JP2019503517A - 電子ディスプレイの近視発生効果を低減するための方法および装置 - Google Patents
電子ディスプレイの近視発生効果を低減するための方法および装置 Download PDFInfo
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Abstract
Description
ビデオ信号を修正するためのアルゴリズムについて説明する前に、電子ディスプレイの近視発生効果の原因を考察することは有益である。近視--または近眼--は、目に入った光が、正常眼について図4Cに示されているように網膜それ自体ではなく、近視眼について図4Bに示されているように網膜の前に画像焦点を形成する目の屈折効果である。理論によって拘束されることを望まずに、テレビ、読書、屋内照明、ビデオゲーム、およびコンピュータモニタはすべて、特に子供の場合に、近視の進行の原因となると信じられているが、それは、それらのディスプレイが、L錐体およびM錐体の不均一な励起(たとえば、M錐体よりもL錐体を大きく刺激する)および/または網膜内の隣接する錐体の不均一な励起を引き起こす刺激を生成するからである。小児期(約8歳)、青年期(18歳前)、および若成人期(25歳または30歳まで)において、示差的刺激のこうした要因は結果として、目の異常な伸長を引き起こし、その結果、画像の焦点が網膜上に結ばれるのを妨げる。
次に表示画像の近視発生効果を低減するためのアルゴリズムを考察するが、一般に、各フレーム内の各ピクセルの色は、パラメータ、すなわち、(i)フレームそれ自体の中のピクセルの色、(ii)ピクセルからフレームのエッジへの近接度などの、フレーム内のピクセルの配置、(iii)隣接するピクセルなどの、フレーム内の別のピクセルの色、(iv)先行するフレームなどの、別のフレーム内のその同じピクセルの色、および/または(v)異なるフレーム内の異なるピクセルの色、のうちの1つまたは複数に基づき修正され得る。
rm=αri、
gm=βgi、および/または
bm=γbi (1)
である。
α=kα(ri-gi)+cα、および
β=kβ(ri-gi)+cα (2)
rm=ri+α(ri-gi)
gm=gi+β(ri-gi)
bm=bi+γ(ri-gi) (4)
である。式(4)の一実施形態において、-1<α<0であり、βおよびγは両方とも0と1との間の値である。より具体的には、β=γ=-α/2である場合、式(4)に関して与えられた変換の結果、最終ピクセルは初期ピクセルと等輝度になる。等輝度の条件は、(rm+gm+bm)=(ri+gi+bi)であるときに充足される。
d=ri-gi (Op1)
tmp=p×d (Op3)
rm=ri-tmp1
gm=gi+tmp2
bm=bi+tmp2 (Op6)
網膜内の、L錐体およびM錐体を含む、錐体をピクセルが示差的に刺激するかどうかを評価するためにri、gi、および/またはbi値を単純に比較するのではなく、いくつかの実施形態では、アルゴリズム400は、画像による錐体刺激の他の定量化可能な尺度を計算する。いくつかの実施形態において、これらの尺度は、L錐体およびM錐体のみを含む。他の実施形態では、S錐体の寄与も含まれる。いくつかの実施形態において、錐体刺激を計算するステップは、最初に、ピクセルのスペクトル成分を人間の視覚で生理学的に知覚される色に定量的にリンクする色空間に各ピクセルに対するRGB値を変換するステップを伴う。そのような色空間の一例は、前に説明されている、CIE 1931 XYZ色空間である。この色空間は、人間の目のLMS錐体応答に似た形でXYZ三刺激値を定義する。したがって、どのピクセルが色修正を必要とするかを評価するためにriとgiとを比較する代わりに、アルゴリズムは、XとY(または望ましい場合にはX、Y、およびZ)を比較することができる。たとえば、いくつかの場合において、色修正は、X>YおよびZであるピクセルに適用され、X≦Yおよび/またはZであるピクセルについては適用されない。
定量的近視発生スケールは、媒体を評価するステップに加えて製品の設計において有用であり得る。たとえば、近視発生スケールは、いくつかのタイプのディスプレイにおいて色の組合せを評価し、近視発生スケール上で有利な格付けを得るそれらの色組合せを識別するために使用され得る。
100B ドングル
100B* 実施形態
102I 入力ポート
102I* 入力ポート
102O 出力ポート
102O* 出力ポート
104 ハウジング
105 電源ケーブル
106I 入力端壁
106O 出力端壁
108A 第1の側壁
108B 第2の側壁
110 電子処理モジュール
110B 実施形態
120 ケーブルボックス
120B オーディオビジュアルレシーバ(AVR)
122 ケーブル
125 ケーブル
125B HDMIケーブル
130 TV受像機
130B TV受像機
135 ケーブル
140 内部電源
200 TV受像機
205 ケーブル
210 電子処理モジュール
220 ディスプレイドライバ
230 表示パネル
310 WAN
320 ネットワーク接続サーバ
330 ネットワーク接続サーバ
330 ネットワーク接続プロバイダ
340,341,342,343,344 エンドユーザ
350 ブロードキャスタ
400 アルゴリズム
701 直列化されたRGBデータ
702A 入力ポート
702B 出力ポート
703 並列化された入力RGBデータ
707 並列化された出力RGBデータ
709 直列化された出力RGBデータ
710 処理モジュール
710 FPGAボード
720 処理デバイス
720 FPGAボード
722 データ経路ブロック
724 プロセッササブシステム
725 パラメータ値の集合{t,p}
726 ポート
728A 入力スイッチ
728B 出力スイッチ
730 受信機デバイス(RX)
740 送信機デバイス(TX)
750 WiFiチップ
760 フラッシュメモリ
770 ボタン
780 データパイプライン
728B 出力スイッチ
792 小数-整数変換器
794 整数-小数変換器
900 アルゴリズム
1000 アルゴリズム
Claims (46)
- 処理デバイスにより、複数のピクセルを含むフレームfiに対する初期画像データを受信するステップであって、前記フレームfi内の各ピクセルに対するデータは、前記処理デバイスのそれぞれのクロックサイクルにわたって順次受信され、第1の色に対する値ri、第2の色に対する値gi、および第3の色に対する値biを含む、ステップと、
前記処理デバイスにより、前記ピクセルの部分集合に対するデータにオペレーションのシーケンスのオペレーションを同時に実行することによって、前記フレームfiに対応するフレームfmに対する修正済み画像データを生成するステップであって、前記シーケンスの異なるオペレーションは、クロックサイクル毎に、前記部分集合の異なるピクセルに対するデータに実行され、前記シーケンスの前記オペレーションは、対応する順次クロックサイクルにわたって各ピクセルに対するデータに順次実行され、前記シーケンスの前記オペレーションは、
前記部分集合内の各ピクセルについて、前記第1の色に対する前記値riおよび前記第2の色に対する前記値giに少なくとも基づき、観察者の目の中の錐体の刺激の相対的レベルを決定することと、
前記ピクセルによる観察者の目の中の錐体の刺激の決定された前記相対的レベルに少なくとも基づき、前記フレームfiに対する前記初期画像データを修正することであって、前記フレームfmに対する前記修正済み画像データは、前記ピクセルに対する前記第1の色に対する値rmおよび前記第2の色に対する値gmを含む、ことと
を含む、ステップと、
前記処理デバイスにより、前記フレームfmに対する前記修正済み画像データを電子ディスプレイに伝送するステップであって、前記フレームfmにおける各ピクセルに対するデータは、それぞれのクロックサイクルにわたって順次伝送される、ステップと
を含む方法。 - 前記フレームfiに含まれる前記値ri、gi、およびbiは、小数形式で受信され、
前記方法は、
前記シーケンスの前記オペレーションを実行する前に、受信された前記値ri、gi、およびbiを整数形式に変換するステップ
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記シーケンス内に、前記部分集合内のピクセルと同じ数だけオペレーションがある、請求項1に記載の方法。
- 前記部分集合内のピクセルは、前記フレームfi内のピクセルよりも少ない、請求項3に記載の方法。
- 前記シーケンスの前記オペレーションは、前記フレームfi内の前記ピクセルのうち後の方のピクセルに対する画像データを受信し、前記フレームfm内の前記ピクセルのうち前の方のピクセルに対する修正済み画像データを伝送しながら、前記フレームfi内の前記ピクセルの前記部分集合のデータに実行される、請求項1に記載の方法。
- 錐体の刺激の相対的レベルを決定する前記ステップが、
前記観察者の目の中の隣接する錐体の刺激の相対的レベルを決定するステップ
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記電子ディスプレイ上で見られたときに、fmは、結果として、fiと比較して観察者の目の中の隣接する錐体の間のコントラストを低減する、請求項1に記載の方法。
- 刺激の相対的レベルを決定する前記ステップが、
前記第1の色に対する前記値riを前記第2の色に対する前記値giと比較するステップ
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記複数のピクセルのうちの少なくともいくつかについて、gi≦riのときにrm/gm<ri/giである、請求項8に記載の方法。
- gi>riのときにrm/gm=ri/giである、請求項9に記載の方法。
- gi≦riであるときにrm/gm=a・ri/giであり、ここで、0<a<1であり、aの値は、fiに先行するフレームのシーケンス内のフレームの数に依存する、請求項9に記載の方法。
- aは、fiに先行する前記フレームのシーケンス内のフレームの前記数が増加すると増加する、請求項11に記載の方法。
- fmが、rm=riおよびgm=giである少なくとも1つのピクセルを含む、請求項1に記載の方法。
- rm=riおよびgm=giであるfm内の前記ピクセルについて、gi>riである、請求項13に記載の方法。
- fmにおける少なくとも1つのピクセルについて、bm≠biである、請求項1に記載の方法。
- 刺激の相対的レベルを決定する前記ステップが、
第1のピクセルの色を表す普遍的色度空間内の座標を決定するステップ
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記色度空間が、1931 x, y CIE色度空間もしくはCIE XYZ色度空間、または1964もしくは1976 CIE色度空間である、請求項16に記載の方法。
- 刺激の前記相対的レベルが、前記観察者の目の中のL錐体およびM錐体の相対的スペクトル感度に基づく、請求項1に記載の方法。
- 刺激の前記相対的レベルが、前記観察者の目の中のS錐体の相対的スペクトル感度にさらに基づく、請求項18に記載の方法。
- 刺激の前記相対的レベルが、前記観察者の目の中のL錐体対M錐体の相対的割合にさらに基づく、請求項18に記載の方法。
- 刺激の前記相対的レベルが、見られたときの前記フレームのピクセル/錐体比にさらに基づく、請求項18に記載の方法。
- 前記第1、第2、および第3の色が、それぞれ、赤色、緑色、および青色である、請求項1に記載の方法。
- 前記第1、第2、および第3の色が、それぞれ、シアン、マゼンタ、および黄色である、請求項1に記載の方法。
- 刺激の前記相対的レベルが、fiにおける前記ピクセルのうちの少なくともいくつかに基づき決定されたL、M、およびS値に基づき決定される、請求項1に記載の方法。
- 受信機デバイスと、送信機デバイスと、前記受信機デバイスと前記送信機デバイスとの間に接続される処理デバイスとを備える電子処理モジュールを具備し、
前記受信機デバイスは、
複数のピクセルを含むフレームfiに対する初期画像データを受信することであって、前記フレームfi内の各ピクセルに対するデータは、第1の色に対する値ri、第2の色に対する値gi、および第3の色に対する値biを含む、ことと、
前記フレームfiにおける各ピクセルに対するデータを前記処理デバイスのそれぞれのクロックサイクルにわたって前記処理デバイスへと順次伝送することと
を行うように構成され、
前記処理デバイスは、
前記ピクセルの部分集合に対するデータにオペレーションのシーケンスのオペレーションを同時に実行することによって、前記フレームfiに対応するフレームfmに対する修正済み画像データを生成することであって、前記シーケンスの異なるオペレーションは、クロックサイクル毎に、前記部分集合の異なるピクセルに対するデータに実行され、前記シーケンスの前記オペレーションは、対応する順次クロックサイクルにわたって各ピクセルに対するデータに順次実行され、前記シーケンスの前記オペレーションは、
前記部分集合内の各ピクセルについて、前記第1の色に対する前記値riおよび前記第2の色に対する前記値giに少なくとも基づき、観察者の目の中の錐体の刺激の相対的レベルを決定することと、
前記ピクセルによる観察者の目の中の錐体の刺激の決定された前記相対的レベルに少なくとも基づき、前記フレームfiに対する前記初期画像データを修正することであって、前記フレームfmに対する前記修正済み画像データは、前記ピクセルに対する前記第1の色に対する値rmおよび前記第2の色に対する値gmを含む、ことと
を含む、こと
を行うように構成され、
前記送信機デバイスは
前記処理デバイスから前記フレームfmに対する前記修正済み画像データを受信することであって、前記フレームfmにおける各ピクセルに対するデータは、それぞれのクロックサイクルにわたって順次受信される、ことと、
前記フレームfmに対する前記修正済み画像データを電子ディスプレイに伝送することと
を行うように構成される、装置。 - 前記フレームfiに含まれる前記値ri、gi、およびbiは、小数形式で前記受信機デバイスによって受信され、
前記受信機デバイスが、前記処理デバイスへの伝送の前に、前記値ri、gi、およびbiを整数形式に変換するように構成されるか、または
前記処理デバイスが、前記シーケンスの前記オペレーションを実行する前に、前記値ri、gi、およびbiを整数形式に変換するように構成されるかのいずれかである、請求項25に記載の装置。 - 前記処理デバイスがFPGAデバイスである、請求項25に記載の装置。
- 前記FPGAデバイスが、前記部分集合内のピクセルと同じ数のオペレーションを有するオペレーションの前記シーケンスを実行するように構成される、請求項27に記載の装置。
- 前記部分集合内のピクセルは、前記フレームfi内のピクセルよりも少ない、請求項28に記載の装置。
- 前記処理デバイスが、前記受信機デバイスから、前記フレームfi内の前記ピクセルのうちから後の方のピクセルに対する画像データを受信し、前記送信機デバイスに、前記フレームfm内の前記ピクセルのうち前の方のピクセルに対する修正済み画像データを伝送しながら、前記フレームfi内の前記ピクセルの前記部分集合のデータに前記シーケンスの前記オペレーションを実行するように構成される、請求項25に記載の装置。
- 前記処理デバイスが、前記観察者の目の中の隣接する錐体の刺激の相対的レベルに基づき、受信された前記画像データを修正するように構成される、請求項25に記載の装置。
- 前記処理デバイスが、fiにおける前記複数のピクセルのうちの少なくともいくつかのピクセルに対するriおよびgiおよびbiの前記対応する値に少なくとも基づき、刺激の前記相対的レベルを決定するように構成される、請求項25に記載の装置。
- 出力から前記修正済み画像データを受信し、前記修正済み画像データに基づき、フレームの前記シーケンスを表示するように構成された電子表示パネルをさらに備える、請求項25に記載の装置。
- 前記電子ディスプレイが、液晶ディスプレイ、デジタルマイクロミラーディスプレイ、有機発光ダイオードディスプレイ、プロジェクションディスプレイ、量子ドットディスプレイ、および陰極線管ディスプレイを含む群から選択されたディスプレイである、請求項25に記載の装置。
- 前記処理デバイスがASICデバイスである、請求項25に記載の装置。
- 前記受信機デバイス、前記処理デバイス、および前記送信機デバイスが、ASICデバイスとして集積化される、請求項25に記載の装置。
- 半導体チップであるか、または半導体チップを含む回路基板である、請求項25に記載の装置。
- 請求項25に記載の装置を備えるセットトップボックス。
- 別のセットトップボックス、DVDプレーヤ、ビデオゲーム機、またはインターネット接続からの入力を受信するように構成されている、請求項38に記載のセットトップボックス。
- 請求項25に記載の装置を備えるフラットパネルディスプレイ。
- 請求項25に記載の装置を備えるテレビ。
- 請求項25に記載の装置を備えるモバイルデバイス。
- 請求項25に記載の装置を備えるウェアラブルコンピュータ。
- 請求項25に記載の装置を備えるプロジェクションディスプレイ。
- 請求項25に記載の装置を備えるビデオゲーム機。
- 請求項25に記載の装置を備えるドングル。
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