JP7506733B2 - 画素コントラスト制御システム及び方法 - Google Patents

Description

本開示は、概して、電子ディスプレイに関し、より具体的には、電子ディスプレイ上に画像を表示するために使用される画像データを処理することに関する。

このセクションは、以下に説明及び／又はクレームされている、本開示の種々の態様に関連し得る、種々の技術態様を読者に紹介することを意図している。本論考は、本開示の様々な態様の、より良好な理解を容易にするための背景技術を閲覧者に提供する際に、助けとなるものと考えられる。したがって、これらの記述は、上述の観点から読まれるべきであり、先行技術の承認として読まれるべきではないことを、理解するべきである。

電子デバイスは、多くの場合、１つ以上の画像（例えば、画像フレーム）を表示することにより、テキスト、静止画像、及び／又はビデオとして情報の視覚表現を提示する１つ以上の電子ディスプレイを使用する。例えば、そのような電子デバイスとしては、多くの他のものの中でもとりわけ、コンピュータ、携帯電話、ポータブルメディアデバイス、タブレット、テレビ、バーチャルリアリティヘッドセット、及び車両用ダッシュボードを挙げることができる。画像を表示するために、電子ディスプレイは、対応する画像データに少なくとも部分的に基づいて、その表示画素の発光（例えば、輝度）を制御することができる。一般に、画像を表示している間の表示画素の輝度は、知覚される明度に影響を及ぼし得るため、画像内の知覚されるコントラスト（例えば、表示画素間の明度差）に影響を及ぼし得る。実際に、少なくともいくつかの場合では、コントラストの増大により、画像の鮮明さの改善、したがって知覚される画質の改善を促進することができる。

しかしながら、周囲照明条件などの環境要因は、知覚されるコントラストに影響を及ぼし得る。例えば、電子ディスプレイの画面に入射する周囲光は、明るい画素の知覚される輝度に対する暗い表示画素の知覚される輝度を増大させ得る。したがって、周囲光の増大により、画像内の知覚されるコントラストを低減させ得るため、少なくともいくつかの場合では、画像がウォッシュアウトされて見える結果となり得る。

知覚されるコントラストの改善を促進するために、いくつかの場合では、明るい表示画素の輝度は、例えば、周囲照明条件を相殺するために、暗い表示画素の輝度に対して更に増大させてもよい。しかしながら、電子ディスプレイにおける輝度の増大は、それにもかかわらず、その光源（例えば、ＬＥＤバックライト又はＯＬＥＤ表示画素）の最大明度によって制限され得る。更に、その表示画素の輝度を増大させることにより、電子ディスプレイの動作からもたらされる電力消費を増大させ得る。

本明細書に開示される特定の実施形態の要約を以下に示す。これらの態様が、これらの特定の実施形態の概要を読者に提供するためだけに提示され、これらの態様が、この開示の範囲を限定するものではないことを理解されたい。実際に、本開示は、以下に記載されない種々の態様を包含し得る。

したがって、知覚される画質の改善及び／又は電力消費の低減を促進するために、本開示は、例えば、画像データソースと電子ディスプレイのディスプレイパネルとの間に結合されたディスプレイパイプライン内で、画素コントラスト制御（ＰＣＣ）ブロックを実装及び動作させるための技術を提供する。いくつかの実施形態では、画素コントラスト制御ブロックは、知覚されるコントラストの改善を促進することが期待される方法で、結果として生じる色の色相及び／又は輝度を調整するために、画像データを修正する処理回路（例えば、ハードウェア）を含んでもよい。例えば、画像画素を修正するために、画素コントラスト制御処理回路は、画像画素の画素位置を判定し、対応する画素位置にそれぞれ関連付けられた１つ以上のローカルトーンマップを、画像画素に適用することができる。複数の（例えば、４つの最も近い）ローカルトーンマップが適用されると、いくつかの実施形態では、画素コントラスト制御処理回路は、画像画素の画素位置と、ローカルトーンマップに関連付けられた画素位置との間の距離に少なくとも部分的に基づいて、結果を補間することができる。

加えて、知覚されるコントラストの改善を促進するために、いくつかの場合では、明るい表示画素の輝度は、例えば、周囲照明条件を相殺するために、暗い表示画素の輝度に対して増大又は変更することができる。例えば、電子ディスプレイは、表示画素に隣接して実装されたバックライト、及び／又は表示画素に実装された有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などの光源に供給される電力を増大させることにより、その表示画素の輝度を増大させることができる。

いくつかの実施形態では、画素コントラスト制御処理回路は、画像の画素輝度及び色相を示し得る画素統計値を判定することができる。したがって、画素統計値を使用して、ローカルトーンマップを判定することができる。いくつかの実施形態では、画素統計値は、現在の画像フレーム内に画定されたローカルウィンドウ（例えば、セル）に基づいて収集することができる。加えて、画素コントラスト制御処理回路は、現在の画像フレーム内に画定されたアクティブ領域に基づいて、グローバル画素統計値を判定することができる。アクティブ領域は、サブタイトルなどの現在の画像フレームの静的部分を除外してもよい。いくつかの実施形態では、画素統計値は、アクティブ領域内の各画像画素の最大色成分値、平均値、ヒストグラム、及び／又は輝度値を含んでもよい。

いくつかの実施形態では、画像画素に関連付けられた輝度値は、目標輝度レベルに少なくとも部分的に基づいて判定されてもよい。例えば、画像画素に対応する輝度値は、平均輝度値（例えば、色成分の重み付けされた平均値）、最大輝度値（例えば、重み付けされた色成分の最大値）、及び／又は混合輝度値として設定されてもよい。いくつかの実施形態では、混合輝度値は、平均輝度値と最大輝度値とを混合して、例えば、それらの間に滑らかな遷移を生成することによって判定することができる。

画素コントラスト制御ブロックは、検出された環境条件、及び画素コントラスト制御処理回路から受信した画素統計値に少なくとも部分的に基づいて、１つ以上のローカルトーンマップを判定するための命令（例えば、ファームウェア）を実行するコントローラ（例えば、プロセッサ）を更に含んでもよい。いくつかの実施形態では、画素統計値及びローカルトーンマップは、並行して判定されてもよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、並行して動作することにより、以前のフレームからの画素統計値に基づいて判定されたローカルトーンマップとなる結果になり得る。したがって、そのような実施形態では、画素コントラスト制御コントローラは、現在の画像フレームに関連付けられた画素統計値に少なくとも部分的に基づいてローカルトーンマップを判定することができ、一方、画素コントラスト制御処理回路は、以前の画像フレームに関連付けられた画素統計値に少なくとも部分的に基づいて判定されるローカルトーンマップを適用する。

いくつかの実施形態では、ローカルトーンマップのセットを空間的及び／又は時間的にフィルタリングして、画像フレーム内で意図されない突然の明度変化を生成する可能性の低減を促進することができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、シーン変化が検出されると、ローカルトーンマップの連続的なセットの時間フィルタリングを無効化することができる。いくつかの実施形態では、シーン変化は、各ローカルウィンドウ及び／又はアクティブ領域全体に関連付けられた画素統計値から判定されてもよい。

そのような実装を可能にするために、画素コントラスト制御コントローラは、各ローカルトーンマップの複数のバージョンを判定することができる。例えば、画素コントラスト制御コントローラは、時間フィルタリングが有効化された第１のバージョン、及び時間フィルタリングが無効化された第２のバージョンを判定してもよい。このようにして、画素コントラスト制御処理回路は、シーン変化が検出されたかどうかに少なくとも部分的に基づいて、ローカルトーンマップの第１のバージョン又はローカルトーンマップの第２のバージョンのいずれかを選択的に適用することができる。

更に、いくつかの実施形態では、画素コントラスト制御コントローラは、装備されている場合、バックライトの明度を日和見的に調光する（例えば、低減する）ことによって、電力消費の低減を促進することができる。いくつかの実施形態では、バックライトレベルに適用される調光係数は、突然の明度変化が生じる可能性の低減を促進するために（例えば、移動平均を介して）時間的にフィルタリングすることができる。例えば、以前の画像フレームの輝度、及び前の画像フレームに適用された調光比に基づいて、画像フレームの目標輝度を判定することができる。このようにして、以下により詳細に記載されるように、本開示に記載される技術は、電力消費の低減、及び／又は電子ディスプレイの知覚される画質の改善を促進する技術的利益を提供する。

以下の「発明を実施するための形態」を読了し、かつ以下の図面を参照することにより、本開示の様々な態様を、より良好に理解することができる。

一実施形態に係る、電子ディスプレイを含む電子デバイスのブロック図である。 一実施形態に係る、図１の電子デバイスの実施例である。 一実施形態に係る、図１の電子デバイスの別の実施例である。 一実施形態に係る、図１の電子デバイスの別の実施例である。 一実施形態に係る、図１の電子デバイスの別の実施例である。 一実施形態に係る、図１の電子デバイスに含まれる、画像データソースとディスプレイドライバとの間に結合されたディスプレイパイプラインのブロック図である。 一実施形態に係る、図６のディスプレイパイプラインに含まれる画素コントラスト制御ブロックのブロック図である。 一実施形態に係る、図７の画素コントラスト制御ブロックを動作させるためのプロセスのフローチャートである。 一実施形態に係る、例示的な画像フレームの図である。 一実施形態に係る、画素統計値を判定するためのプロセスのフローチャートである。 一実施形態に係る、画像画素に関連付けられた輝度値を判定するためのプロセスのフローチャートである。 一実施形態に係る、図７の画素コントラスト制御ブロックに実装されたコントローラを動作させるためのプロセスのフローチャートである。 一実施形態に係る、図７の画素コントラスト制御ブロックに実装された処理回路を動作させるためのプロセスのフローチャートである。 一実施形態に係る、図９の画像フレーム上にオーバーレイされた例示的なフレームグリッドの図である。

以下において、１つ以上の特定の実施形態を説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を提供するために、本明細書には実際の実施態様の全ての特徴は示されていない。いずれの工学プロジェクト又は設計プロジェクトの場合とも同様に、いずれのそのような実際的な実装の開発に際しても、実装毎に異なり得る、システム関連及びビジネス関連の制約の準拠などの、開発者の具体的な目的を達成するために、実装に固有の多数の決定を行わなければならないことを理解するべきである。更には、そのような開発努力は、複雑で時間を要する場合もあるが、それにもかかわらず、本開示の利益を有する当業者にとっては、設計、製作、及び製造の慣例的な仕事であることを理解するべきである。

情報の通信を容易にするために、電子デバイスは、多くの場合、１つ以上の画像（例えば、画像フレーム）を介して情報の視覚表現を提示するために、１つ以上の電子ディスプレイを使用する。一般に、画像を表示するために、電子ディスプレイは、対応する画像データに基づいて、その表示画素の発光（例えば、輝度）を制御することができる。例えば、画像データソース（例えば、メモリ、入出力（Ｉ／Ｏ）ポート、及び／又は通信ネットワーク）は、画像画素のストリームとして画像データを出力することができ、各画像データは、対応する画素位置に位置する表示画素の目標輝度を示している。

一般に、表示画素輝度は、知覚される明度に影響を及ぼし、したがって、画像内の知覚されるコントラストに影響を及ぼし得る。少なくともいくつかの場合では、知覚されるコントラストは、表示された画像の知覚される品質に影響を及ぼし得る。例えば、より高度に知覚されるコントラストにより、エッジ及び／又はラインの鮮明さ（例えば、精細度）を改善することができる。

しかしながら、知覚されるコントラストはまた、周囲照明条件などの環境要因によって影響を受け得る。例えば、より明るい周囲照明条件により、画像内の暗い表示画素の知覚される明度と、画像内の明るい表示画素の知覚される明度との差が減少する結果となり、それによって画像内の知覚されるコントラストを減少させ得る。換言すれば、同じ表示画素輝度を使用すれば、知覚されるコントラストは、一般に、周囲照明条件が変化する（例えば、増大する）につれて変化する（例えば、減少する）。

知覚されるコントラストの改善を促進するために、いくつかの場合では、明るい表示画素の輝度を、例えば、周囲照明条件を相殺するために、暗い表示画素の輝度に対して更に増大させてもよい。一般に、電子ディスプレイは、表示画素に隣接して実装されたバックライト、及び／又は表示画素に実装された有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などの光源に供給される電力を増大させることによって、その表示画素の輝度を増大させることができる。したがって、表示画素の輝度の増大はまた、電子ディスプレイの動作からもたらされる電力消費を増大させ得る。加えて、光源の最大明度は、表示画素輝度を継続的に増大させる電子ディスプレイの能力を制限させ得る。

更に、環境条件の変化は、多くの場合、例えば、電子ディスプレイが屋内環境から屋外環境に移動していることによって、比較的突然に生じる。したがって、少なくともいくつかの場合では、環境条件の変化に対する応答性もまた、知覚される画質に影響を及ぼし得る。例えば、純粋にソフトウェア（例えば、ループ外）における表示画素の目標輝度を調整することにより、環境条件の変化が考慮される前に知覚可能な遅延となる結果になり得る。

したがって、知覚される画質の改善及び／又は電力消費の低減を促進するために、本開示は、例えば、画像データソースと電子ディスプレイのディスプレイパネルとの間に結合されたディスプレイパイプライン内で、画素コントラスト制御（ＰＣＣ）ブロックを実装及び動作させるための技術を提供する。いくつかの実施形態では、画素コントラスト制御ブロックは、知覚されるコントラストの改善を促進することが期待される方法で、結果として生じる色の色相及び／又は輝度を調整するために、画像データを修正する処理回路（例えば、ハードウェア）を含んでもよい。例えば、画像画素を修正するために、画素コントラスト制御処理回路は、画像画素の画素位置を判定し、対応する画素位置にそれぞれ関連付けられた１つ以上のローカルトーンマップを、画像画素に適用することができる。複数の（例えば、４つの最も近い）ローカルトーンマップが適用されると、いくつかの実施形態では、画素コントラスト制御処理回路は、画像画素の画素位置と、ローカルトーンマップに関連付けられた画素位置との間の距離に少なくとも部分的に基づいて、結果を補間することができる。

知覚されるコントラストは、一般に、表示画素輝度と共に変化するため、いくつかの実施形態では、画素コントラスト制御処理回路は、画像コンテンツを示すことができ、したがってローカルトーンマップを判定するために使用され得る画素統計値を判定することができる。例えば、画素コントラスト制御処理回路は、現在の画像フレーム内に画定されたローカルウィンドウ（例えば、セル）に基づいて、ローカル画素統計値を判定することができる。加えて、画素コントラスト制御処理回路は、現在の画像フレーム内に画定されたアクティブ領域に基づいて、グローバル画素統計値を判定することができる。

グローバル画素統計値を判定するために、いくつかの実施形態では、画素コントラスト制御処理回路は、サブタイトルなどの、現在の画像フレームの静的部分を除外するアクティブ領域を画定してもよい。いくつかの実施形態では、アクティブ領域内の各画像画素の最大色成分値に基づいて、画素コントラスト制御処理回路は、現在の画像フレームに関連付けられたグローバル最大色成分ヒストグラムを判定することができる。加えて、アクティブ領域内の各画像画素に関連付けられた輝度値に基づいて、画素コントラスト制御処理回路は、現在の画像フレームに関連付けられたグローバル輝度ヒストグラムを判定することができる。

いくつかの実施形態では、画像画素に関連付けられた輝度値は、目標輝度レベルに少なくとも部分的に基づいて判定されてもよい。例えば、画像画素に対応する輝度値は、目標明度レベルがより低い閾値明度レベル（例えば、暗度から中間レベルの明度）未満であるときに、平均輝度値（例えば、色成分の重み付けされた平均値）として、目標明度が上限閾値明度レベル（例えば、明度範囲の上限）を上回るときに、最大輝度値（例えば、重み付けされた色成分の最大値）として、及び目標明度レベルが下限閾値明度レベルと上限閾値明度レベルの間にあるときに、混合輝度値として、設定されてもよい。いくつかの実施形態では、混合輝度値は、平均輝度値と最大輝度値とを混合して、例えば、それらの間に滑らかな遷移を生成することによって判定することができる。

ローカル画素統計値を判定するために、いくつかの実施形態では、画素コントラスト制御処理回路は、例えば、アクティブ領域を取り囲むように画定されたローカルウィンドウの第１のセットと、アクティブ領域内を取り囲むように画定されたローカルウィンドウの第２のセットとを有する、現在の画像フレーム内のローカルウィンドウの１つ以上のセットを画定することができる。いくつかの実施形態では、（例えば、第２のセットの）ローカルウィンドウ内の各画像画素の最大色成分値に基づいて、画素コントラスト制御処理回路は、ローカルウィンドウに関連付けられた最大の最大色成分値及び平均最大色成分値を判定することができる。加えて、（例えば、第１のセットの）ローカルウィンドウ内の各画像画素に関連付けられた輝度値に基づいて、画素コントラスト制御処理回路は、ローカルウィンドウに関連付けられたローカル輝度ヒストグラムを判定することができる。

このようにして、画素コントラスト制御ブロックは、画像コンテンツを示す画素統計値を判定し、ループ内の画像データを修正することができ、それによって、少なくともいくつかの場合では、例えば、画像が実際に表示されているときに近いと考えられる環境条件により、環境条件の変化に対する応答性の改善を容易にすることができる。しかしながら、ディスプレイパイプライン、ひいては画素コントラスト制御処理回路に割り当てられた処理の持続時間は一般に限定される。その制限された割り当てられた処理の持続時間の考慮を促進するために、いくつかの実施形態では、画素コントラスト制御ブロックは、検出された環境条件、及び画素コントラスト制御処理回路から受信した画素統計値に少なくとも部分的に基づいて、１つ以上のローカルトーンマップを判定するための命令（例えば、ファームウェア）を実行するコントローラ（例えば、プロセッサ）を更に含んでもよい。

具体的には、このような方法で画素コントラスト制御ブロックを実装することにより、画素コントラスト制御処理回路及び画素コントラスト制御コントローラを並行して動作させることを可能にし得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、並行して動作させることにより、現在の画像フレーム内の画像画素が修正されるときにまだ利用可能ではない現在の画像フレームに関連付けられた画素統計値に基づいて判定されたローカルトーンマップとなる結果になり得る。したがって、そのような実施形態では、画素コントラスト制御コントローラは、現在の画像フレームに関連付けられた画素統計値に少なくとも部分的に基づいてローカルトーンマップを判定することができ、一方、画素コントラスト制御処理回路は、以前の画像フレームに関連付けられた画素統計値に少なくとも部分的に基づいて判定されるローカルトーンマップを適用する。

例えば、以前の画像フレームに関連付けられたグローバル輝度ヒストグラム、及び現在の画像フレームに関連付けられたローカル輝度ヒストグラムに少なくとも部分的に基づいて、画素コントラスト制御コントローラは、画素コントラスト制御処理回路によって適用されて次の画像フレームを修正するために、（例えば、第１のセットの）各ローカルウィンドウに対して１つ以上のローカルトーンマップを判定することができる。具体的には、ローカルウィンドウに対して判定された１つ以上のローカルトーンマップは、ローカルウィンドウ内に（例えば、その中心に）位置する画素位置に関連付けられてもよい。いくつかの実施形態では、ローカルトーンマップのセットを空間的にフィルタリングして、画像フレーム内で意図されない突然の明度変化を生成する可能性の低減を促進することができ、それによって、少なくともいくつかの例では、知覚される画質の改善を促進することができる。

知覚される画質の更なる改善を促進するために、いくつかの実施形態では、ローカルトーンマップの連続的なセットを時間的にフィルタリングして、連続する画像フレームにおける意図しない突然の明度変化を生成する可能性の低減を促進することができる。しかしながら、異なるシーンに含まれる連続的な画像フレームは、一般に有意に異なるため、シーンの境界にわたって時間フィルタリングを適用することにより、不正確な画像フレームがもたらされ得る。そのような不正確な画像フレームを知覚する可能性を低減するために、シーン変化が検出されると、ローカルトーンマップの連続的なセットの時間フィルタリングを無効化することができる。

いくつかの実施形態では、画素コントラスト制御ブロックは、例えば、第１の画像フレームに関連付けられたシーン変化統計値に対する、（例えば、第２のセットの）第２の画像フレーム内の各ローカルウィンドウに関連付けられたシーン変化統計値（例えば、最大の最大色成分値及び平均最大色成分値）に少なくとも部分的に基づいて、第１の画像フレームと第２の画像フレームとの間でシーン変化が生じたことを検出することができる。したがって、画素コントラスト制御ブロックが第２の画像フレームに関連付けられた画素統計値の判定を完了した後まで、したがって、第２の画像フレームに関連付けられた画素統計値が次の画像フレームに適用されるローカルトーンマップを判定するために既に使用された後まで、シーン変化は検出されなくてもよい。時間的にフィルタリングされたローカルトーンマップは、それにもかかわらず、第２の画像フレームに適用することができるが、知覚可能な視覚的アーチファクトを生成する可能性は、次の画像フレーム内で無効化された時間フィルタリングを用いて生成されたローカルトーンマップを適用することによって低減することができる。

そのような実装を可能にするために、画素コントラスト制御コントローラは、各ローカルトーンマップの複数のバージョンを判定することができる。例えば、画素コントラスト制御コントローラは、時間フィルタリングが有効化された第１のバージョン、及び時間フィルタリングが無効化された第２のバージョンを判定してもよい。このようにして、画素コントラスト制御処理回路は、シーン変化が検出されたかどうかに少なくとも部分的に基づいて、ローカルトーンマップの第１のバージョン又はローカルトーンマップの第２のバージョンのいずれかを選択的に適用することができる。

更に、いくつかの実施形態では、画素コントラスト制御コントローラは、装備されている場合、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）において、バックライトの明度を日和見的に調光する（例えば、低減する）ことによって、電力消費の低減を促進することができる。例えば、バックライトユニットによる電力消費を低減するために、バックライトレベルを減少させる（すなわち、調光する）間に、画素値を増大させることができる。したがって、調光されたバックライトレベルを維持しながら、同じ視覚的輝度を提供することができる。いくつかの実施形態では、バックライトレベルに適用される調光係数は、突然の明度変化が生じる可能性の低減を促進するために（例えば、移動平均を介して）時間的にフィルタリングすることができる。例えば、以前の画像フレームの輝度、及び２つ前の画像フレームに適用された調光比に基づいて、画像フレームの目標輝度を判定することができる。このようにして、以下により詳細に記載されるように、本開示に記載される技術は、電力消費の低減、及び／又は電子ディスプレイの知覚される画質の改善を促進させる技術的利益を提供する。

説明を助けるため、電子ディスプレイ１２を含む電子デバイス１０を、図１に示す。以下により詳細に説明するように、電子デバイス１０は、コンピュータ、携帯電話、ポータブルメディアデバイス、タブレット、テレビ、仮想現実ヘッドセット、車両用ダッシュボードなどの、任意の好適な電子デバイスとすることができる。したがって、図１は、特定の実装形態の一実施例に過ぎず、電子デバイス１０内に存在し得る構成要素の種類を例示することを意図するものであることに留意されたい。

図示の実施形態では、電子デバイス１０は、電子ディスプレイ１２と、１つ以上の入力デバイス１４と、１つ以上の入出力（Ｉ／Ｏ）ポート１６と、１つ以上のプロセッサ（単数又は複数）又はプロセッサコアを有するプロセッサコア複合体１８と、ローカルメモリ２０と、メインメモリ記憶装置２２と、ネットワークインタフェース２４と、電源２６と、画像処理回路２７と、を含む。図１に記載される様々な構成要素は、ハードウェア要素（例えば、回路）、ソフトウェア要素（例えば、命令を記憶する有形的非一時的コンピュータ可読媒体）、又はハードウェア要素とソフトウェア要素両方の組み合わせを含んでもよい。様々な図示された構成要素は、より数の少ない構成要素に組み合わされてもよく、あるいは追加の構成要素に分けられてもよいことを留意されたい。例えば、ローカルメモリ２０及びメインメモリ記憶装置２２は、単一の構成要素に含めることができる。加えて、画像処理回路２７（例えば、グラフィック処理ユニット）が、プロセッサコア複合体１８に含まれてもよい。

図示したように、プロセッサコア複合体１８は、ローカルメモリ２０及びメインメモリ記憶装置２２に動作可能に結合される。したがって、プロセッサコア複合体１８は、ローカルメモリ２０及び／又はメインメモリ記憶装置２２に記憶された命令を実行して、画像データを生成する及び／又は送信することなどの動作を実行することができる。このように、プロセッサコア複合体１８は、１つ以上の汎用マイクロプロセッサ、１つ以上の特定用途向け集積回路（application specific processors、ＡＳＩＣ）、１つ以上のフィールドプログラマブルロジックアレイ（field programmable logic arrays、ＦＰＧＡ）、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。

命令に加えて、ローカルメモリ２０及び／又はメインメモリ記憶装置２２は、プロセッサコア複合体１８によって処理されることになるデータを記憶することができる。したがって、いくつかの実施形態では、ローカルメモリ２０及び／又はメインメモリ記憶装置２２は、１つ以上の有形の非一時的コンピュータ可読媒体を含むことができる。例えば、ローカルメモリ２０は、ランダムアクセスメモリ（random access memory、ＲＡＭ）を含んでもよく、メインメモリ記憶装置２２は、読み出し専用メモリ（read only memory、ＲＯＭ）、フラッシュメモリなどの書き換え可能不揮発性メモリ、ハードドライブ、光学ディスクなどを含んでもよい。

図示したように、プロセッサコア複合体１８はまた、ネットワークインタフェース２４に動作可能に結合される。いくつかの実施形態では、ネットワークインタフェース２４は、別の電子デバイス及び／又はネットワークとデータを通信することを容易にすることができる。例えば、ネットワークインタフェース２４（例えば、無線周波数システム）は、電子デバイス１０を、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ネットワークなどのパーソナルエリアネットワーク（personal area network、ＰＡＮ）、８０２．１１ｘ Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）ネットワークなどのローカルエリアネットワーク（local area network、ＬＡＮ）、及び／又は４Ｇ若しくはＬＴＥセルラーネットワークなどの広域ネットワーク（wide area network、ＷＡＮ）に通信可能に結合することを可能にすることができる。

加えて、図示したように、プロセッサコア複合体１８は、電源２６に動作可能に結合される。いくつかの実施形態では、電源２６は、プロセッサコア複合体１８及び／又は電子ディスプレイ１２などの電子デバイス１０内の１つ以上の構成要素に電力を供給することができる。したがって、電源２６は、充電式リチウムポリマー（lithium polymer、Ｌｉ－ｐｏｌｙ）バッテリ及び／又は交流（ＡＣ）電力変換器などの任意の好適なエネルギ源を含んでもよい。

更に、図示したように、プロセッサコア複合体１８は、１つ以上のＩ／Ｏポート１６に動作可能に結合される。いくつかの実施形態では、Ｉ／Ｏポート１６は、電子デバイス１０が他の電子デバイスとインタフェースすることを可能にすることができる。例えば、ポータブル記憶装置が接続されると、Ｉ／Ｏポート１６は、プロセッサコア複合体１８がポータブル記憶装置とデータを通信することを可能にすることができる。

図示されるように、電子デバイス１０はまた、１つ以上の入力デバイス１４と動作可能に結合される。いくつかの実施形態では、入力デバイス１４は、例えば、ユーザ入力を受信することによって、電子デバイス１０とのユーザ対話を促進することができる。したがって、入力デバイス１４は、ボタン、キーボード、マウス、トラックパッドなどを含んでもよい。加えて、いくつかの実施形態では、入力デバイス１４は、電子ディスプレイ１２内のタッチ感知構成要素を含んでもよい。そのような実施形態では、タッチ感知構成要素は、電子ディスプレイ１２の表面にタッチする物体の存在及び／又は位置を検出することにより、ユーザ入力を受信することができる。

ユーザ入力を可能にすることに加えて、電子ディスプレイ１２は、１つ以上の表示画素を有するディスプレイパネルを含むことができる。上述したように、電子ディスプレイ１２は、その表示画素からの発光を制御して、対応する画像データに（例えば、同じ画素位置にある画像画素）少なくとも部分的に基づいてフレームを表示することにより、オペレーティングシステムのグラフィカルユーザインタフェース（graphical user interface、ＧＵＩ）、アプリケーションインタフェース、静止画像、又は動画コンテンツなどの、情報の視覚表現を提示することができる。図示するように、電子ディスプレイ１２は、プロセッサコア複合体１８及び画像処理回路２７に動作可能に結合される。このようにして、電子ディスプレイ１２は、プロセッサコア複合体１８、画像処理回路２７によって生成される画像データに少なくとも部分的に基づいて、画像を表示することができる。追加的又は代替的に、電子ディスプレイ１２は、ネットワークインタフェース２４、入力デバイス１４、及び／又はＩ／Ｏポート１６を介して受信した画像データに少なくとも部分的に基づいて、画像を表示することができる。

上述したように、電子デバイス１０は、任意の好適な電子デバイスであってもよい。説明を助けるために、好適な電子デバイス１０の一実施例、具体的にはハンドヘルドデバイス１０Ａを、図２に示す。いくつかの実施形態では、ハンドヘルドデバイス１０Ａは、ポータブル電話機、メディアプレーヤ、パーソナルデータオーガナイザ、ハンドヘルドゲームプラットフォーム及び／又は同様なものとすることができる。例示のために、ハンドヘルドデバイス１０Ａは、Ａｐｐｌｅ Ｉｎｃ．から入手可能な任意のｉＰｈｏｎｅ（登録商標）モデルなどのスマートフォンとすることができる。

図示したように、ハンドヘルドデバイス１０Ａは、エンクロージャ２８（例えば、筐体）を含む。いくつかの実施形態では、エンクロージャ２８は、内部構成要素を物理的破損から保護する及び／又は電磁干渉から遮蔽することができる。加えて、図示したように、エンクロージャ２８は、電子ディスプレイ１２を囲むことができる。図示した実施形態では、電子ディスプレイ１２は、アイコン３２のアレイを有するグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）３０を表示している。例として、アイコン３２が電子ディスプレイ１２の入力デバイス１４又はタッチ感知構成要素のいずれかによって選択されると、アプリケーションプログラムを起動することができる。

更に、図示されるように、入力デバイス１４は、エンクロージャ２８の開口部を通してアクセスされてもよい。上述したように、入力デバイス１４は、ユーザがハンドヘルドデバイス１０Ａと対話することを可能にすることができる。例えば、入力デバイス１４は、ユーザに、ハンドヘルドデバイス１０Ａをアクティブ若しくは非アクティブにすること、ユーザインタフェースをホーム画面にナビゲーションすること、ユーザインタフェースをユーザが構成変更可能なアプリケーション画面にナビゲーションすること、音声認識機能、音量調節を提供すること、及び／又は振動モードと鳴動モードとの間でトグルすることを可能にすることができる。図示されるように、Ｉ／Ｏポート１６は、エンクロージャ２８の開口部を通してアクセスされてもよい。いくつかの実施形態では、Ｉ／Ｏポート１６は、例えば、外部デバイスに接続するためのオーディオジャックを含んでもよい。

更に例示するために、好適な電子デバイス１０の別の実施例、具体的にはタブレットデバイス１０Ｂを図３に示す。例示のために、タブレットデバイス１０Ｂは、Ａｐｐｌｅ Ｉｎｃ．から入手可能な任意のｉＰａｄ（登録商標）モデルであってもよい。好適な電子デバイス１０の更なる実施例、具体的にはコンピュータ１０Ｃを図４に示す。例示のために、コンピュータ１０Ｃは、Ａｐｐｌｅ Ｉｎｃ．から入手可能な任意のＭａｃｂｏｏｋ（登録商標）又はｉＭａｃ（登録商標）モデルであってもよい。好適な電子デバイス１０の別の実施例、具体的には携帯時計１０Ｄを図５に示す。例示するために、携帯時計１０Ｄは、Ａｐｐｌｅ Ｉｎｃ．から入手可能な任意のＡｐｐｌｅ Ｗａｔｃｈ（登録商標）モデルであってもよい。図示したように、タブレットデバイス１０Ｂ、コンピュータ１０Ｃ、及び携帯時計１０Ｄもそれぞれ、電子ディスプレイ１２、入力デバイス１４、Ｉ／Ｏポート１６、及びエンクロージャ２８を含む。

上述したように、電子ディスプレイ１２は、例えば、プロセッサコア複合体１８及び／又は画像処理回路２７から受信した画像データに基づいて、画像（例えば、画像フレーム）を表示することができる。説明を助けるために、画像データを操作上で検索し、処理し、出力するディスプレイパイプライン３６を含む電子デバイス１０の一部分３４を、図６に示す。いくつかの実施形態では、ディスプレイパイプライン３６は、画像データソース３８から取得された画像データを分析及び／又は処理して、例えば、対応する画像を表示するために画像データが使用される前に、画像データに対してトーン曲線を判定及び適用することができる。加えて、いくつかの実施形態では、ディスプレイドライバ４０は、ディスプレイパイプライン３６から受信した画像データに少なくとも部分的に基づいて、画像を表示するためにアナログ電気信号を生成し、表示画素に供給することができる。

いくつかの実施形態では、ディスプレイパイプライン３６及び／又はディスプレイドライバ４０は、電子デバイス１０、電子ディスプレイ１２、又はそれらの組み合わせで実装することができる。例えば、ディスプレイパイプライン３６は、プロセッサコア複合体１８、画像処理回路２７、電子ディスプレイ１２内のタイミングコントローラ（ＴＣＯＮ）、１つ以上の他の処理ユニット若しくは回路、又はそれらの任意の組み合わせに含まれてもよい。加えて、コントローラ４２は、画像データソース３８から受信した画像データの同期及び／又はサプリメント処理を行うように実装されてもよい。そのようなコントローラは、プロセッサ４４及び／又はメモリ４６を含んでもよく、別個の回路として実装されてもよく、又は他の構成要素に組み込まれてもよい。例えば、ディスプレイパイプライン３６と同様に、コントローラ４２は、プロセッサコア複合体１８、画像処理回路２７、１つ以上の他の処理ユニット若しくは回路、又はそれらの任意の組み合わせ内などの、電子デバイス１０内に実装されてもよい。

いくつかの実施形態では、画像データは、画像データソース３８内のソースバッファに記憶され、ディスプレイパイプライン３６によってフェッチされてもよい。いくつかの実施例では、電子デバイス１０は、画像データを処理するために実装された１つ以上の処理パイプライン（例えば、ディスプレイパイプライン３６）を含んでもよい。処理パイプライン間の通信を促進するために、画像データは、処理パイプラインから外部の画像データソース３８内に記憶されてもよい。そのような実施例では、ディスプレイパイプライン３６などの処理パイプラインは、画像データソース３８（例えば、メモリ４６、メインメモリ記憶装置２２、及び／若しくはローカルメモリ）内の画像データを読み出し（例えば、取得し）、並びに／又は書き込む（例えば、記憶する）、ダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）ブロックを含んでもよい。

コントローラ４２及びディスプレイドライバ４０はまた、電子ディスプレイ１２内に存在する場合、バックライト４８に動作可能に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を使用する電子デバイス１０などでは、バックライト４８が含まれて、表示画素用の光源として、したがって画像の表示として作用する静的な又は可変光源を提供することができる。しかしながら、いくつかのディスプレイ１２では、バックライト４８以外の代替的な光源が使用されてもよい。例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイは、自己発光型表示画素を有してもよい。更に、いくつかの実施形態は、自己発光型画素及びバックライト４８などの、２つ以上の光源を含んでもよい。

ディスプレイパイプライン３６によって画像データソース３８から取得される（例えば、フェッチされる）と、画像データは、ソース空間内にフォーマットされ得る。ソース空間は、画像データソース３８に対するファイルフォーマット及び／又はネイティブな符号化を含み得る。電子ディスプレイ上への対応する画像の表示を促進するために、ディスプレイパイプライン３６は、ソース空間から、電子ディスプレイ１２によって使用される表示空間に、画像データをマッピングすることができる。異なる種類、モデル、サイズ、及び解像度のディスプレイは、異なる表示空間を有してもよい。

加えて、ディスプレイパイプライン３６は、例えば、ソース空間から表示空間に画像データをマッピングするために、様々な画像処理動作を実行する１つ以上の画像データ処理ブロック５０を含んでもよい。図示された実施形態では、画像データ処理ブロック５０は、画素コントラスト制御（ＰＣＣ）ブロック５２及びディザブロック５３を含む。いくつかの実施形態では、画像データ処理ブロック５０は、色管理ブロック、ブレンドブロック、クロップブロック、及び／又は同様のものを、追加的に又は代替的に含んでもよい。いくつかの実施形態では、ディスプレイパイプライン３６は、より多い、より少ない、組み合わされた、分割された、及び／又は再順序付けされた画像データ処理ブロック５０を含んでもよい。

ディザブロック５３は、画素色及び強度を、グローバル及び／又はローカルにて平滑化するのを支援することができる。これらの調整は、量子化エラーの補償を支援することができる。例えば、ディスプレイは、画像データのフルカラーパレットを実現することができない場合がある。最も近い色に四捨五入又は推定する代わりに、ディザブロック５３は、ローカライズされた画素の中のディスプレイの色パレットの色を混ぜ合わせて、元の画像データに近似させ、より審美的で、クリアな、及び／又は鮮明な表示用の出力を提供することができる。追加的又は代替的に、ディザブロック５３はまた、異なる画像上で色及び／又は光強度を交互にして、目標の（例えば、所望の）色の外観を生じさせ得る時間ディザ処理を提供してもよい。

周囲照明などの、表示空間画像データ及び環境条件の特性に基づいて、ＰＣＣブロック５２は、現在及び／又は以前のフレームからの画像データを分析し、ローカルトーンマップを適用することができる。いくつかの実施形態では、ローカルトーンマップは、画像データ特性及び環境要因に基づいて、画素の色及び明度レベルを調整することができる。

例示を助けるために、図７は、入力画像データ５４を受信し、出力画像データ５６を生成するＰＣＣブロック５２のブロック図である。次のフレームの入力画像データ５４は統計値サブブロック５８によって分析されて、画素統計値６０を取得することができる。これらの画素統計値６０は、最小値、最大値、平均値、ヒストグラム、及び／又は入力画像データ５４のコンテンツを示す他の情報を含んでもよい。加えて、画素統計６０は、グローバル及び／又はローカルに判定されてもよい。画素統計値６０は、ＰＣＣコントローラ６２によって処理されて、画素修正サブブロック６６内の画像入力データ５４を調整するためにローカルトーンマップ６４を判定することができる。次いで、出力画像データ５６は、ディスプレイドライバ４０に対して、更に処理及び／又は送信されてもよい。

いくつかの実施形態では、ＰＣＣブロック５２は、２つ以上の処理セクションに分割されてもよい。例えば、統計値サブブロック５８及び画素修正サブブロック６６は、画素コントラスト制御処理回路（例えば、ハードウェア）によって実装されてもよく、ＰＣＣコントローラ６２は、有形の非一時的コンピュータ可読媒体に記憶された命令（例えば、ファームウェア）を実行するプロセッサを実装してもよい。いくつかの実施形態では、ＰＣＣコントローラ６２は、専用プロセッサ又はマイクロプロセッサを含んでもよい。追加的又は代替的に、ＰＣＣコントローラ６２は、コントローラ４２、プロセッサコア複合体１８などと処理リソースを共有してもよい。

いくつかの実施形態では、統計値サブブロック５８は、画素統計値６０が処理のために利用可能であるときに、ＰＣＣコントローラ６２に割り込み信号を通信してもよい。加えて、画素統計値６０に少なくとも部分的に基づいてローカルトーンマップ６４を判定した後、ＰＣＣコントローラ６２は、画素修正サブブロック６６によってアクセス可能なレジスタ内にローカルトーンマップ６４を記憶してもよい。加えて、同期動作を促進するために、ＰＣＣコントローラ６２は、ローカルトーンマップ６４が更新されていて適用される準備が整っていることを、画素修正サブブロック６６に示すことができる。

図８は、ＰＣＣブロック５２の動作の概要を示すフロー図６８である。ＰＣＣブロック５２は、フレーム用の入力画像データ５４を受信し（処理ブロック７０）、フレーム内の１つ以上のアクティブ領域を判定する（処理ブロック７２）。アクティブ領域（単数又は複数）は、知覚されるコントラストを制御するために考慮されることが望ましいフレームの領域であってもよい。次いで、ＰＣＣブロック５２の統計値サブブロック５８は、アクティブ領域に対するグローバル統計値を判定することができる（処理ブロック７４）。各ローカルウィンドウに対するローカル統計値が判定され得るように（処理ブロック７８）、フレームのローカルウィンドウの１つ以上のセットも判定されてもよい（処理ブロック７６）。グローバル統計値及びローカル統計値から、次に、ローカルトーンマップ６４を判定でき（処理ブロック８０）、入力画像データ５４に適用することができる（処理ブロック８２）。

図示を助けるために、図９は、アクティブ領域８６が画定される入力画像データ５４の例示的な画像フレーム８４である。上記のように、アクティブ領域８６は、画像フレーム８４の残りの部分とは別個なＰＣＣ処理を含むことになる画像フレーム８４の領域であってもよい。例えば、アクティブ領域８６は、サブタイトル、一定の色セクション（例えば、レターボックス）、及び／若しくは同様なものなどを含む画像フレーム８４の領域を除外するか、又はそこから分離することができる。更に、アクティブ領域８６は、ピクチャインピクチャ又は分割画面を介して分離された画像フレーム８４の一部分を含んでもよい。いくつかの実施形態では、アクティブ領域８６は、フル画像フレーム８４を含んでもよい。

いずれの場合でも、ローカルウィンドウ８８の１つ以上のセットは、アクティブ領域８５に少なくとも部分的に基づいて画定されてもよい。例えば、第１のセットは、アクティブ領域８６を完全に取り囲むように画定されてもよい。実際に、いくつかの実施形態では、第１のセットは、アクティブ領域８６の外側の画像フレーム８４の部分を包含するエッジウィンドウ９０を含んでもよい。画素統計値６０はアクティブ領域８６内のエッジウィンドウ９０の部分から引き出されるべきであるが、いくつかの実施形態では、画素統計値６０は、それにもかかわらず、アクティブ領域８６の外側から収集されてもよい。

追加的又は代替的に、第２のセットは、アクティブ領域８６内に完全に取り囲まれるように画定されてもよい。いくつかの実施形態では、第２のセットに含まれるローカルウィンドウ８８は、シーン変化の発生の検出を容易にするために使用されてもよい。加えて、いくつかの実施形態では、第２のセットに含まれるローカルウィンドウ８８は、例えば、それらが異なって整列及び／又はオフセットされるように、第１のセットに含まれるローカルウィンドウ８８とは異なっていてもよい。他の実施形態では、ローカルウィンドウ８８の単一のセットが使用されてもよい。

上記のように、統計値サブブロック５８によって、ローカル及びグローバル統計値を判定することができる。加えて、ローカル統計値及びグローバル統計値の両方は、最大値、平均値、ヒストグラム、及び／又は他の所望の画素統計値６０を含んでもよい。図１０は、画素統計値６０を判定するためのプロセスの一例を概説するブロック図９４である。入力画像データ５４は、統計値サブブロック５８（処理ブロック９６）によって受信されてもよい。入力画像データ５４は、対応する表示画素に位置する各色成分（例えば、赤色、緑色、及び青色）の目標輝度をそれぞれ示す画素を画像化することができる。

画素統計値６０の１つのセットを見つける際に、各画素に対する色成分の最大強度レベルが判定される（処理ブロック９８）。各画素の最大強度レベルは、色成分（例えば、赤色、緑色、又は青色）のいずれかからのものであってもよく、ローカル統計値及びグローバル統計値の両方を生成するために使用されてもよい。ローカルウィンドウ８８内の各画素の最大強度レベルを使用して、最大、平均最大値中の、全体最大強度レベル並びに平均強度レベルを見出すことができる（処理ブロック１００）。上記のように、次いで、判定された画素統計値６０は、ローカルトーンマップ６４の計算のためにＰＣＣコントローラ６２に送信される（処理ブロック１０２）。いくつかの実施形態では、各最大強度レベルは、対応する画素の最大ガンマ値に符号化されてもよい（処理ブロック１０４）。この符号化により、色成分強度レベルを非線形空間に変換して、人間の目に対する知覚可能な差を増大させることができる。最大強度レベル又は最大ガンマ値のいずれを使用するかに関わらず、最大値のグローバルヒストグラムが作成され（処理ブロック１０６）、ＰＣＣコントローラ６２に送信されてもよい（処理ブロック１０２）。

追加的又は代替的に、フル入力画像データ５４の色成分強度は、更なる統計値を収集する前に、ガンマ値に符号化されてもよい（処理ブロック１０８）。符号化が所望されない場合、ガンマ値、又は色成分強度はまた、各画像画素の輝度値を判定するために使用されてもよい（処理ブロック１１０）。輝度値は、対応する表示画素の輝度又は発光に対応してもよい。したがって、補正係数は、異なる色成分に対して使用されてもよい。

いくつかの実施形態では、各画像画素の異なる色成分中の、異なる色成分の最大輝度値及び／又は平均輝度値を計算してもよい。更に、最大輝度値と平均輝度値との混合物もまた、光と暗部との間の遷移を、時間的に及び／又は空間的に滑らかにするように計算することができる。いくつかの実施形態では、少なくとも最小輝度レベルを維持するために、平均輝度値及び／又は混合輝度値に対して、フロア値を確立することができる。これらの最大輝度値、平均輝度値、及び混合輝度値を使用して、ローカルウィンドウ８８のそれぞれの中で、アクティブ領域８６（処理ブロック１１２）及び／又はローカルヒストグラムの全体にわたって、グローバルヒストグラムを計算することができる（処理ブロック１１４）。加えて、いくつかの実施形態では、ＰＣＣコントローラ６２に送信される前に（処理ブロック１０２）、１つ以上のヒストグラム（例えば、ローカルヒストグラム）にフィルタ（例えば、ローパス）を適用して、空間外れ値の平滑化を促進することができる（処理ブロック１１６）。

上記のように、平均値、最大値、及び／又は混合輝度値は、ローカルトーンマップ６４を生成するために、ＰＣＣコントローラ６２によって使用されてもよい。いくつかの場合では、入力画像データ５４は、高度に飽和した色を含んでもよい。色のコンテンツが高い一方で、高度に飽和した色の光出力はそれほど高くなくてもよい。

図１１は、どの輝度値を使用すべきか選択することを説明するのを助けるフローチャート１１８である。画素の目標明度レベル、ローカルウィンドウ８８、又はアクティブ領域８６を、判定することができる（処理ブロック１２０）。この目標明度レベルは、画素、ローカルウィンドウ８８、又はアクティブ領域８６の所望の光出力に基づいて判定することができる。したがって、各画像画素の輝度値は、ローカルウィンドウ８８によってグループ化され、アクティブ領域８６によってグループ化され、又は画像フレーム８４として一緒に、個々に選択されてもよい。目標明度が下限閾値未満である場合（判定ブロック１２２）、その輝度値は、平均輝度値として設定されてもよい（処理ブロック１２４）。目標輝度が上限閾値よりも大きい場合（判定ブロック１２６）、その輝度値は、最大輝度値として設定されてもよい（処理ブロック１２８）。更に、目標明度レベルが閾値の間にある場合、輝度値は、混合輝度値に設定されてもよい。いくつかの実施形態では、最大輝度値を使用することにより色成分の変化を低減することができるので、ローカルトーンマップ６４を生成する際に、混合輝度値又は平均輝度値の代わりに最大輝度値を使用することが望ましい場合がある。しかしながら、平均輝度値及び／又は混合輝度値は、グレーレベルのブーストを生じさせ、それによって、色成分強度に対する相対的により多くの変化を生じることにより知覚されるコントラストを維持することができる。

いったん受信すると、ＰＣＣコントローラ６２は、画素統計値６０に少なくとも部分的に基づいてローカルトーンマップ６４を生成してもよい。図１２は、ローカルトーンマップ６４の作成を示すフローチャート１３２である。ＰＣＣコントローラ６２は、ローカルトーンマップ６４に要因化する環境条件（例えば、周囲照明）を判定することができる（処理ブロック１３４）。ＰＣＣコントローラ６２はまた、統計値サブブロック５８から画素統計値６０を受信する（処理ブロック１３６）。環境条件及び画素統計値６０（例えば、グローバル最大ヒストグラム、グローバル輝度ヒストグラム、ローカルヒストグラムなど）から、ＰＣＣコントローラ６２は、調光係数（処理ブロック１３８）及びトーンマップ（処理ブロック１４０）を判定することができる。いくつかの実施形態では、ローカルトーンマップ６４は、例えば、ローパスフィルタを使用することによりフィルタリングされて、色成分及び光出力強度の平滑化を容易にすることができる（処理ブロック１４２）。次いで、これらのローカルトーンマップ６４は、入力画像データ５４に適用するために、画素修正サブブロック６６に送信されてもよい。ローカルトーンマップ６４は、画素毎に、又はローカルウィンドウ８８及び／若しくはアクティブ領域８６を介して適用されてもよい。加えて、いくつかの実施形態では、調光係数は、装備された場合に、電子ディスプレイ１２のバックライト４８に影響を及ぼすか、又は電流及び／若しくは電圧レベルが自己発光型表示画素に影響を及ぼすように使用され得る。そのような照明効果に更なる時間フィルタを適用して、突然の照明変化の可能性を低減することができる。

ローカルトーンマップ６４を生成するために、ＰＣＣコントローラ６２は、時間フィルタ及び／又は空間フィルタを使用してもよい。例えば、時間フィルタは、滑らかな光出力変化（例えば、バックライト４８の変化）、並びに色成分要因の変化を可能にすることができる。加えて、時間フィルタは、滑らかなトーン曲線が経時的に変化することを可能にし得る。いくつかの実施形態では、時間フィルタは、１つ以上の前のフレームからの画素統計値６０を使用することができる。しかしながら、時間フィルタリングの効果により、シーン変化が生じる場合、時間フィルタリングがリセットされなければ、色若しくは照明効果におけるアーチファクト及び／又は望ましくない変化が生じ得る。シーン変化識別は、画素統計値（例えば、グローバル統計値）分析の一部として行われてもよい。例えば、入力画像データ５４のグローバルヒストグラムが前のフレームのグローバルヒストグラムと有意に異なる場合、シーン変化が生じ得る。

ここで図７に戻ると、上記したように、統計値サブブロック５８は、ＰＣＣコントローラ６２に画素統計値６０を提供して、ローカルトーンマップ６４を生成する。いくつかの実施形態では、ＰＣＣブロック５２は、画素統計値６０を収集し、出力画像データ５４を同時に補間することができる。したがって、これは、現在のフレームに対応する画像データに対して以前のフレームに関連付けられた画素統計値６０に基づいて判定されたローカルトーンマップ６４を使用することにつながり得る。時間フィルタは、フレーム８４間の任意の差の平滑化を促進することができる。しかしながら、シーン変化は、後続のフレームまで検出されなくてもよい。このように、シーン変化が生じると、このフレーム遅延は、時間フィルタリングによる、上述のアーチファクト、又は望ましくない色及び／若しくは照明効果の変化と複合する場合がある。時間フィルタリングは、複数のフレームにわたって達成され得るため、発生する問題を補正するために複数のフレームを取り出してもよい。

シーン変化の影響を最小限するために、ＰＣＣコントローラ６２により、トーンマップの２つのセットが生成されてもよい。ローカルトーンマップ６４の１つのセットは、以前のフレーム８４からの時間フィルタリングを含んでもよく、一方、ローカルトーンマップ６４の第２のセットは、時間フィルタリングリセットを有してもよく、それによって以前のフレーム８４を考慮しない。それにもかかわらず時間的にフィルタリングされたローカルトーンマップ６４が適用されるが、シーン変化が検出されると、時間フィルタリングなしにローカルトーンマップ６４を適用することによって、知覚可能な視覚的アーチファクトが生成される可能性を低減することができる。これにより、時間フィルタリングによる遅延を加えることなく、上記で概説したような単一のフレーム遅延アーチファクトとなる結果になり得る。いくつかの実施形態では、より速い処理により、フレーム遅延を更に低減することができる。更に、一般に、単一のフレーム外れ値は、実施（例えば、フレームレート）に応じて、人間の目によって知覚されるときに許容可能であり得る。

更なる例示を助けるために、図１３は、画素修正サブブロック６６の動作例を示すフローチャート１４４である。画素修正サブブロック６６は、時間的にフィルタリングされたローカルトーンマップ６４と、非時間的にフィルタリングされたローカルトーンマップ６４との両方を受信することができる（処理ブロック１４６）。次いで、シーン変化が生じたかどうかを判定することができる（判定ブロック１４８）。シーン変化が生じた場合、非時間的にフィルタリングされたローカルトーンマップ６４が入力画像データ５４に適用され（処理ブロック１５０）、シーン変化が検出されない場合、時間的にフィルタリングされたローカルトーンマップ６４が適用される（処理ブロック１５２）。いくつかの実施形態では、シーン変化が検出される場合、時間的にフィルタリングされたトーンマップ６４、及び／又は非時間的にフィルタリングされたローカルトーンマップ６４の異なる重み付けを適用することができる。適切なローカルトーンマップ６４を適用すると、画素修正サブブロック６６は、トーンマッピングされた画像データを補間することができる（処理ブロック１５４）。

トーンマッピングされた画像データ、出力画像データ５６は、図１４のフレームグリッド１５６によって示されるように、アクティブ領域８６内で空間的に補間されて、インタフェース及び境界を平滑化することができる。ローカルトーンマップ６４は、アクティブ領域８６内にある内部画素位置１５８、及びアクティブ領域８６の外側にある外部画素位置１６０の、２次元フレームグリッド１５６上に指定されてもよい。フレームグリッド１５６はローカルウィンドウ８８と整列される必要はないが、いくつかの実施形態では、内部画素位置１５８は、ローカルウィンドウ８８の中心に対応している。

いずれの場合でも、画素修正サブブロック６６は、各内部画素位置１５８に対応する１つ以上のローカルトーンマップ６４を受信することができる。アクティブ領域８６内にある画像画素の場合、１つ以上の（例えば、４つの）取り囲むローカルトーンマップ６４を適用することができ、その結果は、出力画像データ５６を判定するために、ローカルトーンマップ６４間の距離に少なくとも部分的に基づいて補間される。アクティブ領域８６の外側の画像画素の場合、入力画像データ５４は、単に出力画像データ５６にコピーされてもよい。同様に、ＰＣＣブロック５２が無効化される場合、出力画像データ５６は、入力画像データ５４と同じであってもよい。

ＰＣＣブロック５２を無効化することが望ましくなった場合、更なる時間フィルタが、出口位相の光出力レベルに適用されてもよい。ＰＣＣブロック５２は、光出力レベル（例えば、バックライト４８レベル、自己発光型画素レベルなど）を調整できるため、出口位相は、光出力レベルにおける急激な変化を回避するために、所望に応じて徐々に上昇又は下降させることができる。同様に、入口位相はまた、光出力レベルを時間的に調整して、所望に応じてレベルを調整してもよい。加えて、入力位相は、画素統計値６０が収集されるまで、１つ以上のフレームに対する画素補間をスキップしてもよい。

有効化されると、ＰＣＣブロック５２は、周囲光などの環境要因を考慮しながら、電子ディスプレイ１２上に示されるフレーム８４の知覚されるコントラストレベルを増加させるように動作する。電子ディスプレイ１２の種類に応じて（例えば、ＯＬＥＤ、ＬＣＤ、プラズマなど）、同様に更なる利益も得ることができる。例えば、いくつかのディスプレイ１２（例えば、ＬＣＤ）は、画素とは別個に制御されるバックライト４８の出力レベルを低減することによって、省電力を生み出すことができる。

上記で参照されたフローチャートは所与の順序で示されているが、特定の実施形態では、判定ブロック及び処理ブロックは、再順序付けされ、変更され、削除され、並びに／又は同時に生じてもよい。加えて、参照されたフローチャートは、例示的なツールとして与えられ、更なる判定及び処理ブロックもまた、所望に応じて追加されてもよい。

上述の具体的な実施形態は、例として示されたものであり、これらの実施形態は、様々な修正形態及び代替形態の影響を受けやすいものであり得ることを理解するべきである。更に、特許請求の範囲が、開示された特定の形態に限定されず、むしろこの開示の趣旨と意図の範囲にある全ての修正物、均等物、及び代替物を対象として含むことを理解されたい。

本明細書で提示され特許請求された技術は、本技術分野を明らかに向上する実用的な性質の有形物及び具体例を参照して適用され、そのように、抽象的な、実体のない、又は単なる理論上のものではない。更に、本明細書の最後に添付された特許請求の範囲のいずれかが、「～［機能］を［実行］する手段」又は「～［機能］を［実行］するステップ」として示された１つ以上の要素を含む場合、そのような要素が、米国特許法第１１２条（ｆ）に従って解釈されることになることを意図している。しかし、任意の他の方法で示された要素を含む特許請求の範囲のいずれかに関して、そのような要素は、米国特許法第１１２条（ｆ）に従って解釈されることにならないことを意図している。

Claims (14)

1. 画像データソースとディスプレイパネルとの間に結合されるように構成されたディスプレイパイプラインを備える電子デバイスであって、前記ディスプレイパイプラインが、
   画素コントラスト制御処理回路であって、
   前記ディスプレイパネル上に実装された対応する表示画素の初期目標輝度を示す、現在の画像フレームの受信した画像データに少なくとも部分的に基づいて、前記現在の画像フレームのコンテンツを示す第１の画素統計値を取得し、
   以前の画像フレームに関連付けられた第２の画素統計値に少なくとも部分的に基づいて生成された第１の複数のローカルトーンマップを適用して、前記現在の画像フレーム中の前記対応する表示画素の修正目標輝度を示す修正画像データを生成する、ようにプログラムされた、回路接続を備える、画素コントラスト制御処理回路と、
   前記画素コントラスト制御処理回路に結合された画素コントラスト制御コントローラであって、前記画素コントラスト制御コントローラが、前記画素コントラスト制御処理回路から受信した前記第１の画素統計値に少なくとも部分的に基づいて、次の画像フレーム中に適用される第２の複数のローカルトーンマップを生成するためのファームウェア命令を実行するようにプログラムされている、画素コントラスト制御コントローラと、を備え、
   前記第１の画素統計値を取得することは、
   前記現在の画像フレーム内のアクティブ領域を画定することと、
   前記アクティブ領域を完全に取り囲むローカルウィンドウの第１のセットを画定することと、
   複数の輝度値を計算することであって、前記複数の輝度値の各輝度値は、前記現在の画像フレーム内の対応する画像画素に関連付けられている、計算することと、
   前記複数の輝度値のうちの、前記アクティブ領域内の画像画素に関連付けられた輝度値に少なくとも部分的に基づいて第１のグローバル輝度ヒストグラムを計算することと、
   第１の対応するローカルウィンドウ内の画像画素に関連付けれられた輝度値に少なくとも部分的に基づいて、前記ローカルウィンドウの前記第１のセット内の前記第１の対応するローカルウィンドウにそれぞれ関連付けられた複数のローカル輝度ヒストグラムを計算することと、
   を含み、前記第１の画素統計値は、前記第１のグローバル輝度ヒストグラム及び前記複数のローカル輝度ヒストグラムを含む、電子デバイス。
2. 前記アクティブ領域では、前記現在の画像フレームの部分が除外され、前記現在の画像フレームの部分は、サブタイトル、ピクチャインピクチャ領域、一定の色、又はそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の電子デバイス。
3. 前記第２の複数のローカルトーンマップを生成するために、前記画素コントラスト制御コントローラが、
   前記以前の画像フレームに関連付けられた第２のグローバル輝度ヒストグラムを計算し、
   前記第２のグローバル輝度ヒストグラム、及び前記現在の画像フレームに関連付けられた前記複数のローカル輝度ヒストグラムに含まれる対応するローカル輝度ヒストグラムに少なくとも部分的に基づいて、前記第２の複数のローカルトーンマップのそれぞれを生成する、
   ようにプログラムされている、請求項２に記載の電子デバイス。
4. 前記第１の画素統計値を取得するために、前記画素コントラスト制御処理回路が、
   前記現在の画像フレームの前記アクティブ領域内に完全に取り囲まれたローカルウィンドウの第２のセットを画定し、
   前記受信した画像データに少なくとも部分的に基づいて、複数の最大色成分値の各最大色成分値が前記現在の画像フレーム内の対応する画像画素にそれぞれ関連付けられている複数の最大色成分値を取得し、
   前記アクティブ領域内の各画像画素に関連付けられた最大色成分値に少なくとも部分的に基づいて、第１のグローバル最大色成分ヒストグラムを計算し、
   第２の対応するローカルウィンドウ内の画像画素に関連付けられた前記複数の最大色成分値に少なくとも部分的に基づいて、前記ローカルウィンドウの第２のセットの前記第２の対応するローカルウィンドウにそれぞれ関連付けられた、第１の複数の最大の最大色成分値及び第１の複数の平均最大色成分値を取得する、
   ようにプログラムされている、請求項２に記載の電子デバイス。
5. 前記画素コントラスト制御処理回路が、
   前記現在の画像フレームに関連付けられた前記第１のグローバル最大色成分ヒストグラムと、前記以前の画像フレームに関連付けられた第２のグローバル最大色成分ヒストグラムとの間での比較、
   前記現在の画像フレームに関連付けられた前記第１の複数の最大の最大色成分値と、前記以前の画像フレームに関連付けられた第２の複数の最大の最大色成分値との間での比較、
   前記現在の画像フレームに関連付けられた前記第１の複数の平均最大色成分値と、前記以前の画像フレームに関連付けられた第２の複数の平均最大色成分値との間での比較、又は
   それらの任意の組み合わせ、
   に少なくとも部分的に基づいて、前記以前の画像フレームと前記現在の画像フレームとの間にシーン変化が生じたかどうかを判定するようにプログラムされている、請求項４に記載の電子デバイス。
6. 前記ローカルウィンドウの第１のセットが、前記ローカルウィンドウの第２のセットと同じである、請求項４に記載の電子デバイス。
7. 前記第１の複数のローカルトーンマップを適用するために、前記画素コントラスト制御処理回路が、
   前記画素コントラスト制御処理回路が、前記以前の画像フレームの直前にシーン変化が生じたと判定したときには、前記受信した画像データに第１のローカルトーンマップを適用し、
   前記画素コントラスト制御処理回路が、前記以前の画像フレームの直前にシーン変化が生じたと判定しないときには、前記受信した画像データに、前記以前の画像フレームに適用された第２のローカルトーンマップで、前記第１のローカルトーンマップを時間的にフィルタリングすることによって判定された時間的にフィルタリングされたトーンマップを適用する、
   ようにプログラムされている、請求項１に記載の電子デバイス。
8. 前記第１の複数のローカルトーンマップを適用するために、前記画素コントラスト制御コントローラが、
   前記受信した画像データに関連付けられた第１の画素位置を特定し、
   第２の画素位置に関連付けられた前記第１の複数のローカルトーンマップの第１のローカルトーンマップを生成し、
   前記受信した画像データに前記第１のローカルトーンマップを適用して、第１の結果を補間し、
   第３の画素位置に関連付けられた前記第１の複数のローカルトーンマップの第２のローカルトーンマップを生成し、
   前記受信した画像データに前記第２のローカルトーンマップを適用して、第２の結果を補間し、
   前記第１の画素位置と前記第２の画素位置との間の第１の距離、及び前記第１の画素位置と前記第３の画素位置との間の第２の距離に少なくとも部分的に基づいた、前記第１の結果及び前記第２の結果の補間に少なくとも部分的に基づいて、前記修正画像データを生成する、
   ようにプログラムされている、請求項１に記載の電子デバイス。
9. 前記第１の複数のローカルトーンマップを適用するために、前記画素コントラスト制御コントローラが、
   第３の画素位置に関連付けられた前記第１の複数のローカルトーンマップの第３のローカルトーンマップを生成し、
   前記受信した画像データに前記第３のローカルトーンマップを適用して、第３の結果を補間し、
   第４の画素位置に関連付けられた前記第１の複数のローカルトーンマップの第４のローカルトーンマップを生成し、
   前記受信した画像データに前記第４のローカルトーンマップを適用して、第４の結果を補間し、
   前記修正画像データを、
   前記第１の画素位置と前記第２の画素位置との間の第１の距離、及び前記第１の画素位置と前記第３の画素位置との間の第２の距離に少なくとも部分的に基づいて、前記第１の結果及び前記第２の結果を補間して、第１の中間結果を生成し、
   前記第１の画素位置と前記第３の画素位置との間の第３の距離、及び前記第１の画素位置と前記第４の画素位置との間の第４の距離に少なくとも部分的に基づいて、前記第３の結果及び前記第４の結果を補間して、第２の中間結果を生成し、
   前記第１の中間結果及び前記第２の中間結果を補間する、
   ことによって生成する、
   ようにプログラムされている、請求項８に記載の電子デバイス。
10. 前記電子デバイスが、携帯電話、メディアプレーヤ、パーソナルデータオーガナイザ、ハンドヘルドゲームプラットフォーム、タブレットデバイス、コンピュータ、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項１に記載の電子デバイス。
11. 電子ディスプレイ上の知覚されるコントラストを増大させるために画像データを処理するための方法であって、
    電子デバイスの画素コントラスト制御ブロックを介して、第１の画像フレームに対応する前記画像データの第１のセットに基づいて第１の画素統計値を判定することと、
    前記画素コントラスト制御ブロックを介して、前記第１の画素統計値に少なくとも部分的に基づいて、トーンマップの第１のセット及び第２のセットの両方を生成することであって、前記トーンマップの第１のセットが時間的にフィルタリングされており、前記トーンマップの第２のセットが時間的にフィルタリングされていない、ことと、
    前記画素コントラスト制御ブロックを介して、前記第１の画像フレームに続く第２の画像フレームに対応する前記画像データの第２のセットに基づいて第２の画素統計値を判定することと、
    前記画素コントラスト制御ブロックを介して、前記第２の画素統計値に基づいて画素データの前記第２のセットに適用する前記トーンマップの第１のセット又は前記トーンマップの第２のセットのいずれかを選択することと、
    前記画素コントラスト制御ブロックを介して、前記トーンマップの選択された第１のセット又は前記トーンマップの選択された第２のセットを、前記画像データの第２のセットに適用することと、
    を含む、方法。
12. シーン変化が前記第２の画素統計値から判定される場合に、前記トーンマップの第２のセットが前記画像データの第２のセットに適用されるように選択される、請求項１１に記載の方法。
13. 前記第１の画素統計値を取得することが、前記画像データを非線形ガンマ空間に変換することを含む、請求項１１に記載の方法。
14. 前記トーンマップの第１のセット又は前記トーンマップの第２のセットが、フレームグリッドにわたって前記画像データの第２のセットに適用され、前記トーンマップの第１のセット又は前記トーンマップの第２のセットの補間が、複数の画素のそれぞれの場所に少なくとも部分的に基づいて、前記複数の画素のそれぞれに適用される、請求項１１に記載の方法。

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