JPH10186552A - 画像表示方法および装置 - Google Patents

画像表示方法および装置

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JPH10186552A
JPH10186552A JP8340992A JP34099296A JPH10186552A JP H10186552 A JPH10186552 A JP H10186552A JP 8340992 A JP8340992 A JP 8340992A JP 34099296 A JP34099296 A JP 34099296A JP H10186552 A JPH10186552 A JP H10186552A
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data
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brightness
image
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JP8340992A
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Eiji Ogawa
英二 小川
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Fujifilm Holdings Corp
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高輝度表示媒体の階調特性と視覚的に同等な
階調特性を有するように低輝度表示媒体の階調特性を変
換する。 【解決手段】 階調特性測定手段42で高輝度表示媒体
(フィルム/シャーカステン表示装置)の階調特性を測
定し、階調データ作成手段40が階調データを作成する。
輝度データ検出手段36が、デジタル画像信号Sdの輝度情
報を検出、保持し、関心領域50a における輝度データを
計算して所定の輝度領域を設定する。階調変換データ作
成手段32が、該所定の輝度領域における画像表示手段24
(低輝度表示媒体)と高輝度表示媒体との階調特性が同
一となるように該所定の輝度領域毎に階調データを参照
して階調変換データを作成する。輝度域別階調変換処理
手段22が該階調変換データを参照して、デジタル画像信
号Sdを輝度情報データSnに階調変換する輝度域別階調
変換処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像データの明る
さ成分を表す輝度データに基づいて、該画像データを表
示する画像表示方法および装置に関し、さらに詳細に
は、放射線画像読取再生システムに使用され、参照する
表示媒体(例えばシャーカステン等)の階調特性とCR
T等の画像表示媒体の階調特性が所定の輝度領域におい
てほぼ同一となるように前記画像データを表示する画像
表示方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】放射線を照射すると、この放射線エネル
ギの一部が蓄積され、その後、可視光やレーザ光等の励
起光を照射すると蓄積された放射線エネルギに応じて輝
尽発光を示す蓄積性蛍光体(輝尽性蛍光体)を利用し
て、人体等の被写体の放射線画像情報を一旦シート状の
蓄積性蛍光体(蓄積性蛍光体シート)に記録し、この蓄
積性蛍光体シートをレーザ光等の励起光で走査して輝尽
発光光を生じせしめ、得られた輝尽発光光を光電的に読
み取って画像信号を得る放射線画像記録読取システムや
放射線画像読取システムがすでによく知られている。
【0003】またこれらのシステムにおいては、読み取
って得られた画像信号に階調処理や周波数処理等の画像
処理を施し、この処理が施された後の画像信号に基づい
て、観察読影性(診断適性)の優れた診断用可視像を写
真感光材料(フイルム等)に記録し、または一時的に記
録媒体に記録して後に高精細のCRT等の画像表示装置
に表示することにより再生されて診断等に供される。フ
イルムによる可視像の再生は、画像信号に応じて出力が
変調されたレーザビームをフイルムに走査することによ
り行われる。
【0004】ところで蓄積性蛍光体シートに実際に記録
された潜像が所望の画像かどうかは、実際にその画像を
再生して確認する必要があるが、この再生においては、
例えばフイルムに出力する場合はその出力に時間がかか
る。また一旦記録媒体に記録した後に診断用のCRTや
LCD等の画像表示装置(以下、「CRT表示装置」と
して代表記述する。)に表示する場合、画像処理時間等
を除いてほぼ即時的に観察画像を得ることができるが、
観察画像の視覚的な階調特性がフイルムにおける階調特
性と異なるという問題が指摘されている。これは以下に
述べる理由による。
【0005】CRT表示装置において階調特性を設定す
る場合、後述の人間の感覚についての一つの関係を表す
ウェーバーの法則に従って線形となるように表示設計が
なされるのが一般的である。ここで、ウェーバーの法則
について説明する。
【0006】一般に人間の感覚器官において、ある刺激
の強さIをΔIだけ微小変化したときに、やっと変化が
弁別できたとするとき,ΔIをその刺激の弁別しきい値
という。一般にΔIはIにほぼ比例する。すなわち、 ΔI/I=const ・・・・(1) となり、これをウェーバーの法則といっている。
【0007】この場合、ΔIに対応する感覚Δsは感覚
における最小単位であり、式(1)から、 Δs=kΔI/I ・・・・(2) が成り立つこととなる。
【0008】ここで、Δをdに置き換え、k、cを定数
とすると式(3)が成立する。
【0009】S=k logI+c ・・・・(3) これは人間の感覚量が刺激の強さの対数に比例すること
を意味し、ウェーバー・フェヒナーの法則と呼ばれてい
る。
【0010】このような関係は、人間の視覚系について
も適用され、明るさ刺激値(輝度)をL、明るさ知覚値
をBとすると、式(4)が成立する。
【0011】B=k logL+c ・・・・(4) しかしながら、このウェーバー・フェヒナーの法則が適
用され得る明るさ刺激値(輝度L)の範囲には一定の限
度があり、式(4)は ΔL/L=constというウ
ェーバーの法則の範囲では成り立つが、それ以外の所で
は成り立たたず、ある範囲での近似則を表すものである
(図4(A)参照)。
【0012】これに対して、人間の感覚系の関係を定量
的に表す式として、より現実に合致するものとして以下
の式が提唱されている。
【0013】B=k(L−L0n ・・・・(5) B=kLn − B0 ・・・・(6) nは定数、L0、B0は背景光の影響を表す項である。
【0014】式(5)はスティーブンスの式、式(6)
はジェイムソン・ハービッチの式といわれている。これ
らの式はn=0.33などとするとよく実験結果と合う
と言われている。すなわち、人間の視覚系における明る
さ刺激値(輝度L)に対する明るさ知覚値Bは、明るさ
刺激値(輝度L)の対数に比例するのではなく、明るさ
刺激値(輝度L)のn乗に比例する性質を有する。
【0015】従って、CRT表示装置において階調特性
を設定する場合、上述のウェーバーの法則に従って線形
となるような表示設計を行ってもウェーバーの法則が適
用できる一定輝度領域でのみ人間の視覚特性に合致した
階調特性を表すことができるにすぎない。この理由につ
いて図4(B)および(C)を参照して詳細に説明す
る。
【0016】比較的低い輝度領域(La1 からLa2 )を有
する表示装置Aと比較的高い輝度領域(Lb1 からLb2 )
を有する表示装置Bにおいて、La1 からLa2 の幅とLb1
からLb2 の幅とが輝度Lを対数で表したときの対数輝度
領域上で同じであると仮定する。いまウェーバーの法則
が全輝度領域に亘って成立すると仮定すると、人間の視
覚系における明るさ刺激値(輝度L)に対する明るさ知
覚値Bは、図4(B)で示す直線Xをもって表される。
直線X上の2つのo印を結ぶ線がLa1 からLa2の階調特
性を表し、直線X上の2つのx印を結ぶ線がLb1 からLb
2 の階調特性を表す。比較的高い輝度領域(Lb1 からLb
2 )を比較的低い輝度領域(La1 からLa2 )に対応する
ようにLb1 からLb2 の幅を保ってLb1 をLa1 まで移動さ
せた直線Yを作成する(このようにしたときの輝度座標
を等価輝度値QL という)。これより等価輝度値を対数
で表したときの対数等価輝度領域上のいずれの場所にお
いても等価輝度値の変化が同じであれば明るさ知覚値の
変化も同じとなり両者の視覚的な階調特性が同じになる
ことがわかる。
【0017】しかしながら、上述のように人間の視覚系
における明るさ刺激値(輝度L)に対する明るさ知覚値
Bは、明るさ刺激値(輝度L)の対数に比例するのでは
なく、明るさ刺激値(輝度L)のn乗に比例する性質を
有するから、図4(C)で示す曲線Xをもって表される
のがより現実に適する。この場合においても上述のよう
な輝度領域の対応付けを行うことができ、等価輝度値で
考えた場合曲線Yを作成できる。これより等価輝度値を
対数で表したときの対数等価輝度領域上のいずれの場所
においても等価輝度値の変化が同じであっても明るさ知
覚値の変化は同じとならず両者の視覚的な階調特性が異
なることがわかる。
【0018】一方、表示輝度領域の同じような同種類の
表示装置間においては、ほぼ同様な階調特性を表すこと
から、種類が異なる表示装置に同時に同一画像を表示し
ない限り、このような特性が問題とされることは従来は
なかった。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、放射線
画像等の医用画像情報をCRT表示装置に表示する場合
は、写真感光材料(フィルム)等の記録材料の階調特性
との相違が問題となってくる。一例として、放射線画像
をフィルムに撮像しシャーカステンにて観察するもの
(以下「フィルム/シャーカステン表示装置」という)
とCRT表示装置との階調特性の相違について説明す
る。CRT表示装置とフィルム/シャーカステン表示装
置では輝度(対数輝度領域にて)としては同等なダイナ
ミックレンジを持っている。しかし、その表示輝度領域
は異なり明るさ知覚値はウェーバーの法則に従わないた
め、明るさ知覚的に同等なダイナミックレンジをとるこ
とができず(例えば、図4(C)におけるBaとBbの違
い)、視覚的に同等な階調特性を得ることはできない。
例えば、CRT表示装置では通常、100〜200cd/cm
2 が表示輝度の上限であるのに対し、フィルム/シャー
カステン表示装置では、5000〜6000cd/cm2 まで表
示することができる。一方、表示輝度領域の幅はいずれ
も40〜50dB程度でほぼ同様である。
【0020】このため、フィルム/シャーカステン表示
装置とCRT表示装置に同一画像データを表示した場合
は、人間の視覚的な階調特性に差を生じることとなる。
したがって、同一の放射線画像をフィルム/シャーカス
テン表示装置とCRT表示装置に表示して診断に供しよ
うとする場合に視覚的な階調特性の差が問題となってく
る。一方、上述のようにフィルムは出力までに長時間か
かるため即時的な診断には適さないという問題があり、
CRT表示装置は即時的な診断に適するもののフィルム
との視覚的な階調特性が異なるため診断性能が劣るとい
う問題がある。そこで、このような表示輝度領域の異な
る表示装置間においても視覚的に同様な階調特性を示す
画像表示方法および装置の実現が望まれていた。
【0021】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、フィルム/シャーカステン表示装置やCRT表
示装置等のように異なる輝度領域をもつ2つの画像表示
媒体に同一の画像データを表示した場合に、所定の輝度
領域においては、比較的低い輝度領域を表示する画像表
示媒体(例えばCRT表示装置)において比較的高い輝
度領域を表示する画像表示媒体(例えばフィルム/シャ
ーカステン表示装置)の階調特性とほぼ同一な階調特性
で前記画像データを表示することのできる画像表示方法
および装置を提供することを目的とするものである。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明の画像表示方法
は、画像データの輝度成分を表す輝度データを画像表示
媒体(例えばCRT表示装置)に表示する画像表示方法
において、ある特定の輝度領域の範囲内で画像表示媒体
の階調特性が、参照する表示媒体(例えばフィルム/シ
ャーカステン表示装置)の階調特性と視覚的にほぼ同一
となる画像表示方法であって、上記画像データの関心領
域を設定し、この関心領域内における上記輝度データま
たは対話入力情報に基づいて、比較的高い第1の輝度領
域において上記輝度データを対数で表した第1の所定の
輝度領域を設定し、この輝度領域において上記輝度デー
タの値に対する明るさ知覚値の関係を示す階調特性を表
す階調データを作成し、比較的低い第2の輝度領域にお
いて、上記第1の所定の領域輝度領域の幅と概ね同一の
幅で上記輝度データを対数で表した第2の所定の輝度領
域を設定し、この第2の所定の輝度領域において、上記
第1の所定の輝度領域の階調特性とこの第2の所定の輝
度領域の階調特性とが、視覚的にほぼ同一の階調特性と
なるような階調変換データを作成し、上記第2の所定の
輝度領域内の上記輝度データを上記階調変換データに基
づいて変換することにより新たな輝度データを作成し、
上記画像表示媒体にこの新たな輝度データに基づく画像
信号を表示することにより、上記第1の所定の輝度領域
における階調特性と上記第2の所定の輝度領域における
階調特性とが視覚的にほぼ同一の階調特性となるよう
に、上記輝度データを上記画像表示媒体に表示すること
を特徴とするものである。
【0023】尚、「参照する表示媒体」は必ずしも輝度
データを現実に表示するものに限られるものでなくても
良い。すなわち、「参照する表示媒体」は、上記画像表
示媒体に表示されるものと同じ画像データの輝度成分を
表す輝度データを仮に表示させたとしたときに得られる
であろう仮想的なものを想定し、その仮想的な表示媒体
における輝度データ(例えば、前もって測定して得られ
た輝度データなど)を参照して、前記階調データを作成
するようにしても良い。以下同様である。
【0024】また、本発明の画像表示装置は、上記方法
に従って画像表示を行う装置であって、画像データの輝
度成分を表す輝度データを表示する画像表示媒体と、上
記画像データを記憶する画像メモリと、上記画像データ
の関心領域を上記画像表示媒体の表示画像内に設定する
関心領域設定手段と、上記画像メモリから読み出された
画像データの輝度成分を表す輝度データを検出する輝度
データ検出手段と、上記関心領域内における上記輝度デ
ータまたは対話入力情報に基づいて、比較的高い第1の
輝度領域において上記輝度データを対数で表した第1の
所定の輝度領域を設定する輝度領域設定手段と、この輝
度領域において上記輝度データの値に対する明るさ知覚
値の関係を示す階調特性を表す階調データを作成する階
調データ作成手段と、比較的低い第2の輝度領域におい
て、上記第1の所定の領域輝度領域の幅と概ね同一の幅
で上記輝度データを対数で表した第2の所定の輝度領域
を設定し、この第2の所定の輝度領域において、上記第
1の所定の輝度領域の階調特性とこの第2の所定の輝度
領域の階調特性とが視覚的にほぼ同一の階調特性となる
ような階調変換データを作成する階調変換データ作成手
段と、この階調変換データに基づいて上記第2の所定の
輝度領域内の上記輝度データを変換することにより新た
な輝度データを作成する輝度域別階調変換変換手段とを
有し、上記画像表示媒体にこの新たな輝度データに基づ
く画像信号を表示することにより、上記第1の所定の輝
度領域における階調特性と上記第2の所定の輝度領域に
おける階調特性とが視覚的にほぼ同一の階調特性となる
ように、上記輝度データを上記画像表示媒体に表示する
ことを特徴とするものである。
【0025】また、上記画像表示方法および画像表示装
置において、階調データおよび階調変換データが、ルッ
クアップテーブルにより与えられるものであることが望
ましい。
【0026】さらに、上記画像表示方法および画像表示
装置にあっては、階調変換データが人間の視覚特性に基
づく明るさ刺激値に対する明るさ知覚値を表す明るさ関
数に基づいて作成されることが望ましく、また、この明
るさ関数が、明るさ知覚値をB、明るさ刺激値をLとし
たとき、式 B=kLn−B0 または、 B=k(L−L0n で与えられればなお良い。
【0027】なお、ここでkは比例定数、nは0以上1
未満の範囲内の乗数、B0 およびL0 は背景光の影響を
表す項である。
【0028】ここで、上記式におけるnの値が、0.2
5から0.45の範囲内であればなおいっそう望まし
い。
【0029】
【発明の効果】本発明の画像表示方法および装置によれ
ば、比較的高い輝度領域を有する表示媒体(例えば、フ
ィルム/シャーカステン表示装置等)と比較的低い輝度
領域を有する表示媒体(例えば、CRT表示装置等)の
ように表示できる輝度領域の異なる2つの画像表示媒体
であっても、同一の画像データを表示した場合に、ある
特定の輝度領域については両表示媒体の階調特性がほぼ
同一となるような階調変換データを作成し、この階調変
換データに基づいて輝度データを変換してから画像表示
を行うので、比較的低い輝度領域を有する表示媒体にお
いて、ある特定の輝度領域について比較的高い輝度領域
を有する表示媒体の階調特性と視覚的に同等な階調特性
を有する画像を表示することができようになる。特に、
人間の視覚特性に基づく明るさ刺激値に対する明るさ知
覚値を表す明るさ関数(例えば、スティーブンスやジェ
イムソン・ハービッチが提案する関係式)に基づいて、
上述の階調変換処理を行うことにより両表示媒体の階調
特性は視覚的な差異を殆ど感じることがなくなる。本発
明による画像表示装置を医療現場において使用すること
により、放射線画像をフィルム/シャーカステン表示装
置に表示したのと同等の階調特性でCRT表示装置に表
示することが可能となる。従って、CRT表示装置によ
ってほぼ即時的に、しかもフィルムと同等の診断性能で
診断することができるようになる。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の画
像表示方法および装置の実施の形態を詳細に説明する。
なお、図2及び図3における輝度情報入力に対する明る
さ知覚値の特性は、簡略のため直線近似または折線近似
で考えることとする。
【0031】第1図は本発明の実施の形態による放射線
画像情報を表示する画像表示装置を示すブロック図であ
る。
【0032】この画像表示装置は、放射線画像の医用画
像を読みとる医用画像読取手段10からの読取画像信号S
a(アナログ値)がA/D変換器12によりデジタル画像
信号Sdに変換され、例えば磁気ディスク、光ディス
ク、磁気テ―プ等の画像メモリ20に一旦記憶される。
【0033】画像メモリ20の一方の出力は、後述のよう
に輝度域別階調変換処理手段22で輝度情報データSnに
階調変換され、D/A変換器26によりアナログ信号にも
どされて、CRT等の画像表示手段24により医用画像50
が表示される。以下に述べる画像処理の対象とされる関
心領域50a がマウス等の関心領域設定手段34により設定
され、その領域が医用画像50とともに画像表示手段24に
表示されている。
【0034】また、医用画像読取手段10からの読取画像
信号Sa(アナログ値)は、写真感光材料(フィルム)
によっても医用画像として撮像されている。この写真感
光材料(フィルム)による医用画像は通常フィルム/シ
ャーカステン表示装置(図示せず)上にて観察されるも
のである。階調特性測定手段42によりフィルム/シャー
カステン表示装置(図示せず)の階調特性が測定され、
階調データ作成手段40によりこのフィルム/シャーカス
テン表示装置の輝度情報に対する明るさ知覚値の関係を
示す階調特性を表す階調データが作成される。なお、キ
ー入力等による対話式の階調特性入力手段44により所定
の階調データを直接データ入力することもできる。
【0035】画像メモリ20の他方の出力は、輝度データ
検出手段36に入力され、画像データに含まれる輝度デー
タを保存するとともに、前記関心領域50a 内について後
述のデータ計算を行い輝度領域設定手段38に計算結果を
入力する。輝度領域設定手段38はこの計算結果又はキー
入力等に基づいて後述の階調変換処理を行う輝度領域を
設定する。
【0036】階調変換データ作成手段32は、輝度領域設
定手段38により設定された所定の輝度領域について階調
データ作成手段40の出力に基づいて階調変換データを作
成する。なお、所定の輝度領域以外の輝度領域について
は、階調データ作成手段40の出力に基づかないものの、
後述のように再生画像に不具合を生じないような階調変
換データが作成される。
【0037】輝度域別階調変換処理手段22は、上記所定
の輝度域別に前記階調変換データに基づいて画像メモリ
20の出力を新たな輝度情報である輝度情報データSnに
階調変換する輝度域別階調変換処理を行う。
【0038】以下、上記構成の画像表示方法及び装置の
作用について説明する。まず、階調データの作成処理に
ついて詳細に説明する。医用画像読取手段10からの読取
画像信号Sa(アナログ値)は、写真感光材料(フィル
ム)によって医用画像として撮像されており、フィルム
/シャーカステン表示装置(図示せず)上にて観察され
る。階調特性測定手段42によりフィルム/シャーカステ
ン表示装置(図示せず)上に前記写真感光材料(フィル
ム)をのせて観察した場合の視覚的な階調特性を測定
し、当該装置の階調データを作成し保存する。この階調
データはフィルム/シャーカステン表示装置の輝度情報
(明るさ刺激値)に対する明るさ知覚値の関係を示す階
調特性を表すものであり、ルックアップテーブルとして
与えられることが望ましく、本実施の形態ではルックア
ップテーブルを使用する。
【0039】尚、フィルム/シャーカステン表示装置に
て現実に表示し階調特性を測定することなく、仮想的な
表示媒体を想定し(フィルム/シャーカステン表示装置
がない場合も含む。)、その仮想的な表示媒体における
輝度データ(例えば、前もって測定して得られた輝度デ
ータなど)に基づいて、キー入力等による対話式の階調
特性入力手段44により所定の階調データを直接データ入
力することもできる。
【0040】輝度情報は輝度情報を対数で表したときの
対数輝度領域によって表わされるものとし、階調特性測
定手段42による測定結果であるフィルム/シャーカステ
ン表示装置の表しうる最低輝度レベルをL1、最高輝度レ
ベルをL2とする。このとき、それぞれの輝度レベルに対
する明るさ知覚値がB1およびB2として与えられるものと
する(図2(A)を参照)。このフィルム/シャーカス
テン表示装置の階調データは前記最低輝度レベルL1と最
高輝度レベルL2の間の対数輝度入力を所定の間隔で測定
したときの明るさ知覚値の値として保存してもよく、ま
た、変化幅等として保存することもできる。なお、この
階調データは輝度レベルに対応してルックアップテーブ
ル状に作成される。
【0041】この階調データは、フィルム/シャーカス
テン表示装置により特定されるものであるから毎回測定
を行う必要もなく一度測定した結果をデータ保存してお
くことが望ましい。又、予め別の測定手段により測定し
た結果をキー入力等による対話式の階調特性入力手段44
により直接データ入力し保存することもできる。
【0042】次に、輝度データ検出処理及び輝度領域設
定処理について詳細に説明する。画像メモリ20の他方の
出力が、輝度データ検出手段36に入力されており、画像
データに対応した輝度データを保存する。また、輝度デ
ータ検出手段36は、前記関心領域50a 内の前記輝度デー
タの最小値Dmin、最大値Dmax、平均値Dave、データ分布
等のデータ計算を行う。輝度領域設定手段38は、この計
算結果又はキー入力等に基づいて後述の輝度域別階調変
換処理の基準となる所定の輝度領域を設定する。設定の
基準は、例えば前記輝度データの平均値Dave、最小値Dm
inから最大値Dmaxまで、データ再現確率の最大となる輝
度領域など観察対象とする画像データに適したものを選
択的に使用することができる。なお、前記データ計算
は、特に前記関心領域50a 内に限らず全画像データにつ
いて行うものであっても良い。
【0043】また、この所定の輝度領域は対数輝度領域
の幅で与えられており、フィルム/シャーカステン表示
装置における所定の輝度領域の幅が、画像表示手段24が
表示し得る対数輝度領域の幅以下であり、かつ、この所
定の輝度領域におけるフィルム/シャーカステン表示装
置における明るさ知覚値の幅が、画像表示手段24が表示
し得る明るさ知覚値の幅以下となるように設定すること
が要求される。この理由について以下に説明する。
【0044】輝度情報を対数輝度入力によって表わした
とき、画像表示手段24の表しうる最低輝度レベルをL3、
最高輝度レベルをL4とする。このとき、それぞれの輝度
レベルに対する明るさ知覚値がB3およびB4として与えら
れるものとする(図2(B)を参照)。L2−L1はL4−L3
とほぼ同じような値となるものとする。即ち、対数輝度
領域で考えた場合の表示輝度領域の幅はほぼ同じである
ということである。一方、各々の輝度入力における明る
さ知覚値はB1対B3およびB2対B4というように異なり、線
の傾きが異なる。即ち、両表示手段の視覚的な階調特性
が異なると言うことである。
【0045】例えば、後述の階調変換処理の対象とする
輝度領域をフィルム/シャーカステン表示装置の輝度領
域上にLa1 からLb1 まで設定した場合(図2(A)参
照)、Lb1 からLa1 の幅を保って画像表示手段24の表示
輝度領域上にLb1 からLa1 を設定した場合を考えること
とする。この時の両表示媒体の階調特性を上述のように
輝度座標を等価輝度値QL をもって考えるべくLb1 から
La1 を重ねて表示するものとする(図2(C)参照)。
この時、La1 およびLb1 におけるフィルム/シャーカス
テン表示装置の明るさ知覚値を各々BaおよびBbとする
と、Bb−Ba<B4−B3となることが必要である。さもなく
ば、La1 からLb1 において画像表示手段24の表示できる
明るさ輝度値を越えてしまうからである。例えば、輝度
領域をLa2 からLb2 までとした場合、画像表示手段24の
輝度領域の如何なる領域に対応させても後述の階調変換
処理を行うと、La2 近傍以下の輝度入力の時に画像つぶ
れを生じるからである(図2(D)参照)。但し、画像
つぶれを許容する場合は、このような制約を考慮せずに
領域設定することもできる。
【0046】次に、階調変換データ作成処理について図
3を参照して詳細に説明する。図3は上記に従って所定
の輝度領域をLaからLbまでとし、フィルム/シャーカス
テン表示装置の表示輝度領域と画像表示手段24の表示輝
度領域とが、L1とL3が重なるように対応させて等価輝度
値の座標で表したものである。図3において、Laおよび
Lbに対応するフィルム/シャーカステン表示装置の表示
輝度領域および画像表示手段24の表示輝度領域における
それぞれの明るさ感覚値をBax 、Bay 、Bbx 、Bby とす
る。なお、折線Xはフィルム/シャーカステン表示装置
の階調特性を示し、直線Yは画像表示手段24の階調特性
を示す。なお、図3においてフィルム/シャーカステン
表示装置の階調特性は簡略のため折線近似で考えること
とする。
【0047】階調変換データ作成手段32は、前記輝度デ
ータの所定の領域LbからLaにおいては、画像表示手段24
の階調特性とフィルム/シャーカステン表示装置の階調
特性とが視覚的にほぼ同一の階調特性となるように、階
調データを参照して、画像表示手段24の階調特性を変換
することにより階調変換データを作成する。このとき本
実施の形態では階調データがルックアップテーブルによ
って与えられているのでデータの参照が容易であり、階
調変換データの作成を容易に行うことができる。この変
換処理により、例えばLaにおける画像表示手段24の明る
さ知覚値が、Bay からBzに変換される。この変換処理の
結果、例えば図3に示すようにLbからLaの間はいずれの
表示装置においても同様な階調特性(変換後の線Yの傾
きが線Xの傾きと同じ)が得られる。
【0048】この階調データの作成においては、人間の
視覚特性に基づく明るさ刺激値に対する明るさ知覚値を
表す明るさ関数(例えば、スティーブンスの式:B=k
(L−L0n やジェイムソン・ハービッチの式:B=
kLn−B0 等)に基づいて作成されることが望まし
い。さらにスティーブンスやジェイムソン・ハービッチ
の式におけるnの値が、0.25から0.45の範囲内
であればなお望ましい。
【0049】なお、明るさ関数は上記の例に限るもので
はなく、例えば物体表面の明るさについての関数として
提唱されている修正マンセル系の明度関数(Ladd、Steve
ns、Godlove、Judd等による:「画像工学(S48.12.20
版)」滝保夫ほか編(コロナ社)407 ページを参照)に
基づいて変換を行うこともできる。
【0050】上記所定の輝度領域(LaからLbまで)以外
の輝度領域については、上述のような階調変換データ作
成処理を行わない。しかし、この階調変換データに基づ
いて後述の階調変換処理を行うことにより再生画像に著
しい弊害を与えることは望ましいことではないので、以
下のような階調変換データが作成されることが望まし
い。
【0051】まず、前記輝度データの領域L4からLbにつ
いて、画像表示手段24の階調特性をそのまま表す階調変
換データを作成する。一方、前記輝度データの領域Laか
らL3においては、上述の階調変換データ作成処理とは異
なり、Bzを始点として明るさ知覚値が漸次単調減少する
ように画像表示手段24の階調特性を変換処理することに
より階調変換データを作成する。このように漸次単調減
少するような階調変換を行うことにより、領域LaからL3
においてもわずかではあるが階調特性を保持することが
できる。また、このようにして作成される階調変換デー
タは、再生画像に著しい弊害を与えないように、輝度デ
ータの変化に対して明るさ知覚値が連続するようになっ
ていることが望ましい。
【0052】このような一連の階調変換データ作成処理
を行うことにより、画像表示手段24の階調特性は直線Y
で示されるものから折線Zで示されるものになり、領域
LbからLaにおいては線Xで示されるフィルム/シャーカ
ステン表示装置の階調特性とほぼ同様な階調特性を示す
ようになる。
【0053】なお、階調変換データ作成手段32は、階調
変換データをルックアップテーブルとして保存するもの
であることが望ましい。
【0054】次に、輝度域別階調変換処理について詳細
に説明する。上述の階調変換の結果を反映させて、画像
表示手段24に画像データを表示させるためには画像表示
手段24の入力輝度情報を変換する必要がある。即ち、上
述の階調変換データに基づく階調特性が得られるような
新たな輝度情報に変換する必要がある。本実施の形態で
は、輝度域別階調変換処理手段22により、L4からLb、Lb
からLa、LaからL3のそれぞれの輝度領域毎に上述の階調
変換データに基づいて新たな輝度データを作成しなけれ
ばならない。このとき上述のように階調変換データがル
ックアップテーブルで与えられていれば、必要な明るさ
知覚値の得られる輝度データを割り当てるだけで輝度デ
ータの変換を行うことができるので、輝度域別階調変換
処理を容易に行うことができる。なお、上述の領域L4か
らLbについては画像表示手段24の階調特性をそのまま表
すことになるため、この領域については階調変換データ
作成処理や輝度域別階調変換処理を行うことを省略する
こともできる。
【0055】上述のような輝度域別階調変換処理手段22
による輝度域別階調変換処理を行うことにより、新たな
輝度情報データSnが作成され、D/A変換器26により
アナログ信号にもどされて、比較的低い表示輝度領域を
有するCRT等の画像表示手段24により医用画像50が表
示される。従って、ここで観察される医用画像50は、上
記設定された所定の輝度領域については比較的高い表示
輝度領域を有するフィルム/シャーカステン表示装置の
階調特性とほぼ同様な階調特性を示した画像として観察
することができるようになる。
【0056】なお、医用画像50を画像表示手段24に表示
する場合、画像データの全画像領域に亘って上記輝度域
別階調変換処理の行われた画像を表示することもできる
が、関心領域50a についてだけ上記輝度域別階調変換処
理を行いその他の画像領域については輝度域別階調変換
処理を行わずに原画像データを表示させることもでき
る。また、関心領域50a をズームアップして、上記輝度
域別階調変換処理のされた関心領域50a のみを拡大表示
させることもできる。
【0057】さらに、医用画像50を画像表示手段24に表
示する場合、画像データに付帯する情報を基にその画像
を表示するのに適した輝度域別階調変換処理条件(設定
の変更も可能である。)で表示することも可能である。
【0058】このような各種表示方法を採ることによ
り、医療現場においては、例えば胸部診断像の中濃度域
に着目した輝度域別階調変換処理を行ったり、マンモ像
の高濃度域に着目した輝度域別階調変換処理を行う等そ
れぞれの診断画像に適する輝度域別階調変換処理を行う
ことができるので、診断性能を向上させて即時的な診断
ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態である画像表示装置を表す
ブロック図
【図2】対数輝度領域における各表示装置の階調特性を
表す概念図
【図3】階調変換データの作成処理を説明する概念図
【図4】輝度領域によって階調特性が異なることを説明
する概念図
【符号の説明】
10 医用画像読取手段 12 A/D変換器 20 画像メモリ 22 輝度域別階調変換処理手段 24 画像表示手段 26 D/A変換器 32 階調変換データ作成手段 34 関心領域設定手段 36 輝度データ作成手段 38 輝度領域設定手段 40 階調データ作成手段 42 階調特性測定手段 44 階調特性入力手段 50 医用画像 50a 関心領域 Sa 読取画像信号 Sd デジタル画像信号 Sn 輝度情報データ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G09G 5/36 520 G06F 15/68 310J

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像データの輝度成分を表す輝度データ
    を画像表示媒体に表示する画像表示方法において、 前記画像データの関心領域を設定し、 該関心領域内における前記輝度データまたは対話入力情
    報に基づいて、比較的高い第1の輝度領域において前記
    輝度データを対数で表した第1の所定の輝度領域を設定
    し、 該輝度領域において前記輝度データの値に対する明るさ
    知覚値の関係を示す階調特性を表す階調データを作成
    し、 比較的低い第2の輝度領域において、前記第1の所定の
    領域輝度領域の幅と略同一の幅で前記輝度データを対数
    で表した第2の所定の輝度領域を設定し、 該第2の所定の輝度領域において、前記第1の所定の輝
    度領域の階調特性と該第2の所定の輝度領域の階調特性
    とが、視覚的にほぼ同一の階調特性となるような階調変
    換データを作成し、 前記第2の所定の輝度領域内の前記輝度データを前記階
    調変換データに基づいて変換することにより新たな輝度
    データを作成し、 前記画像表示媒体に該新たな輝度データに基づく画像信
    号を表示することにより、前記第1の所定の輝度領域に
    おける階調特性と前記第2の所定の輝度領域における階
    調特性とが視覚的にほぼ同一の階調特性となるように、
    前記輝度データを前記画像表示媒体に表示することを特
    徴とする画像表示方法。
  2. 【請求項2】 前記階調データおよび前記階調変換デー
    タが、ルックアップテーブルにより与えられることを特
    徴とする請求項1記載の画像表示方法。
  3. 【請求項3】 前記階調変換データが、人間の視覚特性
    に基づく明るさ刺激値に対する明るさ知覚値を表す明る
    さ関数に基づいて作成されることを特徴とする請求項1
    または2記載の画像表示方法。
  4. 【請求項4】 前記明るさ関数が、明るさ知覚値をB、
    明るさ刺激値をLとしたとき、式 B=kLn−B0 で与えられることを特徴とする請求項3記載の画像表示
    方法。(なお、ここでkは比例定数、nは0以上1未満
    の範囲内の乗数、B0 は背景光の影響を表す項であ
    る。)
  5. 【請求項5】 前記明るさ関数が、明るさ知覚値をB、
    明るさ刺激値をLとしたとき、式 B=k(L−L0n で与えられることを特徴とする請求項3記載の画像表示
    方法。(なお、ここでkは比例定数、nは0以上1未満
    の範囲内の乗数、L0 は背景光の影響を表す項であ
    る。)
  6. 【請求項6】 前記式におけるnの値が、0.25から
    0.45の範囲内であることを特徴とする請求項4また
    は5記載の画像表示方法。
  7. 【請求項7】 画像データの輝度成分を表す輝度データ
    を表示する画像表示媒体と、 前記画像データを記憶する画像メモリと、 前記画像データの関心領域を前記画像表示媒体の表示画
    像内に設定する関心領域設定手段と、 前記画像メモリから読み出された画像データの輝度成分
    を表す輝度データを検出する輝度データ検出手段と、 前記関心領域内における前記輝度データまたは対話入力
    情報に基づいて、比較的高い第1の輝度領域において前
    記輝度データを対数で表した第1の所定の輝度領域を設
    定する輝度領域設定手段と、 該輝度領域において前記輝度データの値に対する明るさ
    知覚値の関係を示す階調特性を表す階調データを作成す
    る階調データ作成手段と、 比較的低い第2の輝度領域において、前記第1の所定の
    領域輝度領域の幅と略同一の幅で前記輝度データを対数
    で表した第2の所定の輝度領域を設定し、該第2の所定
    の輝度領域において、前記第1の所定の輝度領域の階調
    特性と該第2の所定の輝度領域の階調特性とが視覚的に
    ほぼ同一の階調特性となるような階調変換データを作成
    する階調変換データ作成手段と、 該階調変換データに基づいて前記第2の所定の輝度領域
    内の前記輝度データを変換することにより新たな輝度デ
    ータを作成する輝度域別階調変換変換手段とを有し、 前記画像表示媒体に該新たな輝度データに基づく画像信
    号を表示することにより、前記第1の所定の輝度領域に
    おける階調特性と前記第2の所定の輝度領域における階
    調特性とが視覚的にほぼ同一の階調特性となるように、
    前記輝度データを前記画像表示媒体に表示することを特
    徴とする画像表示装置。
  8. 【請求項8】 前記階調データおよび前記階調変換デー
    タが、ルックアップテーブルにより与えられることを特
    徴とする請求項7記載の画像表示装置。
  9. 【請求項9】 前記階調変換データが、人間の視覚特性
    に基づく明るさ刺激値に対する明るさ知覚値を表す明る
    さ関数に基づいて作成されることを特徴とする請求項7
    または8記載の画像表示装置。
  10. 【請求項10】 前記明るさ関数が、明るさ知覚値を
    B、明るさ刺激値をLとしたとき、式 B=kLn−B0 で与えられることを特徴とする請求項9記載の画像表示
    装置。(なお、ここでkは比例定数、nは0以上1未満
    の範囲内の乗数、B0 は背景光の影響を表す項であ
    る。)
  11. 【請求項11】 前記明るさ関数が、明るさ知覚値を
    B、明るさ刺激値をLとしたとき、式 B=k(L−L0n で与えられることを特徴とする請求項9記載の画像表示
    装置。(なお、ここでkは比例定数、nは0以上1未満
    の範囲内の乗数、L0 は背景光の影響を表す項であ
    る。)
  12. 【請求項12】 前記式におけるnの値が、0.25か
    ら0.45の範囲内であることを特徴とする請求項10
    または11記載の画像表示装置。
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