(57)【要約】  多階調表現が可能な画像表示装置及び画像表示方法の提供を目的とする。そのためには、モノクロ画像データをＬＵＴに基づいてＲＧＢにデータ分配して表示画像データを生成する制御部６と、前記表示画像データに基づいて画像を表示可能な液晶パネル２と、液晶パネル２に表示された画像の色刺激値を測定する測定手段５と、を備え、制御部６は、液晶パネル２の特性に基づいて、内部信号値に対応するＲＧＢ値を所定の範囲で増減させた複数の候補色の輝度及び色度を推定し、その推定結果に基づいて前記候補色の中から１つの選択色を選抜し、前記選択色のＲＧＢ値を該内部信号値のＲＧＢ値として前記ＬＵＴを補正するＬＵＴ生成部１３を備えることを特徴とする画像形成装置とする。
2007138871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、予め設定された対応付けに基づいてｎビットの３チャンネル以上のカラー表示画像データに変換する画像処理装置制御方法であって、
前記モノクロ画像データの信号値それぞれに対応する輝度情報を取得する輝度情報取得工程と、
前記モノクロ画像データの信号値それぞれに対応する色度情報を取得する色度情報取得工程と、
前記輝度情報及び前記色度情報に基づいて、前記モノクロ画像データの信号値それぞれに対応するカラー表示画像データの信号値を決定する信号値決定工程と、
前記信号値決定工程で決定された前記モノクロ画像データの信号値とカラー表示画像データの信号値とを前記対応付けに設定する対応付け設定工程と、を含むことを特徴とする画像処理装置制御方法。
【請求項２】
前記モノクロ画像データの信号値それぞれについて、異なる信号値を有する複数の候補カラー表示画像データを選択する候補選択工程と、
前記候補カラー表示画像データそれぞれについて、輝度及び色度を算出する輝度色度算出工程と、
前記輝度情報取得工程は、前記モノクロ画像データの信号値それぞれに対応する目標輝度を決定する輝度決定工程と、
前記色度情報取得工程は、前記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度を決定する色度決定工程と、を含み、
前記信号値決定工程は、前記輝度色度算出工程で算出された前記候補カラー表示画像データそれぞれの輝度と前記目標輝度との対比、及び前記輝度色度算出工程で算出された前記候補カラー表示画像データそれぞれの色度と前記目標色度との対比に基づいてカラー表示画像データの信号値を決定することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理装置制御方法。
【請求項３】
前記信号値決定工程は、
前記候補カラー表示画像データそれぞれの輝度と前記目標輝度との対比に基づいて、複数の第一次候補カラー表示画像データを選抜する輝度選抜工程と、
前記第一次候補カラー表示画像データそれぞれの色度と前記目標色度との対比に基づいてカラー表示画像データの信号値を決定する色度選抜工程と、を含むことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の画像処理装置制御方法。
【請求項４】
前記色度決定工程は、前記モノクロ画像データのある信号値に対応する目標色度を、前記モノクロ画像データの他の信号値に対応する前記信号値決定工程で決定された色度とし、
前記色度選抜工程は、ある信号値のモノクロ画像データに対応する前記第一次候補カラー表示画像データそれぞれの前記輝度色度算出工程で算出された色度と、前記目標色度との対比に基づいてカラー表示画像データの信号値を決定することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の画像処理装置制御方法。
【請求項５】
前記色度決定工程は、信号値ｉ（ｉは１以上２ｎ＋ｍ−１以下の整数）のモノクロ画像
データに対応する目標色度を、信号値ｉ−１のモノクロ画像データに対応付けられたカラー表示画像データの色度とし、
前記色度選抜工程は、信号値ｉのモノクロ画像データに対応する前記第一次候補カラー表示画像データのうち、前記目標色度との色差が最小となる色度が前記輝度色度算出工程で算出された第一次候補カラー表示画像データを選択することを特徴とする請求の範囲第４項に記載の画像処理装置制御方法。
【請求項６】
前記色度決定工程は、信号値ｉ（ｉは２以上２ｎ＋ｍ−１以下の整数）のモノクロ画像データに対応する目標色度を、信号値ｉ−１のモノクロ画像データに対応付けられたカラー表示画像データの色度及び信号値ｉ−２のモノクロ画像データに対応付けられたカラー表示画像データの色度とし、
前記色度選抜工程は、信号値ｉのモノクロ画像データに対応する前記第一次候補カラー表示画像データのうち、信号値ｉ−１のモノクロ画像データに対応付けられたカラー表示画像データの色度との色差ΔＥ（ｉ−１）と、信号値ｉ−２のモノクロ画像データに対応付けられたカラー表示画像データの色度との色差ΔＥ（ｉ−２）との差の絶対値が最大となる色度が前記輝度色度算出工程で算出された第一次候補カラー表示画像データを選択することを特徴とする請求の範囲第４項に記載の画像処理装置制御方法。
【請求項７】
前記信号値決定工程は、
前記輝度色度算出工程で算出された候補カラー表示画像データそれぞれの色度と前記目標色度との対比に基づいて、複数の第一次候補カラー表示画像データを選抜する色度選抜工程と、
前記第一次候補カラー表示画像データそれぞれの輝度と前記目標輝度との対比に基づいてカラー表示画像データの信号値を決定する輝度選抜工程と、を含むことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の画像処理装置制御方法。
【請求項８】
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、予め設定された対応付けに基づいてｎビットの３チャンネル以上のカラー表示画像データに変換する画像処理装置であって、
前記モノクロ画像データの信号値それぞれに対応する輝度情報を算出する輝度算出部と、
前記モノクロ画像データの信号値それぞれに対応する色度情報を算出する色度算出部と、
前記輝度情報及び前記色度情報に基づいて、前記モノクロ画像データの信号値それぞれに対応するカラー表示画像データの信号値を決定する信号値決定部と、
前記信号値決定部で決定された前記モノクロ画像データの信号値とカラー表示画像データの信号値とを前記対応付けに設定する対応付け生成部と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
前記モノクロ画像データの信号値それぞれについて、異なる信号値を有する複数の候補カラー表示画像データを選択する候補選択部と、
前記モノクロ画像データの信号値それぞれに対応する目標輝度を決定する目標輝度設定部と、
前記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度を決定する目標色度決定部とを備え、
前記輝度算出部は、前記候補カラー表示画像データについて輝度を算出し、
前記色度算出部は、前記候補カラー表示画像データについて色度を算出し、
前記信号値決定部は、前記候補カラー表示画像データぞれぞれの輝度と前記目標輝度との対比、及び前記候補カラー表示画像データそれぞれの色度と前記目標色度との対比に基づいて前記カラー表示画像データの信号値を決定することを特徴とする請求の範囲第８項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記信号値決定部は、
前記候補カラー表示画像データそれぞれの輝度と前記目標輝度との対比に基づいて、複数の第一次候補カラー表示画像データを選抜し、
前記第一次候補カラー表示画像データそれぞれの色度と前記目標色度との対比に基づいてカラー表示画像データの信号値を決定することを特徴とする請求の範囲第９項に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記目標色度決定部は、前記モノクロ画像データのある信号値に対応する目標色度を、前記モノクロ画像データの他の信号値に対応する前記信号値決定部で決定された色度とし、
前記信号値決定部は、ある信号値のモノクロ画像データに対応する前記第一次候補カラー表示画像データそれぞれの前記色度算出部で算出された色度と、前記目標色度との対比に基づいてカラー表示画像データの信号値を決定することを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記目標色度決定部は、信号値ｉ（ｉは１以上２ｎ＋ｍ−１以下の整数）のモノクロ画像
データに対応する目標色度を、信号値ｉ−１のモノクロ画像データに対応付けられたカラー表示画像データの色度とし、
前記信号値決定部は、信号値ｉのモノクロ画像データに対応する前記第一次候補カラー表示画像データのうち、前記目標色度との色差が最小となる色度が前記色度算出部で算出された第一次候補カラー表示画像データを選択することを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記目標色度決定部は、信号値ｉ（ｉは２以上２ｎ＋ｍ−１以下の整数）のモノクロ画像
データに対応する目標色度を、信号値ｉ−１のモノクロ画像データに対応付けられたカラー表示画像データの色度及び信号値ｉ−２のモノクロ画像データに対応付けられたカラー表示画像データの色度とし、
前記色度選抜工程は、信号値ｉのモノクロ画像データに対応する前記第一次候補カラー表示画像データのうち、信号値ｉ−１のモノクロ画像データに対応付けられたカラー表示画像データの色度との色差ΔＥ（ｉ−１）と、信号値ｉ−２のモノクロ画像データに対応付けられたカラー表示画像データの色度との色差ΔＥ（ｉ−２）との差の絶対値が最大となる色度が前記色度算出部で算出された第一次候補カラー表示画像データを選択することを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記信号値決定部は、
前記色度算出部で算出された候補カラー表示画像データそれぞれの色度と前記目標色度との対比に基づいて、複数の第一次候補カラー表示画像データを選抜し、
前記第一次候補カラー表示画像データそれぞれの輝度と前記目標輝度との対比に基づいてカラー表示画像データの信号値を決定することを特徴とする請求の範囲第９項に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置制御方法及び画像処理装置に係り、特にカラー表示ディスプレイにおいて、画像表示手段の駆動階調数よりも階調数の多いモノクロ画像を表示する画像処理装置制御方法及び画像処理装置に関する。
【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。【０００５】
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。【０００６】
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。【０００７】
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。【０００８】
カラー表示ディスプレイでモノクロ（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、通常８ビットの階調分解能で画像表示が行われるため、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。【０００９】
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、図１９に示すようなＬＵＴ（ＬｏｏｋＵｐ  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。【００１０】
さらに、特許文献１に記載の発明のように、ＬＵＴにおいてＢ値をＲ、Ｇ値より大きな値とすることで、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色調をほぼ再現できるが、ＲＧ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ので、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。【００１１】
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  ＲａｔｅＣｏｎｔｒｏｌ：時分割）表示という方法が考案されている。【００１２】
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。【００１３】
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、表示することで、例えば、８ビットの階調分解能の画像４フレームを用いて、１０ビットの階調分解能に相当する階調表現を行う。【００１４】
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。【００１５】
さらに、特許文献３に記載の発明のように、副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】
【００１６】
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。【００１７】
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、単純撮影の画像診断には不十分であった。【００１８】
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、副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副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。【００１９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、モノクロ画像として適切な色調の画像表示が可能で、なおかつ、ＲＧＢ画素の副画素への分割や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４倍以上多い階調数での表現が可能な画像処理装置制御方法及び画像処理装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記課題を解決するために、請求の範囲第１項に記載の発明は、
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、予め設定された対応付けに基づいてｎビットの３チャンネル以上のカラー表示画像データに変換する画像処理装置制御方法であって、
前記モノクロ画像データの信号値それぞれに対応する輝度情報を取得する輝度情報取得工程と、
前記モノクロ画像データの信号値それぞれに対応する色度情報を取得する色度情報取得工程と、
前記輝度情報及び前記色度情報に基づいて、前記モノクロ画像データの信号値それぞれに対応するカラー表示画像データの信号値を決定する信号値決定工程と、
前記信号値決定工程で決定された前記モノクロ画像データの信号値とカラー表示画像データの信号値とを前記対応付けに設定する対応付け設定工程と、を含むことを特徴とする。【００２１】
請求の範囲第２項に記載の発明は、請求の範囲第１項に記載の画像処理装置制御方法において、
前記モノクロ画像データの信号値それぞれについて、異なる信号値を有する複数の候補カラー表示画像データを選択する候補選択工程と、
前記候補カラー表示画像データそれぞれについて、輝度及び色度を算出する輝度色度算出工程と、
前記輝度情報取得工程は、前記モノクロ画像データの信号値それぞれに対応する目標輝度を決定する輝度決定工程と、
前記色度情報取得工程は、前記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度を決定する色度決定工程と、を含み、
前記信号値決定工程は、前記輝度色度算出工程で算出された前記候補カラー表示画像データそれぞれの輝度と前記目標輝度との対比、及び前記輝度色度算出工程で算出された前記候補カラー表示画像データそれぞれの色度と前記目標色度との対比に基づいてカラー表示画像データの信号値を決定することを特徴とする。【００２２】
請求の範囲第３項に記載の発明は、請求の範囲第２項に記載の画像処理装置制御方法において、
前記信号値決定工程は、
前記候補カラー表示画像データそれぞれの輝度と前記目標輝度との対比に基づいて、複数の第一次候補カラー表示画像データを選抜する輝度選抜工程と、
前記第一次候補カラー表示画像データそれぞれの色度と前記目標色度との対比に基づいてカラー表示画像データの信号値を決定する色度選抜工程と、を含むことを特徴とする。【００２３】
請求の範囲第４項に記載の発明は、請求の範囲第３項に記載の画像処理装置制御方法において、
前記色度決定工程は、前記モノクロ画像データのある信号値に対応する目標色度を、前記モノクロ画像データの他の信号値に対応する前記信号値決定工程で決定された色度とし、
前記色度選抜工程は、ある信号値のモノクロ画像データに対応する前記第一次候補カラー表示画像データそれぞれの前記輝度色度算出工程で算出された色度と、前記目標色度との対比に基づいてカラー表示画像データの信号値を決定することを特徴とする。【００２４】
請求の範囲第５項に記載の発明は、請求の範囲第４項に記載の画像処理装置制御方法において、
前記色度決定工程は、信号値ｉ（ｉは１以上２ｎ＋ｍ−１以下の整数）のモノクロ画像
データに対応する目標色度を、信号値ｉ−１のモノクロ画像データに対応付けられたカラー表示画像データの色度とし、
前記色度選抜工程は、信号値ｉのモノクロ画像データに対応する前記第一次候補カラー表示画像データのうち、前記目標色度との色差が最小となる色度が前記輝度色度算出工程で算出された第一次候補カラー表示画像データを選択することを特徴とする。【００２５】
請求の範囲第６項に記載の発明は、請求の範囲第４項に記載の画像処理装置制御方法において、
前記色度決定工程は、信号値ｉ（ｉは２以上２ｎ＋ｍ−１以下の整数）のモノクロ画像データに対応する目標色度を、信号値ｉ−１のモノクロ画像データに対応付けられたカラー表示画像データの色度及び信号値ｉ−２のモノクロ画像データに対応付けられたカラー表示画像データの色度とし、
前記色度選抜工程は、信号値ｉのモノクロ画像データに対応する前記第一次候補カラー表示画像データのうち、信号値ｉ−１のモノクロ画像データに対応付けられたカラー表示画像データの色度との色差ΔＥ（ｉ−１）と、信号値ｉ−２のモノクロ画像データに対応付けられたカラー表示画像データの色度との色差ΔＥ（ｉ−２）との差の絶対値が最大となる色度が前記輝度色度算出工程で算出された第一次候補カラー表示画像データを選択することを特徴とする。【００２６】
請求の範囲第７項に記載の発明は、請求の範囲第２項に記載の画像処理装置制御方法において、
前記信号値決定工程は、
前記輝度色度算出工程で算出された候補カラー表示画像データそれぞれの色度と前記目標色度との対比に基づいて、複数の第一次候補カラー表示画像データを選抜する色度選抜工程と、
前記第一次候補カラー表示画像データそれぞれの輝度と前記目標輝度との対比に基づいてカラー表示画像データの信号値を決定する輝度選抜工程と、を含むことを特徴とする。【００２７】
請求の範囲第８項に記載の発明は、画像処理装置において、
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、予め設定された対応付けに基づいてｎビットの３チャンネル以上のカラー表示画像データに変換する画像処理装置であって、
前記モノクロ画像データの信号値それぞれに対応する輝度情報を算出する輝度算出部と、
前記モノクロ画像データの信号値それぞれに対応する色度情報を算出する色度算出部と、
前記輝度情報及び前記色度情報に基づいて、前記モノクロ画像データの信号値それぞれに対応するカラー表示画像データの信号値を決定する信号値決定部と、
前記信号値決定部で決定された前記モノクロ画像データの信号値とカラー表示画像データの信号値とを前記対応付けに設定する対応付け生成部と、を備えることを特徴とする。【００２８】
請求の範囲第９項に記載の発明は、請求の範囲第８項に記載の画像処理装置において、
前記モノクロ画像データの信号値それぞれについて、異なる信号値を有する複数の候補カラー表示画像データを選択する候補選択部と、
前記モノクロ画像データの信号値それぞれに対応する目標輝度を決定する目標輝度設定部と、
前記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度を決定する目標色度決定部とを備え、
前記輝度算出部は、前記候補カラー表示画像データについて輝度を算出し、
前記色度算出部は、前記候補カラー表示画像データについて色度を算出し、
前記信号値決定部は、前記候補カラー表示画像データぞれぞれの輝度と前記目標輝度との対比、及び前記候補カラー表示画像データそれぞれの色度と前記目標色度との対比に基づいて前記カラー表示画像データの信号値を決定することを特徴とする。【００２９】
請求の範囲第１０項に記載の発明は、請求の範囲第９項に記載の画像処理装置において、
前記信号値決定部は、
前記候補カラー表示画像データそれぞれの輝度と前記目標輝度との対比に基づいて、複数の第一次候補カラー表示画像データを選抜し、
前記第一次候補カラー表示画像データそれぞれの色度と前記目標色度との対比に基づいてカラー表示画像データの信号値を決定することを特徴とする。
請求の範囲第１１項に記載の発明は、請求の範囲第１０項に記載の画像処理装置において、
前記目標色度決定部は、前記モノクロ画像データのある信号値に対応する目標色度を、前記モノクロ画像データの他の信号値に対応する前記信号値決定部で決定された色度とし、
前記信号値決定部は、ある信号値のモノクロ画像データに対応する前記第一次候補カラー表示画像データそれぞれの前記色度算出部で算出された色度と、前記目標色度との対比に基づいてカラー表示画像データの信号値を決定することを特徴とする。
請求の範囲第１２項に記載の発明は、請求の範囲第１１項に記載の画像処理装置において、
前記目標色度決定部は、信号値ｉ（ｉは１以上２ｎ＋ｍ−１以下の整数）のモノクロ画像
データに対応する目標色度を、信号値ｉ−１のモノクロ画像データに対応付けられたカラー表示画像データの色度とし、
前記信号値決定部は、信号値ｉのモノクロ画像データに対応する前記第一次候補カラー表示画像データのうち、前記目標色度との色差が最小となる色度が前記色度算出部で算出された第一次候補カラー表示画像データを選択することを特徴とする。
請求の範囲第１３項に記載の発明は、請求の範囲第１１項に記載の画像処理装置において、
前記目標色度決定部は、信号値ｉ（ｉは２以上２ｎ＋ｍ−１以下の整数）のモノクロ画像
データに対応する目標色度を、信号値ｉ−１のモノクロ画像データに対応付けられたカラー表示画像データの色度及び信号値ｉ−２のモノクロ画像データに対応付けられたカラー表示画像データの色度とし、
前記色度選抜工程は、信号値ｉのモノクロ画像データに対応する前記第一次候補カラー表示画像データのうち、信号値ｉ−１のモノクロ画像データに対応付けられたカラー表示画像データの色度との色差ΔＥ（ｉ−１）と、信号値ｉ−２のモノクロ画像データに対応付けられたカラー表示画像データの色度との色差ΔＥ（ｉ−２）との差の絶対値が最大となる色度が前記色度算出部で算出された第一次候補カラー表示画像データを選択することを特徴とする。
請求の範囲第１４項に記載の発明は、請求の範囲第９項に記載の画像処理装置において、
前記信号値決定部は、
前記色度算出部で算出された候補カラー表示画像データそれぞれの色度と前記目標色度との対比に基づいて、複数の第一次候補カラー表示画像データを選抜し、
前記第一次候補カラー表示画像データそれぞれの輝度と前記目標輝度との対比に基づいてカラー表示画像データの信号値を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、モノクロ画像データの信号値それぞれに対応する輝度情報及び色度情報に基づいて、モノクロ画像データの信号値それぞれに対応するＲＧＢ表示画像データの信号値を決定するので、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ための対応付け設定が可能となる。すなわち、駆動階調数が少ない安価なカラー画像表示装置においても、時分割表示を行うことなく、画像表示装置の駆動階調数よりも４倍以上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。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第一の実施形態における画像表示装置の正面図である。
【図２】第一の実施形態における画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】第一の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】第一の実施形態における候補色の具体例を示す図である。
【図５】第一の実施形態における変換則生成プロセスを示すフローチャートである。
【図６】第一の実施形態における色調選択プロセスに表示される画面を示す説明図である。
【図７】第一の実施形態における変換則導出プロセスを示すフローチャートである。
【図８】第一の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９】第一の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１０】第一の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１１】第一の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】第一の実施形態におけるＲＧＢ値の選抜を示すフローチャートである。
【図１３】第一の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１４】第一の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１５】第一の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１６】第一の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１７】第二の実施形態におけるＲＧＢ値の選抜を示すフローチャートである。
【図１８】実施例における測定結果を示すＣＩＥｘｙ色度図である。
【図１９】従来のＬＵＴを示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
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
５  測定手段
６  制御部
８  画像生成装置
１０  データ処理部
１３  ＬＵＴ生成部
６１  ＬＵＴ記憶部
６２  候補選択部
６３  目標色度決定部
６４  目標輝度設定部
６５  色度算出部
６６  輝度算出部
６７  信号値決定部（一次候補選抜部）
６８  テストパターン保持部
Ｘ  入力部
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
［第一の実施形態］
以下に、本発明に係る画像処理装置が適用された画像表示装置の第一の実施形態について、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではない。【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表示部としての液晶パネル（ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ））２と、表示部を駆動させる表示駆動部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（ＳｕｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄ  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、本実施の形態においては、液晶パネル２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。【００３６】
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。【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、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。【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５が備えられている。測定手段５は液晶パネル２の種類に応じて輝度計や色度計などの公知のセンサ等を用いることができる。測定手段５は後述するＬＵＴ生成部１３に接続されており、ＬＵＴ生成部１３が液晶パネル２に表示させるテストパターンを切り替える毎に表示される表示特性を測定し、測定結果をＬＵＴ生成部１３に出力するようになっている。【００３９】
液晶パネル２の表示特性とは、液晶パネル２に入力するＲＧＢ値と、それに対する表示光の輝度及び／又は色度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。【００４０】
輝度及び／又は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測定手段５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２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、ＲＧＢ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。【００４１】
測定手段５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。測定手段５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）、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を制御する制御部６、及び制御部６と外部機器とを接続するインターフェース（Ｉ／Ｆ）７、入力部１５が設けられている。【００４３】
インターフェース７には、外部機器としての画像生成装置８が接続されている。画像生成装置８は、例えば１２ビットのモノクロ画像データを供給し、インターフェース７にモノクロ画像データの入力信号値（以下、「Ｐ値」）が入力されるようになっている。画像生成装置８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６には、フレームメモリ（Ｆｌａｍｅ  Ｍｅｍｏｒｙ：図２において「ＦＭ」とする）９、データ処理部１０、ＬＵＴ記憶部６１及びＬＵＴ生成部１３が備えられている。【００４５】
フレームメモリ９は、インターフェース７を介して画像生成装置８から入力されるモノクロ画像データを格納する。【００４６】
データ処理部１０は、フレームメモリ９から入力された１チャンネルのモノクロ画像データをＲＧＢの３チャンネルにデータ分配して８ビットのＲＧＢ表示画像データに変換する。ここで、本実施形態においては、制御部６のデータ処理部１０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１０はＬＵＴ記憶部６１に予め記憶された対応付けとしてのＬＵＴに基づいて１２ビットのモノクロ画像データをＲＧＢ値にデータ分配して８ビットのＲＧＢ画像データに変換するようになっている。すなわち、本実施の形態においては、測定手段５、制御部６及び入力部Ｘが本発明に係る画像処理装置として機能するものである。【００４７】
本実施の形態においては、液晶パネル２がＲ，Ｇ，Ｂの３色で画像表示するため、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の画像データに変換すればよい。【００４８】
ＬＵＴ生成部１３は、候補選択部６２、目標色度決定部６３、目標輝度設定部６４、色度算出部６５、輝度算出部６６、信号値決定部６７、テストパターン保持部６８等を有しており、液晶パネル２の表示特性に基づいて対応付けとしてのＬＵＴを生成する対応付け生成部として機能するようになっている。ＬＵＴ生成部１３はＬＵＴ記憶部６１に接続されており、ＬＵＴ生成部１３で生成されたＬＵＴをＬＵＴ記憶部６１に記憶させるようになっている。ここで、ＬＵＴ生成部１３は、画像表示装置１の工場出荷時や一定期間経過毎に後述する液晶パネル２の表示特性の測定を行ってＬＵＴを生成するようになっている。【００４９】
目標色度決定部６３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度を決定し、目標輝度設定部６４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輝度を決定する。【００５０】
テストパターン保持部６８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。【００５１】
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。【００５２】
ＬＵＴ生成部１３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５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。【００５３】
色度算出部６５は、候補選択部６２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６６は、候補選択部６２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。【００５４】
色度算出部６５及び輝度算出部６６においては、測定手段５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。【００５５】
【数１】
2007138871.tif 000003
【００５６】
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。【００５７】
色度算出部６５及び輝度算出部６６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。【００５８】
候補選択部６２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。【００５９】
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、あらかじ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６７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（カラー表示画像データの信号値ともいう）を決定する。また、信号値決定部６７は、候補ＲＧＢ表示画像データのなかから、目標輝度設定部６４及び輝度算出部６６からの輝度情報に基づいて複数の第一次候補ＲＧＢ表示画像データを一次選抜する。さらに、信号値決定部６７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６３及び色度算出部６５からの色度情報に基づいて１つの選択色を決定し（カラー表示画像データの信号値の決定）、そのＲＧＢ値をＲＧＢ表示画像データとして対応付けに設定する。【００６１】
次に、本発明に係る画像処理装置制御方法について説明する。【００６２】
まず、ＬＵＴ生成部１３で実行されるＬＵＴ生成処理の詳細について説明する。ＬＵＴ生成処理は、画像表示装置１において適切な色調のモノクロ画像表示が行われるようにするためにＬＵＴを生成又は補正する処理であり、例えば画像表示装置１の出荷時、入力部１５の操作により処理が開始される。【００６３】
ＬＵＴ生成処理では、本実施形態における対応付け生成工程としての変換則生成プロセスが実行される（図５参照）。
変換則生成プロセスは、ユーザが所望する表示画像の色調を選択するプロセス（ステップＳ１）、液晶パネル２の表示特性を取得するプロセス（ステップＳ２）、変換則を導出するプロセス（ステップＳ３）、対応付け設定プロセス（ステップＳ４）に大別される。【００６４】
色調選択プロセス（ステップＳ１）では、例えば、図６に示すような色調の異なる複数の画面を液晶パネル２に表示させ、ユーザに好みの表示画像色調をマウス等の入力部Ｘ（図２参照）を用いて選択させ、その情報を記憶する。図６では、Ｘ線透過画像を、ニュートラルグレーの色調と３種類の異なる濃さの青味を帯びた色調の、合計４種類を表示し、ユーザが所望する色調の画像上でマウスのポインタをクリックすることにより、色調を選択するように構成しているが、色調選択の方法はこれに限られるものではない。【００６５】
表示特性取得プロセス（ステップＳ２）では、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／又は色度に関する情報との対応関係を取得する。詳しくは、表示特性取得プロセス（ステップＳ２）では、画像表示装置１は、ＬＵＴ生成部１３により液晶パネル２の表示特性を測定する。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６８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測定手段５によりＣＩＥ  ＸＹＺ表色系の色刺激値ＸＹＺを測定させる。【００６６】
色度算出部６５及び輝度算出部６６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１３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。【００６７】
変換則導出プロセス（ステップＳ３）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、１ｃｈのモノクロ画像信号値（ｍ＋ｎビット）を３ｃｈのＲＧＢ値（ｍビット）に変換する変換則としてのＬＵＴを導出する。すなわち、変換則導出プロセス（ステップＳ３）において、信号値決定部６７は信号値決定手段として機能する。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。【００６８】
対応付け設定プロセス（ステップＳ４）では、変換則導出プロセス（ステップＳ３）で導出された上記変換則をＬＵＴ記憶部６１に対応付けとして記憶させる。すなわち、対応付け設定プロセス（ステップＳ４）において、ＬＵＴ生成部１３は対応付け設定手段として機能するようになっている。【００６９】
ここで、変換則導出プロセス（ステップＳ３）の詳細について図７を用いて説明する。【００７０】
まず、ＬＵＴ生成部１３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（ステップＳ３１）。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。【００７１】
測定手段５による測定結果は制御部６に出力され、ＬＵＴ生成部１３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１３は、図８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値を割り当て、それぞれのＲＧＢ値における実測輝度を対応付ける。そして、ＬＵＴ生成部１３は、各内部信号値とＲＧＢ値を比例配分で対応づける。この際、ＲＧＢ値は必ずしも整数でなくても良い。さらに、各ＲＧＢ値に対応する推定実測輝度を例えば上記一般式（１）を用いて算出することにより、４０９６階調の内部信号値に対する推定実測輝度（表Ｂ、図９参照）を推定する。続いて、ＬＵＴ生成部１３は、推定実測輝度の最低輝度及び最高輝度を求め、最高輝度から最低輝度を４０９６階調のＰ値に対してＧＳＤＦに基づいて割り振る（図１０参照）。【００７２】
そして、図１１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。【００７３】
候補選択工程では、候補選択部６２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（ステップＳ３２）。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。【００７４】
信号値決定工程では、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（カラー表示画像データの信号値の決定）が行われる（ステップＳ３３）。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、画像色調と階調数を両立することができる。【００７５】
ここで、信号値決定工程におけるＲＧＢ値の選抜について、図１２を用いて説明する。【００７６】
まず、ｋ＝０として（ステップＳ３３１）、目標輝度設定部６４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、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。【００７７】
続いて、輝度算出部６６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１３に示すように、信号値決定部６７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（ステップＳ３３２、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。【００７８】
次に、色度算出部６５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。【００７９】
【数２】
2007138871.tif 000004
【００８０】
【数３】
2007138871.tif 000005
【００８１】
【数４】
2007138871.tif 000006
【００８２】
また、目標色度決定部６３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６７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（ステップＳ３３３、色度選抜工程）。例えば、図１３に示すように、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。そして当該選択色のＲＧＢ値をＲＧＢ表示画像データとして対応付けに設定する。【００８３】
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。【００８４】
【数５】
2007138871.tif 000007
【００８５】
【数６】
2007138871.tif 000008
【００８６】
すなわち色度選抜工程においては、内部信号値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、内部信号値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し、選択したＲＧＢ表示画像データを内部信号値ｋのＲＧＢ値とする。このようにすることにより連続する内部信号値ｋのＲＧＢ表示画像データ間での色度のバラツキを抑えることができ、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。【００８７】
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、内部信号値ｋのモノクロ画像データに対応する目標色度を、内部信号値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１４及び図１５参照）。また、内部信号値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、内部信号値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＊Ｅａｂ（ｋ−１）｜、内部信号値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。図１４、図１５に示す例では、候補色Ｂが選択される。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。これにより隣接するモノクロ画像データの信号値に対応付けられるＲＧＢ表示画像データ間の色度差は大きくなる。しかし、一般的に通常の観察能力で液晶パネル２を見る際には、隣接する表示画素の密度は視覚的に認識できる空間周波数よりも高いために、隣接する表示画素間の色度差は認識できずに、全体としてはむしろなめらかに認識される。つまり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となる。【００８８】
このようにして選ばれた選択色のＲＧＢ値を、ＬＵＴ生成部１３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（ステップＳ３３４、ステップＳ３３５；Ｎｏ）、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（ステップＳ３３５；Ｙｅｓ）。【００８９】
次に、画像表示装置１による画像表示方法について、図１６を参照して説明する。【００９０】
まず、画像生成装置８から１０ビットのモノクロ画像データが画像表示装置１に入力される（ステップＳ５）。入力されたモノクロ画像データはインターフェース７を介して制御部６に入力される。制御部６に入力されたモノクロ画像データは、フレームメモリ９に格納される。【００９１】
フレームメモリ９に格納されたモノクロ画像データは、データ処理部１０に順次出力される。データ処理部１０は、まず、モノクロ画像データのＰ値をＬＵＴ記憶部６１に予め記憶されているＬＵＴに基づいてＲＧＢ値にデータ分配して８ビットのＲＧＢ画像データに変換する（ステップＳ６）。【００９２】
ステップＳ６では、Ｐ値に対してＤＩＣＯＭキャリブレーションＬＵＴ処理を行って内部信号値ｋに変換し、ついで内部信号値ｋをＲＧＢ値に変換するＬＵＴ処理を行うようになっている。ここで、ＬＵＴ処理は２段階である必要はなく、例えば、キャリブレーションＬＵＴと内部信号値からＲＧＢ値への変換ＬＵＴとを合成したＬＵＴを作成し、合成ＬＵＴによる１回の処理としても良い。【００９３】
ステップＳ６で変換されたＲＧＢ画像データは液晶駆動部３に出力され（ステップＳ７）、液晶駆動部３はＲＧＢ画像データに基づく画像を表示し、１０ビットのモノクロ画像を表現する（ステップＳ８）。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Ｓ６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図示しない第２フレームメモリに格納し、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。【００９４】
以上より、本発明に係る画像表示装置１によれば、液晶パネル２の特性を測定してＬＵＴ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モノクロ画像の正確な再現が可能である。【００９５】
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、表示部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部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。【００９６】
また、ＲＧＢ−ＸＹＺ推定式を用いて輝度及び色度を推定することができるので、内部信号値から目標輝度を推定することができるとともに、ＲＧＢ値から液晶パネル２に表示される色度を推定することが可能である。そして、推定式を用いて複数の候補色の中から二回に分けて選抜を行って選択色を決定するので、全ての候補色について輝度及び色度を推定する必要がなく、ＬＵＴ補正の処理に要する時間の短縮及び簡略化が可能である。【００９７】
なお、候補色の範囲に特に制限は無いが、候補色の範囲を広げるほど正確なＬＵＴを作成することができるという利点がある。一方、候補色の範囲を狭くするほど短時間でＬＵＴを生成することができるという利点がある。【００９８】
また、本実施形態では制御部６が画像表示装置１に内蔵されているが、制御部６の機能をパーソナル・コンピュータなどに担わせても良い。【００９９】
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。
［第二の実施形態］
図７のステップＳ３３におけるＲＧＢ値の選抜の第二の実施形態について、図１７のフローチャートを用いて説明する。図１７に示したフローチャートにおいては、色度による一次選抜に続いて輝度による選抜を行う点で第一の実施形態とは異なる。以下、第一の実施形態と異なる処理について説明する。【０１００】
まず色度算出部６５により、内部信号値ｋに対する目標色度Ｃ（ｋ）を定める（ステップＳ１０１、色度決定工程）。目標色度Ｃ（ｋ）は、予め内部信号値ｋと対応付けて記憶されている推定実測色度を用いることとする。【０１０１】
色度算出部６５は、図７のステップＳ３２で限定された各候補色のそれぞれについて、上記一般式（１）のＲＧＢ−ＸＹＺ推定式を用いて色刺激値ＸＹＺを算出し、算出された色刺激値に基づいて上記一般式（２）〜（４）を用いて色度を求める（ステップＳ１０２、色度算出工程）。【０１０２】
そして、信号値決定部６７は、目標色度Ｃ（ｋ）に最も近いものからＮ個の候補色Ａ〜Ｃ（第一次候補ＲＧＢ表示画像データ）を一次選抜する（ステップＳ１０３、色度選抜工程）。【０１０３】
次いで、目標輝度決定部６４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値の輝度に所定値を加算したものを目標輝度とする（ステップＳ１０４、輝度決定工程）。一方、輝度算出部６６は、上記一般式（１）を用いて各候補色Ａ〜Ｃの輝度Ｙを算出する（ステップＳ１０５、輝度算出工程）。そして信号値決定部６７は、候補色Ａ〜Ｃのうち、目標輝度Ｙ（ｋ）を超えない範囲で目標輝度Ｙ（ｋ）に最も近い輝度を有するものを選択色とする（ステップＳ１０６、輝度選抜工程）。【０１０４】
このようにして選ばれた選択色のＲＧＢ値を、ＬＵＴ生成部１３は、内部信号値ｋのＲＧＢ値（カラー表示画像データの信号値）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（ステップＳ１０７、ステップＳ１０８；Ｎｏ）、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。（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）
以上のように、本実施形態に係る画像表示装置１によれば、各内部信号値の候補色の中から、好ましい色度に近いものを一次選抜し、続いて輝度に基づいて１つの選択色を選抜してＬＵＴの生成又は補正を行うことができ、液晶パネル２の表示特性を反映させたＬＵＴを用いることが可能である。また、内部信号値に対する複数の候補色の中から選択色を選抜すればよいので、１つの内部信号値に対するＲＧＢ値の組合せの選択肢を増加させることができる。よって、液晶パネル２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現させることが可能である。
【実施例】
【０１０５】
０から４０９５までの入力階調に対応する均一画像を作成し、本発明に係る第一の実施形態によって作成されたＬＵＴを用いて変換処理を行った。それらの画像を（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、視野角２°で色度を測定した。【０１０６】
測定した色度の結果を図１８に示す。図１８はＣＩＥ  ｘｙ色度図である。０から４０９５までの入力階調に対して、色度は常にモノクロ画像に適した色度範囲にあることがわかる。【０１０７】
一方、特許文献３の図３に記載のＬＵＴ（最初の０から１００までの入力階調と最後の３９９５から４０９５までの入力階調のみ）を用いて画像の変化処理を行い、液晶モニタのγを３．１７７に調整して画像表示を行って色度を測定した。その結果から、０から１００までの入力階調に対して、入力階調の増加に伴って色度が変化することがわかる。さらに、３９９５から４０９５までの入力階調に対する色度は、モノクロ画像の領域から大きく乖離し、ほぼ黄色に見えた。これは、特許文献３にの図３に記載のＬＵＴ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、副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副画素信号値を選択しているためである。【０１０８】
以上のように、本発明では、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、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。
【図１４】
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【図１５】
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【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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【図１３】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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