(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理される画像の画素のコントラストと濃度との少なくとも１つを修正する方法に於いて、該方法が
（ａ）前記処理される画像を表示スクリーン上に表示する過程と、
（ｂ）該表示され、処理される画像に対して移動可能な第１インデイシアムを用いて画素又は画素領域をカバーすることにより、前記処理される画像内の初期濃度レベルを指定する過程であるが、前記インデイシアムによりカバーされた該画素又は画素領域の濃度が該初期濃度であるよう該指定する過程と、
（ｃ）該表示され処理される画像に対する２つの方向の少なくとも１方向に第２インデイシアムを動かす過程と、
（ｄ）前記第１方向の前記第２インデイシアムの移動時、前記初期濃度と実質的に同じ濃度を有する該表示され処理される画像内の画素のコントラストを変更する過程と、
（ｅ）前記第２方向の前記第２インデイシアムの移動時、前記初期濃度と実質的に同じ濃度を有する該表示され処理される画像内の画素の濃度を変更する過程と、を具備する、処理される画像の画素のコントラストと濃度との少なくとも１つを修正する方法に於いて、
コントラストと濃度とは、前記画像の多数スケール表示を修正することにより独立に変更され、該修正における修正量は、種々のスケールで決定される少なくとも２つの勾配関数の変更量から導出され、これにより特定スケールでの勾配関数が、
濃度に依るスケールでどれ程のコントラスト増幅であるかを指定していることを特徴とする、処理される画像の画素のコントラストと濃度との少なくとも１つを修正する方法。
【請求項２】
選択された画素の該コントラストが変更される量及び／又は選択された画素の該濃度が変更される量は或る量により変更され、該量は前記初期濃度に等しい濃度を有する画素について最大であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
濃度変更の該量は、前記初期濃度レベルに対して、より低い濃度値を有する画素とより高い濃度値を有する画素については、減少していることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
コントラスト増幅曲線が表示されており、インデイシアムは前記曲線上の初期濃度及びコントラスト増幅に対応する位置にあり、そして選択された画素の前記コントラストと濃度とは前記インデイシアムの移動時に独立に変更され、前記選択された画素は、前記初期濃度に実質的に等しい濃度値を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
処理される画像が表示されるウインドウと、
初期濃度レベルを指定する手段と、
２方向の少なくとも１つの方向に移動可能な第１インデイシアムとを具備しており、第１方向の前記第１インデイシアムの移動が前記初期濃度に実質的に等しい濃度値を有する画素の濃度の変更を引き起こし、そして第２方向の前記第１インデイシアムの移動が前記初期濃度に実質的に等しい濃度値を有する画素のコントラストの変更を引き起こしている画像処理及び表示ユニット用ユーザーインターフエースにおいて、
コントラストと濃度が、前記画像の多数スケール信号表現を修正することにより独立に変更され、該修正における修正量が、異なったスケールで決定される少なくとも２つの勾配関数の変更量から導出され、特定スケールでの勾配関数は、或るスケールでのコントラスト増幅がどれ程濃度に依るか、を指定していることを特徴とする画像処理及び表示ユニット用ユーザーインターフエース。
【請求項６】
初期濃度を指定する前記手段は移動可能、表示可能な第２インデイシアムであり、それを用いて、初期濃度は、前記画像内で前記第２インデイシアムを前記初期濃度を有する画素又は画素領域の方へ動かすことにより、そして前記初期濃度レベルを選択することにより、指定されることを特徴とする請求項５記載のユーザーインターフエース。
【請求項７】
コンピュータ上でランさせられた時、請求項１−４記載の何れか１の方法を実行するよう適合されたコンピュータプログラム製品。
【請求項８】
請求項１−４記載の何れか１の過程を実行するよう適合されたコンピュータ実行可能なプログラムコードを具備するコンピュータ読み出し可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は処理（processing）に供された画像の画素のコントラスト（contrast）及び濃度（density）の少なくとも１つを独立に（independently）修正（modifying）する方法に関し、それによりコントラスト増幅（contrast ampification）と濃度とは独立に指定されることが可能である。
【０００２】
本発明は更にこの様な方法の適用のためのユーザーインターフエース（user interface）に関する。
【背景技術】
【０００３】
現在、医学的画像（medical image）、例えば透視写真画像（radiographic image）のデジタル画像表現（digital image representation）を描く幾つかの医学的画像取得（medical image acqusition）の技術とシステムが存在する。
【０００４】
この様なシステムの１例はコンピュータ化透視写真システム（computed radiographic system）であり、そこでは放射画像が１時的記憶媒体（temporary storage medium）、特に光励起燐光材スクリーン（photostimulable phosphor screen）上に記録される。この様なシステムでは、デジタル画像表現は、該燐光材（phosphor）の励起波長範囲内の波長（単数及び複数）の放射で該スクリーンを走査し、励起（stimulation）時該燐光材により放射される光を検出することにより得られる。
【０００５】
コンピュータ化透視システムの他の例は、直接透視写真システム、例えば透視写真画像が放射感応層（radiation sensitive layer）と電子的読み出し回路層（layer of electronic read out circuitry）とを含む固体センサー内に記録されるシステム、である。
【０００６】
コンピュータ透視写真システムのなおもう１つの例は、透視写真画像が従来のＸ線フイルム上に記録され、そのフイルムが現像され次に画像走査に供されるシステムである。
【０００７】
トモグラフイーシステム（tomography system）の様ななお他のシステムが可能である（envisaged）。
【０００８】
上記システムの１つで取得された医学的画像のデジタル画像表現は次いで診断が行われ得る可視画像を発生するため使われ得る。この目的で該デジタル画像表現はハードコピー記録器又はデイスプレーデバイスへ適用される。
【０００９】
普通該デジタル画像表現は該ハードコピー記録又はデイスプレーの前に画像処理に供せされる。
【００１０】
該デジタル画像情報を診断が行われる媒体上の可視画像に最適に変換するために、画像のコントラストがそれにより高められる多スケール画像処理方法（multiscale image processing method）｛多解像度画像処理方法（multiresolution image processing method）とも呼ばれる｝が開発されて来た。
【００１１】
この多スケール画像処理方法に依れば、画素値（pixel values）の配列により表現された画像が下記過程を適用することにより処理される。最初に、元画像（original image）は多スケールの詳細画像（detail images）のシーケンスと場合による残留画像（occasionally a residue image）とに分解（decomposed）される。次に、該詳細画像の該画素値は、これらの画素値に、増加する引数値（argument values）と共に徐々に減少する勾配を有する少なくとも１つの非線形単調増加奇変換関数（nonlinear monotonically increasing odd conversion function）を適用することにより変型（modified）される。最後に、処理された画像は、該残留画像と該変型された詳細画像に再生アルゴリズム（reconstruction algorithm）を適用することにより計算されるが、該再生アルゴリズムは上記分解過程の逆（inverse）である。
【００１２】
上記画像処理技術は特許文献１に幅広く説明されており、該処理はムジカ画像処理（MUSICA image processing）と称される｛ムジカ（MUSICA）はアグフアーゲバエルトエヌブイ（Agfa-Gevaert N. V.）の登録商号である｝。
【００１３】
該説明された方法はアンシャープマスキング（unsharp masking）他の様な従来の画像処理技術に優り有利であり、何故ならそれはその画像の細かな詳細の可視性を高め、アーテフアクト（artefact）を導入することなく該画像再生の忠実性を高めるからである。
【００１４】
ハードコピー記録器又はデイスプレーデバイスに適用される前に、グレイ値画像（grey value image）は可視画像のデジタル画像表現濃度（digital image representing density）に画素式に変換される（pixelwise converted）。
【００１５】
グレイ値画素（grey value pixel）の再生用又は表示用に好適な濃度値（density values）への該変換は、該グレイ値画素データの関連副範囲（relevant subrange）の選択と、この副範囲内の該データの特定グラデーション関数（specific gradation function）による変換と、を含む。普通、該グラデーション関数はルックアップテーブル（lookup table）により規定され、該テーブルは、各グレイ値用に、対応濃度値を記憶する。
【００１６】
好ましくは、該関連副範囲と適用される該グラデーション関数とは、最適で一定の画像品質が保証され得るように対象と検査種類に適合されるのがよい。
【００１７】
該グラデーション関数の形は重要である。それは、該可視画像の該濃度範囲の副区間（subintervals）が、単調であるが大抵は非線形な仕方で、如何にグレイ値の副範囲に付随させられるかを決定する。
【００１８】
該関数が急峻な区間では、グレイ値の狭い副範囲が利用可能な出力濃度区間に写像される。他方、該関数が緩やかな勾配を有する区間では、該利用可能な出力濃度区間はグレイ値の広い副範囲により共有される。もし該グラデーション関数が低濃度の半分で緩やかな勾配を持ち、高濃度部分で急峻な振る舞いに進展するなら、該グレイ値の大部分は低濃度に写像され、結果の画像の全体的様相は明るいであろう。逆に、もし該グラデーション関数が急峻に離陸し、低下する勾配で高濃度に進展するなら、該グレイ値の大部分は高濃度に写像され、暗く灰色がかった外観を生じる。
【００１９】
この仕方で、該グラデーション関数の形を操作することにより濃度間隔を如何にグレイ値範囲に亘り分布させるかを決定することが出来る。一般的規則として、密に集まっているグレイ値副範囲は広い出力濃度区間に写像されるべきである。逆に、画像内で希にしか起こらないグレイ値の区間は狭い濃度区間に集中されるべきである。ヒストグラム平坦化（histogram equalisation）として公知のこの枠組みは画像内のグレイ値領域の向上した差別化（differentiation）に導く。
【００２０】
画素及び画像領域の濃度は該グラデーション関数の対応する縦座標値により決定される。他方画素と画像領域のコントラスト増幅は該グラデーション関数の対応する導関数値（derivative value）｛すなわち、勾配（gradient）｝により決定される。結果として、もし該グラデーション関数の形が指定濃度区間内のグレイ値の大きな副範囲を収容するよう調整されるなら、すなわち、もし該区間が広い緯度（latitude）に取り組まねばならないなら、同時にその濃度区間内のコントラストは低下する。他方、もし濃度区間がほんの狭いグレイ値副範囲に割り当てられるなら、その区間は向上したコントラストを提供する。もし濃度とコントラスト増幅に関する要求が、屡々起こる、相克するものであるなら、妥協は避けられない。
【００２１】
前記特許文献１で説明される多スケール画像処理方法の１実施例では、該グラデーション関数は該再生過程の後に適用され、それは多スケール分解の逆である。該グラデーション関数は該再生の最後のスケールに適用される。結果として、該グラデーション関数の導関数により指定されるコントラスト対グレイ値の関係（contrast-to-grey value relationship）は全スケールで同一になる。
【００２２】
或る場合には、しかしながら、グレイ値とスケールとに同時に依存するコントラスト調整を差別化することが好ましい。例えば、胸部画像（chest image）で、気胸の顕著さ（conspicuity of pneumothorax）を強調するために、高グレイ値にある更に小さなスケールでの高いコントラスト（すなわち小スケールの高コントラスト）、を持つが、隔膜（mediastum）の様な低グレイ値範囲で適度な小スケールコントラストのみを持つことは重要である。同時に、より低い及び中間のグレイ値での大スケールコントラストは、例えば、プリューラルマス（pleural masses）を可視化するよう適切でなければならない。
【００２３】
前記特許文献１で開示された或る実施例では、詳細情報の寄与（contribution）のスケールに左右される強調又は抑制（scale-dependent boosting or suppresion）が適用される。
【００２４】
２つの異なる実施品（impelementations）が説明される。
【００２５】
第１の実施品では、修正された詳細画像が再生過程の最後の段階で係数により画素式に掛け算される。この様な係数値は部分的に再生される画像の画素の明るさに左右される。
【００２６】
第２の実施品では、部分的に再生される画像は、徐々に減少する傾斜（slope）を有する単調増加変換関数、例えば、べき関数（power function）により変換される。次いで該再生過程はフルサイズの再生画像が得られるまで続けられる。最後に、結果の画像は、前記変換曲線の逆関数（the inverse）である曲線により変換される。
【００２７】
この開示は詳細情報の寄与のスケール依存の抑制又は強調を説明しているが、与えられた濃度又はコントラスト増幅がグレイ値の関数として得られない方法は説明していない。
【００２８】
本発明の１側面は処理される画像の画素のコントラスト又は濃度の少なくとも１つを修正する方法を提供することである。
【００２９】
本発明のもう１つの側面はこの様な方法用のユーザーインターフエースを提供することである。
【００３０】
更に進んだ側面は下記で与えられる説明から明らかになろう。
【特許文献１】欧州特許第ＥＰ５２７５２５号明細書
【特許文献２】欧州特許第ＥＰ０２１０２３６８号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第ＥＰ０２１００１８１．３号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記側面は請求項１に表明される、被処理画像の画素のコントラストと濃度の少なくとも１つを修正する方法により実現される。
【００３２】
本発明に依れば画像内の濃度とコントラストとは独立に修正される。本発明の文脈では、用語’独立に（independently）’は、コントラストの修正が該画像内の濃度レベルに実質的に影響しない処理方法に関しており、そこでは該濃度の修正は該画像のコントラストに実質的に影響しない。この様な処理の例は更に詳細に述べられる。
【００３３】
本発明の文脈では、用語、インデイシアム（indicium）は２自由度を有する運動がそれにより実行され得るマーカー（marker）、カーソル（cursor）、矢印（arrow）の様なものを称する。この運動は表示された画像内の選択された画素の濃度又はコントラストの変化を制御するために使われるが、これらの変化は相互の影響を有しない。
【００３４】
本発明の１実施例では、初期濃度レベルは、思い描かれた初期濃度（envisaged initial density）を持つ表示画像内画素又は画素領域を選択することにより指定される。本発明に依れば、その初期濃度に等しいか又はそれに近い濃度値を有する該画像内画素が修正される。この実施例は、ユーザーが修正されるべき、又は対応するコントラストが修正されるべき、濃度を容易に識別出来る点で有利である。
【００３５】
好ましくは、コントラスト又は濃度が変更される量は該指定された初期濃度に等しい濃度を有する画素について最大であるのがよい。コントラスト又は濃度が変更される量は、好ましくは、該初期濃度より低い又は高い濃度を有する選択された画素用に徐々に減少するのがよい。
【００３６】
本発明のもう１つの実施例は、処理された画像の画素のコントラスト又は濃度の少なくとも１つを修正する方法に関し、そこでは、該被処理画像と座標システムの濃度軸線及びコントラスト増幅軸線の少なくとも１つと、前記被処理画像の濃度ヒストグラムと、前記被処理画像を得るために適用される濃度の関数としてコントラスト増幅を表すコントラスト増幅曲線とそして初期の濃度及びコントラストに対応する位置での前記コントラスト増幅曲線上の運動可能なインデイシアムと、がスクリーン上に表示される。
【００３７】
該インデイシアムは前記軸線の方向の少なくとも１つに運動する。該コントラスト増幅軸線の方向に該インデイシアムが運動すると、該被表示画像内の前記初期濃度に実質的に等しい濃度値を有する選択された画素のコントラストは変更される。該濃度軸線の方向に該インデイシアムが運動すると、該画像内の前記初期濃度と実質的に等しい濃度値を有する選択された画素の濃度は変更される。この仕方で、コントラストと濃度は独立に変更される。該インデイシアムの運動は該軸線の１つに沿う方向に拘束されない。該平面内の何れかの任意の２次元的運動は両軸線に沿う運動成分の大きさに依り、コントラストと濃度の同時変更を引き起こす。
【００３８】
又この実施例は請求項１の実施例と組み合わされ得る。
【００３９】
この実施例では、初期濃度レベルは該思い描かれた初期濃度を有する被表示画像内の画素又は画素領域を選択することにより同様に指定され得る。その初期濃度に等しいか又はそれに近い濃度値を有する画素が修正される。この実施例はユーザーが修正されるべき又は対応するコントラストが修正されるべき、濃度を容易に識別出来る点で有利である。
【００４０】
なおもう１つの実施例では、初期濃度は表示された座標システム内の作用点（working point）を選択することにより選ばれる。修正は濃度か又はコントラストか何れかの修正軸線の方向に、或いはコントラストと濃度の同時調整を含む方向に、該作用点を動かすことにより制御され得る。
【００４１】
好ましくは、コントラスト又は濃度が変更される量（amount）は該初期濃度に等しい濃度を有する画素用に最大であるのがよい。コントラスト又は濃度が変更される量は、好ましくは該初期濃度より低い又は高い濃度を有する選択された画素について徐々に減少するのがよい。
【００４２】
各実施例では、該初期濃度に実質的に等しいと見なされる濃度値の範囲の幅は操作者により設定されてもよく、その応用に左右される。インデイシアムの動きの結果として得られる画像に関する濃度ヒストグラム及び／又はコントラスト増幅曲線が表示されるのは更に有利である。この目的で元のヒストグラムとコントラスト増幅曲線はその修正過程中に適合されてもよい。
【００４３】
上記方法はこのテキストで更に進んで説明される様に、多スケールグラデーション処理に供された画像にも適用可能である。しかしながら、又本方法はコントラスト描画（contrast rendition）の他の実施品にも適用可能であり、それによりコントラスト増幅と濃度とは独立に指定されることが可能である。
【００４４】
本発明のもう１つの側面は画像処理及びデイスプレーユニット用のユーザーインターフエースに関する。
【００４５】
該ユーザーインターフエースは
−被処理画像が表示されるウインドウ（window）と、
−初期濃度レベルを指定するための、マウスの様な対話型制御デバイスにより操作されるポインター（pointer）又はカーソルの様な手段と、
−２方向の少なくとも１つに移動可能な第１インデイシアムとを具備しており、それにより、第１方向の前記第１インデイシアムの動きは前記初期濃度に実質的に等しい濃度値を有する画素の濃度の変更を引き起こし、そして第２方向の前記第１インデイシアムの動きは前記初期濃度に実質的に等しい濃度値を有する画素のコントラストの変更を引き起こし、
それによりコントラストと濃度は独立に変更される。
【００４６】
１実施例では、初期濃度を指定する手段は該スクリーン上に表示され、該表示された画像を横切り移動可能な第２インデイシアムである。該初期濃度は、このインデイシアムを、該画像を過ぎてその特定の濃度を有する画素又は画素領域まで動かすことにより、そして該インデイシアムによりカバーされた画素の濃度値を選択することにより、指定されることが可能である。
【００４７】
もう１つの実施例では、初期濃度を指定する該手段は第１インデイシアムと同じである。この実施品では、初期濃度は、例えば、その初期濃度を有する画素をポインターで指示し、続いてこの値を入れる、ことにより選択されることが可能である。次に該同じポインターが第１及び第２方向に動かされ、それによりその初期濃度に実質的に等しい濃度を有する画素の濃度又はコントラストを独立に変更する。
【００４８】
該初期濃度に実質的に等しいと見なされる濃度値の範囲の幅は操作者により設定されてもよく、その応用により左右される。
【００４９】
なおもう１つの実施例では、追加的項目が、例えば、追加的ウインドウ内に、表示される。この追加的ウインドウ内には、下記、すなわち、座標システムの濃度軸線とコントラスト増幅軸線、被処理画像の濃度ヒストグラム、前記被処理画像を得るために適用される濃度の関数としてコントラスト増幅を表すコントラスト増幅曲線と前記被処理画像の初期濃度とコントラストに対応する位置の前記コントラスト増幅曲線上の第３インデイシアムと、該濃度軸線に沿う濃度ウエッジ、の少なくとも１つが表示される。
【００５０】
この実施例では、好ましくは該ヒストグラム、該コントラスト増幅曲線そして該第３インデイシアムの位置、の少なくとも１つが前記第２インデイシアムの動きに対応するよう適合される。
【００５１】
代わりに、前記第３インデイシアムの位置が動かされてもよく、そして該第３インデイシアムが動くと該ヒストグラム、該コントラスト増幅曲線そして該被処理画像、の少なくとも１つが変更される。
【００５２】
本発明の方法の実施例は一般に、コンピュータ上でラン（run）させられた時本発明の方法の過程を実行するよう適合されたコンピュータプログラム製品の形で実施される。該コンピュータプログラム製品は普通シーデーロム（CD-ROM）の様なコンピュータ読み出し可能なキャリア媒体に記憶される。代わりに、該コンピュータプログラム製品は電気信号の形を取り、電子的通信を通してユーザーへ通信されることが可能である。
【００５３】
本発明の方法はどんな種類のモノクロデジタル画像（monochrome digital images）にも適用可能である。又それらはカラー画像の濃度とコントラストを独立に調整するよう適合されている。この目的で、ビデオ機器の赤、緑そして青のチャンネル入力｛アールジービー（RGB）｝を普通表す、各画素用３成分を含むカラー画像は、好ましくは、色相（hue）、彩度（saturation）及び輝度（luminance）｛エイチエスエル（HSL）｝を表す標準側色空間（standard color space）に変換されるのがよい。もし画像がこの側色空間で表されるなら、本発明の方法は、恰もそれがモノクロ画像であるかの様に、輝度成分のみに適用されるのが好ましい。もしこのチャンネルのみが影響されるなら、コントラストと濃度はカラー歪み（color distorsions）を招くことなく調整され得る。
【００５４】
本発明の方法とユーザーインタフエースは広範な種類の応用分野での広範な種類の取得デバイスから得られたどんな種類のモノクロ及びカラー画像の表示用にも適しており、そこでは濃度及び／又はコントラストの対話型修正が行われ得る。
【００５５】
該方法とユーザーインターフエースが適用出来る、医学的画像形成の他の応用の例は下記の様に、例えば画像修復（image restoration）、コンピュータ上でのデジタルフイルムのペーストアップ（paste up）他用の様に、航空写真（aerial photography）、プリプレス（prepress）、ビデオ画像への応用、での写真仕上げ（photofinishing）の分野で、走査システム及びデジタルカメラにより得られた画像の修正である。本発明は列挙された取得方法及び列挙された応用分野に限定されない。
【００５６】
本発明の方法及びユーザーインターフエースではコントラストと濃度は独立に変更される。これは該処理方法で得られ、そこではコントラストと濃度は独立に指定される。コントラストと濃度とが独立に指定される多スケールグラデーション処理方法の例は下記図面を参照して下記で説明される。
【実施例】
【００５７】
画像取得システム（image acquisition system）の説明
放射源（２）により放射されたＸ線は患者（示されてない）により透過され、１時的記憶媒体（temporary storage medium）、特定的には光励起燐光材スクリーン（photostimulable phosphor screen）（３）、上に記録される。識別ステーション（identification station）（４）で、患者識別データ（patient identification data）がメモリーデバイス、例えば、該光励起燐光材スクリーンを担うカセット上に提供されるイーイーピーロム（EEPROM）、内に書かれる。
【００５８】
露光された光励起燐光材スクリーンは次いで読み出し装置（read out apparatus）（１）内に供給され、そこで該記憶された放射画像のデジタル画像表現（digital image representation）が発生される。
【００５９】
この目的で、該露光されたスクリーンは、該光励起燐光材の励起波長範囲内の波長（単数又は複数）を有する放射により走査される。励起時画像式に変調された光が該燐光材により放射される。この光は光電子式変換器（optoelectronic converter）及び続くＡ−Ｄ変換器により検出され、該放射画像のデジタル画像表現に変換される。
【００６０】
該デジタル画像表現は、マウス（７）の様な対話型制御デバイスが接続されている画像処理ステーション（image processing station）（５）に印加されが、該ステーションは読み出しデバイス内に組み入れられるか又は別のワークステーションとして提供されることも出来る。該画像処理ステーションで、該デジタル画像表現は種々の種類の処理に供されるが、それらの中には、多スケールコントラスト向上（multiscale contrast enhancement）、ノイズ低減（noise reduction）及びグラデーション処理（gradation processing）がある。本発明の修正方法はもこの処理ステーションで行われる。
【００６１】
又該処理されたデジタル画像は可視画像が発生するハードコピー記録デバイス（hard copy recording device）（６）の様な出力装置に適用されることも可能である。該可視画像は診断を行うために透視写真判読者（radiologist）により使用されることも可能である。
【００６２】
画像チェーン（image chain）
用語’画像チェーン（image chain）’は、該読み出しデバイスにより発生する信号を、出力デバイスに適用され得る処理されたデジタル画像表現に変換するために個別にか又は組み合わせでか何れかで該デジタル画像表現に適用される、画像操作（image operation）と画像処理制御機構（image processing control mechanism）とのシーケンスを意味する。
【００６３】
画像チェーン全体を図解するブロック線図は図２に図解される。
【００６４】
該画像チェーンは下記で列挙する過程を含む。
【００６５】
予備過程では、画素値（pixel value）を、該光励起燐光材スクリーン上に記録された放射線量の平方根（square root of the radiaton dose）に比例させるために、画像のデジタル信号表現は平方根関数（square root function）に依る変換に供される。その結果の画像は原デジタル画像（raw digital image）と呼ばれる。
【００６６】
該画像内のノイズの主な源の１つは、ポアソン分布（Poisson distribution）を持つ量子まだら（quantum mottle）である。該平方根変換はノイズ統計が、線量から独立した標準偏差を有するガウス分布に変換されることを保証する。該デジタル画像の後者の前処理は必須ではないが、続く処理段階の数学を大いに簡略化し、何故ならばノイズはその時該原画像に亘り概略均一と仮定出来るからである。
【００６７】
代わりの実施例では、該平方根変換は該読み出し装置内で、平方根特性を有する増幅器により行われる。原デジタル画像（raw digital image）は最終信号にＡ−Ｄ変換を適用することにより発生する。
【００６８】
なお他の実施例では、画像の該デジタル信号表現は対数関数（logarithmic function）により、或いは線形関数（linear function）により変換される。
【００６９】
全ての実施例で、該原デジタル画像は更に進んだ処理用に使用される。
【００７０】
第１処理過程で、該原デジタル画像は、多スケール変換（multiscale transform）により、連続するスケール（successive scales）の少なくとも２つの詳細画像（detail image）と時による残留画像（residual image）と｛以下、多スケール表現（multiscale representation）と称される｝とに分解される。該多スケール表現の成分は詳細画像と称される。該多スケール表現の画素値は、それらの近い隣接部（close neighbourhood）に対して、要素画像成分のコントラスト（elementary image components）と対応する。
【００７１】
次の過程で、該多スケール表現は、線量変動（dose variations）、異なる露光パラメーター（exposure parameters）、異なる患者ラチチュード（patient latitude）他による妨害性の動揺を打ち消すための自動利得調整手順と、オプション的に続く、特許文献２に表明される、過剰コントラストを減じ、微妙なコントラスト（subtle contrast）又はエッジコントラスト（edge contrast）を向上する１つ以上の過程と、に供される。
【００７２】
次に、該処理された多スケール表現は、該修正された詳細画像に分解変換（decomposition transform）の逆を適用することにより再生過程（reconstruction step）に供される。
【００７３】
該再生のコースでは、コントラスト増幅（contrast amplification）をグレイ値とスケールの両者の関数として調整（adjust）するために、該部分的に再生された画像にスケール特定的変換関数（scale-specific conversion function）のシリースが連続的（consecutively）に適用される。後者の過程は多スケールグラデーション（multiscale gradation）と称されるであろう。かくして得られた画素値がハード又はソフトコピー再生デバイス用の駆動値であり、以下濃度値（density values）と称される。
１．多スケール変換（Multiscale transform）
原デジタル画像は多スケール分解に供せられる。該画像は幾つかの連続するスケールで詳細を表す少なくとも２つの詳細画像に分解される。
【００７４】
この技術は特許文献１に広範に説明されている。
【００７５】
該詳細画像の画素は、該詳細画像のスケールで元画像の画素値の変動量を表現しており、そこではスケールとはこれらの変動の空間的程度を称する。
【００７６】
該詳細画像に含まれる全変動は省略されるが、該元画像の近似である残留画像も発生され得る。
【００７７】
連続するスケール（又は解像度レベル）での該詳細画像は多スケール層又は簡単に層と呼ばれる。
【００７８】
多スケール変換を計算する第１実施例では、図３に描かれる様に、連続的により大きいスケールの詳細画像が、下記過程のＲ回繰り返し（R iterations）の各々の結果として得られる。
【００７９】
ａ）現在の繰り返し（current  iteration ）ｋに対応する近似画像ｇｋにローパスフイルターＬＰを適用し、そして空間周波数バンド幅（spatial frequency bandwidth）の減少に比例した結果をサブサンプリング（subsampling）する、ことにより次のより大きいスケールｋ＋１の近似画像ｇｋ＋１を計算するが、第１繰り返しのコースでは前記ローパスフイルターへの入力として元画像ｕ０を使う、
ｂ）現在の繰り返しに対応する該近似画像ｕｋと、（ａ）の方法により計算された次のより大きいスケールの近似画像ｕｋ＋１と、の間の画素式差として詳細画像ｂｋを計算するが、該両近似画像は、後者画像の適当な内挿（該フローチャートでは[↑ＬＰ]により表現される）によりレジスター内にもたらされ、該残留画像ｕＲは最後の繰り返しにより作られる該近似画像に等しい。
【００８０】
対応する再生｛普通の再生、すなわち多スケールグラデーションの無い再生、と称する｝は、図４に描く様に、逆変換を印加することにより行われる。説明された実施例では、普通の再生は、最大スケール詳細画像ｂＲ−１と残留画像ｖＲ＝ｕＲからスタートする下記手順をＲ回繰り返すことにより実施され、すなわち：
前の繰り返しに対応するより大きいスケールの近似画像ｖｋ＋１に同じスケールの詳細画像ｂｋを画素式に追加することにより現スケールｋの近似画像ｖｋを計算し、両画像は後者の画像の適当な内挿によりレジスター内にもたらされるが、第１繰り返しのコースでは前記より大きいスケールの近似画像の代わりに残留画像ｖＲを使うのである。
【００８１】
該残留画像は低解像度画像であるか或いは極端な場合は、該分解の繰り返しの数に依り、只１つの単一画素（only one single pixel）を含む画像であるであろう。
【００８２】
順及び逆の多スケール変換（foreward and inverse multiscale transform）の後者の組み合わせは普通バートプラミッド変換（Burt pyramid transform）として公知である。
【００８３】
代わりの実施例では、該画像は、該画像に変換を適用することにより、多スケールの予め決められた基本詳細画像（predetermined basic detail images）の荷重和（weighted sum）と時による残留基本画像とに分解され、該変換は、各々が、これらの基本詳細画像を表す基本関数（basis function）のセットの１つの元画像への相対的寄与を表す詳細係数のセットと、時により該基本残留画像を表す基本関数の元画像への相対的寄与を表す残留係数と、を生ずる。
【００８４】
該基本関数は連続で、非周期的であり、該基本残留画像を表す該基本関数を除けばゼロの平均値を有する。この様な基本関数の例はウエーブレット（wavelets）である。
【００８５】
該変換は、該変換係数に適用された時元画像又はそれに近い近似を返す逆変換が存在するようになっている。
【００８６】
該画像は該詳細係数ともし発生すれば該残留係数とに該逆変換を適用することにより再生され得る。
【００８７】
該代わりの実施例の例が図６と７とに描かれているが、図６は順の２進ウエーブレット変換を示し、図７は対応する逆変換を示す。
【００８８】
図６に示す、順変換では、該元画像ｕ０は、それぞれローパス解析フイルターＬＰａとハイパス解析フイルターＨＰａを適用することにより、より大きいスケールの近似画像ｕ１と詳細係数画像ｂ１に分割され、両画像のサブサンプリングにより追随される。この分割過程は現在の近似画像に基づきＲ回繰り返され、各回に追加的詳細係数画像と次のより大きいスケールの近似画像を生ずる。
【００８９】
対応する逆変換のフローチャートは図７に示される。最も大きいスケールの近似画像である、残留画像ｖＲ＝ｕＲからスタートして、次のより小さいスケールの近似画像ｖＲ−１が、現在の近似画像ｖＲをアップサンプリング（upsampling）とローパスフイルタリング（low-pass filtering）し、詳細係数画像ｂＲをアップサンプリングとハイパスフイルタリング（high-pass filtering）し、そして後者の結果を画素式に和を取ることにより計算される。次のより小さいスケールの近似画像が、現在の近似画像ｖｋと対応する詳細係数画像ｂｋとに基づきこの過程をＲ回繰り返すことにより得られる。
【００９０】
好ましい実施例では、該ハイパスフイルターは方向性で、例えば、特定方向のグレイ値移行（grey value transitions）を表す。その場合、各スケールでの該詳細係数ｂｋは、そのスケールでの水平、垂直そして対角線の詳細（detail）の何れかを表す係数ｂｈｋ、ｂｖｋ、ｂｄｋに分けられる。その時ブロックＨＰａの各々は１つが各方向用である、３つのフイルターのバンクを表す。
２．再生と多スケールグラデーション（Reconstruction and multiscale gradation）
図２に示すコントラスト向上用の（オプションの）手順が特許文献２に説明される様に行われる時、該画像は、該多スケール分解の逆である画像変換を該修正された詳細画像に適用することにより再生される。
【００９１】
普通の再生手順の詳細は画像分解に関するパラグラフで上記で説明されている。
【００９２】
本発明に依る第１の実施例では、多スケールグラデーションは、該再生過程内にスケール特定的変換関数のシリースを挿入することにより実施される。変換関数が挿入される該再生過程の各段階で、後者が現在の繰り返しに対応するスケールの近似画像に適用され、下記で説明する様に、変換の結果が次の繰り返しの入力画像として使用される。
【００９３】
バートピラミッド変換に依る多スケールグラデーション実施例を示す図５を参照すると、普通の逆変換は下記の様に変型される。
【００９４】
最小スケールｋ＝０までのスケールｋ＝Ｌに対応する繰り返しから、計算される近似画像ｖｋは、それが次の繰り返しに渡される前に、スケール特定的変換関数ｆｋ（）により画素式に変換される。
【００９５】
１で説明された（described sub 1）第２の多スケール変換、すなわち２進ウエーブレット変換、の実施例に関しては多スケールグラデーションを実施するための修正は非常に類似している。図８を参照すると、最小スケールｋ＝０までのスケールｋ＝Ｌに対応する繰り返しから、計算される近似画像ｖｋは、それが次の繰り返しに渡される前に、スケール特定的変換関数ｆｋ（）により画素式に変換される。
【００９６】
変換関数ｆｋ（）のシリースの適当な選出により、コントラスト増幅をグレイ値とスケールの関数として指定し、コントラスト増幅から独立にグレイ値対濃度写像（grey value-to-density mapping）を指定することは可能である。
【００９７】
この目的で、スケール特定的勾配関数（scale-specific gradient functions）と称される関数ｇｍｋ（）のシリースからスタートして、スケール特定的変換関数ｆｋ（）が下記で説明される様に決定される。特定のスケールｋ用に、対応するスケール特定的勾配関数ｇｍｋ（）はそのスケールのコントラスト増幅量を指定する。等価的に、スケールｋの該スケール特定的勾配関数は、そのスケールの小さな画素値差が、最小スケールｋ＝０までの全ての連接（concatenated）された変換関数ｆｋ（）の組み合わせ効果により如何に多く増幅されるかを指定する。
【００９８】
又、該スケール特定的勾配関数ｇｍｋ（）は、最終的に再生される画像ｚ０が、対応する詳細画像内の単位値を有する画素から生じる単位詳細画像に対しどの程度敏感であるか、すなわち、バートピラミッド変換の場合のｂｋ、又は２進ウエーブレット変換の場合のｂｋ＋１、を指定する。
【００９９】
該スケール特定的勾配関数は下記偏導関数と等価であり、
【０１００】
【数１】
0004637509.tif 000002
【０１０１】
ここでｚｋは該変換関数ｆｋ（）を近似画像ｖｋに画素式に適用することから生じる画像を表し、ｔ＝ｖＬ、すなわち多スケールグラデーションに含まれる最大スケールであるスケールＬで部分的に再生された画像の画素値である。本文脈では、該画素値ｔは大スケール平均グレイ値（large-scale average grey values）と称される。
【０１０２】
導関数の連接法則（concatenation rule）により、該スケール特定的勾配関数は下記の様に書かれる。
ｇｍｋ（ｔ）＝ｆ０’（Ｆ１（ｔ））・ｆ１’（Ｆ２（ｔ））・．．．・ｆｋ’（ｔ）
ここでｆｋ’（ｔ）は該スケール特定的変換関数の導関数を表す。
【０１０３】
連続するスケールでの累積変換関数（cumulative conversion function）は多スケールグラデーションに含まれる最大スケールＬから考えるスケールまでのスケール特定的変換関数ｆｋ（）の連接（concatenation）で下記となる。
Ｆｋ（ｔ）＝ｆｋ○ｆｋ＋１○．．．○ｆＬ（ｔ）
ここで演算子○は関数連接（function concatenation）を表す。
【０１０４】
累積変換関数のｔに関する導関数は下記に等しく
Ｆｋ’（ｔ）＝ｆｋ’（Ｆｋ＋１（ｔ））・ｆｋ＋１’（Ｆｋ＋２（ｔ））・．．．・ｆＬ’（ｔ）
或いは等価的に、累積変換関数の導関数はスケール特定的勾配関数の項で下記の様に表され得る。
Ｆ０’（ｔ）＝ｇｍＬ（ｔ）
Ｆｋ’（ｔ）＝ｇｍＬ（ｔ）／ｇｍｋ−１（ｔ）      ｋ＝１，２，．．、Ｌ
該累積変換関数は次いで下記積分により得られる。
【０１０５】
【数２】
0004637509.tif 000003
【０１０６】
ここでｔ０はＦＫ（ｔ）＝０となる横座標ｔである。このパラメーターは該累積変換関数のオフセットを決定する。便宜のために、それを０に設定すると、全ての累積変換関数は該座標システムの原点と交わる。
【０１０７】
スケール特定的変換関数ｆｋ（）は最終的に該累積変換関数Ｆｋ（ｔ）の反転（inversion）により下記の様に得られる。
ｆｋ（）＝Ｆｋ○Ｆｋ＋１−１（）、  ｋ＝０，１，．．、Ｌ−１
ｆＬ（）＝ＦＬ（）
好ましい実施例では、関数反転（function inversion）は全ての関数を表形式（すなわちルックアップテーブルの様な）に記憶することにより避けられる。
【０１０８】
最初に、スケール特定的勾配関数ｇｍｋ（）の表が下記に説明される方法で計算される。
【０１０９】
次に、該累積変換関数Ｆｋ（）が、台形則（trapezoidal rule）の様な従来の数値積分技術により計算され、Ｎの等間隔点（ｔｉ、Ｆｋ（ｔｉ））、ｉ＝０，１，．．、Ｎ−１として表形式で記憶される。
【０１１０】
最後に、これらの表から、スケール特定的変換関数ｆｋ（）も又表形式で容易に得られる。該関数ｆｋ（）を規定するＮ（横座標、縦座標）の対が、スケールｋ＝０，１，．．、Ｌ−１について（Ｆｋ＋１（ｔｉ）、Ｆｋ（ｔｉ））により与えられる。該多スケールグラデーション過程で考えられる最大スケールであるスケールＬで、関数ｆＬ（）はＦＬ（）と同一である。従って表形式では、後者は（ｔｉ、ＦＬ（ｔｉ））により指定される。
【０１１１】
この仕方で、全てのスケール特定的変換関数は点のシリースにより規定されるが、該点は、一般に、非等間隔である。従って、任意の整数入力値で評価されるためには関数ｆｋ（）は内挿されねばならない。
３．濃度とコントラストの独立調整（Independent adjustment of density and contrast）
上記説明された過程に依り、多スケールグラデーションの動作は連続するスケールでの勾配関数ｇｍｋ（）の形により全体的に決定される。小スケール（Small-scale）、中間スケール（medium-scale）そして大スケール（large-scale）のコントラストは、下記で説明される様に、適当なスケール特定的勾配関数を指定することにより制御される。本発明に依れば、該勾配関数ｇｍｋ（）は初期仕様ｇｍ０ｋ（）を有しており、該初期仕様は、固定しているか又はグレイ値ヒストグラム（grey value histogram）により左右されるか何れかであり、かつ、本発明に依る濃度又はコントラストの何等かの調整が行われる前に、画像の初期の濃度及びコントラストのレンダリング（rendering）を決定する。典型的に、該結果の画像は、対話型調整セッション（interactive adjustment session）の始めにワークステーションのデイスプレーモニター上に示されるそのものである。濃度又はコントラスト増幅の各新調整を用いて、多スケール勾配関数の新シリースは規定されが、それはｇｍｋ（）により表され、調整の現段階での画像の濃度とコントラストのレンダリングを指定する。最適の濃度及びコントラストで画像をレンダーするために典型的に濃度及びコントラストの１つ以上の続いた調整が必要とされる。
【０１１２】
好ましい実施例で該初期勾配関数は下記の様に規定される。
３ａ．初期大スケール勾配関数（Initial large-scale gradient function）
初期大スケール勾配関数ｇｍ０Ｌ（ｔ）は多スケールグラデーションに含まれる最大のスケールである、大スケールＬでコントラスト増幅を指定する。より小さいスケールの詳細が無い場合（In the absence of smaller scale detail ）、すなわちもし全詳細画素ｂｋ（又は、２進ウエーブレット変換の場合ｂｋ＋１）がスケールｋ＝０，１，．．、Ｌ−１でゼロに等しいなら、それは又該大スケール近似画像ｖＬのグレイ値ｔが可視画像の濃度スケールｙ上に如何に写像されるかを決める。その時、該大スケール勾配関数の積分は該大スケールグレイ値画像ｖＬに適用されるべき普通のグラデーション関数ｙＬ（ｔ）と等価である。普通の場合、すなわち、より小さいスケールの詳細が実際に存在する時は、該関数ｇｍ０Ｌ（ｔ）の積分がなお該可視画像の大スケール平均濃度分布を決定し、該分布はより小さいスケールの詳細により更に変調される。
【０１１３】
好ましい実施例では、該大スケール勾配関数ｇｍ０Ｌ（）は初期大スケールグラデーション関数ｙ０Ｌ（ｔ）と称されるものの導関数として得られる。
【０１１４】
【数３】
0004637509.tif 000004
【０１１５】
該初期大スケールグラデーション関数は下記の様に決定される。
【０１１６】
最初に、アンカー点（anchor points）のシリースｔｋが該大スケールグレイ画像ｖＬのグレイ値ヒストグラムｈｉｓ（ｔ）から決定される。各アンカー点は該ヒストグラムの予め規定された百分位（percentile）ｐｋに対応し、すなわちｔｋは累積ヒストグラムがｐｋに等しいグレイ値である。
【０１１７】
好ましくは、アンカー点の数ｎｋは極めて小さく、例えば、ｎｋ＝５、そしてｋ＝０．．４に対してｐｋ＝０％、１５％、５０％、８５％、１００％であるのがよい。
【０１１８】
該大スケールグラデーション関数は該アンカー点のその予め規定された縦座標値により指定される。
ｙ０Ｌ（ｔｋ）＝ｙｋ
好ましい縦座標値は出力範囲のパーセンテージとして表されたｙｋ＝３％、１０％、５０％、９０％、９７％である。
【０１１９】
該アンカー点の最適数と位置、そして対応する縦座標値は画像の種類により変わってもよい。全てのアンカー点についてｐｋ＝ｙｋである特殊な場合、該グラデーション関数はグローバルヒストグラム平坦化（global histogram equalisation）により得られたグラデーション関数と同一である。
【０１２０】
該グラデーション関数はスプライン又はベツィエ曲線（spline or Bezier curve）の様な区分的多項式関数（piecewise polynomial function）を該予め規定されたアンカー点に適合させることにより規定される。それは予め規定された傾斜それぞれｇ０とｇｎｋ−１を有する直線延長セグメント（linear extension segments）により範囲[ｔ０、ｔｎｋ−１]を越えて外挿（extrapolated）される。
【０１２１】
代わりの実施例では、該グレイ値ヒストグラムは、特許文献２に説明された様な方法により、局部的コントラスト対ノイズ比（local contrast to noise ratio）の様な基準に基づき関連画像領域に属することを判定される、２進画像マスクにより指示される画像画素の副集合（subset）に拘束される。
３ｂ．初期小スケール勾配関数（Initial small-scale gradient function）
より小さいスケールでは、いわゆる初期小スケール勾配関数ｇｍ０Ｓ（ｔ）は予め規定された形を有する。この関数の値は細かい詳細のコントラストがグレイ値の関数としてどの量まで増幅されるかを指定する。従って、この関数の形を陽に規定する（explicitly defining）ことにより、該グレイ値の範囲に亘る特定の小スケールコントラスト動作を強化することが可能である。該初期小スケール勾配関数ｇｍ０ｋ（ｔ）はｋ＝０から予め規定されたスケールｋ＝Ｓまでに及ぶ全てのより小さいスケールについて同じである。
【０１２２】
一般的規則として、該関数は関連グレイ値副範囲（relevant grey value subrange）[ｔ０，ｔｎｋ−１]の中央部で公称値（nominal value）を有し、該副範囲の周辺部分に向かって低下（fall off）するべきである。この実験的規則は、該コントラストが、デジタルシステムの普通のグラデーション曲線の’足部’と’肩部’の挙動に依るが[同時継続中の欧州特許出願である特許文献３で開示されている様に]、スクリーンフイルムシステム（screen-film systems）でも、エイチアンドデー曲線（the H&D curve）として知られる様に、最も関係のあるグレイ値副範囲で高く、最も低い及び最も高い副範囲で徐々に消える、ことを保証する。
【０１２３】
該初期小スケール勾配関数が初期大スケール勾配関数と同一に選ばれ、そして更に進めば説明される中間スケール勾配関数も同一である様な、特殊な場合、該コントラスト挙動は、恰も該初期大スケールグラデーション関数ｙ０Ｌ（ｔ）が直ちに該最終再生結果に適用される、すなわち恰も単に単一グラデーション関数が従来の仕方で適用されると同じである。
【０１２４】
本発明の方法に依れば、実際に該大スケール勾配関数と異なる小スケール勾配関数を選ぶことにより、大抵はより小さい及び中間のスケールと関係があるコントラスト挙動を、より大きいスケールと本質的に関係がある濃度写像挙動（density mapping behaviour）から区別することが可能である。例えば、より高くされている該関連画素副範囲（relevant pixel subrange）の下部部分を除けば、該初期小スケール勾配関数を初期大スケール勾配関数と基本的に同一指定することにより、より低い濃度でのコントラストは高い濃度でのコントラストに影響することなく高められる。この設定は小柱骨構造（trabecular bone structure）のコントラストを高めるために好都合である。代わりに、皮膚境界でのコントラストは、関連グレイ値副範囲の最も暗い部分で高い値を持つ小スケール勾配関数を指定することにより高め得る。この様な調整は皮膚境界の近くの柔組織病変（soft tissue lesions）をより良く可視化するため推奨される。あらゆる場所で大スケール勾配関数を越える小スケール勾配関数を指定することにより、（該大スケール勾配関数により決定される）濃度の大域的分布を可成り変えること無しに、全体的コントラストが強化される。
【０１２５】
好ましい実施例では、該小スケール勾配関数は該大スケール勾配関数から独立した予め規定された形を有するよう指定される。これはアンカー点で予め規定された関数値を指定することにより達成される。
【０１２６】
この仕方で、濃度レベルの範囲は、上記説明の方法で、予め規定されたヒストグラム百分位に依りのその画像の実際のグレイ値に整合されるが、しかしながら、独立に指定された小スケール勾配関数に左右されるコントラストには影響しない。
【０１２７】
代わりの実施例では、該初期小スケール勾配関数は、平均初期大スケール勾配の予め規定された百分率で表された、ｎｋアンカー点でのその縦座標値ｇｍ０Ｓ（ｔｋ）＝ｃｋにより下記の様に予め規定される。
ｇｍ０Ｌａｖ＝｛ｙ０Ｌ（ｔｎｋ−１）−ｙ０Ｌ（ｔ０）｝／｛ｔｎｋ−１−ｔ０｝
初期小スケール勾配値は好ましくはｇｍ０Ｌａｖの１０％と４００％の間の範囲内にあるのがよく、最も好ましくはｃｋ＝１００％、１７０％、２５０％、１００％、２５％であるのがよい。
【０１２８】
該小スケール勾配関数はスプライン又はベツィエ曲線の様な区分的多項式関数を該予め規定されたアンカー点に適合させることにより規定される。それはそれぞれ縦座標値ｃ０及びｃｎｋ−１を有する一定延長セグメントにより範囲[ｔ０、ｔｎｋ−１]を越えて外挿される。
３ｃ．初期中間スケール勾配関数（Initial intermediate-scale gradient functions）
スケールＬで初期大スケール勾配関数ｇｍ０Ｌ（ｔ）と、上記で規定される様に０からＳまでの該より小さいスケールに適用される初期小スケール勾配関数ｇｍ０Ｓ（ｔ）が与えられると、Ｓ＋１からＬ−１までの中間スケールでの初期勾配関数は下記の好ましい実施例により発生される。
【０１２９】
【数４】
0004637509.tif 000005
【０１３０】
該中間スケール勾配関数のこの仕様は該大スケール勾配関数から該小スケール勾配関数へ徐々に移行することを保証する。結果として、コントラスト挙動はｇｍ０Ｌ（ｔ）により指定される該大スケールコントラスト挙動からｇｍ０Ｓ（ｔ）により指定されるコントラスト挙動へ徐々に進展する。
【０１３１】
好ましい実施例では、該小スケールパラメーターＳは好ましくは範囲[０，４]内に設定されるのがよく、Ｌは範囲[Ｓ＋２、ｋｍａｘ−１]内にあるのが好ましく、ここでｋｍａｘは該多スケール分解の最大スケールである。該画像寸法が２０４８×２０４８の場合、最も好ましい設定はＳ＝３、Ｌ＝７である。その場合、スケール０，１，２及び３は同じ小スケール勾配関数ｇｍ０Ｓ（ｔ）により制御され、該大スケール勾配関数はスケール７に適用され、そして徐々に移行するのはスケール４からスケール６まででもたらされる。これらの関数のシリースの例は図９で図解される。
【０１３２】
初期勾配関数ｇｍ０ｋ（）を規定するための方法の２，３の代わりの実施例は特許文献２で説明されている。
４．濃度及びコントラストの対話型調整（I nteractive adjustment of density and contrast）
上記説明の多スケールグラデーション方法により処理され、デイスプレーモニター上に表示される画像は、もし該初期多スケール勾配関数ｇｍ０ｋ（）が適切に規定されれば適当な濃度とコントラストとを有するであろう。
【０１３３】
しかしながら、これらの関数の初期仕様は最適でないか或いは手元の視認課題は或る濃度バンド内の濃度又はコントラストに特殊な要求を課すかも知れず、例えば、肺野（lung fields）に対応する濃度バンドはより多くのコントラストとより低い濃度を必要とするかも知れない。
【０１３４】
本発明の発見による対話型手順により、指定された濃度バンドに属する全画像領域の濃度レベルとコントラストを独立に調整することが可能である。
【０１３５】
対話型調整のセションでは、初期状態と、対応する表示された画像と、は上記説明の方法の１つにより指定された初期多スケール勾配関数ｇｍ０ｋ（）のシリースにより決定される。ユーザー相互作用により誘起される各調整を用いて、多スケール勾配関数ｇｍｋ（）の更新されたシリースが該初期シリースへ変更を適用することにより発生される。各変更時に、多スケールグラデーションの上記方法が該更新された多スケール勾配関数に適用され、好ましくは結果の画像がユーザーに該調整に関するフイードバックを提供するよう表示されるのがよい。この仕方で、該画像の部分での濃度又はコントラストの何等かの望ましい修正が、１つ以上のユーザーの誘起した調整により効率的に達成され、それにより、重要な調整を要する難しい場合にも、その作業流れ（workflow）を可成り改善する。
【０１３６】
好ましい実施例では、調整を要する濃度バンドは、意図された濃度を有する初期に表示された画像内の点を指示することにより指定される。これは、コンピュータマウスにより操作されるカーソル（cursor）の様な、画像内の位置を指示するよう意図されたインデイシアムにより表される何等かのデバイス手段を使って行い得る。該指示された点の濃度は初期濃度ｙｒ０により表される。ｄｙとｄｃにより表される濃度及びコントラスト調整量は、ウインドウ内のカーソルの運動によるか、或いは何等かの２次元指摘デバイス（two-dimensional pointing device）又は対話型制御器（interactive controller）により、指示される。好ましくは、該カーソルが移動出来る該ウインドウは、視認者が調整中該画像から焦点を取り除く必要がないように、該画像ウインドウであるのがよい。代わりに、調整量ｄｙとｄｃを指定するために、２つのスライダー（sliders）又はスクロールバー（scroll bars）の様な２つの別々の１次元のジーユーアイ制御部（one-dimensional GUI controls）が使われることも出来る。
【０１３７】
該調整パラメーターは、該初期濃度ｙｒ０に実質的に等しい濃度を有する全ての画素に適用されるべき濃度及びコントラスト増幅の調整量を指定する。該調整量は、初期に表示された画像を生じる設定に対して指定される。続く調整パラメーターは、なお該初期に表示された画像に対して、又は前の調整の結果に対して、指定されてもよく、すなわち該続く調整は絶対的（absolute）であっても、或いはインクレメンタル（incremental）であってもよい。該調整パラメーターを指定するため使われるカーソルのスタート位置は好ましくはその画像の中心（center）にあるのがよい。代わりにそれは、座標システムに対する初期カーソル位置が選択された濃度バンドの初期濃度とコントラスト増幅を示す、水平方向の濃度軸線と垂直方向のコントラスト増幅軸線とを含む、該カーソルウインドウ内の概念的座標システム（notional coordinate system）内の点にあってもよい。
【０１３８】
好ましい実施例では、濃度とコントラスト増幅の調整は下記説明の様に行われる。
【０１３９】
最初に、初期小スケール勾配関数ｇｍ０Ｓ（ｔ）が、大スケールグラデーション関数ｙ０Ｌ（ｔ）の逆関数（inverse）である関係ｔ０Ｌ（ｙ）を使って、グレイ値ｔの代わりに濃度ｙの項で表される。
【０１４０】
次に、該小スケール勾配関数は、図１０に描かれる様に、初期濃度ｙｒ０を中心とする副範囲に亘り量ｄｃだけ縦座標方向に局部的に変形（deformed）される。これはベツィエ曲線又はスプラインにより該小スケール勾配関数を表すことにより、そしてスムーズな局部的変形を達成する普通のグラフイカル技術を使って行われ得る。これは変形の大きさが初期濃度ｙｒ０で最高で、該副範囲の境界でのゼロまで除々に減少することを保証する。該濃度バンドを指定する該副範囲が広い程、該画像のより多い画素が該調整手順に含まれる。好ましくは、該副範囲の幅は全体的濃度範囲の２５％であるのがよい。
【０１４１】
該変形された小スケール勾配関数は次いで、変換関数として、初期大スケールグラデーション関数ｙ（ｔ）＝ｙ０Ｌ（ｔ）を使って、グレイ値ｔの項で表され、調整された小スケール勾配関数ｇｍＳ（ｔ）を発生する。
【０１４２】
次に、濃度調整が適用されるが、それは、図１１に描かれる様に、濃度ｙｒ０に対応するグレイ値、すなわち、ｙ０Ｌ（ｔｒ０）＝ｙｒ０となるｔ値、を中心とする副範囲に亘り量ｄｙだけ縦座標方向に大スケールグラデーション関数ｙ（ｔ）＝ｙ０Ｌ（ｔ）を局部的に変形することに依る。これは上記説明の該小スケール勾配関数の局部的調整と同様な方法で行われる。
【０１４３】
この様に調整された大スケールグラデーション関数はｙＬ（ｔ）により表される。この関数の導関数は調整された大スケール勾配関数ｇｍＬ（ｔ）を発生する。
【０１４４】
調整された中間スケール勾配関数のシリースは、該小スケール及び大スケール勾配関数の調整された版に基づき、初期勾配関数と同様な方法で下記の様に得られる。
【０１４５】
【数５】
0004637509.tif 000006
【０１４６】
もし最後に関数ｇｍ０ｋの初期のセットの代わりに該調整された勾配関数ｇｍｋを使って、’再生及び多スケールグラデーション’の表題（heading）で上記で説明された様な多スケールグラデーションの再生手順が適用されるなら、本発明の発見に依る、独立に調整された濃度とコントラストを有する画像が結果として生じる。
【０１４７】
多スケール勾配関数と大スケールグラデーション関数は好ましくは区分的多項式（piecewise polynomials）により指定されるのがよい。この表現はスムーズな局部的変形を計算するために、或いはその導関数を計算するために、有利である。
【０１４８】
代わりに、該大スケールグラデーション関数は、逆関係（inverse relation）ｔ０Ｌ（ｙ）を計算するための適当な表現であり、それにより陽な関数反転（explicit function inversion）を避ける、座標対の表の形で指定されてもよい。順及び逆関数の両者は該表の値の線形内挿法により任意点で評価される。その種の表現は必須ではなく、適用されねばならない操作の数学的簡易さに依ってのみ動機付けられる。１種類の表現から他の種類への移行は普通の内挿技術で行われる。
【０１４９】
該大スケールグラデーションへ濃度調整を適用する時、結果の関数が単調な（monotonic）儘であることを保証することは重要である。又過剰なコントラスト増幅を避けるために、該グラデーション関数の傾斜及び該小スケール勾配関数の縦座標に限界を課すことが好ましい。
【０１５０】
図１２を参照すると、指定された濃度バンドに属する画素の濃度及びコントラストの独立した調整の第２の実施例で、濃度の関数としてコントラストを表す小スケール勾配をプロットする２次元グラフ（６０）が表示されている。調整のセションの始めに、濃度の関数としてヒストグラム（６２）と一緒に、初期勾配関数ｇｍ０Ｓ（ｙ）（６１）がプロットされる。加えて、各横座標値での対応する濃度を陽に表示するために該濃度軸線に沿って濃度ウエッジ（density wedge）（６３）がプロットされる。
【０１５１】
調整されるよう意図された濃度バンドの公称濃度（nominal density）は該濃度軸線に沿った望ましい位置にカーソル（６４）又は又は他の指摘手段（pointing means）を置くことによりユーザーにより指示される。この様に選択された濃度バンドに確認応答（acknowledgement）して、該コントラスト関数プロット上の対応する点[ｙｒ０，ｇｍ０Ｓ（ｙｒ０）]が次の調整用のスタート位置（６５）としてマーク付けされる。濃度及びコントラスト増幅の望ましい調整は、コントラスト調整ｄｃの指定用の垂直方向、又は濃度調整ｄｙの指定用の水平方向、又は水平及び垂直運動成分に比例した同時調整の指定用の何れか他の方向、のどれかの方向へ該マーク付けされた点からカーソル（６６）又は何等かの他の指摘手段を動かすことにより指示される。調整パラメーターのセットが指定される各度に、調整された勾配関数ｇｍｋ（）と結果の画像のシリースが第１実施例で説明された様に計算される。ユーザーへの実時間フイードバックは各カーソル移動時に被表示画像（６７）を更新することにより達成される。加えて、改良されたフイードバック用に該コントラスト関数プロット及びヒストグラムが更新されてもよい。
【０１５２】
第３の実施例で、図１２を参照すると、前の実施例で説明された様に、濃度軸線に沿うヒストグラム及び濃度ウエッジと一緒に濃度の関数としてコントラストを表す小スケール勾配をプロットする２次元グラフが表示される。
【０１５３】
しかしながら、調整されるよう意図された濃度バンドの公称濃度は、第１実施例で説明した様に、同じ濃度を有する被表示画像内の点（７０）を指示することによりユーザーにより指示される。同様に、濃度及びコントラスト調整量ｄｙ及びｄｃはウインドウ内のカーソルの移動により指示される。調整される濃度バンドの選択された公称濃度は次の調整用のスタート位置としてコントラスト関数プロット上でマーク付けされる。望まれる調整量を指示するカーソルの移動時、該画像、該ヒストグラムそして該コントラスト関数は初期マーカーと、現在の調整を指示するカーソルと、一緒に更新される。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】デジタル画像を処理し、向上した可視画像を発生するよう、医学的画像のデジタル画像表現を取得するための装置を示す。
【図２】画像チェーンを図解するブロック図式である。
【図３】バートピラミッド変換に依り、多スケール分解過程を行う第１実施例を図解する。
【図４】対応する再生過程を図解する。
【図５】第１多スケース変換実施例に依り多スケールグラデーションの実施例を示す。
【図６】２進ウエーブレット変換に依り、多スケール分解過程を行う第２実施例を図解する。
【図７】対応する再生過程を図解する。
【図８】第２多スケール変換実施例に依り多スケールグラデーションの実施例を示す。
【図９】大、中間そして小スケールでの初期のスケール特定的勾配を、グレイ値の関数として示す。
【図１０】指定濃度バンド内での画素のコントラストの対話型調整を図解する。
【図１１】指定濃度バンド内での画素の濃度の対話型調整を図解する。
【図１２】第２及び第３実施例に依り、指定濃度バンド内での画素の濃度及びコントラスト調整用の表示ウインドウと対話型制御を図解する。
【符号の説明】
【０１５５】
１  読み出し装置
２  放射源
３  １時的記憶媒体又は光励起燐光材スクリーン
４  識別ステーション
５  画像処理ステーション
６  ハードコピー記録デバイス
７  マウス又は対話型制御デバイス
６０  ２次元グラフ
６１  初期勾配関数
６２  ヒストグラム
６３  濃度ウエッジ
６４  カーソル
６５  スタート位置
６６  カーソル又は指摘手段
６７  被表示画像
７０  同じ濃度の被表示画像内の点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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】
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【図１１】
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【図１２】
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