JP2022031640A - 表示システム及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明によれば、表示部及び表示制御部を備える表示システムであって、前記表示制御部は、階調特性変換部を備え、前記階調特性変換部は、第1階調特性を第2階調特性に変換する変換処理を実行し、第1階調特性は、各階調値間のJND対応値の差分が一定となる特性であり、前記階調特性変換部は、第2階調特性により規定される各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように前記変換処理を実行し、前記表示部は、第2階調特性に対応する輝度で、入力画像データを画像として表示するように構成される、表示システムが提供される。
【選択図】図3
Description
好ましくは、前記表示制御部は、前記シフト処理のシフト数を指示する指示部を備え、前記指示部は、前記シフト数を連続的に変更可能に構成されるか、又は、前記シフト数を指示した後、さらに所定のシフト数を指示可能に構成され、前記シフト処理では、前記指示部により指示されたシフト数だけ第1階調特性をシフトさせる。
好ましくは、前記表示制御部は、入力画像階調取得部を備え、前記入力画像階調取得部は、前記入力画像データの任意の二つの階調値を取得するように構成され、前記シフト処理では、前記二つの階調値のうちの小さい方の階調値が前記表示部の最小輝度に対応するように、又は、前記二つの階調値のうちの大きい方の階調値が前記表示部の最大輝度に対応するように第1階調特性をシフトさせる。
好ましくは、前記入力画像データの任意の二つの階調値は、前記入力画像データの最小階調値及び最大階調値である。
好ましくは、前記指示部を操作する操作部を備え、前記操作部に対する1アクションにより、前記シフト処理が実行される。
好ましくは、前記変換処理は、第1階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を拡大又は縮小する差分変更処理を含む。
好ましくは、前記拡大又は縮小の程度を指示する指示部を備え、前記指示部は、前記拡大又は縮小の程度を連続的に変更可能に構成されるか、又は、前記拡大又は縮小の程度を指示した後、さらに所定の値を前記拡大又は縮小の程度として指示可能に構成され、前記差分変更処理では、前記指示部により指示された前記拡大又は縮小の程度だけ第1階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を拡大又は縮小する。
好ましくは、前記表示制御部は、入力画像階調取得部を備え、前記入力画像階調取得部は、前記入力画像データの任意の二つの階調値を取得するように構成され、前記二つの階調値のうちの小さい方の階調値で第1階調特性に対応する最小輝度が設定され、前記二つの階調値のうちの大きい方の階調値で第1階調特性に対応する最大輝度が設定されるように前記差分変更処理が実行される。
好ましくは、前記入力画像データの任意の二つの階調値は、前記入力画像データの最小階調値及び最大階調値である。
好ましくは、前記指示部を操作する操作部を備え、前記操作部に対する1アクションにより、前記差分変更処理が実行される。
好ましくは、第1階調特性を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された第1階調特性を、前記変換処理実行後に第2階調特性に書き換える階調特性書換部と、を備える。
好ましくは、第1階調特性は、DICOM規格により定められる標準表示関数に関連付けられている。
好ましくは、前記表示部を備える表示装置を有し、前記表示制御部は、前記表示装置の内部に設けられる。
好ましくは、前記表示システムは、第1表示部及び第2表示部を備え、前記表示制御部は、第1表示部及び第2表示部に接続され、第1表示部及び第2表示部は、第2階調特性に対応する輝度で、前記入力画像データを画像として表示するように構成される。
他の観点によれば、コンピュータを、階調特性変換部として機能させるプログラムであって、前記階調特性変換部は、第1階調特性を第2階調特性に変換する変換処理を実行し、第1階調特性は、各階調値間のJND対応値の差分が一定となる特性であり、前記階調特性変換部は、第2階調特性により規定される各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように前記変換処理を実行し、第2階調特性に対応する輝度で入力画像データが画像として表示部に表示されるように構成される、プログラムが提供される。
好ましくは、前記変換処理は、第1階調特性を低階調値側又は高階調値側に向けてシフトさせるシフト処理を含み、前記シフト処理は、第1階調特性及び第2階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を維持するように実行される。
好ましくは、前記変換処理は、第1階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を拡大又は縮小する差分変更処理を含む。
まず、JND対応値について説明する。図1に示すように、JND対応値とは、輝度と一対一で対応する値であり、一例は、視覚認識のBarten Modelに基づくDICOM規格のJNDインデックスである。ここで、図1は、DICOM規格により定められる標準表示関数と呼ばれるものである。JNDインデックスとは、平均的人間観察者が識別可能である与えられたターゲットの最小の輝度差を1JND(Just-Noticeable Difference, 弁別域)と定義し、当インデックスにおける1ステップが弁別域である輝度差に帰着するような値をいう。JND対応値としては、Barten Model以外の方法で導出した、観察者が識別可能な最小の輝度差に対応するデータをJNDインデックスの代わりに用いることもできる。
次に、図2~図5を用いて、表示システム100の構成について説明する。なお、図2~図5を用いた説明では、各構成要素の基本的な機能を説明するにとどめ、処理の詳細な説明は後述する。
次に、図6、図8及び図9を用いて、一実施形態に係る輝度階調レンジ調整について説明する。ここで、輝度階調レンジ調整とは、階調特性変換部13による変換処理の一種であり、第1階調特性を低階調値側又は高階調値側に向けてシフトさせるシフト処理に相当する。シフト処理は、第1階調特性及び第2階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を維持するように実行される。なお、シフト処理におけるシフト数は、指示部14により指示される。ここで、図9の例では、表示部4の最大輝度又は最小輝度が含まれる階調範囲まで第1階調特性をシフトさせる「最大シフト」を示す。
◆入力画像データの最小階調値及び最大階調値:50,200(解析部17によるヒストグラム解析の結果)
◆階調特性:0~255階調における特性を以下のように規定
・階調値0:0.6cd/m2
・階調値50:28.49cd/m2
・階調値200:190.18cd/m2
・階調値255:500.02cd/m2
◆表示部4の輝度
・Lmax(最大輝度):500.02cd/m2
・Lmin(最小輝度):0.6cd/m2
以下、入力画像データを表示部4の有する最大輝度で画像として表示する処理について説明する。本実施形態では、指示部14により指示されるシフト数は55である。図8Aに示すように、第1階調特性において、index(階調値を表す指標)がnのときに輝度がLUT0_n(n:0~255)、つまり、indexが0のときに輝度がLUT0_0、indexが最小階調値(以下、Phmin)のときに輝度がLUT0_Phmin、indexが最大階調値(以下、Phmax)のときに輝度がLUT0_Phmax、indexが255のときに輝度がLUT0_255である。具体的には、本実施形態では、図4に示すように、階調値が0のときに輝度が0.6cd/m2、階調値が最小階調値(50)のときに6.46cd/m2、階調値が最大階調値(200)のときに輝度が190.18cd/m2、階調値が255のときに輝度が500.02cd/m2(以下、説明の簡略化のため、500cd/m2とする)である。
・シフト前:6.46~190.18cd/m2(階調値50~200)
・シフト後:28.49~500cd/m2(シフト後の階調値50~200であり、シフト前の階調値105~255に相当)
次に、図6、図8及び図9を用いて、高階調値側へのシフトについて説明する。かかる処理は上述の低階調値側へのシフトと逆の処理であり、表示上の輝度を下げるものである。
・シフト前:6.46~190.18cd/m2(階調値50~200)
・シフト後:0.6~74.04cd/m2(シフト後の階調値50~200であり、シフト前の階調値0~150に相当)
以下、図7、図10及び図11を用いて、JND Enhancerの一形態であるJND Maximizerについて説明する。本実施形態において、JND Enhancerとは、第1階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を拡大する差分変更処理を実行するものである。本実施形態では、入力画像データの任意の二つの階調値のうちの小さい方の階調値で第1階調特性に対応する最小輝度が設定され、任意の二つの階調値のうちの大きい方の階調値で第1階調特性に対応する最大輝度が設定されるように差分変更処理が実行される。また、任意の二つの階調値は、入力画像データの最小階調値及び最大階調値であってもよい。具体的には、所定の階調値における階調特性に基づく輝度を基準とし、各階調値間のJND対応値の差分を拡大し、且つ、拡大後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように、所定の階調値以外の階調値の輝度を設定するものである。ここで、「所定の階調値以外の階調値の輝度を設定する」とは、所定の階調値の輝度を設定前のまま維持することに加え、所定の階調値の輝度を設定前の輝度のまま上書きすることも含む。そして、JND Maximizerは、JND Enhancerのうち、JND対応値の差分を最大まで拡大するものである。以下、入力画像データの最低階調値を50、最大階調値を200とする例について説明する。
まず、JND Maximizer実行後の第2階調特性について、図11を用いて説明する。図11に示すように、JND Maximizerを実行することにより、最小階調値(50)~最大階調値(200)までの階調範囲において、2つの階調特性が交わる階調値より大きい階調範囲で、JND Maximizer後の輝度が高くなる。以下、JND Maximizerにおける算出処理について説明する。
S1:最小階調値と最大階調値における輝度の設定
最小階調値(50)におけるターゲット輝度Lt(j_P50)をLmin(最小輝度:0.6cd/m2)、最大階調値(200)におけるターゲット輝度Lt(j_P200)をLmax(最大輝度:500cd/m2)とする。ここで、本実施形態では、所定の階調値(第1階調特性と、JND Maximizer実行後における第2階調特性の交点に対応する階調値)における階調特性に基づく輝度を基準としている。換言すると、JND Maximizerの実行前後において、かかる輝度を固定している。
S2:JND対応値j_Pnを算出
最小階調値~最大階調値の階調範囲において、各階調値Pnに対応するJND対応値j_Pnを算出する。このとき、各階調値間のJND対応値の差分を拡大し、且つ、拡大後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように処理される。
S3:ターゲット輝度Lt(j_Pn)を算出
最小階調値~最大階調値の階調範囲において、各階調値Pnに対応するターゲット輝度Lt(j_Pn)を、S2で算出したJND対応値j_Pnに基づいて特定する。
・j(Lmax)-j(Lmin)
最大階調値(200)に対応するJND対応値j_P200と、最小階調値(50)に対応するJND対応値j_P50の差分を算出する。
・/(Phmax-Phmin)
(最小階調値(50)~最大階調値(200)の階調範囲に含まれる階調値の個数-1)で上記JND対応値j_Pnの差分を割る。これにより、階調値PnとJND対応値j_Pnの対応を1次関数で表す場合における「傾き」を求める(図12参照)。このように、「傾き」を定数とすることで、各階調値間のJND対応値の差分を拡大した後においても、各階調値Pn間のJND対応値j_Pnの差分が一定となる。
・×(Pn-Phmin)
所定の階調値Pnと最小階調値(50)の差分を掛けることにより、所定の階調値PnにおけるJND対応値j_Pnまでの、最小階調値(50)におけるJND対応値j_P50からの増加分を求める。
・+j(Lmin)
最小階調値(50)におけるJND対応値j_P50(1次関数における切片)を加える。
j_Pn=(j(L255)-j(L0))/(P200-P50)×(Pn-P50)+j(L0)
=(705.94-52.47)/(200-50)×(Pn-50)+52.47
=4.36×(Pn-50)+52.47
◆実行前
・表示上の輝度レンジ:6.46~190.18cd/m2
・表示上のコントラスト:29(=190.18/6.46)
・JND対応値の差分:2.56(図4参照)
◆実行後
・表示上の輝度レンジ:0.6~500cd/m2
・表示上のコントラスト:833(=500/0.6)
・JND対応値の差分:4.36(=(705.94-52.47)/(200-50))
以下、図7を用いて、JND Maximizerの処理フローについて説明する。
以下、図13及び図14を用いて、輝度階調レンジ調整(シフト処理)なしの場合におけるJND Enhancerについて説明する。
・imax(%):JND Enhancerの分解能
・i(%):調整値
・j(L_Phmin):最小階調値に対応する元の階調特性のJND対応値
ここで、i(調整値)が、上述の0,20,40,60,80,100%に対応する値である。その他のパラメータについては、(数1)と同じであるため、説明を省略する。
・j(Lmax):705.94
・j(Lmin):52.47
・Phmax:200
・Phmin:50
・imax:100%
・i:0,20,40,60,80,100%
・j(L_Phmin):180.60(元の階調特性における階調値50に対応するJND対応値)
以下、図15及び図16を用いて、輝度階調レンジ調整(シフト処理)なしの場合におけるJND Suppressorについて説明する。本実施形態において、JND Suppressorとは、第1階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を縮小する差分変更処理を実行するものである。
・imin(%):JND Suppressorの分解能
・i(%):調整値
以下、図17及び図18を用いて、Lmaxを固定した場合のJND Enhancerについて説明する。これは、輝度階調レンジを高輝度側にLmaxまでシフト(シフト処理における低階調値側への最大シフト)させた状態から、JND Enhancer(差分変更処理)を実行するものである。
以下、図19及び図20を用いて、Lmaxを固定した場合のJND Suppressorについて説明する。これは、輝度階調レンジを高輝度側にLmaxまでシフト(シフト処理における低階調値側への最大シフト)させた状態から、JND Suppressor(差分変更処理)を実行するものである。
9.JND Enhancer (5)Lmin固定(シフト処理+差分変更処理)
以下、図21及び図22を用いて、Lminを固定した場合のJND Enhancerについて説明する。これは、輝度階調レンジを低輝度側にLminまでシフト(シフト処理における高階調値側への最大シフト)させた状態から、JND Enhancer(差分変更処理)を実行するものである。
10.JND Suppressor (6)Lmin固定(シフト処理+差分変更処理)
以下、図23及び図24を用いて、Lminを固定した場合のJND Suppressorについて説明する。これは、輝度階調レンジを低輝度側にLminまでシフト(シフト処理における高階調値側への最大シフト)させた状態から、JND Suppressor(差分変更処理)を実行するものである。
以下、図25及び図26を用いて、指定階調値Pcにおける輝度を固定した場合のJND Enhancerについて説明する。これは、操作部3により指定された指定階調値Pcにおける輝度を固定した状態で、JND Enhancerを実行するものである。ここで、指定階調値Pcは、最小階調値(50)、最大階調値(200)、中間階調値(125)、入力画像データの平均階調値、関心領域の中央の階調値、関心領域の平均階調値、又はユーザーによる任意の階調値とすることができる。本実施形態では、指定階調値Pcが80である場合について説明する。
次に、図27及び図28を用いて、輝度がLmin側で飽和する場合におけるJND Enhancerについて説明する。本実施形態では、指定階調値Pcが125である場合について説明する。
以下、図29及び図30を用いて、指定階調値Pcにおける輝度を固定した場合のJND Suppressorについて説明する。これは、操作部3により指定された指定階調値Pcにおける輝度を固定した状態で、JND Suppressorを実行するものである。本実施形態では、指定階調値Pcが80である場合について説明する。なお、指定階調値Pcを固定した場合におけるJND Enhancerと異なり、JND Suppressorでは各階調値間のJND対応値の差分を縮小するので、輝度の飽和を考慮する必要はない。
次に、図31を用いて、表示システム100が複数の表示装置10を含む場合について説明する。本実施形態では、表示システム100は、第1表示装置10A及び第2表示装置10Bを備える。第1表示装置10Aは第1表示部4Aを備え、第2表示装置10Bは第2表示部4Bを備える。また、表示制御部1は、第1表示装置10A及び第2表示装置10Bに接続される。そして第1表示部4A及び第2表示部4Bは、階調特性変換部13により変換された階調特性に基づいて、入力画像データを画像として表示するように構成される。以下、種々の態様について説明する。
図31Aに示すように、第1表示装置10A及び第2表示装置10Bの外部に設けられた表示制御部1により、第1表示装置10A及び第2表示装置10Bが接続される。本実施形態では、表示制御部1が外部の表示制御装置1Aに設けられる。そして、表示制御部1により、第1表示部4A及び第2表示部4Bが同時に制御される。これにより、例えば、同じ条件で撮影された過去の診断画像を第1表示部4Aに表示させ、現在の診断画像を第2表示部4Bに表示させた場合、第1表示装置10A又は第2表示装置10Bの操作部3を操作することで、第1表示部4A及び第2表示部4Bの輝度を同時に制御することが可能になる。
図31Bに示すように、第1表示装置10Aの内部に表示制御部1が設けられてもよい。この場合、表示制御部1は、第1表示装置10Aの内部において第1表示部4Aと接続され、且つ、第2表示部4Bとも接続される。これにより、第1表示部4A及び第2表示部4Bを同時に制御することができる。
図31Cに示すように、外部の記憶部2に表示制御部1が設けられてもよい。外部の記憶部2は、例えばサーバにより構成される。そして、ネットワークNTを介して、表示制御部1が第1表示装置10A及び第2表示装置10Bと接続される。これにより、第1表示部4A及び第2表示部4Bを同時に制御することができる。
以上、種々の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されない。
コンピュータを、階調特性変換部として機能させるプログラムであって、
前記階調特性変換部は、第1階調特性を第2階調特性に変換する変換処理を実行し、
第1階調特性は、各階調値間のJND対応値の差分が一定となる特性であり、
前記階調特性変換部は、第2階調特性により規定される各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように前記変換処理を実行し、
第2階調特性に対応する輝度で入力画像データが画像として表示部に表示されるように構成される、
プログラム。
前記変換処理は、第1階調特性を低階調値側又は高階調値側に向けてシフトさせるシフト処理を含み、
前記シフト処理は、第1階調特性及び第2階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を維持するように実行される、
上述のプログラム。
前記変換処理は、第1階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を拡大又は縮小する差分変更処理を含む、
上述のプログラム。
1A:表示制装置
2:記憶部
3:操作部
4:表示部
4A:第1表示部
4B:第2表示部
5:バックライト
6:通信部
7:バス
10:表示装置
10A:第1表示装置
10B:第2表示装置
11:入力画像階調取得部
12:階調特性設定部
13:階調特性変換部
14:指示部
15:輝度変更部
16:階調特性書換部
17:解析部
100:表示システム
Claims (18)
- 表示部及び表示制御部を備える表示システムであって、
前記表示制御部は、階調特性変換部を備え、
前記階調特性変換部は、第1階調特性を第2階調特性に変換する変換処理を実行し、
第1階調特性は、各階調値間のJND対応値の差分が一定となる特性であり、
前記階調特性変換部は、第2階調特性により規定される各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように前記変換処理を実行し、
前記表示部は、第2階調特性に対応する輝度で、入力画像データを画像として表示するように構成される、
表示システム。 - 前記変換処理は、第1階調特性を低階調値側又は高階調値側に向けてシフトさせるシフト処理を含み、
前記シフト処理は、第1階調特性及び第2階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を維持するように実行される、
請求項1に記載の表示システム。 - 前記表示制御部は、前記シフト処理のシフト数を指示する指示部を備え、
前記指示部は、前記シフト数を連続的に変更可能に構成されるか、又は、前記シフト数を指示した後、さらに所定のシフト数を指示可能に構成され、
前記シフト処理では、前記指示部により指示されたシフト数だけ第1階調特性をシフトさせる、
請求項2に記載の表示システム。 - 前記表示制御部は、入力画像階調取得部を備え、
前記入力画像階調取得部は、前記入力画像データの任意の二つの階調値を取得するように構成され、
前記シフト処理では、前記二つの階調値のうちの小さい方の階調値が前記表示部の最小輝度に対応するように、又は、前記二つの階調値のうちの大きい方の階調値が前記表示部の最大輝度に対応するように第1階調特性をシフトさせる、
請求項2又は請求項3に記載の表示システム。 - 前記入力画像データの任意の二つの階調値は、前記入力画像データの最小階調値及び最大階調値である、
請求項4に記載の表示システム。 - 前記指示部を操作する操作部を備え、
前記操作部に対する1アクションにより、前記シフト処理が実行される、
請求項4又は請求項5に記載の表示システム。 - 前記変換処理は、第1階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を拡大又は縮小する差分変更処理を含む、
請求項1~請求項6の何れか1つに記載の表示システム。 - 前記拡大又は縮小の程度を指示する指示部を備え、
前記指示部は、前記拡大又は縮小の程度を連続的に変更可能に構成されるか、又は、前記拡大又は縮小の程度を指示した後、さらに所定の値を前記拡大又は縮小の程度として指示可能に構成され、
前記差分変更処理では、前記指示部により指示された前記拡大又は縮小の程度だけ第1階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を拡大又は縮小する、
請求項7に記載の表示システム。 - 前記表示制御部は、入力画像階調取得部を備え、
前記入力画像階調取得部は、前記入力画像データの任意の二つの階調値を取得するように構成され、
前記二つの階調値のうちの小さい方の階調値で第1階調特性に対応する最小輝度が設定され、前記二つの階調値のうちの大きい方の階調値で第1階調特性に対応する最大輝度が設定されるように前記差分変更処理が実行される、
請求項7又は請求項8に記載の表示システム。 - 前記入力画像データの任意の二つの階調値は、前記入力画像データの最小階調値及び最大階調値である、
請求項9に記載の表示システム。 - 前記指示部を操作する操作部を備え、
前記操作部に対する1アクションにより、前記差分変更処理が実行される、
請求項9又は請求項10に記載の表示システム。 - 第1階調特性を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された第1階調特性を、前記変換処理実行後に第2階調特性に書き換える階調特性書換部と、
を備える、
請求項1~請求項11の何れか1つに記載の表示システム。 - 第1階調特性は、DICOM規格により定められる標準表示関数に関連付けられている、
請求項1~請求項12の何れか1つに記載の表示システム。 - 前記表示部を備える表示装置を有し、
前記表示制御部は、前記表示装置の内部に設けられる、
請求項1~請求項13の何れか1つに記載の表示システム。 - 前記表示システムは、第1表示部及び第2表示部を備え、
前記表示制御部は、第1表示部及び第2表示部に接続され、
第1表示部及び第2表示部は、第2階調特性に対応する輝度で、前記入力画像データを画像として表示するように構成される、
請求項1~請求項14の何れか1つに記載の表示システム。 - コンピュータを、階調特性変換部として機能させるプログラムであって、
前記階調特性変換部は、第1階調特性を第2階調特性に変換する変換処理を実行し、
第1階調特性は、各階調値間のJND対応値の差分が一定となる特性であり、
前記階調特性変換部は、第2階調特性により規定される各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように前記変換処理を実行し、
第2階調特性に対応する輝度で入力画像データが画像として表示部に表示されるように構成される、
プログラム。 - 前記変換処理は、第1階調特性を低階調値側又は高階調値側に向けてシフトさせるシフト処理を含み、
前記シフト処理は、第1階調特性及び第2階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を維持するように実行される、
請求項16に記載のプログラム。 - 前記変換処理は、第1階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を拡大又は縮小する差分変更処理を含む、
請求項16又は請求項17に記載のプログラム。
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