JP4969135B2 - Image adjustment method - Google Patents
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本発明は、ディスプレイの輝度、コントラストおよびその他の性能を強化するための方法およびシステムに関する。 The present invention relates to methods and systems for enhancing display brightness, contrast and other performance.
図1Aおよび図1Bは、従来のバックライトLCD(liquid crystal display)システムを示す図であり、図1Aはバックライト光源として蛍光灯2を使った例を示し、図1Bはバックライト光源としてLED10を使った例を示す。周知のように、光源2又は10からの光はディフューザ4で分散されて、LCD偏光層6に供給され、LCDピクセル8を通して視認される。
代表的なディスプレイデバイスは、固定されたレンジのルミネンス(輝度)レベルを使用して画像を表示する。多くのディスプレイに対し、ルミネンスレンジは0から255に均一に離間した256レベルを有する。画像コード値は一般にこれらのレベルに直接割り当てられている。
1A and 1B are diagrams showing a conventional backlight LCD (liquid crystal display) system. FIG. 1A shows an example using a
A typical display device displays images using a fixed range of luminescence levels. For many displays, the luminescence range has 256 levels evenly spaced from 0 to 255. Image code values are generally assigned directly to these levels.
大きなディスプレイを有する多くの電子デバイスでは、ディスプレイは主要な電力消費部品となっている。例えば、ラップトップコンピュータでは、ディスプレイはシステム内の他の部品のどれよりも多くの電力を消費し易い。電力の利用度が限られた多くのディスプレイ、例えば電池給電式デバイスで見られるディスプレイは、電力消費量を管理するのを助けるためにいくつかの照度(illumination)、すなわち輝度(brightness)レベルを使用できる。あるシステムは電源、例えばAC電源にプラグインした時にフルパワーモードを使用でき、バッテリー電源で作動する際には省電モードを使用できる。 In many electronic devices with large displays, the display has become a major power consuming component. For example, in a laptop computer, the display is likely to consume more power than any other component in the system. Many displays with limited power usage, such as those found in battery-powered devices, use several illumination, or brightness levels, to help manage power consumption. it can. Some systems can use full power mode when plugged into a power source, eg, AC power source, and can use power save mode when operating on battery power.
一部のデバイスでは、ディスプレイは自動的に省電モードになることができ、このモードでは電力を無駄にしないよう、ディスプレイの照度を下げるようになっている。これらデバイスは、照度を段階的に下げる多数の省電モードを有することができる。一般に、ディスプレイの照度を下げると画質も同じように低下する。最大輝度レベルを下げると、ディスプレイのダイナミックレンジも小さくなり、画像コントラストにも問題が生じる。従って、代表的な省電モードの作動中はコントラストおよびその他の画質が低下する。 In some devices, the display can automatically enter a power saving mode, in which the display illuminance is reduced to avoid wasting power. These devices can have a number of power saving modes that gradually reduce the illuminance. Generally, when the illuminance of the display is lowered, the image quality is similarly lowered. Decreasing the maximum brightness level also reduces the dynamic range of the display and causes image contrast problems. Accordingly, contrast and other image quality are degraded during operation of a typical power saving mode.
多くのディスプレイデバイス、例えば液晶ディスプレイ(LCD)またはデジタルマイクロミラーデバイス(DMD)は、一方向または別の方向からバックライト照明、サイドライト照明またはフロントライト照明される光バルブを使用している。バックライトバルブディスプレイ、例えばLCDでは、液晶パネルの後方にバックライトが位置している。このバックライトはLCパネルを通して光を放射し、LCパネルは画像に整合するように光を変調する。カラーディスプレイではルミネンスおよびカラーを変調できる。個々のLCピクセルはバックライトからLCパネルを通り、ユーザの目またはその他の対象まで送られる光量を変調する。一部のケースでは、前記対象を光センサ、例えば電荷結合素子(CCD)とすることができる。 Many display devices, such as liquid crystal displays (LCD) or digital micromirror devices (DMD), use light valves that are backlit, sidelighted or frontlit from one or another direction. In a backlight valve display such as an LCD, a backlight is located behind the liquid crystal panel. The backlight emits light through the LC panel, which modulates the light to match the image. Color displays can modulate luminescence and color. Individual LC pixels modulate the amount of light sent from the backlight through the LC panel to the user's eyes or other object. In some cases, the object can be an optical sensor, such as a charge coupled device (CCD).
一部のディスプレイでは、画像を整合するのに光エミッタも使用できる。これらディスプレイ、例えば発光ダイオード(LED)ディスプレイおよびプラズマディスプレイは、別の光源からの光を反射するのではなく光を放出する画素を使用している。 In some displays, a light emitter can also be used to align the images. These displays, such as light emitting diode (LED) displays and plasma displays, use pixels that emit light rather than reflect light from another light source.
本発明の第1の技術手段は、トーンスケール調整された画像を生成するため、トーンスケール調整モデルを画像に適用するステップと、ゲインが強化され、調整された画像を生成するため、ゲインマップ関数を前記トーンスケール調整された画像に適用するステップとを備えたことを特徴としたものである。 The first technical means of the present invention includes applying a tone scale adjustment model to an image to generate a tone scale adjusted image, and a gain map function to generate an adjusted image with enhanced gain. Applying to the tone scale adjusted image.
第2の技術手段は、トーンスケール調整された画像を生成するため、トーンスケール調整モデルを画像に適用するステップと、前記トーンスケール調整された画像からハイパス画像およびローパス画像を計算するステップと、調整されたハイパス画像を生成するため、ゲインマップ関数を前記ハイパス画像に適用するステップと、強化された画像を形成するため、前記ローパス画像を前記調整されたハイパス画像に加算するステップとを備えたことを特徴としたものである。 A second technical means for applying a tone scale adjustment model to the image to generate a tone scale adjusted image; calculating a high pass image and a low pass image from the tone scale adjusted image; Applying a gain map function to the high-pass image to generate a modified high-pass image, and adding the low-pass image to the adjusted high-pass image to form an enhanced image. It is characterized by.
本発明の一部の実施形態は、減少された光源の照明強度を補償するか、または固定された光源照明レベルでの画質を改善するように、光バルブ変調されたピクセルのルミネンス変調レベルを変えるためのシステムおよび方法に関する。 Some embodiments of the invention alter the luminescence modulation level of light valve modulated pixels to compensate for reduced light source illumination intensity or to improve image quality at a fixed light source illumination level. Relates to a system and method.
本発明の一部の実施形態は、画像を整合するのに光エミッタを使用するディスプレイと共に使用することもできる。これらディスプレイ、例えば発光ダイオード(LED)ディスプレイおよびプラズマディスプレイは、別の光源からの光を反射するのではなく、発光する画素を使用している。本発明の実施形態は、これらデバイスによって生成される画像を強化するのに使用される。これら実施形態では、特定の画像周波数バンドのダイナミックレンジ、ルミネンスレンジおよびその他の画像のサブ分割を強化するのにピクセルの輝度を調整できる。 Some embodiments of the invention can also be used with displays that use light emitters to align images. These displays, such as light emitting diode (LED) displays and plasma displays, use pixels that emit light rather than reflect light from another light source. Embodiments of the present invention are used to enhance the images produced by these devices. In these embodiments, the brightness of the pixels can be adjusted to enhance the dynamic range, luminescence range, and other image subdivision of a particular image frequency band.
添付図面を参照し、本発明の次の詳細な説明を検討すれば、本発明の上記およびそれ以外の目的、特徴および利点がより容易に理解できよう。 These and other objects, features and advantages of the present invention will be more readily understood when the following detailed description of the invention is examined with reference to the accompanying drawings.
図面を参照すれば、本発明の実施例について最良に理解できよう。全図を通して、同様な部分には同様な番号を付して示す。図面は次の詳細な説明の一部として援用する。 The embodiments of the present invention can be best understood with reference to the drawings. Throughout the drawings, like parts are indicated by like numbers. The drawings are incorporated as part of the following detailed description.
本明細書において、一般的に説明し、図に示す本発明の部分は、広範な種々の異なる構造で配置し、設計できることが容易に理解できよう。従って、本発明の方法およびシステムの実施例の次のより詳細な説明は、発明の範囲を限定するものではなく、単に本発明の現在のところ好ましい実施例を示すにすぎない。 It will be readily appreciated that the portions of the invention generally described and illustrated herein can be arranged and designed in a wide variety of different structures. Accordingly, the following more detailed description of embodiments of the method and system of the present invention is not intended to limit the scope of the invention, but merely to presently preferred embodiments of the invention.
本発明の実施例の要素はハードウェア、ファームウェアおよび/またはソフトウェアで具現化できる。本明細書に開示する実施例はこれら形態のうちの1つしか記述できないが、当業者であれば本発明の範囲内において、これら要素をこれら形態のうちのいずれかで実現できると理解すべきである。 Elements of embodiments of the present invention can be implemented in hardware, firmware and / or software. Although the embodiments disclosed herein may describe only one of these forms, those skilled in the art should understand that these elements can be implemented in any of these forms within the scope of the present invention. It is.
光バルブ変調器、例えばLC変調器およびその他の変調器を使用するディスプレイデバイスは光を反射でき、ここでは(画面を見ている者(以下ビューワーと称す)に向いた)正面に光を放射し、変調パネル層を通過した後にビューワーに再び戻るように配置される。ディスプレイデバイスはまた透過性であり、ここでは変調パネル層の背面に光が放射され、変調層を通ってビューワーまで進むことができる。反射能力と透過能力とを組み合わせた反射透過性であるディスプレイデバイスもある。このデバイスでは、光は背面から変調層を通って正面に進むことができ、一方、別の光源からの光は変調層の正面から進入した後に反射されるようになっている。これらケースのいずれにおいても、変調層内の要素、例えば個々のLC要素は1つのピクセルのうちの知覚できる輝度を制御できる。 Display devices that use light valve modulators, such as LC modulators and other modulators, can reflect light, which emits light in the front (facing the viewer (hereinafter referred to as the viewer)). After passing through the modulation panel layer, it is arranged to return to the viewer again. The display device is also transmissive where light is emitted to the back of the modulation panel layer and can travel through the modulation layer to the viewer. There are also display devices that are reflective and transmissive that combine reflective and transmissive capabilities. In this device, light can travel from the back through the modulation layer to the front, while light from another light source is reflected after entering from the front of the modulation layer. In either of these cases, elements in the modulation layer, such as individual LC elements, can control the perceivable brightness of a pixel.
バックライト、正面ライトおよびサイドライトディスプレイでは、光源は一連の蛍光管、LEDアレイまたはその他の光源とし得る。ディスプレイが約18インチの代表的サイズよりも大きい場合、デバイスのための電力消費量の大部分は光源によって消費される電力である。あるアプリケーション用および所定のマーケットでは、電力消費量を削減することが重要である。しかしながら、電力の削減は光源の光束を低減することを意味し、従ってディスプレイの最大輝度を低減することを意味する。 In backlight, front light, and sidelight displays, the light source can be a series of fluorescent tubes, LED arrays, or other light sources. If the display is larger than the typical size of about 18 inches, the majority of the power consumption for the device is the power consumed by the light source. It is important to reduce power consumption for certain applications and in certain markets. However, reducing the power means reducing the luminous flux of the light source, and thus reducing the maximum brightness of the display.
現在のガンマ補正された光バルブ変調器のグレイレベルコード値、CV、光源レベルLsourceおよび出力光レベルLoutに関する基本方程式は次のとおりである。 The basic equations for the current gamma corrected light valve modulator gray level code value, CV, light source level L source and output light level L out are as follows:
ここで、gは較正ゲインであり、darkは光バルブのダークレベルであり、ambientは室内条件からディスプレイに入射する光である。この方程式から、バックライト用の光源をx%だけ低減すると、光出力もx%低減されることが判る。 Where g is the calibration gain, dark is the dark level of the light valve, and ambient is the light incident on the display from room conditions. From this equation, it can be seen that if the light source for the backlight is reduced by x%, the light output is also reduced by x%.
光バルブの変調値を変えることにより、特に、これら値を増加することによって、光源レベルの低下を補償できる。実際に(1−x%)未満の光レベルを正しく再現できるが、追加光源または光源の強度を増加することなく、(1−x%)を越える光レベルを再現することはできない。 By changing the modulation values of the light valve, in particular by increasing these values, a reduction in the light source level can be compensated. In practice, light levels below (1-x%) can be correctly reproduced, but light levels above (1-x%) cannot be reproduced without increasing the intensity of the additional light source or light source.
元の低下した光源からの光出力を設定すると、(darkおよびambientが0であると仮定した場合に)x%の低減に対してコード値を補正するのに使用できる基本コード値の補正が得られる。このコード値は次のとおりである。 Setting the light output from the original reduced light source gives a basic code value correction that can be used to correct the code value for x% reduction (assuming dark and ambient are zero). It is done. The code values are as follows:
図2Aはこの調整を示すものであり、図2Aおよび図2Bでは、元のディスプレイの値はライン12に沿ったポイントに対応する。バックライトまたは光源が省電モードとなっており、光源の照明量が低減されるときは、光バルブが光源の照明量の低減に抗して作用できるよう、ディスプレイコード値を増加しなければならない。これら増加した値は、ライン14に沿ったポイントに一致する。しかしながら、このような調整の結果、コード値18はディスプレイが生成できる値(例えば、8ビットディスプレイでは255)よりも大きくなる。従って、これら値は図2Bに示されるようにクリッピングされる(20)。このように調整された画像は、ハイライトがウォッシュアウトされ、不自然に見え、かつ一般に画質が低下するという問題が生じ得る。
FIG. 2A illustrates this adjustment, and in FIGS. 2A and 2B, the original display values correspond to points along
このような簡単な調整モデルを使用した場合、低減された光源照明モードとなっている間、フルパワー光源で発生するレベルに等しいルミネンスレベルでクリッピングポイント15よりも下のコード値(本実施例では入力コード値230)が表示される。省電を生じさせる低パワーでも同じルミネンスが発生する。画像のコード値の組はクリッピングポイント15を下回るレンジに制限された場合、ユーザが気づくことなく省電モードを作動できる。不幸なことに、コード値がクリッピングポイント15を越えた場合、ルミネンスが低下し、細部が失われる。本発明の実施形態は、ルミネンスレンジのハイエンドで生じ得るクリッピングアーティファクトを低減しながら、LCDまたは光バルブコード値を変更し、大きい輝度(または省電モードでの輝度低下がない)アルゴリズムを提供できる。
When such a simple adjustment model is used, a code value below the
低パワーで表示される画像ルミネンスと大きなレンジの値に対してフルパワーで表示される画像ルミネンスとを一致させることにより、ディスプレイの光源のパワーを低減することに関連する輝度の低下を除去できる本発明の実施形態もある。これら実施形態では、出力ルミネンスを特定のファクター除算する光源またはバックライトパワーの低減を、レシプロカルファクターだけ画像データを増加(ブースト)することによって補償する。 A book that eliminates the reduction in brightness associated with reducing the power of the light source of the display by matching the image luminescence displayed at low power with the image luminescence displayed at full power for a large range of values. There are also embodiments of the invention. In these embodiments, the light source or backlight power reduction that divides the output luminescence by a specific factor is compensated by increasing (boosting) the image data by a reciprocal factor.
ダイナミックレンジの制限を無視することにより、フルパワーで表示される画像と低パワーで表示される画像とを同じにすることができる。その理由は、(低減された光源の照明に対する)除算と(増加したコード値に対する)乗算とは、大きなレンジにわたって実質的に相殺するからである。画像データの(コード値増加に対する)乗算がディスプレイの最大値を超える場合はいつも、ダイナミックレンジの制限によってクリッピングアーティファクトが生じ得る。ダイナミックレンジの制限によって生じるクリッピングアーティファクトは、コード値の上端で増加をロールオフすることによって解消または低減できる。このロールオフは、最大忠実度ポイント(MFP)でスタートでき、このポイントを超えるとルミネンスは元のルミネンスに一致できなくなる。 By ignoring the limitation of the dynamic range, an image displayed at full power and an image displayed at low power can be made the same. This is because division (for reduced light source illumination) and multiplication (for increased code values) substantially cancels over a large range. Clipping artifacts can occur due to dynamic range limitations whenever the multiplication of image data (for increasing code values) exceeds the maximum value of the display. Clipping artifacts caused by dynamic range limitations can be eliminated or reduced by rolling off the increase at the top of the code value. This roll-off can be started at the maximum fidelity point (MFP), beyond which the luminescence cannot match the original luminescence.
本発明の一部の実施形態では、画像強化のために光源照明低減または仮想的な低減を補償するのに次のステップを実行できる。
1)ルミネンス低減パーセントに換算した光源(バックライト)の低減レベルを決定する。
2)低パワー出力とフルパワー出力との一致からのロールオフが生じる最大忠実度ポイント(MFP)を決定する。
3)補償トーンスケール演算子を決定する。
a.MFPより下では、トーンスケールを増加し、ディスプレイのルミネンスの低下を補償する。
b.MFPより上では、トーンスケールを徐々にロールオフする(一部の実施例では、連続微分値を維持する)。
4.トーンスケールマッピング演算子を画像に適用し、
5.これをディスプレイに送る。
In some embodiments of the present invention, the following steps can be performed to compensate for light source illumination reduction or virtual reduction for image enhancement.
1) Determine the reduction level of the light source (backlight) converted to the percent reduction in luminescence.
2) Determine the maximum fidelity point (MFP) at which roll-off from coincidence of low power output and full power output occurs
3) Determine the compensation tone scale operator.
a. Below the MFP, the tone scale is increased to compensate for the decrease in luminescence of the display.
b. Above the MFP, the tone scale is gradually rolled off (in some embodiments, a continuous differential value is maintained).
4). Apply the tone scale mapping operator to the image,
5. Send this to the display.
これら実施形態の主な利点は、狭いカテゴリーの画像に対するわずかな変更だけで省電を達成できることである。(MFPより上で違いが生じるだけであり、この違いはピーク輝度が下がることと、明るい細部が一部失われることである)。フルパワーモードと同じルミネンスの省電力モードでMFPより下の画像値を表示することができ、これによって、これら画像の領域はフルパワーモードと区別できなくなる。 The main advantage of these embodiments is that power savings can be achieved with only minor changes to narrow category images. (The only difference is above the MFP, which is that the peak brightness decreases and some bright details are lost). Image values below the MFP can be displayed in a power saving mode with the same luminescence as the full power mode, which makes these image regions indistinguishable from the full power mode.
本発明の一部の実施形態では、電力の低減およびディスプレイガンマ値に依存するが、画像データには依存しないトーンスケールマップを使用できる。これら実施形態は2つの利点を有する。第1の利点は、フレームを処理することによって生じるフリッカアーティファクトが発生しないことであり、第2の利点は、アルゴリズムの実施上の複雑さが極めて低いことである。一部の実施例では、オフライントーンスケールデザインとオンライントーンスケールマッピングを使用できる。MFPを指定することにより、ハイライトのクリッピング減少を制御できる。 In some embodiments of the invention, a tone scale map can be used that depends on power reduction and display gamma values, but not on image data. These embodiments have two advantages. The first advantage is that flicker artifacts caused by processing the frames do not occur, and the second advantage is that the implementation complexity of the algorithm is very low. In some embodiments, offline tone scale design and online tone scale mapping can be used. By specifying the MFP, it is possible to control highlight clipping reduction.
図3を参照して本発明の実施形態の特徴を説明できる。図3は、いくつかの状況におけるルミネンスに対してプロットされた画像コード値を示すグラフである。点線で示された第1曲線32は、100%のパワーで作動する光源に対する元のコード値を示す。一点鎖線の曲線で示される第2曲線30は、光源がフルパワーのうちの80%で作動するときの元のコード値のルミネンスを示す。点線曲線で示される第3曲線36は、光源がフルパワーのうちの80%で作動するときの100%の光源照明量で提供されるルミネンスに一致するためにコード値を増加したときのルミネンスを示す。実線で示される第4曲線34は、データのハイエンドでのクリッピングの効果を低減するために、ロールオフ曲線と共に増加したデータを示している。
The features of the embodiment of the present invention can be described with reference to FIG. FIG. 3 is a graph showing image code values plotted against luminescence in several situations. A
図3に示されたこの実施例では、コード値180でのMFP35を使用した。コード値180よりも下方において、増加した曲線34は元の100%のパワーディスプレイによりルミネンス出力32と一致している。180より上では、増加曲線は80%のディスプレイで可能な最大出力までスムーズに移行している。このようなスムーズさによって、クリッピングおよび量子化アーティファクトが低減されている。一部の実施形態では、MFP35で示される過渡ポイントにおいてスムーズに一致するために、トーンスケール関数を断片的に定めることができる。MFP35より下では、増加したトーンスケール関数を使用できる。MFP35より上では、曲線は、MFPにおいて増加したトーンスケール曲線のエンドポイントにスムーズにはめ込まれ、最大コード値「255」にてエンドポイント37にはめ込まれている。一部の実施形態では、曲線の傾きを、MFP35における増加したトーンスケール曲線/ラインの傾きに一致させることができる。このことは、MFPにおけるラインの微分値と曲線関数の微分値を等しくし、そのポイントにおけるラインの値と曲線関数の値を一致させることにより、MFPより下のラインの傾きとMFPより上の曲線の傾きとを一致させることによって達成できる。曲線関数に対する別の制限は、最大値ポイント「255、255」37を強制的に通過させることである。一部の実施形態では、曲線の傾きを最大値ポイント37で0に設定でき、別の実施形態では、180のMFP値は20%の光源電力低減率に対応し得る。
In this embodiment shown in FIG. 3, the
本発明の一部の実施形態では、最大忠実度ポイント(MFP)よりも下方において、ゲインgとの線形関係によりトーンスケール曲線を定義できる。この曲線と第1微分とがMFPで連続するように、MFPよりも上で更にトーンスケールを定義できる。この連続性はトーンスケール関数での次の形態を意味する。 In some embodiments of the invention, a tone scale curve can be defined by a linear relationship with gain g below the maximum fidelity point (MFP). A further tone scale can be defined above the MFP so that this curve and the first derivative are continuous at the MFP. This continuity means the next form of tone scale function.
次のようにディスプレイガンマ値および輝度低減比によりゲインを決定できる。 The gain can be determined by the display gamma value and the luminance reduction ratio as follows.
一部の実施形態では、ハイライトの詳細部の保存と絶対輝度の保存とを手でバランスさせることにより、MFPの値をチューニングできる。
最大ポイントで傾きを0とする旨の制限を課すことによりMFPを決定できる。このことは次の式を意味する。
In some embodiments, the value of the MFP can be tuned by manually balancing the preservation of the highlight details and the absolute brightness.
An MFP can be determined by imposing a restriction that the inclination is 0 at the maximum point. This means that:
一部の実施例では、簡単な増加データに対するコード値、増加データをそれぞれクリッピングデータおよび補正データにより計算するのに次の式を使用できる。 In some embodiments, the following equation can be used to calculate the code value and the increment data for simple increment data with clipping data and correction data, respectively:
定数A、BおよびCは、曲線がポイント「255、255」を通過するように、MFPでのスムーズなはめ込みが行えるように選択される。図4にはこれら関数のプロットが示されている。 The constants A, B, and C are selected so that the MFP can smoothly fit so that the curve passes through the points “255, 255”. FIG. 4 shows a plot of these functions.
図4は、元のコード値と調整されたコード値との関係を示すプロット図である。元のコード値は元のデータライン40に沿ったポイントとして示されており、これらポイントは調整された値と調整を行わない元の値との1:1の関係を示している。本発明の実施形態によれば、これら値はより高いルミネンスレベルを示すように増加または調整できる。上記「トーンスケール増加」方程式による簡単な増加手順の結果、増加ライン42に沿った値が得られる。これら値をディスプレイする結果、ライン46としてグラフで示され、かつ上記「トーンスケールクリッピングされた」方程式で数式で示されるクリッピングが生じるので、調整は曲線44に沿った最大忠実度ポイント45から最大値ポイント47までテーパ減となり得る。一部の実施形態では、上記「トーンスケール補正された」方程式でこの関係を数学的に教示できる。
FIG. 4 is a plot diagram showing the relationship between the original code value and the adjusted code value. The original code values are shown as points along the
これら概念を使用した場合、光源が100%のパワーで作動しているときにディスプレイによって表示されるルミネンス値は、それよりも低いパワーレベルで光源が作動している場合のディスプレイによって表示できる。このことは、光源の照明の損失を補償するように光バルブを更に実質的に開放させるトーンスケールの増加によって達成される。しかしながら、全コード値レンジにわたってこのような増加を簡単に適用する結果、レンジのハイエンドでクリッピングアーティファクトが生じる。これらアーティファクトを防止または低減するために、トーンスケール関数をスムーズにロールオフできる。このようなロールオフは、MFPパラメータによって制御できる。MFPの大きな値は、広いインターバルにわたってルミネンスを一致させるが、コード値のハイエンドで見ることができるような量子化/クリッピングアーティファクトを増加させる。 Using these concepts, the luminescence value displayed by the display when the light source is operating at 100% power can be displayed by the display when the light source is operating at a lower power level. This is accomplished by an increase in tone scale that further opens the light valve substantially to compensate for the illumination loss of the light source. However, simply applying such an increase over the entire code value range results in clipping artifacts at the high end of the range. To prevent or reduce these artifacts, the tone scale function can be rolled off smoothly. Such roll-off can be controlled by MFP parameters. A large value of the MFP matches the luminescence over a wide interval, but increases the quantization / clipping artifacts that can be seen at the high end of the code value.
本発明の実施形態は、コード値を調整することによって作動できる。簡単なガンマディスプレイモデルでは、コード値のスケーリングは異なるスケールファクターと共にルミネンス値のスケーリングを与える。より現実的なディスプレイモデルでこのような関係が維持されるかどうかを判断するために、ガンマオフセットゲイン−フレア(GOG−F)モデルを検討できる。バックライトパワーのスケーリングはリニア減少方程式に対応し、ここではパーセントpはambientではなくディスプレイの出力に適用される。ゲインをファクターpだけ減少することは、ゲインを変更しないまま残し、データ、コード値およびオフセットをディスプレイガンマによって決定されたファクターによりスケーリングすることに等価的であることがわかっている。数学的に、適当に変形できれば、パワー関数に乗算ファクターを引き込むことができる。この変形ファクターは、コード値およびオフセットの双方をスケーリングできる。 Embodiments of the invention can operate by adjusting the code value. In a simple gamma display model, the scaling of code values gives the scaling of luminescence values with different scale factors. To determine whether such a relationship is maintained in a more realistic display model, a gamma offset gain-flare (GOG-F) model can be considered. Backlight power scaling corresponds to a linear reduction equation, where the percentage p is applied to the output of the display rather than ambient. It has been found that reducing the gain by a factor p is equivalent to leaving the gain unchanged and scaling the data, code value and offset by a factor determined by the display gamma. If it can be mathematically modified appropriately, a multiplication factor can be drawn into the power function. This deformation factor can scale both code values and offsets.
図5を参照し、本発明の一部の実施形態について説明できる。これら実施形態では、画像処理に先立ち、トーンスケール調整をオフラインで設計または計算でき、もしくは画像処理中にオンラインで調整を設計し、計算してもよい。トーンスケール調整56は、作動のタイミングに関係なく、ディスプレイガンマ50、効率ファクター52および最大忠実度ポイント(MFP)54のうちの少なくとも1つに基づき、設計し、計算できる。これらファクターは、トーンスケール調整モデル58を作成するように、トーンスケール設計プロセス56で処理できる。このトーンスケール調整モデルは、アルゴリズム、ルックアップテーブル(LUT)または画像データに適用できるその他のモデルの形態をとり得る。
With reference to FIG. 5, some embodiments of the present invention can be described. In these embodiments, the tone scale adjustment can be designed or calculated offline prior to image processing, or the adjustment may be designed and calculated online during image processing. The
調整モデル58を一旦作成すると、これを画像データに適用できる。図6を参照し、この調整モデルの応用について説明できる。これら実施例では、画像を入力し(62)、画像コード値を調整するように画像に対してトーンスケール調整モデル58を適用する(64)。このプロセスの結果、ディスプレイに送ることができる出力画像66が得られる。トーンスケール調整の適用64は一般にオンラインプロセスであるが、条件が認めた場合、画像表示前に実行してもよい。
Once the
本発明の一部の実施形態は、発光ピクセル変調器、例えばLEDディスプレイ、プラズマディスプレイおよびその他のタイプのディスプレイを使ったディスプレイに表示される画像を強化するためのシステムおよび方法を含む。フルパワーモードまたは他の態様で作動する光源と共に、光バルブピクセル変調器を使用するディスプレイで表示される画像を強化するために、これら同じシステムおよび方法を使用できる。 Some embodiments of the present invention include systems and methods for enhancing images displayed on displays using light emitting pixel modulators such as LED displays, plasma displays, and other types of displays. These same systems and methods can be used to enhance images displayed on displays that use light valve pixel modulators with light sources operating in full power mode or otherwise.
これら実施形態は前に説明した実施形態と同じように作動するが、少なくされた光源照明量を補償するのではなく、これら実施形態は、単に光源が少なくされたかのようにピクセルのレンジのルミネンスを増加するにすぎない。このように画像の全体の輝度が改善される。 These embodiments operate in the same way as the previously described embodiments, but rather than compensate for the reduced light source illumination, these embodiments simply reduce the luminance of the pixel range as if the light source had been reduced. It only increases. In this way, the overall brightness of the image is improved.
これら実施形態では、大きな範囲の値にわたって元のコード値が増加される。他の実施形態に対してこれまで説明したように、このようなコード値の調整を実行できるが、実際の光源の照明量の低減が行われない点が異なっている。従って、画像輝度は広いレンジのコード値にわたって大幅に増加する。 In these embodiments, the original code value is increased over a large range of values. As described above with respect to the other embodiments, such adjustment of the code value can be executed, except that the actual illumination amount of the light source is not reduced. Thus, the image brightness increases significantly over a wide range of code values.
図3を参照し、同じようにこれら実施形態の一部について説明できる。これら実施形態では、元の画像に対するコード値は曲線30に沿ったポイントとして示されており、これら値は、より高いルミネンスレベルを有する値まで増加または調整できる。これら増加された値は曲線34に沿ったポイントとして表示でき、曲線34はゼロポイント33から最大忠実度ポイント35まで延び、更に最大値ポイント37まで傾きが徐々に減少する。
With reference to FIG. 3, some of these embodiments can be similarly described. In these embodiments, the code values for the original image are shown as points along the
本発明の一部の実施形態は、アンシャープマスキング方法を含む。これら実施形態の一部では、アンシャープマスキングは空間的に変化するゲインを使用できる。このようなゲインは、画像の値および変形トーンスケール曲線の傾きによって決定できる。一部の実施形態では、ゲインアレイを使用することにより、ディスプレイパワーの制限に起因して画像輝度を再現できないときでも、画像コントラストをマッチングすることが可能となる。 Some embodiments of the invention include an unsharp masking method. In some of these embodiments, unsharp masking can use a spatially varying gain. Such a gain can be determined by the value of the image and the slope of the modified tone scale curve. In some embodiments, the use of a gain array allows matching of image contrast even when image brightness cannot be reproduced due to display power limitations.
本発明の一部の実施形態は、次のプロセスステップをとり得る。
1.トーンスケール調整モデルを計算する。
2.ハイパス画像を計算する。
3.ゲインアレイを計算する。
4.ハイパス画像をゲインによって重み付けする。
5.ローパス画像と重み付けされたハイパス画像とを加算する。
6.ディスプレイへ送る。
本発明の別の実施形態は、次のプロセスステップをとり得る。
1.トーンスケール調整モデルを計算する。
2.ローパス画像を計算する。
3.画像とローパス画像との差としてハイパス画像を計算する。
4.画像値および変更されたトーンスケール曲線の傾きを使ってゲインアレイを計算する。
5.ハイパス画像をゲインで重み付けする。
6.ローパス画像と重み付けされたハイパス画像とを加算する。
7.パワーが小さくされたディスプレイへ送る。
Some embodiments of the invention may take the following process steps.
1. Calculate tone scale adjustment model.
2. Calculate high-pass image.
3. Calculate the gain array.
4). The high pass image is weighted by gain.
5. The low-pass image and the weighted high-pass image are added.
6). Send to display.
Another embodiment of the invention may take the following process steps.
1. Calculate tone scale adjustment model.
2. Compute a low-pass image.
3. The high pass image is calculated as the difference between the image and the low pass image.
4). The gain array is calculated using the image values and the slope of the modified tone scale curve.
5. Weight high-pass image with gain.
6). The low-pass image and the weighted high-pass image are added.
7). Send to a display with reduced power.
本発明の一部の実施形態を使用することにより、画像の狭いカテゴリーをわずかに変えるだけで、省電力を達成できる。(MFPより上でしか差が生じず、この差は、ピーク輝度の減少と明るい細部のある損失とから成る)。フルパワーモードと同じルミネンスの省電力モードでMFPより下の画像値を表示することができ、これによって、これら画像の領域はフルパワーモードと区別できなくなる。本発明のその他の実施形態は、明るい細部の損失を少なくすることによってこの性能を改善できる。 By using some embodiments of the present invention, power savings can be achieved with only a small change in a narrow category of images. (A difference occurs only above the MFP, which consists of a reduction in peak brightness and loss with bright details). Image values below the MFP can be displayed in a power saving mode with the same luminescence as the full power mode, which makes these image regions indistinguishable from the full power mode. Other embodiments of the invention can improve this performance by reducing the loss of bright details.
これら実施形態は、明るい細部を保存するために空間的に変化するアンシャープマスキングをすることを含むことができる。他の実施例と同じように、オンラインコンポーネントとオフラインコンポーネントの双方を使用できる。一部の実施例では、トーンスケール関数の他にゲインマップを計算することにより、オフラインコンポーネントを拡張できる。ゲインマップは画像値に基づき、適用するためのシャープでないフィルタゲインを指定できる。トーンスケール関数の傾きを使って、ゲインマップ値を決定できる。一部の実施形態では、特定ポイント“P”でのゲインマップ値を、ポイント“P”におけるトーンスケール関数の傾きに対するMFPよりも下のトーンスケール関数の傾きの比として計算できる。一部の実施形態では、トーンスケール関数はMFPよりも下でリニアであるので、ゲインはMFPよりも下の単位となる。 These embodiments can include spatially varying unsharp masking to preserve bright details. As with other embodiments, both online and offline components can be used. In some embodiments, off-line components can be extended by calculating a gain map in addition to the tone scale function. The gain map is based on image values and can specify a non-sharp filter gain to apply. The gain map value can be determined using the slope of the tone scale function. In some embodiments, the gain map value at a particular point “P” can be calculated as the ratio of the slope of the tone scale function below the MFP to the slope of the tone scale function at point “P”. In some embodiments, the tone scale function is linear below the MFP, so the gain is in units below the MFP.
図7を参照し、本発明の一部の実施形態について説明できる。これら実施形態では、画像処理前にオフラインでトーンスケール調整を設計または計算することができるし、または画像処理中にオンラインで調整を設計し、計算できる。作動タイミングに拘わらず、ディスプレイガンマ70、効率ファクター72および最大忠実度ポイント(MFP)74のうちの少なくとも1つに基づき、トーンスケール調整76を設計または計算できる。これらファクターは、トーンスケール調整モデル78を作成するのにトーンスケール設計プロセス76で処理できる。このトーンスケール調整モデルは、アルゴリズム、ルックアップテーブル(LUT)または上記他の実施例に関連して説明したような画像データに適用できる他のあるモデルの形態をとり得る。これら実施形態では、別個のゲインマップ77も計算する(75)。このゲインマップ77は、特定の画像のサブ分割、例えば周波数レンジに適用できる。一部の実施形態では、画像の周波数分割された部分にゲインマップを適用できるし、一部の実施形態ではハイパス画像サブ分割にゲインマップを適用できるし、特定の画像周波数レンジまたはその他の画像サブ分割にもゲインマップを適用できる。
With reference to FIG. 7, some embodiments of the present invention can be described. In these embodiments, tone scale adjustments can be designed or calculated offline prior to image processing, or adjustments can be designed and calculated online during image processing. Regardless of the timing of operation,
図8を参照して、トーンスケール調整モデルの一例について説明する。これら実施例では(光源低減を補償する実施例に使用されるMFPに類似する)関数過渡ポイント(FTP)84を選択し、FTP84より下の値に対する第1ゲイン関係82を提供するようにゲイン関数を選択する。一部の実施形態では、第1ゲイン関係はリニア関係とすることができるが、他の関係および関数を使ってコード値を強化されたコード値に変換してもよい。FTP84より上で第2ゲイン関係86を使用できる。この第2ゲイン関係86は、FTP84と最大値ポイント88とを接合する関数とすることができる。一部の実施形態では、第2ゲイン関係86はFTP84において第1ゲイン関係82の値および傾きを一致させることができ、最大値ポイント88を通過できる。他の実施形態を参照してこれまで説明した他の関係およびその他の関係も、第2ゲイン関係86として作動できる。
An example of the tone scale adjustment model will be described with reference to FIG. In these embodiments, a function transient point (FTP) 84 (similar to the MFP used in the embodiment that compensates for light source reduction) is selected to provide a
一部の実施形態では、図8に示されるようなトーンスケール調整モデルに関連してゲインマップ77を計算できる。図9を参照し、ゲインマップ77の一例について説明する。これら実施形態では、ゲインマップ関数は、トーンスケール調整モデルの傾きの関数としてトーンスケール調整モデル78に関連しており、一部の実施形態では、特定のコード値でのゲインマップ関数の値は、FTPより下のコード値におけるトーンスケール調整モデルの傾きの、この特定コード値におけるトーンスケール調整モデルの傾きに対する比によって決定される。一部の実施形態では、次の方程式において、この関係を数学的に表記できる。
In some embodiments, the gain map 77 can be calculated in connection with a tone scale adjustment model as shown in FIG. An example of the gain map 77 will be described with reference to FIG. In these embodiments, the gain map function is related to the tone
これら実施形態では、リニア増加をトーンスケール調整モデルが生じさせるようなFTPより下の関数にゲインマップ関数が等しくなっている。FTPよりも上のコード値に対して、トーンスケール調整モデルの傾きが徐々に減少するにつれ、ゲインマップ関数が急に増加する。このようなゲインマップ関数のシャープな増加は、この関数を適用する画像部分のコントラストを強化する。 In these embodiments, the gain map function is equal to a function below FTP such that the tone scale adjustment model causes a linear increase. As the slope of the tone scale adjustment model gradually decreases for code values above FTP, the gain map function increases rapidly. Such a sharp increase in the gain map function enhances the contrast of the image portion to which this function is applied.
80%のディスプレイパーセント(光源低減率)、2.2のディスプレイガンマおよび180の最大忠実度ポイントを使って、図8に示されたトーンスケール調整ファクターの例および図9に示されたゲインマップ関数の例を計算した。 Example of tone scale adjustment factor shown in FIG. 8 and gain map function shown in FIG. 9 using 80% display percentage (light source reduction), 2.2 display gamma and 180 maximum fidelity points Calculated examples.
本発明の一部の実施形態では、トーンスケール調整モデルの適用に従うように、アンシャープマスキング動作を適用できる。これら実施形態では、アンシャープマスキング技術によってアーティファクトを減少できる。 In some embodiments of the invention, an unsharp masking operation can be applied to follow the application of the tone scale adjustment model. In these embodiments, artifacts can be reduced by unsharp masking techniques.
図10を参照し、本発明の一部の実施形態について説明する。これら実施形態では、元の画像102を入力し、この画像に対してトーンスケール調整モデル103を適用する。ゲインマップを生じさせるゲインマッピングプロセス105への入力として元の画像102も使用する。次に、ローパスフィルタ104を通してトーンスケール調整された画像を処理し、この結果、ローパス調整された画像が生じる。次に、トーンスケール調整された画像からローパス調整された画像を減算し(106)、ハイパス調整された画像を発生する。次に、ゲインマップ内の適当な値をこのハイパス調整された画像に乗算し(107)、ゲイン調整されたハイパス画像を提供し、このゲイン調整されたハイパス画像を次にローパス調整された画像へ加算(108)する。このローパス調整された画像は、既にトーンスケール調整モデルによって調整されたものである。この加算の結果、輝度が増加し、高周波コントラストが改善された出力画像109が得られる。
With reference to FIG. 10, some embodiments of the present invention will be described. In these embodiments, the
これら実施形態のうちのいくつかでは、画像の各ピクセルの各成分に対し、ゲインマップおよびそのピクセルにおける画像の値からゲイン値を決定する。トーンスケール調整モデルを適用する前の元の画像102を使用してゲインを決定できる。ハイパス画像の各ピクセルの各成分を、ローパス画像に戻すように加える前に、対応するゲイン値によってスケーリングすることもできる。ゲインマップ関数が1であるポイントでは、アンシャープマスキング動作では画像値を変更しない。ゲインマップ関数が1を超えるポイントでは、コントラストが高められる。
In some of these embodiments, for each component of each pixel of the image, the gain value is determined from the gain map and the value of the image at that pixel. The
本発明の一部の実施形態では、画像を多数の周波数バンドに分解することによって、コード値の輝度を高めたときのハイエンドコード値におけるコントラストの損失を解決する。一部の実施形態では、ローパスバンドにトーンスケール関数を適用し、画像データの輝度を高め、低パワー設定時の光源ルミネンスの低下を補償するか、または表示された画像の輝度を単に高めることができる。これと並行に、ハイパスバンドに一定ゲインを適用し、より小さいディスプレイパワーに起因して平均絶対輝度が低下している領域でも、画像のコントラストを保存できる。アルゴリズムの一例の動作は次のように示される。 Some embodiments of the invention resolve the loss of contrast in high-end code values when the code value brightness is increased by decomposing the image into multiple frequency bands. In some embodiments, a tone scale function may be applied to the low pass band to increase the brightness of the image data, compensate for the decrease in light source luminescence at low power settings, or simply increase the brightness of the displayed image. it can. In parallel with this, a constant gain is applied to the high pass band, and the contrast of the image can be preserved even in an area where the average absolute luminance is reduced due to a smaller display power. An example operation of the algorithm is shown as follows.
1.元の画像の周波数分解を実行する。
2.ローパス画像に対して輝度保存、トーンスケールマップを適用する。
3.ハイパス画像に対して一定の乗数を適用する。
4.ローパス画像とハイパス画像とを加算する。
5.その結果をディスプレイに送る。
1. Perform frequency resolution of the original image.
2. Apply brightness preservation and tone scale map to low-pass image.
3. A constant multiplier is applied to the high pass image.
4). The low pass image and the high pass image are added.
5. Send the result to the display.
元の画像のフルパワーディスプレイと光源照明低減アプリケーションのためのプロセス画像の低パワーディスプレイとの間の光度を一致させることにより、オフラインでトーンスケール関数と一定ゲインとを決定できる。輝度強化アプリケーションのために、トーンスケール関数をオフラインで決定することもできる。 By matching the luminosity between the full power display of the original image and the low power display of the process image for light source lighting reduction applications, the tone scale function and constant gain can be determined offline. The tone scale function can also be determined offline for brightness enhancement applications.
適当なMFP値に対して、これら一定ハイパスゲインの実施形態とアンシャープマスキングの実施形態とは、それらの性能でほとんど区別することはできない。これら一定ハイパスゲインの実施形態は、アンシャープマスキングの実施形態と比較して主に3つの利点を有する。すなわち、ノイズによる影響が少ないこと、より大きいMFP/FTPを使用できること、およびディスプレイシステムにおいて現在の処理ステップを使用できることである。アンシャープマスキング実施形態は、トーンスケール曲線の傾きの逆数であるゲインを使用するものであり、この曲線の傾きが小さいとき、このゲインは大きな増幅ノイズを招く。このノイズの増幅は、MFP/FTPのサイズに実用的な限界も課し得る。第2の利点は、任意のMFP/FTP値に拡張できることである。第3の利点は、システムにおけるアルゴリズムの設定を検査することから得られるものであり、一定ハイパスゲイン実施形態とアンシャープマスキング実施形態の双方は周波数分解を使用している。一定ハイパスゲイン実施形態は、まず最初にこのような動作を実行するが、一方、一部のアンシャープマスキング実施形態は、まず周波数分解の前にトーンスケール関数を適用する。一部のシステム処理、例えば逆コンチュアリングは、輝度保存アルゴリズムの前に周波数分解を実行する。これらのケースでは、一部の一定ハイパス実施形態によってこのような周波数分解を使用し、よって変換ステップを省略できるが、他方、一部のアンシャープマスキング実施形態は周波数分解を反転し、トーンスケール関数を適用し、別の周波数分解を実行しなければならない。 For a suitable MFP value, these constant high-pass gain embodiments and unsharp masking embodiments can hardly be distinguished by their performance. These constant high pass gain embodiments have three main advantages over the unsharp masking embodiment. That is, it is less affected by noise, can use a larger MFP / FTP, and can use current processing steps in the display system. The unsharp masking embodiment uses a gain that is the reciprocal of the slope of the tone scale curve, and when the slope of this curve is small, this gain leads to large amplification noise. This noise amplification can also impose practical limits on the size of the MFP / FTP. The second advantage is that it can be extended to any MFP / FTP value. A third advantage comes from examining the algorithm settings in the system, both the constant high-pass gain embodiment and the unsharp masking embodiment use frequency decomposition. Constant high-pass gain embodiments first perform such operations, while some unsharp masking embodiments first apply a tone scale function prior to frequency resolution. Some system processes, such as inverse contouring, perform frequency decomposition prior to the luminance preservation algorithm. In these cases, some constant high-pass embodiments use such frequency decomposition, and thus the conversion step can be omitted, while some unsharp masking embodiments invert the frequency decomposition and use the tone scale function. And another frequency decomposition must be performed.
本発明の一部の実施形態は、トーンスケール関数の適用に先立ち、空間周波数に基づき画像を分割することにより、ハイエンドコード値におけるコントラストの損失を防止している。これら実施形態では、画像のローパス(LP)成分に対して、ロールオフを伴うトーンスケール関数を適用できる。光源照明低減補償アプリケーションでは、このことはローパス画像成分の全体のルミネンスの一致を生じさせる。これら実施形態ではハイパス(HP)成分は一様に増加(一定ゲイン)される。周波数分割された信号を再結合し、必要に応じてクリッピングできる。ハイパス成分はトーンスケール関数のロールオフを通過しないので、細部が保存される。ローパストーンスケール関数のスムーズなロールオフは、増加されたハイパスコントラストを追加するためのヘッドルームを保存する。このような最終組み合わせで生じ得るクリッピングは、細部を大幅に低下するものであるとは判っていない。 Some embodiments of the present invention prevent loss of contrast in high-end code values by dividing the image based on spatial frequency prior to application of the tone scale function. In these embodiments, a tone scale function with roll-off can be applied to the low-pass (LP) component of the image. In a light source illumination reduction compensation application, this results in an overall luminescence match of the low pass image components. In these embodiments, the high pass (HP) component is increased uniformly (constant gain). The frequency-divided signals can be recombined and clipped as necessary. The high pass component does not pass the tone scale function roll-off, so detail is preserved. A smooth roll-off of the low pass tone scale function saves headroom for adding increased high pass contrast. Clipping that can occur in such final combinations has not been shown to significantly reduce detail.
次に図11を参照し、本発明の一部の実施形態について説明する。これら実施形態は、周波数分割または分解ステップ111と、ローパストーンスケールマッピングステップ112と、一定ハイパスゲインステップすなわち増加ステップ116と、強化された画像成分の加算または再結合ステップ115とを備える。
Next, some embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. These embodiments comprise a frequency division or
これら実施例では、入力画像110を空間周波数バンドに分解する。2つのバンドを使用する実施例では、ローパス(LP)フィルタ111を使用してこのような分解を実行できる。周波数分割は、ローパスフィルタ111を介してLP信号を計算し、元の信号からLP信号を減算(113)し、ハイパス(HP)信号118を形成することによって実行される。実施例では、この分解のために空間5×5レクトフィルタを使用できるが、別のフィルタを使用してもよい。
In these embodiments, the
前述の実施形態で説明したように、トーンスケールマッピングを適用することによって、次にLP信号を処理できる。実施例では、この処理は光度マッチングLUTを用いて達成できる。これら実施形態では、フィルタリングステップ111において、ほとんどの細部が既に抽出されているので、前に述べた一部のアンシャープマスキング実施形態と比較してより高い値のMFP/FTPを使用できる。コントラストを追加すべき一部のヘッドルームを保存すべきであるので、一般にクリッピングを使用すべきではない。
As described in the previous embodiments, the LP signal can then be processed by applying tone scale mapping. In an embodiment, this process can be accomplished using a luminosity matching LUT. In these embodiments, most of the details have already been extracted in the
一部の実施形態では、MFP/FTPを自動的に決定し、トーンスケール曲線の傾きが上限で0となるようにMFP/FTPを設定できる。図12には、このように決定された一連のトーンスケール関数が示されている。これら実施形態では、トーンスケール関数が255で傾きが0となるようにMFP/FTPの最大値を決定できる。この最大値は、クリッピングを生じさせない最大のMFP/FTP値である。 In some embodiments, MFP / FTP can be determined automatically and MFP / FTP can be set so that the slope of the tone scale curve is zero at the upper limit. FIG. 12 shows a series of tone scale functions determined in this way. In these embodiments, the maximum MFP / FTP value can be determined so that the tone scale function is 255 and the slope is zero. This maximum value is the maximum MFP / FTP value that does not cause clipping.
図11を参照して説明した本発明の一部の実施形態では、HP信号118の処理は、ローパス信号を処理するのに使用されるMFP/FTPの選択と独立している。電力/光源照度が低減されるか、または輝度を改善するために画像コード値を増加するときに、コントラストを保存する一定ゲイン116によりHP信号118を処理する。フルバックライトパワーおよび低減されたバックライトパワー(BL)およびディスプレイのガンマ値に関するHP信号のゲイン116に対する式を、次にハイパスゲイン方程式として示す。ゲインは一般に小さい(例えば、ゲインは80%の電力の低減およびガンマ値2.2に対して1.1である)ので、HPコントラストの増加はノイズに対して強い。
In some embodiments of the invention described with reference to FIG. 11, the processing of the
一部の実施形態では、LUT処理または他の方法により、LP信号に対して一旦トーンスケールマッピング112を適用し、HP信号に対して一定ゲイン116を適用すると、これら周波数成分を加算(115)し、一部のケースではクリッピングできる。LP値に加算された増加したHP値が255を超えるときにクリッピングが必要となる。このことは、一般にハイコントラストの輝度信号に対してのみ該当する。一部の実施形態では、トーンスケールLUTの構造により、LP信号が上限を超えないように保証されている。HP信号は加算時にクリッピングを生じさせ得るが、HP信号の負の値はクリッピングが生じた場合でもクリッピングされず、一部のコントラストを維持できる。
In some embodiments, once the
これまで明細書で使用した用語および表現は、発明を説明する用語であり、発明を制限する用語として使用したものでなく、かかる用語および表現の使用にあたり、明細書に説明し、図示した特徴およびその一部の均等物を排除するものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲のみによって定義され、限定されるものである。 The terms and expressions used so far in the specification are terms used to describe the invention and are not used as limiting terms for the invention. In using such terms and expressions, the characteristics and features described and illustrated in the specification It does not exclude some equivalents. The scope of the invention is defined and limited only by the claims.
2…蛍光バックライトシステム、4…ディフューザ、8…LCDピクセル、10…LEDバックライトアレイ。 2 ... fluorescent backlight system, 4 ... diffuser, 8 ... LCD pixel, 10 ... LED backlight array.
Claims (7)
b)前記第1の画像データにローパスフィルタを適用して前記第1の画像データのローパス成分を形成し、前記第1の画像データから該第1の画像データのローパス成分を減算して得た第2の画像データのコード値のゲインをゲインマップ関数を用いて決定し、決定されたゲインを用いてコード値が調整された第3の画像データを前記第2の画像データから生成し、該第3の画像データに前記第1の画像データのローパス成分を加えることにより第4の画像データを生成するステップとを備え、
前記第1の画像データを生成するステップが、予め指定されたコード値よりも下の第1の範囲のコード値のゲインを調整する第1のステップと、前記予め指定されたコード値よりも上の第2の範囲のコード値を増加させる第2のステップとを含み、前記トーンスケール調整モデルは直線グラフと曲線グラフからなり、該直線グラフは、前記第1のステップにおけるゲインの調整前の第1の範囲のコード値に対する該ゲインの調整後の第1の範囲のコード値を示すものであり、前記曲線グラフは、前記増加前の第2の範囲のコード値に対する前記増加後の第2の範囲のコード値を示し、かつ、前記増加前の第2の範囲のコード値の増加に従い接線の傾きが徐々に小さくなり、該曲線グラフに応じて前記第2の範囲のコード値の増加量は決定され、該曲線グラフにより示される前記増加後の第2の範囲のコード値の最小値は、前記予め指定されたコード値に対して前記第1のステップにおけるゲインの調整により得られる値と一致し、前記曲線グラフにより示される前記増加後の第2の範囲のコード値の最大値は、ディスプレイにおける表示処理において設定し得るコード値の最大値と一致し、
前記ゲインマップ関数は、あるコード値が入力された場合に、該コード値における前記トーンスケール調整モデルの傾きに対する前記直線グラフの傾きの比を前記第3の画像データを生成するステップにおいて用いられるゲインとして出力する関数であることを特徴とする画像調整方法。 a) generating first image data in which the code value is adjusted by converting the code value of the image data using a tone scale adjustment model;
b) Obtained by applying a low pass filter to the first image data to form a low pass component of the first image data, and subtracting the low pass component of the first image data from the first image data. A gain of a code value of the second image data is determined using a gain map function, and third image data in which the code value is adjusted using the determined gain is generated from the second image data; Generating fourth image data by adding a low-pass component of the first image data to third image data ,
The step of generating the first image data includes a first step of adjusting a gain of a code value in a first range below a pre-designated code value, and a step above the pre-designated code value. and a second step of increasing the code value of the second range of the tone scale adjustment model consists line graph and curve graph, the straight line graph, first before the adjustment of gain in the first step The code value of the first range after the gain adjustment for the code value of the range of 1 is shown, and the curve graph shows the second value after the increase with respect to the code value of the second range before the increase. The code value of the range is shown, and the slope of the tangent gradually decreases as the code value of the second range before the increase increases, and according to the curve graph, the increase amount of the code value of the second range is Determined The minimum value of the code value of the second range after the increase indicated by the curve graph is consistent with the value obtained by adjusting the gain in said first step with respect to pre-specified code value, the The maximum value of the code value in the second range after the increase indicated by the curve graph coincides with the maximum value of the code value that can be set in the display process on the display ,
The gain map function is a gain used in the step of generating the third image data, when a certain code value is input, a ratio of the slope of the straight line graph to the slope of the tone scale adjustment model at the code value. An image adjustment method characterized by being a function to be output as
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