【手続補正書】
【提出日】平成24年12月14日(2012.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置であって、
発光要素のマトリックスを有するバックライトユニットと、
異なる色の光を減衰する少なくとも２つの異なる遮断器を含む、繰り返し構成にグループ化された複数の光遮断器を有するフロントエンドユニットと、
画像信号を受け取り、前記画像信号を処理して、前記バックライトユニットのための最終バックライト駆動信号と、前記フロントエンドユニットのための最終フロントエンド駆動信号とを求める信号処理システムとを有し、
前記アルゴリズムは、少なくとも１回の差低減反復段階を用いて、前記最終的駆動信号を求め、前記少なくとも１回の差低減反復段階は、ディスプレイ目標画像輝度値と、少なくとも一組の中間駆動信号に相関する少なくとも１つの予想画像輝度値と、前記輝度値間の差とに応じたものである、表示装置。
【請求項２】
前記アルゴリズムは反復的傾斜降下アルゴリズムである、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記アルゴリズムは、前記バックライトユニットの点広がり関数と、量子化したバックライト駆動信号との間の畳み込みを用いる、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記アルゴリズムは、
前記発行要素に対応するＭ行Ｎ列の、前記バックライトユニットのための量子化されたバックライト駆動信号のバックライトマトリックスＬと、前記点広がり関数に対応する点広がりマトリックスＰ、及び
最大解像度バックライト輝度マトリックスＢを生成するＬとＰの積、を生成またはアクセスするように構成された、請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記アルゴリズムは、輝度マトリックスと色ｐのための規格化したフロントエンド駆動信号との積に応じて、前記色ｐの前記最終的フロントエンド駆動信号を生成するように構成された、請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
少なくとも前記色ｐのディスプレイ出力輝度Ｏｐの項は、次式で表され：
【数１７】
2012517622.tif 000001
ここで、ＩｐとＤｐは、それぞれ前記色ｐの入力高ダイナミックレンジ画像と、前記色ｐの規格化フロントエンド駆動信号である、請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記アルゴリズムは、前記入力高ダイナミックレンジ画像と、前記色ｐのディスプレイ出力輝度との間の差の最小二乗を求め、前記最小二乗を低減する、請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記アルゴリズムは、出力誤差を求め、色ｐの最終的フロントエンド駆動信号を決定するのに用いるように構成され、前記出力誤差は少なくとも次の項を含み、
【数１８】
2012517622.tif 000002
ここで、Ｉｐ、Ｄｐ、およびＯｐは、それぞれ前記色ｐの入力高ダイナミックレンジ画像輝度と、前記色ｐの規格化フロントエンド駆動信号と、ディスプレイ出力輝度である、請求項４に記載の表示装置。
【請求項９】
前記アルゴリズムは、クリッピング誤差と量子化誤差に応じて構成され、
前記クリッピング誤差は、不十分な輝度と相関した前記バックライトユニットの中間駆動信号により生じ、前記不十分な輝度と、ディスプレイ目標画像輝度との間の差であり、
前記量子化誤差は、前記フロントエンドユニットの輝度量子化レベルと、前記ディスプレイ目標画像輝度との間の差である、請求項５に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記アルゴリズムは、集合体出力誤差Ｊを求め、少なくとも３色の最終的フロントエンド駆動信号を決定するのに用いるように構成され、前記集合体出力誤差は前記アルゴリズムにより低減され、少なくとも次の項を含み、
【数１９】
2012517622.tif 000003
ここで、Ｉｓは３色ｒ、ｇ、ｂの入力高ダイナミックレンジ画像輝度であり、Ｏｓは前記３色のディスプレイ出力輝度である、請求項４に記載の表示装置。
【請求項１１】
画像信号にアクセスする段階と、
前記画像信号に応じてバックライトユニットの個別のバックライト要素のための中間バックライト駆動信号を生成する段階と、
前記中間バックライト駆動信号を、前記バックライトユニットの点広がり関数と畳み込む段階と、
前記畳み込む段階に応じて少なくとも１つの新しいバックライト駆動信号を求める段階と、
個別の光遮断器を有するフロントエンドユニットの複数の光遮断信号に関連し、前記少なくとも１つの新しいバックライト駆動信号に関連するディスプレイ誤差を決定する段階であって、前記フロントエンドユニットは前記バックライトユニットより解像度が高い段階と、
他の生成された中間バックライト駆動信号と他の光遮断信号に対してディスプレイ誤差を低減する、遮断信号と新しいバックライト駆動信号との組み合わせで表示装置を駆動する段階とを有する、方法。
【請求項１２】
前記画像信号から前記個別遮断器のための目標ディスプレイ出力にアクセスする段階と、
前記生成段階において、前記目標ディスプレイ出力の平方根を含むファクタを用いて、中間バックライト駆動信号を求める段階とをさらに有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記バックライト要素に対応するＭ行Ｎ列のバックライトマトリックスＬを生成する段階と、
少なくとも部分的に前記マトリックスＬとマトリックスＰとから、最大解像度バックライト輝度マトリックスＢを生成する段階とをさらに有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記最大解像度バックライト輝度マトリックスＢを前記画像信号と比較する段階と、
それぞれｓｉｇｎ（Ｉ−ＰＬ＊）とｓｉｇｎ（ＰＬ＊−Ｉ）に対応する対角要素を有する対角マトリックスＵとＶを生成する段階であって、マトリックスＬは新しいバックライト駆動信号の繰り返しを表し、マトリックスＩは前記画像信号の目標ディスプレイ出力を表す段階をさらに有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記比較段階と対角行列生成段階を、所定繰り返し回数であるη回繰り返す段階をさらに有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記マトリックスＬのバックライト駆動信号を量子化する段階をさらに有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
繰り返し終了後のマトリックスＬを用いて最終的最大解像度バックライトを決定する段階と、
前記最終的最大解像度バックライトに応じて最終的光遮断信号を選択して、駆動段階で用いる段階とをさらに有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
クリッピング誤差と量子化誤差とを決定する段階であって、前記クリッピング誤差は不十分な輝度と関連した前記バックライトユニットのための中間駆動信号により生じ、前記不十分な輝度と前記目標ディスプレイ出力との間の差であり、前記量子化誤差は前記フロントエンドユニットの輝度量子化レベルと前記目標ディスプレイ出力との間の差である段階と、
前記クリッピング誤差と量子化誤差をコスト関数に用いて、前記コスト関数を前記ディスプレイ誤差を決定するときのファクタとして用いる段階とをさらに有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記最大解像度バックライト輝度マトリックスＢを前記画像信号と比較する段階と、
前記ディスプレイ誤差を決定し、遮断信号と新しいバックライト駆動信号の組み合わせを選択する段階とをさらに有する、請求項１３に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
ＨＤＲディスプレイでは、画像とディスプレイとの間に簡単な１対１対応があるわけではないので、入力画像の３つの色コンポーネントを４つのコンポーネントに変換するのは、簡単なプロセスではない。さらに、複数のソリューションがある。いろいろなソリューションによって画質が異なるので、最適なソリューションを見つけるべきである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
表示装置は、発光要素のマトリックスを有するバックライトユニットと、異なる色の光を減衰する少なくとも２つの異なる遮断器を含む、繰り返し構成にグループ化された複数の光遮断器を有しするフロントエンドユニットと、画像信号を受け取り、前記画像信号を処理して、前記バックライトユニットのための最終バックライト駆動信号と、前記フロントエンドユニットのための最終フロントエンド駆動信号とを求める信号処理システムとを有し、前記アルゴリズムは反復的傾斜降下アルゴリズムである。前記アルゴリズムは、少なくとも１回の差低減反復段階を用いて、前記最終的駆動信号を求めることができ、前記少なくとも１回の差低減反復段階は、ディスプレイ目標画像輝度値（Ｉ）と、少なくとも一組の中間駆動信号に相関する少なくとも１つの予想画像輝度値（Ｏ）と、前記輝度値間の差とに応じたものでもよい。前記アルゴリズムは、前記バックライトユニットの点広がり関数とバックライト駆動信号との間の畳み込みを有し、前記バックライト駆動信号は量子化できる。前記発行要素に対応するＭ行Ｎ列の、前記バックライトユニットのためのバックライト駆動信号のバックライトマトリックスと、前記点広がり関数に対応する点広がりマトリックス、及び最大解像度バックライト輝度マトリックスＢを生成するＬとＰの積を生成、またはそれにアクセスできる。前記アルゴリズムは、輝度マトリックスと色ｐのための規格化したフロントエンド駆動信号との積に応じて、前記色ｐの前記最終的フロントエンド駆動信号を生成するように構成されてもよい。少なくともある色ｐのディスプレイ出力輝度Ｏｐの項は、前記輝度マトリックスＢ、前記色ｐの入力高ダイナミックレンジ画像Ｉｐ、および規格化可能な前記色ｐのフロントエンド駆動信号Ｄｐの関数として表せる。前記表示装置は、前記アルゴリズムにより、前記入力高ダイナミックレンジ画像と前記色ｐのディスプレイ出力輝度との間の差の最小二乗を求め、それを最小化することにより、前記最終的駆動信号を最適化できる。前記アルゴリズムは、出力誤差を求め、色ｐの最終的フロントエンド駆動信号を決定するときに用いるようにさらに構成できる。出力誤差は、前記色ｐの入力高ダイナミックレンジ画像輝度Ｉｐと、前記色ｐの規格化したフロントエンド駆動信号と、ディスプレイ出力輝度Ｏｐと、ＬおよびＰの積との関数である、少なくとも項Ｊｐを含む。前記アルゴリズムは、最終的駆動信号を最適化するのに、クリッピング誤差と量子化誤差を決定、及び／またはそれに応じることができる。前記アルゴリズムは、さらに、少なくとも項
（外１）
2012517622.tif 000004
を含む集合的出力誤差を決定し低減できる。ここで、Ｉｓは３色ｒ、ｇ、ｂの入力高ダイナミックレンジ画像輝度であり、Ｏｓは前記３色のディスプレイ出力輝度である。前記アルゴリズムは、少なくとも３色の最終的フロントエンド駆動信号を決定するのに集合的出力誤差を用いることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
ステップ２。ブロック２０２において、バックライトすなわちＬＥＤ値Ｌ＊の初期値（initial  guess  or  estimate）を求める。初期値を求める方法は、あるフロントエンド要素（画素）に対して、最も近いバックライト要素またはＬＥＤ要素などに必要な光強度を考慮することである。つまり、この推定は図１に示した方法であってもよい。ここで、これにより推定値は、規格化した出力画像強度の平方根に対応する値に設定できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
【数１２】
2012517622.tif 000005
ここで、Ｌｐノルムは次式で定義される：
【数１３】
2012517622.tif 000006
Ｌ１ノルムは、クローズフォーム解（close-form  solution）を有し、通常はより安定しているので、特に興味深く、次のように表せる：
【数１４】
2012517622.tif 000007
この場合、Ｌ＊は次のように更新されている：
【数１５】
2012517622.tif 000008
コスト関数において、絶対誤差ではなく相対誤差を考慮することにより、人間の視覚系を考慮することができる。対角成分がベクトルＩの要素の逆数であるサイズＭＮ×ＭＮの対角マトリックスＦを、次のように定義できる：
【数１６Ａ】
2012517622.tif 000009
コスト関数は次のように書き換えられる：
【数１６Ｂ】
2012517622.tif 000010
コスト関数は式（９）と同様に最適化できる。