(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
事前矯正画像がディスプレイに表示されたときに、ユーザが原始画像の表示を認識するよりもユーザにとってより良い光学的な焦点であると認識されるように、電子装置のユーザの視覚障害を補正するために原始画像の事前矯正画像を前記電子装置の前記ディスプレイに表示するためのコンピュータに実装された方法であって、
前記ディスプレイのハードウエア特性を受信するステップと、
前記電子装置の自動診断プログラムを用いて測定される前記ユーザの前記視覚障害を説明する少なくとも１つのパラメータを受信するステップと、
前記電子装置によって測定される前記ディスプレイが前記ユーザによって見られるときの状態を説明する少なくとも１つのパラメータを受信するステップと、
前記ハードウエア特性、前記ユーザの前記視覚障害を説明する少なくとも１つのパラメータ、および前記ディスプレイが前記ユーザによって見られるときの状態を説明する少なくとも１つのパラメータ、または、光伝達関数（ＯＴＦ）を含む、眼の光学システムとしての撮像能力の他の数学的に等価な表現を用いて、視覚障害のユーザの眼の点像分布関数（ＰＳＦ）を算出するステップと、
前記原始画像と視覚障害の無い眼の点像分布関数とを畳み込み演算して網膜画像１とし、事前矯正画像の候補画像と前記視覚障害のユーザの眼の点像分布関数とを畳み込み演算して網膜画像２とし、前記網膜画像１と前記網膜画像２との差が最小となる場合の前記矯正画像の候補画像を事前矯正画像として事前矯正画像を算出するステップと、
前記事前矯正画像を前記ディスプレイに表現するステップと、
を有するコンピュータに実装された方法。
【請求項２】
前記ユーザの前記視覚障害を説明するパラメータを受信するステップは、リモートデータベースから、ローカルデータベースから、実時間入力から、または、実時間推定から、の視覚障害パラメータを受信するステップのうちの少なくとも１つのステップを有する、請求項１に記載のコンピュータに実装された方法。
【請求項３】
前記ディスプレイが前記ユーザによって見られるときの状態を説明するパラメータを受信するステップは、実時間推定から、実時間入力から、またはローカルデータベースから、の前記ディスプレイの状態パラメータを受信するステップのうちの少なくとも１つのステップを有する、請求項１に記載のコンピュータに実装された方法。
【請求項４】
前記ディスプレイのハードウエア特性を受信するステップは、画素の大きさおよび間隔、ディスプレイの幅および高さ、ディスプレイの反射率、各サブ画素クラスの発光スペクトル、および画素値と輝度との間の関係、のグループから選ばれた少なくとも１つを受信するステップを有する、請求項１に記載のコンピュータに実装された方法。
【請求項５】
前記ディスプレイが見られるときの状態を説明するパラメータを受信するステップは、ユーザの眼と画面との間の距離、周囲の明度、の１またはそれ以上の測定値、およびユーザの瞳孔の大きさの測定値を受信するステップを有する、請求項１に記載のコンピュータに実装された方法。
【請求項６】
前記表現するステップは、オペレーティングシステムのフォント表現モジュールによって行われる表現効果として実行されるテキストの事前矯正を有する、請求項１に記載のコンピュータに実装された方法。
【請求項７】
前記点像分布関数を算出するステップは、サブ画素クラスの発光スペクトルおよび前記ユーザの網膜の平均明所視スペクトル感度を用いて、前記ディスプレイのサブ画素クラスごとに多色点像分布関数を算出し、
前記ディスプレイに表現するステップは、各サブ画素クラスに対する事前矯正画像を表現するステップを有する、請求項１に記載のコンピュータに実装された方法。
【請求項８】
前記事前矯正画像を算出するステップは、勾配降下を利用して制約された最適化技術を用いて、またはヴァン・シテレ（Van-Cittert）のアルゴリズムを用いて、行なわれる、請求項１に記載のコンピュータに実装された方法。
【請求項９】
前記事前矯正画像を算出するステップは、輝度による眼の受容体の感度の変化を有する測定基準に基づいて定式化されている、請求項１に記載のコンピュータに実装された方法。
【請求項１０】
前記事前矯正画像を算出するステップは、ユーザによって把握された全体的な画像品質を表わす目的関数に基づいて定式化されている、請求項１に記載のコンピュータに実装された方法。
【請求項１１】
前記ユーザの視覚障害を説明するパラメータおよび前記ディスプレイが見られているときの状態を説明するパラメータは二分試験を行なうステップによって決定され、前記二分試験は、異なる仮説を用いて事前矯正された画像をユーザへ提示するステップを有する、請求項１に記載のコンピュータに実装された方法。
【請求項１２】
ハードキーを叩くことによって、オプションを変えることによって、装置を握ることによって、またはユーザが眼鏡をかけていることを検出するための組み込みカメラを用いることによって、可能になりまたは不可能になるステップをさらに有する、請求項１に記載のコンピュータに実装された方法。
【請求項１３】
前記事前矯正は、右目のみの点像分布関数、または左目のみの点像分布関数、または右目および左目の両方の点像分布関数の組み合わせによって生じる点像分布関数、を用いて、または右目および左目の両方の点像分布関数をそれらがオートステレオスコピックモニタの２つの構成要素に適用されるように、行われる、請求項１に記載のコンピュータに実装された方法。
【請求項１４】
事前矯正画像がディスプレイに表示されたときに、ユーザが原始画像の表示を認識するよりもユーザにとってより良い光学的な焦点であると認識されるように、電子装置のユーザの視覚障害を補正するために原始画像の事前矯正画像を前記電子装置の前記ディスプレイに表示するためのシステムであって、
コンピュータプロセッサおよび前記コンピュータプロセッサに接続されたメモリを備え、前記メモリは、前記コンピュータプロセッサを、
（１）前記ディスプレイ画面のハードウエア特性をローカルデータベースから受信し、
（２）リモートデータベース、ローカルデータベース、実時間入力、実時間推定のうちの少なくとも１つから、前記電子装置の自動診断プログラムによって決定される前記ユーザの前記視覚障害を説明するパラメータを受信し、
（３）前記電子装置が測定する前記ディスプレイが前記ユーザによって見られるときの状態を説明するパラメータを、実時間推定、実時間入力、およびローカルデータベースのうちの少なくとも１つから受信し、
（４）前記ハードウエア特性、前記ユーザの前記視覚障害を説明するパラメータ、前記ディスプレイが前記ユーザによって見られるときの状態を説明するパラメータ、または、光伝達関数（ＯＴＦ）を含む、眼の光学システムとしての撮像能力の他の数学的に等価な表現を用いて、視覚障害のユーザの眼の点像分布関数（ＰＳＦ）を算出し、
（５）前記原始画像と視覚障害の無い眼の点像分布関数とを畳み込み演算して網膜画像１とし、事前矯正画像の候補画像と前記視覚障害のユーザの眼の点像分布関数とを畳み込み演算して網膜画像２とし、前記網膜画像１と前記網膜画像２との差が最小となる場合の前記矯正画像の候補画像を事前矯正画像として事前矯正画像を算出し、および
（６）前記事前矯正画像を前記ディスプレイに表現する、
ように動作させる命令を有して構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項１５】
プロセッサによって実行されるように構成されたプログラムを格納している永続的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、
前記プログラムが実行されたときに前記プロセッサは、
データベースからディスプレイのハードウエア特性を受信し、
リモートデータベース、ローカルデータベース、実時間入力、または実時間推定から、前記プロセッサ上で動作する自動診断プログラムによって決定されるユーザの視覚障害の第２の命令を説明するパラメータを受信し、
実時間推定、実時間入力、およびローカルデータベースのうちの少なくとも１つから、前記プロセッサが組み込まれた電子装置が測定する前記ディスプレイが前記ユーザによって見られるときの状態を説明するパラメータを受信し、
前記ハードウエア特性、前記ユーザの前記視覚障害を説明するパラメータ、前記ディスプレイが前記ユーザによって見られるときの状態を説明するパラメータ、または、光伝達関数（ＯＴＦ）を含む、眼の光学システムとしての撮像能力の他の数学的に等価な表現を用いて、視覚障害のユーザの眼の点像分布関数（ＰＳＦ）を算出し、
前記原始画像と視覚障害の無い眼の点像分布関数とを畳み込み演算して網膜画像１とし、事前矯正画像の候補画像と前記視覚障害のユーザの眼の点像分布関数とを畳み込み演算して網膜画像２とし、前記網膜画像１と前記網膜画像２との差が最小となる場合の前記矯正画像の候補画像を事前矯正画像として事前矯正画像を算出し、
前記事前矯正画像を前記ディスプレイに表現する、
ように構成されており、
それによって、事前矯正画像がディスプレイに表示されたときに、ユーザが原始画像の表示を認識するよりもユーザにとってより良い光学的な焦点であると認識されるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、「デジタル画像の調整」と題して、２０１０年６月１１日に出願された米国仮出願特許出願番号６１／３９７，５３７の優先権および利益を主張しており、それらがここに参照として組み込まれている。
【０００２】
本出願は、一般に、視覚障害者のためのユーザインタフェースの分野に関し、特に、検眼およびデジタル画像処理に関する。
【背景技術】
【０００３】
何億人もの人々がなんらかの視覚障害を矯正するために時々眼鏡をかけなければならない。特に、老視（presbyopia）（遠視（farsightedness）または老眼（old sight）とも
言われる）は、世界中の１２億人を超える人々に影響を及ぼしている。老視は、普通は年齢と共に進展し、遠近調節（accommodation）の自然な進行性消失（progressive loss）
を伴う。老視の眼は、多くの場合、距離を変える物体に対して、焦点を迅速かつ容易に再び合わせる能力を失う。それら（老視の眼）は、近距離の物体に焦点を定める能力もまた喪失するであろう。個人の一生涯に渡って進行する条件にもよるが、老視の影響は、通常、４５歳以降になって目立ってくる。６５歳までに、水晶体はしばしばほとんど全ての弾性特性を失ってしまい、ただ、形状を変える能力に限られてくる。視覚障害は欲求不満の永続的な原因である。なぜならば、携帯電話、タブレット型コンピュータ、カーナビ装置（ＧＰＳ）および他の多くの装置における個人用のデジタル表示装置の使用が急速に増大しているからである。老視に悩んでいる携帯電話ユーザが、コールを受信したが発信者を識別するべく表示を読むために眼鏡を探す時間が無いときや、運転中に自動車に備えたＧＰＳを読もうとするときに不便である。
【０００４】
老視を治療するための公知の方法や装置は、正視の眼の視覚に近づくことを提供しようとする。正視の眼においては、遠くの物体および近くの物体の双方を眼の遠近調節特性によって鮮明に見ることができる。老視に関連する視覚の問題を処理するために、読書用眼鏡は伝統的に個人ごとに眼に対して正の度数を加えて使用されており、これにより、眼の近くの物体に焦点を結ばせ鮮明な像を維持する。このやり方は、遠視（hyperopia）また
は遠視（farsightedness）を治療するやり方と同様である。老視はまた、２焦点眼鏡、すなわち、眼鏡のレンズの一部が遠視力のために矯正されており、レンズの他の部分が近視力のために矯正されている眼鏡を用いて治療される。この概念のより進んだ実現は、累進眼鏡（progressive eyeglasses）の概念につながった。コンタクトレンズおよび眼内レンズ（intra-ocular lenses）（ＩＯＬｓ）は、また、老視を治療するために用いられてい
る。他の方策は、２焦点または多焦点レンズを用いた両側矯正（bilateral correction）を含む。２焦点レンズの場合、レンズは遠点および近点の双方に焦点を結ぶことができるように作られる。多焦点レンズの場合、近くのターゲットと遠くのターゲットとの間に多数の焦点位置が存在する。
【０００５】
光学的に老視は、網膜の上に直接というより網膜の後方に焦点を結んでおり、これにより像がぼやけたものになる。眼鏡またはコンタクトレンズの使用は、網膜の後方よりも網膜の上に焦点を結んだ視覚像を招くように光線の方向を変え、これにより鮮明な像をもたらす。図１は、不十分な屈折力を有する眼を概略的に示す。これは、老視の人が近くの物体を見ている典型的な場合である。点光源から放出された光は、網膜上に焦点を結ぶ代わりに、網膜の後方に焦点を結ぶ。これにより、その人は点ではなく、小領域（spot）を見ることになる。第１の近似によれば、この小領域は円板（disc）である。しかしながら、
回折、非点収差のような単色収差、および色収差のような影響が、この小領域をより複雑な形を有するようにさせるであろう。この小領域は、大域的な光学システムの点像分布関数（ＰＳＦ）と呼ばれる。眼から同一の距離に位置している複数の点光源からなる完全な像を見るとき、各点は網膜の異なる場所に同様な小領域を生成する。これらの小領域は、図２に示すようにぼやけた感じを引き起こして重なり合う。老視または遠視以外の視覚障害も同一の概念を用いて述べることができる。
【０００６】
像内の全ての点を重なり合う小領域に置き換えることに相当する数学的手法は、畳み込み（convolution）と呼ばれる。読書用眼鏡のような矯正レンズは、眼に失われた屈折力
を与えて各点の像が眼の網膜の上または網膜の近傍に、小さな範囲を伴う点像分布関数に従って焦点を結ぶようにさせる。視覚障害の人々が電子装置の画面を見ることに対しては、視覚の矯正以外にこの問題に対して解決する有効な方法はなかった。例えば眼鏡のような眼のレベルではなく、光源に対して直接的に像を矯正する方法はなかった。
【発明の概要】
【０００７】
いくつかの実施形態の目的は、老視に対して補正するためにデジタル画像処理を用いることである。
【０００８】
１実施形態において、電子装置ユーザの視覚障害を補正するために原始画像の事前矯正画像を電子装置のディスプレイに表現するための方法が提供される。この事前矯正画像は、ディスプレイに表示されたときに、ユーザが原始画像の表示を認識するよりもユーザにとってより良い光学的な焦点（optical focus）であると認識される。実施される方法の
ステップは、ディスプレイのハードウエア特性を受信するステップ、ユーザの視覚障害を説明する少なくとも１つのパラメータを受信するステップ、そのディスプレイがユーザによって見られるときの状態を説明する少なくとも１つのパラメータを受信するステップ、瞳関数（pupil function）を算出するステップ、点像分布関数（Point Spread Function
）（ＰＳＦ）または他の任意の、光伝達関数（ＯＴＦ）のような眼の光学システムとしての撮像能力の数学的に等価な表現を算出するステップ、ユーザの視覚障害を補正するための原始画像の少なくとも一部に相当する事前矯正画像を算出するステップ、および事前矯正画像をディスプレイに表現するステップを含む。
【０００９】
さらに別の実施形態では、ディスプレイのハードウエア特性を受信するステップは、ローカルデータベースからハードウエア特性を受信するステップを含む。
【００１０】
さらに別の実施形態では、ユーザの視覚障害を説明するパラメータを受信するステップは、リモートデータベースから、ローカルデータベースから、実時間入力から、または実時間推定から、の視覚障害パラメータを受信するステップ、のうちの少なくとも１つのステップを含む。
【００１１】
さらに別の実施形態では、そのディスプレイがユーザによって見られるときの状態を説明するパラメータを受信するステップは、実時間推定から、実時間入力から、またはローカルデータベースから、のディスプレイの状態パラメータを受信するステップのうちの少なくとも１つのステップを含む。
【００１２】
さらに別の実施形態では、電子装置は、携帯電話、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、テレビ、ナビゲーションシステム、自動車電子計器盤、時計、カメラ、電子ブック、メディアプレイヤー、ビデオゲームコンソール、自動販売機、およびヘッドアップディスプレイから構成されるグループから選ばれたものである。
【００１３】
さらに別の実施形態では、視覚障害は、近視、乱視、老視、遠視（hyperopia）からな
るグループのうちの少なくとも１つである。
【００１４】
さらに別の実施形態では、ディスプレイのハードウエア特性を受信するステップは、画素の大きさおよび間隔、ディスプレイの幅および高さ、ディスプレイの反射率、発光スペクトル、および画素値と輝度との間の関係、のグループから選ばれた少なくとも１つを受信するステップを含む。
【００１５】
さらに別の実施形態では、視覚障害を説明するパラメータを受信するステップは、眼鏡処方の球面パラメータ、眼鏡処方の円柱および軸パラメータ、および調節の測定からなるグループの少なくとも１つのパラメータを受信するステップを含む。
【００１６】
さらに別の実施形態では、視覚障害を説明するパラメータを受信するステップは、眼の波面マップを測定するステップまたは眼の調節を測定するステップを含む。
【００１７】
さらに別の実施形態では、そのディスプレイが見られるときの状態を説明するパラメータを受信するステップは、ユーザの眼と画面との間の距離、周囲の明度、の１またはそれ以上の測定値、およびユーザの瞳孔の大きさの測定値を受信するステップを含む。
【００１８】
さらに別の実施形態では、表現するステップは、フォント・グリフ（font glyphs）を
表現するステップを備える。
【００１９】
さらに別の実施形態では、視覚障害を説明するパラメータを受信するステップは、設定段階におけるユーザからの入力を受信する、他の装置からの入力を受信する、または装置を用いて視覚障害のパラメータを測定する、１またはそれ以上のステップを含む。
【００２０】
さらに別の実施形態では、ユーザの眼と画面との間の距離をユーザ入力によって受信するまたは実時間で距離を推定するステップは、次のうちの少なくとも１つの測定結果を受信することによって行われる−装置に組み込まれたスピーカおよびマイクロホン、装置に組み込まれたカメラ、赤外線送受信装置または無線ビーム送受信装置。
【００２１】
さらに別の実施形態では、実時間で瞳孔の大きさを推定するステップは、組み込まれた周辺光センサまたは組み込まれたカメラからの測定結果を受信することにより行われる。
【００２２】
さらに別の実施形態では、点像分布関数の算出をするステップではディスプレイのサブ画素クラスごとに点像分布関数を算出するステップを備えるとともに、事前矯正画像をディスプレイに表現するステップでは、各サブ画素クラスに対して事前矯正画像を表現するステップを含む。
【００２３】
さらに別の実施形態では、事前矯正画像を算出するステップは、勾配降下を利用して制約された最適化問題を用いて、またはヴァン・シテレ（Van-Cittert）のアルゴリズムを
用いて行なわれる。
【００２４】
さらに別の実施形態では、制約された最適化問題は、輝度による眼の受容体の感度の変化を説明する測定基準に基づいて定式化されている。
【００２５】
さらに別の実施形態では、制約された最適化問題は、ユーザによって把握された全体的な画像品質を表わす目的関数に基づいて定式化されている。
【００２６】
さらに別の実施形態では、測定基準は、輝度または画素値のうちの１つの増加関数を用
いて減少されたコントラストを有する参照図の像と網膜像との間の矛盾の測定値を有する。
【００２７】
さらに別の実施形態では、目的関数は、輝度または画素値の増加関数を用いて減少されたコントラストを有する参照図の像と網膜像との間の矛盾の測定値、および、コントラスト減少の大きさに基づいている。
【００２８】
さらに別の実施形態では、事前矯正画像は、ウィナーデコンボリューションを用いて算出される。
【００２９】
さらに別の実施形態では、算出された事前矯正画像は、輝度値または画素値のうちの１つの増加関数を用いてスケーリングされた画素値を含む。
【００３０】
さらに別の実施形態では、ユーザの視覚障害を説明するパラメータおよびそのディスプレイが見られているときの状態を説明するパラメータは、二分試験を行なうステップによって決定される。ここで二分試験は、ユーザにとって最高に見える画像のユーザ指定のために、異なる仮説を用いて事前矯正された画像をユーザへ提示するステップを含む。
【００３１】
さらに別の実施形態では、表現するステップは、表現されるべき部分画像の性能を指定するステップを更に含む。
【００３２】
さらに別の実施形態では、前記性能の指定をするステップは、ディスプレイ上のテキストの表現を指定すること、ディスプレイの特定の部分の表現をすること、ディスプレイ上の画像を表現すること、および表現を禁止することを含む。
【００３３】
さらに別の実施形態では、表現することは、ハードキーを叩くことによって、オプションを変えることによって、装置を握ることによって、またはユーザが眼鏡をかけていることを検出するための組み込みカメラを用いることによって可能になりまたは不可能になる。
【００３４】
他の実施形態では、その装置のユーザの視覚障害を補正するための原始画像の事前矯正画像を電子装置のディスプレイに表現するためのシステムが提供される。この事前矯正画像は、ディスプレイに表示されたときに、ユーザが原始画像の表示を認識するよりもユーザにとってより良い光学的な焦点であると認識される。このシステムは、コンピュータプロセッサおよびコンピュータプロセッサに接続されたメモリを備えている。ここで、メモリは、そのプロセッサを以下のように動作させる命令を有して構成されている。
（１）ローカルデータベースからディスプレイの画面のハードウエア特性を受信し、（２）リモートデータベース、ローカルデータベース、実時間入力または実時間推定のうちの少なくとも１つからユーザの視覚障害を説明するパラメータを受信し、（３）そのディスプレイがユーザによって見られる状態を説明するパラメータを、実時間推定、実時間入力、またはローカルデータベースのうちの少なくとも１つから受信し、（４）瞳関数を算出し、（５）点像分布関数（ＰＳＦ）を算出し、（６）ユーザの視覚障害を補正するための原始画像の少なくとも一部に相当する事前矯正画像を算出し、（７）事前矯正画像をディスプレイに表現する。
【００３５】
他の実施形態では、プロセッサによって実行されるように構成されたプログラムを格納している永続的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体が提供される。ここで、プログラムは、実行されたときにプロセッサが以下のように動作するように構成されている。
・  データベースからディスプレイのハードウエア特性を受信する。
・  リモートデータベース、ローカルデータベース、実時間入力または実時間推定から
ユーザの視覚障害を説明するパラメータを受信する。
・  そのディスプレイがユーザによって見られるときの状態を説明するパラメータを、実時間推定、実時間入力、またはローカルデータベースのうちの少なくとも１つから受信する。
・  瞳関数を算出する。
・  点像分布関数（ＰＳＦ）を算出する。
・  ユーザの視覚障害を補正するための原始画像の少なくとも一部に相当する事前矯正画像を算出する。および、
・  事前矯正画像を電子装置のディスプレイに表現する。
これによって、この事前矯正画像の表示は、ユーザが原始画像の表示を認識するよりもユーザにとってより良い光学的な焦点であると認識される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
添付図は本発明の更なる理解を提供するために付属させられており、本発明の実施形態の説明の一部を形成し、発明の詳細な説明とともに本発明の原理を説明するものとして明細書に組み込まれている。添付図を以下に示す。
【００３７】
【図１】老視の眼が１つの点光源を見ているときの網膜上における小領域の形成の説明図を示す。
【００３８】
【図２】老視の人が２つの点光源を見るとき、その人の網膜上における２つの重なった小領域の形成の説明図を示す。
【００３９】
【図３】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、視覚障害のない眼および老視の人によって見られるスマートホンの表示の概略的な説明図を示す。
【００４０】
【図４】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、視覚障害のない眼および老視の人によって見られる、本発明によるスマートホンの矯正表示の概略的な説明図を示す。
【００４１】
【図５】本発明の代表的なシステム構成を説明するブロック図である。
【００４２】
【図６】本発明の視覚補正方法にかかわる一連のステップを示すフローチャートである。
【００４３】
【図７】単色の点像分布関数の計算にかかわる一連のステップを示すフローチャートである。
【００４４】
【図８】点像分布関数の計算の背景となる幾何学的形状を概略的に説明する説明図である。
【００４５】
【図９】多色点像分布関数の計算を説明するフローチャートである。
【００４６】
【図１０】参照画像がどのように受信されるかを詳細に述べるフローチャートである。
【００４７】
【図１１】ウィンドウマネージャレベルにおける事前矯正の組み込みを説明するフローチャートである。
【００４８】
【図１２】フォント表現ライブラリレベルにおける事前矯正の組み込みを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
（詳細な説明）
実施形態について例示する添付図を参照して今から詳細に述べる。引き続く詳細な説明において多数の例示的な個別の詳細が、ここに示された要旨の理解を助けるためにも設定されている。しかしながら、当業者にとっては、種々の代替手段が本発明の範囲から離れることなく使用できること、およびその要旨がこれらの個別の詳細なしに実行しうることは明らかである。例えば、当業者がここに示された要旨をデジタルディスプレイを備える種々のタイプの個人用電子装置に実装できることは明らかである。
【００５０】
本発明による解決策はソフトウエアに基づいている。眼によって導入された変形（例えば、視覚障害状態）を知ることにより、ソフトウエアがユーザの特定の視覚障害に関連する方法で組織化されたぼやけを画像に導入することにより事前矯正する。これにより、その障害を補正し、ユーザがその画像をより明瞭と認識することをもたらす。
【００５１】
画像修復と呼ばれるデジタル画像処理の１部門において、デフォーカスまたは他の光学的摂動を矯正し、ぼけた画像から元の対象物を推定することを可能にするために、手法（しばしばデコンボリューションと呼ばれる）が用いられる。本発明に関連して、デジタル画像処理の使用は画像修復技術から導かれているが、一般に、演算の順番の裏返しである。デコンボリューションは画像が眼によってぼやかされる前に適用される。本発明の目的に対してこのような処理は、「事前矯正」と呼ばれる。事前矯正画像を見ているデフォーカスな眼は、事前矯正の効果を相殺し、鮮明な画像を見る。事実、事前矯正は、ユーザに表示された画像を、個々の画素によって生成された重なり合う小領域を部分的にそれぞれ無効にし鮮明な網膜像を生成するように修正する。図３（ａ）は、原始または参照画像の例である。図３（ｂ）は、視覚障害者がどのように見ているかの対応するシミュレーションである。図４（ａ）は、シミュレートされた事前矯正画像である。図４（ｂ）は、同じ人（視覚障害者）が図４（ａ）を見る時、どのように見えるかのシミュレーションである。コントラストは減少されているかもしれないが、表示の全体的な見やすさは、図４（ｂ）に表わされるように図３（ｂ）に比べて大幅に改善されている。
【００５２】
図５は、本発明による代表的なシステム１００を説明するブロック図である。代表的なシステム１００は、モニタ１１１にコンテンツ（例えば、テキストおよび／または画像）を表示する電子装置１１０を備える。なお、コンテンツはユーザがたとえ視覚障害（例えば、老視または遠視のユーザ）であっても、ユーザの眼１０１がコンテンツを鮮明に見ることができるように事前矯正モジュール１１７によって処理された後のものである。その画像は、矯正されていない眼１０１に対しては網膜１０２上に焦点を結ばないだろうが、それでもなお、鮮明な画像として認識されるであろう。
【００５３】
図６は、例示的な実施形態による処理方法のステップを説明するフローチャートである。ステップ２０１ａではコンテキスト依存（context-dependent）データを収集する。コ
ンテキスト依存データはユーザによって装置が見られるときの状態を表わす。これはメモリ１１８に格納される。これは典型的には、瞳孔の大きさ、装置１１０と眼１０１との間の観察距離、および、周囲光のレベルを含む。パラメータの正確なリストは、ステップ２０２の間の点像分布関数の計算のために用いられるモデルに依存する。場合によっては、これらのパラメータの１またはそれ以上は定数であり、更新する必要がないと考えることができる。例えば、通常の使用状態における車の計器盤に組み込まれたスクリーンと運転者の眼との間の距離は、比較的一定であると考えることができる。他のパラメータは、装置が使用される状態が変わったときにモジュール１２１によって更新されてもよい。本発明の１実施形態によれば、モジュール１２１は、埋め込まれたセンサ１１３から獲得したデータを用いて変化を検出し、新しいパラメータの値を推定する。
【００５４】
１実施例によれば、画像は組み込まれた前面カメラから受信してもよく、ユーザの眼と表示スクリーンとの間の距離を推定するために、ユーザの頭が従来技術を用いて認識され、測定されてもよい。画像はまた、従来技術を用いてユーザの瞳孔の大きさを認識し測定するために、組み込まれた前面カメラから受信されてもよい。また、周囲光が組み込まれた光センサから受信され測定されてもよい。
【００５５】
このようなセンサは、スクリーンのバックライトの輝度調整のためにモバイル装置に対してよく使用されている。もし、瞳孔の大きさの直接測定がこの装置によって行えない場合には、瞳孔の大きさは眼によって受け取られた光の光度に依存することを考慮して、瞳孔の大きさを周辺光のレベルおよび装置のスクリーンから放射された光の輝度の測定に基づいて推定してもよい。無線ビーム（赤外線、ワイファイ、３ＧＰＰまたは同種のもの）は、ユーザと表示スクリーンとの間の距離を推定することに用いてもよい。この、ヘッドトラッキングシステムと呼ばれる技術は、ゲームコンソールのような装置に使用されている。無線ビームと同様に音声信号も装置のスピーカによって出すことができ、ユーザと表示スクリーンとの間の距離を推定するためにそのエコーがマイクロホンによって検出される。スマートホンのアプリケーションとして周囲の物体までの距離を推定するために、組み込まれたスピーカおよびマイクロホンを使用することが知られている。また、装置に対するユーザの位置の変化を検出し、装置に対する新しい位置を推定するために、動作検出が動きセンサ（例えば、加速度計、ジャイロスコープまたは同種のもの）から受信されてもよい。
【００５６】
ステップ２０１ｂではユーザ依存データを集める。ユーザ依存データはユーザの視覚障害を特徴づける。コンテキスト依存データ、ユーザ依存データの場合には、メモリ１２０に格納されてもよい。それは、所定の観察距離および所定の波長に対してユーザのそれぞれの眼の波面収差関数の個別の推定として表わされてもよい。また、それは、例えば調節近点（near point of accommodation）のようなユーザの明示された調節（accommodation）を含んでも良い。パラメータの正確なタイプおよび性質は、ステップ２０２の間の点像分布関数の計算に用いられるモデルに依存する。モジュール１２２は種々の可能な入力からのユーザ依存データを計算し、または取得する。例えば、ユーザは、眼鏡の処方箋のパラメータ、すなわち、それぞれの眼の球面（Ｓ）、円柱（Ｃ）および軸（Ａ）パラメータを入力しても良い。ユーザはまた、追加の屈折力（ＡＤＤまたはＮＶ）または、彼／または彼女の調節近点の自己推定を入力してもよい。ユーザが新しいパラメータを入力したとき、モジュール１２２はユーザ依存データを決定し、メモリ１２０を更新する。このようなパラメータからの波面収差関数の算出に対する数学的なモデルは検眼における当業者には良く知られており、特に、ゼルニケ多項式分解を取り扱ってもよい。
【００５７】
代わりに自動診断プログラムを実行させてもよい。このようなプログラムは、ユーザに対してディスプレイに、例えば、ユーザのハンドヘルドディスプレイに、異なるパターンを提示し、ユーザに彼または彼女が、絶対的な意味において、または他の表示に対して多少とも、パターンの詳細が見えるか否かを尋ねる。オプションとして、プログラムは、より正確に測定するために屈折誤差を、逆シャック・ハルトマン技術を用いて光学要素に関連させることもできる。代わりに、自動診断プログラムは、種々の典型的な点像分布関数を仮定しているユーザの事前矯正チャート画像を提示し、それらのパラメータを、二分法によってユーザがもはや改善を見出さないところまで更新することができる。モジュール１２２は、自動更新プログラムが動作している各時間においてユーザ依存データの推定値を導出し、メモリ１２０を更新する。
【００５８】
また別の代替手段としては、仮にユーザの装置がインターネットに接続することができれば、ユーザ依存データはインターネットを介してリモートデータベースから取得しても
良い。データは、上記に述べた代替手段のうちのいずれかによって収集された後でリモートデータベースに予め格納されていてもよい。データは、また、例えばシャック・ハルトマン波面センサ等を用いて検眼の検査を行なった後でリモートデータベースに予め格納されていてもよい。
【００５９】
さらに別の代替手段として、１つのパーソナル装置（例えば、スマートホン、タブレットコンピュータ、スマートカードなど）に格納されたユーザ依存データは、短距離用の通信手段（例えば、ＮＦＣ、ブルーツースなど）を用いてまたはスマートカード接触を介して他のパーソナル装置に転送されてもよい。データは、今述べた代替案のいずれかによって収集された後でパーソナル装置に予め格納されていても良い。データはまた、例えば上述したようなシャック・ハルトマン波面センサなどを用いた検眼の検査の後で、パーソナル装置に格納されていても良い。
【００６０】
ステップ２０１ｃでは装置依存データを収集する。装置依存データは、ステップ２０２の間における点像分布関数の計算に影響を及ぼす表示スクリーンの特性である。パラメータの正確なリストおよび特徴は、点像分布関数の計算に用いられるモデルに依存する。それらは典型的には、画素（サブ画素）サイズ、各画素またはサブ画素クラス（例えば、赤色サブ画素、緑色サブ画素、青色サブ画素）の発光スペクトル、画素値の関数（時々、ガンマ関数と呼ばれる）としての画素またはサブ画素の光度、およびスクリーンの反射率を含む。これらのパラメータはメモリ１１９に格納され、場合によっては定数と考えてもよい。しかしながら、メモリ１１９は、スクリーンの光度または他の校正値が変わったときには更新されてもよい。
【００６１】
ステップ２０２では、ステップ２０１ａ、２０１ｂ、および２０１ｃ（または、光学伝達関数（ＯＴＦ）のような眼の光学システムの他の任意の数学的に等価な表現）の間に得られたデータから点像分布関数を算出する。本発明の好ましい実施形態に照らして、点像分布関数は、網膜の画素のカラー画像として定義される。これらは、所定の距離でユーザによって見られるように、複数のサブ画素を備え、それらのそれぞれが主要な色を放出しているが、純粋に単色である必要はなく、発光スペクトルを有している。ここで述べるように種々の方法をステップ２０２の間に用いることができる。
【００６２】
図７は、ステップ２０２の代表的な実施形態として、画素が単一周波数の光を発光すると仮定したときのサブステップ３０１−３０５を説明する。ステップ３０１では、一般化された瞳関数が算出され、瞳内の異なる位置に対して眼の光学システムによって光波がどのように修正されるかが記述される。瞳関数は式（１）に従って表わされる。
【数１】
0005921533.tif 000002
ここで、αは瞳の振幅透過率、Ｗは波面収差関数、ｉは√-１（虚数単位）、ｋは２
π／λであり、λは波長であり、ρおよびθは、瞳内の極座標である。
【００６３】
Ｗは、ユーザ依存データ（例えば、視覚障害および遠近調節）、コンテキスト依存データ（例えば、観察距離）、および／または装置依存データ（例えば、波長λ）、の関数である。
【００６４】
このモデルにおいては以下に表わされるように、αは、瞳の開口円内では１の値、その外側では０の値を有する。モデルは、式（２）のように表わされる。
【数２】
0005921533.tif 000003
ここで、Ｄはコンテキスト依存データからの瞳孔の大きさである。
【００６５】
ある実施形態においては、スタイルズ・クロフォード効果が考えられる。これは光の方向に依存する錐体の異なる感度であり、眼の正しい点像分布関数へのより良いアプローチのために考えられるものである。このような環境においては、αが瞳の開口円内で１の値を有することに代わって、次の式（３）が用いられる。
【数３】
0005921533.tif 000004
【００６６】
ここで、βは定数であり、スタイルズ・クロフォード効果の集団内における平均振幅を表わし、その値として０．１１６ｍｍ-2を取るであろう。
【００６７】
ステップ３０２で、瞳孔に入る光場が算出される。画素は次元をもたない点光源であり、瞳孔の光軸（図８を参照されたい）上にあって距離ｚ0を有して位置しているという仮
定を用いれば、瞳孔に入る場は、式（４）のように表わされる。
【数４】
0005921533.tif 000005
ここでＡ0は、点光源の振幅である。ステップ３０３で、瞳孔の存在する場が式（５）
を用いて次のように算出される。
【数５】
0005921533.tif 000006
【００６８】
ステップ３０４で網膜平面Ｉの場が算出される。ある実施形態において、第１種のレイリー・ゾンマーフェルト（Rayleigh-Sommerfeld）回折式が用いられ、式（６）のように
表わされる。
【数６】
0005921533.tif 000007
【００６９】
ここで、Ｒは網膜の点であり、Ｑは瞳孔の点であり、ｄＳはＱおよび
0005921533.tif 000008
を含む小さな表面要素であり、瞳孔平面に対する標準の値である。
【００７０】
フラウンホーファー（Fraunhofer）近似として知られているある仮定の下で、回折式、Ｉ（Ｒ）は、Ｕ（Ｑ）のフーリエ変換の逆になる。ある実施形態においては、レイリー・ゾンマーフェルト回折式の直接計算の代わりに逆高速フーリエ変換を用いてもよい。
【００７１】
ステップ３０５で、点像分布関数はＩ（Ｒ）から２乗の絶対値として計算され、式（７）のように表わされる。
【数７】
0005921533.tif 000009
【００７２】
結果として生じる点像分布関数は、単色点像分布関数と呼ばれる。なぜならば、それは、画素が単一波長λの光を放射するという仮定のもとに計算されたからである。
【００７３】
図９はステップ２０２のサブステップを説明する。このサブステップはステップ２０２に対する代表的な実施形態であって、所定のサブ画素クラスに対する多色の点像分布関数を計算するものである。１つの多色点像分布関数は、サブ画素クラスごとに算出されてもよい（例えば、１つの多色点像分布関数は、赤のサブ画素クラス、緑のサブ画素クラス、および青のサブ画素クラスのそれぞれに対して計算されてもよい。）。各サブ画素クラスは、装置依存データの一部としてメモリ１１９に予め格納されている発光スペクトルで特徴付けられている。格納された発光スペクトルは、サブ画素クラスの色を特徴づける公称周波数の回りに拡がる複数の周波数におけるサブ画素クラスの発光パワーを表わしている一式の値から構成されてもよい。各サブ画素クラスに対して、多色点像分布関数が、各周波数λｉに対して算出された単色点像分布関数の加重平均として計算されることにより算出されてもよい。なお、各周波数λｉに対して算出された単色点像分布関数は、発光スペクトルの一部であり、発光スペクトルにパワーＷiを乗じたものである。
【００７４】
ある実施形態においては、上記の用語、加重平均は、更に各周波数での明所視のスペクトル感度を乗じても良い。人の網膜の平均明所視スペクトル感度は専門書に見いだせる。
【００７５】
眼のような光学システムの屈折力は、波長に依存する。ある点では、眼は単一の波長に対してのみ完全に焦点を結ぶことができる。この現象は結果としていわゆる色収差になる。ある実施形態においては、サブステップのステップ３０１においてこのような色収差によって波長に依存する波面収差関数におけるデフォーカスになりうる。生じたデフォーカスの量は専門書に見いだせる。
【００７６】
ステップ２０３で、事前矯正アルゴリズムによって処理されるべき画像が受信される。この画像は参照画像と呼ばれる。参照画像がどのようにして受信されるかは、ユーザの好み（１または複数）および実行しているアプリケーションから生じる基準に基づく。図１０は、ステップ２０３で受信した画像の代表的な実施形態を示す。ステップ６０１で、ユーザの好みを含むメモリが読みだされる。ユーザは彼の好みを、例えば「テキストを表現する」、「全てを表現する」、「アプリケーション・ベース」表現、または「何も表現しない」などと設定しているだろう。仮に好みが「テキストを表現する」であれば、ステップ６０２が行なわれる。仮に好みが「全てを表現する」に設定されていれば、ステップ６０３が行われる。仮に好みが「アプリケーション・ベース」に設定されていれば、ステッ
プ６０４が行われる。仮に好みが「何も表現しない」に設定されていれば、ステップ２０４および２０５は行われない。
【００７７】
ある実施形態においては、仮にユーザが装置上で専用のハードキーを叩いたり、組み込まれた加速度計が事前矯正のオン／オフのトリガを発したり、ユーザが所定の方法で装置を振るときを検出したり、または、カメラがユーザが彼の眼鏡をかけていること（またはかけていないこと）を検出したり、および、例えばモジュールがステップ６０１から６０４のいずれかを実行したりすれば、「何も表現しない」と、予めメモリに格納している好み、との間のトグリングが行われる。命令は、事前矯正のオン、オフをスイッチさせてもよい。上述の技術はもしユーザが矯正コンタクトレンズを予め着用していなければ行われる。
【００７８】
ある実施形態においては、ユーザが好むように全てのテキストが表示される。例えば、彼がオプションで好みのメユーを設定しているときは、矯正プロセスが開始されるまで大きなサイズのフォントを用いて示される。
【００７９】
ステップ６０２で、テキストはアプリケーションがテキストを含んでいるとき、フォント表現ライブラリ（例えば、オペレティングシステム（ＯＳ）または、ＯＳによって実行されたソフトウエアなど）を用いた、１又はそれ以上のアプリケーションからの１またはそれ以上のモジュールによって受信される。フォント表現ライブラリは、適切なテキストを小さく、オフスクリーン画像がステップ２０４の参照画像になるように出力および／又は表現するために用いられてもよい。
【００８０】
ステップ６０３で、オペレーティングシステム表示モジュール（例えば、構成しているウィンドウマネージャ）は、アプリケーションに、その表示のいくつかの部分を描くか（例えば、ファンクションコールの方法によって）、またはアプリケーションからその表示のいくつかの部分を更新することを受信するか、を尋ねてもよい。ある実施形態においては、更新された又は変更された（updated / changed）部分を含んでいるアプリケーショ
ンスクリーンバッファの矩形または他の部分は、ステップ２０４の参照画像になってもよい。
【００８１】
ステップ６０４で、参照画像はフォント表現ライブラリまたはオペレーティングシステム表示モジュールから受信しても良い。テキストは、そのサービスのアプリケーション呼び出しがテキストベースのアプリケーションであれば、フォント表現ライブラリから受信してもよい。それ（フォント表現ライブラリ）は、そのようなアプリケーション（例えば、ＳＭＳ、ｅメール、連絡先リスト（contact list）、発信者番号（caller ID））の予
め格納されたリストに含まれていてもよい。ある実施形態において、アプリケーションが画像ベースのアプリケーションであれば、アプリケーション表示の更新された部分を含んでいる画像がオペレーションシステム表示モジュールから受信されてもよい。また、それ（オペレーティングシステム表示モジュール）は、予め格納されたリスト（例えば、フォトマネージャー、ナビゲーションアプリケーション）を含んでいてもよい。
【００８２】
ステップ２０４で、ステップ２０３において受信された参照画像が事前矯正される。参照画像は、各サブ画像クラスに対応する限定された数の１成分画像で構成されてもよい。ある実施形態においては、例えば、ｘrefがこのような画像であり、使用している輝度値
を表わし、ｈimpが視覚障害のユーザの眼の点像分布関数の対応成分であると我々は仮定
しても良い。適切な座標システムおよびサンプリング間隔が用いられると仮定すれば、眼の網膜上に形成された画像の個別の推定であるｆrefは、画像が表示されるとき、式（８
）のように表わされる。
【数８】
0005921533.tif 000010
【００８３】
ここで、*は個別の畳み込み演算子を示す。ある実施形態において、事前矯正は、画像xcorのような画像がxrefの代わりに表示されたときに、それが網膜の上に式（９）で表わ
されるような画像fcorを生成するように画像xcorを算出することである。
【数９】
0005921533.tif 000011
【００８４】
画像fcorは、frefよりも良い品質であろう。ここで「良い品質」とは、ユーザが、装置の使用に対してよりよい成果を得るように（例えば、表示されたテキストをより間違いなく読むことのように）、正確な作業を行うことができることを意味する。
【００８５】
xcorは、式（１０）のように表わされる。
【数１０】
0005921533.tif 000012
ここで、fobjは理想的な網膜画像であり、ｄはfcorとfobjとの間の認識される差異を数学的に定量化している。この最小化は領域Ｄで行われ、画像ｘを含む領域Ｄは装置によって実際に表示することができる。Ｄは黒色の輝度よりも小さくなく、最大の輝度よりも高くない画素値を有する一組の画像である。
【００８６】
fobj、とｄの値の選択、および式（１０）を解くために用いられる数学的方法は、種々の実施形態をもたらしてもよい。
【００８７】
ある実施形態においては、xattはxrefのコントラストを減衰させたものであってもよい。各輝度値、xref(i)は、増加関数Ｒを用いてxatt(i) = R(xref(i))のように再スケーリ
ングされてもよい。スクリーンの最小および最大の輝度値、vmin および vmaxは、それぞれ、v0=R(vmin) および v1 = R(vmax)で描かれる。ここで、v0およびv1は不等式（１１）を満たす。
【数１１】
0005921533.tif 000013
【００８８】
Ｒは、式（１２）に表わされるように輝度の線形関数であっても良い。
【数１２】
0005921533.tif 000014
【００８９】
また、Ｒは、式（１３）に表わされるように画素値の線形関数であっても良い。
【数１３】
0005921533.tif 000015
ここで、Ｌは、画素値を輝度値に変換するディスプレイ関数であり、
0005921533.tif 000016
および
0005921533.tif 000017
は、コントラスト減衰画像の最小および最大の画素値であり、
0005921533.tif 000018
および
0005921533.tif 000019
は、スクリーンの最小および最大の画素値である。
【００９０】
fobjは、xattに設定されてもよい。xattは、これが表示されたときに単一の点に限定された点像分布関数を有する、好ましく焦点を結ばれた眼によって生成される網膜画像である。
【００９１】
また、fobjはfobj = xatt * hrefに設定されても良い。ここで、hrefは上記の方法で推定された障害の無い眼の実際の点像分布関数である。hrefは、またユーザの瞳孔と同じ大きさの瞳孔を有してスクリーンに焦点を結ぶ、回折が限定された眼の点像分布関数であってもよい。hrefはまた、正常な色収差を説明する多色点像分布関数であってもよい。
【００９２】
測定基準ｄは、種々の測定基準から選ばれても良い。このうちのいくつかは知られている。特定の測定基準を選択することによって本発明の思想および範囲を変えることにはならない。
【００９３】
ある実施形態においては、ｄは、ユークリッド測定基準であってもよい。
【００９４】
また、ｄは、輝度による眼の受容器官の感度の変化を説明する式（１４）で表わされるような測定基準であってもよい。
【数１４】
0005921533.tif 000020
ここで、ｐは、輝度値を主観的な輝度値に関連させる非線形関数である。ある実施形態において、ｐは例えば画素値を輝度値に変換するディスプレイ関数Ｌの逆数L-1であって
もよい。ある実施形態において、x(i)およびy(i)は、それぞれ画像ｘおよびｙ（１または複数）における画素ｉの輝度であっても良い。
【００９５】
式（１０）は、種々の公知の技術を用いて解いてもよい。特定の技術を選択することによって本発明の思想および範囲を変えることにはならない。
【００９６】
ｄがユークリッド測定基準のとき、式（１０）の解は、式（１５）に表わされるように、ウィナーデコンボリューション（Wiener deconvolution）を用いて推定してもよい。
【数１５】
0005921533.tif 000021
ここで、Xcor、HimpおよびFobjは、それぞれxcor, himp およびfobjの個別フーリエ変
換であり、H*impはHimpの複素共役を示す。ここでＫは、画像復元問題において、ノイズ
のパワー密度スペクトルにリンクしており、Xcorに対して高周波を制限する正則化パラメータとして働く。従って、xcorがvminよりも小さいまたは、vmaxよりも大きい値を示す確率である。仮にこのような値がXcorにおいて存在していれば、それらは、画像Xcor、すなわち、スクリーンに表示できる画像を含む領域Ｄに属している画像を得るために固定され、式（１６）で表わされる。
【数１６】
0005921533.tif 000022
【００９７】
ある実施形態において、式（１０）は、制約付き最適化アルゴリズムを用いて解いてもよい。仮にｄがユークリッド測定基準であれば、二次方程式を解くための公知のアルゴリズムを用いてもよい。仮にｄが式（１４）で与えられ、ここでｐが解析的な微分可能関数であれば、最適化は勾配降下法を用いて行ってもよい。
【００９８】
勾配降下法の代わりに、ある実施形態において最適化は、ヴァン・シテレのアルゴリズム（Van Cittert algorithm）にヤンセンの技術（Jaanson technique）を適用して行ってもよい。
【００９９】
ある実施形態においては、ウィナーデコンボリューションおよび勾配降下法のような反復のアルゴリズムまたはヴァン・シテレのアルゴリズムに代えて、勾配降下法またはヴァン・シテレのアルゴリズムがウィナーデコンボリューションの結果（１または複数）を伴う値の初期化の後で用いられても良い。
【０１００】
ある実施形態において、事前矯正画像は、それぞれの色成分に対する式（１０）を解くことなく決定しても良い。代わりに、各サブ画素クラス、xcor1, xcor2,などに対する事
前矯正画像が「最高の品質」を有する画像を得るためのコントラスト低減を用いるために関数Ｒと同時に決定されてもよい。仮に関数Ｒが式（１２）または（１３）に従ったパラメータvo およびv1によって特徴付けられれば、事前矯正画像は、式（１７）のように表
わされる。
【数１７】
0005921533.tif 000023
ここで、Jはサブ画素クラスの数であり、vopt0およびvopt1は、最適な関数Ｒを特徴づ
けるパラメータである。Ｑは、d(xcorj, fobjj)およびコントラスト低減の大きさに従属
する関数である。関数Ｑの選択によって本発明の思想および範囲を変えることにはならない。
【０１０１】
ある実施形態においては、眼の非線形な輝度感度を説明する測定基準ｄである、Ｑが式（１８）のように表わされる。
【数１８】
0005921533.tif 000024
ここで、ｎはサブ画素の数であり、μは、認識された画像品質におけるコントラスト減衰の相対的な寄与を定量化する定数パラメータである。
【０１０２】
ある実施形態において、点像分布関数は物理量の単なる近似値であるデータから計算されても良い。例えば、ユーザの瞳孔の大きさは、相当に信頼できる間隔を有して測定され、推定されても良い。ユーザの視覚障害を説明するパラメータは、眼の光学システムの働きを完全に特徴付けることはできない。ある実施形態においては、点像分布関数における不確かさを説明するために、単一の点像分布関数から計算されたfobjとfcorとの間の差を最小化する代わりに、fobjと複数の点像分布関数から計算されたfcorの一組との差異を最小化してもよい。他の実施形態は、不確かなパラメータの確率分布に依存する測定基準ｄおよび関数Ｑの代わりに、確率的な関数を決定しても良く、期待値のような確率関数から計算される計数を最小化しても良い。
【０１０３】
ユーザによってはそれぞれの眼が、大きく異なる障害によって影響されているかもしれない。従って異なる点像分布関数、その結果として異なる事前矯正を得ることがあっても良い。ある実施形態においては、このようなシナリオに適切に対処するために、単一の点像分布関数は両方の眼の点像分布関数を組み合わせて計算しても良く、または、両方の眼のユーザ依存データの組み合わせから単一の点像分布関数を計算してもよい。これらの組み合わせは、例えば、点像分布関数サンプルの数学的な平均値または、Ｓ．Ｃ．Ａ視覚パラメータのようなユーザ依存データであっても良い。代わりに他の数学的な組み合わせも使用してもよい。
【０１０４】
ユーザのそれぞれの眼が異なる障害によって影響されている状況を更に取り扱うために、ある実施形態においては、それぞれの眼に異なる画像を示すことができる組み込み型のオートステレオスコピックモニタがあってもよい。このようなシナリオにおいては、それぞれの眼の点像分布関数が格納され、２つの対応する事前矯正がそれぞれの図形または画像（graphical/image）要素に対して計算されても良い。
【０１０５】
ユーザのそれぞれの眼が異なる障害によって影響されている状況を更に取り扱うために、ある実施形態においては、複数のオプションがユーザに参照として提示されても良い。オプションは、例えば、右目のみの点像分布関数を用いて事前矯正すること、左目のみの点像分布関数を用いて事前矯正すること、右目および左目の両方の点像分布関数の組み合わせによって生じる点像分布関数を用いて事前矯正すること、または、右目および左目の両方の点像分布関数をそれらがオートステレオスコピックモニタの２つの構成要素に適用されるように用いて事前矯正すること、を含んでも良い。
【０１０６】
ある実施形態においては、新しいコンテンツをユーザに表示可能にするためにそれぞれの時間に行われる処理量を制限するため、または、それぞれの時間に現在表示しているコンテンツの一部を更新または変更しなければならないために、ステップ２０４においては、２つのサブステップに分かれていても良い。第１に、事前矯正画像が特定の画像に対し
て算出されても良い。ここで、全ての画素値は０に設定され、各サブ画素クラスに対して１つの中心画素の値がその最大輝度に設定される。結果として得られる事前矯正画像は「逆点像分布関数」と呼ばれ、メモリに格納される。実際の画像の事前矯正は、逆点像分布関数を有する参照画像を畳み込むことによって行われても良い。ある実施形態において、畳み込みは周波数領域において次のように行われても良い。（ａ）メモリに格納されているだろう逆点像分布関数にフーリエ変換を適用し、参照画像に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を適用し、（ｂ）逆点像分布関数のフーリエ変換に点ごとの乗算を行ない、（ｃ）その乗算結果に逆高速フーリエ変換を適用する。
【０１０７】
図６は、参照画像の事前矯正のための代表的なステップ２０１−２０５を示す。ステップ２０１−２０５は、それぞれの新しい参照画像に対して繰り返される必要はない。ある実施形態においては、キャッシング技術が処理量を制限するために用いられても良い。キャッシング技術は、例えば、（ａ）点像分布関数がメモリ１１４に格納され、ステップ２０２の間におけるその（点像分布関数の）計算がデータの変更を受信するときに行われる（ｂ）ステップ２０４から生じた事前矯正画像は、例えば、ステップ２０３の間に再び受信され同じ参照画像に決定されるようであれば、メモリ１１４に格納されても良い。ある実施形態においては、テキストが事前矯正されたとき、事前矯正がそれぞれの文字に対して別々に行われて事前矯正された文字が格納されても良い。事前矯正された文字が格納されたとき、次回にはテキストは同じ大きさの同じ文字を含み、その文字のためのステップ２０４の実行は、メモリ１１４から格納された文字を読み出すことに限定される。ある実施形態においては、仮にステップ２０４が上述したような逆点像分布関数を用いていれば、逆点像分布関数は、メモリ１１４に点像分布関数とともに格納されてもよい。これによってステップ２０４では、将来、逆点像分布関数を読み出し畳み込みを行なうことが制限される。
【０１０８】
ある実施形態において、ステップ２０５は、事前矯正画像を出力し、または表示する（outputs/displays）。
【０１０９】
図１１は、事前矯正処理の代表的な実施形態を示す。図１１に示すように、事前矯正モジュール（１または複数）は、ウィンドウ合成マネージャ（compositing window manager）７０２によって呼び出され、その後、スクリーンバッファ７０４によって修正されて事前矯正画像が表示される。ウィンドウ合成マネージャはオペレーティングシステムの標準的な構成要素であり、スクリーンバッファ７０４に全体のグラフィカルインタフェースを描く前に各アプリケーションのオフ・スクリーンバッファ７０３を集める。この実施形態においては、事前矯正は、スクリーンバッファへのアプリケーションの表示の合成の間で、およびおそらくスクリーンバッファへ適用する間で、または、ステップ２０３によって受信した参照画像を含むスクリーンバッファの一部で、実行されても良い。この実行は、ユーザの好みが「全て表現する」（上述している）に設定されているときに好適である。
【０１１０】
図１２は、事前矯正処理の代表的な実施形態を示す。図１２に示すように、事前矯正モジュール（１または複数）は、事前矯正テキストを結果的に描くオペレーティングシステムのフォント表現モジュール８０２によって呼び出される。この実施形態は、ユーザの好みが「テキストを表現する」に設定されているときに用いられてもよい。アプリケーション８０１が表示テキストを必要とするとき、事前矯正がフォント表現モジュールによって行われる。ここで、事前矯正は、例えばアンチエリアリング（anti-aliasing）のような
表現効果で実行されている。
【図１】
0005921533.tif 000025
【図２】
0005921533.tif 000026
【図５】
0005921533.tif 000027
【図６】
0005921533.tif 000028
【図７】
0005921533.tif 000029
【図８】
0005921533.tif 000030
【図９】
0005921533.tif 000031
【図１０】
0005921533.tif 000032
【図１１】
0005921533.tif 000033
【図１２】
0005921533.tif 000034
【図３】
0005921533.tif 000035
【図４】
0005921533.tif 000036