特許 5921102 画像処理システム、装置、方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5921102

(24)【登録日】2016年4月22日

(45)【発行日】2016年5月24日

(54)【発明の名称】画像処理システム、装置、方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04N 13/02 20060101AFI20160510BHJP

   H04N 13/00 20060101ALI20160510BHJP

   G06T 1/00 20060101ALI20160510BHJP

   G06T 17/10 20060101ALI20160510BHJP

   G09G 5/36 20060101ALI20160510BHJP

   G09G 5/00 20060101ALI20160510BHJP

   A61B 5/00 20060101ALI20160510BHJP

   A61B 6/03 20060101ALI20160510BHJP

【ＦＩ】

   H04N13/02 780

   H04N13/00 220

   G06T1/00 290B

   G06T1/00 315

   G06T17/10

   G09G5/36 510V

   G09G5/00 510D

   A61B5/00 D

   A61B6/03 360G

【請求項の数】12

【全頁数】31

(21)【出願番号】特願2011-158254(P2011-158254)

(22)【出願日】2011年7月19日

(65)【公開番号】特開2013-26736(P2013-26736A)

(43)【公開日】2013年2月4日

【審査請求日】2014年7月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】東芝メディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】塚越 伸介

【審査官】 佐野 潤一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−２５４０７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１０１３２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ １３／０２

Ａ６１Ｂ ５／００

Ａ６１Ｂ ６／０３

Ｇ０６Ｔ １／００

Ｇ０６Ｔ １７／１０

Ｇ０９Ｇ ５／００

Ｇ０９Ｇ ５／３６

Ｈ０４Ｎ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の視差数の視差画像を表示することで、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する立体表示装置と、
前記所定の視差数の視差画像を３次元の医用画像データであるボリュームデータから生成する際に、被写体部分の輪郭に基づいて視差画像間の視差角を変更し、変更後の視差角となる所定の視差数の視差画像を前記立体表示装置に表示するように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする画像処理システム。

【請求項2】

前記制御部は、前記被写体部分の輪郭と、前記立体表示装置において表示される立体画像の飛び出し方向における臨界である飛び出し臨界との関係に基づいて、視差画像間の視差角を変更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】

前記制御部は、前記被写体部分に対するレンダリング条件として設定された幾何条件及びアピアランス条件の少なくとも１つに基づいて視差画像間の視差角を変更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】

前記制御部は、前記幾何条件として前記被写体部分にて設定された視点の位置を移動させるための重心から当該被写体部分における輪郭までの距離に基づいて視差画像間の視差角を変更することを特徴とする請求項３に記載の画像処理システム。

【請求項5】

前記制御部は、前記幾何条件として設定された視点及び視線方向により算出される当該視点から前記被写体部分における輪郭までの距離に基づいて視差画像間の視差角を変更することを特徴とする請求項３に記載の画像処理システム。

【請求項6】

前記制御部は、前記幾何条件として設定された視野角に基づいて視差画像間の視差角を変更することを特徴とする請求項３に記載の画像処理システム。

【請求項7】

前記制御部は、前記ボリュームデータに対してレンダリング処理を実行するレンダリング処理部に対して、変更後の視差角となる所定の視差数の視差画像を生成するように制御し、前記レンダリング処理部が生成した画像群が前記立体表示装置に表示されるように制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像処理システム。

【請求項8】

前記制御部は、前記ボリュームデータに対してレンダリング処理を実行するレンダリング処理部が予め生成した画像群から、変更後の視差角となる所定の視差数の視差画像となる画像群を選択し、当該選択した画像群が前記立体表示装置に表示されるように制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像処理システム。

【請求項9】

前記制御部は、前記ボリュームデータに対してレンダリング処理を実行するレンダリング処理部が予め生成した画像群を用いて、変更後の視差角となる所定の視差数の視差画像を補間処理により生成させ、当該生成させた画像群が前記立体表示装置に表示されるように制御することを特徴とする請求項８に記載の画像処理システム。

【請求項10】

所定の視差数の視差画像を表示することで、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する立体表示装置と、
前記所定の視差数の視差画像を３次元の医用画像データであるボリュームデータから生成する際に、被写体部分の輪郭に基づいて視差画像間の視差角を変更し、変更後の視差角となる所定の視差数の視差画像を前記立体表示装置に表示するように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。

【請求項11】

所定の視差数の視差画像を３次元の医用画像データであるボリュームデータから生成する際に、被写体部分の輪郭に基づいて視差画像間の視差角を変更し、変更後の視差角となる所定の視差数の視差画像を立体表示装置に表示するように制御する制御ステップ、
を含んだことを特徴とする画像処理方法。

【請求項12】

所定の視差数の視差画像を３次元の医用画像データであるボリュームデータから生成する際に、被写体部分の輪郭に基づいて視差画像間の視差角を変更し、変更後の視差角となる所定の視差数の視差画像を立体表示装置に表示するように制御する制御手順、
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。

【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。医用画像診断装置により生成されたボリュームデータからは、任意の視差角にて任意の視差数のボリュームレンダリング画像（視差画像）を生成することができる。そこで、ボリュームデータから生成された２次元のボリュームレンダリング画像を、近年実用化された立体視可能なモニタにて立体的に表示させることが検討されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【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】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、立体感が最適となる立体視用の画像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】

【0006】

実施形態の画像処理システムは、立体表示装置と、制御部とを備える。立体表示装置は、所定の視差数の視差画像を表示することで、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する。制御部は、前記所定の視差数の視差画像を３次元の医用画像データであるボリュームデータから生成する際に、被写体部分の輪郭に基づいて視差画像間の視差角を変更し、変更後の視差角となる所定の視差数の視差画像を前記立体表示装置に表示するように制御する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【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8-1】図８−１は、立体画像において立体感の不均一性が生じる要因の一例を説明するための図（１）である。

【図8-2】図８−２は、立体画像において立体感の不均一性が生じる要因の一例を説明するための図（２）である。

【図8-3】図８−３は、立体画像において立体感の不均一性が生じる要因の一例を説明するための図（３）である。

【図9】図９は、視差角変更処理の具体例を説明するための図（１）である。

【図10】図１０は、視差角変更処理の具体例を説明するための図（２）である。

【図11】図１１は、第１の実施形態に係る画像処理システムを構成する端末装置の処理を説明するためのフローチャートである。

【図12】図１２は、第２の実施形態に係るレンダリング処理部が予め生成する視差画像群を説明するための図である。

【図13】図１３は、第２の実施形態に係る制御部を説明するための図である。

【図14】図１４は、第２の実施形態に係る画像処理システムを構成する端末装置の処理を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

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、「視差数」の「視差画像」を表示する立体表示モニタを参照する観察者により立体視される画像のことである。すなわち、立体表示モニタは、「視差数」の「視差画像」を表示することで、観察者により立体的に認識される「立体画像」を表示する。

【0009】

（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。

【0010】

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。

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

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。なお、医用画像診断装置１１０により撮影された被検体の投影データやＭＲ信号等自体をボリュームデータとしても良い。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

ここで、第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、操作者の要求に応じてリアルタイムで視差画像群を生成する。例えば、第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、自装置の操作者の要求に応じて視差画像群を生成する。或いは、第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、以下に説明する端末装置１４０の操作者の要求に応じて視差画像群を生成し、生成した視差画像群を端末装置１４０に送信する。

【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。また、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に対するレンダリング条件も受け付ける。

【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立体視要求に関する情報の送受信や、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】

更に、第１の実施形態に係る２次元画像処理部１４６は、２つの視差画像それぞれの奥行き情報を用いて、補間処理により、当該２つの視差画像から新たな視差画像を生成する補間機能を有する。なお、２次元画像処理部１４６の補間機能については、後に詳述する。

【0080】

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。例えば、制御部１３５は、端末装置１４０の操作者が指定したボリュームデータの付帯情報と、当該ボリュームデータに対するレンダリング条件を通信部１４３及び通信部１３３を介して取得する。そして、例えば、制御部１３５は、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に対して、端末装置１４０から取得したレンダリング条件によるボリュームレンダリング処理をレンダリング処理部１３６に実行させる。これにより、レンダリング処理部１３６は、視差画像群を生成する。また、端末装置１４０は、例えば、ワークステーション１３０や画像保管装置１２０から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。

【0081】

しかし、同一のレンダリング条件を用いて生成された様々な９視差画像を表示部１４２に表示させても、端末装置１４０の操作者（表示部１４２の観察者）により認識される立体画像の立体感は、必ずしも同一とはならない場合があった。図８−１、図８−２及び図８−３は、立体画像において立体感の不均一性が生じる要因の一例を説明するための図である。

【0082】

ボリュームデータにおける被写体部分は、３次元的に様々な形状となる。例えば、図５に示すセグメンテーション処理部１３６１ｇにより抽出された被写体部分は、３次元的に様々な形状となる。

【0083】

ここで、レンダリング条件として設定された「レンダリング処理における幾何条件（視差数：９、視差角：１度）」に基づいて、９つの視差画像を透視投影法により生成する際に、操作者が被写体部分の重心を通る直線を回転軸とし、回転軸に直交する平面上に設定した正円の円周に沿って視点の位置を移動させると設定したとする。

【0084】

仮に、図８−１の（Ａ）に示すように、視点の位置を移動させる正円Ｐにより被写体部分Ｒ１を切断した輪郭の形状が正円であるとする。かかる場合、被写体部分Ｒ１の重心Ｃ１と被写体部分Ｒ１の輪郭との距離は、図８−１の（Ａ）に示すように、視点位置が異なっていても同じである。従って、図８−１の（Ａ）に示す場合、視点位置が正円Ｐの上側に位置する場合であっても、視点位置が正円Ｐの左側に位置する場合であっても、９視差モニタである表示部１４２の観察者は、同一の立体感にて９視差画像を観察できる。

【0085】

しかし、被写体部分の形状は、正円とは限らない。被写体部分の形状が正円でない場合、被写体部分の重心と被写体部分の輪郭との距離は、視点の位置により変化する。

【0086】

例えば、図８−１の（Ｂ）に示すように、視点位置を移動させる正円Ｐにより被写体部分Ｒ２を切断した輪郭の形状が楕円であるとする。具体的には、図８−１の（Ｂ）に示す被写体部分Ｒ２に対応する楕円は、図８−１の（Ａ）に示す被写体部分Ｒ１に対応する正円に外接しているとする。かかる場合、図８−１の（Ｂ）に示すように、視点と被写体部分Ｒ２の重心Ｃ２とを結ぶ直線において、重心Ｃ２と被写体部分Ｒ２の輪郭との距離は、視点の位置により変化する。更に、重心Ｃ２と被写体部分Ｒ２の輪郭との距離は、図８−１の（Ｂ）に示すように、視点方向が被写体部分Ｒ２の長軸への方向である場合と、視点方向が被写体部分Ｒ２の短軸への方向である場合とで大きく異なる。

【0087】

ここで、図８−１の（Ｂ）に示す視点Ｏ１を基準位置にして「視差数：９、視差角：１度」の９視差画像を生成し「９視差モニタ」に出力表示させた場合を第１の場合とする。また、図８−１の（Ｂ）に示す視点Ｏ２を基準位置にして「視差数：９、視差角：１度」の９視差画像を生成し「９視差モニタ」に出力表示させた場合を第２の場合とする。

【0088】

第１の場合と第２の場合を比較すると、ボリュームレンダリングを行なう際の視点から被写体部分の輪郭までの距離は、第１の場合より第２の場合の方が短い。また、第１の場合と第２の場合を比較すると、被写体部分の重心から被写体部分の輪郭までの距離は、第１の場合より第２の場合の方が長い。このため、「視差数：９、視差角：１度」の同一の条件により生成した立体視画像が「９視差モニタ」にて表示されたとしても、観察者が感じる立体感（奥行き感）は、第１の場合と比較して、第２の場合の方が大きい。すなわち、同一のレンダリング条件から生成した９視差画像を用いて立体画像を表示したとしても、視点の位置が異なると、被写体部分の形状により観察者が感じる立体感が異なる。なお、上記で説明した立体画像における立体感の不均一性が生じる要因は、視点と被写体部分の重心との距離が一定であることを前提としたものである。

【0089】

このように、被写体部分の形状は、立体画像において立体感の不均一性が生じる要因となる。更に、立体画像において立体感の不均一性が生じる要因としては、被写体部分の形状とともに、立体表示モニタである表示部１４２のハードウェア仕様により定まる「飛び出し臨界」が大きな要因として挙げられる。すなわち、立体画像における立体感の不均一性は、被写体部分の形状により定まる「被写体部分の重心から被写体部分の輪郭までの距離」と立体表示モニタである表示部１４２のハードウェア仕様により定まる「飛び出し臨界」との関係により生じる。以下、「飛び出し臨界」について説明する。

【0090】

立体表示モニタである表示部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）には、表示部１４２の仕様により、限界（臨界）がある。以下、飛び出し量の臨界値を「飛び出し臨界量」と記載する。「飛び出し臨界量」は、正確には、「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」とに基づいて定まる値である。ここで、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。このため、「飛び出し臨界量」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」と立体表示モニタのハードウェア仕様とに基づいて算出される。

【0091】

例えば、「飛び出し臨界量」は、以下の（数１）により算出される値である。なお、以下の（数１）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正としている。

【0092】

（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｝

【0093】

図８−２を用いて、上記（数１）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８−２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８−２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。

【0094】

また、上記（数１）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。

【0095】

ここで、「被写体部分の重心から被写体部分の輪郭までの距離」が、上記（数１）により算出される「飛び出し臨界量」により定まる「飛び出し臨界」を超えている場合、立体表示モニタに表示される立体画像には、ボケが生じてしまう。例えば、図８−３に示すように、被写体部分Ｒ２の輪郭が飛び出し臨界Ｃに外接しているとする。かかる場合に、視点Ｏ１を基準位置にして生成された９視差画像を生成し「９視差モニタ」に表示させた立体画像には、「被写体部分の重心から被写体部分の輪郭までの距離」が「飛び出し臨界」に近い値となるため、ボケが生じにくい。一方、視点Ｏ２を基準位置にして生成された９視差画像を生成し「９視差モニタ」に表示させた立体画像は、「被写体部分の重心から被写体部分の輪郭までの距離」が「飛び出し臨界」を超えているため、ボケが生じる。

【0096】

また、例えば、図８−１の（Ａ）に示す被写体部分Ｒ１のように、「被写体部分の重心から被写体部分の輪郭までの距離」があらゆる角度から均一である場合であっても、当該距離が「飛び出し臨界」を超えているならば、立体画像は、あらゆる角度においてボケが生じる。

【0097】

従って、立体画像にボケを生じさせないためには、あらゆる角度からの視点に対して、被写体部分の重心から被写体部分の輪郭までの距離が、飛び出し臨界内となることが望ましい。また、被写体部分の重心から被写体部分の輪郭までの距離が、飛び出し臨界内であっても、図８−１を用いて上述したように、被写体部分の形状によっては、視点から被写体部分の輪郭までの距離や被写体部分の重心から被写体部分の輪郭までの距離が、あらゆる角度からの視点に対して同一とならないことから、視点位置によっては立体画像における立体感が異なる。

【0098】

しかし、飛び出し臨界は、立体表示モニタのハードウェア仕様により定まる値である。また、被写体部分の重心から被写体部分の輪郭までの距離は、レンダリング条件により定まる値である。

【0099】

そこで、立体感が最適となる立体視用の画像を表示するために、第１の実施形態に係る制御部１４５は、所定の視差数の視差画像を３次元の医用画像データであるボリュームデータから生成する際に、被写体部分の形状に基づいて視差画像間の視差角を変更し、変更後の視差角となる所定の視差数の視差画像を表示部１４２に表示するように制御する。具体的には、第１の実施形態に係る制御部１４５は、被写体部分の形状と、表示部１４２において表示される立体画像の飛び出し方向における臨界である飛び出し臨界との関係に基づいて、視差画像間の視差角を変更する。

【0100】

本実施形態では、制御部１４５は、例えば、操作者から入力部１４１を介して、９視差画像を生成するためのボリュームデータの指定と、当該ボリュームデータから９視差画像を生成するためのレンダリング条件を受け付ける。そして、制御部１４５は、受け付けたレンダリング条件により定まる被写体部分の形状に応じて、当該レンダリング条件にて設定された視差角を変更する。そして、本実施形態では、制御部１４５は、変更後の視差角となる９視差画像を表示部１４２に表示するように制御する。

【0101】

具体的には、第１の実施形態に係る制御部１４５は、ボリュームデータに対してレンダリング処理を実行するレンダリング処理部１３６に対して、変更後の視差角となる所定の視差数の視差画像を生成するように制御する。そして、第１の実施形態に係る制御部１４５は、レンダリング処理部１３６が生成した画像群が表示部１４２に表示されるように制御する。

【0102】

本実施形態では、制御部１４５は、レンダリング条件として設定されている視差角を変更後の視差角に置き換えることで、レンダリング条件を再設定する。そして、制御部１４５は、指定されたボリュームデータと、再設定したレンダリング条件とを、通信部１４３及び通信部１３３を介して制御部１３５に通知する。制御部１３５は、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再設定されたレンダリング条件により９視差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、制御部１３５は、レンダリング処理部１３６が生成した９視差画像を通信部１３３及び通信部１４３を介して端末装置１４０の記憶部１４４に格納する。制御部１４５は、記憶部１４４に格納された９視差画像を中間画像に変換した後、表示部１４２に表示させる。

【0103】

以下、制御部１４５がレンダリング条件により定まる被写体部分の形状に応じて行なう視差角変更処理の具体例について説明する。図９及び図１０は、視差角変更処理の具体例を説明するための図である。

【0104】

まず、被写体部分の重心から被写体部分の輪郭までの距離が、飛び出し臨界内である場合について説明する。なお、表示部１４２の飛び出し臨界量は、例えば、記憶部１４４に予め格納されている。図９に示す一例では、制御部１４５は、レンダリング処理における幾何条件として被写体部分にて設定された視点の位置を移動させるための重心から当該被写体部分における輪郭までの距離に基づいて視差画像間の視差角を変更する。すなわち、制御部１４５は、重心から輪郭までの距離が小さい程、視差角が大きくなるように変更する。換言すると、制御部１４５は、重心から輪郭までの距離が小さい場合には、視差角を大きくすることで、立体感を向上させる。

【0105】

例えば、制御部１４５は、重心から輪郭までの距離（Ｌ）を代入することで、観察者が感じる立体感が同一となる視差角を算出する関数「Ｆ（Ｌ）」を用いる。

【0106】

まず、制御部１４５は、セグメンテーション処理部１３６１ｇにより抽出された被写体部分の位置情報から、被写体部分の輪郭の位置情報を取得する。また、制御部１４５は、被写体部分の位置情報及び被写体部分のボクセル値から被写体部分の重心の位置情報を取得する。なお、制御部１４５は、制御部１３５から処理対象となるボリュームデータや被写体部分に関する位置情報を取得する。

【0107】

そして、制御部１４５は、基準となる視点から被写体部分の重心に向かう直線と、被写体部分の輪郭との交点の位置情報を取得することで、重心から輪郭までの距離を算出する。

【0108】

例えば、制御部１４５は、図９に示すように、９つの視点の基準となる視点Ｏ１から重心Ｃ２に向かう直線と、被写体部分の輪郭との交点の位置情報を取得することで、重心から輪郭までの距離「Ｌ１」を算出する。そして、制御部１４５は、関数「Ｆ（Ｌ）」に「Ｌ１」を代入することで、図９に示すように、例えば、「視差角：２度」を算出する。これにより、制御部１４５は、視点Ｏ１を基準とする「視差数：９、視差角：１度」の９視差画像ではなく、視点Ｏ１を基準とする「視差数：９、視差角：２度」の９視差画像を生成するとしたレンダリング条件を再設定する。

【0109】

また、制御部１４５は、図９に示すように、９つの視点の基準となる視点Ｏ２から重心Ｃ２に向かう直線と、被写体部分の輪郭との交点の位置情報を取得することで、重心から輪郭までの距離「Ｌ２」を算出する。そして、制御部１４５は、関数「Ｆ（Ｌ）」に「Ｌ２」を代入することで、図９に示すように、例えば、「視差角：１．２度」を算出する。これにより、制御部１４５は、視点Ｏ２を基準とする「視差数：９、視差角：１度」の９視差画像ではなく、視点Ｏ２を基準とする「視差数：９、視差角：１．２度」の９視差画像を生成するとしたレンダリング条件を再設定する。

【0110】

被写体の重心から被写体部分の輪郭までの距離が、飛び出し臨界内である場合、かかる処理が行なわれることで、例えば、端末装置１４０の操作者は、視点位置を、重心を中心とする正円の軌道上で変更した場合でも、略同一の立体感にて立体画像を観察することができる。なお、視差角の変更により、被写体部分は、仮想的に部分的な縮小又は拡大が行なわれる。このため、視差角を大きくすることで、仮想的な部分拡大により被写体部分が飛び出し臨界を越える場合がある。従って、制御部１４５は、視差角を大きく変更する場合、変更後の視差角により、被写体部分が飛び出し臨界を越えないよう上限値を設定する。制御部１４５は、上限値を、被写体部位の形状と飛び出し臨界量とにより算出する。

【0111】

次に、被写体部分の重心から被写体部分の輪郭までの距離が、飛び出し臨界を超えている場合について説明する。かかる場合、第１の実施形態に係る制御部１４５は、レンダリング条件で設定されている視差角を小さくすることで、被写体部分の輪郭を飛び出し臨界近傍まで近づけるように、被写体部分の仮想的な部分的縮小を行なう。これにより、制御部１４５は、立体画像のボケを防止する。

【0112】

例えば、制御部１４５は、『「被写体部分の重心から被写体部分の輪郭までの距離」と「表示部１４２の飛び出し臨界量」との比率』と、「被写体部分の輪郭を飛び出し臨界近傍まで近づけるための視差角」とを対応付けたテーブル用いて、視差角変更を行なう。

【0113】

かかるテーブルを参照して、制御部１４５は、例えば、視点Ｏ１における視差角を、レンダリング条件「視差角：１度」と同じ「視差角：１度」を取得する。また、かかるテーブルを参照して、制御部１４５は、例えば、視点Ｏ２における視差角を、レンダリング条件「視差角：１度」より小さい値である「視差角：０．５度」を取得する。これにより、制御部１４５は、視点Ｏ２を基準とする「視差数：９、視差角：１度」の９視差画像ではなく、視点Ｏ２を基準とする「視差数：９、視差角：０．５度」の９視差画像を生成するとしたレンダリング条件を再設定する。

【0114】

なお、上記では、被写体部分が飛び出し臨界を超えている場合に、視差角を小さくすることで、被写体部分の輪郭を飛び出し臨界近傍まで近づけて、ボケを防止する場合について説明した。しかし、本実施形態に係る制御部１４５は、被写体部分が飛び出し臨界内である場合に、例えば、上述したテーブルを用いてレンダリング条件で設定されている視差角を大きくしても良い。これにより、制御部１４５は、被写体部分の輪郭を飛び出し臨界近傍まで近づけて、任意角度からの視点において立体画像における立体感を最大限に向上させることができる。

【0115】

また、視点位置を、重心を中心とする正円の軌道上で移動させるならば、被写体部分が飛び出し臨界を越えている場合でも、上記で説明した飛び出し臨界内である場合と同様の処理を合わせて行なっても良い。すなわち、制御部１４５は、視差角変更後の各視点の立体画像間の立体感が略同一となるように、被写体部分が飛び出し臨界内となる縮小範囲内で、重心から輪郭までの距離に基づいて視差角を変更させても良い。例えば、上述したように視点Ｏ２において「視差角：０．５度」が設定された場合、視点Ｏ２の９視差画像の立体画像と同様の立体感となるように、視点Ｏ１における視差角を変更しても良い。

【0116】

例えば、制御部１４５は、「視点αにおける重心から輪郭までの距離（Ｌα）」と「視点αにおける視差角（θα）」と「視点βにおける重心から輪郭までの距離（Ｌβ）」とを代入することで、視点αにおいて観察者が感じる立体感が同一となる視点βの視差角（θβ）を算出する関数「Ｆ’（Ｌα，θα，Ｌβ）」を用いる。制御部１４５は、「Ｆ’（Ｌα，θα，Ｌβ）」に「Ｌα＝Ｌ２，θα＝０．５，Ｌβ＝Ｌ１」を代入することで、視点Ｏ１における視差角を算出する。そして、制御部１４５は、算出した視点Ｏ１における視差角を適用することで仮想的に行なわれる被写体部分の縮小後又は拡大後の被写体部分が、飛び出し臨界内であるならば、視点Ｏ１の視差角変更処理を行なう。かかる処理を行なうことで、観察者は、ボケのない立体画像を観察することができるとともに、任意角度からの視点において、略同一の立体感にて立体画像を観察することができる。

【0117】

なお、上記では、任意角度からの視点において、略同一の立体感にて立体画像を表示させるために、被写体部分の重心から輪郭までの距離に基づいて視差画像間の視差角を変更する場合について説明した。なお、被写体部分の重心は、レンダリング条件の幾何条件として被写体部分にて設定された、視点の位置を移動させるための点となる。すなわち、上記の具体例は、視点の移動が重心を中心とする回転移動である場合に限定されるものである。

【0118】

しかし、被写体部分が飛び出し臨界内である場合に立体画像の立体感の不均一性が生じる要因は、図８−１に例示した要因だけではない。飛び出し臨界内である場合に立体画像の立体感の不均一性が生じる要因としての幾何条件には、例えば、透視投影法の場合にレンダリング条件として設定される「視点位置」、「視線方向」及び「視野角」等が挙げられる。なお、視野角とは、視点に設定された光源から放射状に照射される放射角度のことである。

【0119】

そこで、制御部１４５は、幾何条件として設定された視点及び視線方向により算出される当該視点から被写体部分における輪郭までの距離に基づいて視差画像間の視差角を変更する。すなわち、制御部１４５は、視点から輪郭までの距離の大小に応じて、視差角を変更させる。

【0120】

被写体部分が飛び出し臨界内である場合、例えば、制御部１４５は、視点から輪郭までの距離（Ｌ’）を代入することで、観察者が感じる立体感が同一となる視差角を算出する関数「Ｆ２（Ｌ’）」を用いる。

【0121】

まず、制御部１４５は、被写体部分の輪郭の位置情報を取得し、視点及び視線方向に基づいて、視点から被写体部分における輪郭までの距離を算出する。

【0122】

例えば、制御部１４５が、図１０の（Ａ）に示すように、レンダリング条件の幾何条件として、９つの視点の基準となる視点Ｏ３を受け付け、更に、視点Ｏ３から被写体部分内の点Ｃ３へ向かう方向を視線方向として受け付けたとする。かかる場合、制御部１４５は、図１０に示すように、視点Ｏ３から点Ｃ３へ向かう直線と、被写体部分の輪郭との交点の位置情報を取得することで、視点から輪郭までの距離「Ｌ’１」を算出する。

【0123】

そして、制御部１４５は、関数「Ｆ２（Ｌ’）」に「Ｌ’１」を代入することで、変更後の視差角を算出する。これにより、制御部１４５は、例えば、視点Ｏ３を基準とする「視差数：９、視差角：２度」の９視差画像を生成するとしたレンダリング条件を再設定する。

【0124】

また、例えば、制御部１４５が、図１０の（Ａ）に示すように、レンダリング条件の幾何条件として、９つの視点の基準となる視点Ｏ４を受け付け、更に、視点Ｏ４から点Ｃ３へ向かう方向を視線方向として受け付けたとする。かかる場合、制御部１４５は、図１０の（Ａ）に示すように、視点Ｏ４から点Ｃ３へ向かう直線と、被写体部分の輪郭との交点の位置情報を取得することで、視点から輪郭までの距離「Ｌ’２」を算出する。

【0125】

そして、制御部１４５は、関数「Ｆ２（Ｌ’）」に「Ｌ’２」を代入することで、変更後の視差角を算出する。これにより、制御部１４５は、例えば、視点Ｏ４を基準とする「視差数：９、視差角：１．２度」の９視差画像を生成するとしたレンダリング条件を再設定する。

【0126】

被写体部分が飛び出し臨界内である場合に、かかる処理が行なわれることで、例えば、端末装置１４０の操作者は、視点位置及び視線方向を任意に変更した場合でも、略同一の立体感にて立体画像を観察することができる。

【0127】

なお、制御部１４５は、被写体部分が飛び出し臨界を越えている場合に、視差角変更処理を行なったうえで、視差角変更後の各視点の立体画像間の立体感が略同一となるように、被写体部分が飛び出し臨界内となる縮小範囲内で、視点から輪郭までの距離に基づいて視差角を変更させても良い。

【0128】

また、上述したように、被写体部分が飛び出し臨界内である場合に立体画像の立体感の不均一性が生じる要因としての幾何条件には、「視野角」が挙げられる。そこで、制御部１４５は、幾何条件として設定された視野角に応じて、視差画像間の視差角を変更する。すなわち、制御部１４５は、視野角の大小に基づいて視差画像間の視差角を変更させる。

【0129】

例えば、制御部１４５は、視野角（θ）を代入することで、観察者が感じる立体感が同一となる視差角を算出する関数「Ｆ３（θ）」を用いる。

【0130】

例えば、制御部１４５が、図１０の（Ｂ）に示すように、レンダリング条件の幾何条件として、９つの視点からの視野角「θ１」を受け付けたとする。かかる場合、制御部１４５は、図１０の（Ｂ）に示すように、関数「Ｆ３（θ）」に「θ１」を代入することで、変更後の視差角を算出する。これにより、制御部１４５は、レンダリング条件を再設定する。

【0131】

かかる処理が行なわれることで、例えば、端末装置１４０の操作者は、視野角を任意に変更した場合でも、略同一の立体感にて立体画像を観察することができる。なお、被写体部分の形状及び視点の位置により、視野角中に含まれる被写体部分は、変動する。そこで、制御部１４５は、幾何条件として設定された視野角中に含まれる被写体部分の大小に応じて、視差角を変更させる。

【0132】

なお、制御部１４５は、被写体部分が飛び出し臨界を越えている場合に、視差角変更処理を行なったうえで、視差角変更後の各視点の立体画像間の立体感が略同一となるように、被写体部分が飛び出し臨界内となる縮小範囲内で、視野角に基づいて視差角を変更させても良い。

【0133】

また、レンダリング処理において、色彩等のアピアランス条件によっても、最適な視差角が異なることが知られている。従って、上記の視差角変更処理は、レンダリング処理におけるアピアランス条件に応じて、視差角が変更される場合であっても良い。例えば、記憶部１４４は、アピアランス条件として設定された色彩に最適となる視差角が対応付けられたテーブルを保持する。そして、制御部１４５は、かかるテーブルを参照して視差角変更処理を行なう。また、制御部１４５は、関数「Ｆ（Ｌ）」、関数「Ｆ２（Ｌ’）」及び関数「Ｆ３（θ）」の代わりに、距離「Ｌ」と最適視差角とが対応付けられたテーブルや、距離「Ｌ’」と最適視差角とが対応付けられたテーブルや、視野角「θ」と最適視差角とが対応付けられたテーブルを参照して視差角変更処理を行なっても良い。

【0134】

なお、制御部１４５は、被写体部分が飛び出し臨界を越えている場合に、視差角変更処理を行なったうえで、視差角変更後の各視点の立体画像間の立体感が略同一となるように、被写体部分が飛び出し臨界内となる縮小範囲内で、アピアランス条件に基づいて視差角を変更させても良い。

【0135】

このように、第１の実施形態に係る制御部１４５は、レンダリング条件として設定された幾何条件及びアピアランス条件の少なくとも１つに基づいて視差画像間の視差角を変更する。

【0136】

次に、図１１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１１は、第１の実施形態に係る画像処理システムを構成する端末装置の処理を説明するためのフローチャートである。

【0137】

図１１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の制御部１４５は、処理対象として指定されたボリュームデータに対するレンダリング条件を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、レンダリング条件を受け付けない場合（ステップＳ１０１否定）、制御部１４５は、レンダリング条件を受け付けるまで待機する。

【0138】

一方、レンダリング条件を受け付けた場合（ステップＳ１０１肯定）、制御部１４５は、レンダリング条件で設定される被写体部分の形状と飛び出し臨界との関係に基づいて、当該レンダリング条件にて指定された視差角を変更する（ステップＳ１０２）。そして、制御部１４５は、変更後の視差角によりレンダリング条件を再設定し（ステップＳ１０３）、再設定したレンダリング条件をワークステーション１３０に通知する（ステップＳ１０４）。再設定されたレンダリング条件が通知された制御部１３５の制御により、レンダリング処理部１３６は、９視差画像を生成する。

【0139】

そして、制御部１４５は、通信部１４３がワークステーション１３０から９視差画像を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。ここで、９視差画像を受信しない場合（ステップＳ１０５否定）、制御部１４５は、９視差画像を受信するまで待機する。

【0140】

一方、９視差画像を受信した場合（ステップＳ１０５肯定）、制御部１４５が受信した９視差画像を中間画像に変換して表示部１４２に出力することで、表示部１４２は、９視差画像を表示し（ステップＳ１０６）、処理を終了する。

【0141】

上述してきたように、第１の実施形態では、被写体部分の形状に基づいて視差画像間の視差角を変更する。具体的には、第１の実施形態では、被写体部分の形状と飛び出し臨界との関係に基づいて視差画像間の視差角を変更する。これにより、９視差モニタである表示部１４２の観察者は、レンダリング条件を様々なパターンで変更しても、９視差画像を用いた鮮明な立体画像を観察できる。また、９視差モニタである表示部１４２の観察者は、レンダリング条件を様々なパターンで変更しても、略同一の立体感にて９視差画像を用いた立体画像を観察できる。従って、第１の実施形態では、立体感が最適となる立体視用の画像を表示することができる。

【0142】

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、視差角変更後のレンダリング条件に合致する画像群が選択される場合について説明する。

【0143】

第２の実施形態に係る制御部１４５は、ボリュームデータに対してレンダリング処理を実行するレンダリング処理部１３６が予め生成した画像群から、変更後の視差角となる所定の視差数の視差画像となる画像群を選択し、当該選択した画像群が表示部１４２に表示されるように制御する。

【0144】

かかる制御処理が実行可能とするために、まず、第２の実施形態に係る制御部１３５は、画像保管装置１２０に格納されているボリュームデータから様々なレンダリング条件により視差画像群を予め生成しておくように、レンダリング処理部１３６を指示する。図１２は、第２の実施形態に係るレンダリング処理部が予め生成する視差画像群を説明するための図である。

【0145】

例えば、制御部１３５は、視差画像間の視差角を変更後の視差角に合わせて任意に変更可能とするために、図１２の（Ａ）に示すように、被写体部分の重心を通る切断面上に正円を設定し、更に、正円の全周囲に沿って、視差角が１度間隔となるように３６０個の視点を設定する。なお、図１２の（Ａ）では、作図の都合上、４２個しか視点が描出されていないが、実際には、３６０個の視点が設定されている。そして、レンダリング処理部１３６は、設定された３６０個の視点を用いて、３６０個の視差画像から構成される視差画像群を生成する。以下、図１２の（Ａ）に示すように、レンダリング対象に対して生成された全周囲の視差画像のことを全周囲データと記載する。

【0146】

なお、制御部１３５は、正円の半径を複数設定することで、同一平面内で複数の正円を設定しても良い。また、制御部１３５は、例えば、「視差角：０．５度」を設定することで、７２０個の視差画像から構成される全周囲データを生成させても良い。また、制御部１３５は、被写体部分の重心だけでなく、被写体部分内に任意の点を設定し、当該設定した点を中心とする正円上に複数の視点を設定することで、全周囲データを生成しても良い。また、全周囲データ生成用の視点が設定される図形は、正円に限定されるものではなく、例えば、楕円や多角形等の任意形状の図形であっても良い。

【0147】

或いは、制御部１３５は、以下の方法により全周囲データを生成しても良い。すなわち、制御部１３５は、視差画像間の視差角を変更後の視差角に合わせて任意に変更可能とするために、図１２の（Ｂ）に示すように、正円に複数個の基準視点を設定し（図中の斜線付きの丸を参照）、設定した複数の基準視点を通る接線それぞれに沿って、視差角が１度間隔となるように９個の視点を設定する。そして、レンダリング処理部１３６は、各接線において設定された９個の視点を用いて、図６の（Ａ）で説明した平行投影法により９視差画像を基準点ごとに生成する。

【0148】

なお、図１２の（Ｂ）に示す全周囲データにて設定される基準視点は、１度間隔や、０．５度間隔で設定される。また、制御部１３５は、上記と同様に、正円の半径を複数設定することで、同一平面内で複数の正円を設定しても良い。また、制御部１３５は、被写体部分の重心だけでなく、被写体部分内に任意の点を設定し、当該設定した点を中心とする正円上に複数の基準視点を設定することで、図１２の（Ｂ）に示す全周囲データを生成しても良い。また、図１２の（Ｂ）に示す全周囲データ生成用の基準視点が設定される図形は、正円に限定されるものではなく、例えば、楕円や多角形等の任意形状の図形であっても良い。

【0149】

また、制御部１３５は、図１２の（Ｃ）に示すように、被写体部分内の点（例えば、重心）を通る回転軸を複数設定する。これにより、制御部１３５は、被写体部分を任意方向により切断した切断面に任意形状の図形を設定し、各図形において、図１２の（Ａ）や図１２の（Ｂ）に示す全周囲データが生成されるように制御する。

【0150】

そして、制御部１３５は、レンダリング処理部１３６が生成した視差画像群を、生成元のボリュームデータに対応付けて、記憶部１３４又は画像保管装置１２０に格納する。以下では、視差画像群が画像保管装置１２０に通信部１３３を介して格納される場合について説明する。

【0151】

端末装置１４０の操作者は、第１の実施形態と同様に、ボリュームデータの指定及びレンダリング条件を、入力部１４１を介して入力する。そして、制御部１４５は、入力部１４１が受け付けたボリュームデータに対応付けられた視差画像群を画像保管装置１２０から取得する。具体的には、通信部１４３は、制御部１４５の制御により、操作者が入力したボリュームデータの付帯情報を画像保管装置１２０に送信する。画像保管装置１２０は、受信した付帯情報に対応付けられたボリュームデータを検索し、検索したボリュームデータに対応付けられた画像群を端末装置１４０に送信する。

【0152】

制御部１４５は、通信部１４３が受信した視差画像群から、変更後の視差角となる所定の視差数の視差画像となる画像群（９視差画像）を選択し、選択した画像群を中間画像に変換したうえで、表示部１４２に表示させる。図１３は、第２の実施形態に係る制御部を説明するための図である。

【0153】

例えば、視差画像群として「視差角：１度」の全周囲データを受信し、変更後の視差角が「視差角：２度」であったとする。かかる場合、制御部１４５は、「視差角：２度」の視差画像群を「視差角：１度」の全周囲データから選択可能であると判定する。そして、制御部１４５は、図１３の（Ａ）に示すように、「視差角：１度」の全周囲データから、「視差角：２度」となるように、１つおきに視差画像を９枚選択し、選択した９枚の画像を表示部１４２に出力させる。

【0154】

なお、第２の実施形態に係る制御部１４５は、レンダリング処理部１３６が予め生成した画像群を用いて、変更後の視差角となる所定の視差数の視差画像を補間処理により生成させ、当該生成させた画像群が表示部１４２に表示されるように制御しても良い。

【0155】

具体的には、制御部１４５は、２次元画像処理部１４６の補間機能を利用する。２次元画像処理部１４６は、上述したように、２つの視差画像それぞれの奥行き情報を用いて、補間処理により、当該２つの視差画像から新たな視差画像を生成する補間機能を有する。

【0156】

２次元画像処理部１４６が実行する補間処理の具体例について、以下、説明する。例えば、画像Ａと画像Ｂとの中間に位置する画像Ｃを生成する場合、２次元画像処理部１４６は、画像Ａから画像Ｂへの方向を示す「画像Ａと画像ＢとのWarp Field」を「Mutual Information法」によって算出する。そして、２次元画像処理部１４６は、「Warp Field」における各画素ベクトルの中間点(画像Ａから画像Ｂへのベクトルの半分)を画像Ａに積算することで、画像Ｃを生成する。また、画像Ａと画像Ｂとの中間に位置する画像ではなく、例えば、「２：１」の角度位置の画像Ｃが必要な場合は、２次元画像処理部１４６は、「２：１」の比率に位置する画像Ａから画像Ｂへのベクトルの画素を用いて画像Ｃを生成する。なお、画像Ａと画像Ｂとの角度間隔が狭い場合、２次元画像処理部１４６は、奥行き情報を用いずに、画像Ａと画像Ｂとを足し合わせた後に、画素値を半分にするといった単純な補間処理を行なっても良い。

【0157】

かかる補間処理は、例えば、通信部１４３が受信した視差画像群に、変更後の視差角となる９視差画像が存在しない場合に実行される。例えば、視差画像群として「視差角：１度」の全周囲データを受信し、変更後の視差角が「視差角：０．５度」であったとする。かかる場合、制御部１４５は、「視差角：０．５度」の９視差画像全てを「視差角：１度」の全周囲データから選択不可であると判定する。そして、制御部１４５は、図１３の（Ｂ）に示す黒丸で示す視点位置の視差画像を隣接する取得済みの２つの視差画像から補間処理により生成するように２次元画像処理部１４６を制御する。すなわち、２次元画像処理部１４６は、黒丸で示す視点位置に隣接する２つの視点により生成されている２つの視差画像それぞれの奥行き情報を用いて、補間処理により、黒丸で示す視点位置に対応する新たな視差画像を生成する。これにより、制御部１４５は、「視差角：０．５度」となる９枚の視差画像を表示部１４２に出力させる。

【0158】

次に、図１４を用いて第２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１４は、第２の実施形態に係る画像処理システムを構成する端末装置の処理を説明するためのフローチャートである。

【0159】

図１４に示すように、第２の実施形態に係る画像処理システム１の端末装置１４０は、処理対象となるボリュームデータが指定され、ボリュームデータに対するレンダリング条件を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。ここで、ボリュームデータの指定及びレンダリング条件の受け付けが操作者から行なわれない場合（ステップＳ２０１否定）、端末装置１４０は、待機状態となる。

【0160】

一方、ボリュームデータの指定及びレンダリング条件の受け付けが操作者から行なわれた場合（ステップＳ２０１肯定）、制御部１４５は、指定されたボリュームデータに対応付けられた視差画像群を取得する（ステップ２０２）。

【0161】

そして、制御部１４５は、レンダリング条件で設定される被写体部分の形状と飛び出し臨界との関係に基づいて、当該レンダリング条件にて指定された視差角を変更する（ステップＳ２０３）。そして、制御部１４５は、変更後の視差角に合致する９視差画像を選択処理、又は、補間処理により取得する（ステップＳ２０４）。

【0162】

そして、制御部１４５が取得した９視差画像を中間画像に変換して表示部１４２に出力することで、表示部１４２は、９視差画像を表示し（ステップＳ２０５）、処理を終了する。

【0163】

上述してきたように、第２の実施形態では、視差角を変更した所定視差数の視差画像をリアルタイムで生成することなく表示部１４２に表示させることができる。すなわち、第２の実施形態では、ボリュームレンダリング処理を行なうことなく、視差角を変更した所定視差数の視差画像を表示させることができる。従って、第２の実施形態では、立体感が最適となる立体視用の画像を、迅速に表示することができる。

【0164】

なお、上記実施形態においては、９視差モニタを用いる場合について説明したが、上記実施形態で説明した視差角変更処理は、２視差モニタを用いる場合であっても適用可能である。また、上記実施形態においては、端末装置１４０の制御部１４５が、視差角変更処理を行なう場合について説明した。しかしながら、上記実施形態はこれに限られるものではない。例えば、ワークステーション１３０の制御部１３５が視差角変更処理を行なう場合であっても良い。かかる場合、制御部１３５は、視差角変更後の９視差画像を表示部１４２に表示するように制御部１４５に依頼する。

【0165】

また、上記実施形態は、レンダリング処理を行なう装置を医用画像診断装置１１０とする場合であっても良い。例えば、上記実施形態は、医用画像診断装置１１０がレンダリング処理を行ない、視差角変更処理をワークステーション１３０や端末装置１４０が行なう場合であっても良い。

【0166】

また、上記実施形態で説明した「視差角変更処理及び視差角変更後の視差画像群の表示」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。

【0167】

すなわち、上記の実施形態で説明した処理は、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。

【0168】

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。

【0169】

以上、説明したとおり、第１の実施形態及び第２の実施形態によれば、立体感が最適となる立体視用の画像を表示することができる。

【0170】

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】

【0171】

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
１４６ ２次元画像処理部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8-1】

【図8-2】

【図8-3】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】