JP2022514999A - 広い色域画像のレンダリング - Google Patents

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Abstract

2Dビデオデータを受け取り、ビデオデータから、第1の仮想色域の第1のプライマリの第1の複数の強度値と、第2の仮想色域の第2の複数の強度値とを生成し、第1の複数の強度値は輝度閾値未満であり、所定の色域を近似し、第2の複数の強度値は、輝度閾値を超え、第1の複数の強度値を、表示システムの第1のプロジェクションヘッドの所定のプライマリの第3の複数の強度値に変換し、第2の複数の居土値は、表示システムの第2のプロジェクションヘッドの所定のプライマリの第4の複数の強度値に変換し、第3の複数の強度値及び第4の複数の強度値に基づいて、表示システムの空間変調器の画素レベルを動的に調整する、画像データを表示するシステム及び方法。【選択図】 図1C

Description

本出願は、一般に、広い色域画像のレンダリングに関する。
3次元(3D)画像を表示することができるディスプレイは、一緒に見たときに、3D画像の外観を与えるプライマリ(6P)の2つの別個のセットを使用して、左眼画像及び右眼画像を表示することができる。このようなディスプレイは、2次元(2D)画像を表示するために利用することもできる。
本開示の様々な態様は、6P 3Dプロジェクター及び表示システム(特に、スペクトル分離3Dプロジェクター及び表示システム)上の2つの2D画像をレンダリングすることを改善するためのシステム及び方法に関する。
本開示の1つの例示的な態様において、第1のプロジェクションヘッドと、第2のプロジェクションヘッドと、少なくとも1つの空間変調器と、電子プロセッサと、を備えるデュアルヘッドプロジェクションシステムが提供される。電子プロセッサは、2Dビデオデータを受信し、ビデオデータから、第1の仮想色域の仮想プライマリの第1の複数の強度値及び第2の仮想色域の仮想プライマリの第2の複数の強度値を生成し、第1の複数の強度値は輝度閾値未満であり、所定の色域を近似し、第2の複数の強度値は、輝度閾値を超え、第1の複数の強度値及び第2の複数の強度値を、第1のプロジェクションヘッドの所定のプライマリの第3の複数の強度値と第2のプロジェクションヘッドの所定のプライマリの第4の複数の強度値にそれぞれ変換し、第1のプロジェクションヘッド及び第2のプロジェクションヘッドの少なくとも1つの空間変調器の画素レベルを動的に調整する、ように構成されている。
本開示の別の例示的な態様では、画像データを表示するための方法が提供される。この方法は、2Dビデオデータを受信することと、ビデオデータから、第1の仮想色域の仮想プライマリの第1の複数の強度値及び第2の仮想色域の仮想プライマリの第2の複数の強度値を生成することであって、第1の複数の強度値は輝度閾値未満であり、所定の色域を近似し、第2の複数の強度値は、輝度閾値を超える、生成することと、第1の複数の強度値を表示システムの第1のプロジェクションヘッドの所定のプライマリの第3の複数の強度値に変換し、第2の複数の強度値を表示システムの第2のプロジェクションヘッドの所定のプライマリの第4の複数の強度値にそれぞれ変換することと、第3の複数の強度値及び第4の複数の強度値に基づいて、表示システムの第1のプロジェクションヘッド及び第2のプロジェクションヘッドの空間変調器の画素レベルを動的に調整することと、を含む。
本開示の別の例示的な態様では、画像データを表示するための方法が提供される。この方法は、ビデオデータを受信することと、ビデオデータの強度レベルに基づいて、第1の仮想色域に関連付けられた第1の複数の強度値を生成することと、強度レベルと少なくとも1つの所定の閾値との間の比較に基づいて、第2の仮想色域に関連付けられた第2の複数の強度値を生成することと、第1の複数の強度値及び第2の複数の強度値に基づいて、複数のプライマリ表示色に関連付けられた第3の複数の強度値及び第4の複数の強度値を生成することと、第3の複数の強度値及び第4の複数の強度値を少なくとも1つの空間光変調器に提供すること、を含む。
本開示の別の例示的な態様では、コンピュータのプロセッサによって実行されたときに、コンピュータに、所定の色空間の所定のプライマリの3刺激画素値を含む2Dビデオデータを受信することと、所定の色域を近似するために、ビデオデータから、第1の仮想色域の仮想プライマリの第1の複数の強度値と、第2の仮想色域の第2の複数の強度値とを生成することであって、第1の複数の強度値が第1の仮想色域の輝度閾値未満であり、第2の複数の強度値が輝度閾値を超えており、混合関数を介して、第1の複数の強度値を、所定のプライマリの第3の複数の強度値に変換し、第2の複数の強度値を、所定のプライマリの第4の複数の強度値に変換することと、第3の複数の強度値及び第4の複数の強度値に基づいて、デュアルヘッドプロジェクションシステムの少なくとも1つの空間変調器の画素レベルを動的に調整することを含む動作を実行させる命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体が提供される。
このようにして、本開示の様々な態様は、3Dプロジェクションデバイスからの2D画像のレンダリング、及び少なくとも画像プロジェクション、シグナルプロセッシングなどの技術分野における改良を提供する。
同様の参照符号が以下の詳細な記載と共に、別個の図の全体を通して同一又は機能的に同様の要素を指す添付図面は、本明細書に組み込まれ、その一部を形成し、概念の実施形態をさらに例示し、それらの実施形態の様々な原理及び利点を説明するのに役立つ。
本開示の様々な態様による6Pプロジェクションシステムのスペクトル図である。 本開示の様々な態様によるプロジェクションシステムのブロック図である。 本開示の様々な態様によるプロジェクションシステムのブロック図である。 本開示の様々な態様による図1B及び図1Cのシステムに含まれるコントローラのブロック図である。 本開示の様々な態様による図2のコントローラによって実行される方法を示すフローチャートである。 本開示の様々な態様による色度図である。 本開示の様々な態様による色度図である。 本開示の様々な態様による色度図である。 本開示の様々な態様による色度図である。 本開示の様々な態様による色度図である。 本開示の様々な態様による色度図である。 本開示の様々な態様による色度図である。 本開示の様々な態様による色度図である。 本開示の様々な態様による色度図である。
当業者は、図中の要素が簡潔さと明瞭性のために示されており、必ずしも一定の縮尺で描かれていないことを理解するだろう。例えば、図中のいくつかの要素の寸法は、本開示の実施形態の理解を向上させるのを助けるために、他の要素に対して誇張されている場合がある。装置及び方法の構成要素は、本明細書の記載の利益を受ける当業者に容易に明らかになる詳細で本開示を不明瞭にしないように、本開示の実施形態を理解することに関連するこれらの具体的な詳細のみを示す図面において、適切な場合に符号によって表されている。
先に述べたように、3D画像を投射するように構成された、いくつかの6Pディスプレイは、2D画像を投射/表示するために利用してもよい。3D画像を投射するとき、左眼画像のための3つのプライマリの1つの設定(赤色、緑色、及び青色)と、右眼画像のための3つのプライマリの他の設定とを使用して、左眼及び右眼画像を表示するために、6つのプライマリが使用される。このようなディスプレイと共に使用するための3D眼鏡は、それぞれの目が適切な画像を見ることを可能にするために、対応するフィルタ(バンドパスフィルタなど)を有することができる。2次元画像は、視聴者が3D眼鏡を着用する必要なしに、同じデータで一次光源のそれぞれの対を駆動することによって、3Dディスプレイによって表示することができる。例えば、2D赤(レッド)データ値は、red1及びred2のプライマリの両方を駆動するために使用される。同様に、2D緑(グリーン)データ値は、green1プライマリ及びgreen2プライマリの両方を駆動するために使用され、2D青(ブルー)データ値はblue1プライマリ及びblue2プライマリの両方を駆動するために使用される。システムは、組み合わされたプライマリで較正され、画像を生成することができる。しかしながら、結果として得られる色域は、所望の色域(例えば、確立されたRec 2020 色域(Rec 2020 gamut))に関して著しく制限される可能性がある。
本開示及びその態様は、コンピュータに実装された方法,コンピュータプログラム製品、コンピュータシステム及びネットワーク、ユーザインタフェース、及びアプリケーションプログラミングインタフェース、ならびにハードウェア実装された方法、シグナルプロセッシング回路、メモリアレイ、アプリケーション固有集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイなどによって制御されるハードウェア又は回路を含む、様々な形態で具体化することができる。上記の概要は、本開示の様々な態様の概念を提供することのみを意図しており、本開示の範囲を限定するものではない。
以下の説明では、本開示の1つ以上の態様を理解するために、回路構成、波形タイミング、回路動作などの多くの細部が記載される。これらの具体的な詳細は、単に例示的なものであり、本出願の範囲を限定することを意図するものではないことは、当業者には直ちに明らかであろう。
その上、本開示は主に、受信したビデオデータがRec2020である例に焦点を当てているが、これは単に実施の一例に過ぎず、他の色間隔が利用されてもよいことが理解されるであろう。さらに、開示されたシステム及び方法は、6つの一次ディスプレイ上の2D画像をレンダリングするのを改善するために、任意のプロジェクションシステムで使用することができることがさらに理解されるであろう。
説明を容易にするために、本明細書に提示される例としてのシステムのいくつか又はすべては、その構成要素部分のそれぞれの単一の例を用いて示される。いくつかの実例は、本システムのすべての構成要素を記載又は例示しないことがある。他の例となる実施形態は、図示された構成要素のそれぞれをより多く又はより少なく含むことができ、いくつかの構成要素を組み合わせることができ、又は追加の又は代替の構成要素を含むことができる。例として、いくつかの実施形態では、以下の図1B及び図1Cのシステム100は、2つ以上の光源102を含む。
上述のように、6Pシステムと呼ばれるいくつかの3Dディスプレイは、2つの別個のプライマリのセットを使用して、左眼及び右眼の画像を同時に表示する。図1Aは、いくつかの実施形態による6Pシステムのスペクトル図1である。図1は、3つの短い波長2A、3A、及び4A(本明細書では短い(ショート)プライマリ(short primaries)と呼ぶ)と、3つの長い波長2B、3B、及び4B(本明細書では長い(ロング)プライマリ(long primaries)と呼ぶ)とを含む。本明細書に記載の例となる表示システムは(例えば、指定された左側プロジェクターを介して)左眼画像のために短いプライマリ2A、3A、及び4Aを利用し、(例えば、指定された右側プロジェクターを介して)右眼画像のために長いプライマリ2B、3B、及び4Bを利用するように構成される。さらなる実施形態では、短いプライマリと長いプライマリとの組合せを、それぞれの目の画像に利用することができることを理解されたい。以下で詳細に説明するように、それぞれのプロジェクターは(プロジェクターの指定されたプライマリの)変調光出力を、ディスプレイ又はビューイングスクリーン上に出力する。本明細書に記載の実施形態では、左眼画像及び右眼画像の両方が同時に表示される。
図1B及び図1Cは、それぞれ、いくつかの実施形態による例示的な表示システム100のブロック図である。それぞれのシステムは、少なくともいくつかの同様に構成された構成要素を含み、それらはそのようなものとしてラベル付けされる。表示システム100は、ビデオデータソース101から受信した3D及び2Dのビデオデータを表示するように構成される。表示システム100は、例えば、プロジェクションシステム又は発光ダイオード(LED)表示システムなどの画像を表示するように構成された任意の種類のシステムであってよい。表示システム100は、光源102と、照明光学系104と、分離器106と、1つ以上の変調器108と、混合器110と、投射光学系112と、コントローラ114とを含む。図1B及び図1Cは1つの光源102を説明するが、いくつかの実施形態による表示システム100は、複数の光源102を含んでもよい。システム100の構成要素は、単一のプロジェクションデバイス(単一のプロジェクター等)又はいくつかの実施形態では複数のデバイスに収容することができる。例えば、いくつかの実施形態において、表示システム100の光源、変調器、及び他の構成要素は、2つ以上の別個の協調的なプロジェクションデバイスに分離され得る。
光源102は、コントローラ114によって駆動され、図示の実施形態では6つのプライマリ色を含む照明光線を生成する。照明ビームは、照明光学系104を通って色分離器106に向けられる。色分離器106は、照明ビームを6つのプライマリビームに分離し、各プライマリビームを空間光変調器(SLMs)108の関連付けられた1つに向ける。それぞれの変調器108は、以下でより詳細に説明するように、コントローラ114からの入力に基づいてプライマリ照明ビームを変調する。投射光学系112は、変調ビームを集束させて結像ビーム116を形成する。次いで、結像ビーム116を投射して、例えば、画像を画面(図示せず)上に作り出す。図1Bの例示的なシステムでは、左眼画像及び右眼画像を交互に投射することができる(「時分割多重化」とも呼ばれる)。
いくつかの実施形態では、それぞれのプライマリは、個々の変調器108に関連付けられてもよい。あるいは、図1Bに示すように、例えば、フィールド順次変調方式を使用することによって、変調器の個数を減らしてもよい。いくつかの実施形態では、変調器は、例えば、二重変調プロジェクターのように、プライマリカラーごとに複数の変調器を含むことができる。いくつかの実施形態では、それぞれの変調器108は、一組のプライマリカラーに関連付けられる。例えば、図1Aに関して上述したように、6Pシステムは、図1Cに示すように、左側プロジェクター及び右側プロジェクターを含むことができる。図1Cは、個別の変調器108A及び108B、投射光学系112A及び112B、並びに、それぞれの組が左眼チャネル及び右眼チャネルのために指定される2つの得られる結像ビーム116A及び116Bを含む、デュアルヘッド表示システム100を示す。変調器108A、投射光学系112A、及び結果として得られる結像ビーム116Aは、左側プロジェクター(プロジェクションヘッド)の構成要素と見なすことができ、変調器108B、投射光学系112B、及び結果として得られる結像ビーム116Bは、右側プロジェクター(プロジェクションヘッド)の構成要素と見なすことができる。上述したように、両方のチャネルからの光出力は、ディスプレイ又はスクリーン上に単一の結果画像を生成するために同時に示される。さらに、図1B及び図1Cは、ビデオデータソース101が表示システム100から分離されているものとして示しているが、いくつかの実施形態では、ビデオデータソース101が表示システム100の内部にあってもよい(例として、表示システム100に関連付けられたメモリ内など)。
図2は、いくつかの実施形態によるコントローラ114のブロック図である。コントローラ114は、電子プロセッサ205、メモリ210、及び入力/出力インタフェース215を含む。電子プロセッサ205は(例えば、メモリ210及び/又は入力/出力インタフェース215から)情報を取得して提供し、そして、例えば、メモリ210のランダムアクセスメモリ(「RAM」)領域、メモリ210の読み出し専用メモリ(「ROM」)又は他の非一時的コンピュータ読取可能媒体(図示せず)に記憶することができる、1つ以上のソフトウェア命令又はモジュールを実行することによって、情報を処理する。ソフトウェアは、ファームウェア、1つ以上のアプリケーション、プログラムデータ、フィルタ、ルール、1つ以上のプログラムモジュール、及び他の実行可能命令を含むことができる。電子プロセッサ205は、複数のコア又は個々のプロセッシングユニットを含むことができる。電子プロセッサ205はメモリ210から取り出し、特に、本明細書に記載される制御プロセス及び方法に関連するソフトウェアを実行するように構成される。
メモリ210は、1つ以上の非一時的コンピュータ読取可能媒体を含むことができ、プログラム記憶領域及びデータ記憶領域を含むことができる。プログラム記憶領域及びデータ記憶領域は、本明細書に記載されるように、様々なタイプのメモリの組み合わせを含むことができる。メモリ210は、任意の非一時的コンピュータ読取可能媒体の形態をとることができる。
入力/出力インタフェース215は、入出力を受け取り、システム出力を提供するように構成される。入力/出力インタフェース215は、例えば、光源102、変調器108、及びビデオデータソース101などの表示システム100の内部及び外部の両方にあるデバイスから情報及び信号を取得し、これらに情報及び信号を提供する(例えば、1つ又は複数の有線及び/又はワイヤレス接続を介して)。
図3は、いくつかの実施形態に従ってプロジェクションシステムを動作させる例としての方法300を示すフローチャートである。一例として、方法300は、図1B及び図1Cで示されるコントローラ114、特に、図2に示される電子プロセッサ205によって、実行されるものとして説明する。
ブロック302において、電子プロセッサ205は、図1B及び図1Cに示されたビデオデータソース101のようなビデオデータソースからビデオデータを受信する。ビデオデータは、ビデオコンテンツストリーム又はファイルからの一連の三刺激(tritimulus)画素値を含むことができる。いくつかの実施形態において、ビデオデータは、Rec2020(ITU-R勧告BT.2020とも呼ばれる)などの色空間(又は色域)内の画素値を含む。ブロック304において、電子プロセッサ205は、ビデオデータから第1の色域の仮想プライマリの第1の複数の強度値を生成し、ブロック306において、ビデオデータから第2の色域の仮想プライマリの第2の複数の強度値を生成する。特に、2D画像のための色域体積(gamut volume)は、2つの仮想色域である色域A及び色域Bに分割される。それぞれの色域は、所定のプライマリの特有のブレンドである仮想プライマリを含む。以下でより詳細に説明するように、色域Aは、例えば定義された基準色空間(例えば、Rec2020)などの、事前定義された色域にできるだけ近くなるように最適化され、一方、色域Bは、事前定義されたプライマリからの任意の残留エネルギーのために利用される。言い換えれば、色域Aはより低い輝度レベルに使用され、色域Bは適用可能な場合により高い輝度レベルを達成するために追加される。いくつかの実施形態において、色域Aは、できるだけ大きな色域を達成するように最適化される。
図3に戻ると、ブロック308において、電子プロセッサ205は、第1の複数の強度値を、第1の眼チャネル(例えば、第1のプロジェクションヘッドのチャネル)の所定のプライマリの第3の複数の強度値に変換し、第2の複数の強度値を、第2の眼チャネルの所定のプライマリの第4の複数の強度値に変換する(例えば、第2のプロジェクションヘッドのチャネル)。
いくつかの実施形態において、混合関数が色域A及び色域Bに適用されて、それぞれの色域がビデオデータの色空間(本実施例では、Rec2020)に近くなるように最適化される。換言すれば、これらの実施形態では、電子プロセッサ205が、例えば、1つ以上の混合関数を介して、第1の複数の強度値及び第2の複数の強度値を、第1の眼チャネルの所定のプライマリの第3の複数の強度値に変換する(例えば、第1のプロジェクションヘッドのチャネル)。電子プロセッサ205は、また、例えば、1つ以上の混合関数を介して、第1の複数の強度値及び第2の複数の強度値を、第2の眼チャネルの所定のプライマリの第4の複数の強度値に変換する(例えば、第2のプロジェクションヘッドのチャネル)。以下の式[1]及び[2]は、それぞれ左眼チャネル及び右眼チャネルについてブロック308で実行される混合関数を説明する。
Figure 2022514999000002
及び、
Figure 2022514999000003
の行列は、第3の複数の強度値、例えば右眼チャネルのプライマリに対応し、Rの行列は、第4の複数の強度値、例えば左眼チャネルのプライマリに対応し、ここで、Rが赤プライマリを参照し、Gが緑プライマリを参照し、Bが青プライマリを参照し、下付文字Lが「長い」波長プライマリを参照し、下付文字Sが「短い」波長プライマリを参照する。いくつかの実施形態では、右眼チャネルは短い波長プライマリを含み、左眼チャネルは長い波長プライマリを含む。どちらの色においても、各チャネルの色域A(Rを含む行列)及び色域B(Rを含む行列)は、混合行列(BAL、BBL、BAS及びBBSの行列)によってスケーリングされる。混合行列の特定の値は、プライマリの位置及び所定の色空間に基づいて決定される所定の値であってもよい。特定の値は、使用される投射/表示システム(例えば、プロジェクタヘッドの種類)にも依存する場合がある。それぞれの混合行列の決定の実例方法は、以下により詳細に記載される。本実施例では、以下の混合行列値を使用する:
Figure 2022514999000004
Figure 2022514999000005
Figure 2022514999000006
Figure 2022514999000007
図3に戻ると、ブロック310において、電子プロセッサ205は、図1B及び図1Cに示されている変調器108のような、少なくとも1つの空間変調器の画素レベルを、第3の複数の強度値及び第4複数の強度値に基づいて、動的に調整する。システム100がデュアルヘッドプロジェクションシステムである実施形態では、プロジェクションヘッドの各々の変調器の画素レベルが調整される。
上述したように、色域Aは、例えば定義された基準色空間(例えば、Rec2020)などの事前定義された色域にできるだけ近くなるように最適化され、一方、色域Bは、事前定義されたプライマリからの任意の残留エネルギーのために利用される。以下で、受信したビデオデータを色域A及び色域Bで処理するために、プロセッサ205によって実施される2つの例示的な方法について説明する。
色域Aを最適化するための1つの方法は、本明細書では色域スケーリング(gamut scaling)と称される、光源102の達成可能な色域体積内に適合するように、ビデオデータの色度をスケーリング(圧縮)することによる。色域スケール方法では、2つの関数が定義される:
Figure 2022514999000008
変数Cは、受信したビデオデータの画素値を表し、ここでは三刺激Rec2020データとする。関数f(C)は、色域Aのルックアップテーブルを表し、関数f(C)は、色域Bのルックアップテーブルを表す。本実施例では、関数f(C)は、0から0.5に増加する線形ランプと、0.5を超えるフラットラインを定義し、関数f(C)は、0から0.5までのフラットラインと、0.5から増加する線形ランプを定義する。数値0.5は、輝度閾値に相当する。いくつかの実施形態では、別の輝度閾値を使用してもよい。
受信したビデオデータの画素値の各々に対して、色域A及び色域Bは、以下のように導出される:
Figure 2022514999000009
Figure 2022514999000010
言い換えれば、入力ビデオデータR2020、G2020及びB2020の各プライマリチャネルに対して、0.5未満の輝度レベル(システム100の全輝度範囲の50%及び色域Aの輝度範囲の100%に対応する)を有するピクセル値が色域A内に含まれ、一方、0.5を超えるピクセル値(色域Aの輝度範囲外であることを意味する)が色域Bに割り当てられる。次いで、導出された色域Aの信号及び色域Bの信号が、ブロック308ならびに式1及び式2に関して上述したように、定義されたプライマリに変換される。
受信したビデオデータを処理して色域Aにする別の方法は、光源102の達成可能な色域体積内に収まるように色域A及び色域B内に収まるように色度をクリップすることによる。まず、光源102の色空間から色域A及び色域Bへの変換関係[C]及び[C]が、それぞれ定義される。この導出は、以下のようにして行うことができる。
左側チャネル及び右側チャネルに対して正規化されたプライマリ行列を知ることにより、両方のチャネルにおける任意の点は、以下のように定義することができる:
Figure 2022514999000011
ここで、X、Y、及びZの行列は任意の点に対応し、NPMLLLとNPMSSSの行列は、それぞれ右眼チャネルと左眼チャネルの正規化プライマリ行列に対応し、R、G及びBならびにR、G、及びBの行列は、それぞれ右眼チャネルと左眼チャネルの非正規化行列に対応する。
上記の式1及び式2に定義された混合関数は、それぞれ、右眼チャネル及び左眼チャネルの非正規化行列として置換される。
Figure 2022514999000012
上記の式をプライマリ行列の項に変換すると、式は以下のようになる:
Figure 2022514999000013
ここで、
Figure 2022514999000014
及び
Figure 2022514999000015
以下のRec2020の正規化プライマリ行列が分かる:
Figure 2022514999000016
光源Rec2020ベクトルから色域A及び色域Bへの変換は、それぞれ以下の通りである:
Figure 2022514999000017
ここで、
Figure 2022514999000018
及び
Figure 2022514999000019
ここで、
Figure 2022514999000020
上述のように、色域Aはより低い輝度レベルのために使用され、一方、色域Bはより高い輝度レベルを達成するために適用可能な場合に利用される。色域Aの輝度範囲がすべてのチャネルにわたって同じである色域スケーリング方法とは対照的に、ここでは閾値ベクタを輝度閾値として利用し、これは色域Aの輝度範囲がチャネルごとに変化することを意味する。Rec2020空間における「A」色域と「B」色域の間の変換を表す閾値ベクタは、以下のように見つけることができる:
Figure 2022514999000021
言い換えれば、閾値ベクタ内の各閾値は、第1の仮想色域の所定の色域への変換に基づいて決定される。
次の関数が定義される:
Figure 2022514999000022
変数Cは、受信したビデオデータの画素値であり、ここでは三刺激Rec2020データとする。上述の色域スケーリング方法の関数f(C)及びf(C)と同様に、関数f(C)は、また色域Aに対するルックアップテーブルを表し、関数色域f(C)は、色域Bに対するルックアップテーブルを表す。この例において、関数f(C)は、閾値ベクタおいて定義された特定のチャネルの0から閾値に増加する線形ランプと特定の閾値を超えるフラットライニングを定義し、関数f(C)は、0から特定の閾値へのフラットラインと特定の閾値から増加する線形ランプを定義する。ここでも、特定の閾値は、それぞれ色域Aのチャネルの輝度閾値にそれぞれ対応している。いくつかの実施形態では、関数f(C)とf(C)が、上述した線形ランプ以外の遷移を規定してもよい(関数の合計が1に等しい限り)。例えば、関数f(C)とf(C)のどちらか又は両方がフラットラインへのカーブを定義できる。
受信したビデオデータの画素値の各々に対して、色域A及び色域Bは、以下のように導出される:
Figure 2022514999000023
Figure 2022514999000024
言い換えると、入ってくるビデオデータR2020、G2020及びB2020の各プライマリチャネルに対して、閾値ベクタTR、TG及びTB(色域Aの特定の輝度範囲に対応する)の対応する閾値より小さい輝度レベルを有する画素値は、色域A内に含まれ、特定の閾値(色域Aの輝度範囲の外側を意味する)を超える画素値は、色域Bに割り当てられる。
次いで、負の値である導出された色域A及び色域Bの任意の強度値が、0(又は白色)にクリップされる。
Figure 2022514999000025
Figure 2022514999000026
次に、導出された色域A信号及び色域B信号は、ブロック308ならびに式1及び2に関して上述したように、定義されたプライマリに変換される。
色域クリップ方法は、任意のプロジェクタシステムに対してほぼ同様に作成することができる色域A及び色域Bのエッジに色をクリップする。言い換えれば、1つのプロジェクターによって生成された色は、ソースプライマリが同じであるか否かにかかわらず、任意の他の種類のプロジェクターによって忠実に再現され得る。
代替方法としては、負の値をクリップする前に、混合関数が、色域A及び色域Bに適用されてもよい。混合関数を各色域に適用することによって、各色域の値は、受信したビデオデータの色空間の所定のプライマリに関して変換される。次に、以下に示すようにクリッピングを適用することができる。
Figure 2022514999000027
Figure 2022514999000028
この方法は、任意のプロジェクタシステムの特定のプライマリの色域カバレッジを最大化する。
図4は、色度図400を示す。図400は、表示システム100及び目標色域(ここではRec2020)に関連する色域を含む。色域402は、Rec2020色域である。色域404は、右眼チャネル(LLLプライマリ)の(長い)プライマリRL、GL及びBLによって定義される色域であり、一方、色域406は、左眼チャネル(SSSプリマリ)の(短い)プライマリRS、GS及びBSによって定義される色域である。色域416は、右眼チャネル及び左眼チャネルの両方のプライマリを同じ値(「WCG」色域)で駆動することによって定義される色域である。図示のように、色域408は、Rec2020色域402とは著しく異なる。色域410は、仮想色域Aであり、色域412は、仮想色域Bである。上述したように、色域Aは、Rec2020色域402をできるだけ近似する仮想プライマリの組合せとして定義され、一方、色域Bは、色域Aに利用されたエネルギーが減算された後の仮想プライマリの残りのエネルギー出力によって定義される。図示のように、色域A(色域410)は、総和色域(summation gamut)408と比較して、Rec2020色域402により近く一致する。
図5Aは、図4に関して上述した色域402、404、406、408、410、及び412を含む色度図500Aを示す。色度図500Aは、上述の色域クリッピング方法を使用して達成される、入力色度(黒色)及び結果として得られる出力色度(灰色)を含む。任意の入力色度点を出力色度点に接続する線(例えば、入力点502Aを出力点502Bに接続する線)は、(必要に応じて)入力色がどのように変更されたかを示す。なお、図示のチャート500Aでは、最大入力が輝度閾値未満であるため、色域Bは利用されず、上述の第2のクリッピング方法が使用されていた。
図5Bは、図4に関して上述した色域402、404、406、408、410、及び412を含む色度図500Bを示す。色度図500Bは、上述の色域クリッピング方法を使用して達成される、入力色度(黒色)及び結果として得られる出力色度(灰色)を含む。示された図500Bでは、最大入力は輝度閾値よりも大きく、したがって色域Bが利用される。
上述のように、混合行列は、Rec2020と比較したプライマリの位置に基づいて決定された抽出値である。混合行列は、特に、右側チャネル及び左眼チャネルの短いプライマリ及び長いプライマリをそれぞれ特定の所望の位置するに配置するように定義される。それぞれのプライマリについて混合行列を決定するための実例方法を、以下で説明する。
図6Aは、図4の色度図400の拡張ビュー600Aを示す。ビュー600Aに示されるように、短い赤プライマリRS及び長い赤プライマリRLの両方は、Rec2020色域402の外側にある。色域AをRec2020色域402内に持っていく必要がある。赤プライマリRの混合行列を決定するために、1つの方法は、プライマリをRec2020色域に結合させることである。これは、色域Aに対して短い赤の波長(RS)と長い緑の波長を混合し、色域Bに対して短い赤の波長と長い赤の波長(RL)を混合することで行うことができる。長い及び短い赤色波長とRec2020境界との間の距離は、結果として得られる色度とRec2020境界又は交点との間の最小距離の点を見つけることによって最小化される。次に、この位置は、混合行列を定義するために使用される。例えば、拡張ビュー600Aの線は、長い赤の波長と短い緑の波長の混合を表す。点Aは、混合がRec2020色域と交差する場所を表す。
別の方法は、Rec2020色域に束縛されないように、結果の色域のカバレッジを最大にすることである。図6Bは、図4の色度図400の拡張ビュー600Bを示す。ここで、Rec2020色域の青プライマリと緑プライマリとの間の線から長い赤(RL)の波長と短い赤(RS)の波長の混合までの最短距離の点である。この結果、色域Aには長い赤を使用し、色域Bには短い赤を使用した。
図7Aは、図4の色度図400の拡張ビュー700Aを示す。ビュー700Aに示されるように、短い緑プライマリGS及び長い緑プライマリGLの両方が、Rec2020色域402を取り囲む。この場合も、色域AをRec2020色域402内に入れる必要がある。ここで、プライマリは、2つの緑プライマリ間の線BとRec2020境界との交点を定義することによって、Rec2020色域402にバインドされる。次に、この位置を使用して混合行列を定義する。緑色の点Cは、色域Aの緑プライマリが存在する点を示す。
別の方法は、Rec2020色域にバインドされないように、結果の色域のカバレッジを最大にすることである。図7Bは、図4の色度図400の拡張ビュー700Bを示す。ここで、Rec2020色域の赤プライマリと青プライマリとの間の線から、長い緑(GL)の波長及び短い緑(GS)の波長の混合までの最短距離の点である。これは、短い緑波長が使用されたことになる。
図8Aは、図4の色度図400の拡張ビュー800Aを示す。ビュー800Aに示すように、短い青プライマリBS及び長い青プライマリBLの両方が、Rec2020色域402の内側にある。両方のプライマリは、Rec2020色域402の境界に向かって出ることになる。ここで、プライマリは、長い青プライマリと短い緑波長との間の線DとRec2020境界との交点を定義することによって、Rec2020色域402に結び付けられる。次に、この位置を使用して混合行列を定義する。点Eは、色域Aの青プライマリが存在する点を示す。
もう1つの方法は、例えば、結果の色域のカバレッジを最大化するために、青プライマリをRec2020色域に拘束しないことである。図8Bは、図4の色度図400の拡張ビュー800Bを示す。ここで、Rec2020色域の赤プライマリと緑プライマリとの間の線から、長い青(BL)の波長及び短い緑(GS)の波長の混合までの最短距離の点である。次に、この位置を使用して混合行列を定義する。図示のように、長い青プライマリは色域Aに使用され、短い青プライマリは色域Bに使用される。
上述の明細書では、具体的な実施形態が記載されている。しかしながら、当業者であれば、添付の請求項に記載され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であろう。したがって、本明細書及び図は、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、すべてのそのような修正は、本教示の範囲内に含まれることが意図される。例えば、本明細書で開示される技法は、非3Dコンテンツ用に設計されたプロジェクションシステムに適用され得る。例えば、デュアルヘッドプロジェクションシステムは、開示されたテクノロジーを利用することができる。さらに、開示された技術は、3つ以上のプロジェクションヘッドに適用されてもよい。
その上、この文書では、第1の及び第2の、上及び下などの関係を表す語は、そのようなエンティティ又はアクション間のそのような実際の関係又は順序を必ずしも必要とすることなく、又は暗示することなく、1つのエンティティ又はアクションを別のエンティティ又はアクションから区別するためだけに使用され得る。用語「備える(comprises)」、「備える(comprising)」、「有する(has)」、「有する(having)」、「含む(includes)」、「含む(including)」、「包含する(contains)」、「包含する(containing)」、又はそれらの任意の他の変形は、非排他的な包含をカバーすることを意図しており、要素のリストを備える、有する、含む、包含するプロセス、方法、物品、又は装置は、これらの要素のみを含むのではなく、そのようなプロセス、方法、物品、又は装置に明白に列挙されていない、又は固有の他の要素を含んでもよい。「~を備える(comprises a)」、「~を有する(has a)」、「~を含む(includes a)」、「~を包含する(contains a)」で始まる要素は、それ以上の制約なしに、要素を備える、有する、含む、包含するプロセス、方法、物品、又は装置において追加の同一の要素の存在を排除しない。用語「1つの(a)」及び「1つの(an)」は、本明細書で特に明記しない限り、1つ以上として定義される。用語「実質的に(substantially)」、「本質的に(essentially)」、「およそ(approximately)」、「約(about)」、又はその任意の他の変形は、当業者によって理解されるような近いものとして定義され、1つの非限定的な実施形態では用語は10%以内として定義され、別の実施形態では5%以内として定義され、別の実施形態では1%以内として定義され、別の実施形態では0.5%以内として定義される。本明細書で使用される用語「結合された(coupled)」は、必ずしも直接的ではなく、機械的であるとは限らないが、接続されたものとして定義される。ある方法で「構成される(configured)」デバイス又は構造は、少なくともそのように構成されるが、リストされていない方法で構成されてもよい。
いくつかの実施形態は、マイクロプロセッサ、ディジタルシグナルプロセッサ、カスタマイズされたプロセッサ及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)のような1つ以上の汎用又は特化したプロセッサ(又は「プロセッシングデバイス」)と、本明細書に記載される方法及び/又は装置の機能の一部、大部分、又はすべてを、特定の非プロセッサ回路とともに実行するために1つ以上のプロセッサを制御する(ソフトウェア及びファームウェアの両方を含む)固有の記憶されたプログラム命令とから構成されてもよいことが理解されるであろう。代替方法として、いくつか又はすべての機能が、記憶されたプログラム命令を持たないステートマシンによって、又は各機能又は機能のいくつかの組み合わせが、カスタムロジックとして実装される1つ以上の特定用途向け集積回路(ASIC)において実装されてもよい。もちろん、2つのアプローチの組み合わせを使用することができる。
その上、実施形態は、本明細書で説明され、特許請求される方法を実行するようにコンピュータ(たとえば、プロセッサを備える)をプログラムするために、コンピュータ読取可能符号が記憶されたコンピュータ可読記憶媒体として実装され得る。このようなコンピュータ読取可能記憶媒体の例には、限定されるものではないが、ハードディスク、CD-ROM、光学式記憶デバイス、磁気記憶デバイス、ROM(読取専用メモリ)、PROM(プログラム可能読取専用メモリ)、EPROM(消去可能プログラム可能読取専用メモリ)、EEPROM(電気的消去可能プログラム可能読取専用メモリ)及びフラッシュメモリが含まれる。さらに、当業者は、例えば、利用可能な時間、現在のテクノロジー、及び経済的考慮事項によって動機づけられる可能性のある多大な労力及び多くのデザイン選択にもかかわらず、本明細書に開示される概念及び原理によって導かれる場合、最小限の実験でそのようなソフトウェア命令及びプログラム及びICを容易に生成することができることが期待される。
本発明の様々な態様は、以下の列挙された実例実施形態(EEE)から理解することができる:
1.デュアルヘッド表示システムであって、
第1のプロジェクションヘッドと、
第2のプロジェクションヘッドと、
少なくとも1つの空間変調器と、
電子プロセッサと、
を含み、前記電子プロセッサは、
2Dビデオデータを受信し、
前記ビデオデータから、第1の仮想色域の仮想プライマリの第1の複数の強度値及び第2の仮想色域の仮想プライマリの第2の複数の強度値を生成し、ここで、前記第1の複数の強度値は輝度閾値未満であり、所定の色域を近似し、前記第2の複数の強度値は、前記輝度閾値を超え、
前記第1の複数の強度値及び前記第2の複数の強度値を、前記第1のプロジェクションヘッドの所定のプライマリの第3の複数の強度値と前記第2のプロジェクションヘッドの所定のプライマリ第4の複数の強度値にそれぞれ変換し、
前記第3の複数の強度値及び前記第4の複数の強度値に基づいて、前記第1のプロジェクションヘッド及び第2のプロジェクションヘッドの前記少なくとも1つの空間変調器の画素レベルを動的に調整する、
ように構成された、システム。
2.前記輝度閾値が、前記第1の仮想色域のカラーチャネルごとに閾値を含む閾値ベクタである、EEE1に記載のシステム。
3.それぞれの閾値が、第1の仮想色域及び第2の仮想色域の所定の色域への変換に基づいて決定される、EEE2に記載のシステム。
4.前記第1の複数の強度値及び前記第2の複数の強度値の任意の負の値がクリップされる、EEE1乃至3のいずれか一項に記載のシステム。
5.前記第3の複数の強度値及び前記第4の複数の強度値の任意の負の値がクリップされる、EEE1乃至4のいずれか1つに記載のシステム。
6.画像データを表示する方法であって、
2Dビデオデータを受信することと、
前記ビデオデータから、第1の仮想色域の仮想プライマリの第1の複数の強度値及び第2の仮想色域の仮想プライマリの第2の複数の強度値を生成することであって、前記第1の複数の強度値は輝度閾値未満であり、所定の色域を近似し、前記第2の複数の強度値は、前記輝度閾値を超える、生成することと、
前記第1の複数の強度値及び前記第2の複数の強度値を表示システムの第1のプロジェクションヘッドの所定のプライマリの第3の複数の強度値に変換し、前記第1の複数の強度値及び前記第2の複数の強度値を前記表示システムの第2のプロジェクションヘッドの所定のプライマリの第4の複数の強度値に変換することと、
前記第3の複数の強度値及び前記第4の複数の強度値に基づいて、前記第1のプロジェクションヘッド及び第2のプロジェクションヘッドの前記少なくとも1つの空間変調器の画素レベルを動的に調整することと、
を含む、方法。
7.前記輝度閾値が、カラーチャネル毎に閾値を含む閾値ベクタであるEEE6に記載の方法。
8.各閾値が、第1の仮想色域の所定の色域への変換に基づいて決定される、EEE7に記載の方法。
9.前記第1の複数の強度値及び前記第2の複数の強度値の任意の負の値がクリップされる、EEE6~8のいずれか1つに記載の方法。
10.前記第3の複数の強度値及び前記第4の複数の強度値の任意の負の値がクリップされる、EEE6~9のいずれか1つに記載の方法。
11.前記第1の複数の強度値を第3の複数の強度値に変換し、前記第2の複数の強度値を第4の複数の強度値に変換するEEE6~10のいずれか1項に記載の方法。
12.画像データを表示する方法であって、方法は、ビデオデータを受信することと、前記ビデオデータの強度レベルに基づいて、第1の仮想色域に関連付けられた第1の複数の強度値を生成することと、前記強度レベルと少なくとも1つの所定の閾値との間の比較に基づいて、前記第2の仮想色域に関連付けられた第2の複数の強度値を生成することと、前記第1の複数の強度値及び前記第2の複数の強度値に基づいて、前記複数のプライマリ表示色に関連付けられた第3の複数の強度値及び第4の複数の強度値を生成することと、前記第3の複数の強度値及び前記第4の複数の強度値を少なくとも1つの空間光変調器に提供すること、を含む。
13.前記強度レベルが前記所定の閾値を超えない場合において、前記第2の複数の強度値が、0に設定される、EEE12記載の方法。
14.前記第2の複数の強度値は、前記強度レベルが前記所定の閾値を超えたときに、前記強度レベルが前記所定の閾値を超えたことに基づいて設定される、EEE12又は13に記載の方法。
15.前記方法は、少なくとも1つの強度値が、前記第1の仮想色域及び前記第2の仮想色域の達成可能な色域体積外にあるとき、前記第1の複数の強度値及び前記第2の複数の強度値のいずれか又は両方を修正することをさらに含む、EEE12~14のいずれか1つに記載の方法。
16.前記方法は、少なくとも1つの強度値が前記第1の仮想色域及び前記第2の仮想色域の達成可能な色域体積外にあるとき、前記第3の複数の強度値及び前記第4の複数の強度値のいずれか又は両方を修正することをさらに含む、EEE12~15のいずれか1つに記載の方法。
17.前記少なくとも1つの所定の閾値は、前記所定の色空間における前記第1の仮想色域と前記第2の仮想色域との間の関連性に基づくベクトルである、EEE12~16のいずれか1つに記載の方法。
18.前記方法は、前記所定の色空間、光源の残留電力及び前記第1の仮想色域に基つく第2の仮想色域に関連付けられた所定の色域を近似するために、光源に関連付けられた複数のプライマリ表示色の組合せに基づいて前記第1の仮想色域を定義することを含む、EEE12~17のいずれか1つに記載の方法。
19.前記少なくとも1つの空間光変調器が、デュアルヘッドプロジェクタの一部である、EEE12~18のいずれか1つに記載の方法。
20.前記デュアルヘッドプロジェクタが、前記第3の複数の強度値及び前記第4の複数の強度値に基づく2-D画像を表示するEEE19の方法。
21.コンピュータのプロセッサによって実行されたときに、コンピュータに、所定の色空間の所定のプライマリの3刺激画素値を含む2Dビデオデータを受信することと、
所定の色域を近似するために、ビデオデータから、第1の仮想色域の仮想プライマリの第1の複数の強度値と、第2の仮想色域の第2の複数の強度値とを生成することであって、第1の複数の強度値が第1の仮想色域の輝度閾値未満であり、第2の複数の強度値が輝度閾値を超えており、
混合関数を介して、第1の複数の強度値を、所定のプライマリの第3の複数の強度値に変換し、第2の複数の強度値を、所定のプライマリの第4の複数の強度値に変換することと、第3の複数の強度値及び第4の複数の強度値に基づいて、デュアルヘッドプロジェクションシステムの少なくとも1つの空間変調器の画素レベルを動的に調整することを含む動作を実行させる命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体が提供される。

Claims (12)

  1. デュアルヘッド表示システムであって、
    第1のプロジェクションヘッドと、
    第2のプロジェクションヘッドと、
    少なくとも1つの空間変調器と、
    電子プロセッサと、
    を含み、前記電子プロセッサは、
    2Dビデオデータを受信し、
    前記ビデオデータから、第1の仮想色域の仮想プライマリの第1の複数の強度値及び第2の仮想色域の仮想プライマリの第2の複数の強度値を生成し、ここで、前記第1の複数の強度値は輝度閾値未満であり、所定の色域を近似し、前記第2の複数の強度値は、前記輝度閾値を超え、
    前記第1の複数の強度値及び前記第2の複数の強度値を、前記第1のプロジェクションヘッドの所定のプライマリの第3の複数の強度値と前記第2のプロジェクションヘッドの所定のプライマリの第4の複数の強度値に変換し、
    前記第3の複数の強度値及び前記第4の複数の強度値に基づいて、前記第1のプロジェクションヘッド及び第2のプロジェクションヘッドの前記少なくとも1つの空間変調器の画素レベルを動的に調整する、
    ように構成され、
    前記輝度閾値は前記第1の仮想色域の各カラーチャネルに対する閾値を含む閾値ベクタであり、各閾値は、前記第1の仮想色域を前記所定の色域への変換に基づいて決定される、システム。
  2. 前記第1の複数の強度値及び前記第2の複数の強度値の任意の負の値がクリップされる、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記第3の複数の強度値及び前記第4の複数の強度値の任意の負の値がクリップされる、請求項1又は2のいずれか1項に記載のシステム。
  4. 前記デュアルヘッド表示システムは、前記第3の複数の強度値及び前記第4の複数の強度値に基づいて、2D画像を表示するように構成される、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のシステム。
  5. 画像データを表示する方法であって、
    2Dビデオデータを受信することと、
    前記ビデオデータから、第1の仮想色域の仮想プライマリの第1の複数の強度値及び第2の仮想色域の仮想プライマリの第2の複数の強度値を生成することであって、前記第1の複数の強度値は輝度閾値未満であり、所定の色域を近似し、前記第2の複数の強度値は、前記輝度閾値を超える、生成することと、
    前記第1の複数の強度値及び前記第2の複数の強度値を表示システムの第1のプロジェクションヘッドの所定のプライマリの第3の複数の強度値に変換し、前記第1の複数の強度値及び前記第2の複数の強度値を前記表示システムの第2のプロジェクションヘッドの所定のプライマリの第4の複数の強度値にそれぞれ変換することと、
    前記第3の複数の強度値及び前記第4の複数の強度値に基づいて、前記第1のプロジェクションヘッド及び第2のプロジェクションヘッドの前記少なくとも1つの空間変調器の画素レベルを動的に調整することと、
    を含み、
    前記輝度閾値は、各カラーチャネルに対する閾値を含む閾値ベクタであり、各閾値は、前記第1の仮想色域を前記所定の色域への変換に基づいて決定される、方法。
  6. 前記第1の複数の強度値及び前記第2の複数の強度値の任意の負の値が、クリップされる、請求項5に記載の方法。
  7. 前記第3の複数の強度値及び前記第4の複数の強度値の任意の負の値が、クリップされる、請求項5又は6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 前記第1の複数の強度値及び前記第2の複数の強度値を、第3の複数の強度値に変換し、前記第1の複数の強度値及び前記第2の複数の強度値を、第4の複数の強度値に変換することが、混合関数を介して実行される、請求項5乃至7のいずれか1項に記載の方法。
  9. 前記方法は、少なくとも1つの強度値が前記第1の仮想色域及び前記第2の仮想色域の到達可能な色域体積外にあるときに、前記第1の複数の強度値及び前記第2の複数の強度値のいずれか又は両方を修正することをさらに含む、請求項5乃至8のいずれか1項に記載の方法。
  10. 前記方法は、少なくとも1つの強度値が前記第1の仮想色域及び前記第2の仮想色域の到達可能な色域体積外にあるときに、前記第3の複数の強度値及び前記第4の複数の強度値のいずれか又は両方を修正することをさらに含む、請求項5乃至9のいずれか1項に記載の方法。
  11. 前記所定の色空間に関連付けられた所定の色域を近似するために、光源に関連付けられた複数のプライマリ表示色の組合せに基づいて前記第1の仮想色域を定義し、前記光源の残留電力及び前記第1の仮想色域に基づいて、前記第2の仮想色域を定義すること、をさらに含む、請求項5乃至10のいずれか1項に記載の方法。
  12. コンピュータのプロセッサによって実行されるときに、前記コンピュータに請求項5乃至11のいずれか1項記載の方法に従って動作を実行させる命令を記憶する、非一時的コンピュータ読取可能媒体。
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