JP2021526330A - 表示のネイティブの色域及び明るさに基づくソース側のトーンマッピング - Google Patents

Abstract

表示システム（２００）は、表示モニタ（２０４）に結合するように構成されたレンダリングデバイス（２０２）を含む。レンダリングデバイスは、表示モニタに表示されるビデオストリームの表示画像をレンダリングするように構成されたグラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）（２０８）を含む。レンダリングデバイスは、中央処理装置（ＣＰＵ）（２１０）であって、表示モニタの表示パラメータ（１１１、３１６）を取得することであって、表示パラメータが、ネイティブの色域、表示モニタのネイティブの輝度の範囲、及び表示モニタの１つまたは複数のバックライト特性を識別するデータを含む、取得すること、及びＧＰＵを、ネイティブの色域及びネイティブの輝度の範囲にトーンマッピングされ、１つまたは複数のバックライト特性に基づくビデオストリームの表示画像をレンダリングするように構成すること、のために構成される中央処理装置をさらに含む。表示モニタは、表示画像をトーンリマッピングすることなく表示するため表示画像を提示するよう構成される。【選択図】図１

Description

従来のディスプレイの規格は、固有の一般的な色域及び輝度の範囲に従った表示画像のレンダリングを提供している。しかし、多くの表示モニタには、レンダリング中に使用される範囲よりも小さい、または場合によっては大きい色域範囲または輝度の範囲がある。したがって、従来の表示システムでは、レンダリングデバイスは、通常、デフォルトの色域及び輝度の範囲に従って表示画像をレンダリングし、結果として得られるデータストリームを表示モニタに送信する。次に、表示モニタは、別個のトーンマッピングプロセスを実行して、レンダリングされた表示データを、表示モニタによって表示できる色域及び輝度の範囲にリマッピングする。表示モニタでのこの二次的なトーンマッピングプロセスは、かなりの遅延をもたらす可能性がある。これは、楽しいユーザエクスペリエンスを提供する、レンダリングから表示までの待ち時間が短いゲームの用途では、特に問題になる。さらに、二次的なトーンマッピングは、コンテンツ作成者の意図と矛盾する方式で、結果として得られる表示コンテンツを変更する可能性がある。

一態様では、方法は、レンダリングデバイスにおいて、レンダリングデバイスに結合された表示モニタの表示パラメータを取得することであって、表示パラメータがネイティブの色域、表示モニタのネイティブの輝度の範囲、及び表示モニタの１つまたは複数のバックライト特性を識別するデータを含む、取得することを含む。方法は、レンダリングデバイスのグラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）で、ネイティブの色域及びネイティブの輝度の範囲にトーンマッピングされ、１つまたは複数のバックライト特性に基づく第１の表示画像をレンダリングすること、及びビデオストリームの一部として表示モニタが受信するための第１の表示画像を提示することをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、表示モニタで、第１の表示画像を受信すること、及び第１の表示画像をトーンリマッピングすることなく、表示モニタに表示するための第１の表示画像を提示することをさらに含む。いくつかの実施形態では、表示パラメータを取得することは、表示モニタからレンダリングデバイスへ拡張ディスプレイ識別データ（ＥＤＩＤ）を提供することであって、ＥＤＩＤは、ネイティブの色域を表す色度の値及びネイティブの輝度の範囲を表す１つまたは複数の値を含む、提供することを含む。

いくつかの実施形態では、方法はまた、表示モニタでサポートされているディスプレイ仕様に関連付けられたデフォルトの色域及びデフォルトの輝度の範囲にトーンマッピングされる第２の表示画像をＧＰＵでレンダリングすること、及びビデオストリームの一部として表示モニタが受信するための第２の表示画像を提示することを含む。方法は、表示モニタで、第１の表示画像を受信すること、第１の表示画像をトーンリマッピングすることなく、表示モニタに表示するための第１の表示画像を提示すること、表示モニタで、第２の表示画像を受信すること、トーンリマッピングされた表示画像を生成するために、デフォルトの色域からネイティブの色域へ、及びデフォルトの輝度の範囲からネイティブの輝度の範囲へ第２の表示画像をトーンリマッピングすること、及び表示モニタに表示するためのトーンリマッピングされた表示画像を提示することをさらに含み得る。方法はまた、レンダリングデバイスから表示モニタへの第１の表示画像に関連付けられた第１のメタデータを提供することであって、第１のメタデータが、第１の表示画像を、ネイティブの色域及びネイティブの輝度の範囲にトーンマッピングされたとして識別する、提供すること、及びレンダリングデバイスから表示モニタへの第２の表示画像に関連付けられた第２のメタデータを提供することであって、第２のメタデータが、第２の表示画像を、デフォルトの色域及びデフォルトの輝度の範囲にトーンマッピングされたとして識別する、提供することを含むことができる。方法はさらに、トーンリマッピングすることなく表示モニタに表示するための第１の表示画像を提示することが、表示モニタでの第１のメタデータの受信に応答し、第２の表示画像のトーンリマッピングが、表示モニタでの第２のメタデータの受信に応答することを含み得る。

別の態様によると、表示システムは、表示モニタに結合するように構成されたレンダリングデバイスを含む。レンダリングデバイスは、表示モニタに表示されるビデオストリームの表示画像をレンダリングするように構成されたグラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）と、中央処理装置（ＣＰＵ）（２１０）であって、表示モニタの表示パラメータ（１１１、３１６）を取得することであって、表示パラメータが、ネイティブの色域、表示モニタのネイティブの輝度の範囲、及び表示モニタの少なくとも１つのバックライト特性を識別するデータを含む、取得すること、及びＧＰＵを、ネイティブの色域及びネイティブの輝度の範囲にトーンマッピングされ、少なくとも１つのバックライト特性に基づくビデオストリームの第１の表示画像をレンダリングするように構成すること、のために構成される中央処理装置とを含む。いくつかの実施形態では、表示システムは、表示モニタであって、第１の表示画像を受信すること、及び第１の表示画像をトーンリマッピングすることなく表示モニタに表示するため第１の表示画像を提示することのために構成される表示モニタをさらに含む。いくつかの実施形態では、ＣＰＵは、表示モニタでサポートされているディスプレイ仕様に関連付けられたデフォルトの色域とデフォルトの輝度の範囲にトーンマッピングされる、ビデオストリームの第２の表示画像をレンダリングするようにＧＰＵを構成することのためにさらに構成される。いくつかの実施形態では、ＣＰＵは、表示モニタをレンダリングデバイスへ提供する拡張ディスプレイ識別データ（ＥＤＩＤ）にアクセスすることによって表示パラメータを取得するよう構成され、ＥＤＩＤは、ネイティブの色域を表す色度の値及びネイティブの輝度の範囲を表す１つまたは複数の値を含む。

いくつかの実施形態では、表示モニタは、第１の表示画像を受信すること、第１の表示画像をトーンリマッピングすることなく表示するための第１の表示画像を提示すること、第２の表示画像を受信すること、トーンリマッピングされた表示画像を生成するために、デフォルトの色域からネイティブの色域へ、及びデフォルトの輝度の範囲からネイティブの輝度の範囲へ第２の表示画像をトーンリマッピングすること、及び表示するためのトーンリマッピングされた表示画像を提示することのために構成される。レンダリングデバイスは、表示モニタへの第１の表示画像に関連付けられた第１のメタデータを提供することであって、第１のメタデータが、第１の表示画像を、ネイティブの色域及びネイティブの輝度の範囲にトーンマッピングされたとして識別する、提供すること、及び表示モニタへの第２の表示画像に関連付けられた第２のメタデータを提供することであって、第２のメタデータは、デフォルトの色域及びデフォルトの輝度の範囲にトーンマッピングされたとして第２の表示画像を識別する提供することのためにさらに構成され得る。こうした場合、表示モニタは、第１のメタデータを受信するのに応じてトーンリマッピングすることなく表示するための第１の表示画像を提示すること、及び第２のメタデータを受信するのに応じる第２の表示画像をトーンリマッピングすること、のためにさらに構成され得る。

さらに別の態様によると、方法は、表示モニタで、レンダリングデバイスからのビデオストリームの表示画像を受信すること、表示モニタで、表示画像に関連するメタデータを受信することであって、メタデータが、表示画像がネイティブの色域、表示モニタのネイティブの輝度の範囲にトーンマッピングされ、表示モニタの１つまたは複数のバックライト特性に基づいているか、または表示モニタでサポートされているディスプレイ仕様のデフォルトの色域及びデフォルトの輝度の範囲にトーンマッピングされているかを示す、受信することを含む。方法は、メタデータがネイティブの色域、ネイティブの輝度の範囲にトーンマッピングされているものとして表示画像を識別するのに応答し、表示モニタの１つまたは複数のバックライト特性に基づいて、表示画像をトーンリマッピングすることなく表示モニタに表示するための表示画像を提示すること、及びメタデータがデフォルトの色域及びデフォルトの輝度の範囲にトーンマッピングされているものとして表示画像を識別するのに応答して、トーンリマッピングされた表示画像を生成するために、デフォルトの色域からネイティブの色域へ、及びデフォルトの輝度の範囲からネイティブの輝度の範囲へ表示画像をトーンリマッピングすること、及び表示モニタに表示するためのトーンリマッピングされた表示画像を提示すること、をさらに含む。

一実施形態で、方法はさらに、初期化プロセスの間に表示モニタからレンダリングデバイスに表示パラメータを提供することであって、表示パラメータは、表示モニタのネイティブの色域及びネイティブの輝度の範囲の表現を含む、提供することを含む。

いくつかの実施形態では、１つまたは複数のバックライト特性が、ソース制御のグローバルバックライトの表示モニタによるサポート、及びソース制御のローカル調光の表示モニタによるサポートのうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のバックライト特性がまた、最大バックライトレベルでの最大のパネルの明るさ、最大バックライトレベルでの最小のパネルの明るさ、最小バックライトレベルでの最大のパネルの明るさ、最小バックライトレベルでの最小のパネルの明るさ、ローカル調光を有効にしたパネルのピークの明るさ、及びローカル調光を有効にしたパネルの平均の明るさのうちの少なくとも１つを含むことができる。

本開示は、添付の図面を参照することによって、一層よく理解することができ、その多数の特徴及び利点が当業者に明らかになる。異なる図面で同じ参照記号を使用することは、類似または同一の要素ということを意味する。

いくつかの実施形態による、従来のデフォルトモードのレンダリングプロセスと比較した表示のネイティブモードのレンダリングプロセスを示す図である。 いくつかの実施形態による、ビデオストリームの表示画像をレンダリングするためのネイティブの表示モードを実装する表示システムを示すブロック図である。 いくつかの実施形態による、図２の表示システムによって実装されたソフトウェアスタックを示す図である。 いくつかの実施形態による、デフォルトのトーンマッピングモードまたはネイティブのトーンマッピングモードのいずれかを使用して、レンダリングデバイスでビデオストリームの表示画像をレンダリングするための方法を示す図である。 いくつかの実施形態による、各表示画像のトーンマッピングモードに基づいて、表示モニタでビデオストリームの表示画像を受信および表示するための方法を示す図である。

従来の表示システムは、ビデオストリームの表示画像をレンダリングするときにデフォルトの色域の範囲及びデフォルトの輝度の範囲を想定し、したがって、ビデオストリームを受信する表示モニタに、受信した各表示画像に対して後処理を実行させ、受信した表示画像を表示モニタによって実装された実際の色域及び輝度の範囲（以下、「ネイティブ」の色域及び輝度の範囲）にリマッピングする。表示モニタの処理能力は、特にレンダリングデバイスのグラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）に専用パイプラインがある場合、ビデオストリームを提供するレンダリングデバイスと比較して比較的制限されており、そのため、表示モニタによって実行されるこの第２のトーンマッピングプロセスは、レンダリングから表示へのパイプラインにしばしばかなりの遅延をもたらす。さらに、このリマッピングプロセスにより、結果として得られる表示画像が頻繁に変更され得、ビデオストリームのコンテンツ作成者の本来の意図と矛盾することがある。さらに、ＧＰＵは通常、表示モニタよりも高い処理能力を備えているため、ＧＰＵによってネイティブに作成された画像は、通常、表示モニタによって生成された後処理画像よりも質の優れたものになる。

対照的に、本明細書に記載のシステム及び技術は、レンダリングデバイスのグラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）を使用して、表示画像をレンダリングし、表示モニタのネイティブの色域及び輝度の範囲にトーンマッピングされ、表示モニタに送信される前の表示モニタの特定のバックライト特性を考慮している。これにより、表示モニタはトーンリマッピングの後処理をバイパスすることができ、このため、表示モニタで受信された後、より早く表示するための表示画像を提示する。さらに、ネイティブの色域及び輝度の範囲、並びに表示モニタのバックライト特性に従って表示画像を元々レンダリングし、したがって第２のトーンマッピングプロセスの必要性を排除することにより、最終的に表示される表示画像に導入されるトーンマッピングエラーが少なくなり、このため、表示される画像はコンテンツ作成者の意図をより正確に表すことができる。

図１は、いくつかの実施形態による、ネイティブのトーンマッピングのアプローチと比較した従来のデフォルトのトーンマッピングアプローチを示している。従来のアプローチは、従来モードの表示パイプライン１００によって表される。従来モードの表示パイプライン１００では、表示モニタは、ハイダイナミックレンジ１０（ＨＤＲ．１０）仕様、ドルビービジョン仕様などのディスプレイ仕様に準拠しているものとして、レンダリングデバイスであると同定する。レンダリングデバイスは、表示モニタの識別されたディスプレイ仕様に従って従来モードの表示パイプライン１００を構成し、従来モードの表示パイプライン１００を使用してビデオストリームの生成及び送信を開始する。理解されるように、ビデオストリームは、表示画像のストリームを表すデータ、及び関連するメタデータで構成される。表示画像を生成するために、段階１０１で、ビデオストリームのソースとして機能するソフトウェアアプリケーションが、表示画像に提示される視覚的コンテンツを決定し、グラフィックスドライバ、表示ドライバ、または他のソフトウェアインターフェースがレンダリングデバイスのＧＰＵを構成し、段階１０２でそれに応じて表示画像をレンダリングする。

表示モニタによって識別されるディスプレイ仕様は、通常、デフォルトの色域及び１つまたは複数の輝度の範囲（複数可）を採用している。説明のために、ＨＤＲ．１０の仕様は、ＣＥＡ８６１．３ＨＤＲの静的メタデータ仕様またはＢＴ．２０２０の仕様を実装し、これは、広い色域（ＷＣＧ）及び０〜１０，０００ニットのグローバル輝度の範囲を提供する。したがって、段階１０２のレンダリングプロセスの一部、従来モードの表示パイプラインにおいて、レンダリングデバイスのＧＰＵは、結果として得られる表示画像に対して初期のトーンマッピングを実行するように構成され、そのため表示画像のピクセル値がディスプレイ仕様のデフォルトの色域及びデフォルトの輝度の範囲（複数可）に準拠する対応するコードワードにマッピングされる。したがって、表示モニタがＨＤＲ．１０ディスプレイ仕様を実装している場合、レンダリングされた表示画像を表すコードワードは、デフォルトの広い色域及び０〜１０，０００ニットのデフォルトの輝度の範囲にマッピングされる。段階１０３で、デフォルトの色域／輝度の範囲にトーンマッピングされた表示画像がコード化され、有線または無線の相互接続と、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ仕様、高品位マルチメディアインターフェース（ＨＤＭＩ（登録商標））仕様などの対応するトランスポートプロトコルを使用して、表示モニタに送信される。

表示画像を受信した後、表示モニタは表示用の表示画像を作成する。しかし、表示モニタは、表示画像がレンダリング及びコード化される特定のディスプレイ仕様をサポートしている場合があるが、表示モニタは通常、ディスプレイ仕様のデフォルトの色域及び輝度の範囲を完全にまたは正しく表示することができない。ＨＤＲ．１０を使用して再度説明すると、この仕様ではデフォルトの広い色域と０〜１０，０００ニットの輝度の範囲が指定されているが、表示モニタは、ｓＲＧＢの色空間よりも大きいが、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．２０２０仕様で定義されている色空間よりも小さい色域、及びわずか０〜４００ニットの輝度の範囲しかサポートできない場合がある。したがって、表示用の表示画像を作成するために、従来モードの表示パイプライン１００の段階１０４で、表示モニタは、その比較的限定された処理能力を使用して、受信した表示画像を後処理して、表示画像を色域（例えば、ｓＲＧＢより大きく、ＢＴ．２０２０より小さい）、及び表示モニタによってネイティブにサポートされる輝度の範囲（例えば、０〜４００ニット）にトーンリマッピングし、このプロセスには、多くの場合、数十ミリ秒（ｍｓ）以上かかる。表示画像が表示モニタのネイティブの色域／輝度の範囲に適合するようにリマッピングされた後、段階１０５において、表示モニタは、表示するリマッピングされた表示画像を提供して進行する。

次に、ネイティブモードの表示パイプライン１１０によって表されるネイティブのトーンマッピングアプローチに移ると、表示モニタが準拠しているとみなされるディスプレイ仕様を識別することに加えて、初期化段階１１１で、レンダリングデバイスは、ネイティブの色域、表示モニタで実際にサポートされている輝度の範囲（複数可）、表示モニタのバックライトパラメータ、例えばローカル調光またはグローバルバックライト制御がサポートされているかどうか、及び対応するバックライトモードまたはレベルでの輝度の範囲を決定する。本明細書でより詳細に説明するように、この情報は、初期化の最中に表示モニタによって提供されるディスプレイ識別データ（ＤＩＤ）または拡張ＤＩＤ（ＥＤＩＤ）の一部として表示モニタによって提供され得る。次に、レンダリングデバイスは、ビデオストリーミングプロセスを開始して、表示画像のストリームを、対応するメタデータと共に表示のために表示モニタに供給することができる。

従来モードの表示パイプライン１００と同様に、レンダリングデバイスのソースアプリケーションは、段階１１２でレンダリングされる表示画像に表される画像コンテンツを決定する。しかし、表示画像がデフォルトの色域及びデフォルトの輝度の範囲に従ってＧＰＵによってレンダリングされる従来モードの表示パイプライン１００とは異なり、ネイティブモードの表示パイプライン１１０の段階１１３において、レンダリングデバイスは、表示画像をレンダリングするそのＧＰＵを構成して、結果として得られる表示画像が、表示モニタによって提供されるネイティブの色域及びネイティブの輝度の範囲（複数可）にトーンマッピングされるようにする。つまり、ネイティブモードの表示パイプラインは、表示画像をデフォルトの色域及び輝度の範囲にトーンマッピングするのではなく、表示モニタが実際にサポートできる特定の色の範囲及び輝度の範囲（複数可）、つまり表示モニタのネイティブの色域及びネイティブの輝度の範囲（複数可）に表示画像をトーンマッピングする。したがって、レンダリングされた表示画像が表示モニタに送信された後（段階１１４）、表示画像を表示モニタがサポートできる色空間及び輝度レベルにトーンリマッピングする必要はなく（従来モードの表示パイプライン１００の段階１０４）、ネイティブモードの表示パイプライン１１０において、表示モニタは、段階１１５での表示のためにネイティブでマッピングされた表示画像を提示することに、直接進むことができる。

さらに、バックライトは、表示モニタでのネイティブの色域及び輝度の表示において役割を果たし、そのため、いくつかの実施形態で、レンダリングデバイスは、表示モニタによって与えられるバックライトパラメータに基づいて表示画像をさらにレンダリングするようにＧＰＵを構成する。説明のために、バックライトパラメータは、例えば、表示モニタがソースによるローカル調光制御（すなわち、表示モニタの表示パネルの異なる領域またはゾーンのバックライトが、ソースデバイスによって別個に制御可能である場合）か、グローバルバックライト制御（つまり、全体がソースデバイス（つまり、ＧＰＵドライバまたはハードウェア）によって制御可能であるように、バックライトが表示パネル全体に対して制御される場合）のいずれかをサポートするかどうかの表示を含む。グローバルバックライトモードの場合、いくつかの実施形態では、表示モニタによって提供されるバックライトパラメータは、１つまたは複数の範囲を含む。説明のために、バックライトパラメータは、最小バックライト及び最大バックライトでフルホワイトスクリーンに表示モニタによって放出される輝度、ならびに最小バックライト及び最大バックライトでフルブラックスクリーンに対して表示モニタによって放出される輝度を示すパラメータを示すことができる。いくつかの実施形態では、ローカル調光モードのバックライトパラメータは、同様の輝度の範囲によって示される。

表示モニタのバックライトパラメータの一部として得られる輝度の範囲または値により、レンダリングデバイスのＧＰＵまたはレンダリングアプリケーションが、バックライトの設定に関連する表示の輝度の特性を理解することが可能になり、したがって、ＧＰＵまたはレンダリングアプリケーションは、表示画像の表示コンテンツをレンダリングして、表示モニタに正しく表示されるようになる。説明のために、バックライトが非常に低いレベルまたは非常に高いレベルに設定されない限り、表示モニタは特定の輝度レベルを達成できない可能性がある。このようなバックライト特性を考慮したネイティブレンダリングプロセスの制御により、コンテンツ作成者は、レンダリングアプリケーションまたはＧＰＵの構成を通じて、対応するバックライト設定が与えられた場合に、示された表示の輝度を考慮して表示のバックライトを動的に調整することにより、暗い画像を表現でき、またはバックライトを動的に高レベルに設定することにより、明るいピクセルを表し得る。バックライト特性は、様々な方法のいずれかでバックライトパラメータによって表すことができる。いくつかの実施態様では、比較的単純な最小／最大のバックライトマッピングが、表現された線形マッピングまたはデフォルトの比較的単純な曲線の表現の形で提供され得る。あるいは、バックライト特性は、各バックライトレベルでの表示の輝度を表すさらに詳細な曲線によって、表すことができる。

以下に説明するように、いくつかの実施形態では、レンダリングデバイス及び表示モニタは、従来モードの表示パイプライン１００によって表される従来のデフォルトのトーンマッピングモードと、画像ごとにネイティブモードの表示パイプライン１１０によって表されるネイティブのトーンマッピングモードとを切り替えることができる。したがって、そのような実施態様では、段階１１６（段階１１４と同時に起きる）で、レンダリングデバイスは、送信された表示画像がデフォルトのトーンマッピングされているか、ネイティブのトーンマッピングされているか、を表示モニタに信号で送る。説明のために、ＨＤＭＩ（登録商標）とＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔの両方の仕様は、フレームに関連付けられたＩｎｆｏＦｒａｍｅの形式で、各「フレーム」（つまり、表示画像）のメタデータの送信をもたらし、また対応する表示画像のトーンマッピングモードとフレームごとの同期バックライト制御モードのインジケーターは、したがって、対応するＩｎｆｏＦｒａｍｅに含まれる。

従来モードの表示パイプライン１００をネイティブモードの表示パイプライン１００と比較すると、ネイティブモードの表示パイプライン１１０は、段階１１３で単一のトーンマッピングプロセスのみを実装し、従来モードの表示パイプライン１００の段階１０４により必要とされる第２のトーンマッピングプロセスを回避することが理解されよう。第１のトーンマッピングプロセスのみがネイティブモードの表示パイプライン１１０で実行されるので、ネイティブモードの表示パイプライン１１０のレンダリングから表示への待ち時間は、従来モードの表示パイプラインと比較して、例えば、数十ミリ秒以上短縮される。さらに、最初のトーンマッピングプロセスのみを必要とすることにより、結果として得られる表示画像は、コンテンツ作成者の意図にさらに厳密に準拠するようにレンダリングされ、したがって、ユーザにより正確な視聴体験を提供することができる。

図２は、いくつかの実施形態による図１のネイティブモードの表示パイプライン１１０を実装する表示システム２００を示している。表示システム２００は、有線または無線の相互接続２０３によって接続されたレンダリングデバイス２０２及び表示モニタ２０４を含む。レンダリングデバイス２０２は、ノートブックコンピュータ、デスクトップコンピュータ、サーバ、ゲームコンソール、コンピューティング対応スマートフォンなどを含む、ビデオコンテンツを生成するために使用される様々なデバイスのいずれかを含む。表示モニタ２０４は、デジタルテレビ、コンピュータモニタ、ポータブルデバイスディスプレイなどの、ビデオコンテンツを表示するためのデジタルディスプレイデバイスを備える。レンダリングデバイス２０２は、少なくとも１つのメモリ２０６、ＧＰＵ２０８及び中央処理装置（ＣＰＵ）２１０などの少なくとも１つのプロセッサ、ならびにディスプレイインターフェース（ＩＦ）２１２を含む。表示モニタ２０４は、ディスプレイインターフェース２１４、表示コントローラ２１６、及び表示マトリックス２１８を含む。ディスプレイインターフェース２１２、２１４は、ＨＤＭＩ（登録商標）インターフェース、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔインターフェース、組み込みＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ（ｅＤＰ）インターフェースなどの有線または無線の相互接続インターフェースを含む。表示コントローラ２１６は、メモリ（図示せず）、１つもしくは複数のプログラマブル論理コンポーネント、１つもしくは複数のハードコードの論理コンポーネント、またはそれらの組み合わせに格納されたソフトウェアの命令を実行するように構成された１つもしくは複数のプロセッサとして実装される。表示マトリックス２１８は、一連の表示画像を表示するために使用されるピクセルの２次元アレイを含み、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）マトリックス、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）マトリックス、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）マトリックスなどを含む。

一般的な動作を概観すると、メモリ２０６は、一連の表示画像及び対応するメタデータを含むビデオストリームをレンダリングし、このビデオストリームをディスプレイインターフェース２１２、２１４及び相互接続２０３を介して表示モニタ２０４に送信するようにＣＰＵ２１０及びＧＰＵ２０８を操作するように構成された実行可能ソフトウェア命令の１つまたは複数のセットを格納する。表示モニタにおいて、表示コントローラ２１６は、各表示画像及び対応するメタデータを順番に受信し、表示マトリックス２１８で順番に表示するために表示画像を処理する。少なくとも１つの実施形態では、レンダリングデバイス２０２及び表示モニタ２０４は、図１のネイティブモードの表示パイプライン１１０を実装するように構成可能であり、そのため表示コントローラ２１６のＥＤＩＤモジュール２２０が、ＥＤＩＤまたは他の構成情報パケットをレンダリングデバイス２０２に提供し、それは表示モニタ２０４によってサポートされるネイティブの色域及び１つまたは複数の輝度の範囲、ならびにバックライトモード機能（例えば、ソースによるローカル調光制御またはソースによるグローバルバックライト制御）を示すバックライトパラメータ、及び様々なバックライト条件またはレベルでの輝度の範囲を表すパラメータを指定する。レンダリングデバイス２０２は、ＧＰＵ２０８を制御して、ビデオストリームの１つまたは複数の表示画像を、示されたネイティブの色域及びネイティブの輝度の範囲（複数可）ならびに示されたバックライト特性、つまりネイティブのトーンマッピングと一致するトーンマッピングでレンダリングする。このプロセスについては、以下でさらに詳しく説明する。

図３は、いくつかの実施形態による、ネイティブモードの表示パイプライン１１０の実装を容易にするために、レンダリングデバイス２０２及び表示モニタ２０４に実装されるソフトウェアスタックを示す。ソフトウェアスタック３０２は、レンダリングデバイス２０２に実装され、１つまたは複数のビデオコンテンツアプリケーション３０４、１つまたは複数のオペレーティングシステム（ＯＳ）インターフェース３０６、ソフトウェア開発キット（ＳＤＫ）／ＯＳインターフェース３０８、グラフィックスドライバ３１０、及び表示ドライバ３１２を含む。ビデオコンテンツアプリケーション３０４は、レンダリングされるビデオコンテンツを調達するソフトウェアのアプリケーション、例えばゲームのアプリケーション、仮想現実（ＶＲ）または拡張現実（ＡＲ）のアプリケーション、ビデオ再生アプリケーションなどを含む。このビデオコンテンツの表示画像の描画命令は、ＯＳインターフェース３０６を介してグラフィックスドライバ３１０に与えられ、ＧＰＵシェーダ作業制御機能３１４は、対応する表示画像をレンダリングするためにＧＰＵ２０８のシェーダを制御する。ＳＤＫ／ＯＳインターフェース３０８は、ＥＤＩＤ、ＤＩＤ、または表示モニタ２０４によって提供される他の構成情報パケットを分析して、そのネイティブの色域及びネイティブの輝度の範囲（複数可）を含む、表示モニタ２０４の様々なパラメータを決定する表示パラメータ取得機能３１６を含む。

表示ドライバ３１２は、表示画像をレンダリングするためにＧＰＵ２０８によって実行されるシェーダ操作が、指定された色域及び輝度の範囲にトーンマッピングされるようにＧＰＵ２０８を構成するためのトーンマッピング機能３１７を含み、それはレンダリングモードに応じて、ディスプレイ仕様で設定されたデフォルトの色域及びデフォルトの輝度の範囲、またはネイティブの色域及びネイティブの輝度の範囲であってよい。さらに、いくつかの実施形態では、トーンマッピング機能３１７は、シェーダ動作が表示モニタのバックライト特性を反映するようにＧＰＵ２０８をさらに構成する。表示ドライバ３１２は、生成された各表示画像のＩｎｆｏＦｒａｍｅの生成及び送信を容易にするために使用されるＨＤＲ ＩｎｆｏＦｒａｍｅ機能３１８をさらに含む。

ソフトウェアスタック３２０は、表示モニタ２０４に実装されるソフトウェアスタックを表し、初期化中にレンダリングデバイス２０２のＥＤＩＤを生成するためのＥＤＩＤ機能３２２（ＥＤＩＤモジュール２２０の１つの実装、図２）を含む。いくつかの実施形態では、ソフトウェアスタック３２０は、表示モニタ２０４によってサポートされる表示パラメータと両立性のない表示画像の後処理のためのスカラー構成及び電気光学伝達関数（ＥＯＴＦ）インターフェース３２４、ならびにＳＤＫ／ＯＳインターフェース３０８と協働して、受信された表示画像を表示する間に表示モニタ２０４のバックライトを構成するためのバックライト制御インターフェース３２６をさらに含む。

図４及び図５は共に、ディスプレイ仕様のデフォルトの色域及び輝度の範囲のいずれかにトーンマッピングされた、またはレンダリングデバイス２０２に結合された特定の表示モニタ２０４のネイティブの色域、輝度の範囲、及びバックライト特性にトーンマッピングされた一連の表示画像を含むビデオストリームの生成、送信、及び表示用のレンダリングデバイス２０２及びそのソフトウェアスタック３０２（図４）、ならびに表示モニタ２０４及びそのソフトウェアスタック３２０（図５）の動作を示す。図４に移ると、いくつかの実施形態によるビデオストリームレンダリング方法４００が示されている。方法４００は、ブロック４０２で開始し、レンダリングデバイス２０２及び表示モニタ２０４は、相互接続２０３を介して互いを検出する。この検出に応答して、レンダリングデバイス２０２及び表示モニタ２０４は、対の初期化を開始する。この初期化プロセスの一部として、ブロック４０４で、表示モニタ２０４は、その表示パラメータを表すデータをレンダリングデバイス２０２に送信する。一実施形態では、このデータは、表示モニタ２０４の図２のＥＤＩＤモジュール２２０（例えば、図３のＥＤＩＤ機能３２２として実装される）によって生成及び提供され、当技術分野で既知のように、Ｉ２Ｃバスまたは他のサイドチャネルを介して、レンダリングデバイス２０２の表示パラメータ機能３１６をＥＤＩＤとして取得する。他の実施形態では、このディスプレイ構成データは、例えば、ディスプレイＩＤ（ＤＩＤ）として、または独自のフォーマットで送信される。

従来のＥＤＩＤは、バージョン、製造業者、画面サイズ、ガンマ設定、タイミング、リフレッシュレートなどを含む、ＥＤＩＤを提供する表示モニタの様々なパラメータを含む。少なくとも１つの実施形態では、ＥＤＩＤモジュール２２０は、従来のＥＤＩＤを拡張する。それは、パラメータが表示モニタ２０４のネイティブの色域及びネイティブの輝度の範囲（複数可）を定義しながら表示モニタ２０４の色度及び輝度パラメータを含むことによって、また、バックライトパラメータが異なるバックライト条件またはレベルの下などで表示モニタ２０４、輝度の値または範囲によってサポートされる１つまたは複数のバックライトモードを指定しながら、表示モニタ２０４のバックライトパラメータを含むことによる。説明のために、ＥＤＩＤのＥＩＡ／ＣＥＡ−８６１仕様のバージョン３は、ベンダーが定義したベンダー固有データブロック（ＶＳＤＢ）の使用を含む、特定の拡張ブロックを提供する。したがって、いくつかの実施形態では、ＥＤＩＤモジュール２２０は、レンダリングデバイスに提供されるＥＤＩＤにＶＳＤＢを挿入し、この場合このＶＳＤＢは、例えば、表示モニタ２０４が、ネイティブのトーンマッピングモード、表示モニタ２０４の色度パラメータ、表示モニタの１つまたは複数の輝度の範囲、例えば最大のバックライトでの最小及び最大の静的パネル明るさレベル、最小のバックライトでの最小及び最大の静的パネル明るさレベルなどをサポートするかどうかなどのうちの１つまたは複数を識別することによって、ネイティブの色度及び輝度の値の正確な報告を提供する。例えば、表１は、一実施形態に従ってＥＤＩＤでネイティブの輝度機能を提供するために使用される例示的なＶＳＤＢ形式を示し（ネイティブの色域機能はＥＤＩＤで提供される）、表２は、別の例示的なＶＳＤＢ形式（太字で強調された、ネイティブのトーンマッピングモードに関連するパラメータを含む）を示す。
表１：ＥＤＩＤに含めるためのネイティブモードパラメータの第１のＶＳＤＢの例

＊シームレスローカル調光制御をサポートするには、表示モニタが、レンダリングデバイスによって送信された値に基づいてローカル調光の有効化／無効化を切り替える必要がある。シームレスローカル調光制御が表示モニタでサポートされている場合は、次のことが示唆される：最大輝度１フィールドには、１０％の白いパッチに基づくピーク輝度の値を入力するべきである；最大輝度２フィールドには、１００％のフルホワイトパターンに基づく平均輝度の値を入力するべきである；最小輝度１フィールドには、１００％黒のパターンに基づく最小輝度の値を入力すべきである；最小輝度２フィールドには、隅に白いパッチがある黒い画像に基づいた最小輝度の値を入力すべきである。
表２：ＥＤＩＤに含めるためのネイティブモードパラメータでの第２のＶＳＤＢの例（ネイティブのトーンマッピングモードに関連するパラメータは太字で強調）

表３は、表２の例に従ってＶＳＤＢを［データブロック４］として組み込んだ例示的なＥＤＩＤを示している（ネイティブのトーンマッピングモードに関連するパラメータは太字で強調されている）。
表３：ネイティブのトーンマッピングＶＳＤＢを使用した例示的なＥＤＩＤ

表示モニタ２０４のネイティブの色域特性、ネイティブの輝度の範囲、及びバックライトパラメータを示すＥＤＩＤを用いて、または初期化中に側波帯データとして信号を送ると、ブロック４０６で、ＳＤＫ／ＯＳインターフェース３０８は、ＥＤＩＤのデータまたは他の側波帯データにアクセスし、表示モニタ２０４が、ＥＤＩＤのＶＳＤＢの対応するビットフィールドからのネイティブのトーンマッピングサポートをサポートするかどうかを決定する。ネイティブのトーンマッピングが表示モニタ２０４により有効にされていない場合、ブロック４０８で、ＳＤＫ／ＯＳインターフェース３０８は、表示ドライバ３１２のトーンマッピング機能３１７に信号を送り、ビデオストリームの各表示画像を、上記の従来モードの表示パイプライン１００に従ってデフォルトのトーンマッピングでレンダリングするようにＧＰＵ２０８を構成する。

そうでなければ、ＥＤＩＤのＶＳＤＢのビットフィールドが、表示モニタ２０４がネイティブのトーンマッピングをサポートすることを示す場合、ＳＤＫ／ＯＳインターフェース３０８は、この機能を表示ドライバ３１２に信号で送る。それに応答して、ブロック４１０において、表示ドライバ３１２は、表示モニタのネイティブの色域を表すＥＤＩＤからの色度の値（例えば、赤、緑、及び青の色度のＸ−Ｙの値）と、様々なバックライトレベルまたはモードでのネイティブの輝度の範囲（複数可）を表すＥＤＩＤの輝度の値及びバックライトパラメータ（例えば、最大の明るさでバックライトを当てるときの最小から最大の輝度、最小の明るさでのバックライト時の最小から最大の輝度、またはローカル調光が有効な場合の最大、最小、及び平均の輝度）にアクセスすることによって、表示モニタ２０４のネイティブの色域及び輝度の範囲（複数可）を決定し、後で使用するために１つもしくは複数の表または他のデータ構造に代表値を入力する。

この初期化が完了すると、ブロック４１２で、ビデオコンテンツアプリケーション３０４は、レンダリングデバイス２０２を操作して、表示モニタ２０４に送信し、表示モニタ２０４で表示するための一連の表示画像及び対応するメタデータから構成されるビデオストリームの生成を開始する。生成される各表示画像について、ブロック４１４で、ビデオコンテンツアプリケーション３０４は、表示画像によって表される画像コンテンツを決定し、ＯＳインターフェース３０６を介してそのような表現をグラフィックスドライバ３１０に提供する。

ブロック４１６において、グラフィックスドライバ３１０、あるいは、表示ドライバ３１２は、表示画像が、ネイティブのトーンマッピングモードまたは従来のデフォルトのトーンマッピングモードのどちらを使用してレンダリングされるかを決定する。説明しておくと、状況によっては、複数のアプリケーションウィンドウが同時に開いている場合があり、一部のアプリケーションウィンドウはネイティブトーンでレンダリングされ、他のものはデフォルトのトーンでレンダリングされる。このような場合、すべての異なるアプリケーションウィンドウを組み込んだ最終的な表示画像は、従来のデフォルトのトーンマッピングモードを使用してレンダリングできる。同様に、オペレーティングシステムがネイティブカラーアプリケーションの上部に様々な表示コンテンツを作成している場合（ネイティブ表示コンテンツの上部にユーザインターフェイス（ＵＩ）の制御を表示する場合など）、結果として得られる合成表示フレームは、従来のデフォルトのトーンマッピングモードに従ってレンダリングされる見込みがある。

表示画像が、表示モニタ２０４によってサポートされるディスプレイ仕様のデフォルトの色空間及び輝度の範囲にトーンマッピングされる場合、ブロック４１８で、表示ドライバ３１２のトーンマッピング機能３１７は、デフォルトの色域の場合の色度の値でＧＰＵ２０８を、デフォルトの輝度の範囲を表す輝度ＥＯＴＦでＧＰＵ２０８を構成し、ブロック４２０で、ＧＰＵ２０８は、これらのデフォルトのパラメータに基づいてシェーダの操作及びその他の描画の操作を実行し、ディスプレイ仕様のデフォルトの色域及び輝度の範囲に一致するトーンマッピングで表示画像をレンダリングする。特定の輝度の範囲内のトーンマッピングコンテンツには、通常、ソース表示コンテンツを取得し、コンテンツを圧縮またはクリッピングするか、圧縮とクリッピングの組み合わせが含まれる。例えば、表示コンテンツは通常、８／１０ビットのＡＲＧＢサーフェスまたはＦＰ１６サーフェスのいずれかにレンダリングされる。８／１０ビットのＡＲＧＢサーフェスの場合、通常、表示コンテンツはすでにｓＲＧＢガンマでコード化されているため、表示コンテンツはすでに表示モニタに直接送信できる形式になっている。そのため、表示ドライバは、コンテンツがｓＲＧＢでコード化されている旨をモニタに通知することだけを必要とする。

ＦＰ１６サーフェスの場合、表示コンテンツは通常線形空間にあり、各値は特定の輝度の意味を有する。具体的には、例えば１のＦＰ１６値はＸニットに変換され、２のＦＰ１６値はＹニットに変換され、０．５のＦＰ１６値はＺニットに変換される。これは、表示モニタが理解できる何らかのデフォルトの業界フォーマットでトーンマッピング及びコード化する必要があることを意味する。このマッピングとコード化への１つのアプローチは、ターゲットの輝度の範囲外にあるいずれかの表示データをクリップすることによる。例えば、ＧＰＵが、色深度あたり８ビット、ｓＲＧＢの符号化、ＳＤＲの輝度の範囲（この例では最大Ｘニットまで拡張されると想定）で出力するように構成されていると仮定する。したがって、２５５の８ビットの値は、Ｘニットの最大ＳＤＲ輝度を表す。１つのアプローチでは、ＦＰ１６値をｓＲＧＢガンマ曲線にコード化し得、１の値を超えるいずれかのＦＰ１６値をクリップする。事実上、１のＦＰ１６値を超えるいずれか表示コンテンツも、Ｘニット（８ビット出力値２５５）にクリップされているため、すべて同じように見える。別のアプローチは、１のＦＰ１６値を超える表示コンテンツの詳細の一部を保持することである。コンテンツは、最大コンテンツの値がこのとき１になるようすべての値が縮小されるようにスケーリングされ、また結果として得られるスケーリングされたコンテンツはｓＲＧＢコード化できる。

特定の色域内に収まるトーンマッピングは、通常、識別された色空間で表現できる最大の赤、緑、及び青の点を表す３つのＸ／Ｙ座標によって定義される色域の表現の下で動作する。表示コンテンツが、表示モニタ２０４によってサポートされる色域よりも大きい色域によって表される場合、色域リマッピングを使用して、より小さな色域で表示コンテンツを表す。輝度トーンマッピングと同様に、色域リマッピングには通常、スケーリング、クリッピング、またはそれらの組み合わせが含まれる。説明のために、１つの一般的なアプローチは、ピクセルに３ｘ３色域リマッピング行列を乗算することによって色域リマッピング関数を実装することであり、これにより、入力ピクセルＲＧＢｘ／ｙ座標が３ｘ３の行列と乗算され、出力ピクセルＲＧＢのｘ／ｙ座標の値が生成される。理解されるように、これらのアプローチは、コンテンツ作成者の観点からはいくぶん予測不可能であり、したがって、輝度クリッピング／マッピング及びカラークリッピング／マッピングを表示モニタに残すことは、予測できない結果を提供し得、それは、コンテンツ作成者の意図したものと矛盾する可能性がある。

ブロック４１６に戻ると、レンダリングされる表示画像に対してネイティブのトーンマッピングがアクティブである場合、ブロック４２２で、表示ドライバ３１２のトーンマッピング機能３１７は、ブロック４１０に格納されたネイティブの色域及び輝度のパラメータにアクセスし、ＧＰＵ２０８をこれらのパラメータで構成する。ブロック４２４において、ＧＰＵ２０８は、これらの構成パラメータに従って表示画像をレンダリングし、その結果、表示画像は、これらのパラメータによって表されるネイティブの色域及びネイティブの輝度の範囲にトーンマッピングされる。

ブロック４２６において、表示ドライバ３１２は、ディスプレイポートまたはＨＤＭＩ（登録商標）仕様などの適切なコーディング／トランスポートプロトコルに従って、ブロック４１８及び４２０またはブロック４２２及び４２４のいずれかのプロセスを通じて生成された表示画像のデータをコード化し、ディスプレイＩＦ２１２及び相互接続２０３を介して表示モニタ２０４に送信するため、結果として生じたデータを提供する。方法４００の例では、ネイティブのトーンマッピングが表示モニタ２０４によって有効にされている場合、送信されたビデオストリームの所与の表示画像は、１つまたは複数の要因に応じて、ネイティブのトーンマッピングまたはデフォルトのトーンマッピングのいずれかであり得る。したがって、表示画像をレンダリングするのに使用されるトーンマッピングモードを識別し、表示モニタ２０４が受信した表示画像を適宜処理できるようにするために、ブロック４２８で、表示ドライバ３１２は、コード化された表示画像に関連するメタデータを提供して表示画像に採用されているトーンマッピングモードを識別するようにする。ＨＤＭＩ（登録商標）及びＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔの仕様の少なくとも一部で採用されているＣＥＡ−８６１仕様では、側波帯ＩｎｆｏＦｒａｍｅパケットの使用が規定され、コード化された表示フレームまたは表示画像のメタデータをフレームごとに供給するために使用される。したがって、少なくとも１つの実施形態では、表示ドライバ３１２のＨＤＲ ＩｎｆｏＦｒａｍｅ機能３１８は、表示画像をレンダリングするために使用されるトーンマッピングモードを識別し、コード化された表示画像と共に送信するためのＩｎｆｏＦｒａｍｅパケットを生成し、ＩｎｆｏＦｒａｍｅパケットは、トーンマッピングモードの識別子を含む。例えば、以下の表４は、表示画像にネイティブのトーンマッピングモードが使用されたかどうかを識別するビットフィールドＰＢ６−ビット３のＩｎｆｏＦｒａｍｅパケットの例示的なフォーマットを示している。
表４：トーンマッピングモードインジケーターの例示的なＩｎｆｏＦｒａｍｅパケット

方法４００の現在の反復中に表示画像レンダリングの送信が開始されると、方法４００は、次の反復のために、出力ビデオストリームに含まれる次の表示画像のブロック４１４に戻ることができる。

ここで図５に移ると、いくつかの実施形態による、表示モニタ２０４の例示的なビデオストリーム表示方法５００が示されている。方法５００の反復は、レンダリングデバイス２０２から出力されたビデオストリームで受信されたコード化された表示画像ごとに実行される。したがって、ブロック５０２において、ディスプレイインターフェース２１４は、相互接続２０３及びディスプレイインターフェース２１４を介して、レンダリングデバイス２０２から表示画像を表すデータを受信する。同時に、ブロック５０４で、ディスプレイインターフェース２１４は、その特定の表示画像に関連するＩｎｆｏＦｒａｍｅパケットまたは他の画像ごとのメタデータを受信していた。

ブロック５０６において、表示コントローラ２１６は、ＩｎｆｏＦｒａｍｅパケットのトーンマッピングフィールドを使用して、表示画像がネイティブのトーンマッピングでレンダリングされたか、従来のデフォルトのトーンマッピングでレンダリングされたかを判定する。説明しておくと、上記の表４のＩｎｆｏＦｒａｍｅパケット形式を使用する場合、ＰＢ６ビット３の値「０」は従来のデフォルトのトーンマッピングが使用されたことを示し、一方で値「１」はネイティブのトーンマッピングが使用されたことを示す。ＩｎｆｏＦｒａｍｅパケットまたは他の画像メタデータが、そのＩｎｆｏＦｒａｍｅパケットに関連付けられた個々の表示画像にネイティブのトーンマッピングが使用されたことを示している場合、表示コントローラ２１６は、表示画像を、表示マトリックス２１８の機能とすでに両立性のある色域及び輝度の範囲を有するものとして識別する。したがって、ブロック５０８で、表示コントローラ２１６は、表示画像のネイティブの色域及び輝度の範囲（複数可）に干渉する可能性のあるいずれかのユーザ固有のオンスクリーンディスプレイ（ＯＳＤ）の設定を上書きするように構成され、ブロック５１０で、表示コントローラ２１６は、表示画像を別の色空間及び輝度の範囲から、表示モニタ２０４によって実際にサポートされる色空間及び輝度の範囲にリマッピングするためのいずれかのさらなるトーンマッピングを必要とせずに、表示マトリックス２１８で表示するための表示画像を提示するか、さもなければ準備する。

ブロック５０６に戻ると、表示コントローラ２１６が、代わりに、表示画像が従来のデフォルトの色域及び輝度の範囲に従ってコード化されたと判定する場合、ブロック５１２で、表示コントローラ２１６は、色空間または輝度の設定、例えば明るさ、色相、彩度などに関連する任意のユーザ定義のＯＳＤ設定にアクセスする。さらに、一部の表示モニタの実装では、ＯＳＤ設定を介してユーザが表示モニタによって実装されたＥＯＴＦを上書きすることさえもできる。説明のために、そのような表示モニタは、レンダリングデバイスからのビデオ出力が例えばｓＲＧＢフォーマットであるという表示ドライバからの指示を無視し、代わりに表示データをガンマ２．６のＥＯＴＦにあるものとして解釈することができる。したがって、表示パラメータとしてそのようなＥＯＴＦのオーバーライドを信号で伝える表示モニタ２０４の能力は、レンダリングデバイスによる正確なネイティブのトーンマッピングをさらにサポートする。

ブロック５１４で、表示コントローラ２１６は、表示画像に対して後処理を実行して、電気光学伝達関数、知覚量子化（ＰＱ）曲線、または表示モニタ２０４の色域及び輝度の範囲へのマッピングを表すガンマ曲線を使用して、表示画像をネイティブの色空間及びネイティブの輝度の範囲にトーンマッピングする。この後処理はさらに、ブロック５１２で決定されたユーザ定義のＯＳＤ設定に基づくことができ、例えば、ピクセルデータに対応する色調整マトリックスを乗算することで様々な明るさ、色相、及び彩度の設定を実装するによって、または適用されるＥＯＴＦを修正することによるものである。ブロック５１６で、表示コントローラ２１６は、表示マトリックス２１８で表示するために、結果として得られるトーンリマッピングされた表示画像を提示する。

いくつかの実施形態では、上記で説明された装置及び技術は、１つまたは複数の集積回路（ＩＣ）デバイス（集積回路パッケージまたはマイクロチップとも呼ばれる）を備えるシステム、例えば図１〜５を参照して上で説明したレンダリングデバイス及び表示モニタなどにおいて実装される。電子設計自動化（ＥＤＡ）及びコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェアツールは、これらのＩＣデバイスの設計及び製作で使用され得る。それらの設計ツールは典型的には、１つまたは複数のソフトウェアプログラムとして表される。１つまたは複数のソフトウェアプログラムは、１つまたは複数のＩＣデバイスの回路を表すコード上で動作して、回路を製作するための製造システムを設計する、または適合させるプロセスの少なくとも一部を実行するようにコンピュータシステムを操作するために、コンピュータシステムによって実行可能なコードを含む。このコードは、命令、データ、または命令及びデータの組み合わせを含むことができる。設計ツールまたは製作ツールを表すソフトウェア命令は、典型的には、コンピューティングシステムにアクセス可能なコンピュータ可読記憶媒体に格納される。同様に、ＩＣデバイスの設計または製作の１つまたは複数のフェーズを表すコードは、同じコンピュータ可読記憶媒体または異なるコンピュータ可読記憶媒体の中に記憶され、同じコンピュータ可読記憶媒体または異なるコンピュータ可読記憶媒体からアクセスされ得る。

コンピュータ可読記憶媒体は、命令及び／またはデータをコンピュータシステムに提供するために、使用中にコンピュータシステムによりアクセス可能な任意の非一時的記憶媒体、または非一時的記憶媒体の組み合わせを含み得る。このような記憶媒体には、光学媒体（例えばコンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイディスク）、磁気媒体（例えばフロッピーディスク、磁気テープ、または磁器ハードドライブ）、揮発性メモリ（例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）またはキャッシュ）、不揮発性メモリ（例えば読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）またはフラッシュメモリ）、または微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ベース記憶媒体が含まれ得るが、これらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピューティングシステムに組み込まれてもよく（例えば、システムＲＡＭまたはＲＯＭ）、コンピューティングシステムに固定して取り付けられてもよく（例えば、磁気ハードドライブ）、コンピューティングシステムに取り外し可能に取り付けられてもよく（例えば、光学ディスクまたはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ベースフラッシュメモリ）、または有線もしくは無線ネットワークを介してコンピュータシステムに結合されてもよい（例えば、ネットワークアクセス可能ストレージ（ＮＡＳ））。

いくつかの実施形態において、上述される技法の特定の態様は、ソフトウェアを実行する処理システムの１つまたは複数のプロセッサにより実施されることができる。ソフトウェアは、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体上に、格納される、またはその他の方法により有形に具現化される、実行可能な命令の１つまたは複数のセットを含む。ソフトウェアは、１つまたは複数のプロセッサにより実行されるときに、１つまたは複数のプロセッサが上述される技法の１つまたは複数の態様を実行するように操作する、命令及び特定のデータを含むことが可能である。非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、磁気もしくは光ディスク記憶デバイス、フラッシュメモリ、キャッシュ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などのソリッドステート記憶デバイス、または他の不揮発性メモリデバイス（複数可）などを含み得る。非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に格納される実行可能命令は、ソースコード、アセンブリ言語コード、オブジェクトコード、または１つもしくは複数のプロセッサによって解釈されるか、または別の方法で実行可能な他の命令形式であり得る。

説明したものに加えて、上記の一般的説明で述べたアクティビティまたは要素の全てが必須ではないこと、特定のアクティビティまたはデバイスの一部は必要ない場合があること、及び１つまたは複数の追加のアクティビティを実行することができ、または要素を含めることができることに留意されたい。さらに、アクティビティが列挙されている順序は、必ずしもそれらが実行される順序ではない。また、特定の実施形態を参照して概念が説明されている。しかし、当業者は、以下の特許請求の範囲に記載されている本開示の範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更を行うことができることを理解する。したがって、本明細書及び図面は、限定的な意味ではなく、例示的な意味で見なされるべきであり、全てのそのような修正は、本開示の範囲内に含まれることが意図されている。

特定の実施形態に関して、利益、他の利点、及び問題に対する解決策を上で説明している。しかし、利益、利点、問題に対する解決策、及び何らかの利益、利点または解決策を生じさせ得るかもしくは顕著にする特徴（複数可）は、いずれかまたはすべての請求項の、重要な、必要な、または本質的な特徴として解釈されるべきではない。さらに、上記に開示される特定の実施形態は例示に過ぎず、開示された発明の主題が本明細書に教示の利益を有する当業者へ明らかである、異なるが均等な方式において変更され、実施されることができる。以下の特許請求の範囲に記述される以外の、本明細書に示される構成または設計の詳細への限定を意図しない。したがって、上に開示された特定の実施形態は変更または修正されてもよく、そのような全ての変形は開示された主題の範囲内であると見なされることは明らかである。したがって、本明細書にて求められる保護は、以下の特許請求の範囲に記載されるとおりである。

Claims (20)

1. レンダリングデバイス（２０２）において、前記レンダリングデバイスに結合された表示モニタ（２０４）の表示パラメータ（１１１、３１６）を取得することであって、前記表示パラメータがネイティブの色域、前記表示モニタのネイティブの輝度の範囲、及び前記表示モニタの１つまたは複数のバックライト特性を識別するデータを含む、前記取得すること、
   前記レンダリングデバイスのグラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）（２０８）で、前記ネイティブの色域及び前記ネイティブの輝度の範囲にトーンマッピングされ、前記１つまたは複数のバックライト特性に基づく第１の表示画像をレンダリングすること、及び
   ビデオストリームの一部として前記表示モニタが受信するための前記第１の表示画像を提示することを含む、方法。
2. 前記表示モニタで、前記第１の表示画像を受信すること、及び
   前記第１の表示画像をトーンリマッピングすることなく、前記表示モニタに表示するための前記第１の表示画像を提示すること、
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記ＧＰＵで、前記表示モニタでサポートされているディスプレイ仕様に関連付けられたデフォルトの色域とデフォルトの輝度の範囲にトーンマッピングされた第２の表示画像をレンダリングすること、及び
   前記ビデオストリームの一部として前記表示モニタが受信するための前記第２の表示画像を提示すること、
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記表示モニタで、前記第１の表示画像を受信すること、
   前記第１の表示画像をトーンリマッピングすることなく、前記表示モニタに表示するための前記第１の表示画像を提示すること、
   前記表示モニタで、前記第２の表示画像を受信すること、
   トーンリマッピングされた表示画像を生成するために、前記デフォルトの色域から前記ネイティブの色域へ、及び前記デフォルトの輝度の範囲から前記ネイティブの輝度の範囲へ前記第２の表示画像をトーンリマッピングすること、及び
   前記表示モニタに表示するための前記トーンリマッピングされた表示画像を提示すること、
   をさらに含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記レンダリングデバイスから前記表示モニタへの前記第１の表示画像に関連付けられた第１のメタデータを提供することであって、前記第１のメタデータが、前記第１の表示画像を、前記ネイティブの色域及びネイティブの輝度の範囲にトーンマッピングされたとして識別する、前記提供すること、
   前記レンダリングデバイスから前記表示モニタへの前記第２の表示画像に関連付けられた第２のメタデータを提供することであって、前記第２のメタデータが、前記第２の表示画像を、前記デフォルトの色域及びデフォルトの輝度の範囲にトーンマッピングされたとして識別する、前記提供すること、
   をさらに含む、請求項４に記載の方法。
6. トーンリマッピングすることなく前記表示モニタに表示するための前記第１の表示画像を提示することは、前記表示モニタでの前記第１のメタデータの受信に応答し、
   前記第２の表示画像のトーンリマッピングは、前記表示モニタでの前記第２のメタデータの受信に応答する、請求項５に記載の方法。
7. 前記１つまたは複数のバックライト特性が、
   ソース制御のグローバルバックライトの前記表示モニタによるサポート、及び
   ソース制御のローカル調光の前記表示モニタによるサポート
   のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記１つまたは複数のバックライト特性が、
   最大バックライトレベルでの最大のパネルの明るさ、
   最大バックライトレベルでの最小のパネルの明るさ、
   最小バックライトレベルでの最大のパネルの明るさ、
   最小バックライトレベルでの最小のパネルの明るさ、
   ローカル調光を有効にしたパネルのピークの明るさ、及び
   ローカル調光を有効にしたパネルの平均の明るさ
   のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記表示パラメータを取得することは、
   前記表示モニタから前記レンダリングデバイスへ拡張ディスプレイ識別データ（ＥＤＩＤ）を提供することであって、前記ＥＤＩＤは、前記ネイティブの色域を表す色度の値及び前記ネイティブの輝度の範囲を表す１つまたは複数の値を含む、前記提供すること、を含む、請求項１に記載の方法。
10. 表示システム（２００）であって、
    表示モニタ（２０４）に結合するように構成されたレンダリングデバイス（２０２）を含み、前記レンダリングデバイスは、
    前記表示モニタに表示されるビデオストリームの表示画像をレンダリングするように構成されたグラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）（２０８）と、
    中央処理装置（ＣＰＵ）（２１０）であって、
    前記表示モニタの表示パラメータ（１１１、３１６）を取得することであって、前記表示パラメータが、ネイティブの色域、前記表示モニタのネイティブの輝度の範囲、及び前記表示モニタの少なくとも１つのバックライト特性を識別するデータを含む、前記取得すること、及び
    前記ＧＰＵを、前記ネイティブの色域及び前記ネイティブの輝度の範囲にトーンマッピングされ、前記少なくとも１つのバックライト特性に基づく前記ビデオストリームの第１の表示画像をレンダリングするように構成すること、のために構成される前記中央処理装置と、
    を含む、前記表示システム。
11. 前記第１の表示画像を受信すること、及び
    前記第１の表示画像をトーンリマッピングすることなく前記表示モニタに表示するため前記第１の表示画像を提示することのために構成される前記表示モニタをさらに含む、請求項１０に記載の表示システム。
12. 前記ＣＰＵは、
    前記表示モニタでサポートされているディスプレイ仕様に関連付けられたデフォルトの色域及びデフォルトの輝度の範囲にトーンマッピングされる、前記ビデオストリームの第２の表示画像をレンダリングするように前記ＧＰＵを構成することのためにさらに構成される、請求項１０に記載の表示システム。
13. 前記第１の表示画像を受信すること、
    前記第１の表示画像をトーンリマッピングすることなく表示するための前記第１の表示画像を提示すること、
    前記第２の表示画像を受信すること、
    トーンリマッピングされた表示画像を生成するために、前記デフォルトの色域から前記ネイティブの色域へ、及び前記デフォルトの輝度の範囲から前記ネイティブの輝度の範囲へ前記第２の表示画像をトーンリマッピングすること、及び
    表示するための前記トーンリマッピングされた表示画像を提示することのために構成される前記表示モニタをさらに含む、請求項１２に記載の表示システム。
14. 前記レンダリングデバイスは、
    前記表示モニタへの前記第１の表示画像に関連付けられた第１のメタデータを提供することであって、前記第１のメタデータが、前記第１の表示画像を、前記ネイティブの色域及びネイティブの輝度の範囲にトーンマッピングされたとして識別する、前記提供すること、及び
    前記表示モニタへの前記第２の表示画像に関連付けられた第２のメタデータを提供することであって、前記第２のメタデータは、前記デフォルトの色域及びデフォルトの輝度の範囲にトーンマッピングされたとして前記第２の表示画像を識別する、前記提供することのためにさらに構成される、請求項１３に記載の表示システム。
15. 前記表示モニタは、
    前記第１のメタデータを受信するのに応じてトーンリマッピングすることなく表示するための前記第１の表示画像を提示すること、及び
    前記第２のメタデータを受信するのに応じて前記第２の表示画像をトーンリマッピングすること、
    のためにさらに構成されている、請求項１４に記載の表示システム。
16. 前記表示モニタを前記レンダリングデバイスへ提供する拡張ディスプレイ識別データ（ＥＤＩＤ）にアクセスすることで、前記ＣＰＵが前記表示パラメータを取得するよう構成され、前記ＥＤＩＤが、前記ネイティブの色域を表す色度の値及び前記ネイティブの輝度の範囲を表す１つまたは複数の値を含む、請求項１０に記載の表示システム。
17. 表示モニタ（２０４）で、レンダリングデバイス（２０２）からのビデオストリームの表示画像を受信すること、
    前記表示モニタで、前記表示画像に関連するメタデータを受信することであって、前記メタデータが、前記表示画像がネイティブの色域、前記表示モニタのネイティブの輝度の範囲にトーンマッピングされ、前記表示モニタの１つまたは複数のバックライト特性に基づいているか、または前記表示モニタでサポートされているディスプレイ仕様のデフォルトの色域及びデフォルトの輝度の範囲にトーンマッピングされているかどうかを示す、前記受信すること、
    前記メタデータが前記ネイティブの色域、ネイティブの輝度の範囲にトーンマッピングされているものとして前記表示画像を識別するのに応答し、前記表示モニタの１つまたは複数のバックライト特性に基づいて、前記表示画像をトーンリマッピングすることなく前記表示モニタに表示するための前記表示画像を提示すること、及び
    前記メタデータが前記デフォルトの色域及びデフォルトの輝度の範囲にトーンマッピングされているものとして前記表示画像を識別するのに応答して、
    トーンリマッピングされた表示画像を生成するために、前記デフォルトの色域から前記ネイティブの色域へ、及び前記デフォルトの輝度の範囲から前記ネイティブの輝度の範囲へ前記表示画像をトーンリマッピングすること、及び
    前記表示モニタに表示するための前記トーンリマッピングされた表示画像を提示すること、
    を含む、方法。
18. 初期化プロセスの間に前記表示モニタから前記レンダリングデバイスに表示パラメータを提供することであって、前記表示パラメータは、前記表示モニタの前記ネイティブの色域及び前記ネイティブの輝度の範囲の表現を含む、前記提供すること
    をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記１つまたは複数のバックライト特性が、
    ソース制御のグローバルバックライトの前記表示モニタによるサポート、及び
    ソース制御のローカル調光の前記表示モニタによるサポート
    のうちの少なくとも１つを含む、請求項１７に記載の方法。
20. 前記１つまたは複数のバックライト特性が、
    最大バックライトレベルでの最大のパネルの明るさ、
    最大バックライトレベルでの最小のパネルの明るさ、
    最小バックライトレベルでの最大のパネルの明るさ、
    最小バックライトレベルでの最小のパネルの明るさ、
    ローカル調光を有効にしたパネルのピークの明るさ、及び
    ローカル調光を有効にしたパネルの平均の明るさ
    のうちの少なくとも１つを含む、請求項１７に記載の方法。

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