JPH0918811A

JPH0918811A - 性能が制限されたデジタルディスプレイ上への強調表示を行なうためのデジタル画像の補償的前処理方法

Info

Publication number: JPH0918811A
Application number: JP8055191A
Authority: JP
Inventors: Edward Muka; エドワード・ムカ; Paul Ho; ポール・シー・ホ; Bruce Raymond Whiting; ブルース・レイモンド・ホワイティング
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1995-03-14
Filing date: 1996-03-12
Publication date: 1997-01-17
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: EP0732669B1; JP3681213B2; DE69625839T2; DE69625839D1; US5774599A; EP0732669A1

Abstract

(57)【要約】【課題】高レベルの周囲光が存在する環境下におい
て、観察者による画像理解が容易となるように、市販さ
れているディスプレイ装置上でデジタル画像を表示する
ための補償的な画像処理方法を提供すること。【解決手段】ディスプレイ装置上に画像を表示する方
法であって、デジタル画像信号を与える工程と、デジタ
ル画像信号において低い周波数成分の信号を識別する工
程と、デジタル画像信号において高い周波数成分の信号
を識別する工程と、低い周波数成分の信号から減衰され
た低い周波数成分の信号を生成する工程と、高い周波数
成分の信号から増幅された高い周波数成分の信号を生成
する工程と、減衰された低い周波数成分の信号と増幅さ
れた高い周波数成分の信号とを合成する工程とを有して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、強調的画像処理に
係り、特に、性能が制限されたディスプレイ装置上に表
示されるデジタル画像（放射線撮影画像）の強調処理を
行なうための補償的画像処理に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】診断
目的の医学的画像を表示する際には、通常、点灯された
ライトボックス上のフィルムが用いられていた。フィル
ムの画質は優れているが、フィルム自体がかさばるこ
と、保管するのが困難であること、移動が面倒であるこ
と、記憶装置に記録するのが困難であること、複製が容
易でないこと、および全体的な操作に対して費用が多く
かかることから、望ましくない点をも有している。これ
により、フィルムに代えて、デジタル画像およびデジタ
ルディスプレイを使用する傾向が強まっている。フィル
ムに対する主要な改善点として、デジタル画像が、電子
的に転送および記憶可能であることが上げられる。しか
し、現在のデジタルディスプレイは、表示できるデジタ
ル画像の画質に対して、性能的限界がある。（例えば、
ＣＲＴディスプレイのようなソフトコピーディスプレイ
は、現在、電子的放射線医学システムにおいて、最も一
般的に使用されている表示手段であり、本願明細書にお
いても、このソフトコピーディスプレイに関すること
が、説明の中心となっている。また、反射型のハードコ
ピー上へのデジタル方式によるプリントも、ＣＲＴに対
して記載される制限と同様の制限を受けるとともに、本
発明による手段により、同様にその画質が改善され
る。）

【０００３】典型的なデジタルディスプレイに関して、
ライトボックス上で透照されるフィルムと比較すると、
その空間分解能は低く、最大輝度は小さく、そして、輝
度のダイナミックレンジが小さくなっている。これによ
り、デジタルディスプレイの画質は劣り、特に病院内で
高レベルの周囲光が照射される環境においては、画質の
劣化が顕著となる。そして、一般的には、ソフトコピー
ディスプレイに関する制限を解消する唯一の方法は、デ
ィスプレイの空間的分解能および全体的輝度を上げるこ
とであると考えられてきた。この手段はソフトコピーデ
ィスプレイをより有用なものとするが、装置のコストを
増大させるものとなる。それゆえ、高レベルの周囲光が
存在する場合でも、通常の安価なディスプレイを用いて
有用な診断が実施できるように、医学的デジタル画像に
対して補償的画像処理を実施することが望まれている。

【０００４】さらに、ＩＣＵ（集中管理ユニット）内の
ＣＲＴディスプレイ上に、胸部の放射線撮影画像を表示
することが強く望まれている。臨床医は、画像が放射線
施設内でプリントされＩＣＵに移送されるのをわざわざ
待つことなく、チューブの挿入位置、気胸(pneumothora
x)の欠落、および他の診断事項に関するフィードバック
情報を直ちに得ることができる。また、病院内に設置さ
れるディスプレイのコストは経済的制限を受けることか
ら、購買可能なディスプレイに関して、空間分解能、輝
度、およびダイナミックレンジ等の表示機能は制限を受
けることになる。さらに、通常、ＩＣＵ内は、照明が明
るく灯されており、ディスプレイ上に高レベルの周囲光
が入射するので、ディスプレイの忠実な画像表示性能が
損なわれることになる。

【０００５】本発明により解決される課題を明示するた
めに、フィルムおよびデジタルディスプレイの特性の詳
細な説明とともに、医学的画像の特性と診断者との関係
についても説明がなされる。

【０００６】放射線撮影による胸部のフィルム画像は、
通常、感度測定によりlog₁₀単位で約2.5から3.5の輝度
のダイナミックレンジを有する画像を与える。これによ
り、”ＤＲ（画像）”、すなわちフィルム画像の輝度の
ダイナミックレンジは、log₁ ₀単位で2.5から3.5の値を
とる。観察用にライトボックス上で透照されたフィルム
画像は、暗い視覚室で測定されたところによると、通
常、最大輝度は2400ニト(nits)(カンテ゛ラ/m²)となり、最小
輝度は0.8ニトとなる。また、空間分解能に関しては、
通常、レーザプリンタは、80ミクロンの画素を有し、１
つのプリントラインには、4000以上の画素が配列されて
いる。

【０００７】ＣＲＴディスプレイは、ライトボックス上
のフィルムと比較すると、使用可能な輝度のダイナミッ
クレンジが小さくなっている。通常のＣＲＴディスプレ
イに関しては、暗い部屋で測定された場合に、その最大
輝度は160ニトとなり、最小輝度は0.5ニトとなる。通
常、”ＤＲ（ディスプレイ）”、すなわちＣＲＴディス
プレイの輝度のダイナミックレンジは、約320、あるい
はlog₁₀単位で2.5の値をとる。さらに、ＣＲＴディスプ
レイは、詳細部のコントラストを低減させるように作用
する、高い空間周波数における減衰作用により、空間分
解能が制限される。また、ＣＲＴディスプレイでは、増
幅器のスイッチングタイムおよびガラス面内のライトパ
イピング(light piping)に起因する制限により、最も高
い空間周波数において減衰が生じるようになる（Roehri
g, H; Ji, TL; Browne, M; Dall-as, WJ; Blume, Hartw
ig氏による"Signal-to-Noise Ratio and Maximum Infor
m-ation Content of Images Displayed by a CRT", Pro
ceedings SPIE MedicalImaging IV 1990. 1232: pp.115
-133を参照のこと）。現在のＣＲＴディスプレイは、１
つの画像ラインに対して、1000から2000の画素が配列さ
れ、画素サイズは約250ミクロンとなっている。

【０００８】さらに、ＣＲＴディスプレイでは、振幅信
号あるいは駆動レベルに対して、輝度が非線形的な応答
を示す（E. Muka, H. Blume, S. Daly氏による"Display
ofMedical Images on CRT Soft-Copy Displays", SPI
E Medical Imaging 1995, Vol.2431, Image Display, 1
995を参照のこと）。この輝度の非線形性は、画像表示
を制御するために、補正される必要がある。そして、こ
の非線形性の応答を補償するために、入力画像データ
が、表示される前に参照テーブル（ＬＵＴ）を通され、
この結果、ディスプレイの非線形性が最小化され、ディ
スプレイ上に画像が輝度の関数として正確に表示され
る。この場合、それぞれのディスプレイが固有の特性を
有しているので、それぞれ所定の輝度応答が得られるよ
うに、固有のＬＵＴが与えられている。この工程を経る
ことにより、透照されたフィルム画像に対して同じレベ
ルの画像をＣＲＴディスプレイ上に表示することが可能
となる。

【０００９】しかし、上記の輝度のダイナミックレンジ
の数値は、例えば、放射線撮影画像の読取り用の暗室の
ような周囲光がよく制御された観察用エリアに対して適
用されるものである。これに対して通常の病院内の作業
環境では、ＣＲＴディスプレイ上から照射される”グレ
ア輝度(glare luminance)”を生成する高レベルの周囲
光が存在している。例えば、ＩＣＵ内においては、周囲
光により生成される”グレア輝度”により、通常、最小
輝度が約3.2ニトまで増加される。これにより、ＣＲＴ
ディスプレイの輝度のダイナミックレンジが、約５０あ
るいはlog₁₀単位で1.7まで減少される。また、周囲光
は、場所によって相当に変化する。

【００１０】上記の要因から、経験のある放射線技師の
見解によれば、ＣＲＴディスプレイ上に表示される画像
は、フィルムと比較すると感覚的にその表示能力が劣
り、デジタル画像はフィルム画像と異なるように見える
とのことである。このような画像表示に関する劣化要因
は、人間の視覚システム（ＨＶＳ(human visual syste
m)）に関する知見に基づいて判断される。ＨＶＳの動作
特性は、絶対輝度、空間周波数、画像の詳細部構造、ノ
イズ等のパラメータに基づいたコントラスト感度関数に
より特徴づけられる（A. B. Watson氏編集、S. Daly氏
著の"The Visibledifferences Predictor; Algolism fo
r the Assessment of Image Fidelity",Digital Image
and Human Vision, pp 179-206, Massachusetts: MIT P
ress, 1993を参照のこと）。ＣＲＴディスプレイ上で使
用可能な最大輝度は、ライトボックスで使用可能な最大
輝度と比較すると小さいので、観察者が、画像の詳細お
よびコントラストを検知することが困難となる。同様
に、デジタル画像において、フィルムと比較した場合
に、輝度のダイナミックレンジが減少することおよび空
間分解能が低減されることで、観察者の有用な情報を抽
出する能力が低減されることになる。

【００１１】表示装置に課せられた機能は、診断用のす
べての画像情報を提供すること、すなわち観察者用に表
示された、現在使用されているフィルムから読取れるす
べての情報を提供することである。しかし、診断用に与
えられるこのような情報が、デジタルディスプレイ装置
の処理性能を越えるという問題が生じている（例えば、
フィルムの輝度のダイナミックレンジがlog₁₀単位で3.2
であるのに対して、ＣＲＴディスプレイの輝度のダイナ
ミックレンジはlog₁₀単位で1.7しかない）。この際、画
像処理技術を用いて、デジタル画像の振幅を減衰させ、
ＣＲＴディスプレイで利用可能である輝度の小さなダイ
ナミックレンジに画像情報を適合される手法が用いられ
ている。しかし、単純な減衰処理を用いると、画像コン
トラスト、およびエッジやテクスチャのような詳細画像
部の視認性に対して損失が生じることとなる。詳細な画
像特徴部は、原画像においても既に読取り困難であり、
これに輝度に関する要因で詳細な画像特徴部にさらなる
損失が加わると、ＣＲＴディスプレイ上の画像が診断に
適さなくなる場合がある。高レベルの周囲光が存在する
環境下のＣＲＴディスプレイ上に、医学的画像を診断に
適応できるレベルで表示するとともに、フィルムと同じ
レベルの詳細画像部識別性能をＣＲＴディスプレイで実
現するためには、より強力な画像処理方法を開発する必
要があることが明らかであろう。

【００１２】1994年6月7日にNakazawa氏等に付与された
アメリカ合衆国特許5,319,719号には、オリジナル画像
の低い周波数成分の振幅をアンシャープマスキング(uns
harpmasking)を通して減少させることで、表示される画
像の輝度のダイナミックレンジを圧縮させる、放射線撮
影画像に対する画像処理装置が開示されている。しか
し、この特許には、デジタル放射線撮影画像の高い周波
数成分の増幅(boosti-ng)、あるいは、周囲光またはＨ
ＶＳに関連する画像補償処理に関しての記載がなされて
いない。

【００１３】1990年2月20日にHishinuma氏に付与された
アメリカ合衆国特許4,903,205号には、オリジナルのデ
ジタル放射線撮影画像をディスプレイ表示用に処理す
る、放射線撮影画像表示システムが開示されている。こ
の装置では、超低周波数フィルタに対応するアンシャー
プマスク(unsharp mask)信号が得られ、オリジナル信号
とアンシャープマスク信号との差異信号に強調係数を乗
じて得られた信号を、オリジナル信号に加えることで、
処理信号が生成される。しかし、この特許には、ディス
プレイ装置における高い周波数の画像データの減衰を補
償するための高い周波数領域の強調処理に関しては、開
示されていない。

【００１４】1988年5月24日にHishinuma氏等に付与され
たアメリカ合衆国特許4,747,052号には、処理画像信号
Ｓが以下のオペレーションを用いて得られる、放射線撮
影画像に対する画像処理技術が開示されている。 S = SORG + b(SORG-SUS) ここで、Sは処理画像信号を示し、SORGはオリジナルの
デジタル信号を示し、bは周波数強調係数を示し、SUSは
アンシャープマスク信号を示す。この際、所定のサイズ
のアンシャープマスク信号内のデジタル信号のメジアン
（中央値）がとられる（1982年2月9日に発明者であるKa
to氏等に付与されたアメリカ合衆国特許4,315,318号、1
982年2月23日に発明者であるKato氏等に付与されたアメ
リカ合衆国特許4,317,179号、および1982年8月24日に発
明者であるIshida氏等に付与されたアメリカ合衆国特許
4,346,409号を参照のこと）。

【００１５】上記のほとんどの従来技術は、結果を表示
するためのフィルム出力に関するものである。J. H. Ki
m氏等による論文"Improved Visualization of Simulate
dNodules by Adaptive Enhancement of Digital Chest
Radiography; Acad Radio, Vol.1, No.2, October 199
4, pp.93−99"には、ＣＲＴディスプレイ上に放射線撮
影による胸部画像を表示するための適応的強調アルゴリ
ズムが開示されている。この手法によれば、輝度のダイ
ナミックレンジが圧縮されるとともに、解剖学的に重要
である特定の部位の画像コントラストが選択的に強調さ
れる。しかし、この論文には、ＣＲＴディスプレイの輝
度の較正、あるいは、ディスプレイ装置が設置される視
覚的環境に対するＨＶＳの関連あるいは動作に関して何
ら述べられていない。

【００１６】上記のように、医学的画像用のソフトコピ
ーディスプレイに対する画像処理に関しては、種々の問
題点がある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明により、従来のソ
フトコピーディスプレイに関する問題が解決される。す
なわち、本発明は、最大輝度が小さいこと、輝度のダイ
ナミックレンジが小さいこと、高い周波数領域における
応答性が低いこと等のデジタルディスプレイの特性、お
よび、高レベルの周囲光が存在する環境がディスプレイ
に与える悪影響によって、デジタルディスプレイに生じ
る画質の損失を前もって補償するための、医学的画像に
対する画像処理方法を提供する。この場合、人間の視覚
システムに関する知見に基づいて、観察者により画像処
理に対する適正なパラメータ値が選択されるとの認識が
前提となっている。

【００１８】一般的に、本発明は、（例えば、集中管理
ユニット（ＩＣＵ）内のような）高レベルの周囲光が存
在する環境下において、（例えば、臨床医のような）観
察者による画像理解が容易となるように、（例えば、Ｃ
ＲＴディスプレイのような）市販されているディスプレ
イ装置上で、（例えば、放射線撮影画像のような）デジ
タル画像を表示するための補償的な画像処理方法を提供
する。本発明による方法は、単純であるとともに、コン
ピュータを用いた数値演算により実現可能であり、さら
に、視覚的な損失がないという利点を有している。視覚
的損失がないとは、すなわち、詳細部位の視覚的認識に
関して、透照された放射線撮影フィルムと同等の画像
が、ＣＲＴディスプレイ上に表示されることを意味す
る。高レベルの周囲光が存在する環境下のＩＣＵで実施
された本発明による画像処理方法に関する実験的観測に
よれば、気胸、挿入されたライン、および他の詳細部位
の視覚化に関して、上記の補償的画像処理方法を用いた
ソフトコピーディスプレイ（ＣＲＴディスプレイ）上
に、画質的にフィルムと同等の画像が表示される。例え
ば、露光過多のフィルムと比較された場合には、本発明
の画像処理方法を用いたソフトコピーディスプレイの表
示能力は、フィルムより優れていることもある。

【００１９】本発明の１つの特徴によれば、医学用画像
処理コンピュータシステム内で、ＣＲＴディスプレイ上
の画像表示を強調するために実行される方法は、オリジ
ナルの医学用画像が有する輝度のダイナミックレンジお
よび空間周波数成分を有するデジタル画像データを与え
る工程と、デジタル画像の低い周波数成分の信号を識別
する工程と、デジタル画像の高い周波数成分の信号を識
別する工程と、デジタル画像において、低い周波数成分
の信号から、減衰された低い周波数成分の信号を生成す
る工程と、デジタル画像において、高い周波数成分の信
号から、増幅された高い周波数成分の信号を生成する工
程と、減衰された低い周波数成分の信号と増幅された高
い周波数成分の信号とを合成する工程とを有している。
これにより、ディスプレイ装置上に表示される画像に関
して、輝度のダイナミックレンジおよび空間周波数特性
を向上させるための前もって補償処理が実行された画像
信号が生成される。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１ないし図６は、本発明を説明
するために用いられる図である。図７は、本発明による
画像処理方法の１つの実施の形態を示す図である。図８
および図９は、定型化された放射線撮影画像を示す図で
ある。図１０は、標準的なアルゴリズムによる伝達関数
と修正アンシャープマスクアルゴリズムによる伝達関数
との差異を示す図である。図１１および図１２は、本発
明を説明するために用いられる図である。図１３は、本
発明による方法を組み込んだ装置を示すブロック図であ
る。

【００２１】本発明による画像処理方法に関する以下の
記載では、デジタル放射線撮影画像に対する画像処理が
説明されているが、本発明が、他の種類の医学的画像、
およびディスプレイ上に表示可能である任意のデジタル
画像に対して適応可能であることが解されるであろう。

【００２２】図１３には、本発明が組込まれた装置が開
示されている。しかし、当業者には、本発明の範囲内に
おいて、図１３に示された装置以外の装置に対しても本
発明が組込み可能であることが解されるであろう。図に
示されるように、画像ソース（画像源）２０によりデジ
タル画像が生成され、この画像データが画像データファ
イル２２に記憶される。画像ソース２０としては、例え
ば、（Ｘ線源、診断用画像源(CT,MRI,US,PET)のよう
な）医学的画像あるいは放射線撮影画像源、蛍光物質リ
ーダ、Ｘ線フィルムデジタイザ、（磁気ディスクあるい
は光ディスク等の）画像記録ソース等が上げられる。
（陰極線管(CRT)，液晶ディスプレイ，プラズマディス
プレイ，反射型ハードコピーを出力するプリンタ等の）
コンピュータディスプレイ２４に表示される前に処理さ
れる画像データを表現する画像データファイルは、コン
ピュータデータメモリ２６内に記憶される。また、本発
明による画像処理方法（アルゴリズム）は、（ＲＯＭ，
ハードディスク等の）メモリ２８内に記憶可能であり、
この画像処理プログラムのコピーがコンピュータ命令メ
モリ３０内に記憶される。そして、（ユーザ入力装置、
他のコンピュータ等の）画像処理パラメータ入力装置３
３を用いて、画像処理パラメータがメモリ３０内に入力
される。

【００２３】次に、（例えば、マイクロプロセッサのよ
うな）コンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ）３２によ
り、メモリ３０に記憶された画像処理アルゴリズムに基
づいて、メモリ２６に記憶された画像データが処理され
る。そして、処理された画像データは、コンピュータデ
ィスプレイメモリ３４内に記憶され、その後、観察者３
６が見れるようにディスプレイ２４上に表示される。

【００２４】本発明に関する以下の説明においては、胸
部の放射線撮影画像に対する画像処理が対象となる。す
なわち、フィルム画像と比較した場合の画像の全体的な
変化を最小限に抑えるとともに疑似画像を最小化して、
手ごろな価格の市販のディスプレイ（1K（1024）×1K(1
024)の画素マトリクス、160ニトの最大輝度値）上に医
学上有用な画像が表示されるように、胸部の放射線撮影
画像の画像処理を実行することを意図する。

【００２５】初期研究で使用される画像は、中間速度に
より、広いラティテュード（適正露光範囲）のスクリー
ンフィルムに撮影された複数の気胸のフィルムから構成
されている（研究が進むにつれて、他の部位が撮影され
た画像も含まれることになる）。複数の画像は、35cm×
47cmのフィルム上に撮影されたＰＡ（後側−前側）放射
線撮影画像および側面放射線撮影画像から構成されてい
る。そして、２０枚のＰＡフィルムのなかから放射線撮
影画像として特徴的な画像が選択された。これらの画像
のなかには、セントラルカテーテル、ペースメーカ、お
よび胸に挿入されるチューブと同様に、微妙な気胸、張
りのある明らかな気胸、間隙性の肺の病気等が撮影され
た画像が含まれていた。

【００２６】［画像処理方法］放射線撮影画像のダイナ
ミックレンジの大部分の領域は、低い周波数成分で占め
られている。しかし、ＨＶＳは、これらの低い周波数成
分に対して、比較的感度が小さくなっている。画像にお
ける低い周波数成分は、画像種類、画像内における大ま
かな位置、および（例えば、ＰＡ撮影による胸部 VS.
側面撮影による胸部 VS. 腕部、（縦）隔膜 VS. 肺領
域、ソフト組織 VS. 骨、横隔膜下の肺 VS. 横隔膜上の
肺のような）組織種類に関する情報を伝達する。これに
より、有用な画像情報に損失を与えることなしに、低い
周波数成分のダイナミックレンジを減少させることが可
能である。

【００２７】また、高い周波数の画像データにより、診
断において最も重要である詳細部のエッジ情報およびテ
クスチャ情報が伝達される。ＨＶＳは、これらの高い周
波数成分に対して大きな感度を有している。低い周波数
成分を減衰させる一方で、高い周波数の画像データを現
状維持あるいは強調することで、より有用な画像をデジ
タルディスプレイ上に表示することが可能となる。この
効果は、図１ないし図６に示される画像特性を解析する
ことで明らかにされる。

【００２８】図１には、放射線撮影による未処理の胸部
画像の中央部の640,000画素（800画素×800画素の領
域）に対するヒストグラムが示されている。この画像
は、オリジナル画像のすべての周波数成分を有してい
る。曲線の幅は、最も明るい（最も濃度の低い）画素
と、最も暗い（最も濃度の高い）画素との間の差異を表
している。そして、この曲線の幅は、輝度のダイナミッ
クレンジの大きさに比例している。（濃度）＝log₁₀（輝度）

【００２９】図２には、一辺が５９ピクセルの正方形の
大きさを有するアンシャープマスクを用いて、画像の画
素値（濃度値）が処理あるいはぼかされた後の、図１に
示された放射線撮影による胸部画像の中央部の640,000
画素に対するヒストグラムが示されている。アンシャー
プマスク画像は、低い周波数成分（0.13本／mm以下）の
みを含んでいる。ここで、図２に示される低い周波数成
分のみから構成された画素データの輝度のダイナミック
レンジを表す曲線の幅が、輝度のダイナミックレンジを
表す図１の曲線の幅とほぼ同じであることに留意する必
要がある。これは、画像の低い周波数成分が、全画像の
ダイナミックレンジの大部分を占めることを示してい
る。

【００３０】図３には、図１に示された放射線撮影画像
データから、図２に示された放射線撮影画像データを引
いた際の中央部の640,000画素のヒストグラムが示され
ている。この画像は、高い周波数成分（0.13本／mm以
上）のみを有して構成されている。ここで、曲線の幅
が、図１あるいは図２の曲線の幅よりも、かなり小さく
なっていることに留意する必要がある。これは、画像の
高い周波数成分は、非常に小さなダイナミックレンジを
占めるにすぎないことを示している。すなわち、高い周
波数成分を表示するには、オリジナルのダイナミックレ
ンジの比較的小さな領域が要求されるにすぎない。

【００３１】図４は、同じ画像に対する高速フーリエ変
換（ＦＦＴ(Fast Fourier Transfo-rm)）を表してい
る。図１に示される放射線撮影による胸部画像の中央部
の512画素×512画素の領域が、垂直方向に平均化され、
512画素の平均スキャンラインが生成される。そして、
この平均スキャンラインにフーリエ変換が適用され、そ
の振幅の大きさが表示されている。ここで、低い周波数
成分の振幅が高い周波数成分の振幅よりも明らかに大き
なことに留意する必要がある。

【００３２】図５は、図２に示された放射線撮影による
胸部画像の512画素×512画素の中央領域に対するＦＦＴ
が示されている。ここで、低域フィルタ画像において、
高い周波数成分が低減されていることに留意する必要が
ある。

【００３３】図６は、図３に示された放射線撮影による
胸部画像の512画素×512画素の中央領域に対するＦＦＴ
が示されている。ここで、高域フィルタ画像において、
低い周波数成分が低減されていることに留意する必要が
ある。

【００３４】この種の画像処理の１つの問題点は、高い
周波数成分を増幅することで、グラニュラ雑音も強めら
れることである。通常、このグラニュラ雑音は、診断に
用いられる詳細情報の周波数よりも高い周波数で現れ
る。本発明では、ディスプレイにおいて、複雑な処理を
用いることなく、高い周波数成分の減衰作用により、こ
のグラニュラ雑音が減衰される効果を利用している。し
かし、高い周波数成分における減衰作用を有しないディ
スプレイ装置が用いられる場合には、フィルタリングお
よび最終的な低域フィルタに対して、異なるパラメータ
を設定する必要がある。

【００３５】［好適な画像処理方法］一般的に、図７に
示される本発明の画像処理方法の好適な実施の形態によ
れば、画像データが、低い空間周波数成分と高い空間周
波数成分とに分離される。低い周波数成分は減衰され、
高い周波数成分は増幅される。低い周波数成分を減衰さ
せることで、画像の詳細部分を実質的に損失させること
なしに、全画像のダイナミックレンジを低減させること
ができる。観察者は、低い周波数成分のコントラストの
変化を認識するが、それでも画像種類および画像内の特
定領域位置を識別することが可能となっている。また、
前もって高い周波数成分を増幅することで、ＣＲＴディ
スプレイの特性および周囲光により引き起こされる高い
周波数成分の減衰作用を補償するための画像の前処理的
強調が実行される。さらに、高い周波数成分が増幅され
ることで、画像内に存在するエッジの強調が支援され
る。このような作用が図８および図９に例示されてい
る。

【００３６】図８には、放射線撮影画像の１つの領域を
表す定型化されたグラフが示されている。この波形は、
大きな振幅および低い周波数を有する方形波に、小さな
振幅および高い周波数を有する正弦波が重畳されて形成
されている。

【００３７】図９には、図８の画像データに対して、本
発明による画像処理を実行した後のフィルタリングされ
た画像データが示されている。ここで、高い周波数の正
弦波の振幅が増加され、低い周波数の方形波の振幅が低
減されていることに留意する必要がある。この際、全体
的な振幅が低減されるとともに、ダイナミックレンジが
小さくなり、これにより、制限されたダイナミックレン
ジを有するディスプレイ装置に対して、画像データが適
合されるようになる。また、同時に、ディスプレイ装置
におけるコントラストの減衰を補償するための、高い周
波数成分の強調が実施される。

【００３８】画像を周波数成分に分離するための数値演
算により有効となる１つの方法として、アンシャープマ
スク(unsharp mask)（ＵＳＭ）フィルタアルゴリズムが
上げられる（"Pratt, William K. Digital Image Proce
ssing 2nd Ed. John Wiley &Sons,Inc. New York. 199
1. pp.303-305"を参照のこと）。このＵＳＭ手法では、
画素の正方形のマスク（カーネル）の均一に重み付けさ
れた空間的平均を用いることで、オリジナルの画像に対
してぼかされた画像、あるいは低域（通過）画像が生成
される。そして、オリジナルの画像データからぼかされ
た（低域）画像データが引かれ、これにより、画像の高
い周波数成分あるいは高域通過成分のみが残される。２
つの周波数成分は、適切にサイズが変更された後に加算
されて、ダイナミックレンジが減少され、鮮鋭さが強調
された画像が生成される。数値演算は、以下のように簡
略化することが可能である。

【００３９】（高域画像）＝（オリジナル画像）−（低域画像）（出力画像）＝（低域係数）＊（低域画像）＋（高域係数）＊（高域画像）＝（低域係数）＊（低域画像）＋（高域係数）＊｛（オリジナル画像）−（低域画像）｝＝｛（低域係数）−（高域係数）｝＊（低域画像）＋（高域係数）＊（オリジナル画像）この場合、画像を最適化するためのパラメータとして
は、低域係数、高域係数、および周波数成分に分解する
ためのマスクサイズが上げられる。

【００４０】本発明による強調手法では、通常のアンシ
ャープマスクと異なり、画像の低域成分および高域成分
に対して、それぞれ独立にサイズ変更が実施される。通
常のアンシャープマスク手法では、画像の高域成分のみ
が増幅され、画像の低域成分は修正されないでそのまま
保持される。これにより、通常のアンシャープマスク手
法では、ダイナミックレンジを減少させることなく、エ
ッジの強調が実行される。

【００４１】図１０には、高い周波数成分に対する高域
係数2.0を有し、１辺が13画素の正方形として与えられ
る通常のアンシャープマスクフィルタと、低域係数0.7
および高域係数1.2を有し、１辺が59画素の正方形とし
て与えられる修正アンシャープマスクフィルタとに対す
る伝達関数（0.345mm画素）が示されている。ここで、
通常のアンシャープマスク手法と比較すると、修正アン
シャープマスク手法により、低域成分が減衰され、より
低い周波数から強調が開始され、高い周波数におけるゲ
インが低減されていることに留意する必要がある。

【００４２】図１１には、修正アンシャープマスクアル
ゴリズムが適用された結果が示されている。この図に
は、図１に示された放射線撮影画像を図１０に示された
修正アルゴリズムで処理した後の画像の中央部の640,00
0画素のヒストグラムが示されている。ここで、画像の
ダイナミックレンジが減少されていることに留意する必
要がある。

【００４３】図１２には、図１に示された放射線撮影画
像に修正アンシャープマスクアルゴリズムを適用した結
果が示されており、中央部の512画素×512画素の領域の
画像データがＦＦＴを用いて表現されている。図におい
て、実線で示されるオリジナル画像と、連続した点から
なる点線により示される修正アンシャープマスクアルゴ
リズムにより処理された画像との対比が示されている。
また、破線により、オリジナル画像を低域係数(0.7)で
サイズ変更した際の画像が示されている。

【００４４】［パラメータ選択］ −低域係数− 本発明による画像処理方法は、画像の輝度のダイナミッ
クレンジ、すなわちＤＲ（画像）に基づいて実施され
る。この画像処理方法は、画像が表示されるＣＲＴディ
スプレイが、ＤＲ（画像）より小さな輝度のダイナミッ
クレンジを有しているという事実に基づいて作成されて
いる。これにより、ディスプレイ上の処理された画像の
ダイナミックレンジ、すなわちＤＲ（ディスプレイ）
は、オリジナル画像のダイナミックレンジ、すなわちＤ
Ｒ（画像）よりも小さくなる。そして、画像処理におい
て、当初、｛ＤＲ（ディスプレイ）／ＤＲ（画像）｝が
低域係数として設定される。

【００４５】好適な実施の形態においては、低域係数値
は、それぞれの適用対象においてダイナミックレンジに
要求されるサイズに応じて設定される。既に述べたよう
に、通常のＩＣＵ内においては、ＣＲＴディスプレイの
利用可能な輝度のダイナミックレンジは、log₁₀単位で
1.7である。また、ＩＣＵ内においては、通常、高レベ
ルの周囲光が入射するから、透照されたオリジナル画像
の目視可能な輝度のダイナミックレンジは、通常log₁₀
単位の感度測定値で、3.5から約2.5に減少する（R.Boll
en氏およびJ.Vranckx氏による論文"Influence of ambie
nt light on thevisual sensitometric properties of,
and detail perception on, a radiogr-aph", Proc. S
PIE Vol.273 Application of Optical Instrumentation
in Medi-cine IX, pp.57-61, 1981を参照のこと）。こ
れら２つのダイナミックレンジの比(1.7/2.5)は、0.7と
なる。この比は、低域係数値に対して上限値を与えるも
のである。したがって、初期の実験においては、低域係
数値が0.7に設定された。

【００４６】−高域係数− しかし、既に述べたように、低域係数を用いて画像コン
トラストを減衰させるのは、望ましいことではない。そ
れゆえ、低域係数により生じた減衰が、画像の高い空間
周波数成分において回復される。図３に示されるよう
に、高い周波数成分に対しては、画像の輝度のダイナミ
ックレンジのわずかの領域が用いられているにすぎな
い。それゆえ、画像処理においては、当初、（高域係数）＝１／（低域係数）として、高域係数値が設定される。

【００４７】さらに、ＣＲＴディスプレイでは、空間周
波数が増加すると、コントラスト伝達における損失によ
って、画像コントラストに損失が生じることがある。こ
の特性により、ディスプレイ上に表示される画像のさら
なる補償（強調）が要求される。そして、この見地よ
り、高域係数が増加される。

【００４８】最終的な高域係数値は、観察者により望ま
れるエッジおよび鮮鋭さの強調の度合により決定され
る。この場合、ユーザが、現在の仕事に対して必要とさ
れる鮮鋭さの度合を選択することもある。詳細な画像を
必要とする仕事に対しては、より詳細な画像、すなわ
ち、より大きな高域係数で処理された画像がディスプレ
イ上に表示されることが望まれる。

【００４９】−マスクサイズ− 強調される空間周波数は、以下に示されるようなＨＶＳ
モデルおよび通常のソフトコピーディスプレイ特性に基
づいて決定される。ＨＶＳは、4（本/度）の空間周波数
において、コントラスト感度関数（ＣＳＦ(contrast se
nsitivity fun-ction)）の最大値を与える。なお、この
空間周波数も、輝度の絶対値の関数となっている。そし
て、医学的画像の表示に対する通常の観察状況において
は、観察者は、ディスプレイ装置から約50cm離間して位
置している。これは、ディスプレイ上では、0.5（本/m
m）の空間周波数においてＣＳＦの最大値が与えられる
ことを示している。少なくとも、画像は、この空間周波
数において強調されるので、ＨＶＳが効率的に機能する
ことが可能となる。画像は、この空間周波数の近傍の有
用な範囲において、強調されるのが望ましい。

【００５０】医学的画像における有用な画像特徴部は、
その長さが2cmあるいはそれ以下であることが多く、こ
れは画像特徴部の空間周波数が約0.05（本/mm）以上で
あることを示している。これにより、画像強調は、0.05
（本/mm）の空間周波数で開始され、 0.5（本/mm）の
空間周波数を越えて実施されるのが好適である。ＵＳＭ
は、このような高域フィルタとして機能する。2cmのＵ
ＳＭマスクを選択することで、（低域係数を用いた処理
工程における）輝度のダイナミックレンジの圧縮により
画像に生じた減衰を回復させることが可能となり、これ
により、ＨＶＳが、ＣＲＴ上の画像を効率的に見ること
が可能となる。図１０を構成するのに用いられた計算手
法に基づけば、ＵＳＭにより、｛1.4/(マスクサイス゛)｝の値
を越えるすべての空間周波数に対して、実質的な強調工
程が実施される。これにより、2cmのマスクサイズが与
えられた場合には、上記の条件を満たす0.07（本/mm）
以上の空間周波数に対して、実質的な強調工程が実施さ
れる。

【００５１】通常のＣＲＴディスプレイは、約25cmの画
像高さを有し、この方向の１ラインに約1000個の画素が
配列されるから、画素密度は4（画素/mm）となる。通常
のＸ線による胸部撮影画像は、ＣＲＴディスプレイの可
視領域より大きく、この画像が高さ43cmの大きさを有し
ていることから、画像は縮小され、ＣＲＴディスプレイ
に表示される際には小さく見えることになる。それゆ
え、Ｘ線撮影画像で2cmの画像特徴部は、ＣＲＴディス
プレイ上では、1.2cmに縮小される。これにより、本発
明による修正ＵＳＭ手法のためのマスクを構成するため
には、約４９個（マスクサイズは常に奇数である）のＣ
ＲＴ上の画素を必要とする。これに前節に記載された条
件を適用すると、修正ＵＳＭ手法は、0.11（本/mm）の
空間周波数において、最大のゲインを有する。ディスプ
レイのサイズが、実際の画像より幾分小さいので、医学
的画像用のＣＲＴディスプレイには、一般的に、拡大可
能である画像特徴部が含まれている。そして、拡大機能
を設けることで、オペレータがＣＲＴディスプレイ上の
画像特徴部のサイズを増加させることが可能となり、こ
れにより、フィルム上で表示されるのと同じ大きさで、
画像特徴部がＣＲＴディスプレイ上に表示される。この
選択的な拡大工程により、修正ＵＳＭ手法により強調が
生じる空間周波数値が減少される。

【００５２】通常、ＵＳＭのような強調画像処理は、高
い空間周波数において認識可能なノイズを増加させる。
空間周波数のオクターブに基づいたマルチ分解能表示手
法(multiresolution representation)のような複雑な画
像処理を用いて、高い周波数における強調を制限すると
ともに、認識可能な高い周波数成分におけるノイズを低
減することが行われている（S. Ranganath氏による論
文"Image FilteringUsing Multiresolution Represent
ation", IEEE Transactions of Pattern An-alysis an
d Machine Intelligence, Vol.13, No.5, pp. 426-440,
May, 1991を参照のこと）。ＣＲＴディスプレイでは、
空間周波数が増加するのに応じて、画像コントラストに
損失が生じるので、ＣＲＴディスプレイが、表示される
画像の低域フィルタとして効率的に機能する。この効果
の結果として、本発明により、非常に単純な方法で、修
正ＵＳＭ手法を有効に用いることが可能となる。

【００５３】しかし、ＵＳＭ手法は一般的な方法である
ので、マルチ分解能表示アプローチを用いて、修正ＵＳ
Ｍアルゴリズムの強調効果を実行することが可能であ
る。また、ＬＵＴ（参照テーブル）を用いた高域成分の
変更および低域成分の変更に関して、修正ＵＳＭ手法と
同一の機能を実現するために、従来型のＵＳＭフィルタ
を用いることが可能である。

【００５４】−ディスプレイ表示に対応した較正− 本発明によれば、輝度が較正されたソフトコピーディス
プレイが与えられ、これにより、画像データが、輝度に
関して正確に表示される。多くの画像処理手法は、この
ような較正工程を有するものではない。ＨＶＳが非線形
的な特性を有しているので、認識可能な詳細画像部を生
成するうえで、較正処理は重要な意味を有する。さら
に、フィルムおよびライトボックスを用いた従来の手法
により表示された画像を認識するように訓練された放射
線技師が慣れた画像（例えば、透照されたフィルム画
像）に近い画像が望まれるので、この見地においても、
較正処理は重要な意味を有する。強調処理が完了された
画像空間を表すフィルム濃度値を入力値として受け入れ
るために、ＬＵＴを用いてＣＲＴディスプレイに対する
画像データが較正される。

【００５５】−サンプル画像に対するテスト結果− 初期研究では、通常のＩＣＵの照明条件の下で、通常の
ＣＲＴディスプレイ上において、様々なレベルの高域係
数およびマスクサイズに対して、テストが実行された。
このテストにおいては、画像処理に関する既に記載され
たすべての要因に対して、試験サンプルが与えられてい
る。

【００５６】研究において使用された胸部画像は、すべ
てlog₁₀単位で2.5のＤＲ（画像）を有していた。また、
周囲光が存在する環境下で動作するディスプレイ装置の
輝度のダイナミックレンジ、ＤＲ（ディスプレイ）は、
log₁₀単位で1.7に制限されていた。これにより、低域係
数は、0.7に設定された。そして、高域係数は、当初、1
/0.7で1.4に設定された。この実験条件に対して、肺実
質(lung parenchyma)の表示の変化および高い周波数に
おけるノイズの生成を最小限にすることと、気胸のライ
ンを強調することとのバランスをとるために、高域係数
値として1.2が選択された。

【００５７】サンプル画像に対して、高域係数およびマ
スクサイズの最適値は、画像のオリジナルサイズ、およ
びフィルムからデジタル画像データを生成するフィルム
デジタイザの分解能にも影響を受ける。標準サイズの胸
部撮影フィルム（35cm×43cm）は、4k(4096)×5k(5120)
の画素（117画素/cm）にデジタル化される。そして、4k
×4kの正方形領域が抽出され、1k×1kの領域（29画素/c
m、0.345mm/画素）に対する画素の平均化により、ダウ
ンサイジングが実施される。

【００５８】また、３から９９までの範囲のマスクサイ
ズに対して、テストが実施された。マスクより小さな画
像対象部は、全体が強調され、マスクより大きな画像対
象部は、エッジが強調されるとともに減衰された。小さ
なマスクが使用された場合には、大きな周波数レンジに
わたって画像が減衰され、これにより、輝度のダイナミ
ックレンジがより圧縮される。しかし、２重ラインの疑
似画像を防止するために、マスクは、例えば血管のよう
な画像内に表示される最も標準的な構造体のサイズより
も大きい必要がある。

【００５９】最適な画像を生成するマスクサイズは、幅
が約59画素あるいは2.0cmのものであった。このマスク
サイズは、Prokop氏等の研究に関連を有するものとなっ
ている（Prokop氏、Mathias氏、Shaefer氏、Cornelia M
氏、Oestmann氏、Jorg W氏、Galanski氏、Michael氏に
よる"Improved Parameters for Unsharp Mask Filt-eri
ng of Digital Chest Radiographs", Radiology 1993.
97:521-526を参照のこと）。これには、2.5cmのマスク
サイズが、1.4mm、5mm、および7cmのマスクサイズより
も優れているのが判明したと開示されている。

【００６０】小さなマスクでは、大きなマスクと比較し
て、自然な画像を得ることができなかった。小さなマス
クにより、”２重ライン”の疑似画像を有するエッジ強
調画像が生成された。この画像は、観察者に対して深さ
を感じさせない平坦な画像として見られた。これは、か
なり高い周波数に到達するまで、強調が行われないこと
に起因する。小さなマスクを使用するすべての画像にお
いて肺部が際だって表示されるので、通常の肺と間隙性
の肺の病気とを識別することが困難となっていた。

【００６１】大きなマスクで生成された画像は、階調ス
ケールが良好に維持されている。エッジは少し強調さ
れ、２重ラインの疑似画像は最小化された。１つの画像
では、横隔膜下の小結節が存在していた。大きなマスク
を用いて処理された画像において、小結節は良好に維持
されていた。

【００６２】図１０に示されるように、修正ＵＳＭフィ
ルタ（59画素）では、約0.01（本/mm）まで低域係数(0.
7)を用いて減衰が実施され、その後コントラストを回復
（5％のＵＳＭゲイン）させるための高域増幅が実施さ
れる。実質的な回復および強調（最大ゲイン）は、0.07
（本/mm）の空間周波数で開始される。また、図１０に
は、2.0のゲインを有する13画素の標準的なＵＳＭフィ
ルタが示されている。通常、市販の放射線撮影画像の数
値処理システムでは、このような小さなマスクが用いら
れている。

【００６３】当業者に周知の他の画像処理方法を、アン
シャープマスクによる画像処理方法に代えて使用可能で
あることが解されるであろう。

【００６４】−画像解析− 処理画像の低い周波数成分におけるコントラストは、オ
リジナル画像よりも弱くなっている。階調スケールは変
更されるが、画像は容易に認識可能であり、ＣＲＴディ
スプレイ上の表示は観察者にとって抵抗のあるものとは
ならない。すなわち、ＣＲＴディスプレイ上の画像が、
フィルム画像と類似するものとなる。肺領域のようなオ
リジナル画像で非常に暗い部分は、明るく再生されると
ともに高い周波数のコントラストが強調され、これによ
り、肺実質において詳細画像部がより明確に区別可能と
なる。また、（縦）隔膜のようなオリジナル画像で非常
に明るい部分では、高い周波数のコントラストが強調さ
れ、脊椎骨を容易に識別することが可能となる。また、
気胸ラインのような肺領域内の細かなラインを強調する
弱いエッジ強調が実行されている。肺部は強調される
が、この場合、間隙性の肺の病気を有する画像と、通常
の肺の画像とを区別することが可能となっている。

【００６５】−本発明による放射線撮影画像の観察者に
よるテスト− ミズーリ州セントルイスのＭＩＲ(Mallinckrodt Instit
ute of Radiology)から出席した３人の胸部放射線技師
が、本発明により処理された画像を観察した。これらの
観察者は、ソフトコピーディスプレイとともに、放射線
画像数値処理システム（ＣＲ(computed radiography)）
からプリントされたアンシャープマスク画像を観察した
経験を有していた。

【００６６】初期研究において使用されたＣＲＴディス
プレイは、イムロギックス・モデル1000(Imlogix model
1000 electronic viewbox)であった。画面サイズは、2
5cm×25cmであり、分解能は、1024画素×1024画素×12
ビットであった。また、ディスプレイは、暗室において
log₁₀単位で2.5のダイナミックレンジを与えるように、
160ニトの最大輝度および0.5ニトの最小輝度を有するよ
うに較正された。ディスプレイは、ＬＵＴ（参照テーブ
ル）を用いて、log₁₀単位の輝度に対して、個別に線形
化された。

【００６７】ＩＣＵ室内を模擬した照明環境下におい
て、２つのＣＲＴディスプレイが並べて配置された。上
方から光線が照射され、3.2ニトの強度のフレアライト
(flarelight)が生成されるので、ＣＲＴディスプレイ上
で利用可能なダイナミックレンジが、log₁₀単位で1.7ま
で減少される。本発明により処理された画像と、処理さ
れない同じ画像とが、並んで配置された２つのＣＲＴデ
ィスプレイ上に表示される。ディスプレイに対する観察
者の好みを削除するために、処理された画像の表示ディ
スプレイが交換された。そして、画像のオリジナルフィ
ルムが、ＣＲＴディスプレイ上のライトボックスに設置
された。観察者は、ＣＲＴディスプレイから約1ｍ、ラ
イトボックスから約1.5ｍ離れて位置していた。ライト
ボックスは、表示サイズの差異を補償するために、観察
者からより離れて設置された。また、観察者は、最も見
やすい位置に移動することが許されていた。

【００６８】本発明による画像処理技術により、胸部の
放射線撮影画像を、高レベルの周囲光が存在する環境下
で動作する1k×1kのＣＲＴディスプレイ上に、医学的に
有効にデジタル表示することが可能となる。気胸および
挿入されたチューブのような詳細画像部の可視化に関し
て、ソフトコピーディスプレイが、フィルムに対して画
質的に同等であることが判明された。また、露光過多の
フィルムに対しては、ソフトコピーディスプレイは、オ
リジナルフィルムよりも画質的に優れていた。さらに、
ＣＲＴディスプレイ上においては、すべてのサンプル画
像に対して、本発明による方法で処理された画像は、処
理されない画像よりも、画質的に同等かあるいは優れて
いた。

【００６９】１人の放射線技師の意見によれば、本発明
を用いることで、1k×1kのディスプレイ上において、気
胸の可視化に関して満足のいく表示が得られたとのこと
であった。従来では、このような満足のいく表示を得る
ためには、高い分解能のディスプレイが必要であると考
えられていた。

【００７０】ここで用いられる一般的な方法は、画像種
類あるいはディスプレイ性能に依存するものではない。
必要であるのは、可視化のために画像データがＣＲＴデ
ィスプレイあるいは類似の装置に表示されることであ
る。画像サイズ、画像種類、ディスプレイ装置の特性、
および観察領域内での周囲光の状態に応じて、パラメー
タ値のみが選択される必要がある。

【００７１】高レベルの周囲光が存在する環境下で動作
するソフトコピーディスプレイの制限されたダイナミッ
クレンジを、高画質の反射型プリントのダイナミックレ
ンジに近づけることで、担当医に対して、診断リポート
に付加される医学的画像のペーパコピー(paper copy)を
プリント出力することが可能となる。このようなペーパ
コピーは、写真コピーと比較して、コストおよびスペー
スの面で効率的である。

【００７２】図を参照して、本発明が詳細に説明された
が、本発明の範囲内において、開示された方法と同等の
機能を有する変更あるいは修正された方法の実行が可能
であることが解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】未処理の放射線撮影画像における濃度値のヒス
トグラムを示す図である。

【図２】図１の画像をアンシャープマスクを用いて処理
した後の画像における濃度値のヒストグラムを示す図で
ある。

【図３】図１の画像から図２の画像を引いた画像におけ
る濃度値のヒストグラムを示す図である。

【図４】図１に示された画像の高速フーリエ変換を示す
図である。

【図５】図２に示された画像の高速フーリエ変換を示す
図である。

【図６】図３に示された画像の高速フーリエ変換を示す
図である。

【図７】本発明による画像処理方法の１つの実施の形態
を示す図である。

【図８】放射線撮影画像の１つの領域を表す定型化され
た画像データを示す図である。

【図９】図８の画像データに対して、本発明による画像
処理を実行した後のフィルタリングされた画像データを
示す図である。

【図１０】標準的なアルゴリズムによる伝達関数と修正
アンシャープマスクアルゴリズムによる伝達関数との差
異を示す図である。

【図１１】図１に示された画像に修正アンシャープマス
クアルゴリズムを適用した後の画像における濃度値のヒ
ストグラムを示す図である。

【図１２】修正アンシャープマスクアルゴリズムの効果
を示すために、画像データに高速フーリエ変換を適用し
た結果を示す図である。

【図１３】本発明による方法を組み込んだ装置を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

２０画像ソース（画像データ）２４ＣＲＴディスプレイ２８画像処理アルゴリズム格納メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ポール・シー・ホアメリカ合衆国・ウィスコンシン・ 53717・マディソン・ポンウッド・サークル・66−０ (72)発明者ブルース・レイモンド・ホワイティングアメリカ合衆国・テキサス・75024・プラノ・オールド・ポンド・ドライヴ・4560

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周知の特性を有するとともに制御可能に
動作するディスプレイ装置上に画像を表示する方法であ
って、前記ディスプレイ装置上に表示された際に、劣化される
輝度のダイナミックレンジおよび空間周波数特性を有す
るデジタル画像信号を与える工程と、前記デジタル画像信号において、低い周波数成分の信号
を識別する工程と、前記デジタル画像信号において、高い周波数成分の信号
を識別する工程と、前記低い周波数成分の信号から、前記デジタル画像信号
に関して減衰された低い周波数成分の信号を生成する工
程と、前記高い周波数成分の信号から、前記デジタル画像信号
に関して増幅された高い周波数成分の信号を生成する工
程と、前記減衰された低い周波数成分の信号と前記増幅された
高い周波数成分の信号とを合成する工程とを有し、前記ディスプレイ装置上に画像が表示された際に、輝度
のダイナミックレンジおよび空間周波数特性が改善され
ている前処理された画像信号を生成することを特徴とす
るディスプレイ装置上に画像を表示する方法。
【請求項２】請求項１記載のディスプレイ装置上に画
像を表示する方法において、前記減衰された低い周波数成分の信号と前記増幅された
高い周波数成分の信号とを合成する前記工程が、例えば輝度のダイナミックレンジのような表示される
（オリジナル）画像データに関するパラメータ、例えば
輝度のダイナミックレンジのような前記ディスプレイ装
置の特性、前記ディスプレイ装置の動作する環境におけ
る輝度のダイナミックレンジ、前記ディスプレイ装置の
空間周波数応答特性、および観察者の視覚システムに関
する見識のなかの１つあるいは複数の要素に対して関数
的な処理を行なうことで実施されることを特徴とするデ
ィスプレイ装置上に画像を表示する方法。
【請求項３】周知の特性を有するとともに制御可能に
動作するディスプレイ装置上に画像を表示する方法であ
って、前記ディスプレイ装置上に表示された際に、劣化される
輝度のダイナミックレンジおよび空間周波数特性を有す
るデジタル画像信号を与える工程と、前記デジタル画像信号において、高い周波数成分の信号
を識別する工程と、前記高い周波数成分の信号から、前記デジタル画像信号
に関して振幅が変えられた（増幅された）高い周波数成
分の信号を生成する工程と、この振幅が変えられた高い周波数成分の信号と、前記デ
ジタル画像信号とを合成する工程と、この合成デジタル画像信号を比例的に減少されること
で、前記合成デジタル画像信号の減衰信号を生成する工
程とを有し、前記ディスプレイ装置上に画像が表示された際に、輝度
のダイナミックレンジおよび空間周波数特性が改善され
ている前処理された画像信号を生成することを特徴とす
るディスプレイ装置上に画像を表示する方法。