KR20150013768A - 이중 변조 디스플레이들을 제어하기 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

이중 변조 디스플레이들을 제어하기 위한 시스템들 및 방법들 Download PDF

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돌비 레버러토리즈 라이쎈싱 코오포레이션
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Abstract

일 실시예에서, 이중 변조기 디스플레이 시스템상에 타깃 이미지 데이터를 렌더링하기 위한 이중 변조기 디스플레이 시스템들 및 방법들이 개시되고, 디스플레이 시스템은 타깃 이미지 데이터, 가능한 HDR 이미지 데이터를 수신하고, 먼저 디스플레이 제어 신호들을 계산하고, 이후 디스플레이 제어 신호들로부터 백라이트 제어 신호들을 계산한다. 디스플레이 시스템들의 기능으로서 디스플레이 신호들 및 이후 백라이트 제어 신호들을 나중에 계산하는 이러한 순서는 클립핑 아티팩트들을 감소시키는 경향이 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 입력 타깃 HDR 이미지 데이터를 기저 계층 및 세부 계층으로 분리하는 것이 가능하고, 기저 계층은 백라이트 조명 데이터에 관하여 이용될 수 있는 낮은 공간 해상도 이미지 데이터이다. 세부 계층은 디스플레이 제어 데이터에 대해 이용될 수 있는 더 높은 공간 해상도 이미지 데이터이다.

Description

이중 변조 디스플레이들을 제어하기 위한 시스템들 및 방법들{SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING DUAL MODULATION DISPLAYS}
본 출원은 전체가 참조로서 여기에 통합되는 2012년 6월 15일에 출원된 미국 가특허출원 제 61/660,611 호에 대한 우선권을 주장한다.
본 발명은 디스플레이 시스템들에 관한 것이고, 특히 이중 변조 디스플레이들을 제어하기 위한 신규의 방법들 및 시스템들에 관한 것이다.
이미지 및/또는 비디오 처리의 분야에서, 이중 변조 디스플레이 시스템들이 높은 동적 범위 이미지들 및 비디오를 렌더링할 수 있다는 것이 알려졌다. 예를 들면, 다음의, 공동 소유된 특허 출원들은 유사한 요지를 개시한다: (1) 발명의 명칭이 "HDR DISPLAYS WITH DUAL MODULATORS HAVING DIFFERENT RESOLUTIONS"이고 2007년 11월 22일에 공개된 미국 특허 출원 20070268224(화이트헤드 외에 의한); (2) 발명의 명칭이 "DRIVING DUAL MODULATION DISPLAY SYSTEMS USING KEY FRAMES"이고 2007년 12월 13일에 공개된 미국 특허 출원 20070285587(시트젠에 의해); (3) 발명의 명칭이 "HDR DISPLAYS WITH OVERLAPPING DUAL MODULATION"이고 2008년 2월 21일에 공개된 미국 특허 출원 20080043303(화이트헤드 외에 의해); (4) 발명의 명칭이 "APPARATUS AND METHODS FOR RAPID IMAGE RENDERING ON DUAL-MODULATOR DISPLAYS"이고 2008년 7월 31일에 공개된 미국 특허 출원 20080180465(화이트헤드 외에 의해); (5) 발명의 명칭이 "RAPID IMAGE RENDERING ON DUAL-MODULATOR DISPLAYS"이고 2008년 7월 31일에 공개된 미국 특허 출원 20080180466(화이트헤드 외에 의해); (6) 발명의 명칭이 "APPARATUS FOR PROVIDING LIGHT SOURCE MODULATION IN DUAL MODULATOR DISPLAYS"이고 2010년 8월 26일에 공개된 미국 특허 출원 20100214282(화이트헤드 외에 의해); (7) 발명의 명칭이 "DUAL MODULATION USING CONCURRENT PORTIONS OF LUMINANCE PATTERNS IN TEMPORAL FIELDS"이고 2012년 4월 19일에 공개된 미국 특허 출원 20120092360(캉 외에 의해); (8) 발명의 명칭이 "TEMPORAL FILTERING OF VIDEO SIGNALS"이고 2009년 8월 13일에 공개된 미국 특허 출원 20090201320(댐버그 외에 의해); (9) 발명의 명칭이 "ARRAY SCALING FOR HIGH DYNAMIC RANGE BACKLIGHT DISPLAYS AND OTHER DEVICES"이고 2009년 11월 19일에 공개된 미국 특허 출원 20090284459(월레너 외에 의해); (10) 발명의 명칭이 "METHOD AND APPARATUS IN VARIOUS EMBODIMENTS FOR HDR IMPLEMENTATION IN DISPLAY DEVICES"이고 2009년 12월 31일에 공개된 미국 특허 출원 20090322800(앳킨스에 의해); (11) 발명의 명칭이 "MITIGATION OF LCD FLARE"이고 2010년 11월 4일에 공개된 미국 특허 출원 20100277515(와드 외에 의해); (12) 발명의 명칭이 "SYSTEM AND METHOD FOR BACKLIGHT AND LCD ADJUSTMENT"이고 2010년 12월 30일에 공개된 미국 특허 출원 20100328537(데이비스 외에 의해); (13) 발명의 명칭이 "RETENTION AND OTHER MECHANISMS OR PROCESSED FOR DISPLAY CALIBRATION"이고 2011년 2월 10일에 공개된 미국 특허 출원 20110032248(앳킨스 외에 의해); (14) 발명의 명칭이 "SYSTEM AND METHOS FOR APPLYING ADAPTIVE GAMMA IN IMAGE PROCESSING FOR HIGH BRIGHTNESS AND HIGH DYNAMIC RANGE DISPLAYS"이고 2011년 7월 14일에 공개된 미국 특허 출원 20110169881(월레너 외에 의해); (15) 발명의 명칭이 "EFFICIENT COMPUTATION OF DRIVING SIGNALS FOR DEVICES WITH NON-LINEAR RESPONSE CURVES"이고 2011년 8월 11일에 공개된 미국 특허 출원 20110193610(롱허스트에 의해); (16) 발명의 명칭이 "CUSTOMER PSFS USING CLUSTERED LIGHT SOURCES"이고 2011년 9월 22일에 공개된 미국 특허 출원 20110227900(월레너에 의해); (17) 발명의 명칭이 "APPARATUS AND METHODS FOR COLOR DISPLAYS"이고 2011년 11월 10일에 공개된 미국 특허 출원 20110273495(와드 외에 의해); (18) 발명의 명칭이 "HIGH DYNAMIC RANGE DISPLAYS USING FILTERLESS LCD(S) FOR INCREASING CONTRAST AND RESOLUTION"이고 2011년 11월 17일에 공개된 미국 특허 출원 20110279749(에린지푸라스 외에 의해); (19) 발명의 명칭이 "METHOD AND APPARATUS FOR EDGE LIT DISPLAYS"이고 2012년 3월 15일에 공개된 미국 특허 출원 20120062607(에린지푸라스 외에 의해); (20) 발명의 명칭이 "SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING DRIVE SIGNALS IN SPATIAL LIGHT MODULATOR DISPLAYS"이고 2012년 3월 29일에 공개된 미국 특허 출원 20120075360(메스머에 의해); (21) 발명의 명칭이 "EDGE-LIT LOCAL DIMMING DISPLAYS, DISPLAY COMPONENTS AND RELATED METHODS"이고 2012년 4월 19일에 공개된 미국 특허 출원 20120092395(시트젠에 의해); (22) 발명의 명칭이 "REDUCED POWER DISPLAYS"이고 2012년 5월 10일에 공개된 미국 특허 출원 20120113167(마르젬 외에 의해); (23) 발명의 명칭이 "CONTROL OF ARRAY OF TWO-DIMENSIONAL IMAGING ELEMENTS IN LIGHT MODULATING DISPLAYS"이고 2012년 5월 10일에 공개된 미국 특허 출원 20120113498(마르젬 외에 의해); (24) 발명의 명칭이 "REFLECTORS WITH SPATIALLY VARYING REFLECTANCE/ABSORPTION GRADIENTS FOR COLOR AND LUMINANCE COMPENSATION"이고 2012년 5월 31에 공개된 미국 특허 출원 20120133689(퀑에 의해); (25) 발명의 명칭이 "OPTICAL MIXING AND SHAPING SYSTEM FOR DISPLAY BACKLIGHTS AND DISPLAYS INCORPORATING THE SAME"이고 2012년 6월 7일에 공개된 미국 특허 출원 20120140446(시트젠 외에 의해); (26) 발명의 명칭이 "SYSTEM AND METHOD OF CREATING OR APPROVING MULTIPLE VIDEO STREAMS"이고 2012년 2월 2일에 공개된 미국 특허 출원 20120026405(앳킨스 외에 의해); (27) 발명의 명칭이 "MULTI-DIE LED PACKAGE AND BACKLIGHT UNIT USING THE SAME"이고 2012년 3월 15일에 공개된 미국 특허 출원 20120063121(앳킨스에 의해); (28) 발명의 명칭이 "HDR DISPLAYS WITH INDIVIDUALLY-CONTROLLABLE COLOR BACKLIGHTS"이고 2007년 11월 22일에 공개된 미국 특허 출원 20070268211(화이트헤드 외에 의해); (29) 발명의 명칭이 "HDR DISPLAYS HAVING LOCATION SPECIFIC MODULATION"이고 2007년 11월 22일에 공개된 미국 특허 출원 20070268577(화이트헤드 외에 의해); (30) 발명의 명칭이 "WIDE COLOR GAMUT DISPLAYS"이고 2007년 11월 22일에 공개된 미국 특허 출원 20070268695(시트젠에 의해); (31) 발명의 명칭이 "MULTIPLE MODULATOR DISPLAYS AND RELATED METHOD"이고 2010년 4월 15일에 공개된 미국 특허 출원 20100091045(하이드리히 외에 의해) -- 이들 모두는 전체가 참조로서 통합된다.
본 발명의 목적은 이중 변조 디스플레이들을 제어하기 위한 시스템들 및 방법들을 제공하는 것이다.
디스플레이 시스템들 및 그들의 제작 및 사용의 방법들의 수 개의 실시예들이 여기에 개시된다.
높은 동적 범위 디스플레이들상에 및 특히 이중 변조 방식 및/또는 아키텍처를 갖는 이들 디스플레이들에 대하여 타깃 이미지들의 새로운 렌더링을 수행하는 시스템들 및 방법들의 수 개의 실시예들이 개시된다.
일 실시예에서, 타깃 이미지를 렌더링하기 위한 LCD 이미지 값들을 초기에 결정하기 위한 단계들 및/또는 모듈들을 포함하고, 이후 타깃 이미지에 대한 백라이트를 결정하기 위해 이러한 LCD 이미지 값들을 채용하는 시스템 및/또는 방법이 개시된다.
일 실시예에서, 이중 변조기 디스플레이 시스템 상에 타깃 이미지 데이터를 렌더링하기 위한 이중 변조기 디스플레이 시스템들 및 방법들이 개시되고, 이들 시스템들 및 방법들에서 디스플레이 시스템은 타깃 이미지 데이터, 가능한 HDR 이미지 데이터를 수신하고, 먼저 디스플레이 제어 신호들을 계산하고, 이후 디스플레이 제어 신호들로부터 백라이트 제어 신호들을 계산한다. 디스플레이 시스템들의 기능으로서 디스플레이 신호들을 계산하고 이후 백라이트 제어 신호들을 나중에 계산하는 이러한 순서는 클립핑 아티팩트들을 감소시키는 경향이 있을 수 있다.
다른 실시예들에서, 입력 타깃 HDR 이미지 데이터를 기저 계층 및 상세 계층으로 분리하는 것이 가능하고, 기저 계층은 백라이트 조명 데이트에 관하여 이용될 수 있는 낮은 공간 해상도 이미지 데이터이다. 상세 계층은 디스플레이 제어 데이터에 대해 이용될 수 있는 더 높은 공간 해상도 이미지 데이터이다.
본 시스템의 다른 특징들 및 이점들은 본 출원내 제시된 도면들과 함께 판독될 때 상세한 설명에서 이하에 제시된다.
본 발명은 이중 변조 디스플레이들을 제어하기 위한 시스템들 및 방법들을 제공한다.
도 1은 본 발명의 목적들에 적합한 HDR 디스플레이 시스템의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 바와 같은 HDR 디스플레이 시스템상에 타깃 이미지를 렌더링하기 위한 일 예시적인 이미지 처리 알고리즘을 도시하는 도면.
도 3은 도 2에서 제공된 이미지 처리 알고리즘과 유사한 것을 수행하는 결과로서 추정되는 이미지상의 잠재적인 LCD 클립핑 아티팩트들을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 원리들에 따라 이루어지는 이미지 처리 시스템 및/또는 방법의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 5a 및 도 5b는 일 예시적인 타깃 이미지 및 결과의 기저 계층을 각각 도시하는 도면들.
도 6a 및 도 6b는 예시적인 타깃 이미지의 세부 계층 및 톤 맵핑된 상세 계층을 각각 도시하는 도면들.
도 7은 세부 계층에 적용될 수 있는 톤 맵핑 곡선의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 8은 예시적인 이미지에 대한 새로운 기저 계층을 도시하는 도면.
도 9는 예시적인 이미지를 렌더링하기 위한 백라이트 구동 값들을 도시하는 도면.
예시적인 실시예들이 도면들의 참조도들에 도시된다. 여기에 개시된 실시예들 및 도면들은 제한하기보다는 예시적인 것으로 고려되는 것임이 의도된다.
다음의 설명 전체에서, 특정 상세들은 본 기술의 숙련자들에게 더 철저한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나, 잘 알려진 요소들은 본 명세서를 불필요하게 불명료하게 하는 것을 피하기 위해 상세들에 보여지거나 기술되지 않을 수 있다. 따라서, 설명 및 도면들은 제한적인 의미라기보다는 예시적인 것으로 간주될 것이다.
서론
높은 동적 범위(HDR) 디스플레이들은 본 기술에서 잘 알려져 있다. 도 1은 -'282 출원(상기에 참조로서 통합되는)에서 더욱 상세된- 이중 변조 아키텍처를 포함하는 단순한 일 예시적인 HDR 디스플레이이다. 도 1은 특정 실시예에 따른 이중 변조기 디스플레이(10)의 부분적인 단면도이다. 디스플레이(10)는 이중 변조기 디스플레이 애플리케이션들에서 개시된 디스플레이들에 대하여 많은 점들에서 유사할 수 있다. 명확성을 위해, 본 발명에 밀접한 관계가 없는 디스플레이(10)의 몇몇 특징들은 도 1에 명시적으로 도시되지 않는다. 디스플레이(10)는 광원 변조 계층(12)과 디스플레이 변조 계층(24) 사이의 광 경로에 위치된 인광판(22)을 포함한다. 인광판(22)은 광원 변조 계층(12)으로부터 수신된 공간적으로 변조된 광에 의해 에너지가 공급되는 하나 이상의 인광 재료들을 포함한다. 현재의 바람직한 실시예들에서, 디스플레이 변조 계층(24)에 의해 제공된 공간 변조는, 반드시는 아니지만, 광원 변조 계층(12)에 의해 제공된 공간 변조보다 높은 해상도를 갖는다.
디스플레이(10)는 제어기(18)를 포함한다. 제어기(18)는 여기에 기술되는 바와 같이 동작할 수 있는 하드웨어 및 소프트웨어의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 비제한적 예로서, 제어기(18)는 하나 이상의 적절하게 프로그래밍된 데이터 프로세서들, 하드-와이어드 또는 구성가능한 로직 요소들, 메모리 및 인터페이스 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 제어기(18)의 데이터 프로세서들은 하나 이상의 프로그램가능 컴퓨터들, 하나 이상의 임베딩된 프로세서들 등을 포함할 수 있다. 이하에 더 상세히 설명된 바와 같이, 제어기(18)는 구동 신호들(16)을 사용하여 광원 변조 계층(12)의 동작 및 구동 신호들(32)을 사용하여 디스플레이 변조 계층(24)의 동작을 제어할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 광원 변조 계층(12)은 개별적으로 처리가능한 LED들(14A, 14B, 14C, 14D, 14E, 14F(집합적으로, LED들(14)))의 어레이에 의해 실행된다. 다른 실시예들에서, LED들(14)은 레이저들, OLED들, 양자점들로 교체되거나 그로 보충될 수 있다. 이중 변조기 디스플레이 애플리케이션들에서 기술된 바와 같이, 광원 변조기(12)는 다른 구성 요소들을 사용하여 실행될 수 있다. 비제한적인 예로서, 광원 변조기(12)는: LED들과 상이한 형태의 제어 가능한 광원들의 어레이; 하나 이상의 광원들 및 하나 이상의 광원들로부터 광의 강도를 공간적으로 변조하기 위해 배치된 광 변조기; 및 이들의 몇몇 조합에 의해 실행될 수 있다.
광원 변조 계층(12)은 입력 이미지 데이터(20)에 또한 응답하여 제어기(18)로부터 수신된 구동 신호들(16)에 응답하여 공간적으로 변조된 광을 출력한다. 광원 변조 계층(12)은 가시 스펙트럼의 블루/보라색에서 또는 그 근처에서 중심 파장들을 갖는 공간적으로 변조된 광을 방출할 수 있다. 광원 변조 계층(12)은 자외선(즉, 가시 스펙트럼의 파장들 미만의 중심 파장들을 갖는)을 추가로 또는 대안적으로 방출할 수 있다. 이들 파장들에서, 광원 변조 계층(12)에 의해 방출된 광자들은 비교적 높은(가시 스펙트럼에서 광자들에 비교하여) 에너지들을 갖는다. 결과적으로, 여기될 때, 인광판(22)상의 하나 이상의 인광 물질들은 가시 스펙트럼에서 바람직한 스펙트럼 특징들을 갖는 광을 방출할 수 있다. 광원 변조 계층(12)이 가시광을 방출하는 몇몇 예시적인 실시예들에서, 광원 변조 계층(12)에 의해 방출된 공간적으로 변조된 광은 490 ㎚ 미만의 중심 파장을 갖는 광을 포함한다. 다른 실시예들에서, 이러한 중심 파장은 420 ㎚ 미만이다. 다른 실시예들에서, 광원 변조 계층(12)은 400 ㎚ 미만의 중심 파장들을 갖는 자외선을 방출할 수 있다.
상이한 이중 변조들 방식들 및 아키텍처들을 갖는 다른 HDR 디스플레이들이 본 출원의 목적들에 대해 가능하고 적합하다는- 및 상기에 참조로서 여기에 통합되는- 것이 이해될 것이다.
하나의 종래의 구동 방법
'282 출원에서, 이러한 이중 변조 HDR 디스플레이상에 이미지 렌더링을 처리하기 위한 하나의 종래의 방법이 기술된다. 이러한 방법의 설명은 이하와 같이 관련 부분에 기재되어 있다:
도 2는 일 예시적인 실시예에 따라 디스플레이(10)상에 이미지를 디스플레이하는 방법을 도시한다. 방법은 제어기(18)에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 수행될 수 있다. 방법은 광원 변조 계층(12)에 대한 구동 신호들(16)을 결정하는 단계, 광원 변조 계층(24)에 대한 구동 신호들(32)을 결정하는 단계, 및 구동 신호들(16, 32)을 사용하여 블록에 이미지를 디스플레이하기(61) 위한 단계를 포함한다. 방법은 광원 변조 계층(12)에 대한 제어값들(16)을 결정하기 위해 이미지 데이터(20)를 사용하는 단계를 포함하는 블록(53)에서 시작한다. 이미지 데이터(20)를 사용하여 변조 계층 구동 값들(16)을 결정하기 위한 블록(53) 기술들은 본 기술의 숙련자들에게 알려져 있고, 비제한적인 예로서, 강도 및 컬러와 같은 팩터들에 기초할 수 있는 최근린 보간 기술들을 포함할 수 있다.
방법은 이후 광원 변조 소자들(예를 들면, LED들(14))의 출력 및 인광판(22)에 수신된 대응하는 광 패턴(67)을 추정하는 단계를 포함하는 블록(55)으로 진행한다. 인광판(22)에 수신된 광 패턴(67)을 결정하기 위해, 블록(55)은 광원 변조 계층 제어값들(16) 및 광원 변조 소자들(예를 들면, LED들(14))의 응답 특성들(65)을 통합할 수 있다. LED들(14)의 응답 특성들(65)은 그들의 점 확산 함수들을 포함할 수 있다.
방법은 이후 인광판 응답 특성들(65)과 함께 인광판(22)상의 예측된 광 패턴(67)을 사용하여 인광판(22)의 예측된 광 출력 및 디스플레이 변조 계층(24)에서 대응하는 효과적인 휘도(69)를 추정하기 위한 단계를 포함하는 블록(57)으로 진행한다.
몇몇 실시예들에서, 인광판 특징들(65)을 광원 변조 소자들(예를 들면, LED들(14))의 특징들(63)로 통합함으로써 효과적인 디스플레이 변조 계층 휘도(69)를 추정하기 위해 조합될 수 있다. 예를 들면, 인광판(22)의 전달 함수 응답은 LED들(14)의 점 확산 기능으로 통합될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 블록들(55, 57)은 효과적인 디스플레이 변조 계층 휘도(69)가 LED들(14)의 변조된 점 확산 함수와 함께 광원 변조기 제어값들(16)로부터 직접 결정되는 단일 블록에 의해 교체될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 블록들(55 및/또는 57) 및/또는 블록들(55, 57)의 조합은 PCT 특허 공개 제 WO2006/010244 호에 기술된 이들 기술들과 같이 이들 절차들과 연관된 계산 비용을 감소시키기 위해 기술들을 사용하여 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 해상도 축소, 점 확산 함수 분해, 8비트 세분화 및/또는 보간 기술들 중 어느 하나 또는 모두가 효과적인 디스플레이 변조 계층 휘도(69)를 결정하기 위해 사용될 수 있다.
효과적인 디스플레이 변조 계층 휘도(69)를 추정한 후, 방법은 디스플레이 변조기 제어값들(32)을 결정하는 것을 포함하는 블록(59)으로 진행한다. 블록(59)은 추정된 효과적인 디스플레이 변조 계층 휘도(69)와 함께 이미지 데이터(20) 상에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 블록(59)은 광원 변조 계층(24)에 대한 원래의 변조 데이터를 획득하기 위해 효과적인 휘도 패턴(69)에 의해 이미지 데이터(20)를 분할하는 단계를 포함할 수 있다. 몇몇 경우들에서, 블록(59)은 또한 아티팩트들이 그에 의해 디스플레이 변조기 제어값들(32)을 획득하게 할 수 있는 비선형성들 또는 다른 문제들과 같은 문제들을 처리하기 위해 이러한 원래의 변조 데이터의 변조를 포함할 수 있다. 이러한 변조 기술들은 본 기술의 숙련자들에게 알려져 있고, 비제한적인 예로서, 스케일링, 감마 보정, 값 치환 동작들 등을 포함할 수 있다.
방법은 이후 광원 변조 소자들(예를 들면, LED들)을 구동하기 위해 광원 변조기 제어값들 및 디스플레이 변조 계층(24)의 소자들을 구동하기 위해 디스플레이 변조기 제어값들을 사용하여 그에 의해 이미지를 디스플레이하기 위한 단계를 포함하는 블록(61)으로 진행한다.
종래의 이미지 처리의 잠재적인 영향들
상기에 상술된 종래의 이미지 처리 기술의 일 특징은 백라이트 값들이 소스 이미지로부터 식별되고 나중에 LCD(또는 디스플레이 변조기) 셔터 및/또는 제어 값들을 결정하기 위해 채용되는 것이다. 이중 변조 디스플레이를 위한 이러한 이전 제어 알고리즘들은 두 개의 가능한 영향들을 나타낼 수 있다:
제 1 영향은 특정 이미지들에서 LCD(또는 디스플레이 변조기) 클립핑 아티팩트일 수 있다. 이중 변조 디스플레이들은 특정 타깃 이미지들에서 높은 주파수 및 높은 콘트라스트 에지들을 재구성할 수 없을 수 있다. 이는 모든 텍스처 또는 콘트라스트 정보를 손실한 화소들의 그룹들인 클립핑된 픽셀들을 초래할 수 있다. 이는 "플라스틱" 또는 "평면"으로 보이는 이미지를 만들 수 있다.
제 2 영향은 계산적인 복잡성일 수 있다. 몇몇 제어 프로세스들에서, 광 필드를 시뮬레이팅하는 것이 정확히 행해질 수 있게 하고, 이는 디스플레이의 정확한 모델들 및 측정들에 더하여 많은 계산 및 메모리 요구 조건들을 채용할 수 있다.
LCD 클립핑 아티팩트
상기에 기술된 종래의 이중 변조 알고리즘들은 주어진 타깃 이미지 및 시뮬레이팅된 백라이트 광 필드에 대한 LCD 구동 값들을 결정한다. 이는 일반적으로 각각의 픽셀에 대하여 광 필드에 의해 타깃 이미지를 구동함으로써 달성될 수 있다.
LCD = (타깃 이미지)/(광 필드) (식 1)
광 필드가 타깃 이미지에 매칭할 때, LCD는 완전히 개방된다(즉, =1). 타깃 이미지가 광 필드보다 약간 작을 때(1/2과 같이), LCD는 송신된 광이 차이에 대해 보정하기 위해 50%만큼 감소되도록 제어된다.
그러나, LCD가 광 필드와 타깃 이미지 사이의 차이를 보정하는 것이 가능하지 않을 수 있을 때, 두 개의 상황들이 존재한다. 제 1 상황은 타깃 이미지에 의해 요구되는 것보다 광 필드에 의해 생성된 광이 더 적은 경우이다(광 필드<타깃 이미지). 이러한 경우, 결과의 LCD 신호는 1보다 크다. LCD가 물리적으로 광을 생성할 수 없을 때(이는 1보다 큰), 신호는 1 이하로 제한되고- 즉, 신호가 클립핑된다. 그러나, 클립핑은 이미지에서 콘트라스트를 제거하는 경향이 있다. 밝고 렌즈의 상세한 구조를 포함하는 밤의 자동차 헤드라이트의 예를 고려하자. 백라이트의 이러한 영역에서 광이 충분하지 않은 경우, 결과의 이미지는 너무 흐릿할 것이고 렌즈의 구조 상세를 잃을 것이다. 콘트라스트가 인간의 시각계에 의해 검출가능한 것을 고려하면, 이러한 콘트라스트의 손실은 원하지 않는 아티팩트가 될 경향이 있다.
콘트라스트 정보를 손실하는 것에 더하여, 원하는 LCD 신호가 실제로 백라이트에서 불충분한 광에 대해 보정하기 위한 불가능한 광 생성 신호이기 때문에, 클립핑되는 이미지 영역들은 또한 의도된 것보다 덜 밝은 경향이 있을 수 있다. 이것이 이미지의 어두운, 겨우 가시적인 부분에 대응하는 경우, 이는 상기 부분을 비가시적으로 렌더링한다. 이것이 태양과 같은 이미지의 밝은 부분에 대응하는 경우, 원하는 것보다 더 어둡게 나타날 수 있어서 이미지의 시각 효과를 감소시킨다.
LCD가 광 필드에 대해 보정할 수 없는 제 2 상황은 백라이트에 의해 너무 많은 광이 생성되는 것이다(광 필드 >> 타깃 이미지). LCD를 통한 광 누설에 의해, 광 필드에 의해 생성된 광을 충분히 차단하는 것이 가능하지 않을 수 있다. 이러한 경우에는, 백라이트에 대해 보정하기 위한 원하는 LCD 강도는 0 또는 최소 디지털 구동 값 이하일 수 있다. 최대치의 단지 0.1%의 타깃 광 레벨을 갖는 이미지의 어두운 영역을 고려하자. 상기 영역에서 광 필드가 매우 밝은 경우, 예를 들면, 최대치의 50%인 경우, 상기 영역에 대한 LCD 구동 신호는 0.1/50, 즉 0.002%일 것이다. 8 비트 LCD 패널에 대하여, 이는 제 1 코드 값보다 작다. 결과는 이러한 영역에서, 상세한 텍스처 정보가 블랙 LCD 값에 대해 클립핑될 수 있다는 것이다. 이는 또한 원하는 것보다 밝게 나타날 것이다.
다른 예에 대하여, 밝은 하늘에서 날아가는 어두운 새를 고려하자. 타깃 이미지에서, 어두운 새는 그의 깃털들에 대한 상세한 텍스처 정보를 갖는다. 그러나, 밝은 하늘의 작은 어두운 특징이기 때문에, 백라이트 광 필드가 상기 영역에서 매우 밝다. LCD가 백라이트에 의해 생성된 초과 광을 차단하기를 시도하기 때문에, 새의 깃털들의 모든 상세는 클립핑되는 경향이 있고, 이는 광 누설에 의해 짙은 회색으로서 나타날 수 있다.
일반적으로, LCD의 클립핑은 백라이트 광 필드가 타깃 이미지에 가능한 한 가까운 것을 보장함으로서 회피될 수 있고, 일 실시예에서, "너무 밝은" 측으로 벗어난다. 그러나, 백라이트의 낮은 공간 해상도에 의해, 이는 작은 이미지 특징들 및 높은 콘트라스트 경계들에 대해 가능하지 않다. 또한, 각각의 화소에서 광은 많은 주변의 백라이트 요소들의 기여의 합이기 때문에, 하나의 영역에 대한 너무 많은 광을 생성하는 것과 다른 영역에 대해 충분하지 않은 광을 생성하는 것 사이에 균형을 맞추는 것이 가능하지 않을 수 있다.
도 3은 x 방향으로 일 예시적인 이미지를 따라 관련 이미지 렌더링 값들의 단면 그래프이다. 도 3에 도시된 이러한 관련 이미지 렌더링 값들은: 대응하는 타깃 이미지에 대한 화소값들, 광 필드 시뮬레이션 값들 및 LCD 보정 값들을 포함한다. 이는 타깃 이미지 신호가 이러한 교차부에 대한 최대치의 50%를 넘게 확장하지 않는다는 것이 도 3으로부터 이해될 수 있다. 이러한 예시적인 이미지에서 매우 어두운 화소값들에 의해 둘러쌓인 세 개의 더 밝은 영역들이 도시된다. 이러한 영역에서 백라이트는 이러한 어두운 이미지에 대해 상당히 합리적인 약 20% 를 맴돌도록 계산된다. 그러나, 이들 동일한 세 개의 더 밝은 영역들에서 낮은 백라이트 강도에 대한 LCD 신호를 보상하기 위한 시도가 있을 때, -- LCD 신호는 이들 세 개의 영역들 중 하나로 클립핑된다는 것이 이해될 수 있다. 이들 세 개의 클립핑된 영역들은 손실된 콘트라스트 정보를 가질 경향이 있고, 이는 이미지를 열화시킨다.
계산 복잡성
광 필드 시뮬레이션은 주어진 백라이트 제어 값들의 세트에 대해 생성되는 물리적 광 필드를 예측하기 위해 디스플레이를 통한 광의 확산을 모델링한다. 디스플레이 광학을 통해 각각의 백라이트 소자로부터의 광의 확산은 점 확산 함수(PSF)라고 불린다. 시뮬레이션은 LCD 보정이 타깃 이미지를 달성하기 위해 정확하게 수행될 수 있도록 가능한 한 정확하게 행해져야 한다. 이를 위해 일반적으로 취해진 방식은 각각의 백라이트 요소로부터 측정되거나 모델링된 PSF에 의해 백라이트 구동 값들의 컨볼루션을 수행하는 것이다. 이는 다수의 분리가능한 필터들의 결과들을 축적함으로써 하드웨어 또는 소프트웨어 내에서 다수의 방식들로 실행될 수 있다.
로컬로 변조된 백라이트를 갖는 대부분의 디스플레이들에 대하여, 이러한 단계는 매우 먼 백라이트 요소들로부터의 광의 작은 기여를 모델링하기 위해 사용될 수 있는 큰 사이즈의 공간 필터들에 의해 계산 자원들의 큰 부분을 이용한다. 큰 공간 필터들은 --FPGA 아키텍처들에서 큰 풋프린트들에 추가하여-- 이미지의 상당한 부분들을 메모리로 버퍼링할 수 있다(예를 들면, 거의 전체 프레임). 이는 칩 및 메모리, 또한 증가된 전력 및 시스템 레이턴시에 대한 높은 비용을 초래할 수 있다. 백라이트 소자들의 수 또는 원하는 프레임 레이트들이 증가되기 때문에, 이러한 단계는 더 큰 자원들을 사용하는 경향이 있다.
계산 비용에 더하여, 이러한 방식은 디스플레이 광학들 및 교정의 정확한 모델들을 사용할 수 있다. 모델 또는 측정들에서 작은 에러들은 광 필드의 큰 초과의 또는 미만의 추정들을 초래할 수 있고, 이는 이후 LCD 보상시 큰 오차들을 전달한다. 예를 들면, 타깃 이미지가 0.1 cd/m2의 어두운 영역에서 광의 휘도 강도를 갖는 것을 가정하자. LCD가 휘도의 추가의 10%를 차단할 수 있기 때문에, 영역에서 백라이트에 의해 생성된 광은 0.11cd/m2--영역에 대한 완벽하게 양호한 값--으로 측정될 수 있다. 그러나, 광 필드 시뮬레이션의 부정확성에 의해, 시스템은 영역에서 광을 0.09 cd/m2로서 모델링할 수 있다. 이는 (광 필드 < 타깃 이미지)인 경우를 초래하고, LCD가 영역에서 부분적으로 폐쇄되기보다는 완전히 개방되게 할 수 있다. 이는 (a) 너무 밝은, 및 (b)임의의 텍스처 상세가 클립핑된, 영역을 초래할 수 있다. 매우 정확한 측정들, 모델들, 및 계산들은 이를 피할 수 있다 -- 그러나 더 높은 계산 비용이 든다.
일 실시예
도 4는 HDR 디스플레이상에 타깃 이미지들을 렌더링하기 위한 현재 시스템 및/또는 방법의 일 실시예이다. 실시예(400)는 입력 타깃 이미지(402)를 수신한다. 실시예(400)는 이후 블록(404)에서 이미지를 렌더링하기 위해 LCD(또는 디스플레이 변조기) 이미지 및/또는 셔터 밸브들을 결정하기 위해 타깃 이미지를 처리한다. 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, LCD 값들은 블록(406)으로 입력된다(타깃 이미지 데이터와 함께)- 타깃 이미지의 백라이트 조명이 결정된다. 타깃 이미지 백라이트 조명이 일단 결정되면, 디스플레이의 백라이트를 포함하는 방출기들에 대한 백라이트 제어 신호들이 HDR 디스플레이상에 타깃 이미지를 렌더링하기 위해 요구되는 방식으로 백라이트를 구동하기 위해 이용될 블록(408)에서 결정될 수 있다. LCD 이미지에 대한 값들은 이후 410에서 LCD 셔터 값들(또는 그렇지 않으면, 디스플레이 제어 신호들)을 구동하기 위해 전송된다. 또한, 백라이트 제어 신호값들은 412에서 백라이트들을 구동하기 위해 전송된다.
디스플레이 시스템의 일 실시예에서, 블록들(402, 406, 408, 410, 412)은 디스플레이 시스템의 제어기의 작용 하드웨어 및/또는 펌웨어 모듈들을 포함할 수 있다. 이러한 제어기 구성은 수신 타깃 이미지 데이터, 출력 디스플레이 제어 신호들(예를 들면, LCD의 개별적인 변조 소자들 또는 셔터들에 대하여), 및 방출기 제어 신호들(예를 들면, 백라이트를 포함하는 개별적인 방출기들에 대하여)을 취할 수 있다.
여기에 더 논의될 바와 같이, 이러한 실시예들은 우선 타깃 백라이트 값들을 결정하기 전에 또는 그에 부수적으로 LCD 이미지 값들을 결정한다. 이러한 처리의 순서는 상기에 논의된 바와 같이 클립핑 LCD의 단계를 완화시키는 경향이 있을 것이다. LCD에 대해 최적의 해결책을 먼저 결정함으로써 단계들의 순서를 재정렬하고, 이후 가능한 한 백라이트를 보상하는 이러한 실시예에 의해, 이러한 처리는 그들이 덜 중요한 신호의 저주파수 부분들에서만 에러들을 야기할 수 있다.
이러한 실시예에서, 하드웨어의 동적 범위 제한들 내에 있는 최적의 LCD 이미지를 결정하고, 이후 원하는 입력 신호에 따라 동적 범위를 증가시키기 위해 백라이트 구동 값들을 결정하는 것이 가능하다. 이러한 실시예는 임의의 에러들에서 저주파수로서 조절하고 LCD 상에 정확하게 디스플레이되는 고 주파수 상세에 의해 마스킹되는 경향이 있다. 이는 또한 이전 알고리즘의 가장 계산적으로 고비용인 부분인 광 필드 시뮬레이션에 영향을 미치는 것을 피하는 경향이 있다.
이러한 및 다른 실시예들에서, 다음과 같은 영향을 미치도록 타깃 이미지를 적절하게 톤 맵핑함으로써 직접 LCD 이미지를 생성하는 것이 가능하다:
(1) 타깃 이미지의 높은 공간 주파수 상세를 보존한다(클리핑을 피한다)
(2) 타깃 이미지의 전체적인 휘도 및 컬러들을 보존한다
(3) LCD를 가능한 한 개방하여 구동함으로써 전력 소비를 최소화한다
(4) 톤 맵핑된 이미지로부터, 타깃 이미지로부터 이를 차감함으로써 타깃 백라이트를 계산하는 것이 가능하다. 최종 단계는 타깃 백라이트를 가능한 한 가깝게 달성하기 위해 백라이트 구동 신호들을 생성하는 것이다.
다른 실시예들 및 실례
블록(404)에서, 이러한 및 다른 실시예들은 타깃 이미지로부터 LCD 이미지를 결정한다. 몇몇 실시예들에서, 이는 타깃 이미지를 기저 계층 및 상세 계층으로 분리함으로써 영향을 받을 수 있다. 기저 계층은 백라이트에 대해 적절할 수 있는 낮은 공간 주파수 정보를 포함한다. 이후, 나머지 높은 공간 주파수 상세는 - 예를 들면, 이미지의 동적 범위를 감소시키기 위해 사용될 수 있는 다중-스케일 톤 맵핑으로서- LCD에 할당될 수 있다. 이러한 기술은 로컬 공간 상세가 보존되는 한 인간의 시력이 큰 공간 주파수들을 넘는 부적확성들에 덜 민감한 속성을 이용할 경향이 있다.
백라이트에 대하여 기저 계층을 생성하기 위해, 몇몇 실시예들에서 각각의 LED의 점 확산 함수에 의해 이미지를 컨볼빙하는 것이 가능하다. 결과의 기저 계층 이미지는 우리의 백라이트의 공간 능력들 내에 있을 경향이 있다.
기저 = PSF * 타깃 (식 2)
여기서 *는 2D 컨볼루션을 나타낸다.
그러나, 이러한 처리는 적절한 메모리 및 계산적인 요구 조건들을 갖는 디스플레이 시스템에 대해 적절할 수 있는 잠재적으로 큰 공간 커널을 갖는 2D 컨벌루션이 된다. 그러나, 이러한 처리는 높은 정확성 및 정밀성을 이용할 수 있는 백라이트를 시뮬레이션할 수 없을 것이지만, 대신에 이러한 처리는 단지 우리의 타깃 이미지의 저역 통과 필터링된 버전을 생성한다. 높은 정확성에 대한 필요가 어느 정도까지 완화될 수 있는 경우, 높은 정확성에 대한 필요를 제거하는 것은 이미지 아티팩트들을 도입하지 않고 이러한 단계에 대한 많은 단순화들을 행하게 한다.
다른 실시예들에서, 저역 통과 필터 단계를 단순화하기 위한 두 개의 효과적인 방식들은 다음의 것일 수 있다:
(1) 고속 푸리에 변환을 사용하여 입력 이미지를 주파수 도메인으로 변환하고, 곱셈을 수행하고, 이후 공간 도메인(0.20s 또는 80x 더 빠른)으로 리턴한다. 이러한 방법은 공간 도메인에서 컨벌루션과 동일한 정확성을 보존하는 경향이 있지만, 특정한 하드웨어 구성들에 대해서 더 빠를 수 있다.
(2) 입력 이미지를 더 낮은 해상도로 다운-샘플링하고, 저역 통과 필터로 컨볼빙하고, 이후 업-샘플링한다(0.06s 또는 270x 더 빠른). 이러한 방법은 더 빠를 수 있고 대부분의 하드웨어 구성들상에 실행될 수 있다.
큰 공간 커널들로 필터링하는 이미지를 최적화하는 것과 같은 많은 다른 가능한 방식들 및 실시예들이 존재한다. 백라이트가 몇몇 실시예들에서 컬러를 갖지 않기 때문에, 단일 단색 채널상에서 이를 수행함으로써 이러한 단계를 단순화하는 것이 가능할 수 있다. 도 5a 및 도 5b는 타깃 이미지의 도시 및 결과의 기저 계층을 각각 보여준다.
일 실시예에서, 낮은 주파수 기저 계층이 결정되면, 타깃 이미지를 재생하기 위해 요구되는 고주파수 상세 계층을 계산하는 것이 가능하다. 하나의 이러한 계산은 다음을 포함한다:
상세 = 타깃/기저 (식 3)
낮은 공간 주파수들을 갖는 영역들에서, 기저 계층은 타깃 이미지에 매칭하는 경향이 있을 것이고 상세 계층은 1일 것이다. 이는 가능할 때마다 LCD가 실질적으로 완전히 개방되는 것을 보장하는 것이 바람직하다는 결과이다. 타깃이 저주파수 기저 계층보다 어두운 경우, 상세 계층은 1 미만으로 드롭핑함으로써 이에 대해 보정한다. 타깃이 기저 계층보다 밝은 경우, 상세 계층은 1보다 큰 값으로 확장할 것이다. 이는 로컬 평균보다 더 밝은 작은 하이라이트들에 대해 발생하는 경향이 있을 것이다. 이는 도 6a 및 도 6b에서의 줄기들 및 잎들 중 일부에서 보여질 수 있고, 도 6a는 이러한 예시에서 상세 계층을 도시하고 도 6b는 톤 맵핑된 상세 계층을 보여준다. 상세 계층이 LCD 신호로서 직접 사용되는 경우, 도 6a의 상세 계층에서 줄기들의 상세들은 1로 클립핑되는 경향이 있고, 더 미세한 상세를 제거한다.
다른 실시예에서, 1보다 큰 값들을 처리하기 위한 더 복잡한 방식은 상세 계층을 LCD의 유효 범위(0:1)로 톤 맵핑하는 것일 수 있다. 임의의 전역 또는 로컬 톤 맵퍼는 이러한 단계에 대해 충분할 수 있다. 이러한 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같이 R, G, B 채널들의 각각에 대해 전역 톤 곡선을 적용하는 것이 가능하다. 톤 곡선은 클립핑 상세 없이 점점 밝은 픽셀들의 콘트라스트를 감소시키는 경향이 있다.
Figure pct00001
(식 4)
일 실시예에서, 톤 곡선 파라미터들(c1, c2)은 상세 계층에서 최소 및 최대 값들에 기초하여 각각의 프레임에 대해 계산될 수 있거나, 또는 대안적으로, 모든 이미지들에 대하여 상수로서 규정될 수 있다. 결과의 이미지는 LCD에 대한 신호로서 사용될 수 있다. 이러한 LCD 신호는 낮은 공간 주파수의 영역들에서 가능한 한 개방될 수 있고 원래의 이미지의 모든 상세한 정보를 실질적으로 포함할 수 있다.
요구되는 LCD 신호가 확립되었으므로, 입력 이미지의 원래의 강도들 및 동적 범위를 가능한 한 많이 복구하는 경향이 있는 백라이트 구동 값들을 결정하는 것이 가능하다. 상세 계층이 톤 맵핑될 때 픽셀 값들의 일부가 변경되었을 수 있기 때문에- 도 1에서 생성되는 기저 계층을 직접 사용하는 것이 가능하지 않을 수 있다. 대신, 타깃 이미지로부터 기저 계층 및 이전 단계로부터 LCD 계층(또는 그렇지 않은 경우 상세 계층)을 재계산하는 것이 가능하다. 이는 또한 이전 알고리즘들과 대조하고, 여기서 LCD 계층은 광 필드 시뮬레이션을 분할함으로써 마지막에 계산된다. 몇몇 실시예들에서, 제한된 콘트라스트 비(CR)에 의해 LCD를 통한 광 누설을 계산하는 것이 또한 가능하다.
기저 = 타깃/(LCDㆍ(1-CR) + CR) (식 5)
도 8은 여기에 주어진 실례에서 새로운 기저 계층을 도시한다. 최종적으로, 기저 계층 이미지는 백라이트 구동 값들을 계산하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 단계에 대하여, 알고리즘 목표들에서 상당한 차이들이 없기 때문에, 이전 방식들에서 사용된 동일한 해상도를 차용하는 것이 가능하다. 도 9는 여기에 주어진 예시에 대한 백라이트 구동 값들을 도시한다.
또 다른 실시예에서, 다음의 시스템 및/또는 방법이 다음과 같이 영향을 받을 수 있다:
1. 타깃 이미지 데이터를 입력한다(예를 들면, 풀 해상도 HDR 이미지);
2. 타깃 이미지 데이터를 LCD 본래의 범위까지 톤 매핑함으로써 LCD 계층 이미지 데이터를 결정한다;
3. 타깃 이미지 데이터 입력을 LCD 계층에 의해 분할함으로써 백라이트 변조 이미지(예를 들면, LED 계층 이미지 데이터)를 결정한다;
4. 적절한 제어 신호들로서 LCD 패널 및 LED/방출기들에 대한 LCD 계층 이미지 데이터 및 LED 계층 이미지 데이터를 LCD 및 백라이트 각각으로 전송한다.
본 발명의 원리들을 도시하는 첨부하는 도면들과 함께 판독하는 본 발명의 하나 이상의 실시예들의 상세한 설명이 주어졌다. 본 발명은 이러한 실시예들과 관련하여 기술되지만, 본 발명의 임의의 실시예로 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 본 발명의 범위는 청구항들에 의해서만 제한되고 본 발명은 다수의 대안들, 변경들, 및 동등물들을 포함한다. 다수의 특정한 상세들은 본 발명의 철저한 이해를 제공하기 위해 본 명세서에서 설명되었다. 이들 상세들은 예시의 목적을 위해 제공되고 본 발명은 이들 특정한 상세들의 일부 또는 모두가 없이 청구항들에 따라 실시될 수 있다. 명확성을 위해, 본 발명에 관련된 기술적인 분야들에서 알려진 기술적인 자료는 본 발명이 불필요하게 불명확해지지 않도록 상세히 설명되지 않았다.
10 : 디스플레이 12 : 광원 변조 계층
14 : LED들 18 : 제어기
22 : 인광판

Claims (21)

  1. 이중 변조기 디스플레이 시스템상에 타깃 이미지 데이터를 렌더링하기 위한 방법으로서, 상기 이중 변조기 디스플레이 시스템은, 백라이트로서, 일 세트의 방출기들을 포함하고, 각각의 상기 방출기는 일 세트의 백라이트 제어 신호들로부터 독립적인 제어를 할 수 있는 상기 백라이트; 디스플레이 변조기로서, 일 세트의 변조 소자들을 포함하고, 각각의 상기 변조 소자는 일 세트의 디스플레이 제어 신호들로부터 독립적인 제어를 할 수 있는, 상기 디스플레이 변조기; 및 제어기로서, 타깃 이미지 데이터를 수신하고 방출기 제어 신호들 및 디스플레이 제어 신호들을 상기 백라이트 및 디스플레이 변조기로 각각 전송하도록 구성된, 상기 제어기를 추가로 포함하는, 상기 방법에 있어서,
    타깃 이미지 데이터를 수신하는 단계;
    디스플레이 제어 신호들을 계산하는 단계;
    상기 디스플레이 제어 신호들로부터의 타깃 백라이트 조명 데이터 및 상기 타깃 이미지 데이터를 계산하는 단계;
    상기 타깃 백라이트 조명 데이터로부터 상기 백라이트 제어 신호들을 계산하는 단계;
    백라이트 제어 신호들을 상기 방출기들로 전송하는 단계; 및
    상기 디스플레이 제어 신호들을 상기 변조 소자들로 전송하는 단계를 포함하는, 이중 변조기 디스플레이 시스템상에 타깃 이미지 데이터를 렌더링하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 제어 신호들을 계산하는 단계는:
    상기 이중 변조기 디스플레이 시스템의 동적 범위 한계 내에 있는 LCD 이미지를 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 이중 변조기 디스플레이 시스템상에 타깃 이미지 데이터를 렌더링하기 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 타깃 백라이트 조명 데이터를 계산하는 단계는:
    상기 타깃 이미지 데이터에 따라 상기 동적 범위를 증가시키는 상기 타깃 백라이트 제어 신호들을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 이중 변조기 디스플레이 시스템상에 타깃 이미지 데이터를 렌더링하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 제어 신호들을 계산하는 단계는:
    상기 타깃 이미지 데이터를 톤 맵핑하는 단계; 및
    상기 톤 맵핑된 타깃 이미지 데이터로부터 LCD 이미지를 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 이중 변조기 디스플레이 시스템상에 타깃 이미지 데이터를 렌더링하기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 타깃 백라이트 조명 데이터를 계산하는 단계는:
    상기 타깃 이미지 데이터로부터 상기 톤 맵핑된 타깃 이미지 데이터를 감산함으로써 타깃 백라이트 제어 신호들을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 이중 변조기 디스플레이 시스템상에 타깃 이미지 데이터를 렌더링하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 타깃 이미지 데이터를 기저 계층 및 세부 계층으로 분리하는 단계를 추가로 포함하는, 이중 변조기 디스플레이 시스템상에 타깃 이미지 데이터를 렌더링하기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 기저 계층은 상기 타깃 이미지 데이터의 낮은 공간 주파수 정보를 포함하고, 상기 세부 계층은 상기 타깃 이미지 데이터의 높은 공간 정보를 포함하는, 이중 변조기 디스플레이 시스템상에 타깃 이미지 데이터를 렌더링하기 위한 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 백라이트는 LED 방출기들의 하나의 어레이를 추가로 포함하고, 각각의 상기 LED 방출기는 점 확산 함수(PSF)를 포함하는, 이중 변조기 디스플레이 시스템상에 타깃 이미지 데이터를 렌더링하기 위한 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기저 계층을 상기 방출기들의 상기 PSF 및 상기 타깃 이미지 데이터의 컨볼루션으로서 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 이중 변조기 디스플레이 시스템상에 타깃 이미지 데이터를 렌더링하기 위한 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 기저 계층을 상기 주파수 도메인에서 상기 타깃 이미지 데이터 및 상기 PSF의 곱셈으로 결정하는 단계 및 상기 곱셈을 상기 공간 도메인으로 변환하는 단계를 추가로 포함하는, 이중 변조기 디스플레이 시스템상에 타깃 이미지 데이터를 렌더링하기 위한 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 타깃 이미지 데이터를 다운 샘플링하고, 상기 PSF로 컨볼빙하고, 상기 컨볼루션을 업샘플링함으로써 상기 기저 계층을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 이중 변조기 디스플레이 시스템상에 타깃 이미지 데이터를 렌더링하기 위한 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 타깃 이미지 데이터를 상기 기저 계층으로 분할함으로써 상기 세분 계층을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 이중 변조기 디스플레이 시스템상에 타깃 이미지 데이터를 렌더링하기 위한 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 세분 계층을 결정하는 단계는 상기 세분 계층을 톤 맵핑하는 단계를 추가로 포함하는, 이중 변조기 디스플레이 시스템상에 타깃 이미지 데이터를 렌더링하기 위한 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 세분 계층을 톤 맵핑하는 단계는:
    상기 톤 맵핑 세분 계층을
    Figure pct00002
    로서 계산하는 단계를 추가로 포함하고,
    c1 및 c2는 톤 곡선 파라미터들을 포함하는, 이중 변조기 디스플레이 시스템상에 타깃 이미지 데이터를 렌더링하기 위한 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 타깃 이미지 데이터 및 상기 세부 계층의 함수로서 상기 기저 계층을 재계산하는 단계를 추가로 포함하는, 이중 변조기 디스플레이 시스템상에 타깃 이미지 데이터를 렌더링하기 위한 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 기저 계층을 재계산하는 단계는:
    상기 기저 계층을 기저 = 타깃/(LCDㆍ(1 - CR) + CR)로서 계산하는 단계를 추가로 포함하고,
    LCD는 상기 세부 계층이고 CR은 콘트라스트 비인, 이중 변조기 디스플레이 시스템상에 타깃 이미지 데이터를 렌더링하기 위한 방법.
  17. 이중 변조 디스플레이 시스템에 있어서,
    백라이트로서, 일 세트의 방출기들을 추가로 포함하고, 상기 방출기들은 일 세트의 방출기 제어 신호들에 의해 개별적으로 제어될 수 있는, 상기 백라이트;
    디스플레이 변조기로서, 일 세트의 변조 소자들을 포함하고, 상기 변조 소자들은 일 세트의 디스플레이 제어 신호들에 의해 개별적으로 제어될 수 있는, 상기 디스플레이 변조기;및
    제어기로서, 타깃 이미지 데이터를 수신하도록 구성되고 상기 디스플레이 제어 신호들의 세트를 상기 타깃 이미지 데이터의 함수로서 결정할 수 있는, 상기 제어기를 포함하고,
    또한 상기 제어기는 상기 방출기 제어 신호들의 세트를 상기 디스플레이 제어 신호들의 세트 및 상기 타깃 이미지 데이터의 함수로서 결정할 수 있는, 이중 변조 디스플레이 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제어기는 또한 상기 타깃 이미지 데이터를 톤 맵핑함으로써 LCD 계층 이미지 데이터를 결정할 수 있는, 이중 변조 디스플레이 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제어기는 또한 상기 타깃 이미지 데이터를 상기 LCD 계층 이미지 데이터로 분할함으로써 LED 계층 이미지 데이터를 결정할 수 있는, 이중 변조 디스플레이 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제어기는 또한 방출기 제어 신호들을 상기 LED 계층 이미지 데이터의 함수로서 전송할 수 있는, 이중 변조 디스플레이 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제어기는 또한 디스플레이 제어 신호들을 상기 LCD 계층 이미지 데이터의 함수로서 전송할 수 있는, 이중 변조 디스플레이 시스템.
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