JP7315584B2 - 方法、表示デバイス、及び、システム - Google Patents

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Description

本実施形態は、一般には表示技術に関し、詳細には表示デバイスのためのコンテンツ適応型バックライト制御（ＣＡＢＣ）及びローカル調光に関する。
ヘッドマウントディスプレイ（Ｈｅａｄ－ｍｏｕｎｔｅｄ ｄｉｓｐｌａｙ）（ＨＭＤ）デバイスは、ユーザの頭に着用又は取り付けるように構成されている。ＨＭＤデバイスは、ユーザの目の一方又は両方の前方に配置される１以上のディスプレイを備える。ＨＭＤは、ユーザの周辺環境（例えば、カメラでキャプチャされた）からの情報及び／又は画像を重ねられた、画像ソースからの画像（例えば、静止画像、連続した画像、及び／又は、動画）を表示し、例えば、ユーザを仮想世界に没頭させ得る。ＨＭＤデバイスは、医療、軍事、ゲーミング、航空、工学、及び、様々な他のプロフェッショナル及び／又はエンターテイメント産業において応用される。
ＨＭＤデバイスは、そのディスプレイにおいて液晶ディスプレイ（ｌｉｑｕｉｄ－ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）（ＬＣＤ）の技術を用いる場合がある。それらは発光しないため、ＬＣＤは、光をディスプレイの前方へ、及び／又は、後方から発する別の光源に依存する。いくつかのＨＭＤデバイスは、バックライト付きのＬＣＤを用いる。バックライト付きのＬＣＤアセンブリは、表示スクリーンの表面の後ろに配置された、ＬＣＤ層に向けて光を発して表示用のピクセルを照らす光源（例えば、バックライト）を含む。光源の例は、冷陰極蛍光灯（ｃｏｌｄ ｃａｔｈｏｄｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌａｍｐ）（ＣＣＦＬ）、外部電極型蛍光灯（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌａｍｐ）（ＥＥＦＬ）、熱陰極蛍光灯（ｈｏｔ－ｃａｔｈｏｄｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌａｍｐ）（ＨＣＦＬ）、フラット型蛍光灯（ｆｌａｔ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌａｍｐ）（ＦＦＬ）、発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）（ＬＥＤ）、又は、これらの任意の組合せ、を含む場合がある。
コンテンツ適応型バックライト制御（Ｃｏｎｔｅｎｔ ａｄａｐｔｉｖｅ ｂａｃｋｌｉｇｈｔ ｃｏｎｔｒｏｌ）（ＣＡＢＣ）は、ＬＣＤアセンブリのバックライトによって発される光の量を制御する技術であり、例えば、画像のクオリティを強化し、及び／又は、電力を節約する。例えば、ＬＣＤアセンブリは、調光信号によってバックライトの明るさを制御するインバータを備える場合がある。調光信号はパルス幅変調（ｐｕｌｓｅ－ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｅｄ）（ＰＷＭ）波形である場合があり、インバータは、調光信号のデューティ比に基づいてバックライトのオンとオフを繰り返し切り替える場合がある。調光の量は、表示されている画像の明るさ（例えば、ピクセル強度）に基づく場合がある。例えば、より暗い画像は、相対的に薄暗いバックライトを用いて正確に再生される場合がある。しかしながら、バックライトからの明かりの量が不十分である場合に、より明るい画像は「クリップ」された結果として色が褪せる場合がある。
従来のＣＡＢＣ技術は、（例えば、ＨＭＤドライバに設けられた）ＬＣＤアセンブリのディスプレイドライバによって実装されていた。例えば、ディスプレイドライバはＬＣＤに表示される画像を解析する場合があり、対応する画像を表示するときに用いられるバックライト強度を決定する場合がある。バックライト強度は表示時に算出されるため、バックライトに供給される調光信号は、ＬＣＤに供給されるピクセル更新に対して少なくとも１フレーム遅延する。言い換えると、現在のフレームについて実施されているバックライトの調光信号は、以前のフレームからの画像データに基づいて算出されている場合がある。この遅延は、ＨＭＤデバイスのユーザにとって他のＬＣＤの活用例（例えば、テレビ、コンピュータのモニタ、モバイル機器のスクリーン、等）より気が付きやすいアーティファクトを生じ得る。
本概要は、以下の詳細な説明でさらに説明される、概念の選択を単純化された形態で紹介するために提供される。本概要は、特許請求の範囲の鍵となる構成や必須の構成を特定することを意図せず、請求された主題の範囲を限定することを意図していない。
本開示の主題の革新的な一態様は、複数のピクセル要素を含む表示面と、表示面を照らすように構成されたバックライトと、を備える表示デバイスとして実装可能である。表示デバイスのディスプレイドライバは、表示面上に画像を表示するためのピクセルデータと、画像を表示するときにバックライトを調節するためのバックライト設定データと、を含む表示データのフレームを受信するように構成される。表示デバイスは、ピクセルデータを用いて、複数のピクセル要素を更新し、バックライト設定データを用いてバックライト強度を更新する、ように更に構成される。より詳細には、受信した表示データのフレームについて、バックライト及び複数のピクセル要素の更新が同時に実行される。
いくつかの実施形態では、バックライト設定データが、画像の非表示領域に対応するピクセルデータの部分として符号化され得る。いくつかの態様では、ピクセルデータの一部が、画像の非表示領域に対応し得る。その上更に、いくつかの態様では、バックライト設定データが、ピクセル毎２ビットのスパース符号化技術に従って符号化され、ビットの各パターンが異なるピクセルの色で表され得る。
表示データのフレームが、全視野（ｆｕｌｌ ｆｉｅｌｄ－ｏｆ－ｖｉｅｗ）（ＦＦＯＶ）画像と、中心視画像と、を含むフレームバッファ画像に対応する場合がある。いくつかの実施形態では、表示デバイスが、フレームバッファ画像のアスペクト比に少なくとも部分的に基づいて、バックライト設定データに対応するピクセルデータの部分を同定する、ように更に構成され得る。いくつかの態様では、表示デバイスは、フレームバッファ画像のアスペクト比に基づいて、中心視画像に関するＦＦＯＶ画像の位置を決定し、ＦＦＯＶ画像の位置に基づいて、バックライト設定データと対応するピクセルデータの部分を同定する場合がある。
いくつかの実施形態では、バックライト設定データが、ＦＦＯＶ画像の角において符号化される場合がある。いくつかの態様では、フレームバッファ画像のアスペクト比が表示面のアスペクト比と一致するときに、中心視画像がＦＦＯＶ画像と統合される場合がある。いくつかの他の態様では、フレームバッファ画像のアスペクト比が表示面のアスペクト比と異なるときに、中心視画像がＦＦＯＶ画像から分離される場合がある。
本開示の主題の革新的な他の態様は、ホストデバイスと表示デバイスとを備えるシステムとして実装可能である。ホストデバイスは、画像ソースから画像データを受信するように構成される。いくつかの実施形態では、ホストデバイスは、受信した画像データに基づいて画像を表示するためのピクセルデータを描写する場合がある。ホストデバイスは、受信した画像データに基づいて画像の明るさを調節するためのバックライト設定データを更に描写する場合がある。ホストデバイスは、ピクセルデータとバックライト設定データとを含むフレームバッファ画像を生成し、通信リンクを介してフレームバッファ画像を伝達する場合がある。表示デバイスは表示面とバックライトとを備える。いくつかの実施形態では、表示デバイスは、フレームバッファ画像を、通信リンクを介して受信するように構成される場合がある。表示デバイスは、更に、受信したフレームバッファ画像におけるピクセルデータを用いて、表示面の複数のピクセル要素を更新し、受信したフレームバッファ画像におけるバックライト設定データを用いてバックライトの強度を更新する。
いくつかの実施形態では、ホストデバイスは、バックライト設定データを、フレームバッファ画像の非表示領域におけるピクセルデータの部分として符号化する、ことによりフレームバッファ画像を生成する場合がある。
いくつかの態様では、バックライトが個別の光源のアレーを備える場合がある。したがって、いくつかの実施形態では、ホストデバイスは、個別の光源のそれぞれの強度をそれぞれに示すバックライト画像を生成することで、バックライト設定データを描写する場合がある。ホストデバイスは、更に、圧縮技術を用いてバックライト画像を圧縮し、展開技術を用いてバックライト画像を展開する場合がある。バックライト設定データが、展開されたバックライト画像に対応する場合がある。
いくつかの実施形態では、ホストデバイスは、圧縮技術を用いてフレームバッファ画像を圧縮し、通信リンクを介して圧縮されたフレームバッファ画像を伝達する、ことによりフレームバッファ画像を伝達する場合がある。いくつかの実施形態では、表示デバイスは、通信リンクを介して圧縮されたフレームバッファ画像を受信し、展開技術を用いて受信したフレームバッファ画像を展開する、ことによりフレームバッファ画像を受信する場合がある。
示された実施形態は、例として図示されており、添付の図面の図によって限定されることを意図されたものでは無い。
図１は、本実施形態を実装し得る表示システムの例を示す。
図２は、いくつかの実施形態に係る、例示的なバックライト制御器のブロック図を示す。
図３は、いくつかの実施形態に係る、表示デバイスのバックライト制御を提供するホストデバイスを含む表示システムの例を示す。
図４は、いくつかの実施形態に係る、表示デバイス上に表示され得る画像の例を示す。
図５は、いくつかの実施形態に係る、埋め込まれたバックライト設定を有するフレームバッファ画像の例を示す。
図６は、いくつかの実施形態に係る、埋め込まれた中心の座標及びバックライト設定を有するフレームバッファ画像の例を示す。
図７は、いくつかの実施形態に係る、ローカル調光アレーのための例示的なバックライト制御器のブロック図を示す。
図８は、いくつかの実施形態に係る、ローカル調光アレーを有する例示的な表示システムのブロック図を示す。
図９Ａは、いくつかの実施形態に係る、表示デバイスにおける、ディスプレイドライバ、ディスプレイ、及び、バックライトの間の例示的なタイミングの関係を示すタイミング図を示す。 図９Ｂは、いくつかの実施形態に係る、表示デバイスにおける、ディスプレイドライバ、ディスプレイ、及び、バックライトの間の例示的なタイミングの関係を示すタイミング図を示す。
図１０は、ホストデバイス上での、バックライト設定データを有するフレームバッファ画像を生成する例示的な演算を示す例示的なフローチャートである。
図１１は、ホストデバイスから受信したフレームバッファ画像を用いた、表示面及びバックライトを同時に更新する例示的な演算を示す例示的なフローチャートである。
以下の説明では、本開示の十分な理解を提供するために、具体的なコンポーネント、回路、及び、処理の例のような、多くの具体的な詳細が示される。ここで使われる「接続された」という言葉は、直接に接続されている、又は、仲介する１以上のコンポーネント又は回路を介して接続されていることを意味する。「電子システム」や「電子デバイス」という言葉は、情報を電子的に処理可能な任意のシステムを示すために、互換可能に用いられる場合がある。更に、以下の説明において、及び、説明を目的として、本開示の態様の十分な理解を提供するために、特定の命名法が用いられる。しかし、例示的な実施形態を実施するためには、これらの具体的な詳細が必要でない場合があることが当業者には明らかであろう。他の例では、本開示が不明確になることを避けるために、周知の回路及びデバイスがブロック図の形式で示される。以下の詳細な説明のいくつかの部分は、過程、論理ブロック、処理、及び、コンピュータのメモリ内のデータービットへの操作を他の記号で表現したもの、という形で提示されている。
これらの説明及び表現は、データ処理技術の当業者によって、彼らの仕事の実質をもっとも効果的に他の当業者に伝えるために用いられる手段である。本開示においては、過程、論理ブロック、又は、処理等は、所望の結果を導くステップ又は命令の自己無撞着なシークエンスとなるように考案された。当該ステップは、物理量の物理的な操作を必要とするステップである。通常、必須ではないものの、これらの量はコンピュータシステムにおいて、記憶、送信、合成、比較、及び他の操作が可能な電子的又は磁気的な信号の形態を取る。しかしながら、これら及び同様の文言の全てが、適切な物理量と関連付けられるべきであり、かつ、これらの量に適用される便利なラベルに過ぎないということが留意されるべきである。
後述の議論から明らかなように、特にそうでないと述べられていない場合には、本出願を通して、「アクセスする」、「受信する」、「送信する」、「用いる」、「選択する」、「決定する」、「正規化する」、「乗算する」、「平均する」、「モニタする」、「比較する」、「適用する」、「更新する」、「計測する」、「導出する」、等のような表現を用いて行われる議論は、コンピュータシステム（又は同様の電子計算デバイス）によるアクション及び処理を参照していると認められる。これらのアクション及び処理は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内の物理（電気）量として示されるデータを、コンピュータシステムのメモリ又はレジスタ、又は他のそのような情報ストレージ、伝送器、又は表示装置内の物理量として同様に示される他のデータに操作及び変換する。
図において、単一のブロックが一又は複数の機能を実行するように説明される場合がある。しかし、実際の実施においては、そのブロックによって実行される一又は複数の機能は、単一のコンポーネントによって、あるいは複数のコンポーネントにまたがって実行される場合があり、及び／又は、ハードウェアを用いて、ソフトウェアを用いて、又は、ハードウェア及びソフトウェアの組合せを用いて実行される場合がある。このハードウェアとソフトウェアの互換可能性を明確に示すために、様々な例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、及び、ステップが、それらの機能性の観点から、以下で一般に説明される。そのような機能性がハードウェア又はソフトウェアのいずれとして実装されるかは、特有の用途と、システム全体に課せられる設計上の制約と、に依存する。熟練した技術者は、説明された機能性を各特有の用途に応じた多様な方法で実装し得るが、そのような実装の決定が、本発明の範囲からの逸脱を起こすと解釈されてはならない。さらに、例示的な入力デバイスは、プロセッサ、及び、メモリ等といった周知のコンポーネントを含む、示されたものとは異なるコンポーネントを含む場合がある。
ここで説明される技術は、特定の態様で実装されると特に記述されない場合は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの組み合わせとして実装し得る。モジュール又はコンポーネントとして説明された任意の構成は、集積ロジックデバイスに一緒に実装されることがあり、又は、別々だが相互に情報交換可能な論理デバイス、として別々に実装されることがある。ソフトウェアとして実装された場合、この技術は、少なくとも部分的に、実行されたときに後述される方法のうち１以上を実施する命令を保存する非一時的なプロセッサ読取り可能な記憶媒体によって実現され得る。この非一時的なプロセッサ読取り可能なデータ記憶媒体は、コンピュータプログラム製品の部分を形成する場合がある。コンピュータプログラム製品は、パッケージされた商品を含み得る。
非一時的なプロセッサ読取り可能な記憶媒体は、同期ダイナミックランダムアクセスメモリ（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）（ＳＤＲＡＭ）のようなランダムアクセスメモリ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ｎｏｎ－ｖｏｌａｔｉｌｅ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）（ＮＶＲＡＭ）、電子的消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、他の既知の記憶媒体、等、を備える場合がある。本技術は追加的に、あるいは代替的に、少なくとも一部が、コードを命令又はデータ構造の形で伝達または通信し、かつ、コンピュータ又は他のプロセッサによってアクセス、読取り、及び／又は、実行可能な、プロセッサ読取り可能な通信媒体によって実現され得る。
本明細書で開示される実施形態に関して説明される様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、及び、命令は、１以上のプロセッサによって実行され得る。本明細書で用いられる「プロセッサ」という言葉は、任意の汎用プロセッサ、従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、及び／又は、メモリに記憶された１以上のソフトウェアプログラムのスクリプト又は命令を実行可能な状態機械、を示す場合がある。本明細書で用いられる「電圧源」という言葉は、直流（ｄｉｒｅｃｔ－ｃｕｒｒｅｎｔ）（ＤＣ）の電圧源、交流（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ－ｃｕｒｒｅｎｔ）（ＡＣ）の電圧源、又は、（接地のような）電位を生成する他の手段を示す場合がある。
図１は、本実施形態が実装され得る例示的な表示システム１００を示す。表示システム１００は、ホストデバイス１１０と、表示デバイス１２０と、を備える。表示デバイス１２０は、画像、又は、一連の画像（例えば、ビデオ）をユーザに表示するように構成された任意のデバイスであり得る。いくつかの実施形態では、表示デバイス１２０は、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）デバイスである場合がある。いくつかの態様では、ホストデバイス１１０は、表示デバイス１２０の物理的な一部として実装され得る。あるいは、ホストデバイス１１０は、バスやネットワークのような様々な有線及び／又は無線の相互接続及び通信技術を用いて、表示デバイス１２０の構成要素に対して接続される（及び構成要素と通信する）場合がある。例示的な技術は、集積回路間（Ｉｎｔｅｒ－Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）（Ｉ２Ｃ），シリアル・ペリフェラル・インターフェース（Ｓｅｒｉａｌ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）（ＳＰＩ）、ＰＳ／２、ユニバーサルシリアルバス（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ ｂｕｓ）（ＵＳＢ）、ブルートゥース（登録商標）、赤外線データ通信（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）（ＩｒＤＡ）、及び、ＩＥＥＥ８０２．１１基準で定義された様々な無線周波数（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）（ＲＦ）通信プロトコルを含み得る。図１の例では、ホストデバイス１１０とＨＭＤデバイス１２０とは、別々の機器として示されている。しかしながら、実際の実装では、ホストデバイス１１０とＨＭＤデバイス１２０とは、同じ物理装置筐体内の分離されたコンポーネントである場合がある。
ホストデバイス１１０は、画像ソースデータ１０１を画像ソース（シンプルにするために図示せず）から受信し、表示デバイス１２０において表示するために（例えば、表示データ１０２として）画像ソースデータ１０１を描写する。いくつかの態様では、ホストデバイス１１０は、画像ソースデータ１０１を表示デバイス１２０の１以上の能力に従って処理するように構成された描写エンジン１１２を備える場合がある。例えば、いくつかの態様では、表示デバイス１２０はユーザの目の位置に基づいて動的に更新された画像をユーザに表示する場合がある。より詳細には、表示デバイス１２０は、ユーザの目の動きを追跡する場合があり、画像のうちユーザが凝視する点と一致する部分（例えば、中心視領域）を、画像の他の領域（例えば、フルフレーム画像）よりも高い解像度で表示する場合がある。そのため、いくつかの実施形態では、描写エンジン１１２は、フルフレーム画像の中心視領域に重ねる高解像度の中心視画像を生成する場合がある。いくつかの実施形態では、描写エンジン１１２は、フルフレーム画像を表示デバイス１２０において（例えば、中心視画像よりも低解像度で）表示するためにスケーリングする場合がある。
表示デバイス１２０は、表示データ１０２をホストデバイス１１０から受信し、受信した表示データ１０２に基づいて、対応する画像をユーザに表示する。いくつかの実施形態では、表示デバイス１２０はディスプレイ１２２と、バックライト１２４と、を備える場合がある。ディスプレイ１２２は、画像又は画像のシークエンスをユーザに表示可能な任意の種類の動的なディスプレイであってもよい。表示スクリーン技術の適切な技術の例は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ｏｒｇａｎｉｃ ＬＥＤ）（ＯＬＥＤ）、ブラウン管（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）（ＬＣＤ）、プラズマ、及び、エレクトロルミネッセンス（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）（ＥＬ）を含み得るが、これに限られない。
いくつかの実施形態では、ディスプレイ１２２は、表示パネルの一方の表面から他方へと通過する光の量を（例えば、各ピクセル要素に印加される電圧又は電場に応じて）変化可能にするように構成されたピクセル要素（例えば、液晶セル）のアレーから形成された液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルである場合がある。例えば、表示デバイス１２０は、各ピクセル要素に適切な電圧を印加して、フルフレーム画像に重ねられた中心視画像を含む合成された画像をディスプレイ１２２上で描写する場合がある。上述したように、ＬＣＤは発光しないため、画像がユーザに視認可能になるように、ピクセル素子を照らす別個の光源に依存する。
バックライト１２４は、背後からピクセル要素を照らすために、ディスプレイ１２２に近接して配置される場合がある。バックライト１２４は、冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）、外部電極型蛍光灯（ＥＥＦＬ）、熱陰極蛍光灯（ＨＣＦＬ）、フラット型蛍光灯（ＦＦＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、又は、これらの任意の組合せ（しかしこれに限定されない）を含む１以上の光源を備える場合がある。いくつかの態様では、バックライト１２４は、ディスプレイ１２２の異なる領域に異なるレベルの照明を供給可能な（ＬＥＤのような）個別の光源のアレーを備える場合がある。いくつかの実施形態では、表示デバイス１２０は、例えば、画像の品質向上又は消費電力の節約のために、バックライト１２４の強度又は明るさを動的に変更可能なインバータ（シンプルにするために図示せず）を備える場合がある。
上記で説明したように、バックライト１２４の強度は、ディスプレイ１２２で再生される画像又はビデオの品質に影響し得る。例えば、ある閾値を超えてバックライト１２４を調光すると、ディスプレイ１２２の１以上のピクセルがクリップされ、色あせが生じ得る。一方、バックライト１２４の強度をフレーム毎に顕著な量で変動させると、強くユーザの気をそらし得るフリッカー効果を生じる場合がある。そのため、いくつかの実施形態では、表示システム１００は、そのようなアーティファクトの発生を低減し、及び／又は、それらがユーザの視聴体験を阻害することを防ぐために、バックライト１２４の強度を動的に設定可能なバックライト制御器（シンプルにするために図示せず）を備える場合がある。
図２は、いくつかの実施形態に係る、例示的なバックライト制御器のブロック図を示す。いくつかの実施形態では、バックライト制御器２００は、特定の画像又はフレームを表示するときに望ましい（例えば、最適な）バックライト強度を決定するために、図１の表示システム１００に含まれるか、表示システム１００によって実装され得る。より詳細には、バックライト制御器２００は、ディスプレイ１２２において描写される画像又はフレームに関するピクセル情報に少なくとも部分的に基づいて、バックライト１２４の強度又は照明量を決定する場合がある。バックライト制御器２００は、画像解析モジュール２１０、色制御モジュール２２０、フリッカー制御モジュール２３０、及び、ピクセル修正モジュール２４０を備える場合がある。
画像解析モジュール２１０は、対応する表示デバイス（例えば、ディスプレイ１２２）によって表示される画像に関する画像データ２０１を受信する場合があり、受信した画像データ２０１に基づいて、画像についてのピクセル強度情報２０２を決定する場合がある。上記で説明したように、ディスプレイ１２２は、ピクセル要素（例えば、液晶セル）のアレーを備えるＬＣＤ表示パネルである場合がある。各ピクセル要素は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び、青色（Ｂ）のサブピクセルを含む（しかしこれに限定されない）複数のサブピクセルをさらに備える場合がある。画像データ２０１は、表示される画像のサブピクセルについてのＲ、Ｇ、及び、Ｂの値を含む場合がある。より詳細には、Ｒ、Ｇ、及び、Ｂの値は、各ピクセルの明るさのレベル（又は濃度のレベル）を示す場合がある。そのため、いくつかの態様では、画像解析モジュール２１０は、受信した画像データ２０１のＲ、Ｇ、及び、Ｂの値についての加重和値（又は平均値）に基づいて、各ピクセルの明るさ（又は濃度）のレベルを示すピクセル強度情報２０２を生成する場合がある。
色制御モジュール２２０は、画像解析モジュール２１０からピクセル強度情報２０２を受信する場合がある。また、色制御モジュール２２０は、ピクセル強度情報２０２に基づいて、閾値バックライト強度２０３を決定する場合がある。いくつかの実施形態では、色制御モジュール２２０は、（例えば、ピクセル強度情報２０２から取得した）各ピクセルの明るさのレベルのヒストグラムをベースとした解析を実行して、閾値バックライト強度２０３を決定する場合がある。より具体的には、ヒストグラムは、表示される画像のピクセルの明るさの分布を表す場合がある。より詳細には、ヒストグラムは、画像における明るさのレベルそれぞれの頻度（例えば、関連するピクセルの数）を示す場合がある。色制御モジュール２２０は、画像のピクセルの明るさの分布を解析し、表示される画像全体の明るさの指標を決定する場合がある。そして、色制御モジュール２２０は、画像の明るさの指標に基づいて、閾値バックライト強度２０３を決定する場合がある。例えば、閾値バックライト強度２０３は、バックライト強度の画像の明るさの指標を達成あるいは維持可能な最低値に対応する場合がある。
上記で説明したように、特定の閾値を超えてバックライトを調光すると、ディスプレイの１以上のピクセルがクリップされる原因になり、色褪せが生じる場合がある。言い換えると、バックライト強度は、液晶セルにより高い（あるいは、より低い）電圧を印加することによってピクセルの明るさを更に強めることができないときには、（ピクセルの強度にとって）制限要素となる。そのため、いくつかの態様では、色制御モジュール２２０は画像の明るさの指標を、ピクセルの明るさの分布において観測される最も明るいピクセル強度に従って設定することにより、色褪せを防ぐ場合がある。例えば、画像内の最も明るいピクセルが最大明るさレベルの８０％であったときに、画像全体の明るさの指標は８０％として特徴づけられる場合がある。このとき、閾値バックライト強度２０３は、バックライトに達成可能な最大明るさの８０％に設定され得る。
しかしながら、ある程度の色褪せは人間の目にとって視覚的に目立たない場合がある。そのため、いくつかの態様では、色制御モジュール２２０は、バックライト強度を更に低減するために、いくつかのピクセルがクリップされることを許容する場合がある。例えば、色制御モジュール２２０は、画像全体の明るさの指標を、画像内の各ピクセルの明るさの平均値（又は、加重平均値）に基づいて算出する場合がある。例えば、ピクセルの明るさの平均が最大明るさレベルの６０％であることをピクセルの明るさの分布が示すときに、画像全体の明るさの指標は６０％として特徴づけられる場合がある。このとき、閾値バックライト強度２０３は、バックライトが達成可能な最大明るさの６０％に設定され得る。
フリッカー制御モジュール２３０は、色制御モジュール２２０から閾値バックライト強度情報２０３を受信する場合がある。また、フリッカー制御モジュール２３０は、現在の画像又はフレームに関する最終的なバックライト強度２０４を決定する場合がある。いくつかの実施形態では、フリッカー制御モジュール２３０は、シークエンスにおける以前の一以上の画像又はフレームに関するバックライト強度の履歴分析を行い、現在の画像又はフレームについてのバックライト強度２０４を決定する場合がある。上記で説明したように、バックライト強度をフレーム毎に顕著な量で変動させると、強くユーザの気をそらし得るフリッカー効果を生じる場合がある。そのため、いくつかの実施形態では、フリッカー制御モジュール２３０は、表示される画像のフリッカーを低減するために、バックライト強度の如何なるの変化も“平滑化する”場合がある。
いくつかの態様では、フリッカー制御モジュール２３０は、バックライトの強度の変化が漸進的に生じることを保証する。例えば、フリッカー制御モジュール２３０は、バックライト強度の閾値２０３と、１以上の以前のフレームに関するバックライト強度と、の平均値（又は加重平均値）に基づいて、現在のフレームについてのバックライト強度２０４を算出する場合がある。このため、直前のバックライト強度がバックライトの最大明るさの１００％に設定され、現在のフレームについてのバックライト強度の閾値２０３が６０％に設定されているとき、フリッカー制御モジュール２３０は、現在のフレームについての最終的なバックライト強度２０４を、バックライトの最大明るさの８０％に設定する場合がある。
いくつかの他の態様では、フリッカー制御モジュール２３０は、バックライト強度が閾値量を超えて変化しないことを保証する場合がある。例えば、バックライト強度の閾値２０３が１以上の以前のフレームのバックライト強度から閾値量（例えば、±１０％）を超えて相違している場合、フリッカー制御モジュール２３０は、バックライト強度の変動を該閾値量で制限する場合がある。そのため、直前のフレームに関するバックライト強度がバックライトの最大明るさの１００％に設定され、現在のフレームについての閾値バックライト強度２０３が６０％に設定されているとき、フリッカー制御モジュール２３０は、現在のフレームについての最終的なバックライト強度２０４を（例えば、バックライト強度における閾値変動が±１０％に制限されていると仮定すると）９０％に設定する場合がある。
ピクセル修正モジュール２４０は、バックライト強度情報２０４をフリッカー制御モジュール２３０から、ピクセル強度情報２０２を画像解析モジュール２１０から受信する場合がある。また、ピクセル修正モジュール２４０は、現在の画像又はフレームに関する１以上のピクセル調節値２０５を決定する場合がある。いくつかの実施形態では、ピクセル調節値２０５は、ディスプレイのピクセル要素を制御する電圧を、バックライトに適用される調光量に比例して調節するために用いられる場合がある。上記で説明したように、ピクセル要素に印加される電圧は、その特定のピクセル要素がディスプレイの表面へ向けて（たとえば、バックライトからの）光を透過する量を決定する。バックライト強度を低減することは、当然、ピクセルの明るさを低減することにつながる。低減されたバックライトの明るさを補償するために、１以上のピクセルの電圧を増加（又は低減）して、ピクセルをより多くの光に透過させることが望まれ得る。
そのため、特定のピクセルの所望の明るさ（例えば、ピクセル強度情報２０２に由来するような）に依存して、ピクセル修正モジュール２４０は、例えば、表示される画像に関連する（例えば、バックライト強度情報２０４に由来するような）バックライトの明るさを保証するために、そうでなければその特定のピクセルに印加される電圧を選択的に調節する場合がある。例えばバックライト強度２０４が（その最大明るさと比較して）１０％低減されるときに、ピクセル修正モジュール２４０は、１以上のピクセル要素に印加される電圧が（例えば、さらに１０％の光を透過するように）比例的に増加されるべきであると決定する場合がある。
バックライト強度情報２０４及びピクセル調節値２０５は、総合すると、ディスプレイのピクセル要素とディスプレイに関するバックライトを制御するために用いられ得るバックライト設定に対応する。例えば、バックライト強度情報２０４は、（例えば、ＰＷＭ制御信号を用いて）バックライト１２４を動的に調光するために、表示デバイス１２０のインバータに供給される場合がある。同様に、ピクセル調節値２０５は、調節された電圧を（例えば、それぞれのゲートラインとソースラインを介して）対応するピクセル要素に印加するために、表示デバイス１２０のゲートラインドライバ又はソースラインドライバに供給される場合がある。
従来の表示システムでは、バックライト制御器２００は、表示デバイス（例えば、表示デバイス１２０）内に存在するディスプレイドライバ上に設けられる（又は、ディスプレイドライバによって実現される）。そのため、ディスプレイドライバは、ホストから受信した表示データの各フレームを同時に描写しながら、（例えば、バックライト強度情報２０４とピクセル調節値２０５を含む）バックライト設定を生成する場合がある。しかしながら、バックライト設定はすでに表示されているフレームに基づいて決定されるため、バックライト強度情報２０４及びピクセル調節値は、ピクセルアレーに供給される制御情報に対して少なくとも１フレーム遅延し得る。言い換えると、特定のフレームから生成されたバックライト強度情報２０４及びピクセル調節値２０５は、実際には、シークエンスにおける次のフレームを表示するときに履行される。この遅延は、他の表示装置（例えば、テレビ、コンピュータモニタ、携帯デバイスのスクリーン、等）よりも、ＨＭＤデバイスのユーザにとってはるかに目立つアーティファクトを生じ得る。
いくつかの実施形態では、バックライト制御器２００は、ホストデバイス１１０上に設けられる（または、ホストデバイス１１０によって実現される）場合がある。例えば、ホストデバイス１１０は、表示デバイス１２０において表示するための画像ソースデータ１０１を処理する間に、バックライト強度情報２０４及びピクセル調節値２０５を同時に生成する場合がある。そして、ホストデバイス１１０は、バックライト強度情報２０４及びピクセル調節値２０５を、表示データ１０２と共に、表示デバイス１２０に送信する場合がある。いくつかの実施形態では、バックライト強度情報２０４及びピクセル調節値２０５を（下記でさらに詳細に説明するように）表示データ１０２の中に記録する場合がある。そのため、ホストデバイス１１０から表示データ１０２を受信したときに、表示デバイス１２０は、その特定のフレームについて、正しいピクセル調節値２０５と、バックライト１２４を制御するためのバックライト強度情報２０４と、を用いてディスプレイ１２２上で対応する画像を描写し得る。
図３は、いくつかの実施形態に係る、表示デバイス３２０のバックライト制御を提供するホストデバイス３１０を含む表示システム３００の例を示す。表示システム３００は、図１の表示システム１００の例示的な実施形態である場合がある。従って、表示デバイス３２０は、画像、又は、画像のシークエンス（例えば、ビデオ）をユーザに表示するように構成された任意のデバイスであり得る。いくつかの実施形態では、表示デバイス３２０はヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）デバイスである場合がある。さらに、いくつかの態様では、ホストデバイス３１０は、表示デバイス３２０の物理的な一部として実装され得る。あるいは、ホストデバイス３１０は、バスやネットワークのような様々な有線及び／又は無線の相互接続及び通信技術を用いて、表示デバイス３２０の構成要素に対して接続される（及び構成要素と通信する）場合がある。
ホストデバイス３１０は、画像ソースデータ３０１を画像ソース（シンプルにするために図示せず）から受信し、表示デバイス３２０において表示するために（例えば、表示データ３０５として）画像ソースデータ３０１を描写する。いくつかの実施形態では、ホストデバイス３１０は、ユーザの目の位置及び／又は運動に基づいて、表示デバイス３２０作動中に、画像ソースデータ３０１を動的に描写する場合がある。例えば、ホストデバイス３１０は、画像のうちユーザが凝視する点と一致する部分（例えば、中心視領域）を、画像の他の領域（例えば、フルフレーム画像）よりも高い解像度で表示する場合がある。画像全体の解像度は、事前の描写、記憶装置の要求、及び／又は、表示デバイス３２０のディスプレイの解像度に依存し得る。例えば、図４は、いくつかの実施形態に係る、表示デバイス３２０上に表示され得る合成画像４００の例を示す。合成画像４００は、全視野（ＦＦＯＶ）画像４０２に統合された中心視画像４０４を含むように示されている。いくつかの態様では、合成画像４００は（例えば、表示デバイス３２０の、単一の表示パネル又は表示面において）ユーザの両方の目に表示され得る。他の態様では、合成画像４００のバリエーションが異なる目に（例えば、表示デバイス３２０の複数の表示パネル又は表示面を用いて）表示される場合がある。
ＦＦＯＶ画像４０２は、ユーザの視線４０８の周辺に広がる。そのため、ＦＦＯＶ画像４０２は、表示デバイス３２０の表示領域の（全体で無い場合は）大半にわたって表示されるフルフレーム画像に対応し得る。例えば、仮想現実環境においては、ＦＦＯＶ画像４０２が、任意の所与の瞬間にユーザの目によって視認される、観測可能な仮想又は現実の世界の範囲を示し得る。一方、中心視画像４０４は、ユーザの視線の中心視領域にのみ広がる。中心視領域は合成画像４００のうち、ユーザの目４０６のうち中心窩の部分（例えば、任意の所与の瞬間にユーザが最大の視力を持つと判断される領域）によって視認可能な部分に対応し得る。いくつかの実施形態では、中心視画像４０４は、中心視画像４０４は、エラー及び／又はアイトラッキングの遅延を埋め合わるために、ユーザの視線４０８のうち実際の中心視領域よりも大きい領域に広がる場合がある。
図４に示すように、中心視画像４０４は、合成画像４００のうち、ＦＦＯＶ画像４０２と比べて相対的に小さい領域を内包する場合がある。より詳細には、合成画像４００を生成する時、中心視画像４０４はＦＦＯＶ画像４０２の（例えば、ユーザの視線４０８のうち中心視領域に一致する）一部に重ねられる場合がある。中心視画像４０４がユーザの視力が最大となる領域に広がるため、中心視画像４０４はＦＦＯＶ４０２よりも高い解像度で描写される場合がある。このため、中心視画像４０４は、合成画像４００においてＦＦＯＶ画像４０２よりも鮮明に表示され得る。いくつかの実施形態では、中心視画像４０４は全体に均一な解像度を有し得る。他の実施形態では、中心視画像４０４は端部でスケーリングされた解像度を有する。例えば、中心視画像４０４の中心部は、中心視画像４０４のうち中心部より外側の領域（例えば、端部）よりも高い解像度で描写され得る。さらに、中心視画像４０４の端部、及び／又は、境界部は、合成画像４００を生成するときにＦＦＯＶ画像４０２に融合され得る。例えば、この融合は、中心視画像４０４とＦＦＯＶ画像４０２の間の境界をよりスムーズあるいはナチュラルにし得る。
図３に戻って、ホストデバイス３１０は、全視野（ＦＦＯＶ）描写エンジン３１２、中心視描写エンジン３１４、バックライト制御器３１６、及び、画像転送モジュール３１８を備える場合がある。ＦＦＯＶ描写エンジン３１２は、画像ソースデータ３０１に基づいて、ＦＦＯＶ画像３０２（例えば、図４のＦＦＯＶ画像４０２のような）を生成するように構成される。例えば、ＦＦＯＶ画像３０２は、表示デバイス３２０の表示領域の（全体で無い場合は）大半にわたって表示されるフルフレーム画像に対応し得る。ＦＦＯＶ画像３０２はユーザの視線の周辺に広がり得るため、ＦＦＯＶ描写エンジン３１２は、帯域幅を節約するために、ＦＦＯＶ画像３０２を相対的に低い解像度（例えば、画像ソースデータ３０１及び／又は表示デバイス３２０の最大解像度の半分）で描写する場合がある。
中心視描写エンジン３１４は、画像ソースデータ３０１に基づいて（図４の中心視画像４０４のような）中心視画像３０３を生成するように構成される。例えば、中心視画像３０３はユーザの視線の中心視領域にのみ広がる場合がある。中心視領域はユーザが最大の視力を持つと判断される領域に対応し得るため、中心視描写エンジン３１４は中心視画像３０３を相対的に高い解像度（例えば、画像ソースデータ３０１及び／又は表示デバイス３２０の最大解像度）で描写する場合がある。いくつかの実施形態では、中心視画像３０３は、エラー及び／又はアイトラッキングの遅延を補償するために、ユーザの視線の実際の中心視領域よりも大きい領域に広がる場合がある。いくつかの実施形態では、中心視画像３０３は全体に均一な解像度を有し得る。他の実施形態では、中心視画像３０３は端部でスケーリングされた解像度を有する。
バックライト制御器３１６は、画像ソースデータ３０１に基づいてバックライト設定３０４を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、図２のバックライト制御器２００がバックライト制御器３１６の例示的な実装であり得る。そのため、バックライト制御器３１６は、画像ソースデータ３０１に関連する画像を表示するときに用いられるバックライト強度を決定する場合がある。例えば、バックライト制御器３１６は、（例えば、画像ソースデータ３０１に基づいて）対応する画像が表示デバイス３２０に表示されるときに、（バックライト強度情報２０４のような）表示デバイス３２０のバックライトに適用される調光の量と、（ピクセル調節値２０５のような）表示デバイス３２０のディスプレイのピクセル要素に適用される電圧調節の量と、を決定する場合がある。そのため、いくつかの態様では、バックライト設定３０４はバックライト強度情報２０４及び／又はピクセル調節値２０５を含む場合がある。
画像転送モジュール３１８は、ＦＦＯＶ描写エンジン３１２の出力と、中心視描写エンジン３１４の出力と、バックライト制御器３１６の出力と、を表示デバイス３２０に伝達される表示データ３０５の単一フレームに合成するように構成される。例えば、画像転送モジュール３１８は、有線又は無線の通信媒体を介して通信するために、ＦＦＯＶ画像３０２、中心視画像３０３、及び、バックライト設定３０４を符号化及び又は圧縮する場合がある。より詳細には、画像転送モジュール３１８は、バックライト設定３０４をＦＦＯＶ画像３０２と中心視画像３０３と共に、同じチャンネルを介して（例えば、表示データ３０５として）伝達する。いくつかの実施形態では、画像転送モジュール３１８は、バックライト設定３０４をＦＦＯＶ画像３０２に記憶されたピクセルデータとして符号化する場合がある。これは、ホストデバイス３１０と表示デバイス３２０間の帯域及び又は通信の頻度を低減し得ると共に、バックライト設定３０４が受信された後に表示デバイス３２０によって関連する画像データ（例えば、ＦＦＯＶ画像３０２及び中心視画像３０３）と同時に処理されることを保証し得る。
図４を参照して、ＦＦＯＶ画像４０２（及び合成画像４００）はいくつかの非表示領域４１０を含み得る。いくつかの態様では、非表示領域４１０は、ピクセルデータが欠落した、ＦＦＯＶ画像４０２の使用されないピクセルに対応し得る。例えば、非表示領域４１０は、ＦＦＯＶ画像４０２をキャプチャするために用いられたカメラのレンズの光学的制限によって、ピクセルデータが欠落している場合がある。他のいくつかの態様では、非表示領域４１０は、ユーザによって視認され得ないＦＦＯＶ画像の領域に対応する場合がある。例えば、非表示領域４１０は、ディスプレイの湾曲、及び／又は、ＦＦＯＶ画像のうちユーザの視線４０８の周辺部を超えた領域と一致し得る。本開示の態様は、非表示領域４１０は表示デバイス３２０によって表示し得ない、及び／又は、ユーザによって視認され得ないため、ユーザの視聴体験に干渉せずにその中に付加的なピクセルデータを符号化し得ると認識している。そのため、画像転送モジュール３１８は、バックライト設定３０４をＦＦＯＶ画像３０２のうち１以上の非表示領域４１０において符号化する場合がある。
いくつかの実施形態では、画像転送モジュール３１８は、ＦＦＯＶ画像３０２と中心視画像３０３とを（図４の合成画像４００のような）合成画像に統合し、合成画像を単一のフレームとして表示のために表示デバイス３２０へと伝達する場合がある。例えば、図５は、ＦＦＯＶ画像３０２と中心視画像３０３とを統合するときに画像転送モジュール３１８によって生成され得るフレームバッファ画像５００の例を示す。フレームバッファ画像５００を生成するときに、画像転送モジュール３１８は最初にＦＦＯＶ画像３０２をそれが表示（例えば、ＦＦＯＶ画像５０４）されるべき解像度にアップスケールする場合がある。その後、画像転送モジュール３１８は、中心視画像３０３をＦＦＯＶ画像３０２に、重ね合わせ（例えば、中心視画像５０２）として統合する場合がある。いくつかの実施形態では、画像転送モジュール３１８は、バックライト設定３０４をフレームバッファ画像５００のうちＦＦＯＶ画像５０４の非表示領域に一致する部分において更に符号化する場合がある。図５の例では、バックライト設定５０６は、フレームバッファ画像５００の左上の角において符号化されている。
いくつかの実施形態では、バックライト設定５０６がピクセルデータとして符号化される場合がある。例えば、バックライト設定５０６は、フレームバッファ画像５００の最初の２ラインのうちの最初の３２ピクセルを用いて符号化される場合がある。いくつかの実装では、画像転送モジュール３１８は、ピクセル毎２ビットのスパース符号化技術を用いてバックライト設定５０６を符号化する場合がある。例えば、「００」のビットは黒のピクセルとして符号化される場合があり、「０１」のビットは赤のピクセルとして符号化される場合があり、「１０」のビットは緑のピクセルとして符号化される場合があり、そして、「１１」のビットは白のピクセルとして符号化される場合がある。スパース符号化は、圧縮、及び／又は、データパスにある他の処理に対してより大きい堅牢性を提供する場合がある。そのため、スパース符号化は、バックライト設定５０６が、表示ストリーム圧縮（ｄｉｓｐｌａｙ ｓｔｒｅａｍ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）（ＤＳＣ）及び／又は他の圧縮アルゴリズムあるいは技術に耐えるようにする場合がある。いくつかの実装では、バックライト設定５０６は、バックライトのバースト（例えば、１２ビット）が持続する時間の長さ、及び／又は、バックライトのバースト（例えば、１２ビット）を制御するＰＷＭ電流を指定する場合がある。例えば、該長さ又はＰＷＭ値は、バックライトの明るさ又は強度を設定するために調節され得る。
他のいくつかの実施形態では画像転送モジュール３１８は、ＦＦＯＶ画像３０２と中心視画像３０３を別々に、しかし同じフレームにおいて伝達する場合がある（例えば、ＦＦＯＶ画像３０２及び中心視画像３０３は同一のフレームバッファ画像の一部として連続して伝達される）。例えば、図６は、ＦＦＯＶ画像３０２を中心視画像３０３とは別個に転送する場合に、画像転送モジュール３１８によって生成され得るフレームバッファ画像６００の例を示す。フレームバッファ画像６００を生成するときに、画像転送モジュール３１８はＦＦＯＶ画像３０２をそれが表示（例えば、ＦＦＯＶ画像６０４）されるべき解像度にアップスケールしない場合がある。むしろ、ＦＦＯＶ画像３０２と中心視画像３０３は共に「ネイティブ」の解像度で伝達される。その結果、フレームバッファ画像６００を伝達するための帯域は、図５のフレームバッファ画像５００を伝達するために要する帯域より実質的に狭い場合がある。図６の例では、中心視画像３０３はフレームバッファ画像６００のうち第１部分（例えば、中心視画像６０２）において符号化される場合があり、ＦＦＯＶ画像３０２はフレームバッファ画像６００の第２部分（例えば、ＦＦＯＶ画像６０４）において符号化される場合がある。したがって、中心視画像６０２とＦＦＯＶ画像６０４は、画像転送モジュール３１８によって順次に（例えば、符号化の順に）伝達される場合がある。
いくつかの実施形態では、画像転送モジュール３１８は、ＦＦＯＶ画像６０４の中心視領域を指定する中心視座標６０８をフレームバッファ画像６００において更に符号化する場合がある。例えば、中心視座標６０８は表示デバイス３２０に対して、（図４の合成画像４００といった）合成画像がディスプレイ上に描写されているときに、中心視画像６０２をＦＦＯＶ画像６０４に関して何処に重ねるかを示す。いくつかの実施形態では、画像転送モジュール３１８は、フレームバッファ画像６００のうちＦＦＯＶ画像６０４の非表示領域に一致する部分において中心視座標６０８を符号化する場合がある。画像転送モジュール３１８は、フレームバッファ画像６００の同じ（又は異なる）部分においてバックライト設定３０４を更に符号化する場合がある。図６の例では、中心視座標６０８及びバックライト設定６０６はフレームバッファ画像６００の左上の角において符号化される。
いくつかの実施形態では、中心視座標６０８及び／又はバックライト設定６０６は、ピクセルデータとして符号化され得る。例えば、中心視座標６０８及び／又はバックライト設定６０６は、フレームバッファ画像６００の最初の２ラインの最初の３２ピクセルを用いて符号化される場合がある。図６の例では、中心視座標６０８はフレームバッファ画像６００の最初のライン上で符号化され、バックライト設定６０６はフレームバッファ画像６００の２番目のライン上で符号化されている。いくつかの実施形態では、画像転送モジュール３１８は、中心視座標６０８及び／又はバックライト設定６０６をピクセル毎２ビットのスパース符号化技術を用いて符号化する場合がある。例えば、「００」のビットは黒のピクセルとして符号化される場合があり、「０１」のビットは赤のピクセルとして符号化される場合があり、「１０」のビットは緑のピクセルとして符号化される場合があり、そして、「１１」のビットは白のピクセルとして符号化される場合がある。スパース符号化は、圧縮、及び／又は、データパスにある他の処理に対してより大きい堅牢性を提供する場合がある。そのため、スパース符号化は、中心視座標６０８及び／又はバックライト設定６０６が、表示ストリーム圧縮（ＤＳＣ）及び／又は他の圧縮アルゴリズムあるいは技術に耐えるようにする場合がある。
いくつかの実装では、中心視座標６０８は、ＦＦＯＶ画像６０４の中心視領域に関するピクセルの位置を少なくとも１つ同定し得る。例えば、いくつかの態様では、中心視座標６０８は中心視領域の特定の角又は中心のピクセルを同定する場合がある。他のいくつかの態様では、中心視座標６０８は中心視領域の境界を定義する一組のピクセルを同定し得る。いくつかの実装では、バックライト設定６０６は、バックライトのバースト（例えば、１２ビット）が持続する時間の長さ、及び／又は、バックライトのバースト（例えば、１２ビット）を制御するためのＰＷＭ電流を指定する場合がある。例えば、該長さ又はＰＷＭ値はバックライトの明るさ又は強度を設定するために調節され得る。
表示デバイス３２０は、表示データ３０５をホストデバイス３１０から受信し、対応する画像をユーザに表示する。いくつかの実施形態では、表示デバイス３２０はディスプレイドライバ３２２を備える場合がある。いくつかの実施形態では、ディスプレイ３２４は、表示パネルの一方の表面から他方へと通過する光の量を（例えば、各ピクセル要素に印加される電圧又は電場に応じて）変化可能にするように構成されたピクセル要素（例えば、液晶セル）のアレーから形成された液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルである場合がある。バックライト３２６は、冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）、外部電極型蛍光灯（ＥＥＦＬ）、熱陰極蛍光灯（ＨＣＦＬ）、フラット型蛍光灯（ＦＦＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、又は、これらの任意の組合せ（しかしこれに限定されない）を含む１以上の光源を備える場合がある。いくつかの態様では、バックライト３２６は、ディスプレイ３２４の異なる領域に異なるレベルの照明を供給可能な（ＬＥＤのような）個別の光源のアレーを備える場合がある。
ディスプレイドライバ３２２は、受信した表示データ３０５に基づいて１以上のピクセル制御信号３０６を生成し、ディスプレイ３２４のピクセル要素を更新する場合がある。ディスプレイドライバ３２２は、受信した表示データ３０５に基づいて１以上のバックライト制御信号３０７を生成して、バックライト３２６の明るさを調節する場合がある。例えば、表示データ３０５は、その中でＦＦＯＶ画像３０２が中心視画像３０３と既に統合されている（図５のフレームバッファ画像５００のような）フレームバッファ画像、又は、その中でＦＦＯＶ画像３０２が中心視画像３０３とは別に符号化されているフレームバッファ画像（例えば、図６のフレームバッファ画像６００）に対応する場合がある。いくつかの実施形態では、ディスプレイドライバ３２２は、受信した表示データ３０５をフレームバッファ画像のアスペクト比（又は表示フォーマット）に少なくとも部分的に基づいて、どのように処理するかを決定する場合がある。
例えば、フレームバッファ画像のアスペクト比がディスプレイ３２４のアスペクト比と一致している場合、ディスプレイドライバ３２２はＦＦＯＶ画像３０２と中心視画像３０３が既に（例えば、図５で示したような）合成画像に統合されていると決定する場合がある。そのため、ディスプレイドライバ３２２は、フレームバッファ画像をそのまま（例えば、ピクセル制御信号３０６を用いて）ディスプレイ３２４において描写する場合がある。ディスプレイドライバ３２２は更に、ＦＦＯＶ画像３０２の非表示領域に一致するフレームバッファ画像の部分（例えば、フレームバッファ画像の左上の角）において符号化されたバックライト制御データを探す場合がある。ディスプレイドライバは、バックライト設定データに含まれるバックライト強度情報に基づいて、適切な量の調光を（例えば、バックライト制御信号３０７を用いて）バックライト３２６に適用する場合がある。いくつかの実施形態では、ディスプレイドライバ３２２は、バックライト設定データに含まれるピクセル調節値に基づいて、ピクセル制御信号３０６の調節を更に実行する場合がある。
しかしながら、フレームバッファ画像のアスペクト比がディスプレイ３２４のアスペクト比と一致しない場合、ディスプレイドライバ３２２は、（例えば、図６に示したように）ＦＦＯＶ画像３０２及び中心視画像３０３が別個に符号化されていると決定する場合がある。そして、ディスプレイドライバ３２２は、フレームバッファ画像におけるそれらの相対的な位置に基づいて、フレームバッファ画像からのＦＦＯＶ画像３０２及び中心視画像３０３を解析する場合がある。ディスプレイドライバ３２２は、その後、ＦＦＯＶ画像３０２を、それがディスプレイ３２４において描写される解像度にアップスケールする場合がある。中心視画像３０３がディスプレイ３２４で描写される解像度で受信されるため、ディスプレイドライバ３２２は（例えば、ピクセル制御信号３０６を用いて）中心視画像３０３をＦＦＯＶ画像３０２に重ね合わせとし統合する場合がある。ディスプレイドライバ３２２は更に、ＦＦＯＶ画像３０２の非表示領域に一致するフレームバッファ画像の部分（例えば、フレームバッファ画像の中央上の部分）において符号化されたバックライト制御データを探す場合がある。その後、ディスプレイドライバは、バックライト設定データに含まれるバックライト強度情報に基づいて、適切な量の調光を（例えば、バックライト制御信号３０７を用いて）バックライト３２６に適用する場合がある。いくつかの実施形態では、ディスプレイドライバ３２２は、バックライト設定データに含まれるピクセル調節値に基づいて、ピクセル制御信号３０６の調節を更に実行する場合がある。
バックライト設定３０４が、ホストデバイス３１０において生成され、他の画像データ（例えば、ＦＦＯＶ画像３０２及び中心視画像３０３）と同時に同じチャンネルを介して（例えば、表示データ３０５として）表示デバイス３２０に伝達されるため、バックライト設定３０４は、表示デバイス３２０に受信された対応するＦＦＯＶ画像３０２及び中心視画像３０３との同期を保つ。このようにして、表示デバイス３２０は、バックライト設定３０４が取得された画像を表示するときに、そのバックライト設定３０４を適用する場合がある。このことは、表示デバイス３２０において表示される画像内のアーティファクトの頻度及び／又は重大度を低減し得る。更に、バックライト設定３０４をフレームバッファ画像において符号化することで、ホストデバイス３１０は表示デバイス３２０との通信の帯域及び又は通信の頻度を低減し得ると共に、バックライト設定３０４が、受信された後に表示デバイス３２０によって関連する画像データ（例えば、ＦＦＯＶ画像３０２及び中心視画像３０３）と同時に処理されることを保証し得る。
なお、いくつかの実装では、バックライト３２６は、ディスプレイ３２４の異なる領域に異なるレベルの照明を供給可能な（ＬＥＤのような）個別の光源のアレーを備える場合がある。例えば、光源はそれぞれ独立に制御されて、ピクセル要素のうち特定のサブセットに特定レベルの照明を供給する場合がある。それに応じて、バックライト設定３０４は、アレーにおける各光源に提供される照明のレベルを記述するバックライト「画像」を含む場合がある。本開示の態様は、（例えば、画像転送モジュール３１８を介する）バックライト設定３０４の圧縮がバックライト画像においてアーティファクトを生じ得ると認識している。そのため、表示デバイス３２０によって受信されたバックライト画像はホストデバイス３１０によって生成されたバックライト画像と異なる場合がある。そのため、いくつかの実施形態において、バックライト制御器３１６は（例えば、圧縮によって生じるバックライト画像内のアーティファクトを補償するために）、バックライト画像に関するピクセル調節値を予め歪めて、表示デバイス３２０による画像の明るさの正確な再現を保証する場合がある。
図７は、いくつかの実施形態に係る、ローカル調光アレーのための例示的なバックライト制御器７００のブロック図を示す。バックライト制御器７００は、図３のバックライト制御器３１６の例示的な実施形態である場合がある。例えば、バックライト制御器７００は、ディスプレイ３２４において描写される画像又はフレームに関するピクセル情報に少なくとも部分的に基づいて、バックライト３２６における別個の光源（例えば、ローカル調光アレー）それぞれについての強度又は照明の量を決定する場合がある。バックライト制御器７００は、画像解析モジュール７１０、色制御モジュール７２０、プリディストーションモジュール７３０、及び、ピクセル修正モジュール７４０を備える場合がある。
画像解析モジュール７１０は、対応する表示デバイス（例えば、ディスプレイ３２４）によって表示される画像に関する画像データ７０１を受信する場合があり、受信した画像データ７０１に基づいて、画像についてのピクセル強度情報７０２を決定する場合がある。いくつかの実施形態では、ディスプレイ７２４は、ピクセル要素（例えば、液晶セル）のアレーを備えるＬＣＤ表示パネルである場合がある。各ピクセル要素は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び、青色（Ｂ）のサブピクセルを含む（しかしこれに限定されない）複数のサブピクセルをさらに備える場合がある。画像データ７０１は、表示される画像のサブピクセルについてのＲ、Ｇ、及び、Ｂの値を含む場合がある。より詳細には、Ｒ、Ｇ、及び、Ｂの値は、各ピクセルの明るさのレベル（又は濃度のレベル）を示す場合がある。そのため、いくつかの態様では、画像解析モジュール７１０は、受信した画像データ７０１のＲ、Ｇ、及び、Ｂの値についての加重和（又は平均値）に基づいて、各ピクセルの明るさ（又は濃度）のレベルを示すピクセル強度情報７０２を生成する場合がある。
色制御モジュール７２０は、画像解析モジュール７１０からピクセル強度情報７０２を受信する場合がある。また、色制御モジュール７２０は、ピクセル強度情報７０２に基づいて、バックライト画像７０３を生成する場合がある。いくつかの実施形態では、色制御モジュール７２０は、（例えば、ピクセル強度情報７０２から取得した）各ピクセルの明るさのレベルのヒストグラムをベースとした解析を実行して、ローカル調光アレーにおける個別の光源それぞれに適したバックライト強度を決定する場合がある。例えば、ヒストグラムは、画像における明るさのレベルそれぞれの頻度（例えば、関連するピクセルの数）を示す場合がある。色制御モジュール７２０は、画像のピクセルの明るさの分布を解析して、画像のうちの照明可能領域のそれぞれ（例えば、個別の光源と一致するピクセルグループそれぞれ）の全体の明るさの指標を決定する場合がある。その後、色制御モジュール７２０は、画像の様々な明るさの指標に基づいて、バックライト画像７０３を生成する場合がある。例えば、バックライト画像７０３は、個別の光源それぞれについて、関連するピクセルのグループの明るさの指標を達成あるいは維持可能な最低のバックライト強度を示す場合がある。
上記で説明したように、特定の閾値を超えて特定の光源を調光すると、ディスプレイの１以上のピクセルがクリップされる原因になり、色褪せが生じる場合がある。言い換えると、光源の強度は、液晶セルにより高い（あるいは、より低い）電圧を印加することによってピクセルの明るさを更に増加することができないときには、（ピクセルの強度にとって）制限要素となる。そのため、いくつかの態様では、色制御モジュール７２０は、画像のうち照明可能領域の明るさの指標を、その領域に関するピクセルの明るさの分布において観測される最も明るいピクセル強度に従って設定することにより、色褪せを防ぐ場合がある。例えば、特定の領域内の最も明るいピクセルが最大明るさレベルの８０％であったときに、その領域全体の明るさの指標は８０％として特徴づけられる場合がある。それに応じて、その領域に一致する光源の強度は、（例えば、バックライト画像７０３において示されるように）その光源に達成可能な最大明るさの８０％に設定され得る。
しかしながら、ある程度の色褪せは人間の目にとって視覚的に目立たない場合がある。そのため、いくつかの態様では、色制御モジュール７２０は、バックライトの強度を更に低減するために、いくつかのピクセルがクリップされることを許容する場合がある。例えば、色制御モジュール７２０は、画像内の各照明可能領域全体の明るさの指標を、その領域内の各ピクセルの明るさの平均値（又は、加重平均値）に基づいて算出する場合がある。例えば、特定の領域についてピクセルの明るさの平均が最大明るさレベルの６０％であることをピクセルの明るさの分布が示すときに、その領域全体の明るさの指標は６０％として特徴づけられる場合がある。それに応じて、その領域に一致する光源の強度は、（例えば、バックライト画像７０３において示されるように）その光源が達成可能な最大明るさの６０％に設定され得る。
ピクセル修正モジュール７４０は、バックライト画像７０３を色制御モジュール７２０から、ピクセル強度情報７０２を画像解析モジュール７１０から受信する場合がある。また、ピクセル修正モジュール７４０は、現在の画像又はフレームに関する１以上のピクセル調節値７０４を決定する場合がある。いくつかの実施形態では、ピクセル調節値７０４は、ディスプレイのピクセル要素を制御する電圧を、バックライト内のそれぞれの光源に適用される調光量に比例して調節するために用いられる場合がある。上記で説明したように、ピクセル要素に印加される電圧は、その特定のピクセル要素がディスプレイの表面へ向けて光を透過する量（たとえば、光源からの）を決定する。バックライト強度を低減することは、当然、ピクセルの明るさを低減することにつながる。低減されたバックライトの明るさを補償するために、１以上のピクセルの電圧を増加（又は低減）して、ピクセルをより多くの光に透過させることが期待され得る。
そのため、特定のピクセルの所望の明るさ（例えば、ピクセル強度情報７０２から導き出されるような）に依存して、ピクセル修正モジュール７４０は、例えば表示されるピクセルに関連する（例えば、バックライト画像７０３から導き出されるような）光源の明るさを補償するために、そうでなければその特定のピクセルに印加される電圧を選択的に調節する場合がある。例えば特定の光源の強度が（その最大明るさと比較して）１０％低減されるときに、ピクセル修正モジュール７４０は、１以上のピクセル要素に印加される電圧が（例えば、さらに１０％の光を透過するように）比例的に増加されるべきであると決定する場合がある。
上記で説明したように、データの圧縮は（例えば、ホストデバイス３１０と表示デバイス３２０との間で伝達するときに）バックライト画像７０３においてアーティファクトを生じ得る。その結果、表示デバイス３２０によって受信されたバックライト画像はホストデバイス３１０によって生成されたバックライト画像と異なる場合がある。言い換えると、そのようなアーティファクトを補償しないと、バックライト画像７０３がピクセル調節値７０４と合成されるときには、ディスプレイ３２４において描写されるピクセルが正確な色及び／又は明るさを有しない場合がある。そのため、いくつかの実施形態ではプリディストーションモジュール７３０は、例えばデータの圧縮の結果バックライト画像７０３に生じたアーティファクトを補償するために、ピクセル修正モジュール７４０に供給されるバックライト画像７０３を予め歪ませる場合がある。
より詳細には、プリディストーションモジュール７３０は、バックライト画像７０３を（例えば、画像転送モジュール３１８、及び／又は、データパスにある他のソースによって実装された任意の圧縮アルゴリズム又は技術を用いて）圧縮する場合がある。また、プリディストーションモジュール７３０は、表示デバイス３２０によって認識され得るアーティファクトを含むバックライト画像７０３をプリロードするために、バックライト画像７０３を（例えば、ディスプレイドライバ３２２、及び／又は、データパスにある他のソースによって実装された任意の展開アルゴリズム又は技術を用いて）ただちに展開する場合がある。それに応じて、ピクセル修正モジュール７４０は、予め歪められたバックライト画像７０３に基づいて、ピクセル調節値７０４を生成する場合がある。このことが、ピクセル調節値７０４が、表示デバイス３２０に受信される（例えば圧縮／展開によって生じたアーティファクトを含む）バックライト画像７０３と同期する、あるいはそうでない場合はこのバックライト画像７０３と一致することを保証する場合がある。
図８は、いくつかの実施形態に係る、ローカル調光アレーを有する例示的な表示システム８００のブロック図を示す。表示システムは、バックライト制御器８１０と、表示デバイス８２０と、を備える。表示システム８００は、図３の表示システム３００の例示的な実施形態である場合がある。例えば、表示デバイス８２０は、画像、又は、画像のシークエンス（例えば、ビデオ）をユーザに表示するように構成された任意のデバイスであり得る。いくつかの実施形態では、表示デバイス８２０はヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）デバイスである場合がある。さらに、バックライト制御器８１０は、通信リンク８０５を介して、表示デバイス８２０と接続された、あるいは、表示デバイス８２０と通信する、（図３のホストデバイス３１０のような）ホストデバイス上に設けられている場合がある。上記で説明したように、リンク８０５は、様々な通信技術を用いた（バスやネットワークのような）有線及び／又は無線の媒体であり得る。
表示デバイス８２０は図３の表示デバイス３２０又は図１の表示デバイス１２０の例示的な実施形態である場合がある。図８の例では、表示デバイス８２０はディスプレイ８２４とローカル調光アレー８２６を備える。バックライト制御器８１０は、図３のバックライト制御器３１６、又は、図７のバックライト制御器７００の例示的な実施形態である場合がある。例えば、バックライト制御器８１０は、ディスプレイ８２４において描写される画像又はフレームに関するピクセル情報に少なくとも部分的に基づいて、ローカル調光アレー８２６における別個の光源それぞれについての強度又は照明の量を決定する場合がある。バックライト制御器８１０は、画像解析モジュール８１２、色制御モジュール８１４、プリディストーションモジュール８１６、ピクセル修正モジュール８１８、及び、データ圧縮モジュール８１９を備える。
画像解析モジュール８１２は、対応する表示デバイス８２０によって（例えば、ディスプレイ８２４上で）表示される画像に関する画像データ８０１を受信する場合があり、受信した画像データ８０１に基づいて、画像についてのピクセル強度情報８０２を決定する場合がある。いくつかの実施形態では、ディスプレイ８２４は、ピクセル要素（例えば、液晶セル）のアレーを備えるＬＣＤ表示パネルである場合がある。各ピクセル要素は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び、青色（Ｂ）のサブピクセルを含む（しかしこれに限定されない）複数のサブピクセルをさらに備える場合がある。画像データ８０１は、表示される画像のサブピクセルについてのＲ、Ｇ、及び、Ｂの値を含む場合がある。より詳細には、Ｒ、Ｇ、及び、Ｂの値は、各ピクセルの明るさのレベル（又は階調）を示す場合がある。そのため、いくつかの態様では、画像解析モジュール８１２は、受信した画像データ８０１のＲ、Ｇ、及び、Ｂの値についての加重和（又は平均値）に基づいて、各ピクセルの明るさのレベル（又は階調）を示すピクセル強度情報８０２を生成する場合がある。
色制御モジュール８１４は、画像解析モジュール８１２からピクセル強度情報８０２を受信する場合がある。また、色制御モジュール８１４は、ピクセル強度情報８０２に基づいて、バックライト画像８０３を生成する場合がある。いくつかの実施形態では、色制御モジュール８１４は、（例えば、ピクセル強度情報８０２から取得した）各ピクセルの明るさのレベルのヒストグラムをベースとした解析を実行して、ローカル調光アレー８２６における個別の光源それぞれに適したバックライト強度を決定する場合がある。例えば、バックライト画像８０３は、個別の光源それぞれについて、関連するピクセルのグループの明るさの指標を達成あるいは維持可能な最低のバックライト強度を示す場合がある。
いくつかの態様では、色制御モジュール８１４は更に、画像のうち照明可能領域の明るさの指標を、その領域に関するピクセルの明るさの分布において観測される最も明るいピクセル強度に従って設定することにより、色褪せを防ぐ場合がある。しかしながら、ある程度の色褪せは人間の目にとって視覚的に目立たない場合がある。そのため、いくつかの態様では、色制御モジュール８１４は、バックライトの強度を更に低減するために、いくつかのピクセルがクリップされることを許容する場合がある。
ピクセル修正モジュール８１８は、バックライト画像８０３を色制御モジュール８１４から、ピクセル強度情報８０２を画像解析モジュール８１２から受信する場合がある。また、ピクセル修正モジュール８１８は、現在の画像又はフレームに関する１以上のピクセル調節値８０４を決定する場合がある。いくつかの実施形態では、ピクセル調節値８０４は、ディスプレイ８２４のピクセル要素を制御する電圧を、ローカル調光アレー８２６内のそれぞれの光源に適用される調光量に比例して調節するために用いられる場合がある。上記で説明したように、特定のピクセルの所望の明るさに応じて、ピクセル修正モジュール８１８は、（例えば、表示されるピクセルに関する光源の明るさを補償するために）そうでなければその特定のピクセルに印加される電圧を選択的に調節する場合がある。
いくつかの実施形態では、プリディストーションモジュール８１６は、例えばデータの圧縮の結果バックライト画像８０３に生じたアーティファクトを補償するために、ピクセル修正モジュール８１８に供給されるバックライト画像８０３を予め歪ませる場合がある。上記で説明したように、プリディストーションモジュール８１６は、バックライト画像８０３を（例えば、データ圧縮モジュール８１９によって実装された任意の圧縮アルゴリズム又は技術を用いて）圧縮する場合がある。また、プリディストーションモジュール８１６は、表示デバイス８２０によって認識され得るアーティファクトを含むバックライト画像８０３をプリロードするために、バックライト画像８０３を（例えば、表示デバイス８２０に設けられた展開モジュール８２１によって実装された任意の展開アルゴリズム又は技術を用いて）ただちに展開する場合がある。それに応じて、ピクセル修正モジュール８１８は、予め歪められたバックライト画像８０３に基づいて、ピクセル調節値８０４を生成する場合がある。このことが、ピクセル調節値８０４が、表示デバイス８２０に受信されるバックライト画像８０３と同期する、あるいはそうでない場合はこのバックライト画像８０３と一致することを保証する場合がある。
データ圧縮モジュール８１９は、表示デバイス８２０に伝達するために、バックライト画像８０３及びピクセル調節値８０４を圧縮する。例えば、データ圧縮モジュール８１９は、リンク８０５を介した伝達のために、表示ストリーム圧縮（ＤＳＣ）及び／又は他の既知の圧縮アルゴリズムあるいは技術を用いて、バックライト画像８０３及びピクセル調節値８０４を圧縮する場合がある。いくつかの実施形態では圧縮されたデータは、（例えば、図５及び６に関して説明したように）ピクセルデータとして符号化される場合がある。そのため、圧縮されたデータは、表示デバイス８２０上で表示される、そのデータに対応する画像又はフレームにおいて符号化された（図５のバックライト設定５０６又は図６のバックライト設定６０６のような）バックライト設定に対応する場合がある。
表示デバイス８２０は、バックライト制御器８１０からリンク８０５を介してバックライト設定データを受信し、受信したデータをディスプレイ８２４及びローカル調光アレー８２６を更新するために用いる。より詳細には、展開モジュール８２１は、データ圧縮モジュール８１９によって送信された、圧縮されたデータを受信する場合がある。また、展開モジュール８２１は、受信したデータを展開して、ピクセル調節値８０４及び展開されたバックライト画像８０６を回復する場合がある。例えば、展開モジュール８２１は、データ圧縮モジュール８１９によって実装された圧縮アルゴリズム又は技術と同じ（又は類似の）技術を用いて、リンク８０５を介して受信したデータからピクセル調節値８０４及びバックライト画像８０６を抽出する場合がある。
上記で説明したように、データの圧縮は（例えば、バックライト制御器８１０から表示デバイス８２０に伝達するときに）バックライト画像８０３においてアーティファクトを生じ得る。その結果、展開されたバックライト画像８０６はバックライト制御器８１０によって生成されたバックライト画像８０３と異なる場合がある。しかしながら、ピクセル修正モジュール８１８に供給されるバックライト画像８０３を（例えば、ピクセル調節値８０４を生成するときに）予め歪ませることで、展開モジュール８２１によって抽出されたピクセル調節値８０４は、バックライト画像８０６は、展開されたバックライト画像８０６と合成されたときに、正確な色及び／又は明るさを有し得る。
展開モジュール８２１は、その後、ピクセル調節値８０４及び展開されたバックライト画像８０６をディスプレイドライバ８２２に提供する場合がある。ディスプレイドライバ８２２は、（ピクセル調節値８０４に少なくとも部分的に基づいて）１以上のピクセル制御信号８０７を生成して、ディスプレイ８２４のピクセル要素を更新する場合がある。更に、ディスプレイドライバ８２２は、（展開されたバックライト画像８０６に少なくとも部分的に基づいて）１以上のバックライト制御信号８０８を生成して、ローカル調光アレー８２６における１以上の個別の光源の明るさを調節する場合がある。
図９Ａ及び９Ｂは、いくつかの実施形態に係る、表示デバイスのディスプレイドライバ、ディスプレイ、及び、バックライトの間の例示的なタイミングの関係を示すタイミング図９００Ａ及びタイミング図９００Ｂを示す。詳細には、図９Ａのタイミング図９００Ａは、ディスプレイドライバによってバックライト制御が設定される、ディスプレイドライバ、ディスプレイ、及び、バックライトの間でのやり取りの例を示している。一方、図９Ｂのタイミング図９００Ｂは、ホストデバイスによってバックライト制御が設定される、ディスプレイドライバ、ディスプレイ、及び、バックライトの間でのやり取りの例を示す。
図９Ａの例では、時刻ｔ０において（例えば、ホストデバイスから）受信した表示データのフレームに基づいて、ディスプレイドライバは、時刻ｔ１においてディスプレイを更新し、時刻ｔ２においてはバックライトを調節する。上記で説明したように、従来の表示システムでは、バックライトを制御する機能は、（ＨＭＤデバイスのような）表示デバイス内に設けられたディスプレイドライバによって実現される。そのため、ディスプレイドライバは、ホストから受信した表示データの各フレームを同時に描写しながら、バックライト設定（例えば、バックライト強度、バックライト画像、及び／又は、ピクセル値）を生成する場合がある。しかしながら、バックライト設定はすでに表示されているフレームに基づいて決定されるため、バックライトの調節は表示の更新に対して少なくとも１フレーム（例えば、Δｔ）遅延し得る。図９Ａに示すように、表示データの第１のフレームに関するバックライトの調節は、ディスプレイドライバがシークエンス内の次のフレームをすでに表示している時（例えば、時刻ｔ２）に実行される。表示の更新とバックライト制御との間のこの遅延（Δｔ）は、表示デバイスのユーザにとって目につくアーティファクトを生じ得る。
図９Ｂの例では、時刻ｔ０において（例えば、ホストデバイスから）受信した表示及びバックライトのデータのフレームに基づいて、ディスプレイドライバは、時刻ｔ１においてディスプレイの更新及びバックライトの調節を行う。本明細書で開示された実施形態において、ホストデバイスは、表示デバイスで表示するために画像ソースデータを同時に処理しながら、バックライト設定（例えば、バックライト強度、バックライト画像、及び／又は、ピクセル値）を生成する場合がある。それに応じて、ホストデバイスはバックライト設定を、表示データと一緒に、表示デバイスに設けられたディスプレイドライバに送る場合がある。これによって、ディスプレイドライバは、その特定の画像にとって正しいバックライト強度を用いて、各画像をディスプレイ上に描写することができる。図９Ｂに示すように、ディスプレイドライバは、ホストデバイスから受信したデータのフレームそれぞれについて、表示の更新とバックライトの調節とを（例えば、時刻ｔ１において）同時に行い得る。その結果、図９Ａに示した遅延（Δｔ）は事実上除去される。
図１０は、ホストデバイス上でバックライト設定データを有するフレームバッファ画像を生成する例示的な演算１０００を示す例示的なフローチャートである。図１、図３、図８を参照して、例示的な演算１０００は、本開示の任意のホストデバイス（例えば、ホストデバイス１１０、ホストデバイス３１０、及び／又は、バックライト制御器８１０）によって実行され得る。
第１に、ホストデバイスは画像データを画像ソースから受信する（１０１０）。例えば、画像データは、表示デバイスによって表示される画像を記述している。表示デバイスは、ピクセル要素のアレーを備える表示パネル又は表示面を備える。各ピクセル要素は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び、青色（Ｂ）のサブピクセルを含む（しかしこれに限定されない）複数のサブピクセルをさらに備える場合がある。いくつかの実施形態では、画像データは、表示される画像のサブピクセルについてのＲ、Ｇ、及び、Ｂの値を含む場合がある。
ホストデバイスは、受信した画像データに基づいて画像を表示するために、ピクセルデータを描写する場合がある（１０２０）。例えば、ピクセルデータは表示デバイスの各ピクセル要素に印加される電圧を示す場合がある。より詳細には、電圧は、対応するピクセル要素の明るさのレベル（又は階調）を制御する場合がある。いくつかの実施形態ではホストデバイスは、受信した画像データに基づくＦＦＯＶ画像及び中心視画像に対応するピクセルデータを描写する場合がある。例えば、ＦＦＯＶ画像は、表示デバイスの表示面の（全体で無い場合は）大半にわたって表示されるフルフレーム画像に対応し得る。一方、中心視画像は、ユーザの視線の中心視領域にのみ広がる。
ホストデバイスは、更に、受信した画像データに基づいて、画像の明るさを調節するためにバックライト設定データを描写する場合がある（１０３０）。例えば、バックライト設定データは、受信した画像データに関連する画像を表示するときに用いられるバックライトの強度を示す場合がある。いくつかの実施形態では、バックライト設定データは、バックライト強度情報、及び／又は、ピクセル調節値を含む場合がある。バックライト強度情報は、画像を表示するときにバックライトに適用される調光の量を示す場合がある。ピクセル調節値は、（例えば選択されたバックライト強度で）画像を表示するときに表示デバイスのピクセル要素に適用される電圧調節を示す場合がある。
いくつかの実施形態では、ホストデバイスは、バックライト設定データを圧縮し（１０３２）、その後、圧縮されたバックライト設定データを展開する（１０３４）場合がある。例えば、いくつかの実装では、表示デバイスのバックライトは、ディスプレイの異なる領域に異なるレベルの照明を供給可能な個別の光源のアレー（例えば、ローカル調光アレー）を備える場合がある。そのため、いくつかの態様では、バックライト設定データは、アレーにおける各光源によって提供される照明のレベルを表すバックライト画像に対応する場合がある。しかしながら、（例えば、符号化及び／又は通信リンクを介したデータの伝達に用いられる）データの圧縮は、バックライト画像にアーティファクトを生じ得る。そこで、いくつかの実施形態では、ホストデバイスはバックライト画像を圧縮し、ただちに展開して、そうでなければ表示デバイスによって認識され得るアーティファクトを有するバックライト画像をプリロードする場合がある。
いくつかの態様では、ホストデバイスは、ホストデバイスによって実施される任意の圧縮技術を用いてバックライト画像を圧縮して、表示デバイスにバックライト設定データを伝達する場合がある。いくつかの他の態様では、ホストデバイスは、表示デバイスによって実施される任意の展開技術を用いてバックライト画像を展開して、ホストデバイスによって伝達されたバックライト設定データを回復する場合がある。それに応じて、ホストデバイスは、予め歪ませたバックライト画像に基づいてピクセル調節値を生成する場合がある。このことが、ピクセル調節値が、表示デバイスに受信される（例えば圧縮／展開によって生じたアーティファクトを含む）バックライト画像と同期する、あるいはそうでない場合はこのバックライト画像と一致することを保証する場合がある。
ホストデバイスは、更に、ピクセルデータとバックライト設定データとを含むフレームバッファ画像を生成する場合がある（１０４０）。例えば、ホストデバイスはピクセルデータとバックライト設定データとを表示デバイスに伝達すべき表示データの単一のフレームに合成する場合がある。いくつかの実施形態では、ホストデバイスはバックライト設定データをピクセルデータの（例えば、ＦＦＯＶ画像の非表示領域に対応する）部分として符号化する場合がある。このことが、ホストデバイスと表示デバイスとの間の通信の帯域及び／又は頻度を低減し得る。バックライト設定データをピクセルデータとして符号化することが、更に、バックライト設定データが受信された後に表示デバイスによって関連する画像データ（例えば、ＦＦＯＶ画像及び中心視画像に対応している）と同時に処理されることを保証し得る。いくつかの態様では、中心視画像はフレームバッファ画像内においてＦＦＯＶ画像と統合される場合がある（例えば、図５に関連して説明したように）。いくつかの他の態様では、中心視画像は、フレームバッファ画像においてＦＦＯＶ画像から分離されている場合がある（例えば、図６に関連して説明したように）。
ホストデバイスは、通信リンクを介してフレームバッファ画像を伝達する場合がある（１０５０）。より詳細には、ホストデバイスは、ピクセルデータをバックライト設定データと共に同じチャンネルを介して（例えば、同じフレームバッファ画像の中で）伝達する場合がある。通信リンクは、有線又は無線の通信媒体であり得る。いくつかの実施形態では、ホストデバイスは、通信リンクを介して伝達するために、フレームバッファ画像を符号化及び／又は圧縮する場合がある。
図１１は、ホストデバイスから受信したフレームバッファ画像を用いて、表示面及びバックライトを同時に更新する例示的な演算１１００を示す例示的なフローチャートである。図１、図３、図８を参照して、例示的な演算１１００は、本開示の任意の表示デバイス（例えば、表示デバイス１２０、３２０、及び／又は、８２０）によって実行され得る。
第１に、表示デバイスは、ピクセルデータとバックライト設定データを含む、表示データのフレームを受信する（１１１０）。ピクセルデータは表示デバイスの各表示要素について明るさのレベル（又は階調）を示す場合がある。バックライト設定データは、受信した画像データに関する画像を表示するときに用いられるバックライトの強度を示す場合がある。いくつかの実施形態では、バックライト設定データは、バックライト強度情報、及び／又は、ピクセル調節値を含む場合がある。バックライト強度情報は、画像を表示するときにバックライトに適用される調光の量を示す場合がある。ピクセル調節値は、画像を（例えば、選択されたバックライト強度で）表示するときに、表示デバイスのピクセル要素に適用される電圧調節を示す場合がある。いくつかの態様では、バックライト設定データは、個別の光源のアレー（例えば、ローカル調光アレー）における各光源によって提供される照明のレベルを示すバックライト画像に対応する場合がある。
表示デバイスは、ピクセルデータを用いて、表示面の複数のピクセル要素を更新する場合がある（１１２０）。例えば、表示デバイスは、各ピクセル要素にそれぞれの電圧を印加して、対応するピクセル要素の明るさを所望のレベルに設定する場合がある。いくつかの実施形態では、表示データのフレームは、ＦＦＯＶ画像と中心視画像とを備えるフレームバッファ画像に対応する場合がある。いくつかの態様では、表示デバイスは、（たとえば、図５に示すように、フレームバッファ画像のアスペクト比が表示面のアスペクト比と一致する場合に）フレームバッファ画像をそのまま表示面に描写する場合がある。いくつかの他の態様では、表示デバイスは（たとえば、図６に示すように、フレームバッファ画像のアスペクト比が表示デバイスのアスペクト比と異なる場合に）、ＦＦＯＶ画像を、それが表示面において描写される解像度にアップスケールする場合がある。表示デバイスは、その後、中心視画像をＦＦＯＶ画像に重ね合わせとして統合する場合がある。
表示デバイスは、バックライト設定データを用いて、表示面を照らすために使用されるバックライトの強度を更新する場合がある（１１３０）。例えば、表示デバイスは、バックライト設定データに基づいて、１以上のバックライト制御信号を生成して、バックライトの明るさを調節する場合がある。いくつかの態様では、バックライト制御信号は、バックライトのバーストの長さ又は持続時間を制御するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号に対応する場合がある。より詳細には、バックライト設定情報は、（表示デバイスではなく）ホストデバイスによって決定されるので、表示デバイスは、受信した表示データのフレームについて（例えば、含まれているピクセルデータ及びバックライト設定データを用いて）バックライトと表示面を同時に更新する場合がある。
当業者は、様々な異なる任意のテクノロジー及び技術を用いて、情報及び信号が表し得ることを理解するであろう。例えば、上述の説明を通して参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、及び、チップは、電圧、電流、電磁波、磁界又は粒子、光場又は粒子、あるいは、これらの組合せによって表し得る。
さらに、当業者は、本開示の態様に関連して説明された様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、及び、アルゴリズムのステップが、電気的なハードウェア、コンピュータソフトウェア、及び両者の組合せとして実装し得ることを理解しよう。このハードウェアとソフトウェアの交換可能性を明確に図示するために、説明のための様々なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、及び、ステップが、一般に、その機能の観点で説明されてきた。このような機能がハードウェア又はソフトウェアの何れで実装されるかは、システム全体に要求される特定のアプリケーションとデザイン上の制約に依存する。当業者は説明された機能を特定のアプリケーション毎に様々な方法で実装し得るが、そのような実装上の決定が、本開示の範囲からの逸脱を生じさせると解釈されてはならない。
本開示の態様に関連して説明された方法、手順、又はアルゴリズムは、ハードウェアにより、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールにより、あるいは、両者の組合せにより、直接的に具体化され得る。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、または当技術分野で既知の他の形式の記憶媒体に常駐することができる。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに接続される。あるいは、記憶媒体はプロセッサに統合されてもよい。
前述の明細書では、その具体的な例を参照して実施形態が説明されてきた。しかしながら、添付の特許請求の範囲に提示されているように、本開示のより広い範囲を逸脱することなく、それらに対して様々な変形や変更が成し得ることは明らかであろう。したがって、明細書及び図面は、限定的な意味ではなく説明としての意味で解釈される。

Claims (17)

  1. 表示デバイスによって実行される方法であり、
    前記表示デバイスの表示面上に全視野（ＦＦＯＶ）画像と中心視画像とを含むフレームバッファ画像を表示するためのピクセルデータと、前記フレームバッファ画像を表示するときに前記表示面を照らすために用いられる前記表示デバイスのバックライトを調節するためのバックライト設定データと、を含み、前記バックライト設定データが前記ピクセルデータの部分として符号化された表示データを受信し、
    前記ピクセルデータを用いて、前記表示面の複数のピクセル要素を更新し、
    前記フレームバッファ画像のアスペクト比に少なくとも部分的に基づいて、前記バックライト設定データに対応する前記ピクセルデータの前記部分を同定し、
    前記バックライト設定データを用いて前記バックライトの強さを更新する、
    ことを含み、
    受信した前記表示データについて、前記バックライト及び前記表示面の更新が同時に実行される、
    方法。
  2. 前記ピクセルデータの前記部分が、前記フレームバッファ画像の非表示領域に対応する、
    請求項１の方法。
  3. 前記バックライト設定データが、ピクセル毎２ビットのスパース符号化技術に従って符号化され、
    ビットの各パターンが異なるピクセルの色で表される、
    請求項１の方法。
  4. 前記同定することが、
    前記フレームバッファ画像のアスペクト比に基づいて、前記中心視画像に関する前記ＦＦＯＶ画像の位置を決定し、
    前記ＦＦＯＶ画像の前記位置に基づいて、前記バックライト設定データと対応する前記ピクセルデータの部分を同定する、
    ことを含む、
    請求項１の方法。
  5. 前記バックライト設定データが、前記ＦＦＯＶ画像の角において符号化される、
    請求項４の方法。
  6. 前記フレームバッファ画像のアスペクト比が前記表示面のアスペクト比と一致するときに、前記中心視画像が前記ＦＦＯＶ画像と統合される、
    請求項４の方法。
  7. 前記フレームバッファ画像のアスペクト比が前記表示面のアスペクト比と異なるときに、前記中心視画像が前記ＦＦＯＶ画像から分離される、
    請求項１の方法。
  8. 複数のピクセル要素を備える表示面と、
    前記表示面を照らすように構成されたバックライトと、
    ディスプレイドライバと、
    を備え、
    前記ディスプレイドライバは、
    前記表示面上に全視野（ＦＦＯＶ）画像と中心視画像とを含むフレームバッファ画像を表示するためのピクセルデータと、前記フレームバッファ画像を表示するときに前記バックライトを調節するためのバックライト設定データと、を含み、前記バックライト設定データが前記ピクセルデータの部分として符号化された表示データを受信し、
    前記ピクセルデータを用いて、前記複数のピクセル要素を更新し、
    前記フレームバッファ画像のアスペクト比に少なくとも部分的に基づいて、前記バックライト設定データに対応する前記ピクセルデータの前記部分を同定し、
    前記バックライト設定データを用いて前記バックライトの強さを更新する、
    ように構成され、
    受信した前記表示データについて、前記バックライト及び前記複数のピクセル要素の更新が同時に実行される、
    表示デバイス。
  9. 前記ピクセルデータの前記部分が、前記フレームバッファ画像の非表示領域に対応する、
    請求項８の表示デバイス。
  10. 前記バックライト設定データが、ピクセル毎２ビットのスパース符号化技術に従って符号化され、
    ビットの各パターンが異なるピクセルの色で表される、
    請求項９の表示デバイス。
  11. 前記ディスプレイドライバが、
    前記フレームバッファ画像の前記アスペクト比に基づいて、前記中心視画像に関する前記ＦＦＯＶ画像の位置を決定し、
    前記ＦＦＯＶ画像の前記位置に基づいて、前記バックライト設定データと対応する前記ピクセルデータの前記部分を同定する、
    ことにより、前記バックライト設定データに対応する前記ピクセルデータの前記部分を同定するように構成され、
    前記バックライト設定データが、前記ＦＦＯＶ画像の角において符号化される、
    請求項８の表示デバイス。
  12. 画像ソースから画像データを受信するホストデバイスと、
    表示面とバックライトとを備える表示デバイスと、
    を備え、
    前記ホストデバイスが、
    受信した前記画像データに基づいて全視野（ＦＦＯＶ）画像と中心視画像とを含むフレームバッファ画像を表示するためのピクセルデータを描写し、
    受信した前記画像データに基づいて前記フレームバッファ画像の明るさを調節するためのバックライト設定データを描写し、
    前記ピクセルデータと、前記ピクセルデータの部分として符号化された前記バックライト設定データとを含む表示データを生成し、
    通信リンクを介して前記表示データを伝達する、
    ように構成され、
    前記表示デバイスが、
    前記表示データを、前記通信リンクを介して受信し、
    受信した前記表示データにおける前記ピクセルデータを用いて、前記表示面の複数のピクセル要素を更新し、
    前記フレームバッファ画像のアスペクト比に少なくとも部分的に基づいて、前記バックライト設定データに対応する前記ピクセルデータの前記部分を同定し、
    受信した前記表示データにおける前記バックライト設定データを用いて前記バックライトの強度を更新する、
    ように構成された、
    システム。
  13. 前記ピクセルデータの前記部分が、前記フレームバッファ画像の非表示領域に対応する、
    請求項１２のシステム。
  14. 前記バックライトが個別の光源のアレーを備え、
    前記ホストデバイスが、
    前記個別の光源のそれぞれの強さをそれぞれに示すバックライト画像を生成し、
    圧縮技術を用いて前記バックライト画像を圧縮し、
    展開技術を用いて前記バックライト画像を展開し、
    展開された前記バックライト画像に少なくとも部分的に基づいて、１以上のピクセル調節値を生成する、
    ように更に構成され、
    前記バックライト設定データが、展開された前記バックライト画像と１以上の前記ピクセル調節値とを含む、
    請求項１２のシステム。
  15. 前記表示デバイスが、
    前記１以上のピクセル調節値に少なくとも部分的に基づいて、１以上の前記ピクセル要素に印加される電圧を調節する、
    ことにより前記複数のピクセル要素を更新するように構成された、
    請求項１４のシステム。
  16. 前記ホストデバイスが、
    前記圧縮技術を用いて前記フレームバッファ画像を圧縮し、
    前記通信リンクを介して圧縮された前記フレームバッファ画像を伝達する、
    ことにより前記フレームバッファ画像を伝達するように構成された、
    請求項１４のシステム。
  17. 前記表示デバイスが、
    前記通信リンクを介して圧縮された前記フレームバッファ画像を受信し、
    前記展開技術を用いて受信した前記フレームバッファ画像を展開する、
    ことにより前記フレームバッファ画像を受信するように構成された、
    請求項１６のシステム。
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