JP2010537223A5

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Publication number: JP2010537223A5
Application number: JP2010508542A
Authority: JP
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2013-03-14
Anticipated expiration: 2028-12-19

Description

本発明の実施形態は、低減された光源照度レベルを補償する修正光源照度レベル補償曲線作成のためのシステム及び方法、並びに、修正光源照度レベル補償曲線を適用した後に適用される追加のトーンスケールプロセスを含む。

本発明の一部の実施例では、低減された光源照度レベルを補償する修正光源照度レベル補償曲線の生成のための方法およびシステムの他に、前記修正光源照度レベル補償曲線を適用した後に適用される追加のトーンスケールプロセスを含む。

従来技術のバックライトＬＣＤシステムを示す図である。元の画素値とブーストされた画素値との間の関係を示すグラフである。元の画素値とクリッピングされ、ブーストされた画素値との間の関係を示すグラフである。種々の画素値変更方式における画素値に関連する輝度レベルを示すグラフである。種々の変更方式に従った、元の画素値と変更された画素値との関係を示すグラフである。トーンスケール調節モデルの一例の発生を示す図である。トーンスケール調節モデルのアプリケーションの一例を示す図である。トーンスケール調節モデルと利得マップの一例の発生を示す図である。トーンスケール調節モデルの一例を示すグラフである。利得マップの一例を示すグラフである。画像にトーンスケール調節モデルおよび利得マップを適用するプロセス例を示すフローチャートである。画像のある１つの周波数バンドにトーンスケール調節モデルを適用し、画像の別の周波数バンドに利得マップを適用するプロセス例を示すフローチャートである。ＭＦＰが変化する際のトーンスケール調節モデルの変化を示すグラフである。画像に依存するトーンスケールマッピング方法の一例を示すフローチャートである。画像に依存するトーンスケール選択実施例の一例を示す図である。画像に依存するトーンスケールマップ計算実施例の一例を示す図である。光源レベル調節と、画像に依存するトーンスケールマッピングを含む実施例を示すフローチャートである。光源レベル計算器とトーンスケールマップセレクタとを備えた実施例を示す図である。光源レベル計算器とトーンスケールマップ計算器とを備えた実施例を示す図である。光源レベル調節と、光源レベルに依存するトーンスケールマッピングとを備えた実施例を示すフローチャートである。光源レベル計算器と、光源レベルに依存するトーンスケール計算または選択を含む実施例を示す図である。元の画像の画素値に対する、トーンスケールの傾きのプロットを示す図である。別個のクロミナンスチャンネル分析を含む実施例を示す図である。画像処理モジュールに入力される周辺照明を含む実施例を示す図である。光源処理モジュールに入力される周辺照明を含む実施例を示す図である。画像処理モジュールに入力される周辺照明と、デバイスの特性入力とを含む実施例を示す図である。画像処理モジュールおよび／または光源処理モジュールおよび光源信号ポストプロセッサへの別の周辺照明入力とを含む実施例を示す図である。光源処理モジュールへの周辺照明入力を含み、処理モジュールはこの入力を画像処理モジュールに送る実施例を示す図である。画像処理モジュールへの周辺照明入力を含み、処理モジュールはこの入力を光源処理モジュールへ送る実施例を示す図である。ディストーション適応パワーマネージメントを含む実施例を示す図である。一定パワーマネージメントを含む実施例を示す図である。適応パワーマネージメントを含む実施例を示す図である。一定パワーモデルのパワー消費量と一定ディストーションモデルのパワー消費量の比較を示すグラフである。一定パワーモデルのディストーションと一定ディストーションモデルのディストーションの比較を示すグラフである。ディストーション適応パワー管理を含む実施例を示す図である。ビデオシーケンス例に関する種々のディストーションの限度におけるバックライトパワーレベルを示すグラフである。パワー／ディストーション曲線の例を示すグラフである。ディストーション基準に対しパワー消費量を管理する実施例を示すフローチャートである。ディストーション基準に基づく光源パワーレベル選択を含む実施例を示すフローチャートである。明るさ保存方法の効果を考慮したディストーション測定を行う実施例を示すフローチャートである。明るさ保存方法の効果を考慮したディストーション測定を行う実施例を示すフローチャートである。画像例に対するパワー／ディストーション曲線を示す図である。固定されたディストーションを示すパワーのプロットを示す図である。固定されたディストーションを示すディストーションのプロットを示す図である。トーンスケール調節曲線の一例を示す図である。図４２に示されたトーンスケール調節曲線のダーク領域のズームイン図である。別のトーンスケール調節曲線の例を示す図である。図４４に示されたトーンスケール調節曲線のダーク領域のズームイン図である。最大カラーチャンネルの画素値に基づく画素値調節を示すフローチャートである。最大カラーチャンネルの画素値に基づく多数のカラーチャンネルの画素値調節を示すフローチャートである。カラーチャンネルのうちの１つの画素値特性に基づく多数のカラーチャンネルの画素値調節を示すフローチャートである。入力として最大カラーチャンネル画素値を受信するトーンスケール発生器を含む、本発明の実施例を示す図である。周波数分解およびトーンスケール調節によるカラーチャンネル符号の区別を含む、本発明の実施例を示す図である。周波数分解、カラーチャンネルの区別およびカラー保存クリッピングを含む、本発明の実施例を示す図である。カラーチャンネルの画素値特性に基づくカラー保存クリッピングを含む、本発明の実施例を示す図である。ローパス／ハイパス周波数分割および最大カラーチャンネル画素値の選択を含む、本発明の実施例を示す図である。処理された画像とディスプレイモデルの間の種々の関係を示す図である。画像の一例に対する画素値のヒストグラムのグラフである。図５５のヒストグラムに対応するDistortion曲線例のグラフである。簡単なＤＶＤクリップに最適基準を適用した結果を示す、ビデオフレーム数に対する選択されたバックライトパワーをプロットしたグラフである。実際のディスプレイの異なるコントラスト比に対して決定される最小ＭＳＥディストーションバックライトの決定を示す図である。パネルトーン曲線の一例とターゲットトーン曲線を示すグラフである。省電力コンフィギュレーションのためのパネルトーン曲線の一例とターゲットトーン曲線を示すグラフである。より低い黒レベルコンフィギュレーションのためのパネルトーン曲線の一例とターゲットトーン曲線を示すグラフである。明るさエンハンスメントコンフィギュレーションのためのパネルトーン曲線の一例とターゲットトーン曲線を示すグラフである。黒レベルを下げ、明るさを高めた、エンハンス画像コンフィギュレーションのためのパネルトーン曲線の一例とターゲットトーン曲線を示すグラフである。黒レベルを改善するための一連のターゲットトーン曲線の例を示すグラフである。黒レベルを改善し、画像の明るさをエンハンスするための、一連のターゲットトーン曲線の例を示すグラフである。ターゲットトーン曲線の決定と、ディストーションに関連するバックライト選択を含む実施例を示すフローチャートである。性能目標に関連したパラメータの選択、ターゲットトーン曲線の決定およびバックライトの選択を含む実施例を示すフローチャートである。性能目標に関連したターゲットトーン曲線の決定およびバックライト選択を含む実施例を示すフローチャートである。性能目標に関連し、かつ画像に関連したターゲットトーン曲線の決定およびバックライト選択を含む実施例を示すフローチャートである。周波数分解およびビット深度拡張によるトーンスケール処理を含む実施例を示すフローチャートである。周波数分解およびカラーエンハンスメントを含む実施例を示すフローチャートである。カラーエンハンスメント、バックライト選択およびハイパス利得プロセスを含む実施例を示すフローチャートである。カラーエンハンスメント、ヒストグラムの発生、トーンスケール処理およびバックライト選択を含む実施例を示すフローチャートである。肌色検出および肌色マップリファインを含む実施例を示すフローチャートである。カラーエンハンスメントおよびビット深度拡張を含む実施例を示すフローチャートである。カラーエンハンスメント、トーンスケール処理およびビット深度拡張を含む実施例を示すフローチャートである。カラーエンハンスメントを含む実施例を示すフローチャートである。カラーエンハンスメントおよびビット深度拡張を含む実施例を示すフローチャートである。ターゲット出力曲線および多数のパネルまたはディスプレイ出力の曲線を示す。図７９のターゲット出力曲線およびディスプレイ出力曲線に対するエラーベクトルを示すグラフである。ヒストグラムで重み付けされたエラープロットを示すグラフである。ヒストグラムで重み付けされたエラーに基づく光源照度レベル選択を含む、本発明の実施例を示す図である。ヒストグラムで重み付けされたエラーに基づく光源照度レベル選択を含む、本発明の別の実施例を示す図である。シーンカット検出器を含むシステム例を示す図である。シーンカット検出器および画像補償モジュールを含むシステム例を示す図である。シーンカット検出器およびヒストグラムバッファを含むシステム例を示す図である。シーンカット検出器およびこのシーンカット検出器に応答する時間フィルタを含むシステム例を示す図である。シーンカット検出器に基づき、フィルタ選択を行う方法の例を示す図である。シーンカットを検出するよう、フレームを比較する方法の例を示す図である。フィルタを用いないバックライト応答を示すグラフである。代表的な時間コントラスト感度関数を示すグラフである。フィルタの一例の応答を示すグラフであるである。フィルタにかけられたバックライト応答およびフィルタにかけられていないバックライトを示すグラフである。シーンカットにわたるフィルタ応答を示すグラフである。フィルタにかけられていない応答、フィルタにかけられた応答およびフィルタにかけられ、シーンカットされた応答を示すグラフである。ヒストグラムバッファと、時間フィルタと、Ｙゲイン補償とを含む実施例を示すシステム図である。種々のＹゲイン曲線の例を示すグラフである。ディスプレイモデルの例を示すグラフである。ディスプレイエラーベクトル曲線の例を示すグラフである。画像ヒストグラムの例のプロットを示すグラフである。画像ディストーションの例とバックライトレベル曲線との関係を示すグラフである。異なるディストーション値の比較を示すグラフである。シーンカット検出および画像補償を含むシステム例を示す図である。シーンカットを判別するための画像分析およびシーンカットに応答するディストーション計算を含む方法の例を示す図である。画像特性マッピングモジュールを含むシステム例を示す図である。マニュアルユーザマップ選択入力を有する画像特性マニュアルモジュールを含むシステム例を示す図である。周辺光センサ入力を有する画像特性マッピングモジュールを含む、システム例を示す図である。ユーザ輝度選択入力を有する画像特性マッピングモジュールを含む、システム例を示す図である。ユーザ輝度選択入力をする画像特性マッピングモジュールと、ユーザ輝度選択に応答する時間フィルタとを含むシステム例を示す図である。ユーザ輝度選択入力、周辺センサ入力およびマニュアルマップ選択をする画像特性マッピングモジュールを含む、システム例を示す図である。画像ヒストグラムデータに関連する画像特性マッピングモジュールを含むシステム例を示す図である。ヒストグラム変換方法の例を示す図である。ヒストグラム生成および変換のための方法の例を示す図である。ヒストグラム変換と、マッピングおよびディストーションモジュールでの使用とを含む実施例の図である。ヒストグラムダイナミックレンジ変換の例を示す図である。ヒストグラム変換とダイナミックレンジ変換とを含む実施例を示す図である。光源照度レベル補償プロセスおよび変更された画像に基づいてバックライト選択をする補償前のプロセスを含むシステム例を示す図である。光源照度レベル補償プロセスおよび元の入力画像に基づくバックライト選択を有する補償前のプロセスを含むシステム例を示す図である。修正光源照度レベル補償プロセスおよび元の入力画像に基づくバックライト選択を有する補償後のプロセスを含むシステム例を示す図である。修正光源照度レベル補償曲線の生成に関与するプロセスを示す図である。

図１１９には、更に別のシステム例が示されている。このシステムでは、入力画像２５２０は、バックライト選択プロセス２５２２および画像補償後のプロセス２５２３のために修正される修正明るさ保存／画像補償プロセス２５２１に入力される。バックライト選択プロセス２５２２の結果生じたバックライト選択は、修正明るさ保存／画像補償プロセス２５２１にも送られる。修正明るさ保存／画像補償プロセス２５２１は、画像補償後のプロセス２５２３について知っており、画像に対するその効果に対処できる。従って、修正明るさ保存／画像補償プロセス２５２１は、画像に対して選択されたバックライト照度レベルを補償すると共に、画像補償後のプロセス２５２３の効果を補償するプロセスを生成し、このプロセスを画像２５２０に適用できる。このプロセスは画像が画像補償後のプロセス２５２３に送る前に、画像に適用される。次にこの画像は、画像補償後のプロセス２５２３により処理され、この結果、補償され、修正された画像２５２５が得られ、選択されたバックライト照度レベルで表示される。このシステムでは、ポスト画像補償プロセス２５２３の使用により、予備画像補償プロセスからのエラーを増幅することによって生じる問題を防止できる。

本発明の一部の実施例は、その修正明るさ保存／画像補償プロセスを含むが、それは、その修正明るさ保存／画像補償プロセスの後に適用される別のトーンスケールプロセスの効果を引き出す。この追加のトーンスケールプロセスを補償後プロセスと呼ぶ。これら修正プロセスは、別のトーンスケールプロセスＴＳ（ｘ）が後に続く修正明るさ保存／画像補償プロセスＭＢＰ（ｘ）がトーンスケールプロセスＴＳ（ｘ）が後に続く元の明るさ保存／画像補償プロセスＢＰ（ｘ）と同じ結果を有するとの理に基づくものである。この原理は、式６３として方程式の形態で表記できる。

これらプロセスまたは数学的または機能的に同等な物を使用することにより、入力画素値ｘ２５３１と最終値ｙ２５４０との間の関係が決定され、２５４１として図示される。一部の実施例では、最終値ｙ２５４０と初期入力ｘ２５３１との関係には修正明るさ保存／画像補償曲線ＭＢＰ（ｘ）を生成するために、この関係に合致する複数の点を決定し、これらの点間を補間することによって伝送される。

Claims

ディスプレイの光源照度レベル及び補償後の処理に対して補償を行う光源照度レベル補償曲線を生成する方法であって、
前記方法は、
ａ）入力画像の画像ヒストグラムおよびエラーベクトルに基づいて、複数の光源照度レベルの中から光源照度レベルを選択する工程を有し、
該ａ工程は、
ａi）前記画像ヒストグラムに基づき、理想的ディスプレイの輝度の最大出力値を示すディスプレイモデル属性を決定し、
ａii）前記ディスプレイモデル属性に基づき、有限コントラスト比をもったディスプレイについて、画素値と光源照度レベルとの関係を示したディスプレイモデルを生成し、前記ディスプレイモデル属性に基づき、前記ディスプレイモデルに対する、前記光源照度レベルに応じた最小値及び最大値であるクリッピング限度を生成し、
ａiii）前記理想的ディスプレイで表示する際の画像と、前記クリッピング限度に基づく前記ディスプレイモデルで表示する際の画像との間で、複数の光源照度レベルのそれぞれに対して生じるエラーベクトルを計算し、
ａiv）前記計算されたエラーベクトルを使用して、前記理想的ディスプレイで表示する際の画像の輝度に対する、前記ディスプレイモデルで表示する際の画像の輝度のディストーションを示すディストーション値を、前記複数の光源照度レベルのそれぞれに対して計算し、該計算したディストーション値に基づき前記光源照度レベルを選択する工程を含み、
さらに、前記方法は、
ｂ）前記補償後の処理であるトーンスケールプロセスにおいて用いられるトーンスケール曲線の入力値として複数の画素値を入力した際の出力値を決定する工程と、
ｃ）前記選択された光源照度レベルに基づき光源照度レベル補償曲線を生成する工程と、
ｄ）前記トーンスケール曲線の出力値を入力値として入力した際の前記光源照度レベル補償曲線の出力値を決定する工程と、
ｅ）前記光源照度レベル補償曲線の出力値を出力とした際の前記トーンスケール曲線に対する入力値を決定する工程と、更に、
ｆ）前記ｂ工程にて前記トーンスケール曲線に入力される前記複数の画素値と、前記ｅ工程にて決定した前記トーンスケール曲線に対する入力値とを関連させることにより、前記光源照度レベル補償曲線を修正した修正光源照度レベル補償曲線を定義する工程と、
を含む方法。
前記トーンスケールプロセスは、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いて実施される、請求項１に記載の方法。
前記ｅ工程は、逆トーンスケール演算ＴＳ ^−１を使用することにより、前記トーンスケール曲線に対する入力値を決定することを含む、請求項２に記載の方法。
前記ａ工程は、前記画像ヒストグラムにより前記エラーベクトルに重み付けすることを含む、請求項１に記載の方法。
前記方法は、更に、
ｇ）前記修正光源照度レベル補償曲線により画像を処理する工程を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
前記ａ工程は、最低ディストーション値に対応する光源照度レベルを選択することを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
ディスプレイの光源照度レベル及び補償後の処理に対して補償を行う光源照度レベル補償曲線を生成するシステムであって、
前記システムは、入力画像の画像ヒストグラムおよびエラーベクトルに基づいて、複数の光源照度レベルの中から光源照度レベルを選択するセレクタと、該選択された光源照度レベルに基づき光源照度レベル補償曲線を生成する曲線発生器とを有し、
前記セレクタは、
ａi）前記画像ヒストグラムに基づき、理想的ディスプレイの輝度の最大出力値を示すディスプレイモデル属性を決定する処理と、
ａii）前記ディスプレイモデル属性に基づき、有限コントラスト比をもったディスプレイについて、画素値と光源照度レベルとの関係を示したディスプレイモデルを生成し、前記ディスプレイモデル属性に基づき、前記ディスプレイモデルに対する、前記光源照度レベルに応じた最小値及び最大値であるクリッピング限度を生成する処理と、
ａiii）前記理想的ディスプレイモデルで表示する際の画像と、前記クリッピング限度に基づく前記ディスプレイモデルで表示する際の画像との間で、複数の光源照度レベルのそれぞれに対して生じるエラーベクトルを計算する処理と、
ａiv）前記計算されたエラーベクトルを使用して、前記理想的ディスプレイで表示する際の画像の輝度に対する、前記ディスプレイモデルで表示する際の画像の輝度のディストーションを示すディストーション値を、前記複数の光源照度レベルそれぞれに対して計算し、該計算したディストーション値に基づき前記光源照度レベルを選択する処理とを行い、さらに、
前記曲線発生器は、
ｂ）前記補償後の処理であるトーンスケールプロセスにおいて用いられるトーンスケール曲線の入力値として複数の画素値を入力した際の出力値を決定する処理と、
ｃ）前記セレクタによって選択された光源照度レベルに基づき光源照度レベル補償曲線を生成する処理と、
ｄ）前記トーンスケール曲線の出力値を入力値として入力した際の前記光源照度レベル補償曲線の出力値を決定する処理と、
ｅ）前記光源照度レベル補償曲線の出力値を出力とした際の前記トーンスケール曲線に対する入力値を決定する処理と
ｆ）前記ｂ処理でトーンスケール曲線に入力される前記複数の画素値と、前記ｅ処理で決定した前記トーンスケール曲線に対する入力値とを関連させることにより、前記光源照度レベル補償曲線を修正した修正光源照度レベル補償曲線を生成する処理とを行うこと、を含むシステム。
前記曲線発生器は、前記ｂ処理でトーンスケール曲線に入力される前記複数の画素値と、前記ｅ処理で決定した前記トーンスケール曲線に対する入力値との関連に基づいて、前記光源照度レベル補償曲線を補間することにより前記修正光源照度レベル補償曲線を生成する、請求項７に記載のシステム。
前記トーンスケールプロセスは、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いて実施される、請求項７に記載のシステム。
前記曲線発生器は、前記ｅ処理において、逆トーンスケール演算ＴＳ ^−１を使用することにより、前記トーンスケール曲線に対する入力値を決定する、請求項９に記載のシステム。