(57)【要約】【課題】表示装置に表示される画像に対する階調変換特性を観察者の視覚特性に依存して適切に設定できるようにすること。【解決手段】４個のテストパタン２１乃至２４が同時に計算機用表示部１に表示される。テストパタン２１乃至２４には、バックグランド（背景）１１−１〜１１−４とコントラスト領域１２−１〜１２−４とが存在する。テストパタン２１乃至２４間では、バックグランドの画素値は異なっているが、コントラスト領域の形状は同じである。また、テストパタン内でのバックグランドと各コントラスト領域とのコントラストは、テストパタン２１乃至２４間で一致している。そして、バックグランドの画素値を固定したまま、各テストパタンの見え方がほぼ一致するように、コントラスト領域１２−１〜１２−４のコントラストを調整する。【選択図】  図２
2004180142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置により表示された画像における位置と該位置におけるコントラストとを互いに関連付けて入力する入力手段と、
前記入力手段による入力情報に基づいて、前記画像のコントラストを変更する変更手段と、
前記入力情報に基づいて、前記表示装置により表示される画像に対する階調変換特性を設定する設定手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記入力手段による入力のために前記表示装置により表示される画像は背景領域と該背景領域上に配置され該背景領域と異なる画素値を有するコントラスト領域とからなるパターンを複数含み、各パターンの背景領域の画素値が互いに異な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】
前記各パターンは、画素値、大きさ及び空間周波数の少なくとも１つが異なる複数のコントラスト領域を含むことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記変更手段は、前記背景領域の画素値を固定したまま、前記コントラスト領域の画像値を変更することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記変更手段は、前記複数のパターンに対する階調変換特性を変更することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記複数のパターンを含む画像として自然画像が用いられることを特徴とする請求項２、３又は５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記変更手段は、前記自然画像の前記位置を含む一部の領域の平均画素値を前記背景領域の画素値として利用することを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記設定手段は、前記位置に対応する画素値と、前記位置における前記コントラストとしての階調変換関数の傾きとに基づいて、前記階調変換特性としての階調変換関数を設定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項９】
表示装置により表示される画像を処理する画像処理装置に適用され、該画像に対する階調変換特性を設定する階調変換特性設定方法であって、
前記表示装置により表示された画像における位置と該位置におけるコントラストとを互いに関連付けて入力する入力工程と、
前記入力工程による入力情報に基づいて、前記表示された画像のコントラストを変更する変更工程と、
前記入力情報に基づいて、前記表示装置により表示される画像に対する階調変換特性を設定する設定工程と
を有することを特徴とする階調変換特性設定方法。
【請求項１０】
前記入力工程における入力のために前記表示装置により表示される画像は背景領域と該背景領域上に配置され該背景領域と異なる画素値を有するコントラスト領域とからなるパターンを複数含み、各パターンの背景領域の画素値が互いに異なることを特徴とする請求項９に記載の階調変換特性設定方法。
【請求項１１】
前記各パターンは、画素値、大きさ及び空間周波数の少なくとも１つが異なる複数のコントラスト領域を含むことを特徴とする請求項１０に記載の階調変換特性設定方法。
【請求項１２】
前記変更工程において、前記背景領域の画素値が固定されたまま、前記コントラスト領域の画像値が変更されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の階調変換特性設定方法。
【請求項１３】
前記変更工程において、前記複数のパターンに対する階調変換特性が変更されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の階調変換特性設定方法。
【請求項１４】
前記複数のパターンを含む画像として自然画像が用いられることを特徴とする請求項１０、１１又は１３に記載の階調変換特性設定方法。
【請求項１５】
前記変更工程において、前記自然画像の前記位置を含む一部の領域の平均画素値が前記背景領域の画素値として利用されることを特徴とする請求項１４に記載の階調変換特性設定方法。
【請求項１６】
前記設定工程において、前記位置に対応する画素値と、前記位置における前記コントラストとしての階調変換関数の傾きとに基づいて、前記階調変換特性としての階調変換関数が設定されることを特徴とする請求項９乃至１５のいずれかに記載の階調変換特性設定方法。
【請求項１７】
請求項９乃至１６のいずれかに記載の階調変換特性設定方法を実行するためのプログラムコードを有することを特徴とする情報処置装置が実行可能なプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置に表示される画像に対する階調変換に関する。
【０００２】
【従来の技術】
階調特性は画像表示装置において最も基本となる特性の一つである。これは、画像表示装置の目的は画像情報を使用者である観察者へ的確に伝達することにあるからである。ここで、画像表示装置の階調特性、即ち入力信号強度Ｘと輝度Ｌとの関係は、ガンマ値γと呼ばれるパラメータを用いて下記数式１で表される。
【０００３】
【数１】
2004180142.tif 000003
【０００４】
長年の研究成果によると、人間が人眼を通して輝度を感じる度合いをＳ、人眼へ到達する光強度をＬとすると、その関係は大雑把に下記数式２で表され、ａ＝０．３〜０．４５程度となる。
【０００５】
【数２】
2004180142.tif 000004
【０００６】
ガンマ値γは国際標準のＮＴＳＣでは２．２とされており、この値に調整することが求められている。これは、数式２において、１／０．４５≒２．２２であることから定められたと推定される。
【０００７】
つまり、数式１及び数式２より、入力信号強度Ｘと感じる度合いＳとは、ほぼ比例している。このように、表示装置のガンマ値γが定められているのである。
【０００８】
また、印刷関係で用いられる表示装置では、ドットゲイン、即ちインクの滲みや紙からの反射によって実質的輝度が低下する現象があるため、一般に、γ＝１．８が用いられ、印刷結果と表示装置の出力とがほぼ人眼に同等に写るように調整されている。
【０００９】
従来、このガンマ値を調整するために表示装置の輝度特性を測定し、標準化が図られている。この標準化により、表示装置に依存せずに観察者は常に同等の画像を観察できるようになっている。
【００１０】
しかし、画像表示装置の本来の目的は、標準化にあるのではなく、観察者へ計算機内部の情報を的確に伝達することにある。観察者は人間であり、個性を持ち、例えば数式２で表される定数ａの値も万人が同じであるとは限らない。また、数式２で表される特性が当てはまらない場合も考えられる。
【００１１】
特に、近時、パーソナルコンピュータ等の計算機の大幅な普及により、計算機の表示装置も複数人が共用する場合は少なく、一台の表示装置は特定の観察者のみにより用いられる場合が増えてきている。このような状況の中、観察者の個性を無視した標準化のみに頼っていては、計算機内部に保持される画像情報の認識可能な内容が、観察者に依存して異なってしまうという問題が潜在している。つまり、従来の考え方では、表示装置に依存しない画像を提供できても、「観察者に依存しない」画像を提供することはできない。
【００１２】
このような現象が顕著に認められるのは医療画像表示装置の分野である。医療画像を表示する目的は、観察者である医師へ患者の人体情報を的確に伝達し、その結果医師が豊富な経験と技術によってそれを把握し、診断することにある。そして、その画像情報は非常に微妙であり、画像表示装置に表示される画像によっては、けが又は病気の箇所の把握が困難となる場合もあり得る。
【００１３】
よって、医師等観察者の輝度感度特性（輝度に対する感度の特性）等の視覚特性により画像診断等の画像把握が影響されることを極力回避することが望ましい。
【００１４】
そこで、下記特許文献１では、表示装置の輝度の劣化を補償するために、複数用意した階調変換テーブルを選択的に使用する方法及び装置が開示されている。
【００１５】
【特許文献１】
特開２００１−３４２５５号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の技術では、当該選択が観察者の視覚特性に基づくものであればよいが、その明確な手段が開示されておらず、不十分であるといわざるを得ない。
【００１７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、表示装置に表示される画像に対する階調変換特性を観察者の視覚特性に依存して適切に設定できるようにすることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本願の第１の発明に係る画像処理装置は、表示装置により表示された画像における位置と該位置におけるコントラストとを互いに関連付けて入力する入力手段と、前記入力手段による入力情報に基づいて、前記画像のコントラストを変更する変更手段と、前記入力情報に基づいて、前記表示装置により表示される画像に対する階調変換特性を設定する設定手段とを有することを特徴とする。
【００１９】
本願の第２の発明に係る階調変換特性設定方法は、表示装置により表示される画像を処理する画像処理装置に適用され、該画像に対する階調変換特性を設定する階調変換特性設定方法であって、前記表示装置により表示された画像における位置と該位置におけるコントラストとを互いに関連付けて入力する入力工程と、前記入力工程による入力情報に基づいて、前記表示された画像のコントラストを変更する変更工程と、前記入力情報に基づいて、前記表示装置により表示される画像に対する階調変換特性を設定する設定工程とを有することを特徴とする。
【００２０】
本願の第３の発明に係る情報処置装置が実行可能なプログラムは、上記の階調変換特性設定方法を実行するためのプログラムコードを有することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像表示装置を示す模式図である。
【００２３】
この画像表示装置には、画像データを作成する計算機３、計算機３から出力された画像データ（画素値）を別の値に変換する参照テーブル（ＬＵＴ、ルックアップテーブル、階調変換テーブル、階調変換関数ともいう）２、及びＬＵＴ２の出力信号を光の輝度値に変換して表示する計算機用表示部１が設けられている。本実施形態では、計算機３及びＬＵＴ２から、画像データ作成手段が構成されている。また、計算機３には、計算機用表示部１上の位置を計算機３に伝える位置指示装置（位置指定手段）４が接続されている。位置指示装置４には、計算機３に操作者の意思を伝える２つのボタン（コントラスト変更命令手段）５及び６が設けられている。
【００２４】
計算機用表示部１は、例えばＣＲＴ又は液晶表示装置等であるが、これらに限定されない。また、計算機３の出力信号及びＬＵＴ２の出力信号は、例えばデジタル信号である。
【００２５】
なお、ＬＵＴ２は、図１では、計算機３の外部に設けられているが、計算機３の内部に設けられていてもよい。また、ＬＵＴ２は、計算機３内部のプログラムで同様の動作を行うように設定されていてもよい。
【００２６】
位置指示装置４は、例えばマウスであるが、これに限定されない。位置指示装置４を、例えば机上で動かすことにより、計算機用表示部１に表示されるカーソル（ポインタ）７が移動する。また、操作者は、マウスの位置に応じて計算機３が提示するメッセージにより、計算機３がどのような指示を受け入れることができるかを把握することができる。ボタン５及び６は、操作者が位置指示装置４の移動と同時に片手で扱えるように設けられているが、必ずしも位置指示装置４に設けられている必要はなく、その外部に設けられていてもよい。位置指示装置４がマウスである場合、ボタン５を押す行為は左クリックに相当し、ボタン６を押す行為は右クリックに相当する。
【００２７】
本実施形態に係る画像表示装置は、操作者が実際に医療画像等の画像を観察する前に、予めその操作者に適したコントラスト等の調整が可能なように構成されている。
【００２８】
ここで、その調整を行う方法及びそのためのＬＵＴ２及び計算機３の構成について説明する。
【００２９】
計算機３は、テストパタンを作成する。このテストパタンを用いてコントラスト等の調整が行われる。図２は、計算機３が作成するテストパタンの一例を示す模式図である。
【００３０】
図２に示す例では、計算機３により、４個のテストパタン２１乃至２４が作成され、これらが同時に計算機用表示部１に表示される。テストパタン２１乃至２４には、バックグランド（背景）１１−１〜１１−４とコントラスト領域１２−１〜１２−４とが存在する。テストパタン２１乃至２４間では、バックグランドの画素値は異なっているが、コントラスト領域の形状は同じである。また、テストパタン内でのバックグランドと各コントラスト領域とのコントラストは、テストパタン２１乃至２４間で一致している。バックグランド１１−１〜１１−４の画素値（以下、バックグランド値という。）は、夫々ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４である。
【００３１】
ここで、各テストパタンの構成について詳細に説明する。図３は、一つのテストパタンの構成を示す模式図である。図４は、図３中の特定のコントラスト領域の画素値を示す模式図である。図２に示すテストパタン２１乃至２４と、図３及び図４に示すテストパタンとでは、コントラスト領域の配置等が異なっているが、本実施形態で必要とされるテストパタンの性質は一致している。
【００３２】
図３に示すテストパタンでは、コントラスト領域の大きさとコントラスト値とを変化させて、コントラスト領域の大きさと視認できるコントラストとの関係を調べることができる。具体的には、図２に示すテストパタンと同様に、バックグランド１１と、バックグランド１１に対しコントラストが付けられた複数のコントラスト領域１２とが存在する。
【００３３】
複数のコントラスト領域１２間では、図４に示すように、上側のコントラスト領域１２ほどその面積が大きく、また、左側のコントラスト領域１２ほどコントラスト、即ちバックグランドとの画素値の差が大きく設定されている。図４中のグラフ３２は、図４中のＡ−Ａ線に沿った領域の画素値を示し、グラフ３４は、図４中のＢ−Ｂ線に沿った領域の画素値を示している。ここで、ｂはバックグランドの画素値（バックグランド値）であり、ｃ１、ｃ２及びｃ３は、コントラスト領域とバックグランドとの間の画素値の差（以下、コントラスト値という。）を表している。
【００３４】
従って、このテストパタンでは、左上のコントラスト領域１２ほど視認しやすく、例えば図５に示すように、右下に位置するコントラスト領域１２は視認されない。この結果、観察者には、図５に示すようなある特定の領域だけが視認される。このテストパタンの見え方は、コントラスト領域１２のパタンが同じであれば、コントラスト値ｃ１、ｃ２及びｃ３・・・によって異なるものになる。そして、このようなテストパタンを複数個並べたものが、図２に示すものに相当する。
【００３５】
一方、ＬＵＴ２は、図６に示すように、初期状態で、入力値と出力値とが一致するように作成されている。図６は、ＬＵＴをグラフ化したものであり、横軸が入力値を示し、縦軸が出力値を示す。入力値の範囲は０〜ＸＭであり、出力値の範囲は０〜ＹＭである。ここで、バックグランド値ｂ１〜ｂ４は出力値に相当し、出力値の範囲０〜ＹＭを４等分するように設定されている。
【００３６】
図７（ａ）乃至図７（ｄ）は、夫々図２中のテストパタン２１乃至２４についての図４中のグラフ３４に相当するグラフである。図７（ａ）乃至図７（ｄ）に示すように、図２に示す４個のテストパタン２１乃至２４間では、バックグランド値ｂ１〜ｂ４が相違しているが、各テストパタン内で同じ位置に配置されたコントラスト領域のコントラスト値は一致している。
【００３７】
次に、計算機３が実行するプログラムについて説明する。プログラムの詳細は後述することとし、先ず、プログラムの概要について説明する。このプログラムの目的は、操作者にとって全てのテストパタンが同程度のコントラストに見えるようにＬＵＴ２を調整することにある。
【００３８】
ここで、計算機３が実行するプログラムの主な目的はＬＵＴ２の調整であるが、このプログラムで操作者が観察する画像のバックグランド値は変化しないことが望ましい。このため、本実施形態では、ＬＵＴ２を固定したまま、テストパタンの画像データそのものを変化させ、観察し、最後に、ＬＵＴ２の調整を行う。
【００３９】
このプログラムは、カーソル７が位置するテストパタン２１乃至２４のいずれか１テストパタン上でボタン５又は６が押されると、その押されたボタンに応じてそのテストパタンのコントラストを変化させるものである。例えば、ボタン５が押されると、カーソル７が位置するテストパタンのコントラストをα１倍し、ボタン６が押されると、そのテストパタンのコントラストをα２倍する。但し、α１は１より大きく、α２は０より大きく１未満である。
【００４０】
従って、操作者は、各テストパタンのコントラストが同程度に見えるようにするためには、カーソル７が位置するテストパタンのコントラストが低く、見えにくい場合には、ボタン５を押し、逆に他のテストパタンと比べてよく見えすぎる場合にはボタン６を押せばよい。
【００４１】
このように、ボタン５及び６の操作は、図６に示すＬＵＴ２の各部分における傾きを変化させることになる。但し、テストパタン２１乃至２４での傾きは、互いに独立して変化させることはできない。これは、ＬＵＴ２の入力値及び出力値の範囲が限定されているからである。例えばテストパタン２１乃至２４での傾きを、夫々ａ１、ａ２、ａ３、ａ４と表し、傾きａ１を大きくした場合、図８に示すように、その他の傾きａ２乃至ａ４は必然的に小さくしなければならない。
【００４２】
また、ＬＵＴ２の出力値の範囲、即ち観察者が見るバックグランドの輝度が固定されているので、図８に示すように、ＬＵＴ２では、各テストパタンの入力値の幅が変化する。
【００４３】
ここで、本実施形態では、一つのテストパタンにおけるＬＵＴ２の傾きを変化させた場合の他の傾きへの変化量の影響度を均等に割り振ることによって、それぞれの傾きを変化させる。即ち、テストパタン２１の入力値の範囲の大きさをＤＸ１、テストパタン２２の入力値の範囲の大きさをＤＸ２、テストパタン２３の入力値の範囲の大きさをＤＸ３、テストパタン２４の入力値の範囲の大きさをＤＸ４とし、夫々の出力値の範囲の大きさをＤＹとすると、各領域の傾きａ１、ａ２、ａ３及びａ４は下記数式３で表される。
【００４４】
【数３】
2004180142.tif 000005
【００４５】
また、ＤＸ１、ＤＸ２、ＤＸ３及びＤＸ４間の関係から下記数式４が導かれる。
【００４６】
【数４】
2004180142.tif 000006
【００４７】
ここで、傾きａ１のみをｋ１倍する場合について説明する。但し、ｋ１はα１又はα２である。ａ１をｋ１倍して得られた新しい傾きをａ１’とすると、「ａ１’＝ｋ１×ａ１」の関係が成り立つ。
【００４８】
本実施形態では、傾きａ１’を用いた場合に生じる入力値の範囲の誤差を他のテストパタン２２乃至２４に均等に割り振り、新しい傾きでも数式４を成り立させる。傾きａ１’を用いた場合の誤差ΔＸは下記数式５で表される。
【００４９】
【数５】
2004180142.tif 000007
【００５０】
このため、テストパタン２２乃至２４には、このΔＸが３等分して割り振られ、新しい入力値の範囲が求められ、必然的に、新しい傾きａ２’、ａ３’及びａ４’が求められる。これらは、夫々下記数式６、７、８で表される。
【００５１】
【数６】
2004180142.tif 000008
【００５２】
【数７】
2004180142.tif 000009
【００５３】
【数８】
2004180142.tif 000010
【００５４】
実際には、それぞれの傾きの乗算値ｋ２＝ａ２’／ａ２、ｋ３＝ａ３’／ａ３、ｋ４＝ａ４’／ａ４の値を用いることができる。
【００５５】
図９に示すように、図７（ａ）乃至（ｄ）に示すグラフは、傾きａ１が変化したことにより、図９の破線の形状から実線の形状に変化する。図９では、傾きａ１を大きくした場合を示しており、テストパタン２１では、コントラスト値が増加しているが、他のテストパタン２２乃至２４では、コントラスト値が低下している。
【００５６】
ここでは、操作者がａ１を変化させる場合について説明しているが、他の傾きａ２、ａ３及びａ４を変化させることも可能であり、この場合にも、数式６、７及び８と同様の計算を行うことにより、他の傾きが同時に変化することとなる。
【００５７】
次に、上述のプログラムについて詳細に説明する。図１０は、第１の実施形態で使用されるプログラムの内容を示すフローチャートである。
【００５８】
このプログラムでは、先ず、位置指示装置４からの入力信号に基づいて、カーソル７がテストパタン２１上にあるか否かを判断する（ステップＳ１０１）。
【００５９】
その後、カーソル７がテストパタン２２上にあるか否かを判断し（ステップＳ１０２）、カーソル７がテストパタン２３上にあるか否かを判断し（ステップＳ１０３）、カーソル７がテストパタン２４上にあるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。
【００６０】
ステップＳ１０１で、カーソル７がテストパタン２１上にある場合には、プログラム内部の共通情報である位置情報として「テストパタン２１」を記録し（ステップＳ１０６）、後述の傾き演算サブルーチンの動作を行う（ステップＳ１１０）。
【００６１】
同様に、ステップＳ１０２で、カーソル７がテストパタン２２上にある場合には、プログラム内部の共通情報である位置情報として「テストパタン２２」を記録し（ステップＳ１０７）、傾き演算サブルーチンの動作を行う（ステップＳ１１０）。
【００６２】
また、ステップＳ１０３で、カーソル７がテストパタン２３上にある場合には、プログラム内部の共通情報である位置情報として「テストパタン２３」を記録し（ステップＳ１０８）、傾き演算サブルーチンの動作を行う（ステップＳ１１０）。
【００６３】
更に、ステップＳ１０４で、カーソル７がテストパタン２４上にある場合には、プログラム内部の共通情報である位置情報として「テストパタン２４」を記録し（ステップＳ１０９）、傾き演算サブルーチン１１０の動作を行う（ステップＳ１１０）。
【００６４】
ステップＳ１０５では、観察者が表示しているテストパタンに満足した場合の終了確認の処理を行う。具体的には、計算機３からのキー入力等を用いることができる。終了が指示されると、プログラムは後述のＬＵＴ計算を行う。
【００６５】
図１１は、第１の実施形態における傾き計算サブルーチンを示すフローチャートである。
【００６６】
このサブルーチンでは、先ず、押されたボタンがボタン５又は６のいずれであるかを判断する（ステップＳ１２１）。
【００６７】
そして、ボタン５が押されている場合には、この指示は操作者からのコントラストを強めよという指示であるので、位置情報として記憶されているテストパタン２ｘ（ｘは１〜４のいずれか一つ）に表示されているコントラスト領域１１−ｘのコントラストを１．１倍（α１倍）にする（ステップＳ１２２）。
【００６８】
一方、ボタン６が押されている場合には、この指示は操作者からのコントラストを弱めよという指示であるので、位置情報として記憶されているテストパタン２ｘ（ｘは１〜４のいずれか一つ）の領域の画像のコントラストを０．９倍（α２倍）にする（ステップＳ１２３）。
【００６９】
なお、１．１倍及び０．９倍という値は、夫々α１、α２の一例であり、前述の条件を満たしていれば、他の値であってもよい。
【００７０】
そして、数式６、７及び８に従って、操作者が明示的に変化させなかったテストパタンのコントラストを変化させ、画像を表示し直す（ステップＳ１２４）。
【００７１】
その後、操作者がすべてのテストパタン間でテストパタンの見え方がほぼ同等であると判断するまで、これらの一連の工程を繰り返し、ほぼ同等であると判断して終了すると（ステップＳ１０５）、傾きａ１乃至ａ４が決定される。
【００７２】
次いで、得られた傾きａ１乃至ａ４に基づいてＬＵＴ２を修正する。図１２は、ＬＵＴ２を修正する方法を示すフローチャートである。
【００７３】
この修正では、先ず、各テストパタン２１乃至２４の傾きａ１乃至ａ４に基づいて、図１３に示すような折れ線のＬＵＴを作成する（ステップＳ１３１）。このとき、ＤＹはすべてのテストパタン間で一定とし、Ｄｘ１乃至Ｄｘ４は傾きａ１乃至ａ４から求められたものが用いられる。
【００７４】
次に、折れ線のＬＵＴを、図１４に示すような実用的な滑らかな関数でフィッティングする（ステップＳ１３２）。この結果、図１４中の破線で示す折れ線関数４１が、実線で示す滑らかな関数４２によりフィッティングされる。
【００７５】
このフィッティングの処理はどのように行ってもよい。フィッティングの方法には、例えば、最小２乗法を用いて所定の多項式で近似する方法、一般の非線形の関数のパラメータを最急勾配法で求める方法、複数のシグモイド関数を連ねて出力結果の誤差を順次戻しながら拡散するニューラルネットワークを用いる方法等があり、これらのいずれを採用してもよい。
【００７６】
そして、このようにして修正され求められたＬＵＴ２を新たなＬＵＴ２として保存し、これを用いることにより、操作者にとって最適な階調特性が得られる。このとき、表示装置の輝度特性を測定するために従来必要とされている測定装置は不要である。
【００７７】
なお、コントラスト領域の形状は図示したものに限るものではない。コントラストが認知でき大きさが判別できるものであればよい。例えば、空間周波数及びコントラストの組合せの異なるパターンを複数並べたようなチャートを使用することも可能である。
【００７８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、すべてのテストパタンの見え方を同じにするように調整を行っている。しかし、テストパタンの見え方自体も重要であり、例えば、図５において、上から何番目、左から何番目までのコントラスト領域１２は視認できなければならないという規格を設定することも安定した画像観察には重要である。
【００７９】
この場合、すべてのテストパタンの見え方を同じにする必要はない。例えば、図２において、テストパタン２２及び２３の中間値領域が主に用いられるような状況であれば、操作者は、図１０のステップＳ１０５の終了条件として、テストパタン２２及び２３の見え方が規定の見え方になっていることを採用してもよい。
【００８０】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第１の実施形態では、バックグランド値を変化させないようにコントラストの調整を行っているため、ＬＵＴそのものを操作しながらの調整を行うことはできない。
【００８１】
これに対し、本実施形態では、ＬＵＴそのものを動かしながら調整を行う。この場合、出力バックグランド値は常に変化するものになるが、テスト画像データの変更は不要である。
【００８２】
第３の実施形態で使用されるプログラムも、カーソル７が位置するテストパタン２１乃至２４のいずれか１テストパタン上でボタン５又は６が押されると、その押されたボタンに応じてそのテストパタンのコントラストを変化させるものである。例えば、ボタン５が押されると、カーソル７が位置するテストパタンのコントラストをα１倍し、ボタン６が押されると、そのテストパタンのコントラストをα２倍する。但し、α１は１より大きく、α２は０より大きく１未満である。
【００８３】
ここで、第３の実施形態では、第１の実施形態とは異なり、ＬＵＴ２の入力値の範囲を固定し、図１５に示すように、各テストパタンの出力値の幅を変化させる。
【００８４】
そして、本実施形態では、一つのテストパタンにおけるＬＵＴ２の傾きを変化させた場合の他の傾きへの変化量の影響度を均等に割り振ることによって、それぞれの傾きを変化させる。即ち、テストパタン２１の出力値の範囲の大きさをＤＹ１、テストパタン２２の出力値の範囲の大きさをＤＹ２、テストパタン２３の出力値の範囲の大きさをＤＹ３、テストパタン２４の出力値の範囲の大きさをＤＹ４とし、夫々の入力値の範囲の大きさをＤＸとすると、各領域の傾きａ１、ａ２、ａ３及びａ４は下記数式９で表される。
【００８５】
【数９】
2004180142.tif 000011
【００８６】
数式９は、数式３とは、入力値の範囲の幅がＤＸで一定になっている点で相違している。また、ＤＹ１、ＤＹ２、ＤＹ３及びＤＹ４間の関係から下記数式１０が導かれる。
【００８７】
【数１０】
2004180142.tif 000012
【００８８】
この関係があるため、すべての傾きａ１〜ａ４は他の傾きから独立して求められない。ここで、傾きａ１のみをｋ１倍する場合について説明する。但し、ｋ１はα１又はα２である。ａ１をｋ１倍して得られた新しい傾きをａ１’とすると、「ａ１’＝ｋ１×ａ１」の関係が成り立つ。
【００８９】
本実施形態では、傾きａ１’を用いた場合に生じる出力値の範囲の誤差を他のテストパタン２２乃至２４に均等に割り振り、新しい傾きでも数式１０を成り立させる。傾きａ１’を用いた場合の誤差ΔＹは下記数式１１で表される。
【００９０】
【数１１】
2004180142.tif 000013
【００９１】
このため、テストパタン２２乃至２４には、このΔＹが３等分して割り振られ、新しい出力値の範囲が求められ、必然的に、新しい傾きａ２’、ａ３’及びａ４’が求められる。これらは、夫々下記数式１２、１３、１４で表される。
【００９２】
【数１２】
2004180142.tif 000014
【００９３】
【数１３】
2004180142.tif 000015
【００９４】
【数１４】
2004180142.tif 000016
【００９５】
実際には、第１の実施形態と同様に、それぞれの傾きの乗算値ｋ２＝ａ２’／ａ２、ｋ３＝ａ３’／ａ３、ｋ４＝ａ４’／ａ４の値を用いることができる。
【００９６】
ここでは、操作者がａ１を変化させる場合について説明しているが、他の傾きａ２、ａ３及びａ４を変化させることも可能であり、この場合にも、数式１２、１３及び１４と同様の計算を行うことにより、他の傾きが同時に変化することとなる。
【００９７】
次に、第３の実施形態で使用されるプログラムについて詳細に説明する。このプログラムでは、傾き計算の処理（傾き演算サブルーチン）が第１の実施形態におけるものと相違している。図１６は、第３の実施形態における傾き計算サブルーチンを示すフローチャートである。
【００９８】
このサブルーチンでは、先ず、押されたボタンがボタン５又は６のいずれであるかを判断する（ステップＳ１３１）。
【００９９】
そして、ボタン５が押されている場合には、この指示は操作者からのコントラストを強めよという指示であるので、位置情報として記憶されているテストパタン２ｘ（ｘは１〜４のいずれか一つ）における傾きａｘを１．１倍（α１倍）にする（ステップＳ１３２）。
【０１００】
一方、ボタン６が押されている場合には、この指示は操作者からのコントラストを弱めよという指示であるので、位置情報として記憶されているテストパタン２ｘ（ｘは１〜４のいずれか一つ）の傾きａｘを０．９倍（α２倍）にする（ステップＳ１３３）。
【０１０１】
その後、数式１２、１３及び１４に従って、操作者が明示的に変化させなかったテストパタンの傾きを変化させる（ステップＳ１３４）。
【０１０２】
そして、数式９に基づいて出力値の範囲を調整してＬＵＴ２を新たに作成して書き換え（ステップＳ１３５）、画像を表示し直す。
【０１０３】
その後、操作者がすべてのテストパタン間でテストパタンの見え方がほぼ同等であると判断するまで、これらの一連の工程を繰り返し、ほぼ同等であると判断して終了すると（ステップＳ１０５）、傾きａ１乃至ａ４が決定される。この結果、図１５に示すような折れ線のＬＵＴを作成することができる。続いて、第１の実施形態と同様にして、フィッティングを行う。
【０１０４】
このような第３の実施形態によっても、第１の実施形態と同様に、操作者にとって最適な階調特性が得られる。また、第３の実施形態によれば、テスト画像データを書き換える必要がないため、テストパタンとして一般の画像を用いることができる。
【０１０５】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、第３の実施形態におけるテストパタンの替わりに、人工的でない自然画像、例えば人体の放射線画像を用いるものである。図１７は、第４の実施形態で使用されるプログラムの内容を示すフローチャートである。
【０１０６】
操作者は、表示画面を見ながら、コントラストを強めたい部位又は弱めたい部位を示し、ボタン５又は６を押す。
【０１０７】
ボタン５又は６が押されると、示された表示画像上の位置を含む周辺領域の画素値の平均値を計算する（ステップＳ１５１）。この周辺領域は、例えば示された表示画像上の位置を中心とする１００画素×１００画素の領域であるが、これに限定されない。
【０１０８】
次に、その平均値が、テストパタンの入力値の範囲（４つのＤＸ）のうちのどれに属するかを検索する（ステップＳ１５２）
【０１０９】
次いで、得られた入力値の範囲がどれであるかという情報をテストパタンの位置情報として記憶し（ステップＳ１５３）、前述の図１６に示すフローチャートに基づいて傾き計算サブルーチンを実行する。
【０１１０】
第４の実施形態によれば、このような操作を繰り返すことにより、操作者の所望の階調で実際の画像を観察することが可能になる。
【０１１１】
本発明の実施形態は、上述のように、計算機３としてのコンピュータ（情報処理装置）がプログラムを実行することにより装置の各部を制御することによっても実現することができる。よって、係るプログラム自体、係るプログラムをコンピュータに供給するための手段、例えば係るプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体、及びかかるプログラムを伝送するインターネット等の伝送媒体等も本発明の実施形態に含まれる。上記のプログラム、記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。
【０１１２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、表示装置に表示される画像に対する階調変換特性を観察者の視覚特性に依存して適切に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る画像表示装置を示す模式図である。
【図２】計算機３が作成するテストパタンの一例を示す模式図である。
【図３】一つのテストパタンの構成を示す模式図である。
【図４】図３中の特定のコントラスト領域の画素値を示す模式図である。
【図５】テストパタンの特徴を示す模式図である。
【図６】ＬＵＴ１の初期状態を示すグラフである。
【図７】（ａ）乃至（ｄ）は、夫々図２中のテストパタン２１乃至２４についての図４中のグラフ３４に相当するグラフである。
【図８】ＬＵＴ２の変更の例を示すグラフである。
【図９】傾きの変更に伴うコントラスト値の変化を示すグラフである。
【図１０】第１の実施形態で使用されるプログラムの内容を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第１の実施形態における傾き計算サブルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】ＬＵＴ２を修正する方法を示すフローチャートである。
【図１３】折れ線で調整されたＬＵＴ２を示すグラフである。
【図１４】フィッティング処理の一例を示すグラフである。
【図１５】本発明の第３の実施形態で得られるＬＵＴ２を示すグラフである。
【図１６】本発明の第３の実施形態における傾き計算サブルーチンを示すフローチャートである。
【図１７】第４の実施形態で使用されるプログラムの内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１；表示装置
２；ＬＵＴ
３；計算機
４；位置指示装置
５、６；ボタン
【図１】
2004180142.tif 000017
【図２】
2004180142.tif 000018
【図３】
2004180142.tif 000019
【図４】
2004180142.tif 000020
【図５】
2004180142.tif 000021
【図６】
2004180142.tif 000022
【図７】
2004180142.tif 000023
【図８】
2004180142.tif 000024
【図９】
2004180142.tif 000025
【図１０】
2004180142.tif 000026
【図１１】
2004180142.tif 000027
【図１２】
2004180142.tif 000028
【図１３】
2004180142.tif 000029
【図１４】
2004180142.tif 000030
【図１５】
2004180142.tif 000031
【図１６】
2004180142.tif 000032
【図１７】
2004180142.tif 000033