JP7630607B2 - バックライト再構築及び補償 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本特許出願は、２０２０年８月２８日に出願された米国特許仮出願第６３／０７２，０９１号、題名「Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ」、に対する優先権を主張するものであり、参照によりその内容全体が本明細書に組み入れられる。

本開示は、概して、バックライト発光素子（例えば、発光ダイオード（Light Emitting Diode、ＬＥＤ））の強度（例えば、点広がり関数（Point Spread Function、ＰＳＦ））に基づいて、１つ又は複数の画素におけるバックライトの明るさ及び／又は色を再構築することに関する。

この節では、後述し及び／又は請求される本技術の様々な態様に関連し得る様々な態様を読者に紹介する。本論考は、本開示の様々な態様の、より良好な理解を容易にするための背景技術を読者に提供する際に、助けとなるものと考えられる。したがって、これらの記述は、上述の観点から読まれるべきであり、先行技術の承認として読まれるべきではないことを、理解するべきである。

電子ディスプレイは、１つ以上の発光素子（例えば、ＬＥＤ）を使用して、電子ディスプレイ上に画像を表示するためのバックライティングを提供することができる。複数のバックライト発光素子が使用される実施形態では、１つ以上の発光素子の応答は、異なる強度の発光率を有し得る。言い換えれば、ディスプレイの少なくとも一部分を均一にバックライティングするように信号を送ることは、ディスプレイの異なるバックライト発光素子の発光率の異なる強度に起因して、異なって見える場合がある。異なる発光素子の発光率のこれらの異なる強度は、製造プロセスの違い、異なる発光素子バッチ、電源とそれぞれの発光素子との間の異なる伝送線の違い、及び／又は異なる発光素子に異なる明るさレベルを表示させ得る駆動回路構成、発光素子、及び／又はそれらの間の接続の他の違いに起因し得る。これらの異なる明るさレベルは、ディスプレイの動作中にディスプレイ上でアーチファクトが見える原因となり得る。

本開示の様々な態様は、以下の詳細な説明を読み以下の図面を参照すると、より良好に理解され得る。

本開示の一実施形態に係る、発光素子を有するディスプレイを備えた電子デバイスのブロック図であり、この電子デバイスは、発光素子の強度の違いを再構築及び補償するためのバックライト再構築及び補償（Backlight Reconstruction and Compensation、ＢＲＣ）ユニットを含む。

本開示の一実施形態に係る、図１の電子デバイスの一例である。

本開示の一実施形態に係る、図１の電子デバイスの別の例である。

本開示の一実施形態に係る、図１の電子デバイスの別の例である。

本開示の一実施形態に係る、図１の電子デバイスの別の例である。

本開示の一実施形態に係る、バックライト再構築を使用してディスプレイを駆動するためのプロセスのフロー図である。

本開示の一実施形態に係る、図１のＢＲＣユニットを含む画素コントラスト制御（Pixel Contrast Control、ＰＣＣ）回路構成のブロック図である。

本開示の一実施形態に係る、図７のＰＣＣ回路構成によって使用され得るディスプレイの重なっている部分及び重なっていない部分の図である。

一実施形態に係る、発光素子と、発光素子間に散在し、バックライトを再構築するために使用される格子ロケーションとを含む、バックライトアレイの図である。

一実施形態に係る、図１のＢＲＣユニットのブロック図である。

本開示の１つ以上のある特定の実施形態を以下に述べる。これらの述べる実施形態は、本明細書で開示されている技術の実施例に過ぎない。更に、これらの実施形態の簡潔な説明を提供するために、本明細書に実際の実施態様の全ての特徴が示されるとは限らない。工学的又は設計プロジェクトにおいてのように、このような実際の実装形態の開発において、実装形態ごとに変動し得るシステム関連及びビジネス関連の制約への準拠などの開発者の具体的な目標を達成するために、実装形態に特有の多数の決定がなされなければならないことを理解されたい。更に、開発努力は複雑で時間がかかる可能性があるが、それでも、本開示の利益を有する当業者には、設計、製作、及び製造の通常業務であり得ることを理解されたい。

本開示の様々な実施形態の要素を導入するときに、冠詞「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、１つ以上の要素があることを意味することが意図されている。「含む（including）」及び「有する（having）」という用語は、包括的であることが意図されており、列挙された要素以外に追加の要素があり得ることを意味する。更に、本開示の「一実施形態（one embodiment）」、「実施形態（an embodiment）」、「実施形態（embodiments）」、及び「いくつかの実施形態（some embodiments）」の参照は、列挙した特徴を組み込む追加の実施形態の存在を除外するように解釈されることを意図したものではないことを理解されたい。

電子ディスプレイは、アレイ（例えば、２次元アレイ）内の複数の発光素子（例えば、ＬＥＤ）を利用して、ローカル化されたバックライトゾーン内においてディスプレイにバックライティングを提供することができる。様々な発光素子の特性及び／又は異なるバックライティングゾーン間の他のローカルバックライティングの違いに起因して、バックライト発光素子は、ディスプレイアーチファクトを生成し得る異なる強度（例えば、本明細書ではＰＳＦと呼ばれる点広がり関数）を有し得る。点広がり関数は、光がいくつかの又はすべてのバックライト発光素子から空間的にどのように広がるか及び／又は分散するかをモデル化するために使用することができる。いくつかの実施形態では、各バックライト発光素子についてのＰＳＦは、特定の発光素子に対して一意に決定／モデル化され得る。以下で詳細に説明するように、このような問題に対処するために、バックライト再構築を使用して、発光素子のＰＳＦ及び推定明るさレベルに基づいて各画素値における明るさ及び／又は色を決定することができる。バックライト再構築を使用して、画素値は、各画素位置におけるバックライトの明るさ及び／又は色を考慮するように修正され得る。

以下でより詳細に説明するように、図１に示す電子デバイス１０などのようなバックライト再構築及び補償を使用する電子デバイス１０は、コンピュータ、モバイルフォン、ポータブルメディアデバイス、ウェアラブルデバイス、タブレット、テレビ、仮想現実ヘッドセットなど、任意の適切な電子デバイスであり得る。よって、図１は、特定の実装形態の一実施例に過ぎず、電子デバイス１０内に存在し得るコンポーネントの種類を例示することを意図するものであることに留意されたい。

図示の実施形態では、電子デバイス１０は、電子ディスプレイ１２と、１つ以上の入力デバイス１４と、１つ以上の入出力（Input/Output、Ｉ／Ｏ）ポート１６と、１つ以上のプロセッサ（単数又は複数）又はプロセッサコアを有するプロセッサコア複合体１８と、ローカルメモリ２０と、メインメモリ記憶装置２２と、ネットワークインタフェース２４と、電源２５と、バックライト再構築及び補償（ＢＲＣ）ユニット２６と、を含む。図１に記載の様々なコンポーネントは、ハードウェア要素（例えば、回路構成）、ソフトウェア要素（例えば、命令を記憶する有形の非一時的コンピュータ可読媒体）、又はハードウェア要素とソフトウェア要素両方の組み合わせを含んでもよい。例えば、ＢＲＣユニット２６は、専用回路構成及び／又はプロセッサコア複合体１８を用いて実行される、メインメモリ記憶装置２２に格納された命令として実装されてもよい。更に、ＢＲＣユニット２６は、ここでは「ユニット」と呼ばれるが、これは、バックライト再構築及び補償が電子デバイスにおいて取り得る１つの例示的な形態を説明することを意図している。実際、それは、いくつかの場合にはユニタリ式又はモジュール式であってもよいが、他の場合には、電子デバイス１０の別個のコンポーネントによって実装される別個の非ユニタリ式コンポーネントを表してもよい。１つの非限定的な例を挙げると、バックライト再構築は、補償から独立していてもよい（例えば、バックライト再構築は、プロセッサコア複合体１８上で動作するソフトウェアを使用して実行されてもよく、補償は、ディスプレイパイプライン中の画像処理回路構成によって実行されてもよい）。図示の様々なコンポーネントは、組み合わせてより数の少ないコンポーネントにしてもよく、又は分離して追加のコンポーネントにしてもよいことを留意されたい。例えば、ローカルメモリ２０とメインメモリ記憶装置２２は、単一のコンポーネントに含めることができる。

プロセッサコア複合体１８は、ローカルメモリ２０及び／又はメインメモリ記憶装置２２に記憶された命令を実行して、画像データの生成及び／又は送信などの動作を実行することができる。したがって、プロセッサコア複合体１８は、１つ又は複数のマイクロプロセッサ、１つ又は複数の特定用途向けプロセッサ（Application Specific Processor、ＡＳＩＣ）、１つ又は複数のフィールドプログラマブルロジックアレイ（Field ProGrammable logic Array、ＦＰＧＡ）、１つ又は複数のグラフィックス処理ユニット（Graphics Processing Unit、ＧＰＵ）などの１つ又は複数のプロセッサを含むことができる。更に、前述のように、プロセッサコア複合体１８は、各々が実行可能命令に従ってデータを処理する１つ又は複数の別個の処理用論理コアを含むことができる。

ローカルメモリ２０及び／又はメインメモリ記憶デバイス２２は、実行可能命令並びにプロセッサコア複合体１８のコアによって処理されるべきデータを記憶し得る。よって、いくつかの実施形態では、ローカルメモリ２０及び／又はメインメモリ記憶装置２２は、１つ以上の有形の非一時的コンピュータ可読媒体を含むことができる。例えば、ローカルメモリ２０及び／又はメインメモリ記憶装置２２は、ランダムアクセスメモリ（Random Access Memory、ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（Read Only Memory、ＲＯＭ）や、フラッシュメモリなどの書き換え可能な不揮発性メモリ、ハードドライブ、光ディスクなどを含むことができる。

ネットワークインタフェース２４は、ネットワーク接続を介して他の電子デバイスとデータを通信することを容易にし得る。例えば、ネットワークインタフェース２４（例えば、無線周波数システム）は、電子デバイス１０が、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ネットワークなどのパーソナルエリアネットワーク（Personal Area Network、ＰＡＮ）、８０２．１１ｘ Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）ネットワークなどのローカルエリアネットワーク（Local Area Network、ＬＡＮ）、及び／又は４Ｇ、ＬＴＥ、若しくは５Ｇセルラーネットワークなどの広域ネットワーク（Wide Area Network、ＷＡＮ）に通信可能に結合することを可能にし得る。ネットワークインタフェース２４は、電子デバイス１０に接続されたネットワーク（単数又は複数）を介して通信するように構成された１つ以上のアンテナを含む。

電源２５は、再充電可能なリチウムポリマー（Lithium polymer、Ｌｉ－ｐｏｌｙ）バッテリ及び／又は交流（Alternating Current、ＡＣ）電源変換器などの任意の好適な電源を含んでもよい。

Ｉ／Ｏポート１６は、電子デバイス１０がポート接続を使用して入力データ及び／又は出力データを受信することを可能にし得る。例えば、ポータブル記憶装置をＩ／Ｏポート１６（例えば、ユニバーサルシリアルバス（Universal Serial Bus、ＵＳＢ））に接続し、それによって、プロセッサコア複合体１８がポータブル記憶装置とデータを通信することを可能にし得る。Ｉ／Ｏポート１６は、電子デバイス１０からオーディオを出力する１つ以上のスピーカを含んでもよい。

入力デバイス１４は、ユーザ入力を受信することにより、電子デバイス１０とのユーザ相互作用を容易にすることができる。例えば、入力デバイス１４は、ボタン、キーボード、マウス、トラックパッドなどの１つ以上を含んでもよい。入力デバイス１４はまた、オーディオをキャプチャするために使用され得る１つ又は複数のマイクロフォンを含んでもよい。

入力デバイス１４は、電子ディスプレイ１２内においてタッチ感知コンポーネントを含むことができる。このような実施形態では、タッチ感知コンポーネントは、電子ディスプレイ１２の表面にタッチするオブジェクトの出現及び／又は位置を検出することにより、ユーザ入力を受信することができる。

電子ディスプレイ１２は、１つ以上の表示画素を有するディスプレイパネルを含むことができる。電子ディスプレイ１２は、表示画素からの発光を制御して、対応する画像データに少なくとも部分的に基づいて画像フレームを表示することにより、オペレーティングシステムのグラフィカルユーザインタフェース（Graphical User Interface、ＧＵＩ）、アプリケーションインタフェース、静止画像、又は動画コンテンツなどの、情報の視覚表現を表示することができる。いくつかの実施形態では、電子ディスプレイ１２は、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display、ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（Organic Light-Emitting Diode、ＯＬＥＤ）ディスプレイのような自己発光ディスプレイなどを用いたディスプレイとすることができる。

ＢＲＣユニット２６は、電子ディスプレイ１２の発光素子のＰＳＦを使用して電子ディスプレイ１２に対してバックライトを再構築するために使用され得る。バックライト再構築は、ＰＳＦ及び推定明るさに基づいて各画素値におけるバックライトの明るさ及び／又は色を決定するために使用される。決定された明るさ及び／又は色を使用して、ＢＲＣユニット２６は、特定の画素ロケーションをバックライティングする発光素子の異なる明るさ及び／又は色を補償するために使用される。例えば、ＢＲＣユニット２６は、画素ロケーションにおけるローカルバックライトの任意の色及び／又は明るさの変動と反比例して、それぞれの画素ロケーションに対する画像値を修正することができる。

上述したように、電子デバイス１０は、任意の好適な電子デバイスであってもよい。図示目的で、好適な電子デバイス１０の一実施例、具体的にはハンドヘルドデバイス１０Ａを図２に示す。いくつかの実施形態では、ハンドヘルドデバイス１０Ａは、ポータブル電話機、メディアプレーヤ、パーソナルデータオーガナイザ、ハンドヘルドゲームプラットフォーム及び／又は同様なものとすることができる。例えば、ハンドヘルドデバイス１０Ａは、Ａｐｐｌｅ Ｉｎｃ．から入手可能な任意のｉＰｈｏｎｅ（登録商標）モデルなどのスマートフォンとすることができる。

ハンドヘルドデバイス１０Ａは、エンクロージャ２８（例えば、筐体）を含む。エンクロージャ２８は、内部コンポーネントを物理的破損から保護することができ、及び／又は電磁干渉から遮蔽することができる。図示した実施形態では、電子ディスプレイ１２は、アイコン３２のアレイを有するグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）３０を表示している。例として、アイコン３２が電子ディスプレイ１２の入力デバイス１４又はタッチ感知コンポーネントのいずれかによって選択されると、対応するアプリケーションプログラムが起動し得る。

入力デバイス１４は、エンクロージャ２８を横切って延在していてもよい。上述したように、入力デバイス１４は、ユーザがハンドヘルドデバイス１０Ａと相互作用することを可能にし得る。例えば、入力デバイス１４は、ユーザがオーディオを録音すること、ハンドヘルドデバイス１０Ａをアクティブ若しくは非アクティブにすること、ユーザインタフェースをホーム画面にナビゲーションすること、ユーザインタフェースをユーザ構成可能なアプリケーション画面にナビゲーションすること、音声認識機能をアクティブにすること、音量調節を提供すること、及び／又は振動モードと鳴動モードとの間でトグルすることを可能にし得る。Ｉ／Ｏポート１６もまた、エンクロージャ２８を横切って延在していてもよい。いくつかの実施形態では、Ｉ／Ｏポート１６は、例えば、外部デバイスに接続するためのオーディオジャックを含んでもよい。前述のように、Ｉ／Ｏポート１６は、ハンドヘルド装置１０Ａから音声を出力する１つ以上のスピーカを含んでもよい。

好適な電子デバイス１０の別の実施例は、図３に示すタブレットデバイス１０Ｂである。例示のために、タブレットデバイス１０Ｂは、Ａｐｐｌｅ Ｉｎｃ．から入手可能な任意のｉＰａｄ（登録商標）モデルであってもよい。好適な電子デバイス１０の更なる実施例は、具体的には図４に示すコンピュータ１０Ｃである。例示のために、コンピュータ１０Ｃは、Ａｐｐｌｅ Ｉｎｃ．から入手可能な任意のＭＡＣＢＯＯＫ（登録商標）又はＩＭＡＣ（登録商標）モデルであってもよい。好適な電子デバイス１０の別の実施例は、具体的には図５に示すウェアラブルデバイス１０Ｄである。例示のために、ウェアラブルデバイス１０Ｄは、Ａｐｐｌｅ Ｉｎｃ．から入手可能な任意のＡｐｐｌｅ Ｗａｔｃｈ（登録商標）モデルであってもよい。図示したように、タブレットデバイス１０Ｂ、コンピュータ１０Ｃ、及びウェアラブルデバイス１０Ｄも各々、電子ディスプレイ１２、入力デバイス１４、及びエンクロージャ２８を含む。

図６は、ＢＲＣユニット２６によって利用され得るプロセス１００のフロー図である。具体的には、ＢＲＣユニット２６は、電子ディスプレイ１２の発光素子のアレイについての発光素子強度を取得することができる（ブロック１０２）。強度は、個々の発光素子の全体的な明るさに関連するものであってもよく、及び／又は発光素子の異なる波長（例えば、異なる色）における明るさを参照するものであってもよい。画素の強度は、ディスプレイの１つ又は複数の発光素子についての異なる画素値に対して異なる明るさ及び／又は色を提供する点広がり関数（ＰＳＦ）を使用して示され得る。強度を使用して、ＢＲＣユニット２６は、電子ディスプレイ１２用のバックライトを再構築する（ブロック１０４）。例えば、ＢＲＣユニット２６は、電子ディスプレイ１２の１つ又は複数の画素用の明るさ及び／又は色を決定することができる。例えば、ＢＲＣユニット２６は、電子ディスプレイ１２のポイント（例えば、画素）においてバックライトがどのように見えるかを決定することができる。再構築は、明るさ及び／又は色を決定するために、画素の２つ以上の重なっているゾーン及び／又は重なっていないゾーンを定義することを含み得る。重なっているゾーンは、重なっていないゾーンの延長部分として定義され得る。決定された明るさ及び／又は色を使用して、ＢＲＣユニット２６は、強度に少なくとも部分的に基づいてバックライトのムラに対して補償を行う（ブロック１０６）。例えば、それぞれの画素の（例えば、線形領域又はガンマ領域における）画像データ値が補償され得る。画像データ値を修正することに加えて、又はその代わりに、ＢＲＣユニット２６は、均一性を高めるためにバックライト駆動が補償されるようにすることができる。

図７は、ＢＲＣユニット２６を含む画素コントラスト制御（Pixel Contrast Control、ＰＣＣ）回路構成１１０のブロック図である。ＢＲＣユニット２６は、発光素子強度１１２及び画像データ１１３を受信する。図示のように、ＢＲＣユニット２６は、バックライト再構築コンポーネント１１４及びバックライト補償コンポーネント１１６を含む。ＢＲＣユニット２６はまた、明るさ推定回路構成１２０から明るさ推定値１１８を受信する。明るさ推定値は、コンテンツの画素値に基づいて個々のアドレス指定可能なバックライトゾーンの明るさを推定し、ディテールを保存し、ハロー及びフリッカを低減（例えば、最小化）させながらコントラストを向上させ、バックライトの明るさ及び／又は色を補償する補償済み画像データ１２２を生成するために用いられる。統計回路構成１２４は、電子ディスプレイ１２の重なっているゾーンに基づくローカル統計値、電子ディスプレイ１２の重なっていないゾーンに基づくローカル統計値、及び／又はグローバル統計値を含む統計値を生成する。発光素子プロセッサ１２６は、統計値を使用して、コンテンツの画素値に基づいて個別にアドレス指定可能なバックライトゾーンの明るさを計算する。ローカル統計値は、ローカルディミングを備えたディスプレイにおいて特に有用であり得るが、グローバル統計値は、グローバルバックライトを備えたディスプレイ及びローカルディミングを備えたディスプレイに適用可能であり得る。統計回路構成１２４において計算される統計値は、明るさ最大値、明るさ最小値、明るさ平均値、エンガンマ／デガンマ情報、均一性統計値、及び／又は他の情報を含んでもよい。

図８は、電子ディスプレイ１２の部分１３０及び１３１の図である。部分１３０及び１３１は、重なっていないゾーン１３２（個々に重なっていないゾーン１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ、１３２Ｄ、１３２Ｅ、１３２Ｆ、１３２Ｇ、及び１３２Ｈと呼ばれる）を含む。部分１３０及び１３１はまた、重なっているゾーン１３４（個々に１３４Ａ及び１３４Ｂと称される）を含む。電子ディスプレイ１２のアクティブ領域の縁部において、重なっているゾーン１３４は、それぞれの重なっていないゾーン１３２の縁部から始まり、重なっていないゾーン１３２の境界を越えて延在する。図示のように、重なっているゾーン１３４Ａは、重なっていないゾーン１３２Ａのかなりの部分（例えば、全体）と、重なっていないゾーン１３２Ｂ及び１３２Ｄの部分内に延在する垂直重なり部分１３６と、を含む。同様に、重なっているゾーン１３４Ａは、重なっていないゾーン１３２Ｃ及び１３２Ｄの部分内に延在する水平重なり部分１３８を含む。

アクティブ領域の縁部から離れて、重なっているゾーン１３４は、単一の重なっていないゾーン１３２の周りで複数の方向に延在し得る。例えば、重なっているゾーン１３４Ｂは、重なっていないゾーン１３２Ｆのかなりの部分と、重なっていないゾーン１３２Ｆの上方で重なっていないゾーン１３２Ｅ及び１３２Ｇに延在する第１の垂直重なり部分１４０とを含む。重なっているゾーン１３４Ｂはまた、重なっていないゾーン１３２Ｆの下方で延在する第２の垂直重なり部分１４２を含む。重なっているゾーン１３４Ｂはまた、第１の水平重なり部分１４４と、重なっていないゾーン１３２Ｇ及び１３２Ｈ内に延在する第２の水平重なり部分１４６とを含む。

図７に戻ると、発光素子プロセッサ１２６は、プロセッサコア複合体１８内に含まれてもよく、プロセッサコア複合体１８によって実行されてもよく、及び／又はプロセッサコア複合体１８の処理を補完する専用コプロセッサを含んでもよい。明るさ推定値１１８は、統計回路構成１２４から収集された、発光素子の２次元アレイ内の発光素子についての統計値から計算される。

発光素子プロセッサ１２６はまた、２次元畳み込みフィルタ１４８を利用する。２次元畳み込みフィルタ１４８は、２次元におけるフィルタリングを提供することができる任意の適切なフィルタを適用する。一例では、２次元畳み込みフィルタ１４８は、発光素子プロセッサ１２６から送信されてくるデータセットの要素に用いられる２次元ＦＩＲフィルタを含む。

発光素子プロセッサ１２６はまた、２次元バイラテラルフィルタ１５０を利用してもよい。２次元バイラテラルフィルタ１５０は、複数（例えば、７個）の発光素子の値にバイラテラルフィルタを適用し、複数の発光素子の値の加重平均を取る。２次元バイラテラルフィルタ１５０における重み付けは、基準点からの発光素子の距離及び／又はそれぞれの発光素子の値の強度に基づいてもよい。いくつかの実施形態では、重み付け平均は、長除法に基づいてもよい。しかしながら、期待値の範囲が限られているので、結果の近似値を１つ以上のデータセットから求めることができる。初期近似値が十分に正確である場合、バイラテラルフィルタリングプロセスは続行する。更なる精度が使用されるべき場合、初期近似値から所望の精度に収束させるために、いくつか（例えば、１個）のニュートン－ラフソン更新ステップを使用してもよい。

発光素子プロセッサ１２６はまた、発光素子プロセッサ１２６からのデータを時間的にフィルタリングするために使用される時間的フィルタ１５２を利用することもできる。例えば、時間的フィルタ１５２が有効化されると、それは無限インパルス応答（Infinite Impulse Response、ＩＩＲ）フィルタとして機能し得る。時間的フィルタ１５２は、時間的フィルタを、非対称利得で暗から明への遷移及び明から暗への遷移のための異なる遷移速度を可能にする古典的なＩＩＲフィルタとして機能させる、グローバルフィルタリングモードで構成することができる。ローカルフィルタリングモードで構成されているとき、各発光素子に対して、以前のローカルパラメータ及び発光素子の違いに基づいてローカルパラメータが計算される。

明るさ推定値１１８をバックライト再構築コンポーネント１１４に書き込むために、コピーエンジン１５４が使用され得る。コピーエンジン１５４は、入力データセットの要素を複数の出力ロケーションにコピーし、各出力に対してオプションの処理を行う。例えば、オプションの処理は、スケールファクタを使用するスケーリングの有効化／無効化、明るさしきい値についての最小限度、システムレベル明るさ設定に基づくスケーリング、及び／又は発光素子プロセッサ１２６からの明るさ推定値１１８の他の処理を含み得る。

電源機能１５６は、ハードウェア及び／又はソフトウェアを利用して、電子デバイス１０の電源／電源設定に基づいて明るさ推定値を調整することができる。除算機能１５８は、ハードウェア及び／又はソフトウェアを利用して、除算を実行することができる。例えば、除算機能１５８は、除算の多項式近似を利用するハードウェアアクセラレータを含むことができ、除算を近似するために使用される多項式は、除算される値の入力範囲に基づく。長除法に追加の精度が使用されるべき場合、ニュートン－ラフソン更新ステップを使用して、多項式近似を精度の点に収束させることができる。

バックライト再構築は、バックライト格子を利用することができる。バックライト格子は、発光素子の格子を含み、発光素子間のいくつかの中間点を画定する。例えば、図９は、電子ディスプレイ１２用のバックライティングの少なくとも一部を表す例示的な格子１６０を示す。図示のように、格子１６０は、３つの列内の１２個の発光素子１６２を含む。図示のように、格子点１６４は、発光素子１６２の間に分散している。格子点１６４の分布、ロケーション、及び／又は数は、対応する入力パラメータを使用して設定することができる。例えば、オフセット及び／又は間隔パラメータを使用して、電子ディスプレイ１２のアクティブ領域の縁部から、別の格子点１６４から、及び／又は発光素子１６２から、格子点１６４をどれだけオフセットするかを設定することができる。更に、格子点１６４の行又は列の数は、それぞれの数パラメータを使用して設定することができる。

図１０はＢＲＣユニット２６の一実施形態のブロック図である。図示のように、ＢＲＣは発光素子強度１１２を受信する。発光素子強度１１２は、特異値分解（Singular Value Decomposition、ＳＶＤ）セット１９０として受信され得る。したがって、このような実施形態では、バックライトの再構築は、電子ディスプレイ１２のバックライトの１つ又は複数の（例えば、各）発光素子１６２についての強度を適用することによって実行され得る。ＳＶＤセット１９０は、直接メモリアクセス（Direct Memory Access、ＤＭＡ）チャネルを使用してローカルメモリ２０からフェッチすることができる。いくつかの実施形態では、ＳＶＤセット１９０は、発光素子強度１１２に関連付けられた関連発光素子１６２のラスタ走査順序でローカルメモリ２０に記憶されてもよい。ＳＶＤセット１９０の数は、ＳＶＤ数パラメータを使用するＢＲＣユニット２６用のパラメータセットを使用して制御することができる。

各格子点１６４におけるバックライトの再構築は、上述の明るさ推定値を使用して、各発光素子１６２についての強度を発光素子１６２の明るさ値に適用することによって達成される。いくつかの実施形態では、発光素子１６２の一部のみが、バックライト再構築用の強度を適用するために使用される。バックライト再構築において使用される各発光素子１６２について、発光素子１６２の発光素子強度１１２は、（例えば、セットパラメータを使用して選択可能なセット数までの）ＳＶＤセット１９０に含まれる。各ＳＶＤセット１９０において、格子点座標１９２は、それぞれの発光素子が格子点座標１９２においてバックライトに対してどの程度の効果を有するかを決定するために使用される。例えば、水平重み１９４及び垂直重み１９６を適用するために、１つ又は複数の乗算器１９８を使用して、水平重み１９４及び垂直重み１９６を発光素子強度１１２に適用することができる。ＳＶＤセット１９０からの加重強度２０４は、１つ以上の加算器２０６で合計されて、加重合計２０８を形成する。

いくつかの実施形態では、発光素子強度１１２は、色の不均一性を示し得る。例えば、発光素子強度１１２は、国際照明委員会（International Commission on Illumination、ＣＩＥ）１９３１ ＸＹＺ色空間における色シフトに関連するものであってもよい。色の不均一性に基づいて、クロミナンス（例えば、（Ｘ，Ｚ））補償がバックライト再構築において有効化され得る。クロミナンス補償データは、比率Ｚ／Ｙ ２１０及びＸ／Ｙ ２１２の形で記憶することができる。加重合計２０８は、乗算器２１４、２１６、及び２１８において明るさ推定値１１８で乗算される。乗算器２１４において、加重合計は、明るさ推定値１１８に加えて比率Ｚ／Ｙ ２１９で乗算され、乗算器２１６において、加重合計２０８は、明るさ推定値１１８に加えて比率Ｘ／Ｙ ２１２で乗算される。加算回路構成２２０、２２２、及び２２４は、バックライト再構築コンポーネント１１４内のそれぞれのパス用のスケーリングされた加重合計２０８を加算するために使用され得る。加算回路構成２２０、２２２、及び２２４の出力の各々は、バックライト色補償が有効化されているときにバックライトをＲＧＢに再構築するために使用されるＸＹＺ－ＲＧＢ変換器２２６に送られる。例えば、３×３変換を使用して、各格子点において計算されたＸＹＺ値を線形ＲＧＢ値に変換することができる。色補償が有効化されていないとき、いくつかの実施形態では、Ｙチャネルを使用して（加算回路構成２２２を通して）、単に輝度だけを補償することができる。

更に、バックライト色補償が有効化されているとき、グローバルターゲット色（例えば、ＸＹ色）又はローカルターゲット色（例えば、ＸＹ色）がターゲット－ＲＧＢ変換器２２８において計算され得る。ターゲット色へのこの変換は、比率Ｚ／Ｙ２１０及び比率Ｘ／Ｙ２１２（Ｚは１－Ｘ－Ｙに等しい）を使用し、Ｙチャネルにおける輝度に少なくとも部分的に基づく。

色補償が有効にされると、（グローバル又はローカル）ターゲット色のＲＧＢ値及び再構築された値が、ＲＧＢ値に対して利得を計算するＲＧＢ利得計算器２３０に送信される。ＲＧＢ利得は、成分ごとの除算と、それに続く比率のグローバルスケーリングとを使用して計算され得る。成分ごとの除算は、いくつか（例えば、１６個）の多項式のうちの１つを使用して推定され得る。更なる精度が使用されるべき場合、ＲＧＢ利得計算器２３０は、ニュートン－ラフソン法を使用して１つ又は複数の更新ステップを適用することができる。したがって、格子点１６４の各々における再構築されたバックライトは、補間エンジン２３４及び画素座標２３２を使用してＲＧＢ利得値に変換され得る。

理解され得るように、格子点１６４は、解像度が、個々の画素ごとに情報を決定及び／又は記憶するための処理／記憶コストを低減するために、電子ディスプレイ１２の画素のそれよりも低いものであり得る。したがって、発光素子１６２とは異なる解像度を有する画素における補償に適応させるために、各格子点１６４のためのＲＧＢ利得値を使用して、それぞれの格子点１６４に関するそれぞれの画素のロケーションに基づいて格子点１６４間の画素を補間することができる。例えば、補間は、それぞれの最も近い格子点１６４から垂直方向と水平方向の両方について補間するバイリニア補間を含んでもよい。いくつかの実施形態では、格子点１６４は、電子ディスプレイ１２の画素と同じ解像度を有してもよく、バックライト情報は、個々の画素ごとに決定及び／又は記憶されてもよい。

いくつかの実施形態では、バックライト再構築は、オールオンプロファイル２３６に正規化される。オールオンプロファイル２３６は、全ての発光素子１６２が同じ明るさに設定されていることを表す。オールオンプロファイル２３６は、利得のマップとして概念化することができる。このオールオンプロファイル２３６又は利得のマップは静的であり、格子点１６４の解像度で定義される。オールオンプロファイル２３６は、電子ディスプレイ１２の電源投入後に第１のフレームが表示される前にフェッチされ、記憶される。このオールオンプロファイル２３６は、乗算器２３８を使用してＹチャネルにおける加重輝度と合成される。次いで、乗算器の結果は、ＲＧＢ利得計算器２３０の出力が画素解像度に補間される方法と同様に、補間エンジン２４０において補間される。

補間エンジン２３４及び２４０からの補間値は、画素修正器２４２を含むバックライト補償コンポーネント１１６に送信される。画素修正器２４２は、画像データ１１３を修正して、補償済み画像データ１２２を生成する。いくつかの実施形態では、補償済み画像データ１２２は、更なる加工が施されてもよい。例えば、補償済み画像データ１２２は、バックライトが期待値よりも低いときに、液晶（liquid crystal、ＬＣ）をより完全に開かせるために使用され得る。追加的又は代替的に、ブラックライトレベルがターゲット値を上回ることを１つ又は複数の格子ロケーションが示すとき、１つ又は複数のロケーションのバックライトレベルは、電源消費を低減するために下げられ得る。

本明細書で説明されるコンポーネント／ユニットは、記憶装置（単数又は複数）２２及び／又はメモリ２０に記憶された命令を使用する、プロセッサ、ＬＥＤプロセッサ、他のプロセッサ／コプロセッサに実装されるソフトウェアを含んでもよい。追加的又は代替的に、本明細書で説明されるコンポーネント／ユニットのうちの様々なコンポーネント及び／又はユニットは、特定用途向け集積回路（Application-Specific Integrated Circuit、ＡＳＩＣ）などの特定用途向けハードウェア回路構成を用いて実装され得る。

上記の具体的な実施形態は、例として示されており、これらの実施形態は、様々な修正形態及び代替形態が可能であり得ることを理解されたい。特許請求の範囲は、開示の特定の形態に限定されることは意図されておらず、むしろ、本開示の精神及び範囲内の全ての修正形態、均等物、及び代替形態を包含することが意図されていることを更に理解されたい。

本明細書に提示されており特許請求されている技法は、本技術分野を実証可能に改善する、実用的な性質の有形物（material object）及び実際の例に参照及び適用され、よって、抽象的な、無形の、又は純粋に理論的なものではない。更に、本明細書の最後に添付された特許請求の範囲のいずれかが、「［機能］を［実行］する手段．．．」又は「［機能］を［実行］するステップ．．．」として指定された１つ以上の要素を含む場合、このような要素が、米国特許法第１１２条（ｆ）に基づいて解釈されるべきことを意図している。ただし、別様に指定された要素を含む特許請求の範囲については、このような要素は、米国特許法第１１２条（ｆ）に基づいて解釈されるべきではないことを意図している。

Claims (19)

1. 実行されると、プロセッサに、
   電子ディスプレイの発光素子のアレイに関する、前記電子ディスプレイ内の複数のロケーションについての特異値分解セットを含む発光素子強度情報を取得させ、
   前記電子ディスプレイ内の前記複数のロケーションにおけるバックライト情報を再構築させ、
   前記再構築されたバックライト情報を、発光素子が同じ明るさに設定されていることを表すオールオンプロファイルに正規化させ、ここで、前記オールオンプロファイルは、前記発光素子のアレイの全ての発光素子が前記同じ明るさに設定された格子点の解像度で定義された利得のマップであり、ここで、前記再構築されたバックライト情報を正規化することは、前記再構築されたバックライト情報からの加重輝度値に利得値の前記オールオンプロファイルのそれぞれの利得値を乗算することによって、前記再構築されたバックライト情報を前記複数のロケーションに対してマッピングされた利得値の前記オールオンプロファイルに正規化することを含み、
   前記正規化された再構築されたバックライト情報に少なくとも部分的に基づいて、画像データの表示を補償させる、
   命令、を記憶した、有形の非一時的コンピュータ可読媒体。
2. 前記オールオンプロファイルが、前記発光素子のアレイに対する静的利得のマップを含む、請求項１に記載の有形の非一時的なコンピュータ可読媒体。
3. 前記再構築されたバックライト情報を前記オールオンプロファイルに正規化することが、前記電子ディスプレイの電源投入後に第１のフレームが表示される前に前記オールオンプロファイルをフェッチすることを含む、請求項２に記載の有形の非一時的なコンピュータ可読媒体。
4. 前記再構築されたバックライト情報を前記オールオンプロファイルに正規化することが、ＸＹＺ色空間におけるＹチャネルに適用された乗算器を使用して、前記フェッチされたオールオンプロファイルを前記Ｙチャネルにおける加重輝度と合成することを含む、請求項３に記載の有形の非一時的なコンピュータ可読媒体。
5. 前記発光素子のアレイが、発光素子の２次元アレイを含む、請求項１に記載の有形の非一時的なコンピュータ可読媒体。
6. 前記複数のロケーションが、前記発光素子の前記２次元アレイの前記発光素子のロケーションの間に分散している、請求項５に記載の有形の非一時的なコンピュータ可読媒体。
7. 前記画像データの表示を補償することが、前記複数のロケーションの各ロケーションにおける発光率に効果がある前記発光素子のアレイのそれぞれの発光素子の異なる強度に対して、前記画像データに補償を行うことを含む、請求項１に記載の有形の非一時的なコンピュータ可読媒体。
8. 前記画像データの表示を補償することが、前記電子ディスプレイの複数の画素についてのバックライトレベルを決定することを含む、請求項７に記載の有形の非一時的なコンピュータ可読媒体。
9. 前記画像データの表示を補償することが、前記複数の画素における画像データを補償することを含む、請求項８に記載の有形の非一時的なコンピュータ可読媒体。
10. 前記複数の画素についての前記バックライトレベルを決定することが、前記複数の画素の各々における前記バックライトレベルを決定することを含む、請求項８に記載の有形の非一時的なコンピュータ可読媒体。
11. 前記複数の画素の各々における前記バックライトレベルを決定することが、前記複数のロケーションのうちの２つ以上から、それぞれの画素ロケーションバックライトレベルを補間することを含む、請求項１０に記載の有形の非一時的なコンピュータ可読媒体。
12. 電子ディスプレイ上の画像データの表示に関する統計値を生成するように構成された統計回路構成であって、前記統計値が、前記電子ディスプレイをバックライティングするように構成された複数の発光素子に関する強度情報を含み、前記強度情報が、前記電子ディスプレイ内の複数のロケーションについての特異値分解セットを含み、前記特異値分解セットの各々が、分解された水平と垂直の重みを含む、統計回路構成と、
    前記画像データ及び前記強度情報を受信するように構成されたバックライト再構築及び補償システムと、を含むシステムであって、
    前記バックライト再構築及び補償システムが、
    前記強度情報を受信し、前記電子ディスプレイ内の前記複数のロケーションにおけるバックライトの輝度レベルを再構築するように構成されたバックライト再構築回路構成と、
    前記バックライト再構築回路構成からの前記再構築された輝度レベル及び前記画像データを受信し、前記再構築された輝度レベルを、前記複数の発光素子が同じ明るさに設定されていることを表すオールオンプロファイルに正規化し、ここで、前記オールオンプロファイルは、前記複数の発光素子の全てが前記同じ明るさに設定された前記複数のロケーションの解像度で定義された利得のマップであり、ここで、前記再構築されたバックライト情報を正規化することは、前記再構築されたバックライト情報からの加重輝度値に利得値の前記オールオンプロファイルのそれぞれの利得値を乗算することによって、前記再構築されたバックライト情報を前記複数のロケーションに対してマッピングされた利得値の前記オールオンプロファイルに正規化することを含み、前記再構築された輝度レベルに少なくとも部分的に基づいて、前記複数のロケーションにおけるバックライトのムラに対して補償を行うように前記画像データを調整するように構成されたバックライト補償回路構成と、
    を含む、システム。
13. 前記電子ディスプレイを含む、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記複数の発光素子が、発光素子の２次元アレイを含む、請求項１２に記載のシステム。
15. 前記複数のロケーションが、複数の格子点を含み、格子が、前記発光素子の２次元アレイの平面内にある、請求項１４に記載のシステム。
16. 前記再構築された輝度レベルが、前記複数の発光素子のうちの１つ以上のそれぞれの発光素子からの各格子点における輝度値を含む、請求項１５に記載のシステム。
17. 前記画像データを調整することが、前記複数の格子点のうちの２つ以上の格子点を補間することによって、画素についてのバックライト輝度レベルを決定することを含む、請求項１５に記載のシステム。
18. 前記強度情報が、前記複数の発光素子に関する色ドリフト情報を含み、前記画像データを調整することが、前記色ドリフト情報を補償することを含む、請求項１２に記載のシステム。
19. プロセッサにおいて、電子ディスプレイの発光素子のアレイに関する、前記電子ディスプレイ内の複数のロケーションについての特異値分解セットを含む発光素子強度情報を取得することであって、前記特異値分解セットの各々が、分解された水平と垂直の重みを含む、ことと、
    前記プロセッサを使用して、前記電子ディスプレイ内の前記複数のロケーションにおけるバックライト輝度情報を再構築することと、
    前記バックライト輝度情報を、発光素子の前記アレイの発光素子が同じ明るさに設定されていることを表すオールオンプロファイルに正規化することであって、前記オールオンプロファイルは、発光素子の前記アレイの全ての発光素子が同じ明るさに設定された前記複数のロケーションの解像度で定義された利得のマップであり、前記再構築されたバックライト情報を正規化することは、前記再構築されたバックライト情報からの加重輝度値に利得値の前記オールオンプロファイルのそれぞれの利得値を乗算することによって、前記再構築されたバックライト情報を前記複数のロケーションに対してマッピングされた利得値の前記オールオンプロファイルに正規化することを含む、ことと、
    前記プロセッサを使用して、前記正規化されたバックライト輝度情報に少なくとも部分的に基づいて前記電子ディスプレイ内の前記複数のロケーションにおけるバックライト色度情報を再構築することと、
    前記複数のロケーションのうちの２つ以上のロケーションから、画素に関するバックライト輝度情報を補間することと、
    前記２つ以上のロケーションから、前記画素に関するバックライト色度情報を補間することと、
    前記補間されたバックライト輝度情報及び前記補間されたバックライト色度情報に少なくとも部分的に基づいて、画像データの表示を補償することと、
    を含む、方法。

Images