(57)【要約】  アレイ状に配置された複数の発光素子を有するバックライト層と、拡散層と、表示パネルとを備えたディスプレイのための方法において、上記複数の発光素子の駆動値を変更する方法が開示されている。最初に、上記複数の発光素子の各駆動値を含む画像を取得する。次に、上記複数の駆動値の間に配置された仮想駆動値を含む初期画像を確立する。初期画像は、上記仮想駆動値の位置を含むマスクを用いて上記画像に畳み込みを施すことにより確立する。第１の行列を用いて上記初期画像に畳み込みを施すことにより、近似画像を決定する。その後、上記画像と上記近似画像との差異であるバックライト不足画像を決定する。そして、第２の行列を用いてバックライト不足画像に畳み込みを施すことにより、補正バックライト画像を作成する。最後に、上記入力画像に上記補正バックライト画像を加算することにより、修正画像を決定する。
2011528125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配列された発光素子を有するバックライト層と、拡散層と、表示パネルとを備えた表示装置のための方法において、
上記発光素子の駆動値を変更する方法であって、
ａ）上記発光素子のそれぞれの対象駆動値を含む初期バックライト画像（BL0）を取得するステップと、
ｂ）上記発光素子の上記配列に応じて位置づけられた、上記対象駆動値の間に配置された仮想駆動値を含み、かつ、上記初期バックライト画像を、上記仮想駆動値の位置を含むマスクと、畳み込むことによって確立される初期駆動値画像（Led1）を確立するステップと、
ｃ）上記初期駆動値画像を第１の行列と畳み込むことによって、増加した光放射に合わせて、上記発光素子の駆動値を調整して、近似バックライト画像（bl1）を決定するステップと、
ｄ）上記初期バックライト画像と上記近似バックライト画像との差異であるバックライト不足画像（bl2）を決定するステップと、
ｅ）上記バックライト不足画像を第２の行列と畳み込むことによって、補正バックライト画像（bl3）を生成して、それによって、光分布を評価するステップと、
ｆ）上記補正バックライト画像を上記初期バックライト画像に加算することによって、修正初期バックライト画像（BL1）を決定するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
上記第１の行列は、切り捨てられた値の点像分布関数を表すことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記第２の行列は、上記発光素子から放射された光の拡散を表すことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
配列された発光素子を有するバックライト層と、拡散層と、表示パネルとを備えた表示装置のための方法において、
上記バックライト層に合わせて対象画像を修正する方法であって、
ａ）上記発光素子のそれぞれの駆動値を含む上記対象画像（BL1）を取得するステップと、
ｂ）上記対象画像を、上記配列に応じて位置づけられた、上記対象駆動値の間に配置された仮想値を含むマスクと合成して、中間画像（Led1）を生成するステップと、
ｃ）上記中間画像を行列と畳み込みを行って、近似バックライト画像（BL2）を生成し、それによって、光分布を評価するステップと、
ｄ）上記対象画像と上記近似バックライト画像との差異を表す差異画像を決定するステップと、
ｅ）倍率（β）を決定するステップと、
ｆ）上記差異画像を上記倍率でスケーリングし、それによって、変倍差異画像を生成するステップと、
ｇ）上記中間画像を上記変倍差異画像に加算して、修正画像を生成するステップと、
ｈ）上記修正画像の値がゼロ未満のとき、該値をゼロに設定するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
上記行列は、切り捨てられた値の点像分布関数を表すことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ｉ）上記修正画像を上記行列と畳み込むことによって、修正近似バックライト画像を決定するステップと、
ｊ）上記中間画像を上記修正画像に設定するステップとをさらに含み、
上記ステップｄ）からｊ）を定数回繰り返すことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
配列された発光素子を有するバックライト層と、拡散層と、表示パネルとを備えた表示装置のための方法において、
上記発光素子の駆動値を含むバックライト画像を後処理する方法であって、
ａ）上記駆動値を含む上記バックライト画像を取得するステップと、
ｂ）上記バックライト画像中に１より大きい駆動値ledi,jを検索するステップと、
ｃ）上記駆動値ledi,jに隣接する駆動値の係数を、次の式により計算するステップと、
Ci-1,j= max(0,1-ledi-1,j)
Ci+1,j= max(0,1-ledi+1,j)
Ci,j-1= max(0,1-ledi,j-1)
Ci,j+1= max(0,1-ledi,j+1)
ｄ）上記駆動値および上記隣接する駆動値を、次の式により更新するステップと、
ledi,j= 1
ledi-1,j = ledi-1,j + k(ledi,j-1)* Ci-1,j / Σ(Ci,j)
ledi+1,j = ledi+1,j + k(ledi,j-1)* Ci-1,j / Σ(Ci,j)
ledi,j-1 = ledi,j-1 + k(ledi,j-1)* Ci-1,j / Σ(Ci,j)
ledi,j+1 = ledi,j+1 + k(ledi,j-1)* Ci-1,j / Σ(Ci,j)
（ｋは、隣接する駆動値からの寄与における減少を補正するために使われる定数）
を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
配列された発光素子を有するバックライト層と、拡散層と、表示パネルとを備えた表示装置のための方法において、
上記バックライト層のためのバックライト画像を生成する方法であって、
ａ）上記表示パネルの第１の解像度の画像を表す画素値の配列を含む入力画像を取得するステップと、
ｂ）上記入力画像に、上記拡散層の点像分布関数を表す第１の行列によって、ローパスフィルタ処理を施して、ローパスフィルタ処理された（ＬＰＦ）画像を生成するステップと、
ｃ）上記ＬＰＦ画像を、上記第１の解像度よりも低い中間解像度でサンプリングし、それによって、中間画像（LEDlp）を生成するステップと、
ｄ）上記入力画像に、上記ＬＰＦ画像の生成に使用された上記第１の行列よりも小さい第２の行列によって、ローパスフィルタ処理を施し、それによって、第２のローパスフィルタ処理された（ＳＬＰＦ）画像を生成するステップと、
ｅ）上記ＳＬＰＦ画像を、各ブロックが上記バックライト層の発光素子に対応するとともに、各ブロックの間で一部重なりがある複数のブロックに分割するステップと、
ｆ）上記ＳＬＰＦ画像の各ブロックについて、最大値を決定し、それによって、各ブロックの最大値を含む最大画像（LEDmax）を生成するステップと、
ｇ）上記最大画像の対応する値および上記中間画像の対応する値の一方に基づいて、対象駆動値を含む合成画像（LED1）を生成するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
上記合成画像の対象駆動値が、対応する最大画像の値と、対応する中間画像の値の２倍との大きい方となるように、上記中間画像および上記最大画像から値を選択することによって、上記合成画像が生成されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
上記中間解像度は、上記発光素子の上記配列の大きさの倍数であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
上記ＳＬＰＦ画像のブロックの大きさは、次の式によって決定される
(1+k)*(m/M × n/N)
ここで、ｋは重なり係数であり、ＭおよびＮは上記発光素子の配列の次元であり、ｍおよびｎは上記第１の解像度の画素値の配列の次元である、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
上記合成画像からバックライト画像（ＬＥＤ）を導出するステップと、
上記バックライト画像に逆ガンマ補正を行い、それによって、逆ガンマ補正された（ＩＧＣ）バックライト画像を生成するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
ｈ）上記ＩＧＣバックライト画像にガンマ補正を行い、それによって、ガンマ補正されたバックライト画像を生成するステップと、
ｉ）上記ガンマ補正されたバックライト画像を上記第１の解像度にアップサンプリングするステップと、
ｊ）上記ガンマ補正されたバックライト画像を上記第１の行列と畳み込みを行い、それによって、第２の中間画像（LED_BL）を生成するステップと、
ｋ）上記入力画像を上記第２の中間画像によって分割して、表示画像を生成するステップと、
ｌ）上記表示画像に逆ガンマ補正を行い、それによって、逆ガンマ補正された（ＩＧＣ）表示画像を生成するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
バックライト画像を導出する上記ステップは、
ａ）上記発光素子のそれぞれの上記対象駆動値を含む、上記合成画像（BL0）を取得するステップと、
ｂ）上記発光素子の上記配列に応じて位置づけられた、上記対象駆動値の間に配置された仮想駆動値を含み、かつ、上記合成画像を、上記仮想駆動値の位置を含むマスクと畳み込むことによって確立される初期駆動値画像を確立するステップと、
ｃ）上記初期駆動値画像を、第３の行列と畳み込むことによって、近似バックライト画像（bl1）を決定して、増加した光放射に合わせて、上記発光素子の駆動値を調整するステップと、
ｄ）上記合成画像と上記近似バックライト画像との差異であるバックライト不足画像（bl2）を決定するステップと、
ｅ）上記バックライト不足画像を、第４の行列と畳み込むことによって、補正バックライト画像（bl3）を生成し、それによって、光分布を評価するステップと、
ｆ）上記補正バックライト画像を上記合成画像に加算することによって、変更合成画像（BL1）を決定するステップと、を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
時間ローパスフィルタ処理を上記合成画像に施すステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
配列された発光素子を有するバックライト層と、拡散層と、表示パネルとを備えた表示装置のための方法において、
上記バックライト層のためのバックライト画像を生成する方法であって、
ａ）上記表示パネルの第１の解像度の画像を表す画素値の配列を含む入力画像を取得するステップと、
ｂ）上記拡散層の点像分布関数を表す第１の行列によって、上記入力画像にローパスフィルタ処理を施して、ローパスフィルタ処理された（ＬＰＦ）画像を生成するステップと、
ｃ）上記ＬＰＦ画像を、上記第１の解像度よりも低い中間解像度にサンプリングし、それによって、中間画像（LEDlp）を生成するステップと、
ｄ）上記ＬＰＦ画像の生成に使用された上記第１の行列よりも小さい第２の行列によって、上記入力画像にローパスフィルタ処理を施し、それによって、第２のローパスフィルタ処理された（ＳＬＰＦ）画像を生成するステップと、
ｅ）上記ＳＬＰＦ画像を、各ブロックが上記バックライト層の発光素子に対応するとともに、各ブロックの間で一部重なりがある複数のブロックに分割するステップと、
ｆ）上記ＳＬＰＦ画像の各ブロックについて、最大値を決定し、それによって、各ブロックの最大値を含む最大画像（LEDmax）を生成するステップと、
ｇ）上記最大画像の対応する値および上記中間画像の対応する値の一方に基づいて、対象駆動値を含む合成画像（LED1）を生成するステップと、
ｈ）上記発光素子の上記配列に応じて位置づけられた、上記対象駆動値の間に配置された仮想駆動値を含み、かつ、上記合成画像を上記仮想駆動値の位置を含むマスクを用いて畳み込むことにより確立される初期駆動値画像（Led1）を確立するステップと、
ｉ）上記初期駆動値画像を第３の行列を用いて畳み込むことによって、近似バックライト画像を決定して、増加した光放射に合わせて、上記発光素子の駆動値を調整するステップと、
ｊ）上記合成画像と上記近似バックライト画像との差異であるバックライト不足画像を決定するステップと、
ｋ）上記バックライト不足画像を第４の行列を用いて畳み込むことによって、補正バックライト画像を生成し、それによって、光分布を評価するステップと、
ｌ）上記補正バックライト画像を上記合成画像に加算することによって、修正合成画像（BL1）を決定するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
時間ローパスフィルタ処理を上記修正合成画像に施すステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
上記合成画像の値が、対応する最大画像の値と、対応する中間画像の値の２倍との大きい方となるように、上記中間画像および上記最大画像から値を選択することによって、上記合成画像が生成されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
上記中間解像度は、上記発光素子の上記配列の大きさの倍数であることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
上記ＳＬＰＦ画像のブロックの大きさは、次式によって決定される
(1+k)*(m/M × n/N)
ここで、ｋは重なり係数であり、ＭおよびＮは上記発光素子の配列の次元であり、ｍおよびｎは上記第１の解像度の画素値の配列の次元である、ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤバックライトアレイのバックライト駆動値を生成、修正、および適用するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤディスプレイ等のように、ディスプレイには、個別に処理および調節が可能な素子が設けられたバックライトアレイを備えているものがある。表示される画像の特性は、バックライトアレイの素子を系統的に処理することにより改善することが可能である。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の実施形態は、ＬＥＤバックライトアレイのバックライト駆動値を生成、修正、および適用するための方法およびシステムを含む。
【０００４】
一つの方法は、配列された発光素子を有するバックライト層と、拡散層と、表示パネルとを備えた表示装置のための方法において、上記発光素子の駆動値を変更する方法である。
【０００５】
上記方法は、
ａ）上記発光素子のそれぞれの対象駆動値を含む初期バックライト画像（BL0）を取得するステップと、
ｂ）上記発光素子の上記配列に応じて位置づけられた、上記対象駆動値の間に配置された仮想駆動値を含み、かつ、上記初期バックライト画像を、上記仮想駆動値の位置を含むマスクと畳み込むことによって確立される初期駆動値画像（Led1）を確立するステップと、
ｃ）上記初期駆動値画像を第１の行列と畳み込むことによって、増加した光放射に合わせて、上記発光素子の駆動値を調整して、近似バックライト画像（bl1）を決定するステップと、
ｄ）上記初期バックライト画像と上記近似バックライト画像との差異であるバックライト不足画像（bl2）を決定するステップと、
ｅ）上記バックライト不足画像を第２の行列と畳み込むことによって、補正バックライト画像（bl3）を生成して、それによって、光分布を評価するステップと、
ｆ）上記補正バックライト画像を上記初期バックライト画像に加算することによって、修正初期バックライト画像（BL1）を決定するステップと、
を含んでいてもよい。
【０００６】
また、他の方法は、配列された発光素子を有するバックライト層と、拡散層と、表示パネルとを備えた表示装置のための方法において、上記バックライト層に合わせて対象画像を修正する方法である。
【０００７】
上記方法は、
ａ）上記発光素子のそれぞれの駆動値を含む上記対象画像（BL1）を取得するステップと、
ｂ）上記対象画像を、上記配列に応じて位置づけられた、上記対象駆動値の間に配置された仮想値を含むマスクと合成して、中間画像（Led1）を生成するステップと、
ｃ）上記中間画像を行列と畳み込みを行って、近似バックライト画像（BL2）を生成するステップと、
ｄ）上記対象画像と上記近似バックライト画像との差異を表す差異画像を決定するステップと、
ｅ）倍率（β）を決定するステップと、
ｆ）上記差異画像を上記倍率でスケーリングし、それによって、変倍差異画像を生成するステップと、
ｇ）上記中間画像を上記変倍差異画像に加算して、修正画像を生成するステップと、
ｈ）上記修正画像の値がゼロ未満のとき、該値をゼロに設定するステップと、
を含んでいてもよい。
【０００８】
また、一つの方法は、配列された発光素子を有するバックライト層と、拡散層と、表示パネルとを備えた表示装置のための方法において、上記発光素子の駆動値を含むバックライト画像を後処理する方法である。
【０００９】
上記方法は、
ａ）上記駆動値を含む上記バックライト画像を取得するステップと、
ｂ）上記バックライト画像中に１より大きい駆動値ledi,jを検索するステップと、
ｃ）上記駆動値ledi,jに隣接する駆動値の係数を、次の式により計算するステップと、
Ci-1,j= max(0,1-ledi-1,j)
Ci+1,j= max(0,1-ledi+1,j)
Ci,j-1= max(0,1-ledi,j-1)
Ci,j+1= max(0,1-ledi,j+1)
ｄ）上記駆動値および上記隣接する駆動値を、次の式により更新するステップと、
ledi,j= 1
ledi-1,j = ledi-1,j + k(ledi,j-1)* Ci-1,j / Σ(Ci,j)
ledi+1,j = ledi+1,j + k(ledi,j-1)* Ci-1,j / Σ(Ci,j)
ledi,j-1 = ledi,j-1 + k(ledi,j-1)* Ci-1,j / Σ(Ci,j)
ledi,j+1 = ledi,j+1 + k(ledi,j-1)* Ci-1,j / Σ(Ci,j)
（ｋは、隣接する駆動値からの寄与における減少を補正するために使われる定数）
を含んでいてもよい。
【００１０】
さらに、一つの方法は、配列された発光素子を有するバックライト層と、拡散層と、表示パネルとを備えた表示装置のための方法において、上記バックライト層のためのバックライト画像を生成する方法である。
【００１１】
上記方法は、
ａ）上記表示パネルの第１の解像度の画像を表す画素値の配列を含む入力画像を取得するステップと、
ｂ）上記入力画像に、上記拡散層の点像分布関数を表す第１の行列によって、ローパスフィルタ処理を施して、ローパスフィルタ処理された（ＬＰＦ）画像を生成するステップと、
ｃ）上記ＬＰＦ画像を、上記第１の解像度よりも低い中間解像度にサンプリングし、それによって、中間画像（LEDlp）を生成するステップと、
ｄ）上記入力画像に、上記ＬＰＦ画像の生成に使用された上記第１の行列よりも小さい第２の行列によって、ローパスフィルタ処理を施し、それによって、第２のローパスフィルタ処理された（ＳＬＰＦ）画像を生成するステップと、
ｅ）上記ＳＬＰＦ画像を、各ブロックが上記バックライト層の発光素子に対応するとともに、各ブロックの間で一部重なりがある複数のブロックに分割するステップと、
ｆ）上記ＳＬＰＦ画像の各ブロックについて、最大値を決定し、それによって、各ブロックの最大値を含む最大画像（LEDmax）を生成するステップと、
ｇ）上記最大画像の対応する値および上記中間画像の対応する値の一方に基づいて、対象駆動値を含む合成画像（LED1）を生成するステップと、
を含んでいてもよい。
【００１２】
また、一つの方法は、配列された発光素子を有するバックライト層と、拡散層と、表示パネルとを備えた表示装置のための方法において、上記バックライト層のためのバックライト画像を生成する方法である。
【００１３】
上記方法は、
ａ）上記表示パネルの第１の解像度の画像を表す画素値の配列を含む入力画像を取得するステップと、
ｂ）上記拡散層の点像分布関数を表す第１の行列によって、上記入力画像にローパスフィルタ処理を施して、ローパスフィルタ処理された（ＬＰＦ）画像を生成するステップと、
ｃ）上記ＬＰＦ画像を、上記第１の解像度よりも低い中間解像度にサンプリングし、それによって、中間画像（LEDlp）を生成するステップと、
ｄ）上記ＬＰＦ画像の生成に使用された上記第１の行列よりも小さい第２の行列によって、上記入力画像にローパスフィルタ処理を施し、それによって、第２のローパスフィルタ処理された（ＳＬＰＦ）画像を生成するステップと、
ｅ）上記ＳＬＰＦ画像を、各ブロックが上記バックライト層の発光素子に対応するとともに、各ブロックの間で一部重なりがある複数のブロックに分割するステップと、
ｆ）上記ＳＬＰＦ画像の各ブロックについて、最大値を決定し、それによって、各ブロックの最大値を含む最大画像（LEDmax）を生成するステップと、
ｇ）上記最大画像の対応する値および上記中間画像の対応する値の一方に基づいて、対象駆動値を含む合成画像（LED1）を生成するステップと、
ｈ）上記発光素子の上記配列に応じて位置づけられた、上記対象駆動値の間に配置された仮想駆動値を含み、かつ、上記合成画像を上記仮想駆動値の位置を含むマスクを用いて畳み込むことにより確立される初期駆動値画像（Led1）を確立するステップと、
ｉ）上記初期駆動値画像を第３の行列を用いて畳み込むことによって、近似バックライト画像を決定して、増加した光放射に合わせて、上記発光素子の駆動値を調整するステップと、
ｊ）上記合成画像と上記近似バックライト画像との差異であるバックライト不足画像を決定するステップと、
ｋ）上記バックライト不足画像を第４の行列を用いて畳み込むことによって、補正バックライト画像を生成し、それによって、光分布を評価するステップと、
ｌ）上記補正バックライト画像を上記合成画像に加算することによって、修正合成画像を決定するステップと、
を含んでいてもよい。
【００１４】
本発明の前述および他の目的、特徴、ならびに、効果は、後述する詳細な説明を、添付の図面と共に考慮すれば、より容易に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、ＬＥＤバックライトアレイを備えた一般的なＬＣＤディスプレイを示す図である。
【図２】図２は、ＬＥＤバックライトの駆動値を決定する、本発明の典型的な実施形態を示すチャートである。
【図３】図３は、典型的なＬＥＤ点像分布関数を示す画像である。
【図４】図４は、典型的な前処理のアルゴリズムを示すチャートである。
【図５】図５は、ＬＥＤ駆動値を導出する典型的な方法を示すチャートである。
【図６】図６は、典型的なＬＥＤバックライト駆動値およびエラー拡散後の対応する応答を示す画像である。
【図７】図７は、典型的なＬＥＤバックライト駆動値および後処理後の対応する応答を示す画像である。
【図８】図８は、ＬＥＤバックライト画像の典型的な逆ガンマ補正曲線を示すグラフである。
【図９】図９は、典型的なＬＣＤ画像の典型的な逆ガンマ補正曲線を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の各実施形態は、図面を参照することにより最も良く理解されるであろう。図面では、全体を通じて同じ部材が同じ番号で示される。上述した各図は、詳細な説明の一部として明確に包含される。
【００１７】
図中に一般的に記載され、例示されている本発明の各構成要素は、広く様々な範囲の異なる構成にアレンジしたり、設計したりすることが可能であることは、容易に理解できるであろう。したがって、本発明に係る方法およびシステムについて以下に説明する各実施形態のより詳細な説明は、本発明の範囲を限定するものではなく、単に本発明の現状において好適な実施形態を例示したものである。
【００１８】
本発明の各実施形態の構成要素は、ハードウェア、ファームウェアおよび／またはソフトウェアの形態で実現可能である。ここで開示される例示的な実施形態は、これらの形態の１つを示したものに過ぎないが、当業者であれば、本発明の範囲を逸脱することなく、これらの形態のうちいずれの形態でも各構成要素を実現することができることは、理解できるであろう。
【００１９】
発光ダイオード（ＬＥＤ）のバックライトを用いる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を備えたハイダイナミックレンジ（ＨＤＲ）のディスプレイにおいては、バックライトＬＥＤを調整するための低解像度のＬＥＤ画像と、高解像度のＬＣＤ画像とに、入力画像を変換するアルゴリズムを使用することができる。高コントラストと電力の節約とを実現するために、バックライトはできるだけ高いコントラストを備えているべきである。高解像度のＬＣＤ画像と組み合わされたバックライト画像のコントラストが高いほど、そのようなバックライト画像は、従来の方法を用いたディスプレイよりも、非常に高いダイナミックレンジを持つ画像を生成することができる。しかしながら、高コントラストのバックライトには、動きによってフリッカが誘因されるという問題がある。動いているオブジェクトがＬＥＤの境界を跨ると、バックライトに突然の変化が起こる。この過程で、いくつかのＬＥＤは光の出力量を減らし、いくつかのＬＥＤは光の出力量を増やす。これにより、対応するＬＣＤは、急激に変化して、バックライトの急激な変化を補正する。ＬＥＤの駆動とＬＣＤの駆動とのタイミングの差、または、補正の誤差により、表示出力の変動が発生し、これにより、動くオブジェクトに沿って発生するフリッカが目立ってしまう。現状の解決策は無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタ処理を用いて、時間遷移を滑らかにするものであるが、これは正確でなく、また、ハイライトのクリッピングを生ずることもある。
【００２０】
偏向板の消光比および液晶（ＬＣ）材質の欠陥により、ＬＣＤのダイナミックレンジには限界がある。高ダイナミックレンジの画像を表示するために、低解像度のＬＥＤバックライトシステムを用いて、ＬＣＤに送り込む光を調整することができる。調整されたＬＥＤバックライトとＬＣＤとを組み合わせることによって、非常に高いダイナミックレンジの（ＨＤＲ）ディスプレイを実現することができる。コスト上の理由により、ＬＥＤは、一般的に、ＬＣＤよりも空間解像度が非常に低い。ＬＥＤの解像度が低いために、ＨＤＲディスプレイは、この技術に基づいて、高い空間解像度の非常に動きにあるパターンを表示することはできない。しかし、非常に明るい領域(> 2000 cd/m2)と非常に暗い領域（< 0.5 cd/m2）とを同時に持つような画像を表示することができる。人間の目は、局所的な領域に対するダイナミックレンジが限られているため、通常の使用においては、このことは重大な問題にはならず、視覚マスキングにより、高い空間周波数のコンテンツの限られたダイナミックレンジをほとんど認識することはない。
【００２１】
調整されたＬＥＤバックライトのＬＣＤが持つ別の問題は、動きの軌跡に沿ったフリッカ（すなわち、表示出力の変動）である。これは、ＬＥＤの点像分布関数（ＰＳＦ）のエラーとともに、ＬＣＤとＬＥＤとの時間応答のミスマッチが原因となり得る。いくつかの実施形態は、フリッカの影響を低減するための時間ローパスフィルタ処理を含んでいる。
【００２２】
図１を参照しながら、本発明のいくつかの実施形態を説明する。図１は、ＬＥＤ層２を備えたＨＤＲディスプレイを概略的に示している。ＬＥＤ層２は、ＬＣＤ層６のバックライトとして、アレイ状に配置された個々のＬＥＤ８を備えている。ＬＥＤ層２の各ＬＥＤのアレイから発した光は、拡散層４を通過してＬＣＤ層６を明るくする。
【００２３】
いくつかの実施形態において、バックライト画像は、次の式（１）によって与えられる。
【００２４】
【数１】
2011528125.tif 000003
【００２５】
ここで、LED(i,j)は、バックライトアレイの各ＬＥＤのＬＥＤ出力レベルである。psf(x,y)は、拡散層の点像分布関数である。「*」は、畳み込み演算を示している。バックライト画像は、さらに、ＬＣＤによって調整される。
【００２６】
表示される画像は、ＬＥＤバックライトとＬＣＤの透過率: TLCD(x,y)との積である。
【００２７】
【数２】
2011528125.tif 000004
【００２８】
ＬＥＤとＬＣＤとを組み合わせることによって、ディスプレイのダイナミックレンジが、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。単純化のために、いくつかの実施形態では、０と１との間に正規化されたＬＣＤ出力およびＬＥＤ出力を使用する。
【００２９】
本発明のいくつかの好適な実施形態について、図２を参照しながら説明する。図２は、入力画像を低解像度のＬＥＤバックライト画像と高解像度のＬＣＤ画像とに変換するアルゴリズムのフローチャートを示している。ＬＣＤの解像度はｍ×ｎ画素であり、各画素は、黒を表す０から、最大の透過率を表す１までの範囲の値をとる。ＬＥＤの解像度はＭ×Ｎ画素（Ｍ＜ｍ、Ｎ＜ｎ）である。入力画像の解像度は、ＬＣＤ画像の解像度と同じであると仮定する。もし、入力画像が異なる解像度を持つ場合、入力画像の解像度をＬＣＤ画像の解像度に変換するために、スケーリングの工程またはクロッピングの工程を使用してもよい。いくつかの実施形態では、入力画像は０から１までの値に正規化されてもよい。
【００３０】
これらの実施形態において、ディスプレイの拡散スクリーンの点像拡散関数を用いて、入力画像にローパスフィルタ処理（Ｓ１１）を施すことにより、ＬＰＦ画像を作成してもよい。その後、このＬＰＦ画像は、中間解像度（すなわち、Ｍ１×Ｎ１）にサブサンプルされてもよい（Ｓ１４）。いくつかの実施形態において、中間解像度は、ＬＥＤのアレイサイズの倍数（すなわち、ａＭ×ａＮ）であってもよい。好適な実施形態では、中間解像度は、ＬＥＤの解像度の２倍（すなわち、２Ｍ×２Ｎ）であってもよい。いくつかの実施形態では、フリッカを低減するために特別な解像度を用いてもよい。このサブサンプルされた画像をLEDlp画像と呼んでもよい。
【００３１】
また、ＨＤＲ入力画像１０は、より小さいフィルタカーネル（例えば、５×５のフィルタカーネル）を用いて、ローパスフィルタ処理（Ｓ１２）が施されることにより、鏡面反射パターンのサイズをシミュレートしてもよい。そして、このより小さいローパスフィルタ画像（ＳＬＰＦ画像）は、各ブロックが１つのＬＥＤに対応し、ブロック間である程度の重なりがあるようなａＭ×ａＮ個のブロック群に分割されてもよい（Ｓ１３）。例えば、好適な実施形態では、ブロックサイズは、（１＋ｋ）＊（ｍ／Ｍ×ｎ／Ｎ）（ｋ：重なり係数）であってもよい。好適な実施形態では、ｋの値は０．２５に設定されてもよい。そして、各ブロックについて、最大値を決定してもよい（Ｓ１５）。これらの最大ブロック値を用いて、Ｍ×Ｎ画素の解像度を持つLEDmax画像を作成してもよい。
【００３２】
いくつかの実施形態では、様々なLEDmax画像およびLEDlp画像から選択することにより、合成LED1画像を生成してもよい（Ｓ１６）。好適な実施形態では、次の式に示すように、LEDlp画像の２倍とLEDmax画像とのうちの大きいほうを選択することにより、LED1画像を決定してもよい。
【００３３】
【数３】
2011528125.tif 000005
【００３４】
いくつかの実施形態では、LED1画像の各値は、例えば数式（４）を用いることにより、１未満に限定されてもよい。
【００３５】
【数４】
2011528125.tif 000006
【００３６】
局所極大値を考慮することにより、スペキュラーハイライトを失わないようにできる。また、LEDlp画像の２倍の値を用いることにより、最大のＬＣＤ動作範囲が使用されることが保障される。これらの実施形態は、高いダイナミックレンジと高い空間周波数とを持ち、画像の調整が優れている。
【００３７】
得られるLED1画像は、Ｍ×Ｎ画素の大きさであり、０から１までの範囲をとる。より均一なバックライト画像を提供するために、拡散スクリーンのＰＳＦの間隔は、ＬＥＤの間隔よりも大きい。そのため、互いに近接するＬＥＤ素子の間には、かなりのクロストークが存在する。
【００３８】
図３は、一般的なLED PSFを示しており、照明の中心円の内部にある黒い線５５は、ＬＥＤアレイ素子間の境界を示している。図３から、ＰＳＦがＬＥＤ素子の境界を越えることが分かる。
【００３９】
各ＬＥＤのＰＳＦであるため、どのＬＥＤも、隣接する各ＬＥＤからの影響を受ける。数式（２）を用いてバックライトを計算することができるが、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。数式（５）に示すような畳み込みカーネルを用いてＬＥＤ駆動信号を導出するのがひとつのアプローチである。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。
【００４０】
【数５】
2011528125.tif 000007
【００４１】
クロストーク補正行列は、すぐ隣の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、コントラストが低すぎてまだ不正確である。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、範囲外の駆動値を多数生成するという別の問題もある。
【００４２】
ＬＣＤ出力は１より大きくはなり得ないので、例えば次の式のように、バックライトが目標とする輝度I(x,y)よりも大きくなるように、ＬＥＤ駆動値が導出されなければならない（Ｓ１７）。
【００４３】
【数６】
2011528125.tif 000008
【００４４】
数式（６）において、「：」は、中括弧内の関数が望ましいＬＥＤ値をとるような制約条件を示すために用いられている。コントラスト比（ＣＲ）が限定されているため、漏れにより、LCD(x,y)は０にはなり得ない。目標とする値がＬＣＤの漏れよりも小さいとき、ＬＥＤ値を減らして暗輝度を再現することにより、この問題は解決される。
【００４５】
【数７】
2011528125.tif 000009
【００４６】
いくつかの実施形態では、全体のＬＥＤ出力が低減されるか、または、最小化されるように、消費電力を低減することをもうひとつの目的としてもよい。
【００４７】
【数８】
2011528125.tif 000010
【００４８】
フリッカは、ＬＣＤとＬＥＤとのミスマッチを伴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。ミスマッチは、空間的なミスマッチおよび時間的なミスマッチのいずれでもあり得る。フレーム間の全体および局所的なＬＥＤ出力の変動を減少させることにより、フリッカを低減または最小化する（Ｓ１８）ことが可能である。
【００４９】
【数９】
2011528125.tif 000011
【００５０】
ｘ0およびｙ0は、ＬＥＤの中心からの距離を示している。数式（９）を成立させるためには、一連の非ＬＥＤのグリッドポイント、あるいは、仮想ポイントを導入して、ＬＥＤ出力の変動を最小化する。いくつかの実施形態では、１つ以上の仮想ポイントが２つのＬＥＤの間に挿入される。仮想ポイントがない場合、オブジェクト（輝点）が、あるＬＥＤから別のＬＥＤに移動するとき、１つ目のＬＥＤが弱まり、２つ目のＬＥＤが強まる。これが急に起こることにより、フリッカとなる。仮想ポイントがある場合、明るいオブジェクトは最初に仮想ポイントに移動し、その後に２つ目のＬＥＤに移動する。仮想ポイントにより、最初のＬＥＤはその出力をゆっくりと弱め、２つ目のＬＥＤはその出力を強めることになる。いくつかの実施形態では、時間ＩＩＲフィルタ処理により、フリッカをさらに低減することができる。数式（６）と数式（９）とを組み合わせると、以下の数式（１０）が得られる。
【００５１】
【数１０】
2011528125.tif 000012
【００５２】
いくつかの実施形態では、数式（１０）または他の制約条件を満たすバックライト駆動値を導出する（Ｓ１７）アルゴリズムには、次の各ステップが含まれる。
【００５３】
１．前処理：隣接するＬＥＤに非ＬＥＤの仮想ポイントを割り振る。仮想ポイントは、望ましいバックライト値を持つ、ＬＥＤの存在しない（オフグリッドの）ポイントである。
【００５４】
２．LED>0という制約条件を用いて、ＬＥＤ駆動値を導出するマルチパスルーチン。
【００５５】
３．後処理：１（最大値）より大きい駆動値を持つＬＥＤについて、閾値処理を施して１にし、その後、異方性誤差の拡散処理を用いて、誤差を隣接するＬＥＤに拡散する。
【００５６】
図４は、好適な前処理のアルゴリズムを示している。ＬＥＤの対象画像（BL0）は、ＬＥＤポイントと仮想ポイントとの両方から導出される（BL0はステップＳ１６において、LED１に設定されてもよい）。この例では、対象画像は、ＬＥＤグリッド上の位置するポイントと、仮想（オフグリッド）ポイントと、の２種類のポイントから構成される。
【００５７】
１．最初に、ＬＥＤ駆動値の初期値４５を目標値（BL0）４０と同じに設定する。ＬＥＤグリッドポイントである場合、LedMask４２は１であり、仮想ポイントである場合、LedMask４２は０である。いくつかの実施形態では、ＬＥＤ駆動値の初期値４５（Led1）を、バックライトの目標値（BL0）４０とLedMask４２とのドット積とする（Ｓ４１）ことにより、Led1がBL0の画素素子間の仮想ポイントを含むようにしてもよい。
【００５８】
【数１１】
2011528125.tif 000013
【００５９】
２．ＬＥＤ駆動値の初期値４５（Led1）を、切り捨てられたＰＳＦ（psf2）カーネル４３（例えば、３×３）によって畳み込む（Ｓ４４）ことにより、バックライト（bl1）を近似してもよい。
【００６０】
【数１２】
2011528125.tif 000014
【００６１】
３．バックライトの不足（bl2）は、次のように引き算を行う（Ｓ４７）ことにより決定してもよい。
【００６２】
【数１３】
2011528125.tif 000015
【００６３】
４．この不足を補正するために、隣接する４つのＬＥＤのＬＥＤ駆動値を、次式のような畳み込み演算（Ｓ４９）によって決定された不足調整分（bl3）だけ増加させてもよい。
【００６４】
【数１４】
2011528125.tif 000016
【００６５】
ここで、kは、ＬＥＤポイントから仮想ポイントへの低いクロストーク値を補正するための定数である。dkは、拡散行列（拡散カーネル）５０である。実際には、これら２つの項はまとめることができる。
【００６６】
５．その後、次式を用いて、不足調整分を目標値の初期値４０に加算する（Ｓ５２）ことにより、修正後の目標値（BL1）を決定することができる。
【００６７】
【数１５】
2011528125.tif 000017
【００６８】
上記工程２において、ＰＳＦカーネル４３によって畳み込みを行う目的は、周囲のＬＥＤから発せられた光を補正することにある。具体的には、ＬＥＤから発せされた光が広く分散すると、最終的な光量は、周囲のＬＥＤから発せられた光が重なる分をさらに含むことになる。単一のＬＥＤの照度が所望する照度よりも小さい場合、これを補正するための最も単純な方法は、隣接するＬＥＤの照度を増加させることである。従って、ＰＤＦカーネル４３を用いた畳み込み処理は、周囲のＬＥＤの照度を増加させる処理に相当すると考えてもよい。拡散法および発光強度の正規化に応じて、ＰＳＦカーネル４３のサイズおよび値を変えてもよい。
【００６９】
拡散行列５０を用いた畳み込みにより、拡散層４およびＬＣＤ層６の結果として、ＬＥＤから発せられた光の分散を推定する。拡散行列５０の各値は、拡散層４およびＬＣＤ層６によって決定される固有の値である。実際、ディスプレイの拡散層およびＬＣＤ層を通じて到達する光の発光分散を測定することにより、上記の各値を決定してもよい。このように、拡散行列５０のサイズおよび各値は変化し得る。
【００７０】
対象値からのＬＥＤ駆動値の導出は、計算コストが高く、ハードウェアでの実行が困難な、反復アルゴリズムを必要とする不適切な逆問題である。本発明に係る実施形態のいくつかの側面を、図５を参照して説明する。これらの実施形態において、マルチパスアルゴリズムを、ＬＥＤ駆動値６６の導出に用いることができる（いくつかの実施形態は図２のステップＳ１７の一部を含んでいてもよい）。いくつかの実施形態において、ＬＥＤ駆動値６６は、上述した前処理ステップにおいて変更された対象値（BL1）を用いて初期化される（Ｓ６０）。対象値BL1は、実際の画像ポイント間に点在する仮想点を含むＬＥＤマスク（ledMASK）と組み合わされて、Ｌｅｄ１となる。
【００７１】
反復方法において、バックライトは、ＬＥＤ駆動値、例えば、長さＭＮの１Ｄベクトルの掛け算によって算出される。ここで、ＭＮは、クロストーク行列（ＭＮ×ＭＮ）を有するＬＥＤの総数である。これは、計算コストが高く、また、互いに遠く離れたＬＥＤ間のクロストークは非常に小さいため不要である。
【００７２】
いくつかの実施形態において、バックライトは、ＬＥＤ駆動値Led1を、BL2に関する７×５のサイズの、切り捨てられたＰＳＦ６７を用いて畳み込みを行うことによって、近似される（Ｓ６１）。ＰＳＦ６７との畳み込みは、拡散層４およびＬＣＤ層６の結果として、複数のＬＥＤから出た光の分布の評価を与える。ＰＳＦ６７の値は、拡散層４およびＬＣＤ層６によって決定される固有の値である。実際に、値は、ディスプレイの拡散層及びＬＣＤ層を通過する光の発光分布を計測することによって決定される。このように、ＰＳＦ６７のサイズおよび値は、変化し得る。
【００７３】
いくつかの実施形態において、反復方法はさらに、一定数回、繰り返して用いられる（Ｓ６２）。典型的な実施例においては、４回の反復がよい結果を生む。新しいＬＥＤ駆動値Ledi+1は、対象値（BL1）と予測値（BL2）との間の差分に係数を掛けた値によって、増加または減少される（Ｓ６３）。スケール係数（β）は、典型的な実施例においては０．２８であり、また、ＰＳＦおよび他の要因に基づいてさまざまな値をとり得る。
【００７４】
いくつかの実施形態において、中間ＬＥＤ駆動値Ledi+1は、さらにledMASKと掛け算される。そして、その結果が、０より大きくなるように、かつ、ledMASKによって規定されるＬＥＤグリッドポイントにのみ見出されるように、制限される（Ｓ６４）。制限された中間ＬＥＤ駆動値はさらに、切り捨てられたＰＳＦ６７を用いて畳み込みされる（Ｓ６５）。この処理は、所望のＬＥＤ駆動値６６を得るために数回反復して繰り返され、概して４回の反復の後に収束する。
【００７５】
本発明のいくつかの実施形態の側面を、図６を参照して説明する。図６は、得られたＬＥＤ駆動値７０および予測バックライト値７１を示す。典型的な実施形態において、所望のバックライト値、例えば、３を得るためには、１つの仮想ポイントの隣接する４つのＬＥＤには１．１８のＬＥＤ駆動値が必要であり、ＬＥＤポイントには２．９９のＬＥＤ駆動値が必要である。図６に示すように、得られたＬＥＤ駆動値は１よりも大きいが、ＬＥＤは最大値の１まででのみ駆動される。いくつかの実施形態において、異方性誤差拡散の後処理が、隣接する各ＬＥＤの切り捨て誤差を分配するために用いられる。
【００７６】
典型的な実施形態において、この処理を完遂するために以下のステップが用いられる。
【００７７】
ledi,j> 1  を満たすledi,jを検索する。
【００７８】
隣接する４つのＬＥＤについての係数をそれぞれ算出する。
【００７９】
Ci-1,j= max(0,1-ledi-1,j)
Ci+1,j= max(0,1-ledi+1,j)
Ci,j-1= max(0,1-ledi,j-1)
Ci,j+1= max(0,1-ledi,j+1)
ＬＥＤ値を更新する。
【００８０】
ledi,j= 1
ledi-1,j = ledi-1,j + k(ledi,j-1)* Ci-1,j / Σ(Ci,j)
ledi+1,j = ledi+1,j + k(ledi,j-1)* Ci-1,j / Σ(Ci,j)
ledi,j-1 = ledi,j-1 + k(ledi,j-1)* Ci-1,j / Σ(Ci,j)
ledi,j+1 = ledi,j+1 + k(ledi,j-1)* Ci-1,j / Σ(Ci,j)
いくつかの実施形態では、上述のステップは、ハードウェアによる実行のために、以下のステップで近似できる。
【００８１】
ledi,j > 1  を満たすledi,jを検索する。
【００８２】
led1からled4まで昇順に４つの隣接する各ＬＥＤをソートする。
【００８３】
If (led4 - led1 < threshold),
ledi,j= 1
ledn = ledn + k(ledi,j-1)>>2; n=1,2,3,4
else
ledi,j= 1
led1 = led1 + k(ledi,j-1)>>3
led2 = led2 + k(ledi,j-1)>>2
led3 = led3 + k(ledi,j-1)>>2
led4 = led4 + k(ledi,j-1)>>1
ここで、k>1は、隣接する各ＬＥＤからの減少した寄与を補正するための定数である。典型的な実施形態では、それは約２５パーセントである。いくつかの実施形態では、上述した異方性誤差拡散が、より大きい隣接領域において実行される。図７は、後処理の後のＬＥＤ駆動値８０および予測バックライト値８１を示す図である。ＬＥＤ駆動値８０は、物理的限界内である、０と１との間の値をとる。一方、予測バックライト値８１は、対象値よりもさらに大きい。
【００８４】
いくつかの実施形態において、ＬＥＤ出力は駆動値に関して非線形であり、また、駆動値は整数であるので、逆ガンマ補正（Ｓ１９）および量子化は、ＬＥＤ駆動回路２０に送られるＬＥＤ駆動値を決定するために実行される。
【００８５】
図８は、各ＬＥＤの典型的な逆ガンマ補正処理を示す図である。図２に示される全ての処理において、量子化された駆動値は、再びガンマ補正され（Ｓ２７）、実際のＬＥＤ出力を生じる。
【００８６】
いくつかの実施形態では、バックライト画像は、ＬＥＤ画像から予測される。ＬＥＤ画像は、ＬＣＤの解像度（ｍ×ｎ）にアップサンプルされ（Ｓ２６）、拡散スクリーンのＰＳＦと畳み込まれて（Ｓ２５）、ＬＥＤバックライト画像（LED_BL）２４を生成する。ＬＣＤの透過率は、数式（１１）から算出される（Ｓ２３）。ここで、ＨＤＲ入力画像１０はLED_BLによって分割される。
【００８７】
【数１６】
2011528125.tif 000018
【００８８】
また、ＬＣＤの非線形応答を補正するために、逆ガンマ補正が実行され（Ｓ２２）、結果として得られたＬＣＤ画像が、ＬＣＤ駆動回路２１に送られる。図９は、典型的な逆ガンマ補正曲線を示すグラフである。
【００８９】
いくつかの実施形態において、フリッカの効果を低減するために、時間ローパスフィルタ処理（Ｓ１８）が、急な時間変動を平滑化するために用いられる。数式（１２）に、典型的なフィルタリング処理を示す。
【００９０】
【数１７】
2011528125.tif 000019
【００９１】
ここで、kupは、概して、数式（６）を満たすために、kdownよりも高くなるように選ばれる。典型的な実施形態では、kupは０．５に設定され、また、kdownは０．７５に設定される。
【００９２】
要約すれば、ディスプレイバックライトの対象値を変更する方法は、以下のステップを含んでいてもよい。
ａ）初期バックライト対象値画像（BL0）を取得するステップ；
ｂ）上記入力画像の画素素子間に配置された仮想ポイントを含む初期ＬＥＤ駆動値（led0）画像を、上記BL0画像を上記仮想ポイントの位置を含むＬＥＤマスクと畳み込むことにより、確立するステップ；
ｃ）上記led0画像を切り捨て点像分布関数（psf2）カーネルと畳み込むことにより、近似されたバックライト画像（bl1）を決定するステップ；
ｄ）上記BL0画像と上記bl1画像との差異に基づいた、バックライト不足画像（bl2）を決定するステップ；
ｅ）上記bl2画像を上記拡散カーネルと畳み込むことにより、補正されたバックライト画像（bl3）を生成するステップ；
ｆ）上記bl3画像を上記BL0画像に加えることにより、変更されたＬＥＤ対象値画像BL1を決定するステップ。
【００９３】
上記切り捨て点像分布関数（psf2）は、３×３のカーネルであり、次表によって表される。
【００９４】
【表１】
2011528125.tif 000020
【００９５】
拡散カーネルは、３×３のカーネルであり、次表によって表される。
【００９６】
【表２】
2011528125.tif 000021
【００９７】
さらに、ディスプレイバックライトアレイのための、変更されたＬＥＤ対象値画像を生成する方法は、以下のステップを含んでいてもよい。
ａ）対象バックライト画像（BL1）を取得するステップ；
ｂ）上記BL1画像を、実際の画像ポイントの間に点在する仮想ポイントを含むＬＥＤマスクと合成して、led1画像を生成するステップ；
ｃ）上記led1画像を、点像分布関数（ＰＳＦ）と畳み込み、近似されたバックライト画像BL2を生成するステップ；
ｄ）上記対象バックライト画像BL1と上記近似されたバックライト画像BL2との差異を表す差異画像を決定するステップ；
ｅ）スケール係数βを決定するステップ；
ｆ）上記差異画像を、上記スケール係数によってスケーリングし、それによって、スケーリングされた差異画像を生成するステップ；
ｇ）上記Led1画像を上記スケーリングされた差異画像に加えて、修正されたＬＥＤ画像ledi+1を生成するステップ；
上記修正されたledi+1画像の値が０より小さい場合、当該値を０に設定するステップ。
【００９８】
上記点像分布関数は、５×７のカーネルであり、次表によって表される。
【００９９】
【表３】
2011528125.tif 000022
【０１００】
加えて、変更されたＬＥＤ対象値画像の生成する方法は、さらに、ステップｄからｈまでを、固定回数繰り返すことを含んでいる。
【０１０１】
加えて、ディスプレイバックライトアレイのための、バックライト画像駆動値を後処理する方法は、以下のステップを含んでいてもよい。
ａ）バックライト画像駆動値を含むバックライト画像を取得するステップ；
ｂ）上記バックライト画像の、１より大きいバックライト画像駆動値ledi,jを検索するステップ；
ｃ）上記駆動値ledi,jの隣接位置に関する係数を、次の式により計算するステップ
Ci-1,j= max(0,1-ledi-1,j)
Ci+1,j= max(0,1-ledi+1,j)
Ci,j-1= max(0,1-ledi,j-1)
Ci,j+1= max(0,1-ledi,j+1)；
ｄ）上記バックライト画像駆動値および上記隣接位置の値を、次の式により更新するステップ
ledi,j= 1
ledi-1,j = ledi-1,j + k(ledi,j-1)* Ci-1,j / Σ(Ci,j)
ledi+1,j = ledi+1,j + k(ledi,j-1)* Ci-1,j / Σ(Ci,j)
ledi,j-1 = ledi,j-1 + k(ledi,j-1)* Ci-1,j / Σ(Ci,j)
ledi,j+1 = ledi,j+1 + k(ledi,j-1)* Ci-1,j / Σ(Ci,j);
ここで、ｋは、隣接する各ＬＥＤからの減少した寄与の補正のために用いられる定数である。
【０１０２】
さらに、ディスプレイバックライトアレイのための、バックライト画像を生成する方法は、以下のステップを含んでいてもよい。
ｅ）ＬＣＤ解像度で画像を表す画素値の配列を含む入力画像を取得するステップ；
ｆ）上記入力画像を、ディスプレイ拡散スクリーンの点像分布関数を用いてローパスフィルタ処理を行って、ローパスフィルタ処理された（ＬＰＦ）画像を生成するステップ；
ｇ）上記ＬＰＦ画像を中間解像度にサブサンプリングし、それによって、LEDlp画像を生成するステップ；
ｈ）上記入力画像を、上記ＬＰＦ画像を生成するために用いられるカーネルよりも小さいカーネルを用いてローパスフィルタ処理し、それによって、第２のローパスフィルタ処理された（ＳＬＰＦ）画像を生成するステップ；
ｉ）上記ＳＬＰＦ画像を、各アレイ素子の間である程度の重なりがある、上記ディスプレイバックライトアレイのディスプレイバックライトＬＥＤ素子に対応する各ブロックであるブロック群に分割するステップ；
ｊ）上記ＳＬＰＦ画像の上記各ブロックのそれぞれの最大値を決定し、それによって、LEDmax画像のLEDmax値を生成するステップ；
対応するLEDmax画像値および対応するLEDlp画像値のうちの１つに基づいた値を含むLED1画像を生成するステップ。
【０１０３】
LED1画像が、対応するLEDmax画像値と、対応するLEDlp画像値の２倍との大きい方となるように、上記LEDlp画像および上記LEDmax画像から値を選択することによって、LED1画像は生成される。
【０１０４】
中間解像度は、上記バックライトアレイの解像度の倍数である。
【０１０５】
上記ＳＬＰＦ画像の上記各ブロックのサイズは、次の数式を用いて決定される。
【０１０６】
【数１８】
2011528125.tif 000023
【０１０７】
ここで、ｋは、重なり係数である。ＭおよびＮは、ＬＥＤバックライトアレイの次元である。ｍおよびｎは、ＬＣＤアレイの次元である。
【０１０８】
バックライト画像を生成する方法は、さらに、以下のステップを含んでいてもよい。
【０１０９】
上記LED1画像からＬＥＤバックライト画像を導出するステップ；
上記ＬＥＤバックライト画像に逆ガンマ補正を行い、それによって、上記ディスプレイバックライトアレイの逆ガンマ補正された（ＩＧＣ）ＬＥＤ画像を生成するステップ。
【０１１０】
加えて、以下のステップを行ってもよい。
ａ）上記ＩＧＣ ＬＥＤ画像にガンマ補正を行い、それによって、LED2画像を生成するステップ；
ｂ）上記LED2画像を上記ＬＣＤ解像度にアップサンプリングするステップ；
ｃ）上記LED2画像を、上記ディスプレイの拡散層の点像分布関数を用いて畳み込み、それによって、LED_BL画像を生成するステップ；
ｄ）上記LED_BL画像によって上記入力画像を分割し、ＬＣＤ画像を生成するステップ；
上記ＬＣＤ画像に逆ガンマ補正を行い、それによって、逆ガンマ補正された（ＩＧＣ）ＬＣＤ画像を生成するステップ。
【０１１１】
ＬＥＤバックライト画像を導出する上記ステップは、以下のステップを含む。
ａ）初期バックライト対象値画像BL0を取得するステップ；
ｂ）上記BL0画像を上記仮想ポイント位置を含むＬＥＤマスクを用いて畳み込むことにより、上記入力画像の画素要素間に配置された仮想ポイントを含む初期ＬＥＤ駆動値（led0）画像を確立するステップ；
ｃ）上記led0画像を切り捨てられた点像分布関数（psf2）カーネルを用いて畳み込むことにより、近似されたバックライト画像（bl1）を決定するステップ；
ｄ）上記BL0画像と上記bl1画像との間の差異に基づいて、バックライト不足画像（bl2）を決定するステップ；
ｅ）上記bl2画像を、拡散カーネルを用いて畳み込むことにより、補正されたバックライト画像（bl3）を生成するステップ；
上記bl3画像を上記BL0画像に加えることにより、変更されたＬＥＤ対象値画像（BL1）を決定するステップ。
【０１１２】
さらに、上記LED1画像に時間ローパスフィルタ処理を行ってもよい。
【０１１３】
ディスプレイバックライトアレイのための、バックライト画像を生成する完全な方法は、以下のステップを含んでいてもよい。
ａ）ＬＣＤ解像度で画像を表す画素値の配列を含む入力画像を取得するステップ；
ｂ）上記入力画像を、ディスプレイ拡散スクリーンの点像分布関数を用いてローパスフィルタ処理して、ローパスフィルタ処理された（ＬＰＦ）画像を生成するステップ；
ｃ）上記ＬＰＦ画像を中間解像度にサブサンプリングし、それによって、LEDlp画像を生成するステップ；
ｄ）上記入力画像を、上記ＬＰＦ画像を生成するために用いられるカーネルよりも小さいカーネルを用いてローパスフィルタ処理し、それによって、第２のローパスフィルタ処理された（ＳＬＰＦ）画像を生成するステップ；
ｅ）上記ＳＬＰＦ画像を、各アレイ素子間にある程度の重なりがある上記ディスプレイバックライトアレイのディスプレイバックライトＬＥＤ素子に対応する各ブロックであるブロック群に分割するステップ；
ｆ）上記ＳＬＰＦ画像の上記各ブロックのそれぞれの最大値を決定し、それによって、LEDmax画像のLEDmax値を生成するステップ；
ｇ）対応するLEDmax画像値および対応するLEDlp画像値のうちの１つに基づいた値を含むLED1画像を生成するステップ；
ｈ）対象バックライト画像BL0を上記仮想ポイント位置を含むＬＥＤマスクを用いて畳み込むことにより、上記入力画像の各画素素子間に配置された仮想ポイントを含む対象ＬＥＤ駆動値（led0）画像を確立するステップ；
ｉ）上記led0画像を、切り捨てられた点像分布関数（psf2）カーネルを用いて畳み込むことにより、近似されたバックライト画像（bl1）を決定するステップ；
ｊ）上記BL0画像と上記bl1画像との差異を表すバックライト不足画像（bl2）を決定するステップ；
ｋ）上記bl2画像を拡散カーネルを用いて畳み込むことにより、補正されたＬＥＤ駆動値画像（bl3）を生成するステップ；および、上記BL0画像を上記bl3画像に加えることにより、変更されたＬＥＤ対象値画像（BL1）を決定するステップ。
【０１１４】
上記方法は、さらに、上記BL1画像に時間ローパスフィルタ処理を行うステップを含んでいる。
【０１１５】
上記方法では、BL0画像値が、対応するLEDmax値と、対応するLEDlp値の２倍との大きい方となるように、上記LEDlp画像および上記LEDmax画像から値を選択することにより、上記BL0画像が生成される。
【０１１６】
上記中間解像度は、上記バックライトアレイの解像度の倍数である。
【０１１７】
上記ＳＬＰＦ画像上の上記各ブロックのサイズは、次式によって決定される。
【０１１８】
【数１９】
2011528125.tif 000024
【０１１９】
ここで、ｋは、重なり係数である。ＭおよびＮは、ＬＥＤバックライトアレイの次元である。ｍおよびｎは、ＬＣＤアレイの次元である。
【０１２０】
上述した説明において採用された用語や表現は、説明のための用語として用いられるものであり、何ら限定を伴うものではない。また、ここで説明された特徴に相当するもの、またはその一部を除いて、これらの用語および表現の使用において何ら意図はない。
【０１２１】
このように記述された本発明は、様々に変更可能であることは明らかである。そのような変更は本発明の意図および範囲から逸脱するものではなく、当業者にとって明らかであるそのような全ての変更は、以下の請求項の範囲に含まれる。
【図１】
2011528125.tif 000025
【図２】
2011528125.tif 000026
【図３】
2011528125.tif 000027
【図４】
2011528125.tif 000028
【図５】
2011528125.tif 000029
【図８】
2011528125.tif 000030
【図９】
2011528125.tif 000031
【図６】
2011528125.tif 000032
【図７】
2011528125.tif 000033
【国際調査報告】
2011528125.tif 000034