WO2019159266A1 - 表示システム及びプログラム - Google Patents

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WO2019159266A1
WO2019159266A1 PCT/JP2018/005130 JP2018005130W WO2019159266A1 WO 2019159266 A1 WO2019159266 A1 WO 2019159266A1 JP 2018005130 W JP2018005130 W JP 2018005130W WO 2019159266 A1 WO2019159266 A1 WO 2019159266A1
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gradation
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jnd
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characteristic
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良和 坂井
智広 正谷
尚哉 東
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Eizo株式会社
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    • G09G3/3406Control of illumination source

Definitions

  • the present invention relates to a display system and program capable of suitably changing the gradation characteristics of an image.
  • the gradation characteristics may be changed according to the user's preference and the surrounding environment.
  • Patent Document 1 discloses an image processing apparatus capable of outputting an image based on appropriate gradation characteristics according to image output apparatuses having different image observation conditions or different image output characteristics.
  • the present invention provides a display system and a program capable of suppressing a decrease in image visibility after changing the gradation characteristics.
  • a display system including a display unit and a display control unit, wherein the display control unit includes a gradation characteristic conversion unit, and the gradation characteristic conversion unit converts the first gradation characteristic to the second characteristic.
  • a conversion process for converting to a gradation characteristic is executed, and the first gradation characteristic is a characteristic in which a difference in JND corresponding values between the gradation values is constant, and the gradation characteristic conversion unit includes a second gradation characteristic.
  • the conversion process is executed so that the difference of the JND correspondence values between the gradation values defined by is constant, and the display unit displays the input image data as an image with luminance corresponding to the second gradation characteristic.
  • a display system configured to be provided is provided.
  • the conversion process is executed for converting the first gradation characteristic in which the difference between the JND corresponding values between the gradation values is constant into the second gradation characteristic.
  • the conversion process is executed so that the difference of the JND corresponding values between the gradation values defined by the second gradation characteristics is constant.
  • the conversion process includes a shift process for shifting the first gradation characteristic toward the low gradation value side or the high gradation value side, and the shift process includes the first gradation characteristic and the second gradation characteristic. This is executed so as to maintain the difference of the JND corresponding values between the respective tone values.
  • the display control unit includes an instruction unit that instructs a shift number of the shift process, and the instruction unit is configured to be able to continuously change the shift number, or to indicate the shift number. After that, a predetermined number of shifts can be designated. In the shift process, the first gradation characteristic is shifted by the number of shifts designated by the instruction unit.
  • the display control unit includes an input image gradation acquisition unit, and the input image gradation acquisition unit is configured to acquire any two gradation values of the input image data, and the shift process Then, the smaller gradation value of the two gradation values corresponds to the minimum luminance of the display unit, or the larger gradation value of the two gradation values is the display.
  • the first gradation characteristic is shifted so as to correspond to the maximum luminance of the part.
  • any two gradation values of the input image data are a minimum gradation value and a maximum gradation value of the input image data.
  • an operation unit that operates the instruction unit is provided, and the shift process is executed by one action on the operation unit.
  • the conversion process includes a difference change process for enlarging or reducing a difference of JND corresponding values between the gradation values in the first gradation characteristic.
  • an instruction unit for instructing the degree of enlargement or reduction is provided, and the instruction unit is configured to be capable of continuously changing the degree of enlargement or reduction, or instructing the degree of enlargement or reduction. After that, a predetermined value can be designated as the degree of enlargement or reduction.
  • each gradation value in the first gradation characteristic is given by the degree of enlargement or reduction designated by the instruction unit. The difference between the JND correspondence values is enlarged or reduced.
  • the display control unit includes an input image gradation acquisition unit, and the input image gradation acquisition unit is configured to acquire any two gradation values of the input image data.
  • the minimum luminance corresponding to the first gradation characteristic is set with the smaller gradation value of the gradation values, and the first gradation characteristic is supported with the larger gradation value of the two gradation values.
  • the difference changing process is executed so that the maximum luminance to be set is set.
  • any two gradation values of the input image data are a minimum gradation value and a maximum gradation value of the input image data.
  • an operation unit that operates the instruction unit is provided, and the difference change process is executed by one action on the operation unit.
  • a storage unit that stores the first gradation characteristic, and a gradation characteristic rewriting unit that rewrites the first gradation characteristic stored in the storage unit to the second gradation characteristic after the conversion process is executed.
  • the first gradation characteristic is associated with a standard display function defined by the DICOM standard.
  • a display device including the display unit is provided, and the display control unit is provided inside the display device.
  • the display system includes a first display unit and a second display unit, the display control unit is connected to the first display unit and the second display unit, and the first display unit and the second display unit are The input image data is displayed as an image with luminance corresponding to the second gradation characteristic.
  • a program for causing a computer to function as a gradation characteristic conversion unit wherein the gradation characteristic conversion unit executes a conversion process for converting a first gradation characteristic into a second gradation characteristic.
  • the first gradation characteristic is a characteristic in which the difference between the JND correspondence values between the gradation values is constant, and the gradation characteristic conversion unit is configured to correspond to the JND between the gradation values defined by the second gradation characteristic.
  • a program configured to execute the conversion process so that a difference between values is constant, and to display input image data as an image with a luminance corresponding to the second gradation characteristic as an image.
  • the conversion process includes a shift process for shifting the first gradation characteristic toward the low gradation value side or the high gradation value side, and the shift process includes the first gradation characteristic and the second gradation characteristic. This is executed so as to maintain the difference of the JND corresponding values between the respective tone values.
  • the conversion process includes a difference change process for enlarging or reducing a difference of JND corresponding values between the gradation values in the first gradation characteristic.
  • FIG. 1 is a functional block diagram of a display system 100 according to an embodiment of the present invention. It represents a part of the standard display function defined by the DICOM standard.
  • the luminance L (j) corresponding to the gradation value P of 0 to 255, the JND corresponding value (j), and the difference ( ⁇ j) of the JND corresponding value (j) between the gradations are shown.
  • 5 is a graph of the standard display function of FIG. It is a flowchart for demonstrating the process of the display system 100 of this invention.
  • FIG. 8A is a table for explaining gradation luminance range adjustment (high luminance shift) in the display system 100 of the present invention.
  • FIG. 8B is a table for explaining gradation luminance range adjustment (low luminance shift). It is a graph showing the gradation characteristic after a high-intensity shift and a low-intensity shift.
  • FIG. 10A shows a JND Maximizer (a process for enlarging a difference in JND correspondence values between gradations, which is an aspect of a JND Enhancer described later), JND Enhancer, and JND Suppressor of the display system 100 according to the second aspect of the present invention.
  • FIG. 10B is a table after enlarging or reducing the difference in JND correspondence values between the gradations. It is a graph showing the gradation characteristic after enlarging the difference of the JND corresponding value between each gradation by JND Maximizer. It is a schematic diagram showing the relationship between a gradation value and a JND corresponding value before and after execution of JND Maximizer. It is a graph showing the gradation characteristic after enlarging the difference of the JND corresponding value between each gradation by JND Enhancer ((1) gradation luminance range adjustment is not carried out).
  • FIG. 10B is a table after enlarging or reducing the difference in JND correspondence values between the gradations. It is a graph showing the gradation characteristic after enlarging the difference of the JND corresponding value between each gradation by JND Maximizer. It is a schematic diagram showing the relationship between a gradation value and a JND corresponding value before and after execution of JND
  • FIG. 6 is a graph showing gradation characteristics after enlarging a difference in JND corresponding values between gradations by JND Enhancer ((7) -1 designated gradation luminance fixation (Lmax side ⁇ JND ⁇ Lmin side ⁇ JND)).
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a relationship between a gradation value and a JND corresponding value when executing JND Enhancer ((7) -1 designated gradation luminance fixing (Lmax side ⁇ JND ⁇ Lmin side ⁇ JND)).
  • FIG. 6 is a graph showing gradation characteristics after enlarging a difference in JND corresponding values between gradations by JND Enhancer ((7) -1 designated gradation luminance fixation (Lmax side ⁇ JND ⁇ Lmin side ⁇ JND)).
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a relationship between a gradation value and a JND corresponding value when executing JND Enhancer ((7) -1 designated gradation luminance fixing (Lmax side
  • FIG. 10 is a graph showing gradation characteristics after JND enhancer ((7) -2 designated gradation luminance is fixed (Lmin side ⁇ JND ⁇ Lmax side ⁇ JND)) and a difference in JND corresponding values between gradations is enlarged.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a relationship between a gradation value and a JND corresponding value when JND Enhancer ((7) -2 designated gradation luminance is fixed (Lmin side ⁇ JND ⁇ Lmax side ⁇ JND)). It is a graph showing the gradation characteristic after reducing the difference of the JND corresponding value between each gradation by JND Suppressor ((8) designated gradation brightness fixed).
  • FIG. 31A shows an aspect in which the first display device 10A and the second display device 10B are connected via the display control unit 1
  • FIG. 31B shows the first display device 10A and the second display device that incorporate the display control unit 1.
  • FIG. 31C shows a state in which the display control unit 1 stored in the external storage unit 2, the first display device 10A and the second display device 10B are connected via the network NT. It is a schematic diagram.
  • the JND correspondence value is a value that corresponds to the luminance one to one, and an example is a DICOM standard JND index based on a visual recognition Barten Model.
  • FIG. 1 is a standard display function defined by the DICOM standard.
  • the JND index is defined as 1 JND (Just-Noticeable Difference), which is the minimum luminance difference of a given target that can be identified by the average human observer. A value that results in a difference.
  • JND correspondence value data corresponding to the minimum luminance difference that can be identified by the observer, derived by a method other than Barten Model, can be used instead of the JND index.
  • a medical monitor preferably has gradation characteristics in accordance with a standard display function in order to enable accurate interpretation and diagnosis.
  • the display system 100 includes a display device 10 including a display unit 4 and a display control unit 1.
  • the display system 100 includes a storage unit 2, an operation unit 3, a display unit 4, a backlight 5, a communication unit 6, and a bus 7.
  • the display control unit 1 reads a program (not shown) stored in the storage unit 2 and executes various arithmetic processes, and is configured by, for example, a CPU.
  • the storage unit 2 stores the first gradation characteristics set in the display unit 4 and various data and programs, and is configured by, for example, a memory, an HDD, or an SSD.
  • the program may be preinstalled at the time of shipment of the display system 100, may be downloaded as an application from a website on the Web, and transferred from another information processing apparatus or recording medium by wired or wireless communication. May be.
  • the operation unit 3 is for operating the display system 100, and includes, for example, a motion recognition device using a mouse, a keyboard, a touch panel, a voice input unit, a camera, and the like.
  • the display unit 4 displays input image data (including still images and moving images) as an image, and includes, for example, a liquid crystal display, an organic EL display, a touch panel display, electronic paper, and other displays.
  • the backlight 5 illuminates the display unit 4 from the back side of the display unit 4.
  • the communication unit 6 transmits / receives various data to / from other information processing apparatuses or components, and is configured by an arbitrary I / O.
  • the bus 7 is composed of a serial bus, a parallel bus, and the like, and electrically connects each part to enable transmission / reception of various data.
  • Each component may be realized by software or hardware.
  • various functions can be realized by the CPU executing a program.
  • the program may be stored in the built-in storage unit 2 or may be stored in a computer-readable non-transitory recording medium. Alternatively, the program stored in an external storage unit may be read and realized by so-called cloud computing.
  • it can be realized by various circuits such as ASIC, FPGA, or DRP. In this embodiment, various types of information and concepts including this are handled. These are represented by the level of a signal value as a binary bit set composed of 0 or 1, and the software or hardware described above. Communication and calculation can be executed according to the above-described mode.
  • the display control unit 1 includes an input image gradation acquisition unit 11, a gradation characteristic setting unit 12, a gradation characteristic conversion unit 13, an instruction unit 14, a luminance change unit 15, and a gradation characteristic rewriting unit 16. And an analysis unit 17.
  • the input image gradation acquisition unit 11 is configured to acquire any two gradation values of the input image data input to the display system 100.
  • the arbitrary two gradation values are the minimum gradation value and the maximum gradation value of the input image data.
  • the input image data is monochrome still image data.
  • the input image gradation acquisition unit 11 calculates the minimum gradation value (Pmin) and the maximum gradation value (Pmax) included in the input image data based on the histogram analysis for the input image data executed by the analysis unit 17 described later. get.
  • the histogram analysis may be executed each time.
  • the gradation characteristic setting unit 12 is configured to set the first gradation characteristic on the display unit 4.
  • the first gradation characteristic used in the present embodiment is a characteristic in which the difference of the JND corresponding values between the gradation values is constant.
  • the first gradation characteristic is associated with a standard display function defined by the DICOM standard.
  • the luminance L (j) has a one-to-one correspondence with the gradation value P from 0 to 255. Further, as shown in FIG.
  • each luminance L (j) is determined so that the difference ( ⁇ j) of the JND corresponding value between the gradations is constant at each gradation value P of 0 to 255.
  • the difference ( ⁇ j) in the JND correspondence value between the gradations is 2.56.
  • the graph of FIG. 5 is a visualization of the gradation characteristic table of FIG.
  • the gradation characteristic conversion unit 13 executes conversion processing for converting the first gradation characteristic into the second gradation characteristic.
  • the gradation characteristic conversion unit 13 is configured to execute the conversion process so that the difference in JND corresponding values between the gradation values defined by the second gradation characteristic is constant.
  • the conversion process includes a shift process and a difference change process.
  • the shift process is a process for shifting the first gradation characteristic toward the low gradation value side or the high gradation value side. Then, the shift process is executed so as to maintain the difference in the JND corresponding value between the gradation values in the first gradation characteristic and the second gradation characteristic.
  • the smaller one of the two arbitrary gradation values of the input image data corresponds to the minimum luminance of the display unit 4 or two arbitrary gradation values.
  • the first gradation characteristic may be shifted so that the larger gradation value among them corresponds to the maximum luminance of the display unit 4.
  • the arbitrary two gradation values may be the minimum gradation value and the maximum gradation value of the input image data.
  • the first gradation characteristic can be shifted to the gradation range including the maximum luminance or the minimum luminance of the display unit 4.
  • the difference changing process is a process for enlarging or reducing the difference in JND corresponding values between the gradation values in the first gradation characteristic.
  • the difference change process is executed so that the minimum luminance corresponding to the first gradation characteristic is set with the minimum gradation value, and the maximum luminance corresponding to the first gradation characteristic is set with the maximum gradation value. May be.
  • the display unit 4 is configured to display the input image data as an image with luminance corresponding to the second gradation characteristic converted by the gradation characteristic conversion unit 13.
  • the operation unit 3 operates the instruction unit 14.
  • the shift process is executed by one action on the operation unit 3.
  • the difference changing process is executed by one action for the operation unit 3.
  • one action corresponds to so-called one click, and is realized by shortcut functions such as software, keys of the display device 10, and a keyboard, for example.
  • the instruction unit 14 instructs the number of shifts in the shift process.
  • the instructing unit 15 is configured to be able to continuously change the number of shifts, or to instruct a predetermined number of shifts after instructing the number of shifts.
  • the number of shifts is represented by 0 to 255, 0, 20, 40, 60, 80, 100, 200, 255, etc. may be directly input by the operation unit 3.
  • the operation unit 3 is a mouse, for example. May move up and down continuously in the range of the shift number from 0 to 255 as the mouse moves.
  • the first gradation characteristic is shifted by the number of shifts instructed by the instruction unit 14.
  • the instruction unit 14 has a function of instructing the degree of enlargement or reduction in the difference change process.
  • the instruction unit 14 is configured to be able to continuously change the degree of enlargement or reduction, or after instructing the degree of enlargement or reduction, a predetermined value is further set as the degree of enlargement or reduction. It is configured to be instructable.
  • the degree of enlargement or reduction is represented by 0 to 100%, 0, 20, 40, 60, 80, 100% or the like may be directly input by the operation unit 3, and the operation unit 3 may be, for example, a mouse.
  • the degree of enlargement or reduction may be continuously increased or decreased within the range of 0 to 100% as the mouse moves.
  • the difference changing process by the gradation characteristic conversion unit 13 the difference in the JND corresponding values between the gradation values in the first gradation characteristic is enlarged or reduced by the degree of enlargement or reduction indicated by the instruction unit 14.
  • the luminance changing unit 15 is configured to be able to change the luminance while maintaining the second gradation characteristic.
  • the display unit 4 displays the input image data as an image on the display unit 4 with the luminance changed by the luminance changing unit 15.
  • the output upper limit luminance eg, 600 to 700 cd / m 2
  • the shift referred to here corresponds to a parallel movement on the graph.
  • the gradation characteristic rewriting unit 16 rewrites the first gradation characteristic. Specifically, the first gradation characteristic stored in the storage unit 2 is rewritten to the second gradation characteristic after executing the conversion process, and the gradation characteristic of the display unit 4 is changed.
  • the analysis unit 17 performs histogram analysis on the input image data as described above.
  • the display control unit 1 is provided inside the display device 10.
  • the luminance gradation range adjustment is a kind of conversion process by the gradation characteristic conversion unit 13 and corresponds to a shift process for shifting the first gradation characteristic toward the low gradation value side or the high gradation value side. To do.
  • the shift process is executed so as to maintain the difference of the JND corresponding values between the gradation values in the first gradation characteristic and the second gradation characteristic.
  • the number of shifts in the shift process is instructed by the instruction unit 14.
  • the example of FIG. 9 shows “maximum shift” in which the first gradation characteristic is shifted to the gradation range including the maximum luminance or the minimum luminance of the display unit 4.
  • the display system 100 acquires input image data.
  • the input image gradation acquisition unit 11 acquires the minimum gradation value and the maximum gradation value of the input image data.
  • processing is performed under the following conditions. The same applies to the JND Enhancer (JND Maximizer) and JND Suppressor described later.
  • the gradation characteristic setting unit 12 acquires the gradation characteristic table (first gradation characteristic) stored in the storage unit 2 and sets it in the display unit 4.
  • the gradation characteristic conversion unit 13 executes a conversion process for converting the first gradation characteristic into the second gradation characteristic.
  • the conversion process is executed so that the difference of the JND corresponding values between the gradation values defined by the second gradation characteristics is constant.
  • the conversion process is a shift process.
  • the shift process is executed so as to maintain the difference in the JND corresponding value between the gradation values in the first gradation characteristic and the second gradation characteristic.
  • the gradation characteristic conversion unit 13 determines the number of gradations from the minimum gradation value (50) to the maximum gradation value (200) of the input image data ( 151). Then, an arbitrary gradation range that matches the number of gradations (151) is specified from the first gradation characteristics set in S2.
  • This process corresponds to a shift process for shifting the first gradation characteristic shown in FIG. 9 to the high gradation value side or the low gradation value side.
  • the gradation characteristic table may be referred to as a pre-stage LUT.
  • the number of shifts indicated by the instruction unit 14 is 55.
  • the luminance is LUT 0 _n (n: 0 to 255) when the index (index indicating the gradation value) is n, that is, the luminance when the index is 0.
  • the luminance is 0.6 cd / m 2
  • the gradation value is the minimum gradation value (50)
  • 46cd / m 2 190.18cd / m 2 luminance when the gradation value is the maximum gradation value (200)
  • the gradation value is the luminance at 255 500.02cd / m 2 (hereinafter, abbreviated description For the conversion to 500 cd / m 2 ).
  • the first gradation characteristic is left by 55 gradation values while maintaining the difference of the JND corresponding values between the gradation values in the first gradation characteristic and the second gradation characteristic.
  • This corresponds to shifting to ( low gradation value side).
  • the number of shifts indicated by the instruction unit 14 is 55
  • the gradation range including the maximum luminance of the display unit 4 that is, the gradation value 255 of the first gradation characteristic is the maximum gradation value.
  • (Range included in (200)) corresponds to “maximum shift” for shifting the first gradation characteristic.
  • the number of shifts is 56 or more, there is no luminance corresponding to the maximum gradation value (200) in the second gradation characteristic, so the upper limit of the number of shifts is 55.
  • the minimum gradation value of the input image data is 50 and the maximum gradation value is 200, no image is displayed on the display unit 4 when the gradation value is less than 50 or more than 200.
  • the luminance at the point A (gradation value 50) after the shift of the first gradation characteristic is 28.49 cd / m 2 which is the luminance at the point A1 (gradation value 105) of the first gradation characteristic.
  • the luminance at the point B (gradation value 200) after the shift of the first gradation characteristic is 500 cd / m 2 which is the luminance at the point B1 (gradation value 255) of the first gradation characteristic.
  • the instruction unit 14 instructs the shift number of the shift process, and the gradation characteristic conversion unit 13 uses the gradation range (105 to 255) used as the second gradation characteristic among the first gradation characteristics. ) Is identified.
  • the gradation value 105 is calculated by adding the shift number 55 to the minimum gradation value (50).
  • the gradation value 105 is the number of gradations (151) from the maximum gradation value (255) of the first gradation characteristic to the minimum gradation value (50) of the input image data to the maximum gradation value (200). It is calculated by adding 1 to the value obtained by subtracting. Thereby, it is possible to shift the first gradation characteristic to the gradation range including the maximum luminance of the display unit 4 and obtain the second gradation characteristic.
  • the instruction unit 14 may be configured to be able to instruct a predetermined shift number after instructing the shift number. For example, after instructing the shift number to 55, the predetermined shift number can be updated to 54, 53. This makes it possible to determine, as the second gradation characteristic, a gradation range of gradation values from 104 to 254, 103 to 253,..., 51 to 201 among the first gradation characteristics. .
  • the instruction unit 14 is a mouse
  • the number of shifts may be changed continuously as the mouse is moved or the scroll bar is adjusted.
  • the instruction command to the instruction unit 14 is transmitted by operating the operation unit 3.
  • the gradation characteristic rewriting unit 16 rewrites the first gradation characteristic stored in the storage unit 2 to the second gradation characteristic after executing the shift process in S3.
  • the gradation characteristic rewriting unit 16 shifts the relationship between the specified gradation value and the luminance, that is, the gradation range (105 to 255) in the first gradation characteristic and the corresponding luminance after the shift.
  • the luminance corresponding to the gradation range (50 to 200) in the two gradation characteristics the first gradation characteristics stored in the storage unit 2 are rewritten to the second gradation characteristics.
  • the process by the gradation characteristic rewriting unit 16 is described as S4.
  • the gradation characteristic may be rewritten simultaneously with S3.
  • the difference ⁇ j of the JND corresponding values between the gradations is constant at 2.56 as in the first gradation characteristics before the change.
  • the display unit 4 displays the input image data as an image with a luminance corresponding to the second gradation characteristic.
  • the gradation range from 105 to 255 of the first gradation characteristics specified by the gradation characteristic conversion unit 13 and the corresponding luminance are set to the second gradation characteristics after the shift.
  • the image is displayed as the luminance in the gradation range (50 to 200).
  • the luminance range on the display of the display unit 4 is as follows. Before shift: 6.46 to 190.18 cd / m 2 (gradation value 50 to 200) After shift: 28.49 to 500 cd / m 2 (the gradation value after the shift is 50 to 200, corresponding to the gradation value before the shift is 105 to 255)
  • the input image data can be displayed as an image using the maximum luminance of 500 cd / m 2 that the display unit 4 has.
  • the luminance on the display it is possible to reduce the influence of environmental illuminance during interpretation and diagnosis.
  • the visibility of the medical diagnostic image is improved, and the abnormal part can be easily found.
  • the difference ⁇ j in the JND correspondence value between one gradation is constant, so that the visibility of the image is not impaired.
  • the shift number is not limited to this, and an arbitrary gradation value can be shifted.
  • the operation unit 3 is a mouse
  • the mouse can be slid rightward and the gradation luminance range can be shifted to the high luminance side as the mouse moves.
  • the operation unit 3 is a mouse
  • the gradation luminance range is shifted to a high luminance side by a predetermined gradation value (for example, 5 gradations) every time the left or right click is pressed once. You can also.
  • the input image gradation acquisition unit 11 does not need to specify an arbitrary gradation range of gradation characteristics that matches the number of gradations from the minimum gradation value to the maximum gradation value of the input image data.
  • the gradation characteristic conversion unit 13 can shift the first gradation characteristic to the gradation range including the maximum luminance of the display unit 4 by one action on the operation unit 3.
  • the above-described maximum shift shift including the gradation value 255 in the first gradation characteristic
  • the maximum shift may be executed by one action on the operation unit 3.
  • the first gradation characteristic may be further shifted in the vertical direction in FIG.
  • the luminance specified by the gradation characteristic conversion unit 13 luminance in the first gradation characteristics 105 to 255
  • the display unit 4 may display the input image data as an image with the changed luminance.
  • the number of shifts indicated by the instruction unit 14 is 50.
  • the gradation range (0 to 150) of the first gradation characteristic is specified by the gradation characteristic conversion unit 13.
  • the gradation value 0 is calculated by subtracting the shift number 50 from the minimum gradation value (50).
  • the first gradation characteristic is shifted to the gradation range including the minimum luminance of the display unit 4 (that is, the range in which the gradation value 0 of the first gradation characteristic is included in the minimum gradation value (0)). It becomes possible.
  • the number of shifts is 50 or more, there is no luminance corresponding to the minimum gradation value (50) in the second gradation characteristic, so the upper limit of the number of shifts is 50.
  • the first gradation characteristics are the same as in FIG. 8B.
  • the first gradation characteristic is shifted to the right by 50 gradation values while maintaining the difference of the JND corresponding values between the gradation values in the first gradation characteristic and the second gradation characteristic.
  • This corresponds to shifting to ( high gradation side).
  • the minimum gradation value is 50 and the maximum gradation value is 200
  • no image is displayed on the display unit 4 in the range where the gradation value is less than 50 or more than 200.
  • the luminance at the point C (gradation value 50) after the shift of the first gradation characteristic is 0.6 cd / m 2 that is the luminance at the point C1 (gradation value 0) of the first gradation characteristic.
  • the luminance at the point D (gradation value 200) after the shift of the first gradation characteristic is 74.04 cd / m 2 that is the luminance at the point D1 (gradation value 150) of the first gradation characteristic.
  • the luminance range on the display of the display unit 4 is as follows. Before shift: 6.46 to 190.18 cd / m 2 (gradation value 50 to 200) After shift: 0.6 to 74.04 cd / m 2 (the gradation value after the shift is 50 to 200, which corresponds to the gradation value before the shift is 0 to 150)
  • the number of shifts is 50
  • the number of shifts is not limited to this, and an arbitrary gradation value can be shifted.
  • the operation unit 3 is a mouse
  • the mouse can be slid leftward, and the gradation luminance range can be shifted to the low luminance side as the mouse moves.
  • the operation unit 3 is a mouse
  • the gradation luminance range is shifted by a predetermined gradation value (for example, five gradations) each time the left or right click is pressed once. You can also.
  • the input image gradation acquisition unit 11 does not need to specify an arbitrary gradation range of gradation characteristics that matches the number of gradations from the minimum gradation value to the maximum gradation value of the input image data.
  • the gradation characteristic conversion unit 13 can shift the first gradation characteristic to the gradation range including the minimum luminance of the display unit 4 by one action on the operation unit 3.
  • the above-described maximum shift (a shift including the gradation value 0 in the first gradation characteristic) can be easily realized.
  • the smaller one of the two arbitrary gradation values of the input image data corresponds to the minimum luminance of the display unit 4 or two arbitrary levels.
  • the first gradation characteristic may be shifted so that the larger gradation value of the tone values corresponds to the maximum luminance of the display unit 4.
  • the maximum shift may be executed by one action on the operation unit 3.
  • the first gradation characteristic may be further shifted in the vertical direction in FIG.
  • the luminance specified by the gradation characteristic conversion unit 13 (the luminance in the original gradation characteristics 0 to 150) is maintained by the luminance changing unit 15. It may be changed depending on the state.
  • the display unit 4 may display the input image data as an image with the changed luminance.
  • an image can be displayed in a manner suitable for the user's application.
  • JND Maximizer (difference change process)
  • JND Enhancer executes difference change processing for enlarging the difference of JND corresponding values between the gradation values in the first gradation characteristic.
  • the minimum luminance corresponding to the first gradation characteristic is set with the smaller one of the two arbitrary gradation values of the input image data, and one of the two arbitrary gradation values is set.
  • the difference changing process is executed so that the maximum luminance corresponding to the first gradation characteristic is set with the larger gradation value.
  • the arbitrary two gradation values may be the minimum gradation value and the maximum gradation value of the input image data.
  • the difference in the JND correspondence value between the gradation values is expanded, and the JND correspondence value between the gradation values is expanded even after the expansion.
  • the brightness of gradation values other than the predetermined gradation value is set so that the difference is constant.
  • “setting the brightness of the gradation value other than the predetermined gradation value” means setting the brightness of the predetermined gradation value in addition to maintaining the brightness of the predetermined gradation value as it is before the setting. This includes overwriting the previous brightness.
  • the JND Maximizer expands the difference between the JND corresponding values to the maximum in the JND Enhancer.
  • the minimum gradation value of the input image data is 50 and the maximum gradation value is 200 will be described.
  • the JND corresponding value corresponding to the changed gradation value Pn is j_Pn
  • the target luminance is Lt (j_Pn).
  • Pn is an integer from the minimum gradation value to the maximum gradation value.
  • the target luminance Lt (j_Pn) in the gradation range from the minimum gradation value to the maximum gradation value is calculated in the following steps.
  • the original gradation characteristics are as shown in FIG. 10A.
  • the preceding stage LUT_Pn is calculated in the following procedure so that the target brightness corresponding to each gradation value is Lt (j_Pn) when the preceding stage LUT is in the range of Phmin to Phmax.
  • Target luminance Lt (j_P 50 ) at minimum gradation value (50) is set to Lmin (minimum luminance: 0.6 cd / m 2 ) and maximum gradation value (200 Lmax target luminance Lt (j_P 200) in) (maximum luminance: 500 cd / m 2) to.
  • Lmin minimum luminance: 0.6 cd / m 2
  • maximum gradation value 200 Lmax target luminance Lt (j_P 200) in
  • maximum luminance 500 cd / m 2
  • Equation 1 shows the difference between the JND corresponding value corresponding to the minimum gradation value (50) and the maximum gradation value (200), and the difference (150) between the maximum gradation value (200) and the minimum gradation value (50).
  • Equation 1 To make the difference of the JND corresponding value j_Pn between the gradation values Pn constant.
  • the specific meaning of (Equation 1) is as follows. ⁇ J (Lmax) -j (Lmin) Maximum gradation value and JND corresponding value J_P 200 corresponding to (200), calculates the difference JND corresponding values J_P 50 corresponding to the minimum grayscale value (50).
  • Equation 1 (Equation 1) will be described with specific numbers. Refer to FIG. 4 for the JND corresponding value j_Pn. In FIG. 4, the second decimal place is rounded down.
  • the JND corresponding value is minimum (52.47), and the gradation value Is a linear function with a slope of 2.56 when the JND-corresponding value is maximum (705.94).
  • JND Maximizer when the gradation value is 50, the JND-corresponding value becomes the minimum (52.47), and when the gradation value is 200, the JND-corresponding value becomes the maximum (705.94).
  • 4.36 is a linear function.
  • JND corresponding values from 52.47 to 705.94 are assigned in the range of gradation values from 0 to 255 (256 gradations).
  • JND Maximizer JND corresponding values from 52.47 to 705.94 are assigned in the range of gradation values from 50 to 200.
  • the difference in JND correspondence values between adjacent gradation values is expanded from 2.56 to 4.36.
  • the target luminance Lt (j_Pn) is specified by (Equation 2).
  • the target luminance Lt (j_Pn) can be specified as a function of the JND corresponding value j_Pn.
  • the target luminance Lt (j_Pn) and the JND corresponding value j_Pn have a one-to-one correspondence, and the JND corresponding value j_Pn in the gradation range from the minimum gradation value (50) to the maximum gradation value (200) is calculated. Accordingly, it is possible to set the target luminance Lt (j_Pn) corresponding thereto.
  • the display system 100 acquires input image data.
  • the input image gradation acquisition unit 11 acquires the minimum gradation value and the maximum gradation value of the input image data.
  • the gradation characteristic setting unit 12 acquires the gradation characteristic table (first gradation characteristic) stored in the storage unit 2 and sets it in the display unit 4.
  • the first gradation characteristic to set the brightness (500 cd / m 2) corresponding to P_ 255, as the brightness of P_ 200 of the second gradation characteristic (500cd / m 2).
  • the first gradation characteristics it sets the luminance (0.6 cd / m 2) corresponding to P_ 0, as the luminance of P_ 50 of the second gradation characteristic (0.6cd / m 2).
  • the minimum luminance corresponding to the first gradation characteristic is set with the minimum gradation value (50)
  • the maximum luminance corresponding to the first gradation characteristic is set with the maximum gradation value (200). This is the JND Maximizer.
  • the JND Maximizer may be configured to be executed by one action for the operation unit 3.
  • the minimum luminance corresponding to the first gradation characteristic is set with the smaller one of the two arbitrary gradation values of the input image data, and the two arbitrary levels are set.
  • the difference changing process may be executed so that the maximum luminance corresponding to the first gradation characteristic is set with the larger gradation value of the tone values.
  • the gradation characteristic rewriting unit 16 rewrites the first gradation characteristic stored in the storage unit 2 to the second gradation characteristic.
  • the process by the gradation characteristic rewriting unit 16 is described as S4.
  • the gradation characteristic may be rewritten simultaneously with S3.
  • the display unit 4 displays the gradation corresponding to the second gradation characteristic (the gradation value from the minimum gradation value (50) to the maximum gradation value (200) obtained by the above (Equation 2)).
  • the input image data is displayed as an image at a luminance corresponding to each gradation value in the range.
  • the difference in the JND correspondence values between the gradations can be maximized, and the JND correspondence between the gradations can be increased even after the enlargement. Since the difference between the values is constant, it is possible to easily adjust the display state that is easy for the user to see.
  • JND Enhancer No gradation luminance range adjustment (difference change processing)
  • the JND enhancer without luminance gradation range adjustment (shift processing) will be described with reference to FIGS. 13 and 14.
  • the second gradation characteristic after the execution of JND Enhancer will be described with reference to FIG.
  • the instruction unit 14 is configured so that the degree of expansion of the JND corresponding value can be continuously changed. Further, the instruction unit 14 may be configured to be able to instruct a predetermined value as the degree of enlargement or reduction after instructing the degree of enlargement or reduction.
  • the JND corresponding value j_Pn is calculated by the following (Equation 4).
  • each parameter in (Expression 4) is as follows.
  • i (adjustment value) is a value corresponding to the above-mentioned 0, 20, 40, 60, 80, 100%.
  • the other parameters are the same as in (Equation 1), and thus the description thereof is omitted.
  • FIG. 13 employs the following values as each parameter.
  • the JND corresponding value j_Pn corresponding to each gradation value Pn is calculated in the gradation range from the minimum gradation value (50) to the maximum gradation value (200) defined by the second gradation characteristic.
  • the difference in the JND correspondence value between the gradation values is enlarged, and the difference in the JND correspondence value between the gradation values is constant even after the enlargement.
  • a plot of this is shown in FIG.
  • the operation unit 3 is a mouse
  • the mouse can be slid upward, and the value of i can be continuously increased as the mouse moves.
  • the JND enhancer can continuously or non-continuously expand the difference in the JND corresponding value between the gradation values, and the difference in the JND corresponding value between the gradation values is constant even after the expansion. It is possible to easily adjust the display state that is easy to see for the user.
  • the JND suppressor without luminance gradation range adjustment (shift processing) will be described with reference to FIGS. 15 and 16.
  • the JND suppressor executes a difference changing process for reducing the difference of the JND corresponding values between the gradation values in the first gradation characteristic.
  • the second gradation characteristic after execution of JND Suppressor will be described with reference to FIG.
  • FIG. 15 shows an example in which the degree of reduction is 0, ⁇ 20, ⁇ 40, ⁇ 60, ⁇ 80, and ⁇ 100%.
  • 0% represents the first gradation characteristic (see FIG.
  • ⁇ 100% represents the second gradation characteristic in which the difference between the JND corresponding values between the gradation values is 1 in the display state.
  • the difference of the JND correspondence values between the gradation values is less than 1, the observer cannot recognize even if the luminance changes. Therefore, the case where the difference is 1 is set as the upper limit ( ⁇ 100%) of the difference reduction of the JND corresponding value.
  • the JND corresponding value j_Pn is calculated by the following (Equation 5).
  • each parameter in (Formula 5) is as follows. -Imin (%): JND suppressor resolution-i (%): adjustment value
  • the other parameters are the same as those in FIG.
  • the JND corresponding value j_Pn corresponding to each gradation value Pn is calculated in the gradation range from the minimum gradation value (50) to the maximum gradation value (200).
  • the difference in the JND correspondence value between the gradation values is reduced, and the difference in the JND correspondence value between the gradation values is constant even after the reduction.
  • a plot of this is shown in FIG.
  • the luminance based on the gradation characteristics at the gradation value corresponding to the intersection) is used as a reference, and the difference between the JND correspondence values between the gradation values is reduced, and the difference between the JND correspondence values between the gradation values is reduced even after the reduction.
  • the brightness of gradation values other than the predetermined gradation value is set so as to be constant.
  • the operation unit 3 is a mouse
  • the mouse can be slid downward, and the value of i can be continuously reduced as the mouse moves.
  • the JND suppressor can reduce the difference between the JND corresponding values between the gradation values continuously or discontinuously, thereby reducing the graininess (noise) of the image.
  • the difference between the JND correspondence values between the gradation values is constant even after the reduction, it is possible to easily adjust the display state that is easy for the user to see.
  • JND Enhancer (3) Lmax fixed (shift process + difference change process)
  • JND Enhancer difference change processing
  • the second gradation characteristic after the execution of JND Enhancer will be described with reference to FIG.
  • Lmax maximum luminance
  • JND Enhancer is configured so that the degree of expansion of JND-compatible values can be changed continuously.
  • FIG. 17 shows an example in which the degree of enlargement is 0, 20, 40, 60, 80, 100%.
  • 0% represents the second gradation characteristic (see FIG.
  • the JND corresponding value j_Pn is calculated by the following (Equation 6).
  • the JND corresponding value j_Pn corresponding to each gradation value Pn is calculated in the gradation range from the minimum gradation value (50) to the maximum gradation value (200).
  • the difference in the JND correspondence value between the gradation values is enlarged, and the difference in the JND correspondence value between the gradation values is constant even after the enlargement. A plot of this is shown in FIG.
  • the luminance based on the gradation characteristics at a predetermined gradation value (maximum gradation value (200)) is used as a reference, and the difference of the JND corresponding values between the gradation values is expanded, and after the expansion Also, the brightness of gradation values other than the predetermined gradation value is set so that the difference between the JND corresponding values between the gradation values is constant.
  • the first gradation characteristic is shifted to Lmax on the high luminance side (maximum shift to the low gradation value side in the shift process), and then the maximum JND corresponding value corresponding to Lmax is fixed. This corresponds to changing the slope of the graph.
  • the operation unit 3 is a mouse
  • the mouse can be slid upward, and the value of i can be continuously increased as the mouse moves.
  • the difference in JND correspondence values between gradations can be continuously or discontinuously expanded while the maximum luminance on display is constant.
  • JND Suppressor (4) Lmax fixed (shift process + difference change process)
  • the JND Suppressor when Lmax is fixed will be described with reference to FIGS. 19 and 20. This is to execute a JND suppressor (difference changing process) from a state where the luminance gradation range is shifted to Lmax on the high luminance side (maximum shift to the low gradation value side in the shift process).
  • the second gradation characteristic after execution of JND Suppressor will be described with reference to FIG.
  • Lmax maximum luminance
  • the JND Suppressor is configured so that the degree of expansion of the JND compatible value can be changed continuously.
  • FIG. 19 shows an example in which the degree of reduction is 0, ⁇ 20, ⁇ 40, ⁇ 60, ⁇ 80, and ⁇ 100%.
  • 0% represents the second gradation characteristic (see FIG.
  • the gradation characteristic before the maximum shift to the low gradation value side corresponds to the first gradation characteristic.
  • the JND corresponding value j_Pn is calculated by the following (Equation 7).
  • the JND corresponding value j_Pn corresponding to each gradation value Pn is calculated in the gradation range from the minimum gradation value (50) to the maximum gradation value (200).
  • the difference in the JND correspondence value between the gradation values is reduced, and the difference in the JND correspondence value between the gradation values is constant even after the reduction.
  • a plot of this is shown in FIG.
  • the luminance based on the gradation characteristics at a predetermined gradation value (maximum gradation value (200)) is used as a reference, and the difference between the JND corresponding values between the gradation values is reduced and after the reduction.
  • the brightness of gradation values other than the predetermined gradation value is set so that the difference between the JND corresponding values between the gradation values is constant.
  • the original gradation characteristic is shifted to the high luminance side to Lmax (the above-mentioned maximum shift), and then the slope of the graph is changed in a state where the maximum JND correspondence value corresponding to Lmax is fixed. It corresponds to.
  • the operation unit 3 is a mouse
  • the mouse can be slid downward, and the value of i can be continuously reduced as the mouse moves.
  • JND Enhancer Lmin fixed (shift process + difference change process)
  • JND Enhancer difference change processing
  • the second gradation characteristic after the execution of JND Enhancer will be described with reference to FIG.
  • the luminance after execution of JND Enhancer increases.
  • JND Enhancer is configured so that the degree of expansion of JND-compatible values can be changed continuously.
  • FIG. 21 shows an example in which the degree of enlargement is 0, 20, 40, 60, 80, 100%.
  • 0% represents the second gradation characteristic after execution of the maximum shift to the high gradation value side (see FIG.
  • the JND corresponding value j_Pn is calculated by the following (Equation 8).
  • the JND corresponding value j_Pn corresponding to each gradation value Pn is calculated in the gradation range from the minimum gradation value (50) to the maximum gradation value (200).
  • the difference in the JND correspondence value between the gradation values is enlarged, and the difference in the JND correspondence value between the gradation values is constant even after the enlargement.
  • a plot of this is shown in FIG.
  • the difference between the JND correspondence values between the gradation values is expanded with reference to the luminance based on the gradation characteristics at the predetermined gradation value (minimum gradation value (50)), and after the expansion.
  • the brightness of gradation values other than the predetermined gradation value is set so that the difference between the JND corresponding values between the gradation values is constant.
  • the original gradation characteristic is shifted to the low luminance side to Lmin (maximum shift to the high gradation value side in the shift process), and then the minimum JND corresponding value corresponding to Lmin is fixed.
  • the minimum JND corresponding value corresponding to Lmin is fixed.
  • the operation unit 3 is a mouse
  • the mouse can be slid upward, and the value of i can be continuously increased as the mouse moves.
  • the difference in the JND correspondence values between the gradations can be continuously or discontinuously expanded while the minimum luminance on display is constant.
  • the JND suppressor when Lmin is fixed will be described with reference to FIGS. 23 and 24.
  • FIG. This is to execute a JND suppressor (difference changing process) from a state where the luminance gradation range is shifted to the low luminance side to Lmin (maximum shift to the high gradation value side in the shift process).
  • the second gradation characteristic after execution of JND Suppressor will be described with reference to FIG.
  • the luminance after execution of JND Suppressor decreases.
  • the JND Suppressor is configured so that the degree of expansion of the JND compatible value can be changed continuously.
  • FIG. 23 shows an example in which the degree of reduction is 0, ⁇ 20, ⁇ 40, ⁇ 60, ⁇ 80, and ⁇ 100%.
  • 0% represents the second gradation characteristic (see FIG. 9) after execution of the maximum shift to the high gradation value side
  • ⁇ 100% represents the maximum reduction of the JND suppressor after execution of the maximum shift to the high gradation value side (see FIG. 9).
  • This represents the second gradation characteristic after executing i -100%.
  • the gradation characteristic before the maximum shift to the high gradation value side corresponds to the first gradation characteristic.
  • the JND corresponding value j_Pn is calculated by the following (Equation 9).
  • the JND corresponding value j_Pn corresponding to each gradation value Pn is calculated in the gradation range from the minimum gradation value (50) to the maximum gradation value (200).
  • the difference in the JND correspondence value between the gradation values is reduced, and the difference in the JND correspondence value between the gradation values is constant even after the reduction.
  • a plot of this is shown in FIG.
  • the luminance based on the gradation characteristics at a predetermined gradation value (minimum gradation value (50)) is used as a reference, and the difference between the JND corresponding values between the gradation values is reduced and after the reduction.
  • the brightness of gradation values other than the predetermined gradation value is set so that the difference between the JND corresponding values between the gradation values is constant.
  • the original gradation characteristic is shifted to the low luminance side to Lmin (the above-mentioned maximum shift), and then the slope of the graph is changed in a state where the minimum JND corresponding value corresponding to Lmin is fixed. It corresponds to.
  • the operation unit 3 is a mouse
  • the mouse can be slid downward, and the value of i can be continuously reduced as the mouse moves.
  • the difference in JND correspondence values between gradations can be reduced continuously or discontinuously while the minimum luminance on display remains constant.
  • JND Enhancer (7) Fixed gradation brightness (Lmax side ⁇ JND ⁇ Lmin side ⁇ JND) (difference change process)
  • the JND enhancer when the luminance at the designated gradation value Pc is fixed will be described with reference to FIGS. 25 and 26.
  • FIG. This is to execute JND Enhancer in a state where the luminance at the designated gradation value Pc designated by the operation unit 3 is fixed.
  • the designated gradation value Pc includes a minimum gradation value (50), a maximum gradation value (200), an intermediate gradation value (125), an average gradation value of input image data, and a gradation at the center of the region of interest. Value, average tone value of the region of interest, or any tone value by the user.
  • the designated gradation value Pc is 80 will be described.
  • the luminance assigned to the gradation value on the Lmin side is insufficient by expanding the difference in the JND corresponding value between the gradation values.
  • the designated gradation value Pc is small, the luminance assigned to the gradation value on the Lmin side is insufficient by expanding the difference of the JND corresponding values between the gradation values.
  • the following (Equation 10) is used to determine whether the luminance is saturated on the Lmax side or the Lmin side. Then, the mathematical formula for calculating the JND corresponding value j_Pn corresponding to each gradation value Pn is switched according to the result.
  • the JND corresponding value j_Pn corresponding to each gradation value Pn is calculated in the gradation range from the minimum gradation value (50) to the maximum gradation value (200).
  • the difference in the JND correspondence value between the gradation values is enlarged, and the difference in the JND correspondence value between the gradation values is constant even after the enlargement.
  • a plot of this is shown in FIG.
  • the difference between the JND correspondence values between the respective gradation values is expanded with the luminance based on the gradation characteristics at the predetermined gradation value (specified gradation value Pc (80)) as a reference, and the expansion is performed.
  • the brightness of gradation values other than the predetermined gradation value is set so that the difference in the JND correspondence value between the gradation values will be constant afterwards.
  • such processing corresponds to changing the slope of the graph in a state where the JND corresponding value corresponding to the designated gradation value Pc (80) is fixed.
  • the operation unit 3 is a mouse
  • the mouse can be slid upward, and the value of i can be continuously increased as the mouse moves.
  • the difference between the JND corresponding values between the gradations can be continuously increased while the luminance corresponding to the designated gradation value Pc on the display is kept constant.
  • the JND corresponding value j_Pn corresponding to each gradation value Pn is calculated in the gradation range from the minimum gradation value (50) to the maximum gradation value (200).
  • the difference in the JND correspondence value between the gradation values is enlarged, and the difference in the JND correspondence value between the gradation values is constant even after the enlargement.
  • a plot of this is shown in FIG.
  • the difference between the JND corresponding values between the respective gradation values is expanded with the luminance based on the gradation characteristics at the predetermined gradation value (specified gradation value Pc (125)) as a reference.
  • the brightness of gradation values other than the predetermined gradation value is set so that the difference in the JND correspondence value between the gradation values will be constant afterwards.
  • such processing corresponds to changing the slope of the graph in a state where the JND corresponding value corresponding to the designated gradation value Pc (125) is fixed.
  • the operation unit 3 is a mouse
  • the mouse can be slid upward, and the value of i can be continuously increased as the mouse moves.
  • the difference between the JND corresponding values between the gradations can be continuously increased while the luminance corresponding to the designated gradation value Pc on the display is kept constant.
  • JND Suppressor Fixed gradation gradation (difference change process)
  • the JND suppressor when the luminance at the designated gradation value Pc is fixed will be described with reference to FIGS. 29 and 30.
  • FIG. the JND Suppressor is executed in a state where the luminance at the designated gradation value Pc designated by the operation unit 3 is fixed.
  • the designated gradation value Pc is 80 will be described.
  • the JND suppressor reduces the difference in the JND corresponding value between the gradation values, so there is no need to consider saturation of luminance.
  • the JND corresponding value j_Pn is calculated by the following (Equation 13).
  • the JND corresponding value j_Pn corresponding to each gradation value Pn is calculated in the gradation range from the minimum gradation value (50) to the maximum gradation value (200).
  • the difference in the JND correspondence value between the gradation values is reduced, and the difference in the JND correspondence value between the gradation values is constant even after the reduction.
  • a plot of this is shown in FIG.
  • the difference between the JND corresponding values between the gradation values is reduced with the luminance based on the gradation characteristics at the predetermined gradation value (specified gradation value Pc (80)) as a reference, and the reduction is performed.
  • the brightness of gradation values other than the predetermined gradation value is set so that the difference in the JND correspondence value between the gradation values will be constant afterwards.
  • such processing corresponds to changing the slope of the graph in a state where the JND corresponding value corresponding to the designated gradation value Pc (80) is fixed.
  • the operation unit 3 is a mouse
  • the mouse can be slid downward, and the value of i can be continuously reduced as the mouse moves.
  • the difference in JND corresponding values between gradations can be reduced continuously or discontinuously while the luminance corresponding to the designated gradation value Pc on the display remains constant.
  • the display system 100 includes a first display device 10A and a second display device 10B.
  • the first display device 10A includes a first display unit 4A
  • the second display device 10B includes a second display unit 4B.
  • the display control unit 1 is connected to the first display device 10A and the second display device 10B.
  • the first display unit 4A and the second display unit 4B are configured to display the input image data as an image based on the gradation characteristic converted by the gradation characteristic conversion unit 13.
  • various aspects will be described.
  • the first display device 10A is provided by the display control unit 1 provided outside the first display device 10A and the second display device 10B. And the second display device 10B is connected.
  • the display control unit 1 is provided in the external display control device 1A. Then, the display control unit 1 controls the first display unit 4A and the second display unit 4B simultaneously.
  • the first display device 10A or the second display By operating the operation unit 3 of the apparatus 10B, the luminance of the first display unit 4A and the second display unit 4B can be controlled simultaneously.
  • Display Control Unit 1 When Display Control Unit 1 is Provided Inside First Display Device 10A As shown in FIG. 31B, display control unit 1 may be provided inside first display device 10A. In this case, the display control unit 1 is connected to the first display unit 4A inside the first display device 10A, and is also connected to the second display unit 4B. Thereby, the 1st display part 4A and the 2nd display part 4B can be controlled simultaneously.
  • the display control unit 1 may be provided in the external storage unit 2.
  • the external storage unit 2 is configured by a server, for example.
  • the display control unit 1 is connected to the first display device 10A and the second display device 10B via the network NT. Thereby, the 1st display part 4A and the 2nd display part 4B can be controlled simultaneously.
  • the difference in the JND correspondence values between the gradation values is constant even after the gradation characteristics are changed. Therefore, it can suppress that the visibility of an image falls.
  • the display control unit 1 may be provided as an external set top box of the display device 10.
  • ASIC application specific integrated circuit
  • FPGA field-programmable gate array
  • DRP Dynamic Reconfigurable Processor
  • a shift process and a difference change process can be combined.
  • the difference change process may be executed after executing the shift process, or the shift process may be executed after executing the difference change process.
  • the slope of the graph in the relationship between the gradation value and the JND correspondence value (FIG. 12 and the like) is appropriately changed without acquiring the minimum gradation value and the maximum gradation value of the input image data.
  • a program for causing a computer to function as a gradation characteristic conversion unit The gradation characteristic conversion unit executes a conversion process for converting the first gradation characteristic into the second gradation characteristic;
  • the first gradation characteristic is a characteristic in which the difference between the JND corresponding values between the gradation values is constant,
  • the gradation characteristic conversion unit executes the conversion process so that a difference in JND corresponding values between the gradation values defined by the second gradation characteristic is constant;
  • the input image data is configured to be displayed as an image on the display unit with a luminance corresponding to the second gradation characteristic. program.
  • the present invention can also be realized in the following modes.
  • the conversion process includes a shift process for shifting the first gradation characteristic toward the low gradation value side or the high gradation value side,
  • the shift process is executed so as to maintain a difference in JND corresponding values between the gradation values in the first gradation characteristic and the second gradation characteristic.
  • the present invention can also be realized in the following modes.
  • the conversion process includes a difference change process for enlarging or reducing the difference in JND corresponding values between the gradation values in the first gradation characteristic.
  • the above program includes a difference change process for enlarging or reducing the difference in JND corresponding values between the gradation values in the first gradation characteristic.
  • Display control unit 1A Display control device 2: Storage unit 3: Operation unit 4: Display unit 4A: First display unit 4B: Second display unit 5: Backlight 6: Communication unit 7: Bus 10: Display device 10A : First display device 10B: second display device 11: input image gradation acquisition unit 12: gradation characteristic setting unit 13: gradation characteristic conversion unit 14: instruction unit 15: luminance changing unit 16: gradation characteristic rewriting unit 17 : Analysis unit 100: Display system

Abstract

階調特性を変更した後において、画像の視認性の低下を抑制可能な表示システムを提供する。 本発明によれば、表示部及び表示制御部を備える表示システムであって、前記表示制御部は、階調特性変換部を備え、前記階調特性変換部は、第1階調特性を第2階調特性に変換する変換処理を実行し、第1階調特性は、各階調値間のJND対応値の差分が一定となる特性であり、前記階調特性変換部は、第2階調特性により規定される各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように前記変換処理を実行し、前記表示部は、第2階調特性に対応する輝度で、入力画像データを画像として表示するように構成される、表示システムが提供される。

Description

表示システム及びプログラム
 本発明は、画像の階調特性を好適に変更可能な表示システム及びプログラムに関する。
 表示システムに画像を表示する場合、ユーザーの好みや周囲の環境に応じて、階調特性を変更する場合がある。
 特許文献1には、異なる画像観察条件又は異なる画像出力特性を有する画像出力装置に応じて、適正な階調特性に基づいて画像を出力可能な画像処理装置が開示されている。
特開2004-2064426号公報
 本発明は、階調特性を変更した後において、画像の視認性の低下を抑制可能な表示システム及びプログラムを提供するものである。
 以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
 本発明によれば、表示部及び表示制御部を備える表示システムであって、前記表示制御部は、階調特性変換部を備え、前記階調特性変換部は、第1階調特性を第2階調特性に変換する変換処理を実行し、第1階調特性は、各階調値間のJND対応値の差分が一定となる特性であり、前記階調特性変換部は、第2階調特性により規定される各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように前記変換処理を実行し、前記表示部は、第2階調特性に対応する輝度で、入力画像データを画像として表示するように構成される、表示システムが提供される。
 例えば、表示システムで医用診断画像を表示するとき、画像の品位が劣る場合、診断能が低下する。
 本発明によれば、各階調値間のJND対応値の差分が一定となる第1階調特性を第2階調特性に変換する変換処理を実行する。このとき、第2階調特性により規定される各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように、変換処理を実行する。これにより、自然な視認性を維持しつつ、状況に応じて見かけ上の輝度を高くしたり低くしたりすることができる。
 以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
 好ましくは、前記変換処理は、第1階調特性を低階調値側又は高階調値側に向けてシフトさせるシフト処理を含み、前記シフト処理は、第1階調特性及び第2階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を維持するように実行される。
 好ましくは、前記表示制御部は、前記シフト処理のシフト数を指示する指示部を備え、前記指示部は、前記シフト数を連続的に変更可能に構成されるか、又は、前記シフト数を指示した後、さらに所定のシフト数を指示可能に構成され、前記シフト処理では、前記指示部により指示されたシフト数だけ第1階調特性をシフトさせる。
 好ましくは、前記表示制御部は、入力画像階調取得部を備え、前記入力画像階調取得部は、前記入力画像データの任意の二つの階調値を取得するように構成され、前記シフト処理では、前記二つの階調値のうちの小さい方の階調値が前記表示部の最小輝度に対応するように、又は、前記二つの階調値のうちの大きい方の階調値が前記表示部の最大輝度に対応するように第1階調特性をシフトさせる。
 好ましくは、前記入力画像データの任意の二つの階調値は、前記入力画像データの最小階調値及び最大階調値である。
 好ましくは、前記指示部を操作する操作部を備え、前記操作部に対する1アクションにより、前記シフト処理が実行される。
 好ましくは、前記変換処理は、第1階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を拡大又は縮小する差分変更処理を含む。
 好ましくは、前記拡大又は縮小の程度を指示する指示部を備え、前記指示部は、前記拡大又は縮小の程度を連続的に変更可能に構成されるか、又は、前記拡大又は縮小の程度を指示した後、さらに所定の値を前記拡大又は縮小の程度として指示可能に構成され、前記差分変更処理では、前記指示部により指示された前記拡大又は縮小の程度だけ第1階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を拡大又は縮小する。
 好ましくは、前記表示制御部は、入力画像階調取得部を備え、前記入力画像階調取得部は、前記入力画像データの任意の二つの階調値を取得するように構成され、前記二つの階調値のうちの小さい方の階調値で第1階調特性に対応する最小輝度が設定され、前記二つの階調値のうちの大きい方の階調値で第1階調特性に対応する最大輝度が設定されるように前記差分変更処理が実行される。
 好ましくは、前記入力画像データの任意の二つの階調値は、前記入力画像データの最小階調値及び最大階調値である。
 好ましくは、前記指示部を操作する操作部を備え、前記操作部に対する1アクションにより、前記差分変更処理が実行される。
 好ましくは、第1階調特性を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された第1階調特性を、前記変換処理実行後に第2階調特性に書き換える階調特性書換部と、を備える。
 好ましくは、第1階調特性は、DICOM規格により定められる標準表示関数に関連付けられている。
 好ましくは、前記表示部を備える表示装置を有し、前記表示制御部は、前記表示装置の内部に設けられる。
 好ましくは、前記表示システムは、第1表示部及び第2表示部を備え、前記表示制御部は、第1表示部及び第2表示部に接続され、第1表示部及び第2表示部は、第2階調特性に対応する輝度で、前記入力画像データを画像として表示するように構成される。
 他の観点によれば、コンピュータを、階調特性変換部として機能させるプログラムであって、前記階調特性変換部は、第1階調特性を第2階調特性に変換する変換処理を実行し、第1階調特性は、各階調値間のJND対応値の差分が一定となる特性であり、前記階調特性変換部は、第2階調特性により規定される各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように前記変換処理を実行し、第2階調特性に対応する輝度で入力画像データが画像として表示部に表示されるように構成される、プログラムが提供される。
 好ましくは、前記変換処理は、第1階調特性を低階調値側又は高階調値側に向けてシフトさせるシフト処理を含み、前記シフト処理は、第1階調特性及び第2階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を維持するように実行される。
 好ましくは、前記変換処理は、第1階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を拡大又は縮小する差分変更処理を含む。
JNDと輝度の関係を表すテーブルの一例である。 本発明の一実施形態に係る表示システム100のハードウェア構成を表す模式図である。 本発明の一実施形態に係る表示システム100の機能ブロック図である。 DICOM規格により定められる標準表示関数の一部を表すものである。図4において、0~255の階調値Pに対応する輝度L(j)、JND対応値(j)、及び各階調間のJND対応値(j)の差分(Δj)が記されている。 図4の標準表示関数をグラフ化したものである。 本発明の表示システム100の処理を説明するためのフロー図である。 本発明の第2観点に係る表示システム100の処理を説明するためのフロー図である。 図8Aは、本発明の表示システム100での階調輝度レンジ調整(高輝度シフト)を説明するためのテーブルである。図8Bは、階調輝度レンジ調整(低輝度シフト)を説明するためのテーブルである。 高輝度シフト及び低輝度シフト後の階調特性を表すグラフである。 図10Aは、本発明の第2観点に係る表示システム100のJND Maximizer(各階調間のJND対応値の差分を拡大する処理であり、後述のJND Enhancerの一態様)、JND Enhancer及びJND Suppressorを説明するためのテーブルである。図10Bは、各階調間のJND対応値の差分を拡大又は縮小した後のテーブルである。 JND Maximizerにより、各階調間のJND対応値の差分を拡大した後の階調特性を表すグラフである。 JND Maximizer実行前後における、階調値とJND対応値の関係を表す模式図である。 JND Enhancer((1)階調輝度レンジ調整なし)により、各階調間のJND対応値の差分を拡大した後の階調特性を表すグラフである。図13では、可変分解能imax=0,20,40,60,80,100%のときの階調特性をまとめて図示している(以下同様)。 JND Enhancer((1)階調輝度レンジ調整なし)実行時における、階調値とJND対応値の関係を表す模式図である。 JND Suppressor((2)階調輝度レンジ調整なし)により、各階調間のJND対応値の差分を縮小した後の階調特性を表すグラフである。図15では、可変分解能i=0,-20,-40,-60,-80,-100%のときの階調特性をまとめて図示している(以下同様)。 JND Suppressor((2)階調輝度レンジ調整なし)実行時における、階調値とJND対応値の関係を表す模式図である。 JND Enhancer((3)Lmax固定)により、各階調間のJND対応値の差分を拡大した後の階調特性を表すグラフである。 JND Enhancer((3)Lmax固定)実行時における、階調値とJND対応値の関係を表す模式図である。 JND Suppressor((4)Lmax固定)により、各階調間のJND対応値の差分を縮小した後の階調特性を表すグラフである。 JND Suppressor((4)Lmax固定)実行時における、階調値とJND対応値の関係を表す模式図である。 JND Enhancer((5)Lmin固定)により、各階調間のJND対応値の差分を拡大した後の階調特性を表すグラフである。 JND Enhancer((5)Lmin固定)実行時における、階調値とJND対応値の関係を表す模式図である。 JND Suppressor((6)Lmin固定)により、各階調間のJND対応値の差分を縮小した後の階調特性を表すグラフである。 JND Suppressor((6)Lmin固定)実行時における、階調値とJND対応値の関係を表す模式図である。 JND Enhancer((7)-1指定階調輝度固定(Lmax側ΔJND<Lmin側ΔJND))により、各階調間のJND対応値の差分を拡大した後の階調特性を表すグラフである。 JND Enhancer((7)-1指定階調輝度固定(Lmax側ΔJND<Lmin側ΔJND))実行時における、階調値とJND対応値の関係を表す模式図である。 JND Enhancer((7)-2指定階調輝度固定(Lmin側ΔJND<Lmax側ΔJND))により、各階調間のJND対応値の差分を拡大した後の階調特性を表すグラフである。 JND Enhancer((7)-2指定階調輝度固定(Lmin側ΔJND<Lmax側ΔJND))実行時における、階調値とJND対応値の関係を表す模式図である。 JND Suppressor((8)指定階調輝度固定)により、各階調間のJND対応値の差分を縮小した後の階調特性を表すグラフである。 JND Suppressor((8)指定階調輝度固定)実行時における、階調値とJND対応値の関係を表す模式図である。 図31Aは、第1表示装置10Aと第2表示装置10Bが表示制御部1を介して接続された態様を、図31Bは、表示制御部1を内蔵する第1表示装置10Aと第2表示装置10Bが接続された態様を、図31Cは、外部の記憶部2に記憶される表示制御部1と、第1表示装置10Aと第2表示装置10BがネットワークNTを介して接続された態様を表す模式図である。
 以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。
1.JND対応値について
 まず、JND対応値について説明する。図1に示すように、JND対応値とは、輝度と一対一で対応する値であり、一例は、視覚認識のBarten Modelに基づくDICOM規格のJNDインデックスである。ここで、図1は、DICOM規格により定められる標準表示関数と呼ばれるものである。JNDインデックスとは、平均的人間観察者が識別可能である与えられたターゲットの最小の輝度差を1JND(Just-Noticeable Difference, 弁別域)と定義し、当インデックスにおける1ステップが弁別域である輝度差に帰着するような値をいう。JND対応値としては、Barten Model以外の方法で導出した、観察者が識別可能な最小の輝度差に対応するデータをJNDインデックスの代わりに用いることもできる。
 DICOM規格によれば、人間工学に基づき、画像を表示する際に、各階調間のJND対応値の差分が一定となるように標準表示関数(=階調特性)が定められている。これにより、低階調~高階調の画像の視認性が人間の目にとって自然なものとなる。したがって、例えば医療用モニタでは、正確な読影や診断を可能とするためにも、標準表示関数に則った階調特性を備えることが好ましい。
2.表示システム100
 次に、図2~図5を用いて、表示システム100の構成について説明する。なお、図2~図5を用いた説明では、各構成要素の基本的な機能を説明するにとどめ、処理の詳細な説明は後述する。
 図2及び図3に示すように、表示システム100は、表示部4を備える表示装置10及び表示制御部1を有する。また、表示システム100は、記憶部2、操作部3、表示部4、バックライト5、通信部6、及びバス7を有する。表示制御部1は、記憶部2に記憶されたプログラム(不図示)を読み出して種々の演算処理を実行するものであり、例えば、CPU等により構成される。記憶部2は、表示部4に設定される第1階調特性や、種々のデータやプログラムを記憶するものであり、例えば、メモリ、HDD又はSSDにより構成される。ここで、プログラムは、表示システム100の出荷時点においてプリインストールされていてもよく、Web上のサイトからアプリケーションとしてダウンロードしてもよく、有線又は無線通信により他の情報処理装置又は記録媒体から転送されてもよい。操作部3は、表示システム100を操作するものであり、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、音声入力部、カメラ等を利用した動き認識装置により構成される。表示部4は、入力画像データ(静止画及び動画を含む)を画像として表示するものであり、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、タッチパネルディスプレイ、電子ペーパーその他のディスプレイで構成される。バックライト5は、表示部4の背面から表示部4を照明するものである。なお、表示部4が液晶ディスプレイでない場合には、バックライト5は不要である。通信部6は、他の情報処理装置又は各構成要素と種々のデータを送受信するものであり、任意のI/Oにより構成される。バス7はシリアルバス、パラレルバス等で構成され、各部を電気的に接続し、種々のデータの送受信を可能にするものである
 各構成要素は、ソフトウェアによって実現してもよく、ハードウェアによって実現してもよい。ソフトウェアによって実現する場合、CPUがプログラムを実行することによって各種機能を実現することができる。プログラムは、内蔵の記憶部2に格納してもよく、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体に格納してもよい。また、外部の記憶部に格納されたプログラムを読み出し、いわゆるクラウドコンピューティングにより実現してもよい。ハードウェアによって実現する場合、ASIC、FPGA、又はDRPなどの種々の回路によって実現することができる。本実施形態においては、様々な情報やこれを包含する概念を取り扱うが、これらは、0又は1で構成される2進数のビット集合体として信号値の高低によって表され、上記のソフトウェア又はハードウェアの態様によって通信や演算が実行され得るものである。
 図3に示すように、表示制御部1は、入力画像階調取得部11、階調特性設定部12、階調特性変換部13、指示部14、輝度変更部15、階調特性書換部16、及び解析部17を備える。
 入力画像階調取得部11は、表示システム100に入力される入力画像データの任意の二つの階調値を取得するように構成される。本実施形態では、任意の二つの階調値は、入力画像データの最小階調値及び最大階調値である。本実施形態では、入力画像データはモノクロの静止画像データである。入力画像階調取得部11は、後述の解析部17により実行された入力画像データに対するヒストグラム解析に基づいて、入力画像データに含まれる最小階調値(Pmin)及び最大階調値(Pmax)を取得する。ここで、ヒストグラム解析は、入力画像データ全体を対象として実行してもよく、入力画像データに含まれる一部の範囲(=関心領域)に対して実行してもよい。また、入力画像データが切り替えられた場合や、入力画像データ内の関心領域を変更した場合には、その都度ヒストグラム解析を実行してもよい。
 階調特性設定部12は、表示部4に第1階調特性を設定するように構成される。本実施形態では、記憶部2に記憶されている階調特性テーブル(=第1階調特性を規定するテーブル)を取得し、かかる階調特性テーブルを表示部4に設定する。本実施形態で利用する第1階調特性は、各階調値間のJND対応値の差分が一定となる特性である。具体的には、図4に示すように、本実施形態では、第1階調特性はDICOM規格により定められる標準表示関数に関連付けられている。図4に示すように、0~255までの階調値Pに対して、それぞれ輝度L(j)が一対一で対応している。また、図1に示すように、輝度L(j)及びJND対応値(j)は一対一で対応しているので、0~255までの階調値Pに対して、それぞれJND対応値(j)が一対一で対応している。ここで、各輝度L(j)は、0~255の各階調値Pにおいて、各階調間のJND対応値の差分(Δj)が一定となるように定められている。図4の例では、各階調間のJND対応値の差分(Δj)は2.56である。ここで、図4の階調特性テーブルを視覚化したものが図5のグラフである。
 階調特性変換部13は、第1階調特性を第2階調特性に変換する変換処理を実行するものである。本実施形態では、階調特性変換部13は、第2階調特性により規定される各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように、変換処理を実行するように構成される。また、変換処理は、シフト処理及び差分変更処理を含む。シフト処理は、第1階調特性を低階調値側又は高階調値側に向けてシフトさせる処理である。そして、シフト処理は、第1階調特性及び第2階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を維持するように実行される。ここで、シフト処理では、入力画像データの任意の二つの階調値のうちの小さい方の階調値が表示部4の最小輝度に対応するように、又は、任意の二つの階調値のうちの大きい方の階調値が表示部4の最大輝度に対応するように第1階調特性をシフトさせてもよい。また、任意の二つの階調値は、入力画像データの最小階調値及び最大階調値であってもよい。この場合、表示部4の最大輝度又は最小輝度が含まれる階調範囲まで第1階調特性をシフトさせることができる。さらに、差分変更処理は、第1階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を拡大又は縮小する処理である。ここで、最小階調値で第1階調特性に対応する最小輝度が設定され、最大階調値で第1階調特性に対応する最大輝度が設定されるように、差分変更処理が実行されてもよい。
 表示部4は、階調特性変換部13により変換された第2階調特性に対応する輝度で、入力画像データを画像として表示するように構成される。
 操作部3は、指示部14を操作するものである。本実施形態では、操作部3に対する1アクションにより、シフト処理が実行されるように構成される。また、本実施形態では、操作部3に対する1アクションにより、差分変更処理が実行されるように構成される。ここで、1アクションとは、いわゆる1クリックに相当し、例えば、ソフトウェア、表示装置10のキー、及びキーボード等のショートカット機能により実現される。
 指示部14は、シフト処理のシフト数を指示するものである。本実施形態では、指示部15は、シフト数を連続的に変更可能に構成されるか、又は、シフト数を指示した後、さらに所定のシフト数を指示可能に構成される。例えば、シフト数を0~255で表すとき、操作部3により0,20,40,60,80,100,200,255等と直接入力してもよく、操作部3が例えばマウスである場合には、マウスの移動に伴ってシフト数が0~255までの範囲で連続的に上下してもよい。そして、階調特性変換部13によるシフト処理では、指示部14により指示されたシフト数だけ第1階調特性をシフトさせる。
 さらに、指示部14は、差分変更処理における拡大又は縮小の程度を指示する機能も備える。本実施形態では、指示部14は、拡大又は縮小の程度を連続的に変更可能に構成されるか、又は、拡大又は縮小の程度を指示した後、さらに所定の値を拡大又は縮小の程度として指示可能に構成される。ここで、例えば、拡大又は縮小の程度を0~100%で表すとき、操作部3により0,20,40,60,80,100%等と直接入力してもよく、操作部3が例えばマウスである場合には、マウスの移動に伴って拡大又は縮小の程度が0~100%までの範囲で連続的に上下してもよい。そして、階調特性変換部13による差分変更処理では、指示部14により指示された拡大又は縮小の程度だけ第1階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を拡大又は縮小する。
 輝度変更部15は、第2階調特性を維持した状態で輝度を変更可能に構成される。そして、表示部4は、輝度変更部15により変更された輝度で入力画像データを画像として表示部4に表示する。これにより、例えば、推奨最大輝度500cd/mの範囲で輝度階調レンジ調整を行った後、さらに輝度が高い方が好ましい場合には、出力上限輝度(例:600~700cd/m)までの範囲で階調特性を輝度の上限側にシフトさせることにより、輝度階調レンジ調整後の輝度を変更することができる。なお、ここで言うシフトとは、グラフ上における平行移動に相当するものと理解されたい。
 階調特性書換部16は、第1階調特性を書き換えるものである。具体的には、記憶部2に記憶された第1階調特性を変換処理実行後に第2階調特性に書き換え、表示部4の階調特性を変更する。
 解析部17は、上述の通り、入力画像データに対してヒストグラム解析を実行するものである。
 また、本実施形態では、表示制御部1は、表示装置10の内部に設けられる。
3.輝度階調レンジ調整(シフト処理)
 次に、図6、図8及び図9を用いて、一実施形態に係る輝度階調レンジ調整について説明する。ここで、輝度階調レンジ調整とは、階調特性変換部13による変換処理の一種であり、第1階調特性を低階調値側又は高階調値側に向けてシフトさせるシフト処理に相当する。シフト処理は、第1階調特性及び第2階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を維持するように実行される。なお、シフト処理におけるシフト数は、指示部14により指示される。ここで、図9の例では、表示部4の最大輝度又は最小輝度が含まれる階調範囲まで第1階調特性をシフトさせる「最大シフト」を示す。
 図6に示すように、まず、S1において、表示システム100は、入力画像データを取得する。本実施形態では、入力画像階調取得部11が、入力画像データの最小階調値及び最大階調値を取得する。本実施形態では、以下の条件で処理を実施するものとする。かかる条件は、後述のJND Enhancer(JND Maximizer)、JND Suppressorにおいても同様とする。

◆入力画像データの最小階調値及び最大階調値:50,200(解析部17によるヒストグラム解析の結果)
◆階調特性:0~255階調における特性を以下のように規定
 ・階調値0:0.6cd/m
 ・階調値50:28.49cd/m
 ・階調値200:190.18cd/m
 ・階調値255:500.02cd/m
◆表示部4の輝度
 ・Lmax(最大輝度):500.02cd/m
 ・Lmin(最小輝度):0.6cd/m
 次に、S2において、階調特性設定部12が、記憶部2に記憶された階調特性テーブル(第1階調特性)を取得し、表示部4に設定する。
 次に、S3において、階調特性変換部13が、第1階調特性を第2階調特性に変換する変換処理を実行する。このとき、第2階調特性により規定される各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように変換処理が実行される。輝度階調レンジ調整では、かかる変換処置はシフト処理である。そして、シフト処理は、第1階調特性及び第2階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を維持するように実行される。具体的には、指示部14によりシフト数が指示された後、階調特性変換部13が、入力画像データの最小階調値(50)から最大階調値(200)までの階調数(151)を取得する。そして、S2において設定した第1階調特性のうち、かかる階調数(151)と一致する任意の階調範囲を特定する。
 かかる処理は、図9に示される第1階調特性を高階調値側又は低階調値側にシフトさせるシフト処理に相当する。以下、階調特性テーブルのことを前段LUTと称する場合がある。
(1)低階調値側へのシフト
 以下、入力画像データを表示部4の有する最大輝度で画像として表示する処理について説明する。本実施形態では、指示部14により指示されるシフト数は55である。図8Aに示すように、第1階調特性において、index(階調値を表す指標)がnのときに輝度がLUT_n(n:0~255)、つまり、indexが0のときに輝度がLUT_0、indexが最小階調値(以下、Phmin)のときに輝度がLUT_Phmin、indexが最大階調値(以下、Phmax)のときに輝度がLUT_Phmax、indexが255のときに輝度がLUT_255である。具体的には、本実施形態では、図4に示すように、階調値が0のときに輝度が0.6cd/m、階調値が最小階調値(50)のときに6.46cd/m、階調値が最大階調値(200)のときに輝度が190.18cd/m、階調値が255のときに輝度が500.02cd/m(以下、説明の簡略化のため、500cd/mとする)である。
 そして、indexがPhmin(50)に対応する輝度をLUT_105(=Phmin(50)+255-Phmax(200))までシフトさせたものが、下段の前段LUTで表される。
 これは、図9に示すように、第1階調特性及び第2階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を維持したまま、第1階調特性を55階調値分だけ左側(=低階調値側)にシフトさせることに相当する。図9の例では、指示部14により指示されたシフト数は55であり、表示部4の最大輝度が含まれる階調範囲(すなわち、第1階調特性の階調値255が最大階調値(200)に含まれる範囲)まで第1階調特性をシフトさせる「最大シフト」に相当する。ここで、本実施形態においてシフト数を56以上とした場合、第2階調特性における最大階調値(200)に対応する輝度が存在しなくなるので、シフト数の上限を55としている。
 ここで、入力画像データの最小階調値が50、最大階調値が200であるので、階調値が50未満及び200を上回る範囲においては、表示部4に画像が表示されないようにしている。図9では、第1階調特性のシフト後における点A(階調値50)の輝度は、第1階調特性の点A1(階調値105)における輝度である28.49cd/mとなる。また、第1階調特性のシフト後における点B(階調値200)の輝度は、第1階調特性の点B1(階調値255)における輝度である500cd/mとなる。
 このように、S3において、指示部14によりシフト処理のシフト数が指示され、階調特性変換部13により、第1階調特性のうち、第2階調特性として用いる階調範囲(105~255)が特定される。ここで、階調値105は、最小階調値(50)にシフト数55を加えることにより算出される。または、階調値105は、第1階調特性の最大階調値(255)から、入力画像データの最小階調値(50)から最大階調値(200)までの階調数(151)を減じた値に1を加えることにより算出される。これにより、表示部4の最大輝度が含まれる階調範囲まで第1階調特性をシフトさせ、第2階調特性を得ることが可能になる。
 また、指示部14は、シフト数を指示した後、さらに所定のシフト数を指示可能に構成されてもよい。例えば、シフト数を55に指示した後、所定のシフト数を54,53・・・1と更新することができる。これにより、第1階調特性のうち、階調値が104~254、103~253、・・・、51~201までの階調範囲を、第2階調特性として決定することが可能になる。また、例えば、指示部14がマウスである場合、マウスの移動又はスクロールバー等の調整にともない、シフト数を連続的に変更するようにしてもよい。
 かかる指示部14への指示命令は、操作部3を操作することにより送信される。
 次に、S4において、階調特性書換部16が、記憶部2に記憶された第1階調特性を、S3におけるシフト処理の実行後に、第2階調特性に書き換える。本実施形態では、階調特性書換部16は、特定された階調値と輝度の関係、すなわち第1階調特性における階調範囲(105~255)及びそれに対応する輝度を、シフト後の第2階調特性における階調範囲(50~200)に対応する輝度として、記憶部2に記憶されている第1階調特性を第2階調特性に書き換える。ここで、説明の都合上、階調特性書換部16による処理をS4として記述しているが、S3と同時に階調特性の書き換えが実行されてもよい。
 ここで、シフト後における第2階調特性においても、1階調間のJND対応値の差分Δjについては、変更前の第1階調特性と同様に2.56で一定となる。
 最後に、S5において、表示部4が、第2階調特性に対応する輝度で、入力画像データを画像として表示する。換言すると、シフト前の第1階調特性のうち、階調特性変換部13により特定された第1階調特性の105~255までの階調範囲及びそれに対応する輝度を、シフト後の第2階調範囲(50~200)における輝度として画像を表示する。
 このように、第1階調特性を低階調値側へシフトさせるシフト処理(最大シフト)により、表示部4の表示上の輝度レンジは、以下のようになる。

・シフト前:6.46~190.18cd/m(階調値50~200)
・シフト後:28.49~500cd/m(シフト後の階調値50~200であり、シフト前の階調値105~255に相当)
 これにより、入力画像データを修正することなく、階調特性を変更することで、入力画像データを表示部4の有する最大輝度500cd/mまで利用して画像として表示することが可能になる。また、表示上の輝度を高めることにより、読影や診断時における環境照度の影響を低減させることができる。これにより、医用診断画像の視認性が向上し、異常箇所の発見が容易になる。さらに、シフト後においても、1階調間のJND対応値の差分Δjが一定であるので、画像の視認性を損なうことがない。
 なお、本実施形態では、シフト数を55とする最大シフトの例を説明したが、シフト数はこれに限定されず、任意の階調値分をシフトさせることができる。例えば、操作部3がマウスである場合、マウスを右方向にスライドさせ、マウスの移動に伴い、階調輝度レンジが高輝度側にシフトさせる構成とすることができる。また、操作部3がマウスである場合、左又は右クリック等を1回押す毎に、階調輝度レンジが高輝度側に所定の階調値(例:5階調)ずつシフトさせる構成とすることもできる。この場合、入力画像階調取得部11は、入力画像データの最小階調値から最大階調値までの階調数と一致する階調特性の任意の階調範囲を特定する必要はない。
 また、操作部3に対する1アクションにより、階調特性変換部13が表示部4の最大輝度が含まれる階調範囲まで第1階調特性をシフトさせることができる。これにより、上述の最大シフト(第1階調特性における階調値255を含むようなシフト)を簡単に実現することができる。さらに、指示部14によりシフト数が指示された後でも、操作部3に対する1アクションにより、最大シフトが実行されるように構成してもよい。
 また、第1階調特性を低階調値側へシフトさせた後、さらに第1階調特性を図9の上下方向にシフトさせてもよい。
 さらに、低階調値側へのシフト後、すなわち、階調特性変換部13により特定された輝度(第1階調特性105~255における輝度)を、輝度変更部15により、かかる階調特性を維持した状態で変更してもよい。そして、表示部4は、変更後の輝度で、入力画像データを画像として表示してもよい。
(2)高階調値側へのシフト
 次に、図6、図8及び図9を用いて、高階調値側へのシフトについて説明する。かかる処理は上述の低階調値側へのシフトと逆の処理であり、表示上の輝度を下げるものである。
 本実施形態では、指示部14により指示されるシフト数は50である。そして、階調特性変換部13により、第1階調特性の階調範囲(0~150)が特定される。ここで、階調値0は、最小階調値(50)からシフト数50を減じることにより算出される。これにより、表示部4の最小輝度が含まれる階調範囲(すなわち、第1階調特性の階調値0が最小階調値(0)に含まれる範囲)まで第1階調特性をシフトさせることが可能になる。ここで、本実施形態においてシフト数を50以上とした場合、第2階調特性における最小階調値(50)に対応する輝度が存在しなくなるので、シフト数の上限を50としている。
 図8Bに示すように、第1階調特性は、図8Aと同様であるため、その説明を省略する。高階調値側へのシフトは、indexがPhmaxに対応する輝度をLUT_150(=Phmax(200)-Phmin(50))までシフトさせたものが、下段の前段LUTで表される。
 これは、図9に示すように、第1階調特性及び第2階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を維持したまま、第1階調特性を50階調値分だけ右側(=高階調側)にシフトさせることに相当する。ここで、最小階調値が50、最大階調値が200であるので、階調値が50未満及び200を上回る範囲においては、表示部4に画像が表示されない。図9では、第1階調特性のシフト後における点C(階調値50)の輝度は、第1階調特性の点C1(階調値0)における輝度である0.6cd/mとなる。また、第1階調特性のシフト後における点D(階調値200)の輝度は、第1階調特性の点D1(階調値150)における輝度である74.04cd/mとなる。
 このように、第1階調特性を高階調値側へシフトさせるシフト処理(最大シフト)により、表示部4の表示上の輝度レンジは、以下のようになる。

・シフト前:6.46~190.18cd/m(階調値50~200)
・シフト後:0.6~74.04cd/m(シフト後の階調値50~200であり、シフト前の階調値0~150に相当)
 これにより、入力画像データを修正することなく、階調特性を変更することで、入力画像データを表示部4の有する最小輝度0.6cd/mまで利用して画像として表示することが可能になる。これにより、ユーザーの眼精疲労を低減することが可能になる。さらに、シフト後においても、1階調間のJND対応値の差分Δjが一定であるので、画像の視認性の低下を抑制することが可能となる。
 その他の処理については低階調値側へのシフトと同様であるので、説明を省略する。
 なお、本実施形態では、シフト数を50とする最大シフトの例を説明したが、シフト数はこれに限定されず、任意の階調値分をシフトさせることができる。例えば、操作部3がマウスである場合、マウスを左方向にスライドさせ、マウスの移動に伴い、階調輝度レンジが低輝度側にシフトさせる構成とすることができる。また、操作部3がマウスである場合、左又は右クリック等を1回押す毎に、階調輝度レンジが低輝度側に所定の階調値(例:5階調)ずるシフトさせる構成とすることもできる。この場合、入力画像階調取得部11は、入力画像データの最小階調値から最大階調値までの階調数と一致する階調特性の任意の階調範囲を特定する必要はない。
 また、操作部3に対する1アクションにより、階調特性変換部13が表示部4の最小輝度が含まれる階調範囲まで第1階調特性をシフトさせることができる。これにより、上述の最大シフト(第1階調特性における階調値0を含むようなシフト)を簡単に実現することができる。なお、操作部3に対する1アクションにより、入力画像データの任意の二つの階調値のうちの小さい方の階調値が表示部4の最小輝度に対応するように、又は、任意の二つの階調値のうちの大きい方の階調値が表示部4の最大輝度に対応するように第1階調特性をシフトさせるようにしてもよい。さらに、指示部14によりシフト数が指示された後でも、操作部3に対する1アクションにより、最大シフトが実行されるように構成してもよい。
 また、第1階調特性を高階調値側へシフトさせた後、さらに第1階調特性を図9の上下方向にシフトさせてもよい。
 さらに、低輝度側へのシフト後、すなわち、階調特性変換部13により特定された輝度(元の階調特性0~150における輝度)を、輝度変更部15により、かかる階調特性を維持した状態で変更してもよい。そして、表示部4は、変更後の輝度で、入力画像データを画像として表示してもよい。
 以上説明したように、本実施形態における輝度階調レンジ調整(シフト処理)によれば、ユーザーの用途に適した見え方で画像を表示することができる。
4.JND Maximizer(差分変更処理)
 以下、図7、図10及び図11を用いて、JND Enhancerの一形態であるJND Maximizerについて説明する。本実施形態において、JND Enhancerとは、第1階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を拡大する差分変更処理を実行するものである。本実施形態では、入力画像データの任意の二つの階調値のうちの小さい方の階調値で第1階調特性に対応する最小輝度が設定され、任意の二つの階調値のうちの大きい方の階調値で第1階調特性に対応する最大輝度が設定されるように差分変更処理が実行される。また、任意の二つの階調値は、入力画像データの最小階調値及び最大階調値であってもよい。具体的には、所定の階調値における階調特性に基づく輝度を基準とし、各階調値間のJND対応値の差分を拡大し、且つ、拡大後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように、所定の階調値以外の階調値の輝度を設定するものである。ここで、「所定の階調値以外の階調値の輝度を設定する」とは、所定の階調値の輝度を設定前のまま維持することに加え、所定の階調値の輝度を設定前の輝度のまま上書きすることも含む。そして、JND Maximizerは、JND Enhancerのうち、JND対応値の差分を最大まで拡大するものである。以下、入力画像データの最低階調値を50、最大階調値を200とする例について説明する。
4-1.概要
 まず、JND Maximizer実行後の第2階調特性について、図11を用いて説明する。図11に示すように、JND Maximizerを実行することにより、最小階調値(50)~最大階調値(200)までの階調範囲において、2つの階調特性が交わる階調値より大きい階調範囲で、JND Maximizer後の輝度が高くなる。以下、JND Maximizerにおける算出処理について説明する。
 以下、変更後の階調値Pnに対応するJND対応値をj_Pn、ターゲット輝度をLt(j_Pn)とする。ここで、Pnは最小階調値~最大階調値の整数である。
 本実施形態では、以下のステップで、最小階調値~最大階調値の階調範囲におけるターゲット輝度Lt(j_Pn)を算出する。ここで、元の階調特性は、図10Aに示される状態である。そして、図10Bに示すように、前段LUTがPhmin~Phmaxの範囲において、各階調値に対応するターゲット輝度がLt(j_Pn)となるような前段LUT_Pnを以下の手順で算出する。

S1:最小階調値と最大階調値における輝度の設定
 最小階調値(50)におけるターゲット輝度Lt(j_P50)をLmin(最小輝度:0.6cd/m)、最大階調値(200)におけるターゲット輝度Lt(j_P200)をLmax(最大輝度:500cd/m)とする。ここで、本実施形態では、所定の階調値(第1階調特性と、JND Maximizer実行後における第2階調特性の交点に対応する階調値)における階調特性に基づく輝度を基準としている。換言すると、JND Maximizerの実行前後において、かかる輝度を固定している。

S2:JND対応値j_Pnを算出
 最小階調値~最大階調値の階調範囲において、各階調値Pnに対応するJND対応値j_Pnを算出する。このとき、各階調値間のJND対応値の差分を拡大し、且つ、拡大後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように処理される。

S3:ターゲット輝度Lt(j_Pn)を算出
 最小階調値~最大階調値の階調範囲において、各階調値Pnに対応するターゲット輝度Lt(j_Pn)を、S2で算出したJND対応値j_Pnに基づいて特定する。
 上記各ステップについて、具体的に説明する。以下に示すように、本実施形態では、S2において、(数1)により、JND対応値j_Pnを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 (数1)は、最小階調値(50)及び最大階調値(200)に対応するJND対応値の差分を、最大階調値(200)と最小階調値(50)の差分(150)で割ることにより、各階調値Pn間のJND対応値j_Pnの差分を一定とするものである。(数1)の具体的な意味は、以下の通りである。

・j(Lmax)-j(Lmin)
 最大階調値(200)に対応するJND対応値j_P200と、最小階調値(50)に対応するJND対応値j_P50の差分を算出する。

・/(Phmax-Phmin)
 (最小階調値(50)~最大階調値(200)の階調範囲に含まれる階調値の個数-1)で上記JND対応値j_Pnの差分を割る。これにより、階調値PnとJND対応値j_Pnの対応を1次関数で表す場合における「傾き」を求める(図12参照)。このように、「傾き」を定数とすることで、各階調値間のJND対応値の差分を拡大した後においても、各階調値Pn間のJND対応値j_Pnの差分が一定となる。

・×(Pn-Phmin)
 所定の階調値Pnと最小階調値(50)の差分を掛けることにより、所定の階調値PnにおけるJND対応値j_Pnまでの、最小階調値(50)におけるJND対応値j_P50からの増加分を求める。

・+j(Lmin)
 最小階調値(50)におけるJND対応値j_P50(1次関数における切片)を加える。
 以下、(数1)につき、具体的な数字で説明する。JND対応値j_Pnについては、図4を参照されたい。なお、図4では、小数点第2位以下を切り捨て表示している。

j_Pn=(j(L255)-j(L))/(P200-P50)×(Pn-P50)+j(L
   =(705.94-52.47)/(200-50)×(Pn-50)+52.47
   =4.36×(Pn-50)+52.47
 かかる処理を、Pnが50~200までの階調範囲で繰り返し、最小階調値(50)~最大階調値(200)の階調範囲に含まれる各階調値Pnに対応するJND対応値j_Pnを算出する。
 ここで、図12に示すように、JND Maximizer実行前の第1階調特性(図4参照)では、階調値が0のときにJND対応値が最小(52.47)となり、階調値が255のときにJND対応値が最大(705.94)となる傾きが2.56の一次関数である。JND Maximizerを実行することにより、階調値が50のときにJND対応値が最小(52.47)となり、階調値が200のときにJND対応値が最大(705.94)となる傾きが4.36の一次関数となる。換言すると、第1階調特性では、階調値が0~255の範囲(256階調)において、52.47~705.94までのJND対応値が割り当てられている。一方、JND Maximizerを実行することにより、階調値が50~200の範囲において、52.47~705.94までのJND対応値が割り当てられる。これにより、隣接する階調値間におけるJND対応値の差分が2.56から4.36へと拡大されることになる。
 そして、S3において、(数2)により、ターゲット輝度Lt(j_Pn)を特定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 ここで、(数2)中のxは、以下の(数3)中の右辺である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 これは、レティネックス理論に基づく数式であり、ターゲット輝度Lt(j_Pn)はJND対応値j_Pnの関数として特定することができる。換言すると、ターゲット輝度Lt(j_Pn)とJND対応値j_Pnは一対一で対応しており、最小階調値(50)~最大階調値(200)の階調範囲におけるJND対応値j_Pnを算出することにより、それに対応するターゲット輝度Lt(j_Pn)を設定することが可能になる。
 このように、JND Maximizerを実行することにより、表示部4の表示特性は、以下のようになる。

◆実行前
・表示上の輝度レンジ:6.46~190.18cd/m
・表示上のコントラスト:29(=190.18/6.46)
・JND対応値の差分:2.56(図4参照)

◆実行後
・表示上の輝度レンジ:0.6~500cd/m
・表示上のコントラスト:833(=500/0.6)
・JND対応値の差分:4.36(=(705.94-52.47)/(200-50))
4-2.処理フロー
 以下、図7を用いて、JND Maximizerの処理フローについて説明する。
 図7に示すように、まず、S1において、表示システム100は、入力画像データを取得する。このとき、入力画像階調取得部11が、入力画像データの最小階調値及び最大階調値を取得する。
 次に、S2において、階調特性設定部12が、記憶部2に記憶された階調特性テーブル(第1階調特性)を取得し、表示部4に設定する。
 次に、S3において、階調特性変換部13は、上述の(数1)により、最小階調値(50)~最大階調値(200)の階調範囲におけるJND対応値を拡大する。このとき、拡大後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定(=4.26)となっている。本実施形態では、第1階調特性のうち、P_255に対応する輝度(500cd/m)を、第2階調特性のP_200の輝度(500cd/m)として設定する。また、第1階調特性のうち、P_に対応する輝度(0.6cd/m)を、第2階調特性のP_50の輝度(0.6cd/m)として設定する。これにより、最小階調値(50)で第1階調特性に対応する最小輝度が設定され、最大階調値(200)で第1階調特性に対応する最大輝度が設定される。これがJND Maximizerである。
 ここで、本実施形態では、操作部3に対する1アクションにより、JND Maximizerが実行されるように構成されてもよい。また、操作部3に対する1アクションにより、入力画像データの任意の二つの階調値のうちの小さい方の階調値で第1階調特性に対応する最小輝度が設定され、任意の二つの階調値のうちの大きい方の階調値で第1階調特性に対応する最大輝度が設定されるように差分変更処理が実行されるようにしてもよい。
 次に、S4において、階調特性書換部16が、記憶部2に記憶されている第1階調特性を第2階調特性に書き換える。ここで、説明の都合上、階調特性書換部16による処理をS4として記述しているが、S3と同時に階調特性の書き換えが実行されてもよい。
 最後に、S5において、表示部4が、第2階調特性に対応する輝度(上述の(数2)により得られる、最小階調値(50)~最大階調値(200)までの階調範囲における、各階調値に対応する輝度)で、入力画像データを画像として表示する。
 以上説明したように、本実施形態におけるJND Maximizer(差分変更処理)によれば、各階調間のJND対応値の差分を最大限拡大させることができ、かつ、拡大後も各階調間のJND対応値の差分は一定であるので、ユーザーにとって見やすい表示状態を簡単に調整することが可能になる。
5.JND Enhancer (1)階調輝度レンジ調整なし(差分変更処理)
 以下、図13及び図14を用いて、輝度階調レンジ調整(シフト処理)なしの場合におけるJND Enhancerについて説明する。
 まず、JND Enhancer実行後の第2階調特性について、図13を用いて説明する。図13に示すように、JND Enhancerを実行することにより、最小階調値(50)~最大階調値(200)までの階調範囲において、2つの階調特性が交わる階調値より大きい階調範囲で、JND Enhancer実行後の輝度が高くなる。JND Enhancerでは、指示部14により、JND対応値の拡大の程度を連続的に変更可能に構成される。また、指示部14は、拡大又は縮小の程度を指示した後、さらに所定の値を拡大又は前記縮小の程度として指示可能に構成されてもよい。図13では、拡大の度合いが0,20,40,60,80,100%の例を示している。ここで、0%は第1階調特性(図5参照)を表し、100%はJND Maximizer実行後の第2階調特性(図11参照)を表している。以下、JND Enhancerにおける算出処理について説明する。なお、図10に示されるテーブルはJND Maximizerと同様であるので、その説明を省略する。以下の全ての機能においても同様である。
 本実施形態では、以下の(数4)により、JND対応値j_Pnを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 ここで、(数4)中における各パラメータは、以下の通りである。

・imax(%):JND Enhancerの分解能
・i(%):調整値
・j(L_Phmin):最小階調値に対応する元の階調特性のJND対応値

 ここで、i(調整値)が、上述の0,20,40,60,80,100%に対応する値である。その他のパラメータについては、(数1)と同じであるため、説明を省略する。
 ここで、図13は、各パラメータとして、以下の値を採用している。

・j(Lmax):705.94
・j(Lmin):52.47
・Phmax:200
・Phmin:50
・imax:100%
・i:0,20,40,60,80,100%
・j(L_Phmin):180.60(元の階調特性における階調値50に対応するJND対応値)
 かかる計算により、第2階調特性で規定される最小階調値(50)~最大階調値(200)の階調範囲において、各階調値Pnに対応するJND対応値j_Pnを算出する。このとき、各階調値間のJND対応値の差分を拡大し、且つ、拡大後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となる。そして、これをプロットしたものが図13である。なお、本実施形態では、所定の階調値(第1階調特性と、i=0,20,40,60,80,100の場合におけるそれぞれの第2階調特性の交点に対応する階調値)における階調特性に基づく輝度を基準とし、各階調値間のJND対応値の差分を拡大し、且つ、拡大後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように、所定の階調値以外の階調値の輝度を設定するように構成される。
 このとき、図14に示すように、階調値とJND対応値の関係は、i=0~100の間で変化する。なお、図14の例では、i=0~100の間で交点が必ずしも一致するものではない。図14に示すように、例えばi=0とi=100の場合を比べると、グラフの交点より高階調側においてi=100のJND対応値が高くなる。換言すると、グラフの交点より高階調側においてi=100の輝度が高くなる(図4及び図13参照)。一方、グラフの交点より低階調側においてi=100のJND対応値が低くなる。換言すると、グラフの交点より低階調側においてi=100の輝度が低くなる(図4及び図13参照)。
 また、iを0から100まで連続的に変化させることにより、各階調値間のJND対応値の差分は、2.56(i=0)~4.36(i=100)まで連続的に変化する。例えば、操作部3がマウスである場合、マウスを上方向にスライドさせ、マウスの移動に伴い、iの値が連続的に増加するように構成することができる。このときのJND対応値の差分の分解能は、0.018(=(4.36-2.56)/100)となる。また、指示部14によりiの値(例:i=20)を指示した後、さらに所定の値(例:i=40)を指示するように構成してもよい。
 かかる処理が、図7におけるS3に相当する。ここで、S1~S2、S4~S5はJND Maximizerと同様であるので、説明を省略する。
 このように、JND Enhancerにより、各階調値間のJND対応値の差分を連続又は非連続で拡大させることができ、かつ、拡大後も各階調値間のJND対応値の差分は一定であるので、ユーザーにとって見やすい表示状態を簡単に調整することが可能になる。
6.JND Suppressor (2)階調輝度レンジ調整なし(差分変更処理)
 以下、図15及び図16を用いて、輝度階調レンジ調整(シフト処理)なしの場合におけるJND Suppressorについて説明する。本実施形態において、JND Suppressorとは、第1階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を縮小する差分変更処理を実行するものである。
 まず、JND Suppressor実行後の第2階調特性について、図15を用いて説明する。図15に示すように、JND Suppressorを実行することにより、最小階調値(50)~最大階調値(200)までの階調範囲において、2つの階調特性が交わる階調値より大きい階調範囲で、JND Suppressor後の輝度が低くなる。JND Suppressorでは、JND対応値の縮小の程度を連続的に変更可能に構成される。図15では、縮小の度合いが0,-20,-40,-60,-80,-100%の例を示している。ここで、0%は第1階調特性(図5参照)を表し、-100%は各階調値間のJND対応値の差分が1の表示状態となる第2階調特性を表す。ここで、各階調値間のJND対応値の差分が1未満となる場合には、輝度が変化しても観察者が認識することができない。したがって、かかる差分が1となる場合を、JND対応値の差分の縮小の上限(-100%)としている。以下、JND Suppressorにおける算出処理について説明する。
 本実施形態では、以下の(数5)により、JND対応値j_Pnを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 ここで、(数5)中における各パラメータは、以下の通りである。

・imin(%):JND Suppressorの分解能
・i(%):調整値
 図15の例では、imin=-100、i=0,-20,-40,-60,-80,-100%である。その他のパラメータは、図13の場合と同じであるので、説明を省略する。
 かかる計算により、最小階調値(50)~最大階調値(200)の階調範囲において、各階調値Pnに対応するJND対応値j_Pnを算出する。このとき、各階調値間のJND対応値の差分を縮小し、且つ、縮小後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となる。そして、これをプロットしたものが図15である。なお、本実施形態では、所定の階調値(第1階調特性と、i=0,-20,-40,-60,-80,-100%の場合におけるそれぞれの第2階調特性の交点に対応する階調値)における階調特性に基づく輝度を基準とし、各階調値間のJND対応値の差分を縮小し、且つ、縮小後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように、所定の階調値以外の階調値の輝度を設定するように構成される。
 このとき、図16に示すように、階調値とJND対応値の関係は、i=0~-100の間で変化する。なお、図16の例では、i=0~-100の間で交点が必ずしも一致するものではない。図16に示すように、例えばi=0とi=-100の場合を比べると、グラフの交点より高階調側においてi=-100のJND対応値が低くなる。換言すると、グラフの交点より高階調側においてi=-100の輝度が低くなる(図4及び図15参照)。一方、グラフの交点より低階調側においてi=-100のJND対応値が高くなる。換言すると、グラフの交点より低階調側においてi=-100の輝度が高くなる(図4及び図15参照)。
 また、iを0から-100まで連続的に変化させることにより、各階調値間のJND対応値の差分は、2.56(i=0)~1(i=-100)まで連続的に変化する。例えば、操作部3がマウスである場合、マウスを下方向にスライドさせ、マウスの移動に伴い、iの値が連続的に減少するように構成することができる。このときのJND対応値の差分の分解能は、0.0156(=(2.56-1)/100)となる。また、指示部14によりiの値(例:i=20)を指示した後、さらに所定の値(例:i=40)を指示するように構成してもよい。
 かかる処理が、図7におけるS3に相当する。ここで、S1~S2、S4~S5はJND Maximizerと同様であるので、説明を省略する。
 このように、JND Suppressorにより、各階調値間のJND対応値の差分を連続又は非連続に縮小させることができるので、画像の粒状性(ノイズ感)を低減させることができる。また、縮小後も各階調値間のJND対応値の差分は一定であるので、ユーザーにとって見やすい表示状態を簡単に調整することが可能になる。
7.JND Enhancer (3)Lmax固定(シフト処理+差分変更処理)
 以下、図17及び図18を用いて、Lmaxを固定した場合のJND Enhancerについて説明する。これは、輝度階調レンジを高輝度側にLmaxまでシフト(シフト処理における低階調値側への最大シフト)させた状態から、JND Enhancer(差分変更処理)を実行するものである。
 まず、JND Enhancer実行後の第2階調特性について、図17を用いて説明する。図17に示すように、低階調値側への最大シフト実行後(i=0)にJND Enhancerを実行することにより、最小階調値(50)~最大階調値(200)までの階調範囲において、最大輝度(Lmax)を固定した状態で、JND Enhancer実行後における輝度が低くなる。JND Enhancerでは、JND対応値の拡大の程度を連続的に変更可能に構成される。図17では、拡大の度合いが0,20,40,60,80,100%の例を示している。ここで、0%は低階調値側への最大シフト実行後における第2階調特性(図9参照)を表し、100%は低階調値側への最大シフト実行後にJND Maximizerを実行した後の第2階調特性を表している。なお、本実施形態では、低階調値側への最大シフト実行前における階調特性が、第1階調特性に相当する。以下、JND Enhancerにおける算出処理について説明する。
 本実施形態では、以下の(数6)により、JND対応値j_Pnを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 かかる計算により、最小階調値(50)~最大階調値(200)の階調範囲において、各階調値Pnに対応するJND対応値j_Pnを算出する。このとき、各階調値間のJND対応値の差分を拡大し、且つ、拡大後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となる。そして、これをプロットしたものが図17である。なお、本実施形態では、所定の階調値(最大階調値(200))における階調特性に基づく輝度を基準とし、各階調値間のJND対応値の差分を拡大し、且つ、拡大後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように、所定の階調値以外の階調値の輝度を設定するように構成される。
 このとき、図18に示すように、階調値とJND対応値の関係は、i=0~100の間で連続又は非連続に変化する。ここで、かかる処理は、第1階調特性を高輝度側にLmaxまでシフト(シフト処理における低階調値側への最大シフト)させてから、Lmaxに対応する最大JND対応値を固定した状態でグラフの傾きを変更することに相当する。図18に示すように、例えばi=0とi=100の場合を比べると、最大階調値(200)よりも低い階調範囲においてi=100のJND対応値が低くなる。換言すると、最大階調値(200)よりも低い階調範囲においてi=100の輝度が低くなる(図4及び図17参照)。
 また、iを0から100まで連続的に変化させることにより、各階調値間のJND対応値の差分は、2.56(i=0)~4.36(i=100)まで連続的に変化する。例えば、操作部3がマウスである場合、マウスを上方向にスライドさせ、マウスの移動に伴い、iの値が連続的に増加するように構成することができる。このときのJND対応値の差分の分解能は、0.018(=(4.36-2.56)/100)となる。また、指示部14によりiの値(例:i=20)を指示した後、さらに所定の値(例:i=40)を指示するように構成してもよい。
 かかる処理が、図7におけるS3に相当する。ここで、S1~S2、S4~S5はJND Maximizerと同様であるので、説明を省略する。
 このように、本実施形態では、表示上の最大輝度は一定のまま、各階調間のJND対応値の差分を連続又は非連続に拡大させることができる。
8.JND Suppressor (4)Lmax固定(シフト処理+差分変更処理)
 以下、図19及び図20を用いて、Lmaxを固定した場合のJND Suppressorについて説明する。これは、輝度階調レンジを高輝度側にLmaxまでシフト(シフト処理における低階調値側への最大シフト)させた状態から、JND Suppressor(差分変更処理)を実行するものである。
 まず、JND Suppressor実行後の第2階調特性について、図19を用いて説明する。図19に示すように、低階調値側への最大シフト実行後(i=0)にJND Suppressorを実行することにより、最小階調値(50)~最大階調値(200)までの階調範囲において、最大輝度(Lmax)を固定した状態で、JND Suppressor実行後における輝度が高くなる。JND Suppressorでは、JND対応値の拡大の程度を連続的に変更可能に構成される。図19では、縮小の度合いが0,-20,-40,-60,-80,-100%の例を示している。ここで、0%は低階調値側への最大シフト実行後における第2階調特性(図9参照)を表し、-100%は低階調値側への最大シフト実行後にJND Suppressorの最大縮小(i=-100%)を実行した後の第2階調特性を表している。なお、本実施形態では、低階調値側への最大シフト実行前における階調特性が、第1階調特性に相当する。以下、JND Suppressorにおける算出処理について説明する。
 本実施形態では、以下の(数7)により、JND対応値j_Pnを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 かかる計算により、最小階調値(50)~最大階調値(200)の階調範囲において、各階調値Pnに対応するJND対応値j_Pnを算出する。このとき、各階調値間のJND対応値の差分を縮小し、且つ、縮小後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となる。そして、これをプロットしたものが図19である。なお、本実施形態では、所定の階調値(最大階調値(200))における階調特性に基づく輝度を基準とし、各階調値間のJND対応値の差分を縮小し、且つ、縮小後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように、所定の階調値以外の階調値の輝度を設定するように構成される。
 このとき、図20に示すように、階調値とJND対応値の関係は、i=0~-100の間で連続又は非連続に変化する。ここで、かかる処理は、元の階調特性を高輝度側にLmaxまでシフト(上述の最大シフト)させてから、Lmaxに対応する最大JND対応値を固定した状態でグラフの傾きを変更することに相当する。図20に示すように、例えばi=0とi=-100の場合を比べると、最大階調値(200)よりも低い階調範囲においてi=-100のJND対応値が高くなる。換言すると、最大階調値(200)よりも低い階調範囲においてi=-100の輝度が高くなる(図4及び図19参照)。
 また、iを0から-100まで連続的に変化させることにより、各階調値間のJND対応値の差分は、2.56(i=0)~1(i=-100)まで連続的に変化する。例えば、操作部3がマウスである場合、マウスを下方向にスライドさせ、マウスの移動に伴い、iの値が連続的に減少するように構成することができる。このときのJND対応値の差分の分解能は、0.0156(=(2.56-1)/100)となる。また、指示部14によりiの値(例:i=-20)を指示した後、さらに所定の値(例:i=-40)を指示するように構成してもよい。
 かかる処理が、図7におけるS3に相当する。ここで、S1~S2、S4~S5はJND Maximizerと同様であるので、説明を省略する。
 このように、本実施形態では、表示上の最大輝度は一定のまま、各階調間のJND対応値の差分を連続又は非連続に縮小させることができる。
9.JND Enhancer (5)Lmin固定(シフト処理+差分変更処理)
 以下、図21及び図22を用いて、Lminを固定した場合のJND Enhancerについて説明する。これは、輝度階調レンジを低輝度側にLminまでシフト(シフト処理における高階調値側への最大シフト)させた状態から、JND Enhancer(差分変更処理)を実行するものである。
 まず、JND Enhancer実行後の第2階調特性について、図21を用いて説明する。図21に示すように、高階調値側への最大シフト実行後(i=0)にJND Enhancerを実行することにより、最小階調値(50)~最大階調値(200)までの階調範囲において、最小輝度(Lmin)を固定した状態で、JND Enhancer実行後における輝度が高くなる。JND Enhancerでは、JND対応値の拡大の程度を連続的に変更可能に構成される。図21では、拡大の度合いが0,20,40,60,80,100%の例を示している。ここで、0%は高階調値側への最大シフト実行後における第2階調特性(図9参照)を表し、100%は高階調値側への最大シフト実行後にJND Maximizerを実行した後の第2階調特性を表している。なお、本実施形態では、高階調値側への最大シフト実行前における階調特性が、第1階調特性に相当する。以下、JND Enhancerにおける算出処理について説明する。
 本実施形態では、以下の(数8)により、JND対応値j_Pnを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 かかる計算により、最小階調値(50)~最大階調値(200)の階調範囲において、各階調値Pnに対応するJND対応値j_Pnを算出する。このとき、各階調値間のJND対応値の差分を拡大し、且つ、拡大後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となる。そして、これをプロットしたものが図21である。なお、本実施形態では、所定の階調値(最小階調値(50))における階調特性に基づく輝度を基準とし、各階調値間のJND対応値の差分を拡大し、且つ、拡大後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように、所定の階調値以外の階調値の輝度を設定するように構成される。
 このとき、図22に示すように、階調値とJND対応値の関係は、i=0~100の間で連続又は非連続に変化する。ここで、かかる処理は、元の階調特性を低輝度側にLminまでシフト(シフト処理における高階調値側への最大シフト)させてから、Lminに対応する最小JND対応値を固定した状態でグラフの傾きを変更することに相当する。図22に示すように、例えばi=0とi=100の場合を比べると、最小階調値(50)よりも高い階調範囲においてi=100のJND対応値が高くなる。換言すると、最小階調値(50)よりも高い階調範囲においてi=100の輝度が高くなる(図4及び図21参照)。
 また、iを0から100まで連続的に変化させることにより、各階調値間のJND対応値の差分は、2.56(i=0)~4.36(i=100)まで連続的に変化する。例えば、操作部3がマウスである場合、マウスを上方向にスライドさせ、マウスの移動に伴い、iの値が連続的に増加するように構成することができる。このときのJND対応値の差分の分解能は、0.018(=(4.36-2.56)/100)となる。また、指示部14によりiの値(例:i=20)を指示した後、さらに所定の値(例:i=40)を指示するように構成してもよい。
 かかる処理が、図7におけるS3に相当する。ここで、S1~S2、S4~S5はJND Maximizerと同様であるので、説明を省略する。
 このように、本実施形態では、表示上の最小輝度は一定のまま、各階調間のJND対応値の差分を連続又は非連続に拡大させることができる。
10.JND Suppressor (6)Lmin固定(シフト処理+差分変更処理)
 以下、図23及び図24を用いて、Lminを固定した場合のJND Suppressorについて説明する。これは、輝度階調レンジを低輝度側にLminまでシフト(シフト処理における高階調値側への最大シフト)させた状態から、JND Suppressor(差分変更処理)を実行するものである。
 まず、JND Suppressor実行後の第2階調特性について、図23を用いて説明する。図23に示すように、高階調値側への最大シフト実行後(i=0)にJND Suppressorを実行することにより、最小階調値(50)~最大階調値(200)までの階調範囲において、最小輝度(Lmin)を固定した状態で、JND Suppressor実行後における輝度が低くなる。JND Suppressorでは、JND対応値の拡大の程度を連続的に変更可能に構成される。図23では、縮小の度合いが0,-20,-40,-60,-80,-100%の例を示している。ここで、0%は高階調値側への最大シフト実行後における第2階調特性(図9参照)を表し、-100%は高階調値側への最大シフト実行後にJND Suppressorの最大縮小(i=-100%)を実行した後の第2階調特性を表している。なお、本実施形態では、高階調値側への最大シフト実行前における階調特性が、第1階調特性に相当する。以下、JND Suppressorにおける算出処理について説明する。
 本実施形態では、以下の(数9)により、JND対応値j_Pnを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 かかる計算により、最小階調値(50)~最大階調値(200)の階調範囲において、各階調値Pnに対応するJND対応値j_Pnを算出する。このとき、各階調値間のJND対応値の差分を縮小し、且つ、縮小後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となる。そして、これをプロットしたものが図23である。なお、本実施形態では、所定の階調値(最小階調値(50))における階調特性に基づく輝度を基準とし、各階調値間のJND対応値の差分を縮小し、且つ、縮小後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように、所定の階調値以外の階調値の輝度を設定するように構成される。
 このとき、図24に示すように、階調値とJND対応値の関係は、i=0~-100の間で連続又は非連続に変化する。ここで、かかる処理は、元の階調特性を低輝度側にLminまでシフト(上述の最大シフト)させてから、Lminに対応する最小JND対応値を固定した状態でグラフの傾きを変更することに相当する。図24に示すように、例えばi=0とi=-100の場合を比べると、最小階調値(50)よりも高い階調範囲においてi=-100のJND対応値が低くなる。換言すると、最小階調値(50)よりも高い階調範囲においてi=-100の輝度が低くなる(図4及び図23参照)。
 また、iを0から-100まで連続的に変化させることにより、各階調値間のJND対応値の差分は、2.56(i=0)~1(i=-100)まで連続的に変化する。例えば、操作部3がマウスである場合、マウスを下方向にスライドさせ、マウスの移動に伴い、iの値が連続的に減少するように構成することができる。このときのJND対応値の差分の分解能は、0.0156(=(2.56-1)/100)となる。また、指示部14によりiの値(例:i=-20)を指示した後、さらに所定の値(例:i=-40)を指示するように構成してもよい。
 かかる処理が、図7におけるS3に相当する。ここで、S1~S2、S4~S5はJND Maximizerと同様であるので、説明を省略する。
 このように、本実施形態では、表示上の最小輝度は一定のまま、各階調間のJND対応値の差分を連続又は非連続に縮小させることができる。
11.JND Enhancer (7)-1指定階調輝度固定(Lmax側ΔJND<Lmin側ΔJND)(差分変更処理)
 以下、図25及び図26を用いて、指定階調値Pcにおける輝度を固定した場合のJND Enhancerについて説明する。これは、操作部3により指定された指定階調値Pcにおける輝度を固定した状態で、JND Enhancerを実行するものである。ここで、指定階調値Pcは、最小階調値(50)、最大階調値(200)、中間階調値(125)、入力画像データの平均階調値、関心領域の中央の階調値、関心領域の平均階調値、又はユーザーによる任意の階調値とすることができる。本実施形態では、指定階調値Pcが80である場合について説明する。
 ここで、指定階調値Pcの値により、輝度がLmax側で飽和するか、Lmin側で飽和するかが問題となる。例えば、指定階調値Pcが小さい場合、各階調値間のJND対応値の差分を拡大することにより、Lmin側の階調値に割り当てられる輝度が不足する。逆に、指定階調値Pcが大きい場合、各階調値間のJND対応値の差分を拡大することにより、Lmax側の階調値に割り当てられる輝度が不足する。これを解消するために、本実施形態では、以下の(数10)を用い、輝度がLmax側で飽和するか、Lmin側で飽和するかを判定する。そして、その結果に応じて、各階調値Pnに対応するJND対応値j_Pnを算出する数式を切り替える。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 これは、指定階調値Pcから最大階調値Phmax又は最小階調値Phminまでの階調値の絶対値でJND対応値の差分を割ることで、Lmax側又はLmin側における各階調値間のJND対応値の差分(ΔJND)を求めるものである。ここで、階調値とJND対応値の関係は、図12を参照されたい。
 そして、指定階調値Pcが80の場合、Lmax側ΔJND<Lmin側ΔJNDとなる、換言すると、Lmax側で輝度が飽和するので、以下の(数11)に基づいて、各階調値Pnに対応するJND対応値j_Pnを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
 かかる計算により、最小階調値(50)~最大階調値(200)の階調範囲において、各階調値Pnに対応するJND対応値j_Pnを算出する。このとき、各階調値間のJND対応値の差分を拡大し、且つ、拡大後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となる。そして、これをプロットしたものが図25である。なお、本実施形態では、所定の階調値(指定階調値Pc(80))における階調特性に基づく輝度を基準とし、各階調値間のJND対応値の差分を拡大し、且つ、拡大後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように、所定の階調値以外の階調値の輝度を設定するように構成される。
 このとき、図26に示すように、階調値とJND対応値の関係は、i=0~100の間で連続又は非連続に変化する。ここで、かかる処理は、指定階調値Pc(80)に対応するJND対応値を固定した状態でグラフの傾きを変更することに相当する。図26に示すように、例えばi=0とi=100の場合を比べると、指定階調値Pc(80)よりも高い階調範囲においてi=100のJND対応値が高くなる。換言すると、指定階調値Pc(80)よりも高い階調範囲においてi=100の輝度が高くなる(図4及び図25参照)。一方、指定階調値Pc(80)よりも低い階調範囲においてi=100のJND対応値が低くなる。換言すると、指定階調値Pc(80)よりも低い階調範囲においてi=100の輝度が低くなる(図4及び図25参照)。
 また、iを0から100まで連続的に変化させることにより、各階調値間のJND対応値の差分は、2.56(i=0)~3.74(i=100)まで連続的に変化する。例えば、操作部3がマウスである場合、マウスを上方向にスライドさせ、マウスの移動に伴い、iの値が連続的に増加するように構成することができる。このときのJND対応値の差分の分解能は、0.0118(=(3.74-2.56)/100)となる。また、指示部14によりiの値(例:i=20)を指示した後、さらに所定の値(例:i=40)を指示するように構成してもよい。
 かかる処理が、図7におけるS3に相当する。ここで、S1~S2、S4~S5はJND Maximizerと同様であるので、説明を省略する。
 このように、本実施形態では、表示上の指定階調値Pcに対応する輝度は一定のまま、各階調間のJND対応値の差分を連続的に拡大させることができる。
12.JND Enhancer (7)-2指定階調輝度固定(Lmin側ΔJND<Lmax側ΔJND)(差分変更処理)
 次に、図27及び図28を用いて、輝度がLmin側で飽和する場合におけるJND Enhancerについて説明する。本実施形態では、指定階調値Pcが125である場合について説明する。
 指定階調値Pcが125の場合、Lmin側ΔJND<Lmax側ΔJNDとなる、換言すると、Lmin側で輝度が飽和するので、以下の(数12)に基づいて、各階調値Pnに対応するJND対応値j_Pnを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
 かかる計算により、最小階調値(50)~最大階調値(200)の階調範囲において、各階調値Pnに対応するJND対応値j_Pnを算出する。このとき、各階調値間のJND対応値の差分を拡大し、且つ、拡大後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となる。そして、これをプロットしたものが図27である。なお、本実施形態では、所定の階調値(指定階調値Pc(125))における階調特性に基づく輝度を基準とし、各階調値間のJND対応値の差分を拡大し、且つ、拡大後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように、所定の階調値以外の階調値の輝度を設定するように構成される。
 このとき、図28に示すように、階調値とJND対応値の関係は、i=0~100の間で連続又は非連続に変化する。ここで、かかる処理は、指定階調値Pc(125)に対応するJND対応値を固定した状態でグラフの傾きを変更することに相当する。図28に示すように、例えばi=0とi=100の場合を比べると、指定階調値Pc(125)よりも高い階調範囲においてi=100のJND対応値が高くなる。換言すると、指定階調値Pc(125)よりも高い階調範囲においてi=100の輝度が高くなる(図4及び図27参照)。一方、指定階調値Pc(125)よりも低い階調範囲においてi=100のJND対応値が低くなる。換言すると、指定階調値Pc(125)よりも低い階調範囲においてi=100の輝度が低くなる(図4及び図27参照)。
 また、iを0から100まで連続的に変化させることにより、各階調値間のJND対応値の差分は、2.56(i=0)~4.27(i=100)まで連続的に変化する。例えば、操作部3がマウスである場合、マウスを上方向にスライドさせ、マウスの移動に伴い、iの値が連続的に増加するように構成することができる。このときのJND対応値の差分の分解能は、0.0171(=(4.27-2.56)/100)となる。また、指示部14によりiの値(例:i=20)を指示した後、さらに所定の値(例:i=40)を指示するように構成してもよい。
 かかる処理が、図7におけるS3に相当する。ここで、S1~S2、S4~S5はJND Maximizerと同様であるので、説明を省略する。
 このように、本実施形態では、表示上の指定階調値Pcに対応する輝度は一定のまま、各階調間のJND対応値の差分を連続的に拡大させることができる。
13.JND Suppressor (8)指定階調輝度固定(差分変更処理)
 以下、図29及び図30を用いて、指定階調値Pcにおける輝度を固定した場合のJND Suppressorについて説明する。これは、操作部3により指定された指定階調値Pcにおける輝度を固定した状態で、JND Suppressorを実行するものである。本実施形態では、指定階調値Pcが80である場合について説明する。なお、指定階調値Pcを固定した場合におけるJND Enhancerと異なり、JND Suppressorでは各階調値間のJND対応値の差分を縮小するので、輝度の飽和を考慮する必要はない。
 本実施形態では、以下の(数13)により、JND対応値j_Pnを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
 かかる計算により、最小階調値(50)~最大階調値(200)の階調範囲において、各階調値Pnに対応するJND対応値j_Pnを算出する。このとき、各階調値間のJND対応値の差分を縮小し、且つ、縮小後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となる。そして、これをプロットしたものが図29である。なお、本実施形態では、所定の階調値(指定階調値Pc(80))における階調特性に基づく輝度を基準とし、各階調値間のJND対応値の差分を縮小し、且つ、縮小後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように、所定の階調値以外の階調値の輝度を設定するように構成される。
 このとき、図30に示すように、階調値とJND対応値の関係は、i=0~-100の間で連続又は非連続に変化する。ここで、かかる処理は、指定階調値Pc(80)に対応するJND対応値を固定した状態でグラフの傾きを変更することに相当する。図30に示すように、例えばi=0とi=-100の場合を比べると、指定階調値Pc(80)よりも高い階調範囲においてi=-100のJND対応値が低くなる。換言すると、指定階調値Pc(80)よりも高い階調範囲においてi=-100の輝度が低くなる(図4及び図29参照)。一方、指定階調値Pc(80)よりも低い階調範囲においてi=-100のJND対応値が高くなる。換言すると、指定階調値Pc(80)よりも低い階調範囲においてi=-100の輝度が高くなる(図4及び図29参照)。
 また、iを0から-100まで連続的に変化させることにより、各階調値間のJND対応値の差分は、2.56(i=0)~1(i=-100)まで連続的に変化する。例えば、操作部3がマウスである場合、マウスを下方向にスライドさせ、マウスの移動に伴い、iの値が連続的に減少するように構成することができる。このときのJND対応値の差分の分解能は、0.0156(=(2.56-1)/100)となる。また、指示部14によりiの値(例:i=-20)を指示した後、さらに所定の値(例:i=-40)を指示するように構成してもよい。
 かかる処理が、図7におけるS3に相当する。ここで、S1~S2、S4~S5はJND Maximizerと同様であるので、説明を省略する。
 このように、本実施形態では、表示上の指定階調値Pcに対応する輝度は一定のまま、各階調間のJND対応値の差分を連続又は非連続に縮小させることができる。
14.複数の表示装置10を制御する場合
 次に、図31を用いて、表示システム100が複数の表示装置10を含む場合について説明する。本実施形態では、表示システム100は、第1表示装置10A及び第2表示装置10Bを備える。第1表示装置10Aは第1表示部4Aを備え、第2表示装置10Bは第2表示部4Bを備える。また、表示制御部1は、第1表示装置10A及び第2表示装置10Bに接続される。そして第1表示部4A及び第2表示部4Bは、階調特性変換部13により変換された階調特性に基づいて、入力画像データを画像として表示するように構成される。以下、種々の態様について説明する。
14-1.表示制御部1が外部の表示制御装置1Aに設けられる場合
 図31Aに示すように、第1表示装置10A及び第2表示装置10Bの外部に設けられた表示制御部1により、第1表示装置10A及び第2表示装置10Bが接続される。本実施形態では、表示制御部1が外部の表示制御装置1Aに設けられる。そして、表示制御部1により、第1表示部4A及び第2表示部4Bが同時に制御される。これにより、例えば、同じ条件で撮影された過去の診断画像を第1表示部4Aに表示させ、現在の診断画像を第2表示部4Bに表示させた場合、第1表示装置10A又は第2表示装置10Bの操作部3を操作することで、第1表示部4A及び第2表示部4Bの輝度を同時に制御することが可能になる。
14-2.表示制御部1が第1表示装置10Aの内部に設けられる場合
 図31Bに示すように、第1表示装置10Aの内部に表示制御部1が設けられてもよい。この場合、表示制御部1は、第1表示装置10Aの内部において第1表示部4Aと接続され、且つ、第2表示部4Bとも接続される。これにより、第1表示部4A及び第2表示部4Bを同時に制御することができる。
14-3.表示制御部1が外部の記憶部2(サーバ)に設けられる場合
 図31Cに示すように、外部の記憶部2に表示制御部1が設けられてもよい。外部の記憶部2は、例えばサーバにより構成される。そして、ネットワークNTを介して、表示制御部1が第1表示装置10A及び第2表示装置10Bと接続される。これにより、第1表示部4A及び第2表示部4Bを同時に制御することができる。
 以上説明したように、上述の全ての実施形態に係る表示システム100は、階調特性の変更後においても各階調値間のJND対応値の差分が一定であるので、階調特性を変更した後において、画像の視認性が低下することを抑制できる。
15.その他
 以上、種々の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されない。
 例えば、表示制御部1は、表示装置10の外付けセットトップボックスとして提供されてもよい。また、表示制御部1の機能を実装したASIC(application specific integrated circuit)、FPGA(field-programmable gate array)、DRP(Dynamic ReConfigurable Processor)として提供することもできる。
 また、シフト処理と差分変更処理とを組み合わせて実施することもできる。例えば、シフト処理を実行後に差分変更処理を実行してもよく、差分変更処理を実行後にシフト処理を実行してもよい。また、差分変更処理において、入力画像データの最小階調値及び最大階調値を取得することなく、階調値-JND対応値の関係(図12等)におけるグラフの傾きを適当に変更することにより、JND対応値の差分の拡大又は縮小することは可能である。なお、かかる態様では、JND対応値の差分の拡大又は縮小の程度を好適に調整できないので、入力画像データの最小階調値及び最大階調値を取得することが好ましい。
 また、本発明は、以下の態様でも実現可能である。
 コンピュータを、階調特性変換部として機能させるプログラムであって、
 前記階調特性変換部は、第1階調特性を第2階調特性に変換する変換処理を実行し、
 第1階調特性は、各階調値間のJND対応値の差分が一定となる特性であり、
 前記階調特性変換部は、第2階調特性により規定される各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように前記変換処理を実行し、
 第2階調特性に対応する輝度で入力画像データが画像として表示部に表示されるように構成される、
 プログラム。
 また、本発明は、以下の態様でも実現可能である。
 前記変換処理は、第1階調特性を低階調値側又は高階調値側に向けてシフトさせるシフト処理を含み、
 前記シフト処理は、第1階調特性及び第2階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を維持するように実行される、
 上述のプログラム。
 また、本発明は、以下の態様でも実現可能である。
 前記変換処理は、第1階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を拡大又は縮小する差分変更処理を含む、
 上述のプログラム。
 さらに、上述のいずれかのプログラムを格納する、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体として提供してもよい。
1:表示制御部
1A:表示制装置
2:記憶部
3:操作部
4:表示部
4A:第1表示部
4B:第2表示部
5:バックライト
6:通信部
7:バス
10:表示装置
10A:第1表示装置
10B:第2表示装置
11:入力画像階調取得部
12:階調特性設定部
13:階調特性変換部
14:指示部
15:輝度変更部
16:階調特性書換部
17:解析部
100:表示システム

Claims (18)

  1.  表示部及び表示制御部を備える表示システムであって、
     前記表示制御部は、階調特性変換部を備え、
     前記階調特性変換部は、第1階調特性を第2階調特性に変換する変換処理を実行し、
     第1階調特性は、各階調値間のJND対応値の差分が一定となる特性であり、
     前記階調特性変換部は、第2階調特性により規定される各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように前記変換処理を実行し、
     前記表示部は、第2階調特性に対応する輝度で、入力画像データを画像として表示するように構成される、
     表示システム。
  2.  前記変換処理は、第1階調特性を低階調値側又は高階調値側に向けてシフトさせるシフト処理を含み、
     前記シフト処理は、第1階調特性及び第2階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を維持するように実行される、
     請求項1に記載の表示システム。
  3.  前記表示制御部は、前記シフト処理のシフト数を指示する指示部を備え、
     前記指示部は、前記シフト数を連続的に変更可能に構成されるか、又は、前記シフト数を指示した後、さらに所定のシフト数を指示可能に構成され、
     前記シフト処理では、前記指示部により指示されたシフト数だけ第1階調特性をシフトさせる、
     請求項2に記載の表示システム。
  4.  前記表示制御部は、入力画像階調取得部を備え、
     前記入力画像階調取得部は、前記入力画像データの任意の二つの階調値を取得するように構成され、
     前記シフト処理では、前記二つの階調値のうちの小さい方の階調値が前記表示部の最小輝度に対応するように、又は、前記二つの階調値のうちの大きい方の階調値が前記表示部の最大輝度に対応するように第1階調特性をシフトさせる、
     請求項2又は請求項3に記載の表示システム。
  5.  前記入力画像データの任意の二つの階調値は、前記入力画像データの最小階調値及び最大階調値である、
     請求項4に記載の表示システム。
  6.  前記指示部を操作する操作部を備え、
     前記操作部に対する1アクションにより、前記シフト処理が実行される、
     請求項4又は請求項5に記載の表示システム。
  7.  前記変換処理は、第1階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を拡大又は縮小する差分変更処理を含む、
     請求項1~請求項6の何れか1つに記載の表示システム。
  8.  前記拡大又は縮小の程度を指示する指示部を備え、
     前記指示部は、前記拡大又は縮小の程度を連続的に変更可能に構成されるか、又は、前記拡大又は縮小の程度を指示した後、さらに所定の値を前記拡大又は縮小の程度として指示可能に構成され、
     前記差分変更処理では、前記指示部により指示された前記拡大又は縮小の程度だけ第1階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を拡大又は縮小する、
     請求項7に記載の表示システム。
  9.  前記表示制御部は、入力画像階調取得部を備え、
     前記入力画像階調取得部は、前記入力画像データの任意の二つの階調値を取得するように構成され、
     前記二つの階調値のうちの小さい方の階調値で第1階調特性に対応する最小輝度が設定され、前記二つの階調値のうちの大きい方の階調値で第1階調特性に対応する最大輝度が設定されるように前記差分変更処理が実行される、
     請求項7又は請求項8に記載の表示システム。
  10.  前記入力画像データの任意の二つの階調値は、前記入力画像データの最小階調値及び最大階調値である、
     請求項9に記載の表示システム。
  11.  前記指示部を操作する操作部を備え、
     前記操作部に対する1アクションにより、前記差分変更処理が実行される、
     請求項9又は請求項10に記載の表示システム。
  12.  第1階調特性を記憶する記憶部と、
     前記記憶部に記憶された第1階調特性を、前記変換処理実行後に第2階調特性に書き換える階調特性書換部と、
     を備える、
     請求項1~請求項11の何れか1つに記載の表示システム。
  13.  第1階調特性は、DICOM規格により定められる標準表示関数に関連付けられている、
     請求項1~請求項12の何れか1つに記載の表示システム。
  14.  前記表示部を備える表示装置を有し、
     前記表示制御部は、前記表示装置の内部に設けられる、
     請求項1~請求項13の何れか1つに記載の表示システム。
  15.  前記表示システムは、第1表示部及び第2表示部を備え、
     前記表示制御部は、第1表示部及び第2表示部に接続され、
     第1表示部及び第2表示部は、第2階調特性に対応する輝度で、前記入力画像データを画像として表示するように構成される、
     請求項1~請求項14の何れか1つに記載の表示システム。
  16.  コンピュータを、階調特性変換部として機能させるプログラムであって、
     前記階調特性変換部は、第1階調特性を第2階調特性に変換する変換処理を実行し、
     第1階調特性は、各階調値間のJND対応値の差分が一定となる特性であり、
     前記階調特性変換部は、第2階調特性により規定される各階調値間のJND対応値の差分が一定となるように前記変換処理を実行し、
     第2階調特性に対応する輝度で入力画像データが画像として表示部に表示されるように構成される、
     プログラム。
  17.  前記変換処理は、第1階調特性を低階調値側又は高階調値側に向けてシフトさせるシフト処理を含み、
     前記シフト処理は、第1階調特性及び第2階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を維持するように実行される、
     請求項16に記載のプログラム。
  18.  前記変換処理は、第1階調特性における各階調値間のJND対応値の差分を拡大又は縮小する差分変更処理を含む、
     請求項16又は請求項17に記載のプログラム。
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