(57)【要約】  液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）上に表示される画像の強調は、初期ピクセル値を修正ガンマ値比の指数へと増大させる方程式に従って、初期ピクセル値を再マッピングされたピクセル値へ再マッピングすることを含む。修正ガンマ値比は、バックライトレベル、周囲照明レベル、及び／又はＬＣＤに関係する他の照明レベルに基づく。強調は、バックライトレベルの低下若しくは周囲照明レベルの増加に応じて画像の輝度を選択的に増大させ、又は、周囲照明レベルの低下に応じて画像の輝度を選択的に低下させることが可能である。画像又は画像の一部分が強調されることが可能である。強調される画像の一部分は、ユーザーに指定された境界ボックス、若しくはユーザーによって選択された１つ又は複数のウィンドウとすることが可能であり、又は、コンピューティングデバイス上で走っている１つ又は複数のアプリケーションと関係付けられることが可能である。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセッサーとメモリを含むコンピューティングデバイスにおいて、
液晶ディスプレイに関係する照明レベルを判定するステップであって、前記判定された照明レベルにはバックライトレベルと周囲照明レベルのうちの少なくとも１つが含まれる、ステップと、
前記液晶ディスプレイ上に表示される画像を強調するステップであって、前記画像は複数のピクセル値を含み、前記強調は前記複数のピクセル値のうちの少なくとも１つのそれぞれを、初期値から再マッピングされた値へ当該初期値を修正ガンマ値パラメーターの指数へと増大させる方程式に従って再マッピングすることを含み、前記修正ガンマ値パラメーターは少なくとも部分的に前記判定された照明レベルと前記初期値に基づいている、ステップと、
前記強調された画像を前記液晶ディスプレイ上に表示するために出力するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記バックライトレベルは以前のバックライトレベルに比べて減少した現時点のバックライトレベルであり、前記再マッピングは前記画像の輝度を選択的に増加させ、
又は、前記周囲照明レベルは以前の周囲照明レベルに比べて減少した現時点の周囲照明レベルであり、前記再マッピングは前記画像の輝度を選択的に減少させ、
又は、前記周囲照明レベルは以前の周囲照明レベルに比べて増加した現時点の周囲照明レベルであり、前記再マッピングは前記画像の輝度を選択的に増加させる、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記再マッピングされたピクセル値は表示される画像の一部分と関係付いており、前記一部分と関係付いていないピクセル値は再マッピングされず、前記バックライトレベルは以前のバックライトレベルに比べて減少した現時点のバックライトレベルであり、前記再マッピングは前記画像の前記一部分に関係付いているピクセルの輝度を増加させて、前記現時点のバックライトレベルで表示された画像の前記一部分が、前記画像の前記一部分が前記以前のバックライトレベルで表示された場合の輝度と知覚的に同じ輝度で表示されるようにする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記強調するステップは更に、
それぞれが前記判定された照明レベル及びとり得るピクセル値に基づく複数の修正ガンマ値パラメーターを計算するステップと、
前記複数の修正ガンマ値パラメーターを前記メモリに記憶するステップであって、前記複数の修正ガンマ値パラメーターは対応するとり得るピクセル値によってインデックスを付される、ステップと、を含み、
前記複数のピクセル値のうちの少なくとも１つを再マッピングするステップは、再マッピングされる前記ピクセル値の前記初期値に基づいて前記複数の修正ガンマ値パラメーターのうちの１つを前記メモリから検索するステップを含む、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
前記修正ガンマ値パラメーターはγＬＣＤ／γａｄｊｕｓｔｍｅｎｔに従って設定された比であり、γＬＣＤは前記液晶ディスプレイに対するガンマ設定値であり、γａｄｊｕｓｔｍｅｎｔはガンマ調整値である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項６】
前記ガンマ設定値は、
γａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ＝γＬＣＤ＋（γｏｆｆｓｅｔ−γＬＣＤ）×ｓｃａｌｅｐｉｘｅｌ＿ｖａｌｕｅ
に従って設定され、γｏｆｆｓｅｔは前記バックライトレベルの関数として決定されるガンマオフセット値であり、ｓｃａｌｅｐｉｘｅｌ＿ｖａｌｕｅは再マッピングされる前記ピクセル値の前記初期値に依存するスケーリングファクターである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ガンマ設定値は、
γａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ＝γＬＣＤ＋（γｏｆｆｓｅｔ−γＬＣＤ）×ｓｃａｌｅｐｉｘｅｌ＿ｖａｌｕｅ
に従って設定され、γｏｆｆｓｅｔは周囲照明レベルの関数として決定されるガンマオフセット値であり、ｓｃａｌｅｐｉｘｅｌ＿ｖａｌｕｅは再マッピングされる前記ピクセル値の前記初期値に依存するスケーリングファクターである、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記ガンマ設定値は、
γａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ＝γＬＣＤ＋（γｏｆｆｓｅｔ−γＬＣＤ）×ｓｃａｌｅｐｉｘｅｌ＿ｖａｌｕｅ
に従って設定され、γｏｆｆｓｅｔは前記バックライトレベル及び前記周囲照明レベルの関数として決定されるガンマオフセット値であり、ｓｃａｌｅｐｉｘｅｌ＿ｖａｌｕｅは再マッピングされる前記ピクセル値の前記初期値に依存するスケーリングファクターである、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
液晶ディスプレイに関係する照明レベルを受け取るステップであって、前記受け取られた照明レベルには現時点のバックライトレベルが含まれ、前記現時点のバックライトレベルは以前のバックライトレベルに比べて減少した、ステップと、
前記液晶ディスプレイ上に表示される画像を強調するステップであって、前記画像は複数のピクセル値を含み、前記強調は前記複数のピクセル値のうちの少なくとも１つのそれぞれを、初期値から再マッピングされた値へ当該初期値を修正ガンマ値パラメーターの指数へと増大させる方程式に従って再マッピングすることを含み、
前記修正ガンマ値パラメーターはγＬＣＤ／γａｄｊｕｓｔｍｅｎｔに従って設定された比であり、
γＬＣＤは前記液晶ディスプレイに対するガンマ設定値であり、
γａｄｊｕｓｔｍｅｎｔは
γａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ＝γＬＣＤ＋（γｏｆｆｓｅｔ−γＬＣＤ）×ｓｃａｌｅｐｉｘｅｌ＿ｖａｌｕｅ
に従って設定されたガンマ調整値であり、
γｏｆｆｓｅｔは前記現時点のバックライトレベルの関数として決定されるガンマオフセット値であり、
ｓｃａｌｅｐｉｘｅｌ＿ｖａｌｕｅは再マッピングされる前記ピクセル値の前記初期値に依存するスケーリングファクターである、ステップと、
前記強調された画像を前記液晶ディスプレイ上に表示するために出力するステップと、
を含む方法を実行するようにプログラムされたグラフィック処理装置。
【請求項１０】
液晶ディスプレイに関係する照明レベルを判定するステップであって、前記判定された照明レベルにはバックライトレベルと周囲照明レベルのうちの少なくとも１つが含まれる、ステップと、
前記液晶ディスプレイ上に表示される画像を強調するステップであって、前記画像は複数のピクセル値を含み、前記強調は前記複数のピクセル値のうちの少なくとも１つのそれぞれを、初期値から再マッピングされた値へ当該初期値を修正ガンマ値パラメーターの指数へと増大させる方程式に従って再マッピングすることを含み、前記修正ガンマ値パラメーターは少なくとも部分的に前記判定された照明レベルと前記初期値に基づいている、ステップと、
前記強調された画像を前記液晶ディスプレイ上に表示するために出力するステップと、
を含む方法をコンピューティングデバイスに実行させるためのコンピューター実行可能命令を記憶した１つ又は複数の有形のコンピューター読み取り可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、液晶ディスプレイ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）上に表示される画像の強調に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、コンピューターのモニター、ラップトップコンピューター、スマートフォン、ハンドヘルド型ゲームシステム、及びメディアプレーヤー（ポータブルオーディオプレーヤー、ポータブルビデオプレーヤー等）を含む、現代の広範で様々な電子デバイスやコンピューティングデバイスで用いられている。ＬＣＤが幅広く採用されていることは、一つには、ブラウン管（ｃａｔｈｏｄｅ  ｒａｙ  ｔｕｂｅ：ＣＲＴ）ディスプレイのような他のタイプのディスプレイに比べて小サイズ、軽量、低消費電力であることによるものである。
【０００３】
図１は、簡略化した従来の液晶ディスプレイ１００の各種レイヤーを遠近法で描いた分解組立図を示す。ＬＣＤ１００は、バックライト１１０、水平及び垂直偏光フィルター１２０、１３０、電極レイヤー１４０、１５０、及び液晶レイヤー１６０を含む。ＬＣＤ１００は、画像を表示する際に個々に制御可能である多数のピクチャーエレメント、即ちピクセル（表示ピクセル）を含む。ＬＣＤ１００は、各ピクセルを個々に制御して、バックライト１１０により発生したソース光のうち水平偏光フィルター１２０と垂直偏光フィルター１３０の両方を通過する光量を制御する。
【０００４】
バックライト１１０は、１つ又は複数のＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）、エレクトロルミネセンスパネル、又は他のタイプの光源を含むことが可能であり、そのような光源からの光を拡散させる材料のレイヤーを含むことが可能である。バックライト１１０は、ＬＣＤ１００全体にわたって、又は、より最近のある設計ではＬＣＤ１００の異なるエリアに対して、強度レベルを変化させながらソース光を発生する能力を有している。「バックライトレベル」という用語は、バックライト１１０によって発生したソース光の強度を意味する。
【０００５】
バックライト１１０によって発生したソース光は、一般には無偏光である。光がある軸に沿って広がる波形として視覚化される場合、その光の偏光は、当該軸に対するその波形の向き（例えば、水平方向、垂直方向、又は他のある角度）である。無偏光な光は、異なる偏光が混ざり合ったものである。水平偏光フィルター１２０は、水平方向に偏光した光を通過させるが、他の光を遮断する。垂直偏光フィルター１３０は、垂直方向に偏光した光を通過させるが、他の光を遮断する。液晶レイヤー１６０がなければ、バックライト１１０からの全ての光は、連続した２つの偏光フィルター１２０、１３０によって遮断されてしまうだろう。しかしながら、液晶レイヤー１６０の中では、表示ピクセルの位置にある液晶分子が通過する光を「ねじ曲げ」て、水平偏光した光がバックライト１１０から離れていくにつれて垂直方向の偏光となるようにされる。この垂直偏光の光は、その次に、垂直偏光フィルター１３０を通過することが可能である。
【０００６】
ＬＣＤ１００のある表示ピクセルにおける水平方向から垂直方向への偏光の変化の度合いは、当該表示ピクセルにおいて電極１４０、１５０間を流れる電流の量を変化させることによって制御されることが可能である。各表示ピクセルについてＬＣＤ１００を通過することのできる光量は、こうして、当該ピクセルにおいて電極１４０と１５０を横切って加えられる電流の量によって決定され、ここにおいて、この印加電流の量は、所望されるピクセル値の輝度に依存して制御されることが可能である。概して言えば、ピクセル値の輝度がより高く、即ちより明るければ、対応する表示ピクセルにおいてＬＣＤ１００を通過することのできるソース光の量は、より多くなる。例えば、従来のＬＣＤの１つのタイプにおいて、ネマティック分子が、電流の印加されない「緩和」状態にある場合に、光を水平から垂直偏光にねじ曲げ、このことにより、光が垂直偏光フィルター１３０を通過することが可能になる。しかしながら、電極１４０、１５０を横切って電流が加えられると、このネマティック分子は電流の方向に沿って再整列する。再整列の度合いは、電流の強さに依存し、異なった量の光が垂直偏光フィルター１３０を通過することが可能となる。十分な電流が加えられた場合、液晶レイヤー１６０において水平偏光の光の偏光は変化せず、この光は垂直偏光フィルター１３０によって遮断される。
【０００７】
ＬＣＤ１００上に表示される画像又はフレームは、多数のピクセル（画像ピクセル）を含み、この画像ピクセルは、１つ又は複数のピクセル値を有し、表示プロセスの間にＬＣＤ１００上の多数の表示ピクセルのうちの対応する１つに関連付けられている。例えば、１つの画像ピクセルは赤、緑、及び青の輝度にそれぞれ対応する３つのピクセル値を有することが可能であり、この３つのピクセル値は結合されて、当該画像ピクセルに対して幅広い色の範囲の中の任意の色を形作ることが可能である。ＬＣＤ１００上においては、表示ピクセルは、画像ピクセルのこれらのピクセル値に依存して異なる輝度を設定するために電極１４０、１５０によって個々に制御される、赤、緑、及び青のサブピクセルを含むことが可能である。
【０００８】
異なる種類のＬＣＤは、異なる電極制御のメカニズム、異なる様々な液晶、及び異なるタイプのバックライト用光源を用いることが可能である。ＬＣＤは他のタイプのディスプレイよりも少ない電力しか消費しないが、ＬＣＤはコンピューティングデバイスによって消費される電力の大部分を占めることがあり、またバックライトはＬＣＤによって消費される電力のうちの多くを使用する。それ故に、特にポータブル型の電子デバイスにとっては、ＬＣＤの電力消費を低減して、バッテリーの寿命を延ばしまたエネルギーも節約することは、望ましいことである。ＬＣＤの電力消費は、バックライト１１０によって発生するソース光の強度を減少させることによって低減されることが可能である。しかしながら、小さいバックライト強度では、表示される画像の明るさが低下し、そのことは、ディテールが失われる原因となることがあり、又は、それ以外にも鑑賞者が感じる画像品質を損なうことがある。鑑賞者が感じる画像品質はまた、周囲のある照明条件においては劣化することもある。周囲の照明のレベルが上がると、表示された画像はユーザーにとって鑑賞するのがより困難になることがあり、即ち、ユーザーがその画像のより大まかなディテールしか感じることができなくなることがある。
【０００９】
このように、バックライト及び周囲照明のレベルの変化に応じて液晶ディスプレイ上に表示される画像を強調する、効率的で効果的な方法が求められている。
【発明の概要】
【００１０】
バックライトレベル、周囲照明レベル、及び／又は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に関連した他の照明レベルを考慮して、鑑賞能力を向上するためにＬＣＤ上に表示される画像を強調する画像強調技術が開示される。特に、開示された技術は、ＬＣＤのバックライトレベルの低下又はＬＣＤ周辺の周囲照明レベルの変化に応じて画像が強調されることを可能にする。
【００１１】
いくつかの実施態様において、画像強調技術は、画像の選択されたピクセル値を初期値から再マッピング値へ再マッピングする。再マッピングは、当該初期値を修正ガンマ値パラメーターの指数へと増大させる方程式に従う。この修正ガンマ値パラメーターは、現在のバックライトレベル及び／又は現在の周囲照明レベルに加えて、初期ピクセル値に基づくものである。
【００１２】
例えば、画像の一部分が強調される。この画像の一部分は、ユーザーによって描かれた境界ボックス、又は、ユーザーによって選択され若しくはＬＣＤに画像を出力するコンピューティングデバイス上で動作しているアプリケーションに対応するウィンドウから、決定されることが可能である。当該画像の一部分に対応しないピクセル値は、ＬＣＤに関連した照明レベルの変化にかかわらず、強調されないままとされる。
【００１３】
画像強調の間又は後に、付加的な信号処理演算が実行されることが可能である。例えば、疑似輪郭アーティファクトを低減するために、強調画像に対してディザリング信号が適用されることが可能である。別の例として、再マッピングの結果としての画像中のディテールの消失が検出されることが可能であり、ディテールが失われた領域に対してコントラストをシャープにすることが可能である。
【００１４】
他の実施態様において、本技術は、グラフィック処理装置（ｇｒａｐｈｉｃｓ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ：ＧＰＵ）、若しくはＬＣＤへ画像を出力するコンピューティングデバイスに設けられた他のハードウェアコンポーネント、又はＬＣＤ自体の中において、実現されることが可能である。
【００１５】
本発明に関する前述又は他の対象、特徴、及び優位性は、添付された図面を参照して続けられる、以下の詳細な説明からより明らかなものとなるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、先行技術による簡略化した従来のＬＣＤのいくつかのレイヤーを遠近法で描いた分解組立図である。
【図２】図２は、説明された画像強調技術が実現される、ＬＣＤを含む例示のコンピューティングシステムのブロック図である。
【図３】図３は、フルバックライトでＬＣＤ上に表示された画像のスクリーンショットである。
【図４】図４は、２５％低下したバックライトでＬＣＤ上に表示された図３の画像のスクリーンショットであり、中央のウィンドウにおける画像の左半分が強調されている。
【図５】図５は、フルバックライトレベルで表示された画像、低下したバックライトレベルで画像強調のために再マッピングを行って表示された画像、及び低下したバックライトレベルで再マッピングを行わずに表示された画像に対する例示のトーンカーブを示すプロットである。
【図６】図６は、ＬＣＤ上に出力するための画像を強調する一般化された方法のフローチャートである。
【図７】図７は、バックライトレベルの減少に対応する、ピクセル値の例示の再マッピングを示すプロットである。
【図８】図８は、周囲照明レベルの増加に対応する、ピクセル値の例示の再マッピングを示すプロットである。
【図９】図９は、周囲照明レベルが増加したために強調を行って表示された画像、及び強調を行わないで表示された画像に対する、例示のトーンカーブを示すプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本出願は、ＬＣＤのバックライトレベルが、例えば電力消費を低減し、又は周囲照明レベルの変化に対応するために低下した場合に、ピクセル値を調整するための技術及び手段を説明する。バックライトレベルを管理し、またピクセル値を積極的に調整することによって、本技術及び手段は、表示の品質を保持し、又は新たな表示の特徴を可能としながら、電力消費を低下させることが可能である。例えば、本明細書において説明された技術を用いて、コンピューティングデバイスは、バックライトレベルの減少を補償するように、画像コンテンツ、ビデオコンテンツ、又は他のグラフィカルコンテンツの明るさを選択的に強調することが可能である。どのピクセル値を調整するか、及びそのピクセル値がどのくらい調整されるべきかを決定する際に、コンピューティングデバイスは、他の要素の中から、所望されるバックライトレベル、現在の周囲照明レベル、表示されるべきコンテンツ、ユーザーの好み又は指示、アプリケーションの設定、及びシステムの設定を考慮することが可能である。本出願及び特許請求の範囲において用いられるように、単数形の「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈がそうではないことを明らかに述べているのでない限り、複数形を含む。加えて、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」という用語は「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」を意味する。
【００１８】
本明細書において説明されたシステム、装置、及び方法は、如何なるやり方でも限定を与えるものと解されてはならない。それどころか、本開示は、開示された様々な実施態様単独で、並びに、互いとの様々な組み合わせ及びサブコンビネーションの形で、それら実施態様に関する全ての新規で非自明な特徴及び側面に向けられている。この開示されたシステム、方法、及び装置は、如何なる特定の側面又は特徴又はその組み合わせに限定されることはなく、また、１つ又は複数の如何なる特定の優位性が存在し又は問題が解決されることを必要とするものでもない。
【００１９】
開示された方法のうちのいくつかに関する動作は便宜的な説明のために特定の連続した順序で記載されているが、以下に規定される具体的な言い回しによって特定の順序が必要とされるのでない限り、この記載のやり方は順序の入れ替えを包含していることは理解されなければならない。例えば、連続的に説明された動作は、いくつかのケースにおいて、順序を入れ替え、又は同時に実行されることが可能である。その上、簡潔性のために、添付された図は、開示されたシステム、方法、及び装置が他のシステム、方法、及び装置と共に使用され得る様々なやり方を示すことが不可能である。加えて、本説明は、時々、開示された方法を説明するために「生成する」や「供給する」のような用語を用いることがある。これらの用語は、実行される実際のコンピューターの動作についての高度な抽象概念である。これらの用語に対応する実際のコンピューターの動作は、特定の実装に依存して異なるであろうし、また当業者によって容易に認識され得る。
【００２０】
この開示の装置又は方法に関して本明細書において提示された動作の方法論、科学的原理、又は他の理論的説明は、よりよい理解の目的のために提供されたのであり、また範囲に限定を与えるものであることを意図されていない。添付された特許請求の範囲における装置及び方法は、そのような動作の方法論によって説明されるやり方で機能する装置及び方法に限定されるものではない。
【００２１】
＜ＬＣＤを備えたコンピューティングデバイス及び画像強調＞
ここで図面に目を向けると、図２は、コンピューティングシステム２００の一例のブロック図を示す。コンピューティングシステム２００は、ハードウェア要素（長方形のボックスで示される）と、ソフトウェア又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせで実現されることが可能である機能要素（丸められた角により示される）とを含む。
【００２２】
ハードウェア要素に関し、システム２００は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）２１０、１つ又は複数の処理装置２３０、メモリ２４０、周囲照明センサー２５０、及びユーザー入力デバイス２８０を含む。一般に、処理装置２３０とメモリ２４０は、それぞれの機能要素のためのソフトウェアを実行し、及び／又は、専用ハードウェアロジックで機能要素の特徴を実現する。メモリは、揮発性メモリ（例えば、レジスター、キャッシュＲＡＭ）、不揮発性メモリ（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等）、又はこれら２つの何らかの組み合わせとすることが可能である。ユーザー入力デバイス２８０は、キーボード、マウス、ペン、トラックボール、タッチスクリーン、音声入力デバイス、スキャニングデバイス、又は、システム２００へ入力を供給する別のデバイスを含むことが可能である。
【００２３】
システム２００は、当該デバイスの外部に存在するＬＣＤ２１０に通信可能に結合されたコンピューティングデバイスにおいて実現されることが可能である。例えば、システム２００は、処理装置２３０及びメモリ２４０を含んで、有線又は無線接続を介してＬＣＤ２１０へ画像データを出力する、デスクトップコンピューターを構成することが可能である。あるいはまた、システム２００は、スマートフォン、携帯型ゲームシステム、メディアプレーヤー、又は、モバイル、携帯型、若しくはハンドヘルドの他のコンピューティングデバイスといったような、ＬＣＤ２１０を内蔵するコンピューティングデバイスにおいて実現されることが可能である。
【００２４】
コンピューティングシステム２００は、処理装置２３０上で走るオペレーティングシステム２６０及び１つ又は複数のアプリケーション２７０を有することが可能である。メモリは、オペレーティングシステム２６０、アプリケーション２７０、及び本明細書において説明される技術の何れかを実現するソフトウェアを記憶することが可能である。
【００２５】
システム２００の機能要素はまた、バックライト及びディスプレイ管理のためのＬＣＤコントローラー２２０を含む。ＬＣＤコントローラー２２０は、単独で、又はコンテンツ解析及び再マッピングモジュール２２２と組み合わせられて、ＬＣＤ２１０上に表示される画像に関係付けられているピクセル値を処理する。実装例における再マッピング演算の詳細は、以下で提示される。ＬＣＤコントローラー２２０はまた、ＬＣＤのバックライトレベルを制御するための信号を生成する。ディスプレイドライバー２２４は、再マッピングの結果をＬＣＤ２１０への出力のためにバッファリングし、また、他に画像データをＬＣＤ２１０への出力のためにバッファリングする。ＬＣＤのバックライトレベルを制御する信号は、コントローラー２２０から又はバックライト制御ドライバー２２６を通じてＬＣＤ２１０へ供給されることが可能である。休止状態、スタンバイ状態、又は他の低電力状態に入るシステム２００の一部分として、オペレーティングシステム２６０（システム制御）は、バックライトレベルを低下させるようコントローラー２２０に命令を出すことが可能である。別の例において、オペレーティングシステム２６０（システム制御）又はアプリケーション２７０（アプリケーション制御）は、バックライトレベルの変化に応じて画像の一部分が強調されるべきであるということを知らせることが可能である。
【００２６】
オペレーティングシステム２６０又はアプリケーション２７０は、ユーザー入力２８０（ユーザー制御）に応じて、バックライトレベルを低下させること、又は画像を強調することをコントローラー２２０に命令することが可能である。例えば、ユーザーは、ＬＣＤ２１０の明るさを低下させる（即ちバックライトレベルを低下させる）オペレーティングシステム２６０及び／又はアプリケーション２７０のパラメーター又は設定を構成することが可能である。ユーザーはまた、画像のどの部分が強調されるべきであるかを、例えば境界ボックスを描く、ＬＣＤ２１０上に表示された１つ又は複数のウィンドウを選択する、又はその出力がＬＣＤ２１０上に表示される１つ又は複数のアプリケーションを選択することによって、指示することが可能である。
【００２７】
ＬＣＤコントローラー２２０は、単独で、又はバックライト制御ドライバー２２６を通じて、ＬＣＤのバックライトレベルを調整することが可能であり、また、単独で、又はコンテンツ解析及び再マッピングモジュール２２２と組み合わせられて、周囲照明センサー２５０から受信された信号に応答して画像強調を実行することが可能である。周囲照明センサー２５０は、ＬＣＤの付近における又はＬＣＤに入ってくる周囲照明の明るさを検出し、また、それを表す信号を発生させる。この信号は、コントローラー２２０へ送信されて、コントローラー２２０によって受信される。センサー２５０は、ＬＣＤ２１０と同一のデバイス、又はコントローラー２２０を実現する別個のコンピューティングデバイスに統合されることが可能である。センサー２５０は、周囲照明レベルを、定期的な時間間隔で、コントローラー２２０の要求に応じて、又は周囲照明レベルが指定量だけ変化した場合に、コントローラー２２０へ供給することが可能である。ＬＣＤコントローラー２２０は、センサー２５０から受信された信号に基づいて周囲照明レベルをモニターし、それに応じて、ＬＣＤのバックライトレベルを増加又は減少させることが可能である。例えば、コントローラー２２０は、周囲照明レベルの増加と共にバックライトレベルを増加させて、ＬＣＤ上に表示された画像を明るい照明条件でより鑑賞し易くすることが可能である。同様に、コントローラー２２０は、周囲照明レベルの減少と共にバックライトレベルを減少させて、電力を節約し、又は暗い環境に瞳孔が順応しているユーザーにとってＬＣＤが極端に明るく見えることを回避することが可能である。
【００２８】
異なった具体化において、ＬＣＤコントローラー２２０は、処理装置２３０、グラフィック処理装置（ＧＰＵ）（不図示）、又は、コンピューターシステム２００の任意の他のハードウェアコンポーネント（例えばＡＳＩＣ等）若しくはそのサブコンポーネントのうちの、１つ又は複数に統合されることが可能である。コントローラー２２０は、ＬＣＤ２１０を収容しているコンピューティングデバイス、ＬＣＤ２１０と別個のコンピューティングデバイス、又はＬＣＤ２１０それ自体に配置されることが可能である。例えば、もしシステム２００がデスクトップコンピューターシステムであれば、ＬＣＤコントローラー２２０は、パーソナルコンピューター又は外部のＬＣＤ２１０に配置されることが可能である。ＬＣＤコントローラー２２０の異なる機能は、バックライト制御ドライバー２２６、再マッピングモジュール２２２、及び／又はディスプレイドライバー２２４によって、又はこれらと連携して実行されることが可能であり、それらの何れもが、コンピューティングデバイス又は別個のＬＣＤ２１０に配置されることが可能である。いくつかの具体化において、コントローラー２２０の機能は、システム２００の多数のコンポーネントに分散される。例えば、ＬＣＤコントローラー２２０によって実行されるいくつかの演算は、デスクトップコンピューターの計算コンポーネントによって実行されることが可能であり、ＬＣＤコントローラー２２０の残りの機能は、ＬＣＤ２１０によって実行されることが可能である。
【００２９】
＜画像強調の結果を示す画像の例＞
図３及び４は、本明細書において説明される、バックライトを低下させたＬＣＤ上に表示された画像の明るさを選択的に増加させる画像強調技術の適用を描いたものである。図３は、フルバックライトの（即ちバックライトレベル１００％の）ＬＣＤ上に表示された画像３００を示す。図４は、バックライトレベルを２５％低下させた（即ちバックライトレベル７５％の）ＬＣＤ上に表示された同じスクリーンショットの画像４００を示す。各画像３００，４００は、ウィンドウ内に、ヘルメットを被った男性の画像３１０，４１０を含む。図４において、バックライトレベルの低下を補償するように、本明細書で説明される方法に従って画像４１０の左半分４２０が強調されている。画像４１０の右半分４３０は強調されていない。見て分かるように、強調された左半分４２０は、強調されていない右半分４３０よりも明るくなっており、また、フルバックライトで表示された画像３１０の明るさにより近く似たものとなっている。
【００３０】
特に、低下したバックライトの物理的な制限によって、画像４１０の比較的明るいエリア（例えばヘルメット）は両半分４２０，４３０共にぼやけた状態になっているが、この強調技術は、左半分４２０の他のエリア（例えば影、ジャケット）におけるディテールの明るさを増加させて、元の画像３１０により近くマッチさせている。画像描画ウィンドウやビデオ描画ウィンドウ等の選択された表示エリアについて、この強調によって比較的により暗いエリアにおけるディテールの明瞭さが保持され、低下したバックライトレベルでぼやけた状態になることが原因でそのようなディテールが失われることはなくなる。
【００３１】
＜トーンカーブの例及び理論的な根拠＞
図５は、図３及び４の画像３１０及び４１０中のピクセル値に対するトーンカーブ５１０，５２０，５３０を示す。各トーンカーブは、輝度（luma）ピクセル値と当該ピクセル値に従って表示される表示ピクセルの輝度（brightness）との関係を示す。図５において、輝度ピクセル値は最大のピクセル値（例えば、８ビット色深度の画像については２５５、１０ビット色深度については１０２３）で規格化され、輝度（brightness）は、フルバックライト（１００％のバックライトレベル）で且つ最大のピクセル値に従って表示された表示ピクセルの輝度で規格化されている。あるいはまた、輝度ピクセル値の全体の輝度を表す代わりに、輝度は、表示ピクセルの赤色、緑色、又は青色サブピクセルの強度を表すことが可能である。
【００３２】
トーンカーブ５１０，５２０，５３０は、ＬＣＤの電極を横切って表示ピクセルに加えられる信号（これは関係付けられたピクセル値に対応する）と、当該表示ピクセルの対応する輝度との非線形な関係を表している。表示ピクセルの輝度（brightness）と画像のピクセル値（pixel value）との関係は、次式によって表現されることが可能である。
【００３３】
【数１】
2013519119.tif 000003
【００３４】
ここで、γは特定のＬＣＤディスプレイに関係するガンマ値である。γの値は、使用されるディスプレイのタイプに従って変化することが可能である。図５において、トーンカーブ５１０，５２０，５３０は、２．２というガンマ値、即ちガンマ設定値を有するディスプレイに関係付けられており、この値は、従来のブラウン管及びいくつかのＬＣＤに典型的なガンマ値である。ＬＣＤは、２．２とは異なるガンマ値を有すること、及び、式１で表現することが不可能なピクセル値−輝度関係を有することが可能である。そのような関係を有するＬＣＤは、水平及び垂直電極に印加される信号電圧を発生する際にピクセル値に補正を適用して、ピクセル値−輝度関係が式１で表現されるようにすることが可能である。
【００３５】
トーンカーブ５１０は、フルバックライトで表示された画像３１０に対応し、またトーンカーブ５２０，５３０は、バックライトを２５％低下させて表示された画像４１０についての、それぞれ画像の半分４２０，４３０に対応する。トーンカーブ５３０は、強調されていない画像の半分４３０に対応し、トーンカーブ５１０を０．７５倍（バックライトの２５％低下を表す）したものに等しい。トーンカーブ５２０は、強調された画像の半分４２０に対応し、この強調された画像の半分４２０に対するピクセル値が、ピクセル値のほぼ全域にわたって、強調されていない画像の半分４３０に対する同一のピクセル値よりも大きな輝度を有することを示している。フルバックライトされた画像３１０に対応するトーンカーブ５１０と比較すると、トーンカーブ５２０は、強調された画像の半分４２０に対するピクセル値が、小さいピクセル値の部分において同じくらいの輝度を有することを示している。このことは、画像のより暗い領域が、フルバックライトで表示される場合、又は低下したバックライトで強調されて表示される場合に、同じくらいの輝度で表示されることを表す。これと対照的に、トーンカーブ５３０に示されるように、強調されていない画像の半分４３０に対するピクセル値は、小さいピクセル値の部分においてさえ、比例的に減少している。高いピクセル値の部分において、トーンカーブ５２０と５３０は１つに収斂している。このことは、強調された画像と強調されていない画像のより明るい領域が、だいたい同じ輝度レベルで表示されることを表す。
【００３６】
＜画像強調技術の例＞
図６は、液晶ディスプレイ上に表示される画像を強調するための一般化された方法６００のフローチャートを示す。この方法６００は、例えば、低い周囲照明の条件であるために外部ＬＣＤディスプレイの輝度を低下させるようにユーザーによってシステム設定が構成されたラップトップコンピューターによって、実行されることが可能である。より一般的には、図２を参照して説明されたコンピューターシステム２００等のシステムが、方法６００を実行する。
【００３７】
６１０において、システムは、ＬＣＤに関する照明レベルを判定する。照明レベルには、バックライトレベル及び／又は周囲照明レベルが含まれる。例えば、照明レベルは、以前のバックライトレベルに比べて減少又は増加した現時点のバックライトレベルである。又は、照明レベルは、以前の周囲照明レベルに比べて減少又は増加した現時点の周囲照明レベルである。ラップトップコンピューターの具体化において、ラップトップコンピューターは、現時点のバックライトレベルを、例えばＬＣＤディスプレイとの通信を通じて、又はシステムの変数若しくはパラメーターにアクセスすることによって、判定することが可能である。ラップトップコンピューターは、現時点の周囲照明レベルを、周囲照明センサーとの通信を通じて、又はシステムの変数若しくはパラメーターにアクセスすることによって、判定することが可能である。これらの現時点の照明レベルは、コンピューターシステムによってアクセス可能なメモリに記憶されている以前の照明レベルと比較されることが可能である。
【００３８】
６２０において、システムは、ＬＣＤ上に表示される画像を強調する。画像の全体又は画像の一部分が強調されることが可能である。即ち、画像は、選択的に強調されることが可能である。概して言うと、システムは、画像のピクセル値のうちの少なくともいくつかを、初期値から再マッピングされた値へと再マッピングする。典型的な例では、再マッピングされたピクセル値は、ＹＵＶ等の輝度−彩度色空間における輝度（luma）値であり、彩度値は再マッピングされない。
【００３９】
例えば、いくつかの具体化において、強調には、再マッピングされるべきピクセル値のそれぞれを次式に従って初期値から再マッピングされた値へ再マッピングすることが含まれる。
【００４０】
【数２】
2013519119.tif 000004
【００４１】
ここで、γｒａｔｉｏは修正ガンマ値比であり、初期ピクセル値（ｉｎｉｔ＿ｐｉｘｅｌ＿ｖａｌｕｅ）は０から１の範囲になるよう規格化された値である。あるいはまた、初期ピクセル値は、その初期ピクセル値を、上記判定された照明レベルの変化を補償するように輝度を選択的に増加させる別のタイプの修正ガンマ値パラメーターで累乗することによって、再マッピングされる。
【００４２】
式２及び本明細書において提示される他の数式に関して、当該数式を実現する演算の詳細は、実装に依存して異なることが可能であるが、それでも当該数式に「従って」いることになる。例えば、数式は、予め計算された入力値と出力値の関連付けを記憶するルックアップテーブルを用いた演算により実現されることが可能であり、又は、その出力値は、当該数式を使用してオンザフライで入力値から計算されることが可能である。別の例として、数式は、当該数式に示された演算のみを使用して、等価な演算を使用して、又は付加的な演算を使用して、実現されることが可能である。別の例として、数式は、単独で、又は他の数値変形と共に、実現されることが可能である。数式は、当該数式によって示され若しくは意味される順序で演算を用いて実現されることが可能であり、又は、演算は、同じ結果をもたらすように再配列されることが可能である。
【００４３】
式２における修正ガンマ値比γｒａｔｉｏは、少なくとも部分的には上記の判定された照明レベルに基づき、また少なくとも部分的には初期値に基づく。例えば、修正ガンマ値比γｒａｔｉｏは、次のように表現されることが可能である。
【００４４】
【数３】
2013519119.tif 000005
【００４５】
ここで、γＬＣＤは特定のＬＣＤに関する１．８や２．２といったようなガンマ設定値であり、またγａｄｊｕｓｔｍｅｎｔはガンマ調整値である。
【００４６】
バックライトレベルの変化を補償するために再マッピングが用いられる場合、式３のガンマ調整値γａｄｊｕｓｔｍｅｎｔは次のように表現されることが可能である。
【００４７】
【数４】
2013519119.tif 000006
【００４８】
ここで、γｏｆｆｓｅｔ＿ｂｌはバックライトレベルに依存するガンマオフセット値である。様々なバックライトレベルに対するガンマオフセット値γｏｆｆｓｅｔ＿ｂｌの数値例は、以下において提示される。
【００４９】
式４は、ガンマ調整値γａｄｊｕｓｔｍｅｎｔが、低いレベルのピクセル値におけるγＬＣＤ（初期ピクセル値が０の時γａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ＝γＬＣＤ）から高いレベルのピクセル値におけるγｏｆｆｓｅｔ＿ｂｌ（初期ピクセル値が最大値１の時γａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ＝γｏｆｆｓｅｔ＿ｂｌ）へと滑らかに推移するという結果をもたらす。初期ピクセル値の平方根は、（γｏｆｆｓｅｔ＿ｂｌ−γＬＣＤ）の項が、初期ピクセル値０に対して０となり、最大の初期ピクセル値１に対して１となり、また初期ピクセル値０と１の間で所望のカーブを有するように、当該項に対するスケーリング係数として用いられる。このように、式４は、規格化されている初期ピクセル値を仮定している。式４は、規格化されていないピクセル値に適応するように修正されることが可能である。
【００５０】
式４のバリエーションにおいて、画像の強調を増大させ、減少させ、又は他の方法で修正するために、（γｏｆｆｓｅｔ＿ｂｌ−γＬＣＤ）の項に対するスケーリング係数として√（ｉｎｉｔｉａｌ＿ｐｉｘｅｌ＿ｖａｌｕｅ）とは異なる式が用いられることが可能である。例えば、スケーリング係数は、与えられた初期ピクセル値に対してより大きな又はより小さな強調量（即ち、より大きな又はより小さな量で再マッピングされた初期ピクセル値）を生じさせる関数とすることが可能である。
【００５１】
オフセットガンマ値γｏｆｆｓｅｔ＿ｂｌは、上記の判定された照明レベルから必要とされる時に計算されること、コンピューターシステムのメモリに記憶されているルックアップテーブルから検索されること、又は、検索及び計算の何らかの組み合わせとして決定されることが可能である。ラップトップコンピューターの例を続けると、γｏｆｆｓｅｔ＿ｂｌのルックアップテーブルは、ラップトップコンピューターの常駐メモリに記憶されることが可能である。表１は、γＬＣＤが２．２であるＬＣＤについての、γｏｆｆｓｅｔ＿ｂｌ値を格納した例示のルックアップテーブルにおけるいくつかのエントリを示す。
【００５２】
【表１】
2013519119.tif 000007
【００５３】
γｏｆｆｓｅｔ＿ｂｌの値は、バックライトレベルの減少と共に増加し、これは、バックライトのより大きなレベル低下に対してより大きな量の画像強調を生じさせることに貢献する。表１はまた、γｏｆｆｓｅｔ＿ｂｌ値が大体においてバックライト値の減少と共に単調に増加することを示している。
【００５４】
周囲照明レベルの変化を補償するためにこの再マッピングが用いられる場合、式２及び４の再マッピングされたピクセル値ｒｅｍａｐｐｅｄ＿ｐｉｘｅｌ＿ｖａｌｕｅとガンマ調整値γａｄｊｕｓｔｍｅｎｔは、次のように表現されることが可能である。
【００５５】
【数５】
2013519119.tif 000008
【００５６】
【数６】
2013519119.tif 000009
【００５７】
ここで、γｏｆｆｓｅｔ＿ａｍｂは周囲照明レベルに依存するガンマオフセット値であり、またａは次のように表現されることが可能なスケーリングパラメーターである。
【００５８】
【数７】
2013519119.tif 000010
【００５９】
ここで、ｂは、周囲照明レベル、又は低いレベルのピクセル値に対して用いられる目標輝度である。様々な周囲照明レベルに対するガンマオフセット値γｏｆｆｓｅｔ＿ａｍｂの数値例は、以下に表２において提示される。このガンマ調整値γａｄｊｕｓｔｍｅｎｔによれば、再マッピングされたピクセル値ｒｅｍａｐｐｅｄ＿ｐｉｘｅｌ＿ｖａｌｕｅは、少なくとも部分的には判定された照明レベルに基づき、また少なくとも部分的には初期ピクセル値に基づく。
【００６０】
式５−７は、再マッピングされたピクセル値（ｒｅｍａｐｐｅｄ＿ｐｉｘｅｌ＿ｖａｌｕｅ）が、低いレベルのピクセル値における非ゼロの値（初期ピクセル値が０の時、γａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ＝γｏｆｆｓｅｔ＿ａｍｂ、及びｒｅｍａｐｐｅｄ＿ｐｉｘｅｌ＿ｖａｌｕｅ＝ａ１／γｏｆｆｓｅｔ＿ａｍｂ）から高いレベルのピクセル値における１．０へと滑らかに推移するという結果をもたらす。このように、周囲照明の増大に応じて、本方法６００は、主として画像のより暗い領域を強調し、中程度の明るさの領域をより暗い領域よりも少ない量だけ増大させ、そして、高いレベルの明るさの領域を強調されない画像と大体同じ明るさに維持するように動作することが可能である。
【００６１】
式５−７のバリエーションにおいて、様々な数式によって、ピクセル値の増大に合わせて非ゼロの値から１．０へと、再マッピングされたピクセル値の滑らかな推移が生じる。オフセットガンマ値γｏｆｆｓｅｔ＿ａｍｂは、上記の判定された照明レベルから必要とされる時に計算されること、コンピューターシステムのメモリに記憶されているルックアップテーブルから検索されること、又は、検索及び計算の何らかの組み合わせとして決定されることが可能である。再びラップトップコンピューターの例を続けると、γｏｆｆｓｅｔ＿ａｍｂのルックアップテーブルは、ラップトップコンピューターの常駐メモリに記憶されることが可能である。
【００６２】
表２は、γＬＣＤが２．２であるＬＣＤについての、γｏｆｆｓｅｔ＿ａｍｂ値を格納した例示のルックアップテーブルにおけるいくつかのエントリを示す。再マッピングは非ゼロの周囲照明値ｂに対してのみ行われるが、このことは、本明細書において説明された方法を利用するシステムが、完全に真っ暗な状態にあるのでない限り画像を必ず強調する、ということを意味しない。周囲照明の下限値は指定されることが可能である。もし周囲照明レベルがこの指定された下限値よりも下であれば、周囲照明値ｂは０．０であるとみなされ、如何なる再マッピングや画像強調も行われないだろう。
【００６３】
【表２】
2013519119.tif 000011
【００６４】
表２に示されたマッピングの例において、周囲照明レベルが０．０３から０．０５、０．１へと変化すると、γｏｆｆｓｅｔ＿ａｍｂは減少し、その後増加する。このように、γｏｆｆｓｅｔ（例えばγｏｆｆｓｅｔ＿ｂｌ又はγｏｆｆｓｅｔ＿ａｍｂの何れか）のルックアップテーブルは、少数のエントリを格納して少量のメモリを必要とすることが可能である。ルックアップテーブルにおいて対応するエントリのないバックライト又は周囲照明値に対応するガンマオフセット値は、線形補間又は別の形式の補間を用いて、存在しているエントリから補間されることが可能である。あるいはまた、γｏｆｆｓｅｔ＿ｂｌ及びγｏｆｆｓｅｔ＿ａｍｂは、コンピューターシステム上で実行されているソフトウェア又はコンピューターシステムに設けられたハードウェア（即ちＧＰＵ）によって、再マッピング処理中にリアルタイムで計算されることが可能である。
【００６５】
同様に、ガンマオフセット値が決定された後、処理ブロック６２０で行われる再マッピングの間に、ガンマ調整値γａｄｊｕｓｔｍｅｎｔが各ピクセル値に対して計算されることが可能である。あるいはまた、ガンマオフセット値が決定された後に、とり得る各ピクセル値に対してγａｄｊｕｓｔｍｅｎｔのとり得る値が計算され、その結果のγａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ値がルックアップテーブル又は初期ピクセル値によってインデックスを付された他のデータ構造に記憶されることが可能である。それ故、再マッピングは、画像中の任意の与えられた初期ピクセル値に対するγａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ値をデータ構造から検索することを含むことが可能であり、こうして、再マッピング中にγａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ値を再計算しなくても済むようにしている。再マッピングされたピクセル値（ｒｅｍａｐｐｅｄ＿ｐｉｘｅｌ＿ｖａｌｕｅ）は、同様に、オンザフライで計算され、又は、予め計算されてルックアップテーブル若しくは他のデータ構造に記憶されることができる。
【００６６】
更に、バックライトレベルと周囲照明レベルの両方に依存するγａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ及び／又はｒｅｍａｐｐｅｄ＿ｐｉｘｅｌ＿ｖａｌｕｅの数式は、ピクセル値の再マッピングのために同様に用いられることが可能である。別の代替手段として、単独の初期ピクセル値を考慮してガンマ調整値γａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ及び／又はｒｅｍａｐｐｅｄ＿ｐｉｘｅｌ＿ｖａｌｕｅを計算する代わりに、再マッピングは、例えば、暗いピクセル値を強調することによって暗い領域におけるコントラストを増大させるために、けれども当該暗いピクセル値をそれらが明るいピクセル値に囲まれている場合と同じ程度には調整しないようにするために、強調されるべきピクセル値の周りの隣接する他のピクセル値を考慮に入れることが可能である。
【００６７】
図６に戻って、画像が６２０において強調された後、システムは、６３０において、当該強調された画像をＬＣＤへ出力する。ＬＣＤへの強調された画像の出力は、例えば、コンピューティングデバイスが再マッピングされたピクセル値を外部のＬＣＤへ送信すること、又は、ＬＣＤコントローラー若しくはコンピューティングデバイスの他のコンポーネントがそのデバイスに統合されたＬＣＤへ当該強調された画像のデータを送信することを含むことが可能である。
【００６８】
＜ピクセル値の再マッピング例＞
図７は、現在のバックライトレベルが以前のフルバックライトレベルから２５％低下し、またＬＣＤがガンマ値２．２（γＬＣＤ＝２．２）を有する場合についての、初期ピクセル値と再マッピングされたピクセル値の関係を示す曲線７１０及び７２０のプロット７００である。ガンマオフセット値は、表１に示された規格化バックライトレベル０．７と０．８（それぞれ低下率３０％及び２０％）に対するγｏｆｆｓｅｔ＿ｂｌ値２．５７１と２．８３２から線形補間された、２．７０（γｏｆｆｓｅｔ＿ｂｌ＝２．７０）である。
【００６９】
曲線７２０は、初期及び再マッピングされたピクセル値間に修正が加えられていない（即ち、再マッピングされたピクセル値が初期ピクセル値と同じである）基準曲線である。曲線７１０は、バックライトレベルの低下に応じて初期ピクセル値をより大きな再マッピングされたピクセル値へと再マッピングしたものを示し、中間レベルのピクセル値が低いレベル又は高いレベルの値よりもより大きい分量で再マッピングされている。
【００７０】
図５を再び参照すると、曲線５２０は、図４の強調された画像の半分４２０に対するトーンカーブである。再マッピングされたピクセル値の輝度は、式２を式１に代入することによって次のように表現されることが可能である。
【００７１】
【数８】
2013519119.tif 000012
【００７２】
上で論じられたように、トーンカーブ５２０は、低下したバックライトで表示された強調された画像の半分４２０における暗い領域が、フルバックライトで表示された強調されない画像３１０のものと同じくらいであると感じられる輝度を有することを示している。それと同時に、低下したバックライトでは、強調された画像の半分４２０における中間レベル（及びそれより高いレベル）のピクセル値は、強調されない画像の半分４３０よりも明るい（又は同じ明るさである）が、フルバックライトで表示された強調されない画像３１０の対応するピクセル値よりもぼやけた状態であるのが目立つ。
【００７３】
図８は、現在の周囲照明レベルが０．１（ｂ＝０．１）であり、またＬＣＤがガンマ値２．２（γＬＣＤ＝２．２）を有する場合についての、初期ピクセル値と再マッピングされたピクセル値の関係を示す曲線８１０及び８２０のプロット８００である。ガンマオフセット値は１．７５（γｏｆｆｓｅｔ＿ａｍｂ＝１．７５）である。曲線８１０は、初期及び再マッピングされたピクセル値間に修正が加えられていない（即ち、再マッピングされたピクセル値が初期ピクセル値と同じである）基準曲線である。曲線８２０は、ｂ＝０．１の時に周囲照明レベルの増加に応じて初期ピクセル値をより大きな再マッピングされたピクセル値へと再マッピングしたものを示す。低いレベルのピクセル値における輝度は、中間レベル及び高いレベルの値における輝度よりもより大きい分量で増大しており、その輝度の増大量はピクセル値の増加と共に減少し、高いレベルのピクセル値における輝度は増大するとしても少量だけである。
【００７４】
図９は、フルＬＣＤバックライトで表示された画像についてのトーンカーブ９１０及び９２０のプロット９００であり、周囲照明レベルが増大したために画像強調を行ったもの（曲線９２０）と行っていないもの（曲線９１０）を表す。曲線９１０は、強調されない画像に対する、又は低い周囲照明条件（即ち周囲照明レベルｂ＝０．１）で表示された画像に対するトーンカーブである。トーンカーブ９２０は、画像の暗い領域が増大した周囲照明条件下で（顕著により明るく）強調され、中間レベル及びより高いレベルのピクセル値も強調されるが、その量は低いレベルのピクセル値よりも少量だけであるということを表している。強調された画像におけるより高いレベルのピクセル値の輝度は、強調されない画像におけるより高いレベルのピクセル値の輝度と１つに収斂している。
【００７５】
＜使用シナリオと代替手法＞
一般化された画像強調方法６００が、画像の輝度を選択的に増大させるために初期ピクセル値がより大きなピクセル値に再マッピングされる事例のコンテキストにおいて説明されてきたが、画像強調はまた、バックライトレベルの増大に応じて初期ピクセル値をより小さなピクセル値に再マッピングすることをも含む。例えば、もしバックライトレベルが、周囲照明レベルの増大、又は低電力モード（即ち休止状態、スタンバイ状態等）から通常モードへ遷移するオペレーティングシステムに応じて増大したら、本方法６００は、画像が過度に明るくなることを防止するために初期ピクセル値をより低いピクセル値に再マッピングすることが可能である。
【００７６】
更に、画像の強調は、信号値の再マッピングに加えて、又はその一部分として、デジタル信号処理（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ：ＤＳＰ）技術の応用を含むことが可能である。例えば、再マッピング演算若しくはバックライト低下の結果として発生し得る、疑似輪郭又は縞模様のアーティファクトの混入を軽減又は回避するために、強調が行われている画像に対して高周波数のディザリング信号が適用されることが可能である。縞模様のアーティファクト即ち疑似輪郭は、例えば、広いレンジの初期ピクセル値が少数のピクセル値で置き換えられて、当該画像におけるピクセル値の緩やかな変化が目立つ境界線に取って代わられる場合に発生することがある。このディザリング信号は、ピクセル値が再マッピングされた後に、画像全体にわたって追加され又はピクセル値が再マッピングされた強調領域にのみ追加されるパターンを用いて、当該画像に対して添加されることが可能である。このパターンは、予め生成され、又は表示の前にオンザフライで生成されることが可能である。例えば、ディザリング信号は、例えば０の周りのガウス分布に従って−０．５から０．５までのような少量だけ、サンプル値を摂動させる。
【００７７】
画像強調の一部分として他のＤＳＰ演算が含まれることも可能である。例えば、画像強調は、再マッピングの結果としての、画像の１つ又は複数の領域におけるディテールの消失を検出して、それらの領域のコントラストをシャープにすることを含むことが可能である。再マッピングを行った後であっても、バックライトレベルの低下によって明るいエリアのディテールが失われることがあり、そのようなコントラスト調整は、そうしたディテールの維持に役立つことが可能である。反対に、暗い領域における再マッピングは、当該暗い領域における歪みを意図せずにより目立たせることがあり、ＤＳＰ演算はそのような歪みを識別し滑らかにすることが可能である。
【００７８】
いくつかのシナリオにおいて、ユーザーの指示に応じ、ユーザーの好みに従い、アプリケーションの設定に従い、又はシステム設定に従い、現在のバックライトレベルが直接的に低下する。他のシナリオにおいて、実際のバックライトレベル、現在の周囲照明レベル、及び画像のコンテンツを考慮して、システムは、例えば表示コンテンツの大部分が暗い場合に、鑑賞者に変化を気付かせずに、バックライトレベルを低下させながらピクセル値を積極的に調整することが可能である。
【００７９】
電力消費の低減が目標でない場合であっても、本明細書において説明された画像強調技術は、ハイライト効果を達成するために用いられることが可能である。例えば、低下したバックライトレベルで表示された画像において、その画像の選択された一部分に関係付けられているピクセル値が強調されて、当該一部分の輝度が、フルバックライトで表示された場合と同じであると感じられるようにすることが可能である。ハイライトされる画像の一部分は、ユーザー、オペレーティングシステム、又はコンピューティングデバイス上で走っているアプリケーションによって、ディスプレイの他の非アクティブなエリアと区別されるアクティブなエリアとして選択されることが可能である。このようなハイライトの特徴は、バックライトを低下したレベルに保持し、より多くのソース光が当該画像部分に関係付いている表示ピクセルを通過できるようにすることによって、ＬＣＤの電力消費を低減することが可能である。
【００８０】
別の使用シナリオにおいて、本明細書において説明された画像強調技術は、単一のコンピューターシステムで使用される複数のモニターに表示されたコンテンツの輝度を揃えるために適用される。
【００８１】
エンドユーザーの比較的単純なコンピューティングデバイスが１つ又は複数のサーバーコンピューターにネットワークを通じて接続される「クラウド」コンピューティングの具体化において、エンドユーザーのデバイスは、そのバックライトレベル、又はその周囲照明条件に関する情報をサーバーコンピューターに伝達することが可能である。サーバーコンピューターは、このクラウドに接続されたエンドユーザーデバイスのバックライトレベル又は周囲照明条件に基づいて、メディアコンテンツを調整することが可能である。次いで、強調されたコンテンツが表示のためにエンドユーザーデバイスへ配信されることが可能である。本明細書において説明された方法は、自動的に、又はユーザーの選択によって、使用可能とされることができる。いくつかの実施態様において、周囲照明センサーが組み込まれたコンピューティングデバイス又はＬＣＤモニターは、バックライトレベルを自動的に低下させ、周囲照明レベルの低下に応じて画像を強調することが可能である。他の実施態様において、ユーザーは、本明細書において説明された画像強調技術が低下したバックライトレベルの条件で利用されるかどうかを制御する、システム設定（例えば、オペレーティングシステム設定、アプリケーション設定）を構成することが可能である。
【００８２】
本明細書において説明された方法は、ソフトウェア若しくはハードウェア、又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせの何れかにおいて実現されることが可能である。例えば、本方法は、ＬＣＤに接続されたコンピューティングデバイス上で走るオペレーティングシステム、ＧＰＵファームウェア、若しくはアプリケーションにおいて、又はＬＣＤに設けられたプロセッサー上で走るファームウェアによって実現されることが可能であり、又は、その機能は、そのようなコンポーネント間に分解されることが可能である。あるいはまた、本方法の一部分又はその全ては、中央処理装置、グラフィック処理装置、若しくは画像データをＬＣＤへ出力するコンピューティングデバイスの任意の他のハードウェアコンポーネント上に設けられ、又はＬＣＤに設けられた、回路において実現されることが可能である。
【００８３】
加えて、本出願の事例は基本的に輝度ピクセル値の再マッピングにフォーカスしてきたが、本明細書において説明された方法は、如何なる色空間のピクセル値でも再マッピングすることが可能である。例えば、ＹＵＶ（例えばＹＰｂＰｒ、ＹＣｂＣｒ）色空間で表現された画像の輝度（Ｙ’）ピクセル値を再マッピングし彩度ピクセル値（Ｕ、Ｖ）を再マッピングしないことによって、又は、ＲＧＢ色空間で表現された画像の赤色、緑色、及び青色のサブピクセル値を再マッピングすることによって、画像は強調されることが可能である。
【００８４】
特に、具体化を簡略にするために、ビデオ又は画像のコンテンツに関して、本明細書において説明された方法は、ビデオ又は画像のデコード処理から出力された再構成輝度ピクセル値に対して適用されることが可能である。ビデオのデコード及び表示を担当するビデオカード又はＧＰＵにおいて、ビデオ描画モジュールは、ビデオ又は画像コンテンツのピクセル値が依然として８ビット又は１０ビットの整数表現であって輝度／彩度色空間にある限りは、デコード処理の直後に再マッピング演算を実行することが可能である。
【００８５】
本明細書において提示された技術は、プログラムモジュールに含まれているようなコンピューター実行可能命令の一般的なコンテキストで説明されることが可能であり、又は、現実若しくは仮想ターゲットプロセッサー上のコンピューティングシステムにおいて実行されている、システムの「エンジン」を構成しているとして説明されることが可能である。一般的に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行し、又は特定の抽象データ型を実現する、ルーチン、プログラム、ライブラリ、オブジェクト、クラス、コンポーネント、データ構造等を含む。プログラムモジュールの機能は、様々な具体化において要求に応じ組み合わせられ、又は複数のプログラムモジュールに分解されることが可能である。プログラムモジュールのコンピューター実行可能命令は、ローカル若しくは分散コンピューティングシステム又は環境において実行されることが可能である。
【００８６】
本明細書において説明された方法の何れもが、１つ又は複数のコンピューター読み取り可能媒体（例えばコンピューター読み取り可能記憶媒体又は他の有形媒体）の中のコンピューター実行可能命令によって実現されることが可能である。そのような命令は、コンピューターシステムに当該説明された方法を実行させることが可能である。本明細書において説明された技術は、様々なプログラム言語で実現されることが可能である。
【００８７】
例示された実施態様の原理を図示及び説明してきたが、これらの実施態様は、上述された概念に忠実であることを維持しながら、様々な構成に修正されることが可能である。開示された発明の原理が適用されることが可能な考え得る多くの実施態様を考慮すると、例示された実施態様は本発明の単なる好ましい事例であり、本発明の範囲を限定するとして捉えられるべきでないことは、認識されなければならない。そうではなく、本発明の範囲は、以下に述べるクレームによって定義される。我々はそれ故、我々の発明として、当該クレームの範囲及び趣旨の中に入る全てのものを請求する。
【図１】
2013519119.tif 000013
【図２】
2013519119.tif 000014
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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