JPH1196352A

JPH1196352A - 画像処理装置、画像処理方法及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体

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Publication number: JPH1196352A
Application number: JP9258753A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Inoue; 仁司井上
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 1999-04-09
Anticipated expiration: 2017-09-24
Also published as: JP3754807B2

Abstract

(57)【要約】【課題】同一部位をＸ線撮影した多くの画像の階調を
簡単な方法で所望の階調を有する画像に変換する。【解決手段】予め所望の階調を有する標準画像を手作
業等により作成し、その階調のヒストグラム（ａ）を作
成する。このヒストグラムを（ｃ）のように平坦化する
ための階調変換テーブル（ｂ）を、そのヒストグラムを
用いて所定の演算式により作成し、さらにこの階調変換
テーブルからこれとは逆の変換機能を有する逆変換テー
ブルを作成しておく。次に変換すべき画像を入力し、そ
のヒストグラム（ｄ）を作成する。次にこのヒストグラ
ムを（ｃ）のように平坦化するための階調変換テーブル
（ｅ）を上記演算式により作成する。そして上記変換す
べき画像を上記階調変換テーブル（ｅ）及び上記逆変換
テーブルにより順次階調変換することにより、標準画像
に近い階調を有する画像を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医療用放射線画像
の階調を所望の階調に変換する場合等に用いて好適な画
像処理装置、画像処理方法及びそれに用いるコンピュー
タ読み取り可能な記憶媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】医療用Ｘ線放射線画像は従来、人体を透
過したＸ線強度分布を蛍光体の蛍光分布に変換し、光強
度を直接銀塩フィルムに写し現像してきた長い歴史があ
るが、近年、輝尽性蛍光体にＸ線強度分布をエネルギー
として潜像化し読み出す方式や、Ｘ線による蛍光体の蛍
光分布を直接画像として読み出す方式、蛍光を用いない
技術などさまざまな方式により放射線画像を電気信号と
して読み出し、ディジタル変換することによりディジタ
ル画像を構成するようになってきている。

【０００３】ディジタル画像を用いることにより、ファ
イリングの効率化、遠隔診断の実用化、診療技術・効率
の改善がなされるようになる。さらに、ディジタル画像
にすることにより、さまざまな画像処理が可能となり、
診断方法も変貌しつつある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そのような画像処理の
なかで、最も一般的なものは階調処理である。例えば画
像中の画素の値を規則的に変換することにより、もとの
ままでは認識しにくいパターンを見やすく強調できる。
また、Ｘ線画像撮影時の撮影条件を間違えたり、不安定
であったりする場合などのように、従来のフィルムによ
る撮影では救済できない画像も、適切な階調処理で常に
安定した特性の画像を取得することができる。

【０００５】そういった階調処理の中でヒストグラム
（画素値の頻度分布）の平坦化は最も一般的で簡便な手
法であるが、画像全体の画素値頻度分布の集中するとこ
ろは広げ、そうでないところは狭めたり、統合すること
によって盲目的に平坦化する手法であるため、診療には
適さない場合も多い。診断画像は、従来の銀塩フィルム
を用いた長い歴史で培われたものであり、医師にとって
は階調特性（見えかた）も銀塩フィルムと同様なもので
あるほうが診断効率・精度があがる。即ち、従来の銀塩
フィルムの画像のヒストグラムは当然平坦ではなく、長
年工夫・洗練された撮影技法により病変部などが特徴的
に描出されたものであり、また、医師はそのような描出
形態をもって病名を判断する訓練を重ねてきている。

【０００６】ディジタル画像の階調処理においても、そ
のような診断しやすい画像に変換し、安定した画像を取
得することが望まれており、そのために本来銀塩フィル
ムと大きく異なる特性をもつディジタル画像取得デバイ
スによる画像を経験的な手法を含むかなり複雑な処理を
もってその要求に応えてきているが、それらには一般的
に多大な処理時間と煩雑な操作が必要になるという第１
の問題点があった。

【０００７】また画像のディジタル化による大きな利点
にファイリング・検索も容易になったことがあげられ
る。例えば同一の患者に対して、病変の変化具合を過去
のファイリングされた画像から引き出し、比較検討する
ことも非常に速やかに行えるようになった。その時、た
またまＸ線撮影条件が過去と異なる場合でも、階調処理
を施すことにより撮影条件の差異をなくすことができ
る。しかし、その場合階調をほぼ過去のものと一致させ
るためには煩雑な処理が必要になるという第２の問題点
があった。

【０００８】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、同一部位を撮影した複数の画像の
階調を簡単に所望の階調を有する画像に変換することを
目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による画像処理装
置は、入力画像の階調のヒストグラムを平坦化するため
の階調変換の逆変換機能を有する逆階調変換手段を設け
ている。

【００１０】本発明による画像処理方法は、入力画像の
階調のヒストグラムを平坦化するための階調変換の逆変
換を行う逆階調変換ステップを設けている。

【００１１】本発明によるコンピュータ読み取り可能な
記憶媒体は上記画像処理方法を構成するステップを実行
するプログラムを記憶している。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
と共に説明する。まず、本発明による画像処理方法を原
理的に説明する。この方法の第１の段階では、標準画像
のヒストグラム平坦化を行う階調変換テーブルを作成
し、次に、その逆変換テーブルを作成する。次の段階で
は、一般の任意の画像に対して、やはりヒストグラム平
坦化を行う階調変換テーブルを作成し、その階調変換テ
ーブルを用いてその画像の階調変換を行う。この段階
で、一般の任意の画像のヒストグラムは平坦化される。
最後の段階で、上記ヒストグラムが平坦化された一般の
任意の画像を上記標準画像の逆変換テーブルを用いて階
調変換する。この３段階の方法により、一般の任意の画
像のヒストグラムは、大局的に標準画像のヒストグラム
と同様の階調に変換することができる。

【００１３】ディジタル画像のヒストグラムは画像の画
素値ｘの一画像中のすべてもしくは一部の頻度分布とし
て得られ、これをｆ（ｘ）と表わすと、そのｆ（ｘ）を
変形させ、大局的に分布の密度を均一平坦化させる技術
がヒストグラム平坦化である。ヒストグラム平坦化は画
像データを以下で示す階調変換テーブルＨ（ｘ）を通過
させることにより実施される。

【００１４】

【数１】

【００１５】式（１）で、Ｍ０はディジタルデータのも
つ最小値、Ｍ１はディジタルデータのもつ最大値を表わ
し、入力のディジタルデータの幅（ビット数）と出力デ
ィジタルの幅（ビット数）を同じものとしている（例え
ば一般的な１２ビットデータの場合Ｍ０＝０、Ｍ１＝４
０９５）。この平坦化する階調変換テーブルＨ（ｘ）に
よってヒストグラムｆ（ｘ）を持つ画像、即ち、元の画
像を階調変換すれば大局的に分布の密度を均一平坦化さ
せることは容易に推測される。

【００１６】上述の第１段階では、標準画像のヒストグ
ラムｆ₀（ｘ）から式（１）を用いてヒストグラム平坦
化階調変換テーブルＨ₀（ｘ）を作り、さらにその逆変
換テーブルＨ₀＊（ｘ）を作る。Ｈ₀（ｘ）は一般的に
解析的な関数でないため、逆関数である逆変換テーブル
Ｈ₀＊（ｘ）も解析的に求め得ないが、入出力が逆にな
るような変換テーブルは簡便なルーチン作業（プログラ
ム）によって容易に求められる。もしくは、Ｈ（ｘ）を
解析的な関数に近似して（最小２乗法などによる）Ｈ＊
（ｘ）を解析的に近似してもかまわない。

【００１７】この求められた逆変換テーブルＨ₀＊
（ｘ）には、平坦化されたヒストグラムをもつ画像を逆
に標準画像と同様のヒストグラムを持つような画像に変
換する機能があることは明らかである。この様子を図１
に示す。図１において、（ａ）は標準画像のヒストグラ
ムｆ₀（ｘ）を示し、横軸が画素値、縦軸が頻度値であ
る。（ｂ）はヒストグラム平坦化のための階調変換テー
ブルＨ₀（ｘ）であり、横軸が入力、縦軸が出力であ
る。（ｃ）は（ａ）のヒストグラムをもつ画像を（ｂ）
の入出力特性をもつ変換テーブルを通した出力画像のヒ
ストグラムを摸式的に描いたものであり、平坦化されて
いる。

【００１８】この図１（ａ）→（ｂ）→（ｃ）という流
れは、逆にたどることができ、図１（ｃ）→（ｂ）→
（ａ）という変換も可能である（当然、限られた階調数
を持つテーブルでの変換であるため、失われる情報もな
いわけではなく、完全に可逆であるとは言い切れない
が）。このとき（ｂ）の階調変換テーブルは縦軸が入
力、横軸が出力である逆関数Ｈ₀＊（ｘ）となる。

【００１９】上述の第２段階では、標準画像とは異なる
ヒストグラムをもつ別の任意の一般画像のヒストグラム
平坦化をやはり式（１）により行う。即ち、別画像のヒ
ストグラムｆ₁（ｘ）から式（１）を用いてヒストグラ
ム平坦化階調変換テーブルＨ ₁（ｘ）を作る。この様子
を図１で示す。同図で（ｄ）はヒストグラムｆ₁（ｘ）
であり、横軸が画素値、縦軸が頻度値である。（ｅ）が
ヒストグラム平坦化階調変換テーブルＨ₁（ｘ）であ
り、横軸が入力、縦軸が出力である。そして、やはり
（ｃ）が結果的に平坦化されたヒストグラムを表わす。

【００２０】上述の最終段階では、この（ｃ）の平坦な
ヒストグラムをもつ画像を（ｂ）のＨ₀＊（ｘ）を通す
ことによって変換されるので、結果的に（ａ）の標準的
なヒストグラムを持つ画像に変換されることが容易に理
解できる。

【００２１】以上の説明の中で、注意すべきは、画像は
離散的なディジタル値であるため、ヒストグラム平坦化
テーブルを通しても、完全にヒストグラムが平坦になる
のではなく、大局的に見た密度が変化して一定になるの
みであり、上述の３段階で得られる結果的な画像のヒス
トグラムも完全に標準画像のヒストグラムに一致するわ
けではない。しかし、大局的に見て一致していれば、人
間の肉眼ではほぼ一致した特性の画像として認識され
る。

【００２２】次に、上述した原理に基づく本発明の第１
〜第６の実施の形態について説明する。まず、第１〜第
３の実施の形態を説明するが、この第１〜第３の実施の
形態は、前記第１の問題点を解決するためのものであ
り、一度階調変換されて診断に適した処理がなされた画
像を標準画像とし、診断に適した処理がなされた画像の
頻度分布（ヒストグラム）は、撮影部位が同じであれば
ほぼ同じになることを利用して、任意の画像に対しては
ヒストグラムを標準画像と同一にするような階調処理を
簡便な手法で実現したものである。

【００２３】以下、第１の実施の形態について説明す
る。図２は本発明を実施したＸ線画像読み取りシステム
の構成を示すブロック図である。図２において、１はＸ
線発生装置、２は被写体である人体、３はＸ線強度分布
を電気信号に変換する撮像素子、４は撮像素子４の出力
をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器、６は撮像素子
４の暗出力のばらつき・変動を補正するためのオフセッ
トメモリ、７は後段の除算を行うための対数変換を行う
対数変換器、８は撮像素子４のゲインのばらつき・Ｘ線
放射分布の補正を行うためのシェーディング分布メモ
リ、２１は除算演算の最終段階として、対数変換された
画素データを逆対数変換し、Ｘ線強度に線形な値にする
逆対数変換器である。

【００２４】５は画像取り込み全体を制御するＣＰＵを
含むコントローラであり、画像読み取り部分それぞれの
ブロックに接続され、Ｘ線発生装置１のＸ線発生タイミ
ングに合わせて画像取り込みを制御するとともに、図面
では具体的に接続を省略してあるが、各変換器、階調変
換テーブルにも接続され、記憶媒体２４に記憶されたプ
ログラムに従って制御を行う処理装置でもある。尚、こ
のプログラムを格納する記憶媒体２４としては、ＲＯ
Ｍ、ＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＨＤ、メモリカード、光磁気
ディスクなどを用いることができる。

【００２５】９はヒストグラムを自動的に作成するため
のメモリコントローラ、１０は画像のヒストグラムが格
納されるヒストグラムメモリである。１２は取得された
画像を一旦格納するためのフレームメモリ、１３は第１
の階調変換テーブルであり、１１で示すヒストグラム平
坦化変換データを作成する変換データ作成部によって作
成されたヒストグラム平坦化の変換データが書き込まれ
る。１４は第２の階調変換テーブルであり、コントロー
ラにより作成された階調変換データが書き込まれる。１
５は外部へ画像データを出力するためのインターフェー
ス、２２、２３は減算器である。

【００２６】２０の破線で囲まれた部分は外部の画像保
管処理を受け持つ画像保管処理部である。１９は画像デ
ータを貯えるファイリング部、１７は画像モニタを含む
操作卓、１８は画像をフィルムなどへ出力するプリン
タ、１６は階調変換テーブル１３をこの画像保管処理部
２０の演算結果に従って書き換えるためのインターフェ
ース、２５はバスである。

【００２７】全体を制御するのは２６で示す中央処理装
置（ＣＰＵ）であり、２７で示す記憶媒体中に記録され
たプログラムに従って制御を行う。このプログラムを格
納する記憶媒体２７としては、ＲＯＭ、ＦＤ、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ、ＨＤ、メモリカード、光磁気ディスクなどを用い
ることができる。

【００２８】次に動作について説明する。まず、コント
ローラ５はＸ線発生装置１からＸ線を発生させないで、
撮像素子３の暗出力を取り込み、Ａ／Ｄ変換器４でディ
ジタル値に変換してオフセットメモリ６に格納する。次
に被写体２が無い状態でＸ線を発生させてＸ線放射分布
を取り込み、減算器２２で上記の暗出力を引き去った
後、対数変換器７で対数変換して、シェーディング分布
メモリ８に格納する。

【００２９】次に標準画像を作成する動作を説明する。
画像を取り込む前にヒストグラムメモリ１０のすべての
アドレスは０にクリアしておく。被写体２をＸ線発生装
置１と撮像素子３との間においた状態でＸ線を発生さ
せ、そのＸ線強度分布を撮像素子３が電気信号に変換す
る。その電気信号はディジタル値（読み取り画素値）に
変換され、対応する位置の暗出力をオフセットメモリ６
から読み出しながら読み取り画素値から減算する。次
に、減算された読み取り画素値は対数変換された後、対
応する位置のＸ線放射分布を上述の処理したシェーディ
ング分布メモリ８から読み出しながら減算器２３で減算
され、さらに逆対数変換されて、フレームメモリ１２に
一旦取り込まれる。このデータが撮像素子３のばらつき
・Ｘ線放射分布の補正された、被写体２の内部構造を示
す画素データである。

【００３０】上述の動作と同時に、画素データを読み取
りながら、メモリコントローラ９はその画素データの値
をヒストグラムメモリ１０のアドレスとして、そのアド
レスのメモリの値を１ずつインクリメントする。これに
よりすべての画像データがフレームメモリ１２に取り込
まれた時には、その画像のヒストグラムは自動的にヒス
トグラムメモリ１０に格納されている。ここでは、標準
画像を取り込む場合であるので、ヒストグラム平坦化は
特に行われないため、階調変換テーブル１３には入力：
出力が１：１の線形なデータを格納しておき、上述のヒ
ストグラムは特に用いない。また、階調変換テーブル１
４も特に用いないため、線形の１：１のデータを格納し
ておく。このようにして得られた画像データは、インタ
ーフェース１５を通じて、外部の画像保管処理部２０へ
出力され、ファイリング部１９へファイリングされる。

【００３１】操作者はある画像を上述の操作で取り込ん
だ後、画像保管処理部２０の操作卓１７を操作しながら
被写体である患者の病変部を特徴的に描写するように、
又はプリンタ１８の出力結果が従来の銀塩フィルム系の
特性に合うように、又は病変部が特徴的に描写されるよ
うに、又は医師の好みに合うように手作業で階調処理を
行い、その画像を標準画像として登録する。次にこの標
準画像のヒストグラム（図１（ａ））を式（１）により
作成し、インターフェス１６を介してそのヒストグラム
平坦化の階調変換テーブル（図１（ｂ））を作成した
後、その逆変換テーブルを作成し、これを第２の階調変
換テーブル１４へ書き込む。

【００３２】次に、上記のようにして作成した標準画像
に関する逆変換テーブルを用いて、実際に標準画像と撮
影部位が同じ手順の画像を取り込んでヒストグラム変換
を行う場合について説明する。この場合は、上述と略同
じ操作を行うが、異なるところは画像が取り込まれた段
階で自動的にヒストグラムメモリ１０において作成され
ているヒストグラムを用いて、変換データ作成部１１が
前述の式（１）に従ってヒストグラム平坦化階調変換テ
ーブル（図１（ｅ））を作成し、階調変換テーブル１３
に書き込む。

【００３３】そして、変換すべき画像をフレームメモリ
１２から画像保管処理部２０へ読み出すときに、第１の
階調変換テーブル１３と第２の階調変換テーブル１４と
をシリアルに通過して読み出されるため、図１の（ｄ）
→（ｅ）→（ｃ）→（ｂ）→（ａ）というような流れが
実現でき、予め取り込んだ標準画像と同様のヒストグラ
ムをもつ画像が得られることになる。

【００３４】尚、本実施の形態では、第１の階調変換テ
ーブル１３と第２の階調変換テーブル１４は便宜上２つ
に分けてあるが、構成によって１つの変換テーブルに合
成することも可能であり、その場合は、２つの階調変換
テーブルを合成した階調変換テーブルを用いる。

【００３５】また、本実施の形態では、操作者が階調処
理を行った画像を標準画像にするとしたが、プリンタ１
８での出力結果が従来の銀塩フィルム系での特性に合う
ようにするのであれば、予め取得した従来の銀塩フィル
ム系で得られたフィルムをフィルムデジタイザなどで一
旦ディジタル化し、それを標準画像とすれば、操作者が
行う標準画像を出力する階調処理を省略できる。

【００３６】また、本実施の形態では、ヒストグラムを
自動的（ハードウエア的）に作成したが、コントローラ
５が直接フレームメモリ１２もしくは、画像データ取得
時に記憶媒体２７上のプログラムによってソフトウエア
的に作成することも可能である。

【００３７】次に第２の実施の形態を図３と共に説明す
る。図３は、図２の画像保管処理部２０を省略したもの
である。さらに図２と異なるのは、変換データ作成部１
１の機能が階調変換テーブル１３に書き込む時と階調変
換テーブル１４に書き込むときで異なる動作をするよう
にした点である。

【００３８】本実施の形態は、画像処理もしくはデジタ
イザなどで得られた画像を用いず、撮影条件が最適なと
きに得られた画像を標準画像とするものである。操作者
は、撮影時の被写体および撮影条件が適切で標準となる
べき画像が得られたときに、不図示の入力手段でこれが
標準画像であることを設定する。すると、ヒストグラム
平坦化変換データ作成装置１１はヒストグラムメモリ１
０のデータを用いて式（１）に従ってヒストグラム平坦
化を行い、さらにその逆変換テーブルを作成して階調変
換テーブル１４に書き込む。

【００３９】一般の画像取得時には、変換データ作成部
１１が各画像がフレームメモリ１２に取り込まれると同
時にヒストグラム平坦化の階調変換テーブルを式（１）
に従って作成し、階調変換テーブル１３に書き込む。こ
れによってインターフェース１５から外部機器へ出力さ
れる一般の画像のヒストグラムは標準画像と同様のもの
に自動的に変換される。

【００４０】次に第３の実施の形態を図４に示す。図４
において、２８は複数のヒストグラム逆変換用のメモリ
群であり、２９はそれらを選択して第２の階調変換テー
ブル１４へ書き込む選択部である。他の構成は図３と同
一である。

【００４１】標準画像のヒストグラムは、当然撮影部
位、描出しようとする病変の種類、診断する医師の好み
などによってさまざまに変化する。それらの標準となる
べきヒストグラムを予め取得しておき、標準のヒストグ
ラム平坦化の逆テーブルを複数のメモリ群２４に記憶し
ておく。

【００４２】撮影時に操作者は不図示の手段によって選
択部２９を介して目的のヒストグラム平坦化の逆テーブ
ルをメモリ群２８から選択し、実際の撮影に入る。一般
画像取得時は、変換データ作成部１１は各画像がフレー
ムメモリ１２に取り込まれると同時にヒストグラム平坦
化の階調変換テーブルを式（１）に従って作成し、階調
変換テーブル１３に書き込む。これによってインターフ
ェース１５から外部機器へ出力される一般の画像のヒス
トグラムは選択された標準画像と同様のものに自動的に
変換される。

【００４３】尚、第１の実施の形態と同様に、外部に複
数の標準となるべきヒストグラムもしくはヒストグラム
逆平坦化の階調変換テーブルを持っておき、それらを選
択しても同様の効果が得られる。また、ヒストグラム平
坦化と逆平坦化の階調変換テーブルをそれぞれ分割して
持ち、利用するのではなく、それらを合成した一つの階
調変換テーブルで同様の作用が得られる。

【００４４】また、第１〜第３の実施の形態において、
ヒストグラムを求める場合、一画像すべての部分を用い
るのではなく、特定の一部分のヒストグラムを用いて、
その特定部分のヒストグラムを合致させるよう構成する
ことも可能である。

【００４５】図５は第１〜第３の実施の形態に共通する
外部ファイリング装置のプログラム処理のフローチャー
トを示す。図５において、ステップＳ１で標準画像を選
択取得する。即ち、画像処理結果又はフィルムデジタイ
ズ結果又は好条件における取得画像である。次にステッ
プＳ２で、標準画像のヒストグラムｆ（ｘ）を求める。
ステップＳ３で（１）式に従ってヒストグラム平坦化の
階調変換テーブルＨ（ｘ）を作成する。ステップＳ４で
Ｈ（ｘ）の逆変換テーブルを、アドレスとデータを入れ
替えるプログラム、もしくは解析的な関数でＨ（ｘ）を
フィッティングした後、その逆関数を解析的に求めて作
成する。そしてステップＳ５でインターフェース１６を
通じて階調変換テーブル１３を書き換える。

【００４６】次に第４〜第６の実施の形態について説明
する。この第４〜第６の実施の形態は前述した第２の問
題点を解決するためのものであり、ある一つの画像を標
準画像とし、画像の見えかたは撮影部位が同じであれ
ば、画素値の頻度分布（ヒストグラム）にほぼ依存して
いることを利用して、任意の画像に対してはヒストグラ
ムを標準画像と同一にするような階調処理を簡便な手法
で実現したものである。

【００４７】まず第４の実施の形態を説明する。図６は
本発明を実施した画像処理装置の構成を示したものであ
り、３１は全体の制御演算を行う中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）、３２は内部機器を接続するバス、３３は操作者が
画像を見ながら操作する操作卓であり、この操作卓上の
モニタである程度の診断は可能となっている。３４はこ
の装置に接続された別のモニタを持つ操作卓であり、操
作者は２つの操作卓３３、３４のモニタを同時に観察し
て比較検討できる。これらモニタは２台に限らず複数台
用いる場合もある。３５は画像を銀塩フィルムなどの媒
体上へ出力するプリンタ、３６は画像のファイリング
部、３７は外部の画像読取装置などからの画像データを
本画像処理装置へ取り込むためのインターフェースであ
る。

【００４８】３８はプログラムを格納した記憶媒体であ
り、ＣＰＵ３１はこのプログラムに従って動作する。本
実施の形態の動作はすべてこのプログラムによる動作で
ある。この記憶媒体３８としては、ＲＯＭ、ＦＤ、ＣＤ
−ＲＯＭ、ＨＤ、メモリカード、光磁気ディスクなどを
用いることができる。

【００４９】次に動作を図７に従って説明する。図７に
おいて、まずステップＳ１１において、ある患者の診断
画像を本画像処理装置内へ取り込む（画像Ａとする）。
次のステップＳ１２では、同一患者の過去の画像をファ
イリング部３６から検索・抽出し、ステップＳ１３で
は、それを画像Ｂとする。この時、この過去の画像と現
時点の画像を上記２つのモニタ上で比較検討するために
両者の階調特性をある程度合わせなければならない。

【００５０】次にステップＳ１４で、この過去の画像Ｂ
のヒストグラムを求める。ステップＳ１５で画像Ｂのヒ
ストグラム平坦化階調変換テーブルＨ₀（ｘ）（ｘは画
素値）を計算する。さらにステップＳ１６でこのＨ
₀（ｘ）の逆変換テーブルＨ₀＊（ｘ）を演算により求
める。この演算はテーブルのアドレスとデータとを入れ
替えるようなプログラム処理で可能であるが、テーブル
データを解析的な関数にフィットさせ、その関数の逆関
数を演算することでも達成できる。

【００５１】一方、上記各処理と並行してステップＳ１
７で画像Ａのヒストグラムを求め、ステップＳ１８でそ
のヒストグラム平坦化階調変換テーブルＨ₁（ｘ）を作
成し、ステップＳ１９で、現時点の画像をＨ₁（ｘ）を
用いて階調変換しておく（その画像を画像Ａ′とす
る）。

【００５２】そしてステップＳ２０で、画像Ａ′を逆変
換テーブルＨ₀＊（ｘ）を用いて、階調変換し画像Ａ″
とする。画像Ａ″と画像Ｂは、ほぼ同じヒストグラムを
持つようになり、操作者もしくは医師はステップＳ２１
で、過去の画像とこの画像Ｂを比較検討することによ
り、同患者の病変部の変化もしくは病状の変化をみるこ
とができる。

【００５３】尚、上記では過去の画像Ｂを標準画像とし
ているが、現時点での画像Ａを標準画像とすることも可
能であり、その場合は、現時点の画像Ａのヒストグラム
逆平坦化階調変換テーブルを作成し、過去の画像Ｂはヒ
ストグラム平坦化階調変換テーブルを通した後、上記逆
平坦化階調変換テーブルを通して階調変換を行うように
すればよい。

【００５４】操作者は、上記のようにして得られた画像
Ａ″およびＢをプリンタ３５により別の媒体上に記録し
観察するか、もしくは２つのモニタの一方又は両方に同
時に出力して比較観察を行える。

【００５５】また、プログラムを格納した記憶媒体３８
をシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるい
は装置のコンピュータが、上記プログラムコードを読み
出し実行することによっても、本発明は達成される。

【００５６】次に第５の実施の形態を説明する。標準画
像を同一患者の過去の画像にするのではなく、一般的な
病変をよく抽出し得る画像のヒストグラムに合致させる
ことも可能である。即ち、過去の経験から多数の病変抽
出に適した画像があるとすれば、それらのヒストグラム
の平均処理により標準的な病変抽出に適したヒストグラ
ムが導かれる。そのヒストグラムの逆平坦化階調変換テ
ーブルを用い、一般の診断画像をヒストグラム平坦化し
た後、上記逆平坦化階調変換テーブルを用いて階調を合
わせれば、すべての画像を均一な階調特性にすることが
でき、診断の効率が向上する。

【００５７】また標準的な病変抽出に適したヒストグラ
ムは実際の画像から得るのではなく、ヒストグラムの理
想形を描き、そのヒストグラム逆平坦化階調変換テーブ
ルを作成することも可能である。

【００５８】次に第６の実施の形態を説明する。標準画
像又は標準的なヒストグラムは、病変部又は人体の撮影
部位又は実際に診断する医師の好みによりさまざまであ
り、それぞれ毎回計算するのでは効率が悪い。そこで、
本実施の形態では、病変部の違い又は人体の撮影部位の
違い又は医師の違いに応じて、複数のヒストグラム逆平
坦化階調変換テーブルを画像処理装置のファイリングシ
ステムに保有させておく。

【００５９】操作者は、画像の使用目的、撮影部位など
によって、操作卓より複数のヒストグラム逆平坦化階調
変換テーブルの内の一つを選択する。そして、一般の画
像をヒストグラム平坦化処理を行なった後、上記選択さ
れたヒストグラム逆平坦化階調変換テーブルを用いて階
調変換を行い、目的の階調特性の画像を高速に得ること
が可能となる。

【００６０】上述の各実施の形態による階調変換におい
て、階調変換はヒストグラム平坦化と標準画像へのヒス
トグラム逆平坦化と常に２回行われているが、それぞれ
の階調変換テーブルを合成し、一つの階調変換テーブル
とすることによっても同様の効果が得られる。また、上
述のすべてのヒストグラムについて、画像の一部分のヒ
ストグラムを求め、それらを用いることも可能である。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一般のヒストグラムを標準画像のヒストグラムに変換す
るような階調変換を行うことができ、これにより、Ｘ線
画像読取装置において撮影条件が不安定な場合でも、常
に安定した画像、特に従来の銀塩フィルム系の出力特性
に合わせた画像がディジタルＸ線画像からも非常に簡便
な手法で取得することができる。

【００６２】また、本発明によれば、一般のヒストグラ
ムを標準画像のヒストグラムに変換するような階調変換
を行うことができることにより、同一患者の病状の変化
をＸ線画像で診断する場合、Ｘ線画像撮影条件が過去と
異なったり、もしくは不安定であっても、あらゆる時点
の画像が、きわめて簡便な手法で同一の特性の画像に変
換でき診断効率・精度の向上をはかることができる。ま
た、確認したい病変をよりよく抽出するような階調変換
も容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を原理的に説明するための特性図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図４】本発明の第３の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図５】第１〜第３の実施の形態に共通の動作を示すフ
ローチャートである。

【図６】本発明の第４の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図７】第４の実施の形態の動作を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

５コントローラ９メモリコントローラ１０ヒストグラムメモリ１１変換データ作成部１２フレームメモリ１３第１の階調変換テーブル１４第２の階調変換テーブル１７、３３、３４操作卓２６、３１ＣＰＵ２４、２７、３８記憶媒体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像の階調のヒストグラムを平坦化
するための階調変換の逆変換機能を有する逆階調変換手
段を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】上記逆階調変換手段は、第１の入力画像
のヒストグラムを平坦化するための階調変換の逆変換機
能を有すると共に、第２の入力画像のヒストグラムを平
坦化するための階調変換機能を有する階調変換手段を設
け、この階調変換手段で変換した画像を上記逆階調変換
手段により変換することを特徴とする請求項１記載の画
像処理装置。
【請求項３】上記第１の入力画像の第１のヒストグラ
ムを作成すると共に上記第２の入力画像の第２のヒスト
グラムを作成するヒストグラム作成手段と、上記第１の
ヒストグラムを用いて所定の演算を行うことにより上記
逆変換機能のための第１の変換テーブルを作成して上記
逆階調変換手段に保持させると共に、上記第２のヒスト
グラムを用いて所定の演算を行うことにより上記階調変
換機能のための第２の変換テーブルを作成して上記階調
変換手段に保持させる変換テーブル作成手段を設けたこ
とを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】上記第１の入力画像は、予め作成された
所望の階調を有する標準画像であることを特徴とする請
求項２記載の画像処理装置。
【請求項５】上記第１の入力画像と上記逆階調変換手
段で変換された画像とを表示する表示手段を設けたこと
を特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項６】上記逆階調変換手段は異なる上記逆変換
機能を有する複数の変換テーブルを有し、その一つの変
換テーブルを選択する選択手段を設けたことを特徴とす
る請求項１記載の画像処理装置。
【請求項７】上記第１及び第２の入力画像は、同一被
写体の同一部位又は同一種類の被写体の同一部位を撮影
した画像であることを特徴とする請求項２記載の画像処
理装置。
【請求項８】上記ヒストグラム作成手段は、入力画像
の全部又は一部からヒストグラムを作成することを特徴
とする請求項３記載の画像処理装置。
【請求項９】入力画像の階調のヒストグラムを平坦化
するための階調変換の逆変換を行う逆階調変換ステップ
を備えたことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】上記逆階調変換ステップは、第１の入
力画像のヒストグラムを平坦化するための階調変換の逆
変換を行うと共に、第２の入力画像のヒストグラムを平
坦化するための階調変換を行う階調変換ステップを設
け、この階調変換ステップで変換した画像を上記逆階調
変換ステップにより変換することを特徴とする請求項９
記載の画像処理方法。
【請求項１１】上記第１の入力画像の第１のヒストグ
ラムを作成する第１のヒストグラム作成ステップと、上
記第２の入力画像の第２のヒストグラムを作成する第２
のヒストグラム作成ステップと、上記第１のヒストグラ
ムを用いて所定の演算を行うことにより上記逆変換のた
めの第１の変換テーブルを作成する第１の変換テーブル
作成ステップと、上記第２のヒストグラムを用いて所定
の演算を行うことにより上記階調変換のための第２の変
換テーブルを作成する第２の変換テーブル作成ステップ
とを設けたことを特徴とする請求項１０記載の画像処理
方法。
【請求項１２】上記第１の入力画像は、予め作成され
た所望の階調を有する標準画像であることを特徴とする
請求項１０記載の画像処理方法。
【請求項１３】上記第１の入力画像と上記逆階調変換
ステップで変換された画像とを表示手段に表示する表示
ステップを設けたことを特徴とする請求項１０記載の画
像処理方法。
【請求項１４】上記逆階調変換ステップは異なる上記
逆変換のための複数の変換テーブルを有し、その一つの
変換テーブルを選択する選択ステップを設けたことを特
徴とする請求項９記載の画像処理方法。
【請求項１５】上記第１及び第２の入力画像は、同一
被写体の同一部位又は同一種類の被写体の同一部位を撮
影した画像であることを特徴とする請求項１０記載の画
像処理方法。
【請求項１６】上記第１、第２のヒストグラム作成ス
テップは、入力画像の全部又は一部からヒストグラムを
作成することを特徴とする請求項１１記載の画像処理方
法。
【請求項１７】請求項９記載の画像処理方法を構成す
るステップを実行するためのプログラムを記憶したコン
ピュータ読み取り可能な記憶媒体。