(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
個々に制御可能な照明素子を備えたバックライトアレイと、上記個々に制御可能な照明素子からの光の透過率を制御するライトバルブとを備えた液晶表示装置に画像を表示する方法であって、
上記個々に制御可能な照明素子には、第１のカラー照明素子と、この第１のカラー照明素子とは異なる色を有し、且つ、隣接する第２のカラー照明素子と、が含まれており、
上記第１のカラー照明素子および上記第２のカラー照明素子の一方は、緑色ＬＥＤであり、
入力された画像データに基づく上記照明素子の駆動値を、点像分布関数を用いた上記画像データの畳み込みにより得られた画像に基づいて、上記第１のカラー照明素子の駆動値および上記第２のカラー照明素子の駆動値の遷移が平滑化されるように修正して上記バックライトアレイに供給し、
上記入力された画像データと、上記バックライトアレイに供給される修正された上記照明素子の駆動値とに基づいて、上記ライトバルブを駆動することを特徴とする液晶表示装置に画像を表示する方法。
【請求項２】
上記第１のカラー照明素子および上記第２のカラー照明素子の残りの一方が青色ＬＥＤであり、
点像分布関数を用いた上記緑色ＬＥＤの畳み込みにより得られた上記バックライトアレイにおける上記緑色ＬＥＤの評価値に基づいて、上記青色ＬＥＤの駆動値の増加加重値を算出して、上記青色ＬＥＤの駆動値を増加させることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置に画像を表示する方法。
【請求項３】
上記バックライトアレイに供給される上記照明素子の駆動値において、上記緑色ＬＥＤの駆動値を低減させて、上記緑色ＬＥＤからの緑色光の青色フィルタからの漏洩を補正することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置に画像を表示する方法。
【請求項４】
上記青色ＬＥＤの駆動値の増加加重値が反映されたマップをぼかしカーネルを用いて畳み込みをすることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の液晶表示装置に画像を表示する方法。
【請求項５】
個々に制御可能な照明素子を備えたバックライトアレイと、上記個々に制御可能な照明素子からの光の透過率を制御するライトバルブと、入力された画像データを修正してライトバルブにデータを供給するための第１の修正器と、上記入力された画像データを修正してバックライトアレイにデータを供給するための第２の修正器と、を備えた液晶表示装置であって、
上記バックライトアレイの上記個々に制御可能な照明素子には、第１のカラー照明素子と、この第１のカラー照明素子とは異なる色を有し、且つ、隣接する第２のカラー照明素子と、が含まれており、
上記第１のカラー照明素子および上記第２のカラー照明素子の一方は、緑色ＬＥＤであり、
上記第２の修正器は、上記入力された画像データに基づく上記照明素子の駆動値を、点像分布関数を用いた上記画像データの畳み込みにより得られた画像に基づいて、上記第１のカラー照明素子の駆動値および上記第２のカラー照明素子の駆動値の遷移が平滑化されるように修正して上記バックライトアレイに供給し、
上記第１の修正器は、上記入力された画像データと、上記バックライトアレイに供給される修正された上記照明素子の駆動値とに基づいて、修正されたライトバルブの駆動値を上記ライトバルブに供給することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
上記第１のカラー照明素子および上記第２のカラー照明素子の残りの一方が青色ＬＥＤであり、
上記第２の修正器においては、点像分布関数を用いた上記緑色ＬＥＤの畳み込みにより得られた上記バックライトアレイにおける上記緑色ＬＥＤの評価値に基づいて、上記青色ＬＥＤの駆動値の増加加重値を算出して、上記青色ＬＥＤの駆動値を増加させることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
上記第２の修正器においては、上記バックライトアレイに供給される上記照明素子の駆動値において、上記緑色ＬＥＤの駆動値を低減させて、上記緑色ＬＥＤからの緑色光の青色フィルタからの漏洩を補正することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト型表示装置および方法に関し、さらに具体的には、性能特性が改善されたバックライト型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示（ＬＣＤ）パネルまたはＬＣＯＳ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ）表示装置の局所的な透過率は、バックライト型光源から発してパネルのある領域を通過する光の強度を調整するために変化させることができ、こうすることによって、表示強度を変化させることが可能な画素を形成する。光源からの光がパネルを通過して観察者に到達するのか、あるいはブロックされるのかは、ライトバルブ内の液晶の分子の向きによって決定される。
【０００３】
液晶は発光しないので、可視表示を行うには外部の光源が必要である。小型で安価なＬＣＤパネルは、パネルを通過した後に反射されて観察者に向かって進む光に依存することが多い。パネルが完全に透明ではないので、この光のかなりの部分がパネルを通過中に吸収されて、このタイプのパネルに表示される画像は、最高の照明条件でなければ視認しにくいことがある。一方で、コンピュータの表示装置およびビデオスクリーンに使用されるＬＣＤパネルは、通常、パネルの側面または背面に蛍光灯または発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイが設置されたバックライト型である。光のレベルがより一様な表示装置を提供するために、これらの点または線光源からの光は、通常拡散パネル内で拡散され、その後、観察者に到達する透過を制御するライトバルブに入射する。
【０００４】
ライトバルブの透過率は、１対の偏光板の間に挟まれた液晶の層によって制御される。第１の偏光板に入射する光源からの光は、複数の平面上で振動する電磁波を含んでいる。この光の、偏光板の光学軸の面上で振動する部分だけが、偏光板を通過する。ＬＣＤにおいて、第１の偏光板および第２の偏光板の光学軸は、第１の偏光板を通過した光が、通常、第１の偏光板と対をなす第２の偏光板を通過できずブロックされるような角度をなすように構成されている。ただし、液晶の分子の層の物理的な向きは制御可能であり、また、層を横断する分子コラムを通過する光の振動面は、偏光板の光学軸と同じ方向を向くように、または同じ方向を向かないように回転可能である。同様にしてノーマリーホワイトを用いてもよいことは理解できるであろう。
【０００５】
セルギャップの壁を形成する第１の偏光板および第２の偏光板の表面には溝が形成されており、その結果、セルギャップの壁のすぐ隣の液晶の分子は溝と同じ方向を向き、こうすることによって、それぞれ対応する偏光板の光学軸と同じ方向を向く。分子力によって、隣り合う液晶分子は互いに同じ方向を向こうとし、その結果、セルギャップを横断するコラム内の分子の向きがコラムの長さ方向にわたって捻れる。同様に、この分子コラムを通過する光の振動面が「捻られ」て、第１の偏光板の光学軸から第２の偏光板の光学軸へ向きを変える。液晶がこの向きにあると、光源からの光は、半透明のパネルアッセンブリーの、対をなす上記２枚の偏光板を通過して、パネルの前側から見た場合に明るく見える表示面の領域を形成する。溝を省略できる構成が可能であることは理解できるであろう。
【０００６】
画素を暗くして画像を生成するためには、通常、電圧が薄膜トランジスタによって制御され、セルギャップの一方の壁に積層された電極アレイ内の電極に印加される。この電極に隣り合う液晶分子は、電圧が形成する電界によって引きつけられて、電界と同じ方向を向くように回転する。液晶の分子が電界によって回転すると結晶のコラムの「捻れがほどけ」て、セルの壁に隣り合う、対応する偏光板の光学軸と同じ方向を向いていた結晶の光学軸が回転して光学軸と同じ方向を向かなくなる。この結果、ライトバルブの局所的な透過率、および対応する表示画素の明るさが徐々に低下する。カラーＬＣＤ表示装置は、表示画素を構成する複数の原色（通常、赤、緑、および青）の素子１つずつについて、透過する光の強度を変化させることによって得られる。
【０００７】
ＬＣＤは、ＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ  ｒａｙ  ｔｕｂｅ；陰極線管）に比べて明るく、解像度が高いカラー画像が生成でき、さらに薄型で軽く、しかも消費電力が少ない。その結果、ＬＣＤは、ポータブルコンピュータ、デジタル式時計、電気器具、ＡＶ機器などの電子機器の表示装置として広く用いられている。一方で、「高級市場」（例えばビデオおよびグラフィックアート）の一部におけるＬＣＤの使用は伸び悩んでおり、その理由の１つとして、ＬＣＤの性能が限られていることがある。
【０００８】
したがって、必要とされているのは、ぼやけの少ない液晶表示装置である。
【発明の概要】
【０００９】
個々に制御可能な照明素子のバックライトアレイと、この個々に制御可能な照明素子に対応するライトバルブとを備えた液晶表示装置上に画像を表示する方法が開示される。この方法は、画像の入力を受け、該画像を修正してライトバルブにデータを供給し、該画像を修正してバックライトアレイにデータを供給し、このバックライトアレイは互いに異なる複数のカラー照明素子を備え、第１のカラー照明素子と、この第１のカラー照明素子とは異なる色を有し、隣接する第２のカラー照明素子との間のクロストークを低減するために、該バックライトアレイに供給されるデータが、第１のカラー照明素子の値と第２のカラー照明素子の値とのうちの少なくとも一方の値の修正の制約に少なくとも部分的に基づいて生成され、該個々に制御可能な照明素子に対応する、ライトバルブに供給されるデータが、画像にとって望ましい照明の提供に適している。
【００１０】
個々に制御可能な照明素子のバックライトアレイと、この個々に制御可能な照明素子に対応するライトバルブとを備えた液晶表示装置上に画像を表示する方法が開示される。この方法は、画像の入力を受け、該画像を修正してライトバルブにデータを供給し、該画像を修正してバックライトアレイにデータを供給し、該バックライトアレイに供給されるデータが、照明素子の値が閾値未満であって、かつ、複数の照明素子の値の近傍の少なくとも１つの隣接する照明素子の値が十分に大きな値であれば、閾値未満の照明素子の値を増加させるという制約に少なくとも部分的に基づいて生成され、該個々に制御可能な照明素子に対応する、ライトバルブに供給されるデータが、画像にとって望ましい照明の提供に適している、方法。
【００１１】
個々に制御可能な照明素子のバックライトアレイと、この個々に制御可能な照明素子に対応するライトバルブとを備えた液晶表示装置上に画像を表示する方法が開示される。この方法は、画像の入力を受け、該画像を修正してライトバルブにデータを供給し、該画像を修正してバックライトアレイにデータを供給し、該バックライトアレイに供給されるデータが、望ましい値を決定するために、非反復的な手法に基づいて生成される。
【００１２】
個々に制御可能な照明素子のバックライトアレイと、この個々に制御可能な照明素子に対応するライトバルブとを備えた液晶表示装置上に画像を表示する方法が開示される。この方法は、画像の入力を受け、該画像を修正してライトバルブにデータを供給し、該画像を修正してバックライトアレイにデータを供給し、該ライトバルブに供給されるデータが、ほぼ線形のデータからほぼ非線形のデータに修正され、該バックライトアレイに供給されるデータが、ほぼ線形のデータからほぼ非線形のデータに修正され、ステップ（ｄ）のデータおよびステップ（ｅ）のデータが修正されて、その結果ほぼ非線形のデータの差を生成し、ステップ（ｆ）の非線形のデータの差が、ほぼ非線形のデータからほぼ線形のデータに修正され、ステップ（ｇ）のデータがバックライトアレイに供給され、該照明素子に対応する、ライトバルブに供給されるデータが、画像にとって望ましい照明の提供に適している。
【００１３】
個々に制御可能な照明素子のバックライトアレイと、この個々に制御可能な照明素子に対応するライトバルブとを備えた液晶表示装置が開示される。本表示装置は、画像の入力を受けるための入力器と、画像を修正してライトバルブにデータを供給するための第１の修正器と、画像を修正してバックライトアレイにデータを供給するための第２の修正器とを備え、該バックライトアレイが互いに異なる複数のカラー照明素子を有し、第１のカラー照明素子と、この第１のカラー照明素子とは異なる色を有し、隣接する第２のカラー照明素子との間のクロストークを低減するために、該バックライトアレイに供給されるデータが、第１のカラー照明素子の値と第２のカラー照明素子の値とのうちの少なくとも一方の値の修正の制約に少なくとも部分的に基づいて生成され、該個々に制御可能な照明素子に対応する、ライトバルブに供給されるデータが、画像にとって望ましい照明の提供に適している。
【００１４】
本発明の、前述およびその他の目的、特徴、および長所は、添付の図面を参照しながら、本発明の以下の詳細な説明を考慮すれば容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】液晶表示装置（ＬＣＤ）の概略図である。
【図１Ｂ】液晶表示装置（ＬＣＤ）の概略図である。
【図２】バックライトの複数の光源素子の照明を調整するためのドライバの一例の概略図である。
【図３】ＬＣＤシステムの構成の一例を示している。
【図４】ハイダイナミックレンジ画像処理法を示している
【図５】ＬＥＤの駆動値およびＬＣＤの駆動値を示している。
【図６】トーンマッピングを示している。
【図７】ＬＥＤのＰＳＦを示している。
【図８】シングルパスＬＥＤ駆動方式を示している。
【図９】誤差拡散を示している。
【図１０】ハロー効果によるアーティファクトを示している。
【図１１】カラークロストークを示している。
【図１２】カラークロストークを低減する手法を示している。
【図１３】ＬＣＤの逆ガンマ補正を示している。
【図１４】本発明の方法で使用するためのＬＣＤ装置を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１Ａに示すように、バックライト型表示装置２０は、一般に、バックライト２２、拡散素子２４、およびライトバルブ２６（図中「｛」で示した）を備え、このライトバルブ２６は、バックライト２２から出て、パネル２８の前側で表示された画像を見ているユーザに到達する光の透過率を制御する。ライトバルブは、通常液晶装置を備え、画像素子または画素の光の透過率を電子的に制御するように構成されている。液晶は発光しないので、可視画像を表示するためには外部の光源が必要である。小型かつ安価なＬＣＤの光源（例えばデジタル式時計や計算機などで使用される光源）は、パネルを通過した後にパネルの背面で反射された光であってもよい。同様に、ＬＣＯＳ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ）デバイスは、ライトバルブの背面で反射された光を利用して表示画素を照明する。ただし、ＬＣＤはアッセンブリーを通過する光の相当大きな割合を吸収する。したがつて、蛍光性発光チューブを備えたバックライト２２または光源アレイ３０（例えば、図１Ａに示す発光ダイオード（ＬＥＤ）および図１Ｂに示す蛍光灯）などの人工的な光源が、十分な明るさの画素を形成して非常に視認性の高い画像を実現する、または照明条件が悪い中で表示を照明するために有用である。光源３０は、表示装置の各画素について設けられていなくてもよい。したがって、一般的な点光源（例えばＬＥＤ）または一般的な線光源（例えば蛍光灯）からの光は、通常、パネル２８の前側の面がより一様に照明されるように、拡散パネル２４によって拡散される。
【００１７】
バックライト２２の光源３０から放射される光は、ランダムな平面上で振動する電磁波を含んでいる。偏光板の光学軸の面上で振動する光波だけが、偏光板を通過する。ライトバルブ２６は、通常は光学軸が光が上記の対をなす偏光板を通過できない角度をなすように配置された、第１の偏光板３２および第２の偏光板３４を有する。画像はＬＣＤで表示可能であるが、これは、第１の偏光板３２と第２の偏光板３４との間に挟まれた液晶層３６の局所領域を電気的に制御して、偏光板の光学軸に対する光の振動面の向きを変更することができ、こうすることによって、表示画素のアレイ中の個々の画素３６に対応する、パネルの局所領域の透過率を調整することができるからである。
【００１８】
液晶分子の層３６はセルギャップを満たし、このギャップには、第１の偏光板３２および第２の偏光板３４の表面によって壁が形成されている。セルギャップのこの壁はラビング処理を受けて、対応する偏光板の光学軸と同じ方向に延びる極小サイズの溝が形成される。この溝によって、セルギャップの壁に隣接する液晶分子の層は、対応する偏光板の光学軸と同じ方向を向く。セルギャップを横断する分子コラム中の隣り合う各分子は、分子力によって、隣接する分子と同じ方向を向こうとする。その結果、液晶分子からなる捻れた無数のコラムが、セルギャップの両面間をつなぐように液晶層に形成されることになる。光源素子４２に由来し、第１の偏光板３２を通過した光４０が液晶コラムの半透明の各分子を通過すると、その振動面には捻れが生じ、その結果、光がセルギャップの向こう側に到達する際には、振動面が第２の偏光板３４の光学軸と同じ方向を向いている。第２の偏光板３４の光学軸の面上で振動する光４４は第２の偏光板を通過して、表示装置２８の前側に明るい画素３８を形成する。
【００１９】
画素２８を暗くするためには、電圧が、セルギャップの壁に積層された複数の透明電極の矩形のアレイの空間的に対応する電極に印加される。この結果生じる電界によって、電極に隣接する液晶分子は、電界と同じ方向を向こうとして回転する。回転によって分子コラムの捻れがほどけ、電界の強度が上昇し、ライトバルブ２６の局所的な透過率が低下するにつれて、光の振動面は偏光板の光学軸からずれる方向に徐々に回転する。ライトバルブ２６の透過率が低下するにつれて、画素２８は、光源４２からの光４０の最大消光が得られるまで徐々に暗くなる。カラーＬＣＤ表示装置は、表示画素を構成する複数の原色（通常、赤、緑、および青）の素子１つずつについて、透過する光の強度を変化させることによって得られる。各構造物について、他の構成を同様に用いてもかまわない。
【００２０】
本ＬＣＤは、各画素の切り替えスイッチとしてトランジスタを使用し、フレーム期間中は表示画像がホールドされる表示方法（以下の記載では「ホールド型表示」と称する）を採用する。一方、ＣＲＴ（以下の記載では「インパルス型表示装置」と称する）は、選択後にただちに暗くなる画素を有している。暗くなった画素は、ＣＲＴのようなインパルス型表示装置の場合であれば６０Ｈｚで書き込まれる、動画のフレームとフレームとの間に表示される。つまり、暗くなった画素の黒色が、画像が表示される期間を除いて表示され、動画の１つのフレームが、それぞれ観察者に対して独立した画像として表示される。したがって、インパルス型表示装置においては、画像か鮮明な画像として観察される。このように、ＬＣＤは、画像表示における時間軸ホールド特性においてＣＲＴと根本的に異なる。したがって、動画がＬＣＤに表示される際には、例えば画像のぼやけなどの画像の劣化が起こる。このぼやけ効果の主な原因は、たとえ画像を例えば６０Ｈｚの離散的ステップで書き込んだとしても、観察者が動画の運動しているオブジェクトを追う（観察者の眼球の動きが追っかける運動である）ことから生じる。眼球は、たとえ運動しているオブジェクトが「ホールド型」のように離散的に表示されても、特徴的に、このようなオブジェクトを滑らかに追おうとするのである。
【００２１】
ホールド型表示装置では、動画の１つのフレームの表示された画像は、１フレーム期間中ホールドされ、対応する期間中静止画像として観察者に対して表示される。したがって、観察者の眼球は運動しているオブジェクトを滑らかに追うが、表示された画像は１フレーム期間中静止したままである。したがって、シフトされた画像が、運動しているオブジェクトの速さに合わせて観察者の網膜に対して表示される。このように、画像は、眼が統合することによって、観察者にとってはぼやけて見えるのである。さらに、観察者の網膜に表示される画像間の変化は速さの増加にともなって増大するので、このような画像はさらにぼやける。
【００２２】
バックライト型表示装置２０では、バックライト２２が局所的に制御可能な光源３０のアレイを備えている。バックライトの個々の光源３０は発光ダイオード（ＬＥＤ）、蛍光物質とレンズとの構造体、またはその他の適切な発光デバイスであってもよい。さらに、バックライトは互いに独立して制御可能な１組の光源（例えば１つ以上の冷陰極線管）を備えていてもよい。発光ダイオードは「白色」であってもよく、および／またはバックライトアレイが異なる色の複数の照明素子を備えるように、異なる色の発光ダイオードであってもよい。バックライトアレイ２２の各光源３０は独立して制御可能であって、他の光源が出力する光の輝度レベルから独立した輝度レベルで光を出力でき、その結果、任意の適した信号に応じて光源を調整することができる。同様に、空間的および／または時間的な光の調整を実現するために、膜または物質をバックライトの上に重ねてもよい。
【００２３】
図２に示すように、アレイ２２の光源３０（図示したＬＥＤ）は通常、矩形のアレイの行（例えば行５０Ａおよび行５０Ｂ、図中「［」で示した）および列（例えば列５２Ａおよび列５２Ｂ、図中「［」で示した）に配置される。バックライトの光源３０の出力は、バックライトドライバ５３によって制御される。光源３０は、列選択トランジスタ５５を作動させることによって素子列５２Ａまたは５２Ｂを選択し、選択された列の選択された光源３０をグラウンド５６に接続することによって、素子に電力を供給する光素子ドライバ５４によって駆動される。データ処理ユニット５８は、表示する画像の画素のデジタル値を処理し、光ドライバ５４に信号を供給して、表示画素に対応する適切な光源３０を選択し、適切なレベルの光源照明を生成する電力レベルで光源を駆動する。
【００２４】
図３は、液晶パネル内部の典型的なデータ経路のブロック図を示している。ビデオソース（ビデオデータ）１００は、例えば、テレビ放送、インターネット接続、ファイルサーバー、ＤＶＤ、コンピュータ、オンデマンド・ビデオ、または放送などの任意の適したソースから供給すればよい。ビデオソース１００は、走査およびタイミング生成器１０２に供給され、ここでビデオソースが表示装置における表示に適したフォーマットに変換される。多くの場合、データの各ラインは、表示装置の時間的応答性の遅れを補正するために、フレームバッファ１０６とともに、オーバードライブ部１０４に供給される。オーバードライブ部は、所望であれば、本質的にはアナログ式であってもよい。好ましくは、オーバードライブ部１０４からの信号がデータドライバ１０８において電圧値に変換され、この電圧値が表示装置の各データ電極に出力される。生成器１０２は、さらに、ゲートドライバ１１０にクロック信号を供給し、こうすることによって１行ずつ選択し、データ電極に印加された電圧データを表示装置の各画素の蓄積容量に記憶する。生成器１０２は、さらに、バックライトコントローラ１１２にバックライト制御信号を供給して、バックライトの輝度のレベル、および／または（例えば、画像コンテンツに基づいて、および／または表示装置の異なる領域では空間的に異なる）空間的に非一様なバックライトの場合に供給される光の色または色バランスを制御する。
【００２５】
液晶表示装置は、偏光板の消光比および液晶物質の欠陥が原因となり、ダイナミックレンジが限定されている。ハイダイナミックな画像を表示するために、解像度が低い発光ダイオード（ＬＥＤ）のバックライトシステムを使用して、液晶物質に供給される光を調整してもよい。ＬＥＤとＬＣＤとの組み合わせによって、非常にハイダイナミックレンジな表示が実現可能である。コストが原因で、ＬＥＤは、通常ＬＣＤに比べて空間解像度が低い。解像度が低いＬＥＤのために、この技術に基づくハイダイナミックレンジ表示装置は、高い空間解像度を有するハイダイナミックパターンが表示できないが、非常に明るい画像（＞２０００ｃｄ／ｍ２）と非常に暗い画像（＜０．５ｃｄ／ｍ２）とを両方同時に表示することはできる。ヒトの眼は局所領域では限られたダイナミックレンジしか有しておらず、また、視覚マスキングを使えば、ヒトの眼は、空間周波数が高いコンテンツのダイナミックレンジが限定されていることをほとんど知覚できないので、高い空間解像度のハイダイナミックレンジを表示することができないことは、深刻な問題ではない。
【００２６】
図４は、空間解像度ガ高いハイダイナミックレンジ（ＨＤＲ）画像を解像度が相対的に低い発光ダイオード（ＬＥＤ）の画像および高解像度の液晶表示装置の画像に変換する、１つの既存の手法を示している。輝度はＨＤＲ画像から抽出される。そして、抽出された輝度は、ローパスフィルタにかけられて、ＬＥＤアレイの解像度までサブサンプリングされる。このフィルタリングおよびサブサンプリング済み画像に、クロストークの影響を低減する処理を行ってもよい。クロストーク補正済みの画像は、ラスタデコーダに送られて、ＨＤＲ表示装置のＬＥＤ層上に表示されてもよい。
【００２７】
アップサンプリング後のＬＥＤ画像に対してＬＥＤの点像分布関数を用いて畳み込みを行うことによって、望ましいバックライト画像を予測してもよい。ＬＣＤ画像は、予測したバックライト画像を用いてもとのＨＤＲ画像を分割し、シミュレート済みバックライトを得ることによって、導出される。最終的に表示される画像はＬＥＤバックライトによる画像とＬＣＤの透過率との積であるから、この手法でもとのＨＤＲ画像が再生できる。残念なことに、この手法を用いた結果得られる表示画像は、空間的な広がりについて限定された、限定的な明るい鏡面ハイライトを有する傾向がある。したがって、多数のＨＤＲ画像が、極めて明るいが、空間的な広がりについては非常に小さな鏡面ハイライトを含んでおり、これらのＨＤＲ画像は表示装置上で十分に表現されないことがある。
【００２８】
ローパスフィルタリングのプロセスによって、この鏡面ハイライトに汚れが付き、その結果、対応するＬＥＤはより低い値を有すると考えられた。従来、ローパスフィルタリングのプロセスにおいて失われる空間的な詳細は、いずれも、分割操作においてリカバリすることができると考えられたこともある。フィルタリングステップで失われた任意の空間的な詳細は、理論的には、ＬＣＤ画像では分割操作によってリカバリ可能であるが、ＬＣＤは、レンジが限られているので（透過率が１を超えられない）、明るい鏡面ハイライトをリカバリできないことがわかる。したがって、ＨＤＲはこの明るいハイライトを表示することができるが、鏡面ハイライトは最終的な表示画像において失われる。
【００２９】
ローパスフィルタリングは、極端に明るくも暗くもない画像の領域についてはうまく機能すると考えられた。そこで、もう１つの基準を使用して、ローパスフィルタリングが例外的に非効果的な領域を扱ってもよい。ローパスフィルタ済み画像を用いたＬＥＤ画像の導出に加えて、本システムは、さらに、ＬＣＤの最大透過率によって分割されるＨＤＲ画像における極大値である最大値画像（または、有意な値が存在する領域に関連するある値）を使用してもよい。
【００３０】
さらに、ＬＥＤの点像分布関数（ＰＳＦ）における大きな分布の結果、画像のポテンシャルコントラスト比（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｒａｔｉｏ）の減少が起き、この分布によって表示装置の電力消費量を最小化することはできないと考えられた。コントラスト比を改善するために、上記手法を修正して用いてＬＥＤの駆動値を導出し、より高いコントラストをバックライト画像において達成してもよい。その結果得られる、コントラストがより高いバックライト画像は、高解像度のＬＣＤ画像と組み合わせると、さらに非常にハイダイナミックな表示レンジを生成し、ＬＥＤバックライトの電力消費量を低減する。
【００３１】
研究をさらに進めると、動画は、考えていたよりも頻繁にフリッカ、つまり表示出力の変動を起こす傾向があることがわかった。表示装置の特定の構成（具体的には、ＬＥＤアレイと組み合わせたＬＣＤ）を考慮すると、ＬＣＤ層の時間的応答性は、フリッカの発生の仕方において、ＬＥＤアレイとは異なると考えられた。一般に、ＬＥＤは、ＬＣＤ層よりずっと速い時間的応答性を有する。さらに、フリッカの原因となるこれらの誤差は、点像分布関数の近似における精度の低さに起因しているのかもしれないが、これは個々の表示装置および個々のＬＥＤによって変化する可能性がある。さらに、ＬＥＤアレイの粗い特性によって、ＬＥＤ値の選択が粗くなる（一般にオンおよびオフ）傾向がある。
【００３２】
図１は、ＬＥＤ層をＬＣＤのバックライトとして用いるＨＤＲ表示装置の概略図を示している。ＬＥＤアレイからの光は拡散層を通過し、ＬＣＤを照らす。バックライト画像は次式によって与えられる。
【００３３】
【数１】
0005568088.tif 000002
【００３４】
式中、ＬＥＤ（ｉ，ｊ）は各ＬＥＤのＬＥＤ出力レベルであり、ｐｓｆ（ｘ，ｙ）は拡散層の点像分布関数である。「＊」は畳み込み演算を表わす。バックライト画像は、ＬＣＤによってさらに調整される。
【００３５】
表示画像は、ＬＥＤバックライトとＬＣＤの透過率ＴＬＣＤ（ｘ，ｙ）との積である。つまり、次式が成り立つ。
【００３６】
【数２】
0005568088.tif 000003
【００３７】
ＬＥＤとＬＣＤとを組み合わせることによって、表示装置のダイナミックレンジは、ＬＥＤのダイナミックレンジとＬＣＤのダイナミックレンジとの積になる。記載を簡単にするために、記述には、０〜１に限定した、正規化済みのＬＣＤおよびＬＥＤの出力を使用することがある。
【００３８】
図５は、入力されたＨＤＲ画像９００を、修正済みデータをバックライトアレイに入力することによって、解像度が比較的低いＬＥＤ画像９０２に変換（修正）し、修正済みデータをライトバルブに入力することによって、解像度が比較的高いＬＣＤ画像９０４に変換（修正）する手法の一例を示している。ＬＣＤの解像度はｍ×ｎ個の画素であり、各画素は、黒を表わす０から、最大透過率を表わす１までの範囲の値を取る。ＬＥＤの解像度は、Ｍ×Ｎであり、Ｍ＜ｍ、Ｎ＜ｎである。記載を簡単にするために、ＨＤＲ画像はＬＣＤと同じ解像度を有すると仮定する。ＨＤＲ画像が異なる解像度を有していれば、スケーリングまたはクロッピングのステップを使用して、ＨＤＲ画像をＬＣＤ画像の解像度に変換していてもよい。
【００３９】
ＨＤＲ画像は、例えばｓＲＧＢ色空間では、１次元ルックアップテーブル９０１を用いて直線化されてもよい。直線化されたＨＤＲ画像は、拡散スクリーンの点像分布関数（または他の関数）を用いてローパスフィルタにかけられ、中間解像度（Ｍ１×Ｎ１）９０６にまでサブサンプリング（ダウンサンプリング）される。中間解像度の一例としては、ＬＥＤの解像度の８倍（８Ｍ×８Ｎ）があげられる。サブサンプリング済み画像の余分な解像度を利用して、複数のビデオフレームにわたって運動しているオブジェクトによって発生するフリッカを低減し、鏡面ハイライトを保存してもよい。ビデオ画像中に運動が発生する際には、ＬＥＤマトリクス中の余分なデータポイントを用いて、ＬＥＤ値の遷移を平滑化することもできるようになる。こうすることによって、あるＬＥＤ（例えば、第１のカラー照明素子）の値を徐々に増加させるにつれて、これに隣接するＬＥＤ（例えば、第１のカラー照明素子とは異なる色を有する第２のカラー光素子）の値を徐々に低下させることが容易になり、変化がより急激であれば発生するであろう画像のフリッカの発生が低減する。この形態の「動きの制約」を使用することによって、第１のカラー照明素子と第２のカラー照明素子との間のクロストークが低減可能である。
【００４０】
ローパスフィルタリングおよびサブサンプリングを受けた画像９１０の各画素ブロックについて、ブロックの最大値９１２（または他の適切な値）が選択される。所望であれば、各ブロックの処理は、各ブロック間での重畳を伴う中間解像度に対応してもよい。つまり、ブロックサイズは（１＋ｋ）＊（ｍ／Ｍ×ｎ／Ｎ）であってもよい。なおこの式中、ｋ（＝０．２５）は重畳率である。各ブロックについてブロック最大値（または他の適切な値）を使用して、ＬＥＤｍａｘの画像（Ｍ×Ｎ）９１４が形成される。任意の適切な手法を使用して、画素の位置、領域、および／または隣接する領域に基づいて、各地点について最大値（または他の適切な値）を規定してもかまわないことは理解できるであろう。
【００４１】
ローパスフィルタリングおよびサブサンプリングを受けた画像９１０の各画素ブロックについて、ブロック平均値９１６（または他の適切な値）が選択される。所望であれば、各ブロックの処理は、各ブロック間での重畳を伴う中間解像度に対応してもよい。つまり、ブロックサイズは（１＋ｋ）＊（ｍ／Ｍ×ｎ／Ｎ）であってもよい。なおこの式中、ｋ（＝０．２５）は重畳率である。各ブロックについて平均値（または他の適切な値）を使用して、ＬＥＤｍｅａｎの画像（Ｍ×Ｎ）９１８が形成される。平均値の画像９１８は、レンジの中の暗い部分の複数の値を一様な領域において含んでいてもよく、低いバックライトレベルと組み合わせると、ＬＣＤは、一般に非透過型となるか、一般に完全に透過型となるかのいずれかの傾向がある。ＬＣＤを極端な値で動作させると、入力にノイズが多い場合にはノイズが発生しやすい。平均値の画像９１８を改善し、結果として生じる視覚的なノイズを低減するためには、レンジ全体で暗領域に対するオフセットおよび非線形拡張を含む１次元ルックアップテーブル９２０を使用して、例えば図６に図示するように、暗領域における値を増加させてもよい。こうすることによって、オフセット平均トーン調整済み画像（ｏｆｆｓｅｔ  ｍｅａｎ  ｔｏｎｅ−ａｄｊｕｓｔｅｄ  ｉｍａｇｅ）９２２が得られる。任意の適切な手法を使用して、場所、領域、および／または隣接する領域に基づいて、各地点について平均値（または他の適切な値）を規定してもかまわないことは理解できるであろう。
【００４２】
これらの２つのＬＥＤ画像９１４および９２２から、ＬＥＤｍａｘ９１４およびＬＥＤｍｅａｎ９２２のうちいずれか大きな方が選択される９２４。大きな方の値を選択することが、ローパスフィルタリングを行うとダイナミックレンジが減少する傾向があることの原因の一部であり、こうしなければダイナミックレンジが表示装置で実現される。極大値を考慮すれば、鏡面ハイライトの保存の一助になる。所望であれば、鏡面ハイライトではない領域について、本システムは、ＬＣＤによって補正されるバックライトレベルを増加させて、ＬＣＤのトーン曲線の低い値の側での動作を保証してもよい。
【００４３】
最大値９２４の出力が、目標とするバックライトレベルであり、その大きさはアクティブバックライトのブロックの個数（Ｍ×Ｎ）と同じであってもよい。上述のように、強度の変動は一般にフリッカと称されるが、この変動がオブジェクトがＬＥＤの境界を超えて運動する際に観察されることがある。オブジェクトの運動によって、ＬＥＤの駆動値に急激な変化が発生する。理論的には、バックライトの変化は、ＬＣＤによって補正可能であるが、ＬＥＤとＬＣＤとの間のタイミングの違い、および補正値の算出において使用される点像分布関数とＬＥＤの実際の点像分布関数とのミスマッチが原因となって、小さな強度のばらつきが存在する。小さな強度ばらつきの中でも軽微なものは不具合とならないことが多いが、観察者の眼がオブジェクトを追う際には、バックライトの小さな変化が、周期的な不具合を起こす変動になる。変動の周期は、ビデオフレームレートと１フレームあたりのＬＥＤのブロック数で表わしたオブジェクトの移動の速さとの積である。オブジェクトが８個のビデオフレーム間に１つのＬＥＤのブロックをまたいで運動し、ビデオフレームレートが６０Ｈｚであれば、フリッカ周期は６０ｈｚ＊０．１２５＝７．５Ｈｚ。これは、フリッカに対するヒトの視覚の感度のピークに近く、その結果、非常に目障りなアーティファクトを発生させる。この動きに起因するフリッカを低減するために、本システムは、オブジェクトがＬＥＤグリッドを超えて運動する際に、急激なＬＥＤの変化を低減する動き適応型手法９２４を備えていてもよい。
【００４４】
動き適応型手法９２４は、ビデオ画像を、十分な動きが存在する領域と十分な動きが存在しない領域との２つのクラスに分類する、動き検出９２６を使用してもよい。動きのある領域では、ＬＥＤの駆動値の急激な変化が減少するように、バックライトのコントラストを低減してもよい。十分な動きが存在しない領域では、コントラスト比を改善し、電力消費を低減するために、バックライトのコントラストを保存してもよい。
【００４５】
動き検出は、サブサンプリング後の画像の段階でＭ１×Ｎ１の解像度で実施されてもよい。現フレームにおける値を、前フレームにおける対応するブロックと比較してもよい。この差か閾値より大きければ、このブロックを含んだバックライトのブロックは、動きの存在するブロックに分類される。好適な実施形態では、バックライトの各ブロックは８×８個のサブブロックを含んでいる。動き検出のプロセスを以下のように実施すればよい。
【００４６】
すなわち、各フレームについて、
（１）現フレームの入力画像におけるサブブロックの平均値を算出する。
（２）このフレームにおける平均値と前フレームのサブブロックの平均値との差が、閾値（例えば全レンジの５％）より大きければ、そのサブブロックを含んだバックライトのブロックを動きの存在するブロックに分類する。このようにして、第１の動きマップが形成される。
（３）この動きマップに対して形態的膨張処理（ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ  ｄｉｌａｔｉｏｎ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）を実施（動きの存在するブロックに隣接する静止ブロックを動きの存在するブロックに変更）して、拡大された第２の動きマップを生成する。
（４）各バックライトのブロックについて、動き検出の結果に基づいて動きステータスマップを次式のように更新する。
（ｉ）動きの存在するブロックである場合には、ｍＭａｐ（ｉ，ｊ）＝ｍｉｎ（４，ｍＭａｐ（ｉ，ｊ）＋１）であり、
（ｉｉ）さまなくば（静止ブロックである場合には）、ｍＭａｐ（ｉ，ｊ）＝ｍａｘ（０，ｍＭａｐ（ｉ，ｊ）−１）である。
【００４７】
ＬＥＤの駆動値は次式によって与えられる。
【００４８】
【数３】
0005568088.tif 000004
【００４９】
式中、ＬＥＤｍａｘは、現在のＬＥＤを中心とするウインドウ内でのＬＥＤの極大値である。一例としては、３×３のウインドウがあげられる。別の例としては、５×５のウインドウがあげられる。
【００５０】
別の実施形態では、動き評価を用いる。ウインドウは動きベクトルと同じ方向を向いている。この手法によって、ウインドウのサイズが低減され、動きのない方向ではコントラストが保存される。ただし、動きベクトルの計算は、動き検出に比べると複雑である。
【００５１】
より一様なバックライト画像を実現するために、ＬＥＤのＰＳＦがＬＥＤの間隙に比べて大きい。そのため、互いに近接するＬＥＤ素子間では、かなりのクロストークが発生する。ＬＥＤは、サイズがＭ１×Ｎ１、レンジが０〜１であってもよい。拡散スクリーンのＰＳＦは、より一様なバックライト画像を実現するために、通常ＬＥＤの間隙に比べて大きいので、互いに近接するＬＥＤ素子間では、かなりのクロストークが発生する傾向がある。図７は、ＰＳＦが特定のＬＥＤの境界を超えて延びる、一般的なＬＥＤのＰＳＦを示している。
【００５２】
拡散スクリーンのＰＳＦのために、どのＬＥＤも、隣接するすべてのＬＥＤからの寄与を受ける。数式（２）を用いてバックライトを算出することは可能であるが、あるＬＥＤ駆動信号が与えられたときに、目標とするバックライト画像を得るようなＬＥＤ駆動信号を導出することは、逆問題である。すなわち、これは不適切な逆畳み込み問題である。従来は、数式（３）に示す畳み込みカーネルを用いてＬＥＤ駆動信号を導出すればよかった。クロストーク補正カーネル係数（ｃ１およびｃ２）は負であり、隣接するＬＥＤからのクロストークを補正する。
【００５３】
【数４】
0005568088.tif 000005
【００５４】
クロストーク補正行列は、すぐ隣りのＬＥＤからのクロストークの影響を低減するが、得られるバックライト画像は、コントラストが低くて依然不正確である。さらに、切り捨てる必要があり、また、より多くの誤差の原因となり得る、レンジ外の駆動値を多数生成するという別の問題もある。
【００５５】
ＬＣＤ出力は１より大きくはなり得ないので、次式のように、バックライトが目標とする輝度より大きくなるように、ＬＥＤの駆動値が導出される。
【００５６】
【数５】
0005568088.tif 000006
【００５７】
数式（５）では、「：」を用いて、波括弧にはさまれた関数が所望のＬＥＤ値を取るような制約を表わしている。コントラスト比（ＣＲ）が漏洩によって限定されているため、ＬＣＤ（ｘ，ｙ）は一般に０にはなり得ない。目標とする値がＬＣＤの漏洩より小さい場合、ＬＥＤ値を低下させて暗輝度を再現することにより、この問題は解決される。
【００５８】
【数６】
0005568088.tif 000007
【００５９】
もう１つの特徴は、ＬＥＤ出力の合計が最小化または低減されるように、電力を節約することである。
【００６０】
【数７】
0005568088.tif 000008
【００６１】
フリッカは、少なくとも部分的には、ＬＣＤとＬＥＤとのミスマッチをともなったまま組み合わされたＬＥＤの非定常応答が原因となり得る。このミスマッチは、空間的なミスマッチでも、時間的なミスマッチでもあり得る。点オブジェクトがＬＥＤグリッドを通って運動する際にＬＥＤ出力全体の変動を低減することによって、フリッカを低減することができる。
【００６２】
【数８】
0005568088.tif 000009
【００６３】
式中、ｘ０およびｙ０は、ＬＥＤの中心からの距離である。このフリッカは、時間ＩＩＲフィルタリングによって、さらに低減することができる。
【００６４】
数式（６）、（７）、および（８）を満たすバックライト値を導出する、演算面で効率的な手法は、以下のステップを含んでいればよい。すなわち、
（１）ＬＥＤ＞０という制約の下で、ＬＥＤの駆動値を導出するシングルパス手法。
（２）後処理：駆動値がａ（最大値）を超えるＬＥＤについては、閾値処理を施して駆動値を１（または他の適切な値）にし、その後、誤差拡散法を用いて、誤差を隣接する各ＬＥＤに拡散する。
【００６５】
反復的な手法を用いてもかまわないが、ＬＥＤの駆動値を導出（つまり、バックライトアレイに供給するデータを導出；図５のブロック９２６を参照）する好ましい手法は、非反復的な手法であり、したがって、演算面ではより効率的である。好ましいシングルパス手法を図８に示す。新しいフレームの目標とするバックライト（ＢＬ）と前フレームのバックライト（ＢＬｉ−１）との差を、算出する。前フレーム（ＢＬｉ−１）のバックライトは、ＢＬバッファによって供給される。この差を、例えばＰＳＦの合計値の逆数の０．５倍〜２．０倍の範囲のスケーリング率でスケーリングしてもよい。新しい駆動値（ＬＥＤｉ）は、バックライトアレイに先に供給されたデータであるＬＥＤの前駆動値（ＬＥＤｉ−１）と前記のスケーリング処理を施した差との合計値である。バックライトに供給される新しいデータ（ＢＬｉ）は、新しいＬＥＤの駆動値とＬＥＤのＰＳＦとの畳み込みによって評価される。
【００６６】
好ましいシングルパス手法から導出されたＬＥＤ値は０未満の値を取っても、１を超える値を取ってもかまわない。ＬＥＤは０（最小値）と１（最大値）との間でしか駆動できないので、この範囲外の値は切り捨てて、０〜１の範囲に収めなければならない。切り捨てて０にしても、数式（４）は依然満たされるが、切り捨てて１にすると数式（４）は満たされない。このように切り捨てをすると、バックライトが不足する。１に対する不足分は、例えば図９に示すように、隣接する各ＬＥＤの駆動値を増加させることによって補正してもよい。こうすることによって、前のバックライト照明に関連する情報が、次のバックライトレベルを選択するために使用される。
【００６７】
後処理法を用いて、この切り捨てに関わる誤差を拡散させてもよい。具体的には以下のようにする。
（１）ｌｅｄｉ，ｊ＞１について
（２）ｔｍｐＶａｌ＝ｌｅｄｉ，ｊ−１
（３）ｌｅｄｉ，ｊ＝１と設定する。
（４）隣接する４つのＬＥＤを昇順で並べる。
（５）もし（ｍａｘ−ｍｉｎ＜ｍｉｎ（ｄｉｆｆＴｈｄ，ｔｍｐＶａｌ／２）であれば、隣接するＬＥＤをすべてｔｍｐＶａｌ／２倍に増加させる。
（６）そうでなければ、ｅｒｒＷｅｉｇｈｔ＊ｔｍｐＶａｌ＊２倍に増加させる。
【００６８】
ｅｒｒＷｅｉｇｈｔは、順位に基づいた誤差拡散係数の配列である。好適な実施形態では、ｅｒｒＷｅｉｇｈｔ＝［０．７５  ０．５  ０．５  ０．２５］であって、最大の係数は、駆動値が最も低い隣接するＬＥＤのための係数であり、最小の係数は、その駆動値を有する隣接するＬＥＤのための係数である。一般に、照明が比較的弱いＬＥＤの照明を増加させ、同時に、照明が比較的強いＬＣＤからの照明を低下させることによって、光がさらに得られ、その結果、全体の照明を変化させずに済む。
【００６９】
同様の拡散プロセスを用いて、誤差を角部にある隣接ＬＥＤ拡散させて、小さなオブジェクトの明るさをさらに増加させてもかまわない。
【００７０】
ＬＥＤの解像度はＬＣＤの解像度に比べると非常に低いので、ＬＥＤのＰＳＦにはかなりの量の分布がある。もとの画像に急峻な遷移が存在すると、暗領域のためのバックライトは、必要な量より大幅に高くなり、したがって、ＬＣＤ層が補正していてもよい。この補正には、少なくとも２つの問題がある。すなわち、（１）限定されたコントラスト比によって、正確な補正ができない、という問題と、（２）この補正が法線方向から見た場合にはうまく機能したとしても、ＬＣＤの透過率の角度に対する依存性のために、斜めの視野角ではうまく機能しない傾向がある、という問題である。ＬＥＤバックライトとＬＣＤとの間のこのミスマッチが原因となって、図１０に示すように、所望しないハロー効果によるアーティファクトが生じることがある。
【００７１】
このハロー効果によるアーティファクトを回避または低減する（図５のブロック９２８）ために、暗領域における急激なバックライトの変化を低減するように、ＬＥＤの駆動値を変化させてもよい。ハロー効果低減９２８の出力によって、ＬＥＤドライバ回路９３０に入力されるＬＥＤ画像９０２が生成される。
【００７２】
ＩＦ  ｌｅｄ（ｉ，ｊ）＜Ｈａｌｏ＿ｌｏｗ
Ｆｏｒ  （ｌ＝−ｈａｌｏ＿ｓｉｚｅ＿ｘ：ｈａｌｏ＿ｓｉｚｅ＿ｘ）
Ｆｏｒ  （ｋ＝ｈａｌｏ＿ｓｉｚｅ＿ｙ：ｈａｌｏ＿ｓｉｚｅ＿ｙ）
Ｉｆ  （ｌｅｄ（ｉ−ｋ，ｊ−ｌ）＞ｈａｌｏ＿ｈｉｇｈ）
ｄ＝ｓｑｒｔ（ｌ＊ｌ＋ｋ＊ｋ）
Ｌｅｄ（Ｉ，ｊ）＝ｌｅｄ（Ｉ，ｊ）＋ｈａｌｏ＿ｂｌｕｒ（ｄ）
Ｅｎｄ
Ｅｎｄ
Ｅｎｄ
Ｅｎｄ
こうすることによって、画素値（照明素子の値）が閾値未満であれば、本システムはその画素の近傍を見る。近傍に明るい画素があれば（つまり、十分に大きな値を有する光素子値の近傍に少なくとも１つの隣接する照明素子の値があれば）、本システムは、その明るい画素まだの距離に基づいて暗いスポットの値を増加させてもよい。明るい画素に近ければ近いほど、増加量を大きくする。この場合、光素子値の近傍には、少なくとも１つの隣接する照明素子が含まれる。光素子値の近傍に、少なくとも４つの隣接する照明素子を含むことも可能である。
【００７３】
もう１つのアーティファクトは、カラーＬＥＤとＬＣＤのカラーフィルタとの間のクロストークに起因するカラーハロー効果である。図１１は、青色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤを両方とも点灯しておいた状態での、青色（ＬＣＤ）チャンネルの測定スペクトルを示している。この例では、青色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤのうちの一方が第１のカラー照明素子であり、もう一方が第２のカラー光素子である。波長５２０ｎｍにおける二番目のピークは緑色ＬＥＤからのものである。このクロストークによって、緑色ＬＥＤと青色ＬＣＤとの積に比例する色シフトが発生する。
【００７４】
図１２に示すように、緑色ＬＥＤから青色ＬＣＤに対するクロストークを適切な手法を用いて低減してもよい。図１２に示した手法は、（１）点像分布関数（ＰＳＦ）を用いて緑色ＬＥＤを畳み込みすることによって、緑色バックライトを評価し、（２）青色の加重値を増加（青色ＬＥＤ増加加重値の算出）させ、（３）例えば図１２に示すようなぼかしカーネルを用いて畳み込みをすることによって、加重済みマップに対してぼかし処理を施し、（４）青色の加重値に基づいて、青色ＬＥＤを増加させ、（５）緑色ＬＣＤを低下させて青色フィルタの漏洩を補正する。同様に、緑色ＬＥＤから赤色ＬＥＤに対するクロストーク、青色ＬＥＤから緑色ＬＣＤに対するクロストーク、青色ＬＥＤから赤色ＬＣＤに対するクロストーク、赤色ＬＥＤから青色ＬＣＤに対するクロストーク、および赤色ＬＥＤから緑色ＬＣＤに対するクロストークを、適切な手法を用いて低減してもよい。
【００７５】
既存のシステムでは、ＬＣＤの透過率は、入力画像をバックライトによって割ることによって導出される。例えば
【００７６】
【数９】
0005568088.tif 000010
【００７７】
しかしながら、割り算は演算面では実行コストが高いので、次式のように、数式（９）の対数を取れば演算面では効率的である。
【００７８】
【数１０】
0005568088.tif 000011
【００７９】
ＬＥＤ画像９０２にアップサンプリングを施して、バックライトによる予測スケール９４０を生成してもよい。このアップサンプリングによる予測画像に対して、バックライト素子の点像分布関数９４２を用いて畳み込みを施してもよい。この場合、この畳み込みによって得られたデータにはＬＣＤサンプリング９４４までアップサンプリングが施され、バックライト密度が生成される。
【００８０】
１次元ルックアップテーブル（１Ｄ  ＬＵＴ）を使用して、例えばブロック９４６および９５４のように、線形の輝度値を密度値に変換してもよい（つまり「ほぼ線形」のデータから「ほぼ非線形」のデータに変換する）。ＬＣＤの密度は、バックライト密度９４６を画像密度９５４から減じてＬＣＤ密度９５６を得ることによって導出してもよい。換言すれば、ほぼ非線形のデータの差が結果として得られる。図１３に示すように、別の１Ｄ  ＬＵＴ９４８を使用して、ＬＣＤ密度９５６をコード値ドメインに変換してもよい。カラーハロー効果の補正９５０を１Ｄ  ＬＵＴ９４８の出力に対して適用して、ＬＣＤ画像９０４を得てもよい。ＬＣＤ画像９０４はＬＣＤドライバ回路９５２に供給され、その結果、ＬＣＤ画像が画像にとって望ましい照明の提供に適した画像になる。
【００８１】
上記各方法は、例えば図１４に示す液晶表示装置とも使用可能である。液晶表示装置は、個々に制御可能な照明素子のバックライトアレイと、この個々に制御可能な照明素子に対応するライトバルブとを含む。この表示装置は、画像の入力を受けるための入力器１０１０と、画像を修正してライトバルブにデータを供給するための第１の修正器１０２０と、画像を修正してバックライトアレイにデータを供給するための第２の修正器１０３０とを備え、該バックライトアレイが互いに異なる複数のカラー照明素子を有し、第１のカラー照明素子と、この第１のカラー照明素子とは異なる色を有し、隣接する第２のカラー照明素子との間のクロストークを低減するために、該バックライトアレイに供給されるデータが、第１のカラー素子の値と第２のカラー光素子の値とのうちの少なくとも一方の値の修正の制約に少なくとも部分的に基づいて生成され、該個々に制御可能な照明素子に対応する、ライトバルブに供給されるデータが、画像にとって望ましい照明の提供に適している。
【００８２】
ここで引用した参照文献はすべて参照によって引用されるものとする。
【００８３】
前述の明細書において使用された用語および表現は、ここでは記述のための言葉として使用されるのであって、限定のための言葉として使用されるのではない。また、このような用語および表現の使用において、図示および記載する特徴またはその一部の等価物を除外する意図はない。本発明の技術的範囲は、下記の請求項によってのみ規定および限定されるものである。
【図１Ａ】
0005568088.tif 000012
【図１Ｂ】
0005568088.tif 000013
【図２】
0005568088.tif 000014
【図３】
0005568088.tif 000015
【図４】
0005568088.tif 000016
【図５】
0005568088.tif 000017
【図６】
0005568088.tif 000018
【図８】
0005568088.tif 000019
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図７】
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