KR101073044B1

KR101073044B1 - 2차원 서브픽셀 레이아웃을 갖는 디스플레이 패널을 위한 영상 색 균형 처리 방법

Info

Publication number: KR101073044B1
Application number: KR1020097022046A
Authority: KR
Inventors: 한석진
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-05-18
Filing date: 2008-04-29
Publication date: 2011-10-12
Also published as: TWI424752B; JP2010526350A; US20100149204A1; EP2147426B1; US8456483B2; CN101681613A; JP5256283B2; EP2147426A4; EP2147426A1; TW200904205A; KR20090122307A; WO2008144180A1; CN101681613B

Abstract

표시 시스템의 서브픽셀 렌더링 구성 요소는 렌더링된 입력 영상 데이터가 표시되는 출력 영상의 일 부분에서 색 균형 에러를 일으킬 수 있는 영상 기능을 나타낼 때 표시 패널 상의 특정 서브픽셀들의 값들을 계산하기 위해 제1 서브픽셀 렌더링 필터를 대체하여 제2 서브픽셀 렌더링 필터로 교체할 수 있는 가능성을 제공한다. 색 균형 에러들을 바로 잡을 수 있는 영상 처리 방법은 렌더링된 서브픽셀의 위치를 검출하고 특정 서브픽셀들에 대해 입력 영상 데이터가 특정 영상 특징을 나타내는지를 검출한다. 특정 서브픽셀들에 대해 상기 영상 특징이 검출되면 제1 서브픽셀 렌더링 영상필터를 제2 서브픽셀 렌더링 영상 필터로 대체한다.

표시 시스템, 표시 장치, 멀티 주요 색, 서브픽셀 렌더링, 색 균형 에러

Description

2차원 서브픽셀 레이아웃을 갖는 디스플레이 패널을 위한 영상 색 균형 처리 방법{IMAGE COLOR BALANCE ADJUSTMENT FOR DISPLAY PANELS WITH 2D SUBPIXEL LAYOUTS}

본 발명은 영상 표시 시스템에 관한 발명으로, 상세하게는 2차원 고휘도 서브픽셀 레이아웃을 구현하는 표시 패널의 가장자리에서 색 균형이 잡힌 백색을 달성하는 영상 처리 방법에 관한 것이다.

Elliot et al.의 미국 특허 7,123,277, "서브픽셀 포맷 데이터의 다른 서브픽셀 포맷 데이터로의 변환 {CONVERSION OF A SUB-PIXEL FORMAT DATA TO ANOTHER SUB-PIXEL DATA FORMAT}"은 실질적으로 복수 개의 서브픽셀들을 포함하는 표시 패널에 표시하기 위하여 주요 색들의 제1 포맷으로 설정된 입력 영상 데이터를 변환하는 방법을 개시하고 있다. 상기 서브픽셀들은 입력 영상 데이터의 상기 제1 포맷과는 다른 주요 색들의 제2 포맷을 갖는 서브픽셀 반복 그룹 내에 배치된다. 미국 특허 7,123,277에서 서브픽셀들은 "에미터(emitter)"로도 불린다. 미국 특허 7,123,277이 개시하는 모든 내용은 참고 문헌으로서 본 명세서에 포함된다.

"주요 색"이라는 용어는 서브픽셀 반복 그룹 내에 나타나는 각 색을 의미한다. 원하는 매트릭스 해상도를 갖는 표시 장치를 형성하기 위하여 서브픽셀 반복 그룹이 표시 패널에 걸쳐 반복될 때, 상기 표시 패널은 실질적으로 서브픽셀 반복 그룹을 포함한다고 한다. 이러한 논의에서, 표시 패널의 사이즈 및/또는 생산 요인 또는 제약사항에 따라 하나 또는 그 이상의 패널 가장자리에서 서브픽셀 반복 그룹이 불완전할 수 있기 때문에 표시 패널은 서브픽셀 반복 그룹을 "실질적으로" 포함하는 것으로 표현한다. 또한, 그 표시 장치가 본 명세서에서 또는 이하에 참조되는 발행된 특허 또는 공개된 특허 출원 간행물에서 설명된 서브픽셀 반복 그룹의 실시예 중 하나의 대칭, 회전 및/또는 반사 또는 그 외 어떠한 비실질적인 변경의 범위 내에 있는 경우, 표시 장치는 상기 서브픽셀 반복 그룹을 "실질적으로" 포함한다고 할 수 있다.

예를 들어, 입력 영상을 나타내는 색 영상 데이터 값들의 상기 포맷은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 세가지 데이터 값들의 2차원 배열로 지정될 수 있다. 결국 각 RGB 세가지 데이터 값들은 상기 입력 영상에서 픽셀 위치의 색을 지정한다. 미국 특허 7,123,277 및 이하에 참조되는 다른 특허 출원 공개 간행물에서 설명된 타입의 표시 장치의 표시 패널은 표시될 입력 영상 데이터와 다른(또는 제2 의) 포맷을 지정하는 복수 개의 서브픽셀 반복 그룹을 실질적으로 포함한다. 일 실시예에서, 상기 서브픽셀 반복 그룹은 2차원이다. 상기 서브픽셀 반복 그룹은 상기 표시 패널 상에 적어도 2 이상의 행들로 배치된 적어도 제1, 제2 및 제3 주요 색들의 서브픽셀들을 포함한다. 어떤 2차월 서브픽셀 반복 그룹들에서, 상기 2개의 상기 주요 색들의 서브픽셀들은 "체커보드 패턴"이라고 불리는 모양으로 배치된다. 즉, 상기 서브픽셀 반복 그룹의 제1 행에서는 제2 주요 색 서브픽셀은 제1 주요 색 서브픽셀을 뒤따르고, 상기 서브픽셀 반복 그룹의 제2 행에서는 제1 주요 색 서브픽셀은 제2 주요 색 서브픽셀을 뒤따른다. 이와 같은 서브픽셀 반복 그룹들의 예들은 도 12에 도시된다.

상기 입력 영상 데이터의 서브픽셀 렌더링 동작을 수행하는 것은 상기 표시패널 상의 각 서브픽셀에 대한 휘도 값을 제공한다. 그리하여 상기 제1 포맷으로 지정된 상기 입력 영상이 상기 영상의 관찰자에게 심미적 즐거움을 주도록 주요 색 서브픽셀들의 다른(제2의) 배치를 갖는 상기 표시 패널상에 표시된다. 미국 특허 7,123,277에 언급된 바와 같이, 서브픽셀 렌더링은 상기 서브픽셀들을 휘도 채널에 의해 감지된 독립 픽셀들로 이용함으로써 동작한다. 이로 인해 결합된 서브픽셀들을 "트루"(또는 전체) 픽셀의 일부분으로 이용하는 것에 반대하여 상기 서브픽셀들이 샘플 영상 재구성 점들로 이용된다. 서브픽셀 렌더링을 이용함으로써, 상기 입력 영상의 공간적 재구성이 증가하고, 상기 표시 장치는 독립적으로 어드레스할 수 있으며, 상기 표시 패널 상의 각 서브픽셀에 대한 휘도 값을 제공한다.

미국 특허 7,123,277에 개시된 상기 서브픽셀 렌더링 동작은 일반적으로 아래와 같이 진행한다. 상기 입력 영상의 일부분 또는 일부 영역으로부터 얻은 상기 입력 색 영상 데이터는 계수들의 행렬을 포함하는 영상 필터를 이용하는 상기 표시 패널 상의 각 서브픽셀에 대한 휘도 값을 제공하는 데에 이용된다. 이 계수들은 "영역 리샘플링"이라고 불리는 기술을 이용하여 계산된다. 상기 표시 패널 상의 각 주요 색 서브픽셀들의 위치는 입력 영상의 일부분을 재구성하기 위해 서브픽셀 렌더링 동작에 의해 이용되는 재구성 점(또는 리샘플 점)을 근사화한다. 각 재구성 점은 잠재적으로 상기 서브픽셀의 휘도 값에 기여하는 상기 입력 영상 영역의 크기를 정의하는 리샘플 영역의 중심에 위치한다. 각 주요 색을 위한 상기 표시 패널 상의 상기 서브픽셀들의 세트는 주요 색 평면이라고 하고, 주요 색 들 중 하나를 위한 상기 복수 개의 리샘플 영역들은 상기 주요 색 평면에 대한 리샘플 영역 어레이를 포함한다. 상기 입력 색 영상 데이터는 타일 형상의 입력 영상 샘플 영역들의 세트로 표현된다. 상기 리샘플 영역 어레이는 상기 타일 형상의 입력 영상 샘플 영역들의 세트를 덮는다. 그리하여 각 리샘플 영역은 적어도 하나의(전형적으로는 하나 이상의) 입력 영상 샘플 영역의 일부분을 덮는다. 리샘플 점으로 표현된 상기 서브픽셀의 상기 휘도 값은 상기 리샘플 영역의 전체 면적에 대한 상기 리샘플 영역과 겹쳐진 각 입력 영상 샘플 영역의 면적의 비율의 함수이다.

상기 영역 리샘플 함수는 각 입력 영상 샘플 영역의 입력 영상 데이터 값에 대한 승수(乘數)를 나타내는 각 필터 커넬 계수를 갖는 영상 필터로 표현된다. 더욱 일반적으로, 상기 계수들은 각 리샘플 영역에 대한 분수(分數)들의 세트로 볼 수도 있다. 일 실시예에서 상기 분수들의 분모들은 상기 리샘플 영역의 함수로 파악될 수 있고, 분자들은 상기 리샘플 영역의 적어도 일부분과 겹쳐지는 상기 입력 샘플 영역들 각각의 영역의 함수로 파악될 수 있다. 상기 분수들의 세트가 모여서 전형적으로 계수들의 행렬로 저장되는 영상 필터를 나타낸다. 일 실시예에서 상기 계수들의 합은 실질적으로 1과 같다. 상기 리샘플 영역(서브픽셀)에 대한 휘도 값을 얻기 위하여 각 입력 샘플 영역에 대한 상기 데이터 값은 대응하는 각각의 분수와 곱셈되고 그 결과값은 모두 합산된다. 필터 커넬을 나타내는 계수들의 상기 행 렬의 사이즈는 전형적으로 상기 재구성 점들에 대한 상기 리샘플 영역의 사이즈와 형상 및 주어진 리샘플 영역이 얼마나 많은 입력 영상 샘플 영역들과 겹쳐지는지에 연관된다.

덧붙여, 미국 특허 7,123,277에 개시된 기술의 몇몇 실시예에서는 상기 서브픽셀 렌더링 동작은 렌더링 되는 상기 영상의 발광 구성 요소 내에서 높은 공간 주파수 정보가 색 서브픽셀의 색 에러를 유발하지 않도록 보장함으로써 상기 표시 패널 상의 상기 서브픽셀들 간의 색 균형을 유지하는 면에서 수행될 수 있다. 서브픽셀 반복 그룹 내에서의 상기 서브픽셀들의 배치는 만일 이러한 배치의 서브픽셀 렌더링 영상 데이터가 위상 에러를 줄일 수 있는 공간 어드레스 능력 및 변조 전달 함수(MTF) 에서 표시 장치의 수평 및 수직 축의 높은 공간 주파수 해상도의 증가를 제공할 수 있다면 서브픽셀 렌더링에 적합할 수 있다.

상기 서브픽셀 렌더링 동작은 상기 표시 패널에 개별적인 서브픽셀 레벨에서 정보를 제공한다. 이는 "로지컬 픽셀"로 소개된다. 로지컬 픽셀은 대략의 가우스 강도 분배를 가질 수 있고 풀(full) 영상을 만들기 위해 다른 로지컬 픽셀들과 겹쳐질 수 있다. 각 로지컬 픽셀은 인접한 서브픽셀들의 모임(예를 들어, 적어도 하나의 다른 서브픽셀)으로 정의될 수 있다. 각 로지컬 픽셀은 주요 색 서브픽셀 중 어느 하나일 수 있는 타겟 서브픽셀을 갖는다. 상기 타겟 서브픽셀은 영상 필터가 휘도 값을 제공하는 데에 사용될 수 있다. 결과적으로 상기 표시 패널 상의 각 서브픽셀은 실제로 여러 번 사용된다. 로지컬 픽셀의 중심 또는 타겟으로 1회 및 가장자리로 또는 다른 로지컬 픽셀의 구성 요소로 추가적으로 사용된다.

색 영상을 형성하기 위해 3개 이상의 주요 색 서브픽셀들을 사용하는 표시 시스템 또는 표시 장치는 본 명세서에서 "멀티 주요 색" 표시 시스템으로 부를 수 있다. 백색(또는 클리어) 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 반복 그룹을 갖는 표시 패널에서 상기 백색 서브픽셀은 주요 색을 나타낸다. 미국 공개 특허 출원 2005/0225575, "고 휘도 표시 장치를 위한 새로운 서브픽셀 레이아웃 및 배치 {NOVEL SUBPIXEL LAYOUTS AND ARRANGEMENTS FOR HIGH BRIGHTNESS DISPLAYS}"는 적어도 하나 이상의 백색 서브픽셀 및 복수 개의 포화 주요 색 서브픽셀들을 갖는 서브픽셀 반복 그룹들을 포함하는 복수 개의 멀티 주요 색 고 휘도 표시 패널들 및 장치들을 개시한다. 상기 출원의 다양한 실시예 내에서 상기 포화 주요 색은 적색, 청색, 녹색, 청록색(cyan) 또는 마젠타색(magenta)을 포함할 수 있다. 미국 공개 특허 출원 2005/0225563, "고 휘도 서브픽셀 레이아웃을 위한 서브픽셀 렌더링 필터 {SUBPIXEL RENDERING FILTERS FOR HIGH BRIGHTNESS SUBPIXEL LAYOUT}"는 예를 들어 RGBW 서브픽셀 반복 그룹과 같이 백색 서브픽셀을 갖는 서브픽셀 반복 그룹을 포함하는 표시 패널들 상에 표시하기 위하여 소스(입력) 영상 데이터를 렌더링하는 서브픽셀 렌더링 기술들을 개시하고 있다. 상기 미국 공개 특허 출원들 2005/0225575 및 2005/0225563가 개시하는 모든 내용은 참고 문헌으로서 본 명세서에 포함된다.

본 명세서의 도 12는 고 휘도 표시 패널을 형성하기 위하여 표시 패널(1570)에 걸쳐 실질적으로 반복되는 RGBW 서브픽셀 반복 그룹(9)의 예시를 실질적으로 포함하는 표시 패널(1570)을 도시한다. RGBW 서브픽셀 반복 그룹(9)은 2행 4열로 배 치되는 8개의 서브픽셀들을 포함하고, 2개의 적색 서브픽셀들, 녹색 서브픽셀들, 청색 서브픽셀들 및 백색(또는 클리어) 서브픽셀들을 포함한다. 만일 서브픽셀 반복 그룹(9)이 각 2개의 서브픽셀들의 4 사분면을 갖는다고 한다면, 적색 및 녹색 서브픽셀들의 쌍은 "체커보드" 패턴과 유사하게 반대편 사분면에 위치한다. 청록색, 에메랄드색 및 마젠타색을 포함하는 다른 주요 색들도 또한 심사숙고 된다. 미국 출원 2005/0225563은 이러한 색 이름들은 단지 "실질적으로" "적색", "녹색", "청색", "청록색" 및 "백색"으로 표현된다. 실제 색 포인트들은 모든 서브픽셀들이 가장 밝은 상태에 있을 때 표시 장치 상에서 원하는 백색 포인트를 허용하도록 조절될 수 있다.

도 12에 도시된 타입의 RGBW 서브픽셀 반복 그룹을 포함하는 표시 패널 상에 상기 설명된 RGB 세가지 데이터 값 포맷으로 지정되는 입력 영상 데이터를 렌더링하는 상기 서브픽셀 렌더링 동작은 일반적으로 미국 특허 7,123,277에 개시되고 도시된 영역 리샘플링 원리를 따른다. 상기 영역 리샘플링 원리는 미국 특허 출원 2005/0225563에 설명된 바와 같이, 약간의 수정 및 추가된 부분을 갖는다. 미국 특허 출원 2005/0225563은 입력 영상 데이터가 아래와 같이 처리됨을 개시한다. (1) 종래의 RGB 입력 영상 데이터(또는 sRGB, YCbCr 또는 이와 유사한 다른 일반적인 포맷 중 하나를 갖는 데이터)를 필요에 따라 적색, 녹색, 청색 및 백색으로 정의되는 색역(color gamut) 내의 색 데이터 값으로 변환한다. 상기 변환은 별개의 휘도(L) 색 평면이나 색 채널을 제공할 수 있다. (2) 각 개별 색 평면에서 서브픽셀 렌더링 동작을 수행한다. (3) 선명화 필터(sharpening filter)를 이용한 선명화 동 작을 수행한다. 예를 들어, 각 색 평면을 선명화하기 위해 "L"(또는 "휘도") 평면을 이용한다. 또는 크로스 색 구성 요소 또는 셀프 색 구성 요소를 이용하는 영상을 선명화하기 위해 가우스 차(DOG) 웨이블릿 필터를 이용한다.

매우 개괄적으로 말하면, 선명화 필터는 휘도 에너지를 영상의 일 영역에서 다른 영역으로 이동시킨다. 선명화 필터들의 예시들은 미국 공개 특허 출원 2005/0225563에 제공된다. 선명화 필터는 영역 리샘플 필터의 결과값들에 합산되는 선명화 값을 생성하기 위해 입력 영상 샘플 점들로 컨볼빙(convolved)될 수 있다. 만일 상기 동작이 같은 색 평면으로 수행된다면, 상기 동작은 셀프 선명화(self sharpening)로 불린다. 셀프 선명화에서, 상기 선명화 필터 및 상기 영역 리샘플 필터는 합산될 수 있고, 그리고 나서 제2의 컨볼루션(convolution)을 피할 수 있는 입력 영상 샘플 점들로 사용될 수 있다. 만일 예를 들어 적색 입력 데이터로 상기 영역 리샘플 필터를 컨볼빙하고 녹색 입력 데이터로 선명화 필터를 컨볼빙하는 것과 같이 상기 동작이 반대되는 색 평면으로 수행된다면, 상기 동작은 크로스 색 선명화(cross-color sharpening)로 불린다. RGBW 서브픽셀 반복 그룹들과 같이 별개의 휘도 채널(L)이 계산되는 서브픽셀 렌더링 동작에서 상기 선명화 필터는 휘도 신호로 컨볼빙될 수 있다. 이러한 타입의 선명화는 크로스 휘도 선명화로 불린다. 이러한 타입의 선명화 필터들은 전형적으로 하나의 주요색 평면을 이용하여 구성된다.

미국 특허 출원 2005/0225563은 반대편 사분면들에 배치되는(또는 "체커보드" 상에 배치되는) 적색 및 녹색 서브픽셀들을 갖는 RGB 서브픽셀 반복 그룹들에 서브픽셀 렌더링 동작을 수행하는 것에 관한 일반적인 몇몇 정보를 개시한다. 상기 적색 및 녹색 색 평면들은 가우스 차 웨이블릿 필터를 이용하고 영역 리샘플 필터가 그 뒤를 따른다. 상기 영역 리샘플 필터는 색채 앨리어싱(chromatic aliasing)을 유발시킬 어떤 공간 주파수들도 제거한다. 상기 가우스 차 웨이블릿 필터는 크로스 색 구성 요소를 이용하는 영상을 선명화하는 데에 이용된다. 즉, 상기 적색 색 평면은 상기 녹색 서브픽셀 영상을 선명화하는 데에 이용되고, 상기 녹색 색 평면은 상기 적색 서브픽셀 영상을 선명화하는 데에 이용된다. 미국 특허 출원 2005/0225563은 이러한 필터들의 실시예를 아래와 같이 개시한다.

국제 공개 특허 출원 PCT/US06/19657, "메타메릭 필터를 이용한 멀티 주요 색 서브픽셀 렌더링 {MULTIPRIMARY COLOR SUBPIXEL RENDERING WITH METAMERIC FILTERING}"은 서브픽셀들의 출력 색 데이터 값들을 조절하기 위해 메타머를 이용하는 멀티 주요 색 표시 장치에 입력 영상 데이터를 렌더링하는 시스템 및 렌더링하는 방법을 개시한다. 국제 특허 출원 PCT/US06/19657은 WO 국제 특허 공개 번호 2006/127555로 발행되었고, 참고 문헌으로서 본 명세서에 포함된다. 4개 또는 그 이상의 불일치하는 색 프라이머리들을 포함하는 멀티 주요 색 표시 장치에서 같은 색 값을 줄 수 있는 상기 프라이머리들에 대한 값들의 여러 조합이 존재하는 경우가 종종 있다. 즉, 주어진 색상, 채도 및 명도를 갖는 색을 위해, 관찰자에게 같은 색으로 인식될 수 있는 4개 또는 그 이상의 프라이머리들의 강도 값들의 세트가 하나 이상 존재할 수 있다. 이와 같은 각각의 가능한 강도 값 세트는 그 색에 대해 "메타머"라고 불린다. 결과적으로, 특정 멀티 주요 색 서브픽셀 반복 그룹을 실질적으로 포함하는 표시 장치 상에서 메타머는 각 그룹들이 적용될 때 사람의 시각 체계에 의해 원하는 색상으로 인식되도록 하는 신호들이 존재하는 색 서브픽셀들의 적어도 2개의 그룹들의 조합(또는 세트)이다. 메타머들을 이용하는 것은 영상 렌더링 정확도를 향상시키거나 지각을 향상시키는 것과 같이 원하는 목표를 달성하기 위해 색 프라이머리들의 상대적인 값들을 조절하는 자유도를 제공할 수 있다. 메타머 필터링 동작은 입력 영상 내용에 기초를 둘 수 있고, 여러 가능한 원하는 효과들에 따라 서브픽셀 데이터 값들을 최적화할 수 있다. 결과적으로 상기 서브픽셀 렌더링 동작의 전체적인 결과들을 향상시킨다.

국제 특허 출원 2006/127555는 또한 일 실시예에서 가우스 차 웨이블릿 필터인 메타머 선명화 필터(metamer sharpening filter)를 생성하는 기술에 대하여 개시하고 있다. 메타머 선명화 필터들은 적어도 2개의 색 평면들로부터의 리샘플 점들의 연합에 의해 구성된다. 국제 공개 특허 출원 2006/127555에서 설명된 바와 같이, 상기 RGBW 메타머 필터 동작은 높은 공간 주파수 휘도 신호(특히 대각선으로 편향된 주파수들)를 렌더링되는 서브픽셀 레이아웃에 대하여, 프리 샤프닝(pre-sharpen) 또는 피킹(peak)할 수 있다. 상기 프리 샤프닝은 주로 영역 리샘플 필터가 색 서브픽셀 패턴에 위신호를 유발할 수 있는 색 영상 신호 구성 요소를 필터링한 결과로서 영상을 블러(blur)하기 전에 일어난다. 상기 영역 리샘플 필터는 수평 및 수직 신호들 보다는 대각선 신호들을 약하게 하는 경향이 있다. 상기 메타머 선명화 필터는 상기 영역 리샘플 필터로서 대각선 주파수들보다는 수평 및 수직 공간 주파수를 더욱 선명화하고 유지하기 위해 동일한 색 평면으로부터, 다른 색 평면으로부터 또는 상기 휘도 데이터 평면으로부터 동작할 수 있다. 상기 메타머 선명화 필터를 적용하는 동작은 메타머 필터링 동작이 강도 값들을 다른 색 서브픽셀들에 걸쳐 이동하는 것에 반해, 강도 값들을 대각선 방향에서 동일한 색 서브픽셀들을 따라 이동하는 것으로 보일 것이다. 추가적인 정보를 위해 국제 특허 출원 WO 2006/127555를 참고할 수 있다.

본 발명의 목적은 표시 패널의 가장자리에서 색 균형이 잡힌 백색을 달성하기 위한 영상 처리 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 시스템은 입력 영상을 나타내며 제1 데이터 포맷으로 지정된 색 데이터 값들의 행과 열로 배치된 소스 영상 데이터를 수신하는 소스 영상 수신 유닛, 타일 형태로 배치되며 적어도 2개 이상의 주요 색 서브픽셀들의 적어도 2개 이상의 행들 및 적어도 2개 이상의 열들을 포함하는 복수 개의 서브픽셀 반복 그룹을 실질적으로 포함하며, 상기 서브픽셀 반복그룹 내에서 상기 주요 색들의 배치는 제2 데이터 포맷을 정의하는 표시 패널, 상기 제1 데이터 포맷의 상기 소스 영상 데이터 및 제1 서브픽셀 렌더링 영상 필터를 이용하여 상기 표시 패널 상의 상기 제2 데이터 포맷의 각 서브픽셀에 대한 휘도 값을 계산하고, 위치 신호가 상기 서브픽셀 렌더링 회로에 의해 처리된 상기 서브픽셀이 상기 표시 패널의 타겟 행 및 열 위치 중 하나에 위치함을 나타낼 때 상기 서브픽셀에 대한 상기 휘도 값을 계산하기 위해 상기 제1 서브 픽셀 렌더링 영상 필터를 대체하여 제2 서브픽셀 렌더링 영상 필터를 이용하는 서브픽셀 렌더링 회로, 상기 위치 신호를 생성하고, 상기 서브픽셀 렌더링 회로에 의해 처리된 서브픽셀이 상기 표시 패널의 상기 타겟 행 및 열 위치 중 하나에 위치하는지 검출하는 서브픽셀 위치 검출 회로, 및 출력 영상을 제공하기 위해 상기 표시 패널 상의 상기 서브픽셀들에 휘도 값들을 나타내는 신호들을 전송하는 구동부 회로를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예는 영상 데이터의 서브픽셀 렌더링을 채용한 표시 시스템에서, 표시되는 영상의 가장자리의 색채 앨리어싱을 방지하는 방법을 개시한다. 상기 색채 앨리어싱 방지 방법은 소스 영상 데이터를 수신하는 단계, 제1 영상 필터를 이용하여 각 픽셀 별로 상기 소스 영상 데이터를 중간 영상 데이터로 서브픽셀 렌더링하는 단계, 서브픽셀 렌더링되는 현재 픽셀 데이터에 대해 표시 장치의 가장자리 상태에 해당하는지를 검출하는 단계 및 상기 현재 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링하기 위한 제2 영상 필터를 선택하는 단계를 포함한다.

첨부되는 도면들은 본 발명의 예시적인 수행 및 실시예들을 설명하는 발명의 상세한 설명의 일부를 구성한다.

도 1은 사용자가 선택 가능한 제1 및 제2 서브픽셀 렌더링 모드를 제공하는 표시 시스템의 서브픽셀 렌더링(SPR) 구성 요소의 일 실시예를 도시한 블록도이다.

도 2는 상기 도 1의 서브픽셀 렌더링 구성 요소를 이용하여 렌더링된 예시 영상을 나타낸 평면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 예시 영상(210)을 위한 입력 영상 픽셀 데이터를 처리하는 타이밍도(300)이다.

도 4는 도 12에 도시된 서브픽셀 반복 그룹 중 하나를 실질적으로 포함하는 표시 패널을 도시한 평면도이다.

도 5는 도 1의 제1 서브픽셀 렌더링 모드를 이용하여 상기 도 4의 표시 패널 상에 표시된 상기 도 2의 예시 영상을 나타낸 평면도이다.

도 6은 도 1의 제2 서브픽셀 렌더링 모드를 이용하여 상기 도 4의 표시 패널 상에 표시된 상기 도 2의 예시 영상을 도시하고, 색 균형 에러가 출력 영상에 나타나는 방법을 도시한 평면도이다.

도 7은 영상 색 균형 조절을 수행하는 추가적인 기능적 블록을 갖는 상기 도 1의 SPR 구성 요소의 일 실시예를 나타낸 블록도이다.

도 8은 도 7에 도시된 상기 실시예에서 열 검출기(column detector)의 기능을 하는 구성 요소를 나타낸 블록도이다.

도 9는 도 7에 도시된 상기 실시예에서 모드 생성기(mode generator)의 기능을 하는 구성 요소를 나타낸 블록도이다.

도 10은 상기 도 7 및 도 9의 모드 생성기에 의해 수행되는 처리 단계를 나타낸 순서도이다.

도 11A 및 11B는 서브픽셀 렌더링 동작을 수행하는 표시 장치의 2개의 실시예들의 기능적 구성 요소들을 도시한 블록도들이다.

도 12는 서브픽셀 반복 그룹의 몇몇 실시예 중 하나를 포함하는 표시 패널에 영상 신호를 전송하는 단순화된 구동 회로를 개괄적으로 도시하는 표시 장치 구조를 나타낸 블록도이다.

이하, 발명의 예시적인 수행과 실시예들에 대해 첨부된 도면들을 토대로 상세하게 설명하기로 한다. 가능하다면 어디에서라도, 동일하거나 유사한 부분을 설명하기 위해 모든 도면에 걸쳐 동일한 도면 참조 부호가 사용될 수 있다.

서브픽셀 렌더링 기술을 수행하는 표시 장치 구조의 개요

도 11A 및 11B는 본 명세서 및 본 명세서에 참고 문헌으로서 포함된 공개된 특허 출원 및 발행된 특허에서 설명된 서브픽셀 렌더링 동작을 수행하는 표시 장치들 및 시스템들의 실시예들의 기능적 구성 요소들을 도시한다. 도 11A는 표시 시스템과(1400) 두꺼운 선들과 화살표들로 나타난 표시 시스템(1400)을 통과하는 데이터 흐름을 도시한다. 표시 시스템(1400)은 입력 감마 동작(1402), 색역 맵핑(GMA) 동작(1404), 라인 버퍼들(1406), SPR 동작(1408) 및 출력 감마 동작(1410)을 포함한다.

입력 회로는 RGB 입력 데이터 또는 다른 입력 데이터 포맷들을 표시 시스 템(1400)에 제공한다. 그 후 상기 RGB 입력 데이터는 입력 감마 동작(1402)의 입력이 된다. 그 후 입력 감마 동작(1402)으로부터 나온 출력은 색역 맵핑 동작(1404)로 진행한다. 전형적으로, 색역 맵핑 동작(1404)은 영상 데이터를 받아들이고, 입력 데이터에 필요하거나 원하는 색역 맵핑 동작을 수행한다. 예를 들어, 만일 상기 영상 처리 시스템이 RGBW 표시 패널 상에 렌더링하기 위한 RGB 입력 데이터를 입력하고 있다면 표시 장치의 백색(W) 프라이머리를 사용하기 위해 맵핑 동작이 요구될 수 있다. 상기 동작은 또한 입력 데이터가 하나의 색 공간에서 출력 색 공간이 다른 개수의 주요 색을 갖는 다른 색 공간으로 이동하는 일반적인 멀티 주요 색 표시 시스템에서 요구될 수 있다. 덧붙여, GMA는 입력 색 데이터가 출력 표시 공간에서 "색역 이탈(out of gamut)"로 판단되는 상황을 처리하기 위해 사용될 수 있다. 색역 맵핑 변환 같은 동작을 수행하지 않는 표시 시스템들에서, GMA 동작(1404)는 생략된다. 멀티 주요 색 표시 장치에서 사용되기에 적합한 색역 맵핑 동작들에 대한 추가적인 정보는 미국 출원 공개 번호 2005/0083352, 2005/0083341, 2005/0083344 및 2005/0225562로 발행된 미국 공개 특허 출원에서 찾을 수 있고, 상기 출원에 개시된 모든 내용은 본 명세서에 참고 문헌으로서 포함된다.

도 11A에 대해 계속 설명하면, 색역 맵핑 동작(1404)로부터 출력된 중간 영상 데이터 출력은 라인 버퍼들(1406)에 저장된다. 라인 버퍼들(1406)은 서브픽셀 렌더링(SPR) 동작(1408)에 추가적인 처리를 위해 데이터가 요구되는 때에 요구되는 영상 데이터를 제공한다. 예를 들어, 상기 개시되고 설명된 영역 리샘플 원리를 수행하는 SPR 동작은 전형적으로 영역 리샘플 필터링을 수행하기 위해 처리된 주어진 영상 샘플 점을 둘러싸는 입력(소스) 영상 데이터의 행렬을 채용한다. 상기 입력(소스) 영상 데이터의 행렬의 사이즈는 SPR 동작(1408)에 의해 이용되는 영상 필터 커넬의 사이즈와 관련될 수 있다. 예를 들어, 3 X 3 필터 커넬이 이용될 때 세 개의 데이터 라인들은 이웃한 필터링 단계들을 수반할 수 있는 서브픽셀 렌더링 동작을 수행하기 위해 SPR(1408)로 입력된다. 더 큰 필터 커넬들의 사용은 상기 입력 영상 데이터를 저장하기 위해 도 11A에 도시된 것 보다 더 많은 라인 버퍼들을 필요로 할 수 있다. SPR(1408)은 도 11A에 명확히 도시되지는 않은 선명화 필터들을 채용할 수 있다. SPR 동작(1408) 이후에, 출력 영상을 나타내는 렌더링된 출력 영상 데이터는 시스템으로부터 표시 장치로 출력되기에 앞서, 출력 감마 동작(1410)을 거치게 된다. 입력 감마 동작(1402)과 출력 감마 동작(1410)은 선택적일 수 있다. 상기 표시 시스템 실시예에 대한 추가적인 정보는 예를 들어 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0083352로 공개된 특허 출원에서 찾아 볼 수 있다. 표시 시스템(1400)을 통하는 상기 데이터 흐름은 "감마 파이프라인"으로 불릴 수 있다.

도 11B는 상기 참조된 국제 특허 출원 2006/127555에서 논의된 입력 영상 데이터를 멀티 주요 색 표시 장치(1422)에 서브픽셀 렌더링하기 위한 기술을 채용하는 표시 시스템의 일 실시예의 시스템 레벨도(1420)를 도시한다. 도 11A에 도시된 것과 유사한 방식으로 동작하는 기능적 구성 요소들에는 동일한 참조 번호를 부여한다. 입력 영상 데이터는 GMA 모듈(1404)에서 멀티 주요 색으로 변환되는 RGB 또는 YCbCr과 같은 3개의 주요 색을 가질 수 있다. 표시 시스템(1420)에서 GMA 구성 요소(1404)는 또한 다른 멀티 주요 색 신호들에 더하여 입력 영상 데이터 신호의 휘도 채널(L)을 계산할 수 있다. 표시 시스템(1420)에서 메타머 계산은 상기 설명된 타입의 영역 리샘플 필터 커넬들을 이용하고, 복수 개의 둘레의 영상 데이터(예를 들어 픽셀 또는 서브픽셀) 값들을 참조하는 것을 포함하는 필터링 동작으로서 수행될 수 있다. 상기 둘레의 영상 데이터 값들은 비록 복수의 프레임 버퍼들과 같은 다른 실시예들도 가능하나, 전형적으로 라인 버퍼들(1406)에 의해 조직된다. 표시 시스템(1402)은 위에서 간략하게 설명되었고 자세하게는 국제 특허 2006/127555에 설명된 것과 같이 동작들을 수행하는 메타머 필터링 모듈(1412)을 포함한다. 표시 시스템(1420)의 일 실시예에서 메타머 필터링 동작(1412)과 서브픽셀 렌더링(SPR) 모듈(1408)을 결합하고, 라인 버퍼들(1406)을 공유하도록 할 수 있다. 위에서 언급하였듯이, 이 실시예는 "다이렉트 메타머 필터링"이라고 불린다. 표시 시스템(1420)의 다른 실시예에서 메타머 필터링 동작(1412)은 또한 메타머 선명화 동작을 수행할 수도 있다.

도 12는 상기 개시된 기술들을 수행하는 데에 적합한 표시 시스템 구조의 기능적 블록도의 대체 뷰를 제공한다. 표시 시스템(1550)은 입력 영상 데이터를 나타내는 입력 신호를 받아들인다. 상기 신호는 입력 영상 데이터를 표시하기 위해 서브픽셀 렌더링될 수 있는 SPR 동작(1408)으로 입력된다. SPR 동작(1408)은 도 11A 및 11B에서 도시된 표시 시스템에서 사용된 것과 같은 참조 번호로 참조되나, SPR 동작(1408)은 또한 상기 참조된 미국 특허 출원 2005/0225563 및 국제 특허 출원 2006/127555에 설명된 바와 같이 메타머 필터링 및 선명화 동작들을 포함할 수 있다.

도 12를 계속 참조하면, 상기 표시 시스템 구조에서 SPR 동작(1408)의 출력은 타이밍 컨트롤러(1560)의 입력이 될 수 있다. 도 12에 도시된 것과 다른 방식으로 배치되는 기능적 구성 요소들을 포함하는 표시 시스템 구조들도 또한 본 명세서에서 설명된 표시 시스템들에 적합할 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예에서 SPR 동작(1408)은 타이밍 컨트롤러(1560) 안으로 합쳐질 수 있고 또는 표시 패널(1570) 내에 구성될 수 있으며(특히 LTPS 또는 이와 유사한 처리 기술을 사용하는 경우) 또는 예를 들어 그래픽스 컨트롤러와 같이 표시 시스템(1550)의 다른 어떤 곳에 배치될 수 있다. 도 12에서 보이는 표시 시스템(1550)에서 기능적 블록들의 특정 위치는 어떤 식으로든 위치를 한정하려는 의도가 아니다.

표시 시스템(1550)에서 데이터 및 컨트롤 신호들은 표시 패널(1570) 상에 있는 서브픽셀들에 영상 신호들을 전달하기 위해 타이밍 컨트롤러(1560)로부터 구동 회로로 출력된다. 특히 도 12는 표시 패널(1570) 상에 있는 적절한 서브픽셀들로 전송되는 영상 신호 데이터를 받기 위한 해당 기술 분야에서 데이터 구동부로도 언급되는 열 구동부(1566) 및 해당 기술 분야에서 게이트 구동부로도 언급되는 행 구동부(1568)를 도시힌다. 표시 패널(1570)은 백색(또는 클리어) 서브 픽셀들을 포함하여 4개의 주요 색들을 갖는 서브픽셀들이 2행 4열로 구성된 서브픽셀 반복 그룹(9)을 실질적으로 포함한다. 반복 그룹(9) 내의 서브픽셀들은 표시 패널(1570)의 스케일로 도시되지 않았고 편의를 위해 더 크게 도시되었음을 염두에 두어야 한다.

확대도에서 보듯이, 표시 패널(1570)은 도시된 다른 서브픽셀 그룹들을 실질적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(1570)은 12개의 서브픽셀들을 갖는 서브픽셀 반복 그룹(1940) 복수 개를 실질적으로 포함할 수 있고 또는 6개의 서브픽셀들을 포함하는 서브픽셀 반복 그룹(1920) 복수 개를 실질적으로 포함할 수 있다. 서브픽셀 반복 그룹(1920)은 R, G, B 및 마젠타색(1901) 서브픽셀들을 포함하는 멀티 주요 색 서브픽셀 반복 그룹이다. 서브픽셀 반복 그룹(1934)은 R, G, B 및 청록색(1902) 서브픽셀들을 포함하는 멀티 주요 색 서브픽셀 반복 그룹의 또 다른 예이다. 표시 패널(1570)은 또한 도 12에 도시되지 않았으나 상기 참조된 출원들(예를 들어, 미국 공개 특허 출원 2005/0225575 및 2005/0225563)의 여럿에서 도시되거나 설명된 복수 개의 서브픽셀 반복 그룹을 실질적으로 포함할 수 있다.

표시 패널(1570)용으로 가능한 하나의 사이즈는 가로로 1920개의 서브픽셀들(적색 서브픽셀 640개, 녹색 서브픽셀 640개 및 청색 서브픽셀 640개) 및 세로로 960열의 서브픽셀들이다. 이와 같은 사이즈의 표시 장치는 VGA, 1280 X 720 및 1280 X 960 입력 신호들을 표시하기 위해 반드시 필요한 서브픽셀들의 수를 가질 것이다. 그러나 표시 패널(1570)은 모든 사이즈의 표시 패널의 견본임을 이해해야 한다.

상기 설명된 표시 장치들의 하드웨어 구현의 다양한 양상들은 미국 특허 출원 공개 번호 US 2005/0212741(미국 출원 번호 10/807,604)로 공개된 "다양한 사이즈의 서브픽셀들을 포함하는 액정 표시 장치용 트랜지스터 백플레인 {TRANSISTOR BACKPLANES FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAYS COMPRISING DIFFERENT SIZED SUBPIXELS}," 미국 특허 출원 US 2005/0225548(미국 출원 번호 10/821,387), "논-스트라이프 표시 시스템에서 영상 데이터의 서브픽셀 렌더링을 향상시키는 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR IMPROVING SUB-PIXEL RENDERING OF IMAGE DATA IN NON-STRIPED DISPLAY SYSTEMS}," 및 미국 특허 출원 US 2005/0276502(미국 출원 번호 10/866,447), "양자화된 시스템에서 감마 정확도를 향상시키는 단계"에서 또한 검토된다. 상기 미국 공개 특허 출원들이 개시하는 모든 내용은 참고 문헌으로서 본 명세서에 포함된다. 하드웨어 구현 고려사항들은 참고 문헌으로서 본 명세서에 포함되는 Elliott et al.의 2002년 5월 SID Symposium Digest에 출간된, "컬러 AMLCD 서브픽셀 구조 및 렌더링 알고리즘의 동시 최적화 {Co-optimization of Color AMLCD Subpixel Architecture and Rendering algorithm}", pp. 172-175에서 또한 설명된다.

선택 가능한 선명화 모드를 갖는 서브픽셀 렌더링

도 1은 도 11A 및 11B에서 설명된 렌더링 모드들을 모두 포함하고 표시 장치의 사용자가 원하는 렌더링 모드를 선택할 수 있는 도 12의 SPR 모듈(1408)의 일 실시예(100)를 도시한 블록도이다. 각 렌더링 모드는 표시 패널(도 12의 1570)에 같은 입력 영상에 대해 시각적으로 지각할 수 있는 서로 다른 효과를 생성한다. 상기 설명된 선택 가능한 선명화 모드의 실시예(100)에서 표시 패널(1570)은 도 12에 도시되고 편의를 위해 아래와 같이 다시 표현된 서브픽셀 반복 그룹(9)을 실질적으로 포함한다.

도 1을 계속하여 참조하면, 2개의 렌더링 모드 중 하나는 본 명세서 및 인용된 참고 문헌들에서 설명된 바와 같이 같은 색 선명화 동작을 따라 영역 리샘플 서브픽셀 렌더링을 수행하는 동일 색 선명화(Same Color Sharpening, SCS)이다. 간략히 설명하면, SCS 모드에서 SPR 블록(100)은 R, G, B 또는 W 입력 데이터를 3 X 3 영역에 대해 샘플링하고, R, G, B 또는 W 출력 서브픽셀 데이터 값을 계산하기 위하여 렌더링 된 주요 색 평면(R, G, B 또는 W)을 따라 적절한 SCS 영상 필터를 적용한다. 제2 렌더링 모드는 본 명세서 및 인용된 참고 문헌들에서 설명된 바와 같이 휘도 선명화 동작을 따라 메타머 필터링 동작을 수행한다. 이 렌더링 동작은 본 명세서에서 메타머 휘도 샤프닝(Metamer-Luma-Sharpening, MLS)이라고 부른다. 간략히 설명하면, MLS 모드에서 SPR 블록(100)은 R, G, B 또는 W 입력 데이터 및 휘도 입력으로부터 3 X 3 데이터를 샘플링하고, 그 후에 적절한 MLS 필터를 적용한다. 결과적으로 SPR 블록(100)은 상기 2개의 모드들에서 각각 다른 영상 필터들을 이용하는 표시 패널(1570) 상에 있는 서브픽셀들을 위한 출력 값들을 계산한다. 상기 표시 장치의 사용자는 SCS 모드를 이용하여 표시 패널(1570) 상에 생성된 영상과 MLS 모드를 이용하여 표시 패널(1570) 상에 생성된 같은 영상 간의 차이를 구별할 수 있다. 예를 들어 몇몇 사용자들에게 MLS 모드에서 생성된 영상은 SCS 모드에 서 생성된 같은 영상에 비해 선명하게 인식될 수 있다.

표시 패널(1570) 상의 각 서브픽셀을 위한 상기 출력 데이터 값을 계산하기 위해 SPR 구성 요소(100) 내에서의 데이터 흐름은 아래와 같이 진행된다. R, G, B 및 W 입력 데이터는 SCS 데이터 샘플링 유닛(110) 및 MLS 데이터 샘플링 유닛(120) 모두에 입력된다. 휘도 입력(L)은 또한 MLS 데이터 샘플링 유닛(120)에 입력된다. 데이터 멀티플렉서(Mux, 150)은 전형적으로 SCS 데이터 샘플링 유닛(110)으로부터 나오는 3 X 3 SCS 출력 데이터 또는 MLS 데이터 샘플링 유닛(120)으로부터 나오는 3 X 3 MLS 출력 데이터 중 하나를 선택하기 위해 사용하는 사용자의 선택 동작의 결과로서 생성되는 모드 선택 신호(180)를 받는다. 필터 멀티플렉서(160)는 또한 SCS 필터(130) 또는 MLS 필터(140)에 적용할 3 X 3 서브픽셀 렌더링 필터를 선택하기 위해 사용하는 모드 선택 신호(180)를 받는다. 그 후 선택된 필터는 처리되는 서브픽셀을 위한 상기 출력 데이터 값을 계산하는 곱셈기(170)의 입력이 된다.

도 2는 각 영상 가장자리에 백색 수직선(220)과 백색 영상 선들(220) 사이에 단색(solid color) 영상 영역(224)을 갖는 표시 패널(200) 상의 예시 영상(210)을 도시한다. 단색 영상 영역(224)은 백색 영상 선들(220)과 대조 영상 영역을 형성하는 흑색과 같은 연속 색(continuous color)이 될 수 있다. 도 3은 도 2에 도시된 예시 영상(210)을 위한 상기 입력 영상 픽셀 데이터를 처리하는 타이밍도(300)를 도시한다. 상기 입력 RGB 픽셀 데이터는 B 픽셀을 표시하는 단색 흑색 영상 영역(224)과 함께 W 픽셀을 표시하는 하나의 수직 백색 선을 나타내는 것으로 도시된다.

도 4는 설명의 목적 상 원래 스케일보다 크게 보이는 사이즈로 부분적으로 복제되어 보이는 서브픽셀 반복 그룹(도 12의 9)을 포함하는 표시 패널(400)을 도시한다. 도시된 본 실시예에서 표시 패널(400) 상의 하나의 표시 열(column)은 도면에 표시된 것과 같이 서브픽셀들의 2개의 열들을 포함하도록 정의된다. 본 실시예에서 하나의 입력 영상 픽셀은 표시 패널 상에서 백색 및 청색의 서브픽셀 쌍과 같은 2개의 서브픽셀들로 정의된 로지컬 픽셀에 맵핑되고, 이를 둘러싼 교차하는 입력 픽셀들은 녹색 및 적색의 서브픽셀 쌍에 맵핑될 수 있다.

MLS 서브픽셀 렌더링에 이용될 수 있는 2개의 가능한 영상 필터들은 아래와 같다.

WB 맵핑 픽셀 RG 맵핑 픽셀

0 -x/4 0 0 x/4 0

-x/4 x -x/4 x/4 -x x/4

0 -x/4 0 0 x/4 0

여기서 "X"는 스케일 계수이다. 더 자세한 정보를 위해 국제 특허 출원 WO 2006/127555를 참조할 수 있다.

도 5는 도 1에 도시된 상기 SCS 모드를 사용하는 표시 패널(500) 상에 표시된 상기 도 2의 예시 영상을 도시한다. 도 5는 각각 좌측 및 우측 가장자리에 켜지는 서브픽셀들의 제1 열 및 마지막 열을 도시한다. 균형 잡힌 백색을 생성하는 각 열에 있는 R, G, B 및 W 4가지의 서브픽셀들의 그룹들은 균일하게 켜지기 때문에 상기 켜진 서브픽셀들로 인해 예시 영상의 상기 가장자리들에 있는 상기 백색 선들 의 색 균형은 균형 잡힌 백색으로 인식된다. 결국 상기 표시 장치의 사용자는 패널(500)의 상기 가장자리들에서 동일한 백색 선으로 인식한다. 도 5는 상기 영상의 홀수 선에 있는 청색 서브픽셀(520), 상기 영상의 짝수 선에 있는 청색 서브픽셀(510)을 도시한다. 청색 서브픽셀들에 대해서는 이하에서 더 검토한다.

도 6은 도 1에 도시된 상기 MLS 모드를 사용하는 표시 패널(500) 상에 표시된 상기 도 2의 예시 영상을 도시한다. 도 6은 MLS 서브픽셀 렌더링 필터를 영상(210)에 적용한 결과로 각각 좌측 및 우측 가장자리에 제1 열 및 마지막 열의 서브픽셀들 중 어떤 서브픽셀들이 켜지는지를 도시한다. 상기 기재된 바와 같이, 상기 MLS 영상 필터는 상기 서브픽셀들을 위한 상기 데이터 값들을 상기 SCS 영상 필터와는 다르게 계산한다. 도 6은 영상(210)의 상기 가장자리들에 켜지는 서브픽셀들의 다른 세트를 도시한다. 특히 추가적인 청색 서브픽셀(520)이 영상(210)의 상기 좌측 가장자리에 위치한 제2 열 내에 켜진다. 또한 서브픽셀(520)이 흑색으로 도시하여 나타낸 바와 같이 영상(210)의 마지막 열 내에 있는 청색 서브픽셀(520)은 꺼진다.

도 6에 도시된 바와 같이 상기 좌측 및 우측 열 내에 켜지거나 꺼진 서브픽셀들로 인해 예시 영상(210)의 상기 가장자리들에 위치한 상기 백색 선은 더 이상 균형 잡힌 백색 선들로 인식되지 않는다. 영상(210)의 상기 좌측 가장자리에 위치한 상기 백색 선은 추가적인 청색 서브픽셀이 4개의 R, G, B 및 W 서브픽셀들 가까이에서 켜지기 때문에 다소 푸른 백색 선으로 보인다. 관찰자의 눈은 이와 같은 RGBBW 서브픽셀들의 그룹들을 푸른 색으로 확장한다. 영상(210)의 상기 우측 가장 자리에서는 상기 마지막 열 내에 꺼진 청색 서브픽셀(520)로 인해 상기 표시 장치의 상기 관찰자는 누르스름한 백색 선으로 인식한다.

결과적으로 MLS 모드에서 영상의 서브픽셀 렌더링은 예시 영상(210)과 같이 진한 색 또는 흑색 배경에 인접한 가장자리에 백색 선들을 갖는 몇몇 영상들에 대해 서브픽셀 반복 그룹(9)으로 구성된 표시 패널의 가장 좌측 및 우측 가장자리들에서 색 균형 에러들을 나타낼 수 있다. 같은 유형의 색 균형 에러는 도 12에 도시된 다른 특정 2D 서브픽셀 반복 그룹으로 구성된 표시 패널들 상에서도 발생할 수 있다. 실험 및 관찰에서 SCS 모드에서의 같은 영상의 서브픽셀 렌더링은 이와 같은 색 균형 에러들을 나타내지 않을 수 있다.

영상 색 균형 조절

국제 특허 공개 번호 2006/127555에서 개시된 바와 같이 휘도 선명화(MLS 모드)와 함께 수행되는 메타메릭 필터링 동작은 선명하고 사용자에게 심미적 즐거움을 주는 것으로 인식되는 도 4의 패널(400)과 같은 표시 패널 상에 전형적으로 천연 영상 및 합성 영상을 모두 생성한다. 상기 서브픽셀 렌더링 동작 중 영상의 가장자리들에 있는 상기 청색 서브픽셀들의 처리방법을 약간 변경함으로써, 발생할 수 있는 색 균형 에러들을 바로 잡음과 동시에 MLS 모드에서의 서브픽셀 렌더링의 이점은 유지될 수 있다. 이 조절은 오직 MLS 모드에서 동작하는 표시 패널들 또는 도 1에서와 같이 구성된 표시 패널과 같은 선택 가능한 선명화 모드에서 동작하는 표시패널들에 적용될 수 있다.

상기 기술의 하나의 특징은 예시 영상(210)의 특징을 갖는 입력 영상의 경우에, 서브픽셀 렌더링 동작 중에 상기 가장자리에 위치한 상기 청색 서브픽셀들이 처리되는 방법을 변경하기 위해 상기 MLS(또는 제1의) 필터링 동작을 다른(또는 제2의) 필터링 동작으로 대체하는 것이다. 상기 다른 필터링 동작은 상기 영상의 나머지 영역의 서브 픽셀 렌더링에 이용되는 MLS 필터링을 허용함과 동시에 상기 영상의 상기 가장자리에 위치한 상기 청색 서브픽셀들을 상기 가장자리에 나타나는 백색 선들의 색 균형을 유지하는 방식으로 처리한다. 본 기술은 MLS 필터링이 전체 영상에서 이용되었을 경우 색 균형 에러들을 나타내기 쉬운 영상들의 상기 가장자리들에서 색 정확성을 달성함과 동시에 선명함을 갖는 것과 같이, MLS 서브픽셀 렌더링을 이용하여 생성되는 영상들의 이점들을 유지한다.

도 7 내지 10은 도 1의 서브 픽셀 렌더링 동작(100)의 상기 선택 가능한 선명화 모드 실시예 환경에서 영상 가장자리 색을 조절하는 기술을 도시하고 있다. 그러나 이하에서 검토되는 기본 기술들은 사용자 선택 옵션 없이 오직 MLS 모드에서 동작하는 표시 시스템에도 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

도 7은 도 12의 SPR 모듈(1408)의 일 실시예(700)의 블록도이다. 실시예(700)는 도 1의 실시예(100) 및 영상 색 균형 조절을 수행하는 추가적인 기능적 블록을 포함한다. 도 1의 실시예(100)와 같이, 상기 표시 장치의 사용자에 의해 원하는 렌더링 모드의 선택이 가능하다. 비록 다른 서브픽셀 반복 그룹이 사용될 수 있는 것으로 이해되지만, 이하의 논의에서 출력 영상이 표시되는 표시 패널은 도 12에 도시된 서브픽셀 반복 그룹(9)을 실질적으로 포함하는 것으로 가정한다. 2개 의 추가적인 구성 요소들은 열 검출기(710) 및 모드 생성기(720)를 포함한다. 상기 구성 요소들은 색 균형 에러를 일으킬 수 있는 영상 특징들 및 패턴들을 포함하는 입력 영상 데이터의 부분들을 식별하는 검출 구성 요소로서 기능한다. 열 검출기(710)는 SPR(700)에 의해 처리된 서브픽셀의 열 위치를 검출한다. 특히 본 실시예에서는 서브픽셀이 상기 표시 패널의 제2 열에 있는지 마지막 열에 있는지를 검출한다. 열 검출기(710)는 마지막 열 및 제2 열을 나타내는 신호들을 출력한다. 모드 생성기(720)는 처리된 상기 입력 영상의 부분의 패턴을 검출한다. 특히 본 실시예에서는 상기 입력 영상이 서브픽셀 데이터 값을 위해 다른 데이터 계산을 시작해야 하는 특정 영상 패턴이 있는지를 검출한다. 모드 생성기(720)는 필터 멀티플렉서(160)가 적절한 서브픽셀 렌더링 필터를 선택하는데 사용하기 위한 모드 아웃 신호(730)를 생성한다.

도 8은 상기 열 검출기(710)의 기능적 구성 요소를 더 자세히 도시한다. 열 검출기(710)는 열 카운터(812), 제2 열 비교기(814) 및 마지막 열 비교기(816)를 포함한다. 열 카운터(812)는 입력 영상 데이터의 각 열마다 입력 데이터가 유효(valid) 상태일 때 픽셀 클락을 카운트한다. 열 카운터(812)는 픽셀 클락 및 유효 입력을 받는다. 유효 입력이 비활성일 때, 열 검출기(812)는 리셋(reset, RST) 상태가 된다. 유효 입력이 활성일 때, 열 카운터(812)는 픽셀 클락 입력을 이용하여 열들을 카운트하고 제2 열 비교기(814)와 마지막 열 비교기(816)에 현재 카운트를 출력한다. 제2 열 비교기(814)는 상기 카운터의 값과 프리셋 값 2를 비교하고 열 카운터(812)의 상기 출력 값이 처리된 서브 픽셀이 상기 표시 패널의 제2 열 내 에 있는 것을 가리킬 때 펄스를 생성한다. 마지막 열 비교기(816)는 상기 카운터 값을 프리셋 값 N과 비교하고 열 카운터(812)의 상기 출력 값이 처리된 서브 픽셀이 상기 표시 패널의 마지막 열 내에 있는 것을 가리킬 때 펄스를 출력한다.

도 9는 모드 생성기(720)의 인터페이스의 블록도이다. 모드 생성기(720)는 표시 장치의 사용자에 의해 생성된 최초의 모드 인(Mode In) 신호(180), 열 검출기(710)에 의해 검출된 제2 열 및 마지막 열 신호, 및 MLS 데이터 샘플 구성 요소(120)에 의해 샘플링된 청색 입력 데이터의 값들을 받는다. 모드 생성기(720)는 상기 입력들을 기초로 새로운 모드 신호를 생성한다.

모드 생성기(720)는 상기 입력 영상의 좌측 가장자리 및 우측 가장 자리에 있는 입력 청색 픽셀 데이터가 상기 사용자가 선택한 상기 모드 인 신호(180)에 따라 상기 서브픽셀 렌더링 필터에 의해 처리될 때 신호(180)색 균형 에러들을 유발할 수 있는 영상 특징(예를 들어, 진한 색 영상 영역에 인접한 수직 백색 선)을 나타내는 데이터 값을 갖는지를 결정한다. 도 9에서 Blue Pixel[1]은 상기 영상의 제1 열의 상기 입력 청색 픽셀의 값을 의미하고, Blue Pixel[2]는 상기 영상의 제2 열의 상기 입력 청색 픽셀의 값을 의미한다. Blue Pixel[N-1]은 상기 영상의 제2 열부터 마지막 열의 상기 입력 청색 픽셀의 값을 의미하고, Blue Pixel[N]은 상기 영상의 마지막 열의 상기 입력 청색 픽셀의 값을 의미한다.

도 10은 상기 입력 영상에서 특정 입력 패턴이 검출된 경우 상기 표시 패널의 상기 가장자리에 위치한 청색 서브픽셀들의 서브픽셀 렌더링이 수정되어야 하는 상기 설명된 실시예에 대해 모드 생성기(720)에 의해 수행되는 처리 단계의 순서도 이다.

이하 표 2는 상기 처리 단계의 코드 표현을 도시한다. 모드 인 신호(180)가 상기 MLS 모드를 나타내면, 모드 생성기(720)는 제 2열 또는 마지막 열이 현재 처리되고 있는지를 결정하여 상기 입력 데이터가 상기 검출된 영상 패턴인지 검사된다. 설명된 본 실시예에서, 모드 생성기(720)는 상기 좌측 가장자리에 배치된 입력 데이터에 대해 제1 열의 청색 값이 제 2열의 청색 값보다 더 큰지 판단한다. 이와 유사하게, 상기 우측 가장자리에 배치된 입력 데이터에 대해 모드 생성기(720)는 마지막 열의 청색 값이 이전의 열의 청색 값보다 더 큰지 판단한다.

열 검출기(710)가 제2 열에 있는 서브픽셀이 처리되고 있는지 검출했음을 나타내는 제2 열 신호가 켜지면, 제1 열의 청색 값이 제2 열의 청색 값보다 더 큰지 판단하는 비교 단계가 수행된다. 만일 상기 비교 단계의 결과가 참인 경우, 모드 생성기(720)는 (모드 아웃 신호를 거쳐서) 모드 신호를 SCS 모드로 변경하고 제2 열 내에 있는 처리된 상기 서브픽셀들에 SCS 영상 필터링이 적용된다. 도 6의 예시 영상(210)의 경우에서 제2 열 청색 서브픽셀(620)은 꺼질 것이다. 열 검출기(710)가 마지막 열에 있는 서브픽셀이 처리되고 있는지 검출했음을 나타내는 마지막 열 신호가 켜지는 켜지면 마지막 열의 청색 값이 이전의 열의 청색 값보다 더 큰지 판단하는 비교 단계가 수행된다. 만일 상기 비교 단계의 결과가 참인 경우, 모드 생성기(720)는 (모드 아웃 신호를 거쳐서) 모드 신호를 SCS 모드로 변경하고 마지막 열 내에 있는 처리된 상기 서브픽셀들에 SCS 영상 필터링이 적용된다. 도 6의 예시 영상(210)의 경우에서 마지막 열 청색 서브픽셀(520)은 켜질 것이다. 만일 양 비교 단계들의 결과가 제2 열 내에도 있지 않고, 마지막 열 내에도 있지 않은 서브픽셀이 현재 처리 되고 있음을 나타낸다면, 최초의 모드 인 신호(180)는 변화하지 않고, 처리된 상기 서브픽셀들에 MLS 영상 필터링이 적용된다.

어떠한 서브픽셀 렌더링 영상 필터를 상기 표시 패널 상의 특정 서브픽셀들에 적용할 것인지를 선택적으로 변경하는 과정에 의해, 도 6에 도시된 색 균형 에러들은 바로잡을 수 있고, 사용자는 예시 영상(210)의 상기 가장자리들에 있는 상기 백색 부분에서 색 균형 에러를 인식할 수 없다.

본 명세서에 도시된 실시예들은 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양하게 변형될 수 있고, 첨부한 청구항들의 범위로부터 벗어나지 않는 범위에서 구성 요소들 대신에 균등물들이 치환될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 열 검출기(710)는 검출되는 상기 입력 영상 특징들에 따라, 상기 표시 패널의 상기 서브픽셀 반복 그룹에 따라, 또는 상기 표시 시스템에 의해 사용되는 상기 서브픽셀 렌더링 필터들에 따라 추가적인 열들을 검출하거나 또는 제1 및 마지막 열과는 다른 열들을 검출하도록 구성될 수 있다. 이러한 요소들의 관계는 다른 영상들에 대해 다른 형태의 영상 오류들을 발생시킬 수 있다. 도 7의 실시예(700)에 의해 수정된 것과 같이 상기 SPR 구성 요소는 렌더링된 상기 입력 영상 데이터가 상기 표시되는 출력 영상 내에서 색 균형 에러를 일으킬 수 있는 영상 특징을 나타낼 때 상기 표시 패널 상의 특정 서브픽셀들의 값들을 계산하기 위해 제1 서브픽셀 렌더링 필터를 대신하여 제2 서브픽셀 렌더링 필터로 교체하는 기본적인 개요를 제공한다.

실시예(700)은 2행 4열의 서브픽셀들로 구성되는 서브픽셀 반복 그룹(9)를 이용하여 설명된 반면, 표시 패널은 아래와 같이 4행 2열의 새로운 서브픽셀 반복 그룹을 형성하기 위해 서브픽셀 반복 그룹(9)을 좌측(또는 우측)으로 90° 회전시킨 서브픽셀 반복 그룹으로 구성될 수 있다.

해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 예시 영상이 본 표시 패널 상에서 도 4에 도시된 상기 표시 패널에서 나타난 것과 다른 색 균형 에러를 나타낼 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 표시 장치 상에서 영상의 색 균형 에러들은 상기 영상에 따라서는 열보다는 행에서 더 감지될 수 있고, 색 균형 에러는 상기 청색 서브픽셀들이 아닌 적색 또는 녹색 서브 픽셀들에 의해 유발될 수 있다. 실시예(700)은 열들 대신에 어떤 어떤 행들의 서브픽셀들이 처리되는지를 검출하도록 또는 다른 색 서브픽셀들을 이용하는 입력 영상 패턴을 검출하도록 변형될 수 있다.

본 명세서에서 설명된 상기 표시 시스템 및 상기 검토된 방법들과 기술들은 액정 표시 장치(LCD), 반사형 액정 표시 장치, 전계 발광 표시 장치(EL), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계 방출 표시 장치(FED), 전기영동(electrophoretic) 표시 장치, 이리데슨트(iridescent) 표시 장치(ID), 백열 표시 장치, 고체 촬상 발광 다이오드(LED) 표시 장치, 및 유기 발광 다이오드(OLED) 표시 장치와 같은 투과형 및 비투과형 표시 패널을 포함하는 모든 종류의 디스플레이 기술에서 수행될 수 있다.

그러므로 첨부된 청구항들은 범위 안의 모든 실시예들을 포함하려는 의도이고, 개시된 특정 실시예 또는 본 발명의 수행을 위한 베스트 모드에 의해 그 범위를 제한하려는 의도가 아니다.

이러한 표시 시스템은 서브픽셀에 대한 휘도 값을 계산하기 위해 제1 서브 픽셀 렌더링 영상 필터를 대체하여 서브픽셀 렌더링 영상 필터를 이용하는 서브픽셀 렌더링 회로를 포함하며, 이러한 표시 시스템에 의하면, MLS 필터링이 전체 영상에서 이용되었을 경우 색 균형 에러들을 나타내기 쉬운 영상들의 가장자리들에서 색 정확성을 달성함과 동시에, 선명함을 갖는 것과 같이, MLS 서브픽셀 렌더링을 이용하여 생성되는 영상들의 이점들을 유지한다.

Claims

입력 영상을 나타내며 제1 데이터 포맷으로 지정된 색 데이터 값들의 행과 열로 배치된 소스 영상 데이터를 수신하는 소스 영상 수신 유닛;

타일 형태로 배치되며 적어도 2개 이상의 주요 색 서브픽셀들의 적어도 2개 이상의 행들 및 적어도 2개 이상의 열들을 포함하는 복수 개의 서브픽셀 반복 그룹을 실질적으로 포함하며, 상기 서브픽셀 반복그룹 내에서 상기 주요 색들의 배치는 제2 데이터 포맷을 정의하는 표시 패널;

상기 제1 데이터 포맷의 상기 소스 영상 데이터 및 제1 서브픽셀 렌더링 영상 필터를 이용하여 상기 표시 패널 상의 상기 제2 데이터 포맷의 각 서브픽셀에 대한 휘도 값을 계산하고, 위치 신호가 상기 서브픽셀 렌더링 회로에 의해 처리된 상기 서브픽셀이 상기 표시 패널의 타겟 행 및 열 위치 중 하나에 위치함을 나타낼 때 상기 서브픽셀에 대한 상기 휘도 값을 계산하기 위해 상기 제1 서브 픽셀 렌더링 영상 필터를 대체하여 제2 서브픽셀 렌더링 영상 필터를 이용하는 서브픽셀 렌더링 회로;

상기 위치 신호를 생성하고, 상기 서브픽셀 렌더링 회로에 의해 처리된 서브픽셀이 상기 표시 패널의 상기 타겟 행 및 열 위치 중 하나에 위치하는지 검출하는 서브픽셀 위치 검출 회로; 및

출력 영상을 제공하기 위해 상기 표시 패널 상의 상기 서브픽셀들에 휘도 값들을 나타내는 신호들을 전송하는 구동부 회로를 포함하는 표시 시스템.
제1항에 있어서, 상기 표시 패널은 실질적으로 복수 개의 서브픽셀 반복 그룹을 포함하고, 상기 서브픽셀 반복 그룹 각각은 적어도 하나 이상의 백색 서브픽셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
제1항에 있어서, 상기 서브픽셀 반복 그룹은,

,
,
,
,

,

중 하나의 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1 서브픽셀렌더링 영상 필터는 상기 표시 패널의 가장자리에서 색채 앨리어싱(chromatic aliasing)이 가능한 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1 서브픽셀렌더링 영상 필터는 메타머 휘도 선명화 필터(meta-luma sharpening filter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
제1항에 있어서, 상기 서브픽셀 렌더링 회로는 모드 생성기를 더 포함하고, 상기 모드 생성기는 표시 렌더링 상태가 가장자리의 열에 해당하는지를 지시하는 열 검출 신호를 받아 서브픽셀 렌더링 영상 필터의 선택을 위한 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
영상 데이터의 서브픽셀 렌더링을 채용한 표시 시스템에서, 표시되는 영상의 가장자리의 색채 앨리어싱을 방지하는 방법에 있어서,

소스 영상 데이터를 수신하는 단계;

제1 영상 필터를 이용하여 각 픽셀 별로 상기 소스 영상 데이터를 중간 영상 데이터로 서브픽셀 렌더링하는 단계;

서브픽셀 렌더링되는 현재 픽셀 데이터에 대해 표시 장치의 가장자리 상태에 해당하는지를 검출하는 단계; 및

상기 현재 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링하기 위한 제2 영상 필터를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 색채 앨리어싱 방지 방법.
제7항에 있어서, 상기 서브픽셀 렌더링하는 단계는, 메타머 휘도 선명화 필터(meta-luma sharpening filter)를 이용하여 소스 영상 데이터를 렌더링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 색채 앨리어싱 방지 방법.
제7항에 있어서, 상기 제2 영상 필터를 선택하는 단계는, 상기 표시 장치의 가장자리에서 상기 제1 영상 필터보다 실질적으로 적은 색채 앨리어싱을 발생시키는 제2 영상 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 색채 앨리어싱 방지 방법.
제7항에 있어서, 상기 가장자리 상태에 해당하는지를 검출하는 단계는, 서브픽셀 렌더링되는 상기 현재 픽셀 데이터에 대한 열 카운트를 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 색채 앨리어싱 방지 방법.