JPS61112285A - 対話型画像強調方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は画像強調方式に係り、特にレントゲン画像等の
画像処理システムにおける対話型の画像強調方式に関す
る。

〔発明の背景〕

レントゲン画像の鮮鋭化方式として、例えば特開昭５６
−１１０３５号公報に示されるように、アンシャープマ
スキング処理において強調係数を原画像の濃度値に応じ
て変更する方法が知られている。

しかし、上記公開特許は対話的に強調係数を変化させ、
画質を連続的に変更するというような対話処理機能の点
については配慮されていなかった。

前記公知例では、医師あるいは検査技師等が画質を決定
するパラメータ値をあらかじめ設定しておく必要があり
、又処理時間も９０秒〜１８０秒程度かかるため、各画
像毎に最適な画質を得ることは困難であった。即ち、前
記公知例では、原画像をＸＩ、ボケ画質をＸ　＋　、１
、強調係数をβ（ＸｌＪ）、処理済画像をＸ’、Ｊとし
た時、アンシャープマスキング処理は、 Ｘ’　ｙ＝β（Ｘｔｊ）　（Ｘｔａ−Ｘｔ、＋）　＋Ｘ
ＩＪ　　−（１）式％式％） 本処理において、画質を決定する−ためには、（１）平
均化の際のウィンドウサイズ（ｋ、Ｑの大きさ）。

（２）強調係数βの最大値と関数形６ をあらかじめ設定する必要があるが、このようなパラメ
ータは読影の目的、読影者の好みによっても変わる可能
性があり、対話的に設定できる機能が不可欠である。さ
らに、強調係数の与え方を二変数にする等、より複雑に
しようとすると、上記パラメータの設定はより困難とな
る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記対話処理機能を実現するために、
アンシャープマスキング処理のリアルタイム処理方式、
画質パラメータ設定方式を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明では上記に述べた問題点を解決するために、例え
ば（１）式で示される処理の実行を、第１図に示すよう
な手順により行ないリアルタイム処理を実現する。

即ち、事前準備として、原像１０をウィンドウサイズＷ
で平均化し、ボケ画像１２を作成してお３・次′°破線
部１００Ｆ示すり７″５Ｇ５Ｇ処理　　　　、・、に入
る。ここでは、最初に原像１０からルックアップテーブ
ル１４１を用いて、パラメータβ（Ｘ　Ｉ　Ｊ　）の画
像１４を作成しておく６その後、１０から１２を差引い
たシャープ画像１５を作成し、１４と乗算を行ない１７
を作成する。最後に１７と１０を加算すると、処理画像
１９を得る。このように、処理内容をすべて゛画像間の
四則演算に帰着させることにより、処理を単純化し、パ
イプライン処理を可能とする。具体的に数値を示すと。

５１２Ｘ５１２画素からなる画像をサイクルタイム１２
０ｎｓの一般的な画像処理プロセッサで処理することを
考えると、第１図１００内の処理は、β（ＸＩＪ）画像
の作成が、５１２Ｘ５１２Ｘ１２０ｎｓ〜３０ｍ５、又
１３〜１９までの処理は、パイプライン処理となるため
、同様に３０ｍ５となり合計で約６０ｍ５であり、十分
にリアルタイム処理を実現できる。

〔発明の実施例〕

まず、第２図を用いて画質パラメータ設定方式について
述べる。説明をわかりやすくするためにアンシャープマ
スキング処理としては。

Ｘ’ｌ、Ｉ＝β（ＸＩＪ）（’Ｘ１．ｌ　　ＸＷ）　＋
　ｘｔ、＋　＋　ｆ　　・＝　　（２）式を考える。こ
の例では指定パラメータは３種である。

（、）強調係数の最大値（β−，、：２３）の指定シャ
ープ画像の強調度合を指すパラメータであり、トラック
ボール等の入力装置により点線２１に示すような変化を
与える。

（ｂ）強調関数２４の指定 任意の変数（ここでは原像の濃度値）とβの関係を指定
するパラメータである。具体的に例を挙げて説明すると
、キーボード等でＸＩＪの有効範囲２４１を指定しくこ
こでは値５０〜２００）　。

次にβの特性番号（１〜Ｎ）を指定することにより、２
４２〜２４４に示すように任意の特性をもつβ（Ｘ（Ｊ
）を実現できる。

（ｃ）ブライトネス（ｆ：２５）の指定画像全体の明る
さを指定するパラメータである先に述べたリアルタイム
処理方式と本画質パラメータ設定方式を組み合わせるこ
とにより、対話的に即時に望む画質を得られることにな
る。

尚、ここでは説明をわかりやすくするために（２）式を
例として述べたが、これ以外にも、ＳｔＪを任意の局所
領域内の製産統計量としてＸ’　ｔａ＝　（β（ＸＩＪ
）＋　Ｈ（Ｓ　、Ｊ））（ＸＩＪ　　Ｌ、＋）　＋　Ｘ
目＋　ｆＸ’　ｒ、＋＝　（β（ＸｒＪ）申Ｈ（Ｓ、、
＋））（ＸｔＪ　Ｌａ）＋ＸｔＪ＋ｆ等で示されるアン
シャープマスキング処理にも連用可能なことは言うまで
もない。

・又、上記対話処理により最終的に得られたパラメータ
を画像と供に外部記憶装置等に格納することにより、画
像毎に最適なパラメータを記憶しておき、後に検索する
時にディフォールト値として使用することができるもの
とする。

以下、本発明の一実施例を第３図〜第８図により説明す
る。

まず第３図、４図により本装置の使用例を説明する。第
３図では、撮影済の画像が、Ａ／Ｄ変換器３１を経由し
て処理装置３２に取り込まれ、ディスプレイ３４に表示
されると共に、外部記憶装［３３に格納される６３４に
表示された画像に対し、医師あるいは検査技師がキーボ
ード３５、トラックボール３６を用いて対話的に画像処
理用パラメータを決定する。最後にフィルムライター３
７により原画像（未処理画像）３８、処理済画像３９が
作成される。この時、入力画像がフィルム画像である場
合には３８は必要ない。

上記に述べた使用例は、フィルムを主体としたものであ
るが、第４図に示すようなＣＲＴディスブレスを主体と
した使用例も考えられるにの場合には、既にディジタル
化された画像が外部記憶装置４０に格納されており処理
袋［４１を介しＣ画像処理プロセッサ４２．４６へ転送
される。転送された画像はＣＲＴディスブレス４３へ表
示され、医師等はキーボード４４．４８、トラックボー
ル４５，４９等を用いて対話的に画質を変更し、読影を
行なう７図中、４００．４１０等の画像処理端末は、読
影室、診察室等に設置され、オンラインで読影が行なわ
れることを想定している。

以下、同時提出の出願「画像強調方式」の内容にもとづ
いて説明をおこなう。上記画像強調方式では、原画像を
Ｘ、、、、ボケ画像をｘ、、１．ａ度統計　　　　　°
ゝ量をＳ　ｔＪ　Ｉ　Ｓ　１．１に依存する強調係数を
Ｈ（Ｓｌ、＋）　。

ＸｒＪに依存する分をβ（Ｘ２．＋）−中心画素ｘｌ」
と近傍画素Ｘ　Ｉ−ｈ　、　Ｊ　−ａとの差の絶対値１
ｘＩＪ−Ｘｉ−ｋｌ−１１に応じた重み関数をＦ、処理
済画像をＸ’、、とした時、以下の式であられされる。

Ｘ’　ｔＪ＝　（Ｈ（Ｓｉ、＋）　十β（ＸＩＪ））（
Ｘ（Ｊ　　ＸＩＪ）　＋　ＸＩＪ＋　ｆ・・・（３）式 ％式％ ・・・（４）式 又、ｆは適当な定数である。

統計量Ｓ＋Ｊとしては画像の利用目的等に応じ、任意の
ものを利用できるが、ここでは説明をわかりやすくする
ため、標準偏差値を想定する。（３）式において、Ｈ（
Ｓ、Ｊ）は、画像中で変化の乏しい領域を強調し、逆の
領域は押える役割を果たすため、単調減少関数とする。

又、β（Ｘｌ、＋）は、濃度値がある程度部位に対応し
ていることから、部位別に強調する役割を果たす、さら
に、Ｆ関数は、ボケ画像を作成する平均化処理の際にエ
ツジ等の影響を取り除き、偽輪郭の発生を防止する役割
を果たす、従ってここでは差分値ＩＸ＝、＋−Ｘ＊−ｂ
、ｊ４１　　の単調減少関数として与える。

上記に述べた処理のパラメータ指定方法を第５図に示す
、β、、、、　５０　、β（ＸｓＪ）　５１．ｆ　５５
については前述したのでここでは説明を省く。まずＨ（
Ｓ、Ｊ）は単調減少関数で与え、−例としては、Ｇ、Ｓ
、Ａを適当な定数とし、万）画像全体の標準偏差とすれ
ば、 Ｈ（Ｓ＝Ｊ）＝Ｇ−５／（ＧＳＩＪ＋Ｓ）、Ｓ＝Ｏ／Ａ
等が考えられる。Ｇ５２はゲイン（強調の度合）をあら
れし、Ｇの大・小によりＨ（Ｓ、、Ｉ）は５２１から５
２２のように変化する。又、Ａ５３は、Ｈ（Ｓ１ｊ）の
減衰度をあられし、Ａの大・小により５３１から５３２
のように変化する。５３１はＳＩｊ、即ち標準偏差の値
によって強調係数Ｈ（Ｓ、、ｌ）があまり変化なく、５
３２はＳｌ、ｌの値が大きくなると急激に減衰すること
を示している。又、Ｆ関数は、−例としては、 の如く単調減少関数で与え、ｎ５４の大・小により、Ｆ
関数は５４１から５４３のように変化する。

５４３の特性は、差分差が大きくなってもあまり減衰せ
ず、５４１は、急激に減衰する特性となる。

以上述べたパラメータの指定は１例えば第３図。

第４図に示したキーボードとトラックボールを用い、最
初にパラメータの種類をキー人力と、その後パラメータ
の値をトラックボールで連続的に変化することにより実
行することができる。

次に第６図により、全体処理フローを説明する。

ステップ６１：処理対象となる両像ｘ、Ｊをメモリに入
力する。

ステップ６２：処理対象となる画像の局所標準偏差値Ｓ
ｉＪを計算し、メモリ中に格 納する。

ステップ６３：平均化の重み係数Ｆを計算する。

ステップ６４：ボケ画像ＸＩＪを作成し、メモリ中に格
納。

ステップ６５：濃度値に依存する強調係数βを設定。

ステップ６６：標準偏差値に依存する強調係数Ｈを設定
。

ステップ６７：ブライトネスｆの設定 ステップ６８：処理済画像Ｘ’ｌＪの計算上記ステップ
６８終了後、β、Ｈ，ｆの設定のみ変えたい場合には、
ステップ６５へ戻り（設定モード１）、ボケ画像Ｘ　Ｉ
　Ｊを作成し直す場合にはステップ６３へ戻る（設定モ
ード２）、又、さらに統計量ＳｔＪも変更したい時には
ステップ６２まで戻ることになる。

前記に述べた２つのモード（設定モード１．設定モード
２）について、以下処理詳細を述べる。

まず、第７図を用いて設定モードｌを説明する。

画像としては、原像ＸｉＪ、ボケ画像Ｘ１Ｊ、Ｉｌ準偏
差画像Ｓｌが得られているものとする。最初はデフォル
ト値として、例えばＨ（ＳｔＪ）に関しては。

Ｇ＝１ｏ、Ｓ＝Ｏ，Ａ＝１、又β（Ｘｙ）に関しでハ、
β（ＸＩＪ）　＝　１０　・Ｘｉ、＋／　ｇ　−−−（
但し、　　　　　　　、１１ｇ１１、は濃度値の最大値
）等を与えておけば良い。

（１）β（Ｘ１Ｊ）　ｙ　Ｈ（Ｓ＊、＋）の計算β（Ｘ
ｉＪ）については前述したが、Ｊ７に像７０の値から、
変換用のルックアップテーブルを用いてパラメータ画像
７５を得る６又、）（（Ｓｅｊ）も標準偏差値画像７２
．より、同様にしてパラメータ画像７４を得る。次に、
画像７４．７５を加算してパラメータ画像７８を得る。

（２）目的画像Ｘ’＋、Ｉの作成 上記（１）で作成した画像７８．原像７０゜ボケ画像７
１を用いて計算を行なう。即ち。

７０から７１を減算し、７６を得、次に７８と７６を乗
算して７００を得る。最後に、７００と７１とパラメー
タｆ７３０を加算して目的とする画像７２０を得る。

以上述べた処理時間を考えてみると、（１）の処理では
５画像変換を３回、（２）は連続した処理となりバイブ
ライン化出来るので１回となり。

５１２ｘ５１．２の画像をサイクルタイム１２０ｎｓの
画像処理プロセッサで処理することを考えると約３０ｍ
５Ｘ４二１２０ｍ５程度の処理時間となり、リアルタイ
ム処理を実現できることになる。

次に、第８図を用いて設定モード２を説明する。

設定モード２は、設定モード１で使用する、ボケ画像８
２、統計値画像（ここでは、Ｓ準偏差調像）８３を原画
像から作成するモードである。まず８２は、（４）式に
従って、８２１〜８２３の処理を行ない作成する。又、
８３は今回の場合は。

処理８３１で硼準偏差０の計算を行ない作成する。

これらの処理は演算量がぼう大であり、リアルタイム処
理は通常の画像処理プロセッサでは不可能であるが、一
般の使用環境では、両画像は一度作成した後は程んど変
更する必要はないため問題ないと考える。

最後に、特許請求の範囲４および５について、第３図に
より説明する。まず４．に関しては、対話処理により得
られた最適パラメータを、処理装置３２を経由し、原画
像データの属性情報（患者名、病名等）として外部記憶
装置３３に格納することにより実現できる。又、５．に
関しては、この属性情報を原画像データと共に外部記憶
装置よリ呼び出し、ディフォールト値として使用するこ
とにより対話処理時間を減らし、読影に要する時間を短
縮することが可能となる６ 〔発明の効果〕 本発明によれば１画像の鮮鋭化を目的としたアンシャー
プマスキング処理をリアルタイムで行なうことができ、
又、画質を決定する各種パラメータを連続的に対話型式
で指定できるため医師あるいは検査技師が診断目的別に
最適の画像を作成し、診断能を向トさせるという効果が
ある。

さらに、対話処理によって設定された最適パラメータを
画像の属性情報として記憶しておき１画像と共に検索し
て使用できるので医師等の対話処理時間を短縮する効果
がある６

【図面の簡単な説明】

第１図はリアルタイム処理基本方式の説明図、第２図は
対話型式によるパラメータ指定基本方式の説明図、第３
図、第４図は本システムの実施例のブロック構成図、第
５図はパラメータ指定の実施例を示す図、第６図は本方
式の全体処理手順のフローチャート、第７図、第８図は
リアルタイム処理方式の一実施例を示す図である。 ２３〜２５・・・指定パラメータ、３４・・・画像表示
ディスプレイ、３５・・・キーボード、３６・・・トラ
ックボール、４２．４６・・・画像処理プロセッサ、５
０〜５５・・・指定パラメータ、６５〜６８・・・リア
ルタイム処理対象パラメータ、７０・・・原画像、７１
・・・ボケ画像、７２・・・統計値画像（橢市偏差画像
）、７４・・・統計値に基づく強調パラメータ画像、７
５・・・画素値に基づく強調パラメータ画像、７８・・
・複合強調パラメータ画ａ。 第　１０ 第　２　圀 ￥３（￥１ 竿４図 ダ００ Ｖ５″国 人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、画像のボケを取り除くために原画像からボケ画像を
   差し引いたシャープ画像と、原画像を平均化処理したボ
   ケ画像を任意の割合で加算するアンシャープマスキング
   処理において、画質を対話的に変更する処理と、シャー
   プ画像の係数を対話的に連続して変更する処理とにより
   、即時的に画質を変更することを特徴とする対話型画像
   強調方式。 ２、上記画質を対話的に変更する処理は、ボケ画像作成
   時の局所領域の大きさを対話的に指定する処理であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の対話型画像
   強調方式。 ３、上記画質を対話的に変更する処理は、処理後の画像
   の明るさを対話的に指定する処理であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の画像強調方式。 ４、上記画質を対話的に連続して変更する処理は、対話
   的に入力された上記係数を決める画質パラメータ値を記
   憶する処理であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の対話型画像強調方式。 ５、上記画質を対話的に連続して変更する処理は、記憶
   された上記画質パラメータを読み出し、自動的にパラメ
   ータ設定を行ない、強調処理を実行する処理を含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の対話型画像強
   調方式。