特許 6019087 高ブライトネスで高ダイナミックレンジのディスプレイのための画像処理における適応ガンマの適用のためのシステムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6019087

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年11月2日

(54)【発明の名称】高ブライトネスで高ダイナミックレンジのディスプレイのための画像処理における適応ガンマの適用のためのシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   G09G 3/36 20060101AFI20161020BHJP

   G09G 3/34 20060101ALI20161020BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20161020BHJP

【ＦＩ】

   G09G3/36

   G09G3/34 J

   G09G3/20 641Q

   G09G3/20 641P

【請求項の数】18

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-227135(P2014-227135)

(22)【出願日】2014年11月7日

(62)【分割の表示】特願2011-530098(P2011-530098)の分割

【原出願日】2009年9月17日

(65)【公開番号】特開2015-84101(P2015-84101A)

(43)【公開日】2015年4月30日

【審査請求日】2014年11月7日

(31)【優先権主張番号】61/101,584

(32)【優先日】2008年9月30日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】507236292

【氏名又は名称】ドルビー ラボラトリーズ ライセンシング コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100142907

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 淳

(72)【発明者】

【氏名】ウォレナー、ダミール

(72)【発明者】

【氏名】ジョンソン、ルイス

【審査官】 小川 浩史

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００５／０５０６１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−１５９９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１５０９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２９５４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０１３３０８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特許第５７５６４０４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 医用画像システムにおけるDisplay Consistencyの開発 システム全体での画像の見え方整合性の実現，コニカミノルタ技術レポート，日本，コニカミノルタホールディングス，２００４年 ２月，Vol.1(2004)，pp.127-130，http://www.konicaminolta.jp/about/research/technology_report/2004/pdf/introduce_016.pdf

【文献】 Helge SEETZEN et al，“High Dynamic Range Display Systems”，Proceeding ACM SIGGRAPH 2004，２００４年，pp.760-768

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｇ ３／２０−３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源変調層（２１Ａ）、ディスプレイ変調層（２１Ｂ）、および前記光源変調層（２１Ａ）および前記ディスプレイ変調層（２１Ｂ）に接続されたプロセッサを有するディスプレイ（２１）で画像を表示する方法であって、前記光源変調層（２１Ａ）は、空間的に変調された光源を含む方法（１００、２００、３００）において、前記プロセッサが
非線形化された一つのフレームの画像データ（２３Ａ）を受け取るか、または線形化された一つのフレームの画像データ（２３Ｂ）を受け取ること、
フレームを表示しつつ、受け取った非線形化された一つのフレームの画像データ（２３Ａ）または線形化された一つのフレームの画像データ（２３Ｂ）に少なくとも基づいて、前記光源変調層（２１Ａ）の前記空間的に変調された光源を駆動するために光源変調器制御値（２５Ａ）を決定すること（１０４、２０４、３０４）、
前記光源変調器制御値（２５Ａ）に少なくとも部分的に基づいて前記光源変調層（２１Ａ）により放射され、かつ前記ディスプレイ変調層（２１Ｂ）により受け取られた最小輝度（５３）および最大輝度（５２）を推定すること、
ディスプレイ曲線（２９）を選択することであって、前記ディスプレイ曲線（２９）の二次元表現は、第１の軸が輝度データの線形化された表現に対応するディスプレイ入力値を表し、第２の軸が高輝度ディスプレイ及び高ダイナミックレンジディスプレイのうちの少なくとも一つのために希望される出力輝度値を表して、前記ディスプレイ入力値から前記出力輝度値へのマッピングを提供するように定義されている、前記ディスプレイ曲線（２９）を選択すること、
前記ディスプレイ曲線（２９）の前記第２の軸により表され、かつ推定された前記最小輝度と前記最大輝度との間に広がる輝度値の範囲（１０）に対応する前記ディスプレイ曲線（２９）のセクション（１２）を抽出すること（１０８，２０８）、
前記ディスプレイ曲線（２９）の抽出された前記セクション（１２）からフレームに対する希望トータル応答曲線（２８）を決定することであって、該希望トータル応答曲線（２８）の二次元表現は、第１の軸（Ｌ_ＩＮ）が前記ディスプレイ変調層（２１Ｂ）に対するディスプレイ変調器制御値（２５Ｂ）の利用可能な範囲（１４）を表し、第２の軸（Ｙ）が前記ディスプレイ曲線（２０）の抽出された前記セクション（１２）に対応する輝度値の範囲（１０）を表して、希望輝度値から前記ディスプレイ変調器制御値（２５Ｂ）へのマッピングを提供するように定義されている、前記希望トータル応答曲線（２８）を決定すること、
受け取った前記画像データ（２３）のフレームおよび前記希望トータル応答曲線（２８）に少なくとも基づいて前記ディスプレイ変調層（２１Ｂ）のためのディスプレイ変調器制御値（２５Ｂ）を決定すること、
前記ディスプレイ変調器制御値（２５Ｂ）を前記ディスプレイ変調層（２１Ｂ）に出力すると共に光源変調器制御値（２５Ａ）を前記光源変調層（２１Ａ）に出力することによって画像を表示すること
を含む方法。

【請求項2】

前記プロセッサがディスプレイ変調器制御値（２５Ｂ）を前記ディスプレイ変調層（２１Ｂ）に加えることによって校正データ（３３）を得ることを含み、ディスプレイ変調器制御値（２５Ｂ）を決定すること（１１２，２１２，３１２）は、前記校正データに基づいて、前記希望トータル応答曲線を修正することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

ディスプレイ変調器制御値を決定することは（２１）、入力画像データ値を出力ディスプレイ変調器制御値（２５Ｂ）に関連させるエンコード曲線（３１）を得るために前記校正データ（３３）に基づいて前記希望トータル応答曲線（２８）を調整すること（２０８）、前記画像を表示するために使用される前記ディスプレイ変調器制御値（２５Ｂ）を得るために前記エンコード曲線（３１）を前記画像データ（２３）に適用すること（２１４）とを含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記ディスプレイ曲線（２９）の前記抽出されたセクションをディスプレイ変調器制御値の前記利用可能な範囲（１４）にマッピングすることは、（ｉ）ディスプレイ曲線の抽出された前記セクション（１２）を引き伸ばすために補間を用いること、または（ｉｉ）ディスプレイ曲線（２９）の抽出された前記セクション（１２）を圧縮するためのダウンサンプリングすることを含む、請求項１−３のうちのいずれか１つに記載の方法。

【請求項5】

前記ディスプレイ曲線の抽出された前記セクション（１２）をディスプレイ変調器制御値（２５Ｂ）の前記利用可能な範囲（１４）にマッピングすることは、前記希望トータル応答曲線を［０，１］の範囲内のディスプレイ変調器制御値（２５Ｂ）に対応するようにスケーリングすることを含むこと、および
前記ディスプレイ曲線の抽出された前記セクション（１２）をディスプレイ変調器制御値（２５Ｂ）の前記利用可能な範囲（１４）にマッピングすることは、前記ディスプレイ曲線（２９）の抽出された前記セクション（１２）をオフセットすることを含むこと
のうちの少なくともいずれか一方である、請求項１−４のうちのいずれか１つに記載の方法。

【請求項6】

前記プロセッサがディスプレイ変調器制御値（２５Ｂ）を前記ディスプレイ変調層（２１Ｂ）に加えることによって校正データ（３３）を得ること、および
前記プロセッサが前記ディスプレイ曲線に前記校正データを前もって組み込むこと
のうちの少なくとも一方である、請求項１−５のうちのいずれか１つに記載の方法。

【請求項7】

前記ディスプレイ曲線（２９）を、前記ディスプレイにとってアクセス可能なデータ記憶装置内のルックアップテーブルとして表現することを含む、請求項１−５のうちのいずれか１つに記載の方法。

【請求項8】

前記校正データ（３３）を、前記ディスプレイ（２１）にとってアクセス可能なメモリ内のルックアップテーブルとして表現することを含む、請求項２に記載の方法。

【請求項9】

前記エンコード曲線（３１）を、前記ディスプレイ（２１）にとってアクセス可能なメモリ内のルックアップテーブルとして表現することを含む、請求項３に記載の方法。

【請求項10】

前記ディスプレイ変調層において受け取られる前記最小輝度を推定することに代えて、前記プロセッサが前記最小輝度（５３）を定数値にセットすることを含む、請求項１−９のうちのいずれか１つに記載の方法。

【請求項11】

前記ディスプレイ曲線（２９）はＤＩＣＯＭ曲線であり、前記ディスプレイ入力値は、弁別閾（ＪＮＤ）値である、請求項１−９のうちのいずれか１つに記載の方法。

【請求項12】

前記最小輝度（５３）および前記最大輝度（５２）を推定すること、前記ディスプレイ曲線の前記セクション（１２）を抽出すること、および前記ディスプレイ曲線（２９）の抽出された前記セクション（１２）をマッピングすることは、前記一つのフレームの画像データ（２３）の複数の部分に対して実行されること、および
推定された前記最小輝度（５３）および前記最大輝度（５２）は、前記光源変調器制御値（２５Ａ）に少なくとも基づいて前記ディスプレイ変調層で受け取られる前記光源変調層からの光の最小期待輝度および最大期待輝度であること
のうち少なくとも一方である、請求項１−１０のうちのいずれか１つに記載の方法。

【請求項13】

推定された前記最小輝度（５３）および前記最大輝度（５２）は、前記光源変調器制御値（２５Ａ）に少なくとも基づいて前記ディスプレイ変調層で受け取られるべき前記光源変調層からの光の最小理想的輝度および最大理想的輝度であるか、
推定された前記最小輝度（５３）および前記最大輝度（５２）は、画像データ（２３）に少なくとも基づいて前記ディスプレイ変調層で受け取られるべき前記光源変調層からの光の最小理想的輝度および最大理想的輝度であり、最小理想的輝度および最大理想的輝度を推定することは、前記光源変調層（２１Ａ）および前記ディスプレイ変調層（２１Ｂ）が同じ解像度を有するという仮定に基づいて前記最小理想的輝度および前記最大理想的輝度を推定することを含むか、または
推定された前記最小輝度（５３）および前記最大輝度（５２）は、画像データ（２３）に少なくとも基づいて前記ディスプレイ変調層で受け取られるべき前記光源変調層からの光の最小理想的輝度および最大理想的輝度であり、最小理想的輝度および最大理想的輝度を推定することは、前記光源変調層（２１Ａ）の各要素が前記光源変調層（２１Ａ）の他の要素から独立しているという仮定に基づいて前記最小理想的輝度および前記最大理想的輝度を推定することを含む、請求項１−１０のうちのいずれか１つに記載の方法。

【請求項14】

前記最小理想的輝度および前記最大理想的輝度に応じて前記希望トータル応答曲線（２８）を引き伸ばすか、または圧縮することによって前記希望トータル応答曲線を調整することを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

受け取った一つのフレームの画像データが複数の部分に分割され、
方法が各部分について行われ、
隣接する部分間の不連続性を低減するために部分間の境界において前記希望トータル応答曲線が調整される、請求項１−１４のうちのいずれか１つに記載の方法。

【請求項16】

前記ディスプレイ（２１）はブライトネス制御を有し、
前記最小輝度（５３）および前記最大輝度（５２）を推定することは、前記ブライトネス制御の設定値に対応する最小理想的輝度および最大理想的輝度を推定することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項17】

二重変調器ディスプレイシステム（２０）であって、
光源変調層（２１Ａ）およびディスプレイ変調層（２１Ｂ）を有するディスプレイ（２１）と，
ディスプレイ曲線（２９）のためのデータを格納するためのデータ記憶装置と；
画像データ源から画像データ（２３）を受け取り、前記データ記憶装置からデータを受け取り、前記ディスプレイ（２１）に駆動制御値（２５Ａ，２５Ｂ）を送るように接続されているプロセッサ（２２）とを含み、前記プロセッサ（２２）は請求項１−１６の方法のうちのいずれかを実行するように構成されている、二重変調器ディスプレイシステム。

【請求項18】

前記プロセッサ（２２）により実行されるとき、前記プロセッサ（２２）に請求項１−１６の方法のうちのいずれかを行わせる命令が記録されたコンピュータ可読媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願との相互参照
本出願は、参照によりその全体がここに組み込まれる、２００８年９月３０日に出願された米国特許仮出願第６１／１０１，５８４号の優先権を主張する。

【0002】

本発明は画像を処理および／または表示するためのシステムおよび方法に関する。本発明の特定の実施態様は、高ブライトネスおよび／または高ダイナミックレンジ（ｈｉｇｈｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ（ＨＤＲ））ディスプレイのための画像データを処理するために使用され得る。

【背景技術】

【0003】

ディスプレイの電圧応答は、通例、非線形である。在来のディスプレイでは、ディスプレイの出力輝度Ｙは次のように冪関数あるいはガンマ曲線によって入力値（例えば、入力電圧Ｖなどの、印加された信号または制御値）に関連付けられることができ：

【0004】

【数1】

ここでガンマ値γ（冪関数の指数の数値）は通例１．８ないし３．５の範囲内にあり、Ｙは所与の方向に投射される単位面積当たりの光度であり、通例ｃｄ／ｍ^２またはニトで表される。慣習的に、Ｙは、通例ディスプレイについての最大輝度に対応する白色基準の輝度に関して１に正規化され得る（例えば、２００ｃｄ／ｍ^２の輝度の白色基準を有するディスプレイについては、Ｙ＝１は２００ｃｄ／ｍ^２の輝度値を指す）。同様に、入力値は、最大入力値に関して１に正規化され得る。正規化された輝度値および正規化された入力値は、それぞれ、相対輝度値および相対入力値と称され得る。

【0005】

国際電気通信連合（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ（ＩＴＵ））のＲｅｃ．７０９規格は２．２のガンマ値を使用する。２．２のガンマ値を有するディスプレイの期待電圧応答の補償に資するように、画像データは、ガンマ値の逆数でガンマエンコードまたはガンマ補正され得る（すなわち、約１／２．２＝０．４５のガンマ値でエンコードされる）。図１は、２．２のガンマ値を有するガンマ曲線８（ディスプレイの電圧応答を表す）と、１／２．２のガンマエンコード値を有するガンマエンコード曲線９とを示す。図１の図示例に示されているように、Ｙ＝０．２１８で画像要素（例えばピクセル）を表示したい場合には、Ｖ＝０．２１８のオリジナル入力値は、矢６により示されているようにガンマ補正された輝度値

【0006】

【数2】

を与えるようにガンマエンコード曲線９を用いてガンマ補正される。該画像要素を表示したいとき、ディスプレイは、対応するガンマ補正された入力値Ｖ＝０．５で駆動される。非線形表示応答曲線８の故に、入力値Ｖ＝０．５は、矢７により示されているように、希望される出力輝度Ｙ＝Ｖ^γ＝（０．５）^２．２＝０．２１８を与える。

【0007】

通例およそ１００ないし２００ｃｄ／ｍ^２までの輝度レベルを有する在来のディスプレイでは、ディスプレイの非線形応答をその輝度範囲にわたって近似するために単一の冪法則ガンマ曲線（例えば方程式（１）の形の）が使用され得る。そのような輝度レベルでは、人間視覚システム（ｈｕｍａｎｖｉｓｕａｌ ｓｙｓｔｅｍ（ＨＶＳ））は、偶然に、おおよそディスプレイのガンマ曲線の逆数である非線形の仕方で光を知覚する。

【0008】

およそ４０００ｃｄ／ｍ^２あるいはそれ以上の高さのピーク輝度を有する高ブライトネスおよび／または高ダイナミックレンジ（ｈｉｇｈｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ（ＨＤＲ））ディスプレイが発達している。２００ｃｄ／ｍ^２を越え、４０００ｃｄ／ｍ^２以上に近くなる輝度レベルでは、単純な冪法則ガンマエンコード曲線はＨＶＳのブライトネス知覚のためにはだんだん不適切となるが、それは、ＨＶＳがブライトネスの変化を高輝度レベルでは低輝度レベルでとは異なるように知覚するからである。

【0009】

高ブライトネスおよび／またはＨＤＲディスプレイは、ＰＣＴ特許出願公開第ＷＯ０２／０６９０３０号、第ＷＯ０３／０７７０１３号、第ＷＯ２００６／０１０２４４号および第ＷＯ２００８／０９２２７６号に記載されているものなどの、空間的に変調される光源を組み込むことができる。そのようなディスプレイは光源変調層（例えば、空間的に変調されるバックライト）およびディスプレイ変調層を含む。光源変調層は、後にディスプレイ変調層に提供される画像の割合に低解像度の表現を生じさせるように駆動され得る。その低解像度表現は、観察者に見られる、より高い解像度の画像を提供するためにディスプレイ変調層によってさらに変調される。光源変調層は、例えば発光ダイオード（ｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ（ＬＥＤ））などの、能動的に変調される光源のマトリックスを含むことができる。ディスプレイ変調層は、光源変調層から光を受けるように配置および／または整列させられ得るものであるが、液晶ディスプレイ（ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ（ＬＣＤ））を含むことができる。従って、ディスプレイ変調層上のピクセルのブライトネスは、光源変調層における可変局所ブライトネスによる影響を受ける。

【0010】

光源変調層は画像の割合に低い解像度の表現を生じさせ得るので、駆動値が光源変調層に印加されたときにディスプレイ変調層で提供される期待輝度パターンは、ディスプレイ変調層の解像度で割合にゆっくりと変化し得る。従って、より低い解像度で期待輝度パターンを計算して、顕著なアーチファクトを導入せずに該期待輝度パターンを希望されるより高い解像度（例えば、ディスプレイ変調層の解像度）までスケーリングすることが可能である。

【0011】

異なる解像度を有する二重の変調層の使用は、二重変調器ディスプレイにおける画像データと出力輝度値との単純な１対１マッピングを妨げ得る。
高ブライトネスおよび／またはＨＤＲディスプレイのために画像データを処理するシステムおよび方法が一般的に求められている。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の非限定的実施態様を示す図面において、従来技術のガンマ曲線およびガンマエンコード曲線のグラフである。

【図2A】ウェブサイトｍｅｄｉｃａｌ．ｎｅｍａ．ｏｒｇで公開されている「医学におけるデジタルイメージングおよび通信（ＤｉｇｉｔａｌＩｍａｇｉｎｇ ａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ）」規格により定義されているグレースケール標準ディスプレイ曲線のグラフであり、輝度Ｙ（Ｙ軸上の）は対数目盛りで示されている。

【図2B】図２の曲線の１つのセクションである。

【図2C】二重変調ディスプレイのディスプレイ変調層のための入力制御値を出力制御値にマッピングする正味伝達関数のグラフである。

【図3】本発明の１つの実施例に従う方法のフローチャートである。

【図4】本発明の他の１つの実施例に従う方法のフローチャートである。

【図5】本発明のさらに他の１つの実施例に従う方法のフローチャートである。

【図6】図３、４および５の方法を実行するために使用され得るシステムを概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

次の記述の全体において、より完全な理解を当業者に提供するために具体的な詳細が説明される。しかし、周知の要素は、本開示を不必要に不明瞭にすることを避けるために、詳しくは示されず記述されなかったかもしれない。従って、説明および図面は、限定ではなく例示的意味に解されるべきである。

【0014】

上で論じられたように、在来のディスプレイは、入力値（例えば、電圧などの、印加された信号または制御値）を出力輝度値に関連させる冪関数（例えば、ガンマ曲線）によりモデル化され得る非線形伝達関数を示す。ディスプレイの非線形応答を補償するべく画像データをエンコードするためにガンマエンコード曲線が使用され得る。ピクセルがＲＧＢトリプレットにより表現されるシステムでは、カラーチャネルの各々（すなわち、Ｒ、ＧおよびＢ値の各々）は、独立してガンマエンコードされ得る（すなわち、入力値を出力Ｒ、ＧおよびＢ値にマッピングするために冪法則が使用され得る）。また、ＨＶＳは、在来のディスプレイの輝度レベルにおいてほぼ該冪関数の逆数である非線形の仕方で光を知覚する。しかし、ＨＶＳのブライトネスの知覚のための冪関数近似は、高ダイナミックレンジを有するディスプレイ（ＨＤＲディスプレイ）あるいは高ブライトネスを有するディスプレイのためには役に立たない。

【0015】

本発明の特定の実施態様では、在来の冪法則ガンマエンコード曲線の代わりに、画像データをエンコードするために代替エンコード曲線または関数が適用され得る。そのエンコード曲線は、知覚曲線の一部分を抽出することによって確定され得る。知覚曲線の抽出される部分は、知覚曲線の輝度範囲の部分集合を含むことができる。知覚曲線の該部分は、画像データの特定のフレームの輝度データの範囲に、または画像データのフレームの特定の部分集合の輝度データの範囲に対応する輝度範囲の部分集合を含むことができる。知覚曲線の該部分は、ディスプレイ固有の補正情報に配慮して調整され得る。

【0016】

ここで使用されるとき、画像データをエンコードするということは、１つ以上の関数（例えばマッピング（１つまたは複数））を画像データに適用するプロセスを指す。次に、エンコードされた画像データは、ディスプレイを駆動するために使用される適切な制御値を提供するために使用され得る。特定の実施態様では、そのような制御値は、二重変調ディスプレイのディスプレイ変調層に出力される変調層制御値を含むことができる。１つの特定の実施態様では、エンコード曲線を生成するために使用される知覚曲線は、医学におけるデジタルイメージングおよび通信（ＤＩＣＯＭ）のＰＳ３．１４グレースケール標準ディスプレイ曲線（ＰＳ３．１４Ｇｒａｙｓｃａｌｅ ＳｔａｎｄａｒｄＤｉｓｐｌａｙ Ｃｕｒｖｅ）（図２）である。ＤＩＣＯＭＰＳ３．１４グレースケール標準ディスプレイ曲線（ここではＤＩＣＯＭ曲線と称される）は、参照によりここに組み込まれる全米電気機器製造業者協会（ＮａｔｉｏｎａｌＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ’ｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）により発行されたＤＩＣＯＭ規格の２００６年１２月刊行物のパート１４に記載されている。ＤＩＣＯＭ曲線は、様々の表示装置上での画像の現れ方により良い視覚的整合性を与えることを目的としてＨＶＳの実証的研究に基づいてＤＩＣＯＭ規格委員会により開発された。ＤＩＣＯＭ曲線などの知覚曲線は、入力値（例えば、入力電圧、デジタル駆動レベル等の、ディスプレイの印加信号または制御値）と出力輝度値または出力カラーチャネル値との間をマッピングするために使用され得る。ＤＩＣＯＭ知覚曲線という特定の場合には、ＤＩＣＯＭ曲線は弁別閾（ｊｕｓｔ−ｎｏｔｉｃｅａｂｌｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（ＪＮＤ））値を出力輝度値にマッピングする。単一のＪＮＤ値のインクリメントは、平均的な観察人がやっと知覚できる所与目視条件下での所与ディスプレイの輝度の対応する変化が存在する入力値（例えば、電圧またはデジタル駆動レベル）のインクリメントを意味する。ＤＩＣＯＭ曲線は、入力値（例えばＪＮＤ値および／またはディスプレイ入力値）と出力輝度値との関係を指定する上で光のＨＶＳ知覚を考慮する知覚曲線の例である。他の実施態様では、エンコード曲線を生成するためにＤＩＣＯＭ曲線の代わりに他のタイプの曲線（知覚曲線であっても良いしそうでなくても良い）が使用され得る。

【0017】

図２に示されているように、ＤＩＣＯＭ曲線は、対応するＪＮＤ値が０−１０２３の範囲（すなわち［０，２^１０−１］）内に存在する０．０５−４０００ｃｄ／ｍ^２の輝度範囲について定められている。好都合なことに、或る高ブライトネスおよび／またはＨＤＲのディスプレイも、４０００ｃｄ／ｍ^２の近くに最大輝度値を有する。或るディスプレイでは、ディスプレイのピーク輝度は、４０００ｃｄ／ｍ^２とは異なる輝度値にユーザ調整可能（あるいは別の方法で調整可能）であり得る。ＤＩＣＯＭ曲線は、次の解析関数：

【0018】

【数3】

によって表現されることができ、ここでＬｎは自然対数であり、ｊはＪＮＤの輝度レベルＬ_ｊのインデックス（１−１０２３）を表し、係数は：ａ＝−１．３０１１８７７、ｂ＝−２．５８４０１９１Ｅ−２、ｃ＝８．０２４６３６Ｅ−２、ｄ＝−１．０３２０２２９Ｅ−１、ｅ＝１．３６４６６９９Ｅ−１、ｆ＝２．８７４５６２０Ｅ−２、ｇ＝−２．５４６８４０４Ｅ−２、ｈ＝−３．１９７８９７７Ｅ−３、ｋ＝１．２９９２６３４Ｅ−４、およびｍ＝１．３６３５３３４Ｅ−３によって与えられる。

【0019】

低い輝度レベルでは、ディスプレイの冪関数応答（方程式（１）により表される）はＤＩＣＯＭ曲線に類似することがある。しかし、高い輝度レベルでは、該冪関数はＤＩＣＯＭ曲線および／またはＨＶＳ応答から変化することがある。例えば、冪関数をＤＩＣＯＭ曲線の輝度範囲において引き伸ばすと（すなわち冪関数をＹ＝０の範囲からＹ＝４０００ｃｄ／ｍ^２の範囲へプロットすることにより）、該冪関数は高い方の輝度レベルでＤＩＣＯＭ曲線から逸れる。

【0020】

画像処理のための現行の規約は、通例、画像輝度（あるいは画像データのカラーチャネル）を表すために８ビットを使用する。そのような規約は、ＤＩＣＯＭ曲線の１０２４個の利用可能な輝度値に対する入力値の１対１マッピングに役立つことはできない。ＤＩＣＯＭ曲線の利用可能な出力輝度値の全てを表現する（すなわち、入力値とＤＩＣＯＭ輝度値との間の１対１マッピングを提供する）ためには１０ビットの輝度データが必要である。さらに、ＤＩＣＯＭ曲線はディスプレイ上に単一のピーク・ブライトネスを想定する。しかし、二重変調ディスプレイでは、光源変調層は空間的に変調された光をディスプレイ変調層に提供するので、ピーク・ブライトネスはディスプレイ変調層において局所的に変化する。さらに、或る二重変調ディスプレイでは、光源変調層はディスプレイ変調層とは異なる解像度を有し、それは画像データと出力輝度値との間の１対１マッピングを妨げる。

【0021】

本発明の特定の実施態様では、ＤＩＣＯＭ曲線などの知覚曲線のセクションが、画像データの各フレームのために、そのフレームの期待される輝度範囲に基づいて抽出される。該知覚曲線の該セクションは、該フレームの輝度範囲における輝度値（または他のピクセル値（例えば、Ｒ、ＧおよびＢピクセル値））を該ディスプレイのための利用可能な制御値にマッピングするために使用され得る。このようにして決定されるマッピングは希望トータル応答曲線（ｄｅｓｉｒｅｄ−ｔｏｔａｌｒｅｓｐｏｎｓｅ ｃｕｒｖｅ）を表現することができる。特定のディスプレイでは、ディスプレイ変調器駆動値をディスプレイ変調器出力に関連させるためにディスプレイ固有の校正データが得られあるいは決定され得る。ディスプレイ固有の校正データは、各カラーチャネルについて得られあるいは決定され得る。エンコード曲線またはエンコード・マッピング関数は、既知のディスプレイ固有校正データを組み込むために希望トータル応答曲線を調整することによって得られ得る。すなわち、エンコード曲線は、該エンコード曲線を画像データに適用し、次にその結果としてのエンコードされた画像データをディスプレイ変調層に適用すると希望トータル応答が生じることとなるように該希望トータル応答曲線を予め調整することによって、該希望トータル応答曲線から得られ得る。このようにして得られたエンコード曲線は、画像データをエンコードする（すなわち、ディスプレイを駆動するための制御値を決定する）ために使用され得る。エンコード曲線は個々のカラーチャネルに適用され得る。

【0022】

画像データが二重変調ディスプレイで表示される或る実施態様では、画像データのエンコードはディスプレイ変調層のピクセルを駆動するために使用され得るディスプレイ変調器制御値を決定する。或る実施態様では、エンコードするプロセスは画像フレームのサブセクションに適用され得る。或る実施態様では、知覚曲線は、ディスプレイ固有の応答に配慮するために該知覚曲線を調整することによって予め校正され得る。このようにして、予め校正された知覚曲線のセクションからエンコード曲線が直接得られ得る。

【0023】

図６は、本発明の特定の実施態様に従う二重変調ディスプレイシステム２０を示す。ディスプレイシステム２０は画像データ２３を表示するように動作することができる。ディスプレイシステム２０は、本発明の方法を実行するように構成され得る。ディスプレイシステム２０は、高ブライトネスおよび／またはＨＤＲのディスプレイなどのディスプレイ２１を含む。図示されている実施態様では、ディスプレイ２１は、光源変調層２１Ａおよびディスプレイ変調層２１Ｂを有する二重変調ディスプレイを含む。

【0024】

システム２０はプロセッサ２２も含み、これは、中央処理装置（ＣＰＵ）、１つ以上のマイクロプロセッサ、１つ以上のＦＰＧＡ、あるいは、ここに記載されているように機能することのできるハードウェアおよび／またはソフトウェアを含む他の任意の適切な処理装置（単数または複数）を含むことができる。プロセッサ２２は、光源変調層２１Ａを駆動するための光源変調器制御値２５Ａと、ディスプレイ変調層２１Ｂを駆動するためのディスプレイ変調器制御値２５Ｂとを生成するために画像データ２３を処理する。特定の実施態様では、光源変調層２１ＡはＬＥＤのマトリックスを含む。そのような実施態様では、光源変調層２１Ａに提供される制御値２５Ａは、アナログＬＥＤ駆動値（例えば電圧）に変換され得るデジタルＬＥＤ駆動値を含むことができる。或る実施態様では、ディスプレイ変調層２１ＢはＬＣＤピクセルのアレイを含む。そのような実施態様では、ディスプレイ変調層２１Ｂに提供される制御値２５Ｂは、対応するＬＣＤピクセル駆動値を含むことができ、それはアナログＬＣＤ駆動値に変換され得る。

【0025】

或る実施態様では、画像データ２３は、既に在来のガンマエンコード方式に従ってエンコードされている。そのような実施態様では、システム２０は、プロセッサ２２による処理の前に（あるいはその一部として）画像データ２３をデコードあるいは別の方法で線形化するための任意的な画像データデコーダ２４を含むことができる。画像データデコーダ２４は明瞭性を目的として別個の構成要素として示されているけれども、これは必要ではない。他の実施態様では、画像データデコーダ２４は、プログラムメモリ２６または他の適切な記憶場所に格納されている適切なソフトウェア命令を実行し得るプロセッサ２２によって実現され得る。

【0026】

プロセッサ２２は、ソフトウェア機能２７により提供されるソフトウェア命令を実行することによって本発明の実施態様に従う方法を実行することができる。図示されている実施態様では、ソフトウェア機能２７はプログラムメモリ２６に格納されているけれども、それは必要なことではなくて、ソフトウェア機能２７は、プロセッサ２２の中のあるいはプロセッサ２２にとってアクセス可能な他の適切な記憶場所に格納され得る。或る実施態様では、ソフトウェア機能２７の部分は、代わりに、適切に構成されたハードウェアによって実行され得る。プロセッサ２２は、図示されている実施態様で示されているように適切なデータ記憶装置に格納され得る知覚曲線データ２９にもアクセスを有する。知覚曲線データ２９は、入力値を出力輝度値にマッピングするために使用されるＤＩＣＯＭ曲線または他の知覚曲線に対応する情報を含むことができる。図示されている実施態様では、プロセッサ２２はディスプレイ固有校正データ３３へのアクセスも有し、これは適切なデータ記憶装置に格納され得る。校正データ３３は、ディスプレイ２１の出力をディスプレイ変調層２１Ｂの駆動値２５Ｂに関連させることができる。図示されている実施態様では、以下でさらに詳しく説明されるように、プロセッサ２２は希望トータル応答曲線２８とエンコード曲線３１とを生成し、それは適切なデータ記憶装置（単数または複数）に格納され得る。知覚曲線データ２９、ディスプレイ固有校正データ３３、希望トータル応答曲線データ２８および／またはエンコード曲線データ３１は、１つまたは複数のルックアップテーブル（ｌｏｏｋｕｐ ｔａｂｌｅ（ＬＵＴ））の形で提供され得る。

【0027】

図３は、本発明の特定の実施態様に従って画像データ２３をエンコードしおよび／または表示する方法１００を示す。方法１００は、二重変調ディスプレイ２１（図６）での表示のためにディスプレイシステム２０により実行され得る。方法１００は、他の適切な画像処理ハードウェアおよび／またはソフトウェアにより実行され得る。図示されている方法１００は、画像データ２３の単一のフレームを処理し表示する方法を表す。方法１００は、画像データ２３の多数のフレームを処理しおよび／または表示するために反復され得る。

【0028】

方法１００は、画像データ２３のフレームを受け取ることにより始まる。画像データ２３は、例えば、非線形にエンコードされているデータ２３Ａ（例えば、在来の方法でガンマエンコードされているデータ２３Ａ）または線形にエンコードされているデータ２３Ｂを含むことができる。画像データ２３が、受け取られた時にガンマエンコードされているかあるいは別の仕方で非線形にエンコードされている画像データ２３Ａであるならば、その非線形にエンコードされている画像データ２３Ａは、線形化されている画像データ２３Ｂを提供するためにブロック１０２で任意に線形化され得る。画像データ２３（非線形にエンコードされている２３Ａまたは線形化されている２３Ｂ）はブロック１０４で受け取られる。ブロック１０４は、光源変調層２１Ａのための適切な制御値２５Ａ（例えばＬＥＤ駆動値）を決定するために画像データ２３を使用することを含む。光源変調層制御値２５Ａを得るためのブロック１０４の手続きは、当業者に知られている適切な手法を用いることを含み得る。そのようなブロック１０４の手法は、最近接補間等を含むことができ、画像データ２３の強度またはカラーなどの要素に基づくことができる。ブロック１０４は、適切なソフトウェア機能２７Ａ（図６）を実行するプロセッサ２２によって行われ得る。

【0029】

方法１００は次にブロック１０６に進み、これは、光源変調層２１Ａを介してディスプレイ変調層２１Ｂで受け取られる期待輝度プロファイルに関する情報を決定することを含む。ブロック１０６の決定は、少なくとも部分的にブロック１０４の光源変調層制御値２５Ａに基づくことができる。非限定的な例を挙げると、ディスプレイ変調層２１Ｂで受け取られる期待輝度を決定する方法がＰＣＴ公開第ＷＯ０３／０７７０１３号、第ＷＯ２００６／０１０２４４号および第ＷＯ２００８／０９２２７６号に記載されており、これらは参照によりここに組み込まれる。ブロック１０６は、適切なソフトウェア機能２７Ｂ（図６）を実行するプロセッサ２２により行われることができる。

【0030】

特定の実施態様では、ブロック１０６は、画像データ２３の特定のフレームまたは画像データ２３のフレームの特定のサブセクションについて期待輝度プロファイルの最大輝度値５２（Ｙ_ＭＡＸ）および最小輝度値５３（Ｙ_ＭＩＮ）を推定するために光源変調層制御値２５Ａを使用することを含む。最小輝度Ｙ_ＭＩＮおよび最大輝度Ｙ_ＭＡＸは、知覚曲線２９（例えばＤＩＣＯＭ曲線）から対応するセクション１２を抽出するためにブロック１０８で使用され得る。知覚曲線２９からセクション１２を抽出するブロック１０８の手続きの特定の例が図２および２Ａに示されている。図示されている例では、画像データ２３は、最大輝度値５２（Ｙ_ＭＡＸ≒１００ｃｄ／ｍ^２）および最小輝度値５３（Ｙ_ＭＩＮ≒１０ｃｄ／ｍ^２）を有する輝度範囲１０を持つように決定される（ブロック１０６で）。従って、ブロック１０８で抽出される知覚曲線２９のセクション１２は、図２Ａに示されているように、Ｙ_ＭＩＮ≒１０ｃｄ／ｍ^２とＹ_ＭＡＸ≒１００ｃｄ／ｍ^２との間の知覚曲線２９のセクションである。

【0031】

輝度範囲１０内の知覚曲線２９のセクション１２に対応するマッピング値は、解析関数（例えば方程式（２）のＤＩＣＯＭ解析関数）を用いて計算されることができ、あるいは、プロセッサ２２にとってアクセス可能であり得る適切なＬＵＴから抽出されることができる。ブロック１０８は、適切なソフトウェア機能２７Ｃ（図６）を実行するプロセッサ２２によって行われ得る。方法１００の残りの部分を記述する目的のために、該方法の一般性を限定すること無く、図２、２Ａの知覚曲線２９のセクション１２はブロック１０８で抽出されるということが想定される。

【0032】

図２を参照すると、知覚曲線２９のセクション１２は輝度範囲１０と、関連する制御値範囲１４（例えば、ＤＩＣＯＭ曲線２９の場合にはＪＮＤ値の範囲１４）とを有する。ブロック１１０は、ディスプレイ変調層２１Ｂに対応するディスプレイ変調器制御値２５Ｂの利用可能な範囲の中の制御値のこの範囲１４をスケーリングすること、オフセットすることおよび／または他の仕方でマッピングすることを含む。例えば図２Ａに示されているように、特定のディスプレイ変調層２１Ｂのためのディスプレイ変調器制御値２５Ｂが８ビット（すなわち［０，２５５］）で表されるならば、ブロック１１０は、知覚曲線２９のセクション１２の制御値範囲１４を該範囲［０，２５５］にマッピングすることと、該範囲［０，２５５］内の利用可能なディスプレイ変調器制御値２５Ｂの各々に輝度範囲１０内の（例えば、図示されている例の場合には、Ｙ_ＭＩＮ≒１０ｃｄ／ｍ^２とＹ_ＭＡＸ≒１００ｃｄ／ｍ^２との間の）対応する輝度値Ｙを割り当てることとを含むことができる。ブロック１１０のマッピングは、知覚曲線２９のセクション１２を引き伸ばすために適切な補間手法または類似の数学的手法を含むことができる。ブロック１１０のマッピングは、必要ならば知覚曲線２９のセクション１２を圧縮するために適切なダウンサンプリング手法または類似の数学的手法を含むことができる。好ましくは、ブロック１１０のマッピングは、知覚曲線２９のセクション１２の形状を維持する。ブロック１１０は、適切なソフトウェア機能２７Ｄ（図６）を実行するプロセッサ２２により行われ得る。

【0033】

特定の例が図２Ａに示されているブロック１１０のマッピングの出力は、（ｉ）（図示されている曲線の横軸（ｘ軸）上の変数Ｌ_ＩＮにより表される）特定のディスプレイ変調層２１Ｂの利用可能なディスプレイ変調器制御値２５Ｂと（ｉｉ）ブロック１０６の最小輝度値（Ｙ_ＭＩＮ）および最大輝度値（Ｙ_ＭＡＸ）の間の輝度範囲１０の中の（図示されている曲線の縦軸（ｙ軸）上の変数Ｙにより表される）希望輝度値との関係を表す曲線である。ブロック１１０の曲線は、ここでは画像データ２３のフレームのための希望トータル応答曲線２８と称されて良い。ブロック１１０のマッピングのための値は、ＬＵＴから取り出されることができ、あるいは、知覚曲線２９を表す解析関数を用いて計算されることができる。ブロック１１０の一部として、希望トータル応答曲線２８は、そのｘ軸値および／またはｙ軸値が０から１に及ぶように、正規化され得る。正規化は、スケーリングおよび、場合により、オフセットすることを含むことができる。例えば、希望トータル応答曲線２８のｘ軸上の利用可能なディスプレイ変調器制御値２５Ｂが０から２５５に及ぶならば、希望トータル応答曲線２８のディスプレイ変調器制御値２５Ｂは、２５５で割る（すなわちスケーリングする）ことによって正規化され得る。

【0034】

ブロック１１０から出力される希望トータル応答曲線２８は、ディスプレイ変調器制御値２５Ｂ（Ｌ_ＩＮ）および出力輝度値（Ｙ）の間の希望されるマッピングを表す。しかし、方法１００が実行されるそれぞれのディスプレイ変調層２１Ｂは、それ自体の特定の出力を入力ディスプレイ変調器制御値２５Ｂ（Ｌ_ＩＮ）に関連させるそれ自体の（通例、非線形の）応答を有するであろう。特定のディスプレイ変調層２１Ｂの応答は、ディスプレイ固有校正データ３３によって表され得る。非限定的な例を挙げると、ディスプレイ固有校正データ３３は、特定のディスプレイ変調層２１Ｂについてディスプレイ変調器制御値２５Ｂ（Ｌ_ＩＮ）を対応する出力値あるいは対応する部分出力値に関連させるＬＵＴを含むことができる。ディスプレイ固有校正データ３３を構成する部分出力値は、例えば、希望される応答あるいは線形応答の一部分を含み得る。特定の実施態様では、ディスプレイ固有校正データ３３は、各カラーチャネルまたは各三刺激チャネルのために提供され得る。他の実施態様では、ディスプレイ固有校正データ３３は、カラーチャネルまたは三刺激チャネルの何らかの組み合わせとして提供され得る。

【0035】

１つの特定の非限定的例では、ディスプレイ固有校正データ３３は、既知の駆動信号を光源変調層２５Ａに、次に、ディスプレイ２１の対応する出力を確かめながら変化するディスプレイ変調器制御値２５Ｂをディスプレイ変調層２１Ｂに加えることによって、得られ得る。当業者に理解されるであろうように、ディスプレイ変調層２１Ｂに関する校正情報３３を得るために使用され得る種々様々な手法が存在する。

【0036】

ブロック１１２は、（ディスプレイ固有校正データ３３により表される）ディスプレイ固有の偏差に配慮し、これによりエンコード曲線３１を生成するために希望トータル応答曲線２８を修正することを含む。エンコード曲線３１の例が図２Ｂに示されている。図示されている実施態様では、エンコード曲線３１は、（ｘ軸上の）画像データ値を（ｙ軸上の）エンコードされた画像値に関連させる。（エンコード曲線３１のｙ軸上の）エンコードされた画像値は、ディスプレイ変調器制御値２５Ｂを含むことができる（あるいは、それを生成するために使用されることができる）。図２Ｂに図示されている実施態様では、エンコード曲線３１は、そのｘ軸およびｙ軸の両方の上で０から１に及ぶように正規化されている。

【0037】

図示されている実施態様では、ブロック１１２は、ディスプレイ固有校正データ３３の効果を希望トータル応答曲線２８に組み入れることによってエンコード曲線３１を得ることを含む。より具体的には、ブロック１１２は、エンコード曲線３１を画像データ２３に適用し、次に、その結果としてのエンコードされた画像データ（すなわち、ディスプレイ変調器制御値２５Ｂ）を特定のディスプレイ変調層２１Ｂに適用すれば、希望トータル応答曲線２８により予測される希望出力輝度が生じることとなるように、エンコード曲線３１を生成することを含むことができる。或る実施態様では、ディスプレイ固有校正データ３３は各カラーチャネルまたは各三刺激チャネルのために得られあるいは別の仕方で入手可能であり、その場合には、ブロック１１２は、各カラーチャネルまたは各三刺激チャネルのためにエンコード曲線３１を得ることを含むことができる。ブロック１１２は、適切なソフトウェア機能２７Ｅ（図６）を実行するプロセッサ２２により行われ得る。

【0038】

二重変調器ディスプレイシステム２０（図６）のディスプレイ２１などの二重変調器ディスプレイでは、ディスプレイ変調層２１Ｂにおいて受け取られる光は光源変調層２１Ａに起因して空間的に変化している。それゆえ、画像データ２３は、この空間的に変化している光パターンに配慮するためにブロック１１７で調整され得る。ブロック１１７のプロセスは、ディスプレイ変調層２１Ｂ内の各々のピクセルまたはピクセルのグループで受け取られる光をシミュレートあるいはモデル化すること、および、受け取られると期待される光の量を生じさせるために各々のピクセルまたはピクセルのグループに対応する画像データ２３をスケーリング（あるいは他の仕方で調整）することを含むことができる。光源変調層２１Ａにより導入される光の空間的変化に配慮するために画像データ２３を調整するブロック１１７のプロセスを実行するための種々の手法がＰＣＴ公開第ＷＯ０３／０７７０１３号、第ＷＯ２００６／０１０２４４号および第ＷＯ２００８／０９２２７６号に記載されている。図示されている実施態様では、ブロック１１７のプロセスは線形化されている画像データ２３Ｂに対して実行され、その結果は、調整され線形化された画像データ２３Ｃである。

【0039】

ブロック１１４は、エンコード曲線３１を画像データ２３に適用することを含む。図示されている実施態様では、エンコード曲線３１は、ブロック１１７から出力された調整され線形化された画像データ２３Ｃに適用される。上で論じられたように、画像データ２３Ｃに対するエンコード曲線３１の適用は、ディスプレイ変調器制御値２５Ｂを含み得る（あるいは、それを生成するために使用され得る）エンコードされた画像データ値を提供するために画像データ２３Ｃをマッピングすることを含むことができる。ディスプレイ変調器制御値２５Ｂは、ディスプレイ変調層２１Ｂに対して出力され得る。或る実施態様では、各カラーチャネルまたは各三刺激チャネルのためにそれぞれエンコード曲線３１が存在し、ブロック１１４は、調整され線形化された画像データ２３Ｃの各々のカラーチャネルまたは三刺激チャネルに対してエンコード曲線３１を適用することを含むことができる。他の実施態様では、単一のエンコード曲線３１が全てのカラーチャネルまたは三刺激チャネルに適用され得る。或る実施態様では、ブロック１１４は、エンコード曲線３１を輝度値に適用し、次に必要ならばその調整済み輝度値を逆にカラーチャネル値に変換することを含む。ブロック１１４のプロセスの結果は、ディスプレイ変調層２１Ｂのピクセルを駆動するために使用され得るディスプレイ変調器制御値（エンコードされた画像データ）２５Ｂのセットである。ブロック１１４は、適切なソフトウェア機能２７Ｆ（図６）を実行するプロセッサ２２により行われ得る。

【0040】

その後、ディスプレイ２１（図６）での画像データ２３のフレームの表示は、光源変調器値２５Ａを光源変調層２１Ａに出力することとディスプレイ変調器制御値２５Ｂをディスプレイ変調層２１Ｂに出力することとを含むことができる。

【0041】

図４は、本発明の他の実施態様に従う画像データ２３をエンコードおよび／または表示する方法２００を示す。方法２００は、二重変調ディスプレイ２１（図６）での表示のためにディスプレイシステム２０により実行され得る。方法２００の示されている図は、画像データ２３の単一のフレームを処理し表示する方法を表す。方法２００は、画像データ２３の多数のフレームを処理し表示するために反復され得る。方法２００は、幾つかの点で方法１００と類似する。方法２００においては参照数字の最初に“１”の代わりに“２”が付けられていることを除いて、方法２００の、方法１００の点と同一または類似の点には類似する参照数字が与えられている。

【0042】

方法２００は、画像データ２３のフレームを受け取ることにより始まる。画像データ２３は、非線形にエンコードされている画像データ２３Ａ（例えば、在来の方法でガンマエンコードされている画像データ）または線形エンコードされている画像データ２３Ｂを含むことができる。必要とされる程度まで、非線形にエンコードされている画像データ２３Ａは、線形化された画像データ２３Ｂを提供するためにブロック２０２で線形化され得る。ブロック２０４で、光源変調層２１Ａのための適切な制御値２５Ａ（例えば、ＬＥＤ駆動値）が、ガンマエンコードされているデータ２３Ａまたは線形化されているデータ２３Ｂから生成され得る。ブロック２０５は、ディスプレイ変調層２１Ｂに提供されるべき理想的輝度プロファイルを決定するために非線形にエンコードされている画像データ２３Ａまたは線形化されている画像データ２３Ｂを使用することを含む。ブロック２０５の理想的輝度プロファイルは、光源変調層２１Ａの制約を無視することを含み得る。非限定的な例を挙げると、ブロック２０５は、光源変調層２１Ａの解像度がディスプレイ変調層２１Ｂの解像度と同じであるという−すなわち、あたかもディスプレイ変調層２１Ｂの各ピクセルがそれ自体の独立した光源を有するかのような−想定を含むことができる。ブロック２０５の結果は、理想化最小輝度５２Ａ（理想的Ｙ_ＭＩＮ）および理想化最大輝度５３Ａ（理想的Ｙ_ＭＡＸ）である。ブロック２０６は、（光源変調層２１Ａの固有の制約を考慮に入れて）光源変調層２１Ａにより放射される光からディスプレイ変調層２１Ｂ上の期待輝度のプロファイルを決定することを含む。ブロック２０６は、ブロック１０６と実質的に同様であり得、期待最小輝度５２（Ｙ_ＭＩＮ）および期待最大輝度５３（Ｙ_ＭＡＸ）を生じさせ得る。ブロック２０６の決定は、少なくとも部分的にはブロック２０４の光源変調層制御値２５Ａに基づくことができる。

【0043】

ブロック２０８は、ブロック２０５の理想化最小輝度値５２Ａ（理想的Ｙ_ＭＩＮ）および理想化最大輝度値５３Ａ（理想的Ｙ_ＭＡＸ）に基づいて知覚曲線２９（例えばＤＩＣＯＭ曲線）の対応するセクション１２を抽出することを含む。ブロック２０８は、期待最小輝度値５２（Ｙ_ＭＩＮ）および期待最大輝度値５３（Ｙ_ＭＡＸ）の代わりに理想化最小輝度値５２Ａ（理想的Ｙ_ＭＩＮ）および理想化最大輝度値５３Ａ（理想的Ｙ_ＭＡＸ）が用いられることを除いて、上記のブロック１０８と実質的に同様であり得る。

【0044】

ブロック２１０において、知覚曲線２９の抽出されたセクション１２は、ディスプレイ変調層２１Ｂに対応するディスプレイ変調器制御値２５Ｂの利用可能な範囲にマッピングされる。ブロック２１０は、上記のブロック１１０と実質的に同様であり得る。ブロック２１０で決定されるマッピングは、画像データ２３のフレームのための希望トータル応答曲線２８を表す。

【0045】

ブロック２０９は、調整済み希望トータル応答曲線２８Ａを提供するためのブロック２１０の希望トータル応答曲線２８の任意的調整を含む。希望トータル応答曲線２８に対するブロック２０９の調整は、ブロック２０８における知覚曲線２９のセクション１２を抽出するための理想化輝度値５２Ａ、５３Ａ（理想的Ｙ_ＭＩＮ、理想的Ｙ_ＭＡＸ）の使用から生じているかもしれない擬似結果を除去することを含むことができる。ブロック２１０のマッピングを調整するブロック２０９のプロセスは、ブロック２０５で得られた理想化最小輝度値５２Ａ（理想的Ｙ_ＭＩＮ）および理想化最大輝度値５３Ａ（理想的Ｙ_ＭＡＸ）とブロック２０６で得られた期待最小輝度値５２（Ｙ_ＭＩＮ）および期待最大輝度値５３（Ｙ_ＭＡＸ）との差に基づくことができる。例えば、もしそれらの差がスレショルド値を超えたならば、ブロック２１０の希望トータル応答曲線２８の値は、該差を小さくするために（例えば、理想化輝度プロファイルまたは期待輝度プロファイルの輝度範囲において希望トータル応答曲線２８を引き伸ばしまたは圧縮することによって）調整され得る。もしそれらの差がスレショルド値を超えなければ、ブロック２１０の希望トータル応答曲線２８は調整されなくても良い。

【0046】

希望トータル応答曲線２８がブロック２１０で得られて、任意的にブロック２０９で調整されると、方法２００はブロック２１２および２１４に進み、それらは、希望トータル応答曲線２８、２８Ａおよびディスプレイ固有校正情報３３に基づいてエンコード曲線３１を生成することと、その後に、エンコードされた画像データ（すなわちディスプレイ変調器駆動値２５Ｂ）を生成するために線形化され調整された画像データ２３Ｃにエンコード曲線３１を適用することとを含む。ブロック２１２、２１４、２１７は、上記のブロック１１２、１１４、１１７と実質的に同様であり得る。ブロック２０４で得られた光源変調器駆動値２５Ａおよびブロック２１４で得られたディスプレイ変調器制御値２５Ｂは、ディスプレイ２１で画像を表示するために光源変調器２１Ａおよびディスプレイ変調器２１Ｂに供給されることができる。

【0047】

図５は、本発明の別の１つの実施態様に従って画像データ２３をエンコードおよび／または表示する方法３００を示す。方法３００は、二重変調ディスプレイ２１（図６）での表示のためにディスプレイシステム２０により実行され得る。図示されている方法３００は、画像データ２３の単一のフレームを処理し表示する方法を表す。方法３００は、画像データ２３の多数のフレームを処理し表示するために反復され得る。方法３００は、幾つかの点で方法１００と類似する。方法３００においては参照数字の最初に“１”の代わりに“３”が付けられていることを除いて、方法３００の、方法１００の点と同一または類似の点には類似する参照数字が与えられている。

【0048】

方法３００は画像データ２３のフレームを受け取ることにより始まり、それは（必要ならば）線形化された画像データ２３Ｂを提供するためにブロック３０２で線形化され得る。ブロック３０４は、画像データ２３の該フレームのために光源変調器制御値２５Ａを決定することを含む。ブロック３０４は、上記のブロック１０４と実質的に同様であり得る。方法３００は、その後、ブロック３０３に進み、これは、画像データ２３の該フレームを、その特定のフレームのための画像データ２３の部分集合をそれぞれ含む複数の領域５０に分割することを含む。ブロック３０３の領域５０は、画像データ２３のフレームの任意の適切な部分集合を含み得る。例えば、該画像フレームは、フレーム当たりに合計Ｍ×Ｎ個の領域５０が存在するように、Ｎ個の領域をそれぞれ有するＭ個の行に分割されることができる。

【0049】

ブロック３０７で、各領域５０のためのマッピングが決定される。各領域５０について、ブロック３０７のマッピングは図２Ａと同様であって良く、（図２Ａのｘ軸上のＬ_ＩＮにより表される）ディスプレイ変調層制御値２５Ｂを（図２Ａのｙ軸上のＹにより表される）出力輝度値に関連させることができる。或る実施態様では、ブロック３０７は、各領域５０について、方法１００（図３）のブロック１０６ないし１１０のそれと同様の、あるいは方法２００（図４）のブロック２０５ないし２１０のそれと同様の、ステップを実行することを含むことができる。ブロック３０７のマッピングが各領域５０について決定された後、平滑化された希望トータル応答曲線２８Ｂを決定するためにブロック３１１において領域５０間の平滑化操作（例えば、双線形補間、フィルタリングあるいは他の適切な平滑化手法（単数または複数））が実行され得る。平滑化された希望応答曲線２８Ｂは、画像データ２３のフレーム全体のための希望応答曲線を含むことができ、あるいは複数のフレーム固有希望応答曲線を含むことができる。ブロック３１１の平滑化操作は、ブロック３０７における領域５０間マッピングの不連続性を除去するために有益であり得る。ブロック３１１で平滑化された希望トータル応答曲線２８Ｂが得られると、方法３００は進行し、ディスプレイ固有校正情報３３を組み入れることによってエンコード曲線３１を得（ブロック３１２）、エンコードされた画像データ／ディスプレイ変調器制御値２５Ｂを得るために線形化され調整された画像データ２３Ｃにエンコード曲線３１を適用する（ブロック３１４）。ブロック３１２、３１４および３１７は、上記のブロック１１２、１１４および１１７と実質的に同様であり得る。ブロック３０４で得られた光源変調器駆動値２５Ａおよびブロック３１４で得られたディスプレイ変調器制御値２５Ｂは、ディスプレイ２１で画像を表示するために光源変調器２１Ａおよびディスプレイ変調器２１Ｂに提供され得る。

【0050】

図６に見られるように、ディスプレイシステム２０は、本発明に従う方法を実行するように構成され得る。図示されている実施態様では、プロセッサ２２は、光源変調層制御値（例えばＬＥＤ駆動値）を導出する機能２７Ａ、ディスプレイ変調層２１Ｂにおける輝度を推定する機能２７Ｂ、知覚曲線２９のセクション１２を抽出する機能２７Ｃ、抽出された曲線セクション１２とディスプレイ変調器制御値２５Ｂとの間のマッピングを決定する機能２７Ｄ、校正情報３３を組み入れることによってエンコード曲線３１を得る機能２７Ｅ、およびディスプレイ変調層２１Ｂのピクセルを駆動するための制御値２５Ｂを決定するためにエンコード曲線３１を用いて画像データ２３をエンコードする機能２７Ｆなどのソフトウェア機能２７を呼び出す。

【0051】

或る実施態様では、機能２７は、プロセッサ２２にとってアクセス可能なプログラムメモリ２６に包含されるソフトウェアとして実現され得る。プロセッサ２２は、プログラムメモリ２６に包含されているソフトウェアにより提供されるソフトウェア命令を実行することによって図３、４または５の方法を実行することができる。他の実施態様では、機能２７のうちの１つ以上あるいは機能２７の部分は、適切に構成されたデータ処理ハードウェアによって実行され得る。

【0052】

本発明のいろいろな態様はプログラム製品の形でも提供され得る。該プログラム製品は、データプロセッサにより実行されると該データプロセッサに本発明の方法を実行させる命令を含むコンピュータ可読情報のセットを保持している任意の媒体を含み得る。本発明に従うプログラム製品は多様な形のいずれでもあり得る。該プログラム製品は、例えば、フロッピーディスケット、ハードディスクドライブを含む磁気データ記憶媒体、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤを含む光学データ記憶媒体、ＲＯＭ、フラッシュＲＡＭ等を含む電子データ記憶媒体などの物理的媒体を含むことができる。該プログラム製品上のコンピュータ可読情報は、任意に圧縮あるいは暗号化され得る。

【0053】

叙上においてコンポーネント（例えばデバイス、プロセッサ、ＬＥＤ、ＬＣＤ、光源変調層、ディスプレイ変調層、ディスプレイなど）が言及される場合、別様に指摘されない限り、そのコンポーネントへの言及（“手段”への言及を含む）は、本発明の図示された代表的実施態様においてその機能を実行する開示された構造と構造的に同等ではないコンポーネントを含めて、その記載されたコンポーネントの機能を実行する任意のコンポーネント（すなわち、機能的に同等であるもの）をそのコンポーネントの同等物として含むと解されるべきである。

【0054】

前記の開示にかんがみて当業者にとって明らかであろうように、本発明を実施するとき、その趣旨あるいは範囲から逸脱せずに多くの改変および変更が可能である。例は次のとおりである。

【0055】

ここに記載された方法は、静止画像データ（例えばスチルカメラから取り出された）に適用され得る。
例が上で提供されており、そこではディスプレイ変調器制御値２５Ｂは８ビットにより提供される範囲［０，２５５］を有するものとして記載されている。これは必要なことではない。一般的に、ディスプレイ変調器制御値２５Ｂは任意の適切なビット深さを含み得る。

【0056】

ディスプレイ変調層制御値を出力輝度値にマッピングするためにＤＩＣＯＭ曲線の代わりに他の適切な曲線（知覚的であっても非知覚的であっても良い）が使用され得る。
上記の実施態様では、ディスプレイ固有校正情報３３を組み入れ、これによりエンコード曲線３１を得るために独立の手続きが希望トータル応答曲線２８を調整する（例えば上記のブロック１１２を参照）。例を挙げるという目的のためには有益であるけれども、これは必要なことではない。或る実施態様では、（例えばブロック１０８で）抽出され（例えばブロック１１０で）ディスプレイ変調層制御値２５Ｂの利用可能な範囲にマッピングされる知覚曲線２９のセクション１２がディスプレイ固有トータル希望応答曲線であるように、ディスプレイ固有校正情報３３は知覚曲線２９に前もって組み入れられても良い。非限定的な例を挙げると、別々の輝度範囲のために幾つかの前もって校正された知覚曲線が提供されて良く、その前もって校正された知覚曲線のうちの特定の１つが期待輝度値（例えばＹ_ＭＡＸ、Ｙ_ＭＩＮ等）に基づいて選択され得る。

【0057】

上記の実施態様では、知覚曲線の抽出される曲線セクションは、最小および最大の期待輝度値または理想輝度値（例えばＹ_ＭＩＮ、Ｙ_ＭＡＸ）の両方の推定値に基づき、光源変調器制御値２５Ａに基づいて決定される。或る実施態様では、最小輝度値（Ｙ_ＭＩＮ）の推定は固定され得る（例えば、期待または理想最小輝度（Ｙ_ＭＩＮ）の推定値はＹ_ＭＩＮ＝０または他の何らかの適切な定数に等しいＹ_ＭＩＮにセットされ得る）。

【0058】

上記の実施態様では、画像を表示する方法は二重変調器ディスプレイと関連して記載されており、その特定の例が図６に示されている。他の実施態様では、本発明は、変調器を１つだけ有するけれどもいわゆる“ブライトネス”制御（例えばユーザ設定可能なブライトネス入力）を有するディスプレイにおいて実施され得る。そのような実施態様では、知覚曲線の対応するセクションの抽出は、該ブライトネス制御の特定の設定値に対応する最小期待輝度値および最大期待輝度値（例えばＹ_ＭＩＮ、Ｙ_ＭＡＸ）を推定することに基づくことができる。知覚曲線の抽出されたセクションは、次に、ディスプレイ変調器制御値の利用可能な範囲にマッピングされ、エンコード曲線を生成するために校正され、上記実施態様と同様の仕方でディスプレイ変調器制御値を生成するために画像データに適用され得る。

【0059】

叙上の全体にかんがみて、本発明は多くの態様を有する。それらの態様は、限定無しで、下記を含む。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】