图像处理装置以及程序的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及拍摄有人体或者动物的身体的动态图像的图像处理技术。
【背景技术】
[0002]在医疗现场，通过使用X射线等对包含于内脏、骨格等中的患部进行摄影，进行各种检查、诊断。另外，近年来，通过应用数字技术，能够比较容易地取得使用X射线等捕捉到患部的活动的动态图像(由多个帧图像构成的图像组)。
[0003]因此，能够利用FPD (flat panel detector:平板探测器)等半导体影像传感器，对包括诊断对象区域的被摄体区域拍摄动态图像，所以尝试实施在以往的基于X射线摄影的静止画面摄影以及诊断中无法实施的起因于诊断对象区域等的活动解析的病理解析、诊断。尤其是在X射线胸部的动态解析中，还实施了提取肺野内的换气信息、血流信息，通过针对各位置的与肺野内浓度变化、血流的活动有关的动态功能定量的解析，来支援(X射线动画用CAD)诊断/治疗的探讨。
[0004]作为上述的定量的解析方法，提出了根据胸部的动态图像的帧图像来解析时间上的变化，从而生成对诊断有效的解析信息的技术。
[0005]例如，专利文献1公开的技术中公开有如下技术:如使用高通滤波器的血流解析、使用低通滤波器的换气解析那样分开使用滤波器，去除血流和换气各自的对浓度值的影响，从而精度良好地提取基于滤波器间差分的换气、血流。
[0006]另外，专利文献2公开的技术中公开了依据帧图像属于动脉相位以及静脉相位中的哪一个进行分类而生成累计图像的技术。
[0007]另外，专利文献3公开的技术中公开了测量左右横隔膜、肺尖部的位置，求出移动量，根据移动量对活动进行图形显示的技术。
[0008]另外，专利文献4公开的技术中公开了计算每个周期的特征量(周期长度/振幅)，并作为诊断支援信息进行图形显示的技术。
[0009]进而，专利文献5公开的技术中公开了选出重要度高的多个图像并作为缩略图一览显示、通过缩略图的选择操作来再生动画的技术。
[0010]专利文献1:日本特开2012-110399号公报
[0011]专利文献2:日本特开2012-005729号公报
[0012]专利文献3:国际公开第2006/137294号
[0013]专利文献4:日本特开2009-273671号公报
[0014]专利文献5:日本特开2012-011120号公报
【发明内容】
[0015]但是，通过上述专利文献2的方法表现的累计图像制作有时间分割的肺动脉相位以及肺静脉相位这2个缩略图图像，但无法判断每个搏动(心拍)周期的差异。
[0016]另外，通过上述专利文献3的方法表现的图形能够在视觉上观察时间方向的变化，但无法在视觉上识别帧图像上的差异。
[0017]另外，通过上述专利文献4的方法表现的图形显示有每个心拍周期的解析值，但无法在视觉上识别帧图像上的差异。
[0018]另外，通过上述专利文献5的方法表现的缩略图对动态图像的差异进行了缩略图显示，但对象没有周期性，并非表示每个周期的差异的缩略图显示。
[0019]另外，在上述专利文献1的技术中，并未制作使用了多个帧图像的累计图像、即相当于静止图像的缩略图图像。
[0020]这样，在上述专利文献1?5的技术中，无法捕捉帧图像上的二维空间的时间变化，所以存在针对时间方向的一览性以及视觉上的观察困难这样的课题。
[0021]本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种能够在视觉上容易地捕捉帧图像上的二维空间的时间变化，能够即时选择动态图像的整体时间中的期望的时间范围的图像处理技术。
[0022]为了解决上述课题，本发明的方案1提供一种图像处理装置，其特征在于，具备:动态图像取得单元，取得动态图像，该动态图像由在时间方向上对人体或者动物的身体内部的物理的状态周期性地变化的动态周期的状态依次进行摄影而得到的多个帧图像构成；时间范围设定单元，进行时间范围设定处理，该时间范围设定处理包括在所述动态图像内的整体时间中，(al)按照所述动态周期单位设定第1时间范围的第1时间范围设定处理和(a2)设定第2时间范围的第2时间范围设定处理；缩略图生成单元，进行分别生成第1缩略图图像以及第2缩略图图像的缩略图生成处理，所述第1缩略图图像以及第2缩略图图像是对所述第1时间范围内以及所述第2时间范围内各自的所述帧图像分别进行统计处理而得到的静止图像；以及显示单元，进行视觉上可比较所述第1缩略图图像和所述第2缩略图图像的显示。
[0023]另外，方案2的发明在方案1记载的图像处理装置中，所述第2时间范围设定处理包括按照所述动态周期单位设定所述第2时间范围的处理。
[0024]另外，方案3的发明在方案1或者方案2记载的图像处理装置中，所述时间范围设定处理包括在所述动态图像内的整体时间中，设定用于设定所述第1时间范围和所述第2时间范围的父时间范围的父时间范围设定处理，所述第1时间范围和所述第2时间范围都是存在于所述父时间范围内的时间范围。
[0025]另外，方案4的发明在方案3记载的图像处理装置中，所述父时间范围设定处理包括:将所述第1时间范围以及所述第2时间范围中的任意一个时间范围设定为层次显示用父时间范围的处理；以及将所述层次显示用父时间范围新设定为所述父时间范围的处理，所述第1时间范围设定处理以及所述第2时间范围设定处理包括对所述层次显示用父时间范围内分别新设定所述第1时间范围以及所述第2时间范围的处理。
[0026]另外，方案5的发明在方案3记载的图像处理装置中，所述第2时间范围设定处理包括设定为使所述第2时间范围成为所述父时间范围的全部时间范围的处理。
[0027]另外，方案6的发明在方案3记载的图像处理装置中，所述时间范围设定处理还包括设定为所述第1时间范围和所述第2时间范围各自的全部的时间范围不重复、并且所述全部的时间范围连续的处理。
[0028]另外，方案7的发明在方案6记载的图像处理装置中，所述时间范围设定处理还包括设定为使所述第1时间范围和所述第2时间范围的合计时间范围与所述父时间范围一致的处理。
[0029]另外，方案8的发明在方案3记载的图像处理装置中，所述时间范围设定处理包括设定为包含在所述第1时间范围和所述第2时间范围各自的全部的时间范围中的所述动态周期的数量相互一致的处理。
[0030]另外，方案9的发明在方案1记载的图像处理装置中，所述缩略图生成处理包括:统计值计算处理，针对所述第1时间范围内或者所述第2时间范围内，按照与所述帧图像对应的每个像素分别计算像素统计值；以及像素值决定处理，根据所述像素统计值，决定所述第1缩略图图像用或者所述第2缩略图图像用的像素值。
[0031]另外，方案10的发明在方案9记载的图像处理装置中，所述统计值计算处理还包括利用包含在计算出所述像素统计值的所述时间范围内的所述动态周期的数量对所述像素统计值进行标准化的处理。
[0032]另外，方案11的发明在方案9记载的图像处理装置中，所述像素值决定处理还包括使用包括所述第1时间范围以及所述第2时间范围中的至少一方的比较用的时间范围中的像素统计值来决定所述第1缩略图图像用或者所述第2缩略图图像用的像素值的处理。
[0033]另外，方案12的发明在方案9记载的图像处理装置中，所述像素统计值是针对所述第1时间范围内以及所述第2时间范围内，与所述帧图像对应的每个像素的像素浓度的最大值、平均值、最小值、中央值中的任意一个值。
[0034]另外，方案13的发明在方案3记载的图像处理装置中，所述时间范围设定处理还包括(a3)统计值计算处理，针对包含于所述父时间范围的多个时间范围内，按照与所述帧图像对应的每个像素计算多个像素统计值；以及(a4)类似度计算处理，根据所述多个时间范围中的所述多个像素统计值，计算所述多个时间范围中的、时间上邻接的时间范围间的类似度，所述第1时间范围设定处理以及所述第2时间范围设定处理包括根据所述类似度，从所述多个时间范围分别设定所述第1时间范围以及所述第2时间范围的处理。
[0035]另外，方案14的发明在方案1记载的图像处理装置中，具备受理用户所设定的设定信息的操作单元，所述设定信息包括用于设定预定的时间范围的信息，所述缩略图生成处理还包括通过使用由所述操作单元输入的所述设定信息指示的所述预定的时间范围内的帧图像来进行所述统计处理，从而生成所述预定的时间范围的缩略图图像的处理，所述显示单元进行显示所述预定的时间范围的缩略图图像的处理。
[0036]另外，方案15的发明在方案14记载的图像处理装置中，所述设定信息还包括用于设定非显示时间范围的信息，所述显示单元进行如下处理:根据由所述操作单元输入的所述设定信息，使所述第1缩略图图像或者所述第2缩略图图像中的、时间范围包含于所述非显示时间范围的缩略图图像非显示。
[0037]另外，方案16的发明在方案14记载的图像处理装置中，所述设定信息包括用于将所述第1时间范围以及所述第2时间范围中的2个以上的预定数量的时间范围设定为汇集时间范围的信息，所述缩略图生成处理还包括通过使用由所述操作单元输入的所述设定信息指示的所述汇集时间范围内的帧图像来进行所述统计处理，从而生成所述汇集时间范围的缩略图图像的处理，所述显示单元进行:使时间范围包含于所述汇集时间范围的预定数量的缩略图图像非显示的处理；以及显示所述汇集时间范围的缩略图图像的处理。
[0038]另外，方案17的发明在方案1记载的图像处理装置中，具备受理用户所设定的设定信息的操作单元，所述设定信息包括用于设定所述第1缩略图图像以及所述第2缩略图图像中的、运动图像比较用缩略图图像的信息，所述显示单元进行根据由所述操作单元输入的所述设定信息，再生与所述运动图像比较用缩略图图像对应的动态图像的处理。
[0039]另外，方案18的发明在方案1至方案17的任意一项记载的图像处理装置中，所述动态周期包括心拍周期或者呼吸周期中的任意一方的周期。
[0040]另外，方案19的发明提供一种程序，由包含在图像处理装置中的计算机执行，从而使所述计算机作为方案1至18中的任意一项所述的图像处理装置发挥功能。
[0041]根据方案1至方案18记载的图像处理装置，具备:缩略图生成单元，进行使用第1时间范围内以及第2时间范围内各自的帧图像分别生成第1缩略图图像以及第2缩略图图像的缩略图生成处理，第1缩略图图像以及第2缩略图图像是对动态图像内的整体时间中的、动态周期单位的第1时间范围内以及第2时间范围内各自的动态图像的内容分别进行统计处理而得到的静止图像；以及显示单元，进行视觉上可比较第1缩略图图像和第2缩略图图像的显示。即，视觉上可比较地显示将动态图像的内容表现为静止图像的第1缩略图图像和第2缩略图图像，所以即使用户没有观察全部的动态图像，只要观察第1缩略图图像和第2缩略图图像，就能够一目了然地掌握汇集了第1时间范围以及第2时间范围的动态图像的内容的特征。由此，能够适当并且高效地观察动态图像内的每个第1时间范围以及第2时间范围的差异。因此，能够根据每个第1时间范围以及第2时间范围的的差异，即时判断并选择用户所期望的时间范围，诊断效率得到提高。由此，能够适当并且高效地进行动态诊断。
[0042]根据方案2记载的图像处理装置，第2时间范围设定处理包括按照动态周期单位而设定第2时间范围的处理。S卩，第1时间范围以及第2时间范围都按照动态周期单位来设定，从而按照动态周期单位生成第1缩略图图像和第2缩略图图像。由此，能够按照动态周期单位来调整时间范围，所以能够适当地比较两者的差异。
[0043]根据方案3记载的图像处理装置，时间范围设定处理包括设定动态图像内的整体时间中的、用于设定第1时间范围和第2时间范围的父时间范围的父时间范围设定处理，第1时间范围和第2时间范围都是存在于父时间范围内的时间范围。即，通过设定作为分析对象的父时间范围，能够设定存在于当前时间范围内的适当的第1时间范围和第2时间范围。由此，能够生成适合于比较的第1缩略图图像和第2缩略图图像。
[0044]根据方案4记载的图像处理装置，父时间范围设定处理包括:将第1时间范围以及第2时间范围中的任意一个时间范围设定为层次显示用父时间范围的处理；以及将层次显示用父时间范围新设定为父时间范围的处理，第1时间范围设定处理以及第2时间范围设定处理包括针对层次显示用父时间范围内，分别新设定第1时间范围以及第2时间范围的处理。即，通过将第1时间范围或者第2时间范围新设定为新的父时间范围(层次显示用父时间范围)，能够对被分解过一次的时间范围更细分化。由此，能够显示更详细地分解了的缩略图图像，所以也能够详细地进行缩略图图像彼此的比较判断。
[0045]根据方案5记载的图像处理装置，第2时间范围设定处理包括设定为使第2时间范围成为父时间范围的全部时间范围的处理。即，通过将父时间范围设为第2时间范围，能够将第1时间范围设定为第2时间范围的希望关注的一部分的时间范围。由此，能够着眼于第2缩略图图像中的、希望关注的时间范围而显示第1缩略图图像。因此，例如，能够将发生异常的时间范围显示为第1缩略图图像。
[0046]根据方案6记载的图像处理装置，时间范围设定处理还包括设定为第1时间范围和第2时间范围各自的全部的时间范围不重复、并且全部的时间范围连续的处理。S卩，通过使第1时间范围和第2时间范围的时间范围间在时间上处于连续关系，能够针对连续的时间范围不遗漏地生成缩略图图像。由此，能够考虑时间方向而并列显示连续的时间的缩略图图像来确认。因此，例如，在异常部位出现并消失的情况下，能够诊断其时间过程。
[0047]根据方案7记载的图像处理装置，时间范围设定处理还包括设定为使第1时间范围和第2时间范围的合计时间范围与父时间范围一致的处理。即，能够在分析对象的整个父时间范围内，作为连续的时间范围而不遗漏地生成缩略图图像。由此，能够考虑时间方向，并列显示整个分析对象范围中的连续的时间的缩略图图像来确认。因此，例如，在异常部位出现并消失的情况下，能够在整个分析对象范围中诊断其时间过程。
[0048]根据方案8记载的图像处理装置，时间范围设定处理包括设定为使包含于第1时间范围和第2时间范围各自的全部的时间范围的所述动态周期的数量相互一致的处理。即，在时间范围之间动态周期的数量无差异，所以能够设定适于比较的时间范围。由此，能够不依赖于动态周期的数量，而适当地进行缩略图图像之间的比较。
[0049]根据方案9记载的图像处理装置，缩略图生成处理包括:统计值计算处理，针对第1时间范围内或者第2时间范围内，按照与帧图像对应的每个像素分别计算像素统计值；以及像素值决定处理，根据像素统计值，决定第1缩略图图像用或者第2缩略图图像用的像素值。即，能够将各时间范围内的像素统计值视觉辨认为静止图像。另外，通过使用公共的像素统计值(例如最大值、合计值等)来生成各缩略图图像，易于比较确认各时间范围内的动态图像的特征的差异。
[0050]根据方案10记载的图像处理装置，统计值计算处理还包括利用包含在计算出像素统计值的时间范围内的动态周期的数量对像素统计值进行标准化的处理。在进行第1及第2缩略图图像之间的比较的情况下，例如，如果像素统计值是合计值，则通过将该合计值除以动态周期的数量(标准化)，能够得到每单位周期的像素统计值。即，即使在缩略图图像间的动态周期的数量不同的情况下，也能够制作在比较时等同的缩略图图像。由此，能够不依赖于动态周期的数量，而适当地进行缩略图图像间的比较。
[0051]根据方案11记载的图像处理装置，像素值决定处理还包括使用包括第1时间范围以及第2时间范围中的至少一方的比较用的时间范围内的像素统计值来决定第1缩略图图像用或者第2缩略图图像用的像素值的处理。S卩，使用比较用的时间范围内的像素统计值来决定第1缩略图图像用或者第2缩略图图像用的像素值，所以能够在缩略图图像的二维空间上将缩略图图像间(动态图像的时间方向)的空间的差异对应起来进行视觉辨认比较。由此，能够更容易地掌握动态图像的时空间的变化。另外，能够使异常的部位变得明了，所以能够适当并且高效地进行动态诊断。
[0052]根据方案12记载的图像处理装置，像素统计值是与帧图像对应的每个像素的像素浓度的最大值、平均值、最小值、中央值中的任意一个值。因此，在作为像素统计值而采用了例如像素浓度的最大值的情况下，在最大值小时，像素浓度被反映得较低，所以起到能够推测血流的流动恶化的效果。
[0053]根据方案13记载的图像处理装置，时间范围设定处理还包括(a3)统计值计算处理，针对包含于所述父时间范围中的多个时间范围内，按照与帧图像对应的每个像素计算多个像素统计值；以及(a4)类似度计算处理，根据所述多个时间范围内的所述多个像素统计值，计算所述多个时间范围中的、在时间上邻接的时间范围间的类似度，所述第1时间范围设定处理以及所述第2时间范围设定处理包括根据所述类似度，从所述多个时间范围分别设定所述第1时间范围以及所述第2时间范围的处理。例如，能够通过时间范围间的类似度高于预定值这样的判断基准，进行时间范围间的分组，根据分组分别设定第1时间范围以及第2时间范围。S卩，通过在集中了类似度高的时间范围的时间范围内进行缩略图图像化，能够更高效地进行是否包括应详细地分析的时间范围的分类。另外，通过缩小为类似度高的时间范围，能够减少要目视比较的缩略图图像数。
[0054]根据方案14记载的图像处理装置，缩略图生成处理还包括使用由操作单元输入的设定信息指示的预定的时间范围内的帧图像来进行统计处理，从而生成预定的时间范围的缩略图图像的处理，显示单元进行显示预定的时间范围的缩略图图像的处理。由此，在用户从操作单元操作输入了预定的时间范围时，显示预定的时间范围内的缩略图图像。
[0055]根据方案15记载的图像处理装置，显示单元进行根据由操作单元输入的设定信息，使第1缩略图图像或者第2缩略图图像中的、时间范围包含于非显示时间范围内的缩略图图像非显示的处理。例如，在有多个要分析比较的第1及第2缩略图图像时，用户能够指定不需要显示的缩略图图像为使其非显示。由此，能够仅显示特别希望关注的缩略图图像。因此，能够有效活用显示单元的显示器上的空间。
[0056]根据方案16记载的图像处理装置，缩略图生成处理还包括使用由操作单元输入的设定信息指示的汇集时间范围内的帧图像来进行统计处理，生成汇集时间范围的缩略图图像的处理，显示单元进行:使时