画像処理システム、装置、方法及びプログラム
【課題】立体視可能なモニタにて観察者により立体視される画像と実空間とを対応付ける尺度を表示すること。
【解決手段】実施形態の画像処理システムは、端末装置１４０の取得部１４５ａ、決定部１４５ｂ及び出力部１４５ｃを備える。取得部１４５ａは、視差画像群をボリュームデータから生成するために用いられたレンダリング条件を取得する。決定部１４５ｂは、立体画像の空間と、ボリュームデータの撮影部位の空間とを対応付ける対応情報を、レンダリング条件に含まれる少なくとも視差角と、視差画像群の表示サイズとに基づいて設定し、対応情報に基づいて、立体画像の空間における立体表示モニタの表示面に対して垂直方向の長さを撮影部位の空間上の長さに換算するための尺度を決定する。出力部１４５ｃは、視差画像群に基づく立体画像に対して尺度が立体表示モニタにて重畳表示されるように出力制御する。
【解決手段】実施形態の画像処理システムは、端末装置１４０の取得部１４５ａ、決定部１４５ｂ及び出力部１４５ｃを備える。取得部１４５ａは、視差画像群をボリュームデータから生成するために用いられたレンダリング条件を取得する。決定部１４５ｂは、立体画像の空間と、ボリュームデータの撮影部位の空間とを対応付ける対応情報を、レンダリング条件に含まれる少なくとも視差角と、視差画像群の表示サイズとに基づいて設定し、対応情報に基づいて、立体画像の空間における立体表示モニタの表示面に対して垂直方向の長さを撮影部位の空間上の長さに換算するための尺度を決定する。出力部１４５ｃは、視差画像群に基づく立体画像に対して尺度が立体表示モニタにて重畳表示されるように出力制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像処理システム、装置、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、立体視用メガネ等の専用機器を用いて、２つの視点から撮影された２視差画像を立体視可能なモニタが実用化されている。また、近年、レンチキュラーレンズ等の光線制御子を用いて、複数の視点から撮影された多視差画像（例えば、９視差画像）を裸眼にて立体視可能なモニタが実用化されている。なお、立体視可能なモニタにて表示される２視差画像や９視差画像は、１視点から撮影された画像の奥行き情報を推定し、推定した情報を用いた画像処理により生成される場合もある。
【０００３】
一方、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、超音波診断装置等の医用画像診断装置では、３次元の医用画像データ（以下、ボリュームデータ）を生成可能な装置が実用化されている。従来、かかる医用画像診断装置により生成されたボリュームデータは、種々の画像処理により２次元画像とされ、汎用モニタ上にて２次元表示される。例えば、医用画像診断装置により生成されたボリュームデータは、レンダリング処理により所定の切断面（アキシャル面等）で切断した２次元画像（アキシャル画像等）として汎用モニタ上にて２次元表示される。
【０００４】
また、従来、２次元画像とともに、当該２次元画像とボリュームデータの撮影部位の実空間とを対応付けるＸＹ方向のスケール（尺度）を表示する技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−８６４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、立体視可能なモニタにて観察者により立体視される画像と実空間とを対応付ける尺度を表示することができる画像処理システム、装置、方法及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の画像処理システムは、取得部と、決定部と、出力部とを備える。取得部は、３次元の医用画像データであるボリュームデータから所定視差数の視差画像である視差画像群を生成するために用いられたレンダリング条件を取得する。決定部は、前記視差画像群を表示する立体表示装置を参照することで立体視される立体画像の空間座標と、前記ボリュームデータの撮影部位の空間座標とを対応付ける対応情報を、前記レンダリング条件に含まれる少なくとも前記視差画像群を構成する視差画像間の視差角と、前記立体表示装置にて表示される視差画像群の表示サイズとに基づいて設定する。そして、決定部は、前記対応情報に基づいて、前記立体画像の空間における前記立体表示装置の表示面に対して垂直方向の長さを前記撮影部位の空間上の長さに換算するための尺度を決定する。出力部は、前記視差画像群に基づく立体画像に対して前記尺度が前記立体表示装置にて重畳表示されるように出力制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る画像処理システムの構成例を説明するための図である。
【図２】図２は、２視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。
【図３】図３は、９視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係るワークステーションの構成例を説明するための図である。
【図５】図５は、図４に示すレンダリング処理部の構成例を説明するための図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係るボリュームレンダリング処理の一例を説明するための図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る端末装置の構成例を説明するための図である。
【図８】図８は、従来のスケールを説明するための図である。
【図９】図９は、立体画像空間を説明するための図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態に係る端末装置の制御部の構成例を説明するための図である。
【図１１−１】図１１−１は、Ｚ方向における対応情報の設定に用いられるパラメータの一例を説明するための図である。
【図１１−２】図１１−２は、図１１−１に例示したパラメータにより設定されるＺ方向における対応情報を修正する場合に用いられるパラメータを説明するための図である。
【図１２】図１２は、Ｚ方向のスケール表示の一例を説明するための図である。
【図１３】図１３は、移動にともなうＺ方向のスケール表示制御の一例を説明するための図である。
【図１４】図１４は、スケール決定の第２方法を説明するための図（１）である。
【図１５】図１５は、スケール決定の第２方法を説明するための図（２）である。
【図１６】図１６は、スケール決定の第２方法を説明するための図（３）である。
【図１７】図１７は、第１の実施形態に係る端末装置のスケール表示処理を説明するためのフローチャートである。
【図１８】図１８は、第２の実施形態を説明するための図（１）である。
【図１９】図１９は、第２の実施形態を説明するための図（２）である。
【図２０】図２０は、第２の実施形態を説明するための図（３）である。
【図２１】図２１は、第２の実施形態を説明するための図（４）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、画像処理システム及び画像処理装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下では、画像処理装置としての機能を有するワークステーションを含む画像処理システムを実施形態として説明する。ここで、以下の実施形態で用いる用語について説明すると、「視差画像群」とは、ボリュームデータに対して、所定の視差角ずつ視点位置を移動させてボリュームレンダリング処理を行なうことで生成された画像群のことである。すなわち、「視差画像群」は、「視点位置」が異なる複数の「視差画像」から構成される。また、「視差角」とは、「視差画像群」を生成するために設定された各視点位置のうち隣接する視点位置と、ボリュームデータによって表される空間内の所定位置（例えば、空間の中心）とにより定まる角度のことである。また、「視差数」とは、立体表示モニタにて立体視されるために必要となる「視差画像」の数のことである。また、以下で記載する「９視差画像」とは、９つの「視差画像」から構成される「視差画像群」のことである。また、以下で記載する「２視差画像」とは、２つの「視差画像」から構成される「視差画像群」のことである。また、「立体画像」とは、立体表示モニタにて観察者により立体視される画像のことである。換言すると、立体表示モニタは、視差数分の視差画像を表示することで、観察者に「立体画像」が表示される。また、「立体画像空間」とは、立体表示モニタにて「立体画像」を参照する観察者が体感する仮想的な空間のことである。また、「実空間」とは、ボリュームデータの撮影部位の現実空間のことである。
【００１０】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る画像処理システムの構成例について説明する。図１は、第１の実施形態に係る画像処理システムの構成例を説明するための図である。
【００１１】
図１に示すように、第１の実施形態に係る画像処理システム１は、医用画像診断装置１１０と、画像保管装置１２０と、ワークステーション１３０と、端末装置１４０とを有する。図１に例示する各装置は、例えば、病院内に設置された院内ＬＡＮ（Local Area Network）２により、直接的、又は間接的に相互に通信可能な状態となっている。例えば、画像処理システム１にＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）が導入されている場合、各装置は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）規格に則って、医用画像等を相互に送受信する。
【００１２】
かかる画像処理システム１は、医用画像診断装置１１０により生成された３次元の医用画像データであるボリュームデータから視差画像群を生成し、この視差画像群を立体視可能なモニタに表示することで、病院内に勤務する医師や検査技師に立体視可能な医用画像を提供する。具体的には、第１の実施形態においては、ワークステーション１３０が、ボリュームデータに対して種々の画像処理を行ない、視差画像群を生成する。また、ワークステーション１３０及び端末装置１４０が、立体視可能なモニタを有し、ワークステーション１３０にて生成された視差画像群をこのモニタに表示する。また、画像保管装置１２０は、医用画像診断装置１１０にて生成されたボリュームデータや、ワークステーション１３０にて生成された視差画像群を保管する。すなわち、ワークステーション１３０や端末装置１４０は、この画像保管装置１２０からボリュームデータや視差画像群を取得し、これを処理したり、モニタに表示したりする。以下、各装置を順に説明する。
【００１３】
医用画像診断装置１１０は、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、超音波診断装置、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置、ＰＥＴ（Positron Emission computed Tomography）装置、ＳＰＥＣＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＳＰＥＣＴ−ＣＴ装置、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＰＥＴ−ＣＴ装置、又はこれらの装置群等である。また、第１の実施形態に係る医用画像診断装置１１０は、３次元の医用画像データ（ボリュームデータ）を生成可能である。
【００１４】
具体的には、第１の実施形態に係る医用画像診断装置１１０は、被検体を撮影することによりボリュームデータを生成する。例えば、医用画像診断装置１１０は、被検体を撮影することにより投影データやＭＲ信号等のデータを収集し、収集したデータから、被検体の体軸方向に沿った複数のアキシャル面の医用画像データを再構成することで、ボリュームデータを生成する。例えば、医用画像診断装置１１０は、５００枚のアキシャル面の医用画像データを再構成する。この５００枚のアキシャル面の医用画像データ群が、ボリュームデータである。
【００１５】
また、第１の実施形態に係る医用画像診断装置１１０は、生成したボリュームデータを画像保管装置１２０に送信する。なお、医用画像診断装置１１０は、ボリュームデータを画像保管装置１２０に送信する際に、付帯情報として、例えば、患者を識別する患者ＩＤ、検査を識別する検査ＩＤ、医用画像診断装置１１０を識別する装置ＩＤ、医用画像診断装置１１０による１回の撮影を識別するシリーズＩＤ等を送信する。
【００１６】
画像保管装置１２０は、医用画像を保管するデータベースである。具体的には、第１の実施形態に係る画像保管装置１２０は、医用画像診断装置１１０から送信されたボリュームデータを記憶部に格納し、これを保管する。また、第１の実施形態に係る画像保管装置１２０は、ワークステーション１３０がボリュームデータから生成した視差画像群を記憶部に格納し、これを保管することも可能である。かかる場合、ワークステーション１３０は、生成した視差画像群を画像保管装置１２０に送信し、画像保管装置１２０は、ワークステーション１３０から送信された視差画像群を記憶部に格納し、これを保管する。なお、本実施形態は、大容量の画像を保管可能なワークステーション１３０を用いることで、図１に例示するワークステーション１３０と画像保管装置１２０とが統合される場合であっても良い。すなわち、本実施形態は、ワークステーション１３０そのものにボリュームデータもしくは視差画像群を記憶させる場合であっても良い。
【００１７】
なお、第１の実施形態において、画像保管装置１２０に保管されたボリュームデータや視差画像群は、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等と対応付けて保管される。このため、ワークステーション１３０や端末装置１４０は、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等を用いた検索を行なうことで、必要なボリュームデータや視差画像群を画像保管装置１２０から取得する。
【００１８】
ワークステーション１３０は、医用画像に対して画像処理を行なう画像処理装置である。具体的には、第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、画像保管装置１２０から取得したボリュームデータに対して種々のレンダリング処理を行ない、視差画像群を生成する。視差画像群とは、複数の視点から撮影された複数の視差画像のことであり、例えば、９視差画像を裸眼にて立体視可能なモニタにて表示される視差画像群とは、視点位置が異なる９つの視差画像のことである。
【００１９】
また、第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、表示部として、立体視可能なモニタ（以下、立体表示モニタ）を有する。ワークステーション１３０は、視差画像群を生成し、生成した視差画像群を立体表示モニタに表示する。この結果、ワークステーション１３０の操作者は、立体表示モニタに表示された立体視可能な医用画像を確認しながら、視差画像群生成のための操作を行なうことができる。
【００２０】
また、ワークステーション１３０は、生成した視差画像群を画像保管装置１２０に送信する。なお、ワークステーション１３０は、視差画像群を画像保管装置１２０に送信する際に、付帯情報として、例えば、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等を送信する。また、視差画像群を画像保管装置１２０に送信する際に送信される付帯情報としては、視差画像群に関する付帯情報も挙げられる。視差画像群に関する付帯情報としては、視差画像の枚数（例えば、「９」）や、視差画像の解像度（例えば、「４６６画素×３５０画素」）等がある。また、ワークステーション１３０は、端末装置１４０からの立体視要求に応じて、生成した視差画像群を端末装置１４０に送信することもできる。
【００２１】
端末装置１４０は、病院内に勤務する医師や検査技師に医用画像を閲覧させるための装置である。例えば、端末装置１４０は、病院内に勤務する医師や検査技師により操作されるＰＣ（Personal Computer）やタブレット式ＰＣ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話等である。具体的には、第１の実施形態に係る端末装置１４０は、表示部として立体表示モニタを有する。また、端末装置１４０は、ワークステーション１３０又は画像保管装置１２０から視差画像群を取得し、取得した視差画像群を立体表示モニタに表示する。この結果、観察者である医師や検査技師は、立体視可能な医用画像を閲覧することができる。
【００２２】
ここで、ワークステーション１３０や端末装置１４０が有する立体表示モニタについて説明する。現在最も普及している一般的な汎用モニタは、２次元画像を２次元で表示するものであり、２次元画像を立体表示することができない。仮に、観察者が汎用モニタにて立体視を要望する場合、汎用モニタに対して画像を出力する装置は、平行法や交差法により観察者が立体視可能な２視差画像を並列表示させる必要がある。又は、汎用モニタに対して画像を出力する装置は、例えば、左目用の部分に赤色のセロハンが取り付けられ、右目用の部分に青色のセロハンが取り付けられたメガネを用いて余色法により観察者が立体視可能な画像を表示する必要がある。
【００２３】
一方、立体表示モニタとしては、立体視用メガネ等の専用機器を用いることで、２視差画像（両眼視差画像とも称する）を立体視可能とするものがある。
【００２４】
図２は、２視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。図２に示す一例は、シャッター方式により立体表示を行なう立体表示モニタであり、モニタを観察する観察者が装着する立体視用メガネとしてシャッターメガネが用いられる。かかる立体表示モニタは、モニタにて２視差画像を交互に出射する。例えば、図２の（Ａ）に示すモニタは、左目用の画像と右目用の画像を、１２０Ｈｚにて交互に出射する。ここで、モニタには、図２の（Ａ）に示すように、赤外線出射部が設置され、赤外線出射部は、画像が切り替わるタイミングに合わせて赤外線の出射を制御する。
【００２５】
また、赤外線出射部から出射された赤外線は、図２の（Ａ）に示すシャッターメガネの赤外線受光部により受光される。シャッターメガネの左右それぞれの枠には、シャッターが取り付けられており、シャッターメガネは、赤外線受光部が赤外線を受光したタイミングに合わせて左右のシャッターそれぞれの透過状態及び遮光状態を交互に切り替える。以下、シャッターにおける透過状態及び遮光状態の切り替え処理について説明する。
【００２６】
各シャッターは、図２の（Ｂ）に示すように、入射側の偏光板と出射側の偏光板とを有し、更に、入射側の偏光板と出射側の偏光板との間に液晶層を有する。また、入射側の偏光板と出射側の偏光板とは、図２の（Ｂ）に示すように、互いに直交している。ここで、図２の（Ｂ）に示すように、電圧が印加されていない「ＯＦＦ」の状態では、入射側の偏光板を通った光は、液晶層の作用により９０度回転し、出射側の偏光板を透過する。すなわち、電圧が印加されていないシャッターは、透過状態となる。
【００２７】
一方、図２の（Ｂ）に示すように、電圧が印加された「ＯＮ」の状態では、液晶層の液晶分子による偏光回転作用が消失するため、入射側の偏光板を通った光は、出射側の偏光板で遮られてしまう。すなわち、電圧が印加されたシャッターは、遮光状態となる。
【００２８】
そこで、例えば、赤外線出射部は、モニタ上に左目用の画像が表示されている期間、赤外線を出射する。そして、赤外線受光部は、赤外線を受光している期間、左目のシャッターに電圧を印加せず、右目のシャッターに電圧を印加させる。これにより、図２の（Ａ）に示すように、右目のシャッターが遮光状態となり、左目のシャッターが透過状態となるため、観察者の左目に左目用の画像が入射する。一方、赤外線出射部は、モニタ上に右目用の画像が表示されている期間、赤外線の出射を停止する。そして、赤外線受光部は、赤外線が受光されない期間、右目のシャッターに電圧を印加せず、左目のシャッターに電圧を印加させる。これにより、左目のシャッターが遮光状態となり、右目のシャッターが透過状態であるため、観察者の右目に右目用の画像が入射する。このように、図２に示す立体表示モニタは、モニタに表示される画像とシャッターの状態を連動させて切り替えることで、観察者が立体視可能な画像を表示させる。なお、２視差画像を立体視可能な立体表示モニタとしては、上記のシャッター方式以外にも、偏光メガネ方式を採用したモニタも知られている。
【００２９】
更に、近年実用化された立体表示モニタとしては、レンチキュラーレンズ等の光線制御子を用いることで、例えば、９視差画像等の多視差画像を観察者が裸眼にて立体視可能とするものがある。かかる立体表示モニタは、両眼視差による立体視を可能とし、更に、観察者の視点移動に合わせて観察される映像も変化する運動視差による立体視も可能とする。
【００３０】
図３は、９視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。図３に示す立体表示モニタには、液晶パネル等の平面状の表示面２００の前面に、光線制御子が配置される。例えば、図３に示す立体表示モニタには、光線制御子として、光学開口が垂直方向に延びる垂直レンチキュラーシート２０１が表示面２００の前面に貼り付けられている。なお、図３に示す一例では、垂直レンチキュラーシート２０１の凸部が前面となるように貼り付けられているが、垂直レンチキュラーシート２０１の凸部が表示面２００に対向するように貼り付けられる場合であっても良い。
【００３１】
表示面２００には、図３に示すように、縦横比が３：１であり、縦方向にサブ画素である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つが配置された画素２０２がマトリクス状に配置される。図３に示す立体表示モニタは、９つの画像により構成される９視差画像を、所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換したうえで、表示面２００に出力する。例えば、９視差画像は、９つの画像が「３行３列」に配置された格子状のフォーマットの中間画像に変換されて、表示面２００に出力される。すなわち、図３に示す立体表示モニタは、９視差画像にて同一位置にある９つの画素それぞれを、９列の画素２０２に割り振って出力させる。９列の画素２０２は、視点位置の異なる９つの画像を同時に表示する単位画素群２０３となる。
【００３２】
表示面２００において単位画素群２０３として同時に出力された９視差画像は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）バックライトにより平行光として放射され、更に、垂直レンチキュラーシート２０１により、多方向に放射される。９視差画像の各画素の光が多方向に放射されることにより、観察者の右目及び左目に入射する光は、観察者の位置（視点の位置）に連動して変化する。すなわち、観察者の見る角度により、右目に入射する視差画像と左目に入射する視差画像とは、視差角が異なる。これにより、観察者は、例えば、図３に示す９つの位置それぞれにおいて、撮影対象を立体的に視認できる。また、観察者は、例えば、図３に示す「５」の位置において、撮影対象に対して正対した状態で立体的に視認できるとともに、図３に示す「５」以外それぞれの位置において、撮影対象の向きを変化させた状態で立体的に視認できる。なお、図３に示す立体表示モニタは、あくまでも一例である。９視差画像を表示する立体表示モニタは、図３に示すように、「ＲＲＲ・・・、ＧＧＧ・・・、ＢＢＢ・・・」の横ストライプ液晶である場合であっても良いし、「ＲＧＢＲＧＢ・・・」の縦ストライプ液晶である場合であっても良い。また、図３に示す立体表示モニタは、図３に示すように、レンチキュラーシートが垂直となる縦レンズ方式である場合であっても良いし、レンチキュラーシートが斜めとなる斜めレンズ方式である場合であっても良い。また、中間画像のフォーマットは、「３行３列」の格子状に限定されるものではない。例えば、中間画像のフォーマットは、「１行９列」や「９行１列」等、モニタの仕様に応じた任意のフォーマットである場合であっても良い。
【００３３】
以下、図２を用いて説明した立体表示モニタを２視差モニタと記載する。また、以下、図３を用いて説明した立体表示モニタを９視差モニタと記載する。すなわち、２視差モニタは、両眼視差による立体視を可能とする立体表示装置である。また、９視差モニタは、両眼視差による立体視を可能とし、更に、９つの画像（９視差画像）を同時に表示することで「観察者の視点移動（運動視差）」に応じて観察者が観察する画像を変更可能な立体表示装置である。
【００３４】
ここまで、第１の実施形態に係る画像処理システム１の構成例について簡単に説明した。なお、上述した画像処理システム１は、ＰＡＣＳが導入されている場合にその適用が限られるものではない。例えば、画像処理システム１は、医用画像が添付された電子カルテを管理する電子カルテシステムが導入されている場合にも、同様に適用される。この場合、画像保管装置１２０は、電子カルテを保管するデータベースである。また、例えば、画像処理システム１は、ＨＩＳ（Hospital Information System）、ＲＩＳ（Radiology Information System）が導入されている場合にも、同様に適用される。また、画像処理システム１は、上述した構成例に限られるものではない。各装置が有する機能やその分担は、運用の形態に応じて適宜変更されてよい。
【００３５】
次に、第１の実施形態に係るワークステーションの構成例について図４を用いて説明する。図４は、第１の実施形態に係るワークステーションの構成例を説明するための図である。なお、以下において、「視差画像群」とは、ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行なうことで生成された立体視用の画像群（ボリュームレンダリング画像群）のことである。また、「視差画像」とは、「視差画像群」を構成する個々の画像のことである。すなわち、「視差画像群」は、視点位置が異なる複数の「視差画像」から構成される。
【００３６】
第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、画像処理等に適した高性能なコンピュータであり、図４に示すように、入力部１３１と、表示部１３２と、通信部１３３と、記憶部１３４と、制御部１３５と、レンダリング処理部１３６とを有する。なお、以下では、ワークステーション１３０が画像処理等に適した高性能なコンピュータである場合を用いて説明するが、これに限定されるものではなく、任意の情報処理装置であって良い。例えば、任意のパーソナルコンピュータであっても良い。
【００３７】
入力部１３１は、マウス、キーボード、トラックボール等であり、ワークステーション１３０に対する各種操作の入力を操作者から受け付ける。具体的には、第１の実施形態に係る入力部１３１は、レンダリング処理の対象となるボリュームデータを画像保管装置１２０から取得するための情報の入力を受け付ける。例えば、入力部１３１は、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等の入力を受け付ける。また、第１の実施形態に係る入力部１３１は、レンダリング処理に関する条件（レンダリング条件）の入力を受け付ける。
【００３８】
表示部１３２は、立体表示モニタとしての液晶パネル等であり、各種情報を表示する。具体的には、第１の実施形態に係る表示部１３２は、操作者から各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、視差画像群等を表示する。例えば、表示部１３２は、２視差モニタや、９視差モニタである。以下では、表示部１３２が９視差モニタである場合について説明する。通信部１３３は、ＮＩＣ（Network Interface Card）等であり、他の装置との間で通信を行う。
【００３９】
記憶部１３４は、ハードディスク、半導体メモリ素子等であり、各種情報を記憶する。具体的には、第１の実施形態に係る記憶部１３４は、通信部１３３を介して画像保管装置１２０から取得したボリュームデータを記憶する。また、第１の実施形態に係る記憶部１３４は、レンダリング処理中のボリュームデータや、レンダリング処理により生成された視差画像群等を記憶する。
【００４０】
制御部１３５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路であり、ワークステーション１３０の全体制御を行なう。
【００４１】
例えば、第１の実施形態に係る制御部１３５は、表示部１３２に対するＧＵＩの表示や視差画像群の表示を制御する。また、例えば、制御部１３５は、画像保管装置１２０との間で通信部１３３を介して行なわれるボリュームデータや視差画像群の送受信を制御する。また、例えば、制御部１３５は、レンダリング処理部１３６によるレンダリング処理を制御する。また、例えば、制御部１３５は、ボリュームデータの記憶部１３４からの読み込みや、視差画像群の記憶部１３４への格納を制御する。
【００４２】
レンダリング処理部１３６は、制御部１３５による制御の下、画像保管装置１２０から取得したボリュームデータに対して種々のレンダリング処理を行ない、視差画像群を生成する。具体的には、第１の実施形態に係るレンダリング処理部１３６は、記憶部１３４からボリュームデータを読み込み、このボリュームデータに対して、まず前処理を行なう。次に、レンダリング処理部１３６は、前処理後のボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行ない、視差画像群を生成する。続いて、レンダリング処理部１３６は、各種情報（目盛り、患者名、検査項目等）が描出された２次元画像を生成し、これを視差画像群それぞれに対して重畳することで、出力用の２次元画像を生成する。そして、レンダリング処理部１３６は、生成した視差画像群や出力用の２次元画像を記憶部１３４に格納する。なお、第１の実施形態において、レンダリング処理とは、ボリュームデータに対して行なう画像処理全体のことであり、ボリュームレンダリング処理とは、レンダリング処理の内、３次元の情報を反映した２次元画像を生成する処理のことである。レンダリング処理により生成される医用画像とは、例えば、視差画像が該当する。
【００４３】
図５は、図４に示すレンダリング処理部の構成例を説明するための図である。図５に示すように、レンダリング処理部１３６は、前処理部１３６１と、３次元画像処理部１３６２と、２次元画像処理部１３６３とを有する。前処理部１３６１が、ボリュームデータに対する前処理を行い、３次元画像処理部１３６２が、前処理後のボリュームデータから視差画像群を生成し、２次元画像処理部１３６３が、視差画像群に各種情報が重畳された出力用の２次元画像を生成する。以下、各部を順に説明する。
【００４４】
前処理部１３６１は、ボリュームデータに対してレンダリング処理を行なう際に、種々の前処理を行なう処理部であり、画像補正処理部１３６１ａと、３次元物体フュージョン部１３６１ｅと、３次元物体表示領域設定部１３６１ｆとを有する。
【００４５】
画像補正処理部１３６１ａは、２種類のボリュームデータを１つのボリュームデータとして処理する際に画像補正処理を行なう処理部であり、図５に示すように、歪み補正処理部１３６１ｂ、体動補正処理部１３６１ｃ及び画像間位置合わせ処理部１３６１ｄを有する。例えば、画像補正処理部１３６１ａは、ＰＥＴ−ＣＴ装置により生成されたＰＥＴ画像のボリュームデータとＸ線ＣＴ画像のボリュームデータとを１つのボリュームデータとして処理する際に画像補正処理を行なう。或いは、画像補正処理部１３６１ａは、ＭＲＩ装置により生成されたＴ１強調画像のボリュームデータとＴ２強調画像のボリュームデータとを１つのボリュームデータとして処理する際に画像補正処理を行なう。
【００４６】
また、歪み補正処理部１３６１ｂは、個々のボリュームデータにおいて、医用画像診断装置１１０によるデータ収集時の収集条件に起因するデータの歪みを補正する。また、体動補正処理部１３６１ｃは、個々のボリュームデータを生成するために用いられたデータの収集時期における被検体の体動に起因する移動を補正する。また、画像間位置合わせ処理部１３６１ｄは、歪み補正処理部１３６１ｂ及び体動補正処理部１３６１ｃによる補正処理が行なわれた２つのボリュームデータ間で、例えば、相互相関法等を用いた位置合わせ（Registration）を行なう。
【００４７】
３次元物体フュージョン部１３６１ｅは、画像間位置合わせ処理部１３６１ｄにより位置合わせが行なわれた複数のボリュームデータをフュージョンさせる。なお、画像補正処理部１３６１ａ及び３次元物体フュージョン部１３６１ｅの処理は、単一のボリュームデータに対してレンダリング処理を行なう場合、省略される。
【００４８】
３次元物体表示領域設定部１３６１ｆは、操作者により指定された表示対象臓器に対応する表示領域を設定する処理部であり、セグメンテーション処理部１３６１ｇを有する。セグメンテーション処理部１３６１ｇは、操作者により指定された心臓、肺、血管等の臓器を、例えば、ボリュームデータの画素値（ボクセル値）に基づく領域拡張法により抽出する処理部である。
【００４９】
なお、セグメンテーション処理部１３６１ｇは、操作者により表示対象臓器が指定されなかった場合、セグメンテーション処理を行なわない。また、セグメンテーション処理部１３６１ｇは、操作者により表示対象臓器が複数指定された場合、該当する複数の臓器を抽出する。また、セグメンテーション処理部１３６１ｇの処理は、レンダリング画像を参照した操作者の微調整要求により再度実行される場合もある。
【００５０】
３次元画像処理部１３６２は、前処理部１３６１が処理を行なった前処理後のボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行なう。ボリュームレンダリング処理を行なう処理部として、３次元画像処理部１３６２は、投影方法設定部１３６２ａと、３次元幾何変換処理部１３６２ｂと、３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆと、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋとを有する。
【００５１】
投影方法設定部１３６２ａは、視差画像群を生成するための投影方法を決定する。例えば、投影方法設定部１３６２ａは、ボリュームレンダリング処理を平行投影法により実行するか、透視投影法により実行するかを決定する。
【００５２】
３次元幾何変換処理部１３６２ｂは、ボリュームレンダリング処理が実行されるボリュームデータを３次元幾何学的に変換するための情報を決定する処理部であり、平行移動処理部１３６２ｃ、回転処理部１３６２ｄ及び拡大縮小処理部１３６２ｅを有する。平行移動処理部１３６２ｃは、ボリュームレンダリング処理を行なう際の視点位置が平行移動された場合に、ボリュームデータを平行移動させる移動量を決定する処理部であり、回転処理部１３６２ｄは、ボリュームレンダリング処理を行なう際の視点位置が回転移動された場合に、ボリュームデータを回転移動させる移動量を決定する処理部である。また、拡大縮小処理部１３６２ｅは、視差画像群の拡大や縮小が要求された場合に、ボリュームデータの拡大率や縮小率を決定する処理部である。
【００５３】
３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆは、３次元物体色彩処理部１３６２ｇ、３次元物体不透明度処理部１３６２ｈ、３次元物体材質処理部１３６２ｉ及び３次元仮想空間光源処理部１３６２ｊを有する。３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆは、これらの処理部により、例えば、操作者の要求に応じて、表示される視差画像群の表示状態を決定する処理を行なう。
【００５４】
３次元物体色彩処理部１３６２ｇは、ボリュームデータにてセグメンテーションされた各領域に対して着色される色彩を決定する処理部である。３次元物体不透明度処理部１３６２ｈは、ボリュームデータにてセグメンテーションされた各領域を構成する各ボクセルの不透過度（Opacity）を決定する処理部である。なお、ボリュームデータにおいて不透過度が「１００％」とされた領域の後方の領域は、視差画像群において描出されないこととなる。また、ボリュームデータにおいて不透過度が「０％」とされた領域は、視差画像群において描出されないこととなる。
【００５５】
３次元物体材質処理部１３６２ｉは、ボリュームデータにてセグメンテーションされた各領域の材質を決定することで、この領域が描出される際の質感を調整する処理部である。３次元仮想空間光源処理部１３６２ｊは、ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行なう際に、３次元仮想空間に設置する仮想光源の位置や、仮想光源の種類を決定する処理部である。仮想光源の種類としては、無限遠から平行な光線を照射する光源や、視点から放射状の光線を照射する光源等が挙げられる。
【００５６】
３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行ない、視差画像群を生成する。また、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、ボリュームレンダリング処理を行なう際、必要に応じて、投影方法設定部１３６２ａ、３次元幾何変換処理部１３６２ｂ、３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆにより決定された各種情報を用いる。
【００５７】
ここで、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋによるボリュームレンダリング処理は、レンダリング条件に従って行なわれることになる。例えば、レンダリング条件は、「平行投影法」又は「透視投影法」である。また、例えば、レンダリング条件は、「基準の視点位置及び視差角」である。また、例えば、レンダリング条件は、「視点位置の平行移動」、「視点位置の回転移動」、「視差画像群の拡大」、「視差画像群の縮小」である。また、例えば、レンダリング条件は、「着色される色彩」、「透過度」、「質感」、「仮想光源の位置」、「仮想光源の種類」である。このようなレンダリング条件は、入力部１３１を介して操作者から受け付ける場合や、初期設定される場合が考えられる。いずれの場合も、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、制御部１３５からレンダリング条件を受け付け、このレンダリング条件に従って、ボリュームデータに対するボリュームレンダリング処理を行なう。また、このとき、上述した投影方法設定部１３６２ａ、３次元幾何変換処理部１３６２ｂ、３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆが、このレンダリング条件に従って必要な各種情報を決定するので、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、決定されたこれらの各種情報を用いて視差画像群を生成する。
【００５８】
図６は、第１の実施形態に係るボリュームレンダリング処理の一例を説明するための図である。例えば、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋが、図６の（Ａ）に示すように、レンダリング条件として、平行投影法を受け付け、更に、基準の視点位置（５）と視差角「１度」とを受け付けたとする。かかる場合、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、図６の（Ａ）に示すように、視線方向に沿って無限遠から平行な光線を照射する光源を設定する。そして、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、視差角が「１度」おきとなるように、視点の位置を（１）〜（９）に平行移動して、平行投影法により視差角（視線方向間の角度）が１度ずつ異なる９つの視差画像を生成する。
【００５９】
或いは、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋが、図６の（Ｂ）に示すように、レンダリング条件として、透視投影法を受け付け、更に、基準の視点位置（５）と視差角「１度」とを受け付けたとする。かかる場合、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、図６の（Ｂ）に示すように、視線方向を中心に光を３次元的に放射状に照射する点光源や面光源を各視点にて設定する。そして、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、例えば、ボリュームデータの切断面の中心（重心）を中心に視差角が「１度」おきとなるように、視点の位置を（１）〜（９）に回転移動して、透視投影法により視差角が１度ずつ異なる９つの視差画像を生成する。なお、透視投影法を行なう場合、レンダリング条件によっては、視点（１）〜（９）は、平行移動される場合であってもよい。なお、視線方向は、図６の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、視点からボリュームデータの切断面の中心（重心）に向かう方向となる。
【００６０】
或いは、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、図６の（Ｃ）に示すように、表示されるボリュームレンダリング画像の縦方向に対しては、視線方向を中心に光を２次元的に放射状に照射し、表示されるボリュームレンダリング画像の横方向に対しては、視線方向に沿って無限遠から平行な光線を照射する光源を設定することで、平行投影法と透視投影法とを併用したボリュームレンダリング処理を行なってもよい。
【００６１】
このようにして生成された９つの視差画像が、視差画像群である。第１の実施形態において、９つの視差画像は、例えば制御部１３５により所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換され、立体表示モニタとしての表示部１３２に出力される。すると、ワークステーション１３０の操作者は、立体表示モニタに表示された立体視可能な医用画像を確認しながら、視差画像群生成のための操作を行なうことができる。
【００６２】
なお、図６の例では、レンダリング条件として、投影方法、基準の視点位置及び視差角を受け付けた場合を説明したが、レンダリング条件として、他の条件を受け付けた場合も同様に、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、それぞれのレンダリング条件を反映しつつ、視差画像群を生成する。
【００６３】
また、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、ボリュームレンダリングだけでなく、断面再構成法（ＭＰＲ：Multi Planer Reconstruction）を行なってボリュームデータからＭＰＲ画像を再構成する機能も有する。なお、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、「Curved MPR」を行なう機能や、「Intensity Projection」を行なう機能も有する。
【００６４】
続いて、３次元画像処理部１３６２がボリュームデータから生成した視差画像群は、アンダーレイ（Underlay）とされる。そして、各種情報（目盛り、患者名、検査項目等）が描出されたオーバーレイ（Overlay）がアンダーレイに対して重畳されることで、出力用の２次元画像とされる。２次元画像処理部１３６３は、オーバーレイ及びアンダーレイに対して画像処理を行なうことで、出力用の２次元画像を生成する処理部であり、図５に示すように、２次元物体描画部１３６３ａ、２次元幾何変換処理部１３６３ｂ及び輝度調整部１３６３ｃを有する。例えば、２次元画像処理部１３６３は、出力用の２次元画像の生成処理に要する負荷を軽減するために、９枚の視差画像（アンダーレイ）のそれぞれに対して１枚のオーバーレイを重畳することで、出力用の２次元画像を９枚、生成する。
【００６５】
２次元物体描画部１３６３ａは、オーバーレイに描出される各種情報を描画する処理部であり、２次元幾何変換処理部１３６３ｂは、オーバーレイに描出される各種情報の位置を平行移動処理又は回転移動処理したり、オーバーレイに描出される各種情報の拡大処理又は縮小処理したりする処理部である。
【００６６】
また、輝度調整部１３６３ｃは、輝度変換処理を行なう処理部であり、例えば、出力先の立体表示モニタの諧調や、ウィンドウ幅（ＷＷ：Window Width）、ウィンドウレベル（ＷＬ：Window Level）等の画像処理用のパラメータに応じて、オーバーレイ及びアンダーレイの輝度を調整する処理部である。
【００６７】
このようにして生成された出力用の２次元画像は、例えば制御部１３５により一旦記憶部１３４に格納され、その後、通信部１３３を介して画像保管装置１２０に送信される。例えば、端末装置１４０が、画像保管装置１２０からこの出力用の２次元画像を取得し、所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換した上で立体表示モニタに表示すると、観察者である医師や検査技師は、各種情報（目盛り、患者名、検査項目等）が描出された状態で、立体視可能な医用画像を閲覧することができる。或いは、出力用の２次元画像は、例えば制御部１３５により通信部１３３を介して、直接、端末装置１４０に送信される。
【００６８】
そして、第１の実施形態に係る端末装置１４０は、上述したように、病院内に勤務する医師や検査技師に医用画像を閲覧させるための装置であり、画像保管装置１２０又はワークステーション１３０からレンダリング処理部１３６が生成した視差画像群（出力用の２次元画像）を取得する。図７は、第１の実施形態に係る端末装置の構成例を説明するための図である。
【００６９】
第１の実施形態に係る端末装置１４０は、図７に示すように、入力部１４１と、表示部１４２と、通信部１４３と、記憶部１４４と、制御部１４５と、２次元画像処理部１４６とを有する。
【００７０】
入力部１４１は、マウス、キーボード、トラックボール等であり、端末装置１４０に対する各種操作の入力を操作者から受け付ける。具体的には、第１の実施形態に係る入力部１４１は、操作者から立体視要求を受け付ける。例えば、入力部１４１は、立体視要求として、操作者が読影用の表示を要望するボリュームデータを指定するための患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等の入力を受け付ける。
【００７１】
表示部１４２は、立体表示モニタとしての液晶パネル等であり、各種情報を表示する。具体的には、第１の実施形態に係る表示部１４２は、操作者から各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、立体視画像等を表示する。例えば、表示部１４２は、２視差モニタや、９視差モニタである。以下では、表示部１４２が９視差モニタである場合について説明する。
【００７２】
通信部１４３は、ＮＩＣ（Network Interface Card）等であり、他の装置との間で通信を行う。例えば、第１の実施形態に係る通信部１４３は、入力部１４１が受け付けた立体視要求に関する情報を画像保管装置１２０に送信する。また、第１の実施形態に係る通信部１４３は、立体視要求に応じて、画像保管装置１２０又はワークステーション１３０が送信した視差画像群等を受信する。
【００７３】
記憶部１４４は、ハードディスク、半導体メモリ素子等であり、各種情報を記憶する。具体的には、第１の実施形態に係る記憶部１４４は、通信部１４３を介して画像保管装置１２０又はワークステーション１３０から取得した視差画像群等を記憶する。また、記憶部１４４は、通信部１４３を介して画像保管装置１２０又はワークステーション１３０から取得した視差画像群の付帯情報（視差数や解像度等）も記憶する。
【００７４】
制御部１４５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路であり、端末装置１４０の全体制御を行なう。
【００７５】
例えば、制御部１４５は、画像保管装置１２０との間で通信部１４３を介して行なわれる表示要求や、画像保管装置１２０又はワークステーション１３０との間で通信部１４３を介して行なわれる視差画像群等の送受信を制御する。また、例えば、制御部１４５は、視差画像群等の記憶部１４４への格納や、視差画像群等の記憶部１４４からの読み込みを制御する。
【００７６】
また、第１の実施形態に係る制御部１４５は、表示部１４２に対するＧＵＩの表示や視差画像群の表示を制御する。第１の実施形態に係る制御部１４５は、視差画像群を所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換した上で９視差モニタである表示部１４２に表示する。
【００７７】
また、第１の実施形態に係る制御部１４５は、２次元画像処理部１４６による画像処理を制御する。
【００７８】
２次元画像処理部１４６は、図５を用いて説明した２次元画像処理部１３６３と同様の機能を有する。すなわち、２次元画像処理部１４６は、３次元画像処理部１３６２により生成されたアンダーレイとしての視差画像群に対して、オーバーレイを生成して重畳することで、表示部１４２に対する出力用の２次元画像を生成することができる。
【００７９】
さて、上述したように、レンダリング処理部１３６は、制御部１３５による制御の下、ボリュームデータから視差画像群を生成する。また、端末装置１４０は、視差画像群を取得して表示部１４２に表示する。これにより、端末装置１４０の操作者である医師や検査技師は、各種情報（目盛り、患者名、検査項目等）が描出された状態で、立体視可能な医用画像を閲覧することができる。
【００８０】
ここで、従来、ボリュームデータを所定の切断面で切断した２次元画像を汎用モニタで２次元表示する場合、当該２次元画像とボリュームデータの撮影部位の実空間とを対応付けるＸＹ方向のスケール（尺度）を表示することが行なわれている。なお、ＸＹ方向のスケールとは、モニタに表示されている２次元画像の横方向及び縦方向の長さそれぞれを、当該２次元画像に対応する実空間の長さに換算するものである。図８は、従来のスケールを説明するための図である。
【００８１】
例えば、汎用モニタは、図８に示すように、Ｘ線ＣＴ装置により生成されたボリュームデータをアキシャル面で切断したアキシャル画像とともに、当該アキシャル画像と実空間とを対応付けるＸＹ方向のスケール（尺度）を表示する。ＸＹ方向のスケールを参照することで、汎用モニタの観察者（例えば、読影医等）は、アキシャル画像に描出された関心領域のＸＹ方向のサイズを大まかに把握することができる。
【００８２】
一方、立体画像は、立体画像空間において観察者に立体的に体感される。図９は、立体画像空間を説明するための図である。
【００８３】
立体視モニタに表示された視差画像群を参照した観察者は、図９に示すように、立体画像Ａを立体画像空間において立体的に視認する。ここで、観察者が体感する立体感は、図９に示すように、飛び出し感と奥行き感とに大別される。飛び出し感は、立体表示モニタの表示面から観察者の視点（観察者視点Ｅ）に近づく方向にて、立体画像が飛び出しているように観察者が感じる感覚である。また、奥行き感は、立体表示モニタの表示面から観察者の視点（観察者視点Ｅ）より遠ざかる方向にて、立体画像が奥まっているように観察者が感じる感覚である。
【００８４】
以下、立体表示モニタの表示面から観察者の視点に近づく方向を「飛び出し方向」と記載し、立体表示モニタの表示面から観察者の視点より遠ざかる方向を「奥行き方向」と記載する。具体的には、「飛び出し方向」と「奥行き方向」とは、立体画像空間における立体視モニタの表示面に対して垂直方向となる。換言すると、立体画像空間における立体視モニタの表示面に対して垂直方向となる方向は、図９に示すように、Ｘ方向及びＹ方向双方に対して垂直な「Ｚ方向」となる。
【００８５】
しかし、例えば９視差モニタ等の立体表示モニタの観察者は、ＸＹ方向のスケールを参照しても、立体的に体感される立体画像空間におけるサイズ、特に、Ｚ方向のサイズを把握することができない。
【００８６】
そこで、第１の実施形態に係る端末装置１４０の制御部１４５は、立体視可能なモニタにて観察者により立体視される画像と実空間とを対応付ける尺度（スケール）を表示するため、例えば、図１０に示すように構成される。図１０は、第１の実施形態に係る端末装置の制御部の構成例を説明するための図である
【００８７】
図１０に示すように、制御部１４５は、取得部１４５ａと、決定部１４５ｂと、出力部１４５ｃとを有する。
【００８８】
取得部１４５ａは、３次元の医用画像データであるボリュームデータから所定視差数の視差画像である視差画像群を生成するために用いられたレンダリング条件を取得する。そして、決定部１４５ｂは、視差画像群を表示する立体表示モニタを参照することで立体視される立体画像の空間座標（立体画像空間の座標）と、ボリュームデータの撮影部位の空間座標（実空間の座標）とを対応付ける対応情報を、レンダリング条件に含まれる少なくとも前記視差画像群を構成する視差画像間の視差角と、立体表示モニタにて表示される視差画像群の表示サイズとに基づいて設定する。
【００８９】
そして、決定部１４５ｂは、対応情報に基づいて、立体画像空間における立体表示モニタの表示面に対して垂直方向の長さを実空間上の長さに換算するためのスケールを決定する。出力部１４５ｃは、視差画像群に基づく立体画像に対してスケールが立体表示モニタにて重畳表示されるように出力制御する。
【００９０】
以下、取得部１４５ａ、決定部１４５ｂ及び出力部１４５ｃが行なう処理の一例について説明する。なお、取得部１４５ａと、決定部１４５ｂと、出力部１４５ｃとの処理は、９視差画像が制御部１４５に転送された後に実行される。すなわち、ワークステーション１３０は、端末装置１４０の操作者により指定されたボリュームデータを画像保管装置１２０から取得し、取得したボリュームデータから９視差モニタである表示部１４２に出力するための視差画像群である９視差画像を生成する。例えば、レンダリング処理部１３６は、端末装置１４０の操作者が入力したレンダリング条件（視差数、視差角、投影方法及び視点の位置情報等）に基づいて、９視差画像を生成する。そして、制御部１３５は、レンダリング処理部１３６が生成した９視差画像を端末装置１４０に送信するように通信部１３３を制御する。端末装置１４０の通信部１４３は、受信した９視差画像を制御部１４５に転送する。
【００９１】
また、以下では、ボリュームデータの座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）の直交３軸の座標を用いて示す。また、ｘ方向を、実空間座標における水平方向とする。また、ｙ方向を、実空間座標における垂直方向とする。また、ｚ方向を、実空間座標におけるｘｙ平面に垂直な方向、具体的には、「奥行き方向」に対応する方向とする。すなわち、ｚ方向の正方向は、「奥行き方向」となり、ｚ方向の負方向は、「飛び出し方向」となる。
【００９２】
また、以下では、立体画像空間の座標系を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の直交３軸の座標を用いて示す。また、Ｘ方向を、立体画像空間座標における水平方向（表示面の横方向）とする。また、Ｙ方向を、立体画像空間座標における垂直方向（表示面の縦方向）とする。また、Ｚ方向を、立体画像空間座標における「奥行き方向」に対応する方向とする。すなわち、Ｚ方向の正方向は、「奥行き方向」となり、Ｚ方向の負方向は、「飛び出し方向」となる。
【００９３】
取得部１４５ａは、レンダリング条件を取得する。そして、決定部１４５ｂは、レンダリング条件に含まれる９視差画像の視差角及び表示部１４２にて表示される９視差画像の表示サイズに基づいて、立体画像空間の座標と実空間の座標とを対応付ける対応情報を設定する。具体的には、決定部１４５ｂは、ＸＹ方向の対応情報を表示サイズに基づいて設定し、Ｚ方向の対応情報を視差角及び表示サイズに基づいて設定する。なお、表示サイズは、例えば、端末装置１４０の操作者がレンダリング条件とともに入力することで取得される。
【００９４】
仮に、ボリュームデータが「５００×５００×５００」のボクセルから構成され、１ボクセルが「０．５ｍｍ×０．５ｍｍ×０．５ｍｍ」のサイズであるとする。
【００９５】
かかる場合、ボリュームデータのｘｙ平面内は、１０ボクセルが５ｍｍに対応する。ここで、表示サイズが「１ボクセル：１．０ｍｍ」である場合、決定部１４５ｂは、ＸＹ平面内が「１０ピクセル：１０ｍｍ」であるとする対応情報を設定する。そして、決定部１４５ｂは、ＸＹ方向のスケールを「１０ピクセル：１０ｍｍ」と決定する。なお、上記の設定処理は、ボリュームレンダリングの投影処理を行なってもｘｙ平面のサイズとＸＹ平面のサイズとが略一致する平行投影法において適用される方法である。
【００９６】
一方、決定部１４５ｂは、Ｚ方向における対応情報を、例えば、図１１−１に示すパラメータを用いて設定する。図１１−１は、Ｚ方向における対応情報の設定に用いられるパラメータの一例を説明するための図である。
【００９７】
９視差モニタの場合、立体画像の立体感は、視差角（θ）及び表示サイズ（Ｓ）に依存する。そこで、決定部１４５ｂは、図１１−１に示すように、視差角（θ）及び表示サイズ（Ｓ）を変数とするパラメータ「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」を用いる。「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」は、立体表示モニタの仕様に応じて、予め設定されるパラメータであり、例えば、画像処理システム１の管理者により設定される情報である。
【００９８】
「ａ（θ，Ｓ）」は、図１１−１に示すように、飛び出し方向の対応情報を設定するためのパラメータである。また、「ｂ（θ，Ｓ）」は、図１１−１に示すように、奥行き方向の対応情報を設定するためのパラメータである。具体的には、「ａ（θ，Ｓ）」は、視差角及び表示サイズが「θ」及び「Ｓ」である場合の飛び出し量（単位：ｍｍ）である。また、「ｂ（θ，Ｓ）」は、視差角及び表示サイズが「θ」及び「Ｓ」である場合の奥行き量（単位：ｍｍ）である。
【００９９】
例えば、「θ」が「１度」及び「Ｓ」が「１ボクセル：１．０ｍｍ」である場合、「ａ（θ，Ｓ）」が「５ｍｍ」であるとする。また、「θ」が「１度」及び「Ｓ」が「１ボクセル：１．０ｍｍ」である場合、「ｂ（θ，Ｓ）」が「５ｍｍ」であるとする。かかる場合、決定部１４５ｂは、Ｚ方向において「表示面の１ｍｍが実空間の５ｍｍ」に対応するとの対応情報を設定する。そして、決定部１４５ｂは、Ｚ方向のスケールを「表示面の１０ｍｍ：実空間の５０ｍｍ」と決定する。
【０１００】
なお、上記では、「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」が同じ値であることから、Ｚ方向のスケールの縮尺が表示面の前後で同じとなる場合について説明した。しかし、「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」が異なる値である場合、決定部１４５ｂは、表示面の前後で縮尺が異なるＺ方向のスケールを決定する場合であっても良い。すなわち、決定部１４５ｂは、対応情報に応じて、表示面に対する飛び出し方向と奥行き方向とで異なる縮尺となるＺ方向のスケールを決定する場合であっても良い。
【０１０１】
或いは、「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」が異なる値である場合、決定部１４５ｂは、「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」の平均値を用いて、Ｚ方向のスケールの縮尺が表示面の前後で同じとなるＺ方向のスケールを決定する場合であっても良い。
【０１０２】
ところで、表示部１４２を参照することで観察者が体感する立体感は、表示部１４２の仕様に応じて、限界がある。すなわち、表示部１４２が表示可能な飛び出し方向の量（飛び出し量）と、表示部１４２が表示可能な奥行き方向の量（奥行き量）とは、表示部１４２の仕様により、限界がある。以下、飛び出し量の限界値を「飛び出し限界値」と記載し、奥行き量の限界値を「奥行き限界値」と記載する。
【０１０３】
すなわち、決定部１４５ｂが上記の「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」に基づいて設定した飛び出し方向の対応情報及び奥行き方向の対応情報は、「飛び出し限界値」及び「奥行き限界値」に応じて修正する必要がある。
【０１０４】
そこで、決定部１４５ｂは、立体表示モニタのハードウェア仕様に基づいて、「飛び出し限界値」及び「奥行き限界値」を算出する。具体的には、決定部１４５ｂは、「立体表示モニタの表示面と立体表示モニタを観察する観察者との距離である視距離」と、立体表示モニタのハードウェア仕様とに基づいて、飛び出し限界量及び奥行き限界量を算出する。なお、立体表示モニタと観察者との視距離は、観察者の位置を特定できなければ求めることができない。しかし、一般に、立体表示モニタである表示部１４２等は、立体表示モニタの観察位置を所定の位置に想定した上で設計される。そこで、決定部１４５ｂは、所定の位置に想定された観察位置と立体表示モニタの表示面との距離である「想定視距離」に基づいて、飛び出し限界量及び奥行き限界量を算出する。
【０１０５】
ここで、決定部１４５ｂによって算出される飛び出し限界量及び奥行き限界量の一例を説明する。決定部１４５ｂは、例えば、以下の（数１）により飛び出し限界量を算出する。また、例えば、決定部１４５ｂは、以下の（数２）により奥行き限界量を算出する。なお、以下の（数１）及び（数２）では、奥行き方向のうち、立体表示モニタの表示面を原点として、かかる表示面から観察者の視点に近づく方向を負とし、表示面から観察者の視点より遠ざかる方向を正としている。
【０１０６】
（数１）＝飛び出し限界量（ｍｍ）＝−想定視距離／｛２×［（想定視距離＋ギャップ）／想定視距離］×（サブピクセルピッチ／ギャップ）×飛び出し限界周波数＋１｝
【０１０７】
（数２）＝奥行き限界量（ｍｍ）＝想定視距離／｛２×［（想定視距離＋ギャップ）／想定視距離］×（サブピクセルピッチ／ギャップ）×飛び出し限界周波数−１｝
【０１０８】
ここで、図１１−２を用いて、上記（数１）及び（数２）に示した「ギャップ」、「サブピクセルピッチ」等について説明する。図１１−２は、図１１−１に例示したパラメータにより設定されるＺ方向における対応情報を修正する場合に用いられるパラメータを説明するための図である。図１１−２は、図３に例示した立体表示モニタを縦方向から見た図である。図１１−２に示すように、「ギャップ」は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）画素面とレンチキュラーレンズ２０１の焦点との距離を示す。また、「サブピクセルピッチ」は、立体表示モニタ内に配置されたＬＣＤ画素２０２間の距離を示す。また、「レンズピッチ」は、視差数分のＬＣＤ画素２０２の横方向の長さを示し、「サブピクセルピッチ×視差数」によって表される。
【０１０９】
また、上記（数１）及び（数２）に示した「飛び出し限界周波数」は、単位が「ＣＰＲ（cycles per radian）」であり、「最大表示可能周波数×Ｎ（０＜Ｎ≦１）」によって表される。かかる「最大表示可能周波数」は、「視距離／（２×レンズピッチ）」によって表され、立体表示モニタの表示面上での解像度を示す。より具体的に説明すると、「ＣＰＲ」は、立体表示モニタから照射される光線のうち観察者の眼から広がる光線錘に許容される光線の密度を示す。この「ＣＰＲ」は、同一視距離の場合には、レンチキュラーレンズが配置される密度が高いほど大きくなり、レンチキュラーレンズが配置される密度が低いほど小さくなる。言い換えれば、「ＣＰＲ」は、レンチキュラーレンズが配置される密度が同一である場合には、視距離が遠いほど大きくなり、視距離が近いほど小さくなる。「最大表示可能周波数」は、「ＣＰＲ」が最大になる解像度である。すなわち、「最大表示可能周波数」は、立体表示モニタの表示面上の解像度を示す。
【０１１０】
ここで、上記（数１）及び（数２）において、例えば、視距離が「１０００ｍｍ」であり、ギャップが「０．５ｍｍ」であり、サブピクセルピッチが「０．０５ｍｍ」であり、飛び出し限界周波数が「３００ＣＰＲ」であるものとする。かかる場合に、取得部１４５ａは、上記（数１）により、「表示部１４２の飛び出し限界量：−１６．４ｍｍ」を算出し、上記（数２）により、「表示部１４２の奥行き限界量：１６．９ｍｍ」を算出する。なお、ここでは、小数第２位を四捨五入するものとする。
【０１１１】
ここで、決定部１４５ｂが、「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」により、飛び出し方向及び奥行き方向それぞれにおいて「表示面の１ｍｍが実空間の５ｍｍ」に対応するとの対応情報を設定したとする。また、更に、決定部１４５ｂが、ボリュームデータの実空間座標におけるｚ方向の長さを、例えば、重心から前後に「１００ｍｍ」であると設定したとする。
【０１１２】
ここで、実空間のｚ方向における長さが「１００×２＝２００ｍｍ」である場合、Ｚ方向における飛び出し方向及び奥行き方向の対応情報それぞれは、「実空間の１００ｍｍ」が「表示面の２０ｍｍ」となる。しかし、「表示面の２０ｍｍ」は、飛び出し限界量及び奥行き限界量を超えた値となる。
【０１１３】
そこで、決定部１４５ｂは、飛び出し方向の対応情報を、「表示面の２０ｍｍが実空間の１００ｍｍ」から「表示面の１６．４ｍｍが実空間の１００ｍｍ」に修正する。また、決定部１４５ｂは、奥行き方向の対応情報を、「表示面の２０ｍｍが実空間の１００ｍｍ」から「表示面の１６．９ｍｍが実空間の１００ｍｍ」に修正する。換言すると、決定部１４５ｂは、「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」により設定した飛び出し方向及び奥行き方向における対応情報を、飛び出し限界量及び奥行き限界量から算出される立体画像のＺ方向における上限圧縮度に基づいて修正する。
【０１１４】
これにより、決定部１４５ｂは、飛び出し方向のスケールを「表示面の１０ｍｍ：実空間の６１ｍｍ」と決定する。また、決定部１４５ｂは、奥行き方向のスケールを「表示面の１０ｍｍ：実空間の５９ｍｍ」と決定する。或いは、決定部１４５ｂは、平均値を用いて、Ｚ方向のスケールを「表示面の１０ｍｍ：実空間の６０ｍｍ」と決定する。
【０１１５】
出力部１４５ｃは、９視差画像群及びスケールが表示部１４２にて出力されるように制御する。具体的には、出力部１４５ｃは、スケールのオーバーレイを生成し、更に、生成したオーバーレイをアンダーレイ（９つの視差画像）それぞれに重畳させた出力用の２次元画像を生成するように２次元画像処理部１４６を制御する。
【０１１６】
そして、出力部１４５ｃは、２次元画像処理部１４６が生成した出力用の９つの２次元画像を９視差画像として中間画像に変換して表示部１４２に出力する。これにより、表示部１４２では、立体画像がＸＹＺ方向のスケールとともに重畳表示される。図１２は、Ｚ方向のスケール表示の一例を説明するための図である。
【０１１７】
図１２に示す一例では、表示面に対する飛び出し方向と奥行き方向とで同一の縮尺となるＺ方向のスケールがＸＹ方向のスケールに対して立体感を示すために斜め方向に重畳された形式で表示されている。かかるＺ方向のスケールを参照することで、端末装置１４０の操作者（観察者）は、例えば、立体画像空間において表示面から飛び出している領域（図１２中の黒枠内を参照）の飛び出し方向のサイズを把握することができる。ここで、図１２に示す一例では、飛び出し方向を正方向とするＺ方向のスケールが表示されている。
【０１１８】
なお、スケールは、観察者の要求に応じて、移動することができる。例えば、観察者が入力部１４１のマウスを用いてスケールの位置でクリックした状態でマウスを移動したとする。かかる場合、制御部１４５は、２次元画像処理部１４６に対してスケールの位置が移動されたオーバーレイを再生成するように指示を送出する。これにより、表示部１４２は、観察者のマウス操作に応じてスケールの位置が移動する立体画像を表示させることができる。
【０１１９】
更に、出力部１４５ｃは、立体画像に対して尺度が重畳表示される位置に応じて、尺度を構成する線分の方向が変更されるように制御する。図１３は、移動にともなうＺ方向のスケール表示制御の一例を説明するための図である。
【０１２０】
例えば、出力部１４５ｃは、図１３に示すように、スケールの位置が表示面の右下に移動された場合、Ｚ方向のスケールを右下から左上に向かう方向の線分とするオーバーレイを２次元画像処理部１４６に生成させる。また、出力部１４５ｃは、図１３に示すように、スケールの位置が表示面の右上に移動された場合、Ｚ方向のスケールを右上から左下に向かう方向の線分とするオーバーレイを２次元画像処理部１４６に生成させる。
【０１２１】
また、出力部１４５ｃは、図１３に示すように、スケールの位置が表示面の左下に移動された場合、Ｚ方向のスケールを左下から右上に向かう方向の線分とするオーバーレイを２次元画像処理部１４６に生成させる。また、出力部１４５ｃは、図１３に示すように、スケールの位置が表示面の左上に移動された場合、Ｚ方向のスケールを左上から右下に向かう方向の線分とするオーバーレイを２次元画像処理部１４６に生成させる。
【０１２２】
かかる制御により、観察者は、自身が体感する立体感、特に、飛び出し感に対して違和感のないスケールを参照することができる。
【０１２３】
以上、スケールの決定法の一例（以下、第１方法）について説明した。しかし、スケールの決定処理は、以下に説明する第２方法により実行される場合であっても良い。
【０１２４】
すなわち、第２方法において、決定部１４５ｂは、立体画像空間座標をボリュームデータ空間座標に変換する関数であって、視差角、表示サイズ及び視線方向をパラメータとする関数に基づいて対応情報を設定する。そして、第２方法において、決定部１４５ｂは、対応情報に基づく尺度として、Ｚ方向のスケールとともに、立体画像空間における立体表示モニタの表示面におけるＸＹ方向の長さを撮影部位の空間上の長さに換算するためのスケールを決定する。図１４〜図１６は、スケール決定の第２方法を説明するための図である。
【０１２５】
ここで、図１４の（Ａ）と（Ｂ）とは、同じ被検体を示すものである。図１４の（Ａ）は、ボリュームデータ座標により示される被検体の撮影部位におけるボリュームデータの一例を示すものである。また、図１４の（Ｂ）は、端末装置１４０にて表示される立体画像の一例を示すものである。また、図１４の（Ａ）に示す「ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向」と、図１４の（Ｂ）に示す「Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向」とは、上述した方向となる。図１４の（Ａ）における座標３０１と座標３０２と距離３０３は、それぞれ、図１４の（Ｂ）における座標３０４と座標３０５と距離３０６とに対応する。
【０１２６】
図１４の（Ｂ）の立体画像は、図１４の（Ａ）に示すボリュームデータと比較して、飛び出し方向及び奥行き方向が狭くなっている。換言すると、図１４の（Ｂ）の立体画像では、図１４の（Ａ）に示された被検体の飛び出し方向及び奥行き方向の成分が、圧縮された上で表示されている。この場合、図１４の（Ｂ）に示すように、座標３０４と座標３０５との間の距離３０６は、図１４の（Ａ）における座標３０１と座標３０２との間の距離３０３と比較して、圧縮される分短くなる。言い換えると、立体画像内に表示される距離３０６は、実空間における距離３０３と比較して短くなる。なお、図１４に示す例では、ｚ方向だけが狭くなる場合を説明したが、例えば、ｘ方向及びｚ方向がともに狭くなる場合、ｙ方向及びｚ方向がともに狭くなる場合、ｘｙｚ方向が全て狭くなる場合もある。すなわち、ボリュームデータ空間上の直線は、立体画像空間上では、異なる長さの直線となる場合や、異なる長さの曲線となる場合がある。
【０１２７】
かかる立体画像空間座標とボリュームデータ空間座標との対応関係は、立体画像のスケールや視野角、視線方向（レンダリング時の視線方向、又は、立体画像観察時の視線方向）等により一意に決定され、例えば、以下の（数３）のような形で表現することが可能となる。
【０１２８】
（数３）＝（ｘ１、ｙ１、ｚ１）＝Ｆ（ｘ２、ｙ２、ｚ２）
【０１２９】
（数３）において、「ｘ２」「ｙ２」「ｚ２」は、それぞれ、立体画像空間座標を示す。「ｘ１」「ｙ１」「ｚ１」は、それぞれ、ボリュームデータ空間座標を示す。関数「Ｆ」は、立体画像のスケールや視野角、視線方向等により一意に決定される関数である。すなわち、決定部１４５ｂは、（数１）を用いることで、立体画像空間座標とボリュームデータ空間座標との対応関係を設定することができる。なお、関数「Ｆ」は、立体画像のスケールや視野角、視線方向（レンダリング時の視線方向、又は、立体画像観察時の視線方向）等が変更されるごとに決定部１４５ｂにより生成される。例えば、回転、平行移動、拡大、縮小を変換する関数「Ｆ」として（数４）に示したアフィン変換が用いられる。
【０１３０】
（数４）ｘ１＝ａ＊ｘ２＋ｂ＊ｙ２＋ｃ＊ｚ３＋ｄ
ｙ１＝ｅ＊ｘ２＋ｆ＊ｙ２＋ｇ＊ｚ３＋ｈ
ｚ１＝ｉ＊ｘ２＋ｊ＊ｙ２＋ｋ＊ｚ３＋ｌ
（a〜lは変換係数）
【０１３１】
ここで、ボリュームデータ空間座標と実空間座標との対応関係は、ボリュームデータの生成条件に基づいて設定することができる。決定部１４５ｂは、かかる生成条件を、例えば、画像保管装置１２０に格納されているボリュームデータの付帯情報から取得する。そして、決定部１４５ｂは、関数「Ｆ」により取得した立体画像空間座標とボリュームデータ空間座標との対応関係と、付帯情報から取得したボリュームデータ空間座標と実空間座標との対応関係とから、立体画像空間座標と実空間座標との対応情報を設定する。
【０１３２】
例えば、関数「Ｆ」を用いることで、決定部１４５ｂは、図１５に示すように、観察者の視点Ｅからの視線方向上の２点間の距離Ｄと、レンダリング処理時の視点ｅからの視線方向上の２点間の距離ｄに対応する実空間の距離とを対応情報として設定する。そして、例えば、決定部１４５ｂは、図１５に示すように、「距離Ｄ」と「距離ｄに対応する実空間の距離」との比率からＺ方向のスケールを決定する。図１５に示す一例では、決定部１４５ｂは、飛び出し方向を正方向とするＺ方向のスケールを決定する。
【０１３３】
なお、第２方法においても、第１方法と同様に、決定部１４５ｂは、表示面に対する飛び出し方向と奥行き方向とで異なる縮尺となるスケールを決定しても良い。
【０１３４】
例えば、決定部１４５ｂは、図１６に示すように、ボリュームデータ空間座標において、レンダリング処理時の視点ｅからの視線方向に直交する断面であり、ボリュームレンダリング時の基準面（投影面）に対応する断面の位置情報を取得する。更に、決定部１４５ｂは、基準面と視点ｅからの視線方向との交点３０４（重心）の位置情報を取得する。そして、決定部１４５ｂは、レンダリング処理時の視点ｅからの視線方向上の２点それぞれと交点３０４との距離である「距離ｄ１及び距離ｄ２」を取得する。
【０１３５】
また、決定部１４５ｂは、図１６に示すように、立体画像空間座標において、観察者の視点Ｅからの視線方向において、上記の基準面に対応する断面、すなわち、表示面の位置情報を取得する。更に、決定部１４５ｂは、表示面と視線方向との交点３０７の位置情報を取得する。そして、決定部１４５ｂは、観察者の視点Ｅからの視線方向上の２点それぞれと交点３０７との距離である「距離Ｄ１及び距離Ｄ２」を取得する。
【０１３６】
そして、決定部１４５ｂは、「距離Ｄ１及び距離ｄ１に対応する実空間の距離」を飛び出し方向の対応情報として設定する。また、決定部１４５ｂは、「距離Ｄ２と距離ｄ２に対応する実空間の距離」を奥行き方向の対応情報として設定する。そして、決定部１４５ｂは、「距離Ｄ１」と「距離ｄ１に対応する実空間の距離」との比率からＺ方向における飛び出し方向のスケールを決定する。また、決定部１４５ｂは、「距離Ｄ２」と「距離ｄ２に対応する実空間の距離」との比率からＺ方向における奥行き方向のスケールを決定する。すなわち、図１６に例示するように、決定部１４５ｂは、表示面を挟んで尺度が飛び出し方向と奥行き方向とで異なるＺ方向のスケールを決定する。図１６に示す一例では、決定部１４５ｂは、飛び出し方向を正方向とするＺ方向のスケールを決定する。
【０１３７】
また、決定部１４５ｂは、上述したように、基準面と表示面との対応情報を設定することができる。すなわち、上述したように、関数「Ｆ」によっては、基準面と表示面とは、必ずしも比例関係とはならない。また、同一の視線方向であっても、ボリュームデータ空間座標において基準面の位置が移動すると、立体画像空間座標において表示面の位置も移動することとなる。同一の視線方向にて基準面が移動した場合、観察時の視線方向が同一であっても、表示面のスケール、すなわち、ＸＹ方向のスケールは、変動する。そこで、決定部１４５ｂは、設定した基準面と表示面との対応情報に基づいて、ＸＹ方向のスケールを決定する。
【０１３８】
また、関数「Ｆ」によっては、立体画像空間において基準面に対応する面は、必ずしも平面になるとは限らない。かかる場合、基準面に対応する面と表示面とは、異なることになり、スケールの表示位置によっては、ＸＹ方向のスケールも異なることとなる。そこで、決定部１４５ｂは、設定した基準面と表示面との対応情報に基づいて、表示位置に応じて、ＸＹ方向のスケールを変更し、変更されたＸＹ方向のスケールが表示されるように制御する。
【０１３９】
なお、上述した説明では、決定部１４５ｂが、関数「Ｆ」に基づいて対応情報を設定する場合を用いて説明した。しかし、本実施形態は、例えば、記憶部１４４が立体画像空間座標とボリュームデータ空間座標とが対応付けられたテーブルである座標テーブルを有し、決定部１４５ｂが、座標テーブルを用いて、立体画像空間座標とボリュームデータ空間座標との対応関係を取得して、立体画像空間座標と実空間座標との対応情報を設定する場合であっても良い。
【０１４０】
次に、図１７を用いて第１の実施形態に係る画像処理システム１の処理について説明する。図１７は、第１の実施形態に係る端末装置のスケール表示処理を説明するためのフローチャートである。なお、図１７は、端末装置１４０の操作者が指定したボリュームデータの視差画像群がワークステーション１３０により生成された後の処理を示すフローチャートである。
【０１４１】
図１７に示すように、第１の実施形態に係る画像処理システム１の端末装置１４０は、視差画像群を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、端末装置１４０は、視差画像群を受信しない場合（ステップＳ１０１否定）、視差画像群を受信するまで待機する。
【０１４２】
一方、視差画像群を受信した場合（ステップＳ１０１肯定）、取得部１４５ａは、レンダリング条件を取得し、決定部１４５ｂは、レンダリング条件に含まれる視差角及び表示サイズを用いて、立体画像空間の座標と実空間の座標とを対応付ける対応情報を設定する（ステップＳ１０２）。例えば、決定部１４５ｂは、視差角及び表示サイズを変数とするパラメータを用いた第１方法や、立体画像空間座標をボリュームデータ空間座標に変換する関数であって、視差角、表示サイズ及び立体画像観察時の視線方向をパラメータとする関数を用いた第２方法により、対応情報を設定する。
【０１４３】
そして、決定部１４５ｂは、対応情報に基づいて、スケールを決定し（ステップＳ１０３）、出力部１４５ｃは、２次元画像処理部１４６により、視差画像群それぞれにスケールを重畳させる（ステップＳ１０４）。
【０１４４】
そして、出力部１４５ｃは、２次元画像処理部１４６がスケールを重畳させた視差画像群を中間画像に変換し表示部１４２にて表示させ（ステップＳ１０５）、処理を終了する。なお、スケールの表示位置が変更された場合、出力部１４５ｃは、表示位置に応じて尺度が変更されたスケールを決定し、２次元画像処理部１４６により、決定したスケールを視差画像群それぞれに重畳させる。
【０１４５】
上述してきたように、第１の実施形態では、第１の方法や第２の方法を用いることで、立体画像の表示用の視差画像群を生成する際に用いられたレンダリング条件に応じたＺ方向のスケールを表示することができる。従って、第１の実施形態では、立体視可能なモニタにて観察者により立体視される画像と実空間とを対応付ける尺度を表示することができる。また、第１の実施形態では、第２の方法を用いることで、立体画像空間におけるＺ方向のスケールだけでなく、Ｘ方向及びＹ方向のスケールもレンダリング条件に応じて決定することができる。すなわち、関数「Ｆ」を用いた対応情報を設定することで、決定部１４５ｂは、視点及び視線方向の移動や、ボリュームデータの拡大・縮小等に追従したスケールを決定することができる。
【０１４６】
また、第１の実施形態では、第１の方法や第２の方法で設定した対応情報を用いることで、飛び出し方向と奥行き方向とで縮尺が異なるスケールを表示させることができる。また、第１の実施形態では、スケールの表示位置に応じて、スケールの形状（線分方向）や、スケールの尺度を変更することができる。特に、スケールの表示位置に応じてスケールの尺度を変更することで、観察者が着目する関心領域のサイズを大まかに把握させることができる。
【０１４７】
（第２の実施形態）
さて、上述した第１の実施形態以外にも、その他の実施形態にて実施されても良い。そこで、以下では、その他の実施形態を示す。図１８〜図２１は、第２の実施形態を説明するための図である。
【０１４８】
（立体視モニタについて）
第１の実施形態では、立体表示モニタが９視差モニタである場合について説明した。しかし、第１の実施形態で説明したスケール出力処理は、立体表示モニタが２視差モニタである場合であっても適用することができる。すなわち、第１の実施形態は、２視差モニタの仕様に合わせた「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」や関数「Ｆ」を用いることで、対応情報の設定及びスケールの決定が行なわれる場合であっても良い。
【０１４９】
（スケールについて）
第１の実施形態は、Ｘ方向及びＹ方向のスケールであるＸＹ方向のスケールが表示面の縦方向に固定される場合について説明した。しかし、ＸＹ方向のスケールは、例えば、図１８の（Ａ）に示すように、操作者（観察者）のマウス操作に応じて、回転移動する場合であっても良い。
【０１５０】
また、第１の実施形態は、Ｘ方向及びＹ方向のスケールをＸＹ方向に統一する場合について説明した。しかし、ＸＹ方向のスケールは、例えば、図１８の（Ｂ）に示すように、Ｘ方向及びＹ方向のスケールとして分割される場合であっても良い。
【０１５１】
また、スケールは、第１の実施形態で説明したように線分により構成される場合に限定されるものではない。例えば、スケールは、図１８の（Ｃ）に示すように、ＸＹ方向のスケールを示す平面と、ＺＸ方向のスケールを示す平面とにより構成される場合であっても良い。また、例えば、スケールは、図１８の（Ｄ）に示すように、ＸＹＺ方向のスケールを一括して示す直方体により構成される場合であっても良い。また、例えば、スケールは、図１８の（Ｅ）に示すように、ＸＹＺ方向のスケールを一括して示す球体により構成される場合であっても良い。ただし、図１８の（Ｃ）〜（Ｅ）に示すスケールを表示する際には、立体画像の視認性の低下を回避するために、スケールの不透明度を例えば「５０％」とする処理が行なわれることが望ましい。
【０１５２】
更に、決定部１４５ｂは、対応情報に応じた尺度として、立体画像空間をグリッド状に分割するグリッド線を決定する場合であっても良い。すなわち、スケールは、図１９に示す一例のように、グリッド線を用いたスケールであっても良い。なお、図１９に示す一例では、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向それぞれでグリッド線の間隔が等間隔である場合を示しているが、実際には、「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」や関数「Ｆ」により、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向それぞれでグリッド線の間隔は、不均一となる。更に、「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」や関数「Ｆ」により、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向それぞれのグリッド線は、直線となる場合や、曲線となる場合がある。
【０１５３】
このように、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のスケールをグリッド線により立体画像空間全体で表示させることで、観察者は、立体画像の実空間におけるサイズを、全体的に把握することができる。また、関数「Ｆ」を用いた対応情報を設定することで、決定部１４５ｂは、視点及び視線方向の移動や、ボリュームデータの拡大・縮小等に追従したグリッド線を決定することができる。また、スケールをグリッド線により立体画像空間全体で表示させることで、観察者は、立体画像をより立体的に視認することができる。
【０１５４】
更に、決定部１４５ｂは、対応情報に応じた尺度に用いる軸の情報を、立体画像空間の座標軸からボリュームデータ空間の座標軸に変換する場合であっても良い。すなわち、決定部１４５ｂは、立体画像空間のスケールからボリュームデータ空間のスケールへの変換処理を行なっても良い。かかる場合、取得部１４５ａは、ボリュームデータ空間の座標軸に関する情報を、例えば、画像保管装置１２０においてボリュームデータに対応付けられている付帯情報から取得する。
【０１５５】
取得部１４５ａは、例えば、図２０の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、撮影時の被検体の体勢から、実空間に対応するボリュームデータ空間において、ｚ方向が足から頭に向かう方向を正とする方向であり、ｘ方向が右腕から左腕に向かう方向を正とする方向であり、ｙ方向が背側から腹側を正とする方向であるとする情報を取得する。また、取得部１４５ａは、例えば、関数「Ｆ」を用いた対応情報を取得する際、レンダリング処理時の視点ｅからの視線方向の情報も取得する（図１６を参照）。
【０１５６】
ここで、図２０の（Ａ）に示すように、取得部１４５ａにより取得されたレンダリング処理時の視点ｅからの視線方向が、負から正に向かうｚ方向に沿った方向であったとする。かかる場合、決定部１４５ｂは、上述したように、立体画像空間におけるＸＹ方向及びＺ方向のスケールを決定する（図２０の（Ａ）を参照）。更に、決定部１４５ｂは、ＸＹ方向のスケールがｘｙ方向のスケールに対応し、Ｚ方向のスケールがｚ方向のスケールに対応することから、図２０の（Ａ）に示すように、出力用のスケールとして、ｘｙ方向及びｚ方向のスケールを決定する。ここで、決定部１４５ｂは、観察者の視点Ｅから認識される立体画像の奥行き方向がｚ方向の正方向に対応することから、図２０の（Ａ）に示すようにｚ方向の矢印の向きがＺ方向の矢印の向きと逆になるように設定する。
【０１５７】
また、図２０の（Ｂ）に示すように、取得部１４５ａにより取得されたレンダリング処理時の視点ｅからの視線方向が、負から正に向かうｘ方向に沿った方向であったとする。かかる場合、決定部１４５ｂは、上述したように、立体画像空間におけるＸＹ方向及びＺ方向のスケールを決定する（図２０の（Ｂ）を参照）。更に、決定部１４５ｂは、ＸＹ方向のスケールがｙｚ方向のスケールに対応し、Ｚ方向のスケールがｘ方向のスケールに対応することから、図２０の（Ｂ）に示すように、出力用のスケールとして、ｙｚ方向及びｘ方向のスケールを決定する。ここで、決定部１４５ｂは、観察者の視点Ｅから認識される立体画像の奥行き方向がｘ方向の正方向に対応することから、図２０の（Ｂ）に示すようにｘ方向の矢印の向きがＺ方向の矢印の向きと逆になるように設定する。
【０１５８】
ここで、図２０の（Ａ）及び（Ｂ）に例示したように、レンダリング処理時の視点ｅからの視線方向がｘｙ平面や、ｙｚ平面、ｚｘ平面に正対する方向でない場合、ボリュームデータ空間のスケール（以下、Ｖスケール）においてｘｙｚの表記を用いることは適切ではない。かかる場合、決定部１４５ｂは、図２０の（Ｃ）に示すように、立方体の形状でボリュームデータを模式的に示す図形にレンダリング時の視線方向及び投影時の基準面を重畳した画像を２次元画像処理部１４６に生成させ、当該画像とＸＹ方向及びＺ方向のスケールとをＶスケールとして良い。
【０１５９】
このような処理が行なわれることで、観察者は、自身が立体表示モニタで観察する立体画像が、ボリュームデータ空間において如何なる方向からボリュームデータを観察した画像であるかを容易に識別することができる。なお、上記では、立体画像空間のスケールとともに、ボリュームデータ空間のスケールが出力用に決定される場合について説明したが、出力用に決定されるスケールは、ボリュームデータ空間のスケールのみである場合であっても良い。
【０１６０】
ここで、立体画像空間のスケールからボリュームデータ空間のスケールへの変換処理は、図１９を用いて説明したグリッド線をスケールとする場合に適用する場合であっても良い。かかる場合、グリッド線は、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向それぞれに沿った直線又は曲線により表示される。グリッド線を用いたボリュームデータ空間のスケールを用いる場合、図２０の（Ｃ）に示すような処理を行なうことなく、観察者に対して、立体表示モニタで観察する立体画像が、ボリュームデータ空間において如何なる方向からボリュームデータを観察した画像であるかを容易に識別させることができる。
【０１６１】
（スケール表示について）
第１の実施形態では、出力部１４５ｃが決定部１４５ｂにより決定されたスケールが表示されるように制御する場合について説明した。しかし、スケールは、観察者の要望によっては、非表示とされる場合であっても良い。すなわち、出力部１４５ｃは、決定部１４５ｂにより決定されたスケールを立体表示モニタの観察者の要求に応じて出力するか否かを制御する場合であっても良い。
【０１６２】
すなわち、観察者が立体画像を観察する際に、表示されているスケールが不要であると判断する場合がある。かかる場合、例えば、観察者である端末装置１４０の操作者は、入力部１４１を介して、スケールの非表示要求を入力する。これにより、出力部１４５ｃは、表示されているスケールを非表示とするために、スケールのオーバーレイが重畳される前の９視差画像を中間画像に変換して、表示部１４２に出力する。
【０１６３】
（システム構成）
第１の実施形態では、端末装置１４０において、レンダリング条件の取得、対応情報の設定、スケールの決定及びスケールの出力が行なわれる場合について説明した。しかし、第１の実施形態は、ワークステーション１３０において、レンダリング条件の取得、対応情報の設定、スケールの決定及びスケールの出力が行なわれる場合であっても良い。かかる場合、制御部１３５は、図２１に示すように、取得部１４５ａに対応する取得部１３５ａと、決定部１４５ｂに対応する決定部１３５ｂと、出力部１４５ｃに対応する出力部１３５ｃとを有する。取得部１３５ａは、レンダリング条件を取得し、決定部１３５ｂは、取得部１３５ａが取得したレンダリング条件に基づいて対応情報を設定し、更に、対応情報に基づいて、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のスケールを決定する。
【０１６４】
そして、出力部１３５ｃは、９視差画像及びスケールが表示部１４２にて出力されるように制御する。具体的には、出力部１３５ｃは、スケールのオーバーレイを生成し、更に、生成したオーバーレイをアンダーレイ（９つの視差画像）それぞれに重畳させた出力用の２次元画像を生成するようにレンダリング処理部１３６を制御する。そして、出力部１３５ｃは、レンダリング処理部１３６が生成した出力用の９つの２次元画像を９視差画像として端末装置１４０に送信するように通信部１３３を制御する。端末装置１４０の通信部１４３は、受信した９視差画像を制御部１４５に転送し、制御部１４５は、９視差画像を中間画像に変換して表示部１４２に出力する。これにより、表示部１４２では、立体画像がＸＹＺ方向のスケールとともに表示される。
【０１６５】
なお、上記実施形態においては、ワークステーション１３０が視差画像群の生成を行なう場合について説明した。しかし、視差画像群の生成は、医用画像診断装置１１０により行なわれる場合であっても良い。かかる場合、レンダリング条件の取得、対応情報の設定、スケールの決定及びスケールの出力は、医用画像診断装置１１０により行なわれる場合であっても良い。また、上記実施形態で説明した「レンダリング条件の取得、対応情報の設定、スケールの決定及びスケールの出力」に関する処理は、医用画像診断装置１１０のみで行なわれる場合や、ワークステーション１３０のみで行なわれる場合、端末装置１４０のみで行なわれる場合であっても良い。また、上記実施形態で説明した「レンダリング条件の取得、対応情報の設定、スケールの決定及びスケールの出力」に関する処理は、医用画像診断装置１１０とワークステーション１３０との間で行なわれる場合や、医用画像診断装置１１０と端末装置１４０との間で行なわれる場合であっても良い。
【０１６６】
すなわち、上記の実施形態で説明した「レンダリング条件の取得、対応情報の設定、スケールの決定及びスケールの出力」に関する処理は、画像処理システム１に含まれる各装置の各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【０１６７】
（その他）
なお、上記の実施形態で説明した画像処理方法は、あらかじめ用意された画像処理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。この画像処理プログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、Blu-ray Disc（登録商標）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【０１６８】
以上、説明したとおり、第１の実施形態及び第２の実施形態及び第２の実施形態に係る変形例によれば、立体視可能なモニタにて観察者により立体視される画像と実空間とを対応付ける尺度を表示することができる。
【０１６９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１７０】
１ 画像処理システム
２ 院内ＬＡＮ（Local Area Network）
１１０ 医用画像診断装置
１２０ 画像保管装置
１３０ ワークステーション
１３１ 入力部
１３２ 表示部
１３３ 通信部
１３４ 記憶部
１３５ 制御部
１３６ レンダリング処理部
１４０ 端末装置
１４１ 入力部
１４２ 表示部
１４３ 通信部
１４４ 記憶部
１４５ 制御部
１４５ａ 取得部
１４５ｂ 決定部
１４５ｃ 出力部
１４６ ２次元画像処理部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像処理システム、装置、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、立体視用メガネ等の専用機器を用いて、２つの視点から撮影された２視差画像を立体視可能なモニタが実用化されている。また、近年、レンチキュラーレンズ等の光線制御子を用いて、複数の視点から撮影された多視差画像（例えば、９視差画像）を裸眼にて立体視可能なモニタが実用化されている。なお、立体視可能なモニタにて表示される２視差画像や９視差画像は、１視点から撮影された画像の奥行き情報を推定し、推定した情報を用いた画像処理により生成される場合もある。
【０００３】
一方、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、超音波診断装置等の医用画像診断装置では、３次元の医用画像データ（以下、ボリュームデータ）を生成可能な装置が実用化されている。従来、かかる医用画像診断装置により生成されたボリュームデータは、種々の画像処理により２次元画像とされ、汎用モニタ上にて２次元表示される。例えば、医用画像診断装置により生成されたボリュームデータは、レンダリング処理により所定の切断面（アキシャル面等）で切断した２次元画像（アキシャル画像等）として汎用モニタ上にて２次元表示される。
【０００４】
また、従来、２次元画像とともに、当該２次元画像とボリュームデータの撮影部位の実空間とを対応付けるＸＹ方向のスケール（尺度）を表示する技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−８６４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、立体視可能なモニタにて観察者により立体視される画像と実空間とを対応付ける尺度を表示することができる画像処理システム、装置、方法及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の画像処理システムは、取得部と、決定部と、出力部とを備える。取得部は、３次元の医用画像データであるボリュームデータから所定視差数の視差画像である視差画像群を生成するために用いられたレンダリング条件を取得する。決定部は、前記視差画像群を表示する立体表示装置を参照することで立体視される立体画像の空間座標と、前記ボリュームデータの撮影部位の空間座標とを対応付ける対応情報を、前記レンダリング条件に含まれる少なくとも前記視差画像群を構成する視差画像間の視差角と、前記立体表示装置にて表示される視差画像群の表示サイズとに基づいて設定する。そして、決定部は、前記対応情報に基づいて、前記立体画像の空間における前記立体表示装置の表示面に対して垂直方向の長さを前記撮影部位の空間上の長さに換算するための尺度を決定する。出力部は、前記視差画像群に基づく立体画像に対して前記尺度が前記立体表示装置にて重畳表示されるように出力制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る画像処理システムの構成例を説明するための図である。
【図２】図２は、２視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。
【図３】図３は、９視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係るワークステーションの構成例を説明するための図である。
【図５】図５は、図４に示すレンダリング処理部の構成例を説明するための図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係るボリュームレンダリング処理の一例を説明するための図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る端末装置の構成例を説明するための図である。
【図８】図８は、従来のスケールを説明するための図である。
【図９】図９は、立体画像空間を説明するための図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態に係る端末装置の制御部の構成例を説明するための図である。
【図１１−１】図１１−１は、Ｚ方向における対応情報の設定に用いられるパラメータの一例を説明するための図である。
【図１１−２】図１１−２は、図１１−１に例示したパラメータにより設定されるＺ方向における対応情報を修正する場合に用いられるパラメータを説明するための図である。
【図１２】図１２は、Ｚ方向のスケール表示の一例を説明するための図である。
【図１３】図１３は、移動にともなうＺ方向のスケール表示制御の一例を説明するための図である。
【図１４】図１４は、スケール決定の第２方法を説明するための図（１）である。
【図１５】図１５は、スケール決定の第２方法を説明するための図（２）である。
【図１６】図１６は、スケール決定の第２方法を説明するための図（３）である。
【図１７】図１７は、第１の実施形態に係る端末装置のスケール表示処理を説明するためのフローチャートである。
【図１８】図１８は、第２の実施形態を説明するための図（１）である。
【図１９】図１９は、第２の実施形態を説明するための図（２）である。
【図２０】図２０は、第２の実施形態を説明するための図（３）である。
【図２１】図２１は、第２の実施形態を説明するための図（４）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、画像処理システム及び画像処理装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下では、画像処理装置としての機能を有するワークステーションを含む画像処理システムを実施形態として説明する。ここで、以下の実施形態で用いる用語について説明すると、「視差画像群」とは、ボリュームデータに対して、所定の視差角ずつ視点位置を移動させてボリュームレンダリング処理を行なうことで生成された画像群のことである。すなわち、「視差画像群」は、「視点位置」が異なる複数の「視差画像」から構成される。また、「視差角」とは、「視差画像群」を生成するために設定された各視点位置のうち隣接する視点位置と、ボリュームデータによって表される空間内の所定位置（例えば、空間の中心）とにより定まる角度のことである。また、「視差数」とは、立体表示モニタにて立体視されるために必要となる「視差画像」の数のことである。また、以下で記載する「９視差画像」とは、９つの「視差画像」から構成される「視差画像群」のことである。また、以下で記載する「２視差画像」とは、２つの「視差画像」から構成される「視差画像群」のことである。また、「立体画像」とは、立体表示モニタにて観察者により立体視される画像のことである。換言すると、立体表示モニタは、視差数分の視差画像を表示することで、観察者に「立体画像」が表示される。また、「立体画像空間」とは、立体表示モニタにて「立体画像」を参照する観察者が体感する仮想的な空間のことである。また、「実空間」とは、ボリュームデータの撮影部位の現実空間のことである。
【００１０】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る画像処理システムの構成例について説明する。図１は、第１の実施形態に係る画像処理システムの構成例を説明するための図である。
【００１１】
図１に示すように、第１の実施形態に係る画像処理システム１は、医用画像診断装置１１０と、画像保管装置１２０と、ワークステーション１３０と、端末装置１４０とを有する。図１に例示する各装置は、例えば、病院内に設置された院内ＬＡＮ（Local Area Network）２により、直接的、又は間接的に相互に通信可能な状態となっている。例えば、画像処理システム１にＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）が導入されている場合、各装置は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）規格に則って、医用画像等を相互に送受信する。
【００１２】
かかる画像処理システム１は、医用画像診断装置１１０により生成された３次元の医用画像データであるボリュームデータから視差画像群を生成し、この視差画像群を立体視可能なモニタに表示することで、病院内に勤務する医師や検査技師に立体視可能な医用画像を提供する。具体的には、第１の実施形態においては、ワークステーション１３０が、ボリュームデータに対して種々の画像処理を行ない、視差画像群を生成する。また、ワークステーション１３０及び端末装置１４０が、立体視可能なモニタを有し、ワークステーション１３０にて生成された視差画像群をこのモニタに表示する。また、画像保管装置１２０は、医用画像診断装置１１０にて生成されたボリュームデータや、ワークステーション１３０にて生成された視差画像群を保管する。すなわち、ワークステーション１３０や端末装置１４０は、この画像保管装置１２０からボリュームデータや視差画像群を取得し、これを処理したり、モニタに表示したりする。以下、各装置を順に説明する。
【００１３】
医用画像診断装置１１０は、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、超音波診断装置、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置、ＰＥＴ（Positron Emission computed Tomography）装置、ＳＰＥＣＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＳＰＥＣＴ−ＣＴ装置、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＰＥＴ−ＣＴ装置、又はこれらの装置群等である。また、第１の実施形態に係る医用画像診断装置１１０は、３次元の医用画像データ（ボリュームデータ）を生成可能である。
【００１４】
具体的には、第１の実施形態に係る医用画像診断装置１１０は、被検体を撮影することによりボリュームデータを生成する。例えば、医用画像診断装置１１０は、被検体を撮影することにより投影データやＭＲ信号等のデータを収集し、収集したデータから、被検体の体軸方向に沿った複数のアキシャル面の医用画像データを再構成することで、ボリュームデータを生成する。例えば、医用画像診断装置１１０は、５００枚のアキシャル面の医用画像データを再構成する。この５００枚のアキシャル面の医用画像データ群が、ボリュームデータである。
【００１５】
また、第１の実施形態に係る医用画像診断装置１１０は、生成したボリュームデータを画像保管装置１２０に送信する。なお、医用画像診断装置１１０は、ボリュームデータを画像保管装置１２０に送信する際に、付帯情報として、例えば、患者を識別する患者ＩＤ、検査を識別する検査ＩＤ、医用画像診断装置１１０を識別する装置ＩＤ、医用画像診断装置１１０による１回の撮影を識別するシリーズＩＤ等を送信する。
【００１６】
画像保管装置１２０は、医用画像を保管するデータベースである。具体的には、第１の実施形態に係る画像保管装置１２０は、医用画像診断装置１１０から送信されたボリュームデータを記憶部に格納し、これを保管する。また、第１の実施形態に係る画像保管装置１２０は、ワークステーション１３０がボリュームデータから生成した視差画像群を記憶部に格納し、これを保管することも可能である。かかる場合、ワークステーション１３０は、生成した視差画像群を画像保管装置１２０に送信し、画像保管装置１２０は、ワークステーション１３０から送信された視差画像群を記憶部に格納し、これを保管する。なお、本実施形態は、大容量の画像を保管可能なワークステーション１３０を用いることで、図１に例示するワークステーション１３０と画像保管装置１２０とが統合される場合であっても良い。すなわち、本実施形態は、ワークステーション１３０そのものにボリュームデータもしくは視差画像群を記憶させる場合であっても良い。
【００１７】
なお、第１の実施形態において、画像保管装置１２０に保管されたボリュームデータや視差画像群は、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等と対応付けて保管される。このため、ワークステーション１３０や端末装置１４０は、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等を用いた検索を行なうことで、必要なボリュームデータや視差画像群を画像保管装置１２０から取得する。
【００１８】
ワークステーション１３０は、医用画像に対して画像処理を行なう画像処理装置である。具体的には、第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、画像保管装置１２０から取得したボリュームデータに対して種々のレンダリング処理を行ない、視差画像群を生成する。視差画像群とは、複数の視点から撮影された複数の視差画像のことであり、例えば、９視差画像を裸眼にて立体視可能なモニタにて表示される視差画像群とは、視点位置が異なる９つの視差画像のことである。
【００１９】
また、第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、表示部として、立体視可能なモニタ（以下、立体表示モニタ）を有する。ワークステーション１３０は、視差画像群を生成し、生成した視差画像群を立体表示モニタに表示する。この結果、ワークステーション１３０の操作者は、立体表示モニタに表示された立体視可能な医用画像を確認しながら、視差画像群生成のための操作を行なうことができる。
【００２０】
また、ワークステーション１３０は、生成した視差画像群を画像保管装置１２０に送信する。なお、ワークステーション１３０は、視差画像群を画像保管装置１２０に送信する際に、付帯情報として、例えば、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等を送信する。また、視差画像群を画像保管装置１２０に送信する際に送信される付帯情報としては、視差画像群に関する付帯情報も挙げられる。視差画像群に関する付帯情報としては、視差画像の枚数（例えば、「９」）や、視差画像の解像度（例えば、「４６６画素×３５０画素」）等がある。また、ワークステーション１３０は、端末装置１４０からの立体視要求に応じて、生成した視差画像群を端末装置１４０に送信することもできる。
【００２１】
端末装置１４０は、病院内に勤務する医師や検査技師に医用画像を閲覧させるための装置である。例えば、端末装置１４０は、病院内に勤務する医師や検査技師により操作されるＰＣ（Personal Computer）やタブレット式ＰＣ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話等である。具体的には、第１の実施形態に係る端末装置１４０は、表示部として立体表示モニタを有する。また、端末装置１４０は、ワークステーション１３０又は画像保管装置１２０から視差画像群を取得し、取得した視差画像群を立体表示モニタに表示する。この結果、観察者である医師や検査技師は、立体視可能な医用画像を閲覧することができる。
【００２２】
ここで、ワークステーション１３０や端末装置１４０が有する立体表示モニタについて説明する。現在最も普及している一般的な汎用モニタは、２次元画像を２次元で表示するものであり、２次元画像を立体表示することができない。仮に、観察者が汎用モニタにて立体視を要望する場合、汎用モニタに対して画像を出力する装置は、平行法や交差法により観察者が立体視可能な２視差画像を並列表示させる必要がある。又は、汎用モニタに対して画像を出力する装置は、例えば、左目用の部分に赤色のセロハンが取り付けられ、右目用の部分に青色のセロハンが取り付けられたメガネを用いて余色法により観察者が立体視可能な画像を表示する必要がある。
【００２３】
一方、立体表示モニタとしては、立体視用メガネ等の専用機器を用いることで、２視差画像（両眼視差画像とも称する）を立体視可能とするものがある。
【００２４】
図２は、２視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。図２に示す一例は、シャッター方式により立体表示を行なう立体表示モニタであり、モニタを観察する観察者が装着する立体視用メガネとしてシャッターメガネが用いられる。かかる立体表示モニタは、モニタにて２視差画像を交互に出射する。例えば、図２の（Ａ）に示すモニタは、左目用の画像と右目用の画像を、１２０Ｈｚにて交互に出射する。ここで、モニタには、図２の（Ａ）に示すように、赤外線出射部が設置され、赤外線出射部は、画像が切り替わるタイミングに合わせて赤外線の出射を制御する。
【００２５】
また、赤外線出射部から出射された赤外線は、図２の（Ａ）に示すシャッターメガネの赤外線受光部により受光される。シャッターメガネの左右それぞれの枠には、シャッターが取り付けられており、シャッターメガネは、赤外線受光部が赤外線を受光したタイミングに合わせて左右のシャッターそれぞれの透過状態及び遮光状態を交互に切り替える。以下、シャッターにおける透過状態及び遮光状態の切り替え処理について説明する。
【００２６】
各シャッターは、図２の（Ｂ）に示すように、入射側の偏光板と出射側の偏光板とを有し、更に、入射側の偏光板と出射側の偏光板との間に液晶層を有する。また、入射側の偏光板と出射側の偏光板とは、図２の（Ｂ）に示すように、互いに直交している。ここで、図２の（Ｂ）に示すように、電圧が印加されていない「ＯＦＦ」の状態では、入射側の偏光板を通った光は、液晶層の作用により９０度回転し、出射側の偏光板を透過する。すなわち、電圧が印加されていないシャッターは、透過状態となる。
【００２７】
一方、図２の（Ｂ）に示すように、電圧が印加された「ＯＮ」の状態では、液晶層の液晶分子による偏光回転作用が消失するため、入射側の偏光板を通った光は、出射側の偏光板で遮られてしまう。すなわち、電圧が印加されたシャッターは、遮光状態となる。
【００２８】
そこで、例えば、赤外線出射部は、モニタ上に左目用の画像が表示されている期間、赤外線を出射する。そして、赤外線受光部は、赤外線を受光している期間、左目のシャッターに電圧を印加せず、右目のシャッターに電圧を印加させる。これにより、図２の（Ａ）に示すように、右目のシャッターが遮光状態となり、左目のシャッターが透過状態となるため、観察者の左目に左目用の画像が入射する。一方、赤外線出射部は、モニタ上に右目用の画像が表示されている期間、赤外線の出射を停止する。そして、赤外線受光部は、赤外線が受光されない期間、右目のシャッターに電圧を印加せず、左目のシャッターに電圧を印加させる。これにより、左目のシャッターが遮光状態となり、右目のシャッターが透過状態であるため、観察者の右目に右目用の画像が入射する。このように、図２に示す立体表示モニタは、モニタに表示される画像とシャッターの状態を連動させて切り替えることで、観察者が立体視可能な画像を表示させる。なお、２視差画像を立体視可能な立体表示モニタとしては、上記のシャッター方式以外にも、偏光メガネ方式を採用したモニタも知られている。
【００２９】
更に、近年実用化された立体表示モニタとしては、レンチキュラーレンズ等の光線制御子を用いることで、例えば、９視差画像等の多視差画像を観察者が裸眼にて立体視可能とするものがある。かかる立体表示モニタは、両眼視差による立体視を可能とし、更に、観察者の視点移動に合わせて観察される映像も変化する運動視差による立体視も可能とする。
【００３０】
図３は、９視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。図３に示す立体表示モニタには、液晶パネル等の平面状の表示面２００の前面に、光線制御子が配置される。例えば、図３に示す立体表示モニタには、光線制御子として、光学開口が垂直方向に延びる垂直レンチキュラーシート２０１が表示面２００の前面に貼り付けられている。なお、図３に示す一例では、垂直レンチキュラーシート２０１の凸部が前面となるように貼り付けられているが、垂直レンチキュラーシート２０１の凸部が表示面２００に対向するように貼り付けられる場合であっても良い。
【００３１】
表示面２００には、図３に示すように、縦横比が３：１であり、縦方向にサブ画素である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つが配置された画素２０２がマトリクス状に配置される。図３に示す立体表示モニタは、９つの画像により構成される９視差画像を、所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換したうえで、表示面２００に出力する。例えば、９視差画像は、９つの画像が「３行３列」に配置された格子状のフォーマットの中間画像に変換されて、表示面２００に出力される。すなわち、図３に示す立体表示モニタは、９視差画像にて同一位置にある９つの画素それぞれを、９列の画素２０２に割り振って出力させる。９列の画素２０２は、視点位置の異なる９つの画像を同時に表示する単位画素群２０３となる。
【００３２】
表示面２００において単位画素群２０３として同時に出力された９視差画像は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）バックライトにより平行光として放射され、更に、垂直レンチキュラーシート２０１により、多方向に放射される。９視差画像の各画素の光が多方向に放射されることにより、観察者の右目及び左目に入射する光は、観察者の位置（視点の位置）に連動して変化する。すなわち、観察者の見る角度により、右目に入射する視差画像と左目に入射する視差画像とは、視差角が異なる。これにより、観察者は、例えば、図３に示す９つの位置それぞれにおいて、撮影対象を立体的に視認できる。また、観察者は、例えば、図３に示す「５」の位置において、撮影対象に対して正対した状態で立体的に視認できるとともに、図３に示す「５」以外それぞれの位置において、撮影対象の向きを変化させた状態で立体的に視認できる。なお、図３に示す立体表示モニタは、あくまでも一例である。９視差画像を表示する立体表示モニタは、図３に示すように、「ＲＲＲ・・・、ＧＧＧ・・・、ＢＢＢ・・・」の横ストライプ液晶である場合であっても良いし、「ＲＧＢＲＧＢ・・・」の縦ストライプ液晶である場合であっても良い。また、図３に示す立体表示モニタは、図３に示すように、レンチキュラーシートが垂直となる縦レンズ方式である場合であっても良いし、レンチキュラーシートが斜めとなる斜めレンズ方式である場合であっても良い。また、中間画像のフォーマットは、「３行３列」の格子状に限定されるものではない。例えば、中間画像のフォーマットは、「１行９列」や「９行１列」等、モニタの仕様に応じた任意のフォーマットである場合であっても良い。
【００３３】
以下、図２を用いて説明した立体表示モニタを２視差モニタと記載する。また、以下、図３を用いて説明した立体表示モニタを９視差モニタと記載する。すなわち、２視差モニタは、両眼視差による立体視を可能とする立体表示装置である。また、９視差モニタは、両眼視差による立体視を可能とし、更に、９つの画像（９視差画像）を同時に表示することで「観察者の視点移動（運動視差）」に応じて観察者が観察する画像を変更可能な立体表示装置である。
【００３４】
ここまで、第１の実施形態に係る画像処理システム１の構成例について簡単に説明した。なお、上述した画像処理システム１は、ＰＡＣＳが導入されている場合にその適用が限られるものではない。例えば、画像処理システム１は、医用画像が添付された電子カルテを管理する電子カルテシステムが導入されている場合にも、同様に適用される。この場合、画像保管装置１２０は、電子カルテを保管するデータベースである。また、例えば、画像処理システム１は、ＨＩＳ（Hospital Information System）、ＲＩＳ（Radiology Information System）が導入されている場合にも、同様に適用される。また、画像処理システム１は、上述した構成例に限られるものではない。各装置が有する機能やその分担は、運用の形態に応じて適宜変更されてよい。
【００３５】
次に、第１の実施形態に係るワークステーションの構成例について図４を用いて説明する。図４は、第１の実施形態に係るワークステーションの構成例を説明するための図である。なお、以下において、「視差画像群」とは、ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行なうことで生成された立体視用の画像群（ボリュームレンダリング画像群）のことである。また、「視差画像」とは、「視差画像群」を構成する個々の画像のことである。すなわち、「視差画像群」は、視点位置が異なる複数の「視差画像」から構成される。
【００３６】
第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、画像処理等に適した高性能なコンピュータであり、図４に示すように、入力部１３１と、表示部１３２と、通信部１３３と、記憶部１３４と、制御部１３５と、レンダリング処理部１３６とを有する。なお、以下では、ワークステーション１３０が画像処理等に適した高性能なコンピュータである場合を用いて説明するが、これに限定されるものではなく、任意の情報処理装置であって良い。例えば、任意のパーソナルコンピュータであっても良い。
【００３７】
入力部１３１は、マウス、キーボード、トラックボール等であり、ワークステーション１３０に対する各種操作の入力を操作者から受け付ける。具体的には、第１の実施形態に係る入力部１３１は、レンダリング処理の対象となるボリュームデータを画像保管装置１２０から取得するための情報の入力を受け付ける。例えば、入力部１３１は、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等の入力を受け付ける。また、第１の実施形態に係る入力部１３１は、レンダリング処理に関する条件（レンダリング条件）の入力を受け付ける。
【００３８】
表示部１３２は、立体表示モニタとしての液晶パネル等であり、各種情報を表示する。具体的には、第１の実施形態に係る表示部１３２は、操作者から各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、視差画像群等を表示する。例えば、表示部１３２は、２視差モニタや、９視差モニタである。以下では、表示部１３２が９視差モニタである場合について説明する。通信部１３３は、ＮＩＣ（Network Interface Card）等であり、他の装置との間で通信を行う。
【００３９】
記憶部１３４は、ハードディスク、半導体メモリ素子等であり、各種情報を記憶する。具体的には、第１の実施形態に係る記憶部１３４は、通信部１３３を介して画像保管装置１２０から取得したボリュームデータを記憶する。また、第１の実施形態に係る記憶部１３４は、レンダリング処理中のボリュームデータや、レンダリング処理により生成された視差画像群等を記憶する。
【００４０】
制御部１３５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路であり、ワークステーション１３０の全体制御を行なう。
【００４１】
例えば、第１の実施形態に係る制御部１３５は、表示部１３２に対するＧＵＩの表示や視差画像群の表示を制御する。また、例えば、制御部１３５は、画像保管装置１２０との間で通信部１３３を介して行なわれるボリュームデータや視差画像群の送受信を制御する。また、例えば、制御部１３５は、レンダリング処理部１３６によるレンダリング処理を制御する。また、例えば、制御部１３５は、ボリュームデータの記憶部１３４からの読み込みや、視差画像群の記憶部１３４への格納を制御する。
【００４２】
レンダリング処理部１３６は、制御部１３５による制御の下、画像保管装置１２０から取得したボリュームデータに対して種々のレンダリング処理を行ない、視差画像群を生成する。具体的には、第１の実施形態に係るレンダリング処理部１３６は、記憶部１３４からボリュームデータを読み込み、このボリュームデータに対して、まず前処理を行なう。次に、レンダリング処理部１３６は、前処理後のボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行ない、視差画像群を生成する。続いて、レンダリング処理部１３６は、各種情報（目盛り、患者名、検査項目等）が描出された２次元画像を生成し、これを視差画像群それぞれに対して重畳することで、出力用の２次元画像を生成する。そして、レンダリング処理部１３６は、生成した視差画像群や出力用の２次元画像を記憶部１３４に格納する。なお、第１の実施形態において、レンダリング処理とは、ボリュームデータに対して行なう画像処理全体のことであり、ボリュームレンダリング処理とは、レンダリング処理の内、３次元の情報を反映した２次元画像を生成する処理のことである。レンダリング処理により生成される医用画像とは、例えば、視差画像が該当する。
【００４３】
図５は、図４に示すレンダリング処理部の構成例を説明するための図である。図５に示すように、レンダリング処理部１３６は、前処理部１３６１と、３次元画像処理部１３６２と、２次元画像処理部１３６３とを有する。前処理部１３６１が、ボリュームデータに対する前処理を行い、３次元画像処理部１３６２が、前処理後のボリュームデータから視差画像群を生成し、２次元画像処理部１３６３が、視差画像群に各種情報が重畳された出力用の２次元画像を生成する。以下、各部を順に説明する。
【００４４】
前処理部１３６１は、ボリュームデータに対してレンダリング処理を行なう際に、種々の前処理を行なう処理部であり、画像補正処理部１３６１ａと、３次元物体フュージョン部１３６１ｅと、３次元物体表示領域設定部１３６１ｆとを有する。
【００４５】
画像補正処理部１３６１ａは、２種類のボリュームデータを１つのボリュームデータとして処理する際に画像補正処理を行なう処理部であり、図５に示すように、歪み補正処理部１３６１ｂ、体動補正処理部１３６１ｃ及び画像間位置合わせ処理部１３６１ｄを有する。例えば、画像補正処理部１３６１ａは、ＰＥＴ−ＣＴ装置により生成されたＰＥＴ画像のボリュームデータとＸ線ＣＴ画像のボリュームデータとを１つのボリュームデータとして処理する際に画像補正処理を行なう。或いは、画像補正処理部１３６１ａは、ＭＲＩ装置により生成されたＴ１強調画像のボリュームデータとＴ２強調画像のボリュームデータとを１つのボリュームデータとして処理する際に画像補正処理を行なう。
【００４６】
また、歪み補正処理部１３６１ｂは、個々のボリュームデータにおいて、医用画像診断装置１１０によるデータ収集時の収集条件に起因するデータの歪みを補正する。また、体動補正処理部１３６１ｃは、個々のボリュームデータを生成するために用いられたデータの収集時期における被検体の体動に起因する移動を補正する。また、画像間位置合わせ処理部１３６１ｄは、歪み補正処理部１３６１ｂ及び体動補正処理部１３６１ｃによる補正処理が行なわれた２つのボリュームデータ間で、例えば、相互相関法等を用いた位置合わせ（Registration）を行なう。
【００４７】
３次元物体フュージョン部１３６１ｅは、画像間位置合わせ処理部１３６１ｄにより位置合わせが行なわれた複数のボリュームデータをフュージョンさせる。なお、画像補正処理部１３６１ａ及び３次元物体フュージョン部１３６１ｅの処理は、単一のボリュームデータに対してレンダリング処理を行なう場合、省略される。
【００４８】
３次元物体表示領域設定部１３６１ｆは、操作者により指定された表示対象臓器に対応する表示領域を設定する処理部であり、セグメンテーション処理部１３６１ｇを有する。セグメンテーション処理部１３６１ｇは、操作者により指定された心臓、肺、血管等の臓器を、例えば、ボリュームデータの画素値（ボクセル値）に基づく領域拡張法により抽出する処理部である。
【００４９】
なお、セグメンテーション処理部１３６１ｇは、操作者により表示対象臓器が指定されなかった場合、セグメンテーション処理を行なわない。また、セグメンテーション処理部１３６１ｇは、操作者により表示対象臓器が複数指定された場合、該当する複数の臓器を抽出する。また、セグメンテーション処理部１３６１ｇの処理は、レンダリング画像を参照した操作者の微調整要求により再度実行される場合もある。
【００５０】
３次元画像処理部１３６２は、前処理部１３６１が処理を行なった前処理後のボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行なう。ボリュームレンダリング処理を行なう処理部として、３次元画像処理部１３６２は、投影方法設定部１３６２ａと、３次元幾何変換処理部１３６２ｂと、３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆと、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋとを有する。
【００５１】
投影方法設定部１３６２ａは、視差画像群を生成するための投影方法を決定する。例えば、投影方法設定部１３６２ａは、ボリュームレンダリング処理を平行投影法により実行するか、透視投影法により実行するかを決定する。
【００５２】
３次元幾何変換処理部１３６２ｂは、ボリュームレンダリング処理が実行されるボリュームデータを３次元幾何学的に変換するための情報を決定する処理部であり、平行移動処理部１３６２ｃ、回転処理部１３６２ｄ及び拡大縮小処理部１３６２ｅを有する。平行移動処理部１３６２ｃは、ボリュームレンダリング処理を行なう際の視点位置が平行移動された場合に、ボリュームデータを平行移動させる移動量を決定する処理部であり、回転処理部１３６２ｄは、ボリュームレンダリング処理を行なう際の視点位置が回転移動された場合に、ボリュームデータを回転移動させる移動量を決定する処理部である。また、拡大縮小処理部１３６２ｅは、視差画像群の拡大や縮小が要求された場合に、ボリュームデータの拡大率や縮小率を決定する処理部である。
【００５３】
３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆは、３次元物体色彩処理部１３６２ｇ、３次元物体不透明度処理部１３６２ｈ、３次元物体材質処理部１３６２ｉ及び３次元仮想空間光源処理部１３６２ｊを有する。３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆは、これらの処理部により、例えば、操作者の要求に応じて、表示される視差画像群の表示状態を決定する処理を行なう。
【００５４】
３次元物体色彩処理部１３６２ｇは、ボリュームデータにてセグメンテーションされた各領域に対して着色される色彩を決定する処理部である。３次元物体不透明度処理部１３６２ｈは、ボリュームデータにてセグメンテーションされた各領域を構成する各ボクセルの不透過度（Opacity）を決定する処理部である。なお、ボリュームデータにおいて不透過度が「１００％」とされた領域の後方の領域は、視差画像群において描出されないこととなる。また、ボリュームデータにおいて不透過度が「０％」とされた領域は、視差画像群において描出されないこととなる。
【００５５】
３次元物体材質処理部１３６２ｉは、ボリュームデータにてセグメンテーションされた各領域の材質を決定することで、この領域が描出される際の質感を調整する処理部である。３次元仮想空間光源処理部１３６２ｊは、ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行なう際に、３次元仮想空間に設置する仮想光源の位置や、仮想光源の種類を決定する処理部である。仮想光源の種類としては、無限遠から平行な光線を照射する光源や、視点から放射状の光線を照射する光源等が挙げられる。
【００５６】
３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行ない、視差画像群を生成する。また、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、ボリュームレンダリング処理を行なう際、必要に応じて、投影方法設定部１３６２ａ、３次元幾何変換処理部１３６２ｂ、３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆにより決定された各種情報を用いる。
【００５７】
ここで、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋによるボリュームレンダリング処理は、レンダリング条件に従って行なわれることになる。例えば、レンダリング条件は、「平行投影法」又は「透視投影法」である。また、例えば、レンダリング条件は、「基準の視点位置及び視差角」である。また、例えば、レンダリング条件は、「視点位置の平行移動」、「視点位置の回転移動」、「視差画像群の拡大」、「視差画像群の縮小」である。また、例えば、レンダリング条件は、「着色される色彩」、「透過度」、「質感」、「仮想光源の位置」、「仮想光源の種類」である。このようなレンダリング条件は、入力部１３１を介して操作者から受け付ける場合や、初期設定される場合が考えられる。いずれの場合も、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、制御部１３５からレンダリング条件を受け付け、このレンダリング条件に従って、ボリュームデータに対するボリュームレンダリング処理を行なう。また、このとき、上述した投影方法設定部１３６２ａ、３次元幾何変換処理部１３６２ｂ、３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆが、このレンダリング条件に従って必要な各種情報を決定するので、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、決定されたこれらの各種情報を用いて視差画像群を生成する。
【００５８】
図６は、第１の実施形態に係るボリュームレンダリング処理の一例を説明するための図である。例えば、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋが、図６の（Ａ）に示すように、レンダリング条件として、平行投影法を受け付け、更に、基準の視点位置（５）と視差角「１度」とを受け付けたとする。かかる場合、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、図６の（Ａ）に示すように、視線方向に沿って無限遠から平行な光線を照射する光源を設定する。そして、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、視差角が「１度」おきとなるように、視点の位置を（１）〜（９）に平行移動して、平行投影法により視差角（視線方向間の角度）が１度ずつ異なる９つの視差画像を生成する。
【００５９】
或いは、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋが、図６の（Ｂ）に示すように、レンダリング条件として、透視投影法を受け付け、更に、基準の視点位置（５）と視差角「１度」とを受け付けたとする。かかる場合、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、図６の（Ｂ）に示すように、視線方向を中心に光を３次元的に放射状に照射する点光源や面光源を各視点にて設定する。そして、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、例えば、ボリュームデータの切断面の中心（重心）を中心に視差角が「１度」おきとなるように、視点の位置を（１）〜（９）に回転移動して、透視投影法により視差角が１度ずつ異なる９つの視差画像を生成する。なお、透視投影法を行なう場合、レンダリング条件によっては、視点（１）〜（９）は、平行移動される場合であってもよい。なお、視線方向は、図６の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、視点からボリュームデータの切断面の中心（重心）に向かう方向となる。
【００６０】
或いは、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、図６の（Ｃ）に示すように、表示されるボリュームレンダリング画像の縦方向に対しては、視線方向を中心に光を２次元的に放射状に照射し、表示されるボリュームレンダリング画像の横方向に対しては、視線方向に沿って無限遠から平行な光線を照射する光源を設定することで、平行投影法と透視投影法とを併用したボリュームレンダリング処理を行なってもよい。
【００６１】
このようにして生成された９つの視差画像が、視差画像群である。第１の実施形態において、９つの視差画像は、例えば制御部１３５により所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換され、立体表示モニタとしての表示部１３２に出力される。すると、ワークステーション１３０の操作者は、立体表示モニタに表示された立体視可能な医用画像を確認しながら、視差画像群生成のための操作を行なうことができる。
【００６２】
なお、図６の例では、レンダリング条件として、投影方法、基準の視点位置及び視差角を受け付けた場合を説明したが、レンダリング条件として、他の条件を受け付けた場合も同様に、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、それぞれのレンダリング条件を反映しつつ、視差画像群を生成する。
【００６３】
また、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、ボリュームレンダリングだけでなく、断面再構成法（ＭＰＲ：Multi Planer Reconstruction）を行なってボリュームデータからＭＰＲ画像を再構成する機能も有する。なお、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、「Curved MPR」を行なう機能や、「Intensity Projection」を行なう機能も有する。
【００６４】
続いて、３次元画像処理部１３６２がボリュームデータから生成した視差画像群は、アンダーレイ（Underlay）とされる。そして、各種情報（目盛り、患者名、検査項目等）が描出されたオーバーレイ（Overlay）がアンダーレイに対して重畳されることで、出力用の２次元画像とされる。２次元画像処理部１３６３は、オーバーレイ及びアンダーレイに対して画像処理を行なうことで、出力用の２次元画像を生成する処理部であり、図５に示すように、２次元物体描画部１３６３ａ、２次元幾何変換処理部１３６３ｂ及び輝度調整部１３６３ｃを有する。例えば、２次元画像処理部１３６３は、出力用の２次元画像の生成処理に要する負荷を軽減するために、９枚の視差画像（アンダーレイ）のそれぞれに対して１枚のオーバーレイを重畳することで、出力用の２次元画像を９枚、生成する。
【００６５】
２次元物体描画部１３６３ａは、オーバーレイに描出される各種情報を描画する処理部であり、２次元幾何変換処理部１３６３ｂは、オーバーレイに描出される各種情報の位置を平行移動処理又は回転移動処理したり、オーバーレイに描出される各種情報の拡大処理又は縮小処理したりする処理部である。
【００６６】
また、輝度調整部１３６３ｃは、輝度変換処理を行なう処理部であり、例えば、出力先の立体表示モニタの諧調や、ウィンドウ幅（ＷＷ：Window Width）、ウィンドウレベル（ＷＬ：Window Level）等の画像処理用のパラメータに応じて、オーバーレイ及びアンダーレイの輝度を調整する処理部である。
【００６７】
このようにして生成された出力用の２次元画像は、例えば制御部１３５により一旦記憶部１３４に格納され、その後、通信部１３３を介して画像保管装置１２０に送信される。例えば、端末装置１４０が、画像保管装置１２０からこの出力用の２次元画像を取得し、所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換した上で立体表示モニタに表示すると、観察者である医師や検査技師は、各種情報（目盛り、患者名、検査項目等）が描出された状態で、立体視可能な医用画像を閲覧することができる。或いは、出力用の２次元画像は、例えば制御部１３５により通信部１３３を介して、直接、端末装置１４０に送信される。
【００６８】
そして、第１の実施形態に係る端末装置１４０は、上述したように、病院内に勤務する医師や検査技師に医用画像を閲覧させるための装置であり、画像保管装置１２０又はワークステーション１３０からレンダリング処理部１３６が生成した視差画像群（出力用の２次元画像）を取得する。図７は、第１の実施形態に係る端末装置の構成例を説明するための図である。
【００６９】
第１の実施形態に係る端末装置１４０は、図７に示すように、入力部１４１と、表示部１４２と、通信部１４３と、記憶部１４４と、制御部１４５と、２次元画像処理部１４６とを有する。
【００７０】
入力部１４１は、マウス、キーボード、トラックボール等であり、端末装置１４０に対する各種操作の入力を操作者から受け付ける。具体的には、第１の実施形態に係る入力部１４１は、操作者から立体視要求を受け付ける。例えば、入力部１４１は、立体視要求として、操作者が読影用の表示を要望するボリュームデータを指定するための患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等の入力を受け付ける。
【００７１】
表示部１４２は、立体表示モニタとしての液晶パネル等であり、各種情報を表示する。具体的には、第１の実施形態に係る表示部１４２は、操作者から各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、立体視画像等を表示する。例えば、表示部１４２は、２視差モニタや、９視差モニタである。以下では、表示部１４２が９視差モニタである場合について説明する。
【００７２】
通信部１４３は、ＮＩＣ（Network Interface Card）等であり、他の装置との間で通信を行う。例えば、第１の実施形態に係る通信部１４３は、入力部１４１が受け付けた立体視要求に関する情報を画像保管装置１２０に送信する。また、第１の実施形態に係る通信部１４３は、立体視要求に応じて、画像保管装置１２０又はワークステーション１３０が送信した視差画像群等を受信する。
【００７３】
記憶部１４４は、ハードディスク、半導体メモリ素子等であり、各種情報を記憶する。具体的には、第１の実施形態に係る記憶部１４４は、通信部１４３を介して画像保管装置１２０又はワークステーション１３０から取得した視差画像群等を記憶する。また、記憶部１４４は、通信部１４３を介して画像保管装置１２０又はワークステーション１３０から取得した視差画像群の付帯情報（視差数や解像度等）も記憶する。
【００７４】
制御部１４５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路であり、端末装置１４０の全体制御を行なう。
【００７５】
例えば、制御部１４５は、画像保管装置１２０との間で通信部１４３を介して行なわれる表示要求や、画像保管装置１２０又はワークステーション１３０との間で通信部１４３を介して行なわれる視差画像群等の送受信を制御する。また、例えば、制御部１４５は、視差画像群等の記憶部１４４への格納や、視差画像群等の記憶部１４４からの読み込みを制御する。
【００７６】
また、第１の実施形態に係る制御部１４５は、表示部１４２に対するＧＵＩの表示や視差画像群の表示を制御する。第１の実施形態に係る制御部１４５は、視差画像群を所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換した上で９視差モニタである表示部１４２に表示する。
【００７７】
また、第１の実施形態に係る制御部１４５は、２次元画像処理部１４６による画像処理を制御する。
【００７８】
２次元画像処理部１４６は、図５を用いて説明した２次元画像処理部１３６３と同様の機能を有する。すなわち、２次元画像処理部１４６は、３次元画像処理部１３６２により生成されたアンダーレイとしての視差画像群に対して、オーバーレイを生成して重畳することで、表示部１４２に対する出力用の２次元画像を生成することができる。
【００７９】
さて、上述したように、レンダリング処理部１３６は、制御部１３５による制御の下、ボリュームデータから視差画像群を生成する。また、端末装置１４０は、視差画像群を取得して表示部１４２に表示する。これにより、端末装置１４０の操作者である医師や検査技師は、各種情報（目盛り、患者名、検査項目等）が描出された状態で、立体視可能な医用画像を閲覧することができる。
【００８０】
ここで、従来、ボリュームデータを所定の切断面で切断した２次元画像を汎用モニタで２次元表示する場合、当該２次元画像とボリュームデータの撮影部位の実空間とを対応付けるＸＹ方向のスケール（尺度）を表示することが行なわれている。なお、ＸＹ方向のスケールとは、モニタに表示されている２次元画像の横方向及び縦方向の長さそれぞれを、当該２次元画像に対応する実空間の長さに換算するものである。図８は、従来のスケールを説明するための図である。
【００８１】
例えば、汎用モニタは、図８に示すように、Ｘ線ＣＴ装置により生成されたボリュームデータをアキシャル面で切断したアキシャル画像とともに、当該アキシャル画像と実空間とを対応付けるＸＹ方向のスケール（尺度）を表示する。ＸＹ方向のスケールを参照することで、汎用モニタの観察者（例えば、読影医等）は、アキシャル画像に描出された関心領域のＸＹ方向のサイズを大まかに把握することができる。
【００８２】
一方、立体画像は、立体画像空間において観察者に立体的に体感される。図９は、立体画像空間を説明するための図である。
【００８３】
立体視モニタに表示された視差画像群を参照した観察者は、図９に示すように、立体画像Ａを立体画像空間において立体的に視認する。ここで、観察者が体感する立体感は、図９に示すように、飛び出し感と奥行き感とに大別される。飛び出し感は、立体表示モニタの表示面から観察者の視点（観察者視点Ｅ）に近づく方向にて、立体画像が飛び出しているように観察者が感じる感覚である。また、奥行き感は、立体表示モニタの表示面から観察者の視点（観察者視点Ｅ）より遠ざかる方向にて、立体画像が奥まっているように観察者が感じる感覚である。
【００８４】
以下、立体表示モニタの表示面から観察者の視点に近づく方向を「飛び出し方向」と記載し、立体表示モニタの表示面から観察者の視点より遠ざかる方向を「奥行き方向」と記載する。具体的には、「飛び出し方向」と「奥行き方向」とは、立体画像空間における立体視モニタの表示面に対して垂直方向となる。換言すると、立体画像空間における立体視モニタの表示面に対して垂直方向となる方向は、図９に示すように、Ｘ方向及びＹ方向双方に対して垂直な「Ｚ方向」となる。
【００８５】
しかし、例えば９視差モニタ等の立体表示モニタの観察者は、ＸＹ方向のスケールを参照しても、立体的に体感される立体画像空間におけるサイズ、特に、Ｚ方向のサイズを把握することができない。
【００８６】
そこで、第１の実施形態に係る端末装置１４０の制御部１４５は、立体視可能なモニタにて観察者により立体視される画像と実空間とを対応付ける尺度（スケール）を表示するため、例えば、図１０に示すように構成される。図１０は、第１の実施形態に係る端末装置の制御部の構成例を説明するための図である
【００８７】
図１０に示すように、制御部１４５は、取得部１４５ａと、決定部１４５ｂと、出力部１４５ｃとを有する。
【００８８】
取得部１４５ａは、３次元の医用画像データであるボリュームデータから所定視差数の視差画像である視差画像群を生成するために用いられたレンダリング条件を取得する。そして、決定部１４５ｂは、視差画像群を表示する立体表示モニタを参照することで立体視される立体画像の空間座標（立体画像空間の座標）と、ボリュームデータの撮影部位の空間座標（実空間の座標）とを対応付ける対応情報を、レンダリング条件に含まれる少なくとも前記視差画像群を構成する視差画像間の視差角と、立体表示モニタにて表示される視差画像群の表示サイズとに基づいて設定する。
【００８９】
そして、決定部１４５ｂは、対応情報に基づいて、立体画像空間における立体表示モニタの表示面に対して垂直方向の長さを実空間上の長さに換算するためのスケールを決定する。出力部１４５ｃは、視差画像群に基づく立体画像に対してスケールが立体表示モニタにて重畳表示されるように出力制御する。
【００９０】
以下、取得部１４５ａ、決定部１４５ｂ及び出力部１４５ｃが行なう処理の一例について説明する。なお、取得部１４５ａと、決定部１４５ｂと、出力部１４５ｃとの処理は、９視差画像が制御部１４５に転送された後に実行される。すなわち、ワークステーション１３０は、端末装置１４０の操作者により指定されたボリュームデータを画像保管装置１２０から取得し、取得したボリュームデータから９視差モニタである表示部１４２に出力するための視差画像群である９視差画像を生成する。例えば、レンダリング処理部１３６は、端末装置１４０の操作者が入力したレンダリング条件（視差数、視差角、投影方法及び視点の位置情報等）に基づいて、９視差画像を生成する。そして、制御部１３５は、レンダリング処理部１３６が生成した９視差画像を端末装置１４０に送信するように通信部１３３を制御する。端末装置１４０の通信部１４３は、受信した９視差画像を制御部１４５に転送する。
【００９１】
また、以下では、ボリュームデータの座標系を（ｘ，ｙ，ｚ）の直交３軸の座標を用いて示す。また、ｘ方向を、実空間座標における水平方向とする。また、ｙ方向を、実空間座標における垂直方向とする。また、ｚ方向を、実空間座標におけるｘｙ平面に垂直な方向、具体的には、「奥行き方向」に対応する方向とする。すなわち、ｚ方向の正方向は、「奥行き方向」となり、ｚ方向の負方向は、「飛び出し方向」となる。
【００９２】
また、以下では、立体画像空間の座標系を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の直交３軸の座標を用いて示す。また、Ｘ方向を、立体画像空間座標における水平方向（表示面の横方向）とする。また、Ｙ方向を、立体画像空間座標における垂直方向（表示面の縦方向）とする。また、Ｚ方向を、立体画像空間座標における「奥行き方向」に対応する方向とする。すなわち、Ｚ方向の正方向は、「奥行き方向」となり、Ｚ方向の負方向は、「飛び出し方向」となる。
【００９３】
取得部１４５ａは、レンダリング条件を取得する。そして、決定部１４５ｂは、レンダリング条件に含まれる９視差画像の視差角及び表示部１４２にて表示される９視差画像の表示サイズに基づいて、立体画像空間の座標と実空間の座標とを対応付ける対応情報を設定する。具体的には、決定部１４５ｂは、ＸＹ方向の対応情報を表示サイズに基づいて設定し、Ｚ方向の対応情報を視差角及び表示サイズに基づいて設定する。なお、表示サイズは、例えば、端末装置１４０の操作者がレンダリング条件とともに入力することで取得される。
【００９４】
仮に、ボリュームデータが「５００×５００×５００」のボクセルから構成され、１ボクセルが「０．５ｍｍ×０．５ｍｍ×０．５ｍｍ」のサイズであるとする。
【００９５】
かかる場合、ボリュームデータのｘｙ平面内は、１０ボクセルが５ｍｍに対応する。ここで、表示サイズが「１ボクセル：１．０ｍｍ」である場合、決定部１４５ｂは、ＸＹ平面内が「１０ピクセル：１０ｍｍ」であるとする対応情報を設定する。そして、決定部１４５ｂは、ＸＹ方向のスケールを「１０ピクセル：１０ｍｍ」と決定する。なお、上記の設定処理は、ボリュームレンダリングの投影処理を行なってもｘｙ平面のサイズとＸＹ平面のサイズとが略一致する平行投影法において適用される方法である。
【００９６】
一方、決定部１４５ｂは、Ｚ方向における対応情報を、例えば、図１１−１に示すパラメータを用いて設定する。図１１−１は、Ｚ方向における対応情報の設定に用いられるパラメータの一例を説明するための図である。
【００９７】
９視差モニタの場合、立体画像の立体感は、視差角（θ）及び表示サイズ（Ｓ）に依存する。そこで、決定部１４５ｂは、図１１−１に示すように、視差角（θ）及び表示サイズ（Ｓ）を変数とするパラメータ「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」を用いる。「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」は、立体表示モニタの仕様に応じて、予め設定されるパラメータであり、例えば、画像処理システム１の管理者により設定される情報である。
【００９８】
「ａ（θ，Ｓ）」は、図１１−１に示すように、飛び出し方向の対応情報を設定するためのパラメータである。また、「ｂ（θ，Ｓ）」は、図１１−１に示すように、奥行き方向の対応情報を設定するためのパラメータである。具体的には、「ａ（θ，Ｓ）」は、視差角及び表示サイズが「θ」及び「Ｓ」である場合の飛び出し量（単位：ｍｍ）である。また、「ｂ（θ，Ｓ）」は、視差角及び表示サイズが「θ」及び「Ｓ」である場合の奥行き量（単位：ｍｍ）である。
【００９９】
例えば、「θ」が「１度」及び「Ｓ」が「１ボクセル：１．０ｍｍ」である場合、「ａ（θ，Ｓ）」が「５ｍｍ」であるとする。また、「θ」が「１度」及び「Ｓ」が「１ボクセル：１．０ｍｍ」である場合、「ｂ（θ，Ｓ）」が「５ｍｍ」であるとする。かかる場合、決定部１４５ｂは、Ｚ方向において「表示面の１ｍｍが実空間の５ｍｍ」に対応するとの対応情報を設定する。そして、決定部１４５ｂは、Ｚ方向のスケールを「表示面の１０ｍｍ：実空間の５０ｍｍ」と決定する。
【０１００】
なお、上記では、「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」が同じ値であることから、Ｚ方向のスケールの縮尺が表示面の前後で同じとなる場合について説明した。しかし、「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」が異なる値である場合、決定部１４５ｂは、表示面の前後で縮尺が異なるＺ方向のスケールを決定する場合であっても良い。すなわち、決定部１４５ｂは、対応情報に応じて、表示面に対する飛び出し方向と奥行き方向とで異なる縮尺となるＺ方向のスケールを決定する場合であっても良い。
【０１０１】
或いは、「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」が異なる値である場合、決定部１４５ｂは、「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」の平均値を用いて、Ｚ方向のスケールの縮尺が表示面の前後で同じとなるＺ方向のスケールを決定する場合であっても良い。
【０１０２】
ところで、表示部１４２を参照することで観察者が体感する立体感は、表示部１４２の仕様に応じて、限界がある。すなわち、表示部１４２が表示可能な飛び出し方向の量（飛び出し量）と、表示部１４２が表示可能な奥行き方向の量（奥行き量）とは、表示部１４２の仕様により、限界がある。以下、飛び出し量の限界値を「飛び出し限界値」と記載し、奥行き量の限界値を「奥行き限界値」と記載する。
【０１０３】
すなわち、決定部１４５ｂが上記の「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」に基づいて設定した飛び出し方向の対応情報及び奥行き方向の対応情報は、「飛び出し限界値」及び「奥行き限界値」に応じて修正する必要がある。
【０１０４】
そこで、決定部１４５ｂは、立体表示モニタのハードウェア仕様に基づいて、「飛び出し限界値」及び「奥行き限界値」を算出する。具体的には、決定部１４５ｂは、「立体表示モニタの表示面と立体表示モニタを観察する観察者との距離である視距離」と、立体表示モニタのハードウェア仕様とに基づいて、飛び出し限界量及び奥行き限界量を算出する。なお、立体表示モニタと観察者との視距離は、観察者の位置を特定できなければ求めることができない。しかし、一般に、立体表示モニタである表示部１４２等は、立体表示モニタの観察位置を所定の位置に想定した上で設計される。そこで、決定部１４５ｂは、所定の位置に想定された観察位置と立体表示モニタの表示面との距離である「想定視距離」に基づいて、飛び出し限界量及び奥行き限界量を算出する。
【０１０５】
ここで、決定部１４５ｂによって算出される飛び出し限界量及び奥行き限界量の一例を説明する。決定部１４５ｂは、例えば、以下の（数１）により飛び出し限界量を算出する。また、例えば、決定部１４５ｂは、以下の（数２）により奥行き限界量を算出する。なお、以下の（数１）及び（数２）では、奥行き方向のうち、立体表示モニタの表示面を原点として、かかる表示面から観察者の視点に近づく方向を負とし、表示面から観察者の視点より遠ざかる方向を正としている。
【０１０６】
（数１）＝飛び出し限界量（ｍｍ）＝−想定視距離／｛２×［（想定視距離＋ギャップ）／想定視距離］×（サブピクセルピッチ／ギャップ）×飛び出し限界周波数＋１｝
【０１０７】
（数２）＝奥行き限界量（ｍｍ）＝想定視距離／｛２×［（想定視距離＋ギャップ）／想定視距離］×（サブピクセルピッチ／ギャップ）×飛び出し限界周波数−１｝
【０１０８】
ここで、図１１−２を用いて、上記（数１）及び（数２）に示した「ギャップ」、「サブピクセルピッチ」等について説明する。図１１−２は、図１１−１に例示したパラメータにより設定されるＺ方向における対応情報を修正する場合に用いられるパラメータを説明するための図である。図１１−２は、図３に例示した立体表示モニタを縦方向から見た図である。図１１−２に示すように、「ギャップ」は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）画素面とレンチキュラーレンズ２０１の焦点との距離を示す。また、「サブピクセルピッチ」は、立体表示モニタ内に配置されたＬＣＤ画素２０２間の距離を示す。また、「レンズピッチ」は、視差数分のＬＣＤ画素２０２の横方向の長さを示し、「サブピクセルピッチ×視差数」によって表される。
【０１０９】
また、上記（数１）及び（数２）に示した「飛び出し限界周波数」は、単位が「ＣＰＲ（cycles per radian）」であり、「最大表示可能周波数×Ｎ（０＜Ｎ≦１）」によって表される。かかる「最大表示可能周波数」は、「視距離／（２×レンズピッチ）」によって表され、立体表示モニタの表示面上での解像度を示す。より具体的に説明すると、「ＣＰＲ」は、立体表示モニタから照射される光線のうち観察者の眼から広がる光線錘に許容される光線の密度を示す。この「ＣＰＲ」は、同一視距離の場合には、レンチキュラーレンズが配置される密度が高いほど大きくなり、レンチキュラーレンズが配置される密度が低いほど小さくなる。言い換えれば、「ＣＰＲ」は、レンチキュラーレンズが配置される密度が同一である場合には、視距離が遠いほど大きくなり、視距離が近いほど小さくなる。「最大表示可能周波数」は、「ＣＰＲ」が最大になる解像度である。すなわち、「最大表示可能周波数」は、立体表示モニタの表示面上の解像度を示す。
【０１１０】
ここで、上記（数１）及び（数２）において、例えば、視距離が「１０００ｍｍ」であり、ギャップが「０．５ｍｍ」であり、サブピクセルピッチが「０．０５ｍｍ」であり、飛び出し限界周波数が「３００ＣＰＲ」であるものとする。かかる場合に、取得部１４５ａは、上記（数１）により、「表示部１４２の飛び出し限界量：−１６．４ｍｍ」を算出し、上記（数２）により、「表示部１４２の奥行き限界量：１６．９ｍｍ」を算出する。なお、ここでは、小数第２位を四捨五入するものとする。
【０１１１】
ここで、決定部１４５ｂが、「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」により、飛び出し方向及び奥行き方向それぞれにおいて「表示面の１ｍｍが実空間の５ｍｍ」に対応するとの対応情報を設定したとする。また、更に、決定部１４５ｂが、ボリュームデータの実空間座標におけるｚ方向の長さを、例えば、重心から前後に「１００ｍｍ」であると設定したとする。
【０１１２】
ここで、実空間のｚ方向における長さが「１００×２＝２００ｍｍ」である場合、Ｚ方向における飛び出し方向及び奥行き方向の対応情報それぞれは、「実空間の１００ｍｍ」が「表示面の２０ｍｍ」となる。しかし、「表示面の２０ｍｍ」は、飛び出し限界量及び奥行き限界量を超えた値となる。
【０１１３】
そこで、決定部１４５ｂは、飛び出し方向の対応情報を、「表示面の２０ｍｍが実空間の１００ｍｍ」から「表示面の１６．４ｍｍが実空間の１００ｍｍ」に修正する。また、決定部１４５ｂは、奥行き方向の対応情報を、「表示面の２０ｍｍが実空間の１００ｍｍ」から「表示面の１６．９ｍｍが実空間の１００ｍｍ」に修正する。換言すると、決定部１４５ｂは、「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」により設定した飛び出し方向及び奥行き方向における対応情報を、飛び出し限界量及び奥行き限界量から算出される立体画像のＺ方向における上限圧縮度に基づいて修正する。
【０１１４】
これにより、決定部１４５ｂは、飛び出し方向のスケールを「表示面の１０ｍｍ：実空間の６１ｍｍ」と決定する。また、決定部１４５ｂは、奥行き方向のスケールを「表示面の１０ｍｍ：実空間の５９ｍｍ」と決定する。或いは、決定部１４５ｂは、平均値を用いて、Ｚ方向のスケールを「表示面の１０ｍｍ：実空間の６０ｍｍ」と決定する。
【０１１５】
出力部１４５ｃは、９視差画像群及びスケールが表示部１４２にて出力されるように制御する。具体的には、出力部１４５ｃは、スケールのオーバーレイを生成し、更に、生成したオーバーレイをアンダーレイ（９つの視差画像）それぞれに重畳させた出力用の２次元画像を生成するように２次元画像処理部１４６を制御する。
【０１１６】
そして、出力部１４５ｃは、２次元画像処理部１４６が生成した出力用の９つの２次元画像を９視差画像として中間画像に変換して表示部１４２に出力する。これにより、表示部１４２では、立体画像がＸＹＺ方向のスケールとともに重畳表示される。図１２は、Ｚ方向のスケール表示の一例を説明するための図である。
【０１１７】
図１２に示す一例では、表示面に対する飛び出し方向と奥行き方向とで同一の縮尺となるＺ方向のスケールがＸＹ方向のスケールに対して立体感を示すために斜め方向に重畳された形式で表示されている。かかるＺ方向のスケールを参照することで、端末装置１４０の操作者（観察者）は、例えば、立体画像空間において表示面から飛び出している領域（図１２中の黒枠内を参照）の飛び出し方向のサイズを把握することができる。ここで、図１２に示す一例では、飛び出し方向を正方向とするＺ方向のスケールが表示されている。
【０１１８】
なお、スケールは、観察者の要求に応じて、移動することができる。例えば、観察者が入力部１４１のマウスを用いてスケールの位置でクリックした状態でマウスを移動したとする。かかる場合、制御部１４５は、２次元画像処理部１４６に対してスケールの位置が移動されたオーバーレイを再生成するように指示を送出する。これにより、表示部１４２は、観察者のマウス操作に応じてスケールの位置が移動する立体画像を表示させることができる。
【０１１９】
更に、出力部１４５ｃは、立体画像に対して尺度が重畳表示される位置に応じて、尺度を構成する線分の方向が変更されるように制御する。図１３は、移動にともなうＺ方向のスケール表示制御の一例を説明するための図である。
【０１２０】
例えば、出力部１４５ｃは、図１３に示すように、スケールの位置が表示面の右下に移動された場合、Ｚ方向のスケールを右下から左上に向かう方向の線分とするオーバーレイを２次元画像処理部１４６に生成させる。また、出力部１４５ｃは、図１３に示すように、スケールの位置が表示面の右上に移動された場合、Ｚ方向のスケールを右上から左下に向かう方向の線分とするオーバーレイを２次元画像処理部１４６に生成させる。
【０１２１】
また、出力部１４５ｃは、図１３に示すように、スケールの位置が表示面の左下に移動された場合、Ｚ方向のスケールを左下から右上に向かう方向の線分とするオーバーレイを２次元画像処理部１４６に生成させる。また、出力部１４５ｃは、図１３に示すように、スケールの位置が表示面の左上に移動された場合、Ｚ方向のスケールを左上から右下に向かう方向の線分とするオーバーレイを２次元画像処理部１４６に生成させる。
【０１２２】
かかる制御により、観察者は、自身が体感する立体感、特に、飛び出し感に対して違和感のないスケールを参照することができる。
【０１２３】
以上、スケールの決定法の一例（以下、第１方法）について説明した。しかし、スケールの決定処理は、以下に説明する第２方法により実行される場合であっても良い。
【０１２４】
すなわち、第２方法において、決定部１４５ｂは、立体画像空間座標をボリュームデータ空間座標に変換する関数であって、視差角、表示サイズ及び視線方向をパラメータとする関数に基づいて対応情報を設定する。そして、第２方法において、決定部１４５ｂは、対応情報に基づく尺度として、Ｚ方向のスケールとともに、立体画像空間における立体表示モニタの表示面におけるＸＹ方向の長さを撮影部位の空間上の長さに換算するためのスケールを決定する。図１４〜図１６は、スケール決定の第２方法を説明するための図である。
【０１２５】
ここで、図１４の（Ａ）と（Ｂ）とは、同じ被検体を示すものである。図１４の（Ａ）は、ボリュームデータ座標により示される被検体の撮影部位におけるボリュームデータの一例を示すものである。また、図１４の（Ｂ）は、端末装置１４０にて表示される立体画像の一例を示すものである。また、図１４の（Ａ）に示す「ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向」と、図１４の（Ｂ）に示す「Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向」とは、上述した方向となる。図１４の（Ａ）における座標３０１と座標３０２と距離３０３は、それぞれ、図１４の（Ｂ）における座標３０４と座標３０５と距離３０６とに対応する。
【０１２６】
図１４の（Ｂ）の立体画像は、図１４の（Ａ）に示すボリュームデータと比較して、飛び出し方向及び奥行き方向が狭くなっている。換言すると、図１４の（Ｂ）の立体画像では、図１４の（Ａ）に示された被検体の飛び出し方向及び奥行き方向の成分が、圧縮された上で表示されている。この場合、図１４の（Ｂ）に示すように、座標３０４と座標３０５との間の距離３０６は、図１４の（Ａ）における座標３０１と座標３０２との間の距離３０３と比較して、圧縮される分短くなる。言い換えると、立体画像内に表示される距離３０６は、実空間における距離３０３と比較して短くなる。なお、図１４に示す例では、ｚ方向だけが狭くなる場合を説明したが、例えば、ｘ方向及びｚ方向がともに狭くなる場合、ｙ方向及びｚ方向がともに狭くなる場合、ｘｙｚ方向が全て狭くなる場合もある。すなわち、ボリュームデータ空間上の直線は、立体画像空間上では、異なる長さの直線となる場合や、異なる長さの曲線となる場合がある。
【０１２７】
かかる立体画像空間座標とボリュームデータ空間座標との対応関係は、立体画像のスケールや視野角、視線方向（レンダリング時の視線方向、又は、立体画像観察時の視線方向）等により一意に決定され、例えば、以下の（数３）のような形で表現することが可能となる。
【０１２８】
（数３）＝（ｘ１、ｙ１、ｚ１）＝Ｆ（ｘ２、ｙ２、ｚ２）
【０１２９】
（数３）において、「ｘ２」「ｙ２」「ｚ２」は、それぞれ、立体画像空間座標を示す。「ｘ１」「ｙ１」「ｚ１」は、それぞれ、ボリュームデータ空間座標を示す。関数「Ｆ」は、立体画像のスケールや視野角、視線方向等により一意に決定される関数である。すなわち、決定部１４５ｂは、（数１）を用いることで、立体画像空間座標とボリュームデータ空間座標との対応関係を設定することができる。なお、関数「Ｆ」は、立体画像のスケールや視野角、視線方向（レンダリング時の視線方向、又は、立体画像観察時の視線方向）等が変更されるごとに決定部１４５ｂにより生成される。例えば、回転、平行移動、拡大、縮小を変換する関数「Ｆ」として（数４）に示したアフィン変換が用いられる。
【０１３０】
（数４）ｘ１＝ａ＊ｘ２＋ｂ＊ｙ２＋ｃ＊ｚ３＋ｄ
ｙ１＝ｅ＊ｘ２＋ｆ＊ｙ２＋ｇ＊ｚ３＋ｈ
ｚ１＝ｉ＊ｘ２＋ｊ＊ｙ２＋ｋ＊ｚ３＋ｌ
（a〜lは変換係数）
【０１３１】
ここで、ボリュームデータ空間座標と実空間座標との対応関係は、ボリュームデータの生成条件に基づいて設定することができる。決定部１４５ｂは、かかる生成条件を、例えば、画像保管装置１２０に格納されているボリュームデータの付帯情報から取得する。そして、決定部１４５ｂは、関数「Ｆ」により取得した立体画像空間座標とボリュームデータ空間座標との対応関係と、付帯情報から取得したボリュームデータ空間座標と実空間座標との対応関係とから、立体画像空間座標と実空間座標との対応情報を設定する。
【０１３２】
例えば、関数「Ｆ」を用いることで、決定部１４５ｂは、図１５に示すように、観察者の視点Ｅからの視線方向上の２点間の距離Ｄと、レンダリング処理時の視点ｅからの視線方向上の２点間の距離ｄに対応する実空間の距離とを対応情報として設定する。そして、例えば、決定部１４５ｂは、図１５に示すように、「距離Ｄ」と「距離ｄに対応する実空間の距離」との比率からＺ方向のスケールを決定する。図１５に示す一例では、決定部１４５ｂは、飛び出し方向を正方向とするＺ方向のスケールを決定する。
【０１３３】
なお、第２方法においても、第１方法と同様に、決定部１４５ｂは、表示面に対する飛び出し方向と奥行き方向とで異なる縮尺となるスケールを決定しても良い。
【０１３４】
例えば、決定部１４５ｂは、図１６に示すように、ボリュームデータ空間座標において、レンダリング処理時の視点ｅからの視線方向に直交する断面であり、ボリュームレンダリング時の基準面（投影面）に対応する断面の位置情報を取得する。更に、決定部１４５ｂは、基準面と視点ｅからの視線方向との交点３０４（重心）の位置情報を取得する。そして、決定部１４５ｂは、レンダリング処理時の視点ｅからの視線方向上の２点それぞれと交点３０４との距離である「距離ｄ１及び距離ｄ２」を取得する。
【０１３５】
また、決定部１４５ｂは、図１６に示すように、立体画像空間座標において、観察者の視点Ｅからの視線方向において、上記の基準面に対応する断面、すなわち、表示面の位置情報を取得する。更に、決定部１４５ｂは、表示面と視線方向との交点３０７の位置情報を取得する。そして、決定部１４５ｂは、観察者の視点Ｅからの視線方向上の２点それぞれと交点３０７との距離である「距離Ｄ１及び距離Ｄ２」を取得する。
【０１３６】
そして、決定部１４５ｂは、「距離Ｄ１及び距離ｄ１に対応する実空間の距離」を飛び出し方向の対応情報として設定する。また、決定部１４５ｂは、「距離Ｄ２と距離ｄ２に対応する実空間の距離」を奥行き方向の対応情報として設定する。そして、決定部１４５ｂは、「距離Ｄ１」と「距離ｄ１に対応する実空間の距離」との比率からＺ方向における飛び出し方向のスケールを決定する。また、決定部１４５ｂは、「距離Ｄ２」と「距離ｄ２に対応する実空間の距離」との比率からＺ方向における奥行き方向のスケールを決定する。すなわち、図１６に例示するように、決定部１４５ｂは、表示面を挟んで尺度が飛び出し方向と奥行き方向とで異なるＺ方向のスケールを決定する。図１６に示す一例では、決定部１４５ｂは、飛び出し方向を正方向とするＺ方向のスケールを決定する。
【０１３７】
また、決定部１４５ｂは、上述したように、基準面と表示面との対応情報を設定することができる。すなわち、上述したように、関数「Ｆ」によっては、基準面と表示面とは、必ずしも比例関係とはならない。また、同一の視線方向であっても、ボリュームデータ空間座標において基準面の位置が移動すると、立体画像空間座標において表示面の位置も移動することとなる。同一の視線方向にて基準面が移動した場合、観察時の視線方向が同一であっても、表示面のスケール、すなわち、ＸＹ方向のスケールは、変動する。そこで、決定部１４５ｂは、設定した基準面と表示面との対応情報に基づいて、ＸＹ方向のスケールを決定する。
【０１３８】
また、関数「Ｆ」によっては、立体画像空間において基準面に対応する面は、必ずしも平面になるとは限らない。かかる場合、基準面に対応する面と表示面とは、異なることになり、スケールの表示位置によっては、ＸＹ方向のスケールも異なることとなる。そこで、決定部１４５ｂは、設定した基準面と表示面との対応情報に基づいて、表示位置に応じて、ＸＹ方向のスケールを変更し、変更されたＸＹ方向のスケールが表示されるように制御する。
【０１３９】
なお、上述した説明では、決定部１４５ｂが、関数「Ｆ」に基づいて対応情報を設定する場合を用いて説明した。しかし、本実施形態は、例えば、記憶部１４４が立体画像空間座標とボリュームデータ空間座標とが対応付けられたテーブルである座標テーブルを有し、決定部１４５ｂが、座標テーブルを用いて、立体画像空間座標とボリュームデータ空間座標との対応関係を取得して、立体画像空間座標と実空間座標との対応情報を設定する場合であっても良い。
【０１４０】
次に、図１７を用いて第１の実施形態に係る画像処理システム１の処理について説明する。図１７は、第１の実施形態に係る端末装置のスケール表示処理を説明するためのフローチャートである。なお、図１７は、端末装置１４０の操作者が指定したボリュームデータの視差画像群がワークステーション１３０により生成された後の処理を示すフローチャートである。
【０１４１】
図１７に示すように、第１の実施形態に係る画像処理システム１の端末装置１４０は、視差画像群を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、端末装置１４０は、視差画像群を受信しない場合（ステップＳ１０１否定）、視差画像群を受信するまで待機する。
【０１４２】
一方、視差画像群を受信した場合（ステップＳ１０１肯定）、取得部１４５ａは、レンダリング条件を取得し、決定部１４５ｂは、レンダリング条件に含まれる視差角及び表示サイズを用いて、立体画像空間の座標と実空間の座標とを対応付ける対応情報を設定する（ステップＳ１０２）。例えば、決定部１４５ｂは、視差角及び表示サイズを変数とするパラメータを用いた第１方法や、立体画像空間座標をボリュームデータ空間座標に変換する関数であって、視差角、表示サイズ及び立体画像観察時の視線方向をパラメータとする関数を用いた第２方法により、対応情報を設定する。
【０１４３】
そして、決定部１４５ｂは、対応情報に基づいて、スケールを決定し（ステップＳ１０３）、出力部１４５ｃは、２次元画像処理部１４６により、視差画像群それぞれにスケールを重畳させる（ステップＳ１０４）。
【０１４４】
そして、出力部１４５ｃは、２次元画像処理部１４６がスケールを重畳させた視差画像群を中間画像に変換し表示部１４２にて表示させ（ステップＳ１０５）、処理を終了する。なお、スケールの表示位置が変更された場合、出力部１４５ｃは、表示位置に応じて尺度が変更されたスケールを決定し、２次元画像処理部１４６により、決定したスケールを視差画像群それぞれに重畳させる。
【０１４５】
上述してきたように、第１の実施形態では、第１の方法や第２の方法を用いることで、立体画像の表示用の視差画像群を生成する際に用いられたレンダリング条件に応じたＺ方向のスケールを表示することができる。従って、第１の実施形態では、立体視可能なモニタにて観察者により立体視される画像と実空間とを対応付ける尺度を表示することができる。また、第１の実施形態では、第２の方法を用いることで、立体画像空間におけるＺ方向のスケールだけでなく、Ｘ方向及びＹ方向のスケールもレンダリング条件に応じて決定することができる。すなわち、関数「Ｆ」を用いた対応情報を設定することで、決定部１４５ｂは、視点及び視線方向の移動や、ボリュームデータの拡大・縮小等に追従したスケールを決定することができる。
【０１４６】
また、第１の実施形態では、第１の方法や第２の方法で設定した対応情報を用いることで、飛び出し方向と奥行き方向とで縮尺が異なるスケールを表示させることができる。また、第１の実施形態では、スケールの表示位置に応じて、スケールの形状（線分方向）や、スケールの尺度を変更することができる。特に、スケールの表示位置に応じてスケールの尺度を変更することで、観察者が着目する関心領域のサイズを大まかに把握させることができる。
【０１４７】
（第２の実施形態）
さて、上述した第１の実施形態以外にも、その他の実施形態にて実施されても良い。そこで、以下では、その他の実施形態を示す。図１８〜図２１は、第２の実施形態を説明するための図である。
【０１４８】
（立体視モニタについて）
第１の実施形態では、立体表示モニタが９視差モニタである場合について説明した。しかし、第１の実施形態で説明したスケール出力処理は、立体表示モニタが２視差モニタである場合であっても適用することができる。すなわち、第１の実施形態は、２視差モニタの仕様に合わせた「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」や関数「Ｆ」を用いることで、対応情報の設定及びスケールの決定が行なわれる場合であっても良い。
【０１４９】
（スケールについて）
第１の実施形態は、Ｘ方向及びＹ方向のスケールであるＸＹ方向のスケールが表示面の縦方向に固定される場合について説明した。しかし、ＸＹ方向のスケールは、例えば、図１８の（Ａ）に示すように、操作者（観察者）のマウス操作に応じて、回転移動する場合であっても良い。
【０１５０】
また、第１の実施形態は、Ｘ方向及びＹ方向のスケールをＸＹ方向に統一する場合について説明した。しかし、ＸＹ方向のスケールは、例えば、図１８の（Ｂ）に示すように、Ｘ方向及びＹ方向のスケールとして分割される場合であっても良い。
【０１５１】
また、スケールは、第１の実施形態で説明したように線分により構成される場合に限定されるものではない。例えば、スケールは、図１８の（Ｃ）に示すように、ＸＹ方向のスケールを示す平面と、ＺＸ方向のスケールを示す平面とにより構成される場合であっても良い。また、例えば、スケールは、図１８の（Ｄ）に示すように、ＸＹＺ方向のスケールを一括して示す直方体により構成される場合であっても良い。また、例えば、スケールは、図１８の（Ｅ）に示すように、ＸＹＺ方向のスケールを一括して示す球体により構成される場合であっても良い。ただし、図１８の（Ｃ）〜（Ｅ）に示すスケールを表示する際には、立体画像の視認性の低下を回避するために、スケールの不透明度を例えば「５０％」とする処理が行なわれることが望ましい。
【０１５２】
更に、決定部１４５ｂは、対応情報に応じた尺度として、立体画像空間をグリッド状に分割するグリッド線を決定する場合であっても良い。すなわち、スケールは、図１９に示す一例のように、グリッド線を用いたスケールであっても良い。なお、図１９に示す一例では、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向それぞれでグリッド線の間隔が等間隔である場合を示しているが、実際には、「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」や関数「Ｆ」により、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向それぞれでグリッド線の間隔は、不均一となる。更に、「ａ（θ，Ｓ）」及び「ｂ（θ，Ｓ）」や関数「Ｆ」により、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向それぞれのグリッド線は、直線となる場合や、曲線となる場合がある。
【０１５３】
このように、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のスケールをグリッド線により立体画像空間全体で表示させることで、観察者は、立体画像の実空間におけるサイズを、全体的に把握することができる。また、関数「Ｆ」を用いた対応情報を設定することで、決定部１４５ｂは、視点及び視線方向の移動や、ボリュームデータの拡大・縮小等に追従したグリッド線を決定することができる。また、スケールをグリッド線により立体画像空間全体で表示させることで、観察者は、立体画像をより立体的に視認することができる。
【０１５４】
更に、決定部１４５ｂは、対応情報に応じた尺度に用いる軸の情報を、立体画像空間の座標軸からボリュームデータ空間の座標軸に変換する場合であっても良い。すなわち、決定部１４５ｂは、立体画像空間のスケールからボリュームデータ空間のスケールへの変換処理を行なっても良い。かかる場合、取得部１４５ａは、ボリュームデータ空間の座標軸に関する情報を、例えば、画像保管装置１２０においてボリュームデータに対応付けられている付帯情報から取得する。
【０１５５】
取得部１４５ａは、例えば、図２０の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、撮影時の被検体の体勢から、実空間に対応するボリュームデータ空間において、ｚ方向が足から頭に向かう方向を正とする方向であり、ｘ方向が右腕から左腕に向かう方向を正とする方向であり、ｙ方向が背側から腹側を正とする方向であるとする情報を取得する。また、取得部１４５ａは、例えば、関数「Ｆ」を用いた対応情報を取得する際、レンダリング処理時の視点ｅからの視線方向の情報も取得する（図１６を参照）。
【０１５６】
ここで、図２０の（Ａ）に示すように、取得部１４５ａにより取得されたレンダリング処理時の視点ｅからの視線方向が、負から正に向かうｚ方向に沿った方向であったとする。かかる場合、決定部１４５ｂは、上述したように、立体画像空間におけるＸＹ方向及びＺ方向のスケールを決定する（図２０の（Ａ）を参照）。更に、決定部１４５ｂは、ＸＹ方向のスケールがｘｙ方向のスケールに対応し、Ｚ方向のスケールがｚ方向のスケールに対応することから、図２０の（Ａ）に示すように、出力用のスケールとして、ｘｙ方向及びｚ方向のスケールを決定する。ここで、決定部１４５ｂは、観察者の視点Ｅから認識される立体画像の奥行き方向がｚ方向の正方向に対応することから、図２０の（Ａ）に示すようにｚ方向の矢印の向きがＺ方向の矢印の向きと逆になるように設定する。
【０１５７】
また、図２０の（Ｂ）に示すように、取得部１４５ａにより取得されたレンダリング処理時の視点ｅからの視線方向が、負から正に向かうｘ方向に沿った方向であったとする。かかる場合、決定部１４５ｂは、上述したように、立体画像空間におけるＸＹ方向及びＺ方向のスケールを決定する（図２０の（Ｂ）を参照）。更に、決定部１４５ｂは、ＸＹ方向のスケールがｙｚ方向のスケールに対応し、Ｚ方向のスケールがｘ方向のスケールに対応することから、図２０の（Ｂ）に示すように、出力用のスケールとして、ｙｚ方向及びｘ方向のスケールを決定する。ここで、決定部１４５ｂは、観察者の視点Ｅから認識される立体画像の奥行き方向がｘ方向の正方向に対応することから、図２０の（Ｂ）に示すようにｘ方向の矢印の向きがＺ方向の矢印の向きと逆になるように設定する。
【０１５８】
ここで、図２０の（Ａ）及び（Ｂ）に例示したように、レンダリング処理時の視点ｅからの視線方向がｘｙ平面や、ｙｚ平面、ｚｘ平面に正対する方向でない場合、ボリュームデータ空間のスケール（以下、Ｖスケール）においてｘｙｚの表記を用いることは適切ではない。かかる場合、決定部１４５ｂは、図２０の（Ｃ）に示すように、立方体の形状でボリュームデータを模式的に示す図形にレンダリング時の視線方向及び投影時の基準面を重畳した画像を２次元画像処理部１４６に生成させ、当該画像とＸＹ方向及びＺ方向のスケールとをＶスケールとして良い。
【０１５９】
このような処理が行なわれることで、観察者は、自身が立体表示モニタで観察する立体画像が、ボリュームデータ空間において如何なる方向からボリュームデータを観察した画像であるかを容易に識別することができる。なお、上記では、立体画像空間のスケールとともに、ボリュームデータ空間のスケールが出力用に決定される場合について説明したが、出力用に決定されるスケールは、ボリュームデータ空間のスケールのみである場合であっても良い。
【０１６０】
ここで、立体画像空間のスケールからボリュームデータ空間のスケールへの変換処理は、図１９を用いて説明したグリッド線をスケールとする場合に適用する場合であっても良い。かかる場合、グリッド線は、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向それぞれに沿った直線又は曲線により表示される。グリッド線を用いたボリュームデータ空間のスケールを用いる場合、図２０の（Ｃ）に示すような処理を行なうことなく、観察者に対して、立体表示モニタで観察する立体画像が、ボリュームデータ空間において如何なる方向からボリュームデータを観察した画像であるかを容易に識別させることができる。
【０１６１】
（スケール表示について）
第１の実施形態では、出力部１４５ｃが決定部１４５ｂにより決定されたスケールが表示されるように制御する場合について説明した。しかし、スケールは、観察者の要望によっては、非表示とされる場合であっても良い。すなわち、出力部１４５ｃは、決定部１４５ｂにより決定されたスケールを立体表示モニタの観察者の要求に応じて出力するか否かを制御する場合であっても良い。
【０１６２】
すなわち、観察者が立体画像を観察する際に、表示されているスケールが不要であると判断する場合がある。かかる場合、例えば、観察者である端末装置１４０の操作者は、入力部１４１を介して、スケールの非表示要求を入力する。これにより、出力部１４５ｃは、表示されているスケールを非表示とするために、スケールのオーバーレイが重畳される前の９視差画像を中間画像に変換して、表示部１４２に出力する。
【０１６３】
（システム構成）
第１の実施形態では、端末装置１４０において、レンダリング条件の取得、対応情報の設定、スケールの決定及びスケールの出力が行なわれる場合について説明した。しかし、第１の実施形態は、ワークステーション１３０において、レンダリング条件の取得、対応情報の設定、スケールの決定及びスケールの出力が行なわれる場合であっても良い。かかる場合、制御部１３５は、図２１に示すように、取得部１４５ａに対応する取得部１３５ａと、決定部１４５ｂに対応する決定部１３５ｂと、出力部１４５ｃに対応する出力部１３５ｃとを有する。取得部１３５ａは、レンダリング条件を取得し、決定部１３５ｂは、取得部１３５ａが取得したレンダリング条件に基づいて対応情報を設定し、更に、対応情報に基づいて、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のスケールを決定する。
【０１６４】
そして、出力部１３５ｃは、９視差画像及びスケールが表示部１４２にて出力されるように制御する。具体的には、出力部１３５ｃは、スケールのオーバーレイを生成し、更に、生成したオーバーレイをアンダーレイ（９つの視差画像）それぞれに重畳させた出力用の２次元画像を生成するようにレンダリング処理部１３６を制御する。そして、出力部１３５ｃは、レンダリング処理部１３６が生成した出力用の９つの２次元画像を９視差画像として端末装置１４０に送信するように通信部１３３を制御する。端末装置１４０の通信部１４３は、受信した９視差画像を制御部１４５に転送し、制御部１４５は、９視差画像を中間画像に変換して表示部１４２に出力する。これにより、表示部１４２では、立体画像がＸＹＺ方向のスケールとともに表示される。
【０１６５】
なお、上記実施形態においては、ワークステーション１３０が視差画像群の生成を行なう場合について説明した。しかし、視差画像群の生成は、医用画像診断装置１１０により行なわれる場合であっても良い。かかる場合、レンダリング条件の取得、対応情報の設定、スケールの決定及びスケールの出力は、医用画像診断装置１１０により行なわれる場合であっても良い。また、上記実施形態で説明した「レンダリング条件の取得、対応情報の設定、スケールの決定及びスケールの出力」に関する処理は、医用画像診断装置１１０のみで行なわれる場合や、ワークステーション１３０のみで行なわれる場合、端末装置１４０のみで行なわれる場合であっても良い。また、上記実施形態で説明した「レンダリング条件の取得、対応情報の設定、スケールの決定及びスケールの出力」に関する処理は、医用画像診断装置１１０とワークステーション１３０との間で行なわれる場合や、医用画像診断装置１１０と端末装置１４０との間で行なわれる場合であっても良い。
【０１６６】
すなわち、上記の実施形態で説明した「レンダリング条件の取得、対応情報の設定、スケールの決定及びスケールの出力」に関する処理は、画像処理システム１に含まれる各装置の各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【０１６７】
（その他）
なお、上記の実施形態で説明した画像処理方法は、あらかじめ用意された画像処理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。この画像処理プログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、Blu-ray Disc（登録商標）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【０１６８】
以上、説明したとおり、第１の実施形態及び第２の実施形態及び第２の実施形態に係る変形例によれば、立体視可能なモニタにて観察者により立体視される画像と実空間とを対応付ける尺度を表示することができる。
【０１６９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１７０】
１ 画像処理システム
２ 院内ＬＡＮ（Local Area Network）
１１０ 医用画像診断装置
１２０ 画像保管装置
１３０ ワークステーション
１３１ 入力部
１３２ 表示部
１３３ 通信部
１３４ 記憶部
１３５ 制御部
１３６ レンダリング処理部
１４０ 端末装置
１４１ 入力部
１４２ 表示部
１４３ 通信部
１４４ 記憶部
１４５ 制御部
１４５ａ 取得部
１４５ｂ 決定部
１４５ｃ 出力部
１４６ ２次元画像処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元の医用画像データであるボリュームデータから所定視差数の視差画像である視差画像群を生成するために用いられたレンダリング条件を取得する取得部と、
前記視差画像群を表示する立体表示装置を参照することで立体視される立体画像の空間座標と、前記ボリュームデータの撮影部位の空間座標とを対応付ける対応情報を、前記レンダリング条件に含まれる少なくとも前記視差画像群を構成する視差画像間の視差角と、前記立体表示装置にて表示される視差画像群の表示サイズとに基づいて設定し、前記対応情報に基づいて、前記立体画像の空間における前記立体表示装置の表示面に対して垂直方向の長さを前記撮影部位の空間上の長さに換算するための尺度を決定する決定部と、
前記視差画像群に基づく立体画像に対して前記尺度が前記立体表示装置にて重畳表示されるように出力制御する出力部と、
を備えたことを特徴とする画像処理システム。
【請求項２】
前記決定部は、前記立体画像の空間座標を前記ボリュームデータの空間座標に変換する関数であって、前記視差角、前記表示サイズ及び視線方向をパラメータとする関数に基づいて前記対応情報を設定し、前記対応情報に基づく前記尺度として、前記立体画像の空間における前記立体表示装置の表示面に対して垂直方向の長さを前記撮影部位の空間上の長さに換算するための尺度とともに、前記立体画像の空間における前記立体表示装置の表示面における長さを前記撮影部位の空間上の長さに換算するための尺度を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理システム。
【請求項３】
前記決定部は、前記対応情報に応じて、前記表示面に対する飛び出し方向と奥行き方向とで異なる縮尺となる尺度を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理システム。
【請求項４】
前記出力部は、前記立体画像に対して前記尺度が重畳表示される位置に応じて、前記尺度を構成する線分の方向が変更されるように制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の画像処理システム。
【請求項５】
前記決定部は、前記対応情報に応じた前記尺度として、前記立体画像の空間をグリッド状に分割するグリッド線を決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像処理システム。
【請求項６】
前記出力部は、前記決定部により決定された前記尺度を前記立体表示装置の観察者の要求に応じて重畳表示するか否かを制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の画像処理システム。
【請求項７】
前記決定部は、前記対応情報に応じた尺度に用いる軸の情報を、立体画像空間の座標軸からボリュームデータ空間の座標軸に変換することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の画像処理システム。
【請求項８】
３次元の医用画像データであるボリュームデータから所定視差数の視差画像である視差画像群を生成するために用いられたレンダリング条件を取得する取得部と、
前記視差画像群を表示する立体表示装置を参照することで立体視される立体画像の空間座標と、前記ボリュームデータの撮影部位の空間座標とを対応付ける対応情報を、前記レンダリング条件に含まれる少なくとも前記視差画像群を構成する視差画像間の視差角と、前記立体表示装置にて表示される視差画像群の表示サイズとに基づいて設定し、前記対応情報に基づいて、前記立体画像の空間における前記立体表示装置の表示面に対して垂直方向の長さを前記撮影部位の空間上の長さに換算するための尺度を決定する決定部と、
前記視差画像群に基づく立体画像に対して前記尺度が前記立体表示装置にて重畳表示されるように出力制御する出力部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
３次元の医用画像データであるボリュームデータから所定視差数の視差画像である視差画像群を生成するために用いられたレンダリング条件を取得する取得ステップと、
前記視差画像群を表示する立体表示装置を参照することで立体視される立体画像の空間座標と、前記ボリュームデータの撮影部位の空間座標とを対応付ける対応情報を、前記レンダリング条件に含まれる少なくとも前記視差画像群を構成する視差画像間の視差角と、前記立体表示装置にて表示される視差画像群の表示サイズとに基づいて設定し、前記対応情報に基づいて、前記立体画像の空間における前記立体表示装置の表示面に対して垂直方向の長さを前記撮影部位の空間上の長さに換算するための尺度を決定する決定ステップと、
前記視差画像群に基づく立体画像に対して前記尺度が前記立体表示装置にて重畳表示されるように出力制御する出力ステップと、
を含んだことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
３次元の医用画像データであるボリュームデータから所定視差数の視差画像である視差画像群を生成するために用いられたレンダリング条件を取得する取得手順と、
前記視差画像群を表示する立体表示装置を参照することで立体視される立体画像の空間座標と、前記ボリュームデータの撮影部位の空間座標とを対応付ける対応情報を、前記レンダリング条件に含まれる少なくとも前記視差画像群を構成する視差画像間の視差角と、前記立体表示装置にて表示される視差画像群の表示サイズとに基づいて設定し、前記対応情報に基づいて、前記立体画像の空間における前記立体表示装置の表示面に対して垂直方向の長さを前記撮影部位の空間上の長さに換算するための尺度を決定する決定手順と、
前記視差画像群に基づく立体画像に対して前記尺度が前記立体表示装置にて重畳表示されるように出力制御する出力手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項１】
３次元の医用画像データであるボリュームデータから所定視差数の視差画像である視差画像群を生成するために用いられたレンダリング条件を取得する取得部と、
前記視差画像群を表示する立体表示装置を参照することで立体視される立体画像の空間座標と、前記ボリュームデータの撮影部位の空間座標とを対応付ける対応情報を、前記レンダリング条件に含まれる少なくとも前記視差画像群を構成する視差画像間の視差角と、前記立体表示装置にて表示される視差画像群の表示サイズとに基づいて設定し、前記対応情報に基づいて、前記立体画像の空間における前記立体表示装置の表示面に対して垂直方向の長さを前記撮影部位の空間上の長さに換算するための尺度を決定する決定部と、
前記視差画像群に基づく立体画像に対して前記尺度が前記立体表示装置にて重畳表示されるように出力制御する出力部と、
を備えたことを特徴とする画像処理システム。
【請求項２】
前記決定部は、前記立体画像の空間座標を前記ボリュームデータの空間座標に変換する関数であって、前記視差角、前記表示サイズ及び視線方向をパラメータとする関数に基づいて前記対応情報を設定し、前記対応情報に基づく前記尺度として、前記立体画像の空間における前記立体表示装置の表示面に対して垂直方向の長さを前記撮影部位の空間上の長さに換算するための尺度とともに、前記立体画像の空間における前記立体表示装置の表示面における長さを前記撮影部位の空間上の長さに換算するための尺度を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理システム。
【請求項３】
前記決定部は、前記対応情報に応じて、前記表示面に対する飛び出し方向と奥行き方向とで異なる縮尺となる尺度を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理システム。
【請求項４】
前記出力部は、前記立体画像に対して前記尺度が重畳表示される位置に応じて、前記尺度を構成する線分の方向が変更されるように制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の画像処理システム。
【請求項５】
前記決定部は、前記対応情報に応じた前記尺度として、前記立体画像の空間をグリッド状に分割するグリッド線を決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像処理システム。
【請求項６】
前記出力部は、前記決定部により決定された前記尺度を前記立体表示装置の観察者の要求に応じて重畳表示するか否かを制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の画像処理システム。
【請求項７】
前記決定部は、前記対応情報に応じた尺度に用いる軸の情報を、立体画像空間の座標軸からボリュームデータ空間の座標軸に変換することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の画像処理システム。
【請求項８】
３次元の医用画像データであるボリュームデータから所定視差数の視差画像である視差画像群を生成するために用いられたレンダリング条件を取得する取得部と、
前記視差画像群を表示する立体表示装置を参照することで立体視される立体画像の空間座標と、前記ボリュームデータの撮影部位の空間座標とを対応付ける対応情報を、前記レンダリング条件に含まれる少なくとも前記視差画像群を構成する視差画像間の視差角と、前記立体表示装置にて表示される視差画像群の表示サイズとに基づいて設定し、前記対応情報に基づいて、前記立体画像の空間における前記立体表示装置の表示面に対して垂直方向の長さを前記撮影部位の空間上の長さに換算するための尺度を決定する決定部と、
前記視差画像群に基づく立体画像に対して前記尺度が前記立体表示装置にて重畳表示されるように出力制御する出力部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
３次元の医用画像データであるボリュームデータから所定視差数の視差画像である視差画像群を生成するために用いられたレンダリング条件を取得する取得ステップと、
前記視差画像群を表示する立体表示装置を参照することで立体視される立体画像の空間座標と、前記ボリュームデータの撮影部位の空間座標とを対応付ける対応情報を、前記レンダリング条件に含まれる少なくとも前記視差画像群を構成する視差画像間の視差角と、前記立体表示装置にて表示される視差画像群の表示サイズとに基づいて設定し、前記対応情報に基づいて、前記立体画像の空間における前記立体表示装置の表示面に対して垂直方向の長さを前記撮影部位の空間上の長さに換算するための尺度を決定する決定ステップと、
前記視差画像群に基づく立体画像に対して前記尺度が前記立体表示装置にて重畳表示されるように出力制御する出力ステップと、
を含んだことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
３次元の医用画像データであるボリュームデータから所定視差数の視差画像である視差画像群を生成するために用いられたレンダリング条件を取得する取得手順と、
前記視差画像群を表示する立体表示装置を参照することで立体視される立体画像の空間座標と、前記ボリュームデータの撮影部位の空間座標とを対応付ける対応情報を、前記レンダリング条件に含まれる少なくとも前記視差画像群を構成する視差画像間の視差角と、前記立体表示装置にて表示される視差画像群の表示サイズとに基づいて設定し、前記対応情報に基づいて、前記立体画像の空間における前記立体表示装置の表示面に対して垂直方向の長さを前記撮影部位の空間上の長さに換算するための尺度を決定する決定手順と、
前記視差画像群に基づく立体画像に対して前記尺度が前記立体表示装置にて重畳表示されるように出力制御する出力手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１−１】
【図１１−２】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１−１】
【図１１−２】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１３−５０５２（Ｐ２０１３−５０５２Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３１５１８（Ｐ２０１１−１３１５１８）
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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