JP2002101428A - 画像立体視表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 三次元画像データを効率良く参照できる画像
立体視表示装置を提供すること。 【解決手段】 設定された表示範囲に存在する三次元画
像データに基づいて、右目用投影画像及び左目用投影画
像を生成し、当該各投影画像に基づいて前記被写体を立
体視表示する画像立体視表示装置である。三次元画像デ
ータに対する表示範囲の相対的位置の移動、及び表示範
囲の大きさの変更を実行することで、所望の画像を立体
視することが可能である。当該移動・変更に関する操作
は、表示部に表示されるユーザインタフェース部によっ
て容易に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像を立体視表示
する表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】医療における画像診断は、被検体につい
ての多くの情報を画像により提供するものであり、疾病
の診断、治療や手術計画等を初めとする多くの医療行為
において重要な役割を果たしている。現在では、超音波
診断装置、Ｘ線ＣＴ装置、磁気共鳴イメージング（ＭＲ
Ｉ）装置、核医学診断装置等の主な医療用画像機器によ
って様々な手法による画像データの収集が可能である。
特に、近年では、マルチスライスＣＴやコーンビームＣ
Ｔの登場により、体軸方向の空間分解能の高いボリュー
ムデータ収集が可能となっている。その結果、画像診断
のための大量かつ高分解能の画像データを容易に得るこ
とができる。これらの医療用画像機器で収集された被写
体の三次元画像データは、所定の表示装置によって種々
の表示形態（例えば、２次元断面表示、投影表示、ボリ
ュームレンダリングやサーフェイスレンダリング、ま
た、両眼視差や運動視差を利用して立体視表示等）にて
表示され、診断に利用される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
マルチスライスＣＴ等によって得られた大量の画像デー
タを従来の各手法により表示する場合には、次のような
問題が存在する。

【０００４】２次元断面表示で読影する場合には、画像
枚数が増加した分の読影負荷が増加する。投影表示やＭ
ＩＰ（Ｍｎｘｉｍｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊ
ｅｃｔｉｏｎ）表示では、奥行き方向の情報が失われて
しまい、三次元の高空間分解能データのメリットを活か
せない。

【０００５】また、ボリュームレンダリングやサーフェ
イスレンダリングなどは、画像作成のパラメータ設定の
手間と画像作成処理の時間がかかり、また、画像作成に
診断能力が必要であり、画像を読影する医師の負担の増
加につながってしまうことがある。

【０００６】また、投影画像を使った立体視表示におい
ては、画像データの奥行き方向の幅が厚い場合には奥行
き方向のデータが重なってしまい奥行き情報が失われて
しまうことがある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記事情に鑑
みてなされたものであり、三次元画像データを効率良く
参照できる画像立体視表示装置を提供することを目的と
する。

【０００８】本発明の第１の視点は、被写体に関する三
次元画像データに対して表示範囲を設定するための設定
手段と、設定された前記表示範囲に存在する前記三次元
画像データに基づいて、右目用投影画像及び左目用投影
画像を生成する画像生成手段と、前記右目用投影画像及
び前記左目用投影画像に基づいて前記被写体を立体視表
示する表示手段とを具備することを特徴とする画像立体
視表示装置である。

【０００９】本発明の第２の視点は、第１の視点に係る
装置において、前記三次元画像データに対する前記表示
範囲の相対的位置を移動する表示範囲移動手段をさらに
具備することを特徴とするものである。

【００１０】本発明の第３の視点は、第１の視点に係る
装置において、前記表示範囲の大きさを変更する表示範
囲変更手段をさらに具備することを特徴とするものであ
る。

【００１１】本発明の第４の視点は、第２又は第３の視
点に係る装置において、前記画像生成手段は、前記表示
範囲移動手段が連続して動作する場合、前記右目用投影
画像或いは前記左目用投影画像のうちいずれか一方の画
像を生成し、前記表示手段は、当該一方の画像に基づい
て前記被写体を立体視表示することを特徴とするもので
ある。

【００１２】本発明の第５の視点は、第１の視点に係る
装置において、前記画像生成手段は、前記投影画像の向
きと前記被写体の向きとの対応が判断可能な方向情報を
生成し、前記表示手段は、前記方向情報と前記各投影画
像とを同時に立体視表示することを特徴とするものであ
る。

【００１３】本発明の第６の視点は、第５の視点に係る
装置において、前記方向情報は前記表示範囲に対応した
位置に設けられており、前記表示手段は、前記方向情報
を立体視表示することを特徴とするものである。

【００１４】このような構成によれば、三次元画像デー
タを効率良く参照できる画像表示装置を実現することが
できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態及び
第２実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説
明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素に
ついては、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にの
み行う。

【００１６】[第１実施形態]まず、本発明に係る立体表
示装置のブロック構成を、図１を参照しながら説明す
る。

【００１７】図１は、本発明に係る立体表示装置のブロ
ック構成図を示している。

【００１８】本立体表示装置１は、ユーザインタフェー
ス部１０、ＣＲＴモニタ１２、画面切り替え制御部２
０、画像処理部３０、偏光眼鏡４０、偏光シャッタ４
２、マウス装置４４を有している。以下、各構成要素に
ついて詳説する。

【００１９】＜画像処理部＞次に、図１に基づいて画像
処理部３０の概略構成を説明する。

【００２０】画像処理部３０は、画像データ保存部３０
０、画像データ選択リスト作成部３０２、画像データ読
み込み部３０４、メモリ３０６、投影画像作成部３０
８、画像データ座標変換部３１０、画像方向表示作成部
３１２、画面データ作成部３１４、左目用画面ビデオメ
モリ３１６、右目用画面ビデオメモリ３１８、操作入力
処理部３２０、ＣＰＵ３２２、を有している。

【００２１】画像データ保存部３００は、医用画像診断
装置で撮影された画像データを保存する。

【００２２】画像データ選択リスト作成部３０２は、画
像データ保存部に保存されている画像データの付帯情報
から患者ＩＤ、忠者名、検査日時、モダリティ名、撮影
条件を読み出してリストを作成する。

【００２３】画像データ読み込み部３０４は、画像デー
タ選択部で操作者が選択した画像データをメモリに読み
込む。

【００２４】メモリ３０６は、画像データを保持する。
画像データは画像データ座標系において三次元座標で画
素を指定できるよう管理される（図１０）。

【００２５】投影画像作成部３０８は、投影方法選択部
において操作者が選択した投影画像作成における投影方
法（透視投影又は平行投影）に応じて処理を行う。各投
影方法による具体的な処理については、後で詳しく説明
する。

【００２６】画像データ座標変換部３１０は、後述する
ようにデフォルトの座標変換、画像データの移動操作に
応じた変換処理を行う。

【００２７】画像方向表示作成部３１２は、座標返還後
の画像データに対して、次のような処理を行う。

【００２８】画像データは、図１２（ａ）に示す例のよ
うに、被検体と対応する画像の方向を持っている。画像
方向表示作成部３１２は、この被検体と対応する方向の
認識を容易にするために、図１２（ｂ）に示す三次元図
形（これを画像方向表示という）で表し、これを、仮想
視界座標系の立体視可能な画像データ表示範囲内に配置
して、投影面にその図形を投影して投影画像作成部３０
８で作成した投影画像にはめ込む。観察者は、この三次
元図形を立体視することで、画像データの方向をより立
体感を持って把握できるようになる。画像方向表示（三
次元図形）は、画像データと共に座標変換した後、例え
ば図１３に示す位置に平行移動して配置する。

【００２９】図１３に示すように仮想視界座標系におい
て、奥行き（ｙ方向）方向において立体視可能領域と近
い位置に画像方向表示を配置することによって、立体視
の特性により画像データの立体視から画像方向表示の立
体視ヘの移行が容易に行えるというメリットがある。

【００３０】画面データ作成部３１４は、投影画像作成
部及び画像方向表示作成部で作成された左右目用それぞ
れの投影画像データを後述する画像表示部１０４に表示
するための左目用及び右目用の画面データを作成して、
それぞれ左目用画面ビデオメモリ３１０及び右目用画面
ビデオメモリ３１８に登録する。

【００３１】左目用画面ビデオメモリ３１６は、画面デ
ータ作成部の作成した左目用画面データを保持する。

【００３２】右目用画面ビデオメモリ３１８は、画面デ
ータ作成部の作成した右目用画面データを保持する。

【００３３】操作入力処理部３２０は、マウス装置の操
作の入力処理を行う。

【００３４】ＣＰＵ３２２は、各構成を制御する。

【００３５】＜ユーザインターフェイス部＞ユーザイン
ターフェイス部１０はＣＲＴモニタ１２画面に表示され
る本画像立体視表示装置に特徴的な部分であり、図２及
び図３に示す各操作手段を有している。すなわち、図２
及び図３に示すようにユーザインターフェイス部１０
は、画像データ選択部１００、画像データ情報表示部１
０２、画像表示部１０４、仮想視界設定パラメータ設定
部１０６、画像データ表示範囲幅設定部１０８、画像デ
ータ奥行き方向移動量設定部１１０、画像データ奥行き
方向移動操作部１１２、画像表示階調設定部１１４、画
像拡大率設定部１１６、投影画像種選択部１１８、画像
データ平行移動量設定部１２０、画像データ平行移動操
作部１２２、画像データ回転移動量設定部１２４、画像
データ回転移動操作部１２６、投影方法選択部１２８、
デフォルト画像観察方向選択部１３０、を有している。
なお、本立体視表示装置は、当該ユーザインターフェイ
ス部１０を介してマウス装置４０あるいは図示していな
いキーボード等の入力手段によって操作される。

【００３６】画像データ選択部１００は、後述する画像
データ選択リスト作成部３０２が作成したリストを表示
する。立体視表示する画像データは、当該リストから選
択される。

【００３７】画像データ情報表示部１０２は、画像デー
タ選択部１００から選択された画像データの情報（患者
ＩＤ、患者名、検査日時、モダリティ名（ＣＴ、ＭＲＩ
等の撮影手段）、撮影条件）を表示する。

【００３８】画像表示部１０４は、左目用の投影画像と
左目用の投影画像及び、表示されている画像の方向を示
すための画像方向表示を同時に表示する。この画像方向
表示については後述する。

【００３９】仮想視界設定パラメータ設定部（図３参
照）１０６は、仮想視界を定義するためのパラメータを
設定する操作部である。この仮想視界設定パラメータ設
定部１０６は、図２に示したユーザインターフェイス部
１０の左上に表示される「ｏｐｔｉｏｎ」をクリックす
ることで図３に示す内容を表示させ、「ｖｉｅｗ ｐａ
ｒａｍｅｔｅｒ」を選択することで画面に表示される。
なお、本実施形態では、仮想視界を定義するための「仮
想視界設定パラメータ」として、左右の仮想視点間距離
ｄｅ、仮想視点から画像データ表示範囲の中心までの距
離ｄｒ、画像データの表示範囲幅ｗｒ、さらに、仮想視
点からの投影面までの距離ｄｐ、投影面の高さｈｐ、投
影面の幅ｗｐを導入する。このうち、オペレータが当該
仮想視界設定パラメータ設定部１０６によって制御され
るのは、左右の仮想視点間距離ｄｅ、仮想視点から画像
データ表示範囲の中心までの距離ｄｒである。

【００４０】画像データ表示範囲幅設定部１０８は、操
作者が立体視する画像データの表示範囲幅（以下、変数
ｗｒとする）を設定する操作部である（例えば、図４
（ａ）参照）。

【００４１】画像データ奥行き方向移動量設定部１１０
は、画像データ奥行き方向移動操作部１１２からの一回
の移動操作によって移動させる画像データの移動量を設
定する操作部である。

【００４２】画像データ奥行き方向移動操作部１１２
は、画面に対して奥行き方向に画像データ移動させる移
動操作を行うための操作部である。操作者は、手前方向
或いは奥行き方向の矢印にカーソルを合わせ、マウス装
置４４のボタンをクリックする度に、画像データ奥行き
方向移動量設定部１１０で設定した移動量で、画像デー
タを手前（又は奥）に移動させることができる。

【００４３】画像表示階調設定部１１４は、画像表示部
１０４に表示される投影画像の表示階調を設定するため
の操作部である。操作者は、例えば所定のレベルにカー
ソルを合わせ、マウス装置４４のボタンをクリックする
ことで、所望するレベルに階調設定することができる。

【００４４】画像拡大率設定部１１６は、操作者が画像
表示部１０４に表示される投影画像の拡大率を設定する
操作部である。拡大率に対応したパラメータａの値を決
めることで、拡大率を決定することができる。この点に
ついては後述する。

【００４５】投影画像種選択部１１８は、操作者が投影
画像の種類（単純投影、ＭＩＰ（最大値投影）、Ｍｉｎ
−ＩＰ（最小値投影）等）を選択するための操作部であ
る。

【００４６】画像データ平行移動量設定部１２０は、画
像データ平行移動操作部１２２からの一回の移動操作に
よって移動させる投影画像の平行移動ステップ量を設定
する操作部である。

【００４７】画像データ平行移動操作部１２２は、画像
表示部１０４に表示される投影画像を平行移動させる移
動操作を行うための操作部である。なお、ここで言う平
行移動とは、画面に沿った方向の移動を指す。ここでの
一回の操作によるデータ移動量は、画像データ平行移動
量設定部１２０での設定量に従う。

【００４８】画像データ回転移動量設定部１２４は、画
像データ平行移動操作部１２２からの一回の移動操作に
よって移動させる投影画像の回転移動ステップ量を設定
するための操作部である。なお、回転とは、仮想視界座
標系における回転を意味する。この回転については、後
で詳しく説明する。

【００４９】画像データ回転移動操作部１２６は、画像
表示部１０４に表示される投影画像の回転移動させる移
動操作を行うための操作部である。

【００５０】投影方法選択部１２８（図３参照）は、投
影画像作成部３０８が実行する投影画像作成における投
影方法（透視投影又は平行投影）を選択するための操作
部である。

【００５１】デフォルト画像観察方向選択部１３０（図
３参照）は、操作者がデフォルトの画像データ観察方向
（Ａｘｉａｌ／Ｓａｇｉｔｔａｌ／Ｃｏｒｏｎａｌ）を
選択する操作部である。

【００５２】＜画面切り換え制御部＞画面切り換え制御
部２０は、ＣＲＴモニタに表示する画面を１フレ―ムず
つ左目用と右目用画面ビデオメモリが保持する画面を交
互に切り替える（フレ−ムレ−トは６０回／秒以上が望
ましい）制御を行う。また、それに同期させて、右目用
の画面を表示しているときは、偏向シャッターを９０度
に、左目用の画面を表示しているときは０度に切り換え
る。

【００５３】＜その他＞偏向眼鏡４０は、左目用に０
度、右目に９０度の偏向フィルタを付けた眼鏡である。
観察者は、この眼鏡をかけてＣＲＴモニタの画面を観察
することで画像データを立体視できる。

【００５４】偏向シャッター４２は、画面切り換え制御
部の制御により、本構成の持つ偏向フィルタが０度、９
０度に交互に切り換わる機能を有している。ＣＲＴモニ
タの前面に配置する。

【００５５】ＣＲＴモニタ１２は、左目用及び右目用画
面ビデオメモリの保持する画面を画面切り換え制御部の
制御により交互に表示する。

【００５６】マウス装置４４は、操作者からの指示情報
を装置に入力するための入力手段である。

【００５７】次に、本立体視表示装置が実行する画像処
理について説明する。本実施形態に係る画像立体視表示
装置の特徴的な点は、立体視する画像データの範囲を任
意に設定・変更可能なことであり、当該設定・変更に関
する操作を容易ならしめるユーザインタフェースを有す
ることである。

【００５８】＜投影画像作成処理＞投影画像作成処理
は、投影画像作成部３０８において実行される。当該投
影画像作成は、立体視表示のため、右目用と左目用とそ
れぞれ作成される。以下、透視投影と平行投影との場合
について詳説する。

【００５９】（１）透視投影の場合 まず、投影する画像データの範囲について説明する。

【００６０】図４（ａ）は、投影画像作成において設定
される三次元仮想視界座標系のｘ−ｙ平面を示してい
る。また、図４（ｂ）は、同座標系のｚ−ｙ平面を示し
ている。

【００６１】投影する画像データの範囲は、図４（ａ）
に示す仮想視界座標系において左右の仮想視点間距離ｄ
ｅ、仮想視点から画像データ表示範囲の中心までの距離
ｄｒ、操作者が立体視する画像データの表示範囲ｗｒの
各パラメータ（ｄｅ，ｄｒ，ｗｒ）の値、及び仮想視点
から投影面までの距離を示すパラメータｄｐの値、投影
面の高さｈｐ（図４（ｂ）参照）及び幅ｗｐを決めるこ
とで一意的に決定される。

【００６２】なお、本実施形態では、投影面の高さｈｐ
として画像データの縦方向のマトリクスサイズＩｈ（図
１０参照）、投影面の幅ｗｐを画像データの横方向のマ
トリクスサイズＩｗ（図１０参照）として設定する。

【００６３】また、本実施形態では、図４（ａ）に示す
ように、画像データの中心を仮想視界座標系の（ｘ，
ｙ，ｚ）＝（０，ｄｒ，０）に設定する。そして投影面
は、この画像データの中心と仮想視点とを結ぶ直線が投
影面の中心を通るように設定される。

【００６４】また、ｄｐは、画像拡大率設定部１１６に
おいて操作者が設定する画像表示部に表示される画像の
拡大率に応じて変更される。本実施形態では、画像拡大
率がａ倍のときはｄｐ＝（ｄｒ−ｗｒ）×ａとする。従
って、倍率が１倍であるときは、ａ＝１としてｄｐ＝ｄ
ｒ−ｗｒとなる。

【００６５】＜投影テーブルの作成処理＞次に、投影テ
ーブルの作成について説明する。投影テーブルとは、上
記画像データ表示範囲にある座標（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）
の画素と投影面座標系の座標（ｘcp，ｙcp）の画素とを
対応付けるテーブルである。

【００６６】本実施形態では、仮想視点座標系の上記画
像データ表示範囲にある座標（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）の画
素（図５（ａ）、（ｂ））は、以下に示す式（１）、
（２）に基づいて投影面座標系の座標（ｘcp，ｙcp）の
画素（図６（ａ））に投影される。

【００６７】 ｘcp＝（ｘｃ−ｘｌ）／（ｘｈ−ｘｌ）×ｗｐ …式（１） ｙcp＝（ｚｃ−ｚｌ）／（ｚｈ−ｚｌ）×ｈｐ …式（２） ｗｈｅｒｅ ｘｌ＝ｄｅ／２−（ｙｃ／ｄｐ×ｗｐ／２＋ｙｃ／ｄｒ×ｄｅ／２） ｘｈ＝ｄｅ／２＋（ｙｃ／ｄｐ×ｗｐ／２−ｙｃ／ｄｒ×ｄｅ／２） ｚｌ＝−ｙｃ／ｄｐ×ｈｐ／２ ｚｈ＝ｙｃ／ｄｐ×ｈｐ／２ 当該式（１）、（２）に基づく投影の対応は、図７に示
すように各画素ごとに投影テーブルとして格納される。
なお、図７に示した投影テーブルは、画像データ表示範
囲の画素にｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の順に付けた番号を
インデックスとして投影先の投影面上の座標を格納して
いる。このようにすることで、計算処理の負荷を軽減す
ることができる。

【００６８】ところで、式（１）、（２）からわかるよ
うに、投影テーブルの内容（すなわち、画像データ表示
範囲の各画素が投影される投影面上の各画素の座標）
は、パラメータｄｅ，ｄｒ，ｗｒ，ｄｐ，ｈｐ，ｗｐの
値が変更されない限り変わらない。従って、上述した画
像データの範囲を定義する各パラメータの変更毎に当該
投影テーブルは計算され、保持される構成であることが
好ましい。この様な構成であれば、各パラメータが変更
されない限りは新たな投影テーブル作成の計算は実行さ
れないから、画像データの平行移動や回転移動が行われ
て投影画像を再作成するときでも現行の投影テーブルを
使って画像の画素値の投影計算のみを行えば良い。

【００６９】＜画像データの投影処理＞次に、画像デー
タの投影について説明する。

【００７０】投影画像種選択部１１８を介して操作者に
より選択された投影画像の種類（単純投影、ＭＩＰ等）
に応じて、上記投影テーブルに基づいて投影処理が実行
される。なお、仮想視界座標系における座標（ｘｃ，ｙ
ｃ，ｚｃ）に対応するの画素の画素値は、座標（ｘｃ，
ｙｃ，ｚｃ）画像データ座標変換部で算出した座標変換
行列Ｍｎ（式（５）参照）の逆行列Ｍｎ^-1で座標変換し
た画像データ座標系（図１０参照）における座標（Ｉｘ
ｃ，Ｉｙｃ，Ｉｚｃ）の画素の画素値を参照する。

【００７１】次に、投影画像生成について、投影画像の
種類が単純投影である場合とＭＩＰである場合とに分け
て説明する。

【００７２】（単純投影の場合）まず、投影画像作成部
３０８は、メモリ３０６から画像データ表示範囲の画素
をｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の順に順次読み出し、例えば
ｉ番目の画素の画素値を、投影テーブルのインデックス
の番号がｉのテーブルに格納されている投影面上の座標
（ｘcpi，ｙcpi）の画素の画素値に加算する。この加算
処理は、投影する画像データの範囲内の全画素について
実行される。

【００７３】画像データ表示範囲の画素全てについて上
記の処理が終了したら、投影面上の各画素について加算
された回数で現時点での画素値（加算された画素値）を
割って加算平均を取る。得られた投影面の画像が投影画
像である。左右目用それぞれについて投影画像を作成す
る。

【００７４】（ＭＩＰの場合）画像データ表示範囲の画
素をｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の順に順次読み出し、ｉ番
目の画素の画素値と、投影テーブルのインデックスの番
号がｉのテーブルに格納されている投影面上の座標（ｘ
cpi，ｙcpi）の画素の画素値を比較し、前者の値が大き
い場合は、前者の値を後者の値に設定する。それを画像
データ表示範囲の全画素に対して行う。得られた投影面
の画像が投影画像である。左右目用それぞれについて投
影画像を作成する。

【００７５】＜投影画像の階調変換＞画像表示階調設定
部１１４で設定されたパラメータＷＬ，ＷＷにより、
（ＷＬ−ＷＷ／２）〜（ＷＬ＋ＷＷ／２）の投影画像の
画素値を線形に０〜２５５階調に変換する。（ＷＬ−Ｗ
Ｗ／２）以下の画素値は０、（ＷＬ＋ＷＷ／２）以上の
画素値は２５５に変換する。

【００７６】（２）平行投影の場合 次に、平行投影による投影処理について説明する。

【００７７】まず、投影する画像データの範囲について
説明する。投影する画像データの範囲は、図８（ａ）に
示す仮想視界座標系において左右の仮想視点間距離ｄ
ｅ、仮想視点から画像データ表示範囲の中心までの距離
ｄｒ、操作者が立体視する画像データの表示範囲ｗｒの
各パラメータ（ｄｅ，ｄｒ，ｗｒ）の値、投影面の大き
さによって一意的に決定される。なお、投影面の大きさ
は、表示画像サイズ（すなわち高さｈｐ、幅ｗｐ）に等
しい。平行投影の場合は、仮想視点から投影面の距離は
関係しないからである。

【００７８】また、本実施形態では、画像データの中心
を仮想視界座標系の（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０，ｄｒ，０）
に設定する。そして投影面は、この画像データの中心と
仮想視点とを結ぶ直線が投影面の中心を通るように設定
される。

【００７９】次に、投影テーブルの作成について説明す
る。

【００８０】仮想視点座標系の画像データ表示範囲にあ
る座標（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）の画素（図９（ａ）、
（ｂ））は、次の式（３），（４）で算出される投影面
座標系の座標（ｘcp，ｙcp）の画素（図６（ａ））に投
影される。

【００８１】 ｘcp＝ｘｃ−ｘｌ …式（３） ｙcp＝ｚｃ−ｚｌ …式（４） ｗｈｅｒｅ ｘｌは、ｙ＝ｙｃにおける画像データ表示範囲の最も小
さいｘ座標 ｚｌは、ｙ＝ｙｃにおける画像データ表示範囲の最も小
さいｚ座標 投影テーブルの内容（すなわち、画像データ表示範囲の
各画素が投影される投影面上の各画素の座標）は、パラ
メータｄｅ，ｄｒ，ｗｒ，ｄｐ，ｈｐ，ｗｐの値が変更
されない限り変わらない。従って、上述した透視投影の
場合と同様に、画像データの範囲を定義する各パラメー
タの変更毎に当該投影テーブルは計算され、保持される
構成であることが好ましい。この様な構成であれば、各
パラメータが変更されない限りは新たな投影テーブル作
成の計算は実行されないから、画像データの平行移動や
回転移動が行われて投影画像を再作成するときでも現行
の投影テーブルを使って画像の画素値の投影計算のみを
行えば良い。

【００８２】なお、投影テーブルは、図７に示すよう
に、画像データ表示範囲の画素にｘ方向、ｙ方向、ｚ方
向の順に付けた番号をインデックスとして投影先の投影
面上の座標を格納する。このようにすることで、計算処
理の負荷を軽減することができる。

【００８３】次に、画像データの投影については、透視
投影の場合と同様である。

【００８４】次に、投影画像の拡大について説明する。

【００８５】平行投影の場合の投影画像の拡大・縮小
は、画像拡大率設定部１１６において操作者が設定する
画像表示部に表示される画像の拡大率に応じて、上述し
たいずれかの方法にて作成された投影画像に対して拡大
・縮小を行う。

【００８６】次に、投影画像の階調変換について説明す
る。

【００８７】画像表示階調設定部１１４で設定されるパ
ラメータＷＬ，ＷＷにより、（ＷＬ−ＷＷ／２）〜（Ｗ
Ｌ＋ＷＷ／２）の投影画像の画素値を線形に０〜２５５
階調に変換する。（ＷＬ−ＷＷ／２）以下の画素値は
０、（ＷＬ＋ＷＷ／２）以上の画素値は２５５に変換す
る。

【００８８】＜画像データの移動操作に応じた座標変換
＞本立体視表示装置によれば、表示された画像に対応す
るデータを仮想視界座標系において移動させることで、
所望の視線からの立体視が可能である。以下、画像デー
タ座標変換部３１０によって実行される、操作者の移動
操作に応じた座標変換処理を説明する。

【００８９】まず、画像データの移動指示は、ユーザイ
ンタフェース部１０を介して、それぞれ以下の様に入力
される。

【００９０】（画像データの奥行き方向への平行移動）
画像データ奥行き方向移動操作部１１２のキーを一度ク
リックする毎に、画像データ奥行き方向移動量設定部１
１０で設定した移動量で、奥行き方向、すなわち、仮想
視界座標系のｙ軸方向に画像データを手前（又は奥）に
平行移動する。キーを連続して押し続けた場合は移動が
繰り返される。

【００９１】（画像データの画面に平行な平面上での平
行移動）画像データ平行移動操作部において、操作者が
画像表示部に表示される画像の平行移動操作を行うと、
ＵＰキーを操作した場合、その向きに応じて画面の上
下、左右方向、すなわち、仮想視界座標系のＺ軸方向、
および、Ｘ軸方向に画像データ平行移動量設定部で設定
した移動量で平行移動を行う。キーを連続して押し続け
た場合は移動が繰り返される。

【００９２】（画像データの回転移動）画像データ回転
移動操作部１２６において、操作者が画像表示部に表示
される画像の回転移動操作を行うと、操作したＵＰキー
の方向に、仮想視界座標系の（０，ｄｒ，０）を回転中
心にして、画像データ回転移動量設定部１２４において
設定された回転移動ステップ量で回転する。

【００９３】次に、各移動に応じた座標変換について説
明する。この座標変換は、上記移動操作に基づいて、画
像データ座標変換部３１０によって実行される。

【００９４】画像データの座標変換行列Ｍｎは、一般に
式（５）で表される。

【００９５】 Ｍｎ＝Ｍｃ（今回の移動操作に応じた座標変換行列） ×Ｍｏ（今回操作する前のＭｎ） …式（ ５） 以下、各移動操作に応じたＭｎの表現を示す。

【００９６】（平行移動の場合：例えば、デフォルトの
座標変換や画像データの奥行き方向の移動、画像データ
の画面に平行な平面上での移動）

【００９７】

【数１】

【００９８】（仮想視界座標系の原点を回転中心とした
回転移動の場合：例えば、デフォルトの座標変換時の回
転移動）

【００９９】

【数２】

【０１００】（仮想視界座標系の（０，ｄｒ，０）を回
転中心とした回転移動の場合）この場合、既述の一次変
換を組み合わせることで実現できる。座標変換手順は次
のようである。

【０１０１】（１）ｙ軸方向に−ｄｒ平行移動し、回転
中心を原点に移動する。

【０１０２】（２）原点を中心にした回転（ｘ軸、ｙ
軸、ｚ軸回りの回転） （３）ｙ軸方向に＋ｄｒ平行移動し、回転中心を（０，
ｄｒ，０）に戻す。

【０１０３】したがって、座標変換行列Ｍｃは、 Ｍｃ＝（式（６）：ｄｙ＝＋ｄｒ）×（式（７）ｏｒ（８）ｏｒ（９）） ×（式（６）：ｄｙ＝−ｄｒ） …式（１０） と表現できる ＜基本動作＞次に、上記構成を有する立体視表示装置の
基本的な動作例を説明する。

【０１０４】立体視表示装置によって実現される表示シ
ステムの起動は、画像データ選択リスト作成部３０２
は、操作者の指示に基づいて、画像データ保存部３００
に保存されている画像データの付帯情報から患者ＩＤ、
患者名、検査日時、モダリティ名、撮影条件を読み出し
てリストを作成する。画像データ選択リスト作成部３０
２によって作成されたリストは、画像データ選択部１０
０によってモニタに表示される。

【０１０５】操作者によって画像データ選択部１００か
ら画像データが選択されると、該選択された画像データ
は、画像データ読み込み部３０４によって画像データ保
存部３００から読み出され、メリ３０６に一時記憶され
る。画像データ情報表示部１０２は、メモリ上の選択さ
れた画像データに関する情報（既述のように、例えば患
者ＩＤ、検査日時、モダリティ等）をモニタ１２表示す
る。

【０１０６】次に、画像データ座標変換部３１０は、選
択された画像データに対してデフォルトの座標変換処理
を施す。すなわち、画像データ座標変換部３１０は、操
作者によって画像データが選択され、画像データ読み込
み部３０４が当該選択された画像データをメモリ３０６
に読み込んだ時点で、デフォルト画像観察方向選択部１
３０で選択されているデフォルトの画像データ観察方向
に応じてデフォルトの座標変換を行う。例えば、デフォ
ルトの画像データ観察方向がＡｘｉａｌ断面の場合、メ
モリ３０６に保持されている画像データに対して、１）
ｘ軸回りに−９０度回転、２）ｙ軸方向に＋ｄｐ平行移
動、３）ｘ軸方向に−Ｉｗ／２平行移動、４）ｚ軸方向
に＋Ｉｈ／２平行移動を行い、仮想視界座標系において
画像データが図１１に示すように置かれるようにする。

【０１０７】続いて、投影画像作成部３０８は、投影方
法選択部１２８において操作者が選択した投影画像作成
における投影方法（透視投影又は平行投影）に応じて処
理を行い、右目用及び左目用の各投影画像を生成する。
また、画像方向表示作成部３１２によって作成された画
像方向表示が、投影画像作成部３０８において各投影画
像に合成される。画面データ作成部３１４は、画像表示
部１０４に表示するための左目用及び右目用の画面デー
タを作成し、それぞれのデータを左目用画面ビデオメモ
リ３１６、及び右目用画面ビデオメモリ３１８に登録す
る。

【０１０８】立体視装置は、登録された左目用画面デー
タ及び右目用画面データを画像表示部１０４に画面切り
換え制御部２０の制御により切り換え表示する。このと
き偏向眼鏡４０の偏向シャッタを同期させることで立体
表示される。

【０１０９】本立体視表示装置は、以上述べた基本動作
中であれば、以下に示す各機能が実行可能である。これ
らの機能は、例えば操作者のマニュアル操作によって、
任意のタイミングで実行される。

【０１１０】（画像データ表示範囲幅変更）まず、操作
者によって画像データ表示範囲幅設定部１０８から立体
視する画像データの表示範囲ｗｒの変更後の値が入力さ
れると、投影画像作成部３０８は、変更後の表示範囲ｗ
ｒにもとづいて新たに投影画像を作成する。

【０１１１】また、画像方向表示作成部３１２は、現在
の視点の位置に基づいて画像方向表示を作成し投影画像
に合成する。

【０１１２】（画像データ奥行き方向移動）操作者によ
って画像データ奥行き方向移動操作部１１２にカーソル
を合わせ、マウス装置４４をクリックすることで奥行き
方向の移動量が入力される。なお、この移動量は、画像
データ奥行き方向移動量設定部１１０にて設定された量
を単位として入力される。画像データ座標変換部３１０
は、当該入力された移動量に対応するように、画像デー
タに既述の座標変換を施す。

【０１１３】投影画像作成部３０８は、座標変換後の画
像データに基づいて投影画像を作成する。画像方向表示
作成部３１２は、画像方向表示を作成し投影画像に合成
する。

【０１１４】また、画像方向表示作成部３１２は、現在
の視点の位置に基づいて画像方向表示を作成し投影画像
に合成する。

【０１１５】（画像データ平行移動・回転移動）画像デ
ータを平行移動させる場合には、画像データ平行移動操
作部１２２の移動方向に対応した矢印ににカーソルを合
わせ、マウス装置４４をクリックすることによって平行
移動量を入力する。また、画像データを回転移動させる
場合には、画像データ回転移動操作部１２６の移動方向
に対応した矢印ににカーソルを合わせ、マウス装置４４
をクリックすることによって回転移動量を入力する。な
お、平行移動量は画像データ平行移動量設定部１２０、
回転移動量は画像データ回転移動量設定部１２４にてそ
れぞれ設定された移動量を単位として入力される。画像
データ座標変換部３１０は、当該入力された移動量に対
応するように、画像データに既述の座標変換を施す。

【０１１６】投影画像作成部３０８は、座標変換後の画
像データに基づいて投影画像を作成する。画像方向表示
作成部３１２は、画像方向表示を作成し投影画像に合成
する。また、画像方向表示作成部３１２は、現在の視点
の位置に基づいて画像方向表示を作成し投影画像に合成
する。

【０１１７】（画像拡大率変更）画像の表示拡大率を変
更する場合には、画像拡大率設定部１１６において画像
拡大率の値を所定の値に変更することで、上述したよう
に拡大率ａに基づいて仮想視点から投影面までの新たな
距離ｄｐ´が定義される。投影画像作成部３０８は、当
該ｄｐ´に基づいて投影画像を作成し、また、画像方向
表示作成部３１２は、現在の視点の位置に基づいて画像
方向表示を作成し投影画像に合成する。

【０１１８】（投影画像種変更・選択）投影画像の種類
を変更する場合には、投影画像種選択部１１８において
新たな投影画像種の選択を行う。例えば、現在単純投影
による投影画像が表示されているとする。操作者は、投
影画像種選択部１１８において例えば「ＭＩＰ」を選択
すれば、投影画像作成部３０８は、ＭＩＰ法にて投影画
像を作成する。

【０１１９】（投影方法変更）本立体視表示装置によれ
ば、投影方法を変更することができる。投影方法選択部
１２８において投影方法の変更を行えば、透視投影、平
行投影等の切り替えが可能である。

【０１２０】（仮想視界設定パラメータの変更）本立体
視表示装置は、以下の手順に従って仮想視界設定パラメ
ータを変更することで、投影する画像データの範囲を変
更することが可能である。

【０１２１】すなわち、仮想視界設定パラメータを変更
する場合には、仮想視界設定パラメータ設定部１０６に
よって左右の仮想視点間距離ｄｅ、仮想視点から画像デ
ータ表示範囲の中心までの距離ｄｒを変更することで、
新たな画像データの範囲を定義することができる。投影
画像作成部３１２は、この新たに設定された画像データ
の範囲における投影画像を作成する。

【０１２２】（画像表示階調変更）画像表示階調変更を
行う場合には、画像表示階調設定部１１４において表示
階調をマニュアル設定すればよい。

【０１２３】以上述べた構成によれば、以下の効果を得
ることができる。

【０１２４】第１に、本画像立体視表示装置は、画像表
示範囲を任意のサイズに限定することが可能である。そ
の結果、画像データの重なりを抑えることができ、観察
者は表示の奥行き方向の情報をより把握し易くなる。ま
た、表示範囲を１つの操作でステップ移動できるので効
率良く画像データを観察することができる。

【０１２５】具体的例として、従来は、２次元断面像で
厚みが１０ｍｍ（奥行き方向の分解能が１０ｍｍ）の画
像を１枚づつ読影していたが、本実施形態において画像
表示範囲の幅を１０ｍｍに設定して観察した場合、２次
元断面像を読影するのと同等の負荷（視線移動量）で、
奥行き方向の情報も取得することができる。よって、本
実施形態により、三次元画像データを効率良く参照する
ことが可能となる。

【０１２６】第２に、本画像立体視表示装置は、立体視
する画像データの範囲を任意に設定・変更可能であり、
当該設定・変更に関する操作を容易ならしめるユーザイ
ンタフェースを有している。従って、操作者は所望の画
像を簡単な操作で取得することができ、操作性を向上さ
せることができる。

【０１２７】第３に、本画像立体視表示装置において、
表示されている画像の方向を示す図形を画像データと同
じ仮想空間に配置し、それを投影して画像と一緒に立体
視表示することにより、画像の方向の把握が容易にな
る。また、視線の奥行き（ｙ方向）方向において立体視
可能領域と近い位置に画像方向表示を配置することによ
って、立体視の特性により画像データの立体視から画像
方向表示の立体視ヘの視線の移行が容易に行えるという
メリットがある。

【０１２８】[第２の実施形態]第２の実施形態では、第
１の実施形態に示した構成に、連続画像データ移動操作
判定部３２４を画像処理部３０に追加した立体視表示装
置を示す。第２の実施形態に係る立体視表示装置は、画
像表示において第１の実施形態に係る立体視表示装置よ
りさらに迅速なレスポンスを実現するものである。な
お、以下の説明では、画像データ回転移動操作部１２６
等によって実行される連続移動操作を例に説明するが、
例えば３６０度回転ボタン等を別途設け、一回の操作で
連続移動操作をする等の構成であってもよい。

【０１２９】すなわち、連続画像データ移動操作判定部
３２４は、画像データ奥行き方向移動操作部１１２、画
像データ平行移動操作部１２２、画像データ回転移動操
作部１２６における移動操作のキーが押されている時間
を計測し、それがある時間以上の場合には連続移動操作
中であると判定する。また、連続画像データ移動操作判
定部３２４は、画像データ奥行き方向移動操作部１１２
等が所定時間以下の時間間隔にて複数回連続的に押され
た場合も同様に、各移動操作のキーが押されている時間
を計測し、それがある時間以上の場合には連続移動操作
中であると判定する。

【０１３０】連続画像データ移動操作判定部３２４が連
続移動操作中である判定した場合には、投影画像作成部
３０８は、左右目用どちらか一方の投影画像のみを作成
する。この投影画像は、左右目用の投影画像として画像
表示部１０４に表示される。

【０１３１】さらに、上記連続移動操作が終了した場合
（すなわち、上記連続移動操作から画像データ奥行き方
向移動操作部１１２、画像データ平行移動操作部１２
２、画像データ回転移動操作部１２６のすべてが操作さ
れなくなった場合）、投影画像作成部３０８は左右目用
それぞれについて投影画像を作成し、第１の実施形態と
同様の立体視表示が実行される。

【０１３２】以上述べた構成によれば、両眼視差を利用
した立体視表示装置において、画像データの連続移動操
作中、すなわち、観察の視線移動中は、運動視差を利用
した立体視表示に切り換え、立体視を可能としつつ、実
際の処理においては、左右どちらか一方の投影画像を作
成し、他方はそれをコピーして使用するため、画像作成
の処理の負荷が半分になり、結果として画像表示のレス
ポンスが向上する。さらに、画像作成のみならず、画像
表示の処理に関しても左右どちらか一方のみ実行する構
成であってもよい。

【０１３３】以上、本発明を実施形態に基づき説明した
が、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各
種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら
変形例及び修正例についても本発明の範囲に属するもの
と了解される。例えば以下に示す（１）、（２）のよう
に、その要旨を変更しない範囲で種々変形可能である。

【０１３４】（１）上述した実施形態では、投影画像に
単純投影画像、ＭＩＰ画像を例として説明した。しかし
これに限定されず、ボリュームレンダリング像やサーフ
ェイスレンダリング像、ＭＩＮ−ＭＩＰ（最小値投影）
像であってもかまわない。

【０１３５】（２）立体視装置は、上記実施形態に限定
されることなく、レンチキュラーレンズなどを用いた立
体視モニタであってもよい。また、左目用及び右目用の
画像を並べて表示し、立体眼鏡で観察する構成であって
もよい。

【０１３６】なお、本願発明は上記実施形態に限定され
るものではなく、実施段階ではその趣旨を逸脱しない範
囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形
態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その
場合組合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態
には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数
の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が
抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件
から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しよ
うとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果
の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる
場合には、この構成要件が削除された構成が発明として
抽出され得る。

【０１３７】

【発明の効果】以上本発明によれば、三次元画像データ
を効率良く参照できる画像立体視表示装置を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る立体表示装置のブロック
構成図を示している。

【図２】図２は、ユーザインタフェース部１０を示した
図である。

【図３】図３は、ユーザインタフェース部１０を示した
図である。

【図４】図４（ａ）、図４（ｂ）は、投影画像作成処理
を説明するための図である。

【図５】図５（ａ）、図５（ｂ）は、投影画像作成処理
を説明するための図である。

【図６】図６（ａ）、図６（ｂ）は、投影画像作成処理
を説明するための図である。

【図７】図７は、投影テーブルを示した図である。

【図８】図８（ａ）、図８（ｂ）は、投影画像作成処理
を説明するための図である。

【図９】図９（ａ）、図９（ｂ）は、投影画像作成処理
を説明するための図である。

【図１０】図１０は、メモリ上の画像データを示してお
り、データ画像のマトリクスサイズ、及びＡｘｉａｌ、
Ｃｏｒｏｎａｌ、Ｓａｇｉｔｔａｌの各断面を説明する
ための図である。

【図１１】図１１は、デフォルトに基づいた仮想視界座
標系における画像データの配置を示した図である。

【図１２】図１２（ａ）は、画像データと被写体との方
向の対応を説明するための図であり、図１２（ｂ）は、
画像データの方向を示す三次元図形の一例を示した図で
ある。

【図１３】図１３は、透視投影の場合の画像方向表示の
配置を示した図である。

【図１４】図１４は、平行投影の場合の画像方向表示の
配置を示した図である。

【符号の説明】

１０…ユーザインターフェイス部 ２０…画面切り換え制御部 ３０…画像処理部 ４０マウス装置 １００…画像データ選択部 １０２…画像データ情報表示部 １０４…画像表示部 １０６…仮想視界設定パラメータ設定部 １０８…画像データ表示範囲幅設定部 １１０…画像データ奥行き方向移動量設定部 １１２…画像データ奥行き方向移動操作部 １１４…画像表示階調設定部 １１６…画像拡大率設定部 １１８…投影画像種選択部 １２０…画像データ平行移動量設定部 １２２…画像データ平行移動操作部 １２４…画像データ回転移動量設定部 １２６…画像データ回転移動操作部 １２８…投影方法選択部 １３０…デフォルト画像観察方向選択部 ３００…画像データ保存部 ３０２…画像データ選択リスト作成部 ３０４…画像データ読み込み部 ３０６…メモリ ３０８…投影画像作成部 ３１０…画像データ座標変換部 ３１２…画像方向表示作成部 ３１４…画面データ作成部 ３１６…左目用画面ビデオメモリ ３１８…右目用画面ビデオメモリ ３２０…操作入力処理部 ３２２…ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 5/36 ５１０ Ｇ０９Ｇ 5/36 ５１０Ｖ Ｆターム(参考） 2H059 AA35 AA38 5B050 AA02 BA09 CA07 EA12 EA27 FA02 FA06 FA09 FA13 5C061 AA03 AB12 AB14 AB20 AB21 5C082 AA04 AA14 BA20 BA35 BA47 CA52 CA62 CB01 MM02 MM08 MM09 MM10

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体に関する三次元画像データに対して
   表示範囲を設定するための設定手段と、 設定された前記表示範囲に存在する前記三次元画像デー
   タに基づいて、右目用投影画像及び左目用投影画像を生
   成する画像生成手段と、 前記右目用投影画像及び前記左目用投影画像に基づいて
   前記被写体を立体視表示する表示手段と、 を具備することを特徴とする画像立体視表示装置。
2. 【請求項２】前記三次元画像データに対する前記表示範
   囲の相対的位置を移動する表示範囲移動手段をさらに具
   備することを特徴とする請求項１記載の画像立体視表示
   装置。
3. 【請求項３】前記表示範囲の大きさを変更する表示範囲
   変更手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記
   載の画像立体視表示装置。
4. 【請求項４】前記画像生成手段は、前記表示範囲移動手
   段が連続して動作する場合、前記右目用投影画像或いは
   前記左目用投影画像のうちいずれか一方の画像を生成
   し、 前記表示手段は、当該一方の画像に基づいて前記被写体
   を立体視表示すること、 を特徴とする請求項２又は３記載の画像立体視表示装
   置。
5. 【請求項５】前記画像生成手段は、前記投影画像の向き
   と前記被写体の向きとの対応が判断可能な方向情報を生
   成し、 前記表示手段は、前記方向情報と前記各投影画像とを同
   時に立体視表示すること、 を特徴とする請求項１記載の画像立体視表示装置。
6. 【請求項６】前記方向情報は前記表示範囲に対応した位
   置に設けられており、 前記表示手段は、前記方向情報を立体視表示すること、 を特徴とする請求項５記載の画像立体視表示装置。