JP2008538615A - サブピクセルのマッピング - Google Patents

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Abstract

4原入力信号ISを表示デバイスDDの4つのサブピクセルRPij,GPij,BPij,WPijの群Pijにマッピングする方法である。4原入力信号ISは、各々が第1入力信号RIijのための値、第2入力信号GIijのための値、第3入力信号BIijのための値及び第4入力信号WIijのための値を有するような入力サンプルSijのシーケンスを有している。前記4つのサブピクセルの群Pijは、第1の原色Rを持つ光を供給するための第1サブピクセルRPij、第2の原色Gを持つ光を供給するための第2サブピクセルGPij、第3の原色を持つ光を供給するための第3サブピクセルBPij及び第4の色Wを持つ第4の光を供給するための第4サブピクセルWPijを有し、これら第1、第2、第3及び第4の色は全て異なり、第4の色は第1、第2及び第3の色の色域内にある。本方法は、前記4原入力信号ISの入力サンプルSijを、特定の入力サンプルS11の第1入力信号RI11、第2入力信号GI11及び第3入力信号BI11を4つの隣接するサブピクセルの特定の群P11における第1サブピクセルRP11、第2サブピクセルGP11及び第3サブピクセルBP11に各々割り当てると共に、他の入力サンプルS12の第4入力信号WI12を前記4つの隣接するサブピクセルの特定の群P11における第4サブピクセルWP11に割り当てることによりサブサンプリングMAPするステップを有し、前記特定の入力サンプルS11及び前記他の入力サンプルS12は表示デバイスDD上の隣接する位置に関連付けられる。

Description

本発明は、4原入力信号を表示デバイスの4つのサブピクセルの群にマッピングする方法、コンピュータプログラム製品、4原入力信号を表示デバイスの4つのサブピクセルの群にマッピングするシステム、表示デバイスを駆動すると共に上記システムを有する回路、該回路を有する表示装置、該回路を有する携帯装置、放送システム、及び放送方法に関する。
現在の表示器は3つの異なった色のサブピクセルを有し、これらサブピクセルは、通常、三原色のR(赤)、G(緑)及びB(青)を有している。これらの表示器は3つの入力カラー信号により駆動され、これらカラー信号はRGBサブピクセルを備える表示器に対しては好ましくはRGB信号である。上記入力カラー信号は、例えばYUV信号のような、信号の如何なる他の関係の三つ組(トリプレット)とすることもできる。しかしながら、これらのYUV信号は、RGBサブピクセルのためのRGB駆動信号を得るために処理されなければならない。典型的に、3つの異なる色のサブピクセルを備える斯かる表示器は、相対的に小さな色域(color gamut)しか有さない。
異なる色を持つ4つのサブピクセルを備えるような表示器は、4番目のサブピクセルが他の3つのサブピクセルの色により規定される色域の外側の色を生成する場合に、一層広い色域を提供する。代わりに、上記4番目のサブピクセルは、他の3つのサブピクセルの色域の内側の色を生成することもできる。該4番目のサブピクセルは白色光を生成することができる。4つのサブピクセルを有する表示器は、4原(four-primary)表示器とも呼ばれる。R(赤)、G(緑)、B(青)及びW(白)光を発するサブピクセルを有するような表示器は、通常、RGBW表示器と呼ばれる。
より一般的には、N≧4の異なる色のサブピクセルを有する表示器は多原(multi-primary)表示器と呼ばれる。斯かるサブピクセルのN個の原色のためのN個の駆動信号は、3つの入力カラー信号から、N個の駆動信号と3つの入力信号との間の関係を定義する一群の方程式を解くことにより計算される。3つの方程式しか利用可能でないところ、N個の未知の駆動信号を決定しなければならないので、通常は、多数の解があり得る。多原変換アルゴリズムは、斯かる多数の可能性のある解から一つの解を選択することにより、3つの入力カラー信号をN個の駆動信号に変換する。
しかしながら、3原(three-primary)入力信号を4原サブピクセルにマッピングすることは大きな挑戦のように思われる。4番目のサブピクセルの追加は、1つのピクセル内の全サブピクセルが同じ入力ピクセルからの駆動値を入力すると、表示器の解像度の減少を生じさせる。解像度を回復するために、3原入力信号の4つの駆動信号への変換は、2以上の入力サンプルを1つの群の4つのサブピクセルにマッピングすることによるサブサンプリング処理(ファクタ2による)を含む。通常、RGB成分を有する入力信号は、表示ピクセルの規則的長方形グリッドを呈する。しかしながら、表示ピクセルの該規則的長方形グリッドは、サブサンプリング及びマッピングにより喪失される。サブサンプリングは、3原入力信号の3つの成分の値に依存したカラーアーチファクトを生じる。
本発明の目的は、4原入力信号を表示器の4つのサブピクセルの群にマッピングする方法であって、解像度の損失が少ない方法を提供することにある。
本発明の第1の態様は、請求項1に記載したような4原入力信号を4つのサブピクセルの群にマッピングする方法を提供する。本発明の第2の態様は、請求項8に記載したようなコンピュータプログラム製品を提供する。本発明の第3の態様は、請求項10に記載したような4原入力信号を表示デバイスの4つのサブピクセルの群にマッピングするシステムを提供する。本発明の第4の態様は、請求項11に記載したような表示デバイスを駆動するための回路を提供する。第5の態様は、請求項12に記載したような表示装置を提供する。第6の態様は、請求項13に記載したような携帯装置を提供する。第7の態様は、請求項14に記載したような放送システムを提供する。第8の態様は、請求項15に記載したような放送する方法を提供する。有利な実施例は、従属請求項に記載されている。
本発明は、4原入力信号のサンプルを表示デバイスの4つのサブピクセルの群にマッピングすることを目指すものである。3入力カラー信号から4原入力信号への変換は既に実行されているものと仮定する。代わりに、4原入力信号は、カメラ、サーバ又はビデオ処理デバイス等の補助デバイスにより発生することもできる。該4原入力信号は入力サンプルのシーケンスを有し、これらサンプルの各々は、第1入力信号に対する値、第2入力信号に対する値、第3入力信号に対する値及び第4入力信号に対する値を各々有する4つのサブサンプルを含む。これらサブサンプルの値は、サンプルの成分又は単に成分と呼ぶ。
4つのサブピクセルの群は、第1の色の光を供給する第1サブピクセルと、第2の色の光を供給する第2サブピクセルと、第3の色の光を供給する第3サブピクセルと、第4の色の光を供給する第4サブピクセルとを有する。第1、第2、第3及び第4の色は全て異なり、第4の色は第1、第2及び第3の色の色域内に位置する。
当該方法は、前記4原入力信号のサンプルをサブサンプリングするサブサンプリング処理を有する。第1入力サンプルの第1成分、第2成分及び第3成分は、隣接するサブピクセルの特定の群の第1、第2及び第3サブピクセルに各々割り当てられる。第2入力サンプルの第4成分は、隣接するサブピクセルの上記と同じ特定の群の第4サブピクセルに割り当てられる。第1入力サンプル及び第2入力サンプルは、表示デバイス上の隣接する位置に関連づけられる。このように、第1入力サンプルの第4成分並びに第2入力サンプルの第1、第2及び第3成分は、隣接するサブピクセルの上記特定の群のサブピクセルには割り当てられない。好ましくは、第1及び第2入力サンプルの、これらの成分は全く発生されないか伝送されず、これは一層効率的な多原変換を提供する。更に、これは、マッピングの前にフィルタ処理が必要とされないという利点を有する。事実、マッピング/サブサンプリングは非常に簡単なので、可能性として多原変換の一部とすることができる(即ち、該多原変換は表示器上での必要に応じてのみサブピクセル値を出力する)。
このサブサンプリング処理は、輝度(luminance)における解像度の損失が知覚的に目立たないような態様で実行される。何故なら、第1入力サンプルの第1、第2及び第3入力成分の群、並びに第2サンプルの第4入力成分の両方が、第4の色に関する輝度成分を定めるからである。更に、上記変換及びマッピングは、無色(グレイスケール)の画像は無色に留まる点で重大なカラーアーチファクトを防止する。
このように、この特別なマッピングアルゴリズムは、一方における第1、第2及び第3サブピクセルの群、並びに他方における第4サブピクセルの両方が、第4サブピクセルの色に対する輝度情報を表すという主たる利点を有する。
更に、第4色成分に関係する色に色誤差は発生しないであろう。例えば、黒及び白の情報を表示し、赤色光を供給する第1サブピクセル、緑色光を供給する第2サブピクセル、青色光を供給する第3サブピクセル及び白色光を供給する第4サブピクセルを使用する場合、色誤差は発生しない。何故なら、第1、第2及び第3サブピクセルの群が白色光を供給することができるからである。第4サブピクセルが他の色を有する場合、ここでも、第1、第2及び第3サブピクセルの群で同じ色を生成することが可能である。何故なら、この他の色は、第1、第2及び第3サブピクセルにより生成することができる色の色域内であるからである。
対照的に、当該マッピングが同じ入力サンプルの成分の第1、第2及び第3サブピクセルへの割り当てを含まない場合、第4サブピクセルが白色光を供給するなら、黒及び白の情報を表示する場合に色誤差が生じる。
請求項3に記載した実施例においては、当該表示デバイスはバックライトユニットにより照明される。このように、サブピクセルにより供給される光は、バックライトユニットから発した侵入光を変調することにより得られる。赤、緑及び青の光を得るために、赤、緑及び青のフィルタが第1、第2及び第3サブピクセルに各々関連づけられる。バックライトユニットにより供給される光は、第4サブピクセルをフィルタされずに通過する。勿論、全てのサブピクセル、従って第4のものも、関連する成分により決定される駆動電圧に応答して侵入光の輝度を変調することができる。好ましくは、バックライトユニットにより供給される光は白色とする。しかしながら、他の例として、バックライトユニットの光は他の色を有することもでき、第1ないし第3サブピクセルの色は赤、緑及び青とは相違してもよい。これは、異なる(もっと青みがかった)白色点(依然として"白"と呼ばれる)を適用するような表示器において特に興味深い。これは、表示器上のサブピクセルは依然としてRGBWである一方、バックライトは平均すると白であるが、交互のフレームでは赤/緑/青となるような色順次表示器においても興味深い。
請求項5に記載の実施例においては、前記4原入力信号において、前記他の入力サンプルは前記特定の入力サンプルに対して当該サブピクセルの群における第1、第2及び第3サブピクセルの部分群に対する第4サブピクセルの位置に対応するように配置される。これは、サブピクセルの幾何学構造に対する入力サンプルの最適なタイミングを提供する。第4サブピクセルは、表示スクリーン上の同一の水平ライン(行)又は垂直ライン(列)に存在することができる。しかしながら、他の幾何学構造も可能であり、例えば、第4サブピクセルは隣接するラインにおいて第1、第2及び第3サブピクセルの中心位置に存在することもできる。
請求項6に記載した実施例では、第2入力サンプルは、ビデオ入力画像における第1ラインにおいて第1入力サンプルの直後に続き又は直前に位置する。第1入力サンプルの第1、第2及び第3成分は、サブピクセルの第1の群の第1、第2及び第3サブピクセルを駆動するために使用される。第2入力サンプルの第4成分は、サブピクセルの第1の群の第4サブピクセルを駆動するために使用される。
更に、第3及び第4の入力サンプルが、サブピクセルの第2の群に対してサブサンプリングされる。該第2の群は、第1の色の光を供給する第5サブピクセル、第2の色の光を供給する第6サブピクセル、第3の色の光を供給する第7サブピクセル、及び第4の色の光を供給する第8サブピクセルを有する。該サブサンプリングは、第4入力サンプルの第1、第2及び第3成分を第5、第6及び第7サブピクセルに各々割り当て、第3入力サンプルの第4成分を第8サブピクセルに割り当てる。第4入力サンプルは、当該ビデオ入力画像の第2ラインにおいて第3入力サンプルに直に後続するか又は先行する。該第2のラインは前記第1ラインに直に後続するか又は先行する。ビデオ入力画像の斯かるラインは水平方向に又は垂直方向に延びることができることに注意されたい。水平方向においては、入力サンプルは時間的に互いに直に続く。垂直方向においては、入力サンプルは互いに1ライン期間遅延される。
請求項7に記載された実施例では、本発明によるマッピングに、3原色入力信号の4原入力信号への変換が先行する。この変換は、一方における第1サブピクセル、第2サブピクセル及び第3サブピクセルの組み合わせの輝度、並びに他方における第4サブピクセルの輝度に関しての等しい輝度という制約の下で行われる。これは、第4サブピクセルと、第1、第2及び第3サブピクセルの群との間の輝度差が最小になるという利点を有している。
本発明の、これら及び他の態様は、以下に述べる実施例から明らかとなり、斯かる実施例を参照して説明されるであろう。
異なる図において同一の符号を有する項目は、同一の構造的特徴及び同一の機能を有するか、又は同一の信号であることに注意されたい。このような項目の機能及び/又は構造が特定の図に関して説明された場合、他の図の詳細な説明において斯かる項目を繰り返し説明することは不要であろう。
特定の数の大文字で開始し、i及び/又はjなる文字が後続する符号において、i及びjはインデックスである。これらのインデックスi及びjは、大文字により示される項目を広く示すか、又は当該符号により示される項目の何れかを示すことができる。斯かる項目のうちの特定の1つが指定される場合、インデックスは番号により置換される。例えば、大文字Pがマトリクス表示器のピクセルを示すために使用される場合、Pijは当該マトリクス表示器の全てのピクセル又はこれらピクセルのうちの1つを指す。対照的に、Pmnはm番目の行及びn番目の列におけるピクセルを示す。請求項に使用されたインデックスは、図に示されたものを単に指すのみであって、請求項の範囲を限定するものと見なしてはならない。
図1は、3つの原サブピクセルの群を有する表示器上に3原入力信号をマッピングする従来技術を示している。
表示デバイスDDは右側にマトリクス表示器として示され、該マトリクス表示器においてピクセルPijはm行及びn列に配列されている。最初の行はピクセルP11,P12,…,P1nを有し、2番目の行はピクセルP21,P22,…,P2nを有し、最後の行はピクセルPm1〜Pmnを有している。ピクセルPijの各々は、3つのサブピクセルRPij,GPij及びBPijを有している。図1には、参照によって、サブピクセルRPij,GPij及びBPijのみが示されている。
3原入力信号TISが左側に示されている。以下では入力信号と呼ぶ3原入力信号TISは、入力サンプルIijのシーケンスを有している。該入力サンプルの各々は3つの値、即ち赤成分Rijを規定する第1の値、緑成分Gijを規定する第2の値、及び青成分Bijを規定する第3の値を有する。図1には、入力画像の1フレームに関して、該入力画像の最初のラインのサンプルI11,I12及びI1n、該入力画像の2番目のラインのサンプルI21及びI22、並びに該入力画像の最後のラインのサンプルIm1及びImnのみが示されている。最初のラインには、成分R11,G11,B11及びR12,G12,B12のみが示されている。当該3原駆動信号のサンプルIijは通常は時間順序的に供給され、サンプルIijの表示器の正しいピクセルPij上へのマッピングは、ピクセルPijへのサンプルIijの書き込みを斯かるサンプルIijの発生に同期させることにより得られるが、図1の左側のマトリクスでは、これらサンプルは表示デバイスDD上の位置との正しい関係を既に有しているように編成されていると想定されている。
従来技術のマッピングは極めて素直なもので、対応するピクセルPijに表示されるものである入力サンプルIijのうち、第1成分Rijは第1サブピクセルRPijを駆動するために使用され、第2成分Gijは第2サブピクセルGPijを駆動し、第3成分Bijは第3サブピクセルBPijを駆動する。勿論、これら成分及びサブピクセルに関連づけられる色は合致しなければならない。通常、第1の値Rijは入力サンプルIijの赤成分であって、第1サブピクセルRPijは赤色光を供給し、第2の値Gijは入力サンプルIijの緑成分であって、第2サブピクセルGPijは緑色光を供給し、第3の値Bijは入力サンプルIijの青成分であって、第3サブピクセルBPijは青色光を供給する。勿論、サブピクセルの順序は異なっても良い。
このように、従来のシステムにおけるマッピングは単純な1対1のマッピングであった。しかしながら、オリジナルの3原入力信号TISが4つのサブピクセルの群を持つ表示器上に表示されなければならない場合、このマッピングは、より一層複雑となる。オリジナルの3原入力信号TISは、先ず、その4つの成分が4つのサブピクセルの4つの色に合致するような4原入力信号ISに変換されねばならない。ここで、該4原入力信号ISにおける入力サンプルSijの4つの成分の各々が4つのサブピクセルに1対1でマッピングされる場合、表示器の解像度が減少するか(当該4及び3サブピクセル表示器のサブピクセルの寸法が同一であるなら)、又はサブピクセル当たりの光出力が減少する(解像度が一定に維持されるなら)。これらの問題は、上記4原駆動信号をファクタ2でサブサンプリングすることにより解決することができる。これは、2つの入力サンプルが4つのサブピクセルの同一の群にマッピングされることを意味する。
本発明は、4つのサブピクセル上への入力サンプルの特別なマッピング法に関するものである。該特別なマッピング法を図3及び4を参照して説明する。先ず、図2において、表示デバイスDDの特別な実施例を説明する。
図2は、4つのサブピクセルの群を有すると共にバックライトユニットにより照明されるようなLCD表示器の一部を概念的に示している。該LCD表示器は、駆動電圧を印加することにより透過度を良く知られて態様で制御することが可能なLCD材料の4つのサブピクセルRPij,GPij,BPij,WPijの群を有している。該LCD表示器の支持基板及び偏光板は図示されていない。4つのサブピクセルRPij,GPij,BPij,WPijは、バックライトBLにより発生される光BLLにより照明される。4つの隣接するサブピクセルRPij,GPij,BPij,WPijの2つの群Pijのみが図示されている。第1カラーフィルタRFがサブピクセルRPijに関連付けられ、第2カラーフィルタGFがサブピクセルGPijに関連付けられ、第3カラーフィルタBFがサブピクセルBPijに関連付けられている。カラーフィルタRF、GF、BFは、対応するLCDサブピクセルが光BLLの異なるスペクトル部分を供給するように、異なる色を濾過する。これらの異なるスペクトル部分は、部分的に重なり合っても良い。サブピクセルWPijにはカラーフィルタは関連付けられておらず、かくして、サブピクセルWPijにより寄与される光の色は、光BLLの色と同一である。カラーフィルタRF、GF、BFは、サブピクセルRPij、GPij及びBPijの混合光が光BLLと同一の(可視)色を有することができるように、選択される。
好ましくは、カラーフィルタRF、GF及びBFは、各々、赤、緑及び青フィルタとし、光BLLは白色光とする。
図3は、4原駆動信号を4つのサブピクセルの群にマッピングするシステムを有するような表示装置のブロック図を示す。このシステムは、各々がRij(通常は、赤)成分、Gij(通常は、緑)成分及びBij(通常は、青)成分を有するようなサンプルIijを持つ3原入力信号TISから開始する。多原変換器MPCは上記3原入力信号TISのサンプルIijを4原入力信号ISのサンプルSijに変換する。該4原入力信号ISのサンプルSijは、RIij,GIij,BIij,WIij成分を有する。このような多原変換器MPCは良く知られている。
本発明によるサブサンプラ又はマッパMAPは、サンプルRIij,GIij,BIij,WIijを4原出力信号OSにマッピングし、該4原出力信号は、各サンプルDij毎に、サブピクセルRPij,GPij,BPij及びWPijを各々駆動する4つの成分RDij,GDij,BDij及びWDijを有する。表示器DD、及びバックライトBLLを放出するバックライトユニットBLは概念的にのみ示されている。好ましくは、表示器DDはマトリクス表示器とする。表示器DDは、図2に示すようなLCD、又はバックライトユニットBLからのバックライトBLLを変調することが可能な他の表示器とすることができる。該変調は、サブピクセルRPij,GPij,BPij及びWPijの透過度又は反射度を変化させることにより得ることができる。バックライトユニットBLは、光BLLの輝度及び色を変調することができる。LED表示器のようにサブピクセルが光を発するような表示器においては、バックライトユニットBLは省略することができる。
当該表示装置は、テレビジョン、コンピュータモニタ、又は例えば移動通信若しくは個人的使用のための手持ち装置(例えば、パーソナルデジタルアシスタント若しくはエレクトロニックブック)等の表示器を持つ如何なる他の装置とすることもできる。
図4は、本発明の一実施例による4原入力信号の4つの原サブピクセルの群を持つ表示器上へのマッピング法を示す。図4は、3原入力信号TISの4つの隣接する入力サンプルI11,I12,I21,I22の特定のブロックの、4つの隣接するサブピクセルの2つの隣接する群(図4の右側に示し、明瞭化のために表示器DDの4つの隣接するサブピクセルの2つの群のみを示している)への多原変換MPC及びマッピングMAPの処理を示す。4つの隣接するサブピクセルの第1の隣接する群P11は、RP11,GP11,BP11及びWP11により示されるサブピクセルを有し、これらサブピクセルは、この例では、表示デバイスDDの表示スクリーンにおける最初のピクセル行上の最初の4つのサブピクセルである。4つの隣接するサブピクセルの第2の隣接する群P21は、RP21,GP21,BP21及びWP21により示されるサブピクセルを有する。同じ処理が、3原入力信号TISの4つの隣接するサンプルの残りのブロックから4つの隣接するサブピクセルの残りの群Pijまで適用される。本発明によるマッピング法は、斯かる群におけるサブピクセルの他の幾何学的分布に対しても有利に実施化することができることに注意すべきである。多原変換MPC及びマッピング処理MAPを説明する前に、先ず、図4における別の信号を説明する。
サンプルI11は成分R11,G11,B11を有し、サンプルI12は成分R12,G12,B12を有し、サンプルI21は成分R21,G21,B21を有し、サンプルI22は成分R22,G22,B22を有する。実際に、3原入力信号TISは、各々が3つの成分を有するようなサンプルのシーケンスである。各サンプルIijの成分Rij,Gij,Bijは、これら3つの成分Rij,Gij,Bijに関連する3つの原色のサンプルIijの輝度及び色に対する貢献度を定める。サンプルIijは表示器上に、第1成分Rijが該第1成分に関連する原色に合致するような色の光を放出する第1サブピクセルを駆動し、第2成分Gijが該第2成分に関連する原色に合致するような色の光を放出する第2サブピクセルを駆動し、第3成分Bijが第3の原色に関連する原色に合致するような色の光を放出する第3サブピクセルを駆動するように、表示されるものと考えられている。このように、3つのサブピクセルの群は、3つのサブピクセルの3つの異なる原色により規定される色域を表示することができる。好ましくは、この色域はサンプルIijの3つの原色により規定される色域に最適に合致するものとする。通常、サンプルIijの成分Rij,Gij,Bijの及び上記サブピクセルの3つの原色は、RGB(赤、緑及び青)である。
3原変換MPCは、入力サンプルI11,I12,I21,I22を4原入力信号ISの他のサンプルS11,S12,S21,S22に変換する。サンプルS11は成分RI11,GI11,BI11,WI11を有し、サンプルS12は成分RI12,GI12,BI12,WI12を有し、サンプルS21は成分RI21,GI21,BI21,WI21を有し、サンプルS22は成分RI22,GI22,BI22,WI22を有する。成分RIijは第1の色を持つサブピクセル上に表示されるものと考えられ、成分GIijは第2の色を持つサブピクセル上に表示されるものと考えられ、成分BIijは第3の色を持つサブピクセル上に表示されるものと考えられ、成分WIijは第4の色を持つサブピクセル上に表示されるものと考えられる。このように、ここでは、オリジナルの3原入力信号TISは、4つのサブピクセルRPij,GPij,BPij,WPijの群Pij上に表示されねばならない。多原変換MPCは各サンプルIij当たり3つの成分の値を、斯かる3つの成分の原色及び4つのサブピクセルRPij,GPij,BPij,WPijの色を考慮に入れながら、各サンプルSij当たり4つの成分の値に変換しなければならない。
多原変換MPC自体は良く知られている。本発明は、サブピクセルWPijの第4の色が第1の色、第2の色及び第3の色により規定される色域内であるような特別な場合におけるマッピングアルゴリズムMAPに関するものである。ここで、マッパMAPは4原入力信号ISを4原出力信号OSにマッピングする多くの可能性を有している。4原出力信号OSはサンプルDijを有し、これらサンプルの各々は、同じ群Pijの4つの隣接するサブピクセルRPij,GPij,BPij,WPijを各々駆動する成分RDij,GDij,BDij,WDijを有する。
4原入力信号ISの成分RIij,GIij,BIij,WIijを4原出力信号OSの成分RDij,GDij,BDij,WDijに1対1でマッピングすることが可能である。このように、各4原入力サンプルSijが4つのサブピクセルの群Pijにマッピングされる。しかしながら、第4のサブピクセルの追加は、輝度が犠牲にされてはならない場合に、表示器DDの解像度の減少を生じさせる。又は、解像度が一定に維持される場合は、サブピクセル当たりの輝度が減少する。
解像度を回復するために、4原入力信号ISの4原出力信号OSへのマッピングMAPは、2つの入力サンプルSijを4つの隣接するサブピクセルRPij,GPij,BPij,WPijの1つの群Pijへマッピングすることによる、ファクタ2によるサブサンプリング処理を有する。オリジナルの3原入力信号TISは表示ピクセル及びそれらのサブピクセルの規則的長方形グリッドを仮定している。当該マッピングMAPは、第4サブピクセルWPijの色におけるカラーアーチファクトを更に減少させる。
本発明による特別なマッピングMAPは、カラーアーチファクトを軽減する。基本的な思想は、2つのサンプルS11及びS12(又はS21及びS22)が下記のような態様で4つのサブピクセルRPij,GPij,BPij,WPijの1つの群P11(又はP21)にマッピングされるというものである。4原出力信号OSの特定のサンプルDijは、第1サンプルS11の第1成分RIijである第1成分RDijと、第1サンプルS11の第2成分GIijである第2成分GDijと、第1サンプルS11の第3成分BIijである第3成分BDijと、第2サンプルS12の第4成分WIijである第4成分WDijとを有する。このように、4原入力信号ISの2つの連続するサンプルSijが、4原出力信号OSの1つの同一のサンプルDijに変換される。第4の原と同一の輝度を提供することが可能な3つの原が、2つの隣接するサンプルSijの一方から発生し、第4の原は、これら2つのサンプルSijの他方から発生する。同様のことが、全ての他の2つの隣接するサンプルSijに対しても成り立つ。このことは、輝度誤差が生じないという利点を有している。何故なら、同じ群Pijのうちの他の3つのサブピクセルRPij,GPij,BPijが同一の輝度を提供することができるからである。更に、この方法は、色誤差を生じさせること無しに輝度を、一方における第4のサブピクセルWPijと、他方における第1、第2及び第3サブピクセルRPij,GPij,BPijとに分割することができるという利点を有している。
好ましい実施例では、本発明によるマッピングMAPは、3原入力信号TISを4原入力信号ISに、第4成分WIijと同一の色を生成することができる3つの成分RIij,GIij,BIijの輝度が(もし可能なら入力カラーに依存して)該第4成分WIijの輝度と同一となるというようなサンプル毎の等しい輝度という制約の下で変換するような多原変換MPCと組み合わされる。このような等しい輝度という制約の下での多原変換は、本特許出願と同日付けで出願され、図6ないし9を参照して説明するような特許出願(出願人整理番号PH000227EP1)に記載されている。
図4に示されたマッピング法は、隣接する行におけるサブピクセルRPij,GPij,BPij,WPijの隣接する群Pijに対して有利なマッピングを示す特別な例で、この場合、第4の光を供給するサブピクセルWPijは、当該サブピクセルWPijと同一の色を一緒に提供することが可能な3つのサブピクセルRPij,GPij,BPijの群の中心サブピクセルと同じ行に実質的に配置される。第1サンプルS11の第1成分RI11、第2成分GI11、第3成分BI11は、サンプルD11の第1成分RD11、第2成分GD11、第3成分BD11に各々、従って、4つのサブピクセルの第1群P11の第1サブピクセルRP11、第2サブピクセルGP11、第3サブピクセルBP11に各々マッピングされる。サンプルS12の第4成分WI12は、サンプルD11の第4成分WD11に、従って第1群P11の第4サブピクセルWP11にマッピングされる。サンプルS21の第4成分WI21は、サンプルD21の第4成分WD21に、従って隣接するサブピクセルの第2群P21の第4サブピクセルWP21にマッピングされる。サンプルS22の第1成分RI22、第2成分GI22及び第3成分BI22は、サンプルD21の第1成分RD21、第2成分GD21及び第3成分BD21に各々、従って第2群P21の第1サブピクセルRP21、第2サブピクセルGP21及び第3サブピクセルBP21に各々マッピングされる。
図5は、4つの原サブピクセルRPij,GPij,BPij,WPijを駆動するための信号を有するような情報を供給する放送システムを示す。該放送システムは、情報INFをユーザU1、U2、U3の表示器に供給する配信局BRを有する。情報INFは、これらユーザに対し同一とすることができるか、又はこれらユーザの望みに合わせることができる。情報INFは、ユーザの表示器DDにおける4つのサブピクセルRPij,GPij,BPij,WPijの各群Pijに対して、特定の入力サンプルS11の第1、第2、第3(RI11、GI11、GI11)入力信号、及び隣接する入力サンプルS12の第4入力信号WI12を有している。
図6は、3原入力カラー信号をN原色駆動信号に変換するシステムを有するような表示装置のブロック図を概略示す。3原入力カラー信号をN原色駆動信号に変換するシステム1は、多原変換ユニット10と、制約ユニット20と、パラメータユニット30とを有している。これらのユニットはハードウェア又はソフトウェアモジュールとすることができる。制約ユニット20は変換ユニット10に制約CONを供給する。パラメータユニット30は変換ユニット10に原色パラメータPCPを供給する。
変換ユニット10は3原入力信号ISを入力し、N原駆動信号DSを供給する。3原入力信号ISは、各々が3つの入力成分R、G、Bを有するような入力サンプルのシーケンスを有する。特定の入力サンプルの入力成分R、G、Bは、この入力サンプルの色及び輝度を定める。これら入力サンプルは、例えばカメラ又はコンピュータにより生成された画像のサンプルとすることができる。N原駆動信号DSは、各々がN個の駆動成分D1〜DNを有するような駆動サンプルの群を有する。特定の出力サンプルの駆動成分D1〜DNは、該駆動サンプルの色及び輝度を定める。通常、駆動サンプルは、これら駆動サンプルを表示器3を駆動するのに適した出力サンプルが得られるように処理する駆動回路2を介して表示デバイス3のピクセル上に表示される。駆動成分D1〜DNは、当該ピクセルのサブピクセルSP1〜SPNに対する駆動値O1〜ONを定める。図6には、サブピクセルSP1〜SPNの1つの群しか示されていない。例えば、RGBW表示デバイスにおいては、ピクセルは赤色(R)、緑色(G)、青色(B)及び白色(W)光を供給する4つのサブピクセルSP1〜SP4を有する。特定の駆動サンプルは4つの駆動成分D1〜D4を有し、これら成分が特定のピクセルの4つのサブピクセルSP1〜SP4のための4つの駆動値O1〜O4を生じさせる。
当該表示装置は更に信号処理器4を有し、該信号処理器は表示されるべき画像を表す入力信号IVを入力して、3原入力信号ISを供給する。信号処理器4はカメラとすることができ、その場合、入力信号IVは存在しない。当該表示装置は、例えば携帯電話又はパーソナルデジタルアシスタント(PDA)等の携帯装置の一部とすることもできる。
図7は、追加の方程式の一実施例を説明するためのグラフを示す。図7は、N=4なる例を示す。該グラフは3つの駆動成分D1〜D3を第4駆動成分D4の関数として示している。第4駆動成分D4は横軸に沿って描かれ、3つの駆動成分D1〜D4は第4駆動成分D4と共に縦軸に沿って描かれている。通常、駆動成分D1〜D4は表示器3のサブピクセルの群を駆動するために使用され、以下においては駆動信号とも呼ぶ。同じ駆動サンプルの駆動成分D1〜D4は、同じピクセルのサブピクセルを駆動することができる。代わりに、隣接するサンプルの駆動成分D1〜D4が、同じピクセルのサブピクセルに対してサブサンプリングされてもよい。ここで、全ての駆動成分D1〜D4が実際にサブピクセルに割り当てられるというものではない。
3つの駆動信号D1〜D3は、第4駆動信号D4の関数として定義される。即ち、F1=D1(D4)、F2=D2(D4)及びF3=D3(D4)である。第4駆動信号D4は原点を通る直線であり、1である第1導関数を有する。4つの駆動信号D1〜D4の有効範囲は区間0〜1に正規化される。4つの駆動信号D1〜D4の全てが自身の有効範囲内に値を有するような第4駆動信号D4の共通範囲VRは、値D4minからD4maxまで延び、これらの境界値を含む。
この例においては、3つの駆動信号D1〜D3を第4駆動信号D4の関数として定義する関数が下記一次(線形)関数として定義されるような線形光ドメインが選択され:
Figure 2008538615
ここで、D1〜D3は上記3つの駆動信号であり、(P1',P2',P3')は通常はRGB信号である入力信号により定義され、係数kiは3つの駆動信号D1〜D3に関連する3つの原のカラーポイントと第4駆動信号D4に関連する原との間の依存性を定義する。通常、これらの係数は固定であり、メモリに記憶することができる。
これらの関数の要素間の関係を更に説明するために、上記関数が、どの様に、通常の3/4原変換に関係するかが示される。通常の3/4原変換においては、駆動信号D1〜D4を有する駆動信号DSは下記の行列演算により線形カラー空間XYZに変換される:
Figure 2008538615
係数tijを有する行列は、4つのサブピクセルの4つの原のカラー座標を規定する。駆動信号D1〜D4は未知数であり、前記多原変換により決定されなければならない。この式1は、第4の原を導入した結果として複数の可能性のある解が存在する故に、即座には解くことができない。駆動信号D1〜D4の駆動値に対するこれら可能性からの特定の選択は、式1により定義される3つの方程式に追加される第4の一次方程式である制約を適用することにより見付けられる。
この第4の方程式は、N個の駆動成分D1,…,DNの第1部分集合及びN個の駆動成分N1,…,NDの第2部分集合の一次結合に対する値を定めることにより得られる。上記第1部分集合はN個の駆動成分D1,…,DNにおける1≦M1<Nの第1一次結合LC1を有し、第2部分集合はN個の駆動成分D1,…,DNにおける1≦M2<Nの第2一次結合LC2を有する。第1及び第2の一次結合は相違する。第1及び第2の一次結合の両者は、単一の駆動成分又は数個の駆動成分を有することができる。N個の駆動成分D1,…,DNに対する解は、該拡張された群の方程式を解くことにより見付けられる。好ましくは、一次結合LC1及びLC2が同一のピクセルに属するサブピクセルの異なる部分群を参照するように、第1の群にある駆動成分は第2の群にはなく、又はその逆とする。
この例において、一次結合LC1は或るピクセルのサブピクセルのうちの第1部分群の加重輝度に関係し、一次結合LC2は同じピクセルにおける他のサブピクセルの第2部分群の加重輝度に関係する。このように、追加の方程式は当該値に等しくなければならない加重輝度の一次結合を定める。サブピクセルの第1部分群及びサブピクセルの第2部分群は、単一のサブピクセルを有することができ、ピクセル全てのサブピクセルを一緒に含む必要はない。
好ましくは、第1一次結合LC1は第1部分集合の駆動成分の輝度を定め、第2一次結合LC2は第2部分集合の駆動成分の輝度を定める。このように、一次結合LC1は、第1部分集合のメンバである駆動成分に関連付けられたサブピクセルにより生成される輝度を直接的に示す。そして、一次結合LC2は、第2部分集合のメンバである駆動成分に関連付けられたサブピクセルにより生成される輝度を直接的に示す。当該値は、これら輝度の一次結合に対する制約を定める。例えば、同じピクセルにおける隣接するサブピクセルSP1〜SPNの過度に異なる輝度により生ぜられるアーチファクトを最小の量にするために、この制約は、第1一次結合の輝度が第2一次結合の輝度に等しくなければならないと規定する。このような等しい輝度の制約のために、第1及び第2部分集合の一次結合は減算であり、上記値は略零である。このような等しい輝度という制約を、図7及び8に関する異なる実施例に関して説明する。
しかしながら、以下においては、3つの駆動信号D1〜D3を第4駆動信号D4の関数として定義する関数が如何にして決定されるかを先ず説明する。
式1は、
Figure 2008538615
と書き換えることができ、ここで、行列[A]は標準的3原システムにおける変換行列として定義される。式2の項の逆行列[A-1]による乗算により式3が得られる。
Figure 2008538615
ベクトル[P1'P2'P3']は、当該表示システムが3つの原のみを含む場合に得られる原の値を表し、ベクトル[Cx Cy Cz]の逆行列[A-1]による行列乗算により定義される。最後に、式3は式4に書き換えられる。
Figure 2008538615
このように、如何なる3つの原D1〜D3の駆動信号も、式4により第4の原D4の関数として表される。
これらの一次関数F1〜F3は、図7に図示されるように、第4の原D4の値及び第4の原D4により規定される二次元空間内の3つの線を定める。図7における全ての値は正規化されており、これは4つの駆動値D1〜D4の値が0≦Di≦1なる範囲内でなければならないことを意味する。図7からは、全ての関数F1〜F3及び第4駆動信号D4が有効範囲内である値を有するような、D4の共通範囲VRが何であるかが直接視覚的に明らかとなる。係数k1〜k3が、駆動値D1〜D4に関連付けられたサブピクセルのカラー座標により予め決められていることに注意すべきである。
図7に示した例において、有効範囲VRの境界D4minは、D4minより小さなD4の値に対して1より大きな値を有するような関数F2により決定される。該有効範囲VRの境界D4maxは、D4maxより大きなD4の値に対して1より大きな値を有するような関数F3により決定される。基本的に、もし斯様な共通の範囲VRが存在しないなら、入力カラーは当該4原色域の外側にあり、従って正しく再生することはできない。このようなカラーに対しては、これらカラーを色域にクリップするようなクリッピングアルゴリズムが適用されるべきである。共通範囲D4min〜D4maxを計算する方法は、未公開ヨーロッパ特許出願第05102641.7号に説明されており、該文献は参照により本明細書に組み込まれるものとする。共通範囲VRの存在は、3つの入力成分R、G、Bの特定の値から4つの駆動成分D1〜D4への変換に対して多数の可能性のある解が存在することを示す。有効範囲VRは、4つのサブピクセルの輝度及び色が3つの入力成分R、G、Bにより示されるものに正確に対応するような変換を提供する駆動成分D4の全ての可能性のある値を含んでいる。他の3つの駆動成分D1〜D3の値は、駆動成分D4の選択された値を式4に代入することにより見付けられる。
図7は、更に、ラインLC1及びLC2を示している。ラインLC1は駆動成分D4の輝度を表し、ラインLC2は駆動成分D1〜D3の輝度を表している。このように、N個の駆動成分の第1部分集合は、関連するサブピクセルの輝度を表すために加重された駆動成分D4のみを有している。N個の駆動成分の第2の部分集合は、3つの駆動成分D1〜D3の加重一次結合を有し、この一次結合は、これら3つの駆動成分D1〜D3に関連するサブピクセルの組み合わせの輝度を表すようなものである。駆動値D4optで生じる、これらラインLC1及びLC2の交差部において、駆動成分D4の輝度は駆動成分D1〜D3の組み合わせの輝度に等しくなる。
この輝度が等しいという制約は、偶数フレームの間に原の一方の群を駆動する一方、奇数フレームの間に原の残りの群を駆動するようなスペクトル的に順次の表示器にとり特に興味深い。当該アルゴリズムは入力成分R、G、Bにより規定される所与の入力カラーを該等しい輝度という制約の下で出力成分D1〜DNに処理し、偶数フレームの間にサブピクセルの第1部分集合により発生される輝度が奇数フレームの間に斯かるサブピクセルの第2部分集合により発生される輝度に等しくなるようにする。このように、N個の駆動成分のうちの第1の部分集合は偶数フレームの間にサブピクセルのうちの第1部分集合を駆動する一方、N個の駆動成分のうちの第2部分集合は奇数フレームの間に斯かるサブピクセルの第2部分集合を駆動するか、又はその逆である。所与の入力カラーに対して両フレームの間に等しい輝度に到達することが不可能である場合、入力カラーが等しい輝度を可能にするような値にクリップされるようにするか、又は出力成分が可能な限り等しい輝度を得るようにクリップされるかの何れかである。
例えば、RGBY表示器(R=赤、G=緑、B=青、及びY=黄)においては、青及び緑のサブピクセルのみが偶数フレームの間に駆動される一方、赤及び黄のサブピクセルのみが奇数フレームの間に駆動されるか、又はその逆である。勿論、色の如何なる他の組み合わせも可能である。この例の場合、図7では、2つのラインLC1及びLC2は、青プラス緑の駆動成分の輝度及び黄プラス赤の駆動成分の輝度を各々表さなければならない。これら2つのラインLC1及びLC2が交差する位置の駆動成分D4の値D4optは、青及び緑のサブピクセルの輝度が赤及び黄のサブピクセルの輝度に等しくなるような最適値である。この方法は、時間的なちらつきを最小化させる。
実際には、式1は行列Tに第4の行を追加することにより拡張された。該第4の行は追加の方程式、
t21*D1+t22*D2−t23*D3−t24*D4=0
を規定する。
Cyが輝度を定めるから、係数はt21〜t24となる。第1部分集合は駆動値D1及びD2の一次結合を含み、第2部分集合は駆動値D3及びD4の一次結合を含み、その値は零である。この追加の方程式は、式1に対して、等しい輝度という制約を付加する。このように、該拡張された方程式の解は、一方では駆動成分D1及びD2により駆動されるサブピクセルSP1及びSP2に対して、他方では駆動成分D3及びD4により駆動されるサブピクセルSP3及びSP4に対して等しい輝度を提供する。該拡張された方程式は、
Figure 2008538615
により定義される。式5は、
Figure 2008538615
を計算することにより容易に解くことができ、ここで、[TC-1]は[TC]の逆行列である。
駆動成分D1〜D4に対する解は、全ての駆動成分D1〜D4が有効な値を有する場合に意味があり、これは、正規化されるなら、i=1〜4の場合に0≦Di≦1なら当てはまる。これは、入力成分R、G、Bにより規定される幾つかの入力カラーに対しては達成不可能であろう。駆動成分D4の最適駆動値D4optは、ちらつき無しの動作を可能にする駆動値に対応し、
D4opt=TC41*Cx+TC42*Cy+TC43*Cz 式6
により定義される。
係数TC41,TC42,TC43は入力カラーには依存しない。他の駆動成分D1〜D4の値は、式4を使用して計算される。最適駆動値D4optが有効範囲VR内で発生する限り、当該解は偶数及び奇数の両方のフレームにおいて等しい輝度を提供する。
最適値D4optが有効範囲VR内で発生しない場合、この値は最も近い境界値D4nim又はD4maxにクリップされ、このクリップされた値が他の駆動成分D1〜D3の値を式4により決定するために使用される。この場合、輝度は偶数及び奇数のフレームの両方において等しくはならない。しかしながら、最も近い境界値へのクリッピングにより、最小の誤差しか発生しない。該輝度誤差は、
ΔL=(t21*D1+t22*D2)−(t23*D3+t24*D4)
により定義され、これは式4の代入により、
ΔL=(P1'*t21+P2'*t22−P3'*t23)+
D4opt(k1*t21+k2*t22−k3*t23−t24)
となり、これはD4optがクリップされない場合に零となる。しかしながら、クリッピングは最適値D4optに誤差ΔD4を追加する。結果としての輝度誤差は、
ΔL=ΔD4(k1*t21+k2*t22−k3*t23−t24)
となる。
項k1*t21+k2*t22−k3*t23−t24は定数であり、従って輝度誤差ΔLは誤差ΔD4の値によってのみ決まることに注意すべきである。結果として、駆動成分D4の最小の誤差は、異なるサブフレームの間においてサブピクセル群の輝度の最小の誤差しか生じない。
3つの入力成分R、G、Bと4つの駆動成分D1〜D4との間の関係を定義する3つの方程式に第4の等輝度方程式を追加することにより、斯かる3つの入力成分R、G、Bを4つの駆動成分に変換する該方法は、4つのサブピクセルSP1〜SP4により供給される4つの原色による如何なるスペクトル順次的表示器にとっても非常に効率的である。原色のカラー点に関して制限はない。当該アルゴリズムは、6原システムに対しても変換の一部として直接的に使用することができる。該アルゴリズムは、4より大きな如何なる他の数の原(ピクセル当たりのサブピクセル)に対して使用することもできる。しかしながら、通常、これは、更なる制約が実施されないなら一連の可能性のある解となる。この方法の1つの利点は、大きく高価なルックアップテーブルが回避される点にある。当該変換は、サンプル当たり17の乗算、14の加算、2つの最小/最大演算子か実行する必要がないので、低コストである。
図8は、追加方程式の他の実施例を説明するためのグラフを示す。図8は、N=4であり、当該表示器がRGBW表示器であり、第4の方程式が等輝度制約を規定するような例を示す。この例では、当該RGBW表示器において、駆動成分D1は赤のサブピクセルを駆動し、駆動成分D2は緑のサブピクセルを駆動し、駆動成分D3は青のサブピクセルを駆動し、駆動成分D4は白のサブピクセルを駆動する。この場合、3つの入力成分R、G、Bの特定の値において、空間的不均一さを最小にするために、RGBサブピクセルの輝度は白のピクセルの輝度に等しく保たれる。1つのサブピクセルの色を他の3つのサブピクセルの組み合わせにより生成することができる限り、RGBWの代わりに他の色を使用することもできる。
図8は、3つの駆動成分D1〜D3を第4の駆動成分D4の関数として示す。第4の駆動成分D4は水平軸に沿って示され、3つの駆動成分D1〜D3は第4の駆動成分D4と共に垂直軸に沿って示されている。表示器3のサブピクセルを駆動するために使用される駆動成分D1〜D4は、以降、駆動信号とも呼ぶ。同一の駆動サンプルの駆動信号D1〜D4は、同一のピクセルのサブピクセルを駆動することができる。他の例として、隣接するサンプルの駆動成分D1〜D4が、同一のピクセルのサブピクセルに対してサブサンプリングされてもよい。ここで、全ての駆動成分D1〜D4がサブピクセルに実際に割り当てられるというものではない。
3つの駆動信号D1〜D3は第4駆動信号D4の関数、即ちF1=D1(D4)、F2=D2(D4)、F3=D3(D4)として定義される。第4駆動信号D4は、原点を通る直線であり、1である導関数を有する。この例では、関数F1〜F3が直線であるような線形光ドメインが選択される。4つの駆動信号D1〜D4の有効範囲は区間0〜1に正規化される。3つの全ての駆動信号D1〜D3が自身の有効範囲内の値を持つような第4駆動信号D4の共通範囲VRは、値D4minからD4maxまで延び、これらの境界値も含む。
この例において、ラインF4は白のサブピクセルSP4の輝度も示すと仮定される。ラインY(D4)は、特定の3つの入力成分R、G、Bに対するRGBサブピクセルSP1〜SP3の合成された輝度を示す。ラインY(D4)により示される輝度は白Wサブピクセルの輝度に対して、ラインY(D4)のラインD4(D4)との交差部においてRGBサブピクセルSP1〜SP3の合成輝度がWサブピクセルSP4の輝度と等しくなるように、正規化される。この交差部は、駆動成分D4の値D4optにおいて発生する。ここでも、他の駆動成分D1〜D3の値は、D4optを式4に代入することにより見付けられる。
WサブピクセルSP4の色度が、RGBサブピクセルSP1〜SP3により生成される色度図の白点と一致するような特別な状況では、関数F1〜F3は更に簡単になる。即ち、式4の全ての係数k1〜k3は等しい負の値を有する。かくして、関数F1〜F3を表すラインはラインP4=P4と同じ角度で交差する。更に、WサブピクセルSP4の最大の可能な輝度がRGBサブピクセルSP1〜SP3の最大の可能な輝度と等しい場合、式4の全ての係数k1〜k3は値−1を有し、関数F1〜F3を表すラインは90度でラインP4=P4と交差する。
等輝度制約を定義する第4一次方程式を、4つの駆動成分D1〜D4と3つの入力成分R、G、Bとの間の関係を定義する3つの方程式に追加する該方法は、RGBサブピクセルとWサブピクセルとの間の空間的均一性を改善する。実際には、式1は行列Tに第4の行を追加することにより拡張されている。該第4の行は追加の方程式、
t21*D1+t22*D2+t23*D3−t24*D4=0
を定義する。
Cyが線形XYZカラー空間における輝度を定義するので、係数はt21〜t24である。第1部分集合はRGBサブピクセルSP1、SP2及びSP3を駆動する駆動値D1、D2及びD3の一次結合を含む。第2部分集合は、駆動値D4のみを有する一次結合を含む。この追加の方程式は、式1に等輝度制約を追加する。このように、該拡張方程式の解は、一方における駆動成分D1、D2及びD3により駆動されるサブピクセルSP1、SP2及びSP3の合成輝度に対して、及び他方における駆動成分D4により駆動されるサブピクセルSP4に対して等しい輝度を提供する。
該拡張方程式は、
Figure 2008538615
により定義される。式7は、
Figure 2008538615
を計算することにより容易に解くことができ、ここで、[TC-1]は[TC']の逆行列である。
駆動成分D4の最適駆動値D4optは、最適な空間的均一さを可能にする駆動値に対応し、従って、
D4opt=TC41'*Cx+TC42'*Cy+TC43'*Cz 式8
により定義される。
式8は式6と同じ構造を有し、行列係数のみが異なることに注意されたい。
図7に対する例に関して説明したように、決定された最適駆動値D4optが有効範囲VRの外側に発生した場合、この最適駆動値は最も近い境界値D4min又はD4maxにクリップされる。
図9は、本発明による変換の構成の一実施例のブロック図を示す。点線のブロック5は、3原入力カラー信号ISをN原色駆動信号DSに変換するシステム1と同一である。しかしながら、図6では、3原入力カラー信号ISは線形光ドメインで定義する必要がないRGB信号である。図9では、3原入力カラー信号ISは、線形光ドメインにおいて線形XYZ色空間の入力成分Cx、Cy、Czにより定義される。該3原入力カラー信号ISは、線形XYZ色空間内で直接定義することができるか、又は先ずRGB色空間等の非線形色空間から線形XYZ色空間に変換することができる。該変換システム5は、計算ユニット51、クリッピングユニット52、計算ユニット53、区間ユニット50及び記憶ユニット54を有している。
区間ユニット50は、入力成分Cx、Cy及びCzを入力し、第4駆動成分D4の境界値D4min及びD4maxを決定する。該区間ユニット50は、更に、表示システムが3つの原のみを含む場合に得られる原の値を表すようなベクトル[P1'P2'P3']の値を計算する。このベクトルは、式2及び3を参照して説明したように、
Figure 2008538615
により定義され、ここで、[A-1]は式2で定義された行列[A]の逆行列である。このように、このベクトルの成分P1'、P2'、P3'の値は、入力成分Cx、Cy、Czの値に依存する。
記憶ユニット54は、値B1、B2、B3及び式4の係数k1、k2、k3の値の両方を記憶する。値B1、B2、B3はアプリケーションに依存する。時間的なちらつきが最小化される、スペクトル的に順次の表示器3のための図7を参照して説明した実施例では、駆動成分D4の最適駆動値D4optは式4により定められる。係数TC41、TC42、TC43は、入力カラーに依存せず、事前記憶することができる。このように、この実施例の場合、値B1、B2、B3は係数TC41、TC42、TC43に各々等しい。空間的均一さが最適化される、RGBW表示器3のための図8を参照して説明した実施例では、駆動成分D4の最適駆動値D4optは式8により定められる。この場合も、係数TC41'、TC42'、TC43'は、入力カラーに依存せず、事前記憶することができる。かくして、この実施例の場合、値B1、B2、B3は係数TC41'、TC42'、TC43'に各々等しい。
計算ユニット51は、入力成分Cx、Cy、Cz及び値B1、B2、B3を入力し、式6及び8に基づいて駆動成分D4の最適駆動値D4optを決定する。クリッピングユニット52は、該最適駆動値D4opt並びに境界値D4min及びDmaxを入力し、最適駆動値D4opt'を供給する。クリッピングユニット52は、計算ユニット51により算出された最適駆動値D4optが区間ユニット50により決定された境界値D4min及びD4maxを持つ有効範囲VR内であるかをチェックする。最適駆動値D4optが有効範囲VR内である場合、最適駆動値D4opt'は最適駆動値D4optに等しい。最適駆動値D4optが有効範囲VRの外側で発生した場合、最適駆動値D4opt'は、該最適駆動値D4optに最も近い境界値D4min又はD4maxに等しくなる。
最適駆動値D4opt'は、当該変換システム5の出力信号DSのうちの出力成分D4である。計算ユニット53は、該出力成分D4を式4に代入することにより他の出力成分D1〜D3を算出する。
以上の実施例は、スペクトル的に順次の表示器3又はRGBW表示器のための等輝度制約の場合のN=4に関して説明したことに注意されたい。しかしながら、本発明の範囲は請求項に記載されるように、もっと広いものである。同じ方法が、N>4に対しても可能である。拡張された組の方程式を得るための、N個の駆動成分D1、…、DNの第1の部分集合及びN個の駆動成分D1、…、DNの第2の部分集合の一次結合に対する値を定めるような少なくとも一次方程式の追加は、可能性のある解を、該一次方程式により課される制約により定められるものに絞るであろう。このような一次方程式は、重みの付けられた輝度の制約を、駆動成分D1、…、DNの異なる部分集合に課する。N>4にとり、この輝度制約を、例えば駆動成分D1〜DNの最大値の極小等の他の制約と組み合わせることも可能である。
当該アルゴリズムは、スペクトル的に順次の多原表示器を使用する携帯型又は移動型アプリケーションにとり非常に魅力的である。しかしながら、該アルゴリズムは、スペクトル的に順次の方式の利点が望まれるが、ちらつきである主な欠点が回避されるようなTV、コンピュータ、医療表示器等の他のスペクトル的に順次のアプリケーションに使用することもできる。当該アルゴリズムは、特定のカラー成分又は入力信号の特定の範囲に対してのみ使用することができる。例えば、該アルゴリズムは、ちらつきに寄与しないか又は最小限にしか寄与しないサブピクセルに対する駆動成分は含まなくてもよい。又は、当該アルゴリズムは飽和色又は明るい色には使用されない。
カメラ、プリンタ及び表示器を有する典型的なユーザシステムにおいては、正しい色が印刷され及び表示されることが重要であることに注意されたい。従って、カメラとプリンタ又は表示器との間で交換される画像情報は、汎用フォーマットでなければならない。この汎用フォーマットは、好ましくは、XYZ色空間である。カメラから画像を入力している装置は、XYZ色空間内の画像を該装置により必要とされる色空間に変換するような色管理モジュールを有する。プリンタにおいては、この色管理モジュールはXYZ空間内の画像を通常はCMY色空間に変換する。表示器においては、斯かる色管理モジュールはXYZ空間内の画像を通常はRGB色空間に変換する。しかしながら、本発明による表示器においては、該表示器における色管理モジュールはXYZ空間内の画像を、4つのサブピクセルの4つの原色により定められる色空間に変換する。この変換は、直接的に又はRGB色空間を介して実行することができる。
更に、以上に述べた実施例は本発明を限定するというより解説するものであり、当業者であれば添付請求項の範囲から逸脱すること無しに多くの代替実施例を設計することができるであろうことに注意すべきである。
請求項において、括弧内の如何なる符号も当該請求項を限定するものとみなしてはならない。また、"有する"なる動詞及びその活用形は、請求項に記載されたもの以外の構成要素又はステップ存在を排除するものではない。また、単数形の構成要素は、複数の斯様な要素の存在を排除するものではない。また、本発明は幾つかの個別の構成要素を有するハードウェアにより、又は適切にプログラムされたコンピュータにより実施化することができる。また、幾つかの手段を列挙する装置の請求項において、これら手段の幾つかは1つの同じ品目のハードウェアにより具現化することができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載され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使用することができないということを示すものではない。
実際には、この文献において開示されたアルゴリズム的構成要素は、全体として又は部分的に、ハードウェアとして、又は特別なデジタル信号プロセッサ若しくは汎用プロセッサ等で動作するソフトウェアとして実現することができる。斯かるハードウェアは、特定用途用ICの一部とすることもできる。
コンピュータプログラム製品とは、汎用又は特殊目的プロセッサが発明の特徴的機能の何れかを実行するのを可能にするようなコマンドの集合の何からの物理的実現と理解されるべきである。斯かるコマンドはプロセッサに1つのステップ又は一連のローディングステップでロードすることができる。該一連のローディングステップは、例えば中間言語及び/又は最終プロセッサ言語への翻訳等の中間変換ステップを含むことができる。特に、コンピュータプログラム製品は、例えばディスク若しくはテープ等の担体上のデータ、メモリ、有線若しくは無線ネットワーク接続部上を進行するデータ、又は例えば紙等の何らかの他の媒体上のプログラムコードとして実現することができる。プログラムコードは別として、当該プログラムに必要とされる特徴的データも、コンピュータプログラム製品として具現化することができる。例えばデータ入力及び出力ステップ等の当該方法の実行に要するステップの幾つかは、当該コンピュータプログラム製品内で規定される代わりに、プロセッサの機能内に既に存在してもよい。
図1は、3つの原サブピクセルの群を有する表示器上への3原入力信号の従来のマッピング法を示す。 図2は、4つのサブピクセルの群を有すると共にバックライトユニットにより照明されるLCD表示器の一部を概念的に示す。 図3は、4原入力信号を4つのサブピクセルの群にマッピングするシステムを有するような表示装置のブロック図を示す。 図4は、本発明の一実施例による、4つの原サブピクセルの群を持つ表示器上への4原入力信号のマッピング法を示す。 図5は、4つの原サブピクセルを駆動する信号を有するような情報を提供する放送システムを示す。 図6は、3原入力カラー信号をN原カラー駆動信号に変換するシステムを有するような表示装置のブロック図を概略示す。 図7は、追加の方程式の一実施例を説明するグラフを示す。 図8は、追加の方程式の他の実施例を説明するグラフを示す。 図9は、本発明による変換を実施化する実施例のブロック図を示す。

Claims (15)

  1. 4原入力信号を表示デバイスの4つのサブピクセルの群にマッピングする方法であって、
    前記4原入力信号は、各々が第1成分のための値、第2成分のための値、第3成分のための値及び第4成分のための値を有するような入力サンプルのシーケンスを有し、
    前記4つのサブピクセルの群は、第1の原色を持つ光を供給するための第1サブピクセル、第2の原色を持つ光を供給するための第2サブピクセル、第3の原色を持つ光を供給するための第3サブピクセル及び第4の色を持つ第4の光を供給するための第4サブピクセルを有し、前記第1、第2、第3及び第4の色は全て異なり、前記第4の色は前記第1、第2及び第3の色の色域内にあり、
    前記方法は、前記4原入力信号の入力サンプルを、特定の入力サンプルの前記第1成分、第2成分及び第3成分を4つの隣接するサブピクセルの特定の群における第1、第2及び第3サブピクセルに各々割り当てると共に、他の入力サンプルの第4成分を前記4つの隣接するサブピクセルの特定の群における第4サブピクセルに割り当てることによりサブサンプリングするステップを有し、前記特定の入力サンプル及び前記他の入力サンプルが前記表示デバイス上の隣接する位置に関連付けられるような方法。
  2. 請求項1に記載の方法において、前記第1原色が赤であり、前記第2原色が緑であり、前記第3原色が青であるような方法。
  3. 請求項2に記載の方法において、前記表示デバイスがバックライトユニットにより照明され、前記第1サブピクセルには赤のフィルタが関連付けられ、前記第2サブピクセルには緑のフィルタが関連付けられ、前記第3サブピクセルには青のフィルタが関連付けられ、前記バックライトユニットにより発生される光が前記第4サブピクセルをフィルタされずに通過するような方法。
  4. 請求項1ないし3の何れか一項に記載の方法において、前記第4の色が白であるような方法。
  5. 請求項1に記載の方法であって、前記4原入力信号において、前記他の入力サンプルは前記特定の入力サンプルに対して当該群における第1、第2及び第3サブピクセルの部分群に対して第4サブピクセルの位置に対応するように配置されるような方法。
  6. 請求項5に記載の方法であって、ビデオ入力画像の特定のラインにおいて前記他の入力サンプルは前記特定の入力サンプルに直に後続するか又は先行し、前記方法が、
    第3入力サンプル及び第4入力サンプルをサブピクセルの他の群にサブサンプリングするステップを有し、該サブピクセルの他の群は、第1の色を持つ光を供給するための第5サブピクセル、第2の色を持つ光を供給するための第6サブピクセル、第3の色を持つ光を供給するための第7サブピクセル及び第4の色を持つ光を供給するための第8サブピクセルを有し、
    前記サブサンプリングするステップは、前記第4入力サンプルの第1成分、第2成分及び第3成分を前記第5、第6及び第7サブピクセルに各々割り当てると共に、前記第3入力サンプルの第4成分を前記第8サブピクセルに割り当てるステップを有し、前記4原入力信号において、前記第4入力サンプルは前記第3入力サンプルに対して或る群における第5、第6及び第7サブピクセルの部分群に対して第8サブピクセルの位置に対応するように配置され、前記ビデオ入力画像の他の特定のラインにおいて前記第4入力サンプルは前記第3入力サンプルに直に後続するか又は先行し、該他の特定のラインは前記特定のラインに直に後続するか又は先行し、前記特定のライン及び前記他の特定のラインが水平又は垂直に延びることができるような方法。
  7. 4つのサブピクセルの群を持つ表示デバイスを駆動する方法において、該方法が、
    3原色入力信号を4原入力信号に、一方における第1成分、第2成分及び第3成分の組み合わせの輝度並びに他方における第4成分の輝度に関して等しい輝度という制約の下で変換する方法と、
    請求項1に記載のマッピングする方法と、
    を有するような方法。
  8. プロセッサに請求項1に記載の方法を実行させるプロセッサ読み取り可能なコードを有するコンピュータプログラムであって、前記プロセッサ読み取り可能なコードは前記4原入力信号の入力サンプルを、特定の入力サンプルの前記第1成分、第2成分及び第3成分を4つの隣接するサブピクセルの特定の群における第1、第2及び第3サブピクセルに各々割り当てると共に、他の入力サンプルの第4成分を前記4つの隣接するサブピクセルの特定の群における第4サブピクセルに割り当てることによりサブサンプリングするためのコードを有し、前記特定の入力サンプル及び前記他の入力サンプルが前記表示デバイス上の隣接する位置に関連付けられるようなコンピュータプログラム。
  9. 請求項8に記載のコンピュータプログラムにおいて、該コンピュータプログラムが画像処理アプリケーションへのソフトウェアプラグインであるようなコンピュータプログラム。
  10. 4原入力信号を表示デバイスの4つのサブピクセルの群にマッピングするシステムであって、
    前記4原入力信号は、各々が第1成分のための値、第2成分のための値、第3成分のための値及び第4成分のための値を有するような入力サンプルのシーケンスを有し、
    前記4つのサブピクセルの群は、第1の原色を持つ光を供給するための第1サブピクセル、第2の原色を持つ光を供給するための第2サブピクセル、第3の原色を持つ光を供給するための第3サブピクセル及び第4の色を持つ第4の光を供給するための第4サブピクセルを有し、前記第1、第2、第3及び第4の色は全て異なり、前記第4の色は前記第1、第2及び第3の色の色域内にあり、
    前記システムは、前記4原入力信号の入力サンプルを、特定の入力サンプルの前記第1成分、第2成分及び第3成分を4つの隣接するサブピクセルの特定の群における第1、第2及び第3サブピクセルに各々割り当てると共に、他の入力サンプルの第4成分を前記4つの隣接するサブピクセルの特定の群における第4サブピクセルに割り当てることによりサブサンプリングするマッパを有し、前記特定の入力サンプル及び前記他の入力サンプルが前記表示デバイス上の隣接する位置に関連付けられるようなシステム。
  11. 4つのサブピクセルの群を持つ表示デバイスを駆動する回路において、
    3原色入力信号を4原入力信号に、一方における第1成分、第2成分及び第3成分の組み合わせの輝度並びに他方における第4成分の輝度に関して等しい輝度という制約の下で変換する変換器と、
    請求項10に記載のシステムと、
    を有するような回路。
  12. 請求項11に記載の回路と、4つのサブピクセルの群を持つ表示デバイスとを有する表示装置。
  13. 請求項11に記載の回路と、4つのサブピクセルの群を持つ表示デバイスとを有する携帯装置。
  14. ユーザの表示器に情報を供給するための配信局を有する放送システムにおいて、前記配信局が請求項10に記載のシステムを有し、前記情報が前記ユーザの表示器の4つのサブピクセルの特定の群に対して前記特定の入力サンプルの第1、第2及び第3成分並びに前記他の入力サンプルの第4成分を有するような放送システム。
  15. ユーザの表示器に情報を供給するステップを有するような放送する方法において、前記供給するステップが請求項1に記載の方法を実行するステップを有し、前記情報が前記ユーザの表示器の4つのサブピクセルの特定の群に対して前記特定の入力サンプルの第1、第2及び第3成分並びに前記他の入力サンプルの第4成分を有するような放送する方法。
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