JP5615493B2 - デュアルディスプレイ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、入力ディジタル語を有する入力画像を表示するためのデュアルディスプレイ装置であって、前記デュアルディスプレイは第１のディスプレイ、第２のディスプレイ及び画像スプリッタを有し、前記第１のディスプレイは前記第２のディスプレイからの画像を変調するように構成されたデュアルディスプレイ装置に関する。
本発明は更に、入力画像を表示するための方法及びコンピュータプログラムに関する。
従来のディスプレイ装置を介して観測される画像は、現実世界において観測される同一の画像からは明確に区別されることができる。このことは、実世界において画像を観る光学的な感覚を生成するためには一般に不十分な、従来のディスプレイのダイナミックレンジによる。より実物に似た印象を持つ画像を生成するため、画像拡張方法が開発されてきた。それにもかかわらず、従来のディスプレイ装置のダイナミックレンジにおける限界は、拡張された画像さえもが、実世界の画像と同一に知覚されることを妨げている。
Seetzenらによる「High dynamic range display systems」と題された論文（ACM SIGGRAPH 2004）において、高いダイナミックレンジのディスプレイシステムの２つの設計が開示されている。該論文においては、画像を表示するための強度レベルの増大されたダイナミックレンジを利用することが可能な、２つの異なるデュアルディスプレイシステムが示されている。該増大されたダイナミックレンジは、実世界において同一の画像を観ることに、より類似した表示画像の知覚を提供する。該デュアルディスプレイシステムは、画素化されたバックライト及びＬＣＤ前面パネルを有する。該ディスプレイシステムのダイナミックレンジは、ＬＣＤパネルのダイナミックレンジと画素化されたバックライトのダイナミックレンジとの積に略等しい。該開示されたデュアルディスプレイシステムにおいては、グラフィクス処理ユニットが、正規化された入力画像データの平方根をとることにより、入力画像データを２つの略同一な画像へと分割する。該グラフィクス処理ユニットは次いで、これら２つの略同一な画像を、好ましくはガンマ補正及び／又はバックライト補正の後に、画素化されたバックライト及びＬＣＤ前面パネルの双方へと送信する。
Seetzenらにより提案された高ダイナミックレンジのディスプレイシステムは、電力消費の点で最適化されていない。
本発明の目的は、電力消費が低減されたデュアルディスプレイ装置を提供することにある。
本発明の第１の態様によれば、本目的は、画像スプリッタが、レティネクス（retinex）アルゴリズムによって入力画像を照射画像と反射画像とに分割するように構成された、デュアルディスプレイ装置によって達成される。前記照射画像は、動作中、第２のディスプレイに供給される照射ディジタル語から構成される。前記反射画像は、動作中、第１のディスプレイに供給される反射ディジタル語から構成される。
本発明による方法の効果は、レティネクスアルゴリズムを利用した入力画像の分割が、照射ディジタル語の光強度値が入力ディジタル語に比べて空間的に滑らかに変化する照射画像に帰着する点である。ディジタル語は、ディジタル言語の単一の単位であり、各ディジタル語は画像の画素の明るさ及び色を定義する。照射画像は、入力画像から導出される、空間的に低い解像度の画像と考えられ得る。照射画像は、第１のディスプレイに対するバックライトユニットとみなされ得る第２のディスプレイへと供給される。それ故、第１のディスプレイは、観測者と第２のディスプレイとの間に配置される。空間的に低い解像度の照射画像を用いて第２のディスプレイを駆動する場合には一般に、先行技術において行われているような、入力画像と略同一の画像を用いて第２のディスプレイを駆動する場合に比べて、少ない電力が第２のディスプレイにおいて損失される。このことは例えば、照射画像を得るために利用される空間平滑化演算が、画像の光強度値を局所的に平滑化し、全体の画像について光強度の低い平均に導くという事実による。デュアルディスプレイ装置の電力損失の主な部分は画素化されたバックライトにおいて発生するため、画素化されたバックライトにおける電力損失の低減が、デュアルディスプレイ装置の全体の電力消費の低減に帰着する。
レティネクスアルゴリズムは、Land及びMcCannにより1971年に導入され（「Lightness and Retinex theory」、J. of the Optical Soc. Of America、Vol. 61、No. 1、1971年1月）、それ以来多くの異なる用途において画像操作アルゴリズムとして利用されてきた。レティネクスアルゴリズムは、画像を、周囲照射（照射画像とも呼ばれる）と対象反射（反射画像とも呼ばれる）との画素毎の積として定義する。画像の周囲照射においては、光強度の画素ごとの変化は滑らかに変化し、それ故周囲照射は一般に画像の空間的に低い解像度のバージョンである。対象反射は例えば、周囲照射による画像の画素毎の除算によって算出されることができる。一般に、レティネクスアルゴリズムは、例えば周囲照射が光強度値の低い空間的変化を利用して圧縮されるような、画像データ圧縮のために利用される。本発明者は、レティネクスアルゴリズムが、一般的なデータ圧縮用途に次いで、デュアルディスプレイ装置の電力消費の低減を達成するために、デュアルディスプレイ装置において有益に利用され得ることを認識した。
本発明による方法の更なる利点は、レティネクスアルゴリズムを利用した入力画像の分割が、デュアルディスプレイ装置の視角特性を改善する点である。デュアルディスプレイ装置は、反射ディジタル語による第１のディスプレイの画素のプログラムされた透明度を用いて、照射ディジタル語により第２のディスプレイの画素により発射された光強度をフィルタリングすることにより、入力画像を再構築する。ここで強度とは、画素の明るさ及び色を意味する。第１のディスプレイに対する視角が略垂直である場合には、第１のディスプレイの特定の画素は、例えば第２のディスプレイの第１の画素に整合される。視角が変化すると、第１のディスプレイの該画素は、第２のディスプレイの第１の画素とは整合しなくなり、例えば第１の画素に隣接する画素である第２のディスプレイの第２の画素と整合し得る。このことは、デュアルディスプレイシステムの視誤差（parallax error）としても知られる、入力画像の再構築における誤差に導き得る。視誤差は、第１のディスプレイに対する視角に依存する。入力画像がレティネクスアルゴリズムを用いて第１のディスプレイと第２のディスプレイとの間で分割される場合には、第２のディスプレイにおける光強度値は、空間的により滑らかに変化する。このことは、第２のディスプレイにおける第１の画素により発射された光強度と第２の画素により発射された光強度との間の差が、比較的小さいことを意味する。かくして、レティネクスアルゴリズムを利用する場合には、第２のディスプレイの第１の画素の代わりに第２のディスプレイの第２の画素と、第１のディスプレイの特定の画素とを結合することによる入力画像の再構築における誤差は比較的小さく、一般に視誤差を低減させる。
本発明による特徴の更なる利点は、デュアルディスプレイ装置において第１の画像と第２の画像とに入力画像を分割するためにレティネクスアルゴリズムを適用することにより、入力画像に存在しない付加的な輝度レベルが生成される点である。従来のディスプレイのダイナミックレンジは典型的には８ビットであり、従来のディスプレイにより表示され得る２５６個の異なる輝度レベル（グレイレベルとも呼ばれる）に帰着する。デュアルディスプレイ装置のダイナミックレンジは理論的には、例えば第１及び第２のディスプレイが共に８ビットのダイナミックレンジを持つ場合には、１６ビット（６５５３６個の輝度レベル）である。第１のディスプレイが第２のディスプレイからの画像を変調するように構成されるという事実のため、第１及び第２のディスプレイの構成は、照射画像と反射画像とのハードウェア的な乗算とみなすことができる。本発明によるデュアルディスプレイ装置は、入力画像を照射画像と反射画像とに分割するためのレティネクスアルゴリズムを実行する画像スプリッタを有する。デュアルディスプレイ装置の第２のディスプレイに表示される照射画像は、デュアルディスプレイ装置の第１のディスプレイに表示される反射画像とは異なる。第２のディスプレイからの画像を変調する第１のディスプレイを介した再結合はかくして、表示画像において、入力画像に存在していなかったグレイレベルが表示画像において表示されることに導き、中間のグレイレベルが生成される。かくして、入力画像を照射画像と反射画像とに分割するためにレティネクスアルゴリズムを実行することにより、デュアルディスプレイ装置に表示される画像が、入力画像よりも多くのグレイレベルを有する。
それに対して、既知のデュアルディスプレイ装置は、正規化された入力画像データの平方根をとることにより、入力画像データを２つの略同一な画像へと分割するグラフィクス処理ユニットを有する。２つの略同一な画像の正規化されたデータは、第１のディスプレイ及び第２のディスプレイに表示される８ビットの画像に変換され、先行技術における表示画像が得られる。先行技術の表示画像は一般に、デュアルディスプレイ装置により表示され得る最低のグレイレベルと、デュアルディスプレイ装置により表示され得る最高のグレイレベルとの間に、増大されたグレイレベル範囲を有する。該グレイレベル範囲は、２５５個の異なるとり得るグレイレベルから、６５５３５個の異なるとり得るグレイレベルへと増大させられる。しかしながら、デュアルディスプレイ装置の第１及び第２のディスプレイにおける２つの略同一な画像の表示により、第２のディスプレイからの画像を変調する第１のディスプレイを介した再結合は依然として、入力画像において存在していたような、２５６個の異なるグレイレベルを略有する。
本システムの実施例においては、画像スプリッタが、入力ディジタル語から照射ディジタル語を生成するための、空間ローパスフィルタを有する。空間ローパスフィルタは比較的容易に適用され得るため、レティネクスアルゴリズムを実行するためのデュアルディスプレイ装置の計算時間が低減され得る。計算時間の低減は例えば、レティネクスアルゴリズムが、ビデオストリームに対してより容易に適用されることを可能とし得る。
本システムの実施例においては、ディジタル語は、併せて画素の輝度及び色を定義する、サブ語の群を有する。デュアルディスプレイ装置は、入力ディジタル語を、画素の輝度を表す輝度サブ語と、画素の色を表す色サブ語とに分割するための語スプリッタを有する。画像スプリッタは、レティネクスアルゴリズムを輝度サブ語のみに適用するように構成される。入力画像は、表示されるべき画像の関連する画素の輝度及び色を併せて定義するサブ語の群をそれぞれが有する、入力ディジタル語のストリームを有する。
例えば、入力ディジタル語は、ＲＧＢサブ語の群により構成されても良い。ＲＧＢサブ語は、ＲＧＢ色空間の三原色の光強度値を表す。ＲＧＢサブ語の群は、第１の原色（例えば赤色の原色）の光強度値を表す第１のサブ語を有する。ＲＧＢサブ語の群は更に、第２の原色（例えば緑色の原色）の光強度値を表す第２のサブ語を有する。ＲＧＢサブ語の群はまた、第３の原色（例えば青色の原色）の光強度値を表す第３のサブ語を有する。レティネクスアルゴリズムが、例えばＲＧＢ色空間を定義するＲＧＢサブ語の群により構成される入力画像に適用された場合、不自然な色効果に帰着し得る。
それ故、本発明によるシステムの好適な実施例においては、デュアルディスプレイ装置が、ＲＧＢ色空間から、例えばＹＵＶ色空間へと入力画像を変換するように構成される。ＲＧＢサブ語の群は、ＲＧＢサブ語の群の全体の輝度を表す輝度サブ語であるＹ値に変換され、またＲＧＢサブ語の群の色成分を表す色サブ語であるＵ及びＶ値に変換される。本発明によるシステムの他の好適な実施例においては、デュアルディスプレイ装置が、ＲＧＢ色空間から、例えばＨＳＶ色空間へと入力画像を変換するように構成される。ＲＧＢサブ語の群は、ＲＧＢサブ語の群の全体の輝度を表す輝度サブ語であるＶ値（Value）に変換され、またＲＧＢサブ語の群の色成分を表す色サブ語であるＳ及びＨ値（それぞれSaturation（彩度）及びHue（色相））に変換される。レティネクスアルゴリズムを入力画像の輝度サブ語（例えばＹＵＶ色空間におけるＹ値又はＨＳＶ色空間におけるＶ値）のみに適用することにより、色アーティファクトが回避される。入力画像の輝度情報及び色情報への分割に帰着する当業者に知られた他の分割アルゴリズムも、本発明の範囲から逸脱することなく適用され得る。
本システムの実施例において、デュアルディスプレイ装置は更に、第１のディスプレイに供給される前に反射画像に対して細部強調（detail enhancement）アルゴリズムを実行するための、細部強調器を有する。例えば（非）線形再マッピング、画像鮮明化、ガンマ補正等のような細部強調アルゴリズムはそれ自体、本分野において良く知られている。レティネクスアルゴリズムによる入力画像の分割により、既知の細部強調アルゴリズムが反射画像に対して実行されることができ、一方で画像内の全体の照射変化が略保存される。このことは一般により鮮明な画像に帰着し、一方で元の画像の明るさの変化は略保存される。
本システムの好適な実施例においては、細部強調器はヒストグラム等化を実行する。ヒストグラム等化は一般に、所定のアルゴリズムによって画像中の利用可能なグレイレベルを再分散させ、ディスプレイにより表示され得るグレイレベルの範囲に亘る、前記利用可能なグレイレベルの改善された分散を得る。反射画像に対してヒストグラム等化を実行する場合には、反射画像内のグレイレベルは、再分散により変化させられる。第２のディスプレイからの画像を変調する第１のディスプレイを介して反射画像を照射画像と結合することにより、入力画像には存在していなかった多くの新たなグレイレベルがデュアルディスプレイ装置により表示される。かくして、レティネクスアルゴリズムによって入力画像を照射画像と反射画像とに分割し、次いで反射画像に対してヒストグラム等化を実行することは、入力画像のグレイレベルに比べて多くのグレイレベルを表示画像に生成し、デュアルディスプレイ装置のダイナミックレンジの改善された利用に帰着する。
本システムの実施例において、デュアルディスプレイ装置は更に、第２のディスプレイに供給される前に照射画像に対してコントラスト強調アルゴリズム（contrast enhancement）を実行するための、コントラスト強調器を有する。コントラスト強調アルゴリズムはそれ自体、本分野において良く知られている。レティネクスアルゴリズムによる入力画像の分割により、可能な細部強調アルゴリズムとは別に、入力画像に対して既知のコントラスト強調アルゴリズムが実行されることができる。
本システムの好適な実施例においては、コントラスト強調器はヒストグラム等化を実行する。照射画像に対してヒストグラム等化を実行する場合には、照射画像内のグレイレベルは、再分散により変化させられる。第２のディスプレイからの画像を変調する第１のディスプレイを介して照射画像を反射画像と結合することにより、入力画像には存在していなかった多くの新たなグレイレベルがデュアルディスプレイ装置により表示される。かくして、レティネクスアルゴリズムによって入力画像を照射画像と反射画像とに分割し、次いで照射画像に対してヒストグラム等化を実行することは、入力画像のグレイレベルに比べて多くのグレイレベルを表示画像に生成し、デュアルディスプレイ装置のダイナミックレンジの改善された利用に帰着し、従って表示画像の改善された品質に帰着する。
本システムの実施例において、第１のディスプレイは第１の空間解像度を持ち、第２のディスプレイは前記第１の空間解像度よりも低い第２の空間解像度を持つ。空間的に低い解像度のディスプレイのコストは、一般に空間的に高い解像度のディスプレイのコストよりも低い。照射画像は空間的に低い解像度の画像であるため、照射画像は、表示されるべき照射画像の品質に大きな影響を与えることなく、空間的に低い解像度の画像に表示されることができる。かくして、低い空間解像度を持つディスプレイを第２のディスプレイとして利用することは一般に、表示画像の品質に大きな影響を与えることなく、デュアルディスプレイ装置のコストを低減させる。
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に記載される実施例を参照しながら説明され、明らかとなるであろう。
図面は単に図式的なものであって、定縮尺で描かれたものではない。特に明確さのため、幾つかの次元が大きく強調されている。図面中の類似する構成要素は、可能な限り、同一の参照番号により示される。
図１Ａ乃至１Ｄは、本発明によるデュアルディスプレイ装置の実施例ＤＤ１及びＤＤ２の平面図を示す。デュアルディスプレイ装置ＤＤ１及びＤＤ２は、第２のディスプレイＤ２及びＤ３からの画像を変調するための、プログラム可能な透明度を持つ光学フィルタとして構成された、第１のディスプレイＤ１を有する。デュアルディスプレイ装置ＤＤ１及びＤＤ２は更に、デュアルディスプレイ装置ＤＤ１及びＤＤ２に表示されるべき入力画像Ｉを処理するプロセッサＰｒ１を有する。
図１Ａは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルＤ１の図式的な表現である、第１のディスプレイＤ１を示す。ＬＣＤパネルＤ１は、ＬＣＤ画素Ｐｆ１のアレイを有し、ここで各ＬＣＤ画素Ｐｆ１は例えば３つのサブ画素（図示されていない）を有する。各サブ画素は、液晶セル及び色フィルタを有する。１つのＬＣＤ画素Ｐｆ１内のサブ画素の色フィルタは好ましくは異なる色を透過させ、一般に標準的な色域（例えばＥＢＵ又はＮＴＳＣ色規格）内の略全ての色が、関連する色フィルタと組み合わせて全ての液晶セルについて特定の透明度を選択することにより生成され得るように選択される。ＬＣＤパネルＤ１の各液晶セルは例えば、ＬＣＤパネルＤ１の８ビットのダイナミックレンジと等価である、８ビットの（２５６個の）異なる透明度レベルを区別する。表面積当たりのＬＣＤ画素Ｐｆ１の数が、ＬＣＤパネルＤ１の空間解像度を決定する。
図１Ｂは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）パネルＤ２のような光源のアレイを有するパネルの図式的な表現である、第２のディスプレイＤ２を示す。ＬＥＤパネルＤ２は、略白色の光を発する、ＬＥＤ（Ｐｂ１、Ｐｂ２）のアレイを有する。図１Ｂに示された例においては、ＬＥＤパネルＤ２におけるＬＥＤ（Ｐｂ１、Ｐｂ２）の数は、ＬＣＤパネルＤ１におけるＬＣＤ画素Ｐｆ１の数に等しく、これによりＬＥＤパネルＤ２は、ＬＣＤパネルＤ１と同一の空間解像度を持つ。代替の設計は、ＬＥＤパネルＤ２の空間解像度が、ＬＣＤパネルＤ１の空間解像度よりも低いＬＥＤパネルＤ２を有しても良い。ＬＥＤパネルＤ２における各ＬＥＤ（Ｐｂ１、Ｐｂ２）は例えば、アドレス可能な８ビットの（２５６個の）異なる発光強度レベルを区別し、ＬＥＤパネルＤ２の８ビットのダイナミックレンジに帰着する。
図１Ｃは、本発明によるデュアルディスプレイ装置の実施例ＤＤ１を示す。ＬＣＤパネルＤ１は、ＬＥＤパネルＤ２と観測者（図示されていない）との間に配置される。ＬＣＤ画素Ｐｆ１（図１Ａ）は、ＬＥＤパネルＤ２のＬＥＤ（Ｐｂ１、Ｐｂ２）と整合され、これにより１つのＬＥＤ（Ｐｂ１）が関連するＬＣＤ画素Ｐｆ１を略介して光を観測者に向けて発する。デュアルディスプレイ装置ＤＤ１は更に、入力画像Ｉを受信し、入力画像Ｉをデュアルディスプレイ装置ＤＤ１において表示するために入力画像Ｉを処理する、プロセッサＰｒ１を有する。プロセッサＰｒ１は、入力画像Ｉを照射画像Ｉｉと反射画像Ｉｒとに分割するための画像スプリッタＳｐを有する。画像スプリッタＳｐは、入力画像Ｉをレティネクスアルゴリズムによって分割するように構成される。図１Ｃに示された実施例においては、前記プロセッサは更に、反射画像ＩｒがＬＣＤパネルＤ１において表示される前に、第１のディスプレイＤ１の逆応答関数を用いて反射画像Ｉｒを補正する、第１のガンマ回路γ１を有する。前記プロセッサはまた、照射画像ＩｉがＬＥＤパネルＤ２において表示される前に、第２のディスプレイＤ２の逆応答関数を用いて照射画像Ｉｉを補正する、第２のガンマ回路γ２を有する。ＬＣＤパネルＤ１におけるＬＣＤ画素Ｐｆ１は、ＬＥＤパネルＤ２の関連するＬＥＤ（Ｐｂ１）に対する、プログラム可能なフィルタとして働く。ＬＥＤパネルＤ２及びＬＣＤパネルＤ１は共に８ビットのダイナミックレンジを持つため、デュアルディスプレイ装置ＤＤ１は理論的に、１６ビットのダイナミックレンジの輝度レベル（グレイレベルとも呼ばれる）を表示することが可能である。実際のデュアルディスプレイ装置ＤＤ１は、ＬＥＤパネルＤ２とＬＣＤパネルＤ１との間のとり得る輝度レベルの重複のため、約１５ビットの範囲を表示することができるのみである（例えば、ＬＣＤパネルＤ１の輝度レベル２を用いてＬＥＤパネルＤ２の輝度レベル５をフィルタリングすることは、ＬＣＤパネルＤ１の輝度レベル５を用いてＬＥＤパネルＤ２の輝度レベル２をフィルタリングすることと等価である）。
入力画像Ｉは典型的に、画像の画素の明るさ及び色を定義する、入力ディジタル語ｄｗのストリームを有する。プロセッサＰｒ１は入力ディジタル語ｄｗのストリームを受信し、画像スプリッタＳｐを利用してレティネクスアルゴリズムにより、入力ディジタル語ｄｗを照射ディジタル語と反射ディジタル語とに分割する。照射ディジタル語は、第２のガンマ回路γ２を利用してＬＥＤパネルＤ２の応答に対して補正され、ＬＥＤパネルＤ２のＬＥＤ（Ｐｂ１、Ｐｂ２）に供給される。照射ディジタル語は、ＬＥＤパネルＤ２内のＬＥＤ（Ｐｂ１、Ｐｂ２）の発光強度を決定する。反射ディジタル語は、第１のガンマ回路γ１を利用してＬＣＤパネルＤ１の応答に対して補正され、ＬＣＤパネルＤ１のＬＣＤ画素Ｐｆ１に供給される。反射ディジタル語は、ＬＣＤパネルＤ１内のＬＥＤ画素Ｐｆ１の透明度を決定する。
レティネクスアルゴリズムに起因する照射画像Ｉｉは一般に、入力画像Ｉの空間的に低い解像度のバージョンを表す。このことは、ＬＥＤパネルＤ２内のＬＥＤ（Ｐｂ１、Ｐｂ２）の発光強度の変化が、空間的に平滑化されることを意味する。既知のデュアルディスプレイ装置においては、グラフィクス処理ユニット（図示されていない）が、入力画像Ｉを、入力画像Ｉの正規化されたディジタル語Ｎｄｗ（ディジタル語の正規化の計算は図２を利用して後に説明される）の平方根をとることにより第１及び第２の画像に分割し、第１のディスプレイＤ１及び第２のディスプレイＤ２に供給される略同一の画像に帰着する。一般に、空間的に平滑化された画像を表示するＬＥＤパネルＤ２の平均発光Ａｖ（平均発光の計算は図２を利用して後に説明される）は、入力画像Ｉの正規化されたディジタル語Ｎｄｗの平方根を表す画像を表示するＬＥＤパネルＤ２の平均発光Ａｖｐ（平均発光の計算は図２を利用して後に説明される）よりも低い。このことは、図２における数値的な例により示される。デュアルディスプレイ装置ＤＤ１の電力損失の主な部分はＬＥＤパネルＤ２で発生するため、平均発光Ａｖの低減が、デュアルディスプレイ装置ＤＤ１の全体の電力消費低減に帰着する。
好適な実施例においては、ＬＥＤパネルＤ２の空間解像度は、ＬＣＤパネルＤ１の空間解像度よりも低い。画像を表示するため低減された空間解像度を持つディスプレイを利用する場合、表示画像の画素値間の補間による誤差が予期される。しかしながら、低減された解像度を持つＬＥＤパネルＤ２を利用して照射画像Ｉｉを表示する場合には、該誤差は小さいことが予期される。なぜなら、照射画像Ｉｉは、入力画像Ｉから導出される空間的に低い解像度の画像であるからである。低減された空間解像度を持つディスプレイを利用する場合の利点は、デュアルディスプレイ装置ＤＤ１が一般に高価でないものとされ得る点である。
好適な実施例においては、ＬＣＤパネルＤ１は、ディジタルミラー素子（図示されていない）により置き換えられる。ディジタルミラー素子は一般に、高い周波数で動かされる又はスイッチオン及びオフされることができるマイクロミラーのアレイを有する。より頻繁にスイッチオフされる画像の画素は、あまり頻繁にスイッチオフされない画像の画素に比べて、暗いグレイレベルをもたらす。このようにして、画像の各画素について、種々のグレイレベルが生成され得る。一般に、ディジタルミラー素子は、画像の画素の１０２４個に上る異なるグレイレベルをもたらす。ディジタルミラー素子はＬＥＤパネルＤ２のＬＥＤ（Ｐｂ１、Ｐｂ２）と整合され、それにより１つのＬＥＤ（Ｐｂ１）は、一般に観測者が画像を観測する投射画面に向けて光（の一部）を反射するディジタルミラー素子に向けて、光を発射する。プロセッサＰｒ１は入力画像Ｉを受信し、入力画像Ｉを、ＬＥＤパネルＤ２に供給される照射画像Ｉｉと、ディジタルミラー素子に供給される反射画像Ｉｒとに分割する。
図１Ｄは、本発明によるデュアルディスプレイ装置の更なる実施例ＤＤ２を示す。本実施例においては、ＬＥＤパネルＤ２（図１Ｃ）が、バックライトユニットＢｕからの光を変調するために利用される第２のＬＣＤパネルＤ３により置き換えられる。第２のＬＣＤパネルＤ３は、ＬＣＤパネルＤ１とバックライトユニットＢｕとの間に配置される。ＬＣＤ画素Ｐｆ１のそれぞれ１つは、第２のＬＣＤパネルＤ３の関連するＬＣＤ画素（図示されていない）と整合され、それにより関連するＬＣＤ画素はＬＣＤ画素Ｐｆ１を略介して観測者に向けて光を発射する。デュアルディスプレイ装置ＤＤ２は更に、入力画像Ｉを受信し、デュアルディスプレイ装置ＤＤ２において入力画像Ｉを表示するために入力画像Ｉを処理する、プロセッサＰｒ２を有する。入力画像Ｉは一般に、併せて入力画像Ｉの関連する画素の輝度及び色を定義するサブ語の群（図示されていない）をそれぞれ有する、入力ディジタル語ｄｗのストリーム（図２を参照）を有する。プロセッサＰｒ２は、入力画像Ｉの入力ディジタル語を、画素の輝度を表す輝度サブ語Ｌと、画素の色を表す色サブ語Ｃ１及びＣ２とに変換し、次いで色サブ語Ｃ１及びＣ２から輝度サブ語Ｌを分離する、語スプリッタＳｗを有する。プロセッサＰｒ２は、２つの語結合器Ｓｗ−１に色サブ語Ｃ１及びＣ２を配信し、画像スプリッタＳｐに輝度サブ語Ｌを配信するように構成される。画像スプリッタＳｐは、図１Ｃにおいて示された画像スプリッタと同様に、輝度サブ語Ｌを、照射輝度サブ語Ｌｉと反射輝度サブ語Ｌｒとに分割する。図１Ｄに示されたプロセッサＰｒ２は更に例えば、照射輝度サブ語Ｌｉに対してコントラスト強調アルゴリズムを実行する、コントラスト強調器Ｃｅを有する。プロセッサＰｒ２はまた例えば、反射輝度サブ語Ｌｒに対して細部強調を実行する、細部強調器Ｄｅを有する。（非線形）伸張のようなコントラスト強調アルゴリズム、及びヒストグラム等化のような細部強調アルゴリズムは、本分野において良く知られている。図１Ｄに示された構成においては、照射輝度サブ語Ｌｉ及び反射輝度サブ語Ｌｒは、コントラスト強調及び細部強調が語結合器Ｓｗ−１により実行された後に色サブ語Ｃ１及びＣ２と再結合され、照射画像Ｉｉ及び反射画像Ｉｒに帰着する。コントラスト強調及び／又は細部強調は、当業者には明らかであるように、プロセッサＰｒ２内の別の場所において実行されても良い。プロセッサＰｒ２は好ましくは、ＬＣＤパネルＤ１の逆応答関数を用いて反射画像Ｉｒを補正する第１のガンマ回路γ１、及び第２のＬＣＤパネルＤ３の逆応答関数を用いて照射画像Ｉｉを補正する第３のガンマ回路γ３をも有する。
好適な実施例においては、画像スプリッタＳｐは、例えばガウス核関数Ｇ（図２Ｃを参照）のような核関数Ｇを利用して（図２Ｃ）、入力輝度サブ語Ｌに対して空間的な畳み込み演算を実行する空間ローパスフィルタＳｆを有する。ガウス核関数Ｇを利用する利点は、レティネクスアルゴリズムを実行するために必要とされる計算を単純化し、プロセッサＰｒ２における減少された計算時間に帰着する点である。該減少された計算時間は、レティネクスアルゴリズムが、例えばビデオストリームに適用されることを可能とする。一方、計算の単純化は、プロセッサＰｒ２の計算要件を低減させ、その結果例えばプロセッサＰｒ２を安価なものとし得る。
入力画像Ｉは一般にサブ語の群、例えばＲＧＢ色空間の三原色の光強度値を表すＲＧＢサブ語の群を有する、入力ディジタル語ｄｗ（図２Ａ）を有する。ＲＧＢサブ語の群のそれぞれ１つは例えば、ＲＧＢサブ語により表される原色に対応する色フィルタを持つ、ＬＣＤ画素Ｐｆ１のサブ画素に供給される。語スプリッタＳｗは、入力ディジタル語ｄｗを、輝度サブ語Ｌと色サブ語Ｃ１及びＣ２とに変換する。ＲＧＢ色空間のＹＵＶ色空間への変換のような、幾つかの変換アルゴリズムが本分野において知られている。ここでＹサブ語はサブ語の群の輝度を表し、Ｕ及びＶサブ語はサブ語の群の色を表す。他の例は、ＲＧＢ色空間のＨＳＶ色空間への変換である。ここでＶサブ語（Value）はサブ語の群の輝度を表し、Ｓ及びＨサブ語（それぞれSaturation及びHue）はサブ語の群の色を表す。輝度サブ語Ｌ（又は上述した例によるＹサブ語若しくはＶサブ語）は、レティネクスアルゴリズムにより、照射輝度サブ語Ｌｉと反射輝度サブ語Ｌｒとに分割される。入力画像Ｉの輝度サブ語Ｌにのみレティネクスアルゴリズムを適用することの利点は、デュアルディスプレイ装置ＤＤ２の表示画像における色アーティファクトが回避される点である。色サブ語Ｃ１及びＣ２を、照射輝度サブ語Ｌｉ及び反射輝度サブ語Ｌｒと再結合することにより、それぞれ第２のＬＣＤパネルＤ３及びＬＣＤパネルＤ１に供給される照射画像Ｉｉ及び反射画像Ｉｒが生成される。
図２Ａ乃至２Ｅは、入力画像Ｉの、先行技術による第２のディスプレイＤ２及びＤ３に表示されるべき第２の画像Ｉｓｐへの分割、及び本発明による照射画像Ｉｉへの分割を示す。
図２Ａにおいて、入力画像Ｉを表す、正規化されたディジタル語Ｎｄｗの２次元アレイが示されている。該２次元アレイ内の正規化されたディジタル語Ｎｄｗのそれぞれ１つは、入力画像Ｉの対応するディジタル語ｄｗの正規化された値を表す。左上の隅における入力ディジタル語ｄｗ（８ビットのディジタル語）について、対応する正規化されたディジタル語Ｎｄｗが示されている。当業者には良く知られた該変換は、８ビットのディジタル語ｄｗ（例えば１１１１００１１）を十進法の語に変換し（例えば１１１１００１１から２４３）、次いで正規化されたディジタル語Ｎｄｗへと変換する（例えば２４３／２５６＝０．９４９２）。該２次元アレイの残りの正規化されたディジタル語Ｎｄｗは、入力画像Ｉの対応する入力ディジタル語ｄｗから導出される。
図２Ｂにおいて、先行技術による第２の画像Ｉｓｐを表す第２の画像語（正規化されたもの）の２次元アレイが示されている。該２次元アレイにおける各要素は、図２Ａの入力画像Ｉの対応する正規化されたディジタル語Ｎｄｗの平方根をとることにより算出される（図２Ａ及び２Ｂにおいて示されるアレイの左上の隅については、このことは０．９５９２１／２＝０．９７４３に帰着する）。先行技術による該第２の画像Ｉｓｐは、デュアルディスプレイ装置ＤＤ１及びＤＤ２の第２のディスプレイＤ２及びＤ３に供給される。先行技術による第２の画像Ｉｓｐを表示するときの第２のディスプレイＤ２及びＤ３により発せられる平均光Ａｖｐは、該２次元アレイの算出された第２の画像語の平均をとることにより決定される。
図２Ｃにおいて、核関数の例としてガウス核関数Ｇが示される。ガウス核関数Ｇは、ガウス関数に類似する核関数内の重み分布を利用して、画像に存在する隣接する画素Ｐ（図２Ａ）の強度レベルを空間的に平滑化する空間フィルタである。図２Ｃに示されるガウス核関数は、入力ディジタル語ｄｗの３ｘ３のアレイの平均を決定する。３ｘ３のガウス核関数Ｇの中央の要素Ｃは、入力ディジタル語ｄｗ（又は正規化されたディジタル語Ｎｄｗ）の２次元のアレイにわたって移動させられ、中央の要素Ｃに対応する入力ディジタル語ｄｗを、ガウス型の重み分布を用いて、計算されたガウス核関数Ｇの平均により置き換える。種々のタイプの核関数が、本発明の範囲から逸脱することなく利用され得る。ガウス核関数Ｇを図２Ａに示されるような正規化されたディジタル語Ｎｄｗの２次元アレイに適用することを可能とするため、正規化されたディジタル語Ｎｄｗの２次元アレイの端のディジタル語が付加される必要がある（パディングとしても知られる）。パディング操作は、（本例においては）正規化されたディジタル語Ｎｄｗの５ｘ５のアレイを、正規化されたディジタル語Ｎｄｗの７ｘ７のアレイである、パディングされた画像Ｉｐの２次元のアレイ（図２Ｄ）へと変換する。パディング操作の典型的な例が図２Ｄに示され、ここでは図２Ａにおける正規化されたディジタル語Ｎｄｗの２次元アレイにおける第２列が、該正規化されたディジタル語Ｎｄｗの２次元アレイの第１列の前に新たな縁を形成するために複製される（図２Ｄにおいて、パディングされた画像Ｉｐの新たな７ｘ７アレイの第１列について、５本の破線によって示される）。図２Ａにおける正規化されたディジタル語Ｎｄｗの２次元アレイにおける第４列が、該正規化されたディジタル語Ｎｄｗの２次元アレイの第５列の後に新たな縁を形成するために複製される。図２Ａにおける正規化されたディジタル語Ｎｄｗの２次元アレイにおける第２行が、該正規化されたディジタル語Ｎｄｗの２次元アレイの第１行の上に新たな縁を形成するために複製される。図２Ａにおける正規化されたディジタル語Ｎｄｗの２次元アレイにおける第４行が、該正規化されたディジタル語Ｎｄｗの２次元アレイの第５行の下に新たな縁を形成するために複製される。パディングされた画像Ｉｐの新たな７ｘ７のアレイを完成させるため、７ｘ７のアレイの隅の画素が、図２Ａの元の５ｘ５アレイの隅画素の反対側に位置する正規化されたディジタル語Ｎｄｗからコピーされる（図２Ｄにおいて、パディングされた画像Ｉｐの新たな７ｘ７アレイの第１列について、点鎖線によって示される）。勿論、本発明の範囲から逸脱することなく、当業者には知られた他のパディング操作が適用されても良い。
図２Ｅは、図２Ｄのパディングされた画像Ｉｐに対するガウス核関数Ｇの適用に起因する、照射画像Ｉｉを示す。ガウス核関数Ｇを実行することにより、画像内の大きな強度変化が平滑化されている。本発明による照射画像Ｉｉを表示するときに第２のディスプレイＤ２及びＤ３により発射される平均光Ａｖは、対応する正規化されたディジタル語Ｎｄｗから、パディングされた画像Ｉｐを介して、ガウス核関数Ｇを適用することにより計算された２次元アレイにおける要素の平均をとることにより決定される。
一般に、画素の光強度値が空間的に平滑化された画像を表示する場合の平均光出力は、元の画像が個々の画素値の平方根をとることにより操作された場合であっても、元の画像の平均光出力に比べて低い。このことは、図２の数値的な例においても示される。図２においては、先行技術による第２の画像Ｉｓｐへと入力画像Ｉを分割する場合の平均光出力Ａｖｐ（Ａｖｐ＝０．６９６１）、本発明による照射画像Ｉｉへと入力画像Ｉを分割する場合の平均光出力Ａｖ（Ａｖ＝０．５７０８）に比べて、明らかに大きい。
図３は、図１Ｃに示されたデュアルディスプレイ装置ＤＤ１の、線ＡＡに沿った断面図を示す。該断面図においては、ＬＣＤパネルＤ１のＬＣＤ画素Ｐｆ１は、ＬＥＤパネルＤ２の第１のＬＥＤ（Ｐｂ１）と、第１の視軸Ａｘ１に沿って整合されている。第１の視軸Ａｘ１は、デュアルディスプレイ装置ＤＤ１のＬＣＤパネルＤ１に対して略垂直である。デュアルディスプレイ装置ＤＤ１が、第１の視軸Ａｘ１に対して角度φを持つ第２の視軸Ａｘ２に沿って観測される場合、ＬＣＤパネルＤ１のＬＣＤ画素Ｐｆ１は、ＬＥＤパネルＤ２の第１のＬＥＤ（Ｐｂ１）とは整合せず、第１のＬＥＤ（Ｐｂ１）の隣接するＬＥＤである第２のＬＥＤ（Ｐｂ２）と整合する。第１の視軸Ａｘ１に沿って観測者により観測される光強度は一般に、第２の視軸Ａｘ２に沿って観測される光強度とは異なり、従って第１の視軸Ａｘ１に沿って観測される画像は、第２の視軸Ａｘ２に沿って観測される画像とは異なる。この誤差は視差と呼ばれ、デュアルディスプレイ装置ＤＤ１及びＤＤ２において生じ得る。
本発明によるデュアルディスプレイ装置ＤＤ１及びＤＤ２においては、デュアルディスプレイ装置ＤＤ１及びＤＤ２の第２のディスプレイＤ２及びＤ３に表示される画像は、入力画像Ｉをレティネクスアルゴリズムにより分割し、照射画像Ｉｉを得ることにより決定される。照射画像Ｉｉは一般に、入力画像Ｉの空間的に低い解像度のバージョンである。空間的に低い解像度の画像においては、或る画素と隣接する画素との間の光強度値の差は一般に小さい。このことは、第１のＬＥＤ（Ｐｂ１）により発射される光と第２の即ち隣接するＬＥＤ（Ｐｂ２）により発射される光との間の差が比較的小さいことを意味し、第１の視軸Ａｘ１以外の軸に沿ってデュアルディスプレイ装置ＤＤ１及びＤＤ２を観測する際の比較的小さな視差に帰着する。それ故、レティネクスアルゴリズムによる入力画像Ｉの分割は、デュアルディスプレイ装置ＤＤ１及びＤＤ２における低減された視誤差に帰着する。
図４Ａ及び４Ｂは、プロセッサＰｒ１及びＰｒ２により為される処理ステップを示すブロック図を示す。図４Ａにおいて、プロセッサＰｒ１により実行される処理ステップが示される。プロセッサＰｒ１は、入力画像Ｉを受信する。入力画像Ｉは、画像スプリッタＳｐにより、照射画像Ｉｉと反射画像Ｉｒとに分割される。画像スプリッタＳｐは、図２Ａ、Ｄ及びＥにおいて既に示されたように、空間ローパスフィルタＳｆを利用してガウス核関数Ｇを入力画像Ｉと畳み込むことにより、レティネクスアルゴリズムを実行する。画像スプリッタＳｐは更に、入力画像Ｉのディジタル語を空間ローパスフィルタＳｆからの照射画像Ｉｉの対応するディジタル語により除算することにより反射画像Ｉｒを生成する、画像除算器Ｓｄを有する。勿論、例えば関数：反射画像Ｉｒ＝inverse log（log（入力画像Ｉ）−log（照射画像Ｉｉ））を用いて反射画像を算出することのような、反射画像を計算する代替の方法が、本発明の範囲から逸脱することなく可能である。画像除算器Ｓｄは更に、点広がり関数（Point Spread Function、ＰＳＦ）ｐを有する。ＰＳＦ（ｐ）は、第２のディスプレイＤ２及びＤ３（図１）の画素から第１のディスプレイＤ１（図１）の画素へと発射された光の発射特性を表す。第１のディスプレイＤ１と第２のディスプレイＤ２及びＤ３との間の有限の距離のため、第１のディスプレイＤ１における対応する画素に向けて第２のディスプレイＤ２及びＤ３の画素により発せられた光は、該対応する画素の隣接する画素にも一部到達する。その結果、第１のディスプレイＤ１に向けて第２のディスプレイＤ２及びＤ３により発せられた画像が、第１のディスプレイＤ１に到達したときにぼやける。画像除算器Ｓｄにおいて空間ローパスフィルタＳｆの出力に対してＰＳＦ（ｐ）を適用することは、２つのディスプレイ間の有限の距離によるぼやけを補正し、画質を向上させる。プロセッサＰｒ１は更に、第１のディスプレイＤ１の逆応答関数ｒ１ −１を用いて反射画像Ｉｒを補正するための第１のガンマ回路γ１と、第２のディスプレイＤ２及びＤ３の逆応答関数ｒ２ −１を用いて照射画像Ｉｉを補正するための第２のガンマ回路γ２とを有する。
図４Ｂは、プロセッサＰｒ２の好適な実施例により実行される処理ステップを示す。プロセッサＰｒ２は入力画像ＩＲＧＢを受信する。ここで下付きのＲＧＢは、入力画像ＩＲＧＢの入力ディジタル語ｄｗ（図２）が、ＲＧＢ色空間を定義するＲＧＢサブ語の群を有することを示す。プロセッサＰｒ２は、入力画像ＩＲＧＢを輝度サブ語Ｌｖと色サブ語Ｃ１及びＣ２とに変換する、語スプリッタＳｗを有する。語スプリッタＳｗは、ＲＧＢ色空間からの入力画像ＩＲＧＢを、（本例においては）ＨＳＶ色空間へと変換するように構成される。プロセッサＰｒ２においては、輝度サブ語Ｌｖ（「Ｖ」はＨＳＶ色空間におけるValueを示す）が、図４Ａに示されたような空間ローパスフィルタＳｆと画像除算器Ｓｄとを利用して、照射輝度サブ語Ｌｖｉと反射輝度サブ語Ｌｖｒとに分割される。好適な実施例においては、プロセッサＰｒ２は更に、照射輝度サブ語Ｌｖｉに対してコントラスト強調アルゴリズムｆｃを実行するコントラスト強調器Ｃｅ、及び／又は反射輝度サブ語Ｌｖｒに対して細部強調アルゴリズムｆｄを実行する細部強調器Ｄｅを有する。次いで、プロセッサＰｒ２は語再結合器Ｓｗ−１を有し、該語再結合器において、色サブ語Ｃ１及びＣ２がそれぞれ、照射輝度サブ語Ｌｖｉ及び反射輝度サブ語Ｌｖｒと再結合される。更に、語再結合器Ｓｗ−１は、ＨＳＶ色サブ語の群を、ＲＧＢ色サブ語の群へと変換して戻し、照射画像ＩｉＲＧＢ及び反射画像ＩｒＲＧＢを生成する。好ましくは、プロセッサＰｒ２は更に、第１のディスプレイＤ１の逆応答関数ｒ１ −１を用いて反射画像ＩｒＲＧＢを補正する第１のガンマ回路γ１と、第２のディスプレイＤ２及びＤ３の逆応答関数ｒ２ −１を用いて照射画像ＩｉＲＧＢを補正する第２のガンマ回路γ２とを有する。
図５Ａ乃至５Ｃは、グレイレベルのヒストグラムを示す。図５Ａにおいて、入力画像Ｉのグレイレベルのヒストグラムが示される。図５Ｂにおいて、画像拡張ステップとしてヒストグラム等化を伴わない、デュアルディスプレイ装置ＤＤ１及びＤＤ２（図１）において表示されるような、処理された入力画像Ｉのグレイレベルのヒストグラムが画示される。図５Ｃにおいて、画像拡張ステップとしてヒストグラム等化が実行された、デュアルディスプレイ装置ＤＤ１及びＤＤ２（図１）において表示されるような、処理された入力画像Ｉのグレイレベルのヒストグラムが画示される。グレイレベルのヒストグラムにおいて、画像内で生じるグレイレベルの数ＮＧが、ディスプレイ装置が表示することが可能なグレイレベルＧＬのそれぞれについてプロットされている。８ビットのダイナミックレンジを持つディスプレイ装置において表示され得るグレイレベルＧＬは、一般に０から２５５までの異なるグレイレベルＧＬに亘り、ここでグレイレベル「０」は最も暗い画素を示し、グレイレベル「２５５」は最も明るい画素を示す。グレイレベルのヒストグラムが図５Ａに示された入力画像Ｉは、比較的暗い画像である。なぜなら、グレイレベルＧＬの殆どが、グレイレベルのヒストグラムの下部を主にカバーしているからである。
図５Ｂは、画像拡張ステップとしてヒストグラム等化を伴わない、デュアルディスプレイ装置ＤＤ１及びＤＤ２において表示されるような、入力画像Ｉのグレイレベルのヒストグラムを示す。第１のディスプレイＤ１並びに第２のディスプレイＤ２及びＤ３の双方が８ビットのダイナミックレンジを持つデュアルディスプレイ装置ＤＤ１及びＤＤ２においては、理論的なダイナミックレンジは一般に１６ビットである（６５５３６個の異なるとり得るグレイレベルＧＬ）。図５Ｂに示されるグレイレベルのヒストグラムから、ヒストグラムの全体的な形状は、大きくは変わっていないことが分かる。第１のディスプレイＤ１並びに第２のディスプレイＤ２及びＤ３に亘る画像の分割は、単にヒストグラムを伸張しているように見える。８ビットの画像を表示するためにデュアルディスプレイ装置ＤＤ１及びＤＤ２を利用する場合の他の効果は、図５Ｂにおける詳細図に示されるように、ギャップｇが、伸張されたグレイレベルのヒストグラムにおいて出現する点である。グレイレベルのヒストグラムにおけるこれらのギャップｇは、８ビットの画像が、元の入力画像Ｉを再生成する第１のディスプレイＤ１並びに第２のディスプレイＤ２及びＤ３を介して再構築される２つの画像へと分割されるという事実により、生じさせられる。入力画像Ｉにおいては例えば、グレイレベル１６、１７及び１８が存在する。画像を分割し、第１のディスプレイＤ１並びに第２のディスプレイＤ２及びＤ３を利用して該画像を表示した後に、グレイレベル１６、１７及び１８はそれぞれグレイレベル２５６、２８９及び３２４に変換される。デュアルディスプレイ装置ＤＤ１及びＤＤ２はグレイレベル２５６、２８９及び３２４の間の全ての中間グレイレベルＧＬを区別することが可能であるが、これら中間グレイレベルＧＬは入力画像には存在していなかったものであり、従ってデュアルディスプレイ装置ＤＤ１及びＤＤ２により表示される画像には出現しない。特に、２つの略同一な画像が第１のディスプレイＤ１並びに第２のディスプレイＤ２及びＤ３に表示される先行技術の方法においては、一般に２５６個の異なるグレイレベルＧＬがデュアルディスプレイ装置ＤＤ１及びＤＤ２の画像に表示され、ヒストグラムにおけるグレイレベルＧＬ間の明らかなギャップｇを示す。入力画像Ｉを照射画像Ｉｉと反射画像Ｉｒとに分割するためにレティネクスアルゴリズムを利用する場合（前図において示されるように）には、空間的に低い解像度の照射画像Ｉｉの反射画像Ｉｒとの再結合が一般に、グレイレベルのヒストグラムにおけるギャップｇの一部を埋める。かくして、入力画像Ｉを分割するためにレティネクスアルゴリズムを適用することは、デュアルディスプレイ装置ＤＤ１及びＤＤ２の高いダイナミックレンジのより効率的な利用を可能とする。
図５Ｃにおいて、画像拡張ステップとしてヒストグラム等化が実行された、ディスプレイ装置ＤＤ１及びＤＤ２（図１）において表示される、処理された入力画像Ｉのグレイレベルのヒストグラムが示される。図５Ｂに示されたグレイレベルのヒストグラムと図５Ｃに示されたグレイレベルのヒストグラムとの差は、プロセッサＰｒ２（図４Ｂ）が、反射画像Ｉｒが第１のディスプレイＤ１に表示される前に反射画像Ｉｒに対して細部強調アルゴリズムとしてヒストグラム等化を実行し、第２のディスプレイＤ２及びＤ３からの照射画像Ｉｉと再結合した点である。ヒストグラム等化は、所定のアルゴリズムに従って画像において利用可能なグレイレベルＧＬを再分散させ、ディスプレイにより区別され得るグレイレベルＧＬを一般により良くカバーする、グレイレベルＧＬの新たな分散を得る。ヒストグラム等化が反射画像Ｉｒに適用される場合、２つの効果に帰着する。第１の効果は、ヒストグラムにおけるギャップｇ（図５Ｂ）の更なる低減を得る。第２の効果は、より高いグレイレベル値に向かう、グレイレベルのヒストグラムの更なる伸張を得る。両方の効果は、入力画像Ｉには存在していなかったグレイレベルＧＬを生成し、かくしてデュアルディスプレイ装置ＤＤ１及びＤＤ２のダイナミックレンジの利用を改善する。照射画像ＩｉはプロセッサＰｒ２により変化させられていないため、入力画像Ｉ内の全体の照射の変化は、略保存される。このことは、図５Ｃのグレイレベルのヒストグラムにおいて見られる。なぜなら、グレイレベルＧＬの殆どが依然として、グレイレベルのヒストグラムの下部をカバーしているからである。このことは、自然な照射を持つ比較的鮮明な画像に帰着する。勿論、デュアルディスプレイ装置ＤＤ１及びＤＤ２の高いダイナミックレンジの改善された利用に帰着する、他の細部及び／又はコントラスト強調アルゴリズムが、それぞれ反射画像Ｉｒ及び／又は照射画像Ｉｉに適用されても良い。
上述の実施例は本発明を限定するものではなく説明するものであって、当業者は添付する請求項の範囲から逸脱することなく多くの代替実施例を設計することが可能であろうことは留意されるべきである。
請求項において、括弧に挟まれたいずれの参照記号も、請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。動詞「有する（comprise）」及びその語形変化の使用は、請求項に記載されたもの以外の要素又はステップの存在を除外するものではない。要素に先行する冠詞「１つの（a又はan）」は、複数の斯かる要素の存在を除外するものではない。本発明は、幾つかの別個の要素を有するハードウェアによって、及び適切にプログラムされたコンピュータによって実装されても良い。幾つかの手段を列記した装置請求項において、これら手段の幾つかは同一のハードウェアのアイテムによって実施化されても良い。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせが有利に利用されることができないことを示すものではない。
本発明によるデュアルディスプレイ装置の実施例の平面図を示す。 本発明によるデュアルディスプレイ装置の実施例の平面図を示す。 本発明によるデュアルディスプレイ装置の実施例の平面図を示す。 本発明によるデュアルディスプレイ装置の実施例の平面図を示す。 先行技術による第２のディスプレイに表示されるべき第２の画像への入力画像の分割、及び本発明による照射画像への入力画像の分割を示す。 デュアルディスプレイ装置において発生し得る視誤差を示す。 プロセッサにより実行される処理ステップを示すブロック図を示す。 プロセッサにより実行される処理ステップを示すブロック図を示す。 入力画像のグレイレベルのヒストグラムを示す。 画像拡張ステップとしてヒストグラム等化を実行しない場合の、デュアルディスプレイ装置において表示される処理された入力画像のグレイレベルのヒストグラムを示す。 画像拡張ステップとしてヒストグラム等化を実行した場合の、デュアルディスプレイ装置において表示される処理された入力画像のグレイレベルのヒストグラムを示す。

Claims (17)

  1. 入力ディジタル語を有する入力画像を表示するためのデュアルディスプレイ装置であって、
    前記デュアルディスプレイ装置は、第１のディスプレイ、第２のディスプレイ及び画像スプリッタを有し、
    前記第１のディスプレイは、前記第２のディスプレイからの画像を変調するように構成され、
    前記画像スプリッタは、レティネクスアルゴリズムによって前記入力画像を分割し、前記第２のディスプレイに供給される照射ディジタル語から構成される照射画像と、前記第１のディスプレイに供給される反射ディジタル語から構成される反射画像とを得るように構成され、
    前記画像スプリッタは、前記入力ディジタル語から前記照射ディジタル語を生成するための空間ローパスフィルタを有する、デュアルディスプレイ装置。
  2. 前記空間ローパスフィルタは、核関数を利用して前記入力ディジタル語に空間畳み込み演算を実行するように構成される、請求項１に記載のデュアルディスプレイ装置。
  3. 前記第１のディスプレイは、前記第２のディスプレイからの画像を変調するための、プログラム可能な透明度を持つ光学フィルタとして構成される、請求項１に記載のデュアルディスプレイ装置。
  4. 入力ディジタル語を有する入力画像を表示するためのデュアルディスプレイ装置であって、
    前記デュアルディスプレイ装置は、第１のディスプレイ、第２のディスプレイ及び画像スプリッタを有し、
    前記第１のディスプレイは、前記第２のディスプレイからの画像を変調するように構成され、
    前記画像スプリッタは、レティネクスアルゴリズムによって前記入力画像を分割し、前記第２のディスプレイに供給される照射ディジタル語から構成される照射画像と、前記第１のディスプレイに供給される反射ディジタル語から構成される反射画像とを得るように構成され、
    前記画像スプリッタは、前記入力ディジタル語を対応する前記照射ディジタル語により除算することにより前記反射ディジタル語を決定するように構成される、デュアルディスプレイ装置。
  5. 前記入力ディジタル語は、前記入力画像の画素の輝度を定義する輝度サブ語と、前記入力画像の色を定義する色サブ語と、を有し、前記デュアルディスプレイ装置は更に、前記入力ディジタル語を、前記入力画像の画素の輝度を表す輝度サブ語と前記入力画像の画素の色を表す色サブ語とに分割するための語スプリッタを有し、前記画像スプリッタは、レティネクスアルゴリズムを前記輝度サブ語にのみ適用するように構成される、請求項１に記載のデュアルディスプレイ装置。
  6. 入力ディジタル語を有する入力画像を表示するためのデュアルディスプレイ装置であって、
    前記デュアルディスプレイ装置は、第１のディスプレイ、第２のディスプレイ及び画像スプリッタを有し、
    前記第１のディスプレイは、前記第２のディスプレイからの画像を変調するように構成され、
    前記画像スプリッタは、レティネクスアルゴリズムによって前記入力画像を分割し、前記第２のディスプレイに供給される照射ディジタル語から構成される照射画像と、前記第１のディスプレイに供給される反射ディジタル語から構成される反射画像とを得るように構成され、
    当該デュアルディスプレイ装置は、前記反射画像が前記第１のディスプレイに供給される前に、前記反射画像に対して細部強調アルゴリズムを実行するための細部強調器を更に有する、デュアルディスプレイ装置。
  7. 前記細部強調器はヒストグラム等化を実行するように構成される、請求項６に記載のデュアルディスプレイ装置。
  8. 入力ディジタル語を有する入力画像を表示するためのデュアルディスプレイ装置であって、
    前記デュアルディスプレイ装置は、第１のディスプレイ、第２のディスプレイ及び画像スプリッタを有し、
    前記第１のディスプレイは、前記第２のディスプレイからの画像を変調するように構成され、
    前記画像スプリッタは、レティネクスアルゴリズムによって前記入力画像を分割し、前記第２のディスプレイに供給される照射ディジタル語から構成される照射画像と、前記第１のディスプレイに供給される反射ディジタル語から構成される反射画像とを得るように構成され、
    当該デュアルディスプレイ装置は、前記照射画像が前記第２のディスプレイに供給される前に、前記照射画像に対してコントラスト強調アルゴリズムを実行するためのコントラスト強調器を更に有する、デュアルディスプレイ装置。
  9. 前記コントラスト強調器はヒストグラム等化を実行するように構成される、請求項８に記載のデュアルディスプレイ装置。
  10. 前記第２のディスプレイは、光源のアレイ、投射器、又は液晶ディスプレイにより構成される、請求項１に記載のデュアルディスプレイ装置。
  11. 前記第１のディスプレイは液晶ディスプレイである、請求項１に記載のデュアルディスプレイ装置。
  12. 前記第１のディスプレイは第１の空間解像度を持ち、前記第２のディスプレイは第２の空間解像度を持ち、前記第２の空間解像度は前記第１の空間解像度よりも低い、請求項１に記載のデュアルディスプレイ装置。
  13. 第１のディスプレイ、第２のディスプレイ及び画像スプリッタを有するデュアルディスプレイ装置に、入力ディジタル語を有する入力画像を表示するための方法であって、
    前記第１のディスプレイは、前記第２のディスプレイからの画像を変調するように構成され、
    当該方法は、レティネクスアルゴリズムによって前記入力画像を分割し、前記第２のディスプレイに供給される照射ディジタル語から構成される照射画像と、前記第１のディスプレイに供給される反射ディジタル語から構成される反射画像とを得るステップを有し、
    前記照射ディジタル語は、空間ローパスフィルタを用いて前記入力ディジタル語から生成される、方法。
  14. 第１のディスプレイ、第２のディスプレイ及び画像スプリッタを有するデュアルディスプレイ装置に、入力ディジタル語を有する入力画像を表示するための方法であって、
    前記第１のディスプレイは、前記第２のディスプレイからの画像を変調するように構成され、
    当該方法は、レティネクスアルゴリズムによって前記入力画像を分割し、前記第２のディスプレイに供給される照射ディジタル語から構成される照射画像と、前記第１のディスプレイに供給される反射ディジタル語から構成される反射画像とを得るステップを有し、
    前記反射ディジタル語は、前記入力ディジタル語を対応する前記照射ディジタル語により除算することにより決定される、方法。
  15. 第１のディスプレイ、第２のディスプレイ及び画像スプリッタを有するデュアルディスプレイ装置に、入力ディジタル語を有する入力画像を表示するための方法であって、
    前記第１のディスプレイは、前記第２のディスプレイからの画像を変調するように構成され、
    当該方法は、レティネクスアルゴリズムによって前記入力画像を分割し、前記第２のディスプレイに供給される照射ディジタル語から構成される照射画像と、前記第１のディスプレイに供給される反射ディジタル語から構成される反射画像とを得るステップを有し、
    当該方法は、前記反射画像が前記第１のディスプレイに供給される前に、前記反射画像に対して細部強調アルゴリズムを実行するステップを有する、方法。
  16. 第１のディスプレイ、第２のディスプレイ及び画像スプリッタを有するデュアルディスプレイ装置に、入力ディジタル語を有する入力画像を表示するための方法であって、
    前記第１のディスプレイは、前記第２のディスプレイからの画像を変調するように構成され、
    当該方法は、レティネクスアルゴリズムによって前記入力画像を分割し、前記第２のディスプレイに供給される照射ディジタル語から構成される照射画像と、前記第１のディスプレイに供給される反射ディジタル語から構成される反射画像とを得るステップを有し、
    当該方法は、前記照射画像が前記第２のディスプレイに供給される前に、前記照射画像に対してコントラスト強調アルゴリズムを実行するステップを有する、方法。
  17. 第１のディスプレイ、第２のディスプレイ及び画像スプリッタを有するデュアルディスプレイ装置に、入力ディジタル語を有する入力画像を表示するためのコンピュータプログラムであって、前記第１のディスプレイは、前記第２のディスプレイからの画像を変調するように構成され、前記コンピュータプログラムは、前記デュアルディスプレイ装置に請求項１３〜１６のうちいずれか一項に記載の方法を実行させるように動作可能である、コンピュータプログラム。
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