(57)【要約】【課題】高階調数のモノクロ画像を低階調数のカラーディスプレイで表示する際において、階調数の低減に起因する階調変化のつぶれを防止できる画像表示を提供する。【解決手段】１階調の表示において、カラーディスプレイの有するサブピクセルを利用して、サブピクセルの１または２を１階調増加して表示すると共に、１階調増加するサブピクセルを、色と人間の輝度変化認識との関係に応じて選択することにより、前記課題を解決する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに色の異なるサブピクセルを含む複数のサブピクセルを１画素とするディスプレイによって、供給されたモノクロの原画像データよりも低階調数のモノクロ画像を表示する画像表示において、
適宜選択された画素については、各サブピクセルを１階調増加した際の表示の変化に応じて選択された前記サブピクセルの数−１のサブピクセルを、１階調増加した画像データで前記モノクロ画像を表示することを特徴とする画像表示方法。
【請求項２】
前記適宜選択された画素が、低階調数の画像データへの変換を適正に行なうことができない原画像データの画素である請求項１に記載の画像表示方法。
【請求項３】
前記サブピクセルの数−１のサブピクセルは、１階調の中で異なる表示を行ない、かつ、この表示の差異が略均等となるように選択される請求項１または２に記載の画像表示方法。
【請求項４】
前記ディスプレイが、赤のサブピクセル、緑のサブピクセル、および、青のサブピクセルの３つのサブピクセルを１画素とするディスプレイである請求項１〜３のいずれかに記載の画像表示方法。
【請求項５】
前記１階調の中での異なる表示の数が２の場合には、第１の表示では全てのサブピクセルを同じ画像データで表示を行ない、第２の表示では前記第１の表示において前記緑のサブピクセルを１階調増加した画像データで表示を行なう請求項４に記載の画像表示方法。
【請求項６】
前記１階調の中での異なる表示の数が３の場合には、第１の表示では全てのサブピクセルを同じ画像データで表示を行ない、第２の表示では前記第１の表示において前記赤のサブピクセルを１階調増加した画像データで表示を行ない、第３の表示では前記第１の表示において前記緑および青のサブピクセルを１階調増加した画像データで表示を行なう請求項４に記載の画像表示方法。
【請求項７】
前記１階調の中での異なる表示の数が４の場合には、第１の表示では全てのサブピクセルを同じ画像データで表示を行ない、第２の表示では前記第１の表示において前記赤のサブピクセルを１階調分増加した画像データで表示を行ない、第３の表示では前記第１の表示において前記緑のサブピクセルを１階調分増加した画像データで表示を行ない、第４の表示では前記第１の表示において前記緑および青のサブピクセルを１階調分増加した画像データで表示を行なう請求項４に記載の画像表示方法。
【請求項８】
周りの画素の原画像データを用いて前記適宜選択された画素の原画像データを処理すると共に、
この処理によって生じる画像データの端数に対応する階調と、前記サブピクセルの数−１のサブピクセルを１階調増加した際の前記表示の変化とが略一致するように、前記１階調増加するサブピクセルが選択される請求項１、２および４のいずれかに記載の画像表示方法。
【請求項９】
前記処理が、周りの画素の原画像データを用いて前記適宜選択された画素の原画像データを平均化する処理である請求項８に記載の画像表示方法。
【請求項１０】
互いに色の異なるサブピクセルを含む複数のサブピクセルを１画素とするカラーディスプレイと、
供給されたモノクロの原画像データを、この原画像データよりも低階調のモノクロ表示画像データに変換するモノクロ画像変換手段と、
前記モノクロ表示画像データに応じて前記カラーディスプレイに画像を表示させる駆動手段とを有し、
かつ、前記モノクロ画像変換手段は、適宜選択された画素については、各サブピクセルを１階調増加した際の表示の変化に応じて選択された前記サブピクセルの数−１のサブピクセルを、１階調増加して、前記モノクロ表示画像データに変換することを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＲや内視鏡等の医療用診断装置等で得られた画像を再生する画像表示の技術分野に属し、詳しくは、医療用診断装置等から供給された高階調のモノクロ画像を、低階調のカラーディスプレイで表示する際に、階調の低減に起因する画質劣化を大幅に低減できる画像表示方法および画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
富士写真フイルム社製のＦＣＲ（Fuji Computed Radiography)などのＣＲ、Ｘ線診断装置、マンモグラフィ等の医療用診断装置（以下、モダリティとする）で撮影あるいは読み取られたモノクロの診断画像は、通常、Ｘ線フィルムや感熱記録フィルム等の光透過性のフィルム記録媒体に再生され、シャーカステンと呼ばれる光源装置にセットされて、背後から光を照射されて観察され、診断が行なわれる。
これに対し、内視鏡、ＣＴ(Computerized Tomography)、ＭＲＩ(Magnetic Resonance Imaging)等のモダリティによるカラーの診断画像は、カラーのディスプレイに再生され、ディスプレイ上で観察／診断が行なわれるのが通常である。
【０００３】
ところが、近年では、ディスプレイ、画像処理技術、ネットワーク技術の進歩により、ＣＲ装置などの従来はフィルム記録媒体に再生されていたモダリティによる診断画像も、ディスプレイに転送／再生されて、観察／診断が行なわれるようになっている。
【０００４】
このようなモダリティによる画像を再生する医療用のディスプレイにおいて、通常は、ＣＲ装置等に対応するモノクロ画像用のディスプレイと、ＭＲＩ等に対応するカラー画像用のディスプレイとは、別々に用意されている。
ところが、近年のＤＩＣＯＭ(Digital Image and Communication in Medicine「医療用画像データや波形データ等の伝送規格」）の普及や画像ネットワークシステムの進歩により、医療現場でも画像ネットワーク化が進み、１台のカラーディスプレイに、異なる複数種のモダリティの画像を再生することが要求されている。
【０００５】
ところが、ＣＲやマンモグラフィ等によるモノクロ画像をカラーのディスプレイに再生すると、階調を十分に再生することができず、正確な診断を可能にする高画質な診断画像を表示することができないという問題が有る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Ｘ線や超音波などによって画像を撮影する、ＣＲやマンモグラフィ等のモダリティによる診断画像は、モノクロ画像である。
モノクロ画像は、階調のみで画像を表現する。すなわち、モノクロの診断画像では、階調成分に重要な診断情報が含まれている場合が多く、適正かつ正確な診断を行なうためには、高階調な画像が必要である。そのため、モノクロ画像を出力するモダリティの診断画像は、通常、１０ｂｉｔ以上の高階調の画像で、これに対応する階調分解能を有するディスプレイに再生される。
【０００７】
これに対し、ＭＲＩやＣＴによる診断画像は、カラー画像である。これらのカラー画像は、通常、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、およびＢ（青）の各８〜９ｂｉｔ程度の表示能力を有するディスプレイに再生される。
画像をディスプレイに表示する際には、当然、ディスプレイの表示能力に応じた階調数の画像データとする必要がある。従って、高階調数のモノクロの診断画像をカラーディスプレイに再生する場合には、表示画像の階調が少なくとも１０ｂｉｔから低い階調数に低減されてしまう。
このように、階調数を低減すると、ＣＲ等から出力された元のモノクロ画像では表現されていた階調が、ディスプレイの表示画像で表現できなくなってしまう。
【０００８】
一般的に、高階調数から低階調数への画像データの変換は、階調数の差（何倍か）に応じて、高階調数の画像データを除し、端数（小数点以下の数値）は切り捨てることで、行なわれる。例えば、１０ｂｉｔのモノクロ画像を９ｂｉｔのカラーによるモノクロ画像とする場合には、階調数は２倍であるので、モノクロ画像の画像データを２で除すと共に、割り切れない奇数の画像データは、端数を切り捨て、得られた同じ画像データを、Ｒ、Ｇ、およびＢの各サブピクセルに割り付け、この画像データに応じて、ディスプレイ１８の各画素を駆動する。
従って、図５に示すように、モノクロ画像の５１２および５１３の画像データはＲ，ＧおよびＢの各サブピクセル（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を（２５６，２５６，２５６）とし、同５１４および５１５の画像データはＲ，ＧおよびＢの各サブピクセル（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を（２５７，２５７，２５７）……として、Ｒ、ＧおよびＢの各サブピクセルを同じ画像データとして、９ｂｉｔのカラーの画像データによるモノクロ画像とする。
【０００９】
すなわち、この場合には、原画像であるモノクロ画像の奇数の階調を表現することができなくなってしまう。
このように、表現できない階調が発生すると、画像の階調に滑らかさが無くなってしまう。また、この表現できなくなってしまった階調に、重要な診断情報が含まれている可能性も高く、この場合には、誤診にもつながる重要な問題となる。
【００１０】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、ＣＲ等のモダリティから出力されたモノクロ画像をカラーのディスプレイに表示する場合等、高階調のモノクロ画像を、階調の低いカラーディスプレイに表示するに際し、階調の低下に起因する画質劣化を大幅に抑えることができる画像表示方法および画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の画像表示方法は、互いに色の異なるサブピクセルを含む複数のサブピクセルを１画素とするディスプレイによって、供給されたモノクロの原画像データよりも低階調数のモノクロ画像を表示する画像表示において、適宜選択された画素については、各サブピクセルを１階調増加した際の表示の変化に応じて選択された前記サブピクセルの数−１のサブピクセルを、１階調増加した画像データで前記モノクロ画像を表示することを特徴とする画像表示方法を提供する。
【００１２】
また、本発明の画像表示装置は、互いに色の異なるサブピクセルを含む複数のサブピクセルを１画素とするカラーディスプレイと、供給されたモノクロの原画像データを、この原画像データよりも低階調のモノクロ表示画像データに変換するモノクロ画像変換手段と、前記モノクロ表示画像データに応じて前記カラーディスプレイに画像を表示させる駆動手段とを有し、かつ、前記モノクロ画像変換手段は、適宜選択された画素については、各サブピクセルを１階調増加した際の表示の変化に応じて選択された前記サブピクセルの数−１のサブピクセルを、１階調増加して、前記モノクロ表示画像データに変換することを特徴とする画像表示装置を提供する。
【００１３】
このような本発明の画像表示方法および画像表示装置において、前記適宜選択された画素が、低階調数の画像データへの変換を適正に行なうことができない原画像データの画素であるのが好ましく、また、前記サブピクセルの数−１のサブピクセルは、１階調の中で異なる表示を行ない、かつ、この表示の差異が略均等となるように選択されるのが好ましく、さらに、前記ディスプレイが、赤のサブピクセル、緑のサブピクセル、および、青のサブピクセルの３つのサブピクセルを１画素とするディスプレイであるのが好ましい。
また、前記１階調の中での異なる表示の数が２の場合には、第１の表示では全てのサブピクセルを同じ画像データで表示を行ない、第２の表示では前記第１の表示において前記緑のサブピクセルを１階調増加した画像データで表示を行なうのが好ましく、もしくは、前記１階調の中での異なる表示の数が３の場合には、第１の表示では全てのサブピクセルを同じ画像データで表示を行ない、第２の表示では前記第１の表示において前記赤のサブピクセルを１階調増加した画像データで表示を行ない、第３の表示では前記第１の表示において前記緑および青のサブピクセルを１階調増加した画像データで表示を行なうのが好ましく、もしくは、前記１階調の中での異なる表示の数が４の場合には、第１の表示では全てのサブピクセルを同じ画像データで表示を行ない、第２の表示では前記第１の表示において前記赤のサブピクセルを１階調分増加した画像データで表示を行ない、第３の表示では前記第１の表示において前記緑のサブピクセルを１階調分増加した画像データで表示を行ない、第４の表示では前記第１の表示において前記緑および青のサブピクセルを１階調分増加した画像データで表示を行なうのが好ましい。
あるいは、周りの画素の原画像データを用いて前記適宜選択された画素の原画像データを処理すると共に、この処理によって生じる画像データの端数に対応する階調と、前記サブピクセルの数−１のサブピクセル（つまり、１画素が３つのサブピクセルを有する場合であれば、１つまたは２つのサブピクセル）を１階調増加した際の前記表示の変化とが略一致するように、前記１階調増加するサブピクセルが選択されるのが好ましい。この際において、前記処理が、周りの画素の原画像データを用いて前記適宜選択された画素の原画像データを平均化する処理であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成を有する本発明によれば、カラーのディスプレイでモノクロ画像を再生するに際し、カラーディスプレイが有するＲ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の各サブピクセルを利用すると共に、観察者が感じるＲ、ＧおよびＢの輝度変化に応じて、階調がリニアに変動するように各色のサブピクセルを１階調増加して、表示する画像の見かけ上の階調を向上することができる。
そのため、本発明によれば、例えば、ＣＲ等のモダリティから出力されたモノクロ画像をカラーのディスプレイに表示する場合のように、高階調のモノクロ画像を階調の低いカラーディスプレイに表示するに際し、階調を適正に再現して、階調の低下に起因する画質劣化を大幅に抑えることができ、例えば医療用の画像表示装置に利用することにより、階調が好適に再現された高画質なモノクロの診断画像を再生して、適正かつ正確な診断を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の画像表示方法および画像表示装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００１６】
図１に、本発明の画像表示方法を実施する、本発明の画像表示装置の一例を概念的に示す。
図１に示す画像表示装置１０（以下、表示装置１０とする）は、一例として、富士写真フイルム社製のＦＣＲ（Fuji Computed Radiography)などのＣＲ、Ｘ線診断装置、マンモグラフィ、内視鏡、ＣＴ(Computerized Tomography)、ＭＲＩ(Magnetic Resonance Imaging)等の医療用診断装置１２（以下、モダリティ１２とする）から出力された、医療用の診断画像を表示する表示装置であって、基本的に、画像処理手段１４と、駆動手段１６と、ディスプレイ１８とを有して構成される。
なお、本発明の表示装置１０は、この構成に限定はされず、電源部などの公知の画像表示装置が有している各種の部位を有してもよいのは、もちろんである。また、図示例においては、表示装置１０は、モダリティ１２から、直接的に、画像を取得しているが、本発明は、これに限定はされず、例えば、ＤＩＣＯＭ(Digital Image and Communication in Medicine「医療用画像データや波形データ等の伝送規格」）を利用して形成された画像ネットワークシステム（すなわち、表示装置１０が、この画像ネットワークシステムに組み込まれてもよい）や、表示装置１０が接続される（診断画像用のサーバ等、各種の部位から画像データを取得してもよいのは、もちろんである。
【００１７】
本発明の表示装置１０において、ディスプレイ１８には、特に限定は無く、互いに色の異なるサブピクセルを含む複数のサブピクセルで１画素（１ピクセル）を構成し、かつ、各サブピクセルを独立して変調駆動できるカラーのディスプレイであれば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等、公知のディスプレイが全て利用可能である。図示例においては、好ましい態様として、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、およびＢ（青）の３つのサブピクセルで１画素を構成するカラーのディスプレイであって、一例として、ディスプレイ１８は、９ｂｉｔの階調（５１２階調）で画像を表示するＬＣＤである。
なお、本発明は、Ｒ，ＧおよびＢの３つのサブピクセルで１画素を構成するカラーのディスプレイに限定はされず、他の色のサブピクセルで１画素を構成するものであってもよく、また、同じ色のサブピクセルを含んでもよく、さらに、２つ、もしくは４つ以上のサブピクセルで１画素を構成するディスプレイであってもよい。
駆動手段１６も、ディスプレイに応じた公知の駆動手段（ドライバ）であって、図示例においては、ＬＣＤ用の駆動手段である。
【００１８】
画像処理手段１４は、各種のモダリティ１２から出力された診断画像（診断画像の画像データ）に所定の画像処理を施して、ディスプレイ１８による表示に対応する画像とするものであり、例えば、コンピュータを利用して構成される。また、画像処理手段１４は、モノクロ画像変換手段２０を有する。
なお、画像処理手段１４は、表示装置１０全体の制御手段も兼ねており、図示した部材以外にも、マウスやキーボード等の操作手段等を有している。
【００１９】
画像処理手段１４で実施する画像処理には、特に限定はなく、各モダリティ１２に応じた階調特性の画像とする階調補正、色／濃度補正、画像の配列（ディスプレイ１８上における表示位置の割り振り）等、公知の医療用の表示装置で行なわれている画像処理の何れを行なってもよい。また、画像処理方法にも、特に限定は無く、公知の方法でよい。
【００２０】
ここで、ＣＲ、Ｘ線診断装置、マンモグラフィ等の１０ｂｉｔ以上のモノクロ画像を出力するモダリティ１２ａから供給された（モダリティ１２ａによる）モノクロ画像は、モノクロ画像変換手段１４（以下、変換手段１４とする）に供給される。画像処理手段１４は、このモノクロ画像を変換手段１４で９ｂｉｔでのカラー画像の表示に対応するモノクロ画像とした後、必要な画像処理を施して、駆動手段１６に出力する。あるいは、モダリティ１２ａから供給されたモノクロ画像は、必要な画像処理を施した後に、変換手段１４で変換し駆動手段１６に出力してもよく、また、幾つかの画像処理を行なった後に変換手段１４で変換し、さらに画像処理を施した後に駆動手段１６に出力してもよい。
他方、画像処理手段１４は、ＭＲＩ、ＣＴ、内視鏡等のカラーの画像を出力するモダリティ１２ｂから出力された（モダリティ１２ｂによる）カラー画像、および、９ｂｉｔ以下のモノクロ画像は、変換手段１４で処理することなく、必要な画像処理を施して、駆動手段１６に出力する。
【００２１】
変換手段２０は、ＣＲ、Ｘ線診断装置、マンモグラフィ等のモノクロ画像を出力するモダリティ１２ａから供給された１０ｂｉｔ（１０２４階調）以上のモノクロ画像を、カラーのディスプレイ１８での画像表示に対応する９ｂｉｔ（５１２階調）のモノクロ画像に変換するものである。
ここで、変換手段２０は、画像を単純にカラーディスプレイでの表示に対応するモノクロ画像に変換するのではなく、ディスプレイ１８が有するサブピクセル、および、色に応じた人間が感じる輝度の変化を利用して、９ｂｉｔ以上の階調表現が可能なモノクロ画像とする。
【００２２】
高階調数（高ｂｉｔ数）のモノクロ画像（以下、原画像ともいう）を、低階調数のカラー表示用のモノクロ画像（以下、表示画像ともいう）に変換する場合には、通常は、階調数の差（何倍か）に応じた数で原画像の画像データを除算して、Ｒ、ＧおよびＢの各サブピクセルに、除算結果の同じ数値を割り振る。ここで、当然、原画像からは、割り切れな画像データが生じるが、このようなデータは、端数（小数点以下の数値）を切り捨て、低階調数のカラーの画像データとする。
【００２３】
例えば、１０ｂｉｔの原画像を９ｂｉｔの表示画像とする場合には、原画像は表示画像の２倍の階調数であるので、原画像の画像データを２で除すと共に、割り切れない画像データ（すなわち奇数の画像データ）は、端数を切り捨て、得られた画像データを、ＲＧ、およびＢの各サブピクセルに割り付けて表示画像とし、表示画像に応じて、ディスプレイ１８の各画素を駆動する。
従って、前述の図５に示すように、原画像の５１２および５１３の画像データＲ，ＧおよびＢの各サブピクセル（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を（２５６，２５６，２５６）とし、同５１４および５１５の画像データはＲ，ＧおよびＢの各サブピクセル（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を（２５７，２５７，２５７）……として、Ｒ、ＧおよびＢの各サブピクセルを同じ画像データとして表示画像（９ｂｉｔのカラーの画像データによるモノクロ画像）とする。
すなわち、この際には、原画像の奇数の画像データは、適正に変換することができず、その階調は再現されない。
【００２４】
前述のように、ＣＲやＸ線診断装置のように、モノクロ画像の診断画像では、階調表現のみで画像を診断するため、１０ｂｉｔを超える高い階調数のモノクロ画像を出力する。ところが、このように、高階調のモノクロ画像を低階調のカラーディスプレイに表示する際には、前述のように、元のモノクロ画像の階調を十分に表現することができず、この表現できない階調に重要な情報が有った場合には、誤診をしてしまう可能性も有る。
すなわち、このような場合には、正確な診断を可能にする高画質な診断画像を表示することができないという問題が有る。
【００２５】
これに対し、本発明の表示装置１０においては、カラーのディスプレイ１８が有するＲ、ＧおよびＢの各サブピクセル、および、Ｒ、ＧおよびＢの各色における人間の目の感じ方の違いを利用することにより、ディスプレイ１８で表示する画像の階調数を、見かけ上、向上して、モダリティ１２ａから供給された原画像の階調を好適に再現した高画質な画像を表示する。
【００２６】
前述のように、通常、カラーのディスプレイ１８でモノクロ画像を表示する際には、Ｒ、ＧおよびＢの各サブピクセルを、同じ画像データで駆動する。例えば、１０ｂｉｔの５１３の画像データであれば、９ｂｉｔの（２５６，２５６，２５６）のカラーの画像データとする。また、２５６のグレーのＲ、ＧおよびＢの全サブピクセルが１階調ずつ上がって（２５７，２５７，２５７）となると、次の２５７のグレーとなる。
ここで、ディスプレイ１８の各サブピクセルは、独立して変調駆動することができる。これを利用して、Ｒ，ＧおよびＢのサブピクセルの内、１つまたは２つのサブピクセルの画像データを１プラスする（階調を１階調増加する、以下、単に１階調増加とする）ことにより、見かけ上の輝度を向上して、２５６と２５７の間で階調を表現できる。すなわち、１階調の間で、その画素における表示を変化させることができる。
【００２７】
一方、人間の目に感じる輝度の変化は、色に応じて異なる。従って、人間の目に感じる輝度の変化は、Ｒ、ＧおよびＢの各色でも異なり、概ねＲ：Ｇ：Ｂ＝１０：５：２と言われている。従って、駆動するサブピクセルを選択することにより、見かけ上の輝度の向上量（画像の変化量）を、選択／設定することができる。
すなわち、１階調の変化における見かけ上の輝度（階調）の変化は、どのサブピクセルを１階調増加するかによって異なり、（＋０，＋０，＋０）から（＋１，＋１，＋１）となる１階調の中で、（＋１，＋０，＋０）のように、Ｒのサブピクセルのみを１階調増加すれば、「５／１７＝０．２９」となり、見かけ上の輝度を０．２９階調分だけ増加することができる。従って、１階調増加するサブピクセルを１もしくは２つ、選択することにより、１階調における見かけ上の輝度を向上（すなわち１階調内で画像を変化）させ、階調数の減少によって表現できなくなってしまった階調（画像データ）に対応させることができる。
下記表１に、各サブピクセルを１階調増加した際における、各画素の１階調での見かけの輝度向上すなわち階調の変化量を、まとめて示す。なお、Ｒ，ＧおよびＢの下の１は各色のサブピクセルにおける１階調増加を示し、０は階調の増加が無いことを示している。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
前述のように、１０ｂｉｔの原画像（モノクロ画像）を９ｂｉｔのカラー表示する際には、奇数の画像データが表現できない。
この原画像の画像データは、９ｂｉｔの画像データでは１階調の中間（＋０．５階調）に相当するので、１階調内で１と１．５の２階調が表現できれば、１０ｂｉｔのモノクロ画像相当の画像を、９ｂｉｔのカラー表示で表現できる。
【００３０】
ここで、上記表に示すように、Ｇのサブピクセルのみ１階調増加することで、１画素の１階調における見かけ上の輝度を０．５９階調分だけ向上することができる。これを利用することにより、階調数を見かけ上２倍にして、かつ、１階調のほぼ中間の階調（０．５階調）を表現できる。
具体的には、原画像の５１２は（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の各サブピクセルを（２５６，２５６，２５６）、同５１３はＧのサブピクセルを１階調増加して（２５６，２５７，２５６）とする。また、同５１４は（２５７，２５７，２５７）で、同５１５はＧのサブピクセルを１階調増加して（２５７，２５８，２５７）とする。さらに、同５１６は（２５８，２５８，２５８）とし、同５１７はＧのサブピクセルを１階調増加して（２５８，２５９，２５８）とする。
これにより、原画像の５１３の画像データのディスプレイ上における見かけ上の輝度は約２５６．６、同５１５の見かけ上の輝度は約２５７．６、同５１７の見かけ上の輝度は２５８．６となる。すなわち、１０ｂｉｔのモノクロ画像を９ｂｉｔのカラーディスプレイにおけるモノクロ画像に変換する際に、従来の方法では表現できなかった、５１３、５１５、５１７等の奇数の画像データも表現することが可能なる。
【００３１】
前述のように、Ｒ、ＧおよびＢの各サブピクセルの組み合わせは、全部で６通りあるので、本発明によれば、最大、１階調の中で７つの階調に相当する輝度を表現でき、すなわち、表示画像の見かけ上の輝度表現を７倍まで増加でき、様々な階調数の変換に対応することができる。
【００３２】
例えば、１０ｂｉｔと８ｂｉｔでは、階調数が４倍異なる。
そのため、１０ｂｉｔの原画像（モノクロ画像）を８ｂｉｔのカラーディスプレイで表示する際には、１０ｂｉｔの５１２〜５１５までの４階調は、全て８ｂｉｔのカラー画像の（１２８，１２８，１２８）となり、また、同５１６〜５２０までは全て全て８ｂｉｔの（１２９，１２９，１２９）となるため、間の３階調が表現できなくなってしまう。すなわち、４で割り切れない１０ｂｉｔの画像データは、適正に変換できない。
【００３３】
ここで、原画像の５１３は８ｂｉｔの１２８．２５に、同５１４は１２８．５に、……、それぞれ相当するので、１階調で４つの階調が表現できれば、８ｂｉｔで１０ｂｉｔ相当の階調を表現でき、好ましくは、１階調の輝度を略均等に４分割するように、１階調増加するサブピクセルを選択すれば、１０ｂｉｔの各階調を好適に表現できる。
具体的には、Ｒのサブピクセルのみ１階調増加することで見かけ上の輝度を０．２９階調向上でき、Ｇのサブピクセルのみ１階調増加することで見かけ上の輝度を０．５９向上でき、さらに、ＧとＢのサブピクセルを１階調増加することで見かけ上の輝度を０．７１向上できるので、これを利用することにより、１０ｂｉｔのモノクロ画像を８ｂｉｔのカラーディスプレイで表示する際に、もとのモノクロ画像の階調を適正に表現できる。
【００３４】
従って、図３に示すように、原画像(Gray)の１０ｂｉｔの５１３であれば、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の各サブピクセルを（１２９，１２８，１２８）とすることにより、見かけ上の輝度を１２８．３にできる。また、同５１４であれば（１２８，１２９，１２８）とすることにより、見かけ上の輝度を１２８．６にできる。また、同５１５であれば（１２８，１２９，１２９）とすれば、見かけ上の輝度を１２８．７にできる。
従って、これによれば、１０ｂｉｔのモノクロ画像を８ｂｉｔのカラー画像で表現する際に、従来は表現できなかった５１３、５１４、５１５等の画像データ（階調）も表現することができ、元の１０ｂｉｔのモノクロ画像を好適に再現できる。
【００３５】
また、別の例としては、Ｒのサブピクセルを１階調増加することにより、見かけの輝度を０．２９向上でき、ＧおよびＢのサブピクセルを増加することにより、見かけの輝度を０．７１向上できる。
従って、これを利用することにより、１階調内で略均等に変化する３つの輝度を表現することができる。すなわち、これにより、ディスプレイの階調表現能力に対して、見かけ上の階調表現を３倍にすることができ、階調数の低減によって表現できなくなった画像データを、好適に表現することができる。
【００３６】
なお、１階調の中での輝度表現の増加量が多いほど、特に５以上の階調を表現すると、階調の滑らかさや色の変化等の点では不利ではある。しかしながら、とにかく階調が変化していることは表現でき、低階調数のカラーの画像表示で、見かけ上、非常に高い階調数の画像を表現できる。
【００３７】
表示装置１０においては、原画像の画像データと１階調増加するサブピクセルとの関係を示すＬＵＴ（ルックアップテーブル）を、例えば原画像と表示画像との階調数に応じて設定しておき、変換手段２０は、このＬＵＴを参照して、各画素の画像データに応じて、１階調増加するサブピクセルを設定し、原画像を表示画像に変換すればよい。
すなわち、この場合には、適正に変換できない画像データの画素が、適宜、選択された画素となる。
【００３８】
以上の例では、色毎に人間が感じる輝度の変化に応じて、１階調において輝度（画像）が均等に変化するように、１階調増加するサブピクセルを選択している。
しかしながら、このような選択を行なわなくても、１階調の中で、前記輝度変化とは無関係に選択したサブピクセルの１もしくは２つの階調を１つ上げることにより、ディスプレイの表示には何らかの輝度変化が生じ、すなわち表示する画像は変化する。従って、これによっても、適正に変換できなかった画像データを表現できる。
【００３９】
例えば、図３（Ａ）に示すように、１０ｂｉｔのモノクロ画像を９ｂｉｔのカラー表示におけるモノクロ画像とする際に、原画像の奇数の画像データは、Ｂのサブピクセルのみ１階調増加する。すなわち、原画像の５１２の画像データは、通常に変換して９ｂｉｔの（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の（２５６，２５６，２５６）の画像データとし、同５１３は（２５６，２５６，２５７）とする。また、原画像の５１４の画像データは、通常に変換して９ｂｉｔの（２５７，２５７，２５７）の画像データとし、同５１５は（２５７，２５７，２５８）とする。
あるいは、図３（Ｂ）に示すように、１０ｂｉｔのモノクロ画像を９ｂｉｔのカラー表示におけるモノクロ画像とする際に、原画像の奇数の画像データは、ＲおよびＧのサブピクセルを１階調増加する。すなわち、原画像の５１２の画像データは、通常に変換して９ｂｉｔの（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の（２５６，２５６，２５６）の画像データとし、同５１３は（２５７，２５７，２５６）とする。また、原画像の５１４の画像データは、通常に変換して９ｂｉｔの（２５７，２５７，２５７）の画像データとし、同５１５は（２５８，２５８，２５７）とする。
【００４０】
図３（Ａ）に示す方法によれば、原画像の奇数の画像データは、対応する偶数の画像データに比して０．３階調分だけ輝度を向上（画像が変化）する。他方、図３（Ｂ）に示す方法によれば、原画像の奇数の画像データは、対応する偶数の画像データに比して０．７階調分だけ輝度を向上する。従って、何れの方法でも、原画像の奇数の画像データも、好適に階調を表現することができる。
どのサブピクセルを１階調向上するかは、例えば、近傍の画素を調査して、自然な輝度変化となるように、適宜、選択してもよく、あるいは、モダリティの種類や画像の種類に応じて、適宜、選択してもよい。
【００４１】
以上の例では、１画素における１階調の中で、どのサブピクセルを１階調増加するかを、予め選択／設定しておくが、本発明の別の態様では、原画像の適正に変換できない画像データの画素に関しては、周囲の画素を用いて処理、以下の例においては好ましい一例として周囲の画素との平均値を算出し、その平均値に応じて、前記表１を用いて、見かけの輝度向上が最も近くなるように、１階調増加するサブピクセルを選択する。
【００４２】
一例として先と同様に、１０ｂｉｔのモノクロ画像（原画像）を、９ｂｉｔのカラー表示におけるモノクロ画像（表示画像）とする場合で説明する。
原画像が図４（Ａ）に示すような画像であった際に、共に画像データが５１３である画素ａおよび画素ｂに注目する。前述の例では、この際においては、適正に変換できない原画像の奇数の画像データは、Ｇのサブピクセルのみを１階調向上する。従って、原画像の５１３の画像データは、９ｂｉｔの（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の（２５６，２５７，２５６）に変換される。従って、画素ａおよび画素ｂは、表示画像は、共に（２５６，２５７，２５６）となる。
この例では、２５６の画像データにおいてＧのサブピクセルを１階調増加するので、図４（Ｂ）に、画素ａおよびｂを「２５６＋Ｇ」で表す。
【００４３】
ここで、画素ａおよび画素ｂは、共に、画像のエッジ部（辺縁部）に相当すると考えられるが、画素ａの周辺は５１２の画素が多く、画素ｂの周辺は５１３の画素が多い。すなわち、同じ５１３の画像データであっても画素ａは、実際には５１２に近い画像データであり、画素ｂは実際には５１３に近い画像データであると考えられる。
このような画像データを、より好適に表現するために、本例においては、適正に変換できない画素に関しては、周辺画素との平均を算出し、この平均値を変換した画像データに近くなるように、１階調向上するサブピクセルを選択する。
【００４４】
画素ａの画像データは５１３であり、その周辺８画素の画像データは、５１２が６つで５１３が３つである。従って、画素ａの周辺画素との平均値は「（５１２×６＋５１３×３）／９＝５１２．３」となる。
この１０ｂｉｔの５１２．３を９ｂｉｔに変換すると、５１２．３／２＝２５６．１５となる。すなわち８ｂｉｔの２５６に、平均化による端数（小数点以下の数値）となる０．１５階調分を増加することで、このモノクロ画像を表現できる。前記表１に示されるように、見かけ上の輝度向上が０．１５に最も近いのは、Ｂのサブピクセルのみを１階調増加した場合（０．１２）である。
従って、この際には、画素ａはＧではなくＢのサブピクセルを１階調増加して、（２５６，２５６，２５７）とすることにより、すなわち、図４（Ｃ）に示すように「２５６＋Ｂ」とすることにより、実際の画像に近いものとできる。
【００４５】
他方、画素ｂの画像データは５１３であり、その周辺８画素の画像データは、５１２が２つで５１３が６つである。従って、画素ａの周辺画素との平均値は「（５１２×２＋５１３×７）／９＝５１２．８」となる。
この１０ｂｉｔの５１２．８を９ｂｉｔに変換すると、５１２．８／２＝２５６．４となる。すなわち８ｂｉｔの２５６に、０．４階調増加することで、このモノクロ画像を表現できる。前記表１に示されるように、見かけ上の輝度向上が０．４に最も近いのは、ＲおよびＢのサブピクセルを１階調増加した場合（０．４）である。
従って、この際には、画素ａはＧではなくＲおよびＢのサブピクセルを１階調増加して、（２５７，２５６，２５７）とすることにより、すなわち、図４（Ｃ）に示すように「２５６＋ＲＢ」とすることにより、実際の画像に近いものとできる。
【００４６】
このように、適正に変換できない画像データは周囲８画素との平均値を算出し、この平均値を低階調数の画像データに変換すると共に、この平均値の端数（小数点以下）に応じて、それぞれの見かけ上の輝度アップを考慮して１階調増加するＲ、ＧおよびＢのサブピクセルを選択することにより、この画素の画像を、より実際に近い階調とすることができ、さらに、画像の階調を滑らかに表現することが可能となる。
【００４７】
以上の例では、階調数の低減に際して適正に変換できなかった原画像の画像データの画素のみを、周囲の画素を用いて平均化したが、本発明は、これに限定はされず、全ての画素について、周囲の画素を用いて平均化し、同様に、その平均値に応じて、前記表１を用いて、見かけの輝度向上が最も近くなるように、１階調増加するサブピクセルを選択してもよい。すなわち、この場合には、全ての画素が適宜選択された画素となる。
前述の適正に適正に変換できない画像データの画素のみ平均化する態様では、適正に変換できる画素の階調（すなわち原画像の画像データ）を保証できるので、元来、階調の異なる近隣画素が同じ階調となる等の不都合を防止して、階調変化の情報を損なうことを確実に防止できる利点がある。
対して、全ての画素を平均化する態様では、上記保証は無くなるものの、階調変化をより滑らかにできる利点が有る。
【００４８】
以上の例では、適宜選択された画素について、周囲の画素を用いた平均化を行なって、１階調増加するサブピクセルを選択しているが、本発明において、周辺画素を用いた画素の処理は、これに限定はされない。
例えば、選択された画素について、自身を含む周辺画素の最大値（最大画像データ）および最小値（最小画像データ）を検出し、［（最大値−最小値）／２］を算出、すなわち中間値を算出し、前記平均値をこの中間値と置き換えて、先と同様の処理を行なうようにしてもよい。
【００４９】
なお、このように周囲の画素を用いて平均化等の処理を行なう態様において、処理によって得られた平均値や中間値などの値（以下、便宜的に処理値とする）の端数に応じて１階調増加するサブピクセルの選択は、例えば、予め、処理値の端数と、１階調増加するサブピクセルとの関係を示したＬＵＴ（ルックアップテーブル）を作成しておき、処理値を算出した後に、このＬＵＴを参照して、対象となる画素において１階調増加するサブピクセルを選択すればよい。
【００５０】
ここで、このような周辺画素を用いて平均化等の処理を行なう方法では、周辺の画素の画像データによっては、処理値と、従来の階調数の変換によって得られる画像データとで、整数部が異なってしまう場合が有る（以下、この従来の階調数の変換によって得られる画像データを、便宜的に「切捨値」と称する）。また、処理値と切捨値とが、小数点部を含めて全く同じ数値となってしまう場合も有る。
このように、整数部が変化してしまう領域は、近傍の階調変化が大きい領域であり、単純な処理では、適正な階調変化が得られない可能性が高い。
このような不都合を解消し、かつ、見かけ上の輝度向上が０にならないようにするために、処理値と切捨値との関係に応じて、見かけ上の輝度向上（１階調内における階調の向上）に制限を加えるのが好ましい。
【００５１】
具体的には、処理値が、切捨値と取り得る見かけの輝度向上の最小値との合計よりも小さい場合（処理値＜切捨値＋取り得る見かけの輝度向上の最小値）には、処理値ではなく、「切捨値＋取り得る見かけの輝度向上の最小値」を採用する。すなわち、「取り得る見かけの輝度向上の最小値」とは、表１におけるＢのサブピクセルのみを１階調向上した場合の０．１２であるので、その画素においては、表示画像として、Ｂのサブピクセルのみを１階調向上した画像データを採用する。
また、処理値が、切捨値と取り得る見かけの輝度向上の最大値との合計よりも大きい場合（処理値＞切捨値＋取り得る見かけの輝度向上の最大値）には、処理値ではなく、「切捨値＋取り得る見かけの輝度向上の最大値」を、その画素の表示画像の画像データとして採用する。なお、「取り得る見かけの輝度向上の最大値」とは、表１におけるＧおよびＲのサブピクセルを１階調向上した場合の０．８８であるので、その画素においては、表示画像として、ＧおよびＲのサブピクセルを１階調向上した画像データを採用する。
これ以外の場合には、上述のように、処理値（その端数）に応じて、１階調増加するサブピクセルを選択する。
【００５２】
前述のように、ＭＲＩやＣＴや内視鏡などのカラー画像を出力するモダリティ１２ｂから画像が供給された場合には、画像処理手段１４は、画像を変換手段２０で処理せずに、所定の画像処理のみを施して、処理済の画像を駆動手段１６に供給する。
駆動手段１６は、供給された画像に応じてディスプレイ１８を駆動して、カラーの画像を表示する。
【００５３】
他方、ＣＲやＸ線診断装置などの高階調なモノクロ画像を出力するモダリティ１２ａから画像が供給された場合には、画像処理手段１４は、変換手段２０で原画像を９ｂｉｔの表示画像に変換する。画像処理手段１４は、次いで、９ｂｉｔとした表示画像に所定の画像処理を施して、処理済の画像を駆動手段１６に供給する。
駆動手段１６は、同様に、供給された画像に応じてディスプレイ１８を駆動して、カラーの画像を表示する。
ここで、変換手段２０では、ディスプレイ１８のサブピクセルを利用し、かつ、人間の各色に対する輝度変化を考慮して、原画像を９ｂｉｔに変換する。例えば、１０ｂｉｔの原画像を９ｂｉｔにする際には、適正に変換できない奇数の画像データは、Ｇのサブピクセルを１階調増加して、見かけ上の輝度を０．５９階調分増加して表示する（０．５９階調分、画像を変化させる）。従って、ディスプレイ１８に表示された画像は、９ｂｉｔであるにも関わらず、１０ｂｉｔの原画像の階調を好適かつ滑らかに再現した、高画質な画像であり、適正かつ正確な診断が可能である。
【００５４】
以上、本発明の画像表示方法および画像表示装置について詳細に説明したが、本発明は、これに限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんである。
【００５５】
例えば、以上の例は、本発明を医療用の診断画像に利用した例であるが、本発明は、これに限定はされず、これ以外にも、各種の画像表示に利用可能である。
しかしながら、画像データの供給源から供給された高階調数のモノクロ画像を、階調数の低いからーのディスプレイで表現できるという特性は、前述のように、１０ｂｉｔ以上の高階調のモノクロ画像を出力するモダリティによる診断画像の表示には、特に好適であり、すなわち、本発明は、医療用の診断画像表示装置には、特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の画像表示装置の一例の模式図である。
【図２】本発明の画像表示方法を説明するための概念図である。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、１０ｂｉｔのモノクロ画像を９ｂｉｔのカラーのモノクロ画像とする際の一例の概念図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は、本発明の画像表示方法の別の例を説明するための概念図である。
【図５】従来の画像表示方法を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  画像表示装置
１２  モダリティ（医療用診断装置）
１４  画像処理手段
１６  駆動手段
１８  ディスプレイ
２０  （モノクロ画像）変換手段
【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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