(57)【要約】【課題】異なる画像観察条件又は異なる画像出力特性を有する画像出力装置に応じて、適正な階調特性に基づいて画像を出力する。【解決手段】第１の非線形画像信号変換によって、画像信号を知覚指数と対応させる。次に、ダイナミックレンジ変換によって、画像コントラストを維持しつつ、ダイナミックレンジを変換する。ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、変換される画像信号、第１の画像出力装置に係る出力階調特性や知覚指数レンジ、第２の画像出力装置に係る出力階調特性や知覚指数レンジ、又は画像観察条件情報に基づいて決定する。続いて、第２の非線形画像信号変換によって、第２の画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように画像信号を変換する。以上の画像変換処理を用いて、各画像出力装置に適した画像を出力する。あるいは、ある画像出力装置によって出力される出力画像と一致した画像を出力する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の画像出力装置に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施す第１の非線形画像信号変換処理手段と、
前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施すダイナミックレンジ変換処理手段と、
前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し第２の画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施す第２の非線形画像信号変換処理手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、前記ダイナミックレンジ変換される画像信号、前記第１の画像出力装置に係る出力階調特性、前記第２の画像出力装置に係る出力階調特性又は画像観察条件情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、前記第１の画像出力装置に係る知覚指数レンジ又は前記第２の画像出力装置に係る知覚指数レンジに基づいて決定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記ダイナミックレンジ変換は、
Ｓprocを処理済画像信号、Ｓorgを原画像信号、Ｓusmを非鮮鋭画像信号、Ｆ（Ｓ）（Ｓは画像信号）を非線形関数として、
Ｓproc＝Ｓorg＋Ｆ(Ｓusm)
の式に基づいて実行されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記ダイナミックレンジ変換は、
Ｓprocを処理済画像信号、Ｓorgを原画像信号、Ｓusk(k=1〜N)を非鮮鋭画像信号、ｆk（Ｓ）(k=1〜Ｎ，Ｓは画像信号）を各帯域制限画像信号を変換する非線形関数として、
Ｓproc＝Ｓorg＋｛ｆ1(Ｓorg−Ｓus1)＋ｆ2(Ｓus1−Ｓus2)＋…＋ｆk(Ｓusk-1−Ｓusk)＋…＋ｆN(ＳusN-1−ＳusN)｝
の式に基づいて実行されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記知覚指数とは、画像観察条件情報に基づいて算出されたＪＮＤインデックス又は明度であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
画像出力装置に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施す第１の非線形画像信号変換処理手段と、
前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施すダイナミックレンジ変換処理手段と、
前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し前記画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施す第２の非線形画像信号変換処理手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
第１の画像出力装置に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施し、
前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施し、
前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し第２の画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施すことを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
前記ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、前記ダイナミックレンジ変換される画像信号、前記第１の画像出力装置に係る出力階調特性、前記第２の画像出力装置に係る出力階調特性又は画像観察条件情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項８に記載の画像処理方法。
【請求項１０】
前記ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、前記第１の画像出力装置に係る知覚指数レンジ又は前記第２の画像出力装置に係る知覚指数レンジに基づいて決定されることを特徴とする請求項８又は９に記載の画像処理方法。
【請求項１１】
前記ダイナミックレンジ変換は、
Ｓprocを処理済画像信号、Ｓorgを原画像信号、Ｓusmを非鮮鋭画像信号、Ｆ（Ｓ）（Ｓは画像信号）を非線形関数として、
Ｓproc＝Ｓorg＋Ｆ(Ｓusm)
の式に基づいて実行されることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の画像処理方法。
【請求項１２】
前記ダイナミックレンジ変換は、
Ｓprocを処理済画像信号、Ｓorgを原画像信号、Ｓusk(k=1〜N)を非鮮鋭画像信号、ｆk（Ｓ）(k=1〜Ｎ，Ｓは画像信号）を各帯域制限画像信号を変換する非線形関数として、
Ｓproc＝Ｓorg＋｛ｆ1(Ｓorg−Ｓus1)＋ｆ2(Ｓus1−Ｓus2)＋…＋ｆk(Ｓusk-1−Ｓusk)＋…＋ｆN(ＳusN-1−ＳusN)｝
の式に基づいて実行されることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の画像処理方法。
【請求項１３】
前記知覚指数とは、画像観察条件情報に基づいて算出されたＪＮＤインデックス又は明度であることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか一項に記載の画像処理方法。
【請求項１４】
画像出力装置に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施し、
前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施し、
前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し前記画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施すことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１５】
第１の画像出力装置に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施し、
前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施し、
前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し第２の画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施して、
第２の非線形画像信号変換により得られた画像信号を出力することを特徴とする画像出力方法。
【請求項１６】
前記ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、前記ダイナミックレンジ変換される画像信号、前記第１の画像出力装置に係る出力階調特性、前記第２の画像出力装置に係る出力階調特性又は画像観察条件情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項１５に記載の画像出力方法。
【請求項１７】
前記ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、前記第１の画像出力装置に係る知覚指数レンジ又は前記第２の画像出力装置に係る知覚指数レンジに基づいて決定されることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の画像出力方法。
【請求項１８】
前記ダイナミックレンジ変換は、
Ｓprocを処理済画像信号、Ｓorgを原画像信号、Ｓusmを非鮮鋭画像信号、Ｆ（Ｓ）（Ｓは画像信号）を非線形関数として、
Ｓproc＝Ｓorg＋Ｆ(Ｓusm)
の式に基づいて実行されることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の画像出力方法。
【請求項１９】
前記ダイナミックレンジ変換は、
Ｓprocを処理済画像信号、Ｓorgを原画像信号、Ｓusk(k=1〜N)を非鮮鋭画像信号、ｆk（Ｓ）(k=1〜Ｎ，Ｓは画像信号）を各帯域制限画像信号を変換する非線形関数として、
Ｓproc＝Ｓorg＋｛ｆ1(Ｓorg−Ｓus1)＋ｆ2(Ｓus1−Ｓus2)＋…＋ｆk(Ｓusk-1−Ｓusk)＋…＋ｆN(ＳusN-1−ＳusN)｝
の式に基づいて実行されることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の画像出力方法。
【請求項２０】
前記知覚指数とは、画像観察条件情報に基づいて算出されたＪＮＤインデックス又は明度であることを特徴とする請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の画像出力方法。
【請求項２１】
画像出力装置に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施し、
前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施し、
前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し前記画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施して、
第２の非線形画像信号変換により得られた画像信号を出力することを特徴とする画像出力方法。
【請求項２２】
画像信号を画像処理するコンピュータに、
第１の画像出力装置に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように前記画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施す機能と、
前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施す機能と、
前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し第２の画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施す機能と、
を実現させるためのプログラム。
【請求項２３】
前記ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、前記ダイナミックレンジ変換される画像信号、前記第１の画像出力装置に係る出力階調特性、前記第２の画像出力装置に係る出力階調特性又は画像観察条件情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項２２に記載のプログラム。
【請求項２４】
前記ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、前記第１の画像出力装置に係る知覚指数レンジ又は前記第２の画像出力装置に係る知覚指数レンジに基づいて決定されることを特徴とする請求項２２又は２３に記載のプログラム。
【請求項２５】
前記ダイナミックレンジ変換は、
Ｓprocを処理済画像信号、Ｓorgを原画像信号、Ｓusmを非鮮鋭画像信号、Ｆ（Ｓ）（Ｓは画像信号）を非線形関数として、
Ｓproc＝Ｓorg＋Ｆ(Ｓusm)
の式に基づいて実行されることを特徴とする請求項２２〜２４のいずれか一項に記載のプログラム。
【請求項２６】
前記ダイナミックレンジ変換は、
Ｓprocを処理済画像信号、Ｓorgを原画像信号、Ｓusk(k=1〜N)を非鮮鋭画像信号、ｆk（Ｓ）(k=1〜Ｎ，Ｓは画像信号）を各帯域制限画像信号を変換する非線形関数として、
Ｓproc＝Ｓorg＋｛ｆ1(Ｓorg−Ｓus1)＋ｆ2(Ｓus1−Ｓus2)＋…＋ｆk(Ｓusk-1−Ｓusk)＋…＋ｆN(ＳusN-1−ＳusN)｝
の式に基づいて実行されることを特徴とする請求項２２〜２４のいずれか一項に記載のプログラム。
【請求項２７】
前記知覚指数とは、画像観察条件情報に基づいて算出されたＪＮＤインデックス又は明度であることを特徴とする請求項２２〜２６のいずれか一項に記載のプログラム。
【請求項２８】
画像信号を画像処理するコンピュータに、
画像出力装置に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように前記画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施す機能と、
前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施す機能と、
前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し前記画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施す機能と、
を実現させるためのプログラム。
【請求項２９】
画像信号を画像処理するコンピュータに、
第１の画像出力装置に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように前記画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施す機能と、
前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施す機能と、
前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し第２の画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施す機能と、
を実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項３０】
前記ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、前記ダイナミックレンジ変換される画像信号、前記第１の画像出力装置に係る出力階調特性、前記第２の画像出力装置に係る出力階調特性又は画像観察条件情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項２９に記載の記録媒体。
【請求項３１】
前記ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、前記第１の画像出力装置に係る知覚指数レンジ又は前記第２の画像出力装置に係る知覚指数レンジに基づいて決定されることを特徴とする請求項２９又は３０に記載の記録媒体。
【請求項３２】
前記ダイナミックレンジ変換は、
Ｓprocを処理済画像信号、Ｓorgを原画像信号、Ｓusmを非鮮鋭画像信号、Ｆ（Ｓ）（Ｓは画像信号）を非線形関数として、
Ｓproc＝Ｓorg＋Ｆ(Ｓusm)
の式に基づいて実行されることを特徴とする請求項２９〜３１のいずれか一項に記載の記録媒体。
【請求項３３】
前記ダイナミックレンジ変換は、
Ｓprocを処理済画像信号、Ｓorgを原画像信号、Ｓusk(k=1〜N)を非鮮鋭画像信号、ｆk（Ｓ）(k=1〜Ｎ，Ｓは画像信号）を各帯域制限画像信号を変換する非線形関数として、
Ｓproc＝Ｓorg＋｛ｆ1(Ｓorg−Ｓus1)＋ｆ2(Ｓus1−Ｓus2)＋…＋ｆk(Ｓusk-1−Ｓusk)＋…＋ｆN(ＳusN-1−ＳusN)｝
の式に基づいて実行されることを特徴とする請求項２９〜３１のいずれか一項に記載の記録媒体。
【請求項３４】
前記知覚指数とは、画像観察条件情報に基づいて算出されたＪＮＤインデックス又は明度であることを特徴とする請求項２９〜３３のいずれか一項に記載の記録媒体。
【請求項３５】
画像信号を画像処理するコンピュータに、
画像出力装置に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように前記画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施す機能と、
前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施す機能と、
前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し前記画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施す機能と、
を実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項３６】
医用診断のための画像信号を入力する画像入力手段と、
前記画像入力手段により取得された画像信号を可視化するとともに、個々に異なる階調表現能を有する複数の画像出力手段と、
前記複数の画像出力手段のうち特定の画像出力手段を指示する指示手段と、
前記画像入力手段により取得された画像信号に対し、各画像出力手段の階調表現能に対応して、画像出力手段に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施し、前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施し、前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し前記画像出力手段に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施す画像処理手段と、
がネットワーク接続された画像出力システムであって、
前記指示手段により指示された画像出力手段により画像出力する際に、前記画像入力手段により取得された画像信号を取り出し、前記指示手段により指示された画像出力手段に対応する画像処理を施し、可視化するようネットワーク配信すべく制御することを特徴とする画像出力システム。
【請求項３７】
医用診断のための画像信号を入力する画像入力手段と、
前記画像入力手段により取得された画像信号を可視化するとともに、個々に異なる階調表現能を有する複数の画像出力手段と、
前記複数の画像出力手段のうち特定の画像出力手段を指示する指示手段と、
前記画像入力手段により取得された画像信号に対し、各画像出力手段の階調表現能に対応して、第１の画像出力手段に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施し、前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施し、前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し第２の画像出力手段に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施す画像処理手段と、
がネットワーク接続された画像出力システムであって、
前記指示手段により指示された画像出力手段により画像出力する際に、前記画像入力手段により取得された画像信号を取り出し、前記指示手段により指示された画像出力手段に対応する画像処理を施し、画像出力手段の特性によらず一定の可視画像を得るようネットワーク配信すべく制御することを特徴とする画像出力システム。
【請求項３８】
医用診断のための画像信号を入力する画像入力手段と、
前記画像入力手段により取得された画像信号を可視化するとともに、個々に異なる階調表現能を有する複数の画像出力手段と、
前記複数の画像出力手段のうち特定の画像出力手段を指示する指示手段と、
前記画像入力手段により取得された画像信号に対し、一の画像出力手段に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施し、前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施し、前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し前記一の画像出力手段に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施す画像処理手段と、
前記画像処理手段により得られた画像信号を記憶する記憶手段と、
がネットワーク接続された画像出力システムであって、
前記指示手段により指示された画像出力手段により画像出力する際に、前記記憶手段により記憶された画像信号を取り出し、前記指示手段により指示された画像出力手段に対応する画像処理を施し、画像出力手段の特性によらず一定の可視画像を得るようネットワーク配信すべく制御することを特徴とする画像出力システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、画像出力方法、プログラム、プログラムを記録した記録媒体及び画像出力システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、銀塩感光材料からなる放射線写真フィルムを使用しないで医用放射線画像情報を得る方法が工夫されるようになった。例えば、輝尽性蛍光体を主体とするイメージングプレートを用い、放射線画像を輝尽性蛍光体に蓄積後、励起光を用いて輝尽発光光として取り出し、この光を光電変換することによって画像信号を得る放射線画像読取装置（Computed Radiography；以下、ＣＲという。）が普及してきている。
【０００３】
また、最近では放射線蛍光体や放射線光導電体とＴＦＴ（Thin Film Transistor）スイッチング素子などの２次元半導体検出器を組み合せて放射線画像情報を読み取る装置（Flat Panel Detector；以下、ＦＰＤという。）も提案されている。
さらに、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（Computed Tomography；以下、Ｘ線ＣＴ装置という。）や磁気共鳴画像形成装置（Magnetic Resonance Imaging；以下、ＭＲＩ装置という。）など単純Ｘ線撮影以外の放射線画像入力装置も普及している。これらの医用画像入力装置は画像情報をデジタル信号の形で提供することが多い。
【０００４】
これらの医用画像を診断する際には、透過記録媒体及び／又は反射記録媒体に画像情報を記録してハードコピーの形で観察する方法が多く用いられている。医用画像情報を記録媒体に記録する医用画像記録装置としては、銀塩記録材料を用いた透過記録媒体上にレーザ光等を用いて露光し、潜像を得た後に、現像剤処理又は加熱処理を経て画像を記録する方式が良く用いられている。この方式によれば、モノクロ多階調の画像を優れた階調性で描写できるとともに、透過媒体に記録して透過光で観察することによって高い診断能が得られる。
【０００５】
ところが、近年、画像出力装置における画像出力性能の飛躍的向上によって、様々な手段を用いて医用画像を出力し、診断することが可能になってきた。例えば、高輝度・高精細表示が可能となりつつある液晶ディスプレイ、インクジェット方式やサーマル方式等に代表される画像記録装置が挙げられる。
【０００６】
また、医用画像出力形態の多様化に伴い、画像診断形態も多様になることが予想される。放射線写真フィルムを用いる従来の形態は存続しつつ、画像表示装置（いわゆる、ディスプレイ装置）により表示した医用画像を用いて診断を行い、必要に応じて小型プリンタ等を用いて画像をプリントする診断形態も今後は増加することが予想される。
【０００７】
画像診断形態の多様化により、一定の観察条件下で同一の出力形態で出力された画像を観察するよりも、様々な画像出力装置で出力された画像を、様々な観察条件下で観察する頻度が高くなると考えられる。さらに、透過画像／反射画像の選択、モノクロ／カラーの選択、使用目的、観察条件又は観察者の嗜好等によって、観察者が要求する階調特性は大きく異なる場合がある。
【０００８】
そこで、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等の発光表示装置に外光レベルを検出する検出手段と、その検出結果に基づいて表示階調特性を補正する手段を備え、画像観察環境に応じて出力階調補正を行う画像出力装置及び画像出力方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−１９０１７０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、画像出力形態の違いにより、階調表現能（出力レンジ）が大きく異なる場合がある。例えば、最高出力光学濃度3.0を有する透過画像に係る画像データを階調補正することにより、最高出力光学濃度2.0を有する反射画像を前記透過画像と同じように見せる場合を考える。透過画像と反射画像との階調表現能の違いから、視覚感度に対して線形になるような単なる出力階調補正では、画像全体における輝度コントラストの低下を招くことになる。場合によっては、極めて低いコントラストを有する画像であるために、透過画像においてかろうじて検出することができた腫瘍が、反射画像において検出できなくなってしまう。このコントラストの低下を改善する方法として、一部の光学濃度域において階調度を高くする方法が考えられるが、画像全体の階調バランスを損ねる場合があり、好ましくない。
【００１１】
本発明は、上記の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、異なる画像観察条件又は異なる画像出力特性を有する画像出力装置に応じて、適正な階調特性に基づいて画像を出力する画像処理装置、画像処理方法、画像出力方法、プログラム、プログラムを記録した記録媒体及び画像出力システムを提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための請求項１記載の発明は、第１の画像出力装置に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施す第１の非線形画像信号変換処理手段と、前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施すダイナミックレンジ変換処理手段と、前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し第２の画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施す第２の非線形画像信号変換処理手段と、を備えたことを特徴とする画像処理装置である。
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、第１の非線形画像信号変換によって、画像信号を知覚指数と対応させることにより、視覚感度に適した画像信号に変換することができる。また、ダイナミックレンジ変換によって、第１の画像出力装置と第２の画像出力装置の階調表現能が大きく異なる場合でも、画像コントラストを維持することができる。また、第２の非線形画像信号変換によって、第２の画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように画像信号を変換することができる。したがって、異なる画像出力装置間であっても、一の画像信号に対し略同可視感を有する画像を出力することができる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、前記ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、前記ダイナミックレンジ変換される画像信号、前記第１の画像出力装置に係る出力階調特性、前記第２の画像出力装置に係る出力階調特性又は画像観察条件情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置である。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、ダイナミックレンジ変換される画像信号、第１の画像出力装置に係る出力階調特性、第２の画像出力装置に係る出力階調特性又は画像観察条件情報に基づいて、第２の画像出力装置により適した画像信号に変換することができる。したがって、異なる画像出力装置間又は画像観察条件下であっても、一の画像信号に対し略同可視感を有する画像を出力することができる。
【００１６】
請求項３記載の発明は、前記ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、前記第１の画像出力装置に係る知覚指数レンジ又は前記第２の画像出力装置に係る知覚指数レンジに基づいて決定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置である。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、第１の画像出力装置に係る知覚指数レンジ又は第２の画像出力装置に係る知覚指数レンジに基づいて、第２の画像出力装置により適した画像信号に変換することができる。したがって、画像出力装置に係る階調表現能に見合った画像を出力することができる。
【００１８】
請求項４記載の発明は、前記ダイナミックレンジ変換は、Ｓprocを処理済画像信号、Ｓorgを原画像信号、Ｓusmを非鮮鋭画像信号、Ｆ（Ｓ）（Ｓは画像信号）を非線形関数として、
Ｓproc＝Ｓorg＋Ｆ(Ｓusm)
の式に基づいて実行されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像処理装置である。
【００１９】
請求項４記載の発明によれば、非鮮鋭画像信号Ｓusmによって処理済画像信号Ｓprocが決定されるので、微細構造のコントラストを維持しつつ、ダイナミックレンジを変えることができる。また、非鮮鋭画像信号Ｓusmを算出する際の画像信号領域の範囲を変化させることにより、ダイナミックレンジを変調させる空間周波数帯域を制御することができる。
【００２０】
請求項５記載の発明は、前記ダイナミックレンジ変換は、Ｓprocを処理済画像信号、Ｓorgを原画像信号、Ｓusk(k=1〜N)を非鮮鋭画像信号、ｆk（Ｓ）(k=1〜Ｎ，Ｓは画像信号）を各帯域制限画像信号を変換する非線形関数として、
Ｓproc＝Ｓorg＋｛ｆ1(Ｓorg−Ｓus1)＋ｆ2(Ｓus1−Ｓus2)＋…＋ｆk(Ｓusk-1−Ｓusk)＋…＋ｆN(ＳusN-1−ＳusN)｝
の式に基づいて実行されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像処理装置である。
【００２１】
請求項５記載の発明によれば、原画像信号Ｓorgの特定の周波数帯域の周波数成分を表す帯域制限画像信号毎に適した変換を行うことができる。したがって、ダイナミックレンジの制御をより厳密に行うことが可能となり、微細構造における描写能低下やアーチファクト（擬似輪郭）のない高画質な画像を出力することができる。
【００２２】
請求項６記載の発明は、前記知覚指数とは、画像観察条件情報に基づいて算出されたＪＮＤインデックス又は明度であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像処理装置である。
【００２３】
請求項６記載の発明によれば、ＪＮＤインデックス又は明度に対応するように画像信号を変換するので、視覚感度に適した自然な階調を有する画像を得ることができる。
【００２４】
請求項７記載の発明は、画像出力装置に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施す第１の非線形画像信号変換処理手段と、前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施すダイナミックレンジ変換処理手段と、前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し前記画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施す第２の非線形画像信号変換処理手段と、を備えたことを特徴とする画像処理装置である。
【００２５】
請求項７記載の発明によれば、画像信号を知覚指数と対応するように変換してからダイナミックレンジ変換を施し、画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように変換するので、視覚感度に適した自然な階調を有する画像を得ることができる。
【００２６】
請求項８記載の発明は、第１の画像出力装置に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施し、前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施し、前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し第２の画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施すことを特徴とする画像処理方法である。
【００２７】
請求項８記載の発明によれば、第１の非線形画像信号変換によって、画像信号を知覚指数と対応させることにより、視覚感度に適した画像信号に変換することができる。また、ダイナミックレンジ変換によって、第１の画像出力装置と第２の画像出力装置の階調表現能が大きく異なる場合でも、画像コントラストを維持することができる。また、第２の非線形画像信号変換によって、第２の画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように画像信号を変換することができる。したがって、異なる画像出力装置間であっても、一の画像信号に対し略同可視感を有する画像を出力することができる。
【００２８】
請求項９記載の発明は、前記ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、前記ダイナミックレンジ変換される画像信号、前記第１の画像出力装置に係る出力階調特性、前記第２の画像出力装置に係る出力階調特性又は画像観察条件情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項８に記載の画像処理方法である。
【００２９】
請求項９記載の発明によれば、ダイナミックレンジ変換される画像信号、第１の画像出力装置に係る出力階調特性、第２の画像出力装置に係る出力階調特性又は画像観察条件情報に基づいて、第２の画像出力装置により適した画像信号に変換することができる。したがって、異なる画像出力装置間又は画像観察条件下であっても、一の画像信号に対し略同可視感を有する画像を出力することができる。
【００３０】
請求項１０記載の発明は、前記ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、前記第１の画像出力装置に係る知覚指数レンジ又は前記第２の画像出力装置に係る知覚指数レンジに基づいて決定されることを特徴とする請求項８又は９に記載の画像処理方法である。
【００３１】
請求項１０記載の発明によれば、第１の画像出力装置に係る知覚指数レンジ又は第２の画像出力装置に係る知覚指数レンジに基づいて、第２の画像出力装置により適した画像信号に変換することができる。したがって、画像出力装置に係る階調表現能に見合った画像を出力することができる。
【００３２】
請求項１１記載の発明は、前記ダイナミックレンジ変換は、Ｓprocを処理済画像信号、Ｓorgを原画像信号、Ｓusmを非鮮鋭画像信号、Ｆ（Ｓ）（Ｓは画像信号）を非線形関数として、
Ｓproc＝Ｓorg＋Ｆ(Ｓusm)
の式に基づいて実行されることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の画像処理方法である。
【００３３】
請求項１１記載の発明によれば、非鮮鋭画像信号Ｓusmによって処理済画像信号Ｓprocが決定されるので、微細構造のコントラストを維持しつつ、ダイナミックレンジを変えることができる。また、非鮮鋭画像信号Ｓusmを算出する際の画像信号領域の範囲を変化させることにより、ダイナミックレンジを変調させる空間周波数帯域を制御することができる。
【００３４】
請求項１２記載の発明は、前記ダイナミックレンジ変換は、Ｓprocを処理済画像信号、Ｓorgを原画像信号、Ｓusk(k=1〜N)を非鮮鋭画像信号、ｆk（Ｓ）(k=1〜Ｎ，Ｓは画像信号）を各帯域制限画像信号を変換する非線形関数として、
Ｓproc＝Ｓorg＋｛ｆ1(Ｓorg−Ｓus1)＋ｆ2(Ｓus1−Ｓus2)＋…＋ｆk(Ｓusk-1−Ｓusk)＋…＋ｆN(ＳusN-1−ＳusN)｝
の式に基づいて実行されることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の画像処理方法である。
【００３５】
請求項１２記載の発明によれば、原画像信号Ｓorgの特定の周波数帯域の周波数成分を表す帯域制限画像信号毎に適した変換を行うことができる。したがって、ダイナミックレンジの制御をより厳密に行うことが可能となり、微細構造における描写能低下やアーチファクト（擬似輪郭）のない高画質な画像を出力することができる。
【００３６】
請求項１３記載の発明は、前記知覚指数とは、画像観察条件情報に基づいて算出されたＪＮＤインデックス又は明度であることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか一項に記載の画像処理方法である。
【００３７】
請求項１３記載の発明によれば、ＪＮＤインデックス又は明度に対応するように画像信号を変換するので、視覚感度に適した自然な階調を有する画像を得ることができる。
【００３８】
請求項１４記載の発明は、画像出力装置に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施し、前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施し、前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し前記画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施すことを特徴とする画像処理方法である。
【００３９】
請求項１４記載の発明によれば、画像信号を知覚指数と対応するように変換してからダイナミックレンジ変換を施し、画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように変換するので、視覚感度に適した自然な階調を有する画像を得ることができる。
【００４０】
請求項１５記載の発明は、第１の画像出力装置に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施し、前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施し、前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し第２の画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施して、第２の非線形画像信号変換により得られた画像信号を出力することを特徴とする画像出力方法である。
【００４１】
請求項１５記載の発明によれば、第１の非線形画像信号変換によって、画像信号を知覚指数と対応させることにより、視覚感度に適した画像信号に変換することができる。また、ダイナミックレンジ変換によって、第１の画像出力装置と第２の画像出力装置の階調表現能が大きく異なる場合でも、画像コントラストを維持することができる。また、第２の非線形画像信号変換によって、第２の画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように画像信号を変換することができる。したがって、異なる画像出力装置間であっても、一の画像信号に対し略同可視感を有する画像を出力することができる。
【００４２】
請求項１６記載の発明は、前記ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、前記ダイナミックレンジ変換される画像信号、前記第１の画像出力装置に係る出力階調特性、前記第２の画像出力装置に係る出力階調特性又は画像観察条件情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項１５に記載の画像出力方法である。
【００４３】
請求項１６記載の発明によれば、ダイナミックレンジ変換される画像信号、第１の画像出力装置に係る出力階調特性、第２の画像出力装置に係る出力階調特性又は画像観察条件情報に基づいて、第２の画像出力装置により適した画像信号に変換することができる。したがって、異なる画像出力装置間又は画像観察条件下であっても、一の画像信号に対し略同可視感を有する画像を出力することができる。
【００４４】
請求項１７記載の発明は、前記ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、前記第１の画像出力装置に係る知覚指数レンジ又は前記第２の画像出力装置に係る知覚指数レンジに基づいて決定されることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の画像出力方法である。
【００４５】
請求項１７記載の発明によれば、第１の画像出力装置に係る知覚指数レンジ又は第２の画像出力装置に係る知覚指数レンジに基づいて、第２の画像出力装置により適した画像信号に変換することができる。したがって、画像出力装置に係る階調表現能に見合った画像を出力することができる。
【００４６】
請求項１８記載の発明は、前記ダイナミックレンジ変換は、Ｓprocを処理済画像信号、Ｓorgを原画像信号、Ｓusmを非鮮鋭画像信号、Ｆ（Ｓ）（Ｓは画像信号）を非線形関数として、
Ｓproc＝Ｓorg＋Ｆ(Ｓusm)
の式に基づいて実行されることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の画像出力方法である。
【００４７】
請求項１８記載の発明によれば、非鮮鋭画像信号Ｓusmによって処理済画像信号Ｓprocが決定されるので、微細構造のコントラストを維持しつつ、ダイナミックレンジを変えることができる。また、非鮮鋭画像信号Ｓusmを算出する際の画像信号領域の範囲を変化させることにより、ダイナミックレンジを変調させる空間周波数帯域を制御することができる。
【００４８】
請求項１９記載の発明は、前記ダイナミックレンジ変換は、Ｓprocを処理済画像信号、Ｓorgを原画像信号、Ｓusk(k=1〜N)を非鮮鋭画像信号、ｆk（Ｓ）(k=1〜Ｎ，Ｓは画像信号）を各帯域制限画像信号を変換する非線形関数として、
Ｓproc＝Ｓorg＋｛ｆ1(Ｓorg−Ｓus1)＋ｆ2(Ｓus1−Ｓus2)＋…＋ｆk(Ｓusk-1−Ｓusk)＋…＋ｆN(ＳusN-1−ＳusN)｝
の式に基づいて実行されることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の画像出力方法である。
【００４９】
請求項１９記載の発明によれば、原画像信号Ｓorgの特定の周波数帯域の周波数成分を表す帯域制限画像信号毎に適した変換を行うことができる。したがって、ダイナミックレンジの制御をより厳密に行うことが可能となり、微細構造における描写能低下やアーチファクト（擬似輪郭）のない高画質な画像を出力することができる。
【００５０】
請求項２０記載の発明は、前記知覚指数とは、画像観察条件情報に基づいて算出されたＪＮＤインデックス又は明度であることを特徴とする請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の画像出力方法である。
【００５１】
請求項２０記載の発明によれば、ＪＮＤインデックス又は明度に対応するように画像信号を変換するので、視覚感度に適した自然な階調を有する画像を得ることができる。
【００５２】
請求項２１記載の発明は、画像出力装置に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施し、前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施し、前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し前記画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施して、第２の非線形画像信号変換により得られた画像信号を出力することを特徴とする画像出力方法である。
【００５３】
請求項２１記載の発明によれば、画像信号を知覚指数と対応するように変換してからダイナミックレンジ変換を施し、画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように変換するので、視覚感度に適した自然な階調を有する画像を得ることができる。
【００５４】
請求項２２記載の発明は、画像信号を画像処理するコンピュータに、第１の画像出力装置に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように前記画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施す機能と、前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施す機能と、前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し第２の画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施す機能と、を実現させるためのプログラムである。
【００５５】
請求項２２記載の発明によれば、第１の非線形画像信号変換によって、画像信号を知覚指数と対応させることにより、視覚感度に適した画像信号に変換することができる。また、ダイナミックレンジ変換によって、第１の画像出力装置と第２の画像出力装置の階調表現能が大きく異なる場合でも、画像コントラストを維持することができる。また、第２の非線形画像信号変換によって、第２の画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように画像信号を変換することができる。したがって、異なる画像出力装置間であっても、一の画像信号に対し略同可視感を有する画像を出力することができる。
【００５６】
請求項２３記載の発明は、前記ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、前記ダイナミックレンジ変換される画像信号、前記第１の画像出力装置に係る出力階調特性、前記第２の画像出力装置に係る出力階調特性又は画像観察条件情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項２２に記載のプログラムである。
【００５７】
請求項２３記載の発明によれば、ダイナミックレンジ変換される画像信号、第１の画像出力装置に係る出力階調特性、第２の画像出力装置に係る出力階調特性又は画像観察条件情報に基づいて、第２の画像出力装置により適した画像信号に変換することができる。したがって、異なる画像出力装置間又は画像観察条件下であっても、一の画像信号に対し略同可視感を有する画像を出力することができる。
【００５８】
請求項２４記載の発明は、前記ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、前記第１の画像出力装置に係る知覚指数レンジ又は前記第２の画像出力装置に係る知覚指数レンジに基づいて決定されることを特徴とする請求項２２又は２３に記載のプログラムである。
【００５９】
請求項２４記載の発明によれば、第１の画像出力装置に係る知覚指数レンジ又は第２の画像出力装置に係る知覚指数レンジに基づいて、第２の画像出力装置により適した画像信号に変換することができる。したがって、画像出力装置に係る階調表現能に見合った画像を出力することができる。
【００６０】
請求項２５記載の発明は、前記ダイナミックレンジ変換は、Ｓprocを処理済画像信号、Ｓorgを原画像信号、Ｓusmを非鮮鋭画像信号、Ｆ（Ｓ）（Ｓは画像信号）を非線形関数として、
Ｓproc＝Ｓorg＋Ｆ(Ｓusm)
の式に基づいて実行されることを特徴とする請求項２２〜２４のいずれか一項に記載のプログラムである。
【００６１】
請求項２５記載の発明によれば、非鮮鋭画像信号Ｓusmによって処理済画像信号Ｓprocが決定されるので、微細構造のコントラストを維持しつつ、ダイナミックレンジを変えることができる。また、非鮮鋭画像信号Ｓusmを算出する際の画像信号領域の範囲を変化させることにより、ダイナミックレンジを変調させる空間周波数帯域を制御することができる。
【００６２】
請求項２６記載の発明は、前記ダイナミックレンジ変換は、Ｓprocを処理済画像信号、Ｓorgを原画像信号、Ｓusk(k=1〜N)を非鮮鋭画像信号、ｆk（Ｓ）(k=1〜Ｎ，Ｓは画像信号）を各帯域制限画像信号を変換する非線形関数として、
Ｓproc＝Ｓorg＋｛ｆ1(Ｓorg−Ｓus1)＋ｆ2(Ｓus1−Ｓus2)＋…＋ｆk(Ｓusk-1−Ｓusk)＋…＋ｆN(ＳusN-1−ＳusN)｝
の式に基づいて実行されることを特徴とする請求項２２〜２４のいずれか一項に記載のプログラムである。
【００６３】
請求項２６記載の発明によれば、原画像信号Ｓorgの特定の周波数帯域の周波数成分を表す帯域制限画像信号毎に適した変換を行うことができる。したがって、ダイナミックレンジの制御をより厳密に行うことが可能となり、微細構造における描写能低下やアーチファクト（擬似輪郭）のない高画質な画像を出力することができる。
【００６４】
請求項２７記載の発明は、前記知覚指数とは、画像観察条件情報に基づいて算出されたＪＮＤインデックス又は明度であることを特徴とする請求項２２〜２６のいずれか一項に記載のプログラムである。
【００６５】
請求項２７記載の発明によれば、ＪＮＤインデックス又は明度に対応するように画像信号を変換するので、視覚感度に適した自然な階調を有する画像を得ることができる。
【００６６】
請求項２８記載の発明は、画像信号を画像処理するコンピュータに、画像出力装置に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように前記画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施す機能と、前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施す機能と、前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し前記画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施す機能と、を実現させるためのプログラムである。
【００６７】
請求項２８記載の発明によれば、画像信号を知覚指数と対応するように変換してからダイナミックレンジ変換を施し、画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように変換するので、視覚感度に適した自然な階調を有する画像を得ることができる。
【００６８】
請求項２９記載の発明は、画像信号を画像処理するコンピュータに、第１の画像出力装置に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように前記画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施す機能と、前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施す機能と、前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し第２の画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施す機能と、を実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００６９】
請求項２９記載の発明によれば、第１の非線形画像信号変換によって、画像信号を知覚指数と対応させることにより、視覚感度に適した画像信号に変換することができる。また、ダイナミックレンジ変換によって、第１の画像出力装置と第２の画像出力装置の階調表現能が大きく異なる場合でも、画像コントラストを維持することができる。また、第２の非線形画像信号変換によって、第２の画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように画像信号を変換することができる。したがって、異なる画像出力装置間であっても、一の画像信号に対し略同可視感を有する画像を出力することができる。
【００７０】
請求項３０記載の発明は、前記ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、前記ダイナミックレンジ変換される画像信号、前記第１の画像出力装置に係る出力階調特性、前記第２の画像出力装置に係る出力階調特性又は画像観察条件情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項２９に記載の記録媒体である。
【００７１】
請求項３０記載の発明によれば、ダイナミックレンジ変換される画像信号、第１の画像出力装置に係る出力階調特性、第２の画像出力装置に係る出力階調特性又は画像観察条件情報に基づいて、第２の画像出力装置により適した画像信号に変換することができる。したがって、異なる画像出力装置間又は画像観察条件下であっても、一の画像信号に対し略同可視感を有する画像を出力することができる。
【００７２】
請求項３１記載の発明は、前記ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、前記第１の画像出力装置に係る知覚指数レンジ又は前記第２の画像出力装置に係る知覚指数レンジに基づいて決定されることを特徴とする請求項２９又は３０に記載の記録媒体である。
【００７３】
請求項３１記載の発明によれば、第１の画像出力装置に係る知覚指数レンジ又は第２の画像出力装置に係る知覚指数レンジに基づいて、第２の画像出力装置により適した画像信号に変換することができる。したがって、画像出力装置に係る階調表現能に見合った画像を出力することができる。
【００７４】
請求項３２記載の発明は、前記ダイナミックレンジ変換は、Ｓprocを処理済画像信号、Ｓorgを原画像信号、Ｓusmを非鮮鋭画像信号、Ｆ（Ｓ）（Ｓは画像信号）を非線形関数として、
Ｓproc＝Ｓorg＋Ｆ(Ｓusm)
の式に基づいて実行されることを特徴とする請求項２９〜３１のいずれか一項に記載の記録媒体である。
【００７５】
請求項３２記載の発明によれば、非鮮鋭画像信号Ｓusmによって処理済画像信号Ｓprocが決定されるので、微細構造のコントラストを維持しつつ、ダイナミックレンジを変えることができる。また、非鮮鋭画像信号Ｓusmを算出する際の画像信号領域の範囲を変化させることにより、ダイナミックレンジを変調させる空間周波数帯域を制御することができる。
【００７６】
請求項３３記載の発明は、前記ダイナミックレンジ変換は、Ｓprocを処理済画像信号、Ｓorgを原画像信号、Ｓusk(k=1〜N)を非鮮鋭画像信号、ｆk（Ｓ）(k=1〜Ｎ，Ｓは画像信号）を各帯域制限画像信号を変換する非線形関数として、
Ｓproc＝Ｓorg＋｛ｆ1(Ｓorg−Ｓus1)＋ｆ2(Ｓus1−Ｓus2)＋…＋ｆk(Ｓusk-1−Ｓusk)＋…＋ｆN(ＳusN-1−ＳusN)｝
の式に基づいて実行されることを特徴とする請求項２９〜３１のいずれか一項に記載の記録媒体である。
【００７７】
請求項３３記載の発明によれば、原画像信号Ｓorgの特定の周波数帯域の周波数成分を表す帯域制限画像信号毎に適した変換を行うことができる。したがって、ダイナミックレンジの制御をより厳密に行うことが可能となり、微細構造における描写能低下やアーチファクト（擬似輪郭）のない高画質な画像を出力することができる。
【００７８】
請求項３４記載の発明は、前記知覚指数とは、画像観察条件情報に基づいて算出されたＪＮＤインデックス又は明度であることを特徴とする請求項２９〜３３のいずれか一項に記載の記録媒体である。
【００７９】
請求項３４記載の発明によれば、ＪＮＤインデックス又は明度に対応するように画像信号を変換するので、視覚感度に適した自然な階調を有する画像を得ることができる。
【００８０】
請求項３５記載の発明は、画像信号を画像処理するコンピュータに、画像出力装置に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように前記画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施す機能と、前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施す機能と、前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し前記画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施す機能と、を実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００８１】
請求項３５記載の発明によれば、画像信号を知覚指数と対応するように変換してからダイナミックレンジ変換を施し、画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように変換するので、視覚感度に適した自然な階調を有する画像を得ることができる。
【００８２】
請求項３６記載の発明は、医用診断のための画像信号を入力する画像入力手段と、前記画像入力手段により取得された画像信号を可視化するとともに、個々に異なる階調表現能を有する複数の画像出力手段と、前記複数の画像出力手段のうち特定の画像出力手段を指示する指示手段と、前記画像入力手段により取得された画像信号に対し、各画像出力手段の階調表現能に対応して、画像出力手段に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施し、前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施し、前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し前記画像出力手段に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施す画像処理手段と、がネットワーク接続された画像出力システムであって、前記指示手段により指示された画像出力手段により画像出力する際に、前記画像入力手段により取得された画像信号を取り出し、前記指示手段により指示された画像出力手段に対応する画像処理を施し、可視化するようネットワーク配信すべく制御することを特徴とする画像出力システムである。
【００８３】
請求項３６記載の発明によれば、第１の非線形画像信号変換によって、画像信号を知覚指数と対応させることにより、視覚感度に適した画像信号に変換することができる。また、知覚指数と対応した画像信号に対しダイナミックレンジ変換を行うによって、画像コントラストを維持しつつ、ダイナミックレンジを変換することができる。また、第２の非線形画像信号変換によって、画像出力手段に係る出力階調特性に対応するように画像信号を変換することができる。したがって、各画像出力手段に応じた自然な階調を有する画像を得ることができる。
【００８４】
請求項３７記載の発明は、医用診断のための画像信号を入力する画像入力手段と、前記画像入力手段により取得された画像信号を可視化するとともに、個々に異なる階調表現能を有する複数の画像出力手段と、前記複数の画像出力手段のうち特定の画像出力手段を指示する指示手段と、前記画像入力手段により取得された画像信号に対し、各画像出力手段の階調表現能に対応して、第１の画像出力手段に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施し、前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施し、前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し第２の画像出力手段に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施す画像処理手段と、がネットワーク接続された画像出力システムであって、前記指示手段により指示された画像出力手段により画像出力する際に、前記画像入力手段により取得された画像信号を取り出し、前記指示手段により指示された画像出力手段に対応する画像処理を施し、画像出力手段の特性によらず一定の可視画像を得るようネットワーク配信すべく制御することを特徴とする画像出力システムである。
【００８５】
請求項３７記載の発明によれば、第１の非線形画像信号変換によって、画像信号を知覚指数と対応させることにより、視覚感度に適した画像信号に変換することができる。また、知覚指数と対応した画像信号に対しダイナミックレンジ変換を行うによって、画像コントラストを維持しつつ、ダイナミックレンジを変換することができる。また、第２の非線形画像信号変換によって、画像出力手段に係る出力階調特性に対応するように画像信号を変換することができる。したがって、異なる画像出力手段間であっても、一の画像信号に対し略同可視感を有する画像を得ることができる。
【００８６】
請求項３８記載の発明は、医用診断のための画像信号を入力する画像入力手段と、前記画像入力手段により取得された画像信号を可視化するとともに、個々に異なる階調表現能を有する複数の画像出力手段と、前記複数の画像出力手段のうち特定の画像出力手段を指示する指示手段と、前記画像入力手段により取得された画像信号に対し、一の画像出力手段に係る出力階調特性が知覚指数と対応するように画像信号を変換する第１の非線形画像信号変換を施し、前記第１の非線形画像信号変換により得られた画像信号に対しダイナミックレンジ変換を施し、前記ダイナミックレンジ変換により得られた画像信号に対し前記一の画像出力手段に係る出力階調特性に対応するように第２の非線形画像信号変換を施す画像処理手段と、前記画像処理手段により得られた画像信号を記憶する記憶手段と、がネットワーク接続された画像出力システムであって、前記指示手段により指示された画像出力手段により画像出力する際に、前記記憶手段により記憶された画像信号を取り出し、前記指示手段により指示された画像出力手段に対応する画像処理を施し、画像出力手段の特性によらず一定の可視画像を得るようネットワーク配信すべく制御することを特徴とする画像出力システムである。
【００８７】
請求項３８記載の発明によれば、ある画像処理手段に適した処理を施した画像信号を記憶し、記憶された画像信号に対して、指示手段により指示された画像出力手段に対応する画像処理を施すことができるので、異なる画像出力手段間であっても、一の画像信号に対し略同可視感を有する画像を得ることができる。
【００８８】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００８９】
［用語の定義］
まず、本実施の形態において用いられる主要な用語を明確に定義する。
「光学濃度（以下、単に「濃度」ということもある。）」とは、画像の濃淡を表す光学物理量であり、写真業界において通常用いられている光学濃度をいう。具体的には、透過濃度Ｄｔ＝−log10Ｔ（Ｔは光透過率）、又は反射濃度Ｄｒ＝−log10Ｒ（Ｒは光反射率）で定義されるものである。本発明は、透過濃度及び反射濃度の両方において適用し得るため、別段の指定がない限り、濃度とは透過濃度又は反射濃度のいずれかを表すものとする。また、画像が有する濃度とは、記録媒体に付着する記録材に起因する濃度と、記録媒体に起因する濃度と、を含む画像全体の濃度を指すものとする。例えば、本実施の形態では、ＰＤＡ−６５（コニカ株式会社製）を用いて濃度測定を行った。
【００９０】
「明度」とは、ＣＩＥ(Commission Internationale de l'Eclairage；国際照明委員会)が１９７６年に推奨したＣＩＥ−ＬＡＢ表色系における明度であって、視覚的な濃淡の程度を表す心理物理量のひとつである。
「輝度」とは、与えられた方向に投影される単位面積当りの輝度強度であって、単位はｃｄ／m2である。本実施の形態で測定に使用した輝度計はＢＭ−９（株式会社トプコン製）であり、測定角１°とした。
「照度」とは、単位面積当りの入射光束であって、単位はｌｘである。例えば、照度計として、ＩＭ−５Ｍ（株式会社トプコン製）が用いられる。
【００９１】
「ＪＮＤ（Just-Noticeable Difference）」とは、弁別域ともいい、与えられた観察条件のもとで、平均的観察者が丁度（最小）識別可能である与えられたターゲットの輝度差をいう。
「ＪＮＤインデックス（以下、ＪＮＤＩという。）」とは、ＪＮＤＩにおける１ステップがＪＮＤである輝度差に帰着するように求められた知覚指数である。すなわち、平均的観察者が等間隔の「明るさ」として認識する指標である。ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）（PS3.14-1999；巻１４）においてはBartenモデルを採用し、グレースケール標準表示関数（Grayscale Standard Display Function；以下、GSDFという。）として定義している。
【００９２】
「画像信号」とは、画像を表す電磁気的信号であり、アナログ（連続値）であるかデジタル（離散値）であるかは問わない。画像信号が離散値である場合、画像信号Ｓは、Ｓmaxを画像信号における最大画像信号値として、０≦Ｓ≦Ｓmaxの範囲にある整数のうちいずれかの値を取る。画像信号がNビット階調を形成する画像信号であるとき、Ｓmax＝２N−１である。
【００９３】
「透過画像」とは、一般的に「透過観察用画像」を意味するものであって、「透過画像観察形態」にて画像を観察する方法がより好ましい画像である。なお、「透過画像観察形態」とは、画像背面に高輝度で発光する性能を備える補助光源（いわゆるバックライト）を配置し、その補助光源から発せられて画像を透過する透過光を主に利用して画像を観察する形態をいう。また、「透過記録媒体」とは、透過画像として観察することを主目的とする記録媒体である。
「反射画像」とは、一般的に「反射観察用画像」を意味するものであって、「反射画像観察形態」にて画像を観察する方法がより好ましい画像である。なお、「反射画像観察形態」とは、画像前面に補助光源を配置し、その補助光源から発せられて画像を反射する反射光を主に利用して画像を観察する形態をいう。また、「反射記録媒体」とは、反射画像として観察することを主目的とする記録媒体である。
【００９４】
「画像出力装置に係る出力階調特性」とは、画像出力装置に入力される画像信号値と、画像出力装置によって出力される出力画像に係る物理量（心理物理量も含む。）との関係を表す特性をいう。出力画像に係る物理量とは、具体的には、濃度、輝度等の光学物理量であり、明度、ＪＮＤＩ等の心理物理量（知覚指数）でも構わない。また、「出力階調特性曲線」とは、画像出力装置に入力する画像に係る画像信号値を横軸（Ｘ軸）とするとき、画像出力装置によって出力される出力画像に係る物理量（心理物理量も含む。）を縦軸（Ｙ軸）とする画像出力特性曲線をいい、一般的には「γーＬＵＴ（ルックアップテーブル）」という。
【００９５】
「略同可視化」とは、同一の観察者が、所定の画像出力装置により出力された画像を所定の画像観察条件において観察するときの可視感と、他の画像出力装置又は他の画像観察条件において観察するときの可視感と、が略一致するように画像を可視化することをいう。なお、「略同可視化」は、単に出力階調特性が略一致するように見せるだけではなく、画像の描写能を損ねることがないように画像を変形することを含むものとする。
【００９６】
［画像処理装置の機能的構成］
図１に、本実施の形態における画像処理装置の機能的構成を示す。図１に示すように、画像処理装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２、ＲＯＭ（Read Only Memory）３、ＲＡＭ（Random Access Memory）４、画像信号入力部５、画像信号出力部６、画像処理部７等を備えて構成され、各部はバス８により接続されている。
【００９７】
ＣＰＵ２は、画像信号入力部５から入力される画像信号に対して、ＲＯＭ３に記録されている画像処理装置１に対応する各種プログラムの中から指定されたプログラムをＲＡＭ４のワークエリアに展開し、上記プログラムとの協働によって各種処理を実行し、その処理結果をＲＡＭ４の所定の領域に格納する。画像信号に対して最終的な処理が実行されると、ＣＰＵ２は、処理済画像信号を画像信号出力部６から出力する。
【００９８】
ＲＯＭ３は、不揮発性の半導体メモリで構成される。ＲＯＭ３は、ＣＰＵ２により実行されるプログラムやデータ等を記憶している。
【００９９】
ＲＡＭ４は、書き換え可能な半導体素子で構成される。ＲＡＭ４は、データが一時的に保存される記憶媒体であり、ＣＰＵ２が実行するためのプログラムを展開するためのプログラムエリア、画像信号入力部５から入力されるデータやＣＰＵ２による各種処理結果等を保存するためのデータエリア、等が形成される。
【０１００】
画像信号入力部５は、画像入力装置（撮影機器）と接続し、画像入力装置から入力された画像信号を受信する。
画像信号出力部６は、画像出力装置へ画像信号を出力する。
【０１０１】
画像処理部７は、画像信号入力部５から入力された画像信号に画像処理を行う。この画像処理は、ＲＯＭ３に格納された各種プログラムとＣＰＵ２との協働によってソフトウェア処理で実現される。
【０１０２】
［共通の画像処理の概要］
次に、画像処理部７が実行する本実施の形態に共通の画像処理の概要について説明する。
図２は、本実施の形態に係る画像処理方法の概要図である。まず第１の非線形画像信号変換処理を実行し、次にダイナミックレンジ変換処理を実行し、続いて第２の非線形画像信号変換処理を実行する。
なお、動作説明の前提として、以下に記述されている各処理を実現するためのプログラムは、画像処理装置１のＣＰＵ２が読み取り可能なプログラムの形態でＲＯＭ３に格納されており、ＣＰＵ２は、当該プログラムに従った動作を逐次実行する。
【０１０３】
＜第１の非線形画像信号変換処理＞
まず、第１の非線形画像信号変換処理について説明する。画像信号に対して第１の非線形画像信号変換処理を施すことにより、変換後の画像出力装置に係る出力階調特性が知覚指数と対応するようにする。ここで、「知覚指数と対応する」とは、画像信号における１ステップが、平均的観察者が出力画像を観察するときに等間隔の「明るさ」として認識されることを意味する。
【０１０４】
「画像信号変換処理」とは、入力された画像信号に対して新たな画像信号を出力する処理をいい、関数を用いた連続値的な画像信号変換でも、ＬＵＴを用いた離散値的な画像信号変換でもよい。また、「非線形画像信号変換処理」とは、非線形関数又は非線形ＬＵＴに基づいて実行される画像信号変換処理である。
【０１０５】
ＪＮＤＩに基づいて画像信号変換処理を施す場合、画像表面近傍における光学物理量を求めて、画像信号変換に用いるＬＵＴ又は関数を予め作成する必要がある。光学物理量とは、輝度、照度、光学濃度等が該当するが、一般的には輝度又は光学濃度が用いられる。画像表面近傍における輝度若しくは光学濃度は、輝度計若しくは光学濃度計を用いて測定することができる。ただし、画像表示装置においては、光学濃度を測定するのは困難なため、光学物理量として輝度が用いられることが多い。
また、光学濃度と画像観察条件情報とに基づいて輝度を見積もることができる。なお、「画像観察条件情報」とは、画像を観察する際の観察条件に関する情報又は観察形態そのものに関する情報、その他必要な情報をいう。例えば、周囲照度に起因する輝度（外光の輝度）Ｌａ、補助光源（バックライト）の輝度Ｌｏ、記録媒体に係る光学濃度、等が挙げられる。画像に係る濃度等から知覚指数を一意に特定できる情報が好ましい。画像観察条件情報は、例えば輝度の場合は、他の検出手段により測定した実測値でも、概算値でも構わない。
光学濃度Ｄに対応した輝度を見積もる式として、例えば、Ｌ＝Ｌa＋Ｌo・１０-Dを用いることができる。ここで、Ｌaは周囲照度に起因する輝度、Ｌoはバックライトの輝度である。
【０１０６】
画像に係る濃度に対応する輝度を求め、さらに、輝度からＪＮＤＩへの変換式に基づいてＪＮＤＩを求めることができる。ＪＮＤあるいはＪＮＤＩに関するモデルとしては、Bartenモデル、Weberモデル（中輝度領域で適用可能）、De Vries-Roseモデル（低輝度領域で適用可能）、あるいはT．Jiモデル等、様々な数理モデルが提案されている。Bartenモデルは、数学的記述によって構築された視覚系の生理学モデルである。なお、輝度からBarten−ＪＮＤＩへの変換式はBlumeらによる近似式が良く用いられている。また、ＪＮＤＩは、数理モデルによるものでも、官能評価等によって実験的又は経験的に見出された数値でも構わない。さらに、特定のＪＮＤＩのみを用いるのではなく、場合によっては、より視覚特性に適合したモデルを用いることが好ましい。また、ＬＵＴを求めるために用いる光学物理量は輝度でも照度でもよい。いずれの態様にせよ、本処理により、視覚特性への相関が高くなる指標を選択することが望ましい。
【０１０７】
さらに、１種類の知覚指数に基づいて上記ＬＵＴないし関数を作成することもできるが、画像観察形態に応じてより適した知覚指数モデルを選択することも好ましい態様である。例えば、反射画像のように出力画像に係る輝度範囲が低輝度域に多く分布する場合においてはDe Vries-Roseモデル又は明度を基準にすることが好ましく、透過画像のように出力画像に係る輝度範囲が低輝度域から高輝度域に広く分布する場合においては、Bartenモデルを基準にすることが好ましい。また、各モデルにおける知覚指数そのものを扱ってもよいが、必要に応じて知覚指数を線形変換（１次変換）した数値を用いることもできる。
【０１０８】
図３は、第１の非線形画像信号変換処理の一例を説明する図である。
図３において、画像信号Ｓ（０）を画像出力装置９に入力すると、画像出力装置９の出力特性に基づいて、出力画像Ａ０が得られる。画像出力装置９は、画像信号に対して直線的な出力濃度階調特性を有しているものとする。図３（ａ）に、画像信号Ｓ（０）に対する出力画像Ａ０の出力濃度Dを示す。画像信号Ｓ（０）に対してＪＮＤＩをプロットすると、図３（ｂ）に示すように、右下がりで下に凸となる非線形特性を有している。
【０１０９】
そこで、画像信号Ｓ（０）に対し、画像処理装置１は第１の非線形画像信号変換処理を実行する。第１の非線形画像信号変換処理により、図３（ｃ）に示すような非線形ＬＵＴに従って画像信号Ｓ（０）は画像信号Ｓ（１）へ変換される。この変換後の画像信号Ｓ（１）を画像出力装置９にて出力した画像を出力画像Ａ１とする。画像信号Ｓ（０）に対する出力画像Ａ１の出力濃度D及びＪＮＤＩを、図３（ｄ）、（ｅ）に示す。第１の非線形画像信号変換処理によって、知覚的にリニアな出力階調特性を得ることができる。なお、非線形画像信号変換処理は、画像信号から指標値そのものへの変換でもよいし、画像信号から指標値の１次関数となるような数値への変換でもよい。また、図３では知覚指数としてＪＮＤＩを用いたため、値が小さくなるほど暗く、値が大きくなるほど明るくなるような知覚指数であるが、その逆（値が小さくなるほど明るく、値が大きくなるほど暗くなる）であってもよい。また、知覚指数として、ＪＮＤＩに限らず明度を用いてもよい。
このように、画像信号を知覚指数と対応させることにより、以後の画像処理に対し、視覚感度に適合した自然な画像処理結果を得ることが可能になる。
【０１１０】
＜ダイナミックレンジ変換処理＞
次に、ダイナミックレンジ変換処理について説明する。なお、ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件は、変換される画像信号、画像観察条件情報、前述した第１の非線形画像信号変換処理における画像出力装置に係る出力階調特性や知覚指数レンジ、又は後述する第２の非線形画像信号変換処理における画像出力装置に係る出力階調特性や知覚指数レンジに基づいて決定する。ここで、「画像出力装置に係る知覚指数レンジ」とは、画像出力装置によって出力される出力画像における知覚指数の上下限の範囲をいう。
【０１１１】
図４は、ダイナミックレンジ変換処理の概要を説明する図である。ダイナミックレンジ変換処理とは、所定の画像信号域における画像コントラストを維持しつつダイナミックレンジを変調させる画像処理方法であり、様々な分野で広く用いられている。この画像処理は、ソフトウェア又はハードウェアのいずれかの手段を用いて実現することができる。ダイナミックレンジ変換処理を施すために用いる演算式は、特開平３−２２２５７７号公報等で開示されるように、
Ｓproc＝Ｓorg＋Ｆ（Ｓusm）  （１）
が最も一般的である。なお、Ｓprocは処理済画像信号、Ｓorgは原画像信号、Ｓusmは非鮮鋭画像信号、Ｆ（Ｓ）（Ｓは画像信号）は非線形関数、をそれぞれ表す。
【０１１２】
図４（ａ）は、非線形関数Ｆ（Ｓ）における一般的な関数であって、低画像信号域及び高画像信号域におけるダイナミックレンジを圧縮又は拡大する形態である。非線形関数Ｆ（Ｓ）の勾配−βL及び−βHの大小によってダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件が決定される。画像信号Ｓ＝０における非線形関数Ｆ（Ｓ）の値をΔＳＬ、画像信号Ｓ＝Ｓmaxにおける非線形関数Ｆ（Ｓ）の値を−ΔＳＨとする。なお、βL＞０の場合は低画像信号域におけるダイナミックレンジが圧縮され、βL＝０の場合は低画像信号域におけるダイナミックレンジは変化せず、βL＜０の場合は低画像信号域におけるダイナミックレンジが拡大される。
【０１１３】
図４（ｂ）は、非鮮鋭画像信号Ｓusmを算出する際の画像信号領域を示す図である。注目画素（i,j）を中心とした３画素×３画素における画像信号領域での画素平均値をもってＳusmとすることができる。なお、Ｓusmの算出方法は、画像信号領域における画素平均値に限らず、２次元加重フィルタ、メジアンフィルタ、ハイブリッドメジアンフィルタ等、様々な形態を適用することができる。また、注目画素を中心とした画像信号領域の範囲を種々変化させることにより、ダイナミックレンジを変調させる空間周波数帯域を自由に制御することができる。
【０１１４】
図４（ｃ）は、ダイナミックレンジ圧縮による画像信号ヒストグラムの変化を表す図である。ダイナミックレンジ変換処理前及び処理後における画像信号をそれぞれＳ（１）、Ｓ（２）とする。ダイナミックレンジ変換処理を施すことにより、低画像信号域におけるダイナミックレンジが圧縮されている。なお、画像処理後におけるダイナミックレンジの広さはダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件によって決定される。「ダイナミックレンジ変換に係る画像処理条件」とは、ダイナミックレンジ変換処理の演算式を決定するために必要な諸条件をいい、具体的には、前記式（１）において勾配−βH、−βL、マスクサイズ、及び非鮮鋭画像信号Ｓusmの算出方法等の画像処理パラメータに相当するが、他の演算式においてはこの限りではない。
【０１１５】
図４（ｄ）は圧縮度決定方法の一例を示す図である。ＪＮＤＩレンジによって、非線形関数Ｆ（Ｓ）の勾配の絶対値βL、βHの値をそれぞれ決定している。ＪＮＤＩレンジとは、最大ＪＮＤＩをＪＮＤＩmax、最小ＪＮＤＩをＪＮＤＩminとして、ＪＮＤＩmax−ＪＮＤＩminをいう。このＪＮＤＩレンジが大きいほど画像出力装置において階調表現能が高いことを示す。なお、画像出力装置に係る「階調表現能」とは、単に画像出力装置の出力性能のみをさす場合、本実施の形態のように画像観察条件をも含めた出力性能をさす場合、が考えられるが、どちらでもよい。具体的には、画像として出力可能な濃度範囲（最低濃度〜最高濃度）を「階調表現能」としてもよいし、画像として出力可能な知覚指数範囲（例えば、最低ＪＮＤＩ〜最高ＪＮＤＩ）を「階調表現能」としてもよい。また、階調数（例えば、４０９６階調）も「階調表現能」の一種であるし、これらに限られない。
画像出力装置特性又は画像観察条件情報に基づいてＪＮＤＩレンジを算出し、低ＪＮＤＩ域、高ＪＮＤＩ域のうちいずれか一方を圧縮してもよいし、低ＪＮＤＩ域及び高ＪＮＤＩ域を同時に圧縮してもよい。画像信号ヒストグラムに基づいて圧縮度を決定してもよい。
【０１１６】
このように、図４に示すような非線形関数Ｆ（Ｓ）を用いたダイナミックレンジ変換を行うことにより、画像信号が低空間周波数を有し、かつ、低画像信号域若しくは高画像信号域に属する場合にはダイナミックレンジが圧縮され、画像信号が比較的高空間周波数を有する場合、又は画像信号が中間画像信号域に属する場合にはダイナミックレンジが圧縮されない。したがって、鮮鋭画像信号の変化がないため、画像コントラストを維持することができる。
【０１１７】
ダイナミックレンジ変換処理の前に、画像信号に対し予め知覚的リニアになるような画像信号変換を行っているため、観察者にとってより自然な階調特性を有するようなダイナミックレンジ変換効果を得ることができる。
【０１１８】
＜第２の非線形画像信号変換処理＞
次に、第２の非線形画像信号変換処理を施すことにより、画像信号を画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように変換することができる。「画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように」とは、画像出力装置によって出力される出力画像において、知覚指数を実現するように、という意味である。第２の非線形画像信号変換処理は、第１の非線形画像信号変換処理の逆変換に相当する。
【０１１９】
図５は、第２の非線形画像信号変換処理を説明する図である。画像信号Ｓ（０）に対して、第１の非線形画像信号変換処理、ダイナミックレンジ変換処理を順に施した画像信号Ｓ（２）について考える。画像信号Ｓ（２）を画像出力装置１０に入力すると、画像出力装置１０の出力特性に基づいて出力画像Ａ２が得られる。画像出力装置１０は、画像信号に対して直線的な出力濃度階調特性を有しているものとする。画像信号Ｓ（２）は、画像信号Ｓ（０）に対して、１回、非線形画像信号変換処理を施してあるため、図５（ａ）に示すように、画像信号に対して非線形的な出力濃度階調特性が得られる。ただし、図５（ｂ）に示すように、ＪＮＤＩに対応した出力階調特性を有している。
画像信号Ｓ（２）に対し、画像処理装置１は第２の非線形画像信号変換処理を実行する。第２の非線形画像信号変換処理により、図５（ｃ）に示すような非線形ＬＵＴに従って画像信号Ｓ（２）は画像信号Ｓ（３）へ変換される。この変換後の画像信号Ｓ（３）を画像出力装置１０にて出力した画像を出力画像Ａ３とする。画像信号Ｓ（０）に対する出力画像Ａ３の出力濃度D及びＪＮＤＩを、図５（ｄ）、（ｅ）に示す。第２の非線形画像信号変換処理により、知覚指数に対応している画像信号を、画像出力装置１０にて出力される画像上において知覚指数を実現するように、換言すれば、画像出力装置１０にて出力される画像上において前記知覚指数に対応する光学物理量（輝度等）を実現するように変換することができる。
【０１２０】
［第１の実施の形態］
図６は、第１の実施の形態における画像処理の概略図である。第１の実施の形態として、画像入力装置（撮影機器）１１を用いて被写体を撮像して取得された画像信号に対し、各画像出力装置Ａ，Ｂ，Ｃに適した出力画像を得るための画像処理方法について説明する。
画像入力装置１１はＣＲ、画像出力装置Ａは銀塩方式のプリンタ、画像出力装置Ｂはインクジェットプリンタ、画像出力装置Ｃは液晶モニタである。
【０１２１】
画像情報に基づいて、画像入力装置１１が電気的な画像信号を生成し、画像信号が画像処理装置１に入力される。画像処理装置１は、画像処理部Ａにて、入力された画像信号に対して、画像出力装置Ａに適した第１の非線形画像信号変換処理を行う。次に、第１の非線形画像信号変換処理後の画像信号に対して、ダイナミックレンジ変換処理を行う。続いて、画像出力装置Ａに適した第２の非線形画像信号変換処理を行う。そして、画像出力装置Ａから出力画像Ａが出力される。
【０１２２】
同様に、各画像出力装置Ｂ，Ｃに対しても、それぞれ、画像処理部Ｂ，Ｃにて、各画像出力装置Ｂ，Ｃに適した第１の非線形画像信号変換処理、ダイナミックレンジ変換処理、第２の非線形画像信号変換処理が行われる。そして、画像出力装置Ｂから出力画像Ｂが出力され、画像出力装置Ｃから出力画像Ｃが出力される。
【０１２３】
以上の画像変換処理により、画像出力装置Ａを用いて画像を出力する際には、画像出力装置Ａに適した出力画像を得ることができる。また、画像出力装置Ｂを用いて画像を出力する際には、画像出力装置Ｂに適した出力画像を得ることができる。また、画像出力装置Ｃを用いて画像を出力する際には、画像出力装置Ｃに適した出力画像を得ることができる。
【０１２４】
［第２の実施の形態］
次に、ある画像出力装置を用いて出力するのに適した出力階調特性を、他の画像出力装置で実現するように出力するための画像処理を施す方法について説明する。例えば、通常は画像表示装置によって医用画像を診断しているが、必要に応じてプリンタで出力する場合に相当する。この際、両者の出力画像が一致して見えることが最も好ましい。
しかし、階調表現能の異なる画像出力装置間において、画像を同一に可視化することは不可能であるため、それに似せた出力階調特性を有するように可視化することが好ましい。特に、主要な出力濃度域における描写能を損なうことなく、画像を出力できることが好ましい。
【０１２５】
図７は、第２の実施の形態における画像処理の概略図である。画像情報に基づいて、画像入力装置１２が電気的な画像信号を生成する。生成された画像信号は、画像処理装置１において画像処理された後、各画像出力装置Ａ，Ｂ，Ｃによって画像が出力される。画像出力装置Ａにより出力される画像を想定し、画像処理を施す場合を考える。
画像入力装置１２はＣＲ、画像出力装置Ａは銀塩方式のプリンタ、画像出力装置Ｂはインクジェットプリンタ、画像出力装置Ｃは液晶モニタである。
【０１２６】
図８は、画像出力装置に係る出力階調特性とＪＮＤＩレンジとの関係を表す図である。図８（ａ）は、最大出力光学濃度3.0を実現する画像出力装置Ａに係る出力濃度階調特性である。画像観察条件情報を考慮して画像出力装置Ａに係る出力濃度階調特性をＪＮＤＩに換算すると、図８（ｂ）に示すように、ＪＮＤＩmax＝900、ＪＮＤＩmin＝250である。図８（ｃ）は、最大出力光学濃度2.0を実現する画像出力装置Bに係る出力濃度階調特性である。観察条件情報を考慮してＢに係る出力濃度階調特性をＪＮＤＩに換算すると、図８（ｄ）に示すように、ＪＮＤＩmax＝500、ＪＮＤＩmin＝50である。画像出力装置Ａに係るＪＮＤＩレンジはＪＮＤＩrange＝650、画像出力装置Ｂに係るＪＮＤＩレンジはＪＮＤＩrange＝450で、画像出力装置Ａの方が画像出力装置Ｂより階調表現能が優れていることがわかる。したがって、この画像信号に対しダイナミックレンジ変換処理等を施す場合、画像信号と知覚指数との非線形特性のため、所望の画像処理結果が得られないことがある。
本実施の形態においては、画像出力装置Ａに適した画像処理を行った画像信号を用いて、画像出力装置Ｂに適する画像を出力することを目的とする。まず、第１の非線形画像信号変換処理により、変換後出力階調特性が知覚指数と対応するように画像信号を変換し、次に、ダイナミックレンジ変換処理により、画像出力装置Ｂに相当するＪＮＤＩレンジに調整し、第１の非線形画像信号変換処理により、画像出力装置Ｂに係る出力階調特性に適合するように画像信号を変換する。
【０１２７】
図７に示すように、画像処理装置１は、画像処理部Ａにて、入力された画像信号に対して、画像出力装置Ａに適した第１の非線形画像信号変換処理を行い、次に、ダイナミックレンジ変換処理を行い、画像出力装置Ａに適した第２の非線形画像信号変換処理を行い、画像出力装置Ａから出力画像Ａを出力する。
【０１２８】
画像処理装置１は、画像処理部Ｂにて、入力された画像信号に対して、画像出力装置Ａの出力階調特性、画像観察条件情報等に基づいて第１の非線形画像信号変換処理を行う。次に、第１の非線形画像信号変換処理後の画像信号に対して、画像観察条件情報、画像出力装置Ａ，Ｂに関する情報、又は原画像信号に係る情報、に基づいてダイナミックレンジ変換処理を行い、画像出力装置Ｂに相当するダイナミックレンジに調整する。続いて、画像出力装置Ｂに適した第２の非線形画像信号変換処理を行う。
【０１２９】
図９に、ダイナミックレンジ変換のパラメータの決定方法の一例を示す。ダイナミックレンジ変換のパラメータは、画像観察条件情報、画像出力装置に関する情報又は画像処理情報によって決定される。
画像出力装置に関する情報とは、記録方式、記録媒体の種類、記録材の種類、出力階調特性に係るγ−ＬＵＴ、最高出力濃度、最低出力濃度、知覚指数レンジ等をいう。
画像処理情報とは、処理する画像信号が画像処理されていないか、あるいは、どのような画像処理が施されているか、の情報をいう。
画像出力能の違いを考慮し、出力能が低い画像出力装置に対しても画像診断能を維持するためには、ＪＮＤＩレンジの減少につれてダイナミックレンジ圧縮度が増加することが好ましい。
【０１３０】
図１０は、本画像処理による効果を説明する。図１０は、画像処理の効果を示す画像信号ヒストグラムである。画像出力装置Ａにおける出力画像と、画像出力装置Ｂにおける出力画像とを似せて見せるように画像処理を施したときにおける画像信号ヒストグラムである。横軸は画像信号値、縦軸はピクセル数を示す。
【０１３１】
図１０（ａ）は、第１の非線形画像信号変換処理を示す図である。画像出力装置Ａにおいて光学濃度Ｄがリニアである画像信号Ｓ（０）から、知覚的リニアな画像信号Ｓ（１）になるように画像信号を変換する。図１０（ｂ）は、ダイナミックレンジ変換処理による画像信号Ｓ（１）と画像信号Ｓ（２）の変化を示す図である。画像信号Ｓ（１）における高信号値域を圧縮することにより、自然な階調を有した状態でダイナミックレンジが圧縮される。図１０（ｃ）は、第２の非線形画像信号変換処理による画像信号Ｓ（２）から、画像出力装置Ｂにおいて知覚指数を実現する画像信号Ｓ（３）への変換を示す図である。
【０１３２】
次に、図１１を参照して、画像信号プロファイルを用いて、本画像処理による効果を説明する。図１１は、画像出力装置Ａにおける出力画像（（ａ１）、（ｂ１）、（ｃ１））と、画像出力装置Ｂにおける出力画像（（ａ２）、（ｂ２）、（ｃ２））とを似せて見せるように画像処理を施して、画像を出力したときの模式図である。
図１１（ａ２）は、従来技術として、画像信号に階調変換処理のみを施した場合を表す。画像が有する周波数特性によらず、一様にコントラストを低下させるため、高空間周波数域を有する構造のコントラストも一律に低下し、検出されない可能性がある。
図１１（ｂ２）は、従来技術として、ダイナミックレンジ変換処理のみを施した場合を表す。微細構造のコントラストを維持することができるが、反射画像では不自然な強調に見えてしまう。
図１１（ｃ２）は、本発明に係る画像処理を施した場合を表す。画像の階調バランスを維持しつつ、微細構造のコントラストを維持し、反射画像では自然な階調に見える。
【０１３３】
同様に、画像出力装置Ｃに対しても、画像処理部Ｃにて、入力された画像信号に対して、画像出力装置Ａの出力階調特性、画像観察条件情報等に基づいて第１の非線形画像信号変換処理を行う。次に、第１の非線形画像信号変換処理後の画像信号に対して、画像観察条件情報、画像出力装置Ａ，Ｃに関する情報、又は原画像信号に係る情報、に基づいてダイナミックレンジ変換処理を行う。続いて、画像出力装置Ｃに適した第２の非線形画像信号変換処理を行う。
【０１３４】
以上の画像変換処理により、画像出力装置Ｂ、Ｃで画像を出力する際に、画像出力装置Ａにおける出力画像と良く似た出力画像を得ることができる。
【０１３５】
［第３の実施の形態］
次に、ある画像出力装置を用いて出力するのに適したように画像処理を施した画像信号を、他の画像出力装置で出力するための画像処理を施す方法について説明する。例えば、診断画像を記録するための画像出力装置に適した画像信号を記憶媒体によって保存しておき、必要に応じてプリンタで出力する場合に相当する。この際、両者の出力画像が一致して見えることが最も好ましい。
しかし、階調表現能の異なる画像出力装置間において、画像を同一に可視化することは不可能であるため、それに似せた出力階調特性を有するように可視化することが好ましい。特に、主要な出力濃度域における描写能を損なうことなく、画像を出力できることが好ましい。
【０１３６】
図１２は、第３の実施の形態における画像処理の概略図である。画像情報に基づいて、画像入力装置１３が電気的な画像信号を生成する。生成された画像信号は、画像処理装置１において画像処理された後、各画像出力装置Ａ，Ｂ，Ｃによって画像が出力される。
画像入力装置１３はＣＲ、画像出力装置Ａは銀塩方式のプリンタ、画像出力装置Ｂはインクジェットプリンタ、画像出力装置Ｃは液晶モニタである。
【０１３７】
第１の実施の形態と同様の画像出力装置Ａに適した画像処理を施し、その処理された画像信号を画像信号保持装置１４により一旦保持する場合を考える。保持された画像信号を用いて画像出力装置Ａで画像を出力すると、診断に適した出力画像Ａを得ることができる。
【０１３８】
画像処理装置１は、画像処理部Ｂにて、画像信号保持装置１４により保持されている画像出力装置Ａに適した画像処理を施された画像信号に対して、画像出力装置Ａの出力階調特性、画像観察条件情報等に基づいて第１の非線形画像信号変換処理を行う。次に、第１の非線形画像信号変換処理後の画像信号に対して、画像観察条件情報、画像出力装置Ａ，Ｂに関する情報、又は原画像信号に係る情報、に基づいてダイナミックレンジ変換処理を行い、画像出力装置Ｂに相当するダイナミックレンジに調整する。続いて、画像出力装置Ｂに適した第２の非線形画像信号変換処理を行う。そして、処理された画像信号に基づいて画像出力装置Ｂにて画像を出力すると、画像出力装置Ａにおける出力画像と良く似た出力画像Ｂを得ることができる。
【０１３９】
同様に、画像出力装置Ａの出力階調特性、画像観察条件情報等に基づいて画像出力装置Ｃに適した画像処理を施し、処理された画像信号に基づいて画像出力装置Ｃで画像を出力すると、画像出力装置Ａにおける出力画像と良く似た出力画像Ｃを得ることができる。
【０１４０】
［第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態として、複数の画像入力装置に対応して複数の画像出力装置により画像を出力する画像出力システムについて説明する。
図１３は、第４の実施の形態に係る画像出力システムの概略図である。図１３に示すように、画像出力システム１５は、画像処理装置１と、画像入力装置Ａ，Ｂ，Ｃと、画像出力装置Ａ，Ｂ，Ｃと、画像記憶装置１６と、指示装置１７と、から構成され、病院内ネットワーク（HIS；Hospital Information System）１８を介して互いに接続している。画像出力システム１５は、出力階調特性又は画像観察条件の異なる複数の画像出力装置を用いて医用画像を出力するシステムである。
【０１４１】
画像入力装置ＡはＣＲ、画像入力装置ＢはＦＰＤ、画像入力装置ＣはＸ線ＣＴ装置であり、画像出力装置Ａは銀塩方式のプリンタ、画像出力装置Ｂはインクジェットプリンタ、画像出力装置Ｃは液晶モニタである。
【０１４２】
この画像出力システム１５により、例えば、Ｘ線照射量に対して線形的な画像信号を生成する画像入力装置と、対数的な画像信号を生成する画像入力装置が混在している場合にも、それに応じて、既存の画像処理を組み合わせて、画像観察条件に応じた画像処理を施すことができる。また、画像出力装置の出力階調特性又は画像観察条件に応じて、異なる非線形画像信号処理およびダイナミックレンジ変換処理を施すことにより、所望の階調を有する医用画像を出力することが可能となる。
【０１４３】
指示装置１７は、病院内ネットワーク１８に接続された複数の画像入力装置Ａ，Ｂ，Ｃ、画像記憶装置１６、画像出力装置Ａ，Ｂ，Ｃを指定して、希望する画像データを希望する画像出力装置Ａ，Ｂ，Ｃにて出力することができる。
なお、画像処理装置１は、画像出力システム１５において、出力画像に係る階調特性が略一致するような見え方になるように、第１の実施の形態から第３の実施の形態のいずれかに示した画像処理を施す。この結果、各画像出力装置Ａ，Ｂ，Ｃに対して、画像出力装置の出力階調特性に依らず、病変部の診察に適した画像を提供することができる。
【０１４４】
画像処理装置１は、画像を出力する画像出力装置が決定してから入力画像信号を画像処理してもよいし、予め各画像出力装置Ａ，Ｂ，Ｃに適した画像処理を施されて画像記憶装置１６に記憶されている画像信号を各画像出力装置Ａ，Ｂ，Ｃから出力してもよい。
【０１４５】
様々な形態が考えられるが、以下に５例を示す。
（例１）画像出力装置Ａと画像出力装置Ｂとの略同可視化出力
画像記録方式の異なる画像出力装置間において略同可視化を実現する。例えば、銀塩方式のプリンタにより記録した透過画像と、インクジェットプリンタにより記録した反射画像とを同じように見せる形態が考えられるが、この限りではない。
（例２）画像出力装置Ａと画像出力装置Ｃとの略同可視化出力
画像出力形態の異なる画像出力装置間において略同可視化を実現する。例えば、銀塩方式のプリンタにより記録した透過画像と、液晶モニタにより表示した画像とを同じように見せる形態が考えられるが、この限りではない。
（例３）画像出力装置Ｂと画像出力装置Ｃとの略同可視化出力
画像出力形態の異なる画像出力装置間において略同可視化を実現する。例えば、インクジェットプリンタにより記録した反射画像と、液晶モニタにより表示した画像とを同じように見せる形態が考えられるが、この限りではない。
（例４）画像出力装置Ａにおいて観察環境条件が異なる場合の略同可視化出力
同一の画像出力装置で出力した出力画像における異なる画像観察条件下での略同可視化を実現する。例えば、異なる輝度を発するバックライトを用いて観察するときに同じように見せる形態が考えられるが、この限りではない。
（例５）画像出力装置Ｂにおいて透過画像／反射画像の略同可視化出力
同一の画像出力装置で出力した出力画像における異なる画像観察形態下での略同可視化を実現する。例えば、インクジェット記録装置において、透過画像／反射画像の双方を記録し、観察するときに同じように見せる形態が考えられるが、この限りではない。
【０１４６】
［第５の実施の形態］
次に、第５の実施の形態として、ダイナミックレンジ変換処理を多重解像度法に基づいて行う場合を説明する。多重解像度法を適用することにより、さらに鮮明な処理効果を得ることができる。多重解像度法とは、原画像信号を複数の周波数帯域の画像信号に分解し、所定の画像処理を加えた後に画像全体を復元することで画像信号を得るものである（例えば、Digital Image Processing : Springer-Verlag,1991参照。）。例えば、Ｓprocを処理済画像信号、Ｓorg を原画像信号、Ｓusk(k=1〜N)を非鮮鋭画像信号、ｆk（Ｓ）(k=1〜N，Ｓは画像信号)を各帯域制限画像信号を変換する関数として、
Ｓproc＝Ｓorg＋｛ｆ1(Ｓorg−Ｓus1)＋ｆ2(Ｓus1−Ｓus2)＋…＋ｆk(Ｓusk-1−Ｓusk )＋…＋ｆN(ＳusN-1−ＳusN)｝  （２）
の式に従って画像処理を行うことができる（例えば、特開２００２−１８３７２６号公報、特開平１０−７５３６４号公報、特開平１０−１７１９８３号公報参照。）。
【０１４７】
まず、原画像信号から鮮鋭度の異なる、すなわち周波数応答特性の異なる複数の非鮮鋭画像信号を作成する。その複数の非鮮鋭画像信号及び原画像信号の中の２つの信号値の差分をとることにより、原画像信号の、特定の周波数帯域の周波数成分を表す帯域制限画像信号（以下、バンドパス信号という。）Ｓorg−Ｓus1，Ｓus1−Ｓus2，・・・，ＳusN-1−ＳusNを作成する。そして、そのバンドパス信号Ｓorg−Ｓus1，Ｓus1−Ｓus2，・・・，ＳusN-1−ＳusNをそれぞれの所定の関数ｆ1(Ｓorg−Ｓus1)，ｆ2(Ｓus1−Ｓus2)，・・・，ｆN(ＳusN-1−ＳusN)によって所望の大きさとなるように抑制してから、原画像信号Ｓorgと、その複数の抑制されたバンドパス信号とを積算することにより処理済画像信号Ｓprocを作成する。
【０１４８】
多重解像度法に基づいたダイナミックレンジ変換処理を適用することにより、周波数帯域ごとに適した処理を実行することができる。したがって、ダイナミックレンジの制御をより厳密に行うことが可能となり、微細構造における描写能低下やアーチファクト（擬似輪郭）のない高画質な画像を出力することができる。
【０１４９】
また、離散ウェーブレット変換を用いた多重解像度法を適用してもよく、離散ウェーブレット変換に係る母関数の形状も問わない。
【０１５０】
［官能評価実験及びその結果］
本発明に係る画像処理の効果を確認するために、目視による医用画像の官能評価を行った。第３の実施の形態と同様に、ある画像出力装置による出力結果が他の画像出力装置による出力結果と一致するような画像処理を実行した。図１２及び図１４を参照して、実験の詳細を以下に示す。
【０１５１】
１．実験条件
（１）画像入力装置
ＣＲ（Computed Radiography）画像入力装置Regius150（コニカ株式会社製）を用いて手ファントムをX線撮影した。Regius150により取得された画像信号に係る階調数は12bit（＝4096階調）である。
【０１５２】
（２）画像出力装置Ａ
銀塩フォトサーマル方式イメージャDRYPRO752（コニカ株式会社製）
▲１▼画像処理方法
入力装置により得られた画像信号データを、画像出力装置Ａに対して最適な画像処理を施した画像信号データを用いた（図１２画像処理部Ａ参照。）。
▲２▼出力形態
フィルムはSD-P（コニカ株式会社製）を用いて画像を透過画像として出力した。なお、DRYPRO752は画像信号値の増加に対して画像に係る透過濃度が直線的に増加する出力階調特性を有している。フィルムに固有の光学濃度はD＝0.22であり、最高出力濃度はD＝3.0であった。
▲３▼観察条件
透過画像として出力画像を観察した。観察環境に関しては、室内輝度を限りなく低くした状態（約15cd/m2）で平均輝度2700cd/m2のライトボックスに画像を掛けて観察した。
【０１５３】
（３）画像出力装置Ｂ
インクジェットプリンタPM-950C（セイコーエプソン株式会社製）
▲１▼画像処理方法
画像出力装置Ａに対して最適な画像処理を施した画像信号データＢ１を用意した。また、画像信号データＢ１に対して、画像出力装置Ｂに適した出力階調変換処理を施し、画像信号データＢ２を得た。さらに、画像信号データＢ１に対して、画像出力装置Ａの出力階調特性、画像観察条件情報等に基づいて第１の非線形画像信号変換処理、ダイナミックレンジ変換処理、画像出力装置Ｂに適した第２の非線形画像信号変換処理を行った（図１２画像処理部Ｂ参照。）。図１４に示すように、ダイナミックレンジ変調率は0.50〜0.90の５通りを実行した（画像信号データＢ３〜Ｂ７）。なお、当該ダイナミックレンジ変換は、マスクサイズは６５×６５の矩形マスクとし、出力画像における高濃度域のみを変調している。すなわち、画像信号データB２については高画像信号域においてのみ変調しており、図４（ａ）におけるΔＳLが0である。また、画像信号データB３〜B７については低画像信号域においてのみ変調しており、図４（ａ）におけるΔＳHが0である。また、図１４における「変調率」は、「ダイナミックレンジ変調率」であり、１−（ΔＳH＋ΔＳL）／Ｓmaxの値を表す。本画像信号においてはＳmax＝4095である。
▲２▼出力形態
反射画像をプリントした。なお、画像データのサイズが2048×2048である画像データを、解像度280dpi（dot per inch：１inch＝25.4mm）としてプリントした。用紙はインクジェット専用光沢紙Photolike QP（コニカ株式会社製）を用い、インクはセイコーエプソン製専用インクを用いて、カラー（YMCK）でモノクロ画像をプリントした。
▲３▼観察条件
反射画像として出力画像を観察した。観察環境に関しては、平均輝度280 cd/m2の室内で補助光は用いずに画像を観察した。
【０１５４】
（４）画像出力装置Ｃ
グレースケール液晶表示装置MLD-2100M（池上通信機社製）
▲１▼画像処理方法
画像出力装置Ａに対して最適な画像処理を施した画像信号データＣ１を用意した。また、画像信号データＣ１に対して、画像出力装置Ｃに適した出力階調変換処理を施し、画像信号データＣ２を得た。さらに、画像信号データＣ１に対して、画像出力装置Ａの出力階調特性、画像観察条件情報等に基づいて第１の非線形画像信号変換処理、ダイナミックレンジ変換処理、画像出力装置Ｃに適した第２の非線形画像信号変換処理を行った（図１２画像処理部Ｃ参照。）。図１４に示すように、ダイナミックレンジ変調率は0.70〜0.90の５通りを実行した（画像信号データＣ３〜Ｃ７）。なお、当該ダイナミックレンジ変換は、マスクサイズは６５×６５の矩形マスクとし、出力画像における高濃度域のみを変調している。すなわち、画像信号データＣ２については高画像信号域においてのみ変調しており、図４（ａ）におけるΔＳLが0である。また、画像信号データＣ３〜Ｃ７については低画像信号域においてのみ変調しており、図４（ａ）におけるΔＳHが0である。また、図１４における「変調率」は、「ダイナミックレンジ変調率」であり、１−（ΔＳH＋ΔＳL）／Ｓmaxの値を表す。
▲２▼出力形態
画像をモニタに出力表示させた。最大輝度は700cd/m2（コントラスト比600:1）であった。なお、解像度は、1536ドット×2048ラインである。
▲３▼観察条件
室内輝度を限りなく低くした状態（約15cd/m2）で観察した。
【０１５５】
（５）ＬＵＴ作成時の測定手段
非線形画像信号変換処理のためのＬＵＴを作成する際に、画像表面近傍における最高輝度、最低輝度を２０ステップに分割する輝度を奏するグレースケールを作成した。なお、輝度計は、ＢＭ−９（株式会社トプコン製）を用い、測定角は１°とした。また、光学濃度計は、ＰＤＡ−６５（コニカ株式会社製）を用いて画像に係る濃度を測定し、フィルタはアンバーフィルタを使用した。このように、各画像出力装置に係る出力階調特性を求め、ＧＳＤＦにおける輝度対ＪＮＤＩ特性に基づいて前記ＬＵＴを作成した。
【０１５６】
２．評価方法
透過観察環境および反射観察環境にて画像を観察したときにおける画像診断性及び略同可視感について目視評価を行った。
「画像診断性」とは、粒状性・鮮鋭性・階調性を含む画質の総合的な評価であって、診断に堪え得る画像であるか否かの評価である。評価判定は、「◎」、「○」、「△」、「×」、「××」の５段階評価で判定し、評価基準は、◎：十分診断に堪え得る、○：診断可能、△：やや画質に問題があるが場合によっては診断可能、×：診断は困難、××：診断不可能とした。評価結果は図１４における「画像診断性」の項目に該当する。
また、「略同可視感」とは、「出力Ａ」を参考画像として、「出力Ｂ」又は「出力Ｃ」と比較したときに略同可視感があるか否かに関する評価である。評価判定は、「◎」、「○」、「△」、「×」、「××」の５段階評価で判定し、評価基準は、◎：極めて一致、○：一致、△：やや一致、×：一致しない、××：全く一致しないとした。評価結果は図１４における「略同可視感」の項目に該当する。
【０１５７】
３．被験者
コニカ株式会社の主任研究員３名（いずれも医療機器の開発に従事）がそれぞれ官能評価を行った。図１４（ａ）、（ｂ）に示す結果は、３名の評価結果の平均である。
【０１５８】
４．評価結果
図１４（ａ）は、インクジェットプリンタにおける官能評価結果を示す表である。図１４（ｂ）は、液晶表示装置における官能評価結果を示す表である。
図１４（ａ）に示すように、画像出力装置Ａに対して最適な画像処理を施した以外に画像処理を何も施さない場合（画像信号データＢ１）や、階調補正処理のみを施した場合（画像信号データＢ２）と、本発明を適用した場合である画像信号データB３〜B７とを比較すると、本発明を適用した場合（画像信号データB３〜B７）の方が「画像診断性」及び「略同可視感」の評価結果において、総じて優れていることがわかる。さらに、ダイナミックレンジ変調率が0.60〜0.80である場合において、特に優れた評価結果が得られた。この理由は以下のように解釈することができる。
測定の結果、画像出力装置Ａ（銀塩イメージャ）におけるＪＮＤＩレンジは、ＪＮＤＩrange＝620、画像出力装置B（インクジェットプリンタ）におけるＪＮＤＩレンジは、ＪＮＤＩrange＝435であった。画像出力装置Ａに対する画像出力装置BのＪＮＤＩレンジ比が0.70（＝435／620）であるため、画像出力装置Ａに係るＪＮＤＩレンジを0.30だけ圧縮する画像処理を行うことによって、画像出力装置Bにおいて好適な画像を出力することができると考えられる。
【０１５９】
図１４（ｂ）に示すように、画像出力装置Ａに対して最適な画像処理を施した以外に画像処理を何も施さない場合（画像信号データＣ１）や、階調補正処理のみを施した場合（画像信号データＣ２）と、本発明を適用した場合である画像信号データＣ３〜Ｃ７とを比較すると、本発明を適用した場合（画像信号データＣ３〜Ｃ７）の方が「画像診断性」及び「略同可視感」の評価結果において、総じて優れていることがわかる。さらに、ダイナミックレンジ変調率が0.75〜0.85である場合において、特に優れた評価結果が得られた。この理由は以下のように解釈することができる。
測定の結果、画像出力装置Ａ（銀塩イメージャ）におけるＪＮＤＩレンジは、ＪＮＤＩrange＝620、画像出力装置Ｃ（液晶表示装置）におけるＪＮＤＩレンジは、ＪＮＤＩrange＝498であった。画像出力装置Ａに対する画像出力装置ＣのＪＮＤＩレンジ比が0.80（＝498／620）であるため、画像出力装置Ａに係るＪＮＤＩレンジを0.20だけ圧縮する画像処理を行うことによって、画像出力装置Ｃにおいて好適な画像を出力することができると考えられる。
なお、詳細な結果は示さないが、知覚指数を明度として画像処理をした場合においてもＪＮＤＩの場合とほぼ同様の結果が得られた。
【０１６０】
なお、上述した各実施の形態において、各種のデバイスと接続された装置又はシステム内のコンピュータに対し、各実施の形態の機能を実現するためのプログラムを供給し、その装置又はコンピュータのＣＰＵやＭＰＵ（Micro ProcessingUnit）に格納されたプログラムに従って、各種デバイスを動作させることとしてもよい。
【０１６１】
また、上述した各実施の形態は、上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって実現することも可能である。プログラムを記録する記録媒体としては、例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【０１６２】
また、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより、上述した実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）又は他のアプリケーションソフト等と協働して、上述した実施の形態の機能が実現されることとしてもよい。
【０１６３】
さらに、供給されたプログラムがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現されてもよい。
【０１６４】
また、各実施の形態において、画像出力装置として、銀塩方式のプリンタ、インクジェットプリンタ、液晶モニタを用いた例を説明したが、画像出力装置はそれらに限定されない。湿式又は乾式銀塩レーザ記録方式や熱転写記録方式のプリンタ、ワイヤードット記録方式等のインパクト記録方式のプリンタ、あるいはそれ以外の記録方式であってもよい。また、シリアル記録方式のプリンタでも、ライン記録方式のプリンタでもよい。また、ＣＲＴ、透過型又は反射型液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（organic ElectroLuminescence display）、プラズマディスプレイ等のディスプレイでもよく、表示方式に限定されるものではない。
【０１６５】
また、画像入力装置（撮影機器）として、Ｘ線撮影装置、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）や磁気共鳴画像形成装置（ＭＲＩ装置）、超音波画像影診断装置や電子内視鏡、眼底カメラ等を用いることができるが、これらに限らない。
特に、医用画像のように、モノクロ多階調用の画像信号を有し、極めて高画質が要求される分野における画像出力形態では、その画像処理効果が顕著に現われるため有効である。
【０１６６】
【発明の効果】
上述したように、請求項１，８，１５，２２又は２９に記載の発明によれば、第１の非線形画像信号変換によって、画像信号を知覚指数と対応させることにより、視覚感度に適した画像信号に変換することができる。また、ダイナミックレンジ変換によって、第１の画像出力装置と第２の画像出力装置の階調表現能が大きく異なる場合でも、画像コントラストを維持することができる。また、第２の非線形画像信号変換によって、第２の画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように画像信号を変換することができる。したがって、異なる画像出力装置間であっても、一の画像信号に対し略同可視感を有する画像を出力することができる。
【０１６７】
上述したように、請求項２，９，１６，２３又は３０に記載の発明によれば、ダイナミックレンジ変換される画像信号、第１の画像出力装置に係る出力階調特性、第２の画像出力装置に係る出力階調特性又は画像観察条件情報に基づいて、第２の画像出力装置により適した画像信号に変換することができる。したがって、異なる画像出力装置間又は画像観察条件下であっても、一の画像信号に対し略同可視感を有する画像を出力することができる。
【０１６８】
上述したように、請求項３，１０，１７，２４又は３１に記載の発明によれば、第１の画像出力装置に係る知覚指数レンジ又は第２の画像出力装置に係る知覚指数レンジに基づいて、第２の画像出力装置により適した画像信号に変換することができる。したがって、画像出力装置に係る階調表現能に見合った画像を出力することができる。
【０１６９】
上述したように、請求項４，１１，１８，２５又は３２に記載の発明によれば、非鮮鋭画像信号Ｓusmによって処理済画像信号Ｓprocが決定されるので、微細構造のコントラストを維持しつつ、ダイナミックレンジを変えることができる。また、非鮮鋭画像信号Ｓusmを算出する際の画像信号領域の範囲を変化させることにより、ダイナミックレンジを変調させる空間周波数帯域を制御することができる。
【０１７０】
上述したように、請求項５，１２，１９，２６又は３３に記載の発明によれば、原画像信号Ｓorgの特定の周波数帯域の周波数成分を表す帯域制限画像信号毎に適した変換を行うことができる。したがって、ダイナミックレンジの制御をより厳密に行うことが可能となり、微細構造における描写能低下やアーチファクト（擬似輪郭）のない高画質な画像を出力することができる。
【０１７１】
上述したように、請求項６，１３，２０，２７又は３４に記載の発明によれば、ＪＮＤインデックス又は明度に対応するように画像信号を変換するので、視覚感度に適した自然な階調を有する画像を得ることができる。
【０１７２】
上述したように、請求項７，１４，２１，２８又は３５に記載の発明によれば、画像信号を知覚指数と対応するように変換してからダイナミックレンジ変換を施し、画像出力装置に係る出力階調特性に対応するように変換するので、視覚感度に適した自然な階調を有する画像を得ることができる。
【０１７３】
上述したように、請求項３６記載の発明によれば、第１の非線形画像信号変換によって、画像信号を知覚指数と対応させることにより、視覚感度に適した画像信号に変換することができる。また、知覚指数と対応した画像信号に対しダイナミックレンジ変換を行うによって、画像コントラストを維持しつつ、ダイナミックレンジを変換することができる。また、第２の非線形画像信号変換によって、画像出力手段に係る出力階調特性に対応するように画像信号を変換することができる。したがって、各画像出力手段に応じた自然な階調を有する画像を得ることができる。
【０１７４】
上述したように、請求項３７記載の発明によれば、第１の非線形画像信号変換によって、画像信号を知覚指数と対応させることにより、視覚感度に適した画像信号に変換することができる。また、知覚指数と対応した画像信号に対しダイナミックレンジ変換を行うによって、画像コントラストを維持しつつ、ダイナミックレンジを変換することができる。また、第２の非線形画像信号変換によって、画像出力手段に係る出力階調特性に対応するように画像信号を変換することができる。したがって、異なる画像出力手段間であっても、一の画像信号に対し略同可視感を有する画像を得ることができる。
【０１７５】
上述したように、請求項３８記載の発明によれば、ある画像処理手段に適した処理を施した画像信号を記憶し、記憶された画像信号に対して、指示手段により指示された画像出力手段に対応する画像処理を施すことができるので、異なる画像出力手段間であっても、一の画像信号に対し略同可視感を有する画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における画像処理装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図２】画像処理方法の概要図である。
【図３】第１の非線形画像信号変換処理を説明する図である。
【図４】ダイナミックレンジ変換処理を説明する図である。
【図５】第２の非線形画像信号変換処理を説明する図である。
【図６】第１の実施の形態における画像処理の概略図である。
【図７】第２の実施の形態における画像処理の概略図である。
【図８】画像出力装置に係る出力階調特性とＪＮＤＩレンジとの関係を表す図である。
【図９】ダイナミックレンジ変換のパラメータの決定方法の一例を示す図である。
【図１０】第２の実施の形態の効果を示す画像信号ヒストグラムである。
【図１１】第２の実施の形態の効果を画像信号プロファイルを用いて説明する図である。
【図１２】第３の実施の形態における画像処理の概略図である。
【図１３】第４の実施の形態に係る画像出力システムの概略図である。
【図１４】官能評価実験結果を示す図表である。
【符号の説明】
１  画像処理装置
２  ＣＰＵ
３  ＲＯＭ
４  ＲＡＭ
５  画像信号入力部
６  画像信号出力部
７  画像処理部
８  バス
９，１０  画像出力装置
１１，１２，１３  画像入力装置
１４  画像信号保持装置
１５  画像出力システム
１６  画像記憶装置
１７  指示装置
１８  病院内ネットワーク
【図１】
2004206426.tif 000003
【図２】
2004206426.tif 000004
【図３】
2004206426.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004206426.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2004206426.tif 000015
【図１４】
2004206426.tif 000016