JP5208925B2 - 最適バックライト照明決定装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、最適な第１及び第２バックライト駆動レベルを、前記第１バックライト駆動レベルに従い第１スペクトルを有する第１の量の光を及び前記第２バックライト駆動レベルに従い第２スペクトルを有する第２の量の光を生成するために制御され得るバックライトを有するカラーディスプレイに関して、計算する方法であって、前記カラーディスプレイが、第１及び第２光透過バルブ並びにカラーフィルタの組み合わせを有し、且つ前記バックライトのスペクトルから、対応する第１及び第２原色光出力を生成するように構成され、前記原色のうちの少なくとも１つの原色の色度が、前記第１及び第２バックライト駆動レベルに依存し、前記第１及び第２バックライト駆動レベルが、表示されるべき画像の少なくとも一部分の色域が前記第１及び第２バックライト駆動レベルを用いて前記カラーディスプレイによって実現可能である色域によって最適に覆われるように決定される、方法、ディスプレイ及びカメラに組み込まれ得る対応する装置ユニット、並びにソフトウェアに関する。

いくつかのディスプレイは、変調ユニットの後ろに配置される例えば各（サブ）画素などのディスプレイ内光生成ユニット、局所的色を作成させるフィルタの組み合わせ、及び、色の量を作成するバルブを有することによって、画像を生成する。例えば、透過型ＬＣＤは、（ここでは、スペクトル挙動を無視して）存在する光の量が、Ｓ形伝達関数を通常介して、印加される電圧に依存する特性を有する。他の代替的な原理は、光を再方向付け、例えばスクリーンへ光の量を反射させることによって、バルブする。

最適な３色色域（ＲＧＢ）が、いくつかの原色、例えば赤、黄色、シアン及び青、又は例えばＤ６５など、Ｗが白色である増加された輝度のＲＧＢＷによって補われる色域によって置換されるような、上述の種類の多原色ディスプレイを作成することも知られている。この場合、４つ又はそれ以上のバルブは、入力される標準ＲＧＢ又はＸＹＺ色を再構成するための適切な駆動値を必要とし、このことは、過去において、１つ以上の利用可能な他原色ディスプレイへ適用可能な多数の技術が開発されたものの、劣決定性（underdeteminedness）により、幾分困難な作業であり。

例えば、暗いシーンが存在する場合に、暗い色の最高輝度に関して、例えば青のバルブなどのバルブのうちの１つが最大に開かれるように、バックライトを抑え得るなどの、バックライトの輝度を均一にスケールすることも知られている。このことは、不完全なバルブを通ずる光の漏れがある場合に、暗いシーンに関してコントラストが増加されるなどの、有利な点を有する。

本発明の目的は、ディスプレイの制御を向上させることである。

この目的は、第１及び第２のバックライト駆動レベルが、表示されるべき画像の少なくとも一部の色域が前記第１及び第２のバックライト駆動レベルを用いてディスプレイによって実現可能な色域によって最適に覆われるように、決定されることにより達成される。

色域調整は、原色（の少なくとも１つ）がバックライトの関数でもある場合、あまり容易ではないが、全体のシステムを考慮する必要があるので、この場合、発明者が考えるように、上記問題を、バックライト駆動決定の問題として再検討することが可能である。この場合、１つのバックライトユニットの駆動における変化が、表示可能な色域の形状、及び、画像又は画像の一部の入力画像色域との一致性にどれほど重大に影響するかを分析し得る（おそらく、青い海のみを充実に表示させることが望まれ、魚に関してはエラーを許容する）。これにより、全ての原色が如何に寄与するかを最適にバランスし得、例えば、説明するのにより簡素な系において、画像の色エネルギが白色及びＲＧＢ寄与の間でバランスされるか、ということである。

最適なバックライト駆動は、通常、入力される及び表示可能な色域が、概して重複すること、例えば、入力色域が表示可能な色域によって完全に且つぴったりと包含されることを意味する。いくつかの緩和した実施例が可能であるが、例えば、特定のバックライトユニットの駆動が特定の値を超えることを許可しないペナルティ関数を含むこと、又は青色が赤色よりも２倍で経年変化する（すなわちより多くの電力を消費する）場合、青色及び赤色の駆動の間の比率は（好ましくは常に）特定の値よりも下に維持されること、又は、入力色域の特定の領域における特定の再構成不可能な色は許容されることなどである。このことは、幾分バランスを外れた最適度に導き、当然主な目的は、入力画像における色の所定の大部分が、表示が悪過ぎないようにするように、再構成可能であることである。

本発明のこれら及び他の点は、単により一般的な概念を例示する非制限的な特定の例証としての役目を果す添付の図面及び後述の実施例から明らかであり、これらの実施例を参照して説明され、これらの図において、点線はコンポーネントが任意選択的であり、非点線のコンポーネントは必ずしも必須ではないことを示すのに使用される。点線は、必須であると説明される要素が、オブジェクトの内側に隠されること、又は例えば電磁界などの無体物に関して、示すのにも使用され得る。

図１は、説明の目的のために、原色色度（すなわち、色彩及び飽和、当然普通の輝度依存でない）依存、すなわち、白色のかなり強い変動性、が発生する、非常に簡素なディスプレイ１００（例えばＬＣＤ）を示す。

青色バックライト１０２、緑色バックライト１０４、及び赤色バックライト１０６は、それぞれ、グラフ１５０における、対応するバックライトスペクトルＳＢ、ＳＧ、ＳＲを生成する。これらのバックライトは、例えば、均一化素子１０８によって均一化されるＬＥＤアレイなどであり得る。

画素色値は、対応するバルブ及びフィルタの組み合わせを用いてバックライトをバルブする（すなわちある分量を透過させる）ことによって実現される。例えば、青色フィルタ１１０（又は同様な緑色１１２、赤色１１４、白色１１６）は、ＬＣＤ材料（色伝達特性は、ここでは簡素化のために、バルブ駆動レベルＶＢの純粋な非線形輝度透過関数でるように仮定される）、及び、グラフ１５２においてスペクトルＦＲが示される色選択フィルタ、から構成され得。グラフ１５４における最終的な光出力スペクトルＰＢは、ＳＢ及びＦＢの乗算から得られる（ここで、ＦＢの高さはバルブが透過させる量を考慮に入れることを可能にする）が、その理由は、この簡単な例において、異なるバックライトのスペクトルは、対応する色フィルタスペクトルにおいて全体的に一致し、これらのフィルタスペクトルが重複しないことを仮定されるからである。

このような原色の出力輝度と駆動装置値との間の関係は、この場合、簡単であり、交換可能である、すなわち、一般的なように、バルブ駆動レベルＶＢ、又は等価的に青色バックライト駆動レベルＤＢを変化し得る。

しかし、この簡単な構成に関しても、白色原色は、全てのバックライト駆動値に依存し、白色フィルタＦＷは、全てのスペクトルを透過するので、スペクトル１５５は３つのバックライトスペクトルの特別に設定された寄与に依存する。

多原色（４色）ディスプレイを駆動することは、バルブのみが制御される場合に比較的に簡単である一方で、バックライトも制御する場合には、複合的な問題になる。

バックライト制御に依存する白色原色の変動、及びディスプレイによって実施化される色域の形状への影響は、図２に示される。

ＲＧＢＷディスプレイは、３次元状の長細い二重ダイヤモンド形状を有し、２次元（簡素化のために、ここでは赤及び緑を選択する）における前記形状の投影は、ＧＡＭ＿４Ｎ（図２において実線で描画される六角形）のような六角形である。可能な限り忠実に再構成されるべき入力色は、簡素化のために、ディスプレイのＲＧＢ原色と一致するＲＧＢ空間において記載され、このことは、ＸＹＺのような別の入力空間又は別のＲＧＢ空間からのマトリックス色変換によって容易に実現され得る。白色フィルタＦＷを介してバックライトのスペクトルの大部分を透過させるディスプレイの白色Ｗ０は、Ｒ＋Ｇ＋Ｂの合計に等しくある必要はないが、簡素化のために、このことも仮定されることを注意されたい。

光を与え得る追加の原色を有することは（ここの説明では、簡素化のために、幾何学的フォームファクタ並びにバックライトの分布及び均一スケーリングに関する他の要素も無視する）、元のＲＧＢ入力色域ＧＡＭ＿Ｉ（小さい、点線の四角形）の色よりも多くの色を再構成し得ることを意味する。二倍のＲＧＢ原色によって広げられる拡張色域と比較されて（図１のディスプレイにおいて、これら原色の色度は変化しないので）、再構成され得ない色がいくつか存在する（色Ｃ＿ｏは、Ｗ０がＲ＋Ｇ＋Ｂに等しく、均一な最も輝く色、すなわち均一な輝度白色出力光を有するＲＧＢＷディスプレイの色域ＧＡＭ＿４Ｎの外にある）が、これらの大抵のもの、少なくともあまり飽和されていない色は、（再構成）可能である。したがって、このようなディスプレイから、入力された色の輝度及び／又は飽和度を増加させることによって、利益を受け得、これにより、ディスプレイはより鮮明に見えるようにされる。特記されない場合、本発明者の最近の研究のいくつかにおいて通常のことであるように、入力された色を２倍にブーストすることが可能であり得るが、このことは、これらの色を、普通のＲＧＢディスプレイであるが、ＲＩＧＩＢＩの輝度の２倍を有するディスプレイに再構成することを意味し得、そして実際に存在するディスプレイのＲＧＢＷ色域ＧＡＭ＿４Ｎへ変換するために色域マッピング手法を使用し得、これにより、実際に多原色駆動値への変換を行い得る。再構成され得ない色（例えば、Ｃ＿ｏ）に関して、この場合、これらの色を、色域内にマッピングする手法を必要とし得るが、このことは、通常、このような色が（クリッピングにより除去されたとしても劣悪なマッピング手法で）劣悪に再構成される領域に関するテクスチャ変換が存在するという不利な点を有する。

最大限に開いた赤バルブ１１４が出力色Ｒｓを生じさせるように赤色のバックライトをスケールし、同様に、出力光色Ｇｓが(ＶＢ=0、ＶＧ=1、ＶＲ=0、ＶＷ=0)に関して得られるように緑色のバックライトを増加させる場合、新しい白ＷＳが、(ＶＢ=0、ＶＧ=0、ＶＲ=0、ＶＷ=1)に関して得られるが、当然この白ＷＳはより緑色っぽくなるが、その理由は、バックライトにおいて、緑色の寄与が赤色に比較して増加されるからである（このことは、例えば、緑色ＬＥＤへより多くの電流を送出し、赤色ＬＥＤを減光することによって、実現され得る）。このことは、実現される色域が、ＧＡＭ＿４Ｓ（点線の六角形）に変更されることをも意味する。本発明者は、出力色の最良の近似を再構成させるために、バルブ１１０，１１２，１１４，１１６を最良近似値へ設定することによって実現され得るＲＧＢＷ座標への通常の変換手法の代わりに、新しい色域ＧＡＭ＿４Ｓを実現させそして実現不可能だった色Ｃ＿ｏを包含するためにバックライトユニット１０２，１０４、１０６の駆動値（ＤＲ、ＤＧ、ＤＢ）を変更することが可能であることを発見した。幾分より野心的であるが、このような手法を用いることにより、色域を再構成されるべき色へ最適に一致させるように、バックライト駆動値を最良に計算することが可能である。このようなＧＡＭ＿４Ｓを実現する駆動手法は、例えば、入力画像色域ＧＡＭ＿ＰＩＣで分かるように森の画像が主に緑色を有する場合、全ての色が良好に再構成され得るので十分に機能し、過度の光エネルギが浪費されることはない。入力色域を作り上げる入力データとして、例えば映画撮影の全てのフレームが使用され得る、又はディスプレイのスクロールするバックライト照明シーケンシャル長方形領域などの（２次元のディスプレイ空間内において）幾何学的に可変なバックライトに関して、現在表示される画像の現在のサブ領域が使用され得る。

また、最適な一致は、多数のやり方で特定され得る。例えば、通常は、色空間において、入力される色域の包含領域と（入力色域の最も端部の点に接する境界平面を有する）ディスプレイの実現可能な色域との間で厳密に一致することが好れ得る。又は、バックライトの電力を大幅に節約させる一方で、大抵の色をなお忠実に表現するように、再構成困難な入力色のうちの特定の割合（又は色空間における入力色域の特定の幾何学的領域）を除外することが望まれることもある。最適化の規準は、更なる制限を含み得る。例えば、必要とされる電力の関数として様々なバックライトの経年変化を表すコスト関数などである。このことは、とりわけ、いくつかの合理的な最適手法が存在し得る場合に１つの最適値を選択するためのものとして興味深いことである。

図３は、（例えば）ＲＧＢ入力値、バルブ(ＶＲ、ＶＧ、ＶＢ、ＶＷ)に関する多原色値、及び、例えばＮ個の連続する画像からなる撮影場面に現れる収集された色に基づくバックライトユニットＤＲ、ＤＧ、ＤＢに関する駆動値、を決定するように構成される、ＩＣの一部又は処理器において実行するソフトウェアなどの、色変換装置３００を示す。後者は、どのコンテンツが表示されるべきか（例えば、静止画像表示における、写真における色など）が与えられる場合に、最適なバックライトの駆動値を計算するように構成されるバックライト駆動計算ユニット３０２によって得られる。この計算は、メモリ３０４に（例えば、長方形、又は前景の泳ぐ魚のあまり色のないものを除いて、全ての青色の画素を含む背景領域など）画像の少なくともある領域のＲＧＢ値（又は類似する値、しかし簡素化のために、ここでは、ＲＧＢ空間における作業を説明する）を記憶することによって、且つ、その後、入力色域決定ユニット３０６により、３次元立体（最も簡単には色がある場合１の値、又はない場合０の値）、又は発生の頻度が記録されるヒストグラム等の数字若しくはベクトルを含む３次元テーブル、若しくは周囲、全体の画像若しくは発生する色の包含領域（hull）などを有する画素の関係を記述する（評価アルゴリズムからの結果）情報等のより多くのデータ、などの入力色域の表現を決定することによって実現される。画素の意味に関する情報は、再表現不可能である画素又は選択される表現可能な色域に関して更なる色域マッピングを必要とする画素を使用することに関してどんな影響があるかを決定するために、後々において知的評価／最適化において使用され得、例えば、いくつかの小さいスポットにおいてのみ発生する異常値、特にこれら異常値が画像の人間による知覚に重大には寄与しないようである場合、破棄され得る。

例示的な実施例において、２つの代替的な使用可能な評価システムが含まれ、当然、他のアルゴリズムも同一の結果に到達することは可能である。

包括的最適化ユニット３１０は、初めに、候補色域境界平面のリストを包括的に生成し、演繹的に、メモリ又はオンザフライで記憶される。

例えば、理解の簡素化のために、ここでは、（このサブ部分における更なる色度の依存性が存在せず、白色のみの依存性に関する説明に焦点を当てられるように）青色及び緑色を共通の因数を用いて、且つ赤色を分離して駆動することを決定するようにするために、重なり合う緑色及び青色のフィルタ並びに重なり合わない赤色の経路を有するディスプレイを説明する。

このことを、正準的な(canonical)原則：

を説明することが可能である。

したがって、第２列における０が原因により、赤色が緑色及び青色のバックライトユニットの駆動に依存せず、赤色のバックライト駆動のみに依存し、このことが、赤色出力原色が、色度において不変にされ、輝度においてのみスケール可能であるようにされることが確認され得る。このことは、「−」の符号を用いて示され、ここでは、この符号は、実際に具体的に選択される赤色又は他の基底ベクトルが当然緑色っぽい成分を有し得ることを意味するが、ここでは、このベクトルを、赤色光出力原色自体を含む正準(canonic)軸系へ回転させた。

ｘは、例えば単一赤色バックライト駆動ＤＲなどに対応する赤色出力の量であり、更に、赤色バルブ透過を含み得、この場合、Ｒの意味を、正準的な赤色原色の最終的な光出力にする。

同様に、緑色及び青色に関して

、及び白色に関して

であることが分かっており、これは同様に対角化され得るが、いずれにしても両方のバックライトへの依存性を示す。

この場合、計算が３次元、制約のあるＮ次元空間の投影、又は更にＮ次元において実際に発生しているものの、このような赤−シアン（青及び緑）投影（図４）において発生していることの大半は説明することが可能である。

各平面は、法線（例えばＮ３４）及びオフセットベクトル（例えばＳ＋）によって決定され、これは、特定のパワー又は輝度などのシアン原色に等しくあり得る。

以前に、最適にベクトル（又はサポート）をスケールする方法が開示されていたが、現在は、平面又は等価的に法線の向きも変化すること（このことは、バックライト制御が原因により、単なる輝度制御でなくバックライトカラー制御である）に関して問題がより複雑であることを特記することが重要である。

このことは、問題を数学的により更に複雑にするが、ルックアップテーブルを活用して、比較的に固定された系を設計することを魅力的にする。

バックライト駆動候補生成器３１２は、可能な駆動制御のサブサンプルされる群を、所望な事前固定精度へ生成するように構成される。

例えば、このことは、この例において、可能な白色及び対応する色域の全体領域：

にまたがるＤＲ及びＤＧＢの可能な比率の一群を生成するのに十分である。

すべての境界平面に関する法線及びオフセットベクトルは、数学的に容易に計算され得る。

画素色分析ユニット３１４は、入力画像（の領域）の色域ＧＡＭ＿ＰＩＣを入手し（検査されるべき色の量を低減するために、全ての色の色域の包含区域、すなわち境界の包含区域を導出もし得）、色域が最適に一致するように（バックライト駆動に関する）各向きに関してスケーリング因数を導出し（このことは、例えば、画像のどの色も、実現可能な最適色域の外側に含まれないようにされ得るが、一方で色のいくつかは破棄され得る）、例えば、

であり、これらは、全ての色が、色域に含まれることを保証する（平面のオフセットのスケーリングは、駆動レベルのスケーリングに数学的に単純に関連付けられ得、より低い境界平面に関して、この値は通常同一であり、これにより、以下の説明は、ＤＲ及びＤＧＢに関しても説明され得る）。点は、ベクトル内積を表し、Ｃは入力色域ＧＡＭ＿ＰＩＣにおける全ての色のうちの１つである。

このことは、全ての境界平面に関して必要とされるλ₋及びλ_＋（又は実際にはＤＲ及びＤＧＢ）などの最小スケーリング因数の比率ＤＲ／ＤＧＢの関数として複数の曲線（図５）を与える（例えば、入力色域がＮ３４^＊及びＳ−によって覆われる平面に接触する場合、ＤＲ／ＤＧＢに従うラムダλの両方をスケールダウンすることは、その平面を横断する異常値に導かないが、例えば、上部平面ＴＬ及び／又はＴＲを横断する異常値が現れ得る）。

図５は、全ての平面に関する（例えば赤色バックライトのスケーリングなどを決定するラムダが仮定されるが、一般的に、特定のラムダは、原色ベクトルの合計であるオフセットベクトルのスケーリングに対応し得る）ラムダ１が示されるグラフを示す。曲線の類似の一群は、シアンスケーリングラムダ２に関して存在する。最適値が選択されるべきであり、すなわち１つのラムダのみが存在し得る場合、全ての平面が入力色域と境界を接する、すなわち全ての平面の最大所要値の最小値を有する、すなわち幾分重ね合わされた楕円にあることを必要とするものを選択し得る（その理由は、例えばいくつかの最適解が存在するからである）。実際に、全ての駆動値の総計が最適である解法が望まれ、このことは、最も簡単には、異なるグラフの群を累計させる総計関数(aggregation function)を適用することによって実行される。このことは、例えば、グラフをＤＲ及びＤＧＢ（比率の関数として）関数に変換し、これらを合計し、そして例えば（ＤＲ＋ＤＧＢ）／２などの最小値を取ることなどによって実行され得る。この総計関数は、有利には、例えば、バックライトのうちの１つが他のバックライトよりも早く経年変化する、又は他と比較してかなり過多な電力を消費し、したがって、より低い駆動を有するべきであるなどの更なる要件を考慮に入れ得、この場合、総計パワー関数（ＰＲＤＲ＋ＰＧＢＤＧＢ）／２を最小化し、ここで、ＰＲ及びＰＧＢは異なるバックライトの単位毎の電力消費である。この最適化は、最適化手段３１６によって実行される。

図６は、図３の、第２の反復最適化ユニット３２０がいかにして機能するように設計され得るかを概略的に例示する。これらの手法は、色域ＧＡＭ＿ＰＩＣが白色及び単色の間でバランスされて分割される必要があるという原則を用いる。より暗い領域において、色は、赤及びシアンの混合によって又は白色及び適切な色（ＲＥＧ＿１）を用いての両方により形成され得るが、白色の使用は、例えばＲＥＧ＿２における色を作成するために使用され得る。しかし、上部の高輝度領域（ＲＥＧ＿３）において、色は、２つの色Ｒ，ＧＢ及び白の混合によって作成されなければならない（簡素化のためにエネルギがＲ＋ＧＢと等しくされるフォームファクタを有する白色の画素を既に有しているので、追加的なバックライトを作成する避けるために可能な限りこの画素を開くことが望まれる、これにより、通常、色域のこの領域において、この白色寄与は、Ｒ＋ＧＢ寄与とおおよそ等しくなり得、最高輝度の入力色（すなわち「入力白色」）に関してこのことを実行することが可能であるが、色域の形状をより更に賢明に観察し、より良好な一致、及びおそらくより賢明なクリッピングを可能にする）。特に、多過ぎる（不所望な）問題的な領域ＰＲＥＧ＿１及びＰＲＥＧ＿２が存在するべきでない。

第１初期化ユニット３２２は、入力色域ＧＡＭ＿ＰＩＣの質量の中心、又は２で除算された最高輝度色、などの良好な開始白色Ｗ＿０を決定する。

その後、所望な色を作成するために加えられるべき他の原色の量である、白色に対する偏差が分析される。

より暗い領域の両方において、白色Ｗ＿０を作成するために最大シアンよりも高い寄与を必要とするいかなる遠くにある領域においてもシアンＧＢ寄与６５０、６５２が存在するべきでないが（又は、ビデオ品質が重い圧縮が原因でそれほどいずれにしても良くない例えば携帯装置などに関して、一致を緩和してバックライト電力を節約するためにクリッピングを許可する場合は、多過ぎるべきでない）、同じことが、赤色（６５４）に関しても真であるべきであり、そしてより明るい領域においても、このことは真であるべきである（６５６）。シアンを増加させる場合、このことが、白色及びしたがって赤色に影響を有することを知らなければならず、この場合、２倍（シアン及び赤）が同時に色域（６５４）のより赤い領域における異常値問題を解決する助けを増すのか、又は単に局所的な緑色問題、すなわち、より赤い領域におけるより多くの赤によって補償される必要があるより緑色っぽい白色が望まれるのか、これらについてのバランスを維持しなければならない。このことは、（一次駆動バランス化分析ユニット３２４によって）測定される偏差、より進んだ手法において、これら偏差の位置、又は領域及び／又は問題的な範囲外領域、を考慮に入れることによって実行され得（可能であれば、このようなエラーがどのように判断されるかを用いて重み付けされ、これにより、特定の点は、演繹的に、画像分析の後にヒストグラムから除去され得、例えば、特定の緑色の異常値色がほんの僅かに分布される明るい部分である場合、また、周囲の緑色又は補色に組み込まれる場合、画像処理は、これを、重要でないパターンのモデルとして評価し、このような値を、例えば等価なレンダリングを与え得るような飽和が少ない値とこれらの値を置換することによって破棄し得、又は、上記の点は、ヒストグラムに維持され得るが、最適化においてあまり重要度を与えられ得ないというようなフラグを立てられ得る。）一般的に、現在のバックライト駆動推定（又は白色）を与えられる入力色域を再構成するのに必要とされる（可能であれば、１より大きい、又は最大値である）バルブ値におけるいかなるこのような統計も、統計評価ユニット３２５によって実行され得、例えば更新角度へ導く範囲外領域の比率などの更新に関する値へ変換され得る。これにより、新しい白色Ｗ＿１を導出し得、これは、単純に、固定のステップ変化が実行されるような変化の方向、又は分析から例えば回転角度などの推定ステップサイズのいずれか、及び白色サイズ変化、であり得る。このことは、十分であり得、例えば原色のいずれかに関する最大バルブ駆動より上の値が存在しないように単純にすべてをスケールする場合（白色及び他の色の間の最大差を等しく分布させ、現在の白色方向を維持する）、単一のステップ工程をもたらす。このことは、幾分準最適解ではあるが、なお最適に一致する再構成可能な色域を与える。

この場合、最適化ユニットは、アルゴリズムを用いて、最終的な白色Ｗ＿１を得るために単一の補正を計算し、これにより、バックライト駆動値を得る、又はこの第２のＷ＿１は、反復的に収束させるために一次駆動バランス化分析ユニット３２４へ反復的に供給され得る。

このような分析の有利な点は、ユーザがユーザインターフェイスユニット３３０を介して相互作用し得ること、すなわち、ユーザが最適化及びエラーに関して制御を有し得ることである。このようなやり方において、ユーザは、例えば、アーチファクトを考慮に入れて、緑色っぽ過ぎる白色を明示的に調整し得る。

最終的に、新しい駆動値を有すると、一次決定ユニット３３２は、新しい（例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗ）原色を、例えば、スケールされたバックライトスペクトルをフィルタスペクトル（最大に開いたバルブ）と乗算することによって、且つ所要である場合、ＬＣＤ材料／セル挙動なども考慮に入れて、決定し得る。

新しい所用なバルブ値ＶＲ，...ＶＷへの変換は、この場合、例えば、本発明者が欧州特許出願書類第05107669.3号において開示したものなどの、いずれかの以前に開示された多原色変換アルゴリズム又はユニット３３４を用いて行われ得る。

単純なＲＧＢＷディスプレイを用いて上述の原則を説明してきたものの、他のディスプレイも同一の問題を被り、同一の種類のシステムを用いて最適化され得ることを特記されるべきである。たとえば、重なり合う緑色及び青色フィルタすなわちフィルタ＋バルブの組み合わせを有するシステムは、既に、両方のバックライトユニット駆動に依存する両方の原色を有し得る。例えば、反復方法は、バックライトとともに色度（色彩及び／又は飽和度）が変化する全ての原色を初期化する（一定の色度原色、例えば、赤色のスペクトルのみを常に通過する赤色は、一定の値にのみ設定される必要があるという意味において単純である）ことによって単純に一般化され得、その後、入力色域がどの程度十分に（すなわち、０と完全に開いた信号最大値、例えば１又は２５５との間のバルブ駆動値内において）覆われているか、及び、これが、バックライト駆動値並びに可変原色及びこれら原色が覆う色域を変更することによっていかに変化するかを確認する。このことは、試行及びエラー、又は変化の効果を数学的に定量化することのいずれかによって行われ得、これにより、入力色域が最適に覆われ得るように安全な更新値を導出する。

上述されるように、様々な幾何学的及び／又は比色分析法的な事前分析が、例えば人間の視覚をモデル化することなどによって、最適なカバーリングにより何が重要であるのかを規定するために実行され得、例えば、色の影響が周囲によって決定され、これに関して、例えばＲｅｔｉｎｅｘ型周囲評価が行われ得る。アルゴリズムの再構成重要性値出力に依存して、色は、このような重要性パラメータを用いて印付けられ得、例えば、現在の白色に単色を加えるために必要とされるバルブ値の検査において、例えば5より下の重要性パラメータを有する色は無視され、したがってこれらを再構成するために１より上のバルブ駆動値は必要とされ得るものの、5より上の重要性の色を再構成するために、0.9のバルブ駆動で十分であり得る。重要性パラメータの十分な連続性及び信頼性を有する場合、現在のディスプレイの再構成不可能性の重み付けられた測定値をも評価し得る。例えば、範囲外の色の量、すなわち最も離れた色の距離（１より上のバルブ駆動の量が必要とされる）を計数するよりも、再構成不可能な色の距離×その重要性としてなど、累積的不一致を重み付け得、おそらく（例えば、明るい日の入りなどの）忠実に再構成されるべき画像領域における発生度を掛ける。（幾何学的に周囲の画素の値を考慮に入れない）純粋な比色分析法的分析の例は、例えば、ヒストグラムを見て、反射的な照明の明るい箇所として特定され得、そして別の更に白色に見える値で安全に置換され得る異常値の小さい一群を特定することである。同様に、例えばクリップされる領域における画像詳細の損失などを分析するために、画像の帰納的な幾何学的及び／又は比色分析法的分析を有し得（例えば、表示されるべき現在の領域、又は後に再構成される必要があり得る他の、類似の又は類似でない画像など）、そしてこれは、アーチファクト深刻度パラメータである、入力色域における色の少なくともいくつかへ付加される追加的な数字又はベクトルとして符号化され得、これにより、第２のステップにおいて、例えば、１０より上のアーチファクト深刻度パラメータの異常値色は、特定のバックライトユニットを強力に駆動させるのに費用が掛るとしても、表示色域に実際に含まれるべきであるようにされる。しかし、この場合、より少ないアーチファクト深刻度を有する他の異常値色の残留を軽減し得る。ユーザ制御（ユーザインターフェイスユニット３３０）は、ユーザがこの処理を用いて相互作用することを可能にし得、これにより、例えばアーチファクト分析・後処理器（図示されず）は、クリッピングアーチファクトの周りに赤色の外周線を描画し得る、又は、色域マッピングを圧縮する場合、ユーザがアーチファクトに気が付き得るように、より厳格にさせる。ユーザインターフェイスユニットは、更に、ユーザが（例えば白色の）原色ベクトルを回転させ、効果を見る、又は自動収束を再始動させることを可能にする手段を有し得る。

一般的に、本発明の変換システム及びアルゴリズムから利益を受け得るディスプレイのいくつかの例は、Ｒ・Ｇ・Ｂバックライト又はＰ１・Ｐ２バックライトを有するＲ・Ｇ・Ｂディスプレイであり、ここでＰ１及びＰ２は通常補色であり（その理由は、必ずではないが色かぶりを有するディスプレイが望まれ得るので）、これにより、これらが一体として、Ｒ・Ｇ・Ｂ・Ｗバックライトを有する白色・Ｒ・Ｇ・Ｂパネル、ＲＧＢＷを有するＲＧＢＷパネル、Ｒ・Ｙ・Ｃ・Ｂパネル（ここでＹ及びＣは、例えば、黄色及びシアンなどの、２次元色域多角形を覆う色であり得る）、偶数期間に（Ｇ、Ｒ）バックライト照明及び奇数期間に（Ｇ、Ｂ）バックライト照明及びマゼンタ及び緑色フィルタ及びなどの、時間的駆動パネル、を与えるようにされる。

本発明は、広い色域ディスプレイ及び付随する最適コンテンツ向上策（色域拡張ユニットは、図３に示されないが、例えば、前処理器又は３０６に組み込まれ得る）に関して、又はむしろ携帯電話などの小さい色域ディスプレイ、及び最適電力節約に関して有益であり得る。

本発明は、未だ公開されていない欧州特許出願書類第05107835.0号に記載されるような動的なキャプチャ能力を有するカメラ７００においても興味深いものである。

将来において、顧客はカメラの色キャプチャ能力及び画像色レンダリングに関してよりすぐれた制御を望み得るが、一方で、休日において、全ての画像が最高の品質であることを必要とされず（例えば、かわいい犬の素早く撮影された写真）、例えばバッテリ電力を節約し得ることを予想される。欧州特許出願書類第05107835.0号は、ユーザが、暗い黒であるが同時に明るい輝度箇所を有する非常に高いダイナミックレンジの画像をキャプチャすること、又は同一の画像を幾分コントラストの低い形式でキャプチャすることを、選択し得ることを説明する。このことは、センサ７０２特性又はキャプチャされるべき後々の画像に関する他の撮像特性（例えば、露出時間、色飽和増加、画像をより陽の当たりがよく見せるためにオーバレイされる色かぶりを導入することなどの、画像キャプチャパラメータ）などの、帰還制御チャネル７１２を介して制御し得るキャプチャ画像分析ユニット７０４を介して実行される。調整ユニット７０５は、この情報、及びディスプレイ１００の能力（例えば、外部ＬＣＤ、エレクトロウェッティング及びＥ−ｉｎｋディスプレイなど）を考慮に入れ得、色変換ユニット７０６のバックライト駆動計算ユニットにおいて、最適な色域及び対応する駆動値を導出するようにする。例えば、高いコントラストのキャプチャ画像が、ディスプレイが可能とするように最適に既にあることを確かなものにし得、これにより、ユーザが、記憶される又は伝送されるべき画像の画像品質に対するユーザの作業の効果により現実的な見え方を有するようにされる、又は、調整ユニット７０５は、例えば、携帯型コンテンツビューアなどのディスプレイの事前記憶プロファイルを有し得、これにより、このことは、最適化及び最終レンダリングにおいても考慮に入れられ得る。

計算を低減するために、候補は、例えばある撮影が以前の撮影（又は休日のビーチ写真などの一群に事前分類されるいくつかの静止画像）に比色分析法的に類似である場合、以前の分析にも基づき決定され得、反復方法に関する開始ベクトルは、この以前の撮影の最適白色が採用され得、又は、例えば、この以前の白色又は他の候補の白色のいくつかの偏差を含む白色の候補の一群が生成され得る。また、包括的な方法は、検査の一群においてより低い比率を採用することなどによって加速され得、以前の境界平面が特定の傾きを有していた場合、例えばこの傾き前後の範囲に検索を制限し得る。

この文書において開示されるアルゴリズムコンポーネントは、実際には、ハードウェア（例えば、特定用途向けＩＣの一部）として、又は特別デジタル信号処理器若しくは汎用処理器などにおいて実行するソフトウェアとして（全体的に又は部分的に）実現され得る。

当業者は、本発明者の提示から、どのコンポーネントが任意追加的な改善点であり得るか、他のコンポーネントと組み合わせて実現され得るか、及び方法の（任意追加的な）ステップがいかにして装置の対応する手段に対応するか、逆も同様に、すなわち方法において説明されるステップは、装置の実施例におけるユニットに対応し逆も同様であることを、理解可能であるべきである。この文書における装置は、辞書に示される最も広い意味で使用され、すなわち、特定の目的の実現を可能にする一群の手段であり、したがって、ＩＣ（の小さな一部）、専用装置、又はネットワーク化されたシステムの一部などであり得る。

計算機プログラム製品の記載は、汎用又は特別目的の処理器に、（中間言語及び最終処理器言語への翻訳などの中間変換ステップを含み得る）一連のローディングステップの後に、処理器へのコマンドを入手させ、発明の特徴的な機能のいずれかを実行させる一群のコマンドのいかなる物理的な実施化をも含むように理解されるべきである。特に、計算機プログラムは、例えばディスク又はテープなどの担体におけるデータ、メモリに存在するデータ、有線又は無線でネットワーク接続を介して伝達されるデータ、又は紙面上のプログラムコードとして実現され得る。プログラムコードとは別として、プログラムに関して必要とされるデータは、計算機プログラム製品としても実施化され得る。

データ入力及び出力ステップなどの、前記方法の動作に関して必要とされるステップのいくつかは、計算機プログラム製品において記載される代わりに、処理器の機能性において既に存在し得る。

上述の実施例は、本発明を制限するよりも例証するものであることを特記されるべきである。当業者が、示される例を請求項の他の領域へ当てはめることを容易に実施化し得る部分に関しては、簡潔性のために、全てのこれらの選択肢を、深く掘り下げて言及していない。請求項において組み合わせられる本発明の要素の組み合わせとは別に、要素の他の組み合わせも可能である。要素のいずれの組み合わせも、単一の専用要素において実施化可能であり得る。

請求項において、括弧記号間に位置される如何なる参照符号も、請求項を制限するように解釈されてはならない。「有する」という語句は、請求項に記載される以外の要素又はステップの存在を排除しない。単数形の構成要素は、複数個の斯様な構成要素の存在を排除しない。

Claims (11)

1. バックライトを有し、ある数の原色によって覆われる色域を用いて画像を表示するためのカラーディスプレイに関して、第１バックライト駆動レベル及び第２バックライト駆動レベルを計算する方法であり、
   前記バックライトは、入力画像コンテンツに従い最適化される第１バックライト駆動レベル及び第２バックライト駆動レベルに従い、第１バックライトスペクトルを有する第１の量の光及び第２バックライトスペクトルを有する第２の量の光を生成するように制御され、
   前記カラーディスプレイは、第１光透過バルブ及び第２光透過バルブ並びにカラーフィルタの組み合わせを有し、且つ、前記第1バックライトスペクトル及び前記第２バックライトスペクトルから、第１原色の光出力及び第２原色の光出力のそれぞれを生成するように構成され、
   前記原色のうちの少なくとも１つの原色の色度は、前記第１及び第２バックライト駆動レベルに依存する、
   方法であって、当該方法は、
   表示されるべき画像の少なくとも一部の入力画像色域を決定するステップと、
   前記第１バックライト駆動レベル及び前記第２バックライト駆動レベルを用いて前記カラーディスプレイによって実現可能である色域を、決定された前記入力画像色域に適合させるように、前記第１バックライト駆動レベル及び前記第２バックライト駆動レベルを決定するステップ、
   を含む、方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、
   前記カラーディスプレイは、
   白色フィルタ用いて前記第１バックライトスペクトル及び前記第２バックライトスペクトルをフィルタすることによって、及び、対応する白色バルブ、ある数の色フィルタ及び追加的な白色を形成するための対応するバルブを用いて所望な量を選択することによって作成可能な輝度可変白色原色を有し、
   少なくとも前記白色原色の前記色度は、前記第１バックライト駆動レベル及び前記第２バックライト駆動レベルに依存し、前記第１バックライト駆動レベル及び前記第２バックライト駆動レベルを決定するステップは、少なくとも前記可変白色原色の関数として決定される、方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法であって、前記第１バックライト駆動レベル及び前記第２バックライト駆動レベルを決定するステップが、
   −候補バックライト駆動バルブ値の組み合わせを用いて前記カラーディスプレイによって実現可能な前記色域の候補境界平面を生成するステップと、
   −表示されるべき画像の少なくとも一部分のうちの入力色の選択された一群のどの程度が前記実現可能である表示色域によって再構成可能であるかを評価することによって、最適に適合する最適に覆われる候補バックライト駆動バルブ値の組み合わせを決定するステップと、
   を有する方法。
4. 請求項１又は２に記載の方法であって、前記第１バックライト駆動レベル及び前記第２バックライト駆動レベル決定のステップは、
   −初期バックライト駆動値に依存する少なくとも１つの出力光原色に関する初期値を推定するステップと、
   −表示されるべき画像の少なくとも一部分のうちの入力色の選択された一群のどの程度が前記実現可能である表示色域によって再構成可能であるかを評価するステップと、
   −前記初期バックライト駆動値を更新するステップと、
   を有する方法。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法であって、前記色の再構成重要性を評価するために、幾何学的及び／又は比色分析法的アルゴリズムが表示されるべき画像の少なくとも一部分のうちの入力色の選択された一群へ適用され、いくつかの色が、前記一群から取り出される又は重要性パラメータを用いて印付けられる、方法。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の方法であって、更なる画像分析が、前記画像分析のアーチファクトの深刻度に関して実行され、バックライト駆動レベル決定のステップが改善される、方法。
7. 請求項６に記載の方法であって、アーチファクト深刻度パラメータが、静止再構成不可能色に添付される、方法。
8. バックライトを有し、ある数の原色によって覆われる色域を用いて画像を表示するためのカラーディスプレイに関して、第１バックライト駆動レベル及び第２バックライト駆動レベルを計算するためのバックライト駆動計算ユニットであり、
   前記バックライトは、入力画像コンテンツに従い最適化される第１バックライト駆動レベル及び第２バックライト駆動レベルに従い、第１バックライトスペクトルを有する第１の量の光及び第２バックライトスペクトルを有する第２の量の光を生成するように制御され、
   前記カラーディスプレイは、
   第１光透過バルブ及び第２光透過バルブ並びにカラーフィルタの組み合わせを有し、且つ
   前記第1バックライト駆動レベル及び前記第２バックライトスペクトルから、第１原色の光出力及び第２原色の光出力のそれぞれを生成するように構成され、
   前記原色のうちの少なくとも１つの原色の色度は、前記第１バックライト駆動レベル及び前記第２バックライト駆動レベルに依存し、
   当該バックライト駆動計算ユニットは、
   表示されるべき画像の少なくとも一部の入力画像色域を決定する入力色域決定ユニットと、
   表示されるべき画像の少なくとも一部分の前記入力画像色域が前記第１及び第２バックライト駆動レベルを用いて前記カラーディスプレイによって実現可能である色域に適合するように、前記第１バックライト駆動レベル及び前記第２バックライト駆動レベルを決定するように構成される最適化ユニットと、
   を有する、バックライト駆動計算ユニット。
9. 処理器に、請求項１に記載の方法を実行させる計算機プログラムであって、前記第１バックライト駆動レベル及び前記第２バックライト駆動レベルを、表示されるべき画像の少なくとも一部分の色域が前記第１バックライト駆動レベル及び前記第２バックライト駆動レベルを用いて前記カラーディスプレイによって実現可能である色域に適合されるように決定するコードを含む、計算機プログラム。
10. 請求項８に記載のバックライト駆動計算ユニットを含むカラーディスプレイであって、駆動レベルを計算するように構成され、入力色を多原色駆動値へ変換するように構成される適応型多原色変換ユニットへ接続可能であり、前記バックライト駆動計算ユニット及び前記多原色変換ユニットが、ディスプレイユニットへ接続可能であり、前記ディスプレイユニットのバックライトが、前記駆動レベルによって制御可能であり、前記ディスプレイユニットのバルブが、前記多原色駆動値によって制御可能である、カラーディスプレイ。
11. 請求項１０に記載のカラーディスプレイ、及び前記ディスプレイ駆動値を用いて画像キャプチャパラメータを調整するように構成される調整ユニット、を含むカメラ。

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