JPWO2008044438A1 - 画像表示方法、画像表示プログラム、及び画像表示システム - Google Patents

Abstract

本発明は、輝度、色度の階調連続性の優れた多階調表現が可能な画像表示方法、画像表示プログラム、及び画像表示システムを提供する。この画像表示方法は、ｎ＋ｍ（ｎは８以上の整数、ｍは２以上の整数）ビットの１チャンネルのモノクロ画像データを、予め設定される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表示方法であって、対応付けの候補として、ビット数に応じた階調数の異なる複数の候補対応付けを生成する候補対応付け生成工程と、候補対応付け生成工程で生成された階調数の異なる複数の候補対応付けの中から、モノクロ画像データのビット数に基づいて、１の候補対応付けを選択する対応付け選択工程と、対応付け選択工程で選択された１の候補対応付けを予め設定される対応付けとして設定する対応付け設定工程と、を有する。

Description

本発明は、画像表示方法、画像表示プログラム、及び画像表示システムに係り、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表示方法、画像表示プログラム、及び画像表示システムに関する。

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。

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。

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、１２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。

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、前述の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１２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、４０９６階調のモノクロ画像信号値を、予め設定された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。

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。

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２＾ｎ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。

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。

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。
特開２０００−３３０５３０号公報 特開２００１−０３４２３２号公報 特開２００３−０５０５６６号公報

この様に、ディスプレイの駆動階調数よりも多階調の表示を行なう方法が種々検討されてきた。

しかしながら、特許文献２や特許文献３に記載の画像表示装置では、所定のビット数に対応した１のＬＵＴしか備えていないことから、ビット数の異なる種々のモノクロ画像データが入力された場合、輝度と色度の階調連続性を両立し得るモノクロ階調表示をすることは困難なものと考えられる。

また、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値の組み合わ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。

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。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、モノクロ画像のビット数に係らず、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表示方法、画像表示プログラム、及び画像表示システムの提供を目的とするものである。

上記目的は、下記の１乃至５のいずれか１項に記載の発明によって達成される。

１．ｎ＋ｍ（ｎは８以上の整数、ｍは２以上の整数）ビットの１チャンネルのモノクロ画像データを、予め設定される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表示方法であって、
前記対応付けの候補として、ビット数に応じた階調数の異なる複数の候補対応付けを生成する候補対応付け生成工程と、
前記候補対応付け生成工程で生成された階調数の異なる複数の候補対応付けの中から、前記モノクロ画像データのビット数に基づいて、１の候補対応付けを選択する対応付け選択工程と、
前記対応付け選択工程で選択された１の候補対応付けを前記予め設定される対応付けとして設定する対応付け設定工程と、
を有することを特徴とする画像表示方法。

２．複数の前記候補対応付けのそれぞれの階調数は、２＾ｋ階調（ｎ≦ｋ≦ｎ＋ｍ）であり、少なくとも１つは２＾ｋ′階調（ｎ＋２≦ｋ′≦ｎ＋ｍ）であることを特徴とする前記１に記載の画像表示方法。

３．前記候補対応付け生成工程は、複数の候補対応付けにおけるそれぞれの候補の対応付けを生成するにあたり、
表示可能なカラー表示画像データの全ての組み合わせの中から、Ｃ・２＾ｎ個（２＾（ｍ＋１）≦Ｃ≦２＾（ｍ＋４））を候補カラー表示画像データとして選択し、選択された候補カラー表示画像データの中から、前記モノクロ画像データのそれぞれの階調値に対応するカラー表示画像データを決定することを特徴とする前記１または２に記載の画像表示方法。

４．前記１乃至３のいずれか１項に記載の画像表示方法を、コンピュータに実行させることを特徴とする画像表示プログラム。

５．ｎ＋ｍ（ｎは８以上の整数、ｍは２以上の整数）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表示システムであって、
前記対応付けの候補として、ビット数に応じた階調数の異なる複数の候補対応付けを生成する候補対応付け生成部と、
前記候補対応付け生成部で生成された階調数の異なる複数の候補対応付けの中から、前記モノクロ画像データのビット数に基づいて、１の候補対応付けを選択する対応付け選択部と、
前記対応付け選択部で選択された１の候補対応付けを前記予め設定される対応付けとして設定する対応付け設定部と、
を有することを特徴とする画像表示システム。

本発明によれば、ビット数に応じた階調数の異なる複数の候補対応付けを予め用意しておき、モノクロ画像データのビット数に応じて、的確な候補対応付けを選択する。すなわち、ビット数の異なる種々のモノクロ画像データに対して、従来の様に対応付けの間引きを行うことなく、モノクロ画像データのビット数に適した対応付けを用いて画像表示を行う様にしている。したがって、従来の様な対応付けの間引きによる色むらの発生を防止することができ、輝度と色度の階調連続性を両立し得るモノクロ階調表示をすることができる。

第１の実施形態における画像表示システムの概略構成図である。 第１の実施形態における画像表示システムの概略構成を示すブロック図である。 第１の実施形態における候補色の範囲を示す説明図である。 第１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。 第１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。 第１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。 第１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。 第１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。 第１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。 第１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。 第１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。 第１の実施形態における輝度に基づく選択色の選抜を示す説明図である。 第１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。 第１の実施形態における入力画像データの階調数とＬＵＴの対応を示す説明図である。 第２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。 第２の実施形態における色度に基づく選択色の選抜を示す説明図である。 第２の実施形態における色度に基づく選択色の選抜を示す説明図である。

符号の説明

１ 画像表示システム
２ 表示部
２１０ 液晶パネル
２２０ バックライト
３ 液晶駆動部
４ 測定手段
５ 入力部
６ 制御部
６１０ ＦＭ（フレームメモリ）
６２０ データ処理部
６３０ ＬＵＴ生成部
６３１ 候補選択部
６３２ 目標色度決定部
６３３ 目標輝度設定部
６３４ 色度算出部
６３５ 輝度算出部
６３６ 信号値決定部
６３７ テストパターン保持部
６４０ ＬＵＴ記憶部
６５０ ＬＵＴ選択部
６６０ ＬＵＴ設定部
７ インターフェース
１０ 画像生成装置

以下図面に基づいて、本発明に係る画像表示方法、画像表示システムの実施の形態を説明する。尚、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。

［実施形態１］
最初に、本発明に係る画像表示システム１の第１の実施形態について図１、図２を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る画像表示システム１の概略構成図である。図２は、本実施形態に係る画像表示システム１の概略構成を示すブロック図である。

画像表示システム１は、図１に示す様に、表示部２、制御部６、及び入力部５等を有し、表示部２は、例えば、医療用診断装置のモニタである。画像表示システム１には、図２に示す様に、内部信号値に基づいてカラー画像を表示する液晶パネル（ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ））２１０と、液晶パネル２１０を駆動する液晶駆動部３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２２０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２１０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ー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。尚、本実施形態においては、液晶パネル２１０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。

尚、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。

また、画像表示システム１は非観察側から液晶パネル２１０に光を照射するバックライト２２０を備えている。バックライト２２０は、液晶パネル２１０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。

また、画像表示システム１には、液晶パネル２１０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４が備えられている。測定手段４は液晶パネル２１０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４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を問わない。更に、測定手段４の装置構成については、画像表示システム１に内蔵／外付けのいずれも適用することができる。測定手段４は後述するＬＵＴ生成部６３０に接続されており、ＬＵＴ生成部６３０が液晶パネル２１０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６３０に出力するようになっている。

液晶パネル２１０の表示特性とは、液晶パネル２１０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。

輝度及び／又は色度に関する情報は、液晶パネル２１０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４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２１０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。

測定手段４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２１０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４は画像表示システム１にオンライン接続されているが、例えば、画像表示システム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システム１に入力することとしても良い。

また、画像表示システム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５等が設けられている。

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１０が接続されている。画像生成装置１０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１０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。尚、画
像生成装置１０はその種類により、異なるビット数のモノクロ画像データを供給するものであるが、ここでは、ビット数を、例えば、１２ビットとして、以下、画像表示システム１の基本動作を説明する。

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）６１０、データ処理部６２０、ＬＵＴ生成部６３０、ＬＵＴ記憶部６４０、ＬＵＴ選択部６５０、及びＬＵＴ設定部６６０等が備えられている。

フレームメモリ６１０は、インターフェース７を介して画像生成装置１０から入力されるモノクロ画像データを格納する。

データ処理部６２０は、フレームメモリ６１０から入力されたｎ＋ｍビットの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ｎ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６２０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６２０は、入力されたｎ＋ｍビットのモノクロ画像データを、ＬＵＴ設定部６６０に予め設定された対応付けとしてのＬＵＴに基づいて、ＲＧＢ値にデータ分配してｎビットのＲＧＢ表示画像データに変換するようになっている。さらに詳しくは、後述する様に、ＬＵＴ記憶部６４０には、ＬＵＴの候補として、階調数の異なる複数の候補ＬＵＴが予め記憶されており、ＬＵＴ記憶部６４０に記憶されている階調数の異なる複数の候補ＬＵＴの中から、ＬＵＴ選択部６５０で選択され、ＬＵＴ設定部６６０に設定された１の候補ＬＵＴに基づいて、データ処理部６２０は、ｎ＋ｍビットのモノクロ画像データを、ＲＧＢ値にデータ分配してｎビットのＲＧＢ画像データに変換するようになっている。

尚、本実施形態においては、液晶パネル２２０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。

ＬＵＴ生成部６３０は、本発明における候補対応付け生成部に該当し、候補選択部６３１、目標色度決定部６３２、目標輝度設定部６３３、色度算出部６３４、輝度算出部６３５、信号値決定部６３６、テストパターン保持部６３７等を有しており、液晶パネル２１０の表示特性に基づいて対応付けとしてのＬＵＴを生成する。ＬＵＴ生成部６３０は、ＬＵＴ記憶部６４０に接続されており、ＬＵＴ生成部６３０で生成されたＬＵＴをＬＵＴ記憶部６４０に記憶させるようになっている。詳しくは、ＬＵＴ生成部６３０は、液晶パネル２１０の表示特性に基づいて階調数の異なる複数の候補ＬＵＴを生成し、生成された階調数の異なる複数の候補ＬＵＴをＬＵＴ記憶部６４０に記憶させるようになっている。ここで、ＬＵＴ生成部６３０は、画像表示システム１の出荷時や一定期間経過毎に後述する液晶パネル２１０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。

目標色度決定部６３２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６３３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。

テストパターン保持部６３７は、液晶パネル２１０にテストパターンとして表示させる複数の均一画像データ（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値のすべての組み合わ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値のすべての組み合わせは約１６７７万色（＝２５６＾３）もあるため実現が困難である。よって、表示・測定するＲＧＢ値の組み合わ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等値の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、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。

ＬＵＴ生成部６３０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４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。

色度算出部６３４は、候補選択部６３１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６３５は、候補選択部６３１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。なお、「候補ＲＧＢ表示画像データ」とは、それぞれのＰ値に対してＲＧＢ値を対応付ける際に、表示可能なカラー表示画像データの全ての組み合わせ中から、選択可能性があるため候補色として列挙されたＲＧＢ値の色組み合わせデータ群をいう。

色度算出部６３４及び輝度算出部６３５においては、測定手段４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値の組み合わせのＲＧＢ画像データを液晶パネル２１０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（式１）で表されるようになっている。

上記（式１）の生成方法に特に制限は無いが、例えば、上記（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。

色度算出部６３４及び輝度算出部６３５は、上記（式１）に基づいて候補ＲＧＢ表示画像データ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。

候補選択部６３１は、８ビットのＲＧＢ表示画像データとなるＲＧＢ値の組み合わせ（２５６＾３個）の中から、Ｃ・２＾ｎ個（２＾（ｍ＋１）≦Ｃ≦２＾（ｍ＋４））を候補ＲＧＢ表示画像データ（候補色）として選択するようになっている。

詳しくは、候補選択部６３１は、目標階調特性として仮決めした基準色およびその近傍色を選択するようになっている。近傍色の選定方法は、例えば、それぞれの基準色に対してＲＧＢ値の±α以内（αは自然数）のオフセット値を加算した範囲内で候補色を選択するようになっている（図３参照）。なお、オフセット加算の結果、表示不可能な値範囲（信号値が０未満又は２ｎ以上）となるＲＧＢデータは候補色から除いている。また、オフセット加算の結果、候補色が重複する場合においては、重複部分を除外した上で候補色の選択数をカウントしている。例えば、α＝２の場合、ＲＧＢそれぞれ−２〜＋２までの５通りの数値を取り得るため、１つの基準色につき候補色１２５個（＝５×５×５）を生成することができる。近隣する基準色の候補色重複を防止するため、上記１２５個の中から、さらにオフセット個数を絞り込むことも好ましい態様である。

この様に、候補色の範囲をモノクロ画像データのビット数（階調数）に応じた範囲（Ｃ・２＾ｎ個（２＾（ｍ＋１）≦Ｃ≦２＾（ｍ＋４）））に設定することにより、モノクロ画像データの階調数に適したＬＵＴを生成することができる。すなわち、モノクロ画像データの階調数が少ない（ｍの値が小さい）場合、候補色の範囲は狭く、また、階調数が多い（ｍの値が大きい）場合は、候補色の範囲は広く設定され、モノクロ画像データの階調数に応じて候補色の範囲が設定されることから、モノクロ画像データの階調数に適したＬＵＴを生成することができる。

ここで、基準色のＲＧＢ値は、例えば、下記（式２）に示すようになっている。

基準色のＲＧＢ値は等値に限られず、例えば、ブルー色調の場合、下記（式３）に示すようになっている。

また、候補選択部６３１は、液晶パネル２１０の表示階調数と色度とのバランスを考慮してαの値を決定するようになっている。本実施形態において、αは正の整数であれば良いが、候補色の数Ｎが増加しすぎないように、３以下であることが好ましい。一方、αが４以上であると、候補色としての選択範囲が広がりすぎてしまい、演算時間が長くなると同時に好ましくない色度のカラー表示画像データを選択してしまうおそれがある。

また、候補選択部６３１は、ユーザの好みで選択された色調に応じて候補色を選択する際の基準色を決定する。例えば、候補選択部６３１は、予め（式２）又は（式３）を用いて各色調に対応する基準色又は候補色のデータを保存しておくこととしてもよい。

候補選択部６３１は、基準色から±αの範囲内であってかつモノクロ領域内のＲＧＢ表示画像データのみを候補色として選択するようになっている。

ここで、モノクロ領域とは、従来、色度が、ＣＩＥ色度座標上の各座標（０．１７４，０）、（０．４，０．４）、（δ′，０．４）（δ′は、スペクトル軌跡とｙ軸方向の座標が０．４である直線との交点のｘ座標）で囲まれた領域であった。しかし、各種ブルーベースのモノクロフィルムの画像をシャーカステンを用いて表示する際の色調について、実際に各フィルム、各光源、フィルム中の各濃度における色度の実測値をとった場合、色度の実測値はかなり狭い領域に集中している。そして、色度の測定誤差等を考慮すると、ｘ，ｙともに約±０．０１〜０．０２程度の余裕を持たせることが好ましい。この結果、本実施形態においては、モノクロ領域を、ＣＩＥ色度座標上の各座標（０．２，０．２７５）、（０．２７５，０．２２５）、（０．３２５，０．４）、（０．４，０．３５）で囲まれた領域とする。

候補選択部６３１は、好ましくは、ＲＧＢ表示画像データの表示色の三刺激値Ｙ、ＣＩＥ色度図上の座標（ｘ，ｙ）が、所定の色度座標上の目標値をｘ０、ｙ０、色差をΔｘｙ＝｛（ｘ−ｘ０）＾２＋（ｙ−ｙ０）＾２｝＾（１／２）、所定の許容差をΔｘｙ０としたときに、Δｘｙ≦Δｘｙ０となるようなＲＧＢ表示画像データのみを候補色として選択するようになっている。

例えば、候補選択部６３１は、ｘ０、ｙ０を（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，２５５，２５５）の場合の色度座標（ｘ，ｙ）と定め、所定の許容差Δｘｙ０を０．０１として、Δｘｙ≦Δｘｙ０なる条件を満たすＲＧＢデータを候補色とするようになっている。

ここで、少なくとも一部の輝度範囲において、目標値ｘ０、ｙ０の両方が減少するように定めると従来のブルーベースフィルムの画像色調を忠実に表現できて好ましい。具体的には、（式３）において、βｒ、βｇは、少なくとも一部の輝度範囲において、表示する際の輝度、すなわちそれぞれのＰ値に対する目標輝度Ｙが小さいほど小さな値をとることによって実現できる。

候補選択部６３１の選択する候補色の数Ｃ・２＾ｎは、演算時間の短縮と多階調表示に要する数との兼合いで決まるものである。一般に、モノクロ画像の表示には約１６００万色全てを候補色の対象とする必要はなく、演算時間が長くなるだけである。

なお、候補選択部６３１は、モノクロ画像データのＰ値それぞれについて、候補色の選択を、後述する候補選択工程の都度行うこととしてもよく、また、上述のごとく基準値にオフセットを付加し機械的に候補色を選択する方法のみならず、予め候補色群を選択して保存しておいてもよい。

信号値決定部６３６は、モノクロ画像データのＰ値それぞれに対応するＲＧＢ表示画像データのＲＧＢ値を決定するようになっている。詳しくは、信号値決定部６３６は、候補ＲＧＢ表示画像データのなかから、目標輝度設定部６３３及び輝度算出部６３５からの輝度情報に基づいて１つの選択色を決定し、そのＲＧＢ値をＲＧＢ表示画像データとして対応付けて設定するようになっている。

ＬＵＴ記憶部６４０は、ＬＵＴ生成部６３０で生成されたＬＵＴを記憶する。詳しくは、ＬＵＴ生成部６３０で生成された階調数の異なる複数の候補ＬＵＴを記憶する。

ＬＵＴ選択部６５０は、本発明における対応付け選択部に該当し、ＬＵＴ記憶部６４０に記憶されている階調数の異なる複数の候補ＬＵＴの中から、モノクロ画像データの階調数に応じて、１の候補ＬＵＴを選択する。

ＬＵＴ設定部６６０は、本発明における対応付け設定部に該当し、ＬＵＴ選択部６５０で選択された１の候補ＬＵＴをＬＵＴとして設定する。

次に、本発明に係る画像表示方法について説明する。

先ず、ＬＵＴ生成部６３０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、画像表示システム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、例えば画像表示システム１の出荷時、入力部１５の操作により処理が開始される。

ＬＵＴ生成処理では、本発明における候補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４参照）。尚、候補対応付け生成工程では、階調数の異なる複数の候候補ＬＵＴが生成されるが、ここでは、階調数が２＾１２（＝４０９６）の１の候補ＬＵＴが生成される流れについて説明する。

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）、候補対応付け保存プロセス（ステップＳ４）に大別される。

色調選択プロセス（ステップＳ１）では、例えば、図５に示すような色調の異なる複数の画面を液晶パネル２１０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５（図２参照）を用いて選択させ、その情報を記憶する。図５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。色調選択プロセスでの色調選択の結果に基づいて、候補選択部６３１は、低階調対応付け工程を行って決定された対応付けを用いて基準色を設定する。

表示特性取得プロセス（ステップＳ２）では、液晶パネル２１０に入力するＲＧＢ値に対して、液晶パネル２１０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、画像表示システム１は、ＬＵＴ生成部６３０により液晶パネル２１０の表示特性を測定する。つまり、ＬＵＴ生成部６３０は、液晶パネル２１０にテストパターン保持部６３７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４によりＣＩＥ ＸＹＺ表色系の色刺激値ＸＹＺを測定させる。

色度算出部６３４及び輝度算出部６３５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、上記（式１）で表されるＲＧＢ−ＸＹＺ推定式を生成する。ここで、ＬＵＴ生成部６３０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２１０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。

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（ｎビット）に変換する変換則としての候補ＬＵＴを導出する。なお、本実施形態においては、変換則として候補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。

候補対応付け保存プロセス（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６４０に候補ＬＵＴとして記憶させる。

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６を用いて説明する。

尚、本実施形態においては、上記変換則を導出する際に、「内部信号値」なる１チャンネル中間データを定義している。詳しくは、（１）Ｐ値（１チャンネル信号値）と内部信号値（１チャンネル信号値）との対応付けを行うための「ＤＩＣＯＭキャリブレーションＬＵＴ」と、（２）内部信号値（１チャンネル信号値）とＲＧＢ値（３チャンネル信号値）との対応付けを行うための「モノクロ多階調化ＬＵＴ」と、をそれぞれ生成し、この２つのＬＵＴを合成することによりＰ値とＲＧＢ値とを対応付けている。

尚、ここでは、内部信号値の階調数Ｍを２＾１２（＝４０９６）として内部信号値を構成したが、液晶パネル２１０の駆動階調数よりも２ビット（４倍）以上の多階調表現を行うためには少なくともＭを２＾１０（＝１０２４）として内部信号値を構成することとすればよい。

先ず、ＬＵＴ生成部６３０は、液晶パネル２１０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。

測定手段４による測定結果は制御部６に出力され、ＬＵＴ生成部６３０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６３０は、図７（ａ）に示す様に、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６３０は、各内部信号値とＲＧＢ値を比例配分で対応付ける。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（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（図７（ｂ）、図８参照）を推定する。続いて、ＬＵＴ生成部６３０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９参照）。

そして、図１０に示す様に、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。画像表示システム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、画像表示システム１が未調整の場合、キャリブレーションＬＵＴは液晶パネル２１０の特性に応じた曲線となる。

候補選択工程では、候補選択部６３１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、２５６＾３通りの信号値を有するＲＧＢ表示画像データの中から、Ｃ・２＾ｎ個（２＾（ｍ＋１）≦Ｃ≦２＾（ｍ＋４））の候補ＲＧＢ表示画像データ（候補色）が選択される（ステップＳ３２）。候補色をモノクロ領域内に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るうえにモノクロ領域外のＲＧＢ表示画像データを選択することがなく好ましい。

信号値決定工程では、選択された候補色の中から輝度に基づくＲＧＢ値の選抜が行われる（ステップＳ３３）。このようにして、輝度に基づく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。

ここで、信号値決定工程におけるＲＧＢ値の選抜について、図１１を用いて説明する。

まず、ｋ＝０として（ステップＳ３３１）、目標輝度設定部６３３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値を画像表示システム１に入力すると液晶パネル２１０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、図７（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。

続いて、輝度算出部６３５は、上記（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１２に示す様に、信号値決定部６３６により目標輝度Ｙ（ｋ）に最も近い１つの候補色を選択色として選抜する（ステップＳ３３２）。

この様にして選ばれた選択色のＲＧＢ値を、ＬＵＴ生成部６３０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Ｓ３３３、ステップＳ３３４；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、候補ＬＵＴの生成が終了する（ステップＳ３３４；Ｙｅｓ）。

この様にして、階調数が２＾１２（＝４０９６）の１の候補ＬＵＴが生成されるが、本実施形態では、同様にして、例えば、階調数が２＾８（＝２５６）、２＾１０（＝１０２４）等、異なる階調数の複数の候補ＬＵＴを生成し、ＬＵＴ記憶部６４０に記憶させておく。

次に、画像表示システム１による画像表示方法について、図１３を参照して説明する。

先ず、画像生成装置１０からモノクロ画像データが画像表示システム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、ＬＵＴ選択部６５０に入力される。対応付け選択工程では、ＬＵＴ選択部６５０は、入力されたモノクロ画像データのビット数に基づいて、ＬＵＴ記憶部６４０に記憶されている階調数がそれぞれ２＾８（＝２５６）、２＾１０（＝１０２４）、２＾１２（＝４０９６）の候補ＬＵＴの中から、１の候補ＬＵＴを選択する。具体的には、ＬＵＴ選択部６５０には、図１４に示す様に、モノクロ画像データのビットに応じた候補ＬＵＴの対応を示す表が設定されている。ＬＵＴ選択部６５０は、モノクロ画像データのビット数を検出し、検出した結果に基づいて、表より１の候補ＬＵＴを選択する。対応付け設定工程では、対応付け選択工程で選択された１の候補ＬＵＴをＬＵＴとして設定する（ステップＳ６）。尚、ここでは、入力されたモノクロ画像データのビット数が、例えば、１２ビットであり、１２ビットの候補ＬＵＴ（ＬＵＴ（ｃ））が選択されたものとする。

一方、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６１０に格納される。

フレームメモリ６１０に格納されたモノクロ画像データは、データ処理部６２０に順次出力される。データ処理部６２０は、先ず、モノクロ画像データを４０９６階調の内部信号値に変換し、ＬＵＴ選択部６５０で選択された１２ビットのＬＵＴ（ｃ）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Ｓ７）。

ステップＳ７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「モノクロ多階調化ＬＵＴ」処理を行うようになっている。ここで、ＬＵＴ処理は上述の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、得られた合成ＬＵＴによる１段階の処理としても良い。

ステップＳ７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Ｓ８）、液晶駆動部３はＲＧＢ画像データに基づく画像を表示し、１２ビットのモノクロ画像を表現する（ステップＳ９）。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Ｓ７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。

以上より、本発明に係る画像表示方法によれば、ビット数に応じた階調数の異なる複数の候補対応付けを予め用意しておき、モノクロ画像データのビット数に応じて、的確な候補対応付けを選択するので、輝度と色度の階調連続性を両立し得るモノクロ階調表示をすることができる。

また、階調数の異なる複数の候補対応付けの中には、２＾ｋ′階調（ｎ＋２≦ｋ′≦ｎ＋ｍ）の候補対応付けを少なくとも１つ含むようにしている。したがって、駆動階調数が少ない安価なカラー表示手段を用いても、４倍以上の階調数の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。

また、無数にある表示可能なカラー表示画像データの全ての組み合わせの中から、予めモノクロ画像として適正な候補カラー表示画像データを絞り込むので、信号値決定工程に要する演算時間を短縮することができ、適確な対応付けの設定が簡略化できる。また、候補カラー表示画像データを好ましい範囲内のものに選択してから信号値決定工程を行うことにより、好ましくない色調のカラー表示画像データを選んでしまう危険を排除することができ、適切な色調の対応付けが得られる。

また、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。

また、基準色から±αの範囲内でかつ色度がモノクロ領域内となるような候補色を選択するので、モノクロ領域外のＲＧＢ表示画像データを選択するおそれがなくなるとともに、このようなＲＧＢ表示画像データについて輝度を算出して信号値決定工程を行う事ができるので、演算時間の短縮化が可能である。また、選択色をモノクロ領域内とすることで、信号値決定工程において簡単なアルゴリズム処理で１つの選択色を選抜しても、確実に選択色をモノクロ領域内のものとすることができる。

また、候補色のＲＧＢ値を等値に限らず±αの範囲内でオフセットするので、候補色として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。

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について輝度を算出し１つの選択色を選抜するので、全ての候補色について輝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。

また、本実施形態では制御部６を画像表示システム１の内部に設けたが、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。

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。

［実施形態２］
図６のステップＳ３３におけるＲＧＢ値の選抜の第２の実施形態について、図１５のフローチャートを用いて説明する。図１５に示す様に、本実施形態においては、信号値決定工程において輝度による１次選抜に続いて色度による２次選抜を行う点で第１の実施形態とは異なる。以下、第１の実施形態と異なる処理について説明する。

本実施形態において、候補選択部６３１は、８ビットのＲＧＢ表示画像データとなるＲＧＢ値の組み合わせ（２５６＾３個）の中から、Ｃ・２＾ｎ個（２＾（ｍ＋１）≦Ｃ≦２＾（ｍ＋３））を候補ＲＧＢ表示画像データ（候補色）として選択するようになっている。

また、候補選択部６３１は、基準色のＲＧＢ値の±α以内のオフセットを加算（加算後に０未満又は２ｎ以上となるものを除く）した範囲内のものを候補色として選択するようになっている。αは正の整数であれば良いが、候補色の数が増加しすぎないように、１以上３以下が好ましい。なお、輝度と色度に基づく２段階の選抜を行うため、第１の実施形態よりαを大きくすることとしてもよい。

本実施形態における画像表示方法においては、信号値決定工程において、目標輝度設定部６３３により内部信号値ｋ＝０に対する目標輝度Ｙ（ｋ）を定める（ステップＳ３３５）。その後、輝度算出部６６は、上記（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、信号値決定部６３６により、目標輝度Ｙ（ｋ）に最も近い複数の候補色Ａ〜Ｃ（第１次候補ＲＧＢ表示画像データ）が１次選抜される（ステップＳ３３６、輝度選抜工程）。ここで、本実施形態においては１次選抜で選ばれる第１次候補ＲＧＢ表示画像データの数を３とするが、その数に特に制限はなく適宜変更可能である。

次に、色度算出部６３５は、候補色Ａ〜Ｃのそれぞれについて、上記（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４）〜（６）を用いて表されるＣＩＥ Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系である。

また、目標色度決定部６３２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６３６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２次選抜する（ステップＳ３３７、色度選抜工程）。例えば、図１６に示す様に、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。

ＣＩＥ Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系における色差ΔＥ^*ａｂは下記（式７）で定義されるが、輝度に対応する指標Ｌ^*の影響を除いた下記（式８）として定義しても良い。

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１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。

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１６及び図１７参照）。また、信号値ｋのモノクロ画像データに対応する第１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｜ΔＥ^*ａｂ（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。

本アルゴリズムを適用した場合には、図１６及び図１７においては候補色Ｂが選択される。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、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。

このようにして選ばれた１つの選択色のＲＧＢ値を、ＬＵＴ生成部６３０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Ｓ３３８、ステップＳ３３９；Ｎｏ）、４０９６階調の全ての内部信号値に対してＲＧＢ値の選択を行い、候補ＬＵＴの生成が終了する（ステップＳ３３９；Ｙｅｓ）。

この様にして、階調数が２＾１２（＝４０９６）の１の候補ＬＵＴが生成されるが、本実施形態では、同様にして、例えば、階調数が２＾８（＝２５６）、２＾１０（＝１０２４）等、異なる階調数の複数の候補ＬＵＴを生成し、ＬＵＴ記憶部６１に記憶させておく。

以上の様に、本発明に係る画像表示方法によれば、各内部信号値の候補色の中から、好ましい輝度に近いものを１次選抜し、続いて色度に基づいて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２１０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値の組み合わ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２１０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。

Claims (5)

1. ｎ＋ｍ（ｎは８以上の整数、ｍは２以上の整数）ビットの１チャンネルのモノクロ画像データを、予め設定される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表示方法であって、
   前記対応付けの候補として、ビット数に応じた階調数の異なる複数の候補対応付けを生成する候補対応付け生成工程と、
   前記候補対応付け生成工程で生成された階調数の異なる複数の候補対応付けの中から、前記モノクロ画像データのビット数に基づいて、１の候補対応付けを選択する対応付け選択工程と、
   前記対応付け選択工程で選択された１の候補対応付けを前記予め設定される対応付けとして設定する対応付け設定工程と、
   を有することを特徴とする画像表示方法。
2. 複数の前記候補対応付けのそれぞれの階調数は、２＾ｋ階調（ｎ≦ｋ≦ｎ＋ｍ）であり、少なくとも１つは２＾ｋ′階調（ｎ＋２≦ｋ′≦ｎ＋ｍ）であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像表示方法。
3. 前記候補対応付け生成工程は、複数の候補対応付けにおけるそれぞれの候補の対応付けを生成するにあたり、
   表示可能なカラー表示画像データの全ての組み合わせの中から、Ｃ・２＾ｎ個（２＾（ｍ＋１）≦Ｃ≦２＾（ｍ＋４））を候補カラー表示画像データとして選択し、選択された候補カラー表示画像データの中から、前記モノクロ画像データのそれぞれの階調値に対応するカラー表示画像データを決定することを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の画像表示方法。
4. 請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項に記載の画像表示方法を、コンピュータに実行させることを特徴とする画像表示プログラム。
5. ｎ＋ｍ（ｎは８以上の整数、ｍは２以上の整数）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表示システムであって、
   前記対応付けの候補として、ビット数に応じた階調数の異なる複数の候補対応付けを生成する候補対応付け生成部と、
   前記候補対応付け生成部で生成された階調数の異なる複数の候補対応付けの中から、前記モノクロ画像データのビット数に基づいて、１の候補対応付けを選択する対応付け選択部と、
   前記対応付け選択部で選択された１の候補対応付けを前記予め設定される対応付けとして設定する対応付け設定部と、
   を有することを特徴とする画像表示システム。