(57)【要約】【課題】グレースケール標準表示関数に従って階調補正を行う階調補正方法、階調補正装置及びコンピュータプログラムの提供。【解決手段】各階調の階調画像を表示し（Ｓ１３）、輝度計により計測された階調画像の輝度のデータを取得する（Ｓ１４）。次いで、設定された白色輝度及び黒色輝度に基づき、ＤＩＣＯＭカーブに従う目標輝度を算出する（Ｓ１５）。目標輝度を与える画像のＲＧＢ値と計測輝度を与える階調画像のＲＧＢ値とを比較し、両者が一致しない場合には、黒色輝度又は白色輝度を調整しながら（Ｓ１９又はＳ２１）、目標輝度の再調整を行う。両ＲＧＢ値が一致する場合、出力階調値に対応したＲＧＢ値（入力階調値）を登録することにより（Ｓ２３）、ルックアップテーブルを完成させ、このルックアップテーブルを反映させた階調補正を行う（Ｓ２６）。【選択図】図１０
2011154110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色成分の階調値を示す画像信号に従い表示装置に画像を表示し、
前記表示装置に表示した画像の階調値毎の輝度を計測し、
白色輝度及び黒色輝度を変数として階調値と輝度との対応関係を規定する関数を用いて、予め定めた白色輝度及び黒色輝度に基づき、階調値毎の目標輝度を算出し、
計測した輝度を与える画像の色成分と算出した目標輝度を与える画像の色成分との類似度を判定し、
両色成分が類似しないと判定した場合、前記関数における白色輝度又は黒色輝度を変更して、階調値毎の目標輝度を再度算出し、
両色成分が類似すると判定した場合、前記画像信号の各色成分の階調値と表示すべき画像の階調値との関係を示すテーブルを生成し、
画像信号に基づいて前記表示装置に画像を表示する際、生成したテーブルに従って階調値を補正する
ことを特徴とする階調補正方法。
【請求項２】
複数の色成分の階調値を示す画像信号に従って表示装置に表示した画像の計測輝度を取得する取得部と、
白色輝度及び黒色輝度を変数として階調値と輝度との対応関係を規定する関数を用いて、予め定めた白色輝度及び黒色輝度に基づき、階調値毎の目標輝度を算出する算出部と、
計測輝度を与える画像の色成分と算出した目標輝度を与える画像の色成分との類似度を判定する判定部と、
両色成分が類似しないと判定した場合、前記関数における白色輝度又は黒色輝度を変更して、階調値毎の目標輝度を再度算出する再算出部と、
両色成分が類似すると判定した場合、前記画像信号の各色成分の階調値と表示すべき画像の階調値との関係を示すテーブルを生成するテーブル生成部と、
画像信号に基づいて前記表示装置に画像を表示する際、生成したテーブルに従って階調値を補正する階調補正部と
を備えることを特徴とする階調補正装置。
【請求項３】
前記関数は、グレースケール標準表示関数であることを特徴とする請求項２に記載の階調補正装置。
【請求項４】
前記関数における白色輝度及び黒色輝度を変更する際、白色輝度を低輝度側の値に変更し、黒色輝度を高輝度側の値に変更するようにしてあることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の階調補正装置。
【請求項５】
コンピュータに、白色輝度及び黒色輝度を変数として階調値と輝度との対応関係を規定する関数を用いて、予め定めた白色輝度及び黒色輝度に基づき、階調値毎の目標輝度を算出させるステップと、
コンピュータに、入力されるべき入力画像の色成分と算出した目標輝度を与える表示画像の色成分との類似度を判定させるステップと、
コンピュータに、両色成分が類似しないと判定した場合、前記関数における白色輝度又は黒色輝度を変更させて、階調値毎の目標輝度を再度算出させるステップと、
コンピュータに、両色成分が類似すると判定した場合、入力画像の各色成分の階調値と表示画像の階調値との関係を示すテーブルを生成させるステップと
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グレースケール標準表示関数に従って階調補正を行う階調補正方法、階調補正装置及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療現場におけるフィルムレス化が急速に進み、医療用画像の表示装置として液晶ディスプレイが使用されるようになってきている。正確な診断をサポートするために、医療現場で使用される液晶ディスプレイには、一般用途の液晶ディスプレイと比較して、高輝度・高コントラストのものが要求される。また、画像を正確に表示するために、表示のムラを少なくし、階調特性を正確に表現することも求められている。
【０００３】
医療用の表示装置に要求される階調特性を表した関数として、ＤＩＣＯＭ規格（DICOM : Digital Imaging and COmmunication in Medicine）のＰａｒｔ１４で規定されたグレースケール標準関数（GSDF : Grayscale Standard Display Function）が知られている。
グレースケール標準関数（以下、ＤＩＣＯＭカーブという）では、どの階調間でも輝度差が等しく認識されるように階調特性が定められており、最低階調の輝度（黒色輝度）と最高階調の輝度（白色輝度）とによって、中間階調において参照すべき輝度が決定されるように構成されている。
【０００４】
このようなＤＩＣＯＭカーブに準拠した階調特性を得ようとすれば、表示装置に表示した画像の輝度を計測し、計測結果に従ってルックアップテーブルを作成し、表示装置にフィードバックすればよい。具体的には、まず、信号源から２５６個程度の階調画像を出力させて表示装置に表示し、輝度計を用いて各階調の輝度を計測する。そして、計測した輝度のうち、最低階調に対応した輝度（黒色輝度）と最高階調に対応した輝度（白色輝度）とを用いて目標のＤＩＣＯＭカーブを算出し、算出した輝度に近い値が得られるように入力値を換算するルックアップテーブルを作成すればよい（例えば、特許文献１及び２を参照）。
【０００５】
また、全階調で同じ色にする場合は、前述と同様にして、ＲＧＢの色成分毎に目標カーブを設定し、これに近い値となるルックアップテーブルを作成することが可能である。
更に、ＤＩＣＯＭカーブに準拠しつつ、全階調の色補正を行う場合には、最終的な白色輝度、黒色輝度及び色を予め決めておくことにより、ＲＧＢの各色成分の目標カーブが定まり、これに適合するルックアップテーブルを作成することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２４４４３６号公報
【特許文献２】特開２００５−１５７２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＤＩＣＯＭカーブは、黒色輝度及び白色輝度によって各階調の輝度が算出されるため、通常の方法では、ＤＩＣＯＭカーブに準拠しつつ、全階調について色補正を行うことはできない。例えば、先にＤＩＣＯＭ調整を行い、その後に色補正を行った場合、黒色輝度や白色輝度が変化するため、理想のＤＩＣＯＭカーブから外れてしまうからである。
【０００８】
逆に、全階調の色補正を行い、仮のルックアップテーブルを作成してからＤＩＣＯＭ調整を行い、最終のルックアップテーブルを決定する場合、仮のルックアップテーブルをフィードバックする必要があり、処理が複雑となる。また、この手法では、輝度を再計測しなければならないため、時間が掛かるという問題点を有している。更に、２回の輝度計測間で計測誤差が生じた場合、正確なＤＩＣＯＭ調整が行えない虞がある。
【０００９】
白色輝度及び黒色輝度を予め定めることにより、上記の問題点は解決する。しかしながら、人為的に白色輝度及び黒色輝度を定める手法では、必ずしも医療用の表示装置に要求されるような表示性能が得られない。例えば、白色輝度及び黒色輝度を予め定めてＤＩＣＯＭ調整を行う場合、ルックアップテーブルの作成時にエラーが発生しないように、マージンを設定して白色輝度及び黒色輝度を定める必要があるため、黒色輝度については表示装置が本来表示可能な黒色輝度より高く、白色輝度は低くなり、コントラストが大きく低下する。一方、予め定める白色輝度を高く設定したり、黒色輝度を低く設定した場合には、ルックアップテーブルの作成時に目標値に達しないことがあり、エラーが発生する。
【００１０】
本願は、上記の課題を解決するため、輝度を再計測することなく、予め定めた階調特性曲線から外れずに全階調で色補正を実行することができ、しかも可能な限り高輝度及び高コントラストを実現することができる階調補正方法、階調補正装置及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願に開示する階調補正方法は、複数の色成分の階調値を示す画像信号に従い表示装置に画像を表示し、前記表示装置に表示した画像の階調値毎の輝度を計測し、白色輝度及び黒色輝度を変数として階調値と輝度との対応関係を規定する関数を用いて、予め定めた白色輝度及び黒色輝度に基づき、階調値毎の目標輝度を算出し、計測した輝度を与える画像の色成分と算出した目標輝度を与える画像の色成分との類似度を判定し、両色成分が類似しないと判定した場合、前記関数における白色輝度又は黒色輝度を変更して、階調値毎の目標輝度を再度算出し、両色成分が類似すると判定した場合、前記画像信号の各色成分の階調値と表示すべき画像の階調値との関係を示すテーブルを生成し、画像信号に基づいて前記表示装置に画像を表示する際、生成したテーブルに従って階調値を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本願によれば、白色輝度及び黒色輝度を変数として階調値と輝度との対応関係を規定するような関数により定められる階調特性曲線に対応した色補正を実行することができ、調整対象の表示装置が本来有する表示性能の範囲内で輝度を高めることでき、高コントラストを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態に係る表示装置の構成を示す模式図である。
【図２】従来例における目標ＤＩＣＯＭカーブ及び輝度計測結果の一例を示す模式図である。
【図３】従来例において作成されるルックアップテーブルの一例を示す模式図である。
【図４】調整前後の輝度及びコントラストの比較例を示す模式図である。
【図５】本願における目標ＤＩＣＯＭカーブ及び輝度計測結果の一例を示す模式図である。
【図６】目標輝度を再設定した後のＤＩＣＯＭカーブの一例を示す模式図である。
【図７】目標輝度を更に再設定した後のＤＩＣＯＭカーブの一例を示す模式図である。
【図８】本実施の形態において作成されるルックアップテーブルの一例を示す模式図である。
【図９】調整前後の輝度及びコントラストの比較例を示す模式図である。
【図１０】本実施の形態に係るＤＩＣＯＭ調整の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態２に係るＤＩＣＯＭ調整の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態３に係るＤＩＣＯＭ調整の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る表示装置の構成を示す模式図である。本実施の形態に係る表示装置１は、画像信号が入力される画像信号入力部１１、画像信号入力部１１に入力された画像信号に基づき画像を表示する表示部１２、表示部１２に表示した画像の輝度が輝度計２により計測された後、この輝度計２から輝度のデータを取得する入力インタフェース１３、取得した輝度のデータを基に演算を行う演算部１４、取得した輝度のデータや演算結果として得られるデータ等を記憶する記憶部１５、ハードウェア各部の全体的な制御を行う制御部１６を備える。
記憶部１５には、本願による階調補正方法（ＤＩＣＯＭ調整）を実現するためのコンピュータプログラムが記憶されており、制御部１６が、このコンピュータプログラムを実行して、ハードウェア各部の制御を行うことにより、表示装置１を本願の階調補正装置として機能させる。
【００１５】
以下、本願のＤＩＣＯＭ調整の手法を、従来のＤＩＣＯＭ調整手法と対比させながら説明する。
図２は、従来例における目標ＤＩＣＯＭカーブ及び輝度計測結果の一例を示す模式図である。図２（ａ）は、目標とするＤＩＣＯＭカーブの一例を示したテーブルである。前述したように、ＤＩＣＯＭカーブでは、最低階調の輝度と最高階調の輝度とを与えることにより、各階調における輝度が定まる。例えば、図２（ａ）の例では、最低階調の輝度として階調値０に対応した輝度（１．００）と、最高階調の輝度として階調値２５５に対応した輝度（２４０）とを与えることにより、階調値１〜２５４のそれぞれに対応した輝度が定まる。
【００１６】
新たな表示装置についてＤＩＣＯＭ調整を行う場合、表示装置がどの程度の輝度で画像を表示し得るのかについては未知であるため、従来例では、ルックアップテーブルの作成時にエラーが発生しないようにマージンを持たせる必要があり、最低階調の輝度を高めに、最高階調の輝度を低めに設定する。
【００１７】
図２（ｂ）に示した例では、階調値（入力階調値）を０〜１０２３まで変更しながら、各階調画像の輝度を計測した結果を示している。この計測の結果、最低階調（階調値０）の輝度は０．３０であり、最高階調（階調値１０２３）の輝度が３００であった。他の階調での輝度についても、図２（ｂ）に示したような値が得られた。なお、各階調階調のＲＧＢ値は、図２（ｂ）に示した値を用いているものとしている。
【００１８】
ルックアップテーブルを作成する際、目標とするＤＩＣＯＭカーブにおける各色成分（ＲＧＢ値）に近い値を、輝度の計測結果から検索する。そして、検索されたＲＧＢ値を与える階調値（入力階調値）を階調画像の階調値に対応付けて登録することにより、ルックアップテーブルを作成する。例えば、図２（ａ）のテーブルを参照した場合、階調値０のＲの色成分は０．０８であるため、この０．０８に近い色成分を、図２（ｂ）に示すような計測結果のテーブルから検索する。図２（ｂ）において、Ｒの色成分が０．０８となる階調画像の入力階調値は５０であるため、出力階調値０に対応した入力階調値（Ｒ）として検索結果の５０という数値をルックアップテーブルに登録する。他の階調値、他の色成分についても同様にして、色成分の値の検索と検索結果である入力階調値の登録とを繰り返して実行することにより、ルックアップテーブルを完成させる。
図３は、従来例において作成されるルックアップテーブルの一例を示す模式図である。作成されたルックアップテーブルは、ＲＧＢの各入力階調値に対し、０〜２５５の出力階調値を与える。
【００１９】
以上のように、従来例では、ＤＩＣＯＭカーブに対応する目標輝度を、実際の表示画像の輝度計測結果から検索して、ルックアップテーブルを作成することでＤＩＣＯＭ調整を行うため、目標輝度のレンジを拡げすぎた場合には、検索時に該当する色成分の値が存在しない虞がある。このような検索エラーが生じた場合、ＤＩＣＯＭ調整は途中で停止することになるため、目標とするＤＩＣＯＭカーブを再設定し、再度、ＤＩＣＯＭ調整を実行しなければならない。検索エラーを回避するためには、目標輝度のレンジを狭く（すなわち、黒色輝度を高く、白色輝度を低く）設定した状態でＤＩＣＯＭカーブにおける各階調の輝度を演算し、ＤＩＣＯＭ調整を行う必要がある。
【００２０】
したがって、黒色輝度及び白色輝度を予め固定した上でＤＩＣＯＭ調整を行う従来手法の場合、調整後のコントラストは、調整対象の表示装置が本来的に表示できるコントラストよりかなり低下することとなり、調整後の輝度も低下する。図４は、調整前後の輝度及びコントラストの比較例を示す模式図である。図２（ｂ）の輝度計測結果を参照すれば、最高輝度（白色輝度）は３００であり、最低輝度（黒色輝度）が０．３であるため、コントラストは１０００：１となる。これは、計測した表示装置が本来表示できる性能を表している。これに対し、前述のようなＤＩＣＯＭ調整を行った場合、表示性能は、図２（ａ）に示されるようなＤＩＣＯＭカーブに従うため、調整後の最高輝度は２４０、最低輝度は１、コントラストは２４０：１となり、表示輝度及びコントラストがかなり低下していることが分かる。
【００２１】
次に、本願によるＤＩＣＯＭ調整手法について説明する。図５は、本願における目標ＤＩＣＯＭカーブ及び輝度計測結果の一例を示す模式図である。本願においてもＤＩＣＯＭカーブを使用する点では従来と同様であり、最低階調の輝度と最高階調の輝度とを与え、各階調値における目標輝度を算出する。ただし、本願においては、従来例のように、目標輝度のレンジを予め狭く設定しておく必要はなく、最低階調の輝度（黒色輝度）を低く、最高階調の輝度（白色輝度）を高く設定することができる。図５（ａ）は、本願において目標とするＤＩＣＯＭカーブの一例を示したテーブルである。
【００２２】
また、従来例と同じように、階調値（入力階調値）を０〜１０２３まで変更しながら各階調画像の輝度を計測し、計測結果を取得する。図５（ｂ）は、輝度計測結果の一例を示している。
なお、本実施の形態では、階調値が０〜１０２３の１０２４個の階調画像について輝度を計測する構成としたが、１０２４個の全ての階調画像の輝度を計測する代わりに、予め定めた複数の階調値に対応した階調画像の輝度を計測し、それ以外の階調値に対応した階調画像の輝度は直線補間やスプライン補間などの補間演算によって求める構成としてもよい。この場合、低階調側及び高階調側の密度を上げ、中間調の密度を下げることにより、誤差の低下が避けられる。また、入力画像の階調数は１０２４に限定されるものではないことは勿論のことである。
【００２３】
次いで、目標輝度を与えるＲＧＢ値と輝度計測を行った際に用いた各階調画像のＲＧＢ値との比較を行う。このとき、目標輝度を与える画像のＲＧＢ値を、計測輝度を与える画像（入力画像）のＲＧＢ値から検索し、近い値のＲＧＢ値が存在するか否かを判定する。近い値のＲＧＢ値が存在しない場合には、黒色輝度及び白色輝度の値を再設定し、ＤＩＣＯＭカーブに従って各階調における目標輝度及びＲＧＢ値を算出し直して、近い値が存在するか否かの再判定を行う。本実施の形態では、黒色輝度を再設定する場合には、高輝度側へ値を変更し、白色輝度を変更する場合には、低輝度側へ値を変更する。
目標輝度を与える画像のＲＧＢ値に近い値が存在すると判定した場合、入力画像のＲＧＢ値と出力階調値との関係を示すルックアップテーブルを作成する。
【００２４】
なお、目標輝度を与える画像のＲＧＢ値と計測輝度を与える画像（入力画像）のＲＧＢ値とが近いか否かの判定は、両者の差が予め定めた範囲であるか否かを判定することによって行う。両者の差が予め定めた範囲内であれば、目標輝度を与える画像のＲＧＢ値と計測輝度を与える画像（入力画像）のＲＧＢ値とが近いと判定する。
【００２５】
例えば、図５（ａ）を参照すれば、階調値０において、輝度０．３０の画像を与えるＲＧＢの値は、それぞれ０．０１，０．０１，０．０１であることが分かる。一方、図５（ｂ）に示す輝度計測結果を参照すれば、輝度計測時の入力画像（各階調画像）のうち、Ｇ及びＢの値が０．０１となる入力画像は輝度０．３０の入力画像として存在するものの、Ｒの値が０．０１となる入力画像は存在していない。この場合、本実施の形態では、最低輝度である黒色輝度の値を高く設定し直して、ＤＩＣＯＭカーブに従う目標輝度の値を再度算出する。
【００２６】
また、図５（ｂ）を参照すれば、階調値２５５において、輝度２８０の画像を与えるＲＧＢの値は、それぞれ０．８０，０．９０，１．００であることが分かる。一方、図５（ｂ）に示す輝度計測結果を参照すれば、輝度計測時の入力画像（各階調画像）のうち、Ｂの値が１．０となる入力画像は存在しないことが分かる。この場合、本実施の形態では、最高輝度である白色輝度の値を低く設定し直して、ＤＩＣＯＭカーブに従う目標輝度の値を再度算出する。
【００２７】
図６は、目標輝度を再設定した後のＤＩＣＯＭカーブの一例を示す模式図である。図６に示した例は、黒色輝度を０．３０から０．４０に変更し、白色輝度を２８０から２７９に変更して、ＤＩＣＯＭカーブに従って目標輝度及びＲＧＢ値を設定し直したテーブルである。黒色輝度を０．３０から０．４０に変更したことによって、その階調におけるＲＧＢの値が、それぞれ０．０２，０．０２，０．０３となったため、Ｒの値についても輝度計測時の入力画像の値として含まれることとなった。すなわち、再設定後の階調値０（輝度０．４０）のＲの値と、輝度計測時の入力画像のうち、階調値が０の入力画像のＲの値とが一致することになった。なお、図６には明示していないが、再設定後の階調値０（輝度０．４０）のＢ及びＧの値については、輝度計測時の入力画像のうち、階調値が１以上の入力画像にそれぞれの値が含まれているものとしている。
【００２８】
一方、白色輝度を２８０から２７９に変更したことによって、その階調におけるＲＧＢの値は、それぞれ０．７９，０．８９，０．９９となった。このうち、Ｂの値は、依然として輝度計測時の入力画像の値として含まれていない。このため、白色輝度の値のみを更に低く設定し直して、ＤＩＣＯＭカーブに従う目標輝度の値を再度算出する。
【００２９】
図７は、目標輝度を更に再設定した後のＤＩＣＯＭカーブの一例を示す模式図である。図７に示した例は、黒色輝度を変更せずに、白色輝度を２７９から２６０に変更して、ＤＩＣＯＭカーブに従って目標輝度及びＲＧＢ値を設定し直したテーブルである。白色輝度を２６０へ変更したことによって、その階調におけるＲＧＢの値は、それぞれ０．７５，０．８５，０．９５となり、ＲＧＢの値が輝度計測時の入力画像の値として含まれることとなった。したがって、図７で示されるＤＩＣＯＭカーブを最終的な目標輝度として設定し、入力画像のＲＧＢ各色の階調値と表示画像（グレースケールの画像）の階調値との関係を示すルックアップテーブルを作成する。図８は、本実施の形態において作成されるルックアップテーブルの一例を示す模式図である。
【００３０】
本願によるＤＩＣＯＭ調整では、目標輝度のレンジを予め広く設定し、エラーが発生しなくなるまでレンジを徐々に狭める構成であるため、全階調において色補正を実施しつつ、評価対象の表示装置において可能な限り高輝度及び高コントラストを実現することができる。図５〜図８を用いて説明した本願のＤＩＣＯＭ調整の具体例に従って調整前後の輝度及びコントラストを比較する。図９は、調整前後の輝度及びコントラストの比較例を示す模式図である。図５（ｂ）の輝度計測結果を参照すれば、最高輝度（白色輝度）は３００であり、最低輝度（黒色輝度）が０．３であるため、コントラストは１０００：１となる。これに対し、最終調整が得られたＤＩＣＯＭカーブ（図７）を参照すると、調整後の最高輝度は２６０、最低輝度は０．３であり、コントラストは６５０：１となる。したがって、予め設定したレンジの目標輝度を用いてＤＩＣＯＭ調整を行う従来手法と比較して、輝度及びコントラストが改善することが分かる。
【００３１】
以下、本実施の形態に係る表示装置１が実行する処理の手順を説明する。
図１０は、本実施の形態に係るＤＩＣＯＭ調整の処理手順を示すフローチャートである。表示装置１の制御部１６は、まず、取得する画像の階調値ｎをゼロにセットする（ステップＳ１１）。次いで、表示装置１は、階調値ｎの階調画像を示す画像信号を画像信号入力部１１を通じて取得し（ステップＳ１２）、取得した画像信号に基づいて階調値ｎの階調画像を表示部１２に表示する（ステップＳ１３）。
【００３２】
表示部１２に表示された階調値ｎの階調画像の輝度が輝度計２により計測される。表示装置１は、輝度計２によって計測された輝度のデータを入力インタフェース１３を通じて取得する（ステップＳ１４）。表示装置１は、取得した輝度のデータを、階調値ｎ、階調画像の各色成分の値（ＲＧＢ値）に対応付けて、計測結果テーブルとして記憶部１５に記憶する。
【００３３】
次いで、表示装置１の制御部１６は、階調値ｎが１０２３に達したか否かを判断する（ステップＳ１５）。階調値ｎが１０２３に達していないと判断した場合（Ｓ１５：ＮＯ）、制御部１６は、階調値ｎの値を１だけインクリメントして（ステップＳ１６）、処理をステップＳ１２へ戻す。
【００３４】
なお、本実施の形態では、入力される画像信号が示す階調数を１０２４と想定しているため、階調値ｎが１０２３に達したか否かを判定する構成としたが、入力画像信号が示す階調数は１０２４に限定する必要はない。また、前述したように、補間演算によって輝度を求めることも可能であるため、全ての階調値に対応した階調画像を表示する必要もない。よって、ステップＳ１５で判断する階調数、ステップＳ１６でインクリメントする値は適宜設定し得るものである。
【００３５】
階調値ｎが１０２３に達したと判断した場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、表示装置１の演算部１４は、予め設定した白色輝度及び黒色輝度に基づき、ＤＩＣＯＭカーブに従って各階調における目標輝度を算出する（ステップＳ１７）。表示装置１は、各階調の目標輝度及びＲＧＢ値を階調値に対応付けて目標輝度テーブルとして記憶部１５に記憶する。
【００３６】
次いで、表示装置１の制御部１６は、記憶部１５に記憶されている計測結果テーブルと目標輝度テーブルとを比較し、目標輝度を与える画像のＲＧＢ値（目標値）のうち、計測輝度を与える画像のＲＧＢ値の最小値より小さい値が存在するか否かを各色成分毎に判断する（ステップＳ１８）。前記最小値より小さい値が存在すると判断した場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、黒色輝度の値を所定値αだけ高く設定して（ステップＳ１９）、処理をステップＳ１７へ戻し、目標輝度の再計算を行う。
【００３７】
前記最小値より小さい値が存在しないと判断した場合（Ｓ１８：ＮＯ）、目標輝度を与える画像のＲＧＢ値（目標値）のうち、計測輝度を与える画像のＲＧＢ値の最大値より大きい値が存在するか否かを各色成分毎に判断する（ステップＳ２０）。前記最大値より大きい値が存在すると判断した場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、白色輝度の値を所定値βだけ低く設定して（ステップＳ２１）、処理をステップＳ１７へ戻し、目標輝度の再計算を行う。なお、所定値α，βの値は、適宜設定し得る値であり、所定値α及びβは同一の値であってもよく、異なる値であってもよい。
【００３８】
前記最大値より大きい値が存在しないと判断した場合（Ｓ２０：ＮＯ）、表示装置１の制御部１６は、出力階調値ｍをゼロにセットし（ステップＳ２２）、出力階調値ｍの目標値に近い値を有する入力画像の各色成分の階調値をルックアップテーブルに登録する（ステップＳ２３）。次いで、表示装置１の制御部１６は、出力階調値ｍが２５５に達したか否かを判断し（ステップＳ２４）、出力階調値ｍが２５５に達していなければ（Ｓ２４：ＮＯ）、出力階調値ｍを１だけインクリメントして（ステップＳ２５）、処理をステップＳ２３へ戻す。
【００３９】
なお、表示装置１に２５６階調のグレースケールで画像を表示することを想定しているため、階調値ｍが２５５に達したか否かを判定する構成としたが、表示する階調数は２５６に限定する必要はない。よって、ステップＳ２３で判断する階調数は適宜設定し得るものである。
【００４０】
出力階調値ｍが２５５に達した場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、入力画像のＲＧＢ各色の階調値と表示画像の階調値との関係を示すルックアップテーブルが完成するので、表示装置１の制御部１６は、完成したルックアップテーブルを記憶部１５に記憶させ、ＤＩＣＯＭカーブに準拠した画像を表示する際、記憶させたルックアップテーブルを反映させた階調補正を行ってグレースケールの画像を表示する（ステップＳ２６）。
【００４１】
以上のように、本実施の形態では、目標輝度のレンジを予め広く設定しておき、エラーが発生しなくなるまでレンジを徐々に狭める構成であるため、全階調において色補正を実施しつつ、評価対象の表示装置において可能な限り高輝度及び高コントラストを実現することができる。
また、本実施の形態では、一旦輝度計測が終了した場合には、輝度を再計測することなく、しかも途中でエラーを発生させることなく、階調補正のためのルックアップテーブルを取得することができる。
【００４２】
実施の形態２．
実施の形態１では、目標輝度のレンジを予め広く設定しておき、エラーが発生しなくなるまでレンジを徐々に狭め、最終的な階調特性を有するＤＩＣＯＭカーブを求めるようにしたが、逆に、目標輝度のレンジを予め狭く設定しておき、エラーが発生するまでレンジを徐々に拡大するようにして、ＤＩＣＯＭカーブを求めてもよい。
なお、表示装置１におけるハードウェアの構成は、実施の形態１と全く同様であるため、その説明を省略することとする。
【００４３】
図１１は、実施の形態２に係るＤＩＣＯＭ調整の処理手順を示すフローチャートである。表示装置１は、実施の形態１で説明した手順と同様にして、ｎ＝０からｎ＝１０２３までの各階調の輝度データを取得する（ステップＳ３１〜Ｓ３６）。
【００４４】
次いで、表示装置１の演算部１４は、予め設定した白色輝度及び黒色輝度に基づき、ＤＩＣＯＭカーブに従って各階調における目標輝度を算出する（ステップＳ３７）。実施の形態２では、予め設定する白色輝度を低く、黒色輝度を高く設定しておく。表示装置１は、各階調の目標輝度及びＲＧＢ値を階調値に対応付けて目標輝度テーブルとして記憶部１５に記憶する。
【００４５】
次いで、表示装置１の制御部１６は、記憶部１５に記憶されている計測結果テーブルと目標輝度テーブルとを比較し、目標輝度を与える画像のＲＧＢ値（目標値）のうち、計測輝度を与える画像のＲＧＢ値の最小値より大きいか否かを各色成分毎に判断する（ステップＳ３８）。目標値が前記最小値より大きい場合（Ｓ３８：ＹＥＳ）、黒色輝度の値を所定値αだけ低く設定して（ステップＳ３９）、処理をステップＳ３７へ戻し、目標輝度の再計算を行う。
【００４６】
目標値が前記最小値以下である場合（Ｓ３８：ＮＯ）、目標輝度を与える画像のＲＧＢ値（目標値）のうち、計測輝度を与える画像のＲＧＢ値の最大値より小さいか否かを各色成分毎に判断する（ステップＳ４０）。目標値が前記最大値より小さい場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）、白色輝度の値を所定値βだけ高く設定して（ステップＳ４１）、処理をステップＳ３７へ戻し、目標輝度の再計算を行う。
【００４７】
目標値が前記最大値以上であると判断した場合（Ｓ４０：ＮＯ）、実施の形態１で説明した手順と同様にして、ルックアップテーブルを完成させ、ルックアップテーブルを反映させた階調補正を行う（ステップＳ４２〜Ｓ４６）。
【００４８】
実施の形態３．
実施の形態１では、目標輝度のレンジを予め広く設定しておき、エラーが発生しなくなるまでレンジを徐々に狭め、最終的な階調特性を有するＤＩＣＯＭカーブを求め、逆に、実施の形態２では、目標輝度のレンジを予め狭く設定しておき、エラーが発生するまでレンジを徐々に拡大するようにして、ＤＩＣＯＭカーブを求めた。しかしながら、白色輝度及び黒色輝度の探索範囲を予め設定しておき、その範囲で二分探索法を用いてＤＩＣＯＭカーブに入力する白色輝度を探索することも可能である。
なお、表示装置１におけるハードウェアの構成は、実施の形態１と全く同様であるため、その説明を省略することとする。
【００４９】
図１２は、実施の形態３に係るＤＩＣＯＭ調整の処理手順を示すフローチャートである。表示装置１は、実施の形態１で説明した手順と同様にして、ｎ＝０からｎ＝１０２３までの各階調の輝度データを取得する（ステップＳ５１〜Ｓ５６）。
【００５０】
次いで、表示装置１の演算部１４は、予め設定した白色輝度及び黒色輝度に基づき、ＤＩＣＯＭカーブに従って各階調における目標輝度を算出し（ステップＳ５７）、白色輝度及び黒色輝度の探索範囲を設定する（ステップＳ５８）。実施の形態３では、予め設定する白色輝度は、例えば、白色輝度について設定する探索範囲の中央値であり、予め設定する黒色輝度は、例えば、黒色輝度について設定する探索範囲の中央値である。表示装置１は、各階調の目標輝度及びＲＧＢ値を階調値に対応付けて目標輝度テーブルとして記憶部１５に記憶する。
【００５１】
次いで、表示装置１の制御部１６は、二分探索法を用いて白色輝度及び黒色輝度のそれぞれの探索範囲において、目標輝度を与える画像のＲＧＢ値（目標値）と計測輝度を与える画像のＲＧＢ値とが一致するような、白色輝度及び黒色輝度を探索する（ステップＳ５９）。
表示装置１の制御部１６は、探索結果が得られたか否かを判断し（ステップＳ６０）、探索結果が得られていない場合には（Ｓ６０：ＮＯ）、処理をステップＳ５９へ戻して、二分探索法を継続する。
【００５２】
探索結果が得られた場合（Ｓ６０：ＹＥＳ）、すなわち、最終的に目標とするＤＩＣＯＭカーブを与える白色輝度及び黒色輝度が検索された場合、実施の形態１で説明した手順と同様にして、ルックアップテーブルを完成させ、ルックアップテーブルを反映させた階調補正を行う（ステップＳ６１〜Ｓ６５）。
【００５３】
このように、実施の形態３では、二分探索法を利用して最終的に目標とするＤＩＣＯＭカーブを与える白色輝度及び黒色輝度を求めるため、ルックアップテーブルの作成に要する時間を短縮することができる。
【００５４】
以上の実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００５５】
（付記１）
複数の色成分の階調値を示す画像信号に従い表示装置に画像を表示し、
前記表示装置に表示した画像の階調値毎の輝度を計測し、
白色輝度及び黒色輝度を変数として階調値と輝度との対応関係を規定する関数を用いて、予め定めた白色輝度及び黒色輝度に基づき、階調値毎の目標輝度を算出し、
計測した輝度を与える画像の色成分と算出した目標輝度を与える画像の色成分との類似度を判定し、
両色成分が類似しないと判定した場合、前記関数における白色輝度又は黒色輝度を変更して、階調値毎の目標輝度を再度算出し、
両色成分が類似すると判定した場合、前記画像信号の各色成分の階調値と表示すべき画像の階調値との関係を示すテーブルを生成し、
画像信号に基づいて前記表示装置に画像を表示する際、生成したテーブルに従って階調値を補正する
ことを特徴とする階調補正方法。
【００５６】
（付記２）
複数の色成分の階調値を示す画像信号に従って表示装置に表示した画像の計測輝度を取得する取得部と、
白色輝度及び黒色輝度を変数として階調値と輝度との対応関係を規定する関数を用いて、予め定めた白色輝度及び黒色輝度に基づき、階調値毎の目標輝度を算出する算出部と、
計測輝度を与える画像の色成分と算出した目標輝度を与える画像の色成分との類似度を判定する判定部と、
両色成分が類似しないと判定した場合、前記関数における白色輝度又は黒色輝度を変更して、階調値毎の目標輝度を再度算出する再算出部と、
両色成分が類似すると判定した場合、前記画像信号の各色成分の階調値と表示すべき画像の階調値との関係を示すテーブルを生成するテーブル生成部と、
画像信号に基づいて前記表示装置に画像を表示する際、生成したテーブルに従って階調値を補正する階調補正部と
を備えることを特徴とする階調補正装置。
【００５７】
（付記３）
前記関数は、グレースケール標準表示関数であることを特徴とする付記２に記載の階調補正装置。
【００５８】
（付記４）
前記関数における白色輝度及び黒色輝度を変更する際、白色輝度を低輝度側の値に変更し、黒色輝度を高輝度側の値に変更するようにしてあることを特徴とする付記２又は付記３に記載の階調補正装置。
【００５９】
（付記５）
前記関数における白色輝度及び黒色輝度を変更する際、白色輝度を高輝度側の値に変更し、黒色輝度を低輝度側の値に変更するようにしてあることを特徴とする付記２又は付記３に記載の階調補正装置。
【００６０】
（付記６）
白色輝度及び黒色輝度の夫々について変更範囲を予め定めておき、前記変更範囲内で変更すべき白色輝度及び黒色輝度を、二分探索法を用いて決定するようにしてあることを特徴とする付記２又は付記３に記載の階調補正装置。
【００６１】
（付記７）
一部の階調値に対応する輝度を計測して得られるデータを取得し、他の階調値に対応する輝度を、取得したデータの補間演算により算出するようにしてあることを特徴とする付記２から付記６の何れか１つに記載の階調補正装置。
【００６２】
（付記８）
コンピュータに、白色輝度及び黒色輝度を変数として階調値と輝度との対応関係を規定する関数を用いて、予め定めた白色輝度及び黒色輝度に基づき、階調値毎の目標輝度を算出させるステップと、
コンピュータに、入力されるべき入力画像の色成分と算出した目標輝度を与える表示画像の色成分との類似度を判定させるステップと、
コンピュータに、両色成分が類似しないと判定した場合、前記関数における白色輝度又は黒色輝度を変更させて、階調値毎の目標輝度を再度算出させるステップと、
コンピュータに、両色成分が類似すると判定した場合、入力画像の各色成分の階調値と表示画像の階調値との関係を示すテーブルを生成させるステップと
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【符号の説明】
【００６３】
１  表示装置（階調補正装置）
２  輝度計
１１  画像信号入力部
１２  表示部
１３  入力インタフェース（取得部）
１４  演算部（算出部、再算出部）
１５  記憶部
１６  制御部（判定部、テーブル生成部、階調補正部）
【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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