(57)【要約】【課題】医用画像表示用モニタのキャリブレーションを効率的に精度良く行う医用画像表示用モニタのキャリブレーション方法及びキャリブレーションプログラムを提供する。【解決手段】画像処理装置によって実行されるキャリブレーション方法であって、医用画像を表示するための画像表示装置に表示されたテストパターンの表示特性の合否判断を行う表示特性検査工程と、前記表示特性検査工程の合否判断に応じて表示されるキャリブレーション点数の候補群より選択された所要の点数を選択するキャリブレーション点数選択工程と、前記キャリブレーション点数選択工程により決定された前記キャリブレーション点数分の測定回数でテストパターンの表示特性を測定して変換則を算出する変換則算出工程と、を含む。【選択図】図７
2008168044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像処理装置によって実行されるキャリブレーション方法であって、
医用画像を表示するための画像表示装置に表示されたテストパターンの表示特性の合否判断を行う表示特性検査工程と、
前記表示特性検査工程の合否判断に応じて表示されるキャリブレーション点数の候補群より選択された所要の点数を選択するキャリブレーション点数選択工程と、
前記キャリブレーション点数選択工程により決定された前記キャリブレーション点数分の測定回数でテストパターンの表示特性を測定して変換則を算出する変換則算出工程と、
を含むことを特徴とするキャリブレーション方法。
【請求項２】
前記変換則算出工程が終了した後、自動的に前記表示特性検査工程が繰り返されることを特徴とする請求項１に記載のキャリブレーション方法。
【請求項３】
前記キャリブレーション点数は、自動的に選択されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のキャリブレーション方法。
【請求項４】
前記キャリブレーション点数は、低輝度部でのキャリブレーション点数が高輝度部でのキャリブレーション点数よりも多くなるように設定されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のキャリブレーション方法。
【請求項５】
前記キャリブレーション点数は、コントラスト応答の悪い範囲でのキャリブレーション点数が、他の範囲でのキャリブレーション点数よりも多くなるように設定されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のキャリブレーション方法。
【請求項６】
医用画像を表示するための画像表示装置と、
前記画像表示装置に表示されたテストパターンの表示特性の合否判断を行う表示特性検査手段、前記表示特性検査手段の合否判断に応じて表示されるキャリブレーション点数の候補群より所要の点数を選択するキャリブレーション点数選択手段、前記キャリブレーション点数選択手段により決定された前記キャリブレーション点数分の測定回数でテストパターンの表示特性を測定して変換則を算出する変換則算出手段、を有する画像処理装置と、
を備えることを特徴とするキャリブレーションシステム。
【請求項７】
コンピュータに、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像表示装置のキャリブレーション方法を実行させることを特徴とするコンピュータで読み取り可能なキャリブレーションプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリブレーション方法、キャリブレーションシステム及びキャリブレーションプログラムに係り、特に、医用画像を表示するための画像表示装置のキャリブレーション方法、キャリブレーションシステム及びキャリブレーションプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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ていた。
しかし、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。
【０００３】
また、近年、医用画像のデジタル化に伴いモニタ診断が普及しつつある。
このようなモニタ診断に用いるモニタは所定の画質が保たれている必要があり、特にモノクロ画像を表示する際には、その階調特性が医療画像情報分野における規格の１つであるＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）Ｐａｒｔ１４  ＧＳＤＦ（Grayscale Standard Display Function）に準拠していることが望ましい。
また、モニタ診断には、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）モニタ等に比べて小型で消費電力が少なく、鮮鋭性が高いという利点から液晶モニタが使用されるようになってきている。しかしながら、液晶モニタは、バックライトの輝度変化や液晶パネルの特性変化などにより、表示特性が変動しやすいという問題が見られた。
【０００４】
そこで、このような問題を解決するため、モニタの最高輝度、最低輝度、ガンマカーブ及び色度をセンサを用いて厳密に設定する、いわゆるキャリブレーションが行われており、その運用に関しては一定の規格も確立されつつある（例えば、非特許文献１及び２参照）。
医用画像では、診断精度をあげるため画像キャリブレーションを正確に行う必要があり、キャリブレーション点数を多くするなどの手法が用いられている。また、キャリブレーションを行う際に、ＣＲ、ＣＴ、及び内視鏡画像等の用途に応じたキャリブレーションモードを選択する等の機能が付加されている。
【非特許文献１】医用画像表示用モニタの品質管理に関するガイドライン
【非特許文献２】American Association of Physicists in Medicine, Task Group 18
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、用途に応じてキャリブレーションを選択する方式では正確な画像表示ができず診断精度が低下するという問題を有している。また、診断精度を上げるためキャリブレーション点数を多くしすぎとキャリブレーション自体に時間がかかり過ぎてしまい非効率となるという問題を有している。
【０００６】
本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、医用画像表示用モニタのキャリブレーションを効率的に精度良く行う医用画像表示用モニタのキャリブレーション方法、キャリブレーションシステム及びキャリブレーション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】
【０００７】
前記目的を達成するために、請求項１に記載のキャリブレーション方法は、
画像処理装置によって実行されるキャリブレーション方法であって、
医用画像を表示するための画像表示装置に表示されたテストパターンの表示特性の合否判断を行う表示特性検査工程と、
前記表示特性検査工程の合否判断に応じて表示されるキャリブレーション点数の候補群より選択された所要の点数を選択するキャリブレーション点数選択工程と、
前記キャリブレーション点数選択工程により決定された前記キャリブレーション点数分の測定回数でテストパターンの表示特性を測定して変換則を算出する変換則算出工程と、
を含むことを特徴とする。
ここで、「キャリブレーション点数」とは、テストパターンを表示させて輝度を測定する際の、輝度の異なるテストパターンの数であり、テストパターンを表示させるための異なるＲＧＢ値の組合せ数である。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、キャリブレーション点数を、画像表示装置の輝度に応じて設定できるようになっている。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記変換則算出工程が終了した後、自動的に前記表示特性検査工程が繰り返されることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、自動的に前記表示特性検査工程を再度行うようになっている。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、
前記キャリブレーション点数は、自動的に選択されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、表示特性検査工程の結果に応じて最適なキャリブレーション点数が自動的に選択されるようになっている。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、
前記キャリブレーション点数は、低輝度部でのキャリブレーション点数が高輝度部でのキャリブレーション点数よりも多くなるように設定されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、低輝度部でのキャリブレーション点数が高輝度部でのキャリブレーション点数よりも相対的に多くなるようになっている。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、
前記キャリブレーション点数は、コントラスト応答の悪い範囲でのキャリブレーション点数が、他の範囲でのキャリブレーション点数よりも多くなるように設定されていることを特徴とする。
ここで、「コントラスト応答の悪い範囲」とは、コントラスト応答の評価値の標準値に対する偏差が大きい輝度範囲をいう。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、コントラスト応答の悪い範囲でのキャリブレーション点数が、他の範囲でのキャリブレーション点数より相対的に多くなるようになっている。
【００１７】
また、請求項６に記載のキャリブレーションシステムは、
医用画像を表示するための画像表示装置と、
前記画像表示装置に表示されたテストパターンの表示特性の合否判断を行う表示特性検査手段、前記表示特性検査手段の合否判断に応じて表示されるキャリブレーション点数の候補群より所要の点数を選択するキャリブレーション点数選択手段、前記キャリブレーション点数選択手段により決定された前記キャリブレーション点数分の測定回数でテストパターンの表示特性を測定して変換則を算出する変換則算出手段、を有する画像処理装置と、
を備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、キャリブレーションの点数を、モニタの輝度に応じて設定できるようになっている。
【００１９】
また、請求項７に記載のコンピュータで読み取り可能なキャリブレーションプログラムは、
コンピュータに、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像表示装置のキャリブレーション方法を実行させることを特徴とする。
【００２０】
請求項７に記載の発明によれば、コンピュータに、モニタの輝度に応じてキャリブレーションの点数を設定できるようなキャリブレーション方法を実行させる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の発明によれば、キャリブレーションの点数を選択できるので、測定精度と時間をユーザの都合に応じて設定することができ、過不足のない精度を最短時間で実現することが可能である。
【００２２】
請求項２に記載の発明によれば、自動的に前記表示特性検査工程を再度行うため、より精度よいキャリブレーションを行うことができ、医用画像の診断性能を向上させることが可能である。
【００２３】
請求項３に記載の発明によれば、キャリブレーション点数を自動的に選択するため的確な精度でキャリブレーションを行うことができるとともに、ユーザの手間を省くことが可能である。すなわち、医用画像表示用モニタとして適切な画像を効率良くかつ高精度に得るためのキャリブレーションが可能である。
【００２４】
請求項４に記載の発明によれば、低輝度部でのキャリブレーション点数が高輝度部でのキャリブレーション点数よりも相対的に多くなるようになっているため、より精度よいキャリブレーションを行うことができ、医用画像の診断性能を向上させることが可能である。
【００２５】
請求項５に記載の発明によれば、コントラスト応答の悪い範囲でのキャリブレーション点数が、他の範囲でのキャリブレーション点数より相対的に多くなるようになっているため、より精度よいキャリブレーションを行うことができ、医用画像の診断性能を向上させることが可能である。
【００２６】
請求項６に記載の発明によれば、上記と同様の効果を得ることが可能となる。
【００２７】
請求項７に記載の発明によれば、上記と同様の効果を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係るキャリブレーションシステムについて図面を参照して説明する。但し、発明の範囲は図示例に限定されない。
【００２９】
[第１実施形態]
図１は、本実施形態に係る画像表示装置２及び画像処理装置３からなるキャリブレーションシステム１の正面図であり、図２はキャリブレーションシステム１の概略構成を示すブロック図である。
【００３０】
画像表示装置２は、例えば、医療用診断装置のモニタである。画像表示装置２には、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））４と、表示部を駆動させる表示駆動部としての液晶駆動部５とが備えられている。
本実施形態に適用可能な液晶パネル４の種類は特に限定されず、また、液晶駆動部５が液晶パネル４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。なお、本実施形態においては、液晶パネル４は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８ビット（２５６段階）の階調を再現することが可能である。
なお、本実施形態では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色からなる液晶パネルを用いているが、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色に限定されるものではなく、例えば、黄色（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色でもよい。また、４色以上でもよく、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場合に限らず、複数色の光源を切り替えて多色表示する画像表示装置にも適用可能である。
【００３１】
また、画像表示装置２は非観察側から液晶パネル４に光を照射するバックライト６を備えている。バックライト６は、液晶パネル４を照射するに足りる光を提供し得るものであれば良く、例えば、ＬＥＤ、冷陰極蛍光管、熱陰極蛍光管、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の表示であることが好ましい。
【００３２】
また、画像表示装置２には、液晶パネル４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７が備えられている。測定手段７の測定値は、センサ信号Ｓｓとして後述する制御部９のセンサ信号入力部１２に出力されるようになっている。測定手段７は液晶パネル４の種類に応じて輝度計や色度計などの公知のカラーセンサを用いることができる。また、図示の測定手段７は接触型センサであるが非接触型センサを用いても良く、測定する手段の如何は問わない。さらに、測定手段７の装置構成については、画像表示装置２に内蔵されていても外付けされていても適用可能である。
測定手段７は、後述するセンサ信号入力部１２に接続されており、液晶パネル４に表示させるテストパターンが切り変わる毎に、表示される表示特性を測定し、測定結果をセンサ信号入力部１２に出力するようになっている。
【００３３】
液晶パネル４の表示特性とは、液晶パネル４に入力する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／又は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。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。
【００３４】
輝度及び／又は色度に関する情報は、液晶パネル４のターゲット領域Ｔにテストパターンを表示して測定手段７を用いて所定のタイミングで測定しても良いし、工場出荷時に液晶パネル４にテストパターンを表示して測定した結果を記憶しておいても良い。また、個々の表示装置に対する測定結果を用いずに、ＲＢＧ値に対する輝度及び／又は色度に関する情報の対応関係を所定の変換式として記憶しておいても良い。
【００３５】
測定手段７が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は、特に制限は無いが、本実施形態においては液晶パネル４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。測定手段７は画像表示装置２にオンライン接続されているが、例えば、画像表示装置２とオンライン接続されていない測定手段７を用いて表示特性を測定し、その結果をキーボード等の入力手段を介して画像表示装置２に入力することとしても良い。
【００３６】
画像表示装置２には例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の画像処理装置３が接続されている。画像処理装置３には、図２に示すように、液晶駆動部５等を制御する制御部９、制御部９と外部機器とを接続するインターフェース（１／Ｆ）１０、及びマウス等を備えて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）が設けられている。
【００３７】
インターフェース１０には、外部機器としての画像生成装置１１が接続されている。画像生成装置１１は、例えば、１２ビットのモノクロ画像データ等を供給し、インターフェース１０にモノクロ画像データの入力信号（以下、「Ｐ値」という）が入力されるようになっている。画像生成装置１１としては特に制限は無いが、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を行う装置がある。
【００３８】
なお、本実施形態におけるキャリブレーションシステム１の画像処理装置３は、画像表示装置２の液晶パネル４に画像データを供給するものであり、外部機器である画像生成装置１１の一部として構成されてもよい。
【００３９】
制御部９には、ＣＰＵ８、図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）、センサ信号入力部１２、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（図２において「ＦＭ２」とする）１５、ＬＵＴ生成部１６、変換手段記憶部１７、及び本発明に係る処理を行うキャリブレーションプログラム及び各種処理プログラムが記憶された記憶部１８が備えられている。ＣＰＵ８は、このキャリブレーションプログラム及び各種処理プログラムとの協働により画像処理装置３の各部の動作を統括的に制御し、液晶パネル４に画像データを表示させて液晶パネル４の表示特性の合否判断を行う表示特性検査手段として機能するものである。また、ＣＰＵ８は、合否判断を行うためのデータ処理を実行し、このデータに基づいてキャリブレーション点数を選択するキャリブレーション点数選択手段として機能するものである。「キャリブレーション点数」とは、テストパターンを表示させて輝度を測定する際の、輝度の異なるテストパターンの数であり、テストパターンを表示させるための異なるＲＧＢ値の組合せ数である。
【００４０】
記憶部１８は、前記のように、本発明に係る処理を行うキャリブレーションプログラムや各種コンピュータプログラム、及びデータ等を記憶するものである。具体的には、この記憶部１０には、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。）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。
【００４１】
なお、記憶部１８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。
【００４２】
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を外部の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１８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２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。
【００４３】
変換手段記憶部１７には、測定手段７により測定された液晶パネル４の表示光の階調レベル値及び輝度に基づき標準の階調レベル値を変換する変換手段等が記憶されている。変換手段とは、液晶パネル４の表示光の階調レベル値及び測定輝度に基づき標準の階調レベル値及び輝度を変換するルックアップテーブル（以下、「補正ＬＵＴ」と称する。）であって、予め作成されて変換手段記憶部１７に記憶されるものである。
【００４４】
センサ信号入力部１２には、前述のように測定手段７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１２に入力されたセンサ信号ＳｓはＣＰＵ８により適宜処理される。
【００４５】
また、第１フレームメモリ１３は、インターフェース１０を介して画像生成装置１１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。
【００４６】
ＬＵＴ生成部１６は、前記したキャリブレーション点数選択手段により決定された所定の点数に基づいて表示された画像データの画像信号Ｓｓをセンサ信号入力部１２より読み出して、キャリブレーションを行うための変換則としてのＬＵＴ１９を算出する変換則算出手段として機能するものである。
また、ＬＵＴ生成部１６は、液晶パネル４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）に変換するためのモノクロ多階調化ＬＵＴを生成するものである。
【００４７】
また、ＬＵＴ生成部１６は、後述するテストパターン保持部２０を有している。ＬＵＴ生成部１６はデータ処理部１４に接続されており、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２の工場出荷時や一定期間経過毎に液晶パネル４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。
【００４８】
データ処理部１４は、ＬＵＴ生成部１６にて生成されたＬＵＴ１９を格納するものである。
また、データ処理部１４は、第１フレームメモリ１３から入力された１チャンネルの入力信号Ｓｉを、ＲＧＢの３チャンネルの表示信号Ｓｐに変換する。具体的には、データ処理部１４は入力されたモノクロ画像データを、データ処理部１４に格納されたＬＵＴ１９及び予め記憶されたモノクロ多階調化ＬＵＴに基づいてＲＧＢ値にデータ分配してＲＧＢ画像データに変換するようになっている。  
【００４９】
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５に出力するものである。
【００５０】
テストパターン保持部２０は、液晶パネル４にテストパターンを表示させる複数のベタ画像データ（ＲＧＢ値）を保持している。
本実施形態においては、テストパターン表示するためのデータとしてＲＧＢ値が等値である２５６種の組合せの全部またはその一部を用いているが、テストパターン表示させるためのＲＧＢ値は等値でなくてもよい。
【００５１】
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を測定手段７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。
テストパターンのＲＧＢ値に対する測定輝度値と後述する標準輝度値に基づいて１チャンネルのモノクロ画像信号値を３チャンネルのＲＧＢ値に変換する変換則としてのＬＵＴが生成され、データ処理部１４に記憶される。
【００５２】
次に、本実施形態におけるキャリブレーション方法について説明する。
本発明に係るキャリブレーション方法は、画像表示装置２に表示されたテストパターンの表示特性の合否判断を行う表示特性検査工程と、表示特性検査工程の合否判断に応じて表示されるキャリブレーション点数の候補群より所要の点数を選択するキャリブレーション点数選択工程と、キャリブレーション点数選択工程により決定されたキャリブレーション点数でテストパターンの表示特性を測定してキャリブレーションを行うための変換則を算出する変換則算出工程と、に大別される。
【００５３】
以下、前記各工程について図３から図７を参照して説明する。
【００５４】
まず、表示特性検査工程において、記憶部１８に格納されたキャリブレーションプログラムが実行され、図３に示すようなメニュー選択画面を液晶パネル４に表示させる。メニュー選択画面には、「受入試験」、「不変性試験」等の各種メニューが表示される。次に、ユーザにマウス等の入力部から「不定性試験（定期試験）」を選択させる。これにより液晶パネル４に図４に示すような各種の不定性試験の定期試験に該当する試験項目の表示された定期試験メニュー選択画面を表示させる。そして、ユーザに同様に「階調特性」を選択させることで表示特性検査工程を開始する指示が制御部９に入力される（図６；ＳＴＡＲＴ）。
【００５５】
ここで、受入試験とは、機器を設置運用する前に、定められた仕様に適合していることを確認するために行なわれる試験のことである。設置運用後でも機器等の特性に影響するような修理・調整や環境条件の変化が有った場合には再度実施される。
また、不変性試験とは、使用する機器の特性を許容範囲内に維持・管理することを目的に行なう試験のことである。具体的には、受入試験が済んだ機器の初期特性を定められた項目について採取して基準値とし、一定期間ごとに基準値と比較することによって許容範囲内にあることを確認するものであって、機器を使用するユーザによって実施される。
【００５６】
表示特性検査工程が開始する指示が入力されると、ＣＰＵ８はＪＥＳＲＡ及びＡＡＰＭ等の規定に準拠し、テストパターン保持部２０に保持されたテストパターンのうち信号値（表示輝度）の異なる１８種類のテストパターンを選択して読み出し、データ処理部１４に出力する。出力されたテストパターンは液晶駆動部５に出力され、液晶駆動部５によってテストパターンが液晶パネル４に表示される（ステップＳ１）。
テストパターンが液晶パネル４に表示されると、測定手段７が液晶パネル４の表示光を測定する（ステップＳ２）。表示光の測定結果である輝度及び／又は色度に関する情報はセンサ信号Ｓｓとして測定手段７からセンサ信号入力部１２に入力される。制御部９は、上記測定が所定点数（１８点）行われたか否かを常に判断し（ステップＳ３）、測定点数が所定点数に達するまでステップＳ１からステップＳ２までの処理を繰返す（ステップＳ３；ＮＯ）。
【００５７】
測定点数が所定点数に達した場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ８は測定輝度であるセンサ信号Ｓｓを読み出し、変換手段記憶部１７から読み出した補正ＬＵＴに基づいて測定した階調レベル値及び輝度を、標準の階調レベル値に信号変換を行う。そして、最大輝度と最低輝度に基づいてＤＩＣＯＭ  Ｐａｒｔ１４に規定されたＧＳＤＦ（標準グレースケール関数）が計算され、各信号値に対する標準輝度のデータを求める。その後、ＪＥＳＲＡ、ＡＡＰＭ等に規定された標準データに基づいて算出されるコントラスト応答の値と、測定データに基づいて算出されるコントラスト応答との値を比較し、その偏差の絶対値の最大値を求める（ステップ；Ｓ４）。
【００５８】
具体的には、コントラスト応答を求めるには、較正済みの輝度計とTG18-LNテストパターンとを使用して（または相関を取った輝度計及び代替パターンで）、18段階のデジタル駆動レベルについてテスト領域内の輝度を測定する。測定した輝度値（L）を下記一般式（１）によりJNDインデックス（J）に変換する。次に、測定データをＪＮＤインデックス(ＪＮＤN＋１＋ＪＮＤN)÷２に対応したコントラスト値(Ln+1−Ln)÷{(Ln+1＋Ln)÷2}に変換する。このΔL/Lを各点に対応するJNDインデックスの差JNDN+1−JNDNで除することにより各点におけるコントラスト応答が求められる。
図８は測定輝度値及び標準輝度値に基づいてJNDインデックスに変換してコントラスト応答（図中のΔＬ／Ｌ per JND）を求めた例である。図８（ａ）における「偏差」とは、図８（ｂ）のコントラスト応答に対する図８（ａ）のコントラスト応答の偏差を百分率で表したものである。図９は、図８に示されたコントラスト応答を縦軸に、JNDインデックスを横軸にグラフ化したものである。
また、コントラスト応答の計算値は、グレード１のモニタは全ての測定点で標準値の±１５％以内でなければならず、グレード２のモニタは同じく±３０％以内にならなければならない。
【００５９】
Ｊ（Ｌ）＝７１．４９８０６８＋９４．５９３０５３×ｌｏｇ10（Ｌ）＋４１．９１２０５３×ｌｏｇ10（Ｌ）２ ＋９．８２４７００４×ｌｏｇ10（Ｌ）３＋０．２８１７５４０７×ｌｏｇ10 （Ｌ）４−１．１８７８４５５×ｌｏｇ10（Ｌ）５−０．１８０１４３４９×ｌｏｇ10 （Ｌ）６＋０．１４７１０８９９×ｌｏｇ10 （Ｌ）７−０．０１７０４６８４５×ｌｏｇ10（Ｌ）８        ・・・（１）
【００６０】
求めた偏差の絶対値の最大値を求めた後、ＣＰＵ８は偏差の絶対値の最大値に基づいて合否判断を行う。合否判断の判定基準は、測定データが標準データにのる場合は「合格」であり、標準データにのらない場合には「不合格」となる。ＣＰＵ８はこのように決定された合否結果と偏差の最大値の絶対値とを液晶パネル４に表示させる（ステップＳ５）。
また、不合格の場合にはキャリブレーションを促す警告音や表示等を行う。
【００６１】
次いで、キャリブレーション点数選択工程では、図３に示したメニュー選択画面を液晶パネル４に再度表示させ、ユーザにマウス等の入力部から「キャリブレーション」を選択させる（図７；ＳＴＡＲＴ）。
ＣＰＵ８は、前記工程で求めた標準データと測定データの偏差の状態に基づいて推奨するキャリブレーション点数を決定し、図５に示すように、液晶パネル４に推奨値をデフォルトしてキャリブレーション点数選択画面を表示させる。
具体的には、図１０に示すようなコントラスト応答の最大乖離の大きさ、及び標準値と比較した場合の値の大きさに基づいて規定されるキャリブレーション点数決定テーブルを参照し、最適なキャリブレーション点数を決定する。
そして、ユーザに所望のキャリブレーション点数を選択させることで処理を開始する指示が入力される（ステップＳ７）。
【００６２】
処理を開始する指示が入力されると、ＣＰＵ８はテストパターン保持部２０から指定された点数の画像データを読み出しデータ処理部１４に出力する。出力された画像データは、ＤＩＣＯＭキャリブレーションに基づいて予め設定された補正ＬＵＴによって信号変換がなされて液晶駆動部５に出力され、液晶駆動部５によってテストパターンが液晶パネル４に表示される（ステップＳ８）。
テストパターンが液晶パネル４に表示されると、測定手段７が液晶パネル４の表示光を測定する（ステップＳ９）。表示光の測定結果である輝度及び／又は色度に関する情報はセンサ信号Ｓｓとして測定手段７からセンサ信号入力部１２に入力、保存される。
制御部９は、上記のデータ変換が所定点数行われたか否かを常に判断し（ステップＳ１０）、測定点数が所定点数に達するまで前記処理を繰返す（ステップＳ１０；ＮＯ）。
【００６３】
次いで、変換則算出工程では、測定点数が所定点数に達した場合（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ８は測定輝度であるセンサ信号Ｓｓを読み出し、補正ＬＵＴによって変換して標準輝度とする。測定輝度を標準輝度に変換したら、ＬＵＴ生成部１６はテストパターンの画像データと、標準輝度に基づき、液晶パネル４による表示輝度を画像データに応じた適正なものとするようなＬＵＴ１９の作成を行う（ステップＳ１１）。作成されたＬＵＴ１９はデータ処理部１４に保存される（ステップＳ１２）。
【００６４】
ここで、前記変換則算出工程におけるＬＵＴ１９の算出方法について説明する。
一般に、液晶パネルの表示輝度は入力信号値Ｐに対して、γ＝２．２の特性を有していることが多い。すなわち、表示輝度をＬ、入力信号値をＳとすると、図１１に示すように、下記一般式（２）に準拠した曲線となる。図１１では、前記のＤＩＣＯＭ  ＧＳＤＦに沿った標準輝度を実線で示す。
Ｌ＝ａ・Ｓ2.2＋ｂ（ａ及びｂは定数である）・・・（２）
【００６５】
キャリブレーションのためのＬＵＴ１９は、図１１に示すように、テストパターンの実測値に基づく曲線と標準値に基づく曲線を対応付けして求めることができる。具体的には、図１１の矢印で示すように、実測値に基づく階調レベル値をその値に応じてどの階調を出力するかをＧＳＤＦ（標準データ）に対応させて設定する。
図１２は、変換前の階調レベル値を横軸に、変換後の階調レベル値を縦軸にプロットしたグラフでありＬＵＴ１９を示す曲線である。
【００６６】
図１２に示すように、ＬＵＴ１９は低輝度部では急激な傾きの変化がある一方、高輝度部では緩やかな傾きの変化を示す関数である。このため、急激な傾きの変化がある低輝度部でキャリブレーション点数を多くすると、より正確なＬＵＴを得ることができて好ましい。
【００６７】
また、表示特性補正工程が終了した後、自動的に表示特性検査工程を行う表示特性再検査工程を行うように設定し、前記Ｓ１からＳ５までの処理を繰り返すようにするとより正確なＬＵＴを得ることができて好ましい。
【００６８】
なお、コントラスト応答の評価値の標準値に対する偏差が大きい輝度範囲、すなわちコントラスト応答の悪い範囲でのキャリブレーション点数を、他の範囲でのキャリブレーション点数より相対的に多くすると、より正確なＬＵＴを得ることができる。
【００６９】
次に、図１３を参照して、本実施形態における画像表示方法について説明する。
【００７０】
本実施形態における画像表示装置２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モノクロ多階調化ＬＵＴがＬＵＴ生成部１６によって生成され、生成されたモノクロ多階調化ＬＵＴがデータ処理部１４に格納される。
【００７１】
装置の起動時や所定の時間経過ごとに、測定手段７によって液晶パネル４の表示光を測定し、この測定結果（測定値）がセンサ信号Ｓｓとして、制御部９に入カされる。これにより制御部９は、液晶パネル４に入力するＲＧＢ値に対して、液晶パネル４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Ｓ１４：液晶パネル４の表示特性の取得）。
【００７２】
ＣＰＵ８は、測定手段７の測定結果に基づいて所定の期間毎に前記キャリブレーションを行う（ステップＳ１５）。すなわち、キャリブレーションプログラムに基づいて、すなわち入カ信号Ｓｉと、データ処理部１４にて補正されたセンサ信号Ｓｓが所定の対応関係Ｆを満たすように、入力信号Ｓｉと表示信号Ｓｐの対応関係を書き換える。
【００７３】
画像生成装置１１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２に入力される（ステップＳ１６）。入力された入力信号Ｓｉはインターフェース１０を介して制御部９に入力される。制御部９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。
【００７４】
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ＬＵＴ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Ｓ１７）。これにより、入力信号Ｓｉが、液晶パネル４に表示されるため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４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。
【００７５】
ステップＳ１７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５に出力される（ステップＳ１８）。液晶駆動部５はこの表示信号Ｓｐに基づく画像を液晶パネル４に表示させる（ステップＳ１９）。なお、すべて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。
【００７６】
以上より、本実施形態のおけるキャリブレーションシステム１及びキャリブレーション方法によれば、キャリブレーションの点数を選択できるので、測定精度と時間をユーザの都合に応じて設定することができ、過不足のない精度を最短時間で実現することが可能である。また、キャリブレーション点数を自動的に選択するため的確な精度でキャリブレーションを行うことができるとともに、ユーザの手間を省くことが可能である。すなわち、医用画像表示用モニタとして適切な画像を効率良くかつ高精度に得るためのキャリブレーションが可能である。
【００７７】
[第２実施形態]
次に、第２実施形態に係るキャリブレーション方法について説明する。第１実施形態においては、ユーザに所望のキャリブレーション点数を選択させることで処理を開始する指示が入力されることとしたが、本実施形態においては、テストパターンの画像データと、標準輝度との比較結果から、ＣＰＵ８が自動的にキャリブレーションを開始する。以下、図１４を参照しつつ、第１実施形態と異なる点を中心に述べる。  
【００７８】
第２実施形態に係るキャリブレーション方法において、Ｓ２１からＳ２４までのプロセスは第１実施形態のＳ１からＳ４までのプロセスと同様に行われるため、省略する。
標準データ及び測定データに基づいて算出されるコントラス応答の値を比較し、その偏差の絶対値の最大値を求めた後（ステップＳ２４）、ＣＰＵ８はこの値から液晶パネル４による表示輝度が画像データに応じた適正なものであるかどうかの合否判断を行う（ステップＳ２５；表示特性検査工程）。合否判断の結果が合格であった場合（ステップＳ２５；Ｙｅｓ）、その結果を表示し（ステップＳ２６）、処理を終了する。
【００７９】
また、合否判断を行いその結果が不合格であった場合（ステップＳ２５；Ｎｏ）には、偏差の絶対値の最大値と合否判断の結果を表示する（ステップＳ２７）とともに、自動的にキャリブレーションが開始する指示が入力される。  
【００８０】
処理を開始する指示が入力されると、ＣＰＵ８は標準データと測定データの偏差の状態に基づいてキャリブレーション点数を決定する（ステップＳ２８；キャリブレーション点数選択工程）。このとき、例えば乖離が大きい程点数を多く設定するとよい。決定されたキャリブレーション点数に基づいてＣＰＵ８はテストパターン保持部２０から画像データを読み出す。読み出された画像データは、ＤＩＣＯＭキャリブレーションにより予め設定された補正ＬＵＴに基づいて信号変換がなされて液晶駆動部５に出力され、液晶駆動部５によってテストパターンが液晶パネル４に表示される（ステップＳ２９）。テストパターンが液晶パネル４に表示されると、測定手段７が液晶パネル４の表示光を測定する（ステップＳ３０）。表示光の測定結果である輝度及び／又は色度に関する情報はセンサ信号Ｓｓとして測定手段７からセンサ信号入力部１２に入力、保存される。
制御部９は、上記のデータ変換が所定点数行われたか常に判断し（ステップＳ３１）、測定点数が所定点数を満たすまで前記処理を繰返す（ステップＳ３１；ＮＯ）。
【００８１】
測定点数が所定点数を満たした場合（ステップＳ３１；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ８は測定輝度であるセンサ信号Ｓｓを読み出し、補正ＬＵＴによって変換して標準輝度とする。測定輝度を標準輝度に変換したら、ＬＵＴ生成部１６はテストパターンの画像データと、標準輝度に基づき、液晶パネル４による表示輝度を画像データに応じた適正なものとするようなＬＵＴ１９の作成を行う（ステップＳ３２；変換則算出工程）。作成されたＬＵＴ１９はデータ処理部１４に保存される（ステップＳ３３）。
【００８２】
なお、予め繰り返しの最大回数を定めておき、その回数繰り返し後不合格となる場合には、液晶パネルにその旨を表示させ、プログラムを終了するようにすることもできる。
【００８３】
以上より、本実施形態のおけるキャリブレーションシステム１及びキャリブレーション方法によれば、表示特性検査工程の検査結果に応じてキャリブレーションの点数を自動的に設定するので的確な精度でキャリブレーションを行うことが可能である。また、キャリブレーション処理が自動的に行われるためユーザの手間を省き効率よく処理することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】第１実施形態におけるキャリブレーションシステムの概略構成図である。
【図２】図１に示すキャリブレーションシステムのブロック図である。
【図３】メニュー選択画面の一例を示す図である。
【図４】定期試験メニュー選択画面の一例を示す図である。
【図５】キャリブレーション点数選択画面の一例を示す図である。
【図６】第１実施形態における表示特性検査工程を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態におけるキャリブレーション工程を示すフローチャートである。
【図８】（ａ）は測定輝度値に基づいたコントラス応答、（ｂ）は標準輝度値に基づいたコントラスト応答を示す表である。
【図９】図８に示されたコントラスト応答を対応させたグラフである。
【図１０】キャリブレーション点数決定テーブルの一例を示す表である。
【図１１】第１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１２】第１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１３】第１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１４】第２実施形態におけるキャリブレーション工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８５】
１  キャリブレーションシステム
２  画像表示装置
３  画像処理装置
４  液晶パネル
５  液晶駆動部
６  バックライト
７  測定手段
８  ＣＰＵ
９  制御部
１０  インターフェース
１１  画像生成装置
１２  センサ信号入力部
１３  ＦＭ１
１４  データ処理部
１５  ＦＭ２
１６  ＬＵＴ生成部
１７  変換手段記憶部
１８  記憶部
１９  ＬＵＴ
２０  テストパターン保持部
【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】
2008168044.tif 000012
【図１１】
2008168044.tif 000013
【図１２】
2008168044.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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