KR20220010556A - 화상 표시 장치, 화상 표시 시스템, 화상 표시 방법 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

화상 표시 장치, 화상 표시 시스템, 화상 표시 방법 및 컴퓨터 프로그램 Download PDF

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Abstract

0.05(cd/m2) 이상의 휘도에 있어서의 계조 특성뿐만 아니라, 0.05(cd/m2) 미만의 휘도에 있어서의 계조 특성이 DICOM규격을 만족하도록 구성되어 있는 화상 표시 장치, 화상 표시 시스템, 화상 표시 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
화상 데이터를 표시하는 의료용의 화상 표시 장치로서, 화상 표시부와 영상 처리부를 구비하고, 상기 영상 처리부는 제1 및 제2계조 특성에 기초하여 상기 화상 데이터를 상기 화상 표시부에 표시하도록 구성되며, 제1계조 특성의 휘도는 0.05(cd/m2) 이상이고, 제2계조 특성의 휘도는 0.05(cd/m2) 미만이며, 제1계조 특성은 DICOM규격의 GSDF(그레이스케일 표준 디스플레이 함수)의 계조 특성에 준거하고 있고, 제1 및 제2계조 특성은 JND값과 그에 대응하는 대응 휘도의 관계를 만족하도록 정해져 있는, 화상 표시 장치가 제공된다.

Description

화상 표시 장치, 화상 표시 시스템, 화상 표시 방법 및 컴퓨터 프로그램
본 발명은 화상 표시 장치, 화상 표시 시스템, 화상 표시 방법 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
화상 처리 기술의 향상에 의해, 콘트라스트비가 높은 화상을 표시 가능한 화상 표시 장치를 제조하는 것이 가능하게 되어 있다. 이러한 화상 표시 장치는 0.05(cd/m2) 미만의 휘도에 대응하는 계조를 설정할 수 있다. 여기에서, 의료용의 화상 표시 장치의 계조 특성에는 DICOM규격(이하, DICOM이라 칭한다)의 GSDF(그레이스케일 표준 디스플레이 함수)에 준거하는 것이 요구되고 있다. 그래서, GSDF에 준거한 계조 특성의 화상을 표시 가능한 화상 표시 장치가 제안되고 있다 (예를 들면 특허문헌1 참조). 한편, DICOM의 GSDF는 Barten-Model이라 불리는 이론에 근거한다.
특허문헌1에 기재된 화상 표시 장치는 최대 휘도에 대응하는 JND값과 최소 휘도에 대응하는 JND값을 산출하고, 이 JND값에 근거하여 각 계조의 목표 휘도를 산출하고 있다. 특허문헌1에서, 산출된 목표 휘도는 GSDF에 준거한 계조 특성을 나타낸다. 여기에서, DICOM에서 규정되어 있는 각 JND인덱스에 대응하는 대응 휘도는 0.05(cd/m2) 이상이다. 그 때문에, 화상 표시 장치에 미리 설정되는 최소 휘도가 0.05(cd/m2) 이상일 경우에는, 특허문헌1에 기재된 화상 표시 장치는 GSDF에 준거한 화상을 표시할 수 있다.
일본등록특허 제3974630호 공보
DICOM에는 0.05(cd/m2) 미만의 휘도에 대응하는 JND인덱스(JND값)가 명시되지 않았다. 그 때문에, 콘트라스트비가 높은 화상을 표시 가능한 화상 표시 장치에 특허문헌1에 기재된 기술을 적용했을 때에, 화상 표시 장치에 미리 설정되는 최소 휘도가 0.05(cd/m2) 미만일 경우, 저계조의 표시 화상의 휘도는 GSDF로부터 벗어나는 것으로 여겨진다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 실시된 것이고, GSDF와 호환성이 있는 계조 특성이 0.05(cd/m2) 미만의 휘도 영역으로 확장되어 있는 화상 표시 장치, 화상 표시 시스템, 화상 표시 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명에 의하면, 화상 데이터를 표시하는 의료용의 화상 표시 장치로서, 화상 표시부와 영상 처리부를 구비하고, 상기 영상 처리부는 제1 및 제2계조 특성에 기초하여 상기 화상 데이터를 상기 화상 표시부에 표시하도록 구성되며, 제1계조 특성의 휘도는 0.05(cd/m2) 이상이고, 제2계조 특성의 휘도는 0.05(cd/m2) 미만이며, 제1계조 특성은 DICOM규격의 GSDF(그레이스케일 표준 디스플레이 함수)의 계조 특성에 준거하고 있고, 제1 및 제2계조 특성은 JND값과 그에 대응하는 대응 휘도의 관계를 만족하도록 정해져 있는, 화상 표시 장치가 제공된다.
본 발명에서는, 제1 및 제2계조 특성에 기초하여 화상 데이터를 화상 표시부에 표시하도록 구성되어 있다. 여기에서, 제1계조 특성(휘도가 0.05(cd/m2) 이상의 계조 특성)은 DICOM규격의 GSDF의 계조 특성에 준거하고 있고, JND값(JND인덱스)과 그에 대응하는 대응 휘도의 관계를 만족한다. 또한, 제2계조 특성(휘도가 0.05(cd/m2) 미만의 계조 특성)도 JND값(JND인덱스)과 그에 대응하는 대응 휘도의 관계를 만족한다. 따라서, 본 발명에서는, GSDF와 호환성이 있는 계조 특성이 0.05(cd/m2) 미만의 휘도 영역으로 확장되고 있다.
이하, 본 발명의 여러가지 실시 형태를 예시한다. 이하에 나타내는 실시 형태는 서로 조합 가능하다.
바람직하게는, 제2계조 특성에 있어서의 상기 관계는 목표 JND값과 그에 대응하는 목표 휘도의 관계에 대응하고 있고, 상기 목표 휘도는 상기 대응 휘도에 대응하며, 상기 목표 JND값은 최대 JND값과, 확장 JND차와, 임시 최소 JND값과, 계조수에 기초하여 산출되고, 상기 최대 JND값은 상기 화상 표시부의 최대 휘도에 대응하며, 상기 임시 최소 JND값은 임시 최소 휘도에 대응하고 또한 상기 임시 최소 JND값은 미리 정해진 관계를 이용하여 최소 휘도로부터 산출되며, 상기 최소 휘도는 0.05(cd/m2) 미만이고, 상기 미리 정해진 관계는 상기 최소 휘도가 주어지면 상기 최소 휘도에 대응하는 최소 JND값보다 n(n≥1) 큰 JND값에 대응하는 휘도를 재귀적으로 산출 가능한 관계이며, 상기 임시 최소 휘도는 상기 미리 정해진 관계를 이용하여 각 휘도를 재귀적으로 산출하는 것을 반복했을 때에, 처음으로 미리 정해진 휘도 이상으로 되는 휘도이고, 상기 확장 JND차는 상기 임시 최소 휘도를 산출할 때에 사용되는 상기 임시 최소 휘도보다 작은 휘도의 수에 대응하고 있는, 화상 표시 장치가 제공된다.
바람직하게는, 연산 처리부를 더 구비하고, 연산 처리부는 확장 JND차 산출부와, 목표 JND값 산출부와, 목표 휘도 산출부를 구비하고, 상기 확장 JND차 산출부는 미리 정해진 관계를 이용하여 최소 휘도로부터 임시 최소 휘도를 산출하고 또한 확장 JND차를 산출하며, 상기 미리 정해진 관계는 상기 최소 휘도가 주어지면 상기 최소 휘도에 대응하는 최소 JND값보다 n(n≥1) 큰 JND값에 대응하는 휘도를 재귀적으로 산출 가능하고, 상기 임시 최소 휘도는 상기 미리 정해진 관계를 이용하여 각 휘도를 재귀적으로 산출하는 것을 반복했을 때에, 처음으로 미리 정해진 휘도 이상으로 되는 휘도이며, 상기 최소 휘도는 0.05(cd/m2) 미만이며, 상기 확장 JND차는 상기 임시 최소 휘도를 산출할 때에 사용되는 상기 임시 최소 휘도보다 작은 휘도의 수에 대응하고, 상기 목표 JND값 산출부는 상기 화상 표시부의 최대 휘도에 대응하는 최대 JND값과, 상기 확장 JND차와, 상기 임시 최소 휘도에 대응하는 임시 최소 JND값과, 계조수에 기초하여 각 계조의 목표 JND값을 산출하며, 상기 목표 휘도 산출부는 상기 목표 JND값에 기초하여 목표 휘도를 산출하고, 상기 목표 JND값은 제1 및 제2계조 특성의 상기 JND값에 대응하며, 상기 목표 휘도는 제1 및 제2계조 특성의 상기 대응 휘도에 대응하고 있는, 화상 표시 장치가 제공된다.
바람직하게는, 상기 JND값은 연산 처리부에서 사용되며, 제1계조 특성의 상기 JND값에는 1이상의 실수가 할당되고, 제2계조 특성의 상기JND값에는 1미만의 실수가 할당되어 있는, 화상 표시 장치가 제공된다.
바람직하게는, JND인덱스는 연산 처리부에서 사용되고, 제1계조 특성의 상기 JND인덱스에는 1이상의 정수가 할당되고, 제2계조 특성의 상기 JND인덱스에는 1미만의 정수가 할당되어 있는, 화상 표시 장치가 제공된다.
바람직하게는, 제2계조 특성의 상기 JND인덱스에는 음의 정수가 할당되어 있는, 화상 표시 장치가 제공된다.
본 발명의 실시 형태의 다른 관점에 의하면, 화상 데이터를 표시하는 의료용의 화상 표시 시스템으로서, 화상 표시부와 영상 처리부를 구비하고, 영상 처리부는 제1 및 제2계조 특성에 기초하여 상기 화상 데이터를 상기 화상 표시부에 표시하도록 구성되며, 제1계조 특성의 휘도는 0.05(cd/m2) 이상이고, 제2계조 특성의 휘도는 0.05(cd/m2) 미만이며, 제1계조 특성은 DICOM규격의 GSDF(그레이스케일 표준 디스플레이 함수)의 계조 특성에 준거하고 있고, 제1 및 제2계조 특성은 JND값과 그에 대응하는 대응 휘도의 관계를 만족하도록 정해져 있는, 화상 표시 시스템이 제공된다.
바람직하게는, 제2계조 특성에 있어서의 상기 관계는 목표 JND값과 그에 대응하는 목표 휘도의 관계에 대응하고 있고, 상기 목표 휘도는 상기 대응 휘도에 대응하며, 상기 목표 JND값은 최대 JND값과, 확장 JND차와, 임시 최소 JND값과, 계조수에 기초하여 산출되고, 상기 최대 JND값은 상기 화상 표시부의 최대 휘도에 대응하며, 상기 임시 최소 JND값은 임시 최소 휘도에 대응하고 또한 상기 임시 최소 JND값은 미리 정해진 관계를 이용하여 최소 휘도로부터 산출되며, 상기 최소 휘도는 0.05(cd/m2) 미만이고, 상기 미리 정해진 관계는 상기 최소 휘도가 주어지면, 상기 최소 휘도에 대응하는 최소 JND값보다 n(n≥1) 큰 JND값에 대응하는 휘도를 재귀적으로 산출 가능한 관계이며, 상기 임시 최소 휘도는 상기 미리 정해진 관계를 이용하여 각 휘도를 재귀적으로 산출하는 것을 반복했을 때에, 처음으로 미리 정해진 휘도 이상으로 되는 휘도이고, 상기 확장 JND차는 상기 임시 최소 휘도를 산출할 때에 사용되는 상기 임시 최소 휘도보다 작은 휘도의 수에 대응하고 있는, 화상 표시 시스템이 제공된다.
바람직하게는, 연산 처리부를 더 구비하고, 상기 연산 처리부는 확장 JND차 산출부와, 목표 JND값 산출부와, 목표 휘도 산출부를 구비하고, 상기 확장 JND차 산출부는 미리 정해진 관계를 이용하여 최소 휘도로부터 임시 최소 휘도를 산출하고 또한 확장 JND차를 산출하며, 상기 미리 정해진 관계는 상기 최소 휘도가 주어지면, 상기 최소 휘도에 대응하는 최소 JND값보다 n(n≥1) 큰 JND값에 대응하는 휘도를 재귀적으로 산출 가능하고, 상기 임시 최소 휘도는 상기 미리 정해진 관계를 이용하여 각 휘도를 재귀적으로 산출하는 것을 반복했을 때에, 처음으로 미리 정해진 휘도 이상으로 되는 휘도이며, 상기 최소 휘도는 0.05(cd/m2) 미만이고, 상기 확장 JND차는 상기 임시 최소 휘도를 산출할 때에 사용되는 상기 임시 최소 휘도보다 작은 휘도의 수에 대응하며, 상기 목표 JND값 산출부는 상기 화상 표시부의 최대 휘도에 대응하는 최대 JND값과, 상기 확장 JND차와, 상기 임시 최소 휘도에 대응하는 임시 최소 JND값과, 계조수에 기초하여 각 계조의 목표 JND값을 산출하고, 상기 목표 휘도 산출부는 상기목표 JND값에 기초하여 목표 휘도를 산출하며, 상기 목표 JND값은 제1 및 제2계조 특성의 상기 JND값에 대응하고, 상기 목표 휘도는 제1 및 제2계조 특성의 상기 대응 휘도에 대응하고 있는, 화상 표시 시스템이 제공된다.
바람직하게는, 상기JND값은 연산 처리부에서 사용되고, 제1계조 특성의 상기 JND값에는 1이상의 실수가 할당되고, 제2계조 특성의 상기 JND값에는 1미만의 실수가 할당되어 있는, 화상 표시 시스템이 제공된다.
바람직하게는, JND인덱스는 연산 처리부에서 사용되고, 제1계조 특성의 상기 JND인덱스에는 1이상의 정수가 할당되고, 제2계조 특성의 상기 JND인덱스에는 1미만의 정수가 할당되어 있는, 화상 표시 시스템이 제공된다.
바람직하게는, 제2계조 특성의 상기JND인덱스에는 음의 정수가 할당되어 있는, 화상 표시 시스템이 제공된다.
본 발명의 실시 형태의 다른 관점에 의하면, 화상 데이터를 표시시키는 의료용의 화상 표시 방법으로서, 표시 스텝을 구비하고, 상기 표시 스텝에서는 제1 및 제2계조 특성에 기초하여 상기 화상 데이터를 화상 표시부에 표시하며, 제1계조 특성의 휘도는 0.05(cd/m2) 이상이고, 제2계조 특성의 휘도는 0.05(cd/m2) 미만이며, 제1계조 특성은 DICOM규격의 GSDF(그레이스케일 표준 디스플레이 함수)의 계조 특성에 준거하고 있고, 제1 및 제2계조 특성은 JND값과 그에 대응하는 대응 휘도의 관계를 만족하도록 정해져 있는, 방법이 제공된다.
본 발명의 실시 형태의 다른 관점에 의하면, 컴퓨터에, 화상 데이터를 표시시키는 의료용의 화상 표시 방법을 실행시키는 컴퓨터 프로그램으로서, 표시 스텝을 구비하고, 상기 표시 스텝에서는 제1 및 제2계조 특성에 기초하여 상기 화상 데이터를 화상 표시부에 표시하며, 제1계조 특성의 휘도는 0.05(cd/m2) 이상이고, 제2계조 특성의 휘도는 0.05(cd/m2) 미만이며, 제1계조 특성은 DICOM규격의 GSDF(그레이스케일 표준 디스플레이 함수)의 계조 특성에 준거하고 있고, 제1 및 제2계조 특성은 JND값과 그에 대응하는 대응 휘도의 관계를 만족하도록 정해져 있는, 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
도 1은 실시 형태에 따른 화상 표시 장치(1)를 구비하는 화상 표시 시스템(100)의 기능 블록도이다.
도 2는 최소 휘도가 0.05(cd/m2) 미만일 경우의 데이터의 설명도이다.
도 3은 최소 휘도가 0.05(cd/m2) 이상일 경우의 데이터의 설명도이다.
도 4는 LUT(Look Up Table) 데이터와 도 5에 나타내는 플로차트에서 취득하는 목표 휘도를 대응시키기 위한 플로차트이다.
도 5는 도 4에 나타내는 플로차트의 스텝 S5(목표 휘도의 산출 스텝)를 구체적으로 나타내는 플로차트이다.
도 6 중, 도 6A는 Barten-Model로부터 도출되는 콘트라스트 감도 함수를 나타내고, 도 6B는 Barten-Model로부터 도출되고 임의의 휘도로부터 다음의 1JND차에 대응하는 휘도를 산출하는 식을 나타낸다.
도 7 중, 도 7A는 DICOM에 규정되는, 휘도를 JND값으로 변환하는 식이고 도 7B는 DICOM에 규정되는 JND값을 휘도로 변환하는 식이다.
도 8 중, 도 8A는 ΔJND를 산출할 때에 이용하는 식을 나타내고, 도 8B는 최소 휘도가 0.05 미만인 경우에 목표 JND값을 산출할 때에 이용하는 식을 나타내며, 도 8C는 최소 휘도가 0.05 이상인 경우에 목표 JND값을 산출할 때에 이용하는 식을 나타낸다.
도 9는 콘트라스트 감도 함수를 이용하여 최소 휘도로부터 임시 최소 휘도를 산출하는 것을 설명하는 모식도이다.
도 10은 확장JND인덱스를 산출하는 것을 설명하는 모식도이다.
도 11은 각 계조와 목표 JND값과 목표 휘도를 나타낸 표이다.
도 12는 제1 및 제2계조 특성을 나타내는 그래프이다.
도 13은 실시 형태에 따른 화상 표시 시스템(100)의 변형예이다.
이하, 도면을 이용하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다. 이하에 나타내는 실시 형태 중에서 나타낸 각종 특징사항은 서로 조합 가능하다. 또한, 각 특징사항에 대해 독립적으로 발명이 성립한다.
1. 계조 특성에 관하여
1-1. DICOM규격
의료용의 화상 표시 장치는 의사 등이 정확한 판독이나 진단을 가능하게 하기 위해 화상 표시의 일관성이 확보되는 것이 바람직하다. 따라서, 화상 표시 장치에는 의료용의 디지털 화상의 국제표준규격인 DICOM규격(이하, DICOM이라 칭한다)에 준거한 것이 제안되고 있다.
DICOM에서는, GSDF(그레이스케일 표준 디스플레이 함수)라 하는 계조 특성을 나타내는 함수가 규정되어 있다. 인간의 시각 특성은 밝음에 대해 비선형이지만, GSDF는 시각적 직선성이 성립하도록 정해져 있다. 구체적으로는, GSDF는 화상 표시의 인간의 시각 특성에 근거하고 있는 Barten-Model로부터 도출되어 있다.
DICOM에서는, JND(Just-Noticeable Difference)인덱스라 불리는 지표가 이용된다. JND인덱스에서는, 0.05(cd/m2)를 스타트 지점으로서 "1"로 정의되고 "2" 이후는 평균적 관찰자가 식별 가능한 화상의 최소의 휘도차를 1 JND마다 숫자가 증가된다. 즉, JND인덱스에 대응하는 대응 휘도는 JND인덱스에 있어서의 1 스텝이 변별 영역인 휘도차에 귀착하도록 정해져 있고 유일하게 결정된다.
또한, 여기에서 설명한 JND인덱스는 양의 정수로 규정되어 있다. 한편, JND값은 각 계조에 대응된 값이고 정수 이외의 값도 취할 수 있다. 다만, JND인덱스 및 JND값은 정수인지 아닌지의 차이는 있지만, JND인덱스도 JND값도 본질적으로는 동일하며 Barten-Model에 준거한 값이다.
1-2. 실시 형태의 계조 특성
DICOM에는 0.05(cd/m2) 미만의 휘도에 대응하는 JND인덱스가 명시되지 않았다. 즉, DICOM에 규정되는 GSDF는 0.05(cd/m2) 미만의 휘도에 대해 적용할 수 없다. 그 때문에, 화상 표시 장치의 표시 계조에 0.05(cd/m2) 미만의 휘도가 할당되어 있을 경우에는, 화상 표시 장치의 계조 특성이 DICOM의 GSDF로부터 벗어나게 된다. 그래서, 실시 형태에서는 0.05(cd/m2) 미만의 휘도에 대응하는 JND인덱스를 GSDF의 산출에 사용된 동일한 Barten Model 및 동일한 파라미터를 사용하고 규정한다. 또한, 본 발명의 실시 형태에서는, DICOM규격의 JND인덱스와의 호환성을 부여하기 위해 원래 취할 수 없는 0 및 음의 정수를 이용하여 0.05cd/m2 미만의 JND인덱스를 정의하여 확장한다. JND값도 동일하게 0 및 음으로 표현되고 정수 이외의 값(예를 들면 실수)도 취할 수 있다. 구체적으로는, 실시 형태에 따른 화상 표시 장치(1)의 계조 특성은 제1 및 제2계조 특성으로 구성된다.
제1계조 특성의 휘도는 0.05(cd/m2) 이상이다. 그리고, 제1계조 특성은 DICOM의 GSDF의 계조 특성에 준거하고 있다. 즉, 제1계조 특성은 DICOM에 이미 명시되어 있는 JND인덱스와 이 JND인덱스에 대응하는 대응 휘도에 의해 나타내어진다.
제2계조 특성의 휘도는 0.05(cd/m2) 미만이다. 바람직하게는, 제2계조 특성의 휘도는 0.001(cd/m2) 이상이고 0.05(cd/m2) 미만이다. 상술한 바와 같이, DICOM의 GSDF는 0.05(cd/m2) 미만의 휘도에 대해 적용할 수 없다. 그 때문에, 실시 형태에서는, GSDF의 적용 범위를 0.05(cd/m2) 이상의 휘도로부터 0.05(cd/m2) 미만의 휘도로 확장하기 위해 Barten-Model에 기초하여 제2계조 특성의 JND인덱스를 취득한다. 제2계조 특성의 JND인덱스는 1이상의 정수로 규정되는 GSDF의 JND인덱스로부터 확장된 JND인덱스이고 1미만의 정수로 규정된다. 그 때문에, 실시 형태에서, 제2계조 특성의 JND인덱스는 확장 JND인덱스라 칭할 경우가 있고 또한, 제2계조 특성은 확장된 GSDF의 계조 특성이라 칭할 경우가 있다. 확장 JND인덱스의 취득 방법은 후술한다.
2. 전체구성 설명
실시 형태에 따른 화상 표시 장치(1)를 포함하는 화상 표시 시스템(100)의 전체 구성에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 화상 표시 시스템(100)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 화상 표시 장치(1)와 정보 처리 장치(2)를 구비하고 있다. 화상 표시 장치(1)는 연산 처리부(1A)와, LUT(Look Up Table)(1B)와, 영상 처리부(1C)와, 화상 표시부(1D)와, 기억부(1E)와, 조작부(1F)와, 제어부(1G)와, 센서(1H)를 구비한다.
상기의 각 구성 요소는 소프트웨어에 의해 실현해도 되고 하드웨어에 의해 실현해도 된다. 소프트웨어에 의해 실현할 경우, CPU가 컴퓨터 프로그램을 실행함으로써 각종 기능을 실현할 수 있다. 프로그램은 내장의 기억부에 격납되어도 되고, 컴퓨터 판독 가능한 비일시적인 기록 매체에 격납해도 된다. 또한, 외부의 기억부에 격납된 프로그램을 읽어내어 소위 클라우드 컴퓨팅에 의해 실현해도 된다. 하드웨어에 의해 실현할 경우, ASIC, FPGA 또는 DRP 등 여러가지 회로에 의해 실현할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 여러가지 정보나 이것을 포함하는 개념을 다루지만, 이들은 0 또는 1로 구성되는 2진수의 비트 집합체로서 신호값의 고저에 의해 나타내어지고, 상기의 소프트웨어 또는 하드웨어의 형태에 의해 통신이나 연산이 실행될 수 있는 것이다.
실시 형태에 따른 화상 표시 장치(1)는, 예를 들면 의료용의 판독 시스템이나 의료용의 화상 진단 시스템에 적용할 수 있다. 또한, 실시 형태에 따른 화상 표시 장치(1)는, 예를 들면 의료용의 화상을 이용한 진단 방법에 적용할 수도 있다. 화상 표시 장치(1)는 정보 처리 장치(2)로부터 화상 데이터를 취득하고 영상 처리된 화상 데이터를 화상 표시부(1D)에 출력한다. 정보 처리 장치(2)는 화상 표시 장치(1)의 제어 및 센서(1H)의 제어를 실시한다. 또한, 정보 처리 장치(2)는 화상 표시부(1D)에 표시시키는 화상의 화상 데이터를 화상 표시 장치(1)에 출력한다. 센서(1H)는 화상 표시부(1D)의 휘도를 측정한다. 한편, 실시 형태에서, 센서(1H)는 화상 표시 장치(1)에 내장되어 있는 것으로서 설명하지만, 이 형태에 한정되는 것이 아니다.
3. 화상 표시 장치(1)의 상세 구성 설명
3-1. 연산 처리부(1A)
연산 처리부(1A)는 기억부(1E)에 기억된 프로그램을 읽어내어 여러가지 연산 처리를 실행하는 것이고, 예를 들면 CPU 등에 의해 구성된다. 연산 처리부(1A)는 확장 JND차 산출부(10)와, 변환부(11)와, 목표 JND값 산출부(12)와, 목표 휘도 산출부(13)와, 근사식 생성부(14)를 구비한다. 상술한 JND값이나 JND인덱스는 연산 처리부(1A)에서 이용된다.
다음에 설명하는 바와 같이, 최소 휘도(Lmin)가 0.05(cd/m2) 미만인 경우와, 0.05(cd/m2) 이상인 경우에 의해, 연산 처리부(1A)가 발휘하는 기능이 다르다. 최소 휘도(Lmin)가 0.05(cd/m2) 미만인 경우에는, 연산 처리부(1A)는 제1 및 제2계조 특성의 계조 특성에 따른 처리를 실행한다. 이에 대해, 최소 휘도(Lmin)가 0.05(cd/m2) 이상인 경우에는 연산 처리부(1A)는 제1계조 특성의 계조 특성에 따른 처리를 실행한다. 이 경우에는 종래의 처리와 동일하다. 먼저, 최소 휘도(Lmin)가 0.05(cd/m2) 미만인 경우에 대해 설명한다.
3-1-1. 최소 휘도(Lmin)가 0.05(cd/m2) 미만인 경우
(확장 JND차 산출부(10))
확장 JND차 산출부(10)는 각종 파라미터와 최소 휘도(Lmin)를 취득한다. 한편, 각종 파라미터는 Barten-Model의 파라미터이고 예를 들면 도 6A에 나타내는 Mopt 등의 파라미터이다. 각종 파라미터는 기억부(1E)에 격납되어 있다. 또한, 화상 표시 장치(1)의 조작자가 조작부(1F)를 이용하여 최소 휘도(Lmin)의 값을 입력함으로써 확장 JND차 산출부(10)는 최소 휘도(Lmin)를 취득한다.
확장 JND차 산출부(10)는 미리 정해진 관계를 이용하여 최소 휘도(Lmin)로부터 임시 최소 휘도(Lmin_tmp)를 산출하는 기능을 갖는다(제1기능). 미리 정해진 관계는 Barten-Model에 근거한 도 6B에 나타내는 식이다. 또한, 확장 JND차 산출부(10)는 도 6B에 나타내는 식을 이용하여 휘도를 산출하는 기능을 갖는다(제2기능).
·제1기능: 임시 최소 휘도(Lmin_tmp)의 산출
도 6B에 나타내는 식은 도 6A에 나타내는 콘트라스트 감도 함수로부터 도출된다. q1~q3의 값은 도 6A에 나타내는 수치로 나타내어지고, 또한, Mopt는 광변조 전달 함수이고 Csph는 주동공 직경 의존 구성 요소이며 d는 동공의 직경이고 σ0은 소동공 직경의 광학LSF(Line Spread Function)의 표준편차이다.
이 미리 정해진 관계는 최소 휘도(Lmin)가 주어지면 최소 휘도보다 n(n≥1 및 양의 정수) 큰 JND값에 대응하는 대응 휘도를 재귀적으로 산출 가능하다. 미리 정해진 관계를 이용하여 휘도를 재귀적으로 산출하는 과정을 도 9에 근거하여 설명한다.
도 9에서 L0은 최소 휘도이다. 한편, 각 휘도의 숫자는 편의적으로 첨부하고 있다. 즉, 도 9의 각 휘도의 숫자(0~19)는 DICOM에 규정되어 있는 JND인덱스표의 JND인덱스(1~19)와는 다르다. 도 9에서, 최소 휘도 L0은 0.05(cd/m2) 미만이고 DICOM의 JND인덱스표에 규정되지 않은 휘도이다.
최소 휘도 L0이 주어지면, 도 6B에 나타내는 식을 이용함으로써, 휘도 L1이 산출된다. 이 재귀적인 연산을 반복하면, L19에서 처음으로 0.05(cd/m2)을 넘는다. 실시 형태에서, 처음으로 0.050(cd/m2)을 넘는 휘도를 임시 최소 휘도(Lmin_tmp)로 정의한다. 즉, 임시 최소 휘도(Lmin_tmp)는 미리 정해진 관계를 이용하여 각 휘도를 재귀적으로 산출하는 것을 반복했을 때에, 처음으로 미리 정해진 휘도(실시 형태에서는 0.05) 이상으로 되는 휘도이다. 따라서, 도 9에서는 L19가 임시 최소 휘도(Lmin_tmp)이다.
·제2기능: 확장 JND차(Jext)의 산출
도 9에 나타내는 각 휘도는 확장 JND에 대응하는 대응 휘도이다. 확장 JND의 수는 각 휘도 중 작은 쪽의 휘도로부터 순서대로 센다. 즉, 최소 휘도 L0의 JND의 숫자는 0이 할당되고 휘도 L1의 JND의 숫자는 1이 할당된다. 휘도 L2 이후의 휘도도 순차 할당된다. 여기에서, 확장 JND차(Jext)는 도 9에 나타낸 바와 같이, 휘도가 0.05(cd/m2) 미만의 JND의 수에 대응한다. 즉, 확장 JND차(Jext)는 임시 최소 휘도(Lmin_tmp)보다 작은 JND의 수에 대응한다. 도 9에서, 임시 최소 휘도(Lmin_tmp)에 대응하는 L19보다 휘도가 작은 값은 L0~L18의 합계 19개이다. 그 때문에, 도 9에서, 확장 JND차(Jext)는 19이다.
·제2기능: 확장 JND인덱스의 산출
확장 JND차 산출부(10)는 다음에 설명하는 바와 같이 확장 JND인덱스를 취득할 수도 있다.
도 9에서, 임시 최소 JND값(Jmin_tmp)은 JND인덱스=1의 휘도(=0.05(cd/m2))와는 다른 값이었다. 여기에서, 확장 JND차 산출부(10)는 임시 최소 JND값(Jmin_tmp)이 JND인덱스=1의 휘도와 일치하도록 최소 휘도 L0(개시 휘도)을 정한다.
구체적으로는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 확장 JND차 산출부(10)는 최소 휘도 L0을 0.0010(cd/m2)으로 정한다. 그리고, 확장 JND차 산출부(10)가 제2기능에서 설명한 연산을 순서대로 실시하여 휘도 L0~휘도 L19을 산출한다. 여기에서, 확장 JND차 산출부(10)가 최소 휘도 L0을 0.0010(cd/m2)로 정했을 경우에는 임시 최소 JND값(Jmin_tmp)에 대응하는 L19는 0.05(cd/m2)으로 되고 JND인덱스=1의 휘도와 일치하다. 그 때문에, L0~L18은 1미만의 JND인덱스에 대응하는 휘도로 규정할 수 있다. 즉, L18은 JND인덱스가 0에 대응하는 휘도이고 L17은 JND인덱스가 -1에 대응하는 휘도이며, ···L0은 JND인덱스가 -18에 대응하는 휘도이다. 이와 같이, 확장 JND차 산출부(10)는 1미만의 JND인덱스, 즉 확장 JND인덱스와, 이것에 대응하는 휘도를 취득할 수 있다.
(변환부(11))
변환부(11)는 임시 최소 휘도(Lmin_tmp)와 최대 휘도(Lmax)를 취득한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 변환부(11)는 임시 최소 휘도(Lmin_tmp)를 확장 JND차 산출부(10)로부터 취득한다. 또한, 화상 표시 장치(1)의 조작자가 조작부(1F)를 이용하여 최대 휘도(Lmax)의 값을 입력함으로써, 변환부(11)는 최대 휘도(Lmax)를 취득한다. 임시 최소 휘도(Lmin_tmp) 및 최대 휘도(Lmax)는 모두 0.05(cd/m2) 이상이기 때문에 DICOM에 규정되는 식3을 적용 가능하다. 즉, 변환부(11)는 도 7A에 나타낸 바와 같이, DICOM에 규정되는 식3에 근거하여 휘도를 JND값으로 변환하는 기능을 갖는다. 구체적으로는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 변환부(11)는 확장 JND차 산출부(10)가 산출한 임시 최소 휘도(Lmin_tmp)를 임시 최소 JND값(Jmin_tmp)으로 변환한다. 또한, 변환부(11)는 최대 휘도(Lmax)를 최대 JND값(Jmax)으로 변환한다.
(목표 JND값 산출부(12))
목표 JND값 산출부(12)는 임시 최소 JND값(Jmin_tmp) 및 최대 JND값(Jmax)을 변환부(11)로부터 취득한다. 또한, 목표 JND값 산출부(12)는 확장 JND차(Jext)를 확장 JND차 산출부(10)로부터 취득한다. 목표 JND값 산출부(12)는 최대 JND값(Jmax)과, 확장 JND차(Jext)와, 임시 최소 JND값(Jmin_tmp)과, 계조수에 기초하여, 각 계조의 목표 JND값(Jm_target)을 산출한다. 한편, 실시 형태에서, 계조는 0~255까지 있는 것으로 하여 설명하지만, 이것에 한정되는 것이 아니다. 목표 JND값(Jm_target)을 산출하는 과정에 대해 다음에 설명한다.
먼저, 목표 JND값 산출부(12)는 도 8A에 나타내는 식5에 기초하여 ΔJND를 산출한다. ΔJND는 인접하는 계조간의 JND값의 차분이다. 인접하는 계조간의 JND값의 차분은 어느 인접하는 계조간에 있어서도 동일하다. 실시 형태에 있어서는, 최대 휘도(Lmax)가 1000(cd/m2)로 되어 있는 것으로 한다. 이 때, 최대 JND값은 810.49이다. 또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 최소 휘도가 0.0015(cd/m2)로 되어 있는 것으로 한다. 이 때, 재귀적인 연산에서 산출되는 임시 최소 휘도에 대응하는 L19는 0.05268(cd/m2)이다. 그 때문에, 임시 최소 JND값(Jmin_tmp)은 1.62(cd/m2)이다. 또한, 상술한 바와 같이, Jext는 19이다. 따라서, 도 8A에 나타낸 바와 같이, ΔJND는 3.246으로 된다.
이어서, 목표 JND값 산출부(12)는 도 8B에 나타내는 식6에 기초하여 각 계조의 목표 JND값(Jm_target)을 산출한다. 식6에 있어서의 m은 0~255의 정수이다. 각 계조와 목표 JND값의 관계는 도 11에 나타내는 바와 같다. 도 11에서, 도 11에 나타내는 점선으로 나타낸 사각형 내의 6개의 목표 JND값은 값이 1미만이고 확장 JND인덱스(-19~0)에 대응하고 있다.
(목표 휘도 산출부(13))
목표 휘도 산출부(13)는 각 계조의 목표 JND값에 기초하여 제1 및 제2계조 특성(도 12 참조)의 목표 휘도를 산출한다. 목표 JND값이 1이상의 범위(제1계조 특성의 범위)에서, 목표 휘도 산출부(13)는 도 7B에 나타내는 식4에 기초하여 목표 JND값을 목표 휘도로 변환한다. 즉, 제1계조 특성은 DICOM의 GSDF의 계조 특성에 준거하고 있다. 즉, 제1계조 특성은 1이상의 JND값(JND인덱스)과 이것에 대응하는 대응 휘도의 관계(도 12의 실선 참조)를 만족하도록 정해진다.
식4는 목표 JND값이 1미만인 경우에는 적용할 수 없다. 그 때문에, 목표 JND값이 1미만의 범위(제2계조 특성의 범위)에서, 목표 휘도 산출부(13)는 후술하는 근사식(Lapprox)에 기초하여 목표 JND값을 목표 휘도로 변환한다.
확장 JND차 산출부(10)가 취득하는 확장 JND인덱스는 JND값이 정수이지만, 근사식(Lapprox)은 정수 이외의 JND값도 적용 가능하다. 즉, 확장 JND인덱스 및 이것에 대응하는 대응 휘도와 근사식(Lapprox)은 적용 가능한 JND값이 정수 이외를 포함하는지 포함하지 않는지의 차이는 있지만, 본질적으로는 동일한 계조 특성이다. 즉, 근사식(Lapprox)은 1미만의 JND값(JND인덱스)과 이것에 대응하는 대응 휘도와의 관계를 나타낸 식이다. 즉, 실시 형태에서, 근사식(Lapprox)(도 12의 점선 참조)은 제2계조 특성을 결정짓는 식이다. 그리고, 제2계조 특성은 1미만의 JND값(JND인덱스)과 이것에 대응하는 대응 휘도의 관계(도 12의 점선의 근사식(Lapprox))을 만족하도록 정해진다.
이와 같이, 제1계조 특성(휘도가 0.05(cd/m2) 이상의 계조 특성)은, DICOM의 GSDF의 계조 특성에 준거하고 있고 JND값과 이것에 대응하는 대응 휘도의 관계를 만족한다. 또한, 제2계조 특성(휘도가 0.05(cd/m2) 미만의 계조 특성)도 JND값과 이것에 대응하는 대응 휘도의 관계를 만족한다. 따라서, 실시 형태에서는, GSDF와 호환성이 있는 계조 특성이 0.05(cd/m2) 미만의 휘도 영역으로 확장되어 있다.
(근사식 생성부(14))
식4는 JND값을 휘도로 변환하는 식이지만, JND값이 1미만의 경우에는 적용할 수 없다. 또한, 확장 JND인덱스는 정수이지만, 각 계조의 목표 JND값은 정수라고는 할 수 없다. 이들에 근거하여 근사식 생성부(14)는 JND값이 1미만이며 또한 JND값이 정수 이외였다고 해도 JND값을 휘도로 적절하게 변환할 수 있는 관계식을 생성한다.
여기에서, GSDF에 대응하는 기존의 JND값과 이것에 대응하는 대응 휘도를 제1계조 특성에 관한 값 V1이라 칭한다(도 2 참조). 또한, 확장 JND값과 이것에 대응하는 대응 휘도를 제2계조 특성에 관한 값 V2이라 칭한다. 근사식 생성부(14)는 제1 및 제2계조 특성에 관한 값 V1, V2에 근거하여 근사식(Lapprox)을 생성한다. 한편, 근사식(Lapprox)의 형식은 실시 형태에서 5차 함수를 가정하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 적당히 변경 가능하다.
근사식(Lapprox)이 GSDF에 근거하는 곡선(JND인덱스가 1이상의 범위의 곡선)과 매끄럽게 연결되도록 근사식 생성부(14)는 제2계조 특성에 관한 값 V2 이외에 제1계조 특성에 관한 값 V1도 이용하여 근사식(Lapprox)을 생성한다(도 12참조).
제1계조 특성에 관한 값 V1은 예를 들면 확장 JND인덱스와 같은 정도의 수의 JND인덱스를 가지면 된다. 즉, 실시 형태에서는 제2계조 특성에 관한 값 V2는 -18~0의 JND인덱스와 이것에 대응하는 대응 휘도를 가지기 때문에, 제1계조 특성에 관한 값V1은 1~19의 JND인덱스와 이것에 대응하는 대응 휘도를 가지면 된다. 근사식 생성부(14)는 제1 및 제2계조 특성에 관한 값 V1, V2를 근사식(Lapprox)에 대입하여 회귀 분석을 함으로써, 근사식(Lapprox)의 계수 a~e 및 절편 f를 취득한다. 따라서, 근사식 생성부(14)는 근사식(Lapprox)을 생성할 수 있다.
3-1-2 최소 휘도(Lmin)가 0.05(cd/m2) 이상인 경우
(변환부(11))
도 3에 나타낸 바와 같이, 변환부(11)는 최소 휘도(Lmin)와 최대 휘도(Lmax)를 취득한다. 화상 표시 장치(1)의 조작자가 조작부(1F)를 이용하여 최소 휘도(Lmin)의 값 및 최대 휘도(Lmax)의 값을 입력함으로써, 변환부(11)는 최소 휘도(Lmin) 및 최대 휘도(Lmax)를 취득한다. 변환부(11)는 최소 휘도(Lmin)를 최소 JND값(Jmin)으로 변환하고, 최대 휘도(Lmax)를 최대 JND값(Jmax)으로 변환한다.
(목표 JND값 산출부(12))
목표 JND값 산출부(12)는 다음에 설명하는 바와 같이 공지의 방법으로 목표 JND값(Jm_target)을 산출한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 목표 JND값 산출부(12)는 최소 JND값(Jmin) 및 최대 JND값(Jmax)을 변환부(11)로부터 취득한다. 목표 JND값 산출부(12)는 최소 JND값(Jmin)과 최대 JND값(Jmax)과 계조수에 기초하여 각 계조의 목표 JND값(Jm_target)을 산출한다. 구체적으로는, 목표 JND값 산출부(12)는 도 8C에 나타내는 식7에 기초하여 목표 JND값(Jm_target)을 산출한다.
(목표 휘도 산출부(13))
목표 휘도 산출부(13)는 각 계조의 목표 JND값에 기초하여 제1계조 특성의 목표 휘도를 산출한다. 목표 휘도 산출부(13)는 도 7B에 나타내는 식4에 기초하여 목표 JND값을 목표 휘도로 변환한다.
3-2. LUT(1B)
LUT(1B)는 LUT데이터를 갖는다. LUT데이터는 입력 데이터에 대응된 출력 데이터 테이블(변환 테이블)로서 구성된다. 입력 데이터는 정보 처리 장치(2)로부터 취득하는 화상 데이터에 대응하고 LUT(1B)를 통해 변환된 화상 데이터는 영상 처리부(1C)에 입력된다. 화상 표시 장치(1)가 LUT(1B)를 구비함으로써, 용이하게 LUT데이터의 대응을 바꿀 수 있다. LUT데이터의 계조 표현을 할 수 있는 수(비트 심도)는 화상 표시 장치(1)의 고유의 것이고 일반적으로 입력 데이터보다 출력 데이터의 비트수가 많다.
후술하는 도 4의 캘리브레이션의 실행 프로세스로서, 화상 표시 장치(1)의 LUT데이터가 디폴트값으로 설정된다. 그리고, 화상 표시부(1D)의 휘도가 일반적으로 목표로 되는 최대 휘도값 이상으로 되도록 제어부(1G)는 백(白)의 휘도를 조정한다. 측정에 사용하는 화상은 정보 처리 장치(2)로부터의 화상 데이터를 표시해도 되고, 화상 표시 장치(1)가 미리 보존해 둔 지정된 화상 데이터를 표시해도 된다. 센서(1H)가 지정된 계조값(측정 계조값)에 있어서의 화상 표시부(1D)의 휘도를 측정한다. 여기에서, 화상 표시 장치(1)에 있어서, 측정 계조값 및 이것에 대응하는 측정 휘도는 화상 표시 장치(1)의 기본 특성의 LUT데이터로서 대응된다. 그리고, 목표 휘도 산출부(13)가 각 계조의 목표 휘도를 취득하면, 각 계조의 목표 휘도로 하기 위하여 적절한 LUT데이터가 기본특성의 LUT데이터로부터 선택된다. 휘도가 0.05(cd/m2) 이상의 영역에서, 목표 휘도 산출부(13)가 취득하는 목표 휘도는 GSDF에 준거하고 있다. 또한, 휘도가 0.05(cd/m2) 미만의 영역에서, 목표 휘도 산출부(13)가 취득하는 목표 휘도는 확장된 GSDF에 대응하고 있다. 그 때문에, LUT(1B)는 GSDF 또는 확장된 GSDF에 대응한 LUT데이터가 선택되게 된다. 한편, 측정 계조값 사이의 LUT데이터의 휘도는 보간함으로써 취득 가능하다.
3-3. 영상 처리부(1C) 및 화상 표시부(1D)
영상 처리부(1C)는 LUT데이터(출력)에 기초하여 영상 처리를 실시하고, 화상 표시부(1D)는 해당 영상처리가 실시된 데이터를 표시한다. 화상 표시부(1D)는 화상 데이터(정지영상 및 동영상을 포함한다)를 화상으로서 표시하는 것이다. 화상 표시부(1D)는, 예를 들면 액정 디스플레이 및 유기EL 디스플레이 등으로 구성할 수 있다.
3-4. 기억부(1E)
기억부(1E)는 여러가지 데이터나 프로그램을 기억한다. 기억부(1E)에는 예를 들면 Barten-Model 파라미터, 도 6A~도 8C에 나타내는 식1~식7 등이 기억되어 있다. 또한, 기억부(1E)에는 센서(1H)의 측정용의 화상 데이터가 격납되어 있다.
3-5. 조작부(1F)
조작부(1F)는 화상 표시 장치(1)를 조작하는 것이고, 예를 들면 버튼, 터치패널 및 음성 입력장치 등으로 구성할 수 있다. 한편, 실시 형태에서, 최소 휘도(Lmin)나 최대 휘도(Lmax)는 정보 처리 장치(2)가 갖는 어플리케이션을 통해 입력되지만 조작부(1F)를 이용하여 입력되어도 된다.
3-6. 제어부(1G)
제어부(1G)는 후술하는 플로차트의 캘리브레이션을 실시할 때에 화상 표시부(1D)에 표시되는 화상의 휘도를 제어(조정)한다.
3. 플로차트
3-1. 전체구성
도 4에 의해 화상 표시 시스템(100)의 제어 플로차트의 일례를 설명한다. 도 4의 플로차트는 캘리브레이션의 기본적인 프로세스를 나타내고 있고 백(白) 화면의 휘도 조정(스텝 S3), 각 계조의 표시 휘도를 목표 휘도로 하기 위해 적절한 LUT데이터를 선택하기 위한 LUT조정(스텝 S6)을 갖는다.
조작자는 정보 처리 장치(2)의 어플리케이션을 통해 최소 휘도(Lmin)나 최대 휘도(Lmax)를 입력함으로써, 화상 표시 장치(1)가 최소 휘도(Lmin)나 최대 휘도(Lmax)를 취득한다(스텝 S1). 한편, 최소 휘도(Lmin)는 센서(1H)의 측정값을 이용할 수도 있다. 연산 처리부(1A)는 기억부(1E)에 미리 격납되어 있는 LUT데이터의 디폴트 값을 LUT에 기입한다(스텝 S2). 제어부(1G)는 백 화면 데이터를 화상 표시부(1D)에 표시시키고, 센서(1H)가 화상 표시부(1D)의 휘도를 측정하고, 제어부(1G)는 화상 표시부(1D)의 휘도를 조정한다(스텝 S3). 한편, 미리 정해진 휘도 범위에 들어갈 때까지 화상 표시부(1D)의 휘도 변경과 센서(1H)의 측정을 반복한다.
기억부(1E)에 격납되어 있는 지정된 복수의 계조의 화상 데이터를 화상 표시부(1D)에 표시시키고 센서(1H)가 화상 표시부(1D)의 휘도를 측정한다(스텝 S4). 한편, 측정하지 않은 계조의 측정 휘도는 보간에 의해 취득할 수 있다.
연산 처리부(1A)는 목표 휘도를 취득한다(스텝 S5). 스텝 S5는 "3-2 목표 휘도 산출 플로우"에서 자세하게 설명한다. 그리고, 연산 처리부(1A)는 스텝 S4에서 취득한 측정 휘도와, 스텝 S5에서 취득한 목표 휘도에 기초하여 목표 휘도로 하기 때문에 적절한 LUT데이터를 선택한다(스텝 S6).
3-2. 목표 휘도 산출 플로우
도 5에 의해 목표 휘도를 취득하는 플로차트의 일례를 설명한다.
(스텝 S11)
연산 처리부(1A)는 최소 휘도(Lmin)가 0.05(cd/m2) 미만인지 아닌지를 판정한다. 최소 휘도(Lmin)가 0.05(cd/m2) 미만일 경우에는 스텝 S12로 이행하고 최소 휘도(Lmin)가 0.05(cd/m2) 이상일 경우에는 스텝 S19로 이행한다.
스텝 S11에서 스텝 S12로 이행하는 경우에는 최소 휘도(Lmin)가 0.05(cd/m2) 미만이기 때문에 화상 표시 장치(1)는 제1계조 특성뿐만 아니라 제2계조 특성도 가미하여 화상 데이터를 표시할 필요가 있다. 그 때문에, 연산 처리부(1A)는 후술하는 스텝을 실행하고 확장 JND값을 취득한다.
한편, 스텝 S11에서 스텝 S19로 이행하는 경우에는 최소 휘도(Lmin)가 0.05(cd/m2) 이상이기 때문에 제1계조 특성(GSDF)을 가미하여 화상 데이터를 표시하면 된다. 이 경우에는, 기존의 방법과 동일한 방법으로 목표 휘도를 취득할 수 있다.
(스텝 S12~스텝 S14: 재귀적 연산에 의해 Lmin_tmp와 Jext를 취득)
확장 JND차 산출부(10)는 최소의 확장 JND인덱스에 대응하는 최소 휘도 L0을 도 6B에 나타내는 식에 대입하고 다음의 확장 JND인덱스에 대응하는 휘도 L1을 산출한다 (스텝 S12). 실시 형태에서 최소 휘도L0은 0.00150이고 휘도 L1은 0.00246이다. 확장 JND차 산출부(10)는 다음의 확장 JND인덱스에 대응하는 휘도 L1이 0.05(cd/m2) 이상인지 아닌지를 판정한다(스텝 S13). 휘도 L1은 0.05(cd/m2) 이상에서는 없기 때문에 스텝 S12에 연산을 반복한다. 스텝 S12 및 스텝 S13은 0.05268(cd/m2)인 휘도 L19가 산출될 때까지 반복된다. 그리고, 확장 JND차 산출부(10)는 스텝 S12 및 스텝 S13의 반복 연산의 결과, 임시 최소 휘도(Lmin_tmp)(=L19)와 확장 JND차(Jext)를 취득한다(스텝 S14).
(스텝 S15: 휘도→JND값)
변환부(11)는 도 7A에 나타내는 식 3에 기초하여 최대 휘도(Lmax)를 최대 JND값(Jmax)으로 변환하는 동시에 임시 최소 휘도(Lmin_tmp)를 임시 최소 JND값(Jmin_tmp)으로 변환한다. 실시 형태에서, 최대 휘도(Lmax)는 1000(cd/m2)이기 때문에 최대 JND값(Jmax)은 810.49이고 임시 최소 휘도(Lmin_tmp)는 0.05268(cd/m2)이기 때문에 임시 최소 JND값(Jmin_tmp)은 1.62이다.
(스텝 S16 및 스텝 S17: ΔJND 및 목표 JND값의 산출)
목표 JND값 산출부(12)는 도 8A에 나타내는 식 5에 의해 최대 JND값(Jmax)과 확장 JND차(Jext)와 임시 최소 JND값(Jmin_tmp)과 계조수를 이용하여 ΔJND를 산출한다 (스텝 S16). 실시 형태에서, 최대 JND값(Jmax)은 810.49이고 임시 최소 JND값(Jmin_tmp)은 1.62이며 확장 JND차(Jext)는 19이다. 그 때문에, 실시 형태에서 ΔJND는 3.246이다. 이어서, 목표 JND값 산출부(12)는 도 8B에 나타내는 식6에 의해 각 계조의 목표 JND값을 취득한다(스텝 S17).
(스텝 S18: 근사식(Lapprox)의 생성 및 목표 휘도의 산출)
근사식 생성부(14)는 제1 및 제2계조 특성에 관한 값 V1, V2에 의해 근사식(Lapprox)을 생성한다. 제2계조 특성에 관한 값 V2는 스텝 S12~스텝 S14의 재귀적 연산에서 취득된다. 또한, 근사식 생성부(14)는 제1계조 특성에 관한 값 V1을 기억부(1E)로부터 취득할 수 있다.
목표 휘도 산출부(13)는 각 계조의 목표 JND값에 의해 제1 및 제2계조 특성의 목표 휘도를 산출한다. 목표 JND값이 1이상일 경우, 목표 휘도 산출부(13)는 도 7B에 나타내는 식4에 의해 목표 JND값을 목표 휘도로 변환한다. 또한, 목표 JND값이 1미만일 경우, 목표 휘도 산출부(13)는 근사식(Lapprox)에 의해 목표 JND값을 목표 휘도로 변환한다.
(스텝 S19~스텝 S21: 기존의 방법에 의한 목표 휘도의 산출)
변환부(11)는 도 7A에 나타내는 식 3에 의해 최대 휘도(Lmax)를 최대 JND값(Jmax)으로 변환하는 동시에 최소 휘도(Lmin)를 최소 JND값(Jmin)으로 변환한다(스텝 S19).
목표 JND값 산출부(12)는 도 8C에 나타내는 식7에 의해 최대 JND값(Jmax)과 최소 JND값(Jmin)과 계조수를 이용하여 각 계조의 목표 JND값(Jm_target)을 산출한다(스텝 S20).
목표 휘도 산출부(13)는 도 7B에 나타내는 식4에 의해 각 계조의 목표 JND값을 목표 휘도로 변환한다.
4. 변형예
도 13에 나타낸 바와 같이, 화상 표시 시스템(100)은 연산 처리부(1A)가 정보 처리 장치(2)에 구비되어 있어도 된다. 즉, 정보 처리 장치(2)가 실시 형태에서 설명한 JND값과 이것에 대응하는 휘도의 관계를 미리 취득하고 있고, 화상 표시 장치(1)가 정보 처리 장치(21)로부터 해당 관계를 취득하는 구성이어도 된다.
또한, 본 변형예에서, 센서(1H)는 화상 표시 장치(1)에 내장되어 있지 않고 화상 표시 장치(1)의 외부에 구비되어 있다. 본 변형예에서는, 정보 처리 장치(2)가 센서(1H)를 제어하고 센서(1H)의 검출 결과를 받는다. 또한, 정보 처리 장치(2)에는 지정된 복수의 계조의 화상 데이터가 격납되어 있다. 정보 처리 장치(2)가 각 계조의 화상 데이터나 센서(1H)의 측정 휘도를 화상 표시 장치(1)에 출력함으로써 실시 형태에서 설명한 도 4의 캘리브레이션이 실시된다. 본 변형예에서도 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
5. 기타 실시 형태
실시 형태에 따른 화상 표시 장치(1)는 컬러 화상을 표시 가능한 화상 표시 장치이어도 된다. 예를 들면, 화상 표시 장치(1)는 그레이 스케일의 화상을 표시할 경우에 제1 및 제2계조 특성으로 화상을 표시할 수 있으면 된다.
1: 화상 표시 장치, 1A: 연산 처리부, 1C: 영상 처리부, 1D: 화상 표시부, 1E: 기억부, 1F: 조작부, 1G: 제어부, 1H: 센서, 2: 정보 처리 장치, 10: 확장 JND차 산출부, 11: 변환부, 12: 목표 JND값 산출부, 13: 목표 휘도 산출부, 14: 근사식 생성부, 100: 화상 표시 시스템, Jext: 확장 JND차, Jm_target: 목표 JND값, Jmax: 최대 JND값, Jmin: 최소 JND값, Jmin_tmp: 임시 최소 JND값, Lmax: 최대 휘도, Lmin: 최소 휘도, Lmin_tmp: 임시 최소 휘도

Claims (14)

  1. 화상 데이터를 표시하는 의료용의 화상 표시 장치로서,
    화상 표시부와 영상 처리부를 구비하고,
    상기 영상 처리부는 제1 및 제2계조 특성에 기초하여 상기 화상 데이터를 상기 화상 표시부에 표시하도록 구성되며,
    상기 제1계조 특성의 휘도는 0.05(cd/m2) 이상이고,
    상기 제2계조 특성의 휘도는 0.05(cd/m2) 미만이며,
    상기 제1계조 특성은 DICOM규격의 GSDF(그레이스케일 표준 디스플레이 함수)의 계조 특성에 준거하고 있고,
    상기 제1 및 제2계조 특성은 JND값과 그에 대응하는 대응 휘도의 관계를 만족하도록 정해져 있는, 화상 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2계조 특성에 있어서의 상기 관계는 목표 JND값과 그에 대응하는 목표 휘도의 관계에 대응하고 있고,
    상기 목표 휘도는 상기 대응 휘도에 대응하며,
    상기 목표 JND값은 최대 JND값과, 확장 JND차와, 임시 최소 JND값과, 계조수에 기초하여 산출되고,
    상기 최대 JND값은 상기 화상 표시부의 최대 휘도에 대응하며,
    상기 임시 최소 JND값은 임시 최소 휘도에 대응하고 또한 상기 임시 최소 JND값은 미리 정해진 관계를 이용하여 최소 휘도로부터 산출되며,
    상기 최소 휘도는 0.05(cd/m2) 미만이고,
    상기 미리 정해진 관계는 상기 최소 휘도가 주어지면 상기 최소 휘도에 대응하는 최소 JND값보다 n(n≥1) 큰 JND값에 대응하는 휘도를 재귀적으로 산출 가능한 관계이며,
    상기 임시 최소 휘도는 상기 미리 정해진 관계를 이용하여 각 휘도를 재귀적으로 산출하는 것을 반복했을 때에, 처음으로 미리 정해진 휘도 이상으로 되는 휘도이고,
    상기 확장 JND차는 상기 임시 최소 휘도를 산출할 때에 사용되는 상기 임시 최소 휘도보다 작은 휘도의 수에 대응하고 있는, 화상 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    연산 처리부를 더 구비하고,
    상기 연산 처리부는 확장 JND차 산출부와, 목표 JND값 산출부와, 목표 휘도 산출부를 구비하고,
    상기 확장 JND차 산출부는 미리 정해진 관계를 이용하여 최소 휘도로부터 임시 최소 휘도를 산출하고 또한 확장 JND차를 산출하며,
    상기 미리 정해진 관계는 상기 최소 휘도가 주어지면 상기 최소 휘도에 대응하는 최소 JND값보다 n(n≥1) 큰 JND값에 대응하는 휘도를 재귀적으로 산출 가능하고,
    상기 임시 최소 휘도는 상기 미리 정해진 관계를 이용하여 각 휘도를 재귀적으로 산출하는 것을 반복했을 때에, 처음으로 미리 정해진 휘도 이상으로 되는 휘도이며,
    상기 최소 휘도는 0.05(cd/m2) 미만이며,
    상기 확장 JND차는 상기 임시 최소 휘도를 산출할 때에 사용되는 상기 임시 최소 휘도보다 작은 휘도의 수에 대응하고,
    상기 목표 JND값 산출부는 상기 화상 표시부의 최대 휘도에 대응하는 최대 JND값과, 상기 확장 JND차와, 상기 임시 최소 휘도에 대응하는 임시 최소 JND값과, 계조수에 기초하여 각 계조의 목표 JND값을 산출하며,
    상기 목표 휘도 산출부는 상기 목표 JND값에 기초하여 목표 휘도를 산출하고,
    상기 목표 JND값은 제1 및 제2계조 특성의 상기 JND값에 대응하며,
    상기 목표 휘도는 제1 및 제2계조 특성의 상기 대응 휘도에 대응하고 있는, 화상 표시 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 JND값은 연산 처리부에서 사용되며,
    상기 제1계조 특성의 상기 JND값에는 1 이상의 실수가 할당되고,
    상기 제2계조 특성의 상기 JND값에는 1 미만의 실수가 할당되어 있는, 화상 표시 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    JND인덱스는 연산 처리부에서 사용되고,
    상기 제1계조 특성의 상기 JND인덱스에는 1 이상의 정수가 할당되고,
    상기 제2계조 특성의 상기 JND인덱스에는 1 미만의 정수가 할당되어 있는, 화상 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2계조 특성의 상기 JND인덱스에는 음의 정수가 할당되어 있는, 화상 표시 장치.
  7. 화상 데이터를 표시하는 의료용의 화상 표시 시스템으로서,
    화상 표시부와 영상 처리부를 구비하고,
    상기 영상 처리부는 제1 및 제2계조 특성에 기초하여 상기 화상 데이터를 상기 화상 표시부에 표시하도록 구성되며,
    상기 제1계조 특성의 휘도는 0.05(cd/m2)이상이고,
    상기 제2계조 특성의 휘도는 0.05(cd/m2)미만이며,
    상기 제1계조 특성은 DICOM규격의 GSDF(그레이스케일 표준 디스플레이 함수)의 계조 특성에 준거하고 있고,
    상기 제1 및 제2계조 특성은 JND값과 그에 대응하는 대응 휘도의 관계를 만족하도록 정해져 있는, 화상 표시 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2계조 특성에 있어서의 상기 관계는 목표 JND값과 그에 대응하는 목표 휘도의 관계에 대응하고 있고,
    상기 목표 휘도는 상기 대응 휘도에 대응하며,
    상기 목표 JND값은 최대 JND값과, 확장 JND차와, 임시 최소 JND값과, 계조수에 기초하여 산출되고,
    상기 최대 JND값은 상기 화상 표시부의 최대 휘도에 대응하며,
    상기 임시 최소 JND값은 임시 최소 휘도에 대응하고 또한 상기 임시 최소 JND값은 미리 정해진 관계를 이용하여 최소 휘도로부터 산출되며,
    상기 최소 휘도는 0.05(cd/m2) 미만이고,
    상기 미리 정해진 관계는 상기 최소 휘도가 주어지면, 상기 최소 휘도에 대응하는 최소 JND값보다 n(n≥1) 큰 JND값에 대응하는 휘도를 재귀적으로 산출 가능한 관계이며,
    상기 임시 최소 휘도는 상기 미리 정해진 관계를 이용하여 각 휘도를 재귀적으로 산출하는 것을 반복했을 때에, 처음으로 미리 정해진 휘도 이상으로 되는 휘도이고,
    상기 확장 JND차는 상기 임시 최소 휘도를 산출할 때에 사용되는 상기 임시 최소 휘도보다 작은 휘도의 수에 대응하고 있는, 화상 표시 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    연산 처리부를 더 구비하고,
    상기 연산 처리부는 확장 JND차 산출부와, 목표 JND값 산출부와, 목표 휘도 산출부를 구비하고,
    상기 확장 JND차 산출부는 미리 정해진 관계를 이용하여 최소 휘도로부터 임시 최소 휘도를 산출하고 또한 확장 JND차를 산출하며,
    상기 미리 정해진 관계는 상기 최소 휘도가 주어지면, 상기 최소 휘도에 대응하는 최소 JND값보다 n(n≥1) 큰 JND값에 대응하는 휘도를 재귀적으로 산출 가능하고,
    상기 임시 최소 휘도는 상기 미리 정해진 관계를 이용하여 각 휘도를 재귀적으로 산출하는 것을 반복했을 때에, 처음으로 미리 정해진 휘도 이상으로 되는 휘도이며,
    상기 최소 휘도는 0.05(cd/m2) 미만이고,
    상기 확장 JND차는 상기 임시 최소 휘도를 산출할 때에 사용되는 상기 임시 최소 휘도보다 작은 휘도의 수에 대응하며,
    상기 목표 JND값 산출부는 상기 화상 표시부의 최대 휘도에 대응하는 최대 JND값과, 상기 확장 JND차와, 상기 임시 최소 휘도에 대응하는 임시 최소 JND값과, 계조수에 기초하여 각 계조의 목표 JND값을 산출하고,
    상기 목표 휘도 산출부는 상기 목표 JND값에 기초하여 목표 휘도를 산출하며,
    상기 목표 JND값은 상기 제1 및 제2계조 특성의 상기 JND값에 대응하고,
    상기 목표 휘도는 상기 제1 및 제2계조 특성의 상기 대응 휘도에 대응하고 있는, 화상 표시 시스템.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 JND값은 연산 처리부에서 사용되고,
    상기 제1계조 특성의 상기 JND값에는 1 이상의 실수가 할당되고,
    상기 제2계조 특성의 상기 JND값에는 1 미만의 실수가 할당되어 있는, 화상 표시 시스템.
  11. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    JND인덱스는 연산 처리부에서 사용되고,
    상기 제1계조 특성의 상기 JND인덱스에는 1 이상의 정수를 할당되고,
    상기 제2계조 특성의 상기 JND인덱스에는 1 미만의 정수가 할당되어 있는, 화상 표시 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2계조 특성의 상기 JND인덱스에는 음의 정수가 할당되어 있는, 화상 표시 시스템.
  13. 화상 데이터를 표시시키는 의료용의 화상 표시 방법으로서,
    표시 스텝을 구비하고,
    상기 표시 스텝에서는 제1 및 제2계조 특성에 기초하여 상기 화상 데이터를 화상 표시부에 표시하며,
    상기 제1계조 특성의 휘도는 0.05(cd/m2) 이상이고,
    상기 제2계조 특성의 휘도는 0.05(cd/m2) 미만이며,
    상기 제1계조 특성은 DICOM규격의 GSDF(그레이스케일 표준 디스플레이 함수)의 계조 특성에 준거하고 있고,
    상기 제1 및 제2계조 특성은 JND값과 그에 대응하는 대응 휘도의 관계를 만족하도록 정해져 있는, 방법.
  14. 컴퓨터에, 화상 데이터를 표시시키는 의료용의 화상 표시 방법을 실행시키는 컴퓨터 프로그램으로서,
    표시 스텝을 구비하고,
    상기 표시 스텝에서는 제1 및 제2계조 특성에 기초하여 상기 화상 데이터를 화상 표시부에 표시하며,
    상기 제1계조 특성의 휘도는 0.05(cd/m2) 이상이고,
    상기 제2계조 특성의 휘도는 0.05(cd/m2)미만이며,
    상기 제1계조 특성은 DICOM규격의 GSDF(그레이스케일 표준 디스플레이 함수)의 계조 특성에 준거하고 있고,
    상기 제1 및 제2계조 특성은 JND값과 그에 대응하는 대응 휘도의 관계를 만족하도록 정해져 있는, 컴퓨터 프로그램.
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