JPH06231244A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 階調変換特性の調整を容易に行なえるように
改善する。 【構成】 設定器１のウインドウ用ダイアル１１、セン
ター用ダイアル１２を回転させるとその回転量に対応し
た信号Ｔｗ、Ｔｃが得られるので、これらを演算装置２
に入力して、Ｔｗ、Ｔｃに対しては非直線のパラメータ
ｗ、ｃを得て、これにより階調変換用ＬＵＴを制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、画像処理装置に関
し、とくにＸ線透視像、Ｘ線ＣＴ像、ＭＲ像などの種々
の医用デジタル画像をＣＲＴモニター装置などに表示す
る際に階調変換を行なうのに好適な画像処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線透視像、Ｘ線ＣＴ像、ＭＲ像などの
医用デジタル画像をＣＲＴモニター装置などのディスプ
レー装置で表示する際、画素値をそのまま濃度（輝度）
に対応させて表示するのではなく、観察したい階調部分
のみを表示階調の全範囲に表示させるなどの階調変換を
行なうことがある。

【０００３】この場合、通常、ダイアルまたはキーなど
の操作によって、表示階調の中央値（表示する濃度の中
心値）と、ウインドウ値（表示する濃度範囲）との２つ
のパラメータを設定し、これに応じてＬＵＴ（Ｌｏｏｋ
Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）を作成し、表示すべき画像の各画
素値をこのＬＵＴにより変換する。すなわち、図１１に
示すように、入力された画素値を実線で示す変換特性に
したがって変換し出力するのであるが、その変換特性を
表わすパラメータとして中央値ｃとウインドウ値ｗとを
用いる。

【０００４】そして、設定器のダイアルまたはキーなど
を操作することによってこれらのパラメータを設定する
のであるが、従来では、操作量（設定量）とパラメータ
ｃ、ｗの変化量は直線的な関係になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来で
は、設定器のダイアルやキーを操作してパラメータｃ、
ｗを変化させるとき、その操作量とパラメータｃ、ｗの
変化量とが直線的な関係になっているため、階調変換特
性の調整がしづらいという問題があった。

【０００６】すなわち、図１２で示すように、大きさが
異なる４つのウインドウ値ｗ１〜ｗ４のいずれの場合で
も、操作量が同じであれば同じΔｗ（ｗの変化量）とな
る。そこで、ｗをｗ１からｗ４と小さくしていって変換
特性を１１〜１４と変化させるとき、ｗ１のようにｗが
大きい場合にダイアルのある回転量で変換特性の傾きが
緩やかに変化するのに対して、ｗ４のようにｗが小さい
場合には同じダイアル回転量で変換特性の傾きが急激に
変化してしまう。

【０００７】また、パラメータｃを変化させる場合、図
１３のように、パラメータｗが大きくて変換特性１５〜
１７が緩やかな傾きとなっているとき、ある一定の操作
量でパラメータｃをΔｃだけ変化させてｃ１、ｃ２、ｃ
３とパラメータｃを変化させることができるが、パラメ
ータｗが小さいときも、図１４のように、同じ操作量で
あればパラメータｃの変化量Δｃは同じであるから、傾
きが急峻な変換特性１８〜２０にとっては大きな変化量
Δｃとなりすぎる。

【０００８】そのため、パラメータｗについて調整を行
なうとき、図１５の変換特性１１、１２のように、ｗが
大きくてその傾きが緩やかな範囲では、操作量に対して
傾きの変化量が小さいため、その調整は容易であるが、
図１６の変換特性１３、１４のようにｗが小さくてその
傾きが急峻な範囲では、操作量に対して傾きの変化量が
大きくなり、その調整がしづらいものとなる。図１５、
図１６で、表示画像のカーブ３１〜３４は、それぞれ、
原画像を変換特性１１〜１４で変換した後の信号を示し
ている。図１６に示すように、変換特性の傾きが急峻と
なっている範囲では、同じ操作量でも傾きの変化量が大
きくなるので、変換後の表示画像が大きく異なりすぎ、
変換特性１４の場合には原画像の階調のほんの一部しか
表わさない表示画像３４が得られるにすぎないことにな
ってしまう。

【０００９】パラメータｃについて調整を行なう場合
も、図１７、図１８のように不都合である。これらの図
で表示画像のカーブ３５〜３８は、それぞれ、原画像を
変換特性１５〜１８で変換した後の信号を示している。
ｗが大きくて変換特性の傾きが緩やかな場合（図１７）
では、変換特性１５、１６の大部分が重なり、微妙な調
整も容易である。ところが、ｗが小さくて変換特性の傾
きが急峻な場合（図１８）では、同じ操作量で同じ量だ
けパラメータｃを変化させたとき、変換特性１８、１９
は原画像のまったく別の部分の階調を変換してしまうこ
とになって、表示画像の信号としてはカーブ３８、３９
のように全然別のものとなってしまい、微妙な調整は困
難である。

【００１０】この発明は上記に鑑み、階調変換特性の調
整を容易に行なえるように改善した、画像処理装置を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による画像処理装置では、表示画像の階調
の中央値及びウインドウ値に関する設定を行なう際に、
その設定量と中央値及びウインドウ値とが非直線の関係
となるようにし、ウインドウ値が小さいほど中央値及び
ウインドウ値の変化量が小さくなるようにしておき、こ
の中央値及びウインドウ値によって定まる階調変換特性
に基づき、表示手段に入力する画像データの階調を変換
することが特徴となっている。

【００１２】

【作用】設定量と中央値及びウインドウ値とは非直線の
関係であり、ウインドウ値が小さいほど、同じ設定量で
も中央値及びウインドウ値の変化量は小さい。そのため
ウインドウ値が小さく、変換特性の傾きが大きいとき
は、同じ操作量でも、ウインドウ値（変換特性の傾き）
や中央値の変化量が小さくなり、ウインドウ値（変換特
性の傾き）に対応した最適な変化量を得ることができ、
中央値及びウインドウ値の調整が容易になる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。図１はこの発明の
一実施例にかかる画像処理装置を示すものである。この
図１において、設定器１は、２つのダイアル１１、１２
を有し、ダイアル１１を回すことによりウインドウ値に
関する設定ができ、ダイアル１２を回すことにより中央
値に関する設定ができるようになっている。ダイアル１
１、１２の操作により、その操作量（回転角度、針の指
示目盛）に対応した信号Ｔｗ、Ｔｃが得られる。

【００１４】これらの信号は演算装置２に送られ、Ｔ
ｗ、Ｔｃを非線形に変換することによりｗ、ｃの値が得
られる。このｗ、ｃの値は階調変換特性を決めるパラメ
ータとなり、これによりＬＵＴ３に書き込むべき内容が
計算される。

【００１５】ＬＵＴ３は、画像メモリ４から入力される
各画素の信号の大きさを変換するもので、各画素の信号
の大きさで指定されるアドレスに、出力信号の大きさが
書き込まれたＲＡＭよりなる、一種の入出力変換器であ
る。このＬＵＴ３を通って変換された画像信号はディス
プレー装置５に送られ、階調変換後の画像が表示され
る。

【００１６】ここで、演算装置２は入力された信号Ｔｗ
を、たとえば図２に示すような、Ｔｗが大きくなればな
るほどｗの変化量が大きくなるような特性でｗに変換す
る。そのため、ウインドウ用ダイアル１１を同じだけ回
転（同じ目盛り分だけ針を移動）させても、Ｔｗ（目盛
り位置）が小さければ小さいほどｗの変化分は小さくな
り、Ｔｗが多くなるにつれてｗの変化量は大きくなる。

【００１７】そして、信号Ｔｃは、図３に示すように直
線的な関係でｃに変換されるが、その直線変換係数ｋは
たとえば図４で示すようなｗの関数とされ、ｗが小さい
ときｋは小さく、ｗが大きくなるにしたがってｋが大き
くなる。つまりセンター用ダイアル１２の回転角度を同
じにしたとき、ウインドウ値ｗが小さいときは中央値ｃ
は小さくしか動かず、ウインドウ値が大きくなるにつれ
て大きく動く。

【００１８】その結果、図５に示すように中央値ｃは一
定としてウインドウ値ｗを変化させたいとき、同じ操作
量（ダイアル回転量）Ｔｗでもｗの値がｗ１のように大
きい場合にはｗの変化量Δｗ１は大きく、それより小さ
いｗ２で変化量Δｗ２は小さくなり、さらに小さなｗ３
で変化量Δｗ３はさらに小さくなる。そのため、ウイン
ドウ値ｗ１〜ｗ４に対応する変換特性１１〜１４の傾き
に応じて変化量Δｗが変動することになる。

【００１９】また、ウインドウ値ｗを一定として中央値
ｃを変える場合、同じ操作量（ダイアル回転量）Ｔｃで
も、図６に示すように、傾きの緩やかな（ｗの大きな）
変換特性１５については大きな変化量Δｃ１だけ動いて
中央値がｃ１からｃ２となって変換特性１６となるが、
傾きの急峻な（ｗの小さな）変換特性１８については小
さな変化量Δｃ２だけ動いて中央値ｃ３からｃ４へと移
った変換特性１９となる。

【００２０】これにより、大きなｗの範囲で、ｗの値の
み調整するとき、図７に示すように、同じ操作量でも比
較的大きく変換特性１１、１２の傾きが変わるため、最
適な表示画像の信号３１、３２を得ることができる。小
さなｗの範囲でｗの値のみ調整するときは図８に示すよ
うに、同じ操作量でも変換特性１３、１４のように傾き
の変化量は小さいため、表示画像の信号３３、３４のよ
うな微妙な調整が可能となる。このことは、図１６に示
したような、変換特性１３、１４の傾きの変化量が大き
く、表示画像の信号３３、３４の差が大きな場合と比較
すれば明かである。

【００２１】さらに、ｗを一定にしてｃの値のみを調整
する場合も、その調整作業が容易になる。すなわち、図
９において傾きが緩やかな変換特性１５の場合は一定量
のダイアル１２の回転量で変換特性１６のように大きく
移動し、この傾きに見合うｃの変化量となって、表示画
像の信号を３５から３６のように変えることができる。
図１０では変換特性１８の傾きは急峻で、このときは同
じ回転量でもその移動分は小さく変換特性１９のように
なるだけである。そのため、ｃの変化量は変換特性１８
の傾きの急峻さに合わせた、小さなものとなっているこ
とから、表示画像の信号３８、３９のように微妙な調整
が可能となる。ちなみに、従来では図１８のように変換
特性１８、１９の変化量が大きいので、表示画像の信号
３８、３９の差が大きく、微妙な調整は非常に難しい。

【００２２】なお、上記の実施例では、ＬＵＴ３の書き
込み内容は、パラメータｃ、ｗでのみ定めるものとした
が、これらにより定められた変換特性に、さらにＬｏｇ
（対数）変換等を施すことにより、視覚感度に対する補
正（γ補正）を加えるようにしてもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の画像処
理装置によれば、表示画像の階調の中央値とウインドウ
値とに関する設定操作を行う場合に、その操作量が同じ
でもウインドウ値が小さいほど設定される中央値とウイ
ンドウ値の変化量が小さくなっているため、中央値及び
ウインドウ値の調整が容易になる。とくにウインドウ値
が小さくて階調変換特性の傾きが大きい場合に微妙な調
整が容易になり、画像診断時間の短縮化につながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例のブロック図。

【図２】同実施例における操作量Ｔｗとパラメータｗと
の関係を示すグラフ。

【図３】同実施例における操作量Ｔｃとパラメータｃと
の関係を示すグラフ。

【図４】同実施例におけるパラメータｗと傾きｋとの関
係を示すグラフ。

【図５】同実施例においてｗの各々の値での階調変換特
性及びｗの変化量を示すグラフ。

【図６】同実施例においてｗが異なる場合の階調変換特
性及びｃの変化量を示すグラフ。

【図７】同実施例においてある階調変換特性による原画
像と表示画像との関係を示すグラフ。

【図８】同実施例において他の階調変換特性による原画
像と表示画像との関係を示すグラフ。

【図９】同実施例において別の階調変換特性による原画
像と表示画像との関係を示すグラフ。

【図１０】同実施例においてさらに別の階調変換特性に
よる原画像と表示画像との関係を示すグラフ。

【図１１】階調変換特性とパラメータｗ、ｃとの関係を
示す図。

【図１２】従来例においてｗの各々の値での階調変換特
性及びｗの変化量を示すグラフ。

【図１３】従来例においてｗが一定の場合の階調変換特
性及びｃの変化量を示すグラフ。

【図１４】従来例においてｗが他の値で一定の場合の階
調変換特性及びｃの変化量を示すグラフ。

【図１５】従来例においてある階調変換特性による原画
像と表示画像との関係を示すグラフ。

【図１６】従来例において他の階調変換特性による原画
像と表示画像との関係を示すグラフ。

【図１７】従来例において別の階調変換特性による原画
像と表示画像との関係を示すグラフ。

【図１８】従来例においてさらに別の階調変換特性によ
る原画像と表示画像との関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１ 設定器 ２ 演算装置 ３ ＬＵＴ ４ 画像メモリ ５ ディスプレー装置 １１ ウインドウ値ｗに関する設定用ダイア
ル １２ センター値ｃに関する設定用ダイアル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された画像データに応じて画像を表
   示する画像表示手段と、該表示画像の階調の中央値及び
   ウインドウ値に関する設定を行なう手段と、ウインドウ
   値が小さいほど中央値及びウインドウ値の変化量が小さ
   くなるよう、中央値及びウインドウ値に関する設定量か
   ら中央値及びウインドウ値を算出する手段と、この中央
   値及びウインドウ値によって定まる階調変換特性に基づ
   き、表示手段に入力する画像データの階調を変換する階
   調変換手段とを有することを特徴とする画像処理装置。