(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される画像信号が大きくなるにしたがって出力輝度の対数値が小さくなる出力輝度特性を有し、前記出力輝度特性にしたがって前記画像信号が表す可視画像を表示する画像表示方法において、
前記画像信号の低信号値域における該信号値の変化に対する前記出力輝度の対数値の変化を表す変化率が前記画像信号の中高信号値域における前記変化率よりも小さく、前記画像信号の高信号値域における前記変化率が前記画像信号の中信号値域における前記変化率よりも大きくなるように、前記出力輝度特性を設定したことを特徴とする画像表示方法。
【請求項２】
前記中信号値域の略全域に亘って前記出力輝度特性を略線形にするとともに、前記高信号値域の略全域に亘って前記出力輝度特性を略線形にしたことを特徴とする請求項１記載の画像表示方法。
【請求項３】
前記低信号値域と前記中高信号値域との境界値Ｓａおよび該境界値Ｓａにおける前記出力輝度の対数値Ｙ（Ｓａ）、並びに前記中信号値域と前記高信号値域との境界値Ｓｂおよび該境界値Ｓｂにおける前記出力輝度の対数値Ｙ（Ｓｂ）が下記式により示すものであ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。
0.05×Ｓmax ≦Ｓａ≦0.30×Ｓmax
0.70×Ｓmax ≦Ｓｂ＜1.00×Ｓmax
Ｙmax −0.25≦Ｙ（Ｓａ）≦Ｙmax −0.05
Ｙmax −2.15≦Ｙ（Ｓｂ）≦Ｙmax −1.95
ただし、Ｓmax は前記出力輝度特性における画像信号の最大値
Ｙmax は前記出力輝度特性における輝度の対数値の最大値
【請求項４】
前記中信号値域における前記変化率Ｇが下記式により示すものであることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項に記載の画像表示方法。
-(3.0/Ｓmax)≦Ｇ≦-(2.5/Ｓmax)
ただし、Ｓmax は前記出力輝度特性における画像信号の最大値
Ｇは変化率（出力輝度の対数値の変化／画像信号の変化）
【請求項５】
入力される画像信号が大きくなるにしたがって出力輝度の対数値が小さくなる出力輝度特性の輝度回路を備え、前記出力輝度特性にしたがって前記画像信号が表す可視画像を表示する画像表示装置において、
前記画像信号の低信号値域における該信号値の変化に対する前記出力輝度の対数値の変化を表す変化率が前記画像信号の中高信号値域における前記変化率よりも小さく、前記画像信号の高信号値域における前記変化率が前記画像信号の中信号値域における前記変化率よりも大きくなるように、前記輝度回路における前記出力輝度特性が設定されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
前記中信号値域の略全域に亘って前記輝度回路の前記出力輝度特性が略線形に設定されているとともに、前記高信号値域の略全域に亘って前記輝度回路の前記出力輝度特性が略線形に設定されていることを特徴とする請求項５記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記低信号値域と前記中高信号値域との境界値Ｓａおよび該境界値Ｓａにおける前記出力輝度の対数値Ｙ（Ｓａ）、並びに前記中信号値域と前記高信号値域との境界値Ｓｂおよび該境界値Ｓｂにおける前記出力輝度の対数値Ｙ（Ｓｂ）が下記式により示すものであることを特徴とする請求項５または６記載の画像表示装置。
0.05×Ｓmax ≦Ｓａ≦0.30×Ｓmax
0.70×Ｓmax ≦Ｓｂ＜1.00×Ｓmax
Ｙmax −0.25≦Ｙ（Ｓａ）≦Ｙmax −0.05
Ｙmax −2.15≦Ｙ（Ｓｂ）≦Ｙmax −1.95
ただし、Ｓmax は前記出力輝度特性における画像信号の最大値
Ｙmax は前記出力輝度特性における輝度の対数値の最大値
【請求項８】
前記中信号値域における前記変化率Ｇが下記式により示すものであることを特徴とする請求項５から７のうちいずれか１項に記載の画像表示装置。
-(3.0/Ｓmax)≦Ｇ≦-(2.5/Ｓmax)
ただし、Ｓmax は前記出力輝度特性における画像信号の最大値
Ｇは変化率（出力輝度の対数値の変化／画像信号の変化）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像表示方法および装置に関し、詳しくは、入力信号と出力輝度との出力輝度特性の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より医療現場においては、人体に放射線を照射し、その放線透過像を放射線フイルムに記録し、この放射線透過像が記録されたフイルムをシャーカステン等の光源にかざして透過光像を観察読影することが行われている。
【０００３】
一方、近年のデジタル技術の発達により、上記放射線透過像をデジタル化してコンピュータで各種処理を行うことも一般的になりつつあり、デジタル画像としてサーバ等に記憶された上記放射線透過像を、逐一フイルムに出力することなく、ネットワークに接続されたＣＲＴ等の画像表示装置に瞬時に表示させて観察読影を行うことも可能になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フイルムをシャーカステンにかざして観た場合の画像と、ＣＲＴ等に表示して観た場合の画像とを比べてみると、その見え方には差異がある。
【０００５】
ここで、ＣＲＴ等の画像表示装置は、入力される画像信号Ｓと出力輝度Ｌとが線形性を有する出力輝度特性（図３（１））のものと、入力される画像信号Ｓと出力輝度Ｌの対数値Ｙ（＝log10(Ｌ) ）とが線形性を有する出力輝度特性（同図（２））のものとが知られており、人間の目のコントラストの感じ方（以下、視覚的効果という）に適しているのは、同図（２）に示す出力輝度特性の表示装置である。
【０００６】
一方、フイルムは図４（１）に示すように、入力される画像信号Ｓと出力濃度Ｄとが略線形性を有する出力濃度特性を示すものの、低信号値域において、その入力画像信号に対する出力濃度の感度が低下するものとなっている。そしてこのような出力濃度特性のフイルムに記録された画像を、シャーカステンにかざして観た場合、同図（２）に示すように高濃度の画像部分は低輝度の画像部分として認識され、低濃度の画像部分は高輝度の画像部分として認識される。したがってシャーカステンにかざして観た画像のうち、低濃度の画像部分に対応する低信号値域においては、入力画像信号値に対する出力輝度（対数値）の感度は、他の中高信号値域における感度よりも低いものとなる。
【０００７】
このように、フイルムをシャーカステンにかざして観た場合の画像と、ＣＲＴ等の画像表示装置に表示して観た場合の画像とでは、低信号値域における出力輝度の感度に差異があり、伝統的な画像読影方法である、フイルムに出力された画像の読影に慣れている医師等は、画像表示装置に表示された画像に対して違和感を感じることがある。そしてこのような違和感は、的確な診断の妨げとなる虞がある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、フイルムに出力された画像と同様の視覚効果（コントラストの感じ方；以下同じ。）を有する画像を表示することができる画像表示方法および画像表示装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像表示方法および画像表示装置は、入力される画像信号の低信号値域における信号値変化に対する出力輝度の変化である変化率を、中高信号値域の変化率よりも小さくして、当該画像信号が表す画像を濃淡画像としてフイルムに出力して観たときと同様の視覚効果を得られるようにしたものである。
【００１０】
すなわち、本発明の画像表示方法は、入力される画像信号が大きくなるにしたがって出力輝度の対数値が小さくなる出力輝度特性を有し、前記出力輝度特性にしたがって前記画像信号が表す可視画像を表示する画像表示方法において、
前記画像信号の低信号値域における該信号値の変化に対する前記出力輝度の対数値の変化を表す変化率が前記画像信号の中高信号値域における前記変化率よりも小さくなるように、前記出力輝度特性を設定したことを特徴とするものである。
【００１１】
このように低信号値域における出力輝度の対数値の変化率（入力画像信号に対する出力輝度の対数の傾き）を画像信号の中高信号値域における変化率よりも小さく（上記傾きを緩やかに）してＣＲＴ等に表示することにより、低信号値域における濃度の変化率が中高信号値域における濃度の変化率よりも小さい濃度特性を有するフイルムに当該画像を出力してこのフイルム（ハードコピー）をシャーカステン等の光源にかざして透過光画像を観た場合と同様の視覚効果を有する画像として観察することができる。なお、変化率が小さいとは変化率の絶対値が小さいことを意味し、同様に変化率が大きいとは変化率の絶対値が大きいことを意味するものである。
【００１２】
また中高信号値域の略全域に亘って出力輝度特性を略線形にすることにより、上記フイルムに出力した場合の画像に、視覚効果の点でさらに近似した画像を表示させることができるため、より好ましい。
【００１３】
なお、上記低信号値域と上記中高信号値域との境界値Ｓａは、実験的または経験的に下記式（１）の範囲の値とするのが好ましく、この境界値Ｓａにおける出力輝度Ｌ（Ｓａ）の対数値Ｙ（Ｓａ）（＝ log10（Ｌ（Ｓａ）））は下記式（２）の範囲の値となるように、上記出力輝度特性を設定しておくことが好ましい。
【００１４】
0.05×Ｓmax ≦Ｓａ≦0.30×Ｓmax           （１）
Ｙmax −0.25≦Ｙ（Ｓａ）≦Ｙmax −0.05    （２）
ただし、Ｓmax は前記出力輝度特性における画像信号の最大値、Ｙmax は前記出力輝度特性における輝度の対数値の最大値を表す。なお、境界値として最適な値Ｓａは、下記式（１′）の範囲内の値であり、このときの出力輝度の対数値Ｙ（Ｓａ）を（Ｙmax −0.15）とするのが最適である。
【００１５】
0.16×Ｓmax ≦Ｓａ≦0.20×Ｓmax           （１′）
また、上記中高信号値域における変化率Ｇは下記式（３）により示す範囲内のものとするのが望ましく、最適には、Ｇ＝-(2.88/Ｓmax )である。
【００１６】
-(3.0/Ｓmax)≦Ｇ≦-(2.5/Ｓmax)            （３）
上述した本発明の画像表示方法においては、中高信号値域をさらに中信号値域と高信号値域とに分けて、高信号値域における変化率を中信号値域における変化率よりも大きく（入力画像信号に対する出力輝度の対数の傾きを強く）するのがより好ましい。
【００１７】
これは、高信号値域すなわち低輝度域においては、外光（環境光）の影響を受けて、表示される可視画像のコントラストの感じ方が低下し易いため、中信号値域よりも変化率を高めることによって、外光の影響を受けて表示される可視画像のコントラストの感じ方が低下するのを抑制することができるからである。
【００１８】
また中信号値域の略全域に亘って出力輝度特性を略線形にするとともに高信号値域の上記変化率を大きくした上で、高信号値域の略全域に亘って出力輝度特性を略線形にすることにより、外光の影響を受けても、上記フイルムに出力した場合の画像に、視覚効果の点でさらに近似した画像を表示させることができるため、より好ましい。
【００１９】
なお、上記中信号値域と上記高信号値域との境界値Ｓｂは、実験的または経験的に下記式（４）の範囲の値とするのが好ましく、この境界値Ｓｂにおける出力輝度Ｌ（Ｓｂ）の対数値Ｙ（Ｓｂ）（＝ log10（Ｌ（Ｓｂ）））は下記式（５）の範囲の値となるように、上記出力輝度特性を設定しておくことが好ましい。
【００２０】
0.70×Ｓmax ≦Ｓｂ＜1.00×Ｓmax           （４）
Ｙmax −2.15≦Ｙ（Ｓｂ）≦Ｙmax −1.95    （５）
なお、境界値として最適な値Ｓｂは、下記式（４′）の範囲内の値であり、このときの出力輝度の対数値Ｙ（Ｓｂ）を（Ｙmax −2.03）とするのが最適である。
【００２１】
0.80×Ｓmax ≦Ｓａ≦0.90×Ｓmax           （４′）
また、上記中信号値域における変化率Ｇは上記式（３）により示す範囲内のものとするのが望ましい。
【００２２】
本発明の画像表示装置は上記本発明の画像表示方法を実施するための装置であって、入力される画像信号が大きくなるにしたがって出力輝度の対数値が小さくなる出力輝度特性の輝度回路を備え、前記出力輝度特性にしたがって前記画像信号が表す可視画像を表示する画像表示装置において、
前記画像信号の低信号値域における該信号値の変化に対する前記出力輝度の対数値の変化を表す変化率が前記画像信号の中高信号値域における前記変化率よりも小さくなるように、前記輝度回路における前記出力輝度特性が設定されていることを特徴とするものである。
【００２３】
ここで輝度回路の上記出力輝度特性は、中高信号値域の略全域に亘って略線形に設定されているものとするのが好ましい。
【００２４】
また、低信号値域と中高信号値域との境界値Ｓａおよび境界値Ｓａにおける出力輝度の対数値Ｙ（Ｓａ）は上記式（１）により示すものであるのが好ましく、最適には境界値Ｓａは式（１′）で示すものであり、そのときの出力輝度の対数値Ｙ（Ｓａ）は（Ｙmax −0.15）であることが最も好ましい。
【００２５】
さらに中高信号値域における変化率Ｇは上記式（３）により示す範囲内のもとするのが望ましく、最適には、Ｇ＝-(2.88/Ｓmax )である。
【００２６】
上述した本発明の画像表示装置においても、中高信号値域をさらに中信号値域と高信号値域とに分けて、高信号値域における変化率を中信号値域における変化率よりも大きくするのがより好ましく、外光の影響を受けて表示される可視画像のコントラストの感じ方が低下するのを抑制することができる。
【００２７】
また中信号値域の略全域に亘って出力輝度特性を略線形にするとともに高信号値域の上記変化率を大きくした上で、高信号値域の略全域に亘って出力輝度特性を略線形にすることにより、外光の影響を受けても、上記フイルムに出力した場合の画像に、視覚効果の点でさらに近似した画像を表示させることができるため、より好ましい。
【００２８】
なお、上記中信号値域と上記高信号値域との境界値Ｓｂは、実験的または経験的に上記式（４）の範囲の値とするのが好ましく、この境界値Ｓｂにおける出力輝度Ｌ（Ｓｂ）の対数値Ｙ（Ｓｂ）（＝ log10（Ｌ（Ｓｂ）））は上記式（５）の範囲の値となるように、上記出力輝度特性を設定しておくことが好ましい。
【００２９】
なお、境界値として最適な値Ｓｂは、上記式（４′）の範囲内の値であり、このときの出力輝度の対数値Ｙ（Ｓｂ）を（Ｙmax −2.03）とするのが最適である。
【００３０】
また、上記中信号値域における変化率Ｇは上記式（３）により示す範囲内のものとするのが望ましい。
【００３１】
上記本発明の画像表示方法および画像表示装置は、画像信号として医用画像、特に放射線画像を表す画像信号を適用する場合に、より効果的である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の画像表示方法および画像表示装置によれば、入力される画像信号の低信号値域における出力輝度の対数値の変化率を画像信号の中高信号値域における変化率よりも小さくしてＣＲＴ等に表示することにより、低信号値域における濃度の変化率が中高信号値域における濃度の変化率よりも小さい濃度特性を有するフイルムに当該画像を出力してこのフイルムをシャーカステン等の光源にかざして透過光画像を観た場合と同様の視覚効果を有する画像として観察することができる。
【００３３】
したがって、特に医療現場において、フイルムに出力された画像の読影に慣れている医師等が、違和感なく、ＣＲＴ等に表示された画像を読影することができ、フイルムを出力することなく、ＣＲＴ等に表示された画像に基づいて的確な診断を行うことができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像表示方法を実施する画像表示装置の具体的な実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００３５】
図１は本発明の画像表示装置の一実施形態を示す図である。図示の画像表示装置１０は、入力された画像信号（入力画像信号）Ｓと出力される輝度Ｌとが予め対応づけられた出力輝度特性を有する輝度回路１１と、輝度回路１１から出力された輝度Ｌで、上記入力された画像信号が表す画像を可視的に表示する画像表示部１２とを備えた構成である。
【００３６】
ここで、輝度回路１１の出力輝度特性は、図２（１）に示すように、入力される画像信号Ｓが大きくなるにしたがって出力輝度Ｌの対数値Ｙ（＝log(Ｌ) ）が小さくなる特性であって、画像信号Ｓの低信号値域（０≦Ｓ≦Ｓａ）における画像信号Ｓの変化に対する出力輝度Ｌの対数値Ｙの変化を表す変化率｜Ｇ0-a ｜（＝｜ΔＹ／ΔＳ｜；ＳによるＹの微分値の絶対値）が、画像信号Ｓの中高信号値域（Ｓａ＜Ｓ）における変化率｜Ｇa-100 ｜よりも小さくなるように、すなわち｜Ｇ0-a ｜＜｜Ｇa-100 ｜となるように設定されている。なお、低信号値域と中高信号値域との境界値Ｓａは下記式（１′）の範囲の値に設定されており、例えば、Ｓａ＝0.18×Ｓmax である。ただし、Ｓmax は出力輝度特性における画像信号の最大値を表す。
【００３７】
0.16×Ｓmax ≦Ｓａ≦0.20×Ｓmax            （１′）
一方、境界値Ｓａにおける出力輝度Ｌ（Ｓａ）の対数値Ｙ（Ｓａ）は下記式（２）の範囲の値に設定されており、例えば、Ｙ（Ｓａ）＝（Ｙmax −0.15）である。ただし、Ｙmax は出力輝度特性における輝度の対数値の最大値を表す。
【００３８】
Ｙmax −0.25≦Ｙ（Ｓａ）≦Ｙmax −0.05    （２）
また、画像信号Ｓの中高信号値域（Ｓａ＜Ｓ）における変化率Ｇa-100 は、下記式（３）に示す範囲の値に設定されており、例えばＧa-100 ＝-2.88/Ｓmax である。
【００３９】
-(3.0/Ｓmax)≦Ｇa-100 ≦-(2.5/Ｓmax)      （３）
このように設定された出力輝度特性を有する輝度回路１１から出力された輝度Ｌによって画像表示部１２に表示された可視画像は、低信号値域における濃度の変化率が中高信号値域における濃度の変化率よりも小さい濃度特性（図４（１）参照）を有するフイルムに当該画像を出力してこのフイルムをシャーカステン等の光源にかざして透過光画像を観た場合と同様の視覚効果（同図（２）参照）を有する画像として観察することができる。
【００４０】
したがって、フイルムに出力された画像の読影に慣れている医師等が、違和感なく、表示部１２に表示された画像を読影することができ、フイルムを出力することなく、表示部１２に表示された画像に基づいて的確な診断を行うことができる。
【００４１】
なお、輝度回路１１の出力輝度特性のうち、高信号値域（Ｓｂ≦Ｓ≦Ｓmax ）における変化率｜Ｇb-100 ｜を、図２（２）に示すように、中信号値域（Ｓａ≦Ｓ≦Ｓｂ）における変化率｜Ｇa-b ｜よりもさらに大きくする、すなわち｜Ｇa-b ｜＜｜Ｇb-100 ｜となるように設定するのがより好ましい。ここで、中信号値域と高信号値域との境界値Ｓｂは下記式（４′）の範囲の値に設定されており、例えば、Ｓｂ＝0.83×Ｓmax である。
【００４２】
0.80×Ｓmax ≦Ｓａ≦0.90×Ｓmax           （４′）
一方、境界値Ｓｂにおける出力輝度Ｌ（Ｓｂ）の対数値Ｙ（Ｓｂ）は下記式（５）の範囲の値に設定されており、例えば、Ｙ（Ｓｂ）＝（Ｙmax −2.03）である。
【００４３】
Ｙmax −2.15≦Ｙ（Ｓｂ）≦Ｙmax −1.95    （５）
このように設定された出力輝度特性を有する輝度回路１１から出力された輝度Ｌによって画像表示部１２に表示された可視画像は、低信号値域における濃度の変化率が中高信号値域における濃度の変化率よりも小さい濃度特性（図４（１）参照）を有するフイルムに当該画像を出力してこのフイルムをシャーカステン等の光源にかざして透過光画像を観た場合と同様の視覚効果（コントラスト（同図（２）参照）を有する画像として観察することができるとともに、高信号値域すなわち低輝度域において、外光（環境光）の影響を受け、表示される可視画像のコントラストの感じ方が低下しても、予め中信号値域よりも変化率を高めていることによって、中信号値域と同程度のコントラストを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像表示装置の一実施形態を示す図
【図２】入力画像信号Ｓと出力輝度の対数値Ｙとの関係を示す出力輝度特性を表す図
【図３】従来の入力画像信号Ｓと出力輝度の対数値Ｙとの関係を示す出力輝度特性を表す図
【図４】入力画像信号Ｓと出力濃度Ｄとの関係を示すフイルムの出力濃度特性を表す図およびこのフイルムを光源にかざしたときの輝度特性を表す図
【符号の説明】
10    画像表示装置
11    輝度回路
12    画像表示部
Ｓ    入力画像信号
Ｌ    輝度値
Ｙ    輝度値の対数値
【図１】
0003715143.tif 000002
【図２】
0003715143.tif 000003
【図３】
0003715143.tif 000004
【図４】
0003715143.tif 000005