JP2808773B2 - 階調変換自動化装置 - Google Patents
階調変換自動化装置Info
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
- G06T5/40—Image enhancement or restoration using histogram techniques
-
- G—PHYSICS
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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- G06T5/90—Dynamic range modification of images or parts thereof
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数のディジタル画像をディスプレイに表
示して比較観察する画像ワークステーションの階調変換
自動化装置に関し、特に対象画像のコントラストを自動
的に変更することが可能な階調変換自動化装置に関す
る。
示して比較観察する画像ワークステーションの階調変換
自動化装置に関し、特に対象画像のコントラストを自動
的に変更することが可能な階調変換自動化装置に関す
る。
従来の階調変換自動化装置としては、例えば“A.Rose
nfild,A.C.Kak他，ディジタル画像処理，近代科学社,19
77,pp.177〜181"に記載されるようなヒストグラムの平
坦化法を用いたものがある。
nfild,A.C.Kak他，ディジタル画像処理，近代科学社,19
77,pp.177〜181"に記載されるようなヒストグラムの平
坦化法を用いたものがある。
この平坦化法は、全ての濃度値が同じ頻度で起きるよ
うに画像のヒストグラム変換を行う方法である。これに
より、画像は最大の情報量を持つことになる。
うに画像のヒストグラム変換を行う方法である。これに
より、画像は最大の情報量を持つことになる。
この方法は、対象画像物および表示ディスネプレイが
以下の条件を満たす場合にのみ有効であった。
以下の条件を満たす場合にのみ有効であった。
（１）画像に背景領域（対象以外の領域）が殆ど存在し
ない。
ない。
（２）画像の対象領域の輝度頻度が広い範囲に渡って小
さな値を取らない。
さな値を取らない。
（３）表示ディスプレイの輝度特性が全域に渡ってリニ
アな特性を持つ。
アな特性を持つ。
（４）対象領域の輝度頻度が極端なピークを持たない。
一方、Ｘ線写真等の医用画像には、対象領域の他に、
患者名等のラベルや空気等の背景データを含む背景領域
があり、ヒストグラム統計量に背景データの影響を受け
る。
患者名等のラベルや空気等の背景データを含む背景領域
があり、ヒストグラム統計量に背景データの影響を受け
る。
上記従来技術では、対象画像および表示ディスネプレ
イが上記（１）〜（４）の条件を満たすことは難しい。
イが上記（１）〜（４）の条件を満たすことは難しい。
すなわち、医用画像では、条件（１）は、胸部レント
ゲン、MRI（磁気共鳴）画像等では成り立たず、また、
条件（２）についても、特に胸部レントゲンの肺領域の
ような部分では問題が生じる。さらに、条件（３）は、
一般のCRTディスプレイでは、特に低輝度部のリニアリ
ティが不足しているため、成立は難しい。また、条件
（４）の条件も一般には成立しない。
ゲン、MRI（磁気共鳴）画像等では成り立たず、また、
条件（２）についても、特に胸部レントゲンの肺領域の
ような部分では問題が生じる。さらに、条件（３）は、
一般のCRTディスプレイでは、特に低輝度部のリニアリ
ティが不足しているため、成立は難しい。また、条件
（４）の条件も一般には成立しない。
これにより、条件（１）に関しては、背景領域に広い
輝度レンジを取られるので、対象領域のコントラスト不
足が生じ、条件（２）に関しては、対象領域の輝度レン
ジが狭められて、対象領域のコントラスト不足が生じ
る。また、条件（３）に関しては、低輝度部のつぶれが
生じ、条件（４）に関しては、対象領域の濃度レンジが
必要以上に広げられて、過強調によるアーチファクトお
よびノイズの発生が問題となる。
輝度レンジを取られるので、対象領域のコントラスト不
足が生じ、条件（２）に関しては、対象領域の輝度レン
ジが狭められて、対象領域のコントラスト不足が生じ
る。また、条件（３）に関しては、低輝度部のつぶれが
生じ、条件（４）に関しては、対象領域の濃度レンジが
必要以上に広げられて、過強調によるアーチファクトお
よびノイズの発生が問題となる。
本発明の目的は、このような問題点を改善し、対象画
像のコントラストを自動的に変更することが可能な階調
変換自動化装置を提供することにある。
像のコントラストを自動的に変更することが可能な階調
変換自動化装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の階調変換自動化装
置は、次の（Ｉ）〜（III）の処理を行う手段を有する
ことに特徴がある。
置は、次の（Ｉ）〜（III）の処理を行う手段を有する
ことに特徴がある。
（Ｉ）画像背景部の除去 ヒストグラム算出時に、近縁との距離に応じた重みを
重畳する。参考技術としては、輝度値に応じた重みを重
畳したり、対象領域と背景領域の境界（輪郭）を検出
し、対象領域内部に限定したヒストグラムを算出する方
法もある。
重畳する。参考技術としては、輝度値に応じた重みを重
畳したり、対象領域と背景領域の境界（輪郭）を検出
し、対象領域内部に限定したヒストグラムを算出する方
法もある。
（II）コントラストの適正化 基準となる輝度変換関数として、任意の傾きを持つ直
線を与え、平坦化処理で求めた輝度変換係数と直線との
輝度差を制約することにより、平坦化処理により求めら
れた輝度変換関数の傾きを連続的に制御する。
線を与え、平坦化処理で求めた輝度変換係数と直線との
輝度差を制約することにより、平坦化処理により求めら
れた輝度変換関数の傾きを連続的に制御する。
（III）バイアス補正 低輝度部のつぶれを抑制するため、画像全体に一定の
バイアス値を加える。
バイアス値を加える。
本発明においては、背景となる領域は、通常、画像の
近縁部に存在し、輝度も極端に低いか、あるいは高い値
を取る場合が多いため、（Ｉ）画像背景の除去を行い、
画像背景部を除去してその影響を抑制する。この処理に
は、次に示す（ａ）の方法がある。
近縁部に存在し、輝度も極端に低いか、あるいは高い値
を取る場合が多いため、（Ｉ）画像背景の除去を行い、
画像背景部を除去してその影響を抑制する。この処理に
は、次に示す（ａ）の方法がある。
（ａ）距離に応じた重みを用いる方法 これは、対象画像の背景部が存在する辺縁部では、重
み付けを小さくして、対象領域の存在する中心部では大
きく設定して、ヒストグラム作成時の輝度計算を重み付
け加算で求めるものである。これにより、背景部の影響
を抑制することができる。
み付けを小さくして、対象領域の存在する中心部では大
きく設定して、ヒストグラム作成時の輝度計算を重み付
け加算で求めるものである。これにより、背景部の影響
を抑制することができる。
参考技術として次の（ｂ）（ｃ）がある。
（ｂ）輝度値に応じた重みを用いる方法 これは、画像の背景部は、輝度値が極端に低いか、あ
るいは高い値を取る場合が多いため、輝度に対応した重
みを設定し、輝度計算を（ａ）と同様に重み付け加算で
求めるものである。なお、重みには、画像の最低輝度f
minあるいは最大輝度fmaxに近づくにつれて減少する特
性を持たせる。
るいは高い値を取る場合が多いため、輝度に対応した重
みを設定し、輝度計算を（ａ）と同様に重み付け加算で
求めるものである。なお、重みには、画像の最低輝度f
minあるいは最大輝度fmaxに近づくにつれて減少する特
性を持たせる。
（ｃ）輪郭検出による方法 これは、画像から対象領域の輪郭を抽出し、背景部と
対象領域に分離して、ヒストグラム計算は対象領域に限
定して行うことにより、背景部の影響を取り除くもので
ある。
対象領域に分離して、ヒストグラム計算は対象領域に限
定して行うことにより、背景部の影響を取り除くもので
ある。
また、（II）コントラストの適正化により、入力輝度
と出力輝度の関係を表わす輝度変換関数として、基準特
性と平坦化特性の中間特性を算出し、平坦化特性で問題
となるコントラスト不足および過強調を抑制する。これ
により、ヒストグラム中で頻度の小さい領域のコントラ
スト不足、および頻度の大きい領域の過強調を抑制する
ことができる。
と出力輝度の関係を表わす輝度変換関数として、基準特
性と平坦化特性の中間特性を算出し、平坦化特性で問題
となるコントラスト不足および過強調を抑制する。これ
により、ヒストグラム中で頻度の小さい領域のコントラ
スト不足、および頻度の大きい領域の過強調を抑制する
ことができる。
また、（III）バイアス補正により、（II）の処理で
求めた中間特性にバイアスを加えて、表示ディスプレイ
の輝度特性（入出力特性）に起因する低輝度部のつぶれ
を抑制し、観察性を向上させる。
求めた中間特性にバイアスを加えて、表示ディスプレイ
の輝度特性（入出力特性）に起因する低輝度部のつぶれ
を抑制し、観察性を向上させる。
これらの処理（Ｉ）〜（III）により、対象画像のコ
ントラストを自動的に変更することが可能である。
ントラストを自動的に変更することが可能である。
以下、本発明の一実施例を図面により説明する。
（第１の実施例） 第２図は、本発明の階調変換自動化装置を適用する画
像診断システムの構成図、第３図は第２図のトラックボ
ールの機能の説明図である。なお、説明を簡易にするた
め、医用画像診断、特にCRTに画像を表示して診断する
医用画像ワークステーションについて述べる。
像診断システムの構成図、第３図は第２図のトラックボ
ールの機能の説明図である。なお、説明を簡易にするた
め、医用画像診断、特にCRTに画像を表示して診断する
医用画像ワークステーションについて述べる。
第２図において、20は画像処理装置、21は画像入力装
置、22は画像のハードコピー用の画像出力装置、23は画
像を格納するための外部記憶装置、24は画像表示装置、
25はトラックボールである。
置、22は画像のハードコピー用の画像出力装置、23は画
像を格納するための外部記憶装置、24は画像表示装置、
25はトラックボールである。
また、第３図において、30はトラックボールの球であ
る。
る。
本実施例では、診断を行う医師は、各種画像診断装置
（レントゲン、Ｘ線CT、MRI等）の画像を画像表示装置2
4で観察し、トラックボール25のようなマンマシンイン
タフェースを必要に応じて使用し、入力画像のコントラ
スト適正化を行いながら、対話的に診断を進める。
（レントゲン、Ｘ線CT、MRI等）の画像を画像表示装置2
4で観察し、トラックボール25のようなマンマシンイン
タフェースを必要に応じて使用し、入力画像のコントラ
スト適正化を行いながら、対話的に診断を進める。
例えば、第３図のように、トラックボールの球30の左
右の動きには、入力画像の対象領域のヒストグラム平坦
化処理における輝度変換特性と、任意に設定した基準特
性との輝度差で表わされる原画類似度を連動させ、上下
の動きには、低輝度部のつぶれを抑制するために加える
バイアス値を連動させて、処理パラメータを設定する。
これにより、自動的に処理された画像を医師が任意に調
整することができ、診断精度が向上する。なお、トラッ
クボールに限らず、マウス等でも同様の対話処理が可能
である。
右の動きには、入力画像の対象領域のヒストグラム平坦
化処理における輝度変換特性と、任意に設定した基準特
性との輝度差で表わされる原画類似度を連動させ、上下
の動きには、低輝度部のつぶれを抑制するために加える
バイアス値を連動させて、処理パラメータを設定する。
これにより、自動的に処理された画像を医師が任意に調
整することができ、診断精度が向上する。なお、トラッ
クボールに限らず、マウス等でも同様の対話処理が可能
である。
第１図は、本発明の第１の実施例における階調変換自
動化装置の処理を示すフローチャートである。
動化装置の処理を示すフローチャートである。
本実施例では、画像入力後（100）、対象領域外の背
景部を取り除く背景除去処理を行い（101）、ヒストグ
ラム平坦化処理により（102）、輝度変換関数を求め
る。
景部を取り除く背景除去処理を行い（101）、ヒストグ
ラム平坦化処理により（102）、輝度変換関数を求め
る。
次に、求めた輝度変換関数の目視による観察特性を改
善するための輝度変換関数の制約処理（103）、および
低輝度部の観察性を向上するバイアス補正処理（104）
を行い、最終的に得られた画像をディスプレイ出力する
（105）。
善するための輝度変換関数の制約処理（103）、および
低輝度部の観察性を向上するバイアス補正処理（104）
を行い、最終的に得られた画像をディスプレイ出力する
（105）。
次に、各処理の詳細について述べる。
まず、第１図の背景除去処理（101）について述べ
る。
る。
第４図は、本発明の第１の実施例における背景除去処
理の説明図である。
理の説明図である。
第４図（ａ）において、40,41は入力画像45の背景部
分、42は方形の対象領域、43は入力画像45の位置に依存
した横方向の重み、44は入力画像45の位置に依存した縦
方向の重み、45は入力画像である。
分、42は方形の対象領域、43は入力画像45の位置に依存
した横方向の重み、44は入力画像45の位置に依存した縦
方向の重み、45は入力画像である。
例えば、入力画像45をfij、位置に依存した重みをWi
（横方向）,Wj（縦方向）とすると、画素位置（i,j）の
重みWijは、 Wij＝min（Wi,Wj） で求められる。
（横方向）,Wj（縦方向）とすると、画素位置（i,j）の
重みWijは、 Wij＝min（Wi,Wj） で求められる。
従って、各濃度レベルの頻度をPlとすると、重みを考
慮したヒストグラムは、 である。但し、δｌ（fij）はfij＝ｌの時１、それ以外
の時０となる変数である。
慮したヒストグラムは、 である。但し、δｌ（fij）はfij＝ｌの時１、それ以外
の時０となる変数である。
また、（ｂ）において、46は背景領域、47は円形の対
象領域、48は入力画像49の位置に依存した重み、49は入
力画像である。
象領域、48は入力画像49の位置に依存した重み、49は入
力画像である。
例えば、対象領域が円形枠の時には、重みは中心から
距離をｒとして、Wrで示される。従って、画素位置（i,
j）の重みは、 ｒ＝（i2＋j2）1/2 より、Wrとして求められる。なお、ヒストグラムの算出
は前記と同様である。
距離をｒとして、Wrで示される。従って、画素位置（i,
j）の重みは、 ｒ＝（i2＋j2）1/2 より、Wrとして求められる。なお、ヒストグラムの算出
は前記と同様である。
こうして、対象領域の中心からの距離による重み付け
を行うことによって、所定の枠外の領域を除去すること
ができる。
を行うことによって、所定の枠外の領域を除去すること
ができる。
次に、第１図のヒストグラム平坦化処理（102）につ
いて述べる。
いて述べる。
本実施例では、背景除去処理（101）で求めたヒスト
グラムから、 により累積ヒストグラムPlを求める。さらに、これを用
いて平坦化を行うために輝度変換特性を算出する。
グラムから、 により累積ヒストグラムPlを求める。さらに、これを用
いて平坦化を行うために輝度変換特性を算出する。
次に、第１図の輝度変換特性の制約処理（103）につ
いて述べる。
いて述べる。
第５図は、本発明の第１の実施例における輝度変換特
性の説明図である。
性の説明図である。
第５図において、51は基準特性（Ll）、52はヒストグ
ラム平坦化処理（102）で求めた平坦化の輝度変換特性
（Hl）、53は制約後の特性、54は基準特性（Ll）51と平
坦化特性（Hl）52との輝度差（Ll−Hl）、55は原画類似
度である。
ラム平坦化処理（102）で求めた平坦化の輝度変換特性
（Hl）、53は制約後の特性、54は基準特性（Ll）51と平
坦化特性（Hl）52との輝度差（Ll−Hl）、55は原画類似
度である。
本実施例では、（ａ）のように、基準特性（Ll）51が
傾き45゜の直線、すなわち、入力輝度が出力輝度と一致
する場合について述べる。この場合、制約処理は、基準
特性（Ll）51と平坦化特性（Hl）52間の輝度差（Ll−
Hl）54を制限することで実現する。さらに、原画類似度
（Kl＝Ll−Hl）55を導入する。これは、入力輝度１の値
により、０〜1.0の値を取るもので、Kl＝1.0の時、輝度
変換特性は、基準特性（Ll）51と一致して、逆にKl＝０
の時は、平坦化特性（Hl）52と一致する。
傾き45゜の直線、すなわち、入力輝度が出力輝度と一致
する場合について述べる。この場合、制約処理は、基準
特性（Ll）51と平坦化特性（Hl）52間の輝度差（Ll−
Hl）54を制限することで実現する。さらに、原画類似度
（Kl＝Ll−Hl）55を導入する。これは、入力輝度１の値
により、０〜1.0の値を取るもので、Kl＝1.0の時、輝度
変換特性は、基準特性（Ll）51と一致して、逆にKl＝０
の時は、平坦化特性（Hl）52と一致する。
従って、制約後の輝度特性（出力輝度）Tlは、 Tl＝Hl＋Kl（Ll−Hl） ＝（１−Kl）＋KlL1 となる。
つまり、原画類似度（Kl）55が入力輝度ｌによらず、
一定の時には、出力輝度Tlは平坦化特性（Hl）52と基準
特性（Ll）51の線形和で表わせる。
一定の時には、出力輝度Tlは平坦化特性（Hl）52と基準
特性（Ll）51の線形和で表わせる。
次に、第１図のバイアス補正処理（104）について述
べる。
べる。
第６図は、本発明の一実施例におけるバイアス補正の
説明図である。
説明図である。
第６図において、（ａ）はバイアス補正前、（ｂ）は
バイアス補正後を示す。また、60はバイアス補正前の輝
度特性（Tl）、61はTlの出力輝度レンジ（Ｒ）、62はバ
イアス補正後の輝度特性（Tl′）、63はバイアス補正値
（Ｂ）、64はTl′の出力輝度レンジ（Ｒ′）である。
バイアス補正後を示す。また、60はバイアス補正前の輝
度特性（Tl）、61はTlの出力輝度レンジ（Ｒ）、62はバ
イアス補正後の輝度特性（Tl′）、63はバイアス補正値
（Ｂ）、64はTl′の出力輝度レンジ（Ｒ′）である。
本実施例では、輝度変換関数の制約処理（103）で求
めた輝度特性は、（ａ）におけるTl60で示される。
めた輝度特性は、（ａ）におけるTl60で示される。
また、バイアス補正後の輝度変換特性（Tl′）62は、 Tl′＝（（Ｒ−Ｂ）/R）・Tl＋Ｂ となる。この式に輝度変換関数の制約処理（103）で用
いたTlの式を代入すると、 Tl′＝（（Ｒ−B/R）［（１−Kl）Hl＋KlLl］＋Ｂ となる。
いたTlの式を代入すると、 Tl′＝（（Ｒ−B/R）［（１−Kl）Hl＋KlLl］＋Ｂ となる。
これにより、バイアス補正処理を行う。
本実施例によれば、背景部の影響を殆ど受けないヒス
トグラム平坦化処理を実現することができる。また、平
坦化処理で従来問題となっていた低輝度部のコントラス
ト低下、高頻度部の過強調を抑制可能とし、さらに、CR
Tディスプレイ等で問題となる低輝度部の観察性が向上
し、診断精度の向上に役立つ。
トグラム平坦化処理を実現することができる。また、平
坦化処理で従来問題となっていた低輝度部のコントラス
ト低下、高頻度部の過強調を抑制可能とし、さらに、CR
Tディスプレイ等で問題となる低輝度部の観察性が向上
し、診断精度の向上に役立つ。
また、階調変換処理の自動化の面からも、今後、臨床
実験により処理パラメータを決定する必要はあるが、原
画類似度、バイアス値の両パラメータとも集約化は容易
であり、通常はディフォルト値を設定するこで自動化が
可能となる。
実験により処理パラメータを決定する必要はあるが、原
画類似度、バイアス値の両パラメータとも集約化は容易
であり、通常はディフォルト値を設定するこで自動化が
可能となる。
（第１の参考例） 本参考例は、第１図に示した背景除去処理（101）の
代替案であり、特に背景除去の高精度化に係わるもので
ある。なお、他の処理ステップおよびシステム構成につ
いは、第１の実施例と同様である。
代替案であり、特に背景除去の高精度化に係わるもので
ある。なお、他の処理ステップおよびシステム構成につ
いは、第１の実施例と同様である。
第７図は、第１の参考例における重み関数の決定方法
を示す説明図である。
を示す説明図である。
第７図において、（ａ）は入力画像を示し、（ｂ）は
各画素の輝度により重みを付与した重み関数を示す。ま
た、70は入力画像、71〜75は背景領域、76は対象領域、
77は重み関数である。
各画素の輝度により重みを付与した重み関数を示す。ま
た、70は入力画像、71〜75は背景領域、76は対象領域、
77は重み関数である。
本参考例では、輝度の低い部分と高い部分は背景とな
るノイズ成分である可能性が高いという先験情報を利用
して、重み関数77の重みは、各画素の輝度fijにより決
定する。すなわち、輝度の低い部分と高い部分で小さい
値を取るように、重みを設定している。
るノイズ成分である可能性が高いという先験情報を利用
して、重み関数77の重みは、各画素の輝度fijにより決
定する。すなわち、輝度の低い部分と高い部分で小さい
値を取るように、重みを設定している。
さらに、第１の実施例（第３図）で述べた背景除去方
法と、重み関数とを組み合わせて使用することもでき
る。
法と、重み関数とを組み合わせて使用することもでき
る。
すなわち、位置に依存した重みをWij、輝度に依存し
た重みをWfijとした時、合成された重みWTを、 WT＝1/2（Wij＋Wfij） 〔Wij≠1.0〕 WT＝Wij 〔Wij＝1.0〕 のように設定する。
た重みをWfijとした時、合成された重みWTを、 WT＝1/2（Wij＋Wfij） 〔Wij≠1.0〕 WT＝Wij 〔Wij＝1.0〕 のように設定する。
これにより、背景除去処理をより高精度に行うことが
可能である。
可能である。
（第２の参考例） 本参考例は、第１の実施例の背景除去処理（101）の
代替案であり、特にMRI（磁気共鳴イメージング）等の
断層像に有効なものである。なお、他の処理ステップお
よびシステム構成については、第１の実施例と同様であ
る。
代替案であり、特にMRI（磁気共鳴イメージング）等の
断層像に有効なものである。なお、他の処理ステップお
よびシステム構成については、第１の実施例と同様であ
る。
第８図は、第２の参考例における背景除去処理の説明
図である。
図である。
第８図において、（ａ）は入力画像を示し、（ｂ）は
輪郭検出後の画像を示す。また、80は入力画像、81は対
象領域、82は走査ライン、82aは走査ライン82の移動平
均値ｉ、83は輪郭検出後の画像、83aは背景領域、83b
は対象領域である。
輪郭検出後の画像を示す。また、80は入力画像、81は対
象領域、82は走査ライン、82aは走査ライン82の移動平
均値ｉ、83は輪郭検出後の画像、83aは背景領域、83b
は対象領域である。
本参考例では、入力画像80の輪郭を抽出して、対象領
域と背景を直接分離する。この場合、入力画像80を横方
向に左右からスキャンして、輝度の急激な変化を捉え、
輪郭を抽出する。
域と背景を直接分離する。この場合、入力画像80を横方
向に左右からスキャンして、輝度の急激な変化を捉え、
輪郭を抽出する。
例えば、走査が５点の時には、 で求められる。ここで、走査ライン上82の平均を取るの
は、ノイズの影響を減らし、安定した抽出を行うためで
ある。
は、ノイズの影響を減らし、安定した抽出を行うためで
ある。
次に、走査ライン上のｉと走査ラインのスタートの
平均値０との差を監視し、一定のしきい値Ｓ以上にな
ると、輪郭として抽出する。
平均値０との差を監視し、一定のしきい値Ｓ以上にな
ると、輪郭として抽出する。
なお、この他に、輝度の標準偏差を用いる方法等も考
えられる。
えられる。
（第２の実施例） 本実施例は、第１の実施例の輝度変換特性の制御処理
（103）の代替案である。なお、他の処理ステップおよ
びシステム構成については、第１の実施例と同様であ
る。
（103）の代替案である。なお、他の処理ステップおよ
びシステム構成については、第１の実施例と同様であ
る。
第９図は、本発明の第２の実施例における輝度変換特
性の制約処理の説明図である。
性の制約処理の説明図である。
第９図において、91は基準特性（Ll）、92は平均化特
性（Hl）、93は制約特性（Tl）である。
性（Hl）、93は制約特性（Tl）である。
本実施例では、基準特性（Ll）91の輝度レンジを制限
する。例えば、最小値をlmin、最大値をlmaxとすると、
基準特性（Ll）91は傾きの大きい直線となり、制約特性
（Tl）93は点線で示す特性となる。
する。例えば、最小値をlmin、最大値をlmaxとすると、
基準特性（Ll）91は傾きの大きい直線となり、制約特性
（Tl）93は点線で示す特性となる。
これにより、画像の最小、最大輝度に応じて、基準特
性を自動的に設定することができる。
性を自動的に設定することができる。
本発明によれば、簡易な手段により、背景の影響を受
け難くし、また、コントラスト不足や過強調を抑制する
ことができる。
け難くし、また、コントラスト不足や過強調を抑制する
ことができる。
これによって、高画質な階調変換処理の自動化が可能
となり、医用分野におけるPACS（医用画像管理システ
ム）等の表示処理を効率的に行うことができる。
となり、医用分野におけるPACS（医用画像管理システ
ム）等の表示処理を効率的に行うことができる。
また、処理時間が短いため、比較的安価な装置上で対
話処理を実現することができる。
話処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の第１の実施例における階調変換自動化
装置の処理を示すフローチャート、第２図は本発明の階
調変換自動化装置を適用する画像診断システムの構成
図、第３図は第２図のトラックボールの機能の説明図、
第４図は本発明の第１の実施例における背景除去処理の
説明図、第５図は本発明の第１の実施例における輝度変
換特性の説明図、第６図は本発明の一実施例におけるバ
イアス補正の説明図、第７図は第１の参考例における重
み関数の決定方法を示す説明図、第８図は第２の参考例
における背景除去処理の説明図、第９図は第２の実施例
における輝度変換特性の制約処理の説明図である。 20:画像処理装置,21:画像入力装置,22:画像出力装置,2
3:外部記憶装置,24:画像表示装置,25:トラックボール,3
0:トラックボールの球,40,41:背景部分,42:方形の対象
領域,43:横方向の重み,44:縦方向の重み,45:入力画像,5
1:基準特性（Ll）,52:輝度変換特性（Hl）,53:制約後の
特性,54:輝度差（Ll−Hl）,55:原画類似度,60:バイアス
補正前の輝度特性（Tl）,61:Tlの出力輝度レンジ
（Ｒ）,61:バイアス補正後の輝度特性（Tl′）,63:バイ
アス補正値（Ｂ）,64:Tl′の出力輝度レンジ（Ｒ′）,7
0:入力画像,71〜75:背景領域,76:対象領域,77:重み関
数,80:入力画像,81:対象領域,82:走査ライン,82a:移動
平均値fi,83:輪郭検出後の画像,83a:背景領域,83b:対象
領域,91:基準特性（Ll）,92:平均化特性（Hl）,93:制約
特性（Tl）。
装置の処理を示すフローチャート、第２図は本発明の階
調変換自動化装置を適用する画像診断システムの構成
図、第３図は第２図のトラックボールの機能の説明図、
第４図は本発明の第１の実施例における背景除去処理の
説明図、第５図は本発明の第１の実施例における輝度変
換特性の説明図、第６図は本発明の一実施例におけるバ
イアス補正の説明図、第７図は第１の参考例における重
み関数の決定方法を示す説明図、第８図は第２の参考例
における背景除去処理の説明図、第９図は第２の実施例
における輝度変換特性の制約処理の説明図である。 20:画像処理装置,21:画像入力装置,22:画像出力装置,2
3:外部記憶装置,24:画像表示装置,25:トラックボール,3
0:トラックボールの球,40,41:背景部分,42:方形の対象
領域,43:横方向の重み,44:縦方向の重み,45:入力画像,5
1:基準特性（Ll）,52:輝度変換特性（Hl）,53:制約後の
特性,54:輝度差（Ll−Hl）,55:原画類似度,60:バイアス
補正前の輝度特性（Tl）,61:Tlの出力輝度レンジ
（Ｒ）,61:バイアス補正後の輝度特性（Tl′）,63:バイ
アス補正値（Ｂ）,64:Tl′の出力輝度レンジ（Ｒ′）,7
0:入力画像,71〜75:背景領域,76:対象領域,77:重み関
数,80:入力画像,81:対象領域,82:走査ライン,82a:移動
平均値fi,83:輪郭検出後の画像,83a:背景領域,83b:対象
領域,91:基準特性（Ll）,92:平均化特性（Hl）,93:制約
特性（Tl）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 一弘 千葉県柏市新十余二２丁目１番地 株式 会社日立メディコ技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−42575（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−288448（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−40472（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−12679（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−298279（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−50171（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−257879（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−141087（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G06T 5/00 H04N 1/40 A61B 6/00
Claims (6)
- 【請求項１】画像入力手段、画像処理手段、および画像
出力手段を備えた画像処理システムの階調変換自動化装
置において、上記画像処理手段は、入力画像の中心部か
ら外側へ向かって単調減少する重みを重畳し入力画像の
うち対象領域外の背景部分を除去することによって得ら
れた画像から累積ヒストグラムを求め、該累積ヒストグ
ラムより求まる輝度変換関数の傾きを連続的に抑制する
制約処理を行い、該輝度変換関数のバイアス値補正処理
を行うことによって、入力画像の階調を変換する手段で
あることを特徴とする階調変換自動化装置。 - 【請求項２】上記輝度変換関数は、累積ヒストグラムか
ら、ヒストグラム平坦化法を用いることによって求めら
れることを特徴とする請求項１記載の階調変換自動化装
置。 - 【請求項３】上記輝度変換関数の制約処理は、平坦化処
理で求めた輝度変換関数と任意に設定した基準特性を示
す輝度変換関数との輝度差を用いることを特徴とする請
求項１記載の階調変換自動化装置。 - 【請求項４】上記輝度差は、マンマシンインタフェース
により対話的に変更可能であることを特徴とする請求項
３記載の階調変換自動化装置。 - 【請求項５】上記バイアス値補正処理は、輝度変換関数
のゼロ点を縦軸方向に移動し、かつ該輝度変換関数の出
力レンジを狭めることにより実現することを特徴とする
請求項１記載の階調変換自動化装置。 - 【請求項６】上記バイアス値は、マンマシンインタフェ
ースにより対話的に変更可能であることを特徴とする請
求項５記載の階調変換自動化装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP210090A JP2808773B2 (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | 階調変換自動化装置 |
| US07/639,221 US5150421A (en) | 1990-01-09 | 1991-01-09 | System for automated transformation of gray level of image |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP210090A JP2808773B2 (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | 階調変換自動化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03206572A JPH03206572A (ja) | 1991-09-09 |
| JP2808773B2 true JP2808773B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=11519930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP210090A Expired - Fee Related JP2808773B2 (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | 階調変換自動化装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5150421A (ja) |
| JP (1) | JP2808773B2 (ja) |
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- 1990-01-09 JP JP210090A patent/JP2808773B2/ja not_active Expired - Fee Related
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