(57)【要約】【課題】カラー表示手段により、多階調のモノクロ画像を色むらが少なく診断に適した画像として表示可能な画像処理方法、画像表示装置及びプログラムを提供する。【解決手段】ｎ＋ｍ（ｎは８以上の正の整数、ｍは２以上の正の整数）ビットの１チャンネルのモノクロ画像データを入力するデータ入力工程と、入力されたモノクロ画像データに基づいて、ｎビットの３チャンネル以上のカラー表示画像データ群を生成するデータ処理工程とを有し、データ処理工程でモノクロ画像データの入力信号値に対応して生成されるカラー表示画像データ群により液晶パネル２に表示される画像の表示色のうち、モノクロ画像データの互いに隣接する２つの入力信号値に対応する表示色のＣＩＥ色度座標上の色度差Δｘｙｉ，ｉ＋１が、モノクロ画像データの全ての入力信号値において予め定められた値以下である。【選択図】図２
2008116558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単位画素が少なくとも３色の複数色で構成されるカラー表示手段を用いてモノクロ画像を表示させる画像データを生成する画像処理方法であって、
ｎ＋ｍ（ｎは８以上の正の整数、ｍは２以上の正の整数）ビットの１チャンネルのモノクロ画像データを入力するデータ入力工程と、
前記データ入力工程にて入力されたモノクロ画像データに基づいて、ｎビットの３チャンネル以上のカラー表示画像データ群を生成するデータ処理工程とを有し、
前記データ処理工程にて前記モノクロ画像データの入力信号値に対応して生成されるカラー表示画像データ群によりカラー表示手段に表示される画像の表示色のうち、モノクロ画像データの互いに隣接する２つの入力信号値に対応する表示色のＣＩＥ色度座標上の色度差Δｘｙｉ，ｉ＋１が、前記モノクロ画像データの全ての入力信号値において予め定められた値以下であることを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
Δｘｙｉ，ｉ＋１≦０．０１であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】
モノクロ画像データの一の入力信号値に対応して予め定められた目標表示色のＣＩＥ色度座標上の色度と一の入力信号値に対応した表示色のＣＩＥ色度座標上の色度とで形成される第１の色度ベクトルと、当該一の入力信号値に隣接する入力信号値に対応して予め定められた目標表示色のＣＩＥ色度座標上の色度と当該一の入力信号値に隣接する入力信号値に対応した表示色のＣＩＥ色度座標上の色度とで形成される第２の色度ベクトルとで形成される角度が所定値以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像処理方法。
【請求項４】
前記所定値は、±９０度であることを特徴とする請求項３に記載の画像処理方法。
【請求項５】
前記所定値は、±４５度であることを特徴とする請求項３に記載の画像処理方法。
【請求項６】
前記目標表示色のＣＩＥ色度座標上の座標（ｘ０，ｙ０）が、各座標（０．２，０．２７５）、（０．２７５，０．２２５）、（０．３２５，０．４）、（０．４，０．３５）で囲まれた領域内にあるように設定されていることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の画像処理方法。
【請求項７】
カラー表示手段に表示される画像の表示色のうち、複数の連続する入力信号値における各表示色のＣＩＥ色度座標上の色度座標の平均値が、前記複数の連続する入力信号値における各目標表示色のＣＩＥ色度座標上の色度座標とほぼ等しいことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の画像処理方法。
【請求項８】
前記複数の連続する入力信号値における各表示色の色度座標の平均値と前記複数の連続する入力信号値における各目標表示色の色度座標の目標値との色度差が０．００３以下であることを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
【請求項９】
前記複数の連続する入力信号値における各表示色の色度座標の平均値は、前記示手段に表示される画像の表示色の全表示階調レベル数の１/２５６〜１/６４を対象として算出されることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の画像処理方法。
【請求項１０】
単位画素が少なくとも３色の複数色で構成されるカラー表示手段を備え、モノクロ画像を表示させる画像表示装置であって、
ｎ＋ｍ（ｎは８以上の正の整数、ｍは２以上の正の整数）ビットの１チャンネルのモノクロ画像データを入力するデータ入力手段と、
前記データ入力手段によって入力されたモノクロ画像データに基づいて、ｎビットの３チャンネル以上のカラー表示画像データ群を生成するデータ処理手段と、
前記データ処理手段によって生成された前記カラー表示画像データに基づいてカラー表示手段にモノクロ画像を表示させる表示駆動手段とを有し、
前記データ処理手段によって前記モノクロ画像データの入力信号値に対応して生成されるカラー表示画像データ群によりカラー表示手段に表示される画像の表示色のうち、モノクロ画像データの互いに隣接する２つの入力信号値に対応する表示色のＣＩＥ色度座標上の色度差Δｘｙｉ，ｉ＋１が、前記モノクロ画像データの全ての入力信号値において予め定められた値以下となることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
モノクロ画像データの一の入力信号値に対応して予め定められた目標表示色のＣＩＥ色度座標上の色と一の入力信号値に対応した表示色のＣＩＥ色度座標上の色度とで形成される第１の色度ベクトルと、当該一の入力信号値に隣接する入力信号値に対応して予め定められた目標表示色の色度のＣＩＥ色度座標上の色度と当該一の入力信号値に隣接する入力信号値に対応した表示色のＣＩＥ色度座標上の色度とで形成される第２の色度ベクトルとで形成される角度が所定値以下であることを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記データ処理手段は、前記カラー表示手段に表示される画像の表示色のうち、複数の連続する入力信号値における各表示色のＣＩＥ色度座標上の色度座標の平均値が、前記連続する入力信号値における各目標表示色のＣＩＥ色度座標上の色度座標とほぼ等しいことを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
コンピュータに、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の画像処理方法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、画像処理方法、画像表示装置及びプログラムに係り、特にカラー表示手段を用いてモノクロ画像を表示する画像処理方法、画像表示装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging磁気共鳴映像法）診断装置、各種ＣＴ（Computed Tomographyコンピュータ断層撮影）装置などの医療用診断装置で撮影された診断画像は、通常、Ｘ線フィルムやその他のフィルム感光材料などの光透過性の画像記録フィルムに記録され、光透過性の画像として再生される。この診断画像が再生されたフィルムは、シャーカステンと呼ばれる観察用の装置にセットされて、背面から光を照射された状態で観察され、病変箇所の有無等の診断が行われる。
【０００３】
また、各種医療用診断・計測装置では、撮影・計測した画像を観察するためのモニタとして、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイやＬＣＤ（Liquid Crystal Display液晶ディスプレイ）等のカラー表示ディスプレイ（表示手段）が接続されており、これらの表示画面に出力された画像により、診断あるいはフィルム出力前の診断画像の確認、調整や画像処理等が行われている。
【０００４】
ところで、前述のＸ線診断装置で撮影された画像をフィルム上に再現する場合、通常、ブルーベースのモノクロフィルムが用いられることが多い。また、通常、１０〜１２ビットの階調分解能（１０２４〜４０９６階調）で画像が再現される場合が多い。
従って、ＣＲＴやＬＣＤなどのディスプレイで画像を診断する際にも、１０ビット以上の階調分解能を持つ専用のモノクロディスプレイが用いられることが多い。
一方、内視鏡や眼底カメラなどのカラー画像の表示には、カラー表示ディスプレイが用いられる。また、近年では、超音波診断装置、ＣＴ装置、ＭＲＩ装置などの３次元画像を表示する際にも、カラー表示ディスプレイが用いられるようになった。
総合的な診断を行うためには複数種類の診断装置の画像を観察する必要があり、そのためには専用の高階調モノクロディスプレイとカラーディスプレイの両方を設置しなければならず、費用がかかるとともに広い設置スペースを要するという問題があった。
【０００５】
カラー表示ディスプレイでグレースケールのモノクロ（白黒）画像を表示することは可能であるが、カラー表示ディスプレイでは、一般に駆動階調数（ＤＤＬ）が８ビットであるため、通常の表示画面で画像を再現する際には、上述のＸ線診断装置で撮影して出力される画像よりも階調分解能が低い、いわゆるビット落ちした画像データによる画像表示が行われる。
具体的には、例えば１０ビットのモノクロ画像データを８ビットのＲＧＢ画像データに変換するには、１０２４階調のモノクロ画像信号値を、ＬＵＴ（Look Up Table）に基づいて２５６階調のＲＧＢ値に変換するようになっている。ここで、従来のＬＵＴにおいては、ＲＧＢ値はそれぞれ等値であり、ＲＧＢ画像データは２５６階調より多階調の画像表示を行うことができないという問題があった。
また、特許文献１に記載の発明のように、ＲＧＢ値を等値とせず、Ｂ値をＲ、Ｇ値より大きな値とするように対応付けられたＬＵＴに基づいてブルーベースのモノクロフィルムを再現する画像表示装置が知られている。このような画像表示装置によれば、Ｒ値＝Ｇ値＝Ｋ×Ｂ値（０＜Ｋ＜１）としてＬＵＴを作成することにより、ブルーベースのモノクロフィルムの画像色調をほぼ再現できるが、Ｒ値、Ｇ値の最大値が２５６よりも小さくなるために表示可能な階調数が２５６階調よりも少なくなってしまう。このため、ブルーベースのモノクロフィルムの色調を再現する場合、階調数の減少はさらに大きな問題であった。
【０００６】
さらに、ディスプレイの駆動階調数よりも多階調の表示を行う方法として、ＦＲＣ（Flame Rate Control：時分割）表示という方法が考案されている。
ここでＦＲＣ表示とは、階調分解能（ビット数）の高い画像データを階調分解能（ビット数）の低い画像データとして表示する際に、ビット数の高い画像データから、両者のビット数の差に応じた数の、ビット数の低い画像データを生成して、この画像データを、順次、表示することにより、ビット数の低い画像表示で高いビット数に相当する階調表現を行うものである。
具体的には、ビット数の差をｎとするとき２nのフレーム数の、ビット数の低い画像データを生成して、このビット数の低い画像データを、順次、表示する。例えば８ビットの階調分解能の画像データを４フレーム生成して４フレーム周期で異なる画像信号を与えてディスプレイを駆動させる。これにより、ＲＧＢ各色の駆動階調数が２５６階調であっても、１０２１階調を表現することができる。
【０００７】
また、特許文献２に記載の発明のように、ＲＧＢが等値だけではなく、特許文献２の表１のようにＲ，Ｇ，Ｂ値が単調非減少で、ＲＧＢ値の合計が１ずつ変化するようにＬＵＴを作成することにより、７６５階調の画像表示を行うことができる。
【０００８】
さらに、特許文献３に記載の発明のように、画素の信号値を任意の範囲で増減させたＬＵＴを用いて多階調表現を行う画像表示装置が知られている。このような画像表示によれば、理論上は４０９６階調以上の画像表示を行うことができるようになっている。
【特許文献１】特開２０００−３３０５３０号公報
【特許文献２】特開２００１−０３４２３２号公報
【特許文献３】特開２００３−０５０５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ＦＲＣ表示では、いわゆるフリッカと呼ばれる画像のちらつきが目立って目が疲れるという問題があり、時分割表現における分割した表示データの切り替えに要する処理の負担が大きいという問題もあった。
また、特許文献２に記載の画像表示装置では、入力モノクロ画像信号値の最大値がＲの最大値＋Ｇの最大値＋Ｂの最大値となるように変換し、なおかつＲＧＢ信号値を略均等に分割して配分しており、ＲＧＢ値の組み合せに対する制限が厳しいので、時分割表示を行わなければ７６６階調の画像表現しか行えず、低輝度から高輝度に亘って良好な画像表現が要求される放射線単純撮影の画像診断には不十分であった。さらに、特許文献３に記載の画像表示装置では、モノクロモニタにおける多階調表示を想定しているため、画素信号値の選択可能な範囲が大き過ぎるとともに、輝度に関する条件のみで画素信号値を選択するため、作成されたＬＵＴを用いて、カラーモニタでモノクロ画像を表示しても、診断に適した色調で表示できないという問題があった。また、特許文献３に記載の画像表示装置はカラーモニタにも適用可能との記載があるが、その場合、ＲＧＢの各画素をさらに副画素に分割しなければならず、構成が複雑になってしまう問題があった。
また、医療用のカラーモニタにおいては、駆動電圧に対する表示輝度の特性を補正する目的や所望の階調特性（例えばγ＝２．２特性、ＤＩＣＯＭカーブ特性）で表示する目的で、各種のＬＵＴ変換処理が行われている。このようなＬＵＴ変換処理は、一般には様々な非線形の処理を行うため、表示階調数としては１０２１階調よりも減少してしまうため、医療用の高精細なモノクロ画像を表示する階調数としては不十分である。
また、特に胸部正面画像の横隔膜下などのように表示輝度が滑らかに変化する画像を表示させる場合には、画像を観察した場合に色ムラが目立ちやすく、診断を行うのに適さないとの問題があった。
【００１０】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、カラー表示手段により、多階調のモノクロ画像を色むらが少なく診断に適した画像として表示可能な画像処理方法、画像表示装置及びプログラムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の画像処理方法は、単位画素が少なくとも３色の複数色で構成されるカラー表示手段を用いてモノクロ画像を表示させる画像データを生成する画像処理方法であって、
ｎ＋ｍ（ｎは８以上の正の整数、ｍは２以上の正の整数）ビットの１チャンネルのモノクロ画像データを入力するデータ入力工程と、
前記データ入力工程にて入力されたモノクロ画像データに基づいて、ｎビットの３チャンネル以上のカラー表示画像データ群を生成するデータ処理工程とを有し、
前記データ処理工程にて前記モノクロ画像データの入力信号値に対応して生成されるカラー表示画像データ群によりカラー表示手段に表示される画像の表示色のうち、モノクロ画像データの互いに隣接する２つの入力信号値に対応する表示色のＣＩＥ色度座標上の色度差Δｘｙｉ，ｉ＋１が、前記モノクロ画像データの全ての入力信号値において予め定められた値以下であることを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理方法において、Δｘｙｉ，ｉ＋１≦０．０１であることを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の画像処理方法において、モノクロ画像データの一の入力信号値に対応して予め定められた目標表示色のＣＩＥ色度座標上の色度と一の入力信号値に対応した表示色のＣＩＥ色度座標上の色度とで形成される第１の色度ベクトルと、当該一の入力信号値に隣接する入力信号値に対応して予め定められた目標表示色のＣＩＥ色度座標上の色度と当該一の入力信号値に隣接する入力信号値に対応した表示色のＣＩＥ色度座標上の色度とで形成される第２の色度ベクトルとで形成される角度が所定値以下であることを特徴としている。
【００１４】
請求項４に記載の画像表示方法は、請求項３に記載の画像処理方法において、前記所定値は、±９０度であることを特徴としている。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の画像処理方法において、前記所定値は、±４５度であることを特徴としている。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の画像処理方法において、前記目標表示色のＣＩＥ色度座標上の座標（ｘ０，ｙ０）が、各座標（０．２，０．２７５）、（０．２７５，０．２２５）、（０．３２５，０．４）、（０．４，０．３５）で囲まれた領域内にあるように設定されていることを特徴としている。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の画像処理方法において、カラー表示手段に表示される画像の表示色のうち、複数の連続する入力信号値における各表示色のＣＩＥ色度座標上の色度座標の平均値が、前記複数の連続する入力信号値における各目標表示色のＣＩＥ色度座標上の色度座標とほぼ等しいことを特徴としている。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の画像処理方法において、前記複数の連続する入力信号値における各表示色の色度座標の平均値と前記複数の連続する入力信号値における各目標表示色の色度座標の目標値との色度差が０．００３以下であることを特徴としている。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項７又は請求項８に記載の画像処理方法において、前記複数の連続する入力信号値における各表示色の色度座標の平均値は、前記示手段に表示される画像の表示色の全表示階調レベル数の１/２５６〜１/６４を対象として算出されることを特徴としている。
【００２０】
請求項１０に記載の画像表示装置は、単位画素が少なくとも３色の複数色で構成されるカラー表示手段を備え、モノクロ画像を表示させる画像表示装置であって、
ｎ＋ｍ（ｎは８以上の正の整数、ｍは２以上の正の整数）ビットの１チャンネルのモノクロ画像データを入力するデータ入力手段と、
前記データ入力手段によって入力されたモノクロ画像データに基づいて、ｎビットの３チャンネル以上のカラー表示画像データ群を生成するデータ処理手段と、
前記データ処理手段によって生成された前記カラー表示画像データに基づいてカラー表示手段にモノクロ画像を表示させる表示駆動手段とを有し、
前記データ処理手段によって前記モノクロ画像データの入力信号値に対応して生成されるカラー表示画像データ群によりカラー表示手段に表示される画像の表示色のうち、モノクロ画像データの互いに隣接する２つの入力信号値に対応する表示色のＣＩＥ色度座標上の色度差Δｘｙｉ，ｉ＋１が、前記モノクロ画像データの全ての入力信号値において予め定められた値以下となることを特徴としている。
【００２１】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の画像表示装置において、モノクロ画像データの一の入力信号値に対応して予め定められた目標表示色のＣＩＥ色度座標上の色と一の入力信号値に対応した表示色のＣＩＥ色度座標上の色度とで形成される第１の色度ベクトルと、当該一の入力信号値に隣接する入力信号値に対応して予め定められた目標表示色の色度のＣＩＥ色度座標上の色度と当該一の入力信号値に隣接する入力信号値に対応した表示色のＣＩＥ色度座標上の色度とで形成される第２の色度ベクトルとで形成される角度が所定値以下であることを特徴としている。
【００２２】
請求項１２に記載の発明は、請求項１０又は請求項１１に記載の画像表示装置において、前記データ処理手段は、前記カラー表示手段に表示される画像の表示色のうち、複数の連続する入力信号値における各表示色のＣＩＥ色度座標上の色度座標の平均値が、前記連続する入力信号値における各目標表示色のＣＩＥ色度座標上の色度座標とほぼ等しいことを特徴としている。
【００２３】
請求項１３に記載のコンピュータプログラムは、コンピュータに、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の画像処理方法を実行させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１、請求項１０及び請求項１３に記載の発明によれば、カラー表示手段に表示される画像の表示色のうち、モノクロ画像データの互いに隣接する２つの入力信号値に対応する表示色のＣＩＥ色度座標上の色度差Δｘｙｉ，ｉ＋１が、前記モノクロ画像データの全ての入力信号値において予め定められた値以下となるように、モノクロ画像データの入力信号値に基づいてカラー表示画像データ群を生成するので、例えば胸部正面画像の横隔膜下などのように、表示輝度が滑らかに変化する画像の場合でも、色むらの目立ち難い診断に適した画像を表示させることができるとの効果を奏する。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、カラー表示手段に表示される画像の表示色のうち、モノクロ画像データの互いに隣接する２つの入力信号値に対応する表示色のＣＩＥ色度座標上の色度差Δｘｙｉ，ｉ＋１が、０．０１以下となるように、モノクロ画像データを単位画素を構成する各色に配分し、カラー表示画像データ群を生成するので、例えば胸部正面画像の横隔膜下などのように、表示輝度が滑らかに変化する画像の場合でも、色むらの目立ち難い診断に適した画像を表示させることができるとの効果を奏する。
【００２６】
請求項３及び請求項１１に記載の発明によれば、モノクロ画像データの一の入力信号値に対応した目標表示色のＣＩＥ色度座標上の色度と一の入力信号値に対応した表示色のＣＩＥ色度座標上の色度とで形成される第１の色度ベクトルと、当該一の入力信号値に隣接する入力信号値に対応して予め定められた目標表示色のＣＩＥ色度座標上の色度と当該一の入力信号値に隣接する入力信号値に対応した表示色のＣＩＥ色度座標上の色度とで形成される第２の色度ベクトルとで形成される角度が所定値以下となるように、モノクロ画像データを単位画素を構成する各色に配分し、カラー表示画像データを生成するので、例えば胸部正面画像の横隔膜下などのように、表示輝度が滑らかに変化する画像の場合でも、色むらの目立ち難い診断に適した画像を表示させることができるとの効果を奏する。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、第１の色度ベクトルと、第２の色度ベクトルとで形成される角度が±９０度以下となるように、モノクロ画像データを単位画素を構成する各色に配分し、カラー表示画像データ群を生成するので、例えば胸部正面画像の横隔膜下などのように、表示輝度が滑らかに変化する画像の場合でも、色むらの目立ち難い診断に適した画像を表示させることができるとの効果を奏する。
【００２８】
請求項５に記載の発明によれば、第１の色度ベクトルと、第２の色度ベクトルとで形成される角度が±４５度以下となるように、モノクロ画像データを単位画素を構成する各色に配分し、カラー表示画像データを生成するので、例えば胸部正面画像の横隔膜下などのように、表示輝度が滑らかに変化する画像の場合でも、より色むらの目立ち難い診断に適した画像を表示させることができるとの効果を奏する。
【００２９】
請求項６に記載の発明によれば、目標表示色のＣＩＥ色度座標上の座標（ｘ０，ｙ０）が、各座標（０．２，０．２７５）、（０．２７５，０．２２５）、（０．３２５，０．４）、（０．４，０．３５）で囲まれた領域内にあるように設定されているため、フィルムの色調に近いモノクロ画像の色調を表現することができるとの効果を奏する。
【００３０】
請求項７又は請求項１２に記載の発明によれば、カラー表示手段に表示される画像の表示色のうち、複数の連続する入力信号値における各表示色のＣＩＥ色度座標上の色度座標の平均値が、連続する入力信号値における各目標表示色のＣＩＥ色度座標上の色度座標とほぼ等しくなるように、モノクロ画像データを単位画素を構成する各色に配分し、カラー表示画像データを生成するので、微視的には目標値と異なる色度の画像であっても巨視的に見ると全体としてほぼ目標値通りの色調の画像として観察されるため、違和感の少ない診断に適した画像を表示させることができるとの効果を奏する。
【００３１】
請求項８に記載の発明によれば、複数の連続する入力信号値における各表示色の色度座標の平均値と前記複数の連続する入力信号値における各目標表示色の色度座標の目標値との色度差が０．００３以下となるように、モノクロ画像データを単位画素を構成する各色に配分し、カラー表示画像データ群を生成するので、微視的には目標値と異なる色度の画像であっても巨視的に見ると全体としてほぼ目標値通りの色調の画像として観察されるため、違和感の少ない診断に適した画像を表示させることができるとの効果を奏する。
【００３２】
請求項９に記載の発明によれば、複数の連続する入力信号値における各表示色の色度座標の平均値は、前記示手段に表示される画像の表示色の全表示階調レベル数の１/２５６〜１/６４を対象として算出されるので、色度座標の平均値を色度座標の目標値とほぼ等しくしたときに、画像全体をより目標値通りの色調の画像に近づけることができるとの効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に、図１から図２３を参照しつつ、本発明に係る画像表示装置の一実施形態について説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されるものではない。
【００３４】
図１は、本実施形態に係る画像表示装置１の正面図である。画像表示装置１は、例えば、医療用診断装置のモニタである。図２に示すように、画像表示装置1には、内部信号値に基づいてカラー画像を表示するカラー表示手段としての液晶パネル（ＬＣＤ（Liquid Crystal Display））２と、カラー表示手段を駆動させる表示駆動手段としての液晶駆動部３とが備えられている。
【００３５】
本実施形態に適用可能な液晶パネル２の種類は特に限定されず、また、液晶駆動部３が液晶パネル２を駆動させる方式についてもＴＮ（Twisted Nematic）方式、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）方式、ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignement ）方式、ＩＰＳ（In Plane Switching）方式等の各種の駆動方式のものを適用することができる。
【００３６】
なお、本実施の形態において、液晶パネル２は、単位画素が赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色から構成されており、図示しないカラーフィルタにより赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）それぞれ最多駆動階調数が８ビット（２５６段階）の階調表現で画像を再現することが可能となっている。
なお、本実施形態では、液晶パネル２の単位画素を構成する「少なくとも３色の複数色」が赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色である場合について説明したが、液晶パネル２の単位画素を構成する色はこれに限定されない。例えば単位画素を構成する「少なくとも３色の複数色」は、黄色（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色でも良い。また、４色以上でも良く、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙ、Ｍ、Ｃの６色や、色調の異なる赤色（Ｒ１、Ｒ２）、緑色（Ｇ１、Ｇ２）、青色（Ｂ１、Ｂ２）の６色でも良い。後述の画像処理も赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色に限定されるものではない。また、カラーフィルタによって多色表示する構成の場合に限らず、複数色の光源を切り替えて多色表示する構成の画像表示装置にも適用可能である。
【００３７】
また、画像表示装置１は非観察側から液晶パネル２に光を照射するバックライト４とバックライト４を駆動させるバックライト駆動部５とを備えている。バックライト４は、液晶パネル２を照明するに足りる光を提供し得るものであればよく、例えば、ＬＥＤ、冷陰極蛍光管、熱陰極蛍光管、発光ダイオードその他の発光素子等を適用可能であるが、医療用途のモニタにも好適に利用可能なように、最大輝度５００〜５０００ｃｄ／ｍ2 の表示が可能であることが好ましい。
バックライト駆動部５は、バックライト駆動信号Ｓｂに応じてバックライト４の輝度を調整するようになっている。バックライト駆動部５は、例えば周波数を変更することにより光源電流Ｉｗを制御可能なインバータ等で構成される。
バックライト４及びバックライト駆動部５は、共に透過型の液晶パネル２に用いられるものである。バックライト駆動部５は、さらにバックライト４の色度を調整できるようになっていてもよい。
【００３８】
また、画像表示装置１には、液晶パネル２の特定のターゲット領域Ｔに表示される画像の表示特性を測定する測定手段として光学センサ６が備えられている。光学センサ６はＲフィルタ、Ｇフィルタ、Ｂフィルタ（何れも図示せず）を備え、画面からの表示光を適宜分光してＲＧＢ各色の単色輝度を絶対値として測定することができる。また、単色輝度の測定結果に基づき、ＸＹＺ表色系（ＣＩＥ１９３１表色系）の色刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを算出することが可能である。光学センサ６の測定値は、センサ信号Ｓｓとして後述する制御部１０のセンサ信号入力部７に出力されるようになっている。なお、測定手段は特に限定されず、液晶パネル２の種類に応じて輝度計や色度計等、公知のセンサ等を用いることができる。
【００３９】
ここで、液晶パネル２の表示特性とは、液晶パネル２に入力されるＲＧＢ値と、それに対する表示光の輝度及び色度の少なくともいずれか一方に関する情報である。輝度及び色度に関する情報は、一般に用いられる表色の指標を用いることができる。表色の指標としては、例えばＣＩＥで定める、ＸＹＺ表色系、Ｘ10Ｙ10Ｚ10表色系、ｘｙｚ色度座標、ｘ10ｙ10ｚ10色度座標、UCS色度、L*a*b*表色系、L*Ｃ*ｈ*表色系、L*u*v*表色系などが挙げられるが、それに限られるものではない。
【００４０】
輝度及び色度に関する情報は、液晶パネル２のターゲット領域Ｔにテストパターンを表示してＲＧＢ各色の複数の組み合わせにおける表示光を光学センサ６を用いて測定する。なお、測定は、例えば画像表示装置１の起動時（装置の電源投入時）等、所定のタイミングで行うことが好ましい。また、バックライト４の光量等が経時変化することもあるため、例えば１時間毎等の所定の時間間隔で測定しても良い。さらに画像表示装置１に押しボタン等の図示しない指示入力手段を設け、ユーザが測定が必要であると判断したときに、この押しボタンを押して表示光の測定を行うようにしてもよい。
【００４１】
光学センサ６が液晶パネル２の表示特性を測定する特定のターゲット領域Ｔの位置及び大きさに特に制限は無いが、本実施形態においては液晶パネル２の表示画面の中央部における１０％程度の面積の領域を指すものとする。また、本実施形態では、光学センサ６は画像表示装置１にオンライン接続されているが、例えば、画像表示装置１とオンライン接続されていない測定手段を用いて液晶パネル２の表示特性を測定し、その測定結果をキーボード等の入力手段（図示せず）を介して画像表示装置１に入力することとしても良い。
【００４２】
また、画像表示装置１には、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８、各種の制御プログラム等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、画像データ等を一時記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）（いずれも図示せず）等を備えて構成され液晶駆動部３、バックライト駆動部５等、装置各部を制御する制御部１０、及び制御部１０と外部機器とを接続するインターフェース（Ｉ／Ｆ）１１、マウス等で構成されユーザが各種情報を入力可能な入力部（図示せず）等が設けられている。
【００４３】
インターフェース１１には、外部機器としての画像生成装置１２が接続されている。画像生成装置１２は、例えば１２ビットのモノクロ画像データ等、液晶パネル２を駆動させる各色の最多駆動階調数よりも多い階調数の画像データを供給し、インターフェース１１にモノクロ画像データの画像信号（入力信号Ｓｉ。なお入力信号値を以下「Ｐ値」とする。）が入力されるようになっている。本実施形態において、インターフェース１１は、ｎ＋ｍ（ｎは８以上の正の整数、ｍは２以上の正の整数）ビットの１チャンネルのモノクロ画像データを画像表示装置１に入力するデータ入力手段として機能する。画像生成装置１２として特に制限は無いが、例えば、Ｘ線診断装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）診断装置、各種ＣＴ（Computed Tomography）装置等の各種医療用診断装置の画像処理装置がある。
【００４４】
制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えるコンピュータであり、本実施形態においては、データ入力手段としてのインターフェース１１を介して画像生成装置１２から入力されるモノクロ画像データに基づいて、ｎビットの３チャンネル以上のカラー表示画像データ群を生成するデータ処理手段として機能する。
制御部１０には、センサ信号入力部７、第１フレームメモリ（Flame Memory：図２において「ＦＭ１」とする）１３、データ処理部１４、第２フレームメモリ（Flame Memory：図２において「ＦＭ２」とする）１５、ＬＵＴ生成部１６及び記憶部１７が備えられており、これら各部はバス１８を介してＣＰＵ８と接続されている。
【００４５】
センサ信号入力部７には、前述のように光学センサ６からセンサ信号Ｓｓが入力されるようになっており、センサ信号入力部７に入力されたセンサ信号ＳｓはＣＰＵ８により適宜処理される。
【００４６】
第１フレームメモリ１３は、インターフェース１１を介して画像生成装置１２から入力されるモノクロ画像データの画像信号（入力信号Ｓｉ）を格納するものである。第１フレームメモリ１３に格納された入力信号Ｓｉは、処理プログラムによって適宜読み出されて、データ処理部１４に送られる。
【００４７】
また、第２フレームメモリ１５は、データ処理部１４によってモノクロ画像データの画像信号（入力信号Ｓｉ）から変換され生成されたカラー表示画像データの画像信号（表示信号Ｓｐ）を格納するとともに、表示信号Ｓｐを適宜液晶駆動部３に出力するものである。
【００４８】
記憶部１７は、本発明に係る各種の処理を行うコンピュータプログラムやデータを記憶するものであり、例えば本実施形態においては、後述するＬＵＴ生成部１６においてルックアップテーブル（以下、「ＬＵＴ」と称する。）１９を生成するための変換テーブル作成プログラム等が記憶されている。変換テーブル作成プログラムとしては、本実施形態に特徴的な部分以外は一般に知られた変換テーブル作成プログラムを適用することが可能である。
【００４９】
なお、記憶部１７は、例えば変換テーブル作成プログラム等が記録されたＣＤ−ＲＯＭ等の外部の記憶媒体（図示せず）からコンピュータプログラムを取り込む形態となっていてもよい。このように外部から記憶媒体を介してコンピュータプログラムを取り込むことができる構成とすることにより、本実施形態に係る画像表示方法の実行が極めて容易になる。
なお、変換テーブル作成プログラム等は必ずしもＣＤ−ＲＯＭ等の可般型の記憶媒体に記録されている必要はなく、例えば外部のＨＤＤ（Hard Disk Drive）等に記憶されていてもよい。この場合には、画像表示装置１が外部のＨＤＤと接続することにより外部のＨＤＤに記憶されているコンピュータプログラムを記憶部１７に取り込むことができる構成とする。
また、変換テーブル作成プログラム等のコンピュータプログラムは、記憶媒体に記録して、画像表示装置１の表示特性較正用のプログラムとして流通させることも可能である。
【００５０】
ＬＵＴ生成部１６は、前記記憶部１７に記憶されている変換テーブル作成プログラムに従い、液晶パネル２の表示特性に基づいてモノクロ画像データの画像信号（入力信号Ｓｉ）をカラー表示画像データの画像信号（表示信号Ｓｐ）に変換するためのＬＵＴ１９を生成するものである。ＬＵＴ生成部１６によって生成されたＬＵＴ１９はデータ処理部１４に格納される。
なお、このＬＵＴ生成部１６は、本実施形態における画像表示装置１の必須の構成要素ではなく、例えばデータ処理部１４が、ＬＵＴ１９によらず、各入力信号Ｓｉに基づいて演算を行うことによって所定の条件を満たす表示信号Ｓｐを算出する場合には、ＬＵＴ生成部１６を備えない構成としてもよい。
【００５１】
ＬＵＴ１９を生成するＬＵＴ生成部１６は、候補選択部、目標色度決定部、目標輝度設定部、色度算出部、輝度算出部、信号値決定部、テストパターン保持部等（何れも図示せず）を有している。ＬＵＴ生成部１６はバス１８を介してデータ処理部１４に接続されており、ＬＵＴ生成部１６で生成されたＬＵＴをデータ処理部１４に記憶させるようになっている。ＬＵＴ生成部１６は、例えば画像表示装置１の工場出荷時や一定期間経過毎に液晶パネル２の表示特性の測定を行ってＬＵＴ１９を生成するようになっている。
【００５２】
目標色度決定部は、モノクロ画像データの信号値それぞれに対応する目標色の色度を決定し、目標輝度設定部は、モノクロ画像データの信号値それぞれに対応する目標色の輝度を決定する。
【００５３】
テストパターン保持部は、液晶パネル２にテストパターンとして表示させる複数のベタ画像データ（ＲＧＢ値）を保持している。保持するテストパターンの数や種類に特に制限は無く、ＲＧＢ値のすべての組合せをテストパターンとすると正確な表示特性の測定ができ好ましいが、ＲＧＢ値のすべての組合せは約１６７７万色（＝２５６３）もあるため実現が困難である。よって、表示・測定するＲＧＢ値の組合せを予め所定の条件で制限することが好ましい。
本実施形態においてはＲＧＢ値が等値である２５６色をテストパターンとしている。また、測定の精度を向上させるために、等値のＲＧＢ値の少なくとも１つを所定の範囲で増減させた組み合わせもテストパターンとして表示して測定させることとしても良い。
【００５４】
ＬＵＴ生成部１６は、テストパターンを表示させた際の色刺激値ＸＹＺを光学センサ６により測定させ、測定結果が入力されるようになっている。ここで、色刺激値のうちのＹで表される値は、輝度を表すものである。
【００５５】
色度算出部は、候補選択部で選択された候補ＲＧＢ表示画像データそれぞれについて、色度を算出し、輝度算出部は、候補選択部で選択された候補ＲＧＢ表示画像データそれぞれについて、輝度を算出する。
【００５６】
色度算出部及び輝度算出部においては、光学センサ６で測定されたテストパターンの色刺激値とＲＧＢ値とに基づいて、未測定のＲＧＢ値の組合せのＲＧＢ画像データを液晶パネル２に表示させた際の色刺激値ＸＹＺを近似推定するＲＧＢ−ＸＹＺ推定式を生成するようになっている。ＲＧＢ−ＸＹＺ推定式は、下記一般式（１）で表されるようになっている。
【数１】
2008116558.tif 000003
【００５７】
一般式（１）の生成方法に特に制限は無いが、例えば、一般式（１）におけるγ、ＣＸＲ、ＣＸＧ、…の１０個の未知変数を最小２乗法により求める方法等が適用可能である。また、表示させるテストパターンの数を増加させるほど正確なＲＧＢ−ＸＹＺ推定式を生成することができるという利点がある。一方、表示させるテストパターンの数を少なくするほど短時間でＲＧＢ−ＸＹＺ推定式を生成することができるという利点がある。
【００５８】
色度算出部及び輝度算出部は、上記一般式（１）に基づいてモノクロ画像データの内部信号値それぞれに対応する色度情報及び輝度情報を算出するようになっている。
【００５９】
候補選択部は、モノクロ画像データの内部信号値それぞれについて、約１６７７万（＝２５６３）通りの信号値を有するＲＧＢ表示画像データの中から、複数の候補ＲＧＢ表示画像データ（候補色）を選択する。ここで、候補色とは、内部信号値ｋに対応するＲＧＢ値が等値の色を基準色とし、ＲＧＢの値をそれぞれ±２の範囲で増減させた色のことである。図３に示すように、候補色は、原則、１つの内部信号値（図中Ｅ）に対して１２５（＝５×５×５）通り挙げられるが、異なる内部信号値の候補色同士が重複する場合は一度算出した算出結果を用いることとしても良い。その場合、図４に示すように、候補色は５５通りとなる。
なお、モノクロ画像データの内部信号値それぞれについて、候補色の選択を、内部信号値ｋに対応するＲＧＢ値決定の都度行っても良いし、予めすべての内部信号値ｋに対する候補色群を選択しておいても良い。
【００６０】
信号値決定部は、モノクロ画像データの内部信号値それぞれに対応するＲＧＢ表示画像データのＲＧＢ値を決定する。また、信号値決定部は、候補ＲＧＢ表示画像データのなかから、目標輝度設定部及び輝度算出部からの輝度情報に基づいて第一次候補ＲＧＢ表示画像データを一次選抜する。さらに、信号値決定部は、第一次候補ＲＧＢ表示画像データのなかから、目標色度決定部及び色度算出部からの色度情報に基づいて１つの選択色を決定し、そのＲＧＢ値をモノクロ画像データの内部信号値に対応するＲＧＢ表示画像データとして対応付ける。これにより、テストパターンのＲＧＢ値に対する輝度及び／又は色度に関する情報との対応関係に基づいて、１チャンネルのモノクロ画像信号値（ｍ＋ｎビット）を３チャンネルのＲＧＢ値（ｎビット）に変換する変換則としてのＬＵＴ１９が生成される。生成された上記ＬＵＴ１９は、データ処理部１４に記憶される。
【００６１】
ここで、本実施形態に適用されるＬＵＴを生成するための具体的なＬＵＴ生成処理の一例を以下に示す。
ＬＵＴ生成部１６で行われるＬＵＴ生成処理は、ユーザが所望する表示画像の色調を選択するプロセス、液晶パネル２の表示特性を取得するプロセス、変換則を導出するプロセス、対応付け設定プロセスに大別される。
【００６２】
色調を選択するプロセスは、例えば、色調の異なる複数の画面を液晶パネル２に表示させ、マウス等の入力部を用いて表示された色調のうちのいずれかを選択させる等の手法により、ユーザが好みの表示画像色調を選択することにより行う。
【００６３】
液晶パネル２の表示特性を取得するプロセスは、光学センサ６によって液晶パネル２の表示光を測定することにより、液晶パネル２に入力するＲＧＢ値に対して、液晶パネル２からの表示光の輝度及び色度のうち少なくともいずれか一方に関する情報との対応関係を取得することにより行われる。つまり、ＬＵＴ生成部１３は、液晶パネル２にテストパターン保持部に保持されたテストパターンを順次表示させるとともに、テストパターンの表示切り替え毎に光学センサ６によりＣＩＥ  ＸＹＺ表色系の色刺激値ＸＹＺを測定させる。
【００６４】
色度算出部及び輝度算出部では、テストパターンのＲＧＢ値と測定された色刺激値ＸＹＺに基づいて、一般式（１）で表されるＲＧＢ−ＸＹＺ推定式を生成する。ここで、ＬＵＴ生成部１６はより正確なＲＧＢ−ＸＹＺ推定式を生成するために、テストパターンのＲＧＢ値を所定の範囲で増減させた色をテストパターンとして表示させ、液晶パネル２の色刺激値を測定することとしても良い。テストパターンのＲＧＢ値の増減の範囲に特に制限は無いが、より正確な推定式を作成するためには候補色の範囲と一致させることが好ましい。
【００６５】
変換則導出プロセスでは、テストパターンのＲＧＢ値に対する輝度及び／又は色度に関する情報との対応関係に基づいて、１チャンネルのモノクロ画像信号値（ｍ＋ｎビット）を３チャンネルのＲＧＢ値（ｎビット）に変換する変換則としてのＬＵＴ１９を導出する。なお、本実施形態においては、変換則としてＬＵＴを生成することとしたが、変換式でもよい。また、ひとつの変換式やＬＵＴでも良いし、多段階の変換則の組み合わせでも良い。
【００６６】
対応付け設定プロセスでは、変換則導出プロセスで導出された上記ＬＵＴ１９がデータ処理部１４に記憶される。
【００６７】
変換則導出プロセスをさらに詳細に説明すると以下のようになる。
まず、ＬＵＴ生成部１６は、液晶パネル２の表示特性に基づいて、内部信号値とＰ値との関連付けを行うＤＩＣＯＭキャリブレーション変換則を生成する。ここで、ＤＩＣＯＭキャリブレーション変換則はＬＵＴとして生成することが好ましい。また、Ｐ値に対する表示輝度がＤＩＣＯＭ  ＰＳ  ３．１４で規定されるＧＳＤＦ（Grayscale Standard Display Function；標準表示関数）に対応するように生成することが好ましく、従来より公知のＤＩＣＯＭキャリブレーション等により、標準表示関数を用いて生成することとしてもよい。
【００６８】
光学センサ６による測定結果は制御部１０に出力され、ＬＵＴ生成部１６はＲＧＢ値とテストパターンの輝度とを対応づける。この際、ＬＵＴ生成部１６は、図５の表Ａに示すように、４０９６階調の内部信号値（０〜４０９５）の内、２７３間隔で１６段の内部信号値５０１に対して、２５６階調のテストパターン信号値ＲＧＢの内、１７間隔で１６段のＲＧＢ値５０２Ｒ、５０２Ｇ、５０２Ｂを割り当て、それぞれのＲＧＢ値における実測輝度５０３を対応付ける。そして、ＬＵＴ生成部１６は、各内部信号値５０１とＲＧＢ値５０２Ｒ、５０２Ｇ、５０２Ｂを比例配分で対応づける。この際、ＲＧＢ値５０２Ｒ、５０２Ｇ、５０２Ｂは必ずしも整数でなくても良い。さらに、各ＲＧＢ値５０２Ｒ、５０２Ｇ、５０２Ｂに対応する推定実測輝度５０４を例えば上記一般式（１）を用いて算出することにより、４０９６階調の内部信号値５０１に対する推定実測輝度５０４（図５の表Ｂ）を推定する。続いて、ＬＵＴ生成部１６は、推定実測輝度５０４の最低輝度５０４ａ及び最高輝度５０４ｂを求め、図６（ｂ）に示したように最高輝度５０４ｂから最低輝度５０４ａを４０９６階調のＰ値に対してＧＳＤＦに基づいて割り振る。
【００６９】
そして、図６（ａ）に示すように、内部信号値とＰ値とを関連付けるキャリブレーションＬＵＴを生成する。画像表示装置１がＧＳＤＦカーブの特性に調整されている場合、内部信号値とＰ値とは等価であり、生成されるキャリブレーションＬＵＴは、傾き１の比例直線となる。一方、画像表示装置１が未調整の場合、キャリブレーションＬＵＴは液晶パネル２の特性に応じた曲線となる。
【００７０】
また、ＬＵＴ生成部１６は、候補選択部により、モノクロ画像データの内部信号値それぞれについて、２５６３通りの信号値を有するＲＧＢ表示画像データの中から、選択対象を複数の候補ＲＧＢ表示画像データ（候補色）に限定する。候補色を限定することによって、以降の処理を行う際に演算時間を短くすることが出来て好ましい。
【００７１】
次に、選択された候補色の中から輝度及び色度に基づくＲＧＢ値の選抜が行われる。このようにして、輝度及び色度に基づくＲＧＢ値の選抜を行うことで、高精細なモノクロ画像を表示するのに十分な階調数を保ちながらユーザにとって違和感のない画像色調を得ることができる。
【００７２】
輝度及び色度に基づくＲＧＢ値の選抜は、具体的には以下のように行われる。
まず、ｋ＝０として、目標輝度設定部により内部信号値ｋに対する目標輝度Ｙ（ｋ）を定める。ここで、目標輝度Ｙ（ｋ）とは、内部信号値ｋとなるＰ値を画像表示装置１に入力すると液晶パネル２に表現されるであろう画像の輝度のことである。具体的には、前述した図５の表Ｂに示した推定実測輝度を目標輝度Ｙ（ｋ）として用いることができる。
【００７３】
続いて、輝度算出部は、上記一般式（１）を用いて各候補色の輝度Ｙを算出する（輝度算出工程）。そして、図７に示すように、信号値決定部により目標輝度Ｙ（ｋ）に最も近いＮ個の候補色Ａ〜Ｃ（第一次候補ＲＧＢ表示画像データ）が一次選抜される（輝度選抜工程）。ここで、本実施形態においては一次選抜で選ばれる候補色の数Ｎを３とするが、Ｎの値に特に制限はなく適宜変更可能である。
【００７４】
次に、色度算出部は、候補色Ａ〜Ｃのそれぞれについて、一般式（１）を用いて色刺激値ＸＹＺを算出し、算出された色刺激値に基づいて色度を求める（色度算出工程）。ここで、色度（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）は、一般に、色刺激値ＸＹＺを用いて下記式（２）〜（４）を用いて表されるCIE  L*a*b*表色系である。
【数２】
2008116558.tif 000004
【数３】
2008116558.tif 000005
【数４】
2008116558.tif 000006
【００７５】
また、目標色度決定部は、モノクロ画像データの内部信号値（ｋ−１）に対して選択したＲＧＢ値の色度を目標色度とする（色度決定工程）。そして信号値決定部は、このようにして求めた目標色度と、候補色Ａ〜Ｃの推定色度との、CIE  L*a*b*表色系における色差ΔＥ*ab（ｋ−１）を求め、候補色Ａ〜Ｃの中で｜ΔＥ*ab（ｋ−１）｜が最小になる色を選択色として二次選抜する（色度選抜工程）。例えば、候補色Ａの推定色度が最も目標色度と近い場合、候補色Ａが選択色となる。
CIE  L*a*b*表色系における色差ΔＥ*abは下記式（５）で定義されるが、輝度に対応する指標L*の影響を除いた式（６）として定義しても良い。
【数５】
2008116558.tif 000007
【数６】
2008116558.tif 000008
【００７６】
すなわち色度選抜工程においては、信号値ｋ−１のモノクロ画像データに対応付けられたＲＧＢ表示画像データの色度を目標色度とする。そして、信号値ｋのモノクロ画像データに対応する第一次候補ＲＧＢ表示画像データのうち、目標色度との色差が最小となる色度となるＲＧＢ表示画像データを選択するものである。このようにＲＧＢ表示画像データを選択することにより、色度のばらつきを抑えることができ、ユーザが通常の観察能力で液晶パネル２を見る際に、全体として色度の階調連続性を安定させることが可能である。
【００７７】
なお、色度選抜工程において用いられる目標色度の数に特に制限はない。例えば、信号値ｋのモノクロ画像データに対応する目標色度を、信号値ｋ−１のモノクロ画像データに対応付けられたＲＧＢ表示画像データの色度及び信号値ｋ−２のモノクロ画像データに対応付けられたＲＧＢ表示画像データの色度とする（図８及び図９参照）。また、信号値ｋのモノクロ画像データに対応する第一次候補ＲＧＢ表示画像データのうち、信号値ｋ−１のモノクロ画像データに対応付けられたＲＧＢ表示画像データの色度との色差を｜Δ*abＥ（ｋ−１）｜、信号値ｋ−２のモノクロ画像データに対応付けられたＲＧＢ表示画像データの色度との色差を｜ΔＥ*ab（ｋ−２）｜とする。そして、｜ΔＥ*ab（ｋ−１）｜−｜ΔＥ*ab（ｋ−２）｜が最大となるＲＧＢ表示画像データを選択することもできる。このようにしてＲＧＢ表示画像データを選択する場合、隣接するモノクロ画像データの信号値における色度の変動を、使用者に許容できる範囲内で最大になるＲＧＢ表示画像データと最小となるＲＧＢ表示画像データを交互に選択することになるので、ユーザが通常の観察能力で液晶パネル２を見る際に、低輝度部と高輝度部とが隣接する画像においても色度の階調連続性を安定させることが可能である。
【００７８】
このようにして選ばれた選択色のＲＧＢ値を、ＬＵＴ生成部１６は、内部信号値ｋに対応するＲＧＢ値とする。続いて、内部信号値（ｋ＋１）についても同様にＲＧＢ値の選択を行い、４０９６階調のすべての内部信号値に対してＲＧＢ値の選択を行い、ＬＵＴの生成が終了する。
【００７９】
データ処理部１４は、例えば、専用のＬＳＩ（Large Scale Integration：半導体集積回路）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：特定用途向け集積回路）で構成されている。データ処理部１４は、前述のようにＬＵＴ生成部１６で生成されたＬＵＴ１９を備えており、第１フレームメモリ１３から入力された１チャンネルのモノクロ画像データ（入カ信号Ｓｉ）を、ＬＵＴ１９によってＲＧＢの３チャンネルにデータ分配して８ビットのＲＧＢのカラー表示画像データ（表示信号Ｓｐ）に変換するものである。
【００８０】
ここで、入力信号Ｓｉは階調数Ｎ０のモノクロ画像信号であり、表示信号ＳｐはＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応し階調数がそれぞれＮＲ，ＮＧ，ＮＢのＲＧＢカラー表示画像信号である。本実施形態においては、制御部１０のデータ処理部１４が、ｎ＋ｍ（ｎは８以上の正の整数、ｍは２以上の正の整数）ビットモノクロ画像データを、予め設定された対応付けに基づいてｎビットＲＧＢ表示画像データに変換するようになっている。
具体的には、データ処理部１４は、液晶パネル２を駆動させる各色の最多駆動階調数よりも多い階調数である１２ビットのモノクロ画像データを、ＬＵＴ１９に基づいてＲＧＢ値にデータ分配し、８ビットのＲＧＢ画像データに変換する。これにより、ＲＧＢ各色データの組み合わせによる表示階調数が液晶パネル２の最多駆動階調数よりも多い階調数となるカラー表示画像データの画像信号（表示信号Ｓｐ）が生成されるようになっている。
データ処理部１４において生成された表示信号Ｓｐは、第２フレームメモリ１５を介して液晶駆動部３に出力される。なお、ＬＵＴ１９はデータ処理部１４が備えている場合に限定されない。例えば別途ＬＵＴを格納する記憶部が設けられており、データ処理部１４は適宜この記憶部からＬＵＴ１９を読み出して参照することにより入力信号Ｓｉの表示信号Ｓｐへの変換を行うように構成してもよい。
【００８１】
なお、本実施の形態においては、液晶パネル２として単位画素がＲ，Ｇ，Ｂの３色で構成されるものを用いているため、ＲＧＢの３チャンネルのカラー表示画像データとしてのＲＧＢ表示画像データの画像信号（表示信号Ｓｐ）に変換するものとしているが、表示装置が４色以上で画像表示する場合は表示色数に合わせたチャンネル数に対応する画像データの画像信号（表示信号Ｓｐ）に変換すればよい。
【００８２】
ここでＬＵＴ生成部１６によって生成されデータ処理部１４に格納されるＬＵＴ１９の詳細について、モノクロ画像データの画像信号（入力信号Ｓｉ）の階調数が１０２４（０〜１０２３、１０ｂｉｔ）、画像表示装置１のＲＧＢ各色の最多駆動階調数が２５６階調（０〜２５５、８ｂｉｔ）である場合を例として説明する。
【００８３】
本実施形態では、ＬＵＴ１９は、画像表示装置１の各色Ｒデータ、Ｇデータ、Ｂデータの組み合わせにおける表示色の色刺激値Ｙがモノクロ画像信号（入力信号Ｓｉ）値の増大に伴って単調増加するように、ＲＧＢの組み合わせがモノクロ画像信号（入力信号Ｓｉ）値に対して対応づけられている。
この際、ＬＵＴ１９において、モノクロ画像データの入力信号Ｓｉの値（Ｐ値）に対応して予め定められた目標表示色のＣＩＥ色度図の座標を（ｘ０，ｙ０）とし、Ｐ値に対応する画像表示装置１の各色の色データ（Ｒデータ、Ｇデータ、Ｂデータ）の組み合わせ、すなわち表示信号Ｓｐにおける表示色のＣＩＥ色度図上の座標を（ｘ，ｙ）としたとき、色度差Δｘｙ＝｛（ｘ−ｘ０）２＋（ｙ−ｙ０）２｝１/２が所定の許容色度差Δｘｙ０以下（Δｘｙ≦Δｘｙ０）となる条件を満たすようにＲＧＢ各色データの組み合わせが選択されている。
【００８４】
このようにＬＵＴ１９において色度に対して所定の許容色度差Δｘｙを設けることにより、モノクロ画像データの画像信号（入力信号Ｓｉ）値を従来の手法によってＲＧＢの組み合わせに対して対応づける場合と比較してＲＧＢデータの組み合わせの選択肢が飛躍的に増加し、カラー表示手段である液晶パネル２のＲＧＢそれぞれの再現能力よりも大きな階調分解能でモノクロ画像を表示することが可能となる。なお、高精細なモノクロ画像を液晶パネル２上で再現するために、ＬＵＴ１９は、カラー表示手段である液晶パネル２のＲＧＢ各色の最多駆動階調数の４倍以上１６倍以下の階調数でモノクロ画像を表示するようにＲＧＢ各色データの組み合わせが選択されるよう構成されることが好ましい。
【００８５】
図１０は、色度に対する許容色度差とモノクロ階調表現に採用されたＲＧＢデータの組み合わせとの関係を模式的に表す概念図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、いずれも縦軸が輝度、横軸が色度を表している。図中のプロットは様々なＲＧＢ各色データの組み合わせにおける輝度と色度を示しており、このうち、白点で表したプロットがモノクロ階調表現に採用されたＲＧＢデータの組み合わせを示している。なお、本来、色度は二次元で表すことはできないが、この図では説明の便宜上、二次元で表している。
【００８６】
図１０（ａ）は、従来の画像表示装置の場合を示す例（以下「従来例」という。）である。図１０（ａ）に示すように、従来例では、モノクロ階調表現に採用しうるＲＧＢデータの組み合わせとして、ＲＧＢデータの値が同値か、ＲＧＢデータの値が異なる値であっても所定の目標色度に対する許容色度差がほとんどない値しか認めていなかった。このため、従来例では、モノクロ階調表現に採用しうるＲＧＢデータの組み合わせが少なく、例えば図１０（ａ）に示す例では図中の輝度範囲において７階調を選択し得るに過ぎない。
これに対して、図１０（ｂ）は、本実施形態の場合のモノクロ階調表現に採用しうるＲＧＢデータの組み合わせを示すものである。本実施形態では、目標色度に対する許容色度差を認め、その範囲内にあるＲＧＢデータを用いて階調表現を行うので、モノクロ階調表現に採用しうるＲＧＢデータの組み合わせが増大し、各色データの組み合わせによる表示階調数が増加する。例えば、図１０（ｂ）に示すの例では、所定の許容色度差を認めることにより図１０（ａ）と同じ輝度範囲において１９階調を選択することができる。
【００８７】
図１０（ｃ）及び図１０（ｄ）は、それぞれ従来例と本実施形態をＣＩＥｘｙ色度図を用いて三次元的に示したものである。図１０（ｃ）、図１０（ｄ）においてＹは輝度に相当し、ｘ，ｙの座標によって色度を表している。
図１０（ｃ）に示すように、従来例では、ＲＧＢの組み合わせによる表示色の色度ｘ，ｙが、ほぼ目標色度（目標値ｘ０，ｙ０）と等しくなるようなＲＧＢの組み合わせを用いている。これに対して、図１０（ｄ）に示すように、本実施形態では、目標色度（目標値ｘ０，ｙ０）に対して表示色の色度が色度差Δｘｙ（所定の許容色度差Δｘｙ０）の範囲内にあるＲＧＢデータの組み合わせを用いているので、ＲＧＢデータの組み合わせの選択肢が多くなり、表示階調数が増加してより多階調の画像を表示することができる。
【００８８】
なお、このように色度に許容色度差を設けることにより、画像を観察する際に色調に違和感を覚える懸念があるが、色度のバランスを考慮してＲＧＢデータの組み合わせを選択することにより、ユーザが通常の観察距離で液晶パネル２を見た場合に、表示された画像が全体として所定の目標色度であるように見え、特に違和感のない画像を提供することができる。
【００８９】
図１１はＲＧＢデータの組み合わせにより、表示可能階調数が４０９６階調（１２ｂｉｔ，０〜４０９５）となった場合のＬＵＴ１９の例である。ＲＧＢの個々のデータ列１１０１Ｒ、１１０１Ｇ、１１０１Ｂは必ずしも階調レベル１１０２の増大に伴って単調増加するものではないが（例えば、１１０１ａと１１０１ｂ、１１０１ｃと１１０１ｄ）、色刺激値Ｙが単調増加し、かつ、Δｘｙが所定の範囲内になるようにＲＧＢデータの組み合わせが選択されている。
【００９０】
なお、本実施形態の画像表示方法及び画像表示装置１は、グレースケールのモノクロ多階調画像をより診断性の高い状熊で表示することを目的とするものであるので、色度の目標値ｘ０，ｙ０は、グレースケールのモノクロ多階調画像の表示に適するように所定の範囲内にあることが必要である。図１２は、本発明において好ましい色度の目標値ｘ０，ｙ０をＣＩＥ色度座標上に表したものである。
図１２（ｂ）は図１２（ａ）の一部を拡大したものであり、従来から診断に使用されている各種モノクロフィルムの画像と同様の色調を再現するためには、色度が各座標（０．２，０．２７５）、（０．２７５，０．２２５）、（０．３２５，０．４）、（０．４，０．３５）で囲まれた領域内にあることが好ましい。このようにすることで、従来のモノクロフィルムを用いて診断していた医師が違和感を覚えることなく、あたかもモノクロフィルムを用いて診断しているかのように表示画像を診察することが可能となる。
【００９１】
また、色度の目標値ｘ０，ｙ０は表示輝度によらずに一定でもよいが、表示輝度の変化に応じて変化させても良い。例えば、図１３（ａ）は、色度の目標値ｘ０，ｙ０が表示輝度によらずに一定である場合を模式的に表したものであり、図１３（ｂ）は、色度の目標値ｘ０，ｙ０の両方が表示輝度の増大に伴って減少する場合を模式的に表したものである。
【００９２】
また、色度の許容色度差Δｘｙは表示輝度によらずに一定でもよいが、表示輝度の変化に応じて変化させてもよい。例えば、図１３（ａ）は、色度の許容色度差Δｘｙが表示輝度によらずに一定である場合を模式的に表したものであり、図１３（ｃ）は、色度の許容色度差Δｘｙが表示輝度の増大に伴って増加する場合を模式的に表したものである。図１３（ｃ）に示すように色度の許容色度差Δｘｙが表示輝度の増大に伴って増加する場合には、前記所定の許容色度差Δｘｙ０は、色刺激値Ｙの増大に伴って減少する色刺激値Ｙの関数である。
【００９３】
なお、色調のズレを考慮すると、所定の許容色度差Δｘｙ０は少なくとも表示可能な最大輝度の２/３以上の輝度の範囲において０．００５以下であることが好ましく、表現できる階調数と色調のズレのバランスを考慮すると、所定の許容色度差Δｘｙ０は０．００２〜０．０２の範囲であることが特に好ましい。
色度の許容色度差Δｘｙの表示輝度に対する変化パターンは、例えば、記憶部１７等に複数記憶しておき、観察者の好み、被写体の種類等に応じて、適宜選択できるように構成すると好ましい。
【００９４】
さらに、表示輝度の増減に応じて、色度の目標値ｘ０，ｙ０と許容色度差Δｘｙの両方を変化させてもよい。図１３（ｄ）は、ｘ０，ｙ０が表示輝度の増大に伴って増加し、なおかつΔｘｙが表示輝度の増大に伴って減少する場合を模式的に表している。
【００９５】
また、液晶パネル２に表示される画像において、隣接する階調レベル（輝度）間のＲＧＢデータの組み合わせにおける表示色の色度差が少ない場合には、輝度が滑らかに変化する場合でも画像を観察するユーザにとって色むらが目立たず、診断しやすい画像となる。
このため、本実施形態においては、隣接する階調レベル（輝度）のＲＧＢデータの組み合わせにおける表示色の色度差が所定値以下になるように、各モノクロ画像データ（入力信号Ｓｉ）がＲＧＢ各色カラー表示画像データ（表示信号Ｓｐ）に変換されるようになっている。
【００９６】
本実施形態における階調レベルＬと隣接する階調レベル間のＲＧＢデータの組み合わせにおける表示色の色度差との関係を図１４に示す。輝度が滑らかに変化する場合でも、色むらが目立たない画像とするためには、ある入力信号値（Ｐ値）Ｌｉ：１４０１aに対してＰ値Ｌｉ：１４０１aに隣接するＰ値Ｌｉ＋１：１４０１ｂとする場合に、Ｐ値Ｌｉ：１４０１aとこれに隣接するＰ値Ｌｉ＋１：１４０１ｂとの表示色の色度差Δｘｙｉ，ｉ＋１：１４０２ｂが、小さい値となるほど好ましく、特に０．０１以下であることが好ましい。Ｐ値Ｌｉ＋１：１４０１ｂとこれに隣接するＰ値Ｌｉ＋２：１４０１ｃとの表示色の色度差Δｘｙｉ＋１，ｉ＋２：１４０２ｃ、Ｐ値Ｌｉ＋２：１４０１ｃとこれに隣接するＰ値Ｌｉ＋３：１４０１ｄとの表示色の色度差Δｘｙｉ＋２，ｉ＋３：１４０２ｄについても同様である。
隣接する階調レベル（輝度）間のＲＧＢデータの組み合わせにおける表示色の色度差は、Δｘｙｉ，ｉ＋１＝｛（ｘｉ＋１−ｘｉ）２＋（ｙｉ＋１−ｙｉ）２｝１/２で表すことができる。本実施形態では、ＬＵＴ１９において隣接する階調レベル（輝度）間のＲＧＢデータの組み合わせにおける表示色の色度差が０．０１以下となるように入力信号Ｓｉから変換される表示信号Ｓｐが対応付けられている。
【００９７】
図１５（ａ）は、本実施形態におけるＬＵＴ１９によって隣接する階調レベル（輝度）間のＲＧＢデータの組み合わせにおける表示色の色度差を０．０１以下となるように、あるＰ値ＬｉのＲＧＢ表示画像データとこれに隣接又はその近傍に位置するＲＧＢ表示画像データの組み合わせとして選択した場合の各表示画像データにより表示手段に表示される表示色の色度をＣＩＥ色度座標上にプロットしたものである。例えば図１５（ｂ）においてＰ値Ｌｉとこれに隣接するＰ値Ｌｉ＋１との表示色の色度差をａ、Ｐ値Ｌｉ＋１とこれに隣接するＰ値Ｌｉ＋２との表示色の色度差をｂ、Ｐ値Ｌｉ＋２とこれに隣接するＰ値Ｌｉ＋３との表示色の色度差をｃ、Ｐ値Ｌｉ＋３とこれに隣接するＰ値Ｌｉ＋４との表示色の色度差をｄ、としたとき、図１５（ｂ）に示すように、ａからｄの何れにおいても表示色の色度差が０．０１以下となっている。
【００９８】
また、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、本実施形態のより好ましい例を示したものであり、例えば、Ｐ値Ｌｉとこれに隣接するＰ値Ｌｉ＋１との表示色の色度差をｅ、Ｐ値Ｌｉ＋１とこれに隣接するＰ値Ｌｉ＋２との表示色の色度差をｆ、Ｐ値Ｌｉ＋２とこれに隣接するＰ値ルＬｉ＋３との表示色の色度差をｇ、Ｐ値Ｌｉ＋３とこれに隣接するＰ値Ｌｉ＋４との表示色の色度差をｈ、としたとき、図１６（ｂ）に示すように、ｅからｈの何れにおいても表示色の色度差が図１５（ｂ）に示したものよりも少ない値となっている。
【００９９】
なお、図１５及び図１６においては、隣接するＰ値間のＲＧＢデータの組み合わせにおける表示色の色度差を０．０１以下となるように、あるＰ値ＬｉのＲＧＢ表示画像データとこれに隣接又はその近傍に位置するＲＧＢ表示画像データの組み合わせとして選択した場合を例として説明したが、ＬＵＴ１９において、隣接するＰ値間のＲＧＢデータの組み合わせにおける表示色の色度差が所定値以下であるように入力信号Ｓｉから変換される表示信号Ｓｐが対応付けられていればよく、所定値として許容される色度差の値は０．０１に限定されない。例えば、ＬＵＴ１９において、色度差がΔｘｙ０以下となるように、あるＰ値ＬｉのＲＧＢ表示画像データとこれに隣接又はその近傍に位置するＲＧＢ表示画像データの組み合わせとして選択してもよい。
【０１００】
さらに、液晶パネル２に表示される画像の表示色のうち、複数の連続するＰ値における表示色のＣＩＥ色度座標上の色度座標の平均値が、当該Ｐ値における表示色のＣＩＥ色度座標上の色度座標の目標値とほぼ等しくなるように、各モノクロ画像データ（入力信号Ｓｉ）がＲＧＢ各色カラー表示画像データ（表示信号Ｓｐ）に変換されることが好ましい。
【０１０１】
具体的には、例えば、図１７に示すように、ある階調レベルＬｉ−２：１７０１ａから階調レベルＬｉ＋２：１７０１eまでの色度座標の平均値が（ｘα、ｙα）であり、色度の目標値をｘ０，ｙ０、所定の許容色度差をΔｘｙ０とした場合に、各階調レベルにおける色度座標をプロットしたとき、図１８（ａ）に示すように、全ての階調レベルにおいて、色度が目標色度（色度の目標値）から所定の許容色度差の範囲内（図１８（ａ）中、円で囲んだ範囲内）にあり、かつ、これら階調レベルにおける色度座標の平均値（ｘα、ｙα）と目標値ｘ０，ｙ０との色度差が所定値以内となることが好ましい。
ある階調レベルＬｉ−１：１７０１ｂから階調レベルＬｉ＋３：１７０１ｆまでの色度座標の平均値を（ｘβ、ｙβ）、ある階調レベルＬｉ：１７０１ｃから階調レベルＬｉ＋４：１７０１ｇまでの色度座標の平均値を（ｘγ、ｙγ）とした場合（図１７参照）のそれぞれの平均値と、目標値ｘ０，ｙ０との色度差についても同様である。
このように、色度座標の平均値αと目標値ｘ０，ｙ０との色度差が所定値以内である場合には、図１８（ｂ）に示すように、輝度の変化に伴う色度の移動平均値をみた場合に、全ての階調レベル（輝度）において色度が目標色度（色度の目標値）から所定の許容色度差の範囲内にあり、画像を観察したときに違和感の少ない診断しやすい画像となる。
【０１０２】
なお、画像の全体的な色調を診断に適したものとするためには、色度座標の平均値と色度座標の目標値の平均値とがほぼ等しくなることが好ましい。また、色度座標の平均値と色度座標の目標値の平均値とが等しくない場合でも、その色度差がΔｘｙ０の１/２以下であることが好ましく、例えばその色度差が０．００３以下であることが好ましい。色度座標の平均値は、例えば、階調レベルＬｉの場合であれば、ｉ−ｋからｉ＋ｋのｘ，ｙの平均値（重心）である。
図１９（ａ）は、本実施形態のより好ましい例を示したものであり、色度座標の平均値と色度座標の目標値とがほぼ等しい場合の、各階調レベルにおける色度座標をプロットした例である。この場合には、図１９（ｂ）に示すように、輝度の変化に伴う色度の実測値をみた場合に、全ての階調レベル（輝度）において色度が目標色度（色度の目標値）から所定の許容色度差の範囲内にあり、さらに、図１９（ｃ）に示すように、各色度の平均値をみた場合に、色度の平均値が色度座標の目標値とほぼ一致している。図１８（ａ）及び図１８（ｂ）では、色度が特定の方向に偏っているため、巨視的に見た場合に色度も全体的に多少偏って見えるのに対して、図１９に示した例では、色度の平均値が偏りなく全体として色度座標の目標値とほぼ一致しているため、巨視的に画像を観察した場合に全体的な色調がほぼ目標通りに見え、診断に適した画像となる。
【０１０３】
なお、図１７においては、便宜的に５つの階調レベルＬごとに色度座標の平均値を求める場合について例示したが、色度座標の平均値を求める際にいくつの階調レベルの平均値を求めるかは特に限定されない。
平均値としてより適切な値を算出するためには、例えば全表示階調レベル数の１/２５６〜１/６４を対象として平均値を算出することが好ましく、例えばｎビットの液晶パネル２（カラー表示手段）でｎ＋ｍビットの階調を表示する場合には、２ｍから２ｍ＋３個の階調レベルを対象として平均値を算出することが好ましい。
【０１０４】
なお、液晶パネル２、バックライト４の特性は各画像表示装置１ごとにばらつきがあることから、各画像表示装置１ごとにＬＵＴ１９を補正することが望ましい。また、液晶パネル２、バックライト４の特性は経時変化することから、所定の期間毎にＬＵＴ１９を補正することが望ましい。
【０１０５】
次に、図２０を参照しつつ、本実施形態における画像表示方法について説明する。
【０１０６】
本実施形態における画像表示装置１による画像表示を行う前提として、モノクロ画像データのモノクロ画像信号（入力信号Ｓｉ）をカラー表示画像データのカラー表示画像信号（表示信号Ｓｐ）に変換するデータ処理工程を行うためのＬＵＴ１９がＬＵＴ生成部１６によって生成され、生成されたＬＵＴ１９がデータ処理部１４に格納される。
【０１０７】
また、装置の起動時や所定の時間経過ごとに、光学センサ６によって液晶パネル２の表示光を測定し（表示光測定工程）、この測定結果（測定値）がセンサ信号Ｓｓとして、制御部１０に入カされる。これにより制御部１０は、液晶パネル２に入力するＲＧＢ値に対して、液晶パネル２からの表示光の輝度及び色度のうち少なくともいずれか一方に関する情報との対応関係を取得する（ステップＳ１：液晶パネル２の表示特性の取得）。
【０１０８】
ＣＰＵ８は、光学センサ６の測定結果に基づいて所定の期間毎にＬＵＴ１９を補正（キャリブレーション）を行う（ステップＳ２）。すなわち、ＣＰＵ８は、プログラムに基づいて、キャリブレーション信号Ｓｃ（すなわち入カ信号Ｓｉ）とセンサ信号Ｓｓが所定の対応関係Ｆを満たすように、ＬＵＴ１９の入力信号Ｓｉと表示信号Ｓｐの対応関係を書き換え、ＬＵＴ１９を補正する。
【０１０９】
画像生成装置１２から１０ビットのモノクロ画像データの画像信号（入力信号Ｓｉ）が画像表示装置１に入力される（ステップＳ３）。入力された入力信号Ｓｉはインターフェース１１を介して制御部１０に入力される。制御部１０に入力された入力信号Ｓｉは、第１フレームメモリ１３に格納される。
【０１１０】
第１フレームメモリ１３に格納された入力信号Ｓｉは、データ処理部１４に順次出力される。データ処理部１４は、まず、予め記憶されているＬＵＴ１９に基づいて入力信号ＳｉのＰ値をＲＧＢ値にデータ分配して８ビットのＲＧＢカラー表示画像データの画像信号（表示信号Ｓｐ）に変換する（ステップＳ４）。これにより、入力信号Ｓｉが、液晶パネル２に表示される画像の表示色のＣＩＥ色度座標上の座標（ｘ，ｙ）が、目標値をｘ０，ｙ０、色度差をΔｘｙ＝｛（ｘ−ｘ０）２＋（ｙ−ｙ０）２｝１/２、所定の許容色度差をΔｘｙ０としたときに、Δｘｙ≦Δｘｙ０となる条件を満たし、さらに、隣接する階調レベル間における表示色の色度差Δｘｙが、所定値以下であり、複数の連続する階調レベルにおける表示色のＣＩＥ色度座標上の色度座標の平均値が、階調レベルにおける表示色のＣＩＥ色度座標上の色度座標の目標値とほぼ等しくなる等の所定の条件を満たす表示信号Ｓｐに変換され、ＲＧＢ各色データの組み合わせによる表示階調数が液晶パネル２の最多駆動階調数よりも多い階調数となるカラー表示画像データが生成される。
【０１１１】
ステップＳ４で変換されたＲＧＢカラー表示画像データの画像信号（表示信号Ｓｐ）は第２フレームメモリ１５を介して液晶駆動部３に出力される（ステップＳ５）。液晶駆動部３はこの表示信号Ｓｐに基づく画像を液晶パネル２に表示させ、１０ビットのモノクロ画像を表現する（ステップＳ６）。なお、すべてのモノクロ画像データについてステップＳ３からステップＳ６の処理が繰り返される。
【０１１２】
なお、本実施形態においては、フレーム分割表示しない場合の処理で説明したが、フレーム分割表示することも可能である。フレーム分割表示する場合は、ステップＳ４で変換されたＲＧＢ画像データを４つのフレームデータに分割し、それぞれのフレームデータを第２フレームメモリ１５に格納し、第２フレームメモリ１５は格納されたフレームデータを順次切り替えながら液晶駆動部３に出力する。このようにすることで、１２ビット以上のモノクロ画像を表現することも可能となる。
【０１１３】
以上より、本実施形態における画像表示装置１によれば、駆動階調数が少ない安価なカラー表示手段を備える画像表示装置１においても、時分割表示を行うことなく、画像表示装置１の駆動階調数よりも階調数の多い高精細モノクロ画像データの入力に対して、医用画像診断を行うのに十分な階調再現性及び色調を有する画像を表示することが可能となる。
【０１１４】
また、隣接する階調レベル間における表示色の色度差Δｘｙが、０．０１以下又はΔｘｙ０以下との所定の要件を満たすようになっているので、滑らかに輝度が変化する画像の場合でも色むらの目立たない診断に適した画像を得ることができる。
【０１１５】
さらに、複数の連続する階調レベルにおける表示色のＣＩＥ色度座標上の色度座標の平均値が、階調レベルにおける表示色のＣＩＥ色度座標上の色度座標の目標値とほぼ等しいか、等しくない場合でもその色度差が０．００３以下となるようになっているので、微視的にレベルでの色度が目標値と異なっていたとしても、全体的な色調がほぼ目標値通りとなり、診断に適した画像を得ることができる。
【０１１６】
また、目標値ｘ０，ｙ０に対する許容できる色度差Δｘｙ０を設けることにより、表示輝度ごとの色むらを低減することができる。
また、液晶パネル２の特性を測定してＬＵＴ１９を生成又は補正するので、液晶パネル２の表示特性の変動の影響を受けることなく高精細なモノクロ画像の正確な再現が可能である。
また本実施形態では、輝度情報だけでなく、輝度情報と色度情報の両方に基づいてＲＧＢデータを決定してＬＵＴを生成させるので、モノクロ画像として適切な色調の画像表示が可能であり、なおかつ、ＦＲＣ表示を行わなくてもディスプレイの駆動階調数よりも２ビット（４倍）以上の多階調表現が可能である。
【０１１７】
また、内部信号値に対するＲＧＢ値を±２の範囲でそれぞれずらした複数の候補色の中から選択色を選抜するので、１つの内部信号値に対する色の選択肢を増加させることができ、表示手段の階調特性を超える多階調表示が可能であり、階調分解能の高い画像を表示手段に表現させることが可能である。具体的には、ＲＧＢ値が等値のＬＵＴの場合、２５６色を画像表示するにすぎないが、±２の範囲でそれぞれずらした場合、１つの内部信号値に対して１２５通りの候補色が挙げられるので約１４０００色の画像表示が可能である。よって、液晶パネル２の階調分解能にかかわらず、例えば医療用画像のようなより多階調の画像表示を行うことができる。
【０１１８】
なお、本実施形態においては、輝度が滑らかに変化する場合でも画像を観察するユーザにとって色むらが目立たない画像とするために、隣接する階調レベル（輝度）のＲＧＢデータの組み合わせにおける表示色の色度差が所定値以下になるように、各モノクロ画像データ（入力信号Ｓｉ）がＲＧＢ各色カラー表示画像データ（表示信号Ｓｐ）に変換されるようにすることによって液晶パネル２に表示される画像において、隣接する階調レベル（輝度）間のＲＧＢデータの組み合わせにおける表示色の色度差を少なくしたが、表示色の色度差を少なくする手法はこれに限定されない。
【０１１９】
例えば、液晶パネル２に表示される画像の表示色のうち、一の階調レベルにおける表示色の色度の目標値に対する色度ベクトルと当該一の階調レベルに隣接する階調レベルにおける表示色の色度の目標値に対する色度ベクトルとの間の角度が所定値以下となるように、各モノクロ画像データ（入力信号Ｓｉ）がＲＧＢ各色カラー表示画像データ（表示信号Ｓｐ）に変換されるようにしてもよい。
【０１２０】
具体的には、図２１に示すように、あるＰ値Ｌｉにおける色度の目標値がＡ１（ｘ−ｔｉ，ｙ−ｔｉ）であり、当該Ｐ値Ｌｉにおける表示色の色度Ｂ１（ｘｉ、ｙｉ）の目標値Ａ１に対する色度ベクトルがＶ１（ｘ−ｖｉ−ｘｉ，ｙ−ｖｉ−ｙｉ）であって、このＰ値Ｌｉに隣接するＰ値Ｌｉ＋１における色度の目標値がＡ２（ｘ−ｔｉ＋１，ｙ−ｔｉ＋１）であり、当該Ｐ値Ｌｉにおける表示色の色度Ｂ２（ｘｉ＋１、ｙｉ＋１）の目標値Ａ２に対する色度ベクトルがＶ２（ｘ−ｖｉ＋１−ｘｉ＋１，ｙ−ｖｉ＋１−ｙｉ＋１）である場合、色度ベクトルＶ１と色度ベクトルＶ２との間の角度が、所定値以下となるようにする。
【０１２１】
例えば、図２１におけるＰ値ＬｉからＬｉ＋２の各色度Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３及び目標色度（色度の目標値）Ａ１、Ａ２、Ａ３を色度座標上に表すと図２２（ａ）のようになる。さらに、各Ｐ値Ｌｉにおける表示色の色度の目標値に対する色度ベクトルＶ１を図２２（ｂ）に示す。Ｐ値Ｌｉにおける表示色の色度Ｂ１の目標値Ａ１に対する色度ベクトルＶ１とこれに隣接するＰ値Ｌｉ＋１における表示色の色度Ｂ２の目標値Ａ２に対する色度ベクトルＶ２との間の角度をθｉ，ｉ＋１とし、Ｐ値Ｌｉ＋１における表示色の色度Ｂ２の目標値Ａ２に対する色度ベクトルＶ２とこれに隣接するＰ値Ｌｉ＋２における表示色の色度Ｂ３の目標値Ａ３に対する色度ベクトルＶ３との間の角度をθｉ＋１，ｉ＋２とした場合、θｉ，ｉ＋１、θｉ＋１，ｉ＋２がともに、所定値以下となっている。
【０１２２】
なお、色相の変化を少なくして輝度ごとの色むらが目立たないようにするためには、θｉ，ｉ＋１、θｉ＋１，ｉ＋２がともに、±９０度以下であることが好ましく、さらに好ましくは、θｉ，ｉ＋１、θｉ＋１，ｉ＋２ともに、±４５度以下である。
【０１２３】
すなわち例えば、図２３（ａ）及び図２３（ｂ）に示すように、θｉ，ｉ＋１、θｉ＋１，ｉ＋２ともに、±４５度以下となるように、各モノクロ画像データ（入力信号Ｓｉ）がＲＧＢ各色カラー表示画像データ（表示信号Ｓｐ）に変換されるようにすることによって、より色相の変化が少なくなり輝度ごとの色むらが目立たない画像を得ることができる。
【０１２４】
また、本実施形態では、ＬＵＴ生成部１６によって生成されデータ処理部１４に格納されたＬＵＴ１９に基づいてモノクロ画像データの画像信号（入力信号Ｓｉ）をカラー表示画像データの画像信号（表示信号Ｓｐ）に変換することにより、液晶パネル２に表示される画像の表示色のＣＩＥ色度座標上の座標（ｘ，ｙ）が、目標値をｘ０，ｙ０、色度差をΔｘｙ＝｛（ｘ−ｘ０）２＋（ｙ−ｙ０）２｝１/２、所定の許容色度差をΔｘｙ０としたときに、Δｘｙ≦Δｘｙ０となる条件を満たす等の所定の条件を満たすカラー画像信号に変換されるようにしたが、モノクロ画像データをカラー表示画像データに変換する手法はこれに限定されない。例えば、所定の変換式等に基づいてモノクロ画像データをカラー表示画像データに変換するようにしてもよい。
【０１２５】
また、本実施形態では制御部１０が画像表示装置１に内蔵されている構成を例として説明したが、制御部１０の機能をパーソナル・コンピュータ等に担わせても良い。
【０１２６】
また、上記実施態様では、ＬＵＴ生成処理及びキャリブレーション処理を画像表示装置１の内部で行う構成としたが、例えば光学センサ６からの出力信号を外部の画像処理装置に入力できるように構成し、ＬＵＴ生成処理及びキャリブレーション処理を画像表示装置１と接続された外部のＰＣ等で行うように構成してもよい。
【０１２７】
また、本実施形態においては、ＦＲＣ表示を行わなくても多階調表現が可能であるが、ＦＲＣ表示と組み合わせることによって、さらに多階調の画像表示を行うように構成することもできる。
【０１２８】
また、本実施形態においては、ＬＵＴ生成処理において、色度による一次選抜を行った後、輝度による選抜を行うものとしたが、まず輝度による選抜を行ってから色度による選抜を行うようにしてもよい。
【０１２９】
その他、本発明が上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
【実施例】
【０１３０】
次に、本発明にかかる画像処理方法及び画像表示装置について、実施例を挙げて具体的に説明する。なお、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。
【０１３１】
本実施例においては、まず、胸腹部単純Ｘ線画像を撮影し、各種ＬＵＴを用いて変換処理を行った。そして、それらの取得された画像を、（株）ナナオ製の３メガピクセルカラー液晶モニタ（FA-2090）をγ＝2.2に調整して表示し、コニカミノルタセンシング（株）製の輝度計（LS-1000）を用いて、視野角2°で輝度及び色度を測定した。
【０１３２】
本実施例における各種ＬＵＴの、隣接Ｐ値における色度差（Δｘｙ）の最大値、Ｐ値がそれぞれ１６０１−１６３２、２６０１−２６３２、３６０１−３６３２のときの表示色の色度座標平均値と目標表示色の色度座標平均値の差、互いに隣接するＰ値から算出された色度ベクトルの形成する角度θの最大値を下記表１に示す。なお、入力信号値（Ｐ値）は０から４０９５までであった。
【０１３３】
【表１】
2008116558.tif 000009
【０１３４】
さらに、本実施例においては、上記のカラー液晶モニタ（FA-2090）に表示された胸腹部単純Ｘ線画像を観察し、横隔膜部での読影、骨部での読影を行って評価した。評価は、横隔膜部での読影、骨部での読影ともに、それぞれ、Ａ（極めて良好）、Ｂ（良好）、Ｃ（実用に堪える）、Ｆ（不良）の４段階で行った。評価結果を下記表２に示す。
【０１３５】
【表２】
2008116558.tif 000010
【０１３６】
表２に示すように、隣接するＰ値における表示色の色度差Δｘｙが、０．０１以下となるようなＬＵＴを用いてカラー画像データ群を生成した場合（表１及び表２中、実験１，３，４）には、横隔膜部での読影、骨部での読影ともに、Ａ（極めて良好）又はＢ（良好）の評価が得られた。
また、互いに隣接するＰ値から算出された色度ベクトルの形成する角度θの最大値が±９０度以下である場合（表１及び表２中、実験１から４）には、横隔膜部での読影、骨部での読影ともに、少なくともＣ（実用に堪える）以上の評価が得られた。さらに、互いに隣接するＰ値から算出された色度ベクトルの形成する角度θの最大値が±４５度以下である場合（表１及び表２中、実験１）には、横隔膜部での読影、骨部での読影ともに、Ａ（極めて良好）との評価が得られた。
【０１３７】
以上のように、本発明によれば、表示手段に表示される画像の表示色のうち、隣接するＰ値における表示色の色度差Δｘｙが、所定値以下となるようなＬＵＴを用いてカラー画像データ群を生成することにより、低輝度から高輝度までの広範な輝度領域に亘って、またこれらの境界部において良好なモノクロ画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】本実施形態における画像表示装置の正面図である。
【図２】本実施形態における画像表示装置の概略構成を示す要部ブロック図である。
【図３】本実施形態における候補色の範囲を示す説明図である。
【図４】本実施形態における候補色の具体例を示す図である。
【図５】本実施形態におけるテストパターンと表示特性の関係を示す説明図である。
【図６】本実施形態における標準表示関数の生成の説明図である。
【図７】本実施形態における輝度に基づく一次選抜を示す説明図である。
【図８】本実施形態における色度に基づく選抜を示す説明図である。
【図９】本実施形態における色度に基づく選抜を示す説明図である。
【図１０】図１０（ａ）は、従来例におけるＲＧＢデータの輝度と色度とを二次元で表した図である。図１０（ｂ）は、本実施形態におけるＲＧＢデータの輝度と色度とを二次元で表した図である。図１０（ｃ）は、図１０（ａ）をＣＩＥｘｙ色度図を用いて三次元的に表した図である。図１０（ｄ）は、図１０（ｂ）をＣＩＥｘｙ色度図を用いて三次元的に表した図である。
【図１１】本実施形態におけるモノクロ画像データをカラー表示画像データに変換するＬＵＴの一例を示す図である。
【図１２】本実施形態における表示画像データの色度の好ましい存在領域を示すＣＩＥｘｙ色度図である。
【図１３】図１３（ａ）から（ｄ）は、本実施形態における色度の目標値ｘ０，ｙ０と色度の許容色度差ΔｘｙとをＣＩＥｘｙ色度図上に模式的に表した図である。
【図１４】隣接する階調レベル間のＲＧＢデータの組み合わせにおける表示色の色度差との関係を示す図である。
【図１５】階調レベルのＲＧＢ表示画像データとこれに隣接又はその近傍に位置するＲＧＢ表示画像データの組み合わせとして選択した場合の各データの色度座標上の位置を示した図である。
【図１６】階調レベルのＲＧＢ表示画像データとこれに隣接又はその近傍に位置するＲＧＢ表示画像データの組み合わせとして選択した場合の各データの色度座標上の位置を示した図である。
【図１７】階調レベルごとのＲＧＢデータの組み合わせにおける表示色の色度座標を示す図である。
【図１８】目標色度と色度の平均値との関係を示した図である。
【図１９】目標色度と色度の平均値との関係を示した図である。
【図２０】本実施形態における画像表示方法を示すフローチャートである。
【図２１】階調レベルと目標色度に対する色度差ベクトルとの関係を示す図である。
【図２２】目標色度と目標色度に対する色度差ベクトルとの関係を示す図である。
【図２３】目標色度と目標色度に対する色度差ベクトルとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１３９】
１  画像表示装置
２  液晶パネル
３  液晶駆動部
４  バックライト
６  光学センサ
１０  制御部
１２  画像生成装置
１４  データ処理部
１６  ＬＵＴ生成部
【図１】
2008116558.tif 000011
【図２】
2008116558.tif 000012
【図３】
2008116558.tif 000013
【図４】
2008116558.tif 000014
【図５】
2008116558.tif 000015
【図６】
2008116558.tif 000016
【図７】
2008116558.tif 000017
【図８】
2008116558.tif 000018
【図９】
2008116558.tif 000019
【図１０】
2008116558.tif 000020
【図１１】
2008116558.tif 000021
【図１２】
2008116558.tif 000022
【図１３】
2008116558.tif 000023
【図１４】
2008116558.tif 000024
【図１５】
2008116558.tif 000025
【図１６】
2008116558.tif 000026
【図１７】
2008116558.tif 000027
【図１８】
2008116558.tif 000028
【図１９】
2008116558.tif 000029
【図２０】
2008116558.tif 000030
【図２１】
2008116558.tif 000031
【図２２】
2008116558.tif 000032
【図２３】
2008116558.tif 000033