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CN101118729A - 图像显示方法以及图像显示装置 - Google Patents

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CN101118729A
CN101118729A CNA2007101382747A CN200710138274A CN101118729A CN 101118729 A CN101118729 A CN 101118729A CN A2007101382747 A CNA2007101382747 A CN A2007101382747A CN 200710138274 A CN200710138274 A CN 200710138274A CN 101118729 A CN101118729 A CN 101118729A
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Abstract

本发明提供能够进行多灰度表现的图像显示装置以及图像显示方法。图像处理装置1根据预先设定了的LUT，把n+m位的1个通道的单色图像数据变换成n位的大于等于3个通道的彩色显示图像数据群，其特征在于包括，从n位的彩色显示图像数据的所有中，作为候选彩色显示图像数据选择C·2n个(2(m+1)≤C≤2(m+4))的候选选择单元52、从上述候选彩色显示图像数据中，决定分别与上述单色图像数据的信号值相对应的彩色显示图像数据的信号值的信号值决定单元67、把由信号值决定单元67决定了的单色图像数据的信号值与彩色显示图像数据的信号值设定为作为对应关系的上述LUT的LUT生成单元13。

Description

图像显示方法以及图像显示装置
技术领域
本发明涉及图像显示方法以及图像显示装置，特别是涉及在彩色显示器中，显示灰度数比图像显示单元的驱动灰度数多的单色图像的图像显示方法以及图像显示装置。
背景技术
在X线诊断装置、MRI(Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像)诊断装置、各种CT(Computerized Tomography计算机断层摄影)装置等医疗用诊断装置中拍摄的诊断图像通常记录到X线胶片或者其它胶片感光材料等的光透射性的图像记录胶片上，作为光透射性的图像再现。再现该诊断图像的胶片被放置在称为看片灯(シャ一カステン)的观察用的装置上，在从背面照射光的状态下观察，进行是否有病变部位等的诊断。
另外，在各种医疗用诊断·计测装置中，作为用于观察拍摄·计测的图像的监视器，连接CRT(阴极射线管)显示器或者LCD(液晶显示器)等彩色显示器，根据输出到这些显示画面上的图像，进行诊断或者胶片输出前的诊断图像的确认、调整和图像处理等。
然而，当在胶片上再现用上述的X线诊断装置拍摄的图像时，通常大多使用蓝底(blue base)的单色胶片。另外，通常大多以10～12位的灰度分辨率(1024～4096灰度)再现图像。
因此，在用CRT或者LCD等显示器诊断图像时，大多也使用具有12位以上灰度分辨率的专用单色显示器。
另一方面，在内视镜或者眼底照相机等彩色图像的显示中，使用彩色显示器。另外，近年来，在显示超声波诊断装置、CT装置、MRI装置等的三维图像时，也使用彩色显示器。
为了进行综合诊断需要观察多种诊断装置的图像，为此，必须设置专用的高灰度单色显示器和彩色显示器两种，存在着费用高，同时需要很大的设置空间这样的问题。
虽然能够用彩色显示器显示单色(黑白)图像，然而在彩色显示器中，由于通常用8位的灰度分辨率进行图像显示，因此当在通常的显示画面中再现图像时，灰度分辨率比用上述的X线诊断装置拍摄并输出的图像低，进行所谓的漏位的图像数据的图像显示。
具体地讲，例如为了把12位的单色图像数据变换成8位RGB图像数据，根据图19所示的LUT(Look Up Table，查找表)把1024灰度的单色图像信号值变换成256灰度的RGB值。这样，在现有的LUT中，RGB值分别是等值，存在RGB图像数据不能够进行比256灰度多的灰度的图像显示这样的问题。
进而，如在专利文献1(特开2000-330530号公报)中记载的发明那样，已知通过在LUT中使B值成为比R、G值大的值，再现蓝底的单色胶片的图像显示装置。依据这样的图像显示装置，通过以R值＝G值＝K×B值(0＜K＜1)做成LUT，能够几乎再现蓝底的单色胶片的色调，但是由于RG值的最大值变得比256小，因此能够显示的灰度数也变得小于256灰度，所以在再现蓝底的单色胶片的色调时，灰度数的减少是一个更大的问题。
作为进行比显示器的驱动灰度数多的灰度的显示的方法，考虑称为FRC(Frame Rate Control，帧频控制)显示的方法。这里，所谓FRC显示，是在把灰度分辨率(位数)高的图像数据作为灰度分辨率(位数)低的图像数据进行显示时，从位数高的图像数据生成与两者的位数差相对应的数量的、位数低的图像数据，通过依次显示该图像数据，以位数低的图像显示来进行与高位数相当的灰度显示。具体地讲，当把位数的差记为n时，生成2n帧数的、位数低的图像数据，通过依次显示该位数低的图像数据，例如，使用8位灰度分辨率的4帧图像，进行与10位灰度分辨率相当的灰度显示。
另外，如在专利文献2(特开2001-034232号公报)中记载的发明那样，RGB不仅是等值，还如专利文献2的表1那样，R、G、B值单调非减少，RGB值的总和一个一个地变化那样生成LUT，从而能够进行765灰度的图像显示。
进而，有在专利文献3(特开2003-050566号公报)中记载的发明那样，已知使用在任意的范围内使副像素的信号值增减的LUT而进行多灰度显示的图像显示装置。根据这种图像显示，理论上能够进行大于等于4096灰度的图像显示。
然而，在FRC显示中，存在着所谓的称为闪烁的图像的闪变显著、眼睛疲劳这样的问题，还有在帧频控制表现中的所分割的显示数据的切换所需要的处理负担大这样的问题。
另外，在专利文献2中记载的图像显示装置中，进行变换使得输入单色图像信号值的最大值成为R的最大值+G的最大值+B的最大值，而且把RGB信号值大致均等分割分配，由于对于RGB值的组合的限制严格，因此如果不进行帧频控制显示则仅能够进行766灰度的图像表现，对于单纯摄影的图像诊断而言不充分。
进而，在专利文献3中记载的图像显示中，由于假定在单色监视器中的多灰度显示，因此副像素信号值的可选择范围过大，同时仅按照与亮度有关的条件选择副像素信号值，因此存在着即使使用所生成的LUT、用彩色监视器显示单色图像，也不能够以适于诊断的色调进行显示这样的问题。另外，在专利文献3中记载的图像显示装置有在彩色监视器中也能够适用的记载，但是这样的情况下，必须把RGB的各像素进一步分割成副像素，存在着结构变得复杂这样的问题。
发明内容
本发明为了克服上述的问题，其目的在于提供一种图像显示方法和一种图像显示装置，作为单色图像能够进行适宜灰度的图像显示，而且，即使不进行RGB像素向副像素的分割或者FRC显示，也能够以显示器的驱动灰度数的4倍以上的多灰度数进行表现。
因此，为了克服上述缺点，本发明的上述目的通过以下所示的图像显示方法以及图像显示装置而实现。
本发明提供一种图像显示方法，该图像显示方法根据预先设定的、用1个通道表现的n+m位单色图像数据(n是大于等于8的整数，m是大于等于2的整数)和用大于等于3个通道的多个通道表现的n位彩色显示图像数据群的对应关系，把上述n+m位单色图像数据变换成上述多个通道n位彩色显示图像数据群，根据该被变换了的n位彩色显示图像数据群，在彩色监视器上显示图像，该方法包括，从包含在上述n位彩色显示图像数据群中的上述多个通道的信号值的所有组合中，作为候选彩色显示信号值组、选择H个上述多个通道的信号值的组合；从上述H个候选彩色显示信号值组中，对于上述n+m位单色图像数据的各信号值的每一个、决定与上述n+m位单色图像数据的各信号值相对应的1个彩色显示信号值组；设定上述n+m位单色图像数据的各信号值和与其相对应决定的上述彩色显示信号值组的上述对应关系。
该方法进一步包括，取得分别与上述n+m位单色图像数据的信号值相对应的亮度信息；取得分别与上述n+m位单色图像数据的信号值相对应的色度信息；这里，在上述对应彩色显示信号值组决定步骤中，根据所取得的上述亮度信息以及上述色度信息，决定分别与上述n+m位单色图像数据的各信号值相对应的彩色显示信号值组。
根据上述的图像显示方法，选择候选彩色显示信号值组，使得各候选彩色显示信号值组所表示的CIE色度坐标上的坐标点存在于用将CIE色度坐标(x，y)中的各坐标(0.2，0.275)、(0.275，0.225)、(0.325，0.4)、(0.4，0.35)连接起来的线所包围的区域内。
根据上述的图像显示方法，进一步包括，从多个候选色调中选择所希望的一个色调作为在上述彩色监视器上进行显示的图像的色调；这里，选择候选彩色显示信号值组，使得上述所希望的一个色调与在上述彩色监视器上显示的图像的色调相对应。
根据上述图像显示方法，下述公式成立
H＝C·2n
2(m+1)≤C≤2(m+4)。
根据上述的图像显示方法，进一步包括，取得分别与上述n+m位单色图像数据的信号值相对应的亮度信息；取得分别与上述n+m位单色图像数据的信号值相对应的色度信息；这里，在上述对应彩色显示信号值组决定步骤中，根据所取得的上述亮度信息以及上述色度信息，决定分别与上述n+m位单色图像数据的各信号值相对应的彩色显示信号值组。
根据上述的图像显示方法，选择候选彩色显示信号值组，使得各候选彩色显示信号值组所表示的CIE色度坐标上的坐标点存在于用将CIE色度坐标(x，y)中的各坐标(0.2，0.275)、(0.275，0.225)、(0.325，0.4)、(0.4，0.35)连接起来的线所包围的区域内。
根据上述的图像显示方法，进一步包括，从多个候选色调中选择所希望的一个色调作为在上述彩色监视器上进行显示的图像的色调；这里，选择候选彩色显示信号值组，使得上述所希望的一个色调与在上述彩色监视器上显示的图像的色调相对应。
本发明还提供一种图像显示方法，该图像显示方法根据预先设定的、用1个通道表现的n+m位单色图像数据(n是大于等于8的整数，m是大于等于2的整数)和用大于等于3个通道的多个通道表现的n位彩色显示图像数据群的对应关系，把上述n+m位单色图像数据变换成上述多个通道n位彩色显示图像数据群，根据该被变换了的n位彩色显示图像数据群，在彩色监视器上显示图像，该方法包括，从包含在上述n位彩色显示图像数据群中的上述多个通道的信号值的所有组合中，作为候选彩色显示信号值组、选择H个上述多个通道的信号值的组合；取得分别与上述n+m位单色图像数据的信号值相对应的亮度信息；根据所取得的上述亮度信息，从上述H个候选彩色显示信号值组中，对于上述n+m位单色图像数据的各信号值的每一个、决定与上述n+m位单色图像数据的各信号值相对应的1个彩色显示信号值组；设定上述n+m位单色图像数据的各信号值和与其相对应决定的上述彩色显示信号值组的上述对应关系。
根据上述的图像显示方法，选择候选彩色显示信号值组，使得各候选彩色显示信号值组所表示的CIE色度坐标上的坐标点存在于用将CIE色度坐标(x，y)中的各坐标(0.2，0.275)、(0.275，0.225)、(0.325，0.4)、(0.4，0.35)连接起来的线所包围的区域内。
根据上述的图像显示方法，进一步包括，从多个候选色调中选择所希望的一个色调作为在上述彩色监视器上进行显示的图像的色调；这里，选择候选彩色显示信号值组，使得上述所希望的一个色调与在上述彩色监视器上显示的图像的色调相对应。
根据上述图像显示方法，下述公式成立
H＝C·2n
2(m+1)≤C≤2(m+3)。
根据上述的图像显示方法，选择候选彩色显示信号值组，使得各候选彩色显示信号值组所表示的CIE色度坐标上的坐标点存在于用将CIE色度坐标(x，y)中的各坐标(0.2，0.275)、(0.275，0.225)、(0.325，0.4)、(0.4，0.35)连接起来的线所包围的区域内。
根据上述的图像显示方法，进一步包括，从多个候选色调中选择所希望的一个色调作为在上述彩色监视器上进行显示的图像的色调；这里，选择候选彩色显示信号值组，使得上述所希望的一个色调与在上述彩色监视器上显示的图像的色调相对应。
本发明还提供一种图像显示装置，该图像显示装置包括：根据预先设定的、用1个通道表现的n+m位单色图像数据(n是大于等于8的整数，m是大于等于2的整数)和用大于等于3个通道的多个通道表现的n位彩色显示图像数据群的对应关系，把上述n+m位单色图像数据变换成上述多个通道n位彩色显示图像数据群的图像数据处理单元、以及根据该被变换了的n位彩色显示图像数据群、显示彩色图像的彩色图像显示单元，上述图像数据处理单元包括，从包含在上述n位彩色显示图像数据群中的上述多个通道的信号值的所有组合中，作为候选彩色显示信号值组、选择H个上述多个通道的信号值的组合的候选选择单元；从由上述候选选择单元选择出的上述H个候选彩色显示信号值组中，对于上述n+m位单色图像数据的各信号值的每一个、决定与上述n+m位单色图像数据的各信号值相对应的1个彩色显示信号值组的信号值决定单元；以及设定上述n+m位单色图像数据的各信号值和与其相对应、由上述信号值决定单元决定的前期彩色显示信号值组的上述对应关系的对应关系设定单元。
根据上述的图像显示装置，上述图像数据处理单元还包括，取得分别与上述n+m位单色图像数据的信号值相对应的亮度信息的亮度信息取得单元；以及取得分别与上述n+m位单色图像数据的信号值相对应的色度信息的色度信息取得单元；这里，上述信号值决定单元根据由上述亮度信息取得单元取得的亮度信息以及由上述色度信息取得单元取得的色度信息，决定分别与上述n+m位单色图像数据的各信号值相对应的彩色显示信号值组。
根据上述的图像显示装置，上述候选选择单元选择上述候选彩色显示信号值组，使得各候选彩色显示信号值组所表示的CIE色度坐标上的坐标点存在于用将CIE色度坐标(x，y)中的各坐标(0.2，0.275)、(0.275，0.225)、(0.325，0.4)、(0.4，0.35)连接起来的线所包围的区域内。
根据上述的图像显示装置，上述图像数据处理单元还包括，从多个候选色调中选择所希望的一个色调作为在上述彩色监视单元上显示的图像的色调的色调选择单元；这里，上述候选选择单元选择候选彩色显示信号值组，使得上述所希望的一个色调与在上述彩色监视单元上显示的图像的色调相对应。
根据上述的图像显示装置，下述公式成立
H＝C·2n
2(m+1)≤C≤2(m+4)。
根据上述的图像显示装置，上述图像数据处理单元还包括，取得分别与上述n+m位单色图像数据的信号值相对应的亮度信息的亮度信息取得单元；以及取得分别与上述n+m位单色图像数据的信号值相对应的色度信息的色度信息取得单元；这里，上述信号值决定单元根据由上述亮度信息取得单元取得的亮度信息以及由上述色度信息取得单元取得的色度信息，决定分别与上述n+m位单色图像数据的各信号值相对应的彩色显示信号值组。
根据上述的图像显示装置，上述候选选择单元选择上述候选彩色显示信号值组，使得各候选彩色显示信号值组所表示的CIE色度坐标上的坐标点存在于用将CIE色度坐标(x，y)中的各坐标(0.2，0.275)、(0.275，0.225)、(0.325，0.4)、(0.4，0.35)连接起来的线所包围的区域内。
根据上述的图像显示装置，上述图像数据处理单元还包括，从多个候选色调中选择所希望的一个色调作为在上述彩色监视单元上显示的图像的色调的色调选择单元；这里，上述候选选择单元选择候选彩色显示信号值组，使得上述所希望的一个色调与在上述彩色监视单元上显示的图像的色调相对应。
本发明还提供一种图像显示装置，该图像显示装置包括：根据预先设定的、用1个通道表现的n+m位单色图像数据(n是大于等于8的整数，m是大于等于2的整数)和用大于等于3个通道的多个通道表现的n位彩色显示图像数据群的对应关系，把上述n+m位单色图像数据变换成上述多个通道n位彩色显示图像数据群的图像数据处理单元、根据该被变换了的n位彩色显示图像数据群，显示彩色图像的彩色图像显示单元，上述图像数据处理单元包括，从包含在上述n位彩色显示的图像数据群中的上述多个通道的信号值的所有组合中，作为候选彩色显示信号值组、选择H个上述多个通道的信号值的组合的候选选择单元；取得分别与上述n+m位单色图像数据的信号值相对应的亮度信息的亮度信息取得单元；根据由上述亮度信息取得单元取得的上述亮度信息，从上述H个候选彩色显示信号值组中，对于上述n+m位单色图像数据的各信号值的每一个、决定与上述n+m位单色图像数据的各信号值相对应的1个彩色显示信号值组的信号值决定单元；设定上述n+m位单色图像数据的各信号值和与其相对应、由上述信号值决定单元决定的前期彩色显示信号值组的上述对应关系的对应关系设定单元。
根据上述的图像显示装置，上述候选选择单元选择上述候选彩色显示信号值组，使得各候选彩色显示信号值组所表示的CIE色度坐标上的坐标点存在于用将CIE色度坐标(x，y)中的各坐标(0.2，0.275)、(0.275，0.225)、(0.325，0.4)、(0.4，0.35)连接起来的线所包围的区域内。
根据上述的图像显示装置，上述图像数据处理单元还包括，从多个候选色调中选择所希望的一个色调作为在上述彩色监视单元上进行显示的图像的色调的色调选择单元；这里，上述候选选择单元选择候选彩色显示信号值组，使得上述所希望的一个色调与在上述彩色监视单元上显示的图像的色调相对应。
根据上述图像显示装置，下述公式成立
H＝C·2n
2(m+1)≤C≤2(m+3)
根据上述的图像显示装置，上述候选选择单元选择上述候选彩色显示信号值组，使得各候选彩色显示信号值组所表示的CIE色度坐标上的坐标点存在于用将CIE色度坐标(x，y)中的各坐标(0.2，0.275)、(0.275，0.225)、(0.325，0.4)、(0.4，0.35)连接起来的线所包围的区域内。
根据上述的图像显示装置，上述图像数据处理单元还包括，从多个候选色调中选择所希望的一个色调作为在上述彩色监视单元上显示的图像的色调的色调选择单元；这里，上述候选选择单元选择候选彩色显示信号值组，使得上述所希望的一个色调与在上述彩色监视单元上显示的图像的色调相对应。
附图说明
图1是第1实施形态中的图像显示装置的彩色图像显示单元的正面图。
图2是表示第1实施形态中的图像显示装置的概略结构的方框图。
图3是说明第1实施形态中的候选色的范围的说明图。
图4是表示第1实施形态中的变换法则生成过程的流程图。
图5是表示第1实施形态中的在灰度选择过程中显示的画面的说明图。
图6是表示第1实施形态中的变换法则导出过程的流程图。
图7是表示第1实施形态中的试验图形与显示特性的关系的说明图。
图8是第1实施形态中的标准显示函数的生成的说明图。
图9是第1实施形态中的标准显示函数的生成的说明图。
图10是第1实施形态中的标准显示函数的生成的说明图。
图11是表示第1实施形态中的RGB值的选拔的流程图。
图12是表示第1实施形态中的基于亮度的选择色的选拔的说明图。
图13是表示第1实施形态中的图像显示方法的流程图。
图14是表示第2实施形态中的RGB值的选拔的流程图。
图15是表示第2实施形态中的基于色度的选拔的说明图。
图16是表示第2实施形态中的基于色度的选拔的说明图。
图17是表示实施例1的评价结果的曲线图。
图18是表示实施例2的评价结果的曲线图。
具体实施方式
[第1实施形态]
以下，参照附图说明本发明的图像显示装置1的第1实施形态。但并非将发明的范围限定于图示例。
图1是本实施形态的图像显示装置1中的彩色图像显示单元的正面图。另外，图2是表示第1实施形态中图像显示装置1的概略结构的方框图。图像显示装置1例如是医疗用诊断装置的彩色监视器。如图2所示，在图像显示装置1中，具备根据内部信号值显示彩色图像的、作为单色图像显示单元的液晶面板(LCD(液晶显示器))2、和驱动显示单元的作为显示驱动单元的液晶驱动单元3。
能够在本实施形态中适用的液晶面板2的种类没有特别限定，另外，关于液晶驱动单元3驱动液晶面板2的方式，也能够适用TN(Twisted Nematic，扭曲向列)方式、STN(Super Twisted Nematic，超级扭曲向列)方式、MVA(Multi-domain Vertical Alignment，多象限垂直配向)方式、IPS(In-Plane Switching，板内切换)方式等各种驱动方式。另外，在本实施形态中，液晶面板2根据未图示的彩色滤光片，能够再现红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的各8位(256级)的灰度。
另外，在本实施形态中，使用由红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的3色构成的液晶面板，但并不限于红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的3色，例如也可以是黄色(Y)、深红色(M)、蓝绿色(C)的3色。另外，既可以是4色以上，也可以是R、G、B、Y、M、C的6色，或者色调不同的红色(R1、R2)、绿色(G1、G2)、蓝色(B1、B2)的6色。后述的图像处理也不限于红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的3色。另外，不限于根据彩色滤光片进行多色显示的情况，还能够在切换多色的光源进行多色显示的图像显示装置中使用。
另外，图像显示装置1具备从非观察一侧向液晶面板2照射光的背灯4。背灯4只要是能提供用于照明液晶面板2的充足的光的设备即可，例如，能够适用LED、冷阴极荧光管、热阴极荧光管、其它的发光元件等，为了能够在医疗用途的监视器中也可适宜地利用，最好能够进行最大亮度500～5000cd/m2的显示。
另外，在图像显示装置1中，具备测定在液晶面板2的特定的目标区域T中显示的图像的显示特性的测定单元5。测定单元5能够根据液晶面板2的种类，能够使用亮度计或者色度计等众所周知的彩色传感器。另外，图示的测定单元5是接触型传感器，但也能够使用非接触型传感器，与进行测定的方法无关。进而，关于测定单元5的装置结构，能够使用在图像显示装置1中内置/外附的任一种。测定单元5与后述的LUT生成单元13连接，LUT生成单元13测定在每次切换液晶面板2上显示的试验图形时所显示的显示特性，把测定结果输出到LUT生成单元13。
所谓液晶面板2的显示特性是与输入到液晶面板2的RGB值和与其相对应的显示光的亮度以及/或者色度有关的信息。与亮度以及/或者色度有关的信息能够使用一般使用的表色的指标。例如，可以举出以CIE决定的XYZ表色系统、X10Y10Z10表色系统、xyz色度坐标、X10Y10Z10色度坐标、以及作为均等色度图(Uniform ChromaticityScale Diagram，UCS色度)的L*a*b*表色系统、L*C*h*表色系统、L*u*v*表色系统等，但并不限于这些。
与亮度以及/或者色度有关的信息既可以在液晶面板2的目标区域T中显示试验图形、并使用测定单元5在预定的定时进行测定，也可以在出厂时，预先存储在液晶面板2上显示并测定的试验图形的结果。另外，也可以不使用对于各个显示装置的测定结果，而作为预定的变换式、预先存储与RGB值相对的的亮度以及/或者色度有关的信息的对应关系。
测定单元5测定显示特性的特定目标区域T的位置以及大小没有特别限制，在本实施形态中，指的是液晶面板2的显示画面的中央部分中的大约10％面积的区域。测定单元5在线连接到图像显示装置1上，但例如也可以使用没有与图像显示装置1在线连接的测定单元测定显示特性，把该测定结果经过键盘等输入单元输入到图像显示装置1。
另外，在图像显示装置1中，构成为例如具备CPU(中央处理单元)、储存各种控制程序等的ROM(只读存储器)、暂时存储图像数据等的RAM(随机访问存储器)(均未图示)等，设置控制液晶驱动单元3的控制单元6、把控制单元6与外部设备连接起来的接口(I/F)7和输入单元15。
在接口7中，连接作为外部设备的图像生成装置8。图像生成装置8例如供给12位的单色图像数据，把单色图像数据的输入信号值(以下，也称为「P值」)输入到接口7。作为图像生成装置8没有特别限制，例如有X线诊断装置、MRI(磁共振成像)诊断装置、各种CT(计算机摄像)装置等各种医疗用诊断装置。
在控制单元6中具备帧存储器(图2中记为「FM」)9、数据处理单元10、LUT存储单元61以及LUT生成单元13。
帧存储器9储存经过接口7从图像生成装置8输入的每一帧的单色图像数据。
数据处理单元10把从帧存储器9输入的、n+m位的1个通道的单色图像数据「P值」数据分配到RGB的3个通道中，变换成n位的RGB显示图像数据。这里，在本实施形态中，控制单元6的数据处理单元10根据预先设定的对应关系，把n+m(n是大于等于8的正整数，m是大于等于2的正整数)位单色图像数据变换成n位RGB显示图像数据。具体地讲，数据处理单元10把所输入的n+m位的单色图像数据根据LUT存储单元61中预先存储的、作为对应关系的LUT，在RGB值中进行数据分配，变换成n位的RGB图像数据。
即，在本实施形态中，测定单元5、控制单元6以及输入单元X起到本发明的图像数据处理单元的作用。
在本实施形态中，虽然由于液晶面板2用R、G、B的3色进行图像显示，采用了变换成作为RGB的3个通道的彩色图像显示数据的RGB显示图像数据的方式，但在显示装置进行4色以上的图像显示时，可以变换成与显示色数相配的通道数的图像数据。
LUT生成单元13具备候选选择单元62、目标色度决定单元63、目标亮度设定单元64、色度计算单元65、亮度计算单元66、信号值决定单元67、试验图形保持单元68等，作为根据液晶面板2的显示特性生成作为对应关系的LUT的对应关系生成单元而起作用。LUT生成单元13与LUT存储单元61连接，在LUT生成单元13中生成的LUT存储到LUT存储单元61中。这里，LUT生成单元13在图像显示装置1出厂时或者每次经过一定期间、进行后述的液晶面板2的显示特性的测定，生成LUT。
目标色度决定单元63决定分别与单色图像数据的信号值相对应的目标色度，目标亮度设定单元64决定分别与单色图像数据的信号值相对应的目标亮度。
试验图形保持单元68保持作为试验图形而在液晶面板2上显示的多个均匀图像数据(RGB值)。所保持的试验图形的数量和种类没有特别限制，当把RGB值的所有组合作为试验图形时能进行正确的显示图形的测定，这是非常理想的，然而RGB值的全部组合大约有1677万色(＝2563)、因此难以实现。所以，最好按照预定的条件限制显示·测定的RGB值的组合。
在本实施形态中，把RGB等值的256色作为试验图形。另外，为了提高测定的精度，还可以把等值的RGB值中的至少一个在预定范围内进行增减之后的组合也作为试验图形进行显示、测定。
LUT生成单元13由测定单元5测定显示试验图形时的色刺激值XYZ，输入测定结果。这里，色刺激值中的Y表示的值表示亮度。
色度计算单元65对于由候选选择单元62选择出的候选RGB显示图像数据的每一个计算色度，亮度计算单元66对于由候选选择单元62选择出的候选RGB显示图像数据的每一个计算亮度。另外，所谓「候选RGB显示图像数据(候选彩色显示信号值组，以下，为了简单，称为「候选色)，指的是在对于各个P值、使其与RGB值相对应时，从可显示的彩色显示图像数据的全部组合中，由于存在可选择性而作为候选色被列举出的RGB值的色组合数据群。
在色度计算单元65以及亮度计算单元66中，根据由测定单元5测定的试验图形的色刺激值和RGB值，生成近似推定在把未测定的RGB值的组合的RGB图像数据显示在液晶面板2上时的色刺激值XYZ的RGB-XYZ推定式。RGB-XYZ推定式用下述公式(1)表示。
( X - X min ) / ( X max - X min ) ( Y - Y min ) / ( Y max - Y min ) ( Z - Z min ) / ( Z max - Z min ) = C XR C XG C XB C YR C YG C YB C ZR C ZG C ZB ( R / 255 ) γ ( G / 255 ) γ ( B / 255 ) γ - - - ( 1 )
上述公式(1)的生成方法没有特别限制，例如，能够适用根据最小二乘法求上述公式(1)中的γ、CXR、CXG、……的10个未知变量的方法。另外，具有越增加所显示的试验图形的数量，越能够生成正确的RGB-XYZ推定式这样的优点。另一方面，还具有越减少所显示的试验图形的数量，越能够在短时间内生成RGB-XYZ推定式这样的优点。
色度计算单元65以及亮度计算单元66根据上述公式(1)，计算分别与候选色RGB显示图像数据相对应的色度信息以及亮度信息。
候选选择单元62从成为8位RGB显示图像数据群的RGB值的全部组合(2563个)中，作为候选RGB显示图像数据(即，候选彩色显示信号值组，或者为了简单，称为候选色)选择C·2^n个(2^(m+1)≤C≤2^(m+4))。
这里，8位RGB显示图像数据群的一般表现是用3个通道以上的多个通道(f通道)表现的n位f通道彩色显示图像数据群(n是大于等于8的整数)。即，如果一般地表现上述内容的话，从包含在n位彩色显示图像数据群中的所有的f个通道信号值的组合((2^n)^f个)中，选择H ＝C·2^n个(2^(m+1)≤C≤2^(m+4)，m是大于等于2的整数)的候选彩色显示信号值组(候选色)。
更详细地讲，候选选择单元62选择作为目标灰度特性而暂时决定的基准色及其接近色。接近色的选择方法例如是，对于各个基准色，在加上了RGB值的±α以内(α是自然数)的偏置值的范围内选择候选色(参照图3)。另外，偏置加法运算的结果是，从候选色中去除成为不能显示的值范围(信号值小于0或者大于等于2n)的RGB数据。另外，偏置加法运算的结果是，在候选色重复的情况下，在去除了重复部分的基础上对候选色的选择数量进行计数。例如，在α＝2的情况下，为了能够取得RGB分别为-2～+2的5种数值，能够根据1个基准色生成候选色125个(＝5×5×5)。为了防止邻近的基准色的候选色重复，优选从上述125个中进一步缩减偏置个数。
这里，基准色的RGB值例如成为下述公式(2)所示。
Figure A20071013827400251
基准色的RGB值不限于等值，例如，在蓝色调的情况下，成为下述公式(3)所示。
Figure A20071013827400252
另外，候选选择单元62考虑液晶面板2的显示灰度数与色度的平衡而决定α的值。在本实施形态中，α可以是正的整数，而最好是小于等于3，使得候选色的数量H不增加过度。另一方面，如果α大于等于4，则作为候选色的选择范围过大，计算时间变长，同时有可能选择不理想的色度的彩色显示图像数据。
另外，候选选择单元62根据按照使用者的喜好所选择的色调，决定选择候选色时的基准色。例如，候选选择单元62预先使用公式(2)或者公式(3)，保存与各色调相对应的基准色或者候选色的数据。例如，候选选择单元62还具有用于从多个候选色调中，把在上述彩色图像显示单元上显示的图像的色调选择成使用者所希望的一个色调的色调选择单元的功能。
候选选择单元62作为候选色仅从基准色中选择±α范围内而且单色区域内的RGB显示图像数据。
这里，所谓单色区域如下定义。对于使用看片灯显示各种蓝底单色胶片的图像时的色调，实际上在取各胶片、各光源、胶片中的各浓度中的色调的实测值时，色度的实测值集中在相当狭窄的区域中。而且，如果考虑色度的测定误差等，x、y最好都具有大约±0.01～0.02左右的余量。其结果是，在本实施形态中，把单色区域取为用CIE色度坐标上的各坐标(0.2，0.275)、(0.275，0.225)、(0.325，0.4)、(0.4，0.35)包围的区域。
候选选择单元62最好是当RGB显示图像数据的显示色的3刺激值Y、CIE色度上的坐标(x，y)把预定的色度坐标上的目标值作为x0、y0，把色差记为Δxy＝{(x-x0)^2+(y-y0)^2}^(1/2)，把预定的允许误差记为Δxy0时，作为候选色仅选择Δxy≤Δxy0那样的RGB显示图像数据。
例如，候选选择单元62把x0、y0确定为(R、G、B)＝(255，255，255)时的色度坐标(x，y)，把预定的允许误差Δxy0取为0.01，把满足Δxy≤Δxy0的条件的RGB数据作为候选色。
这里，至少在一部分亮度范围中，如果确定成使目标值x0、y0的双方都减少，则能够忠实地表现现有的蓝底胶片的图像色调，非常理想。具体地讲，在公式(3)中，在βr、βg的至少一部分亮度范围中，能够通过采用显示时的亮度、即对于各个P值的目标亮度Y那样小的小值来实现。
候选选择单元62选择的候选色的数量C·2^n兼顾计算时间的缩短和多色调显示时所需要的数量而决定。一般地，在单色图像的显示中不需要把1600万色全部作为候选色的对象，因此仅是计算时间变长。
另外，候选选择单元62也可以对于单色图像数据的P值的每一个，在后述的每次候选选择过程中进行候选色的选择，另外，如上所述，不仅是在基准值上附加偏置值、机械地选择候选色的方法，也可以预先选择并保存候选色群。
信号值决定单元67决定分别与单色图像数据的P值相对应的RGB显示图像数据的RGB值。具体地讲，信号值决定单元67从候选RGB显示图像数据中，根据来自目标亮度设定单元64以及亮度计算单元66的亮度信息决定一个候选色，把其RGB值作为RGB显示图像数据而设定对应关系。
其次，说明本发明的图像显示方法。
首先，说明在LUT生成单元13中执行的LUT生成处理的详细过程。LUT生成处理是为了在图像显示装置1中进行适宜的色调的单色图像显示、而生成或者修正LUT的处理，例如，在图像显示装置1出厂时，通过输入单元15的操作开始处理。
在LUT生成处理中，执行本实施形态中的作为对应关系生成过程的变换规则生成过程(参照图4)。变换规则生成过程大致分为选择使用者所希望的显示图形的色调的过程(步骤S1)、取得液晶面板2的显示特性的过程(步骤S2)、导出变换规则的过程(步骤S3)、对应关系设定过程(步骤S4)。
在色调选择过程(步骤S1)中，例如，在显示屏2上显示图5所示的色调不同的多个画面，使用鼠标等输入单元X(参照图2)选择使用者喜好的显示图像色调，存储该信息。图5中，色调选择方法的构成是，把X光透射图像显示为中性灰色的色调和带有3种不同浓度蓝色的、总计4种色调，通过在使用者所希望色调的图像上点击鼠标指针选择色调，但色调选择的方法并不限于该方法。根据在色调选择过程中的色调选择的结果，候选选择单元62使用进行低灰度对应关系过程所决定的对应关系、设定基准色。例如，使用公式(2)或者公式(3)决定与使用者所希望的色调相对应的基准色。另外，候选选择单元62也可以从预先存储的多种基准色中，选择并决定与使用者所希望的色调相对应的基准色。
在显示特性取得过程(步骤S2)中，对于输入到液晶面板2的RGB值，取得与来自液晶面板2的显示光的亮度以及/或者色度有关的信息的对应关系。更详细地讲，在显示特性取得过程(步骤S2)中，图像显示装置1由LUT生成单元13测定液晶面板2的显示特性。即，LUT生成单元13在液晶面板2上依次显示保持在试验图形保持单元68中的试验图形，同时在每次切换试验图形的显示时，由测定单元5测定CIE XYZ表色系统的色刺激值XYZ。
在色度计算单元65以及亮度计算单元66中，根据测定为试验图形的RGB值的色刺激值XYZ，生成用上述公式(1)表示的RGB-XYZ推定式。这里，为了由LUT生成单元13生成正确的RGB-XYZ推定式，可以把在预定的范围内增减了试验图形的RGB值的颜色作为试验图形显示，测定液晶面板2的色刺激值。试验图形的RGB值的增减范围没有特别限制，而为了生成更正确的推定式，最好与候选色的范围一致。
在变换规则导出过程(步骤S3)中，根据与相对试验图形的RGB值的亮度以及/或者色度有关的信息的对应关系，导出把1ch的单色图像信号值(m+n位)变换成3ch的RGB值(n位)的变换规则，即LUT。另外，在本实施形态中，作为变换规则生成LUT，而也可以是变换式。另外，既可以是一个变换式或者LUT，也可以是多层变换规则的组合。
在对应关系设定过程(步骤S4)中，把在变换规则导出过程(步骤S3)中导出的上述变换规则作为对应关系存储到LUT存储单元61中。即，在对应关系设定过程(步骤S4)中，LUT生成单元13起到对应关系设定单元的作用。
这里，使用图6说明变换规则导出过程(步骤S3)的详细情况。另外，在本实施形态中，在导出上述变换规则时，定义成为「内部信号值的1个通道中间数据。详细地讲，分别生成(1)用于进行一个通道的n+m位单色图像数据「P值(1个通道信号值)与内部信号值(1个通道信号值)的对应的「DICOM(Digital Imaging andCommunications in Medicine医学数字成像和通信标准)校准LUT、(2)用于进行内部信号值(1个通道信号值)与RGB值(3个通道信号值)的对应的「单色多灰度化LUT」，通过把这两个LUT合成，使P值与RGB值建立对应关系。
在本实施形态中，把内部信号值的灰度数M取为212(＝4096)构成了内部信号值，但为了进行比液晶面板2的驱动灰度数多2位(4倍)以上的多灰度显示，也可以至少取为M＝210构成内部信号值。
首先，LUT生成单元13根据液晶面板2的显示特性，生成进行内部信号值与P值的相关性的DICOM校准变换规则(步骤S31)。这里，DICOM校准变换规则作为LUT生成最为理想。另外，最好生成为使得对于P值的显示亮度与DICOM PS 3.14规定的GSDF(标准显示函数)相对应，当前根据众所周知的DICOM校准等，也可以使用标准显示函数生成。
测定单元5的测定结果输出到控制单元6，LUT生成单元13使RGB值与试验图形的亮度建立对应关系。这时，LUT生成单元13如图7的表A所示，对于4096灰度的内部信号值(0～4095)内、以273间隔的16段内部信号值，分配256灰度的试验图形信号值RGB内的以17间隔的16段RGB值，与各个RGB值中的实测亮度建立对应关系。而且，LUT生成单元13通过按照比例分配、建立各内部信号值与RGB值的对应关系。这时，RGB值也可以不一定是整数。并且，例如使用上述式(1)计算出与各RGB值相对应的推定实测亮度，从而推定与4096灰度的内部信号值相对的推定实测亮度(参照表B、图8)。接着，LUT生成单元13求出推定实测亮度的最低亮度和最高亮度，根据GSDF将从最高亮度到最低亮度相对4096灰度的P值进行分配(参照图9)。
而且，如图10所示，生成把内部信号值与P值建立关联的校准LUT。图像显示装置1在调整为GSDF曲线的特性的情况下，内部信号值与P值是等价的，所生成的校准LUT成为斜率1的比例直线。另一方面，在图像显示装置1未调整的情况下，校准LUT成为与液晶面板2的特性相对应的曲线。
在候选选择过程中，由候选选择单元62对于单色图像数据的内部信号值的每一个，从具有2563那样的信号值的RGB显示图像数据中，选择(C·2^n个(2^(m+1)≤C≤2^(m+4))的候选RGB显示图像数据(候选色)(步骤S32)。通过把候选色限定在单色区域内，在进行以后的处理时，能够缩短计算时间，在此基础上，不会选择单色区域以外的RGB显示图像数据，非常理想。
在信号值决定过程中，从所选择出的候选色中进行基于亮度的、RGB值的选拔(步骤S33)。这样，通过进行基于亮度的RGB值的选拔，能够兼顾图像色调和灰度数。
这里，使用图11说明信号值决定过程中的RGB值的选拔。
首先，取k＝0(步骤S331)，由目标亮度设定单元64确定对于内部信号值k的目标亮度Y(k)。这里，所谓的目标亮度Y(k)是如果把成为内部信号值k的P值输入到图像显示装置1、则将在液晶面板2上表现的图像的亮度。具体地讲，能够把表B中表示的推定实测亮度用作为目标亮度Y(k)。
接着，亮度计算单元66使用上述公式(1)计算各候选色的亮度Y(亮度计算过程)。而且，如图12所示，由信号值决定单元67作为候选色选拔最接近目标亮度Y(k)的一个候选色。
LUT生成单元13把这样选择出的候选色的RGB值作为与内部信号值k相对应的RGB值。接着，对于内部信号值(k+1)也同样地进行RGB值的选择(步骤S333、步骤S334；No)，对于4096灰度的所有内部信号值进行RGB值的选择，结束LUT的生成(步骤S334；Yes)。
其次，使用图13说明由图像显示装置1进行的图像显示方法。
首先，从图像生成装置8把12位的单色图像数据输入到图像显示装置1(步骤S5)。所输入的单色图像数据经过接口7输入到控制单元6。输入到控制单元6中的单色图像数据保存在帧存储器9中。
保存在帧存储器9中的单色图像数据依次输出到数据处理单元10。数据处理单元10首先把单色图像数据变换成4096灰度的内部信号值，根据预先存储在LUT存储单元61中的LUT，在RGB值中进行数据分配，变换成8位的RGB图像数据(步骤S6)。
在步骤S6中，对于P值，进行「DICOM校准LUT处理、变换成内部信号值k，接着，进行把内部信号值k变换成RGB值的「单色多灰度LUT处理。这里，LUT处理也可以不需要作为上述的两个阶段，例如，也可以把校准LUT和从内部信号值向RGB值的变换LUT进行合成，作为基于所得到的合成LUT的一个阶段的处理。
在步骤S6中变换了的RGB图像数据输出到液晶驱动单元3(步骤S7)，液晶驱动单元3显示基于RGB图像数据的图像，表现12位的单色图像(步骤S8)。另外，在本实施形态中，按照没有进行帧分割显示的处理进行了说明，但也能够进行帧分割显示。在进行帧分割显示的情况下，把在步骤S6中变换了的RGB图像数据分割成4个帧数据，把各个帧数据保存在未图示的第2帧存储器中，一边依次切换所保存的帧数据，一边输出到液晶驱动单元3。通过这样做，还能够表现超过12位的单色图像。
根据以上所述，依据本发明的图像显示装置1，由于测定液晶面板2的特性、生成或者修正LUT，因此不会受到液晶面板2的显示特性的变动的影响，能够进行单色图像的正确再现。
另外，由于从基准色选择±α的范围内而且色度成为单色区域内的候选色，因此不存在选择单色区域以外的RGB显示图像数据的可能性，同时，能够对于这样的RGB显示图像数据计算亮度并进行信号值决定过程，因此能够缩短计算时间。另外，通过使选择色在单色区域以内，在信号值决定过程中，即使以简单的算法处理选拔一个选择色，也能够使选择色可靠地成为单色区域内的颜色。
另外，由于不限于等值，把候选色的RGB值偏置在±α的范围内，因此能够增加作为选择色的选择分支，能够进行超过显示单元的灰度特性的多灰度显示，能够在显示单元中表现灰度分辨率高的图像。
另外，由于能够使用RGB-XYZ推定式推定亮度以及色度，因此能够从内部信号值推定目标亮度，同时能够从RGB值推定在液晶面板2上显示的色度。而且，由于使用推定式对于多个候选色计算亮度并选拔一个候选色，因此不需要对于所有的候选色推定亮度，能够缩短在LUT修正处理中所需要的时间以及简化处理。
另外，在本实施形态中，在图像显示装置1的内部安装控制单元6，但也可以使个人计算机等承担控制单元6的功能。
另外，在本实施形态中，即使不进行FRC显示也能进行多灰度显示，但也能够构成为通过与FRC显示进行组合、从而进行多灰度的图像显示。
[第2实施形态]
使用图14的流程图说明图6的步骤S33中的RGB值的选拔的第2实施形态。如图14所示，在本实施形态中，在信号值决定过程中，接着基于亮度的一次选拔、进行基于色度的二次选拔这一点与第1实施形态不同。以下，说明与第1实施形态不同的处理。
在本实施形态中，候选选择单元62从成为8位的RGB显示图像数据群的RGB值的组合(2563个)中，作为候选RGB显示图像数据(候选色)选择C·2^n个(2^(m+1)≤C≤2^(m+3))。
并且，候选选择单元62作为候选色选择加上了基准色的RGB值的±α以内的偏置(加法运算以后除去小于0或者成为大于等于2n的值)后的范围内的颜色。α只要是正的整数即可，然而为了使候选色的数量不增加过度，优选大于等于1且小于等于3。另外，为了进行基于亮度和色度的两个阶段的选拔，也可以相比第1实施形态、增大α。
在本实施形态的图像显示方法中，在信号值决定过程中，由目标亮度设定单元64决定对于内部信号值k＝0的目标亮度Y(k)(步骤S335)。然后，亮度计算单元66使用上述公式(1)计算各候选色的亮度Y(亮度计算过程)。而且，由信号值决定单元67一次选拔最接近目标亮度Y(k)的多个候选色A～C(第1次候选RGB显示图像数据)(步骤S336，亮度选拔过程)。这里，在本实施形态中，把在一次选拔中选择出的第1次候选RGB显示图像数据的数量取为3，然而该数量没有特别限制，能够适当变更。
接着，色度计算单元65对于候选色A～C的每一个，使用上述公式(1)计算色刺激值XYZ，根据计算出的色刺激值求色度(色度计算过程)。这里，色度(L*，a*，b*)一般是使用色刺激值XYZ，按照下述公式(4)～(6)表现的、作为均衡色空间的CIE L*a*b*表色系统。
L * = 116 ( Y / Yo ) 1 3 - 16 - - - ( 4 )
a * = 500 { ( X / Xo ) 1 3 - ( Y / Yo ) 1 3 } - - - ( 5 )
b * = 200 { ( Y / Yo ) 1 3 - ( Z / Zo ) 1 3 } - - - ( 6 )
另外，目标色度决定单元63把对于单色图像数据的内部信号值(k-1)选择出的RGB值的色度作为目标色度。而且，信号值决定单元67求这样求出的目标色度与候选色A～C的推定色度在CIE L*a*b*表色系统中的色差ΔE*ab(k-1)，在候选色A～C中，作为候选色二次选拔|ΔE*a b(k-1)|成为最小的颜色(步骤S337)。例如，如图12所示，在候选色A的推定色度最接近目标色度的情况下，候选色A成为选择色。
CIE L*a*b*表色系统中的色差ΔE*a b用下述公式(7)定义，但也可以作为去除了与亮度相对应的指标L*的影响的下述公式(8)进行定义。
ΔE * ab = { ( ΔL * ) 2 + ( Δa * ) 2 + ( Δb * ) 2 } 1 2 - - - ( 7 )
ΔE * ab = { ( Δa * ) 2 + ( Δb * ) 2 } 1 2 - - - ( 8 )
即，在步骤S337中，把与内部信号值k-1的单色图像数据建立了对应关系的RGB显示图像数据的色度作为目标色度。而且，在与内部信号值k的单色图像数据相对应的第1次候选RGB显示图像数据中，选择成为与目标色度的色差为最小的色度的RGB显示图像数据。通过这样选择RGB显示图像数据，能够抑制色度的分散性，在以通常的观察能力观看液晶面板2时，作为整体能够使色度的灰度连续性稳定。
另外，在步骤S337中使用的目标色度的数量没有特别限制。例如，可以把与信号值k的单色图像数据相对应的目标色度作为与信号值k-1的单色图像数据建立了对应关系的RGB显示图像数据的色度，以及与信号值k-2的单色图像数据建立了对应关系的RGB显示图像数据的色度(参照图15以及图16)。另外，在与信号值k的单色图像数据相对应的第1次候选RGB显示图像数据中，把与信号值k-1的单色图像数据建立了对应关系的RGB显示图像数据的色度的色差记为|ΔE*a b(k-1)|，把与信号值k-2的单色图像数据建立了对应关系的RGB显示图像数据的色度的色差记为|ΔE*a b(k-2)|。而且，还能选择|ΔE*a b(k-1)|-|ΔE*a b(k-2)|为最大的RGB显示图像数据。在适用了本算法的情况下，在图15以及图16中选择候选色B。即，在这样选择RGB显示图像数据的情况下，邻接的单色图像数据的信号值中的色度的变动在使用者能够允许的范围内，交互选择成为最大的RGB显示图像数据和成为最小的RGB显示图像数据。从而，与邻接的单色图像数据的信号值建立对应关系的RGB显示图像数据之间的色度差也增大。然而，一般地在按通常的观察能力观看液晶面板2时，由于邻接的显示像素的密度比可视觉地识别的空间频率高，因此不能识别邻接的显示像素之间的色度差，作为整体识别为光滑。即，在低亮度部分和高亮度部分邻接的图像中，也能够使色度的灰度连续性稳定。
LUT生成单元13把这样选择出的一个选择色的RGB值作为与内部信号值k相对应的RGB值。接着，关于内部信号值(k+1)也同样进行RGB值的选择(步骤S338、步骤S339；No)，对于4096灰度的所有内部信号值进行RGB值的选择，结束LUT的生成(步骤S339；Yes)。
如上所述，依据本实施形态的图像显示装置1，从各内部信号值的候选色中，一次选拔接近理想亮度的颜色，接着，根据色度选择一个候选色，进行LUT的生成或者修正，能够使用反映了液晶面板2的显示特性的LUT。另外，由于可以从对于内部信号值的多个候选色中选拔候选色，因此能够增加对于一个内部信号值的RGB值的组合的选择分支。由此，能够进行超过液晶面板2的灰度特性的多灰度显示，能够显示灰度分辨率高的图像。
[实施例]
在显示8位彩色图像的显示图像装置中显示10～13位的单色图像数据，进行了所显示的图像的目视评价。所显示的单色图像数据的目标色如用下述公式(9)表示的那样，与在胶片上表现时同样地采用蓝底。这里，目标色成为用于决定选择色的示范解，其色数变得比选择色的色数少。
R ( k ) = Int ( k * 230 / 255 ) G ( k ) = Int ( k * 245 / 255 ) B ( k ) = k - - - ( 9 )
在本发明中，候选选择单元62从可显示色中以包括目标色及其附近的颜色的方式选择候选色，信号值决定单元67从候选色中决定最佳的选择色。所谓接近色，是指相对目标色的信号值差小的颜色，包含在以图3所示的目标色为中心的立方体形的网格中的各颜色。接近色相对目标色的信号值差没有特别限制，但在图3中信号值差成为±2。
另外，在以下的实施例中，假设候选色由目标色和其接近色构成，从C×2^n个候选色中决定一个选择色。这里，C是2的乘数，取为1≤C≤480的范围。即，在8位下当C＝1时、候选色成为256个，RGB值与等值的现有例相同。另外，在8位下当C ＝65536时，与从可显示色中直接决定选择色的现有例相同。
[实施例1]
在本实施例中，按照与第1实施形态的对应关系设定过程生成LUT。对于成为1像素/step的13位的1个通道灰度(grey scale)图像数据，实施上述LUT处理，从而生成包括RGB非等值色的灰度图像数据，显示在液晶面板上(ナナォ公司产医疗用彩色LCDRadiForce R22-5，RGB3通道，DDL256灰度)。这时，作为图像显示软件使用了Adobe公司制作的Ph 7.0，把1step的宽度取为0.27mm，显示100％图像。由于与显示灰度数无关、图像尺寸是相同的，因此实质上8位显示是32像素/step，10位显示是8像素/step，12位显示是2像素/step，13位显示是1像素/step。另外，所使用的灰度是中等亮度区域(DDL＝128左右)。
从液晶面板的画面隔开50cm的距离目视评价了所显示的图像。目视评价由3名评价者A～C从亮度色调平滑度以及色不均匀的观点出发、进行了三级评价。以下的表1中表示评价结果。
【表1】
(1)n＝8，m＝2时
  C   1   2   4   8   12   16   24   32   48   64   80   160   240   320   480
 评价者A   2   2   2   3   3   3   3   3   2   1   1   1   1   1   1
 评价者B   2   2   2   2   3   3   3   3   2   1   1   1   1   1   1
 评价者C   2   2   3   3   3   3   3   3   2   2   1   1   1   1   1
 平均   2.0   2.0   2.3   2.7   3.0   3.0   3.0   3.0   2.0   1.3   1.0   1.0   1.0   1.0   1.0
(2)n＝8，m＝3时
  C   1   2   4   8   12   16   20   24   48   64   80   160   240   320   480
 评价者A   2   2   2   2   2   3   3   3   3   3   2   2   1   1   1
 评价者B   2   2   2   2   2   2   3   3   3   3   2   2   1   1   1
 评价者C   2   2   2   2   2   3   3   3   3   3   2   2   1   1   1
 平均   2.0   2.0   2.0   2.0   2.0   2.7   3.0   3.0   3.0   3.0   2.0   2.0   1.0   1.0   1.0
(3)n＝8，m＝4时
  C   1   2   4   8   12   16   20   24   48   64   80   160   240   320   480
 评价者A   1   2   2   2   2   2   2   2   3   3   3   2   2   1   1
 评价者B   1   2   2   2   2   2   2   2   3   3   3   3   2   1   1
 评价者C   1   2   2   2   2   2   2   3   3   3   3   3   2   1   1
 平均   1.0   2.0   2.0   2.0   2.0   2.0   2.0   2.3   3.0   3.0   3.0   2.7   2.0   1.0   1.0
(4)n＝8，m＝5时
  C   1   2   4   8   12   16   20   24   48   64   80   160   240   320   480
  评价者A   1   1   1   1   2   2   2   2   2   2   3   3   3   3   2
  评价者B   1   1   1   1   1   2   2   2   2   2   3   3   3   2   2
  评价者C   1   1   1   1   2   2   2   2   2   2   3   3   3   2   2
  平均   1.0   1.0   1.0   1.0   1.7   2.0   2.0   2.0   2.0   2.0   3.0   3.0   3.0   2.3   2.0
亮度色调光滑，而且不能够看出颜色不均匀：3
亮度色调光滑，但能够看出颜色不均匀：2
亮度色调不光滑，但不能够看出颜色不均匀：2
亮度不光滑，而且能够看出颜色不均匀：1
计算3名评价者的平均，求出了对于各个m值、评价值的平均成为大于等于2.5的边界值，其结果成为以下的表2所示，图17表示其曲线。
【表2】
平均值成为大于等于2.5的边界值(下限)
  m   2   3   4   5
  C   8.0   16.0   48.0   80.0
  log2(C)   3.0   4.0   5.6   6.3
平均值成为大于等于2.5的边界值(上限)
   m    2     3     4     5
   C    32.0     64.0    1600     240.0
   log2(C)    5.0     6.0    7.3     7.9
这里，原理上能够显示的彩色显示图像数据的数量越多、越能够决定表现适当的选择色的RGB值的组合，但其相反一面，存在选择最佳颜色的概率也降低，而且损害色调特性这样的问题。依据本实施例，由于从能够显示的无数彩色显示图像数据中预先选择候选色，从候选色中决定选择色，因此能够决定最佳的RGB值的组合。
另外，如图17所示，由于当满足下述公式(10)时评价结果良好，因此明确了候选色数量的理想范围。
[数10]
2(m+1)≤C≤2(m+3)    ···(10)
[实施例2]
在本实施例中，根据第2实施形态的对应关系设定过程生成了LUT。通过对于成为1像素/step的13位的1个通道灰度实施上述LUT处理，生成包括RGB非等值色的灰度，与实施例1同样地显示在液晶面板上。与实施例1同样地目视评价所显示的图像，在以下的表3中表示评价结果。
【表3】
(1)n＝8，m＝2时
  C   1   2   4   8   12   16   24   32   48   64   80   160   240   320   480
 评价者A   2   2   2   3   3   3   3   3   3   3   3   2   2   2   2
 评价者B   2   2   2   2   3   3   3   3   3   3   2   2   2   2   1
 评价者C   2   2   3   3   3   3   3   3   3   3   2   2   2   2   2
 平均   2.0   2.0   2.3   2.7   3.0   3.0   3.0   3.0   3.0   3.0   2.3   2.0   2.0   2.0   1.7
(2)n＝8，m＝3时
  C   1   2   4   8   12   16   20   24   48   64   80   160   240   320   480
 评价者A   2   2   2   2   2   3   3   3   3   3   3   3   2   2   2
 评价者B   2   2   2   2   2   2   3   3   3   3   3   2   2   2   2
 评价者C   2   2   2   2   2   3   3   3   3   3   3   3   2   2   2
 平均   2.0   2.0   2.0   2.0   2.0   2.7   3.0   3.0   3.0   3.0   3.0   2.7   2.0   2.0   2.0
(3)n＝8，m＝4时
  C   1   2   4   8   12   16   20   24   48   64   80   160   240   320   480
 评价者A   1   2   2   2   2   2   2   2   3   3   2   3   3   2   2
 评价者B   1   2   2   2   2   2   2   2   3   3   2   3   3   3   2
 评价者C   1   2   2   2   2   2   2   3   3   3   2   3   3   3   3
 平均   1.0   2.0   2.0   2.0   2.0   2.0   2.0   2.3   3乃   3.0   2.0   3.0   3.0   2.7   2.3
(4)n＝8，m＝5时
  C   1   2   4   8   12   16   20   24   48   64   80   160   240   320   480
 评价者A   1   1   1   1   2   2   2   2   2   2   3   3   3   3   3
 评价者B   1   1   1   1   1   2   2   2   2   2   3   3   3   3   3
 评价者C   1   1   1   1   2   2   2   2   2   2   3   3   3   3   3
 平均   1.0   1.0   1.0   1.0   1.7   2.0   2.0   2.0   2.0   2.0   3.0   3.0   3.0   3.0   3.0
亮度色调光滑，而且不能够看出颜色不均匀：3
亮度色调光滑，但能够看出颜色不均匀：2
亮度色调不光滑，但不能够看出颜色不均匀：2
亮度不光滑，而且能够看出颜色不均匀：1
计算3名评价者的平均，求出了对于各个m值、评价值的平均成为大于等于2.5的边界值，其结果成为以下的表4所示，图18表示其曲线。
【表4】
平均值成为大于等于2.5的边界值(下限)
    m     2   3   4     5
    C     8.0   16.0   48.0     80.0
   low2(C)     3.0   4.0   5.6     6.3
平均值成为大于等于2.5的边界值(上限)
    m   2     3     4     5
    C   64.0     160.0     320.0     -
    log2(C)   6.0     7.3     8.3     -
依据本实施例，由于与实施例1同样地、从能够显示的无数彩色显示图像数据中预先选择候选色，从候选色中决定选择色，因此能够决定最佳的RGB值的组合。另外，如图18所示，由于当满足下述公式(11)时评价结果良好，因此明确了候选色数量的理想范围。
【数11】
2(m+1)≤C≤2(m+4)    ···(11)
在本实施例中，由于在基于亮度的一次选拔以后接着进行基于色度的二次选拔、决定选择色，因此与仅根据亮度决定选择色的实施例1相比较，减少了选择不理想的R、G、B的组合的危险，候选色数量的理想范围也比实施例1多。由于能够增多候选色，因此能够以理想的色调表现更高的灰度数。
另外，在本实施形态中取为n＝8，而在n＞8的情况下也能够起到同样的作用效果。另外，把1个通道的单色图像数据变换成3个通道的RGB彩色显示图像数据，而彩色显示图像数据不限于RGB的3个通道，也能够适当地变更成CMYK等。
另外，在本实施例中，测定了3名评价者的评价值每一个都是3点时的显示结果的一部分，其结果是能够确认每种显示色都位于用CIE色度坐标上的各坐标(0.2，0.275)、(0.275，0.225)、(0.325，0.4)、(0.4，0.35)所包围的区域的范围内。
依据本发明，通过预先选择候选彩色显示图像数据，能够缩短在信号值决定过程中所需要的计算时间。另外，通过在理想范围内选择了候选彩色显示图像数据以后进行信号值决定过程，因此能够排除选择不理想的色调的彩色显示图像数据的危险，可以得到适宜色调的对应关系。从而，即使使用驱动灰度数少的廉价的彩色显示单元，对于灰度数大于等于4倍的单色图像数据的输入，也能够显示对于进行医用图像诊断而言、具有充分的灰度再现性以及色调的图像。进而，由于能够用简单的算法进行信号值决定过程，因此可以减少信号值决定时的条件数，还能够降低引起错误的可能性。

Claims (28)

1.一种图像显示方法，该图像显示方法根据预先设定的、用1个通道表现的n+m位单色图像数据(n是大于等于8的整数，m是大于等于2的整数)和用大于等于3个通道的多个通道表现的n位彩色显示图像数据群的对应关系，把上述n+m位单色图像数据变换成上述多个通道n位彩色显示图像数据群，根据该被变换了的n位彩色显示图像数据群，在彩色监视器上显示图像，该方法包括，
从包含在上述n位彩色显示图像数据群中的上述多个通道的信号值的所有组合中，作为候选彩色显示信号值组、选择H个上述多个通道的信号值的组合；
从上述H个候选彩色显示信号值组中，对于上述n+m位单色图像数据的各信号值的每一个、决定与上述n+m位单色图像数据的各信号值相对应的1个彩色显示信号值组；
设定上述n+m位单色图像数据的各信号值和与其相对应决定的上述彩色显示信号值组的上述对应关系。
2.根据权利要求1所述的图像显示方法，进一步包括，
取得分别与上述n+m位单色图像数据的信号值相对应的亮度信息；
取得分别与上述n+m位单色图像数据的信号值相对应的色度信息；
这里，在上述对应彩色显示信号值组决定步骤中，根据所取得的上述亮度信息以及上述色度信息，决定分别与上述n+m位单色图像数据的各信号值相对应的彩色显示信号值组。
3.根据权利要求1所述的图像显示方法，
选择候选彩色显示信号值组，使得各候选彩色显示信号值组所表示的CIE色度坐标上的坐标点存在于用将CIE色度坐标(x，y)中的各坐标(0.2，0.275)、(0.275，0.225)、(0.325，0.4)、(0.4，0.35)连接起来的线所包围的区域内。
4.根据权利要求1所述的图像显示方法，进一步包括，
从多个候选色调中选择所希望的一个色调作为在上述彩色监视器上进行显示的图像的色调；
这里，选择候选彩色显示信号值组，使得上述所希望的一个色调与在上述彩色监视器上显示的图像的色调相对应。
5.根据权利要求1所述图像显示方法，
下述公式成立
H＝C·2n
2(m+1)≤C≤2(m+4)。
6.根据权利要求5所述的图像显示方法，进一步包括，
取得分别与上述n+m位单色图像数据的信号值相对应的亮度信息；
取得分别与上述n+m位单色图像数据的信号值相对应的色度信息；
这里，在上述对应彩色显示信号值组决定步骤中，根据所取得的上述亮度信息以及上述色度信息，决定分别与上述n+m位单色图像数据的各信号值相对应的彩色显示信号值组。
7.根据权利要求5所述的图像显示方法，
选择候选彩色显示信号值组，使得各候选彩色显示信号值组所表示的CIE色度坐标上的坐标点存在于用将CIE色度坐标(x，y)中的各坐标(0.2，0.275)、(0.275，0.225)、(0.325，0.4)、(0.4，0.35)连接起来的线所包围的区域内。
8.根据权利要求5所述的图像显示方法，进一步包括，
从多个候选色调中选择所希望的一个色调作为在上述彩色监视器上进行显示的图像的色调；
这里，选择候选彩色显示信号值组，使得上述所希望的一个色调与在上述彩色监视器上显示的图像的色调相对应。
9.一种图像显示方法，该图像显示方法根据预先设定的、用1个通道表现的n+m位单色图像数据(n是大于等于8的整数，m是大于等于2的整数)和用大于等于3个通道的多个通道表现的n位彩色显示图像数据群的对应关系，把上述n+m位单色图像数据变换成上述多个通道n位彩色显示图像数据群，根据该被变换了的n位彩色显示图像数据群，在彩色监视器上显示图像，该方法包括，
从包含在上述n位彩色显示图像数据群中的上述多个通道的信号值的所有组合中，作为候选彩色显示信号值组、选择H个上述多个通道的信号值的组合；
取得分别与上述n+m位单色图像数据的信号值相对应的亮度信息；
根据所取得的上述亮度信息，从上述H个候选彩色显示信号值组中，对于上述n+m位单色图像数据的各信号值的每一个、决定与上述n+m位单色图像数据的各信号值相对应的1个彩色显示信号值组；
设定上述n+m位单色图像数据的各信号值和与其相对应决定的上述彩色显示信号值组的上述对应关系。
10.根据权利要求9所述的图像显示方法，
选择候选彩色显示信号值组，使得各候选彩色显示信号值组所表示的CIE色度坐标上的坐标点存在于用将CIE色度坐标(x，y)中的各坐标(0.2，0.275)、(0.275，0.225)、(0.325，0.4)、(0.4，0.35)连接起来的线所包围的区域内。
11.根据权利要求9所述的图像显示方法，进一步包括，
从多个候选色调中选择所希望的一个色调作为在上述彩色监视器上进行显示的图像的色调；
这里，选择候选彩色显示信号值组，使得上述所希望的一个色调与在上述彩色监视器上显示的图像的色调相对应。
12.根据权利要求9所述图像显示方法，
下述公式成立
H＝C·2n
2(m+1)≤C≤2(m+3)。
13.根据权利要求12所述的图像显示方法，
选择候选彩色显示信号值组，使得各候选彩色显示信号值组所表示的CIE色度坐标上的坐标点存在于用将CIE色度坐标(x，y)中的各坐标(0.2，0.275)、(0.275，0.225)、(0.325，0.4)、(0.4，0.35)连接起来的线所包围的区域内。
14.根据权利要求12所述的图像显示方法，进一步包括，
从多个候选色调中选择所希望的一个色调作为在上述彩色监视器上进行显示的图像的色调；
这里，选择候选彩色显示信号值组，使得上述所希望的一个色调与在上述彩色监视器上显示的图像的色调相对应。
15.一种图像显示装置，该图像显示装置包括：根据预先设定的、用1个通道表现的n+m位单色图像数据(n是大于等于8的整数，m是大于等于2的整数)和用大于等于3个通道的多个通道表现的n位彩色显示图像数据群的对应关系，把上述n+m位单色图像数据变换成上述多个通道n位彩色显示图像数据群的图像数据处理单元、以及根据该被变换了的n位彩色显示图像数据群、显示彩色图像的彩色图像显示单元，
上述图像数据处理单元包括，
从包含在上述n位彩色显示图像数据群中的上述多个通道的信号值的所有组合中，作为候选彩色显示信号值组、选择H个上述多个通道的信号值的组合的候选选择单元；
从由上述候选选择单元选择出的上述H个候选彩色显示信号值组中，对于上述n+m位单色图像数据的各信号值的每一个、决定与上述n+m位单色图像数据的各信号值相对应的1个彩色显示信号值组的信号值决定单元；以及
设定上述n+m位单色图像数据的各信号值和与其相对应、由上述信号值决定单元决定的前期彩色显示信号值组的上述对应关系的对应关系设定单元。
16.根据权利要求15所述的图像显示装置，
上述图像数据处理单元还包括，
取得分别与上述n+m位单色图像数据的信号值相对应的亮度信息的亮度信息取得单元；以及
取得分别与上述n+m位单色图像数据的信号值相对应的色度信息的色度信息取得单元；
这里，上述信号值决定单元根据由上述亮度信息取得单元取得的亮度信息以及由上述色度信息取得单元取得的色度信息，决定分别与上述n+m位单色图像数据的各信号值相对应的彩色显示信号值组。
17.根据权利要求15所述的图像显示装置，
上述候选选择单元选择上述候选彩色显示信号值组，使得各候选彩色显示信号值组所表示的CIE色度坐标上的坐标点存在于用将CIE色度坐标(x，y)中的各坐标(0.2，0.275)、(0.275，0.225)、(0.325，0.4)、(0.4，0.35)连接起来的线所包围的区域内。
18.根据权利要求15所述的图像显示装置，
上述图像数据处理单元还包括，
从多个候选色调中选择所希望的一个色调作为在上述彩色监视单元上显示的图像的色调的色调选择单元；
这里，上述候选选择单元选择候选彩色显示信号值组，使得上述所希望的一个色调与在上述彩色监视单元上显示的图像的色调相对应。
19.根据权利要求15所述的图像显示装置，
下述公式成立
H＝C·2n
2(m+1)≤C≤2(m+4)。
20.根据权利要求19所述的图像显示装置，
上述图像数据处理单元还包括，
取得分别与上述n+m位单色图像数据的信号值相对应的亮度信息的亮度信息取得单元；以及
取得分别与上述n+m位单色图像数据的信号值相对应的色度信息的色度信息取得单元；
这里，上述信号值决定单元根据由上述亮度信息取得单元取得的亮度信息以及由上述色度信息取得单元取得的色度信息，决定分别与上述n+m位单色图像数据的各信号值相对应的彩色显示信号值组。
21.根据权利要求19所述的图像显示装置，
上述候选选择单元选择上述候选彩色显示信号值组，使得各候选彩色显示信号值组所表示的CIE色度坐标上的坐标点存在于用将CIE色度坐标(x，y)中的各坐标(0.2，0.275)、(0.275，0.225)、(0.325，0.4)、(0.4，0.35)连接起来的线所包围的区域内。
22.根据权利要求19所述的图像显示装置，
上述图像数据处理单元还包括，
从多个候选色调中选择所希望的一个色调作为在上述彩色监视单元上显示的图像的色调的色调选择单元；
这里，上述候选选择单元选择候选彩色显示信号值组，使得上述所希望的一个色调与在上述彩色监视单元上显示的图像的色调相对应。
23.一种图像显示装置，该图像显示装置包括：根据预先设定的、用1个通道表现的n+m位单色图像数据(n是大于等于8的整数，m是大于等于2的整数)和用大于等于3个通道的多个通道表现的n位彩色显示图像数据群的对应关系，把上述n+m位单色图像数据变换成上述多个通道n位彩色显示图像数据群的图像数据处理单元、根据该被变换了的n位彩色显示图像数据群，显示彩色图像的彩色图像显示单元，
上述图像数据处理单元包括，
从包含在上述n位彩色显示的图像数据群中的上述多个通道的信号值的所有组合中，作为候选彩色显示信号值组、选择H个上述多个通道的信号值的组合的候选选择单元；
取得分别与上述n+m位单色图像数据的信号值相对应的亮度信息的亮度信息取得单元；
根据由上述亮度信息取得单元取得的上述亮度信息，从上述H个候选彩色显示信号值组中，对于上述n+m位单色图像数据的各信号值的每一个、决定与上述n+m位单色图像数据的各信号值相对应的1个彩色显示信号值组的信号值决定单元；
设定上述n+m位单色图像数据的各信号值和与其相对应、由上述信号值决定单元决定的前期彩色显示信号值组的上述对应关系的对应关系设定单元。
24.根据权利要求23所述的图像显示装置，
上述候选选择单元选择上述候选彩色显示信号值组，使得各候选彩色显示信号值组所表示的CIE色度坐标上的坐标点存在于用将CIE色度坐标(x，y)中的各坐标(0.2，0.275)、(0.275，0.225)、(0.325，0.4)、(0.4，0.35)连接起来的线所包围的区域内。
25.根据权利要求23所述的图像显示装置，
上述图像数据处理单元还包括，
从多个候选色调中选择所希望的一个色调作为在上述彩色监视单元上进行显示的图像的色调的色调选择单元；
这里，上述候选选择单元选择候选彩色显示信号值组，使得上述所希望的一个色调与在上述彩色监视单元上显示的图像的色调相对应。
26.根据权利要求23所述图像显示装置，
下述公式成立
H＝C·2n
2(m+1)≤C≤2(m+3)
27.根据权利要求26所述的图像显示装置，
上述候选选择单元选择上述候选彩色显示信号值组，使得各候选彩色显示信号值组所表示的CIE色度坐标上的坐标点存在于用将CIE色度坐标(x，y)中的各坐标(0.2，0.275)、(0.275，0.225)、(0.325，0.4)、(0.4，0.35)连接起来的线所包围的区域内。
28.根据权利要求26所述的图像显示装置，
上述图像数据处理单元还包括，
从多个候选色调中选择所希望的一个色调作为在上述彩色监视单元上显示的图像的色调的色调选择单元；
这里，上述候选选择单元选择候选彩色显示信号值组，使得上述所希望的一个色调与在上述彩色监视单元上显示的图像的色调相对应。
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