する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Ｓ１）。パターン番号ｎが設定されると、制御部１１においてそのパターン番号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、テストパターン［ｎ］のサイズが表示画面のサイズの１０％となるように拡大又は縮小が行われる。そして、拡大又は縮小によりサイズが変更されたテストパターンが表示画面上の中央部に配置され、かつそのテストパターン［ｎ］の背景領域の駆動レベルがテストパターン［ｎ］の基準ターゲットと同一駆動レベルＤＤＬＫ［ｎ］に設定された表示画面データが生成される。生成された表示画面データはその各表示領域の起動レベル情報とともに表示部１３に出力され、表示部１３では駆動レベル情報に従ってモニタの表示駆動が行われ、テストパターン［ｎ］を含む表示画面が表示される（ステップＳ２）。
【００３３】
図７は、テストパターン［１］、［３］、［５］の表示画面例である。テストパターン［３］が表示された場合を例に説明すると、一画面に一パターンのみ表示され、かつその背景領域が基準ターゲットと同一の駆動レベルで表示駆動されるため基準ターゲットの表示領域と同一輝度レベルで表示される。また、テストパターン［３］は表示画面のサイズの１０％の比率で表示される。これは、ＤＩＣＯＭ規格に従った比率であるが、比率を１０％に限定せず、表示画面のサイズとの関係からオペレータ（観察者）の視覚特性に基づいて視認精度が向上する比率を実験的に求めて設定することとしてもよい。
【００３４】
なお、図７にはテストパターン［ｎ］が方形パターンである場合を示したが、図８に示すようにラインパターンを適用することとしてもよい。ラインパターンの場合も同様に、表示画面の１０％のサイズで表示され、かつその背景領域が基準ターゲットと同一駆動レベルＤＤＬＫ［ｎ］で表示駆動され、背景領域と基準ターゲットとが同一輝度レベルで表示される。
【００３５】
また、図７及び図８では、表示画面の中央部にテストパターン［ｎ］を配置することとしたが、その配置位置は特に限定しない。医用画像を観察する場合、その表示位置によって室内照明や太陽光等の周囲光の影響を受ける程度が異なるため、同じ輝度レベルで表示されたにも拘わらずその位置によってはオペレータが視認する輝度レベルが異なる場合がある。よって、医用画像を表示する位置が固定化されている場合は、その医用画像の表示位置と対応する位置にテストパターン［ｎ］を配置してオペレータに判定を行わせることにより、医用画像を観察する際の環境条件を考慮したキャリブレーションを行うことができる。
【００３６】
また、読影する部位によっては特定の領域に読影医の関心が集中する場合がある。例えば、乳房が撮影された医用画像を読影する場合、特に関心が集中するのは乳腺部分の領域である。このような関心領域に合わせて表示階調特性を調整するために、表示画面上の関心領域が表示されることが多い領域を予め実験的に求めておき、テストパターン［ｎ］の表示時にはそのような関心領域内にテストパターン［ｎ］を配置するとともに、その他の領域の輝度レベルを基準ターゲットに対応させて表示させることにより、関心領域を重視した効果的なキャリブレーションを行うことができる。なお、この場合、各切替画面に亘ってテストパターン［ｎ］の表示位置を関心領域内の略同一の位置に配置させる。
【００３７】
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。
【００３８】
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が操作指示されたのかが判別される（ステップＳ３）。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Ｓ３；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Ｓ４）。一方、輝度を下げるように操作指示された場合（ステップＳ３；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Ｓ５）。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。
【００３９】
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Ｓ６）、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Ｓ６；Ｎ）、ステップＳ３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Ｓ６；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Ｓ７）。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。
【００４０】
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Ｓ８）。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Ｓ８；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Ｓ９）、ステップＳ２の処理に戻る。すなわち、次のテストパターン［ｎ］の表示画面が表示され、調整操作が繰り返される。
【００４１】
このようにパターン番号ｎを繰り上げてステップＳ２〜Ｓ７までの処理を繰り返すことにより、表示部１３では、図７及び図８に示すように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。また、画面が切り替えられる毎に各切替画面におけるテストパターン［ｎ］の背景領域の輝度レベルは、その画面で表示されたテストパターン［ｎ］の基準ターゲットと同一輝度レベルで表示される。つまり、各切替画面で表示されたテストパターン［ｎ］に対応して画面が切り替えられる毎に異なる輝度レベルで表示される。
【００４２】
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Ｓ８；Ｙ）、図９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Ｓ１０）。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。
【００４３】
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３により算出される（ステップＳ１１）。上記ｇ（ＤＤＬ）はｈ（ＤＤＬ）の傾きを示す。
【数２】
【００４４】
図１０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に対応する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）（つまり、Ｙ軸の値）が正規化され、正規化されたｈ（ＤＤＬ）を示すｆ（ＤＤＬ）が下式４により算出される（ステップＳ１２）。
【数３】
【００４５】
そして、図１０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１１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Ｓ１３）。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。
【００４６】
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。
【００４７】
以上のように、本実施形態によれば、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。
【００４８】
また、各切替画面で表示されるテストパターン［ｎ］の背景領域は、当該テストパターン［ｎ］の基準ターゲットと同一輝度レベルで表示させるので、テストパターン［ｎ］とともにその輝度レベルと同一の背景領域がオペレータの視野に入ることにより、オペレータの目がその輝度レベルに順応して視認精度が向上する。
【００４９】
図１２に示すグラフは、実際にテストパターン［ｎ］が表示された際の輝度値（Ｘ軸、単位；ｃｄ／ｍ2）に対し、それら各輝度値でオペレータが視認した最小輝度レベル差ΔＤＤＬjnd［ｎ］を基準ターゲットと調整ターゲットの平均輝度で除算して得られたコントラスト閾値（Ｙ軸）をプロットしたものである。つまり、コントラスト閾値の値が小さい程、視認精度が向上していることを示す。
図中、実線Ａは本発明により背景領域の輝度レベルをテストパターン［ｎ］の輝度レベルに対応させた表示画面でテストパターン［ｎ］の判定を行った場合（これを変動順応という）の測定結果であり、点線Ｂは背景領域の輝度レベルがテストパターン［ｎ］の輝度レベルに拘わらず一定の輝度レベル（このときの輝度値は５０ｃｄ／ｍ2）に固定された表示画面でテストパターン［ｎ］の判定を行った場合（これを固定順応という）である。
【００５０】
図１２に示すように、輝度値が５０ｃｄ／ｍ2以下の領域では、点線Ｂで示す固定順応の場合よりも実線Ａで示す変動順応の場合の方がコントラスト閾値の値が小さく、視認精度が向上していることが分かる。
【００５１】
なお、本実施形態では、背景領域の輝度レベルをテストパターン［ｎ］の基準ターゲットと同一輝度レベルとすることとしたが、テストパターン［ｎ］の輝度レベルに対応して背景領域の輝度レベルが変化するのであれば、例えば背景領域の駆動レベルをＤＤＬＫ［ｎ］とＤＤＬＴ［ｎ］の平均値とする、ＤＤＬＫ［ｎ］〜ＤＤＬＴ［ｎ］の範囲内で設定する等、他の値を設定することとしてもよい。
【００５２】
さらに、各切替画面で表示するテストパターン［ｎ］のサイズが表示画面のサイズに対して所定の比率となるようにサイズ変更を行って表示させるので、ＤＩＣＯＭ規格に従ったサイズでテストパターン［ｎ］を表示させることもできるし、観察者の視覚特性に応じて視認率が向上するようなサイズでテストパターン［ｎ］を表示させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【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２つの表示領域について説明する図である。
【図４】ラインペアにより形成されるテストパターン［ｎ］例を示す図である。
【図５】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６】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７】テストパターン［ｎ］（方形パターン）の表示画面例を示す図である。
【図８】テストパターン［ｎ］（ラインパターン）の表示画面例を示す図である。
【図９】関数ｇ（ＤＤＬ）を示す図である。
【図１０】関数ｈ（ＤＤＬ）を示す図である。
【図１１】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１２】変動順応、固定順応の場合における人の視認精度を示すグラフである。
【図１３】従来のテストパターン例を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
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、オペレータ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１３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１３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、
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、各切替画面において表示するテストパターンを表示画面のサイズに対して所定の比率で表示させ、かつ当該テストパターンの背景領域の輝度レベルを画面を切り替える毎に異なる輝度レベルで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、
前記テストパターンの背景領域の輝度レベルを各切替画面で表示するテストパターンの輝度レベルに対応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又は２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するテストパターンを表示画面のサイズに対して１０％の比率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、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、
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、各切替画面において表示するテストパターンのサイズを表示画面のサイズに対して所定の比率で表示させ、かつ当該テストパターンの背景領域の輝度レベルを画面を切り替える毎に異なる輝度レベルで表示させる制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、
コンピュータに、
医用画像を表示手段に表示させる機能と、
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、各切替画面において表示するテストパターンを表示画面のサイズに対して所定の比率で表示させ、かつ当該テストパターンの背景領域の輝度レベルを画面を切り替える毎に異なる輝度レベルで表示させる機能と、
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】
【００１２】
請求項１、４、５に記載の発明によれば、テストパターンを表示させる際に、一画面に一パターンづつ切替表示させるので、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テストパターンの観察者の視野に入ることにより、視認精度が低下することを防止することができる。また、各切替画面において表示するテストパターンのサイズを表示画面のサイズに対して所定の比率とし、その背景領域の輝度レベルを画面を切り替える毎に異なるものとするので、テストパターンの背景領域における輝度レベルを変化させることにより、視認精度が低下することを防止することができる。従って、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。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、テストパターンの輝度レベルに対応して変化させることにより、オペレータの目がその視認すべきテストパターンの輝度レベルに順応して視認精度が向上する。従って、より正確なキャリブレーションを行うことができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、テストパターンのサイズを表示画面のサイズの１０％の比率とする。１０％の比率はＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communication in Medicine；医用デジタル画像と通信に関する標準規格）で定められている比率であり、この規格に従った表示を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
まず、構成を説明する。
図１に、第１実施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。
【００１６】
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。
【００１７】
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のデータを、その設定された駆動レベル情報とともに表示部１３に出力して表示させる。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、２つの表示領域から形成されており、その一方の領域にはＮ等分された駆動レベルが設定され、他方の領域にはＮ等分された駆動レベルより所定レベル分だけ高レベルに設定されている。
【００１８】
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生成し、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、画面データを生成する際には、各切替画面において表示するテストパターンのサイズが表示画面のサイズに対して１０％の比率となるように、テストパターンを拡大又は縮小してサイズ変更するとともに、テストパターンの背景領域がそのテストパターンに対応する輝度レベルとなるように背景領域の駆動レベルを設定する。なお、１０％の比率はＤＩＣＯＭ規格により規定されている比率である。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。
【００１９】
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、各テストパターンを形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。
【００２０】
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した際における輝度レベルとの相関をいう。
【００２１】
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。
【００２２】
表示部１３は、ＬＣＤ、ＣＲＴ等のモニタを有し、制御部１１から入力される表示制御信号に従って当該モニタを駆動する。キャリブレーション処理時には、制御部１１から入力される各テストパターン［ｎ］を一画面に一パターンづつ切り替え表示させる。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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、表示画面のサイズに対するテストパターンの表示サイズの比率（本実施形態では、１０％）の情報や、表示部１３の表示画面の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。
【００２６】
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。
【００２７】
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つの表示領域が形成されている。一方の表示領域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、他方の表示領域にはその一方の表示領域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表示領域を基準ターゲットといい、基準ターゲットより高輝度レベルとなるように駆動レベルが設定された表示領域を調整ターゲットという。
【００２８】
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、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】
【００２９】
なお、図２及び図３に示したような方形状の表示領域から形成されるテストパターン［ｎ］に限らず、図４及び図５に示すようなライン状の表示領域から形成されるテストパターン［ｎ］であってもよい。この場合も同様に最大駆動レベルＤＤＬmaxがＮ等分され、そのＮ等分された各駆動レベルが設定されたＮ個のテストパターン［ｎ］が作成される。
【００３０】
図４に示す各テストパターン［ｎ］は、図５に示すように異なる駆動レベルが設定された２つのライン状の表示領域を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が基準ターゲットであり、基準ターゲットより高輝度レベルとなるように駆動レベルが設定されたラインが調整ターゲットである。
なお、以下の説明ではテストパターン［ｎ］の種類を区別するため、図２及び図３に示すテストパターンを方形パターン、図４及び図５に示すテストパターンをラインパターンという場合がある。
【００３１】
次に、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６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り、図７はその処理時に表示される表示画面の遷移図を示す図である。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。
【００３２】
図６に示すキャリブレーション処理では、まず表示する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Ｓ１）。パターン番号ｎが設定されると、制御部１１においてそのパターン番号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、テストパターン［ｎ］のサイズが表示画面のサイズの１０％となるように拡大又は縮小が行われる。そして、拡大又は縮小によりサイズが変更されたテストパターンが表示画面上の中央部に配置され、かつそのテストパターン［ｎ］の背景領域の駆動レベルがテストパターン［ｎ］の基準ターゲットと同一駆動レベルＤＤＬＫ［ｎ］に設定された表示画面データが生成される。生成された表示画面データはその各表示領域の起動レベル情報とともに表示部１３に出力され、表示部１３では駆動レベル情報に従ってモニタの表示駆動が行われ、テストパターン［ｎ］を含む表示画面が表示される（ステップＳ２）。
【００３３】
図７は、テストパターン［１］、［３］、［５］の表示画面例である。テストパターン［３］が表示された場合を例に説明すると、一画面に一パターンのみ表示され、かつその背景領域が基準ターゲットと同一の駆動レベルで表示駆動されるため基準ターゲットの表示領域と同一輝度レベルで表示される。また、テストパターン［３］は表示画面のサイズの１０％の比率で表示される。これは、ＤＩＣＯＭ規格に従った比率であるが、比率を１０％に限定せず、表示画面のサイズとの関係からオペレータ（観察者）の視覚特性に基づいて視認精度が向上する比率を実験的に求めて設定することとしてもよい。
【００３４】
なお、図７にはテストパターン［ｎ］が方形パターンである場合を示したが、図８に示すようにラインパターンを適用することとしてもよい。ラインパターンの場合も同様に、表示画面の１０％のサイズで表示され、かつその背景領域が基準ターゲットと同一駆動レベルＤＤＬＫ［ｎ］で表示駆動され、背景領域と基準ターゲットとが同一輝度レベルで表示される。
【００３５】
また、図７及び図８では、表示画面の中央部にテストパターン［ｎ］を配置することとしたが、その配置位置は特に限定しない。医用画像を観察する場合、その表示位置によって室内照明や太陽光等の周囲光の影響を受ける程度が異なるため、同じ輝度レベルで表示されたにも拘わらずその位置によってはオペレータが視認する輝度レベルが異なる場合がある。よって、医用画像を表示する位置が固定化されている場合は、その医用画像の表示位置と対応する位置にテストパターン［ｎ］を配置してオペレータに判定を行わせることにより、医用画像を観察する際の環境条件を考慮したキャリブレーションを行うことができる。
【００３６】
また、読影する部位によっては特定の領域に読影医の関心が集中する場合がある。例えば、乳房が撮影された医用画像を読影する場合、特に関心が集中するのは乳腺部分の領域である。このような関心領域に合わせて表示階調特性を調整するために、表示画面上の関心領域が表示されることが多い領域を予め実験的に求めておき、テストパターン［ｎ］の表示時にはそのような関心領域内にテストパターン［ｎ］を配置するとともに、その他の領域の輝度レベルを基準ターゲットに対応させて表示させることにより、関心領域を重視した効果的なキャリブレーションを行うことができる。なお、この場合、各切替画面に亘ってテストパターン［ｎ］の表示位置を関心領域内の略同一の位置に配置させる。
【００３７】
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。
【００３８】
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が操作指示されたのかが判別される（ステップＳ３）。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Ｓ３；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Ｓ４）。一方、輝度を下げるように操作指示された場合（ステップＳ３；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Ｓ５）。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。
【００３９】
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Ｓ６）、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Ｓ６；Ｎ）、ステップＳ３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Ｓ６；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Ｓ７）。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。
【００４０】
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Ｓ８）。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Ｓ８；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Ｓ９）、ステップＳ２の処理に戻る。すなわち、次のテストパターン［ｎ］の表示画面が表示され、調整操作が繰り返される。
【００４１】
このようにパターン番号ｎを繰り上げてステップＳ２〜Ｓ７までの処理を繰り返すことにより、表示部１３では、図７及び図８に示すように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。また、画面が切り替えられる毎に各切替画面におけるテストパターン［ｎ］の背景領域の輝度レベルは、その画面で表示されたテストパターン［ｎ］の基準ターゲットと同一輝度レベルで表示される。つまり、各切替画面で表示されたテストパターン［ｎ］に対応して画面が切り替えられる毎に異なる輝度レベルで表示される。
【００４２】
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Ｓ８；Ｙ）、図９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Ｓ１０）。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。
【００４３】
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３により算出される（ステップＳ１１）。上記ｇ（ＤＤＬ）はｈ（ＤＤＬ）の傾きを示す。
【数２】
【００４４】
図１０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に対応する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）（つまり、Ｙ軸の値）が正規化され、正規化されたｈ（ＤＤＬ）を示すｆ（ＤＤＬ）が下式４により算出される（ステップＳ１２）。
【数３】
【００４５】
そして、図１０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１１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Ｓ１３）。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。
【００４６】
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。
【００４７】
以上のように、本実施形態によれば、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。
【００４８】
また、各切替画面で表示されるテストパターン［ｎ］の背景領域は、当該テストパターン［ｎ］の基準ターゲットと同一輝度レベルで表示させるので、テストパターン［ｎ］とともにその輝度レベルと同一の背景領域がオペレータの視野に入ることにより、オペレータの目がその輝度レベルに順応して視認精度が向上する。
【００４９】
図１２に示すグラフは、実際にテストパターン［ｎ］が表示された際の輝度値（Ｘ軸、単位；ｃｄ／ｍ2）に対し、それら各輝度値でオペレータが視認した最小輝度レベル差ΔＤＤＬjnd［ｎ］を基準ターゲットと調整ターゲットの平均輝度で除算して得られたコントラスト閾値（Ｙ軸）をプロットしたものである。つまり、コントラスト閾値の値が小さい程、視認精度が向上していることを示す。
図中、実線Ａは本発明により背景領域の輝度レベルをテストパターン［ｎ］の輝度レベルに対応させた表示画面でテストパターン［ｎ］の判定を行った場合（これを変動順応という）の測定結果であり、点線Ｂは背景領域の輝度レベルがテストパターン［ｎ］の輝度レベルに拘わらず一定の輝度レベル（このときの輝度値は５０ｃｄ／ｍ2）に固定された表示画面でテストパターン［ｎ］の判定を行った場合（これを固定順応という）である。
【００５０】
図１２に示すように、輝度値が５０ｃｄ／ｍ2以下の領域では、点線Ｂで示す固定順応の場合よりも実線Ａで示す変動順応の場合の方がコントラスト閾値の値が小さく、視認精度が向上していることが分かる。
【００５１】
なお、本実施形態では、背景領域の輝度レベルをテストパターン［ｎ］の基準ターゲットと同一輝度レベルとすることとしたが、テストパターン［ｎ］の輝度レベルに対応して背景領域の輝度レベルが変化するのであれば、例えば背景領域の駆動レベルをＤＤＬＫ［ｎ］とＤＤＬＴ［ｎ］の平均値とする、ＤＤＬＫ［ｎ］〜ＤＤＬＴ［ｎ］の範囲内で設定する等、他の値を設定することとしてもよい。
【００５２】
さらに、各切替画面で表示するテストパターン［ｎ］のサイズが表示画面のサイズに対して所定の比率となるようにサイズ変更を行って表示させるので、ＤＩＣＯＭ規格に従ったサイズでテストパターン［ｎ］を表示させることもできるし、観察者の視覚特性に応じて視認率が向上するようなサイズでテストパターン［ｎ］を表示させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【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２つの表示領域について説明する図である。
【図４】ラインペアにより形成されるテストパターン［ｎ］例を示す図である。
【図５】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６】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７】テストパターン［ｎ］（方形パターン）の表示画面例を示す図である。
【図８】テストパターン［ｎ］（ラインパターン）の表示画面例を示す図である。
【図９】関数ｇ（ＤＤＬ）を示す図である。
【図１０】関数ｈ（ＤＤＬ）を示す図である。
【図１１】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１２】変動順応、固定順応の場合における人の視認精度を示すグラフである。
【図１３】従来のテストパターン例を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
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、各切替画面において表示するテストパターンを表示画面のサイズに対して所定の比率で表示させ、かつ当該テストパターンの背景領域の輝度レベルを画面を切り替える毎に異なる輝度レベルで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】
前記テストパターンの背景領域の輝度レベルを各切替画面で表示するテストパターンの輝度レベルに対応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するテストパターンを表示画面のサイズに対して１０％の比率で表示させることを特徴とする請求項１又は２に記載のテストパターンの表示方法。
【請求項４】
医用画像を表示する表示手段と、
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、各切替画面において表示するテストパターンのサイズを表示画面のサイズに対して所定の比率で表示させ、かつ当該テストパターンの背景領域の輝度レベルを画面を切り替える毎に異なる輝度レベルで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５】
コンピュータに、
医用画像を表示手段に表示させる機能と、
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、各切替画面において表示するテストパターンを表示画面のサイズに対して所定の比率で表示させ、かつ当該テストパターンの背景領域の輝度レベルを画面を切り替える毎に異なる輝度レベルで表示させる機能と、
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、各切替画面において表示するテストパターンを表示画面のサイズに対して所定の比率で表示させ、かつ当該テストパターンの背景領域の輝度レベルを画面を切り替える毎に異なる輝度レベルで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】
前記テストパターンの背景領域の輝度レベルを各切替画面で表示するテストパターンの輝度レベルに対応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するテストパターンを表示画面のサイズに対して１０％の比率で表示させることを特徴とする請求項１又は２に記載のテストパターンの表示方法。
【請求項４】
医用画像を表示する表示手段と、
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、各切替画面において表示するテストパターンのサイズを表示画面のサイズに対して所定の比率で表示させ、かつ当該テストパターンの背景領域の輝度レベルを画面を切り替える毎に異なる輝度レベルで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５】
コンピュータに、
医用画像を表示手段に表示させる機能と、
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、各切替画面において表示するテストパターンを表示画面のサイズに対して所定の比率で表示させ、かつ当該テストパターンの背景領域の輝度レベルを画面を切り替える毎に異なる輝度レベルで表示させる機能と、
を実現させるためのプログラム。
【図１】
【図６】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図１３】
【図６】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−１９４（Ｐ２００６−１９４Ａ）
【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２００４−１７７００８（Ｐ２００４−１７７００８）
【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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