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】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は一画面に一パターンづつ切り替え表示させる。また、Ｎ等分された駆動レベルが設定された表示領域の面積と他方の表示領域の面積との比率が７：３となるように、つまり低輝度レベルで表示される表示領域の方がその面積が大きくなるように、表示画面のサイズに応じてテストパターンを形成する各表示領域のサイズを変更し、サイズ変更されたテストパターンを表示部１３の表示画面全体に表示させる。
【解決手段】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は一画面に一パターンづつ切り替え表示させる。また、Ｎ等分された駆動レベルが設定された表示領域の面積と他方の表示領域の面積との比率が７：３となるように、つまり低輝度レベルで表示される表示領域の方がその面積が大きくなるように、表示画面のサイズに応じてテストパターンを形成する各表示領域のサイズを変更し、サイズ変更されたテストパターンを表示部１３の表示画面全体に表示させる。
【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１０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１０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当該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２つの表示領域で構成し、当該２つの表示領域のうち、表示面積が大きい表示領域を他方の表示領域より低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、
各切替画面において表示するテストパターンをその画面全体に表示することを特徴とする。
【０００９】
請求項３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当該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２つの表示領域で構成し、当該２つの表示領域のうち、表示面積が大きい表示領域を他方の表示領域より低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。
【００１０】
請求項４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、
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期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２つの表示領域で構成し、当該２つの表示領域のうち、表示面積が大きい表示領域を他方の表示領域より低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】
【００１１】
請求項１、３、４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、テストパターンを構成する２つの表示領域のうち、表示面積が大きい表示領域を低輝度レベルとするので、観察者がテストパターンを観察したとき、全体的に低輝度な領域の方が大きいため観察者の瞳孔が開きやすくなり、光に敏感となって輝度レベルに対する視認精度が向上する。従って、表示階調特性の補正をより正確に行うことができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、テストパターンを画面全体に表示するので、観察者の視野において低輝度レベルな表示領域が占める割合が大きくなり、観察者の視認精度をより向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
まず、構成を説明する。
図１に、本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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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は一画面に一パターンづつ切り替え表示させる。また、Ｎ等分された駆動レベルが設定された表示領域の面積と他方の表示領域の面積との比率が７：３となるように、つまり低輝度レベルで表示される表示領域の方がその面積が大きくなるように、表示画面のサイズに応じてテストパターンを形成する各表示領域のサイズを変更し、サイズ変更されたテストパターンを表示部１３の表示画面全体に表示させる。なお、上記表示面積の比率は７：３に限らず適宜設定可能であるとする。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、基準ターゲットの表示面積と調整ターゲットの表示面積との比率（本実施形態では７：３）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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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】
【００２７】
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。
【００２８】
図４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）。次いで、記憶部１６からテストパターン［ｎ］のデータが読み出される。そして、基準ターゲットの表示領域と調整ターゲットの表示領域の面積の比率が７：３となるように、テストパターン［ｎ］における各表示領域のサイズが表示画面のサイズに応じて調整され、当該サイズ調整されたテストパターン［ｎ］が表示部１３の表示画面全体に表示される（ステップＳ２）。なお、基準ターゲットの表示面積が調整ターゲットより大きくなるのであれば、基準ターゲットの表示領域を画面内部に配置してその背景を調整ターゲットの表示領域とすることとしてもよいし、逆に調整ターゲットの表示領域を画面内部に配置してその背景側を基準ターゲットの表示領域とすることとしてもよい。
【００２９】
図５に、サイズ調整されたテストパターン［ｎ］の表示例を示す。図５（ａ）は、基準ターゲットの表示領域が背景側に配置された表示例を示す図であり、図５（ｂ）は、基準ターゲットの表示領域が画面内部に配置された表示例を示す図である。何れも一画面に一パターンのみ表示されている。
【００３０】
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。なお、キャリブレーションを行うオペレータは、医用画像を観察する観察者であってもよいし、キャリブレーションのみを行うメンテナンス者であってもよい。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、図６に示すように、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。
【００３４】
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７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。
【００３５】
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】
【００３６】
図８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４により算出される（ステップＳ１２）。
【数３】
【００３７】
そして、図８のＸ軸の駆動レベルＤＤＬを画像値の入力レベルに置き換え、Ｙ軸のｈ（ＤＤＬ）を算出されたｆ（ＤＤＬ）に置き換えた、図９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る（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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
また、テストパターン［ｎ］において輝度レベルが低い方の表示領域である基準ターゲットを調整ターゲットの表示領域より大きい表示面積とするので、表示画面上において低輝度レベルの表示領域が占める割合を大きくすることができる。これにより、オペレータの瞳孔が開きやすくなり、光に敏感となるため、輝度レベルに対する視認力が向上する。従って、より正確なキャリブレーションを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【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】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】基準ターゲットの表示面積を調整ターゲットより大きくなるようにサイズ調整されて表示画面全体に表示されたテストパターン［ｎ］の例を示す図である。
【図６】一画面に一のテストパターン［ｎ］が順次表示された場合の画面遷移を示す図である。
【図７】関数ｇ（ＤＤＬ）を示す図である。
【図８】関数ｈ（ＤＤＬ）を示す図である。
【図９】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１０】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】
【００４２】
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１０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１０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当該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２つの表示領域で構成し、当該２つの表示領域のうち、表示面積が大きい表示領域を他方の表示領域より低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、
各切替画面において表示するテストパターンをその画面全体に表示することを特徴とする。
【０００９】
請求項３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当該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２つの表示領域で構成し、当該２つの表示領域のうち、表示面積が大きい表示領域を他方の表示領域より低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。
【００１０】
請求項４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、
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期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２つの表示領域で構成し、当該２つの表示領域のうち、表示面積が大きい表示領域を他方の表示領域より低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】
【００１１】
請求項１、３、４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、テストパターンを構成する２つの表示領域のうち、表示面積が大きい表示領域を低輝度レベルとするので、観察者がテストパターンを観察したとき、全体的に低輝度な領域の方が大きいため観察者の瞳孔が開きやすくなり、光に敏感となって輝度レベルに対する視認精度が向上する。従って、表示階調特性の補正をより正確に行うことができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、テストパターンを画面全体に表示するので、観察者の視野において低輝度レベルな表示領域が占める割合が大きくなり、観察者の視認精度をより向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
まず、構成を説明する。
図１に、本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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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は一画面に一パターンづつ切り替え表示させる。また、Ｎ等分された駆動レベルが設定された表示領域の面積と他方の表示領域の面積との比率が７：３となるように、つまり低輝度レベルで表示される表示領域の方がその面積が大きくなるように、表示画面のサイズに応じてテストパターンを形成する各表示領域のサイズを変更し、サイズ変更されたテストパターンを表示部１３の表示画面全体に表示させる。なお、上記表示面積の比率は７：３に限らず適宜設定可能であるとする。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、基準ターゲットの表示面積と調整ターゲットの表示面積との比率（本実施形態では７：３）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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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】
【００２７】
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。
【００２８】
図４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）。次いで、記憶部１６からテストパターン［ｎ］のデータが読み出される。そして、基準ターゲットの表示領域と調整ターゲットの表示領域の面積の比率が７：３となるように、テストパターン［ｎ］における各表示領域のサイズが表示画面のサイズに応じて調整され、当該サイズ調整されたテストパターン［ｎ］が表示部１３の表示画面全体に表示される（ステップＳ２）。なお、基準ターゲットの表示面積が調整ターゲットより大きくなるのであれば、基準ターゲットの表示領域を画面内部に配置してその背景を調整ターゲットの表示領域とすることとしてもよいし、逆に調整ターゲットの表示領域を画面内部に配置してその背景側を基準ターゲットの表示領域とすることとしてもよい。
【００２９】
図５に、サイズ調整されたテストパターン［ｎ］の表示例を示す。図５（ａ）は、基準ターゲットの表示領域が背景側に配置された表示例を示す図であり、図５（ｂ）は、基準ターゲットの表示領域が画面内部に配置された表示例を示す図である。何れも一画面に一パターンのみ表示されている。
【００３０】
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。なお、キャリブレーションを行うオペレータは、医用画像を観察する観察者であってもよいし、キャリブレーションのみを行うメンテナンス者であってもよい。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、図６に示すように、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。
【００３４】
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７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。
【００３５】
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】
【００３６】
図８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４により算出される（ステップＳ１２）。
【数３】
【００３７】
そして、図８のＸ軸の駆動レベルＤＤＬを画像値の入力レベルに置き換え、Ｙ軸のｈ（ＤＤＬ）を算出されたｆ（ＤＤＬ）に置き換えた、図９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る（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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
また、テストパターン［ｎ］において輝度レベルが低い方の表示領域である基準ターゲットを調整ターゲットの表示領域より大きい表示面積とするので、表示画面上において低輝度レベルの表示領域が占める割合を大きくすることができる。これにより、オペレータの瞳孔が開きやすくなり、光に敏感となるため、輝度レベルに対する視認力が向上する。従って、より正確なキャリブレーションを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【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】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】基準ターゲットの表示面積を調整ターゲットより大きくなるようにサイズ調整されて表示画面全体に表示されたテストパターン［ｎ］の例を示す図である。
【図６】一画面に一のテストパターン［ｎ］が順次表示された場合の画面遷移を示す図である。
【図７】関数ｇ（ＤＤＬ）を示す図である。
【図８】関数ｈ（ＤＤＬ）を示す図である。
【図９】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１０】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】
【００４２】
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当該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２つの表示領域で構成し、当該２つの表示領域のうち、表示面積が大きい表示領域を他方の表示領域より低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】
各切替画面において表示するテストパターンをその画面全体に表示す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】
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当該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２つの表示領域で構成し、当該２つの表示領域のうち、表示面積が大きい表示領域を他方の表示領域より低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４】
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、
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期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２つの表示領域で構成し、当該２つの表示領域のうち、表示面積が大きい表示領域を他方の表示領域より低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当該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２つの表示領域で構成し、当該２つの表示領域のうち、表示面積が大きい表示領域を他方の表示領域より低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】
各切替画面において表示するテストパターンをその画面全体に表示す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】
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当該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２つの表示領域で構成し、当該２つの表示領域のうち、表示面積が大きい表示領域を他方の表示領域より低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４】
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、
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期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２つの表示領域で構成し、当該２つの表示領域のうち、表示面積が大きい表示領域を他方の表示領域より低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４】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図１０】
【図４】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−２０３（Ｐ２００６−２０３Ａ）
【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２００４−１７７１０４（Ｐ２００４−１７７１０４）
【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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