(57)【要約】  ディスプレイシステム１００は、スクリーン輝度を有する画像を表示するスクリーン１１０と、スクリーン１１０を複数のゾーンに分割し、例えばゾーンに表示される画像のリアルタイムコンテンツ分析を介して、各ゾーンのゾーン輝度を決定し、複数のゾーンのうちの１つのゾーン輝度が閾値より大きい場合、ある係数によってスクリーン輝度を低下させるプロセッサとを有する。閾値は、ゾーンを駆動する電源１４０から引き出される最大レート電流と関連付けられ、各ゾーンは、それぞれの電源１４０によって駆動され得る。プロセッサ１２０は、スクリーンを横切って所定の距離を移動される仮想ゾーンの仮想ゾーン輝度を測定し、仮想ゾーンのうちの１つの仮想ゾーン輝度が、閾値より大きい場合、係数によってスクリーン輝度を低下させ得る。
2010527043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン輝度を有する画像を表示するスクリーンと、
前記スクリーンを複数のゾーンに分割し、各ゾーンのゾーン輝度を決定するとともに、
前記ゾーンのうちの１つの前記ゾーン輝度が閾値より大きい場合、ある係数によってスクリーン輝度を低下させる
プロセッサと
を含む、ディスプレイシステム。
【請求項２】
各ゾーンが、それぞれの電源によって駆動される、請求項１に記載のディスプレイシステム。
【請求項３】
前記閾値が、ゾーンを駆動する電源から引き出される最大レートの電流と関連付けられる、請求項１に記載のディスプレイシステム。
【請求項４】
前記係数は、最も高いゾーン輝度を前記閾値以下の値に低下させる、請求項１に記載のディスプレイシステム。
【請求項５】
前記ゾーンのサイズが、フルレートの光出力における前記スクリーンの選択された領域毎の消費電力、前記係数、及び前記ゾーンの電源の電力レートのうちの少なくとも１つに基づいて決定される、請求項１に記載のディスプレイシステム。
【請求項６】
前記プロセッサが、前記画像のリアルタイムコンテンツ分析によって前記ゾーン輝度を決定する、請求項１に記載のディスプレイシステム。
【請求項７】
前記係数を決定するため、前記プロセッサによって処理される画像と関連付けられる遅延された画像を形成する遅延回路を更に有する、請求項１に記載のディスプレイシステム。
【請求項８】
前記画像の受信された信号解像度を、前記スクリーンのスクリーン解像度とマッチングさせるスケーラを更に有する、請求項１に記載のディスプレイシステム。
【請求項９】
更に前記プロセッサが、前記スケーラの出力に基づいてゾーン輝度を決定する、請求項１に記載のディスプレイシステム。
【請求項１０】
前記プロセッサが、スケーラの出力に基づいて、又は前記画像の色補正の間に、前記係数を更に適用する、請求項１に記載のディスプレイシステム。
【請求項１１】
前記プロセッサが、前記スクリーンを横切って所定の距離を移動する仮想ゾーンの仮想ゾーン輝度を測定し、最大仮想ゾーン輝度を決定するように更に構成される、請求項１に記載のディスプレイシステム。
【請求項１２】
前記プロセッサが、前記スクリーンを横切って所定の距離を移動する仮想ゾーンの仮想ゾーン輝度を測定し、前記仮想ゾーンのうちの１つの仮想ゾーン輝度が、前記閾値より大きい場合、前記係数によってスクリーン輝度を低下させるように更に構成される、請求項１に記載のディスプレイシステム。
【請求項１３】
スクリーン輝度を有する画像をスクリーンに表示するステップと、
前記スクリーンを複数のゾーンに分割するステップと、
各ゾーンのゾーン輝度を決定するステップと、
前記複数のゾーンのうちの１つの前記ゾーン輝度が、閾値より大きい場合、ある係数によって前記スクリーン輝度を低下させるステップと
を有する、ディスプレイシステムを制御する方法。
【請求項１４】
フルレートの光出力で前記スクリーンの選択された領域当たり消費電力、前記係数、及び前記複数のゾーンの電源の電力レートのうちの少なくとも１つに基づいて、前記ゾーンのサイズを決定するステップを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記決定するステップが、前記画像のリアルタイムコンテンツ分析によって、前記ゾーン輝度を決定する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記係数を決定するために使用される処理された画像と関連付けられる遅延画像を形成するため、前記画像を遅延させるステップを更に有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記スクリーンを横切って所定の距離を移動されるとともに、最大仮想ゾーン輝度を決定する、仮想ゾーンの仮想ゾーン輝度を測定するステップを更に有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
コンピュータによって実行されるとき、請求項１３又は１７による方法を実行可能にされるコンピュータプログラム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のコンピュータプログラムを記憶している記録担体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本システム及び方法は、動的な電力制御（ＤＰＣ）システム、及びディスプレイのゾーン分割に基づいてディスプレイスクリーンの輝度を動的に変える方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のディスプレイスクリーンは、個人及び小さいグループの人々にビデオ及びコンピュータ画像を表示するために使用される。これらのスクリーンは、陰極線管、ＬＣＤ及びプラズマのような技術に基づき、これらは、屋内で見るのに充分な明るさの高解像度画像を生成する。
【０００３】
静止画及び動画を屋内及び屋外の両方で多くの人々に見せるため、代替技術が使用され、これは、明るい日光の条件で使用されるのに充分な明るさで、幅１．５メートルから２０メートルまで及びそれより大きいスクリーンサイズを提供し得る。この役目に理想的に適しているとして現れた技術は、光生成装置として発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用する。ＬＥＤスクリーンは、長年にわたって利用可能であり、何百ものスクリーンが、世界中のスポーツ及び公的な会場に取り付けられている。
【０００４】
これらの電力消費量が、これらのサイズ及び光出力と比例しているという点で、ＬＥＤを使用するディスプレイスクリーンは、比較的エネルギー効率の良い装置である。通常、与えられたスクリーンサイズに対して、明るい画像が表示される場合は、消費電力が大きく、暗い画像が表示される場合、消費電力は小さい。会場に恒久的に取り付けられるＬＥＤスクリーンに対して、給電する（すなわち適切な電圧及び電流を供給する）のに必要とされる電源のレート（例えばワット又は電力レート）は、製造業者の技術的なデータから容易に計算され得、フルレートの光出力で可能な最も明るい画像（スクリーンを無地の白で満たした画像）を表示する場合にスクリーンが必要とする電力量に基づく。この状態では、スクリーンは、引き出し可能な最も大きな電力、すなわち最大電力を引き出し、電源は、この最大電力条件を扱うのに十分なレートでなければならない。
【０００５】
最近、小さいＬＥＤスクリーン（幅１．５乃至２ｍ）の市場が現れた。単純に例えばショッピングモールの壁面に掛けられ、広告のような様々なコンテンツを表示するために使用され得る、キャビネット内の完全なモニタであるという点で、このＬＥＤスクリーンの概念は、大きなプラズマ又は液晶モニタと類似している。通常、この市場セグメントは、非常に価格を意識している。したがって、専門家ではない人々によって導入され得る、すなわち通常の消費者が導入するのに十分簡素である、競争力のある価格のスクリーンを有することが望ましい。取付けの簡素化は、全体の経費を減らし、消費者を引きつける。
【０００６】
コストに関する要素は、必要な電力、電圧及び／又は電流をＬＥＤスクリーンに供給するため、別々又は特別な電力線又は電源を提供することに関する費用だけでなく、必要とされる電力をＬＥＤスクリーンに供給するのに必要な電源のレート又はサイズを含む。
【０００７】
前述のように、通常、ＬＥＤスクリーンの消費電力は、表示される画像の輝度に比例する。最も暗い（詳細のない無地の黒い背景）ものから最も明るい（詳細のない無地の白い背景）ものまで、画像は、輝度の内容が様々である。
【０００８】
スクリーン設計者は、ＬＥＤスクリーン又は他のいかなるスクリーンでも表示されるコンテンツの輝度を制御できないので、スクリーンは、最悪の場合の消費電力（すなわち白い背景の表示）に対処するように設計されなければならない。この場合、スクリーンは、電源から最大出力を引き出している。ディスプレイスクリーンの設計及び取り付けの際に、以下の要素が考慮される。
【０００９】
１．ある必要とされる電力より上、例えば（白い背景を示す）最大スクリーン電力が３．５ｋＷを超える場合、スクリーンは、通常の電源、例えば標準的な２３０Ｖ単相コンセントから給電され得ない。このような場合には、特別な主電源又は電力線が、スクリーンを給電するために導入されなければならず、従って取付けコストが上昇する。
【００１０】
２．スクリーン内部の電源ユニットの全出力レートは、最大出力を送電できるのに十分でなければならない。これは、最大限の性能がほとんど使用されない、大きく且つ重いスクリーン電源ユニットを必要とする。より大きなスクリーン電源は、熱放散を必要とするだけでなく、スクリーンコスト及び重量を更に増す。
【００１１】
３．高まった熱放散のニーズにより、スクリーン内部の換気システムの冷却性能は、最大出力で連続運転する間（すなわち、スクリーンディスプレイを設計する際に使用される最悪のケースシナリオの間）に生成される高熱に対処しなければならない。したがって、空気を循環させるために、より多くのファンが必要とされ、関連して、コスト、重量、及び騒音の増加となる。
【００１２】
明白であるが、スクリーンの電力要件を低下させることが望ましい。ＬＥＤスクリーンによって引き出される最大出力を減らす簡潔な態様は、光出力を低い値に制限する、すなわち明るさを下げることである。電力を減らす目的を達成するが、これは、表示される全ての画像を薄暗く、精彩を欠いてレンダリングするという明らかに不利な点を有する。スクリーンによって消費される電力を下げる他の態様は、中村による米国特許ＵＳ７１９３５９２に説明されるように、スクリーンに供給される電流を制限することを含み、これは全体として本願明細書に引用したものとする。
【００１３】
中村は、ピクセルが駆動回路からの駆動電流によって駆動されるエレクトロルミネセンス（ＥＬ）ディスプレイスクリーンを記載する。中村の駆動回路は、駆動電流の総和が増加すると、電流を制限する。
【００１４】
スクリーンに表示されるコンテンツ、画像又はテキストの輝度に著しく影響を及ぼすことなく、スクリーンの電力要件を更に低下させることが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本システム及び方法の１つの目的は、従来のディスプレイの不利な点を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この目的及び他の目的は、スクリーンの輝度値を有する画像を表示するスクリーンと、プロセッサとを有するディスプレイシステムによって達成され、該プロセッサは、スクリーンを複数のゾーンに分割し、例えばゾーンにおいて表示される画像のリアルタイプコンテンツ分析を介して、各ゾーンのゾーン輝度を決定し、これらのゾーンのうちの１つのゾーン輝度がある閾値より大きい場合、ある係数によってスクリーンの輝度を低下させる。
【００１７】
この閾値は、ゾーンを駆動する電源から引き出される最大レートの電流に関連付けられ、各ゾーンは、それぞれの電源によって駆動され得る。プロセッサは、スクリーンを横切って所定の数のピクセルを移動される仮想ゾーンの仮想ゾーン輝度も測定し得、仮想ゾーンのうちの１つの仮想ゾーン輝度が、閾値より大きい場合、前記係数によって画面の輝度を低下し得る。
【００１８】
本システム及び方法の更なる領域への適用可能性は、以下に述べられる詳細な説明から明らかになるであろう。システム及び方法の例示的な実施例を示す一方で、詳細な説明及び具体例は、説明の目的のみを意図し、本発明の範囲を制限することを意図されないことは、理解されるべきである。
【００１９】
本発明の装置、システム及び方法のこれら及び他の特徴、態様及び利点は、以下の記載、添付の請求項、及び添付の図面からよりよく理解されるようになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、例示的な実施例に従って８つのゾーンに分割されたスクリーンを示す。
【図２】図２は、例示的な実施例に従って８つのゾーンに分割されたスクリーンを示す。
【図３】図３は、例示的な実施例に従って８つのゾーンに分割されたスクリーンを示す。
【図４】図４は、実施例に従ってＬＥＤスクリーンの信号経路を示したブロック図を示す。
【図５】図５は、他の例示的な実施例による遅延要素を含むブロック図を示す。
【図６】図６は、他の例示的な実施例に従ってＤＰＣの効果を示す様々なグラフを示す。
【図７】図７は、他の例示的な実施例に従ってＤＰＣの効果を示す様々なグラフを示す。
【図８】図８は、他の例示的な実施例に従ってＤＰＣの効果を示す様々なグラフを示す。
【図９】図９は、他の例示的な実施例に従って、大きな明るいグラフィックオブジェクトがスクリーンを横切って動く、ゾーンに分割されたスクリーンを示す。
【図１０】図１０は、他の実施例による仮想ゾーンを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
ある例示的な実施例の以下の記載は、事実上例に過ぎず、本発明、この適用、又は使用を制限することを意図されるべきではない。本システム及び方法の実施例の以下の詳細な説明において、この一部を形成するとともに、記載されたシステム及び方法が実施され得る例示的な特定の実施例によって示される添付の図面に対して参照がなされる。これらの実施例は、当業者が本開示のシステム及び方法を実施するのを可能にするのに十分詳細に記載され、他の実施例が利用され得ること、及び構造的及び論理的変化が本システムの趣旨及び範囲から逸脱することなくなされ得ることは、理解されるべきである。
【００２２】
それゆえ、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきではなく、本システムの範囲は、添付の請求の範囲のみによって規定される。複数の図に現れる同一のコンポーネントが、同じ参照番号によって識別される以外、ここにおける図の参照番号の先頭桁の数字は、通常、図面番号に対応する。更に、明快にする目的で、周知の装置、回路及び方法の詳細な説明は、本システムの記載を曖昧にしないように省略される。
【００２３】
本システム及び方法は、中程度及び低い輝度のコンテンツを有する画質に影響を及ぼすことなく、スクリーンディスプレイ装置（例えばＬＥＤスクリーン）によって引き出される最大出力を低下及び制限するため、動的な電力制御（ＤＰＣ）を使用する。高輝度コンテンツを含む画像を扱うときはいつも、ＤＰＣは、自動的に実質的にすぐに全消費電力を所定の制限の範囲内に維持するレベルまで画像の輝度を低下させる。
【００２４】
中程度及び低い輝度のコンテンツを有する画像に影響を及ぼさないことに加えて、ＤＰＣを使用する本システム及び方法は、ＬＥＤスクリーンが例えば特別な三相電源の代わりに標準的なコンセント、例えば２３０Ｖ（又は適当な電力、電流及び電圧レベルに適したケーブルに関連するいかなる他の適切な電圧レベル）の主電源から給電可能なレベルまで、スクリーン最大消費電力の低下を可能にする。すなわち、特別なメイン電源は必要とされず、したがって、取付けコストが低下する。更に、ＤＰＣを有するスクリーンは、少ない電気しか使用せず、従って、より環境にやさしく、小さい／少ない電源ユニットしかスクリーン内に必要とされず、したがって、スクリーンのコスト及び重量を低下させる。消費電力の低下は、熱生成の低下につながり、冷却要件の低下につながる。したがって、スクリーンを冷却するために、少ない数のファンしか必要とされず、スクリーンのコスト及び重量を更に低下させ、より静かな動作を可能にする。
【００２５】
中程度及び低い輝度のコンテンツを有する画像の品質に影響を及ぼすことなく、消費電力を低下させるためにＤＰＣを使用する本システム及び方法によると、ＬＥＤスクリーンのようなスクリーンのアクティブ領域は、複数の領域に分割される。各領域は、これ自身の電源ユニット（ＰＳＵ）によって駆動される。スクリーンに表示されるべき画像信号は、サイズがスクリーン領域に正確に適合する領域に、入ってくるフィールドを分割することによって、リアルタイムに分析される。更に、最も明るいゾーンのピクセル輝度値は、例えばリアルタイムのコンテンツ分析から各ゾーンのゾーン輝度値、又は白／画像領域の色の光を決定するステップと、最も明るいゾーン、例えば最も白い、及び／又はコンテンツ若しくは画像の色の光で満たされるゾーンを選択するステップとによって決定される。
【００２６】
最大ゾーン輝度値又は最も明るいゾーンの総ピクセル輝度値は、所定の閾値と比較される。閾値は、どのゾーンのピクセルによっても達せられる場合、最大レート電流が、このゾーンを駆動するＰＳＵから引き出され得る値である。
【００２７】
いずれか一つのゾーンの決定されたゾーン輝度値が所定の閾値を超える場合、プロセッサは、消費電力を減らし、ＰＳＵが過負荷をかけられるのを防止するため、所定の、又は算出された電力低下係数であり得るある目標係数によって、全体のスクリーンの出力レベルを低下させる。最も高い領域の総ピクセルレベルが等しいか、又は閾値より下に落ちる場合、プロセッサは、スクリーン出力レベルを正常な状態に戻す。
【００２８】
ＤＰＣによってもたらされる最大スクリーン電力の目標低下係数は、１又はそれより多くの要素によって決定され得る。目標は、例えばスクリーンが三相電源の代わりに、通常単相コンセントから動作され得るように、スクリーン全体の消費電力を低下させることであり得る。一つの有益な副産物は、コスト及び重量の節減に関連して、スクリーンを駆動するのに必要とされるＰＳＵの量が低減されることであり得る。代替として、目標は、ＰＳＵの特定の量の範囲内か、又はＰＳＵの異なる規格の容量内に収まるように、消費電力を低下させることであり得る。
【００２９】
平均的な視る人にとってＤＰＣの効果は、通常見えなく、どのゾーンのゾーン輝度が所定のＤＰＣ閾値を超える場合も、表示されるコンテンツの輝度が低下される。画像が小さな明るい詳細の領域を含む状況を考慮すると、これは、ＤＰＣ閾値より低くなり得、スクリーン出力は、最大レベルにあるであろう。画像が、拡大した明るい詳細の領域を含む場合、スクリーン出力レベルは、次第に低下され、逆もまた同様である。低下係数は厳格であればあるほど、スクリーン出力レベルの低下は、より早く生じ、より低い水準まで低下する。本システム及び方法によるＤＰＣを使用して、０．６の電力低下係数が示されている。
【００３０】
例えば図１のシステム１００に示されるように、ディスプレイ装置、例えばＬＥＤスクリーン１１０は、いずれか１つのゾーンの輝度が、プロセッサ１２０に結合されるメモリ１３０に記憶される閾値を超える場合、ＤＰＣを実行し、画像を表示して、スクリーン輝度を変更するように、ＬＥＤスクリーン１１０を制御するプロセッサ１２０を含む。周知のように、メモリ１３０は、例えばプロセッサによってＤＰＣを実行するためのソフトウェア命令を含む、他のデータ及びアプリケーションソフトウェアも記憶し得る。
【００３１】
プロセッサ１２０は、スクリーン１１０のアクティブディスプレイエリアを複数のゾーン、例えばサイズ及び形状が同一の８つのゾーン１乃至８に分割し得る。各ゾーンは、１又はそれより多くの自身のＰＳＵによって給電され得、ゾーン１のＰＳＵは、図１の点線ボックス１４０として示される。（ピクセルで測定される）ゾーンのサイズ、及び／又はゾーンの数は、複数の要素、例えばフルレートの光出力におけるスクリーンのユニットエリア当たりの消費電力、ＤＰＣの組み込みにより予想される最大スクリーン電力の低下係数（例えば低下係数０．６）、及び各ゾーンのＰＳＵの電力レートによって決定され得る。スクリーンの単位エリア当たりの消費電力は、フルレート出力において、製造業者の規格から、又は測定によって決定され得る。
【００３２】
動作する間、プロセッサ１２０は、入って来る画像信号の各対応するゾーンのピクセルコンテンツをリアルタイムで分析し、最も明るいゾーンの総ピクセル輝度の和を決定し、これをメモリ１３０に記憶される所定の閾値と比較する。コンテンツ分析は、よく知られており、例えばDimitrovaによる米国特許ＵＳ６７１４５９４、及びNesvadbaによる米国特許出願公開番号ＵＳ２００４／０１６８２０５に記載されており、これらの各々は、全体として本願明細書に引用したものとする。最も明るいゾーンの決定された最大ゾーン輝度値、又はゾーンのいずれかの輝度値が、閾値を超える場合、プロセッサ１２０は、ＤＰＣを実行し、全スクリーン出力又は輝度レベルを低下させる。出力レベル低下の発生を最小化するため、あり得る最良の態様において、ゾーン形状に対して、全体の画像の「平均」スライスを表すことが望ましい。ゾーン形状は、ＤＰＣ性能に顕著な影響を及ぼす。
【００３３】
例えば、図１においてスクリーン１１０は、１乃至８まで番号をつけられる８つのゾーンに分割され、各ゾーンが、例えばスクリーン１１０の半分の高さであり得、又は異なる高さ（すなわちスクリーンの一部の高さ）を有し得る。図１の各ゾーンを分析する場合、ゾーン２及び３が、これらのゾーン２及び３の明るい領域により、各々が他のいかなるゾーンよりも高い総ピクセル値を有することは、明白であろう。ゾーン２又は３の高いピクセル値は、（閾値より高い場合）スクリーン出力レベルを低下させ得る。
【００３４】
図１と比較して、図２は、スクリーン２１０の各ゾーンが完全な（アクティブな）スクリーン高さであることを除いて、図１のものと同じ画像が表示される、８つのゾーンを有するスクリーン２１０を示す。例えばプロセッサ１２０によって実行されるゾーン分析は、図２のゾーン４及び５が最も高いピクセル値を有することを示す。しかしながら、これらのゾーン４及び５の各々の明るい領域（例えば実際に視る場面では太陽に照らされた明るい雲）で占められる割合は、図１に示されるゾーン２及び３におけるこの割合よりも非常に低い。図２のスクリーン２１０の場合、これらのゾーン４及び５の各々の総ピクセル輝度の和は、閾値より低くなり得、したがって、スクリーン出力レベルの低下をもたらさないだろう。
【００３５】
図１乃至２に示される例において、全体のコンテンツ又はスクリーン輝度が、影響されない又は減らされない、すなわちスクリーン出力レベルの低下が最小化されるので、図２の８つの完全な高さのゾーンは、図１における８つの半分の高さ（又は部分的な高さ）のゾーンより良好な結果を与えることが分かる。これは、この例の画像の上部が、下部よりも明るいコンテンツを含み、ゾーンが完全な高さであり、その結果、平均して閾値より低いゾーン輝度を生成するためである。もちろん、必ずしも画像の上部が下部よりも明るくないが、そうではないことよりもしばしば生じる。従って、システムは、全体の高さのゾーンを有し得、これは、ＤＰＣ動作を最小化し、したがって、最も広い範囲の画像に渡って画像輝度を維持する。図３は、２５６ｘ１４４ピクセルを備える、８つの全体の高さのゾーンに分割されるスクリーン３１０の一実施例を示し、各ゾーンが３２ｘ１４４ピクセルである。
【００３６】
前述のように、各ゾーンは、１又はそれより多くの自身の電源ユニット（ＰＳＵ）を有し得る。ＰＳＵは、出力電圧及び電力の範囲内で利用可能である。ＤＰＣのない従来のスクリーンにおいて、無地の白い画像が表示される（すなわち最大の輝度／電力の）場合、各ＰＳＵは、スクリーンのこの領域を駆動するのに十分強力でなければならない。ＤＰＣの組み込みは、非力な（したがって高価でない）ＰＳＵが使用されるのを可能にするか、又は代替として、各既存のＰＳＵが、スクリーンのより大きい領域を駆動し得る。
【００３７】
ゾーン当たりに必要とされるＰＳＵレートを算出する場合、より低い電力レートのＰＳＵを得るため、ＤＰＣによって達成される電力低下が考慮される。したがって、例えばＤＰＣ係数が０．６である場合、ゾーンを駆動するために必要される最大電力は、
（ＰZONE  WITH  NO  DPC）ｘ０．６ワット
であり、ただしＰZONE  WITH  NO  DPCは、ＤＰＣ動作することなく、無地の白い画像をゾーンに表示するのに必要とされる電力である。
【００３８】
スクリーンに表示されるコンテンツ、例えば画像を含む画像信号は、この画像がＤＰＣなしのスクリーンに表示される場合に、個々のスクリーンピクセルによって引き出され得る電流を予想するため、各ピクセルの輝度値を決定するように分析される。いずれか１つのゾーンの全ピクセルの全電流、従って電力が閾値を超える場合、全体のスクリーン出力レベルは、したがって、スクリーン又はＰＳＵのレーティングされた電力レートを超えないように低下される。
【００３９】
スクリーンピクセル性能の十分に正確な予想を達成するため、信号経路のどこでコンテンツ分析するかについて、適切に選択をすることが望ましい。図４は、一実施例によるＬＥＤスクリーンの信号経路を示すブロック図４００を示し、コンポジットビデオ信号４０５は、デコードのためにビデオデコーダ４１０によって受信される。デコードされた信号は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）を通過し、通常、入って来る画像がＬＥＤスクリーン（例えば２５６ｘ１４４ピクセル）よりいくらか高い解像度（例えば７２０ｘ５７６ピクセル）であるので、信号解像度をスクリーン解像度とマッチングさせる（例えば低下させる）ようにスケーラ４２０によって乗算され得る。それゆえ画像解像度は、ＬＥＤスクリーンに適合する解像度まで、スケーラ４２０において低下される。
【００４０】
画像分析は、入って来る画像全てが利用可能な所で行うべきである。これは、スクリーンにおける内部データ分布が、スクリーンの各部に関連データのみを向けるように物理的に画像データを分割する、信号経路の後の段階をなくす。スケーラ４２０の後には、画像データとＬＥＤスクリーンとの間に１対１のピクセル関係があるので、分析は、スケーラ４２０の後において最も良くなされる。フィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）４３０及びフィールド記憶又はメモリ４３５の（関連したマイクロコントローラへの）組み込みは、スケーラ４２０の後で、信号がスクリーン４４０内に配信される前に実行されるべき画像分析を含む多くの機能を可能にする。ＦＰＧＡ４３０の出力は、信号を処理し、スクリーン４４０を駆動するラインドライバ４５５に供給するブロックプロセッサに送られる。スケーラ４２０の後、ＦＰＧＡ４３０によってコンテンツ分析を実行することが望ましい。
【００４１】
図４に示されるように、スクリーン４４０は、スクリーン４４０の関連した部分に関連したデータを導く内部データ配信部４６０を含む。ガンマ補正部４６５は、ガンマ補正を提供する。色補正は、ＬＥＤ４８０を駆動し、スクリーン４４０にコンテンツ又は画像を表示するドライバ４７５に信号を供給する色補正部４７０によって提供される。
【００４２】
説明的な例として、図４に示される実施例では、以下の仮定がなされる。スケーラ４２０の出力において、画像信号は、８ビットＲＧＢ（赤、緑、青）輝度データ（例えば３ｘ８ビットストリームでそれぞれ１つが「Ｒ」「Ｇ」「Ｂ」）として存在し、赤、緑、青のＬＥＤのＬＥＤ電流は、等しい。
【００４３】
以下は、目標電力低下係数（FactorＴＡＲＧＥＴ  ＲＥＤＵＣ）を達成するようにスクリーン出力レベルを制御するため、信号経路における後の段階で適用され得るゲイン要素を計算するように、画像分析の間の一連のイベントを記載する。
１．アンチガンマ補正を８ビットＲＧＢ輝度データに適用し、この過程において、データを３ｘ９ビット値にスケーリングする。ＬＥＤスクリーンに実際に表示される前に画像データに起こることを模倣するため、アンチガンマ補正が望ましい。全ての画像信号は、例えば伝送の前に画像の暗い部分のダイナミックレンジを伸ばすため、データ源で適用されるガンマ特性を有する。この特性は、ディスプレイ装置において取り除かれるべきである。データは、各々が最大値３４１を有する３ｘ９ビット値にスケーリングされる。Ｒ、Ｇ及びＢ値が後で合計される場合、この合計は、３ｘ３４１＝１０２３の最大値を有し、これは、便利な１０ビットの値である。
２．各ピクセル（現在１０ビットの）０乃至１０２３の輝度値を生成するため、９ビットのＲＧＢ輝度値をともに足し合わせる。
３．各ゾーンにおいて、１０ビットのピクセル輝度値を合計する。
４．入って来る画像フィールドの最後において、最大輝度合計（ZoneSumＭＥＡＳＵＲＥＤ）を有するゾーンを見つけるため、ゾーン合計を比較する。最初のセットアップの間、ゾーン辺りのあり得る最大輝度合計（ZoneSumＭＡＸ  ＰＯＳＳ）を確認するため、システムは較正されるべきであることに留意されたい。これは、画像データ源として無地の白い背景を提供し、上記のように測定することによって達成される。
５．以下の式からＬＥＤドライバに適用されるゲイン要素を算出する。
FactorＧＡＩＮ＝ZoneSumＭＡＸ  ＰＯＳＳｘFactorＴＡＲＧＥＴ  ＲＥＤＵＣ／ZoneSumＭＥＡＳＵＲＥＤ
例えば
ZoneSumＭＡＸ  ＰＯＳＳ＝８００、
ZoneSumＭＥＡＳＵＲＥＤ＝６００、及び
FactorＴＡＲＧＥＴ  ＲＥＤＵＣ＝０．６
である場合、
FactorＧＡＩＮ＝８００×０．６／６００＝０．８
となる。
【００４４】
これは、０．６の目標電力低下係数を提供するため、ＬＥＤドライバのゲインが、０．８を掛けられ（すなわち低下され）なければならないことを意味する。暗い画像を表示する場合に電力を増加させることは望ましくなく、それゆえFactorＧＡＩＮが１より大きい値を有することを回避する式も適用されるべきであることに留意されたい。
【００４５】
ゲイン要素は、適切なときに所望の効果を奏するように、信号経路における適切な段階において適用されるべきである。ピクセル値を測定するプロセス、及び入って来る画像フィールドのゲイン要素を算出するプロセスは、実際のところ、完了までに１フィールド期間かかる。従って、計算されたゲイン要素は、実際にはちょうど通過したフィールドに関連し、すなわち１フィールドの遅れとなる。ゲイン要素を正確に適用するため、画像信号は、図５のブロック図５００に示される分析部５１０と適用部５２０との間において、１フィールド、又は画像信号を処理するのにかかる時間だけ遅れ得る。したがって、ＦＰＧＡ４３０からの分析された信号は、ＦＰＧＡ４３０からＬＥＤ４８０まで信号のフィールド遅延５３０のため、ＬＥＤ４８０によってスクリーン４４０に表示される信号に対応する。
【００４６】
ゲイン要素を適用する、信号経路における理想的な点は、図４に示される色補正段階４７０にある。ここで、画像ＲＧＢレベルに対する様々な変更が、通常例えば適切なホワイトバランス及び色均一性を提供するために実行される。この点において、（図５に示されるＤＰＣ分析５１０による）データ処理固有の時間遅れが、１フィールド期間に等しくなり、したがって、図５の遅延５３０によって適切に考慮される見込みがあるという利点もある。この結果、ゲイン要素は、次のフィールドのデータではなく、ベースとする適切なデータフィールドに対して（すなわち適当なタイミングで）適用され、したがって、過渡的なＰＳＵ過負荷を排除する。
【００４７】
この段階が通常スクリーンの全領域に物理的に広げられるという事実によって生じる、色補正段階４７０にゲイン要素を加えることの実際的な困難さが存在し得、従って、これを全スクリーン領域に同時に適用することは、困難であると判明し得る。したがって、ゲイン要素を適用する、容易であるがあまり効果的ではない段階は、コンテンツ分析が実行される同じＦＰＧＡ４３０のデータ分析段階の下流にある。これは、データストリームへの容易なアクセスを提供するという利点を有するが、ゲイン要素が適用されるものの次のデータフィールドに適用されるという欠点を有する。この理論的に不利な点は、実際には、視る人が実質的に気づかないものである。理論的に生じ得る一時的なＰＳＵ過負荷は、短い期間（例えば１フィールド）であり、通常、問題のなくＰＳＵによって容易に扱われ得る。
【００４８】
ＤＰＣの効果は、表１に示される以下のパラメータを使用して示され、ここでピクセル解像度２５６ｘ１４４ピクセルのＬＥＤスクリーンは、ＤＰＣを取りつけられ、ＤＰＣ有及びＤＰＣ無の値の比較を示す以下の測定は、表１において示される。
【表１】
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【００４９】
図６乃至８は、ｘ軸をスクリーン上で発光したピクセルの行数（１行当たり２５６ピクセル）、ｙ軸を電源電流（交流アンペア）とするグラフを示し、ここで、中間の垂直な点線は、ＤＰＣ閾値であり、右側の点線は、全行が発光される、すなわちスクリーン全体が駆動される線である。特に図６は、無地の白色テストパターン、全ゾーン駆動、スクリーンサイズ２５６ｘ１４４ピクセル（ｈｘｖ）、交流電流トランスデューサで測定される電源電流、及び交流２３５Ｖの電源電圧の条件下で、全ゾーンが駆動される場合に、ＤＰＣの効果を示す発光したゾーン領域のサイズ、及び測定されたスクリーンの電源電流のグラフ６００を示す。
【００５０】
図７は、無地の白色テストパターン、１つのゾーンのみ駆動、ゾーンサイズ３２ｘ１４４ピクセル（ｈｘｖ）、及びＤＣ電流トランスデューサで測定されるＰＳＵ電流の条件で、駆動されるゾーンが一つの場合のＤＰＣの効果を示す発光したゾーン領域のサイズと、測定されたＰＳＵ出力電流とのグラフ７００を示す。
【００５１】
図８は、無地の白色テストパターン、１つのゾーンのみ駆動、ゾーンサイズ３２ｘ１４４ピクセル（ｈｘｖ）、及びミノルタＣＳ―１００Ｃｈｒｏｍａ  Ｍｅｔｅｒで５ｍの位置で測定される光出力の条件で、１つのゾーンが駆動される場合のＤＰＣの効果を示す、発光したゾーン領域のサイズ、及びスクリーンの小さいサイズの測定された光出力のグラフ８００を示す。ピクセル当たりの光出力がＬＥＤ温度に依存することは、留意されるべきである。
【００５２】
仮想的なゾーン分析は、ＤＰＣゾーニングの代替の実施例である。固定位置のゾーンに関する上記の方法は、大抵の画像材料でうまくいく。しかしながら、スクリーン周辺をゆっくり通る明るいグラフィック画像が、スクリーンに表示されるコンテンツ又は画像を視る人に対して、ＤＰＣを目立つようにさせ得る例がある。
【００５３】
図９は、大きく明るいグラフィックオブジェクト、例えば位置Ａから位置Ｂまでスクリーン９１０を通る、又は横切るコンテンツ画像部分又はグラフィックオブジェクト９２０を有する８つのゾーンに分割されるスクリーン９１０を有するシステム９００を示す。図２のように、スクリーン９１０は、８つの等しい全体の高さのゾーン１乃至８に分割される。しかしながら、大きく明るいグラフィックオブジェクト９２０が、スクリーン９１０をゆっくり通る、又は横切る状況において、例えば位置Ａにおいてオブジェクト９２０が仮想的にあるゾーン、例えばゾーン７を塞ぐ時期があり得、これは、おそらく例えばゾーン７の総ピクセル輝度がＤＰＣ閾値より大きい場合に、ＤＰＣに全体の画像輝度を低下させる。例えばオブジェクト９２０が位置Ｂにある場合、オブジェクト９２０が２つのゾーン（例えばゾーン４及び５）に渡って広がる場合のような他の場合もあり得、どの１ゾーンのピクセル全体の輝度もＤＰＣ閾値よりも低いので、上記のことは、ＤＰＣに対して全体の輝度を低下させ得ない。
【００５４】
グラフィックオブジェクト９２０が移動するとき、ＤＰＣの影響は、上下にゆっくりとスクリーン全体の輝度を脈動させることである。この影響は、仮想ゾーン分析を使用することによって除去され得る。前述のように、仮想ゾーン分析は、各３２ｘ１４４ピクセルのゾーン１乃至８を分析すること、及び最大の輝度の総和を有するゾーンを確認することに関連する。しかしながら、自身のＰＳＵに直接リンクする８つのゾーンのみを使用するのではなく、仮想的なゾーン分析は、スクリーン全体に存在し得る全てのあり得る３２ｘ１４４（ｈｘｖ）ゾーンに注目する。
【００５５】
図１０は、仮想ゾーン分析の概念を使用するように構成されるシステム１０００を示す。第１分析は、スクリーン１０１０の最も左の３２ｘ１４４ピクセルエリア（セクション１０２０を仮想ゾーン１と称す）に注目し、固定されたゾーンの場合と同様に、この仮想ゾーン１の全体の輝度の総和を算出する。第２分析は、仮想ゾーンを１ピクセル右に移動させ（セクション１０３０を仮想ゾーン２と称す）、再びこの仮想ゾーンの全体の輝度の総和を算出する。第３分析は、仮想ゾーンを更に１ピクセル右に移動させ、以下同様である。スクリーンの右側が、仮想ゾーン２２５であるスクリーン１０１０のセクション１０４０で示すように到達するまで、このプロセスを繰り返す。スクリーン９１０が１４４ピクセル×２５６領域であり、３２ｘ１４４のピクセル領域を有する各ゾーンが１ピクセルずつ移動されるこの例において、合計２２５個の仮想ゾーンが存在するであろう。２２５個の仮想ゾーンの全ピクセル輝度の総和は、最も大きな合計を有するゾーンを決定するために互いに比較され、最も大きな合計は、ゲイン要素を算出し、ＤＰＣを適用するため、上記のものと同様に使用される。
【００５６】
固定されたゾーン位置と比較して、仮想ゾーン分析のこの方法は、我々の例に記載される望ましくない脈動の影響を除去するという利点を有するが、低い平均スクリーン輝度を得るという欠点を有する。
【００５７】
ここにおける記載から当業者によって認識されるように、様々な変形例が提供され得る。本方法の動作行為は、コンピュータソフトウェアプログラムによって実行されるのに特に適している。アプリケーションデータ及び他のデータは、本システム及び方法に従って動作行為を実行するように構成される制御器又はプロセッサによって受信される。このようなソフトウェア、アプリケーションデータ、及び他のデータは、もちろんコンピュータ可読媒体、例えば集積チップ、周辺装置、又はメモリ（例えばプロセッサに結合される上記メモリ若しくは他のメモリ）で実施され得る。
【００５８】
コンピュータ可読媒体、メモリ、及び／又はいずれかの他のメモリは、長期、短期、又は長期及び短期メモリの組み合わせであり得る。これらのメモリは、ここで開示される方法、操作行為、及び機能を実施するようにプロセッサ／制御器を構成する。メモリは、分散され得るか、又は局所的になり得、追加のプロセッサが設けられ得るが、プロセッサは、分散され得るか、又は単一であり得る。メモリは、電気、磁気、若しくは光メモリ、又はこれら若しくは他のタイプの記憶装置のいかなる組合せとしても実施され得る。
【００５９】
プロセッサ及びメモリは、いかなるタイプでもあり得る。プロセッサは、様々な記載された動作を実行し、メモリに記憶される指示を実行することが可能であり得る。プロセッサは、特定用途向けか、又は汎用的に使用する集積回路であり得る。更に、プロセッサは、本システムに従って実行する専用プロセッサであり得るか、又は多くの機能のうちの１つのみが本システムに従って動作する汎用目的プロセッサであり得る。プロセッサは、プログラム部、複数のプログラムセグメントを利用して動作し得るか、又は専用若しくは汎用目的集積回路を利用するハードウェア装置であり得る。
【００６０】
最後に、上記説明は、単に本システムを説明することのみを意図し、いずれかの特定の実施例又は実施例群に添付の請求の範囲を制限するものとして解釈されるべきではない。したがって、本システムが特定の例示的な実施例に関して特定の詳細に記載される一方で、多数の変形例及び代替の実施例が、以下の請求項において説明される、本システムのより広い及び意図された趣旨及び範囲を逸脱せずに、当業者によって考案され得ることも認められるべきである。したがって、明細書及び図面は、説明する態様とみなされ、添付の請求の範囲を制限することを意図されない。
【００６１】
添付の請求の範囲の解釈において、以下のことが理解されるべきである。
ａ）「含む」という語は、所与の請求項に列挙される以外の他の要素又は行為の存在を除外しない。
ｂ）要素に対する単数形の表記は、このような要素の複数の存在を除外しない。
ｃ）請求項におけるいかなる参照符号も、これらの範囲を制限しない。
ｄ）いくつかの「手段」は、構造又は機能を実施する同じ又は異なるアイテム、ハードウェア、又はソフトウェアによって表され得る。
ｅ）開示された要素のいずれもが、（例えば別個の集積された電子回路を含む）ハードウェア部、ソフトウェア部（例えばコンピュータプログラミング）、及びこれらのいかなる組み合わせも含み得る。
ｆ）ハードウェア部は、アナログ及びデジタル部分の一方又は両方からなり得る。
ｇ）開示された装置又はこの一部のいずれかは、特に述べられない限り、一緒に組み合わせられ得るか、又は更なる部分に分離され得る。
ｈ）どの行為又はステップの特定のシーケンスも、特に示されない限り、必要とされると意図されない。
【図１】
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【図２】
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【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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【図１０】
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【国際調査報告】
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