JP4494014B2 - ガンマ調整および適応フィルタリング付きのサブピクセルレンダリングのための方法およびシステム - Google Patents
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Description
この出願は、ここに援用されている2002年1月16日出願の米国特許出願番号第10/051,612号(“612出願”)、「ある1つのサブピクセルフォーマッ
ト・データから別のサブピクセルデータ・フォーマットへの変換(CONVERSION OF A SUB−PIXEL FORMAT DATA TO ANOTHER SUB−PIXEL DATA FORMAT)」の一部継続出願であり、かつ優先権 優先権を主張している、2002年5月17日出願の米国特許出願番号第10/150,355号、「ガンマ特性調整付きのサブピクセルレンダリングのための方法とシステム(METHODS AND SYSTEMS FOR SUB−PIXEL RENDERING WITH GAMMA ADJUSTMENT)」の一部継続出願であり、かつ優先権を主張する。この出願は、さらに、それぞれここに援用されている、2001年8月8日出願の米国仮出願番号第60/311,138号、「改良型ガンマテーブル(IMPROVED GAMMA TABLES)」、2001年8月15日出願の米国仮出願番号第60/312,955号、「端部用黒画素のクロッキング(CLOCKING BLACK PIXELS FOR EDGES)」、2001年8月15日出願の米国仮出願番号第60/312,946号、「ペンタイル構造用ハードウェア表示(HARDWARE RENDERING FOR PENTILE STRUCTURES)、2001年8月23日出願の米国仮出願番号第60/314,622号、「サブピクセルフィルタの先鋭化(SHARPENING SUB−PIXEL FILTER)」、および、2001年9月7日出願の米国仮出願番号第60/318,129号、「高速数学関数評価装置(HIGH SPEED MATHEMATICAL FUNCTION EVALUATOR)」の日付の優先権を主張する。
号、「RGB画素フォーマット・データのペンタイル・マトリックスサブピクセルデータ・フォーマットへの変換(CONVERSION OF RGB PIXEL FORMAT DATA TO PENTILE MATRIX SUB−PIXEL DATA FORMAT)」、2001年5月9日出願の米国仮出願番号第60/290,087号、「種々のスケーリング・モードにおけるフィルターカーネルの値の計算(CALCULATING FILTER KERNEL VALUES FOR DIFFERENT SCALED MODES)」、2001年5月9日出願の米国仮出願番号第60/290,143号、「ペンタイル・マトリックス上のサブピクセルレンダリングのスケーリング(SCALING SUB−PIXEL RENDERING ON PENTILE MATRIX)」、および、2001年8月16日出願の米国仮出願番号第60/313,054号、「RGBストライプサブピクセルレンダリングの検出(RGB STRIPE SUB−PIXEL RENDERING DETECTION)」の優先権を主張する。
中心領域:
下縁:
上縁:
右縁:
左縁:
右上隅:
左上隅:
左下隅:
右下隅:
上縁左隅:
左端縁上側隅の近傍:
左縁下側隅の近傍:
下縁左隅の近傍:
下縁右隅の近傍:
右縁下側隅の近傍:
右縁上側隅の近傍:
上縁右隅の近傍:
ここでVinは、周囲の入力サンプル点74の青クロミナンス値である;従来通りに左上コーナーから始めて、Cxは、サンプル点74の第x列を表わし、また、Ryはサンプル点74の第y行を表わす。
ここで、Pはその繰返しセルの奇数の幅および高さであり、Nfiltsは必要なフィルタの最小数である。
ここで、Pはその繰返しセルの偶数の幅および高さであり、Nevenは必要なフィルタの最小数である。
である。
図33からのサブピクセル234は、サンプル領域256に部分的に重なっている、それのレンダリング領域254と共に図37に図示されている。このための係数計算は以下のカーネルとなるのである:
(64で除算)
いくつかの代表的な値:
320:640は1:2になる。
384:480は4:5になる。
512:640は4:5になる。
430:768は5:8になる。
640:1024は5:8になる。
原始画素分解能 1024
目的サブピクセル分解能 1280
スケーリング比 4:5
フィルタの数値はすべて256により除算
必要なフィルタの最小数(対称性あり):6
生成されたフィルタの数(対称性なし):25
1)青色サンプル点が互い違いにずれていないかのように、上述のように繰返しセルのフィルターカーネルの集合を生成する。繰返しセルのフィルタの表の列と行を、ゼロで始まり繰返しセルのサイズから1を引いた値で終わる数でラベル付けする。
2) 出力画像内の偶数列では、繰返しセルのフィルタはそのままで正しい。出力のY座標の繰返しセルサイズ内のモジュロは、フィルターカーネルの集合のどの行を使用すべきかを選択し、X座標の繰返しセルサイズ内のモジュロは、1つの列を選択し、Y座標の選択された行におけるどのフィルタを使用すべきかを示す。
3) 出力の奇数列では、Y座標から1を減算した後に、そのモジュロ(繰返しセルサイズ内の)を用いる。X座標は、偶数列と同様に処理する。これによって、図9の互い違いにずれた場合に正しいフィルターカーネルを選択できる。
1) 浮動小数点演算によって、フィルタ係数を得るための面積を計算する。この処理はオフラインで事前に行うため、生成される表を用いるハードウェアのコストは増大しない。
2) 各係数をレンダリング領域の既知の全面積で除算し、続いて、256を乗算する。すべての演算を浮動少数点で実行すると、上述の手順によりフィルタの合計が256になる。しかし、整数の表を生成するために、更なるステップが必要である。
3) 2進探索を実行して、整数に変換されたときにフィルタ全体の合計が256となるような丸め点(0.0〜1.0)を見出す。2進探索は、当該産業において公知の一般的アルゴリズムである。この探索が成功した場合は、この手順を完了する。2進探索は収束しない場合があり、このことは、ループが過剰な回数実行されているループに対してテストすることにより、検出できる。
4)2進探索が失敗した場合は、フィルターカーネルから適度に大きい係数を見出し、小さい数を加算もしくは減算してフィルタの合計が256になるようにする。
5) フィルタ内の単一の値が256であるという特殊な状態であるか否かを検査する。この値は、8ビットバイトの表に適合しない。8ビットバイトの表では、可能な最大の数は255である。このような特殊な場合には、その単一の値を255(256−1)に設定し、周囲の係数のうちの1つに1を加算して、フィルタの合計が256となるようにする。
である。しかし、いくつかの画素に亘ると、ニュートラルもしくは中性になる。つまりRGである。非サブピクセルレンダリング済みの画像もしくはテキストでは、このような2つの状態が同時に起こることはない。従って、検出器を用いて、局所的にR≠Gでかつ幾つかの画素に亘って
である状態が存在するかをテストする。
又は
以上のことが成り立つ場合、サブピクセルレンダリング入力のための別の空間的フィルタ処理を施す。
そうでない場合、正規の空間的フィルタ処理を施す。
そうでない場合、正規の空間的フィルタ処理を施す。
に十分に近いか否かを判断するために、しきい値検査を行うことができる。その値は、最良の結果が得られるように調整できる。項の長さ、検査のスパンを、最良の結果が得られるように調整できるが、通常は、上述の形態に従う。
Vout(CxRy) = 0.5×g-1(Vin(CxRy)) + 0.125× g-1(Vin(Cx-1Ry)) + 0.125×g-1(Vin(Cx+1Ry)) + 0.125×g-1(Vin(CxRy-1)) + 0.125×g-1(Vin(CxRy+1))
ステップ308およびステップ308の後、サブピクセルレンダリング済みデータVoutに、所定のディスプレイガンマ関数のための事後ガンマ補正を行う(ステップ310)。ディスプレイガンマ関数を、f(x)と称し、これによって、例えば液晶ディスプレイ(LCD)に特有の非均一なガンマ関数を表す。サブピクセルレンダリングの線形性を得るためには、ディスプレイガンマ関数を特定し、事後ガンマ補正関数f-1(x)によりこれを打ち消す。事後ガンマ補正関数f-1(x)は、f(x)の逆関数を計算することにより得られる。事後ガンマ補正によって、サブピクセルレンダリング済みデータが、ディスプレイからの妨害を受けることなく、人間の目に到達するようになる。続いて、事後ガンマ補正済みデータをディスプレイに出力する(ステップ312)。サブピクセルレンダリングの前に事前条件ガンマ特性を適用する図46の上述の方法を用いると、いかなる空間周波数においても正常な色バランスを得ることができる。さらに、図46の方法によると、少なくとも低い空間周波数では、適した明るさつまり輝度のレベルを得ることができる。
(Vin(Cx-1Ry) + Vin(CxRy)) ÷ 2
であり、中央の項の局所平均は、
(Vin(Cx-1Ry) + Vin(CxRy+1) + Vin(Cx+1Ry) + Vin(CxRy-1) + 4 x Vin(CxRy)) ÷ 8
である。
(1) g-1((Vin(Cx-1Ry) + Vin(CxRy+1) + Vin(Cx+1Ry) + Vin(CxRy-1)
+ 4 x Vin(CxRy)) ÷ 8)
(2) ((g-1((Vin(Cx-1Ry) + Vin(CxRy)) ÷ 2 + g-1((Vin(CxRy+1) + Vin(CxRy))
÷ 2)
+ g-1((Vin(Cx+1Ry) + Vin(CxRy)) ÷ 2) + g-1((Vin(CxRy-1) + Vin(CxRy)) ÷
2)) ÷ 4)
ステップ358で得られたCkg-1(α)の値、および第2の計算(2)を用いるステップ364で得られたCk“GA”の値に、Vinの対応する項を乗算する(ステップ366およびステップ368)。続いて、すべての乗算された項の合計を計算し(ステップ370)、サブピクセルレンダリング済み出力データVoutを求める。続いて、事後ガンマ補正をVoutに施し、ディスプレイに出力する(ステップ372およびステップ374)。
Vout(CxRy) = Vin(CxRy) × 0.5 ×
g-1((Vin(Cx-1Ry) + Vin(CxRy+1) + Vin(Cx+1Ry) + Vin(CxRy-1))
+ 4 × Vin(CxRy)) ÷ 8)
+ Vin(Cx-1Ry) × 0.125 × g-1((Vin(Cx-1Ry) + Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ Vin(CxRy+1) × 0.125 × g-1((Vin(CxRy+1) + Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ Vin(Cx+1Ry) × 0.125 × g-1((Vin(Cx+1Ry) + Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ Vin(CxRy-1) × 0.125 × g-1((Vin(CxRy-1) + Vin(CxRy)) ÷ 2)
Vout(CxRy) = Vin(CxRy) × 0.5 ×
((g-1((Vin(Cx-1Ry) + Vin(CxRy)) ÷ 2) + g-1((Vin(CxRy+1) + Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ g-1((Vin(Cx+1Ry) + Vin(CxRy)) ÷ 2) + g-1((Vin(CxRy-1) + Vin(CxRy )) ÷ 2)) ÷ 4)
+ Vin(Cx-1Ry) × 0.125 × g-1((Vin(Cx-1Ry) + Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ Vin(CxRy+1) × 0.125 × g-1((Vin(CxRy+1) + Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ Vin(Cx+1Ry) × 0.125 × g-1((Vin(Cx+1Ry)+Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ Vin(CxRy-1) × 0.125 × g-1((Vin(CxRy-1) + Vin(CxRy)) ÷ 2)
Vout(CxRy) = Vin(CxRy) × 0.75 ×
((2 × g-1((Vin(Cx-1Ry)+Vin(CxRy)) ÷ 2) + 2 × g-1((Vin(CxRy+1)+Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ 2 × g-1((Vin(Cx+1Ry)+Vin(CxRy)) ÷ 2) + 2 × g-1((Vin(CxRy-1)+Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ g-1((Vin(Cx-1Ry+1)+Vin(CxRy)) ÷ 2) + g-1((Vin(Cx+1Ry+1)+Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ g-1((Vin(Cx+1Ry-1)+Vin(CxRy)) ÷ 2) + g-1((Vin(Cx-1Ry-1)+Vin(CxRy))
÷ 2)) ÷ 12)
+ Vin(Cx-1Ry) × 0.125 × g-1((Vin(Cx-1Ry) +Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ Vin(CxRy+1) × 0.125 × g-1((Vin(CxRy+1) +Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ Vin(Cx+1Ry) × 0.125 × g-1((Vin(Cx+1Ry) +Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ Vin(CxRy-1) × 0.125 × g-1((Vin(CxRy-1) +Vin(CxRy)) ÷ 2)
- Vin(Cx-1Ry+1) × 0.0625 × g-1((Vin(Cx-1Ry+1) +Vin(CxRy)) ÷ 2)
- Vin(Cx+1Ry+1) × 0.0625 × g-1((Vin(Cx+1Ry+1) +Vin(CxRy)) ÷ 2)
- Vin(Cx+1Ry-1) × 0.0625 × g-1((Vin(Cx+1Ry-1) +Vin(CxRy)) ÷ 2)
- Vin(Cx-1Ry-1) × 0.0625 × g-1((Vin(Cx-1Ry-1) +Vin(CxRy)) ÷ 2)
ここで、(−x)は、隅鮮鋭化係数と称し、(+4x)を、中心鮮鋭化係数と称し、(c11,c12,…,c33)を、レンダリング係数と称する。
Vout(CxRy) = Vin(CxRy) × 0.5 ×
((g-1((Vin(Cx-1Ry)+Vin(CxRy)) ÷ 2) + g-1((Vin(CxRy+1) + Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ g-1((Vin(Cx+1Ry) + Vin(CxRy)) ÷ 2) + g-1((Vin(CxRy-1) + Vin(CxRy)) ÷ 2)) ÷ 4)
+ Vin(Cx-1Ry) × 0.125 × g-1((Vin(Cx-1Ry)+Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ Vin(CxRy+1) × 0.125 × g-1((Vin(CxRy+1)+Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ Vin(Cx+1Ry) × 0.125 × g-1((Vin(Cx+1Ry)+Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ Vin(CxRy-1) × 0.125 × g-1((Vin(CxRy-1)+Vin(CxRy)) ÷ 2)
(ここで、上述のVinは、赤色の値のみまたは緑色の値のみを示す。)
+ Vin(CxRy) × 0.125
- Vin(Cx-1Ry+1) × 0.03125
- Vin(Cx+1Ry+1) × 0.03125
- Vin(Cx+1Ry-1) × 0.03125
- Vin(Cx-1Ry-1) × 0.03125
(ここで、上述のVinは、赤色の値のみまたは緑色の値のみを示し、上の部分の Vin選択とは逆である。)
Vout(CxRy) = Vin(CxRy) × 0.5 ×
((g-1((Vin(Cx-1Ry)+Vin(CxRy)) ÷ 2) + g-1((Vin(CxRy+1) + Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ g-1((Vin(Cx+1Ry) + Vin(CxRy)) ÷ 2) + g-1((Vin(CxRy-1) + Vin(CxRy)) ÷ 2)) ÷ 4)
+ Vin(Cx-1Ry) × 0.125 × g-1((Vin(Cx-1Ry)+Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ Vin(CxRy+1) × 0.125 × g-1((Vin(CxRy+1)+Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ Vin(Cx+1Ry) × 0.125 × g-1((Vin(Cx+1Ry)+Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ Vin(CxRy-1) × 0.125 × g-1((Vin(CxRy-1)+Vin(CxRy)) ÷ 2)
+ Vin(CxRy) × 0.0625
- Vin(Cx-1Ry+1) × 0.015625
- Vin(Cx+1Ry+1) × 0.015625
- Vin(Cx+1Ry-1) × 0.015625
- Vin(Cx-1Ry-1) × 0.015625
(上述のVinは、赤色の値または緑色の値のみを示す。)
+ Vin(CxRy) × 0.0625
- Vin(Cx-1Ry+1) × 0.015625
- Vin(Cx+1Ry+1) × 0.015625
- Vin(Cx+1Ry-1) × 0.015625
- Vin(Cx-1Ry-1) × 0.015625
(ここで、上述のVinは、赤色の値のみまたは緑色の値のみを示し、上の部分のVinとは逆である。)
(V1+V2)/2=α、(w(V1)+w(V2))/2=βである。V1=V2の場合、β=w(α)である。従って、低い空間周波数では、g-1w-1(β) = g-1w-1(w(α)) = g-1(α)である。しかし、高い空間周波数では(V1≠V2)、g-1w-1(β) ≠ g-1(α)である。最大空間周波数および最大コントラストのとき、
である。
Vout(CxRy) = Vin(CxRy) × 0.5 ×
((g-1w-1((w(Vin(Cx-1Ry))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ g-1w-1 ((w(Vin(CxRy+1))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ g-1w-1((w(Vin(Cx+1Ry))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ g-1w-1((w(Vin(CxRy-1))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)) ÷ 4)
+ Vin(Cx-1Ry) × 0.125 × g-1w-1((w(Vin(Cx-1Ry))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ Vin(CxRy+1) × 0.125 × g-1w-1((w(Vin(CxRy+1))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ Vin(Cx+1Ry) × 0.125 × g-1w-1((w(Vin(Cx+1Ry))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ Vin(CxRy-1) × 0.125 × g-1w-1 ((w(Vin(CxRy-1))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
Vout(CxRy) = Vin(CxRy) × 0.5 ×
((g-1w-1((w(Vin(Cx-1Ry))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ g-1w-1 ((w(Vin(CxRy+1))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ g-1w-1((w(Vin(Cx+1Ry))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ g1 w-1 ((w(Vin(CxRy-1))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)) ÷ 4)
+ Vin(Cx-1Ry) × 0.125 × g-1w-1 ((w(Vin(Cx-1Ry))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ Vin(CxRy+1) × 0.125 × g-1w-1 ((w(Vin(CxRy+1))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ Vin(Cx+1Ry) × 0.125 × g-1w--1((w(Vin(Cx+1Ry))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ Vin(CxRy-1) × 0.125 × g-1w-1 ((w(Vin(CxRy-1))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ Vin(CxRy) × 4x
- Vin(Cx-1Ry+1) × x
- Vin(Cx+1Ry+1) × x
- Vin(Cx+1Ry-1) × x
- Vin(Cx-1Ry-1) × x
Vout(Cx+1/2Ry) =
+ Vin(CxRy) × 0.5 ×
((g-1 w-1((w(Vin(Cx-1Ry))+ w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+g-1((w(Vin(CxRy+1))+ w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+g-1 w-1((w(Vin(Cx+1Ry))+ w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+g-1((w(Vin(CxRy-1))+ w(Vin(CxRy)) ÷ 2)) ÷ 4)
+ Vin(Cx+1Ry) × 0.5 ×
((g-1 w-1((w(Vin(Cx+1Ry))+ w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ g-1((w(Vin(Cx+1Ry+1))+ w(Vin(Cx+1Ry))) ÷ 2)
+ g-1 w-1((w(Vin(Cx+2Ry))+ w(Vin(Cx+1Ry))) ÷ 2)
+ g-1((w(Vin(Cx+1Ry-1))+ w(Vin(Cx+1Ry)) ÷ 2)) ÷ 4)
Vout(CcRr) = Vin(CxRy) × c22 ×
((g-1w-1((w(Vin(Cx-1Ry))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ g-1w-1 ((w(Vin(CxRy+1))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ g-1w-1((w(Vin(Cx+1Ry))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ g-1w-1((w(Vin(CxRy-1)) + w(Vin(CxRy))) ÷ 2)) ÷ 4)
+ Vin(Cx-1Ry) × c12 × g-1w-1((w(Vin(Cx-1Ry))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ Vin(CxRy+1) × c23 × g-1w-1((w(Vin(CxRy+1))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ Vin(Cx+1Ry) × c32 × g-1w-1((w(Vin(Cx+1Ry))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ Vin(CxRy-1) × c21 × g-1w-1((w(Vin(CxRy-1))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ Vin(Cx-1Ry+1) × c13 × g-1w-1((w(Vin(Cx-1Ry+1))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ Vin(Cx+1Ry+1) × c33 × g-1w-1((w(Vin(Cx+1Ry+1))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ Vin(Cx+1Ry-1) × c31 × g-1w-1((w(Vin(Cx+1Ry-1))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ Vin(Cx-1Ry-1) × c11 × g-1w-1((w(Vin(Cx-1Ry-1))+w(Vin(CxRy))) ÷ 2)
+ Vin(CxRy) × 4x
- Vin(Cx-1Ry+1) × x
- Vin(Cx+1Ry+1) × x
- Vin(Cx+1Ry-1) × x
- Vin(Cx-1Ry-1) × x
IF(r1c1=1 and r2c2=1 and r3c3=1 and all the rest=0)
THEN (Diagonal line detected)
IF (diagonal line detected)
THEN (subpixel render the data and apply gamma)
ELSE (subpixel render the data)
IF(r1c1>max and r2c2>max and r1c2<min and r2c1<min)
==IF(OR(AND(U9>max,V9<min,W9<min,U10<min,V10>max,W10<min,U11<min,V11<min,W11>max),AND(U9<min,V9<min,W9>max,U10<min,V10>max,W10<min,U11>max,V11<min,W11<min),AND(U9<min,V9>max,W9<min,U10>max,V10<min,W10<min,U11<min,V11<min,W11<min),AND(U9<min,V9<min,W9<min,U10>max,V10<min,W10<min,U11<min,V11>max,W11<min),AND(U9<min,V9>max,W9<min,U10<min,V10<min,W10>max,U11<min,V11<min,W11<min),AND(U9<min,V9<min,W9<min,U10<min,V10<min,W10>max,U11<min,V11>max,W11<min),AND(U9<min,V9>max,W9>max,U10>max,V10<min,W10>max,U11>max,V11>max,W11<min),AND(U9>max,V9>max,W9<min,U10>max,V10<min,W10>max,U11<min,V11>max,W11>max),AND(U9>max,V9<min,W9>max,U10<min,V10>max,W10>max,U11>max,V11>max,W11>max),AND(U9>max,V9>max,W9>max,U10<min,V10>max,W10>max,U11>max,V11<min,W11>max),AND(U9>max,V9<min,W9>max,U10>max,V10>max,W10<min,U11>max,V11>max,W11>max),AND(U9>max,V9>max,W9>max,U10>max,V10>max,W10<min,U11>max,V11<min,W11>max)),SUMPRODUCT(Simplefilter, U9:W11)^(1/Gamma#out),SUMPRODUCT(Simplefilter,U9:W11))
黒色ライン
IF (SPR data = 0.5) THEN output = 0.25
IF (SPR data = 0.75) THEN output=.75
白色ライン
IF (SPR data = 0.5) THEN output = 0.75
IF (SPR data = 0.25) THEN output=0.50
2G+RC=2G+4Rd Thus RC=4Rd
垂直な縁または水平の縁の場合にバランスがとれる条件から、図80のマトリックスが得られ、これによって、以下の式が得られる。
2Rd+G=2Rd+3G+RC
G=3G+RC
-2G=RC
-2G=RC=4Rd
Rd=1の重みに設定すると、RC=4およびG=−2となる。これを、図77Aの検査配列に代入すると、図81の配列が得られる。
以下に示すのは、ここに開示されている方法を実行するために使用できるCコードの事例である。ただし、以下のコードは、ここに開示されている技術的事項を実施するために実行可能な適当な他の任意のプログラミング言語向けに翻訳できる。さらに、以下のコードは、著作権所有者がここに含まれているすべての著作権の保護をうけている。
504:サブピクセルレンダリングモジュール
506:タイミング・コントローラ(TCON)
509:インターフェース
512:入力ラッチおよび自動検出
514:タイミング・バッファおよび制御
516:事前条件ガンマ処理
518:ライン・バッファ
519:3×3データ・サンプリング
520:乗算器および加算器
521:遅延論理
522:事後ガンマ処理
524:出力ラッチ
528:出力同期発生器
530:係数処理
531:係数表
532:入力ラッチ
534:8/6ビットディザリング
536:標準電圧
537:データ・バス
538:DC/DCコンバータ
539A:列ドライバ制御
539B:行ドライバ制御
540:局所平均処理
542:事前ガンマ処理
544:オメガ関数処理
545:オメガ付き事前ガンマ処理
552:加算器
554:ライン・バッファ
556:ライン・バッファ
558:ライン・バッファ
560:合計バッファ
562:合計バッファ
570:ライン・バッファ
572:ライン・バッファ
580:ライン・バッファ
581:加算器
583:合計バッファ
584:合計バッファ
585:合計バッファ
613:VGAメモリ
614:サブピクセルレンダリング
615:ワイドDAC LVDS
616:ディスプレイ
617:VGAメモリ
618:サブピクセルレンダリング
619:多入力少出力ワイド・ガンマテーブル
620:DACまたは LVDS
621:ディスプレイ
623:VGAメモリ
624:サブピクセルレンダリング
626:ワイド入力ワイド出力ガンマテーブル
627:ワイドDACまたは LVDS
628:ディスプレイ
629:VGAメモリ
630:サブピクセルレンダリング
631:ガンマ出力表
632:時空ディザリング
633:DAC LVDS
634:ディスプレイ
635:VGAメモリ
636:事前補償LUT
637:サブピクセルレンダリング
638:ガンマ出力発生
639:時空ディザリング
640:LVDS
641:ディスプレイ
652:入力ラッチ
654:パラメータRAM/ROM
656:コンパレータ
658:概算値ラッチ
660:結果のラッチ
665:コンパレータ
666:コンパレータ
667コンパレータ
668:コンパレータ
669:ラッチ
670:ラッチ
671:ラッチ
683:ラッチ
702:ウィンドウズ・アプリケーション
704:ウィンドウズGDI
706:ウィンドウズDDI
708:サブピクセルレンダリングおよびガンマ補正アプリケーション
710:システム・メモリ 正像データ
712:システム・メモリ サブピクセルレンダリング画像データ
714:VGAコントローラ
716:フレーム・バッファ・メモリ
718:ディスプレイ
765:プログラム・メモリ
770:入出力装置
780:ディスプレイ・インターフェース
785:ネットワーク・インターフェース
7402:白ドット中央
7404−7410:白ドット端
7412−7416:黒ドット中央
7418−7420:黒ドット端
7422:白対角中央下
7424:白対角中央上
7426−7432:白対角端
7434:黒対角中央下
7436:黒対角中央上
7438:黒対角端
7440−7444:黒対角端
7446−7452:垂直・水平黒肩
7454−7460:垂直・水平白線肩
7462−7464:中央白線
7466−7468:中央黒線
Claims (30)
- 色サブピクセルを含む画素を有するディスプレイ用データの処理方法であって、
前記色サブピクセルは緑及び赤色サブピクセルと空間分解能が異なる青色サブピクセルとを有する3種類の色サブピクセルであり、
第1のサブピクセルフォーマットの画素データを受け取るステップと、
前記第1のサブピクセルフォーマットの前記画素データを、前記空間分解能の差によって、前記第1のサブピクセルフォーマットと異なる第2のサブピクセルフォーマットを有するサブピクセルレンダリングデータに変換するステップと、
前記第2のサブピクセルフォーマットに変換されたサブピクセルレンダリングデータを前記ディスプレイの各色サブピクセルに出力するステップと、を含み、
前記第1のサブピクセルフォーマットの画素データを前記第2のサブピクセルフォーマットのサブピクセルレンダリングデータに変換するステップは、
前記各色サブピクセルに対応する前記画素データのデータ値に対するサンプル領域を決定し、
前記空間分解能の差によって前記ディスプレイの各色サブピクセルに対応するリサンプル領域を決定し、
前記画素データのデータ値に事前ガンマ補正を適用し、
前記事前ガンマ補正された前記画素データのデータ値に前記サンプル領域と前記リサンプル領域が重なる面積の比率を示す係数項をかけ、
前記事前ガンマ補正された前記画素データのデータ値と前記係数項を乗算した値を全て和し、前記リサンプル領域に対応する前記サブピクセルレンダリングデータを計算し、計算された前記サブピクセルレンダリングデータに事後ガンマ補正を適用するものであって、前記リサンプル領域と部分的に重なる複数の前記サンプル領域は、中央の項と縁の項とを含み、前記中央の項は前記サンプル領域中で前記リサンプル領域に対応する前記色サブピクセルに対応するサンプル領域であり、前記縁の項は、前記中央の項を囲むサンプル領域であり、前記中央の項の局所平均は前記中央の項のデータ値と前記中央の項を囲むすべての縁の項のデータ値との間の平均であり、前記縁の項の局所平均は前記縁の項一つのデータ値と前記中央の項とのデータ値の平均であり、
前記画素データのデータ値に事前ガンマ補正を適用することは、
前記中央の項及び前記縁の項に対応する画素データのデータ値に基づいて前記中央の項の局所平均及び前記縁の項の局所平均を各々計算し、
前記計算された中央の項の局所平均及び前記計算された各縁の項の局所平均に事前ガンマ補正を実施することであることを特徴とするガンマ補正が適用されるサブピクセルレンダリングの方法。 - 前記画素データのデータ値に事前ガンマ補正を適用することは、前記サブピクセルレンダリングデータの色バランスにおける直線性が提供されるようにしたことを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 前記画素データのデータ値に事前ガンマ補正を適用することは、更に、前記サブピクセルレンダリングデータに関係する輝度の非線形計算を行うものであることを特徴とする、請求項2記載の方法。
- 前記事前ガンマ補正用のガンマ値を、すべての空間周波数に対して選択されたレベルに維持し、前記選択されたレベルは、ある1つの空間周波数における1つの所望のコントラスト比に対応するようにしたことを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 前記画素データのデータ値に事前ガンマ補正を適用することは、
前記事前ガンマ補正された中央の項の局所平均に前記中央の項に対応する前記画素データのデータ値を乗算し、前記事前ガンマ補正された縁の項の局所平均に前記各縁の項に対応する前記画素データのデータ値を乗算することをさらに含む
ことを特徴とする、請求項1記載の方法。 - 前記中央の項の局所平均及び前記縁の項の局所平均に対する事前ガンマ補正をg−1(x)=xγ−1の関数として行うことを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 前記事前ガンマ補正用のガンマ値を、空間周波数の増加につれて増加するように選択することを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 前記画素データのデータ値に事前ガンマ補正を適用することは、
前記中央の項及び前記縁の項に対応する前記画素データのデータ値にオメガ補正を行い、前記オメガ補正された前記中央の項及び前記縁の項に対応する画素データのデータ値に基づいて、前記中央の項のオメガ補正された局所平均及び前記縁の項のオメガ補正された局所平均を各々計算することをさらに含み、
前記オメガ補正は、w(x)=x1/wの関数として行い、
前記中央の項のオメガ補正された局所の前記中央の項のオメガ補正されたデータ値と前記中央の項を取り囲む全ての縁の項のオメガ補正されたデータ値間の平均と定義し、前記縁の項のオメガ補正された局所平均は、前記縁の項一つのオメガ補正されたデータ値と前記中央の項のオメガ補正されたデータ値間の平均と定義されることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 前記画素データのデータ値に事前ガンマ補正を適用することは、
前記オメガ補正された中央の項の局所平均及び前記オメガ補正された縁の項の局所平均に各々事前ガンマ補正を行い、
前記事前ガンマ及びオメガ補正された中央の項の局所平均に前記中央の項に対応する前記画素データのデータ値を乗算し、前記事前ガンマ及びオメガ補正された縁の局所平均に前記各縁の項に対応する前記画素データのデータ値を乗算することをさらに含むことを特徴とする、請求項8記載の方法。 - 前記オメガ補正された中央の項の局所平均及びオメガ補正された縁の項の局所平均に適用する事前ガンマ補正をg−1w−1(x)=(xw)γ−1の関数として行うことを特徴とする、請求項9記載の方法。
- 3色サブピクセル要素を使用して、サブピクセルレンダリングデータを表示できるディスプレイのための画像のサンプル・データを変換する方法であって、
前記色サブピクセルは、緑及び赤色サブピクセルと空間分解能力が異なる青色サブピクセルを有する3種類の色サブピクセルであり、
複数の第1のデータ値を含むサンプル・データを受け取り、各々の前記第1のデータ値は前記画像における各色の各データ点を表わし、
事前ガンマ補正されたデータを生成するために、
前記第1のデータ値に基づいて前記各色サブピクセルに対応する局所平均を計算し、前記計算された局所平均に事前ガンマ補正を実施し、前記事前ガンマ補正された局所平均に前記第1のデータ値を乗算して複数の第2のデータ値を含む前記サブピクセルレンダリングデータを計算するステップと、
前記サブピクセルレンダリングデータに対して事後ガンマ補正を適用し、前記事後ガンマ補正により、ディスプレイが備えているガンマ関数を補償し、前記事後ガンマ補正されたサブピクセルレンダリングデータを前記ディスプレイに出力するステップと、を含み、
前記第2のデータ値の各々が前記ディスプレイ上の各色の各サブピクセル要素に対応することを特徴とする方法。 - 前記サブピクセルレンダリングデータの計算は、
複数の係数項を含むフィルターカーネルを参照し、
前記各々の第1のデータ値に基づいた前記事前ガンマ補正された局所平均を、前記フィルターカーネルにおける前記係数項のうちの対応する各々のものと乗算し、前記各々の第2のデータ値を生成するために、各乗算された係数項を加算することを含むことを特徴とする、請求項11記載の方法。 - 前記事前ガンマ補正は、輝度に対する人間の目の応答関数を補償するものであることを特徴とする、請求項11記載の方法。
- 前記局所平均に対する事前ガンマ補正を、g−1(x)=xγ−1関数として実行することを特徴とする、請求項11記載の方法。
- 各色の前記各データ点に対するサンプル・データにおける暗示サンプル領域を決定し、
各色の各サブピクセル要素に対応する複数のリサンプル領域を決定することをさらに含み、前記サブピクセルレンダリングデータの計算は、フィルターカーネルにおける複数の係数項を使用することを含み、前記係数項の各々が、前記複数のリサンプル領域における所与の1つに対して、前記暗示サンプル領域の各々と重なる前記複数のリサンプル領域の所与の1つの重なり割合百分率を表わすことを特徴とする、請求項11記載の方法。 - 3色サブピクセル要素を使用し、サブピクセルレンダリングデータを表示できるディスプレイのための画像のサンプル・データを変換する方法であり、
前記色サブピクセルは、緑及び赤色ピクセルと空間分解能がことなる青色サブピクセルを有する3種類の色サブピクセルで、
複数の第1のデータ値を含むサンプル・データを受け、各々の前記第1のデータ値は前記画像においての各色の各データ点を示し、
オメガ補正されたデータを生成するために、前記各々の第1のデータ値にオメガ補正を実施し、前記オメガ補正されたデータに基づいてオメガ補正された局所平均を計算するステップと、
前記オメガ補正された局所平均に事前ガンマ補正を実施し、前記オメガ及び事前ガンマ補正された局所平均に前記第1のデータ値を乗算し、複数の第2のデータ値を含む前記サブピクセルレンダリングデータを計算するステップと、
前記サブピクセルレンダリングデータに対して事後ガンマ補正を適用するステップと、を含み、
前記第2のデータ値の各々が前記ディスプレイ上の各色サブピクセル要素に対応し、前記オメガ補正は、w(x)=x1/wの関数として実施することを含むことを特徴とする方法。 - 前記オメガ補正された局所平均適用する事前ガンマ補正はg−1w−1(x)=(xw)γ−1の関数として行うことを特徴とする、請求項16記載の方法。
- 前記サブピクセルレンダリングデータの計算は、
複数の係数項を含むフィルターカーネルを参照し、
前記各々の第1のデータ値に基づいた前記オメガ及び事前ガンマ補正された局所平均を、前記フィルターカーネルにおける前記係数項のうちの対応する各々のものと乗算し、
前記各々の第2のデータ値を生成するために、各乗算された係数項を加算することを含むことを特徴とする、請求項16記載の方法。 - 色サブピクセルをそれぞれ含む画素を有するディスプレイ用データの処理システムであって、
前記色サブピクセルは、緑及び赤色サブピクセルと空間分解能力が異なる青色サブピクセルを有する3種類の色サブピクセルであり、
第1のサブピクセルフォーマットの画素データを受け取る受け取りモジュール、
前記画素データからサブピクセルレンダリングデータへの変換処理を実行し、前記変換処理にガンマ補正を加えるための処理モジュールと、を含み、
前記変換処理は、前記第1のサブピクセルフォーマットと異なる第2のサブピクセルフォーマットのためのサブピクセルレンダリングデータを生成するもので、
前記ガンマ補正を加えるために処理モジュールは、前記第1のサブピクセルフォーマットの画素データの第1のデータ値に基づいて前記各色サブピクセルに対応する局所平均を計算し、前記計算された局所平均に事前ガンマ補正を実施し、前記事前ガンマ補正された局所平均に前記第1のデータ値を乗算し、複数の第2のデータ値を含む前記サブピクセルレンダリングデータを計算し、前記サブピクセルレンダリングデータに事後ガンマ補正を適用することを特徴とするシステム。 - 前記処理モジュールは、前記サブピクセルレンダリングデータの色バランスにおける直線性を提供するものである、請求項19記載のシステム。
- 前記処理モジュールは、前記サブピクセルレンダリングデータに関係する輝度の非線形計算を提供するものであることを特徴とする、請求項19記載のシステム。
- 前記処理モジュールは、すべての空間周波数に対する前記ガンマ補正用のガンマ値を選択されたレベルに維持し、前記選択されたレベルは、ある空間周波数で所望のコントラスト比に対応していることを特徴とする、請求項19記載のシステム。
- 前記処理モジュールは、前記局所平均に対する事前ガンマ補正をg−1(x)=xγ−1としての関数として実行することを特徴とする、請求項19記載のシステム。
- 前記ガンマ補正用のガンマ値は、空間周波数の増加につれて増加するように選択されることを特徴とする、請求項19記載のシステム。
- 色サブピクセルを各々含む画素を有するディスプレイ用データの処理システムであって、
前記色サブピクセルは、緑及び赤色サブピクセルと空間分解能が異なる青色サブピクセルを有する3種類の色サブピクセルで、
第1のサブピクセルフォーマットの画素データを受け取る受け取りモジュールと、
前記画素データからサブピクセルレンダリングデータへの変換処理を実行し、前記変換処理にガンマ補正を加えるための処理モジュールと、を含み、
前記変換処理は、前記第1のサブピクセルフォーマットと異なる第2のサブピクセルフォーマットのためのサブピクセルレンダリングデータを生成するものであって、
前記ガンマ補正を加えるために処理モジュールは、オメガ補正されたデータを生成するために、前記第1のサブピクセルフォーマットの画素データの第1のデータ値にオメガ補正を実施し、前記オメガ補正されたデータに基づいて事前ガンマ補正された局所平均を計算し、
前記オメガ及び事前ガンマ補正された局所平均に前記第1のデータ値を乗算し、複数の第2のデータ値を含む前記サブピクセルレンダリングデータを計算し、前記サブピクセルレンダリングデータに事後ガンマ補正を適用し、
前記オメガ補正は、w(x)=x1/wの関数として実施することを特徴とするシステム。 - 前記オメガ補正された局所平均に適用する事前ガンマ補正は、g−1w−1(x)=(xw)γ−1の関数として行うことを特徴とする、請求項25記載のシステム。
- ディスプレイ用のコントローラであって、
第1のサブピクセルフォーマットの画素データを受け取るための受け取りユニットと、
前記画素データからサブピクセルレンダリングデータへの変換にガンマ補正を加えるための処理ユニットを有し、前記変換は、前記第1のサブピクセルフォーマットと異なる前記第2のサブピクセルフォーマットのための前記サブピクセルレンダリングデータを生成するものであり、
前記ガンマ補正を加えるための処理ユニットは、前記第1のピクセルフォーマットの画素データの第1のデータ値に基づいて前記各色サブピクセルに対応する局所平均を計算し、
前記計算された局所平均に事前ガンマ補正を実施し、前記事前ガンマ補正された局所平均に前記第1のデータ値を乗算し、複数の第2のデータ値を含む前記サブピクセルレンダリングデータを出力し、前記サブピクセルレンダリングデータに事後ガンマ補正を適用するものであることを特徴とする、ディスプレイ用コントローラ。 - ディスプレイ用のコントローラであって、
第1のサブピクセルフォーマットの画素データを受け取るための受け取りユニットと、
前記画素データからサブピクセルレンダリングデータへの変換にガンマ補正を加えるための処理ユニットを有し、前記変換は、前記第1のサブピクセルフォーマットと異なる前記第2のサブピクセルフォーマットのための前記サブピクセルレンダリングデータを生成するもので、
前記ガンマ補正を加えるための処理モジュールは、オメガ補正されたデータを生成するために、前記第1のサブピクセルフォーマットの画素データの第1のデータ値にオメガ補正を実施し、前記オメガ補正されたデータに基づいてオメガ補正された局所平均を計算し、前記オメガ及び事前ガンマ補正された局所平均に前記第1のデータ値を乗算し、複数の第2のデータ値を含む前記サブピクセルレンダリングデータを出力し、前記サブピクセルレンダリングデータに事後ガンマ補正を適用し、前記オメガ補正は、w(x)=x1/wの関数として実施することを特徴とするディスプレイ用コントローラ。 - 命令を保存するコンピュータ可読記憶媒体であって、
コンピュータシステムによって命令が実行されると、3色サブピクセル要素を使用してサブピクセルレンダリングデータを表示できるディスプレイ用画像のサンプル・データの変換方法をコンピュータシステムに実行させ前記変換方法は、
前記画像における各色の各データ点を表わす複数の各々の第1のデータ値を含むサンプル・データを受け取り、
事前ガンマ補正されたデータを生成するために、
前記第1のデータ値に基づいて前記各色サブピクセルに対応する局所平均を計算し、前記計算された局所平均に事前ガンマ補正を実施し、前記事前ガンマ補正された局所平均に前記第1のデータ値を乗算して、複数の第2のデータ値を含む前記サブピクセルレンダリングデータを計算し、前記サブピクセルレンダリングデータに事後ガンマ補正を適用し、前記第2のデータ値の各々は、前記ディスプレイ上の各色の各サブピクセル要素に対応するものであることを特徴とする、コンピュータ可読記憶媒体。 - 命令を保存するコンピュータ可読記憶媒体であって、
コンピュータシステムによって命令が実行されると、3色サブピクセル要素を使用してサブピクセルレンダリングデータを表示できるディスプレイ用画像のサンプル・データの変換方法をコンピュータシステムに実行させ前記変換方法は、
前記画像における各色の各データ点を表わす複数の第1のデータ値を含むサンプル・データを受け取り、
オメガ補正されたデータを生成するために、前記各々の第1のデータ値にオメガ補正を実施し、前記オメガ補正されたデータに基づいてオメガ補正された局所平均を計算するステップと、
前記オメガ補正された局所平均に事前ガンマ補正を実施し、前記オメガ及び事前ガンマ補正された局所平均に前記第1のデータ値を乗算して、複数の第2のデータ値を含む前記サブピクセルレンダリングデータを計算し、前記サブピクセルレンダリングデータに事後ガンマ補正を適用することを含み、
前記オメガ補正は、w(x)=x1/wの関数として実施することであり、
前記第2のデータ値の各々は、前記ディスプレイ上の各色の各サブピクセル要素に対応するものであることを特徴とする、コンピュータ可読記憶媒体。
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