JP2012518191A - 過駆動の使用により表示装置におけるアーチファクトを減少させるための装置および方法 - Google Patents

Abstract

この発明は、複数の画素を備える表示装置によって表示される現在のフレームから次のフレームへのフレーム切換中の撮像アーチファクトを制御するための方法であって、アーチファクトは、フレーム切換中に関連する画素の画素強度を制御するための少なくとも１つの制御信号を過駆動することによって減少され、過駆動は、現在のフレーム内の画素の指定された開始強度値と次のフレーム内の画素の指定された目標強度値との間の強度ステップの大きさに依存して行なわれる、方法に関する。

Description

発明の分野
この発明は、表示装置、表示装置の動作を制御するためのコントローラ、表示装置を駆動するソフトウェアおよび方法に関する。特に、この方法は、表示装置、表示装置の動作を制御するためのコントローラ、複数の画素を備える表示装置によって表示される現在のフレームから次のフレームへのフレーム切換中の撮像アーチファクトを、フレーム切換中に少なくとも１つの制御信号を過駆動することによって減少させるためのソフトウェアおよび方法に関する。

発明の背景
今日の医療用設備では、液晶表示装置（ＬＣＤ装置）などの表示装置を用いた高品質の医療用撮像が、かつてないほどより重要である。ＬＣＤ装置の液晶ディスプレイパネル（ＬＣＤパネル）の各画素は、１組の値、たとえばビット深さが１０ビット［０…１０２３］の１組の値のうちのある個別の強度値（輝度値）に仮定されており、これらの画素のうち、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）という３つの画素の画素群は、フレーム周期毎に更新される。液晶ディスプレイは、画素の遅い応答時間に悩まされている。１つの画素が１組のうちの要求された強度目標値に実際に達するまでに、数フレーム周期かかる場合がある。静止画像の場合、これは問題ではない。なぜなら、液晶ディスプレイパネルの画素は最終的にはその目標に達し、その後、画像は長期間安定しているためである。しかしながら、医療用撮像ではより一層、動画像も診断に使用されている。いくつかの例は、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）のスタック読取、またはＭＲＩ（磁気共鳴映像法）画像、もしくは超音波の使用である。

コンピュータ断層撮影法で全身を走査すると、最大３０００スライスを有する場合がある。放射線科医師らは、そのような大量の画像の組をざっと閲覧し、たとえば閲覧中に何か疑わしいものが検出されれば、特定のスライスだけ詳細に検査することを望んでいる、ということは明らかである。そして近い将来、断層合成（tomosynthesis）が承認されるであろう。断層合成では、マンモグラフ撮影者らは、５０スライス前後の１組の中で、微妙な小さい画像特徴を探すであろう。マンモグラフ撮影者らは、１組全体の初期走査を約１〜２秒で行ないたいので、閲覧速度は、１秒当たり５〜１０スライスであろう。

標準的な５メガピクセル（５ＭＰ）のマンモグラフィー表示装置などの典型的な医療用ディスプレイ上で１秒当たり１０スライスの速度で読取ることは、最大１０％の臨床精度の低下をもたらし得る、ということが研究によって示されている。この低下の大きさは受入れられない。この低下の理由は、たとえばＬＣＤ画素といった画素の遅い応答が、動画像を示す際に「動きのブレ」をもたらすことにある。

ＬＣＤ画素の遅い応答時間は周知の問題である。また、現在のフレームから次のフレームへのフレーム切換中の過駆動が、１つの解決策としてすでに提案されている。表示画素の強度が通常の方法で駆動される場合、画素が時間的に次のフレームのうちの１つの目標強度に達するまでに、次のフレームがいくつか必要となる場合がある。過駆動とは、画素がその指定された次の強度レベルにより迅速に、理想的には単一のフレーム切換で達するように、駆動信号を一時的に印加することを指す。

医療用画像は、それら自体の特性を有する。典型的には、医療用画像はかなりノイズが多く、それは、２つの連続する画像内の変化が単に画像ノイズによって、たとえば検出器システムによって引起される場合がある、ということを意味する。したがって、病態構造（たとえば癌）が存在しない場合でも、大量のフレームを閲覧する際に、画素強度値の連続する変化が起こるであろう。標準的な液晶表示装置は、それらの遅い応答時間の副作用として、ノイズ減少を意図せずに適用している。実際、それらの遅い応答時間のため、フレーム切換中の画素強度値（画像ノイズ）のわずかな変化は、あまりよく視覚化されない。なぜなら、画素強度が次のフレームの目標強度レベルにまったく達しないためである。その結果、大量の画像を閲覧する際、この画像ノイズは抑制される。

標準的な液晶表示装置よりも応答時間が速い表示装置が使用される場合、固有の画像ノイズが強調され、はるかによく見えるようになる、ということが、シミュレーションおよびいくつかの目視検査によって示されている。その結果、放射線科医師らは、より低い画像品質を、応答時間が改良されたディスプレイに主観的に割当てる。

医療用表示システムは、表示装置の知覚される強度ビット深さを増加させるために、一時的ディザリングを使用することが非常に多い。これは、表示装置のパネルの２つの固有レベル間に位置する平均値を目が知覚するように、パネルがフレーム毎に若干異なる強度値で駆動される、ということを意味する。ＬＣＤの遅い応答時間（特に遅いグレー・トゥ・グレー応答）のため、実際に測定される画素の輝度値または強度値は、一時的ディザリングを用いて駆動される場合、かなり安定するであろう（画素強度は２つの異なるレベルにはまったく達しないものの、その間のどこかの状態に留まる）。

しかしながら、標準的な過駆動が適用されている場合、画素強度が一時的ディザリング手法で使用される個々のレベルにできるだけ達するように、駆動信号が変えられる。これは、表示装置のより高いレベルの「ちらつき」をもたらすであろう。このちらつきは目にはほとんど見えないものの、それは容易に測定でき、これらの測定結果でさえも医療市場に躊躇を引起す可能性がある。

発明の概要
この発明の目的は、表示装置、表示装置の動作を制御するためのコントローラ、それらを駆動するソフトウェアおよび方法を提供することである。

この発明の一利点は、表示装置、表示装置の動作を制御するためのコントローラ、現在のフレームから次のフレームへのフレーム切換中の撮像アーチファクトを減少させるためのソフトウェアおよび方法を提供することである。この発明の実施例に従った表示装置、表示装置の動作を制御するためのコントローラ、撮像アーチファクトを減少させるためのソフトウェアおよび方法は、表示された画像においてアーチファクトを減少させるよう、撮影された画像の典型的なノイズ特性を考慮に入れている。

この目的を達成するために、この発明は、表示装置、表示装置の動作を制御するためのコントローラ、複数の画素を備える液晶表示装置によって表示される現在のフレームから次のフレームへのフレーム切換中の撮像アーチファクトを、フレーム切換中に少なくとも１つの制御信号を過駆動することによって減少させるためのソフトウェアおよび方法を提供する。

この発明の実施例では、アーチファクトは、フレーム切換中に対象となる画素の画素強度を制御するための少なくとも１つの制御信号を過駆動することによって減少され、過駆動は、現在のフレーム内の画素の指定された開始強度値と次のフレーム内の画素の指定された目標強度値との間の強度ステップの大きさに依存して行なわれる。強度値は、１組の値の個別の強度レベル（輝度値）である。１フレーム周期内のフレーム切換後の現在のフレームおよび次のフレームが、表示装置によって表示される。

この発明の一局面は、強度ステップに対する所与の条件が満たされた場合に（および満たされた場合のみ）、過駆動を適用することである。

過駆動の大きさは、現在のフレーム内の画素の指定された開始強度値と次のフレーム内の画素の指定された目標強度値との間の強度ステップに依存し得る。

これは、二者択一の決定（過駆動を行なうか否か）、および行なわれる過駆動の量の重み付けを意味し得る。

過駆動の大きさは、たとえば過駆動の最適量に関するものである。最適とは、画素のオーバーシュートの危険を冒すことなく最も速い遷移をもたらす過駆動レベルを意味し得る。

現在のフレーム内の画素の指定された開始強度値と次のフレーム内の画素の指定された目標強度値との間の強度ステップの大きさは、現在のフレーム内の画素の現在達した強度レベル（または現在の状態）からは全く独立している。過駆動の大きさを決定し、この発明に従った方法を行なうのに、画素の達した強度レベルまたは現在の状態についての情報は必要ない。

医療用撮像では、診断に動画像を使用することが増えている。いくつかの例は、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）のスタック読取、またはＭＲＩ（磁気共鳴映像法）画像、もしくは超音波の使用である。医療用画像は、それら自体の特性を有する。典型的には、これらの医療用画像はかなりノイズが多く、それは、２つの連続する画像内の変化が単に画像ノイズによって、たとえば検出器システムによって引起される場合がある、ということを意味する。したがって、画像に関心を引く点、たとえば病態構造が存在しない場合でも、大量のフレームを閲覧する際に、画素強度値の連続する変化が起こるであろう。

医療用表示システムは、表示装置の知覚される強度ビット深さを増加させるために、一時的ディザリングを使用することが非常に多い。これは、パネルの２つの固有レベル間に位置する平均値を目が知覚するように、表示装置がフレーム毎に若干異なる強度値で駆動される、ということを意味する。

この発明の好ましい一実施例によれば、この方法は、１組のフレームから画像ノイズ特性を判断するさらに別のステップを備え、前記１組は、少なくとも現在のフレームおよび別のフレーム、たとえば次のフレームを備えており、過駆動は、判断された画像ノイズ特性に基づいている。

この発明の別の好ましい一実施例によれば、過駆動の大きさは、１組の予め定められた過駆動の大きさに基づいている。特に、予め定められた過駆動の大きさは、過駆動値を出力として提供するテーブルまたは任意の他の好適な装置であり得る過駆動変換器に記憶される。

この発明の好ましい一実施例によれば、過駆動は、現在のフレーム内の画素の現在達した強度レベルと次のフレーム内の画素の目標強度値との間の強度ステップの大きさに依存して追加で行なわれる。

この発明のさらに別の好ましい実施例によれば、過駆動の大きさは、たとえば人間の視覚認知システムを随意に考慮に入れて、予め定められた過駆動重み付け係数、または予め定められた過駆動重み付け関数によって調節される。この発明の実施例では、過駆動重み付け係数は、ＲＯＶ（相対的過駆動値）であり得る。特に、予め定められた過駆動重み付け係数または過駆動重み付け関数は、テーブルの形であり得る過駆動重み付け変換器に記憶される。これらの重み付け係数は、人間の視覚認知システムに基づくことが可能であり、それまでに起こった厳密な画素遷移とは独立して、同じ知覚量の過駆動が人間の観察者によって知覚されるように（「均一レベルの過駆動を達成する」ように）選択可能である。これは、すべての起こり得る画素遷移について、または起こり得る画素遷移のうち選択されたものについていえる。

この発明の好ましい一実施例によれば、表示装置は、液晶表示装置である。液晶表示装置（ＬＣＤ装置）は、医療用表示システムのうちよく使用されている表示装置である。医療用撮像は、たとえばコンピュータ断層写真法システム、磁気共鳴映像法システム、または超音波システムにおいて使用される。ＬＣＤ装置の液晶ディスプレイパネル（ＬＣＤパネル）の各画素は、１組の値、たとえば典型的なビット深さが１２〜１６ビットの１組の値から選択された個別の強度値（輝度値）を得るよう仮定されている。

この発明のさらに別の実施例では、アーチファクトは、フレーム切換中に各関連する画素の強度を制御するための各個々の制御信号を過駆動することによって減少される。過駆動の大きさを決定するのに、画素の達成された強度または現在の状態についての情報は必要ないため、個々の制御信号は非常に迅速に生成可能である。

この発明のこれらおよび他の局面は、以下に説明される実施例、および添付される図面および請求項を参照すれば、明らかとなり、解明されるであろう。

この発明の一実施例に従った、フレーム切換中の過駆動されていない画素強度曲線と過駆動された画素強度曲線との比較を示す図である。 この発明の一実施例に従った、フレーム切換中の過駆動の大きさおよび画素強度値を決定するブロック図を示す図である。 この発明の一実施例に従った、フレーム切換中の過駆動の大きさおよび画素強度値を決定するさらに別のブロック図を示す図である。 この発明の一実施例に従った過駆動重み付けテーブルであって、テーブルの各セルは、人間の視覚認知システムを考慮に入れて、予め定められた過駆動重み付け係数を備えている、過駆動重み付けテーブルを示す図である。 この発明の一実施例に従った過駆動重み付けテーブルであって、テーブルの各セルは、人間の視覚認知システムを考慮に入れて、予め定められた過駆動重み付け係数を備えている、過駆動重み付けテーブルを示す図である。 この発明の一実施例に従った過駆動重み付けテーブルであって、テーブルの各セルは、人間の視覚認知システムを考慮に入れて、予め定められた過駆動重み付け係数を備えている、過駆動重み付けテーブルを示す図である。 この発明の一実施例に従った過駆動重み付けテーブルであって、テーブルの各セルは、人間の視覚認知システムを考慮に入れて、予め定められた過駆動重み付け係数を備えている、過駆動重み付けテーブルを示す図である。 この発明の一実施例に従った過駆動重み付けテーブルであって、テーブルの各セルは、人間の視覚認知システムを考慮に入れて、予め定められた過駆動重み付け係数を備えている、過駆動重み付けテーブルを示す図である。 この発明の一実施例に従った、フレーム切換中の過駆動の大きさおよび画素強度値を提供するための手段を有する表示装置を示す図である。 この発明の一実施例に従った、フレーム切換中の過駆動の大きさおよび画素強度値を提供するための手段を有する表示装置とともに使用するための処理エンジンを示す図である。 ステップ１３および１４でそれぞれ使用される２つのルックアップテーブルの乗算である、この発明の一実施例に従った２Ｄルックアップテーブルを示す図である。

例示的な実施例の詳細な説明
この発明を特定の実施例について、ある図面を参照して説明するが、この発明はそれに限定されず、請求項によってのみ限定される。上述の図面は単なる概略であり、非限定的である。図面では、要素のうちのいくつかの大きさが、例示的な目的のために、誇張されて縮尺通り描かれていない場合がある。

さらに、説明および請求項における第１、第２、第３などの用語は、同様の要素同士を区別するために使用されており、必ずしも起こった順序または時間的な順序を説明するために使用されてはいない。そのように使用される用語は適切な状況下で相互交換可能であること、およびここに記載される発明の実施例はここに説明または例示されるもの以外の順序で動作可能であることを理解されたい。

また、説明および請求項における頂部、底部、上、下などの用語は、説明のためにのみ使用されており、必ずしも相対的な位置を説明するために使用されてはいない。そのように使用される用語は適切な状況下で相互交換可能であること、およびここに記載される発明の実施例はここに説明または例示されるもの以外の向きで動作可能であることを理解されたい。

請求項で使用される「備える」という用語は、その前に列挙された手段に限定されるよう解釈されるべきではなく、それは他の要素またはステップを排除しない。このため、「手段ＡおよびＢを備える装置」という表現の範囲は、構成要素ＡおよびＢのみからなる装置に限定されるべきではない。この発明については、それは、装置の単に関連する構成要素がＡとＢであることを意味する。

図１は、この発明の一実施例に従った、フレーム切換中の過駆動されていない画素強度曲線１と過駆動された画素強度曲線２との比較を示す。図１に示す例では、画素は、現在のフレームの指定された開始強度値Ｓと、次のフレームの指定された目標強度値Ｔとを有する。画素強度を制御するための制御信号３が過駆動されない場合、すなわち制御信号３（たとえば電圧Ｖ１）が目標強度値と一致して印加される場合、達成される画素値Ｔ１は目標強度値Ｔよりも値ΔＴだけ少なくなり、その後のフレームにおいてアーチファクトをもたらす。しかしながら、過駆動強度値と一致するより高い制御信号３（電圧Ｖ２＞Ｖ１）が印加される場合、フレーム周期内で目標強度値Ｔに達し、それによりその後のフレームにおけるアーチファクトを排除する（立上がりの場合：ＣＬ≦Ｔ、立下がりの場合：ＣＬ≧Ｔ）。

この発明の一実施例によれば、アーチファクトが、フレーム切換中に関連する画素の画素強度を制御するための少なくとも１つの制御信号３を過駆動することによって減少され、過駆動は、現在のフレーム内の画素の指定された開始強度値Ｓと次のフレーム内の画素の指定された目標強度値Ｔとの間の強度ステップの大きさに依存して行なわれる、表示装置、表示装置を駆動する方法、表示装置を制御するためのコントローラが提供される。この発明の一局面では、制御信号に対する表示装置の光学的応答の正確な特徴付けが必要とされる。

図２ａは、この発明の好ましい一実施例に従った、１つの個々の画素についてフレーム切換中の過駆動の大きさを決定するための方法のブロック図を示す。開始点は、３つのフレームメモリ１０、１１、１２に記憶された予め定められた値Ｓ、Ｔ、ＣＬである。第１のフレームメモリ１０は、現在のフレーム内の画素の１組の開始強度値Ｓを記憶し、第２のフレームメモリ１１は、現在のフレームに続く次のフレーム内の画素の目標強度値Ｔを記憶し、第３のメモリ１２は、現在のフレーム内の画素の現在達した強度レベルＣＬを記憶する。

第１のステップでは、第３のメモリ１２からの現在達した強度レベルＣＬと、第２のメモリ１１からの目標強度値Ｔとから、制御信号の過駆動値ＯＶが決定される。第１のステップは、表示装置の対応する画素に送信されるデータに追加すべき過駆動値ＯＶを出力として与える。

第１のステップを行なうことは、特に、過駆動値ＯＶを各組の値（ＣＬ、Ｔ）と関連付ける第１のルックアップテーブル（ＬＵＴ）１３といった過駆動値変換器への任意の好適な強度値ＣＬを用いて行なわれてもよい。このため、第１のステップでは、第１のルックアップテーブル（ＬＵＴ）１３は、第３のメモリ１２からの現在達した強度レベルＣＬと、第２のメモリ１１からの目標強度値Ｔとから／とに基づいて、制御信号の過駆動値ＯＶを示す。第１のＬＵＴ１３は、表示装置の対応する画素に送信されるデータに追加すべき過駆動値ＯＶを出力として与える。

ＯＶの決定はまた、ソフトウェアにより定義される解析関数を用いるなどして、過駆動値変換器手段への他の強度値ＣＬによって行なわれてもよい。ＯＶを決定する別の手段は、限られた数の公知の組の値（ＣＬ、Ｔ、ＯＶ）に基づくＯＶの内挿（線形、多項式…）である。たとえば、デビッド キドナー（David Kidler）、マーク ドーレイ（Mark Dorey）およびデレック スミス（Derek Smith）（１９９９）「何が要点か？規則的な光子ＤＥＭを用いた内挿および外挿」（What's the point? Interpolation and extrapolation with a regular grid DEM）ジオコンピューテーション国際会議ＩＶ（IV International Conference on GeoComputation）、米国バージニア（VA）州フレデリックスバーグ（Fredericksburg）；キンケード、デビッド（Kincaid, David）およびワード チェイニー（Ward Cheney）（２００２）「数値解析（第３版）」（Numerical Analysis (3rd edition)）ブルックス／コール（Brooks/Cole） ＩＳＢＮ ０−５３４−３８９０５−８ 第６章；シャッツマン、ミシェル（Schatzman, Michelle）（２００２）「数値解析：数学的序論」（Numerical Analysis: A Mathematical Introduction）クラレンドンプレス（Clarendon Press）、オックスフォード（Oxford） ＩＳＢＮ ０−１９−８５０２７９−６ 第４章および第６章を参照されたい。

ＣＬおよびＴの関数でＯＶを評価するさらに別の数学的手段は、神経回路網（たとえば、神経回路網に対するＩＥＥＥ議事録（IEEE TRANSACTIONS ON NEURAL NETWORKS）、第１６巻、第１号、２００５年１月 「神経回路網を用いた円滑な関数近似」（Smooth Function Approximation Using Neural Networks）シルビア フェラーリ（Silvia Ferrari）およびロバート Ｆ．ステンゲル（Robert F. Stengel）を参照）、およびファジー理論（Ｒ．ロハス（Rojas）：神経回路網（Neural Networks）、シュプリンガー出版社（Springer-Verlag）、ベルリン（Berlin）、１９９６年 第１１章第１１．３．３段落「ファジー方法を用いた関数近似」（Function approximation with fuzzy methods））を含むが、それらに限定されない。

第１のＬＵＴ１３は、たとえばシミュレーションまたは計算に基づいて記入され得る。たとえば、駆動されるディスプレイ、たとえばＬＣＤ／ＬＣＯＳのすべての画素を表わす平均画素用に、ある過駆動値が選択、決定、またはシミュレーションされ、それは、あるフレーム周期内の、過駆動なしで達するであろう強度レベルである現在達した強度レベルがＣＬである場合に、そのフレーム周期内の所望の目標強度レベルＴを与えるであろう。すべての組（ＣＬ、Ｔ）について決定された過駆動値ＯＶは、第１のルックアップテーブルに記憶される。

当業者には理解されるように、上で検討された数学的手段によって生成された出力は、過駆動強度値を決定するための以下の第３のステップで使用される前に、フォーマット化されてもされなくてもよい（たとえば、切捨てまたは四捨五入が必要とされてもよい）。

第２のステップで、第１のメモリ１０からの開始強度値Ｓと、第２のメモリ１１からの目標強度値Ｔとから、制御信号の相対過駆動値ＲＯＶが決定される。第２のステップ１４は、現在のフレーム切換用の相対過駆動値ＲＯＶを出力として与える。

第２のステップは、第２のルックアップテーブル１４、または第１のステップおよびＬＵＴ１３を参照して上述されたような任意の他の変換器装置といった、開始強度／目標強度相対駆動値ＲＯＶ変換器を用いて行なわれ得る。

第３のステップでは、たとえば出力計算モジュール１５において、目標強度値ＴＶと、過駆動値ＯＶと、相対過駆動値ＲＯＶとから、制御信号の過駆動強度値ＯＩＶが決定される。したがって、過駆動強度値ＯＩＶは、式１として与えられる。

第４のステップでは、たとえば予測ＬＵＴ１６において、第３のメモリ１２からの現在達した強度レベルＣＬと、第２のメモリ１１からの目標強度値Ｔとから、制御信号３の画素強度値ＰＶが決定される。第４のステップは、１回のフレーム切換後に実際に達するであろう強度値ＩＶを、ＬＵＴ１６からの出力として与える。強度値ＩＶは目標強度値Ｔであってもよいが、必ずしもこの値ではない。

また、これに代わり、過駆動値変換器への強度値ＣＬおよび開始強度／目標強度相対駆動値ＲＯＶ変換器、たとえば各々の場合、第１のＬＵＴ１３および第２のＬＵＴ１４を、第３の２Ｄ ＬＵＴといったさらに別の変換器１７（図６に概略的に図示、および図２ｂに例示）を得る単純乗算によって、１つの第３のＬＵＴといった１つの変換器に組合せることが可能であり、したがって、出力は直接、ＲＯＶ・ＯＶである。また、実現化の問題のためにメモリのサイズを減らすために、二次元内挿が適用可能である（双線形または双三次のいずれか）。

図２ｂでは、（たとえば図２ａに示すように）３つのＬＵＴの代わりに２つのＬＵＴを有する代替的なハードウェア実現化例が示されている。この実施例は、２Ｄ ＬＵＴ１７を含む。２Ｄ過駆動ＬＵＴ１７は、図２ａからの第１のＬＵＴ１３の値に第２のＬＵＴ１４の値を乗算した値を有するため、過駆動値ＲＯＶ・ＯＶを計算する。

出力計算モジュール１５は、過駆動値を入力映像に加算して、オーバーフロー／アンダーフロー検査およびリミッタを行なう。

２Ｄ予測ＬＵＴ１６は、１フレーム後での現在の値が何かを式１から計算する。

ＬＵＴ１７および１６は、たとえば、７×７ビット〜１０×１０ビット（１２８×１２８〜１０２４×１０２４）にアップサンプリングされた前処理中である。双線形、双三次内挿のいずれかが使用される。

処理の経路には、画像処理の後に、アーチファクトを減少させる解決策が配置される。
異なる画素強度遷移を記録するために、光学測定システムが使用可能である。未加工の点の測定に適合するよう、物理的モデルが使用可能である。たとえばデジタル駆動レベルの関数におけるｓ曲線固有の強度−輝度値といった、ＬＣＤパネルの非線形性の挙動に起因して、画素強度値は、ディスプレイによって放出される強度（ｃｄ／ｍ²）に変換される。

提案された方法（またはアルゴリズム）は、要求された強度ステップに基づいて、決定すべき過駆動の程度を決定する。しかしながら、過駆動の程度は、画像の実際の状態に基づいて決定されない。ノイズとなりそうな小さい強度ステップ（すなわち画素遷移）は、過駆動されないであろう（または、比較的少ししか過駆動されないであろう）。有用な信号を含んでいそうなより大きい強度ステップ（すなわち画素遷移）は、十分に過駆動されるであろう。小さい遷移および大きい遷移が何かを判断するために、画像ノイズの特徴付けを行なうことが好ましい。この発明の別個の実施例によれば、この特徴付けは、オンラインまたはオフラインのいずれかで行なわれ得る。オンラインで行なわれる場合、ステップは、たとえば表示中の画像のノイズフロアを決定、たとえば計算し、この情報を用いてどの制御信号を過駆動するかを決めることであり得る。表示中の画像のノイズフロアを計算することは、連続的に、または一定の間隔で行なわれ得る。代替的な一実施例では、これは、たとえば使用中の画像のタイプまたは検出器のタイプに基づいて過駆動の程度を選択することによって、オフラインで行なわれ得る。その場合、ある特定の瞬間に視覚化されている画像タイプまたは検出器タイプに基づいて、これらの「プリセット」を使用することができる。この発明のさらに別の実施例によれば、この情報を生成するソフトウェアアプリケーション製品が提供され、または、この情報を自動的に検出する処理エンジン上で内容解析アルゴリズムを実行するソフトウェア製品が提供される。

上述の方法は、一時的ディザリングの問題を解決する。一時的ディザリングアルゴリズムは、非常に小さいグレーレベルの遷移（通常、単一のステップ）を常に要求するであろう。提案された過駆動アルゴリズムはこれをノイズとして扱い、これらの信号に対して過駆動を適用しないであろう。これはより少ないちらつきをもたらすであろう。フレーム切換中に関連する画素の画素強度を制御するための少なくとも１つの制御信号３を過駆動することによってアーチファクトが減少される、この発明に従った表示装置、表示装置を駆動する方法、および表示装置を制御するためのコントローラは、一時的ディザリングから生じる小さいグレーレベルの遷移を無視する、ということは、この発明のある特定の局面である。

それはまた、大量の医療用画像を閲覧中の画像ノイズの可視性の強調という問題も解決する。実際に、提案されたアルゴリズムは、画像ノイズとなりそうな遷移を強調せず、したがって画像はノイズがより多いように見えないであろう。フレーム切換中に関連する画素の画素強度を制御するための少なくとも１つの制御信号３を過駆動することによってアーチファクトが減少される、この発明に従った表示装置、表示装置を駆動する方法、および表示装置を制御するためのコントローラは、画像ノイズになりそうな遷移を強調しない、ということは、この発明の別の特定の局面である。

図３（図３ａ〜ｅ）は、過駆動重み付け変換器、たとえばテーブル２０を示し、各ラインのテーブルセル（図示せず）は、現在のフレーム内の画像の指定された現在の強度レベル値［０…１０２３］の個別の組を表わし、各行のテーブルセルは、現在のフレーム内の画素の指定された次の強度レベル［０…１０２３］の個別の組を表わしている。各セルは、人間の視覚認知システム（平均的な人間の目）を考慮に入れて、予め定められた過駆動重み付け係数Ｗ、または予め定められた過駆動重み付け関数を備えている。この発明の実施例では、値Ｗは、式１の値ＲＯＶと同じである。

過駆動重み付けテーブルは、主対角線２１に対する鏡面対称構成を示しており、３つの異なるカテゴリの異なる区域に分割される：
１．重み付け係数Ｗが０（Ｗ＝０）である、主対角線周辺の「追加の過駆動なし」の第１のゾーン２２、
２．重み付け係数Ｗが０〜１（０＜Ｗ＜１）であり、第１のゾーン２２の上側に当接する第１の部分２４と、第１のゾーン２２の下側に当接する第２の部分２５とを有する、部分的過駆動の第２のゾーン２３、および
３．重み付け係数Ｗが１に等しく（Ｗ＝１）、第２のゾーン２３の第１の部分２４の上側に当接する一方の部分２７と、第２のゾーン２３の第２の部分２５の下側に当接する他方の部分２８とを有する、完全過駆動の第３のゾーン２６。

異なるゾーン２２、２３、２６（およびゾーン間の境界それぞれ）の各々の形状は、人間の視覚認知システム（人間の目）の明るさ感度に基づいている。いくつかの実際の実現化例では、ゾーン２２および／またはゾーン２４および／またはゾーン２５はなくてもよい。図３ｂ、図３ｃ、および図３ｄは、ゾーン２５、２４、および２４と２５とがそれぞれない場合を表わしている。図３ｅは、ゾーン２２がない場合、すなわち適用される過駆動が常に０よりも大きい場合を表わす。（言い換えれば、実際には、ゾーン２２〜２４は２５および２３と同様に併合され得る）。

図４は、信号源３８と、コントローラユニット３６と、ドライバ３４と、ドライバ３４により駆動される画素素子３０のマトリックスを有するディスプレイ３２とを含む、この発明の一実施例に従った表示システムの概略図である。ディスプレイは、たとえば液晶ディスプレイ、たとえばＬＣＤなどの透過型ディスプレイ、またはＬＣＯＳディスプレイなどの反射型ディスプレイである。

あるグレースケールを表示するために、液晶ディスプレイは、通常Ｓ字型であるその電気光学的伝達関数によって特徴付けられる。このＳ曲線は測定および／またはシミュレーションによって得ることができ、単一の画素のみを考慮に入れている。均一に期待されるグレーパターンにおいて見られる、ディスプレイにおける望ましくないグレースケールのばらつきは、この伝達関数に加え、均一性補正によって追加で補償され得る。

上述の方法およびシステムは、カラーディスプレイにも適用可能である。これを行なう第１の簡単な方法は、ディスプレイのすべてのカラーチャネルについて上述のアルゴリズムを単に繰返すことによる。たとえば、表示システムが三原色（たとえば赤、緑、および青）を有する場合、すべてのカラーチャネルについて独立してアーチファクトを減少させるために装置および方法を適用することができる。いくつかの表示システムについては、これは十分な解決策をもたらすかもしれないが、このアプローチにはいくつかの問題がある。

１つの問題は、開示された方法および装置をカラーチャネルに独立して適用することは通常、カラーアーチファクトをもたらす、ということである。これは、赤、緑、および青という三原色を有するカラーディスプレイについての一例によって説明される。そのような表示システムにおいて、ある画素が三原色について値（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）まで駆動され、次のフレームでこの画素が値（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）で駆動されると仮定されたい。駆動値（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）は、ある特定の色点に対応している。これは、画素（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）が（人間の）観察者によってある特定の色を有すると知覚される、ということを意味する。この色は、Ｌａｂ空間、Ｙｘｙ空間…などを含むがこれらに限定されない多くの既存の標準化された色空間のうちの１つによって表わされ得る。画素（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）は、画素（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）とは異なる輝度値を有するだけでなく、異なる色点も有することが可能である。この特許に開示された方法を独立して適用した場合、（赤、緑、および青の原色に対応する）個々のサブ画素は、サブ画素の各々が独立してできるだけ速く目標値に達するように、アルゴリズムによって過駆動されるであろう（本文で前に説明したように、要求された遷移がしきい値を上回ることも、随意に仮定する）。そのような状況では、たとえば、（値Ｒ１からＲ２へ、たとえば値３０から１８０へ向かう）赤のサブ画素の遷移が、（値Ｇ１からＧ２へ、たとえば値８０から９０へ向かう）緑のサブ画素の遷移よりはるかに速く、また（値Ｂ１からＢ２へ、たとえば値９１から１００へ向かう）青のサブ画素の遷移よりもはるかに速い、ということが起こり得る。この場合には、この方法を個々のサブ画素に独立して適用することは、赤のサブ画素が緑のサブ画素および青のサブ画素よりも（はるかに）迅速にその目標に達し、したがって（１フレーム後の）画素の結果的に生じる色点が赤過ぎることを、結果として有するであろう。この画素がしばらくの間、値（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）で安定したままである場合には、この画素の色点は、サブ画素の各々がその意図された目標値に達するや否や、正しくなるであろう。しかしながら、画素値が動的に変化する場合には、ほとんどの時間、その画素の色点には誤差があるであろう。色が重要ないくつかの用途（たとえば内視鏡検査）については、色点におけるこの誤差は受入れられない。

したがって、この問題に対する解決策が開発され、この特許出願で開示されている。第１の可能性は、サブ画素の各々がそれらの目標に等しく迅速に達するよう、サブ画素の各々の過駆動のレベルを動的に適合させることである。たとえば、３つのサブ画素（赤、緑、および青）があり、最大過駆動によって、赤のサブ画素が１フレーム後でその目標値の９０％に達することができ、緑のサブ画素が１フレーム後でその目標値の６０％に達することができ、青のサブ画素が１フレーム後でその目標値の８０％に達することができる、と仮定されたい。この場合、この発明によれば、赤および青のサブ画素は、最大電位で過駆動されない。その代わり、赤および青のサブ画素用の過駆動のレベルは、それらが１フレーム後で、それらの目標値の、最も遅いサブ画素（この場合、緑のサブ画素）と同じ百分率に達するよう、減少される。これは、１フレーム後で、赤のサブ画素、青のサブ画素、および緑のサブ画素がすべて、それらの目標値の６０％に達しているであろう、ということを意味する。すべてのサブ画素が今ではそれらの遷移を等しく迅速に行なっているため、１フレーム後で画素全体の色点は正しくなるであろう。なお、ある状況では、１つ以上のサブ画素についての遷移は、過駆動なしでも（過駆動のレベルを０に減少しても）サブ画素が単一のフレームで目標に達するほど迅速なものである場合がある。そのような状況では、そのような迅速なサブ画素の駆動を適合させることが可能である。たとえば、赤のサブ画素がレベル２０から４０に変化する必要があり、（たとえば、過駆動が最大である緑のサブ画素が１フレーム後でその意図された目標の５０％にしか達していないために）１フレーム後でその目標値の５０％に達するよう減速されなければならないものの、赤のサブ画素は過駆動なしでもその意図された目標値の７５％（レベル４５）に達する、と仮定されたい。そのような状況では、たとえば、１フレーム後で効果的に達する値がレベル３０（レベル２０〜レベル４０という元々要求されたステップの５０％に対応）になるよう、赤のサブ画素に適用されるステップをたとえばレベル３５に減少させることができる。これは、過駆動のために負の値を有することに等しい。

ある画素の色点が正しいことを確実にするためにサブ画素の過駆動レベルを減少させることは、すべてのサブ画素が独立して過駆動される状況に比べ、より大きい強度／輝度誤差を明らかにもたらす場合がある。したがって、この発明は、輝度／強度の精度と色点の精度との妥協解決策に至る可能性も有する。これは、サブ画素の過駆動の減少のレベルを、残存輝度誤差および残存色誤差を考慮に入れた誤差基準に依存させることにより、可能である。この誤差基準は、たとえば、１フレーム後の残存輝度誤差と１フレーム後の残存色誤差との合計となり得る。もちろん、より複雑な非線形誤差基準／関数も可能である。誤差基準を最小限にすることにより、バランスの取れた解決策を得ることができる。

この発明はまた、色順次表示システム用にも適用可能である。色順次表示システムでは、色の付いたサブ画素はなく、色は、色場（color field）を順次生成することによって得られる。この場合、単一の画素は、たとえば赤、緑、および青（より多い、より少ない、および他の原色を有するシステムも可能である）の所望量を順次調整することにより、所望の色を生成可能である。３色システムの場合、単一の画素は、たとえば３つの場（赤、緑、および青の場）を示し、したがって画像フレーム毎にある特定のレベルから別のレベルへの３つの遷移を行なうことができる。そのようなシステムでは、単一の画素の遷移および応答時間も、その画素の色点に影響を与えるであろう。本文で前に説明したのと同様に、残存色点誤差と残存輝度誤差との加重平均を表わす誤差基準を定義することが可能である。単一の画素の遷移の過駆動のレベルはその場合、誤差基準が最小限になるような方法で決定され得る。

過駆動のレベルはさらに、画素遷移の立上がりおよび立下がり時間が等しくなるべきであるという事実を含むがそれに限定されない特定の要件に基づいて、適合され得る。画素遷移のために等しい立上がりおよび立下がり時間を有することは、ディスプレイの目に見えるちらつきを回避するために推奨される。

この発明はまた、予め定められた画像を表示するための液晶ディスプレイの各画素３０の動作を決定するドライバ３４を制御するためのコントローラ３６（図４）も提供する。コントローラ３６は、各画素３０用の過駆動信号を計算するために適合されている計算機３９を含む。コントローラ６のどの機能性も、ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはそれらの組合せとして実現されてもよい。計算機３９は、汎用プロセッサ、内蔵プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積用途（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理装置、個別ゲートまたはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、またはここに説明された機能を行なうよう設計された任意の組合せを用いて実現されてもよい。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であってもよい。プロセッサはまた、計算装置の組合せ、たとえばＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと組合された１つ以上のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実現されてもよい。コントローラ３６は、フレーム切換中に各画素の画素強度を制御するための少なくとも１つの制御信号を過駆動することによってアーチファクトが減少されるように、表示装置を制御するためのものであり、過駆動は、現在のフレーム内の画素の指定された開始強度値Ｓと次のフレーム内の画素の指定された目標強度値Ｔとの間の強度ステップの大きさに依存して行なわれる。

コントローラ３６、たとえば計算機３９は、上述のようなこの発明の実施例に従って、各個々の画素についてフレーム切換中の過駆動の大きさを決定する。コントローラ３６、たとえば計算機３９の開始点は、コントローラ３６がアクセスを有する３つのフレームメモリ３３、３５、３７に記憶された予め定められた値Ｓ、Ｔ、ＣＬである。第１のフレームメモリ３３は、現在のフレーム内の画素の１組の開始強度値Ｓを記憶し、第２のフレームメモリ３５は、現在のフレームに続く次のフレーム内の画素の目標強度値Ｔを記憶し、第３のメモリ３７は、現在のフレーム内の画素の現在達した強度レベルＣＬを記憶する。

コントローラ３６、たとえば計算機３９は、第３のメモリ３７からの現在達した強度レベルＣＬと、第２のメモリ３５からの目標強度値Ｔとから、制御信号の過駆動値ＯＶを決定するよう適合されている。コントローラ３６、たとえば計算機３９は、表示装置の対応する画素に送信されるデータに追加すべき過駆動値ＯＶを出力として与える。ドライバは、コントローラ３６および計算機３９によって与えられた命令に基づいて、画素に信号を印加する。

コントローラ３６、たとえば計算機３９は次に、第１のメモリ３３からの開始強度値Ｓと、第２のメモリ３５からの目標強度値Ｔとから、制御信号の相対過駆動値ＲＯＶを決定する。コントローラ３６、たとえば計算機３９は次に、現在のフレーム切換用の相対過駆動値ＲＯＶを出力として与える。ドライバは、コントローラ３６および計算機３９によって与えられた命令に基づいて、画素に信号を実際に印加する。

次に、コントローラ３６、たとえば計算機３９は、目標強度値ＴＶと、過駆動値ＯＶと、相対過駆動値ＲＯＶとから、制御信号の過駆動強度値ＯＩＶを決定する。過駆動強度値ＯＩＶは、上述の式１として与えられる。

次に、コントローラ３６、たとえば計算機３９は、第３のメモリ３７からの現在達した強度レベルＣＬと、第２のメモリ３５からの目標強度値Ｔとから、制御信号の画素強度値ＰＶが決定する。コントローラ３６、たとえば計算機３９は次に、１回のフレーム切換後に実際に達するであろう強度値ＩＶを出力として与える。強度値ＩＶは目標強度値Ｔであってもよいが、必ずしもこの値ではない。ドライバは、コントローラ３６および計算機３９によって与えられた命令に基づいて、画素に信号を実際に印加する。

この実施例におけるコントローラ３６、たとえば計算機３９は、要求された強度ステップに基づいて、決定すべき過駆動の程度を決定する。しかしながら、過駆動の程度は、画像の実際の状態に基づいて決定されない。ノイズとなりそうな小さい強度ステップ（すなわち画素遷移）は、過駆動されないであろう（または、比較的少ししか過駆動されないであろう）。有用な信号を含んでいそうなより大きい強度ステップ（すなわち画素遷移）は、十分に過駆動されるであろう。小さい遷移および大きい遷移が何かを判断するために、画像ノイズの特徴付けを行なうことが好ましい。この発明の別個の実施例によれば、この特徴付けは、オンラインまたはオフラインのいずれかで行なわれ得る。オンラインで行なわれる場合、ステップは、たとえば表示中の画像のノイズフロアを決定、たとえば計算し、この情報を用いてどの制御信号を過駆動するかを決めることであり得る。表示中の画像のノイズフロアを計算することは、連続的に、または一定の間隔で行なわれ得る。代替的な一実施例では、これは、たとえば使用中の画像のタイプまたは検出器のタイプに基づいて過駆動の程度を選択することによって、オフラインで行なわれ得る。その場合、コントローラ３６は、ある特定の瞬間に視覚化されている画像タイプまたは検出器タイプに基づいて、これらの「プリセット」を使用することができる。

コントローラ３６は、過駆動重み付け変換器、たとえば図３のテーブル２０を使用してもよい。テーブル２０の各セルは、人間の視覚認知システム（平均的な人間の目）を考慮に入れて、予め定められた過駆動重み付け係数Ｗ、または予め定められた過駆動重み付け関数を備えている。

コントローラ３６は、重み付けテーブルの３つの異なるカテゴリの異なる区域を使用してもよい：
４．重み付け係数Ｗが０（Ｗ＝０）である、主対角線周辺の「追加の過駆動なし」の第１のゾーン２２、
５．重み付け係数Ｗが０〜１（０＜Ｗ＜１）であり、第１のゾーン２２の上側に当接する第１の部分２４と、第１のゾーン２２の下側に当接する第２の部分２５とを有する、部分的過駆動の第２のゾーン２３、および
６．重み付け係数Ｗが１に等しく（Ｗ＝１）、第２のゾーン２３の第１の部分２４の上側に当接する一方の部分２７と、第２のゾーン２３の第２の部分２５の下側に当接する他方の部分２８とを有する、完全過駆動の第３のゾーン２６。

異なるゾーン２２、２３、２６（およびゾーン間の境界それぞれ）の各々の形状は、人間の視覚認知システム（人間の目）の明るさ感度に基づいている。

異なる画素強度遷移を記録するために、光学測定システムが使用可能である。未加工の点の測定に適合するよう、物理的モデルが使用される（Ｈ．ワング（Wang）ら、「垂直配向セルの液晶ダイレクタ再配向と光学応答時間との相関関係」（Correlations between liquid crystal director reorientation and optical response time of a homeotropic cell）ジャーナル・オブ・アプライド・フィジクス（J. of Applied Physics）、２００４年）。ＬＣＤパネルの非線形性の挙動（デジタル駆動レベルの関数におけるｓ曲線固有の強度−輝度値）に起因して、画素強度値は、ディスプレイによって放出される強度（ｃｄ／ｍ²）に変換される。この発明の実施例に従った上述の方法は、図５に概略的に示すような処理システム２００で実現されてもよい。図５は、少なくとも１つの形態のメモリ、たとえばＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むメモリサブシステム４２に結合された少なくとも１つのカスタマイズ可能なまたはプログラム可能なプロセッサ４１を含む処理システム２００の一構成を示す。なお、プロセッサ４１または複数のプロセッサは、汎用または特定用途プロセッサであってもよく、他の機能を行なう他の構成要素を有するチップなどの装置に含まれるためのものであってもよい。このため、この発明の実施例に従った方法の１つ以上の局面は、デジタル電子回路、またはコンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せにおいて実現可能である。処理システムは、少なくとも１つのディスクドライブおよび／またはＣＤ−ＲＯＭドライブおよび／またはＤＶＤドライブを有するストレージサブシステム４３を含んでいてもよい。いくつかの実現化例では、情報を手動で入力し、または動作を調節するために、ユーザインターフェイスサブシステム４４がユーザに提供されてもよい。いくつかの実施例では、ネットワーク接続、さまざまな装置とのインターフェイスなどのより多くの要素が含まれていてもよいが、図５には例示されていない。処理システム４０のさまざまな要素は、バスサブシステム４５を介する場合も含め、さまざまな方法で結合されてもよい。バスサブシステム４５は、簡単にするために図２１には単一のバスとして示されているが、当業者には少なくとも１つのバスのシステムを含むと理解されるであろう。メモリサブシステム４２のメモリは、処理システム４０上で実行されるとここに記載された方法の実施例のステップを実現する１組の命令のうちの一部またはすべて（いずれの場合も４６として示す）を、時折り保持していてもよい。

処理の経路には、画像処理の後に、アーチファクトを減少させる解決策が配置される。
この発明はまた、計算装置上で実行されるとこの発明の実施例に従ったいずれかの方法の機能性を提供するコンピュータプログラム製品も含む。そのようなコンピュータプログラム製品は、プログラム可能なプロセッサによって実行するためのマシン読取可能なコードを搬送するキャリア媒体において明白に具現化され得る。この発明はこのため、計算手段上で実行されると上述のようないずれかの方法を実行するための命令を提供するコンピュータプログラム製品を搬送するキャリア媒体に関する。「キャリア媒体」という用語は、実行のためにプロセッサに命令を提供することに関与するあらゆる媒体を指す。そのような媒体は、不揮発性媒体および伝送媒体を含むがそれらに限定されない多くの形態を取ってもよい。不揮発性媒体は、たとえば、マスストレージの一部である記憶装置といった光学ディスクまたは磁気ディスクを含む。コンピュータ読取可能な媒体の一般的な形態は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フレキシブルディスクまたはフロッピー（登録商標）ディスク、テープ、メモリチップまたはカートリッジ、もしくはコンピュータが読取可能な任意の他の媒体を含む。コンピュータ読取可能な媒体のさまざまな形態は、１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを実行のためにプロセッサに搬送することにかかわっていてもよい。コンピュータプログラム製品はまた、ＬＡＮ、ＷＡＮ、またはインターネットなどのネットワークにおいて搬送波を介して伝送可能である。伝送媒体は、無線および赤外線データ通信中に生成されるものといった、音波または光波の形を取り得る。伝送媒体は、コンピュータ内にバスを備えるワイヤを含め、同軸ケーブル、銅線、および光ファイバを含む。

したがって、この発明は、好適な計算装置上で実行されるとこの発明のいずれかの方法を行なうソフトウェア製品も含む。好適なソフトウェアは、Ｃなどの好適な高レベル言語でプログラミングし、目標コンピュータプロセッサにとって好適なコンパイラ上でコンパイルすることによって得ることができる。目標コンピュータプロセッサは、（これらに限定されない例として）コンピュータシステムにおける汎用プロセッサ（ＣＰＵ）、コンピュータシステムのグラフィカルプロセッサ（ＧＰＵなど）、表示システムに存在する汎用プロセッサ、表示システムに存在するグラフィカルプロセッサ（ＧＰＵなど）、表示システムに存在する内蔵プロセッサ、ＬＣＤパネル、ｏｌｅｄパネル、またはプラズマパネルといったパネルに存在するプロセッサ、液晶ディスプレイパネルのドライバシステムに存在するプロセッサであり得る。

したがって、この発明は、複数の画素を備える表示装置によって表示される現在のフレームから次のフレームへのフレーム切換中の撮像アーチファクトを減少させる手段を有する表示装置を制御するためのコンピュータプログラム製品であって、コンピュータプログラム製品は、フレーム切換中に関連する画素の画素強度を制御するための少なくとも１つの制御信号を過駆動することによってアーチファクトを減少させるための手段を提供するために、処理エンジン上で実行可能なコードセグメントを備え、アーチファクトを減少させるための手段は、現在のフレーム内の画素の指定された開始強度値と次のフレーム内の画素の指定された目標強度値との間の強度ステップの大きさに依存して過駆動を行なうよう適合されている、コンピュータプログラム製品を提供する。

コードセグメントは、処理エンジン上で実行される場合、１組のフレームから画像ノイズ特性を判断するための手段をさらに備えていてもよく、前記１組は、少なくとも現在のフレームおよび次のフレームを備えており、過駆動は、判断された画像ノイズ特性に基づいている。

アーチファクトを減少させるための手段は、好ましくは、１組の予め定められた過駆動の大きさに基づいて、過駆動の大きさを決定する。

コードセグメントは、処理エンジン上で実行される場合、アーチファクトを減少させるための手段に、現在のフレーム内の画素の現在達した強度レベルと次のフレーム内の画素の目標強度値との間の強度ステップの大きさに依存して、追加で過駆動を行なわせるよう適合され得る。

コードセグメントはまた、処理エンジン上で実行される場合、アーチファクトを減少させるための手段に、人間の視覚認知システムを考慮に入れて、予め定められた過駆動重み付け係数、または予め定められた過駆動重み付け関数によって、過駆動の大きさを重み付けさせることができる。

図面および前述の説明においてこの発明を詳細に例示し、説明してきたが、そのような例示および説明は限定的ではなく例示的であると考えられるべきであり、この発明は開示された実施例に限定されない。

開示された実施例の他の変形は、請求されている発明を実践する当業者が図面、開示、および添付された請求項を研究することによって、理解され、達成され得る。

たとえば、（ＬＣＤなどの）表示システムの時間的挙動が温度に依存することは公知である。パネルの温度は、たとえば周囲温度の変化、バックライト設定の変化…のため、変わり場合がある。これは、理論的には、パネルの温度が変化すると、過駆動変換器、たとえばテーブルを適合させなければならない、ということを意味する。

この問題は、３つの異なる方法で解決可能である。
第１の可能性は、いくつかのパネル温度に対応するいくつかの過駆動変換器、たとえばテーブルを記憶させることである。現在のパネル温度に最も良好に整合する変換器、たとえばテーブルが、リアルタイムで選択可能である。現在のパネル温度は、温度センサによって測定可能である。精度をより一層高めるには、いくつかの過駆動変換器、たとえばテーブル間を内挿することが可能である。

第２の可能性は、パネルの応答時間挙動を（リアルタイムで）連続して測定することである。温度が変化すると、パネルの応答時間挙動が変化し、これが検知されるであろう。新たな測定に基づいて、現在のパネル温度に対応する新たに適合された過駆動変換器、たとえばテーブルが計算可能である。

第３の可能性は、パネル温度を安定させることである。たとえばファンを含み得る能動冷却／加熱システムにより、パネル温度を予め定められた温度範囲に安定させることが可能であり、これは、たとえば周囲温度またはバックライト設定とは独立している。温度の安定化が良好に機能している場合、パネルが安定化する温度範囲に対応する過駆動テーブルは、１つだけあればよい。極端な状況では、パネル温度を１つの予め定められた温度範囲に常に安定させることができないかもしれない。その場合、そのような予め定められた温度範囲をいくつか定義して、パネル温度が常にそれらのうちの１つの範囲内にあることを確実にする、ということが可能である。たとえば、３０℃〜３２℃および４０℃〜４２℃という２つのパネル温度範囲を有することができる。周囲温度（低いか高いか）に依存して、パネル温度は、（周囲温度が低い場合）３０℃〜３２℃の範囲に、または（周囲温度が高い場合）４０℃〜４２℃の範囲に安定化し得る。これら２つの温度範囲の各々について、予め定義された過駆動テーブルを表示システムに記憶させることができる。どちらの温度範囲にパネルが安定化するかに依存して、適切な過駆動テーブルがリアルタイムで選択される。このように、たとえば周囲温度またはバックライト設定が変化した場合でも、正しい過駆動挙動を確実にすることができる。

または、たとえば、時間的応答の改良について説明した解決策の改良として、輝度値（ｃｄ／ｍ²）の代わりに過駆動値を計算するために、ＪＮＤ（Just Noticeable Differences：丁度可知差異）表現が、同様に使用可能である。静止画像用のＪＮＤは、ＮＥＭＡ−ＤＩＣＯＭ［ＮＥＭＡ．医療用デジタル撮像および通信（Digital imaging and communications in medicine：ＤＩＣＯＭ）、パート１４：グレースケール標準表示機能（Grayscale Standard Display Function）、ＰＳ３．１４巻 全米電気機器製造業者協会（National Electrical Manufacturers Association）、２００１年］によって計算され、説明されたものである。人間の視覚システムのバーテン（Barten）のモデル［Ｐ．Ｇ．Ｊ．バーテン、人間の目のコントラスト感度用の物理的モデル（Physical model for the contrast sensitivity of the human eye）、ＳＰＩＥ、第１６６６巻、第５７〜７２頁、１９９２年］の静止コントラスト感度を用いることにより、ＪＮＤは輝度値から計算可能である。ＪＮＤは、動画像については、バーテンにより説明された人間の視覚システムの時間的コントラスト感度関数［Ｐ．Ｇ．Ｊ．バーテン、人間の目のコントラスト感度用の時空間モデルおよびその時間的局面（Spatio-temporal model for the contrast sensitivity of the human eye and its temporal aspects）、ＳＰＩＥ、第１９１３巻、第２〜１４頁、１９９３年］、およびディスプレイの周波数を考慮に入れることによって、再計算されなければならない。

請求項では、「ａ」または「an」といった不定冠詞は、複数を排除しない。互いに異なる従属請求項にある措置が記載されているという単なる事実は、これらの措置の組合せを有利に使用することができないということを示してはいない。請求項におけるどの参照番号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

第３のステップでは、たとえば出力計算モジュール１５において、目標強度値Ｔと、過駆動値ＯＶと、相対過駆動値ＲＯＶとから、制御信号の過駆動強度値ＯＩＶが決定される。したがって、過駆動強度値ＯＩＶは、式１として与えられる。

次に、コントローラ３６、たとえば計算機３９は、目標強度値Ｔと、過駆動値ＯＶと、相対過駆動値ＲＯＶとから、制御信号の過駆動強度値ＯＩＶを決定する。過駆動強度値ＯＩＶは、上述の式１として与えられる。

異なる画素強度遷移を記録するために、光学測定システムが使用可能である。未加工の点の測定に適合するよう、物理的モデルが使用される（Ｈ．ワング（Wang）ら、「垂直配向セルの液晶ダイレクタ再配向と光学応答時間との相関関係」（Correlations between liquid crystal director reorientation and optical response time of a homeotropic cell）ジャーナル・オブ・アプライド・フィジクス（J. of Applied Physics）、２００４年）。ＬＣＤパネルの非線形性の挙動（デジタル駆動レベルの関数におけるｓ曲線固有の強度−輝度値）に起因して、画素強度値は、ディスプレイによって放出される強度（ｃｄ／ｍ²）に変換される。この発明の実施例に従った上述の方法は、図５に概略的に示すような処理システム２００で実現されてもよい。図５は、少なくとも１つの形態のメモリ、たとえばＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むメモリサブシステム４２に結合された少なくとも１つのカスタマイズ可能なまたはプログラム可能なプロセッサ４１を含む処理システム２００の一構成を示す。なお、プロセッサ４１または複数のプロセッサは、汎用または特定用途プロセッサであってもよく、他の機能を行なう他の構成要素を有するチップなどの装置に含まれるためのものであってもよい。このため、この発明の実施例に従った方法の１つ以上の局面は、デジタル電子回路、またはコンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せにおいて実現可能である。処理システムは、少なくとも１つのディスクドライブおよび／またはＣＤ−ＲＯＭドライブおよび／またはＤＶＤドライブを有するストレージサブシステム４３を含んでいてもよい。いくつかの実現化例では、情報を手動で入力し、または動作を調節するために、ユーザインターフェイスサブシステム４４がユーザに提供されてもよい。いくつかの実施例では、ネットワーク接続、さまざまな装置とのインターフェイスなどのより多くの要素が含まれていてもよいが、図５には例示されていない。処理システム２００のさまざまな要素は、バスサブシステム４５を介する場合も含め、さまざまな方法で結合されてもよい。バスサブシステム４５は、簡単にするために図５には単一のバスとして示されているが、当業者には少なくとも１つのバスのシステムを含むと理解されるであろう。メモリサブシステム４２のメモリは、処理システム２００上で実行されるとここに記載された方法の実施例のステップを実現する１組の命令のうちの一部またはすべて（いずれの場合も４６として示す）を、時折り保持していてもよい。

Claims (37)

1. 複数の画素を備える表示装置によって表示される現在のフレームから次のフレームへのフレーム切換中の撮像アーチファクトを制御するための方法であって、アーチファクトは、フレーム切換中に関連する画素の画素強度を制御するための少なくとも１つの制御信号を過駆動することによって減少され、過駆動は、現在のフレーム内の画素の指定された開始強度値と次のフレーム内の画素の指定された目標強度値との間の強度ステップの大きさに依存して行なわれる、方法。
2. 過駆動の大きさは、現在のフレーム内の画素の指定された開始強度値と次のフレーム内の画素の指定された目標強度値との間の強度ステップに依存している、請求項１に記載の方法。
3. 前記方法は、１組のフレームから画像ノイズ特性を判断するさらに別のステップを備え、前記１組は、少なくとも現在のフレームおよび次のフレームを備えており、過駆動は、判断された画像ノイズ特性に基づいている、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
4. 過駆動の大きさは、１組の予め定められた過駆動の大きさに基づいている、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
5. 過駆動の大きさは、表示中の画像内容のタイプ、または表示システムの使用用途に基づいている、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
6. 予め定められた過駆動の大きさは、第１のメモリに記憶される、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
7. 過駆動は、現在のフレーム内の画素の現在達した強度レベルと次のフレーム内の画素の目標強度値との間の強度ステップの大きさに依存して追加で行なわれる、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
8. 過駆動の大きさは、人間の視覚認知システムを考慮に入れて、予め定められた過駆動重み付け係数、または予め定められた過駆動重み付け関数によって重み付けされる、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
9. 過駆動の大きさは、表示システムの色の一致が改良されるように、予め定められた過駆動重み付け係数、または予め定められた過駆動重み付け関数によって適合される、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
10. 少なくとも１つのタイプまたは色のサブ画素用の過駆動の大きさは、少なくとも１つの他のタイプまたは色のサブ画素の遷移速度に従って調節される、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
11. 予め定められた過駆動重み付け係数または過駆動重み付け関数は、第２のメモリに記憶される、請求項８または９のいずれかに記載の方法。
12. 表示装置は、液晶表示装置である、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
13. アーチファクトは、フレーム切換中に各関連する画素の強度を制御するための各個々の制御信号を過駆動することによって減少される、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
14. 複数の画素を備える表示装置によって表示される現在のフレームから次のフレームへのフレーム切換中の撮像アーチファクトを減少させる手段を有する表示装置であって、表示装置は、フレーム切換中に関連する画素の画素強度を制御するための少なくとも１つの制御信号を過駆動することによってアーチファクトを減少させるための手段を備え、アーチファクトを減少させるための手段は、現在のフレーム内の画素の指定された開始強度値と次のフレーム内の画素の指定された目標強度値との間の強度ステップの大きさに依存して過駆動を行なうよう適合されている、表示装置。
15. １組のフレームから画像ノイズ特性を判断するための手段をさらに備え、前記１組は、少なくとも現在のフレームおよび次のフレームを備えており、過駆動は、判断された画像ノイズ特性に基づいている、請求項１４に記載の表示装置。
16. アーチファクトを減少させるための手段は、１組の予め定められた過駆動の大きさに基づいて、過駆動の大きさを決定する、請求項１４〜１５のいずれかに記載の表示装置。
17. 前記１組の予め定められた過駆動の大きさを記憶する第１のメモリをさらに備える、請求項１６に記載の表示装置。
18. アーチファクトを減少させるための手段は、現在のフレーム内の画素の現在達した強度レベルと次のフレーム内の画素の目標強度値との間の強度ステップの大きさに依存して、追加で過駆動を行なう、請求項１４〜１７のいずれかに記載の表示装置。
19. アーチファクトを減少させるための手段は、人間の視覚認知システムを考慮に入れて、予め定められた過駆動重み付け係数、または予め定められた過駆動重み付け関数によって、過駆動の大きさを重み付けする、請求項１４〜１８のいずれかに記載の表示装置。
20. 予め定められた過駆動重み付け係数または過駆動重み付け関数は、第２のメモリに記憶される、請求項１９に記載の表示装置。
21. 表示装置は、液晶表示装置である、請求項１４〜２０のいずれかに記載の表示装置。
22. アーチファクトは、フレーム切換中に各関連する画素の強度を制御するための各個々の制御信号を過駆動することによって減少される、請求項１４〜２１のいずれかに記載の表示装置。
23. 複数の画素を備える表示装置によって表示される現在のフレームから次のフレームへのフレーム切換中の撮像アーチファクトを減少させる手段を有する表示装置のためのコントローラであって、コントローラは、フレーム切換中に関連する画素の画素強度を制御するための少なくとも１つの制御信号を過駆動することによってアーチファクトを減少させるための手段を備え、アーチファクトを減少させるための手段は、現在のフレーム内の画素の指定された開始強度値と次のフレーム内の画素の指定された目標強度値との間の強度ステップの大きさに依存して過駆動を行なうよう適合されている、コントローラ。
24. １組のフレームから画像ノイズ特性を判断するための手段をさらに備え、前記１組は、少なくとも現在のフレームおよび次のフレームを備えており、過駆動は、判断された画像ノイズ特性に基づいている、請求項２３に記載のコントローラ。
25. アーチファクトを減少させるための手段は、１組の予め定められた過駆動の大きさに基づいて、過駆動の大きさを決定する、請求項２３または２４に記載のコントローラ。
26. 前記１組の予め定められた過駆動の大きさを記憶する第１のメモリをさらに備える、請求項２５に記載のコントローラ。
27. アーチファクトを減少させるための手段は、現在のフレーム内の画素の現在達した強度レベルと次のフレーム内の画素の目標強度値との間の強度ステップの大きさに依存して、追加で過駆動を行なう、請求項２３〜２６のいずれかに記載のコントローラ。
28. アーチファクトを減少させるための手段は、人間の視覚認知システムを考慮に入れて、予め定められた過駆動重み付け係数、または予め定められた過駆動重み付け関数によって、過駆動の大きさを重み付けする、請求項２３〜２７のいずれかに記載のコントローラ。
29. 予め定められた過駆動重み付け係数または過駆動重み付け関数は、第２のメモリに記憶される、請求項２８に記載のコントローラ。
30. 表示装置は、液晶表示装置である、請求項２３〜２９のいずれかに記載のコントローラ。
31. コントローラは、フレーム切換中に各関連する画素の強度を制御するための各個々の制御信号を過駆動することによって、アーチファクトを減少させる、請求項２３〜３０のいずれかに記載のコントローラ。
32. 複数の画素を備える表示装置によって表示される現在のフレームから次のフレームへのフレーム切換中の撮像アーチファクトを減少させる手段を有する表示装置を制御するためのコンピュータプログラム製品であって、コンピュータプログラム製品は、フレーム切換中に関連する画素の画素強度を制御するための少なくとも１つの制御信号を過駆動することによってアーチファクトを減少させるための手段を提供するために、処理エンジン上で実行可能なコードセグメントを備え、アーチファクトを減少させるための手段は、現在のフレーム内の画素の指定された開始強度値と次のフレーム内の画素の指定された目標強度値との間の強度ステップの大きさに依存して過駆動を行なうよう適合されている、コンピュータプログラム製品。
33. コードセグメントは、処理エンジン上で実行される場合、１組のフレームから画像ノイズ特性を判断するための手段をさらに備え、前記１組は、少なくとも現在のフレームおよび次のフレームを備えており、過駆動は、判断された画像ノイズ特性に基づいている、請求項３２に記載のコンピュータプログラム製品。
34. アーチファクトを減少させるための手段は、１組の予め定められた過駆動の大きさに基づいて、過駆動の大きさを決定する、請求項３２または３３に記載のコンピュータプログラム製品。
35. コードセグメントは、処理エンジン上で実行される場合、アーチファクトを減少させるための手段に、現在のフレーム内の画素の現在達した強度レベルと次のフレーム内の画素の目標強度値との間の強度ステップの大きさに依存して、追加で過駆動を行なわせる、請求項３２〜３４のいずれかに記載のコンピュータプログラム製品。
36. コードセグメントは、処理エンジン上で実行される場合、アーチファクトを減少させるための手段に、人間の視覚認知システムを考慮に入れて、予め定められた過駆動重み付け係数、または予め定められた過駆動重み付け関数によって、過駆動の大きさを重み付けさせる、請求項３２〜３５のいずれかに記載のコンピュータプログラム製品。
37. 請求項３２〜３６のいずれかに記載のコンピュータプログラム製品を記憶する、マシン読取可能な信号搬送媒体。