KR101249083B1 - 컬러 서브 픽셀 처리 - Google Patents

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KR101249083B1 KR1020110048166A KR20110048166A KR101249083B1 KR 101249083 B1 KR101249083 B1 KR 101249083B1 KR 1020110048166 A KR1020110048166 A KR 1020110048166A KR 20110048166 A KR20110048166 A KR 20110048166A KR 101249083 B1 KR101249083 B1 KR 101249083B1
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지리앙 송
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

방법은 컬러 이미지의 데이터 픽셀들을 수신하는 단계 및 상기 컬러 이미지를 디스플레이 장치의 디스플레이 픽셀들로 매핑하는 단계를 포함할 수 있다. 데이터 픽셀들은 제1 및 제2 컬러 성분을 가질 수 있으며, 각 성분은 연관된 컬러 특성을 갖는다. 디스플레이 픽셀들은 둘 이상의 서브 픽셀들을 가질 수 있다. 상기 매핑 단계는 제1 데이터 픽셀의 제1 컬러 성분을 제1 디스플레이 픽셀의 제1 서브 픽셀로 매핑하는 단계, 제2 데이터 픽셀의 제2 컬러 성분을 상기 제1 디스플레이 픽셀의 제2 서브 픽셀로 매핑하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 컬러 성분들을 메모리에 저장하는 단계를 포함한다. 컬러 필터 어레이 맵 내의 하나 이상의 서브 픽셀 위치는 양자화 오차를 확산시키도록 선택될 수 있다. 상기 방법은 제1 양자화된 컬러 성분을 결정하는 단계, 제1 양자화 오차를 결정하는 단계, 및 상기 제1 양자화 오차를 상기 선택된 하나 이상의 서브 픽셀 위치로 확산시키는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예는 프로세서에 관한 것이다.

Description

컬러 서브 픽셀 처리{PROCESSING COLOR SUB-PIXELS}
관련출원에 대한 상호참조
본 출원은 2010년 5월 21일 출원된 미국 임시 특허출원 제61/347,263호의 미국 특허법 119(e)조(35 USC 119(e)) 하의 이익을 주장한다. 본 출원은 이 임시 출원에 기초하고 이 임시 출원의 우선권을 주장하며, 그 개시내용의 전체가 명백히 본 명세서에서 참조문헌으로 인용된다.
본 발명의 분야는 일반적으로 디스플레이 장치의 디지털 이미지 처리에 관한 것이다.
디지털 이미지는 다수의 작은 화소들(picture elements) 또는 픽셀들(pixels)로 구성된다. 컬러 디지털 이미지가 디스플레이 장치상에 묘사(rendered)될 때, 하나의 픽셀은 적색, 녹색, 및 청색(RGB) 서브 픽셀들(sub-pixels)로 형성될 수 있다. 어떤 RGB 디스플레이 장치에서 서브 픽셀들은 적색, 녹색 또는 청색 필터 중 하나를 포함한다. 디스플레이 장치에서의 서브 픽셀들은 공간적으로 밀접하고, 이러한 이유로, 인간의 시각(vision)은 적색, 녹색, 및 청색 서브 픽셀들을 단일 컬러(colored) 픽셀로서 인지한다. 개개의 서브 픽셀들의 컬러를 변조함으로써, 각 픽셀마다 다양한 컬러가 생성될 수 있다.
컬러 필터 어레이(CFA)는 컬러 이미지 센서 및 컬러 디스플레이 장치에서 서브 픽셀들의 배열을 묘사한다. 다양한 CFA들이 공지되어 있다. 베이어(Bayer) CFA는 한가지 공지된 예이다. 베이어 CFA에서 적색, 녹색, 및 청색 서브 픽셀들은 정사각형 그리드로 배열된다. 녹색 서브 픽셀들은 청색 및 적색 서브 픽셀들이 결합된 만큼 존재하며, 이때 녹색 서브 픽셀은 수평 및 수직 둘 다에서 하나씩 거른 위치에 있으며, 나머지 위치에는 청색 및 적색 서브 픽셀들이 배치되어 있다. 베이어 CFA에서, 하나의 픽셀은 두 개의 녹색 서브 픽셀들과 각기 청색 및 적색 서브 픽셀들을 포함한다.
통상적으로, 컬러 픽셀의 데이터는 각 서브 픽셀이 인지된 픽셀 컬러에 얼마나 많은 컬러가 부가하는지를 기술한다. 각 서브 픽셀 데이터는 디스플레이 시스템에서 서브 픽셀 값들에 할당된 데이터 비트의 수에 따른 범위 내에서 다를 수 있다. 예를 들어, 24비트 RGB 컬러의 경우, 서브 픽셀 당 8비트가 할당되어, 각 컬러 채널마다 256가지의 가능한 값들의 범위가 제공된다. 만일 한 RGB 픽셀의 모든 성분들에 대한 데이터 값들이 제로이면, 그 픽셀은 이론상 흑색으로 나타난다. 반면에, 만일 세 가지 서브 픽셀 값들이 모두 자신들의 최대값에 있으면, 그 픽셀은 이론상 백색으로 나타난다. 24비트(8:8:8)를 이용하여 표현된 RGB 픽셀 데이터는 16,777,216가지 컬러로 이루어진 컬러 팔레트(color palette)에 제공된다. 그러나, 컬러 픽셀 데이터는 24비트를 이용하여 표현할 필요가 없다. RGB 픽셀 데이터는 채널당 한 비트(1:1:1)라는 적은 비트를 이용하여 표현될 수 있어, 8가지 컬러로 이루어진 컬러 팔레트가 제공된다.
전기 광학 물질은 적어도 두 가지 "디스플레이 상태(display state)"를 가지며, 이들 상태는 적어도 한가지 광학 특성이 다르다. 전기 광학 물질은 그 물질 양단에 전기장을 인가함으로써 한 상태로부터 다른 상태로 변경될 수 있다. 광학 특성은 사람의 눈이 인지할 수 있거나 인지할 수 없으며, 광 투과, 반사, 또는 발광을 포함할 수 있다. 예를 들면, 광학 특성은 인지가능한 컬러 또는 그레이 음영(shade of gray)일 수 있다.
전기 광학 디스플레이는 회전 이색성 부재(rotating bichromal member), 전기변색 매체(electrochromic medium), 전기 습윤(electro-wetting), 및 입자 기반 전기영동(particle-based electrophoretic) 형태를 포함한다. 때때로 "전자 종이"라고 지칭되는 전기영동 디스플레이 장치("EPD")는 여러 가지 상이한 형태의 전기 광학 기술 중 하나를 채용할 수 있다. 입자 기반 전기영동 매체는 액체, 또는 가스상 유체일 수 있는 유체를 포함한다. 다양한 형태의 입자 기반 EPD 장치는 캡슐화된 전기영동, 폴리머 분산형 전기영동, 및 마이크로셀룰러 매체를 이용한 것들을 포함한다. EPD와 유사한 다른 전기 광학 디스플레이 형태는 이중전기영동(dielectrophoretic) 디스플레이이다.
전기 광학 디스플레이 장치는 다수의 안정한 디스플레이 상태를 갖는 디스플레이 픽셀 또는 서브 픽셀들을 구비할 수 있다. 이 부류에 속하는 디스플레이 장치는 (a) 둘 이상의 디스플레이 상태를 디스플레이할 수 있으며, (b) 디스플레이 상태가 안정한 것으로 고려된다. 쌍안정(bistable) 디스플레이의 디스플레이 픽셀 또는 서브 픽셀들은 제1 및 제2 안정한 디스플레이 상태를 가질 수 있다. 제1 및 제2 디스플레이 상태는 적어도 하나의 광학 특성, 이를 테면, 인지가능한 컬러 또는 그레이 음영이 다르다. 예를 들면, 제1 디스플레이 상태에서, 디스플레이 픽셀은 흑색으로 나타날 수 있으며 제2 디스플레이 상태에서, 디스플레이 픽셀은 백색으로 나타날 수 있다. 다수의 안정한 디스플레이 상태를 갖는 디스플레이 장치의 디스플레이 픽셀 또는 서브 픽셀들은 세 개 이상의 안정한 디스플레이 상태를 가질 수 있으며, 각각의 디스플레이 상태들은 적어도 하나의 광학 특성, 예컨대, 특정 컬러의 빛, 매체, 및 어두움 음영(dark shades)이 다르다. 예를 들어, 디스플레이 픽셀 또는 서브 픽셀들은 4, 8, 16, 32, 또는 64가지의 상이한 그레이 음영과 상응하는 상태를 디스플레이할 수 있다.
기능(b)과 관련하여, 디스플레이 픽셀 구동 시간에 대한 지속적인 디스플레이 상태가 충분히 큰 경우 한가지 정의에 따라 디스플레이 상태는 안정한 것으로 고려된다. 예시적인 전기 광학 디스플레이 픽셀 또는 서브 픽셀은 공통 전극과 픽셀 전극 사이에 위치한 전기 광학 물질 층을 포함할 수 있다. 디스플레이 픽셀 또는 서브 픽셀의 디스플레이 상태는 원하는 외관(appearance)을 얻을 때까지 그러한 전극들 중 한 전극 상의 구동 펄스(전형적으로 전압 펄스)를 구동함으로써 변경될 수 있다. 대안으로, 디스플레이 픽셀 또는 서브 픽셀의 디스플레이 상태는 그러한 전극들 상의 일련의 펄스들을 구동함으로써 변경될 수 있다. 어떠한 경우에도, 디스플레이 또는 서브 픽셀은 구동 시간의 마지막에 새로운 디스플레이 상태를 보인다. 만일 새로운 디스플레이 상태가 구동 시간의 지속기간 동안 적어도 여러 차례 지속되면, 새로운 디스플레이 상태는 안정한 것으로 고려될 수 있다. 일반적으로, 본 기술 분야에서, 액정 디스플레이("LCD") 및 CRT의 디스플레이 픽셀들의 디스플레이 상태는 안정한 것으로 고려되지 않는 반면, 예를 들어 전기영동 디스플레이는 안정한 것으로 고려된다.
디스플레이 장치에서 컬러 이미지의 외관은 컬러 이미지를 묘사하기 전에 그 컬러 이미지를 강화시킴으로써 향상될 수 있다. 컬러 데이터 픽셀들은 각 컬러 채널마다 컬러 성분을 포함한다. 따라서, 컬러 이미지의 데이터 픽셀들의 개개의 컬러 성분을 강화시키는 기능이 유용할 수 있다.
<발명의 개요>
일 실시예는 컬러 서브 픽셀들을 처리하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 컬러 이미지를 수신하는 단계 및 상기 컬러 이미지를 디스플레이 장치로 매핑하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 컬러 이미지는 각 데이터 픽셀이 적어도 제1 및 제2 컬러 성분을 갖는 둘 이상의 데이터 픽셀들로 규정될 수 있다. 상기 디스플레이 장치는 각 디스플레이 픽셀이 둘 이상의 서브 픽셀들을 갖는 둘 이상의 디스플레이 픽셀들을 가질 수 있다. 상기 매핑하는 단계는 제1 데이터 픽셀의 제1 컬러 성분을 제1 디스플레이 픽셀의 제1 서브 픽셀로 매핑하는 단계, 제2 데이터 픽셀의 제2 컬러 성분을 상기 제1 디스플레이 픽셀의 제2 서브 픽셀로 매핑하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 컬러 성분들을 메모리에 저장하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 디스플레이 장치는 둘 이상의 안정한 디스플레이 상태를 갖는 전기 광학 디스플레이 장치이다. 일 실시예에서, 상기 방법은 상기 제1 및 제2 서브 픽셀들의 디스플레이 상태를 상기 제1 및 제2 컬러 성분에 대응하는 디스플레이 상태로 변경하도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 컬러 성분은 각기 연관된 컬러 특성을 가지며, 상기 방법은 컬러 필터 어레이 맵 내에서 양자화 오차를 확산시킬 하나 이상의 서브 픽셀 위치를 선택하는 단계, 상기 제1 컬러 성분의 제1 양자화된 컬러 성분을 결정하는 단계, 상기 제1 양자화 컬러 성분과 연관된 제1 양자화 오차를 결정하는 단계, 상기 제1 양자화 오차를 상기 선택된 하나 이상의 서브 픽셀 위치로 확산시키는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 상기 제1 컬러 성분이 특정 범위의 컬러 성분 값들 내에 있는 값을 갖는지를 판단하는 단계, 및 상기 제1 컬러 성분의 값이 상기 특정 범위 밖에 있는 경우 상기 제1 양자화 오차를 상기 선택된 하나 이상의 서브 픽셀 위치로 확산시키는 단계에서 상기 제1 컬러 성분을 배제하는(excluding) 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 컬러 필터 어레이 맵은 백색 서브 픽셀들을 포함할 수 있다.
일 실시예는 컬러 서브 픽셀들의 해상도를 저감시키는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 컬러 필터 어레이 맵 내에서 양자화 오차를 확산시킬 하나 이상의 서브 픽셀 위치를 선택하는 단계, 둘 이상의 데이터 픽셀들로 규정된 컬러 이미지를 수신하는 단계로서, 각각의 데이터 픽셀은 둘 이상의 컬러 성분을 가지며, 각각의 컬러 성분은 컬러 특성을 갖는 상기 단계, 및 제1 데이터 픽셀의 각 컬러 성분마다 양자화된 컬러 성분을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 각각의 양자화된 컬러 성분과 연관된 양자화 오차를 결정하는 단계, 및 상기 양자화 오차를 상기 선택된 하나 이상의 서브 픽셀 위치로 확산시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 컬러 서브 픽셀들의 해상도를 저감시키는 방법은 상기 제1 데이터 픽셀이 특정 범위의 데이터 픽셀 값들 내에 있는 값을 갖는지를 판단하는 단계, 및 상기 제1 데이터 픽셀 값이 상기 특정 범위 밖에 있는 경우 상기 양자화 오차를 상기 선택된 하나 이상의 서브 픽셀 위치로 확산시키는 단계에서 상기 제1 데이터 픽셀을 배제하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예는 프로세서에 관한 것이다. 상기 프로세서는 컬러 이미지를 수신하는 인터페이스 및 매핑 유닛을 포함할 수 있다. 상기 컬러 이미지는 둘 이상의 데이터 픽셀들로 규정될 수 있으며, 각각의 데이터 픽셀은 적어도 제1 및 제2 컬러 성분을 갖는다. 상기 매핑 유닛은 상기 컬러 이미지를 각 디스플레이 픽셀이 둘 이상의 서브 픽셀들을 갖는 둘 이상의 디스플레이 픽셀들을 갖는 디스플레이 장치로 매핑하도록 동작가능할 수 있다. 상기 매핑하는 것은 제1 데이터 픽셀의 제1 컬러 성분을 제1 디스플레이 픽셀의 제1 서브 픽셀로 매핑하는 것, 및 제2 데이터 픽셀의 제2 컬러 성분을 상기 제1 디스플레이 픽셀의 제2 서브 픽셀로 매핑하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 디스플레이 장치는 둘 이상의 안정한 디스플레이 상태를 갖는 전기 광학 디스플레이일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 제1 및 제2 서브 픽셀들의 디스플레이 상태가 상기 제1 및 제2 컬러 성분들에 대응하는 디스플레이 상태로 변경하도록 하는 파형을 제공하는 디스플레이 엔진을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 디스플레이 장치는 전기영동 디스플레이 장치일 수 있다. 일 실시예에서. 상기 프로세서는 디스플레이 제어기일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 컬러 성분은 각기 연관된 컬러 특성을 가질 수 있으며, 상기 프로세서는 컬러 처리 유닛을 포함할 수 있다. 상기 컬러 처리 유닛은 컬러 필터 어레이 맵 내에서 양자화 오차를 확산시키도록 선택된 하나 이상의 서브 픽셀 위치를 수신할 수 있다. 또한, 상기 컬러 처리 유닛은 상기 컬러 이미지의 각 컬러 성분마다 양자화된 컬러 성분을 결정하고, 각각의 양자화된 컬러 성분과 연관된 양자화 오차를 결정하고, 및 각각의 양자화 오차를 상기 선택된 하나 이상의 서브 픽셀 위치로 확산시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 컬러 처리 유닛은 상기 제1 컬러 성분이 제1 범위의 컬러 성분 값들 내에 있는 값을 갖는지를 판단하고, 및 상기 제1 컬러 성분의 값이 상기 제1 범위 밖에 있는 경우 상기 각각의 양자화 오차를 상기 선택된 하나 이상의 서브 픽셀 위치로 확산시킨 것에서 상기 제1 컬러 성분을 배제할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 컬러 처리 유닛은 상기 제2 컬러 성분이 제2 범위의 컬러 성분 값들 내에 있는 값을 갖는지를 판단하고, 및 상기 제2 컬러 성분의 값이 상기 제2 범위 밖에 있는 경우 상기 각각의 양자화 오차를 상기 선택된 하나 이상의 서브 픽셀 위치로 확산시킨 것에서 상기 제2 컬러 성분을 배제할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 범위는 다르다. 또한, 상기 디스플레이 장치는 전기영동 디스플레이 장치일 수 있다. 또한, 상기 프로세서는 디스플레이 제어기일 수 있으며 상기 디스플레이 장치는 전기영동 디스플레이 장치일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 컬러 필터 어레이 맵은 백색 서브 픽셀들을 포함할 수 있다.
도 1은 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 시스템을 간략하게 예시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 도 1의 시스템의 메모리 및 컬러 프로세서를 간략하게 예시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 원색(primaries) 컬러의 합성을 위한 플렉시블 데이터 경로를 예시한다.
도 4는 도 3의 플렉시블 데이터 경로를 구현하는 예시적인 회로의 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 예시적인 채도(saturation) 조절 유닛의 간략화된 블록도이다.
도 6은 입력 픽셀의 양자화 오차(quantization error)를 입력 픽셀에 이웃하는 픽셀들로 확산하는 예를 예시하는 도면이다.
도 7은 디더링된(dithered) 픽셀을 예시적으로 계산하는데 사용될 수 있는 이웃 픽셀들의 양자화 오차를 예시하는 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 예시적인 백색 서브 픽셀 생성 유닛의 간략화된 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 예시적인 CFA 매핑 및 후처리 유닛을 예시한다.
도 10은 입력 이미지 픽셀들의 샘플들을 디스플레이 장치의 서브 픽셀들로 매핑하는 일예를 예시한다.
도 11은 예시적인 이미지의 일부의 픽셀들과 디스플레이 장치의 일부의 서브 픽셀들을 예시한다.
도 12는 예시적인 컬러 필터 어레이를 예시한다.
도 13은 서브 픽셀의 양자화 오차를 수신하는 이웃 픽셀 또는 서브 픽셀들을 지정하는데 사용하기 위한 맵(map)을 예시한다.
도 14는 서브 픽셀의 양자화 오차를 수신하는 이웃 픽셀 또는 서브 픽셀들을 지정하기 위한 도 13의 맵의 예시적인 용도를 예시한다.
도 15는 예시적인 전기영동 디스플레이의 일부의 단면도의 간략화된 도면으로, 제1 컬러 필터를 통해 입사하고 인접 컬러 필터를 통해 출사하는 주변 광을 도시한다.
도 16은 예시적인 전기영동 디스플레이의 일부의 단면도의 간략화된 도면으로, 제1 컬러 필터를 통해 입사하고 인접 컬러 필터들 사이의 간격을 통해 출사하는 주변 광을 도시한다.
도 17은 일 실시예에 따른 예시적인 전기영동 디스플레이의 일부의 간략화된 단면도, 및 컬러 필터 어레이의 정면도이다.
도 18은 두 가지 예시적인 컬러 필터 어레이의 정면도를 예시한다.
도 19는 대안의 일 실시예에 따른 원색 컬러의 합성을 위한 플렉시블 데이터 경로를 구현하는 회로의 블록도를 예시한다.
도 20은 일 실시예에 따른 컬러 프로세서, 백색 서브 픽셀 생성 유닛, 및 후처리 유닛의 간략화된 블록도이다.
도 21은 일 실시예에 따른 예시적인 백색 서브 픽셀 생성 유닛의 간략화된 도면이다.
도 22는 도 21의 룩업 테이블 메모리의 사용을 위한 예시적인 대안의 구성을 예시한다.
도 23은 두 가지 컬러 필터 어레이의 정면도를 예시한다.
본 상세한 설명 및 도면은 예시적인 실시예들을 예시한다. 도면에서, 동일한 참조번호는 동일한 유닛, 구성요소, 동작, 또는 요소를 나타낼 수 있다. 특정하게 설명된 실시예들 외에, 본 명세서에서 제시되는 주제의 정신 및 범주로부터 일탈함이 없이 다른 실시예들이 구현될 수 있고 설명되는 실시예들의 변경이 이루어질 수 있다. 이러한 상세한 설명 및 도면은 제한적인 의미로 해석되지 않아야 하며; 본 명세서에서 기술되는 본 발명의 범주는 특허청구범위에 의해 규정된다.
도 1은 실시예들이 구현될 수 있는 한가지 문맥을 예시하는 예시적인 디스플레이 시스템(120)의 블록도를 예시한다. 시스템(120)은 호스트(122), 디스플레이 매트릭스(126)를 구비하는 디스플레이 장치(124), 디스플레이 제어기(128), 및 시스템 메모리(130)를 포함한다. 일 실시예에서, 시스템(120)은 이미지 센서(118)를 포함할 수 있다. 시스템(120)은 또한 파형 메모리(134), 온도 센서(136), 및 디스플레이 전원 모듈(137)을 포함할 수 있다. 또한, 시스템(120)은 버스(138, 140, 142, 144, 146, 148, 및 149)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이 제어기(128)는 디스플레이 제어기 메모리(150), 컬러 프로세서(152), 디스플레이 엔진(154), 및 다른 구성요소들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이 제어기(128)는 어떤 컴퓨터 판독가능한 형태의 명령어들을 실행하여 동작을 수행하는 회로 또는 로직을 포함할 수 있다. 시스템(120)은 어떠한 디지털 시스템 또는 기기라도 될 수 있다. 예를 들면, 시스템(120)은 전자 판독기, 셀룰러 전화기, 디지털 사진 액자 또는 디스플레이 간판(sign)과 같은 배터리 구동(도시되지 않음) 휴대용 기기일 수 있다. 도 1은 개시된 실시예들, 생략한 다른 많은 양태들을 이해하는데 도움을 줄 것으로 생각되는 시스템(120)의 그들 양태들만을 도시한다.
호스트(122)는 범용 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서, 제어기, 컴퓨터, 또는 어떤 컴퓨터 판독한 형태의 명령어들을 실행하여 동작을 수행하는 어떤 다른 형태의 장치, 회로, 또는 로직일 수 있다. 호스트 또는 마스터로서 작용할 수 있는 어떠한 형태의 장치라도 실시예들의 범주 내에 속하는 것으로 고려된다. 호스트(122)는 전통적인 호스트 또는 프로세서 기능과는 다른 기능들을 수행하는 기능 유닛들을 갖는 "시스템 온 칩(system-on-a-chip)"일 수 있다. 예를 들면, 호스트(122)는 송수신기 또는 디스플레이 제어기를 포함할 수 있다. "프로세서"라는 용어는 본 명세서 및 특허청구범위에서 호스트(122) 또는 디스플레이 제어기(128)를 지칭하는 것으로 사용될 수 있다.
시스템 메모리(130)는 SRAM, VRAM, SGRAM, DDRDRAM, SDRAM, DRAM, 플래시, 하드 디스크, 또는 어떤 다른 적합한 휘발성 또는 비휘발성 메모리일 수 있다. 시스템 메모리는 호스트(122)가 동작을 수행하도록 판독하고 실행할 수 있는 명령어들을 저장할 수 있다. 시스템 메모리는 또한 데이터를 저장할 수 있다.
디스플레이 장치(124)는 매트릭스("디스플레이 매트릭스")(126)를 형성하는 행과 열로 배열될 수 있는 디스플레이 픽셀들을 구비할 수 있다. 하나의 디스플레이 픽셀은 단일 소자일 수 있거나 둘 이상의 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(124)는 개개의 디스플레이 픽셀들이 일련의 둘 이상의 구동 펄스에 의해 현재의 디스플레이 상태로부터 새로운 디스플레이 상태로 구동될 수 있는 디스플레이 픽셀들이 다수의 안정한 디스플레이 상태를 갖는 전기 광학 디스플레이 장치일 수 있다. 한가지 대안으로서, 디스플레이 장치(124)는 개개의 디스플레이 픽셀들이 단일 구동 펄스에 의해 현재의 디스플레이 상태로부터 새로운 디스플레이 상태로 구동될 수 있는 디스플레이 픽셀들이 다수의 안정한 디스플레이 상태를 갖는 전기 광학 디스플레이 장치일 수 있다. 디스플레이 장치(124)는 활성 매트릭스 디스플레이 장치일 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이 장치(124)는 활성 매트릭스, 유동체 내에 유지되는 하나 이상의 형태의 대전된 입자를 포함하는 디스플레이 픽셀들을 갖는 입자 기반 전기영동 디스플레이 장치일 수 있으며, 디스플레이 장치의 광학 외관은 디스플레이 픽셀 양단에 전기장을 인가하여 그 유동체를 통해 입자 이동을 야기시킴으로써 변경가능하다. 디스플레이 장치(124)는 디스플레이 제어기가 픽셀 데이터 및 제어 신호를 디스플레이에 제공하도록 사용하는 하나 이상의 버스(142, 149)를 통해 디스플레이 제어기(128)와 결합될 수 있다. 디스플레이 장치(124)는 그레이 스케일 디스플레이 또는 컬러 디스플레이일 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이 제어기(128)는 그레이 스케일 또는 컬러 이미지를 입력으로서 수신하고 출력으로서 제공할 수 있다.
디스플레이 픽셀의 디스플레이 상태는 "데이터 픽셀'이라고 지칭될 수 있는 하나 이상의 데이터 비트들로 규정된다. 이미지는 데이터 픽셀들로 규정되며 "프레임"이라고 지칭될 수 있다.
일 실시예에서, 디스플레이 제어기(128)는 시스템(120)의 다른 구성요소들과 분리된 집적 회로("IC")에 배치될 수 있다. 대안의 실시예에서, 디스플레이 제어기(128)는 별도의 IC 상에 구현될 필요가 없다. 일 실시예에서, 디스플레이 제어기(128)는 시스템(120)의 하나 이상의 다른 구성요소들에 통합될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 제어기(128)는 단일 IC 상에서 호스트(122)와 통합될 수 있다.
디스플레이 메모리(150)는 디스플레이 제어기(128)의 내부 또는 외부에 있을 수 있거나, 또는 디스플레이 제어기 내부의 하나 이상의 구성요소들과, 디스플레이 제어기 외부의 하나 이상의 구성요소들로 분리될 수 있다. 디스플레이 메모리(150)는 SRAM, VRAM, SGRAM, DDRDRAM, SDRAM, DRAM, 플래시, 하드 디스크, 또는 어떤 다른 적합한 휘발성 또는 비휘발성 메모리일 수 있다. 디스플레이 메모리(150)는 데이터 또는 명령어들을 저장할 수 있다.
파형 메모리(134)는 플래시 메모리, EPROM, EEPROM, 또는 어떤 다른 적합한 비휘발성 메모리일 수 있다. 파형 메모리(134)는 하나 이상의 상이한 구동 방식을 저장할 수 있으며, 각각의 구동 방식은 디스플레이 픽셀을 새로운 디스플레이 상태로 구동하는데 사용되는 하나 이상의 파형을 포함한다. 파형 메모리(134)는 하나 이상의 업데이트 모드에 대한 상이한 세트의 파형들을 포함할 수 있다. 파형 메모리(134)는 하나 이상의 온도에 사용하기에 적합한 파형들을 포함할 수 있다. 파형 메모리(134)는 직렬 또는 병렬 버스를 통해 디스플레이 제어기(128)와 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 파형 메모리(134)는 데이터 또는 명령어들을 저장할 수 있다.
온도 센서(136)는 주변 온도를 결정하는데 사용될 수 있다. 디스플레이 픽셀의 디스플레이 상태를 새로운 디스플레이 상태로 변경하는데 필요한 구동 펄스(또는 더욱 전형적으로는, 일련의 구동 펄스들)는 부분적으로 온도에 따라 다를 수 있다. 온도 센서(136)는 디스플레이 장치(124)의 디스플레이 픽셀들의 실제 온도를 근사화한 온도 측정치를 획득하기에 적합한 어떤 위치에 장착될 수 있다. 온도 센서(136)는 디스플레이 제어기(128)와 결합되어 구동 방식을 선택하는데 사용될 수 있는 온도 데이터를 제공할 수 있다.
전원 모듈(137)은 디스플레이 제어기(128) 및 디스플레이 장치(124)와 결합될 수 있다. 전원 모듈(137)은 디스플레이 제어기(128)로부터 신호를 수신하고 디스플레이 장치(124)의 선택된 디스플레이 픽셀들을 구동하는 적절한 전압 (또는 전류)을 발생할 수 있다. 일 실시예에서, 전원 모듈(137)은 +15V, -15V, 또는 0V의 전압을 발생할 수 있다.
이미지 센서(118)는 광을 각 픽셀에서의 광의 레벨을 나타내는 전기 신호로 변환하는 전하 결합 장치(CCD) 또는 상보형 금속 산화 반도체(CMOS) 형태의 이미지 센서를 포함할 수 있다. 표면상에 광을 충돌시킴으로써 형성된 이미지를 그 이미지를 나타내는 전기 신호로 변환할 수 있는 것으로 알려져 있거나 또는 알려졌을 수 있는 다른 이미지 센싱 장치가 또한 사용될 수 있다. 이미지 센서(118)는 또한 전기 신호를 이미지 데이터로 변환하고 시스템의 다른 구성요소들과 인터페이스하는 회로를 포함할 수 있다.
디스플레이 엔진(154)은 디스플레이 업데이트 동작을 수행할 수 있다. 디스플레이 엔진(154)은 픽셀 프로세서(도시되지 않음) 및 업데이트 파이프 시퀀서(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 디스플레이 업데이트 동작은 전기 광학 디스플레이 장치의 디스플레이 매트릭스의 디스플레이 픽셀들을 업데이트하는 것을 포함할 수 있다. 특히, 디스플레이 업데이트 동작은 (a) 픽셀 합성 동작; 및 (b) 디스플레이 출력 동작을 포함할 수 있다. 디스플레이 업데이트 동작은 디스플레이 매트릭스(126)의 모든 디스플레이 픽셀들에 대하여 수행될 수 있다("전체" 디스플레이 업데이트). 대안으로, 디스플레이 업데이트 동작은 디스플레이 매트릭스(126)의 모든 디스플레이 픽셀보다 적은 수의 디스플레이 픽셀에 대하여 수행될 수 있다("국부" 디스플레이 업데이트). 또한, 둘 이상의 국부 디스플레이 업데이트가 동시에 수행될 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 영역이 동일한 디스플레이 픽셀 또는 서브 픽셀들을 포함하지 않는 경우, 디스플레이 매트릭스(126)의 제1 영역의 국부 디스플레이 업데이트는 제2 영역의 국부 디스플레이 업데이트와 동시에 동작할 수 있다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 디스플레이 장치상에 묘사될 이미지는 두 가지 이상의 이미지를 포함할 수 있으며, 각 서브 이미지 또는 영역은 상이한 컬러 처리 알고리즘을 이용하여 처리될 수 있다. 픽셀 합성 및 디스플레이 출력 동작이 컬러 처리 후에 수행되고, 그리고 픽셀 합성 및 디스플레이 출력 동작이 디스플레이 매트릭스(126)의 다른 영역에 대해 독립적으로 수행될 수 있으므로, 동시(simultaneous) 디스플레이 업데이트는 상이한 컬러 처리 알고리즘을 이용하여 처리된 업데이트 디스플레이 픽셀들일 수 있음을 인식할 것이다.
도 2는 일 실시예에 따른 도 1의 디스플레이 제어기(128)를 예시한다. 디스플레이 제어기 메모리(150)는 컬러 이미지 버퍼(220)로서 할당된 제1 부분 및 처리(processed) 컬러 이미지 버퍼(222)로서 할당된 제2 부분을 포함할 수 있다. 컬러 프로세서(152)는 컬러 이미지 버퍼(220)에서 데이터를 패치하고 버스(138)를 이용하여 처리 컬러 이미지 버퍼(222)에 데이터를 저장한다. 컬러 프로세서(152)가 메모리(150)에 액세스할 수 있도록, 컬러 프로세서(152)는 판독 마스터 유닛(224) 및 기록 마스터 유닛(226)을 포함한다. 일 실시예에서, 컬러 프로세서(152)는 원색 컬러 합성(Color Synthesis of Primaries: CSP) 유닛(228), 백색 서브 픽셀 생성(WSG) 유닛(230), 및 CFA 매핑 및 후처리 유닛(PPU)(232)을 포함한다. 선택 유닛(234)은 CSP 유닛(228) 및 WSG 유닛(230)의 출력들이 PPU(232)로의 입력을 위해 선택되도록 한다. WSG 유닛(230)은 CSP 유닛(228)으로부터 데이터를 수신하고 채도 인자(saturation factor) 데이터를 CSP 유닛(228)에 제공할 수 있다. 컬러 프로세서(152)는 컬러 이미지 버퍼(220)로부터 판독된 이미지 데이터를 유연하게 처리한다. 사용자는 컬러 프로세서(152)에 포함될 수 있는 설정 및 상태 레지스터(236)에 파라미터들을 기록함으로써 특정 디스플레이 장치에 적합한 사용자 컬러 처리 알고리즘을 구현하도록 컬러 프로세서(152)를 설정할 수 있다. 이러한 파라미터들은 호스트(122)에 의해 버스(140)를 통해 버스 인터페이스(238)에 기록될 수 있다. 컬러 프로세서(152)는 특정 컬러 처리 알고리즘에서 필요한 만큼 입력 데이터를 지연하는 입력 지연(latency) 버퍼(240)를 포함할 수 있다.
특정 형태의 디스플레이 장치에 적합한 컬러 처리 알고리즘은 (a) 컬러 보정; (b) (때때로 감마 보정이라고 지칭되는) 컬러 선형화; (c) 루마 스케일링(luma scaling); (d) 필터링; (e) 컬러 채도 조정; (f) 디더링(dithering); 및 (g) 다른 기능들을 포함할 수 있다. 각종 상이한 기능들을 포함하는 역량을 갖는 컬러 처리 알고리즘을 구현하는 장치가 바람직할 것이다. 일반적으로, 둘 이상의 기능을 연속해서 적용하는 영향이 부가적으로 발생된다. 다시 말하면, 두 가지 상이한 기능들을 수행한 이후 최종 이미지 외관은 그러한 기능들이 적용되는 순서에 영향받는다. 원하는 기능들을 어떠한 순서로도 수행할 수 있는 역량을 갖는 컬러 처리 알고리즘을 구현하는 장치가 바람직할 것이다.
도 3은 일 실시예에 따른 원색 컬러 합성을 위한 플렉시블 데이터 경로(320)의 블록도를 예시한다. 플렉시블 데이터 경로(320)의 중앙에는 데이터 스위치(322)가 있다. 일 실시예에서, 플렉시블 데이터 경로(320)는 또한 (a) 컬러 보정 모듈(324); (b) 필터링 모듈(326); (c) 컬러 선형화 모듈(328); (d) 컬러 채도 조정 모듈(330); (e) 루마 스케일링 모듈(332); 및 (f) 디더링 모듈(334)을 포함할 수 있다. 데이터 스위치(322)는 이미지 데이터를 수신하는 입력(336) 및 이미지 데이터를 출력하는 출력(338)을 포함한다. 이미지 데이터는 어떠한 원하는 포맷, 예컨대, RGB, YCrCb, HSL, CMY 등으로도 수신될 수 있다. 또한, 입력 이미지 데이터의 픽셀 깊이는 어떤 원하는 비트 수, 예컨대, 24 비트일 수 있다. 일 실시예에서, 입력 이미지 픽셀은 픽셀당 12 비트의 해상도로 규정될 수 있다. 데이터 스위치(322)는 프로그램가능하거나 구성가능할 수 있다. 다시 말하면, 플렉시블 데이터 경로(320)는 처리 모듈(324 내지 334) 중 하나 이상을 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 플렉시블 데이터 경로(320)는 하나 이상의 추가 모듈(도시되지 않음)을 포함하도록 구성될 수 있다. 어떠한 특정 처리 모듈이라도 데이터 경로(320)에 2번 이상 포함될 수 있다. 또한, 플렉시블 데이터 경로(320)는 모듈(324 내지 334) 중 하나 이상을 배제하도록 구성될 수 있다. 어떤 특정 처리 모듈을 배제하는 역량의 한가지 장점은 각 처리 모듈이 다른 처리 모듈들의 영향을 받지 않고 별개의 분석을 수행하도록 한다는 것이다. 특정 모듈은 데이터 스위치(322)를 프로그램하거나 구성함으로써 플렉시블 데이터 경로(320)에 포함되거나 또는 그로부터 배제될 수 있다. 데이터 스위치(322)는 설정 및 상태 레지스터(236)에 하나 이상의 제어 워드를 저장함으로써 프로그램되거나 구성될 수 있다. 또한, 제어 워드는 처리 모듈들이 사용되는 순서를 지정하고 특정 처리 모듈들과 연관된 파라미터들을 선택하는데 사용될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 원색 컬러 합성을 위한 플렉시블 데이터 경로(320)를 구현하는 회로(420)의 블록도를 예시한다. 일 실시예에서, 회로(420)는 CSP 유닛(228)에 포함될 수 있다. 일 실시예에서, 회로(420)는 데이터 스위치(422) 및 각종 처리 모듈들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 회로(420)는 컬러 보정 모듈(324), 필터링 모듈(326), 컬러 선형화 모듈(328), 디더링 모듈(334), 컬러 채도 조정 모듈(330), 및 루마 스케일링 모듈(332)을 포함할 수 있다. 데이터 스위치(422)는 멀티플렉서(M0 내지 M6), 또는 어떤 다른 적합한 선택 장치를 포함할 수 있다. 각각의 멀티플렉서(M0 내지 M6)는 선택 입력(도시되지 않음)을 포함한다. 선택 입력은 컬러 처리 알고리즘에 포함될 처리 모듈들을 선택하는데 뿐만 아니라 그 처리 모듈들의 사용 순서를 프로그램하는데 사용된다. 데이터 스위치(422)는 이미지 데이터를 수신하는 입력(434) 및 이미지 데이터를 출력하는 출력(436)을 포함한다. 입력 이미지 데이터는 어떠한 희망하는 수의 비트라도 될 수 있다.
예시 목적상, 각각의 멀티플렉서(M0 내지 M6)의 입력들에 위에서 아래로 0 내지 6의 번호가 부여된다고 가정하자. 일예로서, 모듈들은 모두 멀티플렉서(0)의 0 입력을 선택함으로써 우회할 수 있다. 두 번째 예로서, 루마 스케일링 모듈(332)을 제외하고, (1) 컬러 선형화(328), (2) 필터링(326), (3) 컬러 보정(324), (4)채도 조정(330), 및 (5) 디더링(334)의 순서로 모듈들을 선택하기 위해, 멀티플렉서들의 입력은 다음과 같이, 즉, (a) 멀티플렉서(M0) - 입력 4 선택, (b) 멀티플렉서(M1) - 입력 2 선택, (c) 멀티플렉서(M2) - 입력 3 선택, (d) 멀티플렉서(M3) - 입력 0 선택, (e) 멀티플렉서(M4) - 입력 5 선택, 및 (f) 멀티플렉서(M5) - 입력 1 이 선택되어야 한다.
이제 도 3의 플렉시블 데이터 경로(320)에 포함될 수 있는 예시적인 모듈들을 참조하면, 컬러 보정 모듈(324)은 특정 형태의 디스플레이 장치가 컬러 보정된 픽셀을 생성하도록 하는 컬러 처리 알고리즘의 일부로서 사용될 수 있다. 컬러 보정 모듈(324)은 픽셀의 각 컬러 성분마다 독립적으로 조절할 수 있다. EPD 픽셀 또는 서브 픽셀의 반사도는 100% 미만일 수 있다. 결과적으로, 컬러 이미지가 EPD상에 묘사될 때, 컬러는 밝기, 채도, 또는 밝기 및 채도 둘 다가 부족한 경향이 있을 수 있다. 또한, 컬러 이미지가 디스플레이 장치상에 묘사될 때, 컬러 이미지에는 "컬러 캐스트(color cast)"가 있을 수 있다. 디스플레이 장치상에 밝기 또는 채도가 부족하게 묘사된 이미지는 너무 어둡게 보인다. 디스플레이 장치상에 컬러 캐스트가 있게 묘사된 이미지는 착색(tinted)한 것으로 보일 수 있다. 컬러 캐스트는 디스플레이 장치의 특성 결과, 또는 이미지 데이터의 고유 특성일 수 있다. 밝기 부족, 바람직하지 않는 또는 부자연스런 외관, 또는 다른 문제를 보상하기 위해, 컬러 보정 모듈(324)은 픽셀 밟기 또는 픽셀 채도를 변경하는데 사용될 수 있다. 또한, 컬러 보정 모듈(324)은 컬러 값들을 변화하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 컬러 보정 모듈(324)은 RGB 벡터와 3 x 3 커널(kernel) 매트릭스를 곱하고, 그 곱을 RGB 컷오프인 RGB 오프셋 벡터에 가산하는 로직 모듈을 포함할 수 있다. 상징적으로 설명하면, 컬러 보정 모듈(324)은 다음과 같은 수학식을 평가하는데 사용될 수 있다.
Figure 112011037953946-pat00001
여기서 R0, G0, B0는 입력 RGB 값들이다. R', G', 및 B'는 컬러 보정된 값들이다. 각각의 RGB "인오프(inoff)" 및 "컷오프(cutoff)"는 오프셋 값들이다. 3 x 3 커널 매트릭스의 "K" 값들은 프로그램가능한 계수들일 수 있다. 픽셀 세기 또는 밝기를 변경하는 것 외에, 컬러 보정 모듈(324)은 컬러를 보정하는 그의 용도 외에 컬러 공간 변환을 수행하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, RGB는 YCrCb로 변환될 수 있고, YCrCb는 RGB로 변환될 수 있고, 또는 YCrCb는 상기 수학식을 이용하여 CMY로 변환될 수 있다. 컬러 공간 변환 구성에서, 다른 입력, 출력, 및 오프셋 변수들이 대체될 수 있다. 예를 들면, 상기 수학식에서 RGB 입력 값들 R0, G0, 및 B0는 Y0, Cr0, 및 Cb0로 대체될 수 있고, 보정된 값들 R', G', 및 B'는 Y'Cr'Cb' 또는 C'M'Y'로 대체될 수 있다. 또한, 컬러 보정 모듈(324)은 오프셋이 있거나 없는 스케일링 함수를 실행하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 컬러 보정 모듈(324)은 YCrCb 공간에서 규정된 이미지의 컬러 채도를 조정하는데 사용될 수 있다. 이것은 아래의 수학식에서 도시된 바와 같은 커널 매트릭스의 K 값들을 프로그래밍함으로써 성취될 수 있다.
Figure 112011037953946-pat00002
여기서 S는 채도 조정 인자이다.
필터링 모듈(326)은 특정 형태의 디스플레이 장치가 이미지를 선명하게 하고, 흐릿하게 하고, 또는 값을 조정하도록 하는 컬러 처리 알고리즘의 일부로서 사용될 수 있다. 또한, 필터링 모듈(326)은 범퍼 매핑(bump mapping) 및 라인 검출과 같은 다른 용도로 사용될 수 있다. 필터링 모듈(326)은 각 컬러 채널마다 별도의 필터를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 필터들은 3 x 3 필터일 수 있다. 예를 들면 다음과 같다.
Figure 112011037953946-pat00003
R0, G0, 및 B0는 원래 컬러 값들이고, R', G', 및 B'는 필터된 컬러 값들이며, 프로그램가능한 커널 값들 "K"는 필터를 규정한다. 필터링 모듈(326)이 RGB 픽셀 데이터를 처리하는 것은 중요하지 않다. 필터링 모듈(326)은 어떠한 원하는 포맷, 예컨대, YCrCb의 픽셀 데이터라도 처리할 수 있다. 일 실시예에서, 수행되는 필터링 형태는 각 컬러 채널마다 다를 수 있다. 예를 들면, Y 채널에 대한 필터는 선명화 필터일 수 있으며 반면에 Cr 및 Cb 채널에 대한 필터는 블러링(blurring) 또는 채도 조정을 수행할 수 있다.
컬러 선형화 모듈(328)은 특정 형태의 디스플레이 장치가 입력 픽셀 값들에 대한 디스플레이 장치의 비선형성 응답의 비선형성을 보상한 픽셀들을 생성하도록 하는 컬러 처리 알고리즘의 일부로서 사용될 수 있다. EPD 또는 다른 디스플레이 장치에서, 어떤 신호에 응답하여 생성되는 픽셀의 밝기는 그 신호의 선형 함수가 아닐 수 있다. 일 실시예에서, 컬러 선형화 모듈(328)은 각 컬러 채널마다 하나씩인 세 개의 256 입력 룩업 테이블(LUT)을 포함할 수 있으며, 각 LUT는 디스플레이 장치 응답의 비선형성을 보상하는 함수를 규정한다. 더욱 상세히 설명하면, 컬러 선형화 모듈(328)은 3개의 컬러 채널 각각에 대해 보상 함수를 수행할 수 있다. 예를 들면, 컬러 선형화 모듈(328)은 다음과 같이 수행할 수 있다.
Figure 112011037953946-pat00004
R', G', 및 B'는 선형화된 컬러 값들이다. 컬러 선형화 LUT들은 임의의 적절한 정밀도를 갖는 입력들을 저장할 수 있다. 예를 들면, 컬러 선형화 LUT들은 폭이 8 또는 6 비트일 수 있다. 한가지 대안으로서, 컬러 선형화 LUT들은 폭이 4 비트일 수 있다.
컬러 채도 조정 모듈(330)은 특정 형태의 디스플레이 장치가 컬러 픽셀의 채도 레벨을 조정하도록 하는 컬러 처리 알고리즘의 일부로서 사용될 수 있다. 컬러 채도 조정 모듈(330)은 각각의 픽셀 컬러 성분에 대해 독립적으로 조정할 수 있다. 컬러 채도 조정 모듈(330)은 어떠한 원하는 컬러 포맷의 입력 데이터라도 수용할 수 있다. 예를 들면, 컬러 채도 조정 모듈(330)은 RGB, YCrCb, HSL, CMY 등의 입력 데이터를 수용할 수 있다. 그러나, 입력 이미지 데이터는 전형적으로 RGB 포맷으로 제공된다.
RGB 이미지의 컬러 채도를 조정하는 한가지 알려진 방법은 그러한 이미지를 YCbCr 컬러 공간으로 변환하고 각 YCbCr 픽셀의 Cb 및 Cr 값들을 조정 인자 S와 곱하고, 그런 다음 YCbCr 이미지를 다시 RGB 컬러 공간으로 변환하는 것이다. 그러나, 두 가지 컬러 공간 변환 동작으로 인해 이 방법은 비효율적이게 된다. 일 실시예에서, 컬러 채도 조정 모듈(330)은 먼저 RGB 이미지의 각 픽셀마다 Y 성분을 결정함으로써 RGB 이미지의 컬러 채도를 조정한다. Y 성분은 다음의 수학식에 따라 결정된다.
Figure 112011037953946-pat00005
여기서, R0, G0, 및 B0는 원래의 또는 입력 RGB 이미지 픽셀의 컬러 성분이다. 두 번째로, Y 성분은 각각의 RGB 성분들로부터 개별적으로 감산된다. 그 다음, 그 차는 조정 인자 S와 곱해진다. 마지막으로, 두 번째 동작에서 생성된 곱은 Y 성분에 가산된다. 각각의 합은 채도 조정된 RGB 성분이다. 채도 조정된 성분 R',G', 및 B'에 대한 수학식은 아래와 같이 제시된다.
Figure 112011037953946-pat00006
한가지 조정 인자 S는 세 가지 RGB 성분들 모두에 사용된다. 대안으로, 세 가지 고유 조정 인자 S는 각각의 RGB 성분들 각각마다 사용될 수 있다. 또한, 조정 인자 S는 RGB 입력 이미지 성분 값들의 각 조합마다 고유하게 규정될 수 있다. 다시 말하면, 일 실시예에서, S = f(R,G,B)이다. 대안으로, 조정 인자 S는 YCrCb 입력 이미지 성분 값들의 각 조합마다 고유하게 규정될 수 있다. 일 실시예에서, 채도 인자 S는 상수일 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 채도 조정 모듈(518)을 예시한다. 채도 조정 모듈(518)은 픽셀 데이터를 수신하는 입력(520), 채도 인자 값 S를 수신하는 입력(522), 및 채도 조정된 픽셀을 출력하는 출력(524)을 포함한다. 입력(520)을 통해 수신되는 픽셀 데이터는 어떠한 원하는 컬러 포맷이라도 될 수 있다. 일 실시예에서, 입력(520)을 통해 수신된 픽셀 데이터는 RGB 컬러 포맷일 수 있다. 일 실시예에서, 입력(520)을 통해 수신된 픽셀 데이터는 룩업 테이블 메모리(LUT)(526)의 인덱스로서 사용되며, 이 LUT는 채도 인자 값 S를 채도 조정 유닛(518)에 전달함으로써 인덱스에 응답한다. 입력(520)을 통해 수신된 픽셀 데이터는 어떠한 원하는 픽셀당 비트 해상도의 것이라도 될 수 있다. 예를 들면, 만일 입력 이미지 픽셀들이 픽셀당 12 비트 해상도로 규정되면, 룩업 테이블(526)은 4096개의 조정 인자 S를 저장한다. 채도 조정 유닛(518)은 다음의 수학식을 평가하는 계산 모듈(528)을 포함한다.
Figure 112011037953946-pat00007
여기서 RGB'는 채도 조정된 R0G0B0 픽셀이고, S는 채도 인자 값이며, Y는 입력 픽셀 R0G0B0의 루마 값이다. 루마 값 Y는 제2 계산 모듈(530)을 이용하여 계산될 수 있으며, 이것은 다음 수학식을 평가할 수 있다.
Figure 112011037953946-pat00008
일 실시예에서, 채도 조정 모듈(518) 및 채도 조정 모듈(330)은 동일할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 루마 스케일링 모듈(332)은 특정 형태의 디스플레이 장치가 디지털 이미지의 명도 또는 밝기를 조정하도록 하는 컬러 처리 알고리즘의 일부로서 사용될 수 있다. 부가적으로, 루마 스케일링 모듈(332)은 디지털 이미지의 명암 대비(contrast)를 조정하는데 사용될 수 있다. 또한, 루마 스케일링 모듈(332)은 YCrCb 컬러 공간에서 규정된 컬러 채도 또는 픽셀들을 조정하는데 사용될 수 있다. 일예로서, 루마 스케일링 모듈(332)은 다음과 같이 수행할 수 있다.
Figure 112011037953946-pat00009
R0, G0, 및 B0는 원래의 컬러 값들이고 R', G', 및 B'는 루마 스케일된 컬러 값들이다. 스케일 인자는 P이고 스케일 오프셋은 C이다. 한가지 대안으로서, 루마 스케일링 모듈(332)은 특정 형태의 디스플레이 장치가 루마, 크로마 블루, 크로마 레드(YCrCb) 컬러 공간에서 픽셀들의 밝기 또는 채도를 조정하도록 하는 컬러 처리 알고리즘의 일부로서 사용될 수 있다. 즉, 원래의 컬러 값들 Y0, Cr0, 및 Cb0는 상기 수학식에서 R0, G0, 및 B0를 대체할 수 있다.
디더링 모듈(334)은 특정 형태의 디스플레이 장치용 컬러 처리 알고리즘의 일부로서 사용될 수 있다. 일부 디스플레이 장치에서 사용가능한 서브 픽셀의 밝기 또는 세기 레벨의 개수는 256 이하일 수 있다. 예를 들면, EPD 픽셀은 16개의 세기 레벨을 갖는 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 모든 가능한 픽셀 컬러들을 규정하는데 12 비트 RGB 데이터 값(4:4:4)이 사용될 수 있다. 12 비트 RGB 데이터에 상응하는 컬러의 색역(gamut)은 비교적 작은 4,096이다. 디더링 모듈(334)은 컬러 처리 알고리즘에 포함되어 디스플레이 장치의 컬러 색역을 명백히 증가시킬 수 있다. 디더링 모듈(334)은 오차 확산(error-diffusion) 방식, 순서 확산(ordered-diffusion) 방식, 또는 어떤 다른 적합한 확산 방식을 채용할 수 있다.
일 실시예에서, 디더링 모듈(334)은 오차 확산 방식을 채용할 수 있다. 예시적인 오차 확산 방식에서, 입력 이미지의 픽셀들은 래스터 순서(raster order)로 처리된다. 입력 픽셀의 비트 깊이는 출력 픽셀의 비트 깊이보다 클 수 있다. 예를 들면, 입력 픽셀은 24 비트 RGB 데이터(8:8:8)일 수 있으며, 반면에 출력 픽셀은 12 비트 RGB 데이터(4:4:4)일 수 있다. 양자화 오차는 다음의 수학식에 따라서 각 입력 데이터 픽셀마다 계산될 수 있다.
Figure 112011037953946-pat00010
여기서 P(i,j)는 고유 비트 깊이, 예컨대, 픽셀당 24 비트의 입력 이미지의 픽셀이고, P'(i,j)는 디더링 처리의 출력으로서 제공될 비트 깊이, 예컨대, 픽셀당 12 비트의 입력 이미지의 픽셀이며, i 및 j는 열 및 행의 인덱스이다. 일 실시예에서, 양자화 오차는 각 입력 데이터 서브 픽셀마다 계산될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 양자화 오차는 네 개의 이웃 픽셀들로 확산될 수 있다. 특정 이웃으로 분산되는 오차의 양은 가중치 계수에 의해 결정된다. 양자화 오차가 네 개의 이웃들로 분산되는 경우, 다음의 조건을 요하는 네 가지 가중치 계수 α,β,λ,δ가 있을 수 있다.
Figure 112011037953946-pat00011
도 6은 가중치 계수들이 어떻게 입력 픽셀 P(i,j)와 연관된 양자화 오차를 이웃 픽셀들 P(i+1, j), P(i-1, j+1), P(i, j+1), 및 P(i+1, j+1)로 확산시키는데 사용될 수 있는지에 대한 일예를 도시하며, 여기서 i 및 j는 각기 열 및 행의 인덱스이다.
도 7은 일 실시예에 따른, 디더링된 픽셀 P"(i, j)의 계산시에 사용될 수 있는 가중치 계수와 연관된 이웃 픽셀을 도시한다. 디더링된 픽셀값은 오차항(error terms)을 양자화된 픽셀값 P'(i, j)에 가산함으로써 계산될 수 있다. 예를 들면, 디더링된 픽셀 P"(i,j) 값은 다음의 수학식에 따라 결정될 수 있다.
Figure 112011037953946-pat00012
디더링 모듈(334)에서 사용되는 α,β,λ,δ 계수들은 특정 형태의 디스플레이 장치용의 컬러 처리 알고리즘에 적합하도록 프로그램되거나 설정될 수 있다. 또한, 오차항 계산시에 사용되는 특정 이웃 픽셀들은 특정 컬러 처리 알고리즘에 적합하도록 프로그램될 수 있다. 예를 들면, 디더링 모듈(334)은 단지 두 개의 이웃 픽셀들, 이를 테면, 단지 수평 및 수직으로 인접한 픽셀들을 포함하도록 구성될 수 있다. 현재 픽셀을 용이하게 계산하기 위해, 디더링 모듈(334)은 픽셀 데이터의 한 라인(즉, 라인 j-1)의 오차항과 더불어 동일 라인(예컨대, 라인 j) 상에 있고 그리고 현재 처리된 픽셀의 좌측에 있는 픽셀 값을 저장하는 버퍼를 포함할 수 있다.
디더링이 가능한 픽셀 컬러 값들의 범위는 특정 컬러 처리 알고리즘에 적합하게 프로그램되거나 설정될 수 있다. 예를 들면, 컬러 사진과, 흑색 및 백색 텍스트 둘 다를 포함하는 6 비트 RGB 데이터(6:6:6)로 규정되는 입력 이미지를 고려하자. 이 예에서, 32d:32d:32d 라는 최대치를 갖는 픽셀은 백색으로 나타날 수 있고, 반면에 0d:0d:0d 라는 최소치를 갖는 픽셀은 흑색으로 나타날 수 있다. 픽셀 컬러 값의 범위는 이미지의 텍스트 부분의 디더링을 배제하는 반면, 이와 동시에 예를 들어, 30d:30d:30d 라는 최대치와 2d:2d:2d 라는 최소치를 갖는 범위를 설정함으로써 이미지의 컬러 사진 부분의 디더링을 포함하도록 설정될 수 있다. 이 예에서, 6.25% 백색 및 6.25% 흑색 픽셀들은 디더링에서 배제된다. 디더링에서 배제되는 어떠한 원하는 또는 적합한 범위의 값들이라도 선택될 수 있다. 컬러 처리 알고리즘을 설정할 수 있는 역량이 바람직할 수 있는데 그 이유는 텍스트 이미지 데이터를 디더링하면 텍스트 이미지의 품질을 감소시킬 수 있기 때문이다. 대안의 실시예에서, 아래에서 설명되는 바와 같이, 디더링 모듈(334)은 서브 픽셀 해상도에서 동작하도록 프로그램되거나 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 데이터 픽셀은 하나 이상의 컬러 성분을 포함하며, 디더링이 가능한 컬러 성분 값들의 범위가 지정될 수 있다. 예를 들면, 디더링이 가능한 적색 컬러 성분 값들의 경우 28d 라는 최대치와 4d 라는 최소치를 갖는 범위가 지정될 수 있다. 다른 컬러 채널은 다른 범위를 가질 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 컬러 프로세서(152)는 WSG 유닛(230)을 포함할 수 있다. 도 8은 일 실시예에 따른 백색 서브 픽셀 채도(WSG) 유닛(818)을 예시한다. WSG 유닛(818)은 픽셀 데이터용 입력(820)을 포함하고 두 출력(822, 824)을 포함할 수 있으며, 그 중 하나의 출력은 채도 인자 S를 출력하고 다른 하나는 "네 번째 서브 픽셀("WSP") 데이터를 출력한다. 입력 픽셀 데이터는 어떠한 컬러 공간에서도 규정될 수 있다. 예를 들면, 입력 픽셀 데이터는 RGB, YCrCb, HSL, 또는 CMY일 수 있다. WSG 유닛(818)은 채도 인자들을 저장하는 제1 룩업 테이블(LUT) 메모리(826), 및 네 번째 픽셀 값들을 저장하는 제2 룩업 테이블(LUT) 메모리(828)를 포함할 수 있다. WSG 유닛(818)은 또한 제1 입력/출력 경로 선택기(830) 및 제2 입력 경로 선택기(832)를 포함할 수 있다. 또한, WSG 유닛(818)은 제3 출력 경로 선택기(834) 및 컬러 공간 변환기("CSC")(836)를 포함할 수 있다. 컬러 공간 변환기(836)는, 예를 들어, RGB 포맷의 입력 픽셀을 YCrCb 또는 CMY 포맷으로 변환하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 컬러 공간 변환기(836)는 제1 컬러 포맷의 픽셀 데이터를 제2 컬러 포맷의 픽셀 데이터의 단일 성분으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 컬러 공간 변환기(836)는 RGB 픽셀 데이터를 다음의 수학식에 따라 YCrCb 픽셀 데이터의 Y 성분으로 변환할 수 있다.
Figure 112011037953946-pat00013
일 실시예에서, LUT(826)는 컬러 채도 모듈, 예컨대, 모듈(330)에 의해 사용될 수 있는 채도 인자 값들 S를 저장하는데 사용될 수 있다. 채도 인자 값들 S는 사용자에 의해 LUT(826)에 저장될 수 있다. LUT(826)에 저장된 채도 인자 값들 S는 특정 디스플레이 장치의 이미지 묘사 특성에 기반한 사용자 결정 값들일 수 있다. 채도 인자 값들 S를 LUT(826)에 저장함으로써, 컬러 처리 알고리즘은 컬러 채도 조정 함수에 비선형 채도 인자를 포함할 수 있다. 비선형 채도 함수가 EPD 상에서 묘사될 수 있는 컬러 색역(gamut)의 제어를 확장시켜 준다는 점에서 비선형 채도 함수는 선형 채도 함수 이상의 장점을 제공할 수 있다. 채도 인자 값들 S는 상이한 인수 또는 인덱스를 이용하여 LUT(826)로부터 검색될 수 있다. 검색 인덱스는 경로 선택기(830 및 834), 및 컬러 공간 변환기(836)를 적절히 구성함으로써 결정될 수 있다. 일 구성에서, 입력(820)에서 수신된 픽셀 값은 LUT(826)의 인덱스로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 다운 샘플링된 RGB 또는 YCrCb 픽셀 값은 저장된 채도 인자 값 S를 검색하는 인덱스로서 사용될 수 있다. 다른 예로서, RGB 픽셀은 입력(820)을 통해 수신되어 YCrCb 픽셀로 변환될 수 있으며, 이것은 이후에 인덱스로서 사용될 수 있다. 다른 구성에서, 컬러 픽셀의 단일 성분은 LUT(826)의 인덱스로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 수신된 RGB 픽셀의 R 값, 또는 YCrCb 픽셀의 Y 값은 저장된 채도 인자 값 S를 검색하는 인덱스로서 사용될 수 있다. 후자의 예에서, YCrCb 픽셀의 Y 값은 입력(820)을 통해 수신된 YCrCb 픽셀로부터 결정될 수 있거나, 또는 Y 값은 수신된 RGB 픽셀의 변환 후 컬러 공간 변환기(836)로부터 수신될 수 있다. 또 다른 구성에서, 일정한 채도 인자 값 S가 LUT(826)에 저장되어, S에 대한 상수 값을 제공할 수 있다.
특정 형태의 디스플레이 장치용 컬러 처리 알고리즘은 네 번째 서브 픽셀 "WSP"를 세 개 성분의 픽셀 데이터에 가산하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 백색 서브 픽셀이 각 RGB 삼중항(triplet)에 가산되어 RGBW 픽셀들을 생성할 수 있거나, 또는 백색 서브 픽셀이 각 CMY 삼중항에 가산되어 CMYW 픽셀들을 생성할 수 있다. 네 번째 서브 픽셀은 어떤 컬러 모델의 픽셀들에 가산될 수 있으며 네 번째 서브 픽셀은 백색일 필요가 없다. 네 번째 서브 픽셀은 어떠한 적합한 컬러라도 될 수 있거나 또는 컬러가 아닐 수 있다. 예를 들면, 네 번째 서브 픽셀은 황색 또는 흑색일 수 있으며, 예컨대, RGBY, CMYB, 또는 CMYK 픽셀들이 생성될 수 있다. 또한, 일 실시예에서, RGB 픽셀에 포함되는 네 번째 서브 픽셀은 RGB 삼중항의 녹색 서브 픽셀을 중복한 것일 수 있다. 다시 말하면, 결과적인 픽셀은 RGBG이며, 여기서 G 값들은 동일하다. RGB 픽셀의 G 값은 입력(820)으로부터 데이터 경로(846)를 이용하여 출력(824)으로 통과될 수 있다.
WSG 유닛(818)은 네 번째 서브 픽셀 값들을 결정하는 여러 옵션들을 제공할 수 있다. 이러한 선택은 계산 옵션 및 룩업 테이블 옵션을 포함할 수 있다. 제1 입력/출력 경로 선택기(830)는 네 번째 서브 픽셀을 결정하는 옵션을 선택하도록 구성될 수 있다. 이러한 옵션에 따라서, 상이한 파라미터들이 필요하다. 이 파라미터들은 입력(820)을 통해 수신된 입력 픽셀 값으로부터 직접 취할 수 있거나, 또는 그로부터 유도될 수 있다. 컬러 공간 변환기(836)는 입력 픽셀을 컬러 공간 변환할 수 있으며, 제3 출력 경로 선택기(834)는 컬러 공간 변환기(836)를 포함하거나 배제하도록 구성될 수 있다.
제1 옵션에서, LUT(828)는 네 번째 서브 픽셀 데이터를 저장하는데 사용될 수 있다. WSG 유닛(818)은 픽셀 값을 LUT의 인덱스로서 이용하여 네 번째 서브 픽셀을 LUT(828)로부터 검색하게 할 수 있다. 예를 들면, 다운 샘플링된 RGB 또는 YCrCb 픽셀 값은 네 번째 서브 픽셀을 검색하는 인덱스로서 사용될 수 있다. 네 번째 서브 픽셀 값들은 사용자에 의해 LUT(828)에 저장될 수 있다. LUT(828)에 저장된 네 번째 서브 픽셀 값들은 특정 디스플레이 장치의 이미지 묘사 특성에 기반한 사용자 결정 값들일 수 있다.
다양한 대안의 옵션에서, 네 번째 서브 픽셀이 계산될 수 있다. 일 실시예에서, 네 번째 서브 픽셀은 다음의 수학식을 평가하는 계산 유닛(838)을 이용하여 계산될 수 있다.
Figure 112011037953946-pat00014
여기서 "W1"은 계산된 네 번째 서브 픽셀이고 R, G, 및 B 서브 픽셀 값들의 최소치로 결정된다. 계산 유닛(838)이 네 번째 서브 픽셀 값들을 결정하는데 사용되면, 경로 선택기(830 및 834)는 RGB 픽셀 값들을 계산 유닛(838)의 입력에 제공하도록 구성된다.
다른 옵션에서, 네 번째 서브 픽셀은 다음의 수학식을 평가하는 계산 유닛(840)을 이용하여 계산될 수 있다.
Figure 112011037953946-pat00015
여기서 네 번째 서브 픽셀 "W2"는 RGB 서브 픽셀 값들의 가중 평균치이다. 이 옵션을 원하면, 경로 선택기(830 및 834)는 RGB 픽셀 값들을 계산 유닛(840)의 입력에 제공하도록 구성된다. 계수들 α,β, 및 λ는 사용자에 의해 적절한 값들을 설정 및 상태 레지스터(70)에 기록함으로써 선택될 수 있다.
또 다른 옵션에서, 경로 선택기(830 및 834)는 YCrCb 픽셀 값들을 계산 유닛(840)의 입력에 제공하도록 구성되지만, 네 번째 경로 선택기(842)는 계산 유닛(840)을 우회하도록 구성된다. 이 옵션에서, W2는 루마와 같게, 즉, W2 = Y로 설정된다. 또 다른 옵션에서, 네 번째 서브 픽셀은 다음의 수학식을 평가하는 계산 유닛(844)을 이용하여 계산될 수 있다.
Figure 112011037953946-pat00016
여기서 W1 및 W2는 전술한 방법들 중 하나를 이용하여 결정된다. 가중치 인자 A는 W1 또는 W2 중 더 큰 하나에 가중치를 주도록 선택될 수 있거나, 또는 이들 둘 다에 네 번째 서브 픽셀 "W3"의 결정시 동일하게 가중치가 부여될 수 있다. 사용자는 적절한 값을 설정 및 상태 레지스터(236)에 기록함으로써 A에 대한 원하는 값을 선택할 수 있다. 대안으로, 가중치 인자 A는 입력 픽셀 값의 함수에 따라 달라질 수 있다. 이 대안에서, 사용자는 가중치 인자들 A의 세트를 LUT(828)에 저장할 수 있다.
WSG 유닛(230 및 818)은 S 출력(822)을 버퍼하는데 사용될 수 있는 채도 인자 지연 버퍼(846), 및 WSP 출력(824)을 버퍼하는데 사용될 수 있는 네 번째 서브 픽셀 지연 버퍼(848)를 포함할 수 있다. 지연 버퍼(846 및 848), 및 입력 지연 버퍼(240)는 동시에 동작하는 CSP 유닛(228) 및 WSG 유닛(818)(또는 WSG 유닛(230))의 각각의 동작 양태를 동기화하기 위해 개별적으로 또는 병행하여 사용될 수 있다. 특히, WSG 유닛(818)에 의한 CSP 유닛의 채도 조정 모듈(330)(또는 유닛 518)로의 채도 인자 S의 출력을 동기화하는 것이 필요할 수 있다. 또한, CSP 및 WSG 유닛들에 의한 CFA 매핑 및 후처리 유닛(232)으로의 픽셀 데이터의 출력을 동기화하는 것이 필요할 수 있다. 지연 버퍼(846, 848, 및 240)는 깊이가 가변적인 FIFO들일 수 있다.
다음에, 지연 버퍼들이 어떻게 일 실시예에 따라 설정될 수 있는지를 결정하는 방법이 설명된다. 제1 단계에서, 사용될 처리 모듈들과 이 모듈들이 컬러 처리 알고리즘에 사용되는 순서가 결정된다. 일단 사용될 모듈들과 동작 순서가 결정되면, 제2 단계는 CSP 유닛을 통해 채도 조정 동작이 완료될 때까지의 지연을 계산하고, CSP 유닛을 통해 총 지연을 계산하는 것을 포함한다. 제3 단계에서, 적용가능하다면, 채도 인자 S를 결정하고 네 번째 서브 픽셀을 결정하는 WSP 유닛의 지연이 계산된다. 제4 단계에서, CSP 및 WSP 데이터 경로들을 대상으로 계산된 지연이 비교된다. 만일 CSP 유닛을 통해 얻은 총 지연이 WSG 유닛에 의해 네 번째 서브 픽셀을 결정하는 지연보다 작으면, 입력 지연 버퍼(240)는 두 지연 값들 간의 차로 설정될 수 있다. 반면에, 만일 CSP 유닛을 통해 얻은 총 지연이 WSG 유닛에 의해 네 번째 서브 픽셀을 결정하는 지연보다 크면, 네 번째 서브 픽셀 지연 버퍼는 두 지연 값들 간의 차로 설정될 수 있다. 마지막으로, 만일 채도 조정 동작이 완료될 때까지의 CSP 유닛을 통해 얻은 지연이 WSG 유닛에 의해 채도 인자를 결정하는 지연보다 크면, 채도 인자 지연 버퍼는 두 지연 값들 간의 차로 설정될 수 있다. 일 실시예에서, CSP 및 WSG 유닛들에서 가능한 모든 구성을 포함하는 테이블이 제공될 수 있다. 이 테이블은 각 구성에 대응하는 지연 값들을 추가로 포함할 수 있다. 제2 및 제3 단계는 일단 구성이 설정되어 있다면 그 테이블에서 지연 값들을 검색함으로써 자동으로 수행될 수 있다. 그 다음, 비교 회로는 테이블로부터의 지연 값들을 비교하여 적절한 지연 버퍼 설정치를 결정할 수 있다. 비교 회로는 지연 버퍼 설정치를 자동으로 설정할 수 있다. 이 테이블은 메모리에 저장될 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 CFA 매핑 및 후처리 유닛(PPU)(232)을 예시한다. PPU(232)는 입력(920), 콘볼루션 유닛(922), 라인 버퍼(924), CFA 매핑 유닛(926), 및 출력(928)을 포함할 수 있다. 또한, PPU는 선택 유닛(930 및 932)과 같은 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. PPU(232)는 두 모드 중 하나, 즉, 서브 픽셀 모드 또는 픽셀 모드에서 동작하도록 프로그램되거나 구성될 수 있다. 또한, PPU(232)는 사용자 정의 CFA 포맷의 서브 픽셀 데이터를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, PPU(232)는 입력으로서 네 가지 컬러 성분, 예컨대, RGBW, CMYW을 갖는 픽셀 데이터를 수용할 수 있다. 대안의 실시예에서, PPU(232)는 임의의 수의 성분들로 규정된 픽셀 데이터를 수용할 수 있다. 선택 회로(234)는 CSP 유닛으로부터 세 가지 컬러 성분 그리고 WSG 유닛으로부터 네 번째 컬러 성분을 획득하거나, WSG 유닛으로부터 네 가지 컬러 성분을 획득하도록 구성될 수 있다. PPU(232)에 의해 처리한 후, 서브 픽셀 데이터는 처리 컬러 이미지 버퍼(222)에 저장될 수 있다. PPU(232)는 서브 픽셀 데이터를 처리 컬러 이미지 버퍼(222)에 기록하여 그 서브 픽셀 데이터가 디스플레이 엔진(154)에 의해 래스터 순서로 패치하기 위해 버퍼(222)에 배열되도록 한다.
PPU(232)의 서브 픽셀 동작 모드에서, 입력 이미지의 각 픽셀은 디스플레이 장치의 하나의 서브 픽셀로 매핑된다. 결과적으로, 서브 픽셀 모드는 입력 이미지의 해상도가 디스플레이 장치의 해상도보다 높을 것을 요구한다. 예를 들면, 1,200 x 1,600 픽셀 컬러 이미지의 각 픽셀은 디스플레이 픽셀당 네 개의 서브 픽셀을 갖는 600 x 800 서브 픽셀 디스플레이 장치의 하나의 서브 픽셀로 매핑될 수 있다. 또한, 입력 이미지의 각 픽셀의 하나의 컬러 성분만이 매핑 과정에서 샘플링될 수 있다. 샘플링된 컬러 성분은 매핑된 디스플레이 서브 픽셀에 할당될 수 있다. 대안으로, 매핑된 디스플레이 서브 픽셀에 할당된 값은 적어도 부분적으로 대응하는 픽셀의 컬러 성분에 의거하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 매핑된 디스플레이 서브 픽셀에는 네 번째 서브 픽셀의 값이 할당될 수 있으며, 여기서 네 번째 서브 픽셀은 대응하는 입력 픽셀의 RGB 또는 CMY 값들에 의거하여 결정된다.
도 10은 입력 이미지 픽셀들의 샘플들을 디스플레이 장치의 서브 픽셀들로 매핑하는 일예를 예시한다. 도 10에는 예시적인 컬러 입력 이미지(1020)의 일부 및 예시적인 디스플레이 장치(1022)의 일부가 도시되어 있다. 컬러 입력 이미지(1020)는 픽셀들(1024)을 포함한다. 각 입력 픽셀(1024)은 이 예에서 R, B, G, 및 W 컬러 성분인 둘 이상의 컬러 성분들(1026)을 포함한다. 디스플레이 장치(1022)는 디스플레이 픽셀들(1028)을 포함한다. 이 예에서, 각 디스플레이 픽셀(1028)은 R, B, G, 및 W 서브 픽셀들(1030)을 포함한다. 도 10은 입력 이미지의 각 픽셀이 서브 픽셀 모드에 있는 디스플레이 장치의 하나의 서브 픽셀로 매핑될 수 있음을 예시한다. 예를 들면, 입력 픽셀 P0는 디스플레이 서브 픽셀 R0로 매핑될 수 있고, 입력 픽셀 P1는 디스플레이 서브 픽셀 B1로 매핑될 수 있고, 입력 픽셀 P6은 디스플레이 서브 픽셀 G6로 매핑될 수 있고, 그리고 입력 픽셀 P7는 디스플레이 서브 픽셀 W7로 매핑될 수 있다. 도 10은 또한 입력 이미지의 각 픽셀의 하나의 컬러 성분이 샘플링되고 샘플링된 성분이 매핑된 서브 픽셀에 할당될 수 있음을 예시한다. 예를 들면, 입력 픽셀 P0의 R0 컬러 성분이 샘플링되고 매핑된 서브 픽셀 R0 에 할당된다. 마찬가지로, 입력 픽셀 P1의 B1 컬러 성분이 샘플링되고 매핑된 서브 픽셀 B1 에 할당된다. 샘플링되지 않은 입력 픽셀의 성분들은 디스플레이 서브 픽셀에 할당되지 않을 수 있다. 예를 들면, 입력 픽셀 P0의 컬러 성분들 G0, B0, 및 W0은 샘플링되지 않고 디스플레이 서브 픽셀에 할당되지 않는다.
PPU(232)의 서브 픽셀 매핑 모드의 한가지 장점은 이 서브 픽셀 매핑 모드가 픽셀 동작 모드보다 더 좋은 컬러 외관을 생성해 낼 수 있다는 것이다. 그러나, 서브 픽셀 매핑 모드를 이용하면 이미지 아티팩트(artifacts)가 발생될 수 있다. 예를 들면, 구배(gradient)가 높은 이미지에서, 그레이 스케일링된 에지가 착색될 수 있다. 실험 테스트 결과에 의하면 서브 픽셀 모드에서 입력 이미지를 처리함으로 인해 발생하는 이미지 아티팩트는 블러링(blurring) 기능을 수행하는 콘볼루션 동작으로 입력 픽셀을 처리함으로써 줄어들 수 있음을 보인다. 콘볼루션 동작은 서브 픽셀 매핑 동작 전에 수행되는 것이 바람직하다. 콘볼루션 동작은 콘볼루션 모듈(922)에 의해 수행될 수 있다. 사용자는 특정한 컬러 처리 알고리즘에서 원하는 대로 콘볼루션 모듈(922)을 포함하거나 우회하도록 선택 유닛(930)을 설정할 수 있다.
PPU(232)의 픽셀 동작 모드에서, 입력 이미지의 각 픽셀은 디스플레이 장치의 하나의 픽셀로 매핑된다. 예를 들면, 600 x 800 픽셀 입력 이미지의 각 픽셀은 600 x 800 픽셀 디스플레이의 하나의 픽셀로 매핑된다. 만일 각 디스플레이 픽셀이 네 개의 서브 픽셀을 포함한다면, 각 입력 픽셀은 디스플레이의 네 개의 서브 픽셀로 매핑된다.
매핑이 픽셀 모드에서 수행되면, 라인 버퍼(924)는 입력 이미지의 하나의 라인을 저장하는데 사용될 수 있다. 입력 이미지는 PPU 유닛(232)에 의해 래스터 순서로 수신될 수 있다. 또한, 각 픽셀의 컬러 성분들은 입력 데이터 스트림에서 서로 인접하여 나타날 수 있다. 예를 들면, 만일 입력 이미지의 픽셀들이 RGBW 포맷의 것이면, 각 입력 픽셀의 네 가지 컬러 성분들은 입력(920)에 동시에 도달할 수 있다. 그러나, RGBW 픽셀의 서브 픽셀들은 출력 데이터 스트림, 즉, 서브 픽셀 데이터가 처리 컬러 이미지 버퍼(222)에 기록되는 순서에서 서로 인접하여 나타날 수 있다. 그 대신, 특정 입력 픽셀의 서브 픽셀들은 도 11에 도시된 이미지(1120)의 일부 및 디스플레이 장치(1122)의 일부에 예시된 바와 같이 출력 데이터 스트림의 상이한 라인들 상에 나타날 수 있다. 이미지 부분(1120)은 픽셀들 P0, P1 등의 라인의 일부를 포함한다. 또한, 디스플레이 장치 부분(1122)은 디스플레이 픽셀들 P0, P1, P2 의 라인의 일부를 포함한다. 각 디스플레이 픽셀은 R, G, B, 및 W 서브 픽셀들을 포함한다. 도 11의 예로부터 디스플레이 장치(1122)의 R0 및 B0 서브 픽셀들은 제1 라인 상에 나란히 존재하고, G0 및 W0 서브 픽셀들은 제2 라인 상에 나란히 존재함을 알 수 있다. 만일 서브 픽셀들이 처리 컬러 이미지 버퍼(222)에 픽셀 모드에서 래스터 순서로 기록되면, 서브 픽셀들 R0 및 B0 를 기록한 다음 서브 픽셀들 G0 및 W0 을 기록하기 전에 시간 지연이 있을 것이다. 즉, 서브 픽셀 쌍들이 출력 데이터 스트림에서 인접하지 않을 수 있다. 입력 이미지의 하나의 라인을 라인 버퍼(924)에 저장함으로써, 특정 픽셀의 서브 픽셀들은 모두 동시에 기록할 필요가 없다. 즉, 서브 픽셀들은 출력 데이터 스트림에서 인접하지 않는 위치에 배치될 수 있다. 사용자는 특정 컬러 처리 알고리즘에서 원하는 대로 라인 버퍼(924)를 포함하거나 우회하도록 선택 유닛(932)을 설정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, PPU(232)는 플렉시블 CFA 매핑을 제공할 수 있다. 즉, PPU(232)는 서브 픽셀 데이터를 사용자 정의 CFA 포맷으로 출력하도록 구성될 수 있다. 상이한 디스플레이 장치는 상이한 CFA를 채용할 수 있다. 결과적으로, 서브 픽셀들을 각종 상이한 CFA들로 매핑하는 역량을 갖는 것이 바람직할 수 있다. CFA들은 서브 픽셀들을 열 및 행으로 배열한 것으로 보일 수 있다. 상이한 CFA들은 상이한 수의 열 및 행을 가질 수 있다. 서브 픽셀들은 정사각형일 수 있지만, 이것은 중요하지 않다. 서브 픽셀들은 어떠한 원하는 형태의 직사각형, 다각형, 원형 등이라도 될 수 있다. 도 12는 예시적인 여러 CFA 구성을 예시한다. CFA(1220)는 2 x 2 서브 픽셀 매트릭스이다. CFA(1224)는 4 x 4 서브 픽셀 매트릭스이다. CFA(1226)는 2 x 4 서브 픽셀 매트릭스이다. 일 실시예에서, 사용자는 행 및 열의 개수에 비추어 CFA의 치수를 지정하는 파라미터들을 설정 및 상태 레지스터(236)에 기록할 수 있다. 또한, 사용자는 매트릭스 위치에 할당될 컬러 성분을 지정하는 파라미터들을 설정 레지스터(236)에 기록할 수 있다. 예를 들면, 만일 2 x 2 서브 픽셀 매트릭스이면, 그 위치는 행 및 열들(행, 열):(1, 1), (1, 2), (2, 1), 및 (2, 2)으로 규정될 수 있다. 사용자는 R에는 위치(1, 1)가 할당되고, B에는 위치(1, 2)가 할당되고, G에는 위치(2, 1)가 할당되고, 그리고 W에는 위치(2, 2)가 할당되도록 지정할 수 있다. 그 다음, PPU(232)는 지정된 CFA 치수 및 매핑 방식을 이용하여 픽셀 데이터를 디스플레이 장치의 서브 픽셀들로 매핑할 수 있다. 구체적으로, PPU(232)는 서브 픽셀들을 지정된 매핑 및 CFA 크기에 대응하는 매트릭스 위치에 배치하도록 구성될 수 있는 수평 및 수직 서브 픽셀 카운터를 포함할 수 있다.
대안의 실시예에서, 도 3을 다시 참조하면, 디더링 모듈(334)은 서브 픽셀 해상도에서 동작하도록 프로그램되거나 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, PPU(232)는 서브 픽셀 또는 픽셀 모드에서 동작하도록 프로그램되거나 구성될 수 있다. 서브 픽셀 디더링은 픽셀 또는 서브 픽셀 모드에서 CFA 매핑과 함께 사용될 수 있다. 픽셀 모드에서, 입력 이미지의 각 픽셀은 디스플레이 장치의 3 또는 4 개의 서브 픽셀들로 매핑될 수 있다. 서브 픽셀 모드에서, 입력 이미지의 각 픽셀은 디스플레이 장치의 하나의 서브 픽셀로 매핑될 수 있다. 디더링 모듈(334)이 서브 픽셀 해상도에서 동작하도록 구성되면, 특정 컬러 채널의 양자화 오차는 이웃 픽셀들과 동일한 컬러의 서브 픽셀들로 확산된다. 예를 들면, 입력 이미지의 적색 서브 픽셀의 양자화 오차는 이웃하는 디더링된 픽셀들의 적색 서브 픽셀들로 확산된다.
도 13은 어느 이웃 픽셀 또는 서브 픽셀들이 현재 서브 픽셀 "P"의 양자화 오차를 수신해야 하는지를 지정하기 위한 예시적인 맵 또는 템블릿(1320)을 예시한다. 현재 픽셀 또는 서브 픽셀 P는 위치(1322)에 있다. 디스플레이에서 동일 라인 상에 있고 P의 우측에 있는 있음직한 이웃들은 "A"라고 지정된다. 디스플레이에서 P 바로 아래에 있는 다음의 두 하부 라인 상의 있음직한 이웃들은 "B"라고 지정된다. 다음의 두 하부 라인 상에 있지만, P의 열에 앞선 열들에서 있음직한 이웃들은 "C"라고 지정된다. 다음의 두 하부 라인 상에 있지만, P의 열 다음의 열들에서 있음직한 이웃들은 "D"라고 지정된다. 도 6을 참조하면, 도 13의 위치 A0, A1, A2, 및 A3은 도 6의 이웃 픽셀 P(i+1, j)의 위치와 대응한다. 유사하게, 즉, 위치 B0, 및 B1은 이웃 픽셀 P(i, j+1)의 위치와 대응하며, 위치 C00, C10, C20, C01 C11, 및 C21은 이웃 픽셀 P(i-1, j+1)의 위치와 대응하며, 그리고 위치 D00, D10, D20, D01, D11, 및 D21은 이웃 픽셀 P(i+1, j+1)의 위치와 대응한다. 0 또는 00이라는 첨자를 갖는 위치는 픽셀 위치를 지정하는데 사용된다. 0 또는 00가 아닌 첨자를 갖는 위치는 서브 픽셀 위치를 지정하는데 사용된다. 그 사용에 있어, 맵(1320)은 개념상 현재 픽셀 또는 서브 픽셀 P가 위치(1322)와 정렬되도록 CFA 상에 중첩된다. 현재 픽셀 또는 서브 픽셀을 처리한 후, 맵(1320)은 개념상 위치(1322)가 다음의 현재 픽셀 또는 서브 픽셀과 정렬되도록 이동된다.
CFA 매핑의 픽셀 모드에서, 양자화 오차는 인접 픽셀들로 확산될 수 있으며 사용자는 도 13의 맵의 위치들 A0, B0, C00, 및 D00를 지정할 수 있다.
CFA 매핑의 서브 픽셀 모드에서, 양자화 오차는 현재 서브 픽셀과 동일한 컬러를 갖는 인접 서브 픽셀들로 확산될 수 있다. 특정 매핑은 디스플레이 장치(124)의 특정 CFA에 종속될 것이다. 사용자는 특정 CFA에 따라서 상이한 이웃 서브 픽셀 위치를 선택할 것이다. 예를 들면, 사용자는 제1 CFA의 경우 A1을 선택하지만, 제2 CFA의 경우 A2을 선택할 수 있다. 도 14는 CFA 매핑 모드의 서브 픽셀 모드에서 양자화 오차를 서브 픽셀들로 확산하는 위치를 지정하는 일예를 예시한다. 도 14는 서브 픽셀들이 제1 라인 상에서 R, B, G, W의 순서로 나타나고, 이들 서브 픽셀들이 제2 라인 상에서 G, W, R, B의 순서로 나타나는 서브 픽셀들과 수직으로 인접한 예시적인 CFA(1418)를 가정한다. 달리 설명하면, CFA는 다음과 같은 두 가지 형태의 픽셀들, 즉, 제1 픽셀들은 2 x 2 서브 픽셀 매트릭스를 형성하며, 여기서 제1 행은 B 서브 픽셀의 좌측에 있는 R 서브 픽셀을 포함하고, 제2 행은 W 서브 픽셀의 좌측에 있는 G 서브 픽셀을 포함한다. 제2 픽셀들은 2 x 2 서브 픽셀 매트릭스를 형성하며, 여기서 제1 행은 W 서브 픽셀의 좌측에 있는 G 서브 픽셀을 포함하고, 제2 행은 B 서브 픽셀의 좌측에 있는 R 서브 픽셀을 포함한다. 또한, 도 14에는 맵(1420)이 두 번 도시되어 있다. 첫 번째 맵은 서브 픽셀 위치를 지정하는 영문자 표기없이 예시적인 CFA(1418) 상에 중첩된 것으로 도시된다. 두 번째 맵(1420)은 CFA 상에 중첩될 때 그 맵 상의 서브 픽셀 위치와 연관된 서브 픽셀 컬러 값들과 함께 도시된다. 도 14에는 각 서브 픽셀 위치마다 대각선 위에 CFA(1418)와 일치하는 연관된 서브 픽셀 컬러 값이 도시된다. 현재의 서브 픽셀 위치(1322)는 R(적색) 서브 픽셀과 정렬된다. 현재 서브 픽셀 R과 연관된 양자화 오차를 확산하기 위해, 서브 픽셀 위치들 A3, B1, C10, 및 D10이 사용자에 의해 선택될 수 있으며, 이때 각각의 이들 위치는 이웃 적색 서브 픽셀에 대응한다. 설명된 바와 같이, 사용자는 예시적인 CFA(1418)와 다른 CFA에 대해서는 다른 위치를 선택할 수 있다. 맵(1320, 1420)은 다른 CFA들과 함께 사용되어 어느 이웃 픽셀들 또는 서브 픽셀들이 현재 픽셀 또는 서브 픽셀의 양자화 오차를 수신해야 하는지를 지정할 수 있음을 인식할 것이다. 사용자는 적절한 값들을 설정 및 상태 레지스터(236)에 기록함으로써 특정 CFA의 오차 확산을 위해 하나 이상의 서브 픽셀 위치들을 선택할 수 있다. 또한, 사용자는 적절한 값들을 설정 및 상태 레지스터(236)에 기록함으로써 지정된 서브 픽셀들로 확산될 오차의 가중치, 양, 또는 백분율을 지정할 수 있다.
도 15는 예시적인 전기영동 디스플레이(1518)의 일부의 간략화된 단면도를 도시한다. 디스플레이(1518)는 투명성 공통 전극(1520) 및 다수의 서브 픽셀 전극들(1522) 사이에 샌드위치된 전기영동 매체를 포함할 수 있다. 서브 픽셀 전극(1522)은 기판(1524) 상에 존재할 수 있다. 전기영동 매체는 하나 이상 (및 전형적으로, 다수)의 마이크로캡슐(1526)을 포함할 수 있다. 각 마이크로캡슐(1526)은 유동체(1532) 내에 유지되는 양전하 백색 입자(1528) 및 음전하 흑색 입자(1530)를 포함할 수 있다. 대안으로, 백색 입자는 음전하로 대전될 수 있고 흑색 입자는 양전하로 대전될 수 있다. 또한, 입자들이 단지 백색 및 흑색이라는 것은 중요하지 않으며; 다른 컬러도 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 각 서브 픽셀은 하나의 서브 픽셀 전극(1522)과 대응할 수 있으나, 그러나 이것은 필요하거나 중요하지 않다. 각 서브 픽셀은 하나 이상의 마이크로캡슐(1526)과 대응할 수 있다. 예시적인 디스플레이(1518)에서, 각 서브 픽셀의 픽셀은 투명성 공통 전극(1520)과 특정 서브 픽셀과 연관된 마이크로캡슐들(1526) 사이에 배치된 필터를 포함한다. 일 실시예에서, 필터(1534)는 청색 컬러 필터일 수 있고, 필터(1536)는 녹색 컬러 필터일 수 있고, 필터(1538)는 백색 컬러 필터일 수 있으며, 그리고 필터(1540)는 적색 컬러 필터일 수 있다. 백색 필터(1538)는 투명성 구조체일 수 있으며; 대안으로, 백색 필터는 특정 서브 픽셀과 연관된 마이크로캡슐들(1526)과 공통 전극(1520) 사이의 위치에서 제외되거나 존재하지 않을 수 있다. 한가지 대안으로, 투명성 공통 전극(1520)은 서브 픽셀의 픽셀 필터들과 특정 서브 픽셀과 연관된 마이크로캡슐들(1526) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 디스플레이(1518)의 컬러 필터들이 RGBW 컬러 모델과 대응하는 것은 필요하지 않거나 중요하지 않다. 어떠한 원하는 컬러 필터들의 세트라도, 예컨대, RGB, CMY, RGBY, CMYB, 또는 CMYK가 사용될 수 있다.
서브 픽셀의 상태를 변경하기 위해, 공통 전극(1520)은 접지 또는 어떤 다른 적절한 전압에 놓일 수 있고, 적절한 전압이 서브 픽셀 전극(1522)에 걸린다. 결과적으로, 전기장은 그 서브 픽셀과 연관된 마이크로캡슐(들)(1526) 양단에 설정된다. 전기장이 양극이면, 백색 입자(1528)는 공통 전극(1520)을 향해 이동할 수 있으며, 그 결과 디스플레이 픽셀은 백색이 되거나 외관상 더 반사적이게 된다. 한편, 전기장이 음극이면, 흑색 입자(1530)가 공통 전극(1520)을 향해 이동할 수 있으며, 그 결과 디스플레이 픽셀은 더 흑색이 되거나 외관상 덜 반사적이게 된다.
도 15에서, 주변 광의 입사 광선(1542)은 청색 디스플레이 서브 픽셀(1534)과 연관된 마이크로캡슐들(1526) 중 하나 위에 반사된다. 광선(1542)이 청색 컬러 필터(1534)를 통해 입사하는 동안, 입사 광선은 인접 서브 픽셀과 연관된 녹색 컬러 필터(1536)를 통해 출사한다. 그 결과, 반사된 광선(1544)은 청색 및 녹색 컬러 필터(1534 및 1536) 둘 다의 영향을 받는다. 결과적으로, 반사된 광선(1544)은 청녹색으로 나타날 수 있다. 일반적으로, 이것은 바람직하지 않다. 인접 서브 픽셀의 컬러 필터들을 통해 출사하는 산란광의 반사는 바람직하지 않고 부자연스런 출현 방식으로 디스플레이 장치상의 이미지의 컬러 외관을 변경시킬 수 있다. 또한, 이와 같은 측면 산란 문제는 디스플레이 가능한 컬러의 색역(gamut)을 저감시킬 수 있다. 더욱이, 이와 같은 측면 산란 문제는 디스플레이(1518)가 일 측면 또는 다른 측면의 각도에서 볼 때 더 뚜렷하게 나타날 수 있다. 결과적으로, 이러한 측면 산란 문제는 또한 사용가능한 시청 각도를 저감시킬 수 있다.
도 16은 측면 산란 문제에 적합한 한가지 가능한 해결책을 예시한다. 도 16은 예시적인 전기영동 디스플레이(1618)의 일부의 간략화된 단면도를 도시한다. 디스플레이(1518)의 부분들과 동일한 디스플레이(1618)의 부분들은 동일한 참조번호가 부여될 수 있다. 디스플레이(1618)는 청색 컬러 필터(1620), 녹색 컬러 필터(1624), 백색 필터(1626), 및 적색 컬러 필터(1628)를 포함한다. 디스플레이(1618)의 컬러 필터들은 이러한 컬러 필터들이 서브 픽셀과 연관된 마이크로캡슐들(1526)을 완전히 포함하지 않는다는 면에서 디스플레이(1518)의 컬러 필터들과 다르다. 그 대신, 인접한 컬러 필터들 사이에는 간격들(gaps)(1630)이 존재한다. 개구부들(1630)은 정면에서 보듯이 서브 픽셀의 네 측면 모두에 존재할 수 있다. 즉, 어떤 행에서 특정 필터와 어느 한 측에 있는 필터들, 및 그 특정 필터의 상하에 있는 행들의 필터들 사이에는 간격(separation)(1630)이 있을 수 있다. 도 16에서, 주변 광의 입사 광선(1632)은 청색 디스플레이 서브 픽셀과 연관된 마이크로캡슐들(1526)의 하나 위에 반사된다. 광선(1632)이 청색 컬러 필터(1620)를 통해 입사하는 동안, 반사된 광선(1634)은 청색 및 녹색 컬러 필터(1620, 1624)사이의 간격(1630)을 통해 출사한다. 반사된 광선(1544)과 달리, 반사된 광선(1634)은 청색 컬러 필터(1620) 만의 영향을 받는다. 반사된 광선(1634)의 컬러는 그 광선의 컬러가 마이크로캡슐(1526)로 진행하여 통과하는 필터 및 간격(1630)의 투명도의 영향을 받을 것이다. 그러나, 컬러 필터들을 분리하는 간격들(1630)을 사용하면 디스플레이 상에 묘사되는 컬러의 채도를 줄여줄 수 있다.
도 17은 간격들 또는 개구부가 인접 컬러 필터들을 분리하도록 컬러 필터들이 크기를 가질 때 발생할 수 있는 컬러 채도의 저감을 최소화하거나 제거할 수 있는 측면 산란 문제에 대한 대안의 해결책을 예시한다. 도 17은 일 실시예에 따른 예시적인 전기영동 디스플레이(1718)의 일부의 간략화된 단면도를 도시한다. 디스플레이(1518)의 부분들과 동일한 디스플레이(1718)의 부분들은 동일한 참조번호가 부여될 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이(1718)는 녹색 컬러 필터(1720), 백색 컬러 필터(1722), 청색 컬러 필터(1724 및 1726)를 포함한다. 도 17에서, 주변 광의 입사 광선(1742)은 녹색 디스플레이 서브 픽셀과 연관된 마이크로캡슐들(1526) 중 하나 위에 반사된다. 광선(1742)이 녹색 컬러 필터(1720)를 통해 입사하는 동안, 반사된 광선(1734)은 인접 서브 픽셀과 연관된 백색 컬러 필터(1722)를 통해 출사한다. 반사된 광선(1730)의 컬러는 그 광선의 컬러가 마이크로캡슐(1526)로 진행하여 통과하는 필터, 즉, 녹색 필터(1720), 및 백색 컬러 필터(1722)의 투명도의 영향을 받을 것이다. 결과적으로, 반사된 광선(1730)은 바람직하지 않게 인접한 적색 또는 청색 컬러 필터의 영향을 받지 않는다.
도 17은 또한 디스플레이 부분(1718)과 대응하는 CFA(1732)의 정면도를 예시한다. 도 17에 도시된 바와 같이, CFA(1732)는 백색 서브 픽셀들로 둘러싸인 동일 컬러의 네 개의 서브 픽셀 컬러 필터들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, CFA(1732)의 백색 서브 픽셀들은 반사 상태를 변경할 때 보이도록 변조될 수 있다. CFA(1732)의 한가지 장점은 어느 정도의 광을 반사시켜 CFA 내에 백색 픽셀들의 포함으로 인해 채도의 감소를 보상하도록 백색 서브 픽셀들이 조절되거나 변조될 수 있다는 것이다.
일 실시예에서, 컬러 필터들을 갖는 서브 픽셀들은 반복 패턴, 예컨대, 베이어(Bayer) 패턴으로 행 및 열로 배열될 수 있다. 또한, 컬러 필터를 갖는 각 서브 픽셀은 하나 이상의 백색 서브 픽셀들에 수평으로 인접하거나 수직으로 인접할 수 있다(또는 수평으로 인접하고 수직으로 인접할 수 있다). 이와 관련하여, 컬러 서브 픽셀, 예컨대, 녹색 컬러 필터, 및 백색 서브 픽셀, 예컨대, 투명성 컬러 필터는 서로 수평으로 또는 수직으로 인접할 수 있다. 한가지 대안으로, 컬러 서브 픽셀의 컬러 필터는 백색 서브 픽셀과 수평으로 또는 수직으로 접촉하거나 인접할 수 있다. 이 문맥에서, 수직 및 수평은 CFA의 정면도를 나타낸다. 예를 들면, 도 17의 CFA(1732)에 도시된 녹색 서브 픽셀(1720)은 백색 서브 픽셀(1722)에 수평으로 인접한다. 또한, 녹색 서브 픽셀(1720)은 백색 서브 픽셀(1722)에 수직으로 접촉하거나 인접한다.
도 17의 CFA(1732)에 도시된 백색 서브 픽셀(1722)은 컬러 서브 픽셀에 수평으로 또는 수직으로 인접하지 않는다. 그 대신, 백색 서브 픽셀(1722)은 컬러 서브 픽셀에 대각선으로 인접한다. 일 실시예에서, 대각선으로 인접한 서브 픽셀은 백색 서브 픽셀일 필요는 없다. 특히, 비록 도 17에서 백색 서브 픽셀(1722)이 백색 서브 픽셀로서 표시되어 있을지라도, 이 예에서 백색 서브 픽셀은 적색, 녹색, 또는 청색 서브 픽셀일 수 있다. 일 실시예에서, 백색 서브 픽셀(1722)은 녹색 서브 픽셀일 수 있다.
디스플레이(1718) 및 CFA(1732)와 관련하여, 백색 컬러 필터들(1722)이 백색이라는 것은 중요하지 않으며; 이 필터들은 어떠한 원하는 컬러라도 될 수 있으며, 예컨대, 황색일 수 있다. 백색 필터(1722)는 투명성 구조체일 수 있으며; 대안으로, 백색 필터는 특정 서브 픽셀과 연관된 마이크로캡슐들(1526)과 공통 전극(1520) 사이의 위치에서 제외되거나 존재하지 않을 수 있다. 또한, CFA(1732)는 RGBW 컬러 모델과 함께 사용될 수 있지만, 어떠한 원하는 컬러 필터들의 세트라도 원색 컬러 RGB, 예컨대, CMY를 대체할 수 있다.
CFA(1732)의 컬러 및 백색 서브 픽셀들이 동일한 크기 및 형상인 것으로 도시되어 있지만, 이것은 중요하지 않다. 도 18 및 도 23은 CFA(1732)의 대안의 실시예들을 예시한다. 도 18은 백색 서브 픽셀들이 컬러 서브 픽셀들보다 작은 CFA(1820)를 도시한다. 이 예에서, 백색 서브 픽셀들은 컬러 서브 픽셀들의 크기에 절반이고 그 폭에 절반이다. 또한, 도 18은 컬러 서브 픽셀들이 컬러 서브 필셀들의 높이(tall)에 1/4이고 그 폭에 1/4인 CFA(1822)를 도시한다. 도 23은 CFA(2320) 및 CFA(2322)를 예시한다. CFA(2320 및 2322)는 CFA 내 백색 서브 픽셀들이 두 가지 이상의 크기로 제공될 수 있고, 그리고 CFA 내 백색 서브 픽셀들이 수평 및 수직 크기가 다를 수 있음을 도시한다. 또한, CFA 내 백색 서브 픽셀들은 백색이 아닌 서브 픽셀들과 치수가 다를 수 있다.
컬러 프로세서(152)의 크기를 줄이는 것이 바람직할 수 있다. 이것은, 예를 들면, 컬러 프로세서가 집적 회로 또는 다른 하드웨어로 구현되는 경우에 바람직할 수 있다. 하드웨어로 구현된 컬러 프로세서의 크기를 줄이는 것은 컬러 프로세서(152)와 비교하여 로직 게이트의 개수를 줄이는 것과 상응할 수 있다.
컬러 프로세서(152)가 상이한 많은 방식으로 구성될 수 있기 때문에, 컬러 프로세서(152)는 EPD용의 상이한 많은 컬러 처리 알고리즘을 평가하는데 사용될 수 있다. 각종 컬러 처리 알고리즘을 구비한 컬러 프로세서(152)의 실험 테스트에 의하면 컬러 EPD에 적합한 컬러 처리 알고리즘은 컬러 프로세서(152)에서 이용가능한 특정 기능들이 제거될지라도, 또는 특정 기능과 연관된 옵션들 중 일부가 제거될지라도 여전히 구현될 수 있음을 보여준다. 또한, 각종 컬러 처리 알고리즘을 구비한 컬러 프로세서(152)의 실험 테스트에 의하면 컬러 EPD에 적합한 컬러 처리 알고리즘은 컬러 처리 기능들을 수행하는 순서가 제한될지라도 여전히 구현될 수 있음을 보여준다.
도 19는 대안의 일 실시예에 따른 원색 컬러의 합성을 위한 플렉시블 데이터 경로(322)를 구현하는 회로(1920)의 블록도를 예시한다. 회로(1920)는 회로(420)보다 더 작은 수의 로직 게이트들을 이용한다. 일 실시예에서, 회로(1920)는 CSP 유닛(228)에 포함될 수 있다. 일 실시예에서, 회로(1920)는 데이터 스위치(1922), 컬러 보정 모듈(1924), 필터링 모듈(1926), 컬러 선형화 모듈(1928), 디더링 모듈(1930), 및 컬러 채도 조정 모듈(1932)을 포함할 수 있다. 데이터 스위치(1922)는 이미지 데이터를 수신하는 입력(1934) 및 이미지 데이터를 출력하는 출력(1936)을 포함한다. 데이터 스위치(1922)는 멀티플렉서(M7 내지 M11)를 포함하며, 각 멀티플렉서는 선택 입력(도시되지 않음)을 포함한다. 데이터 스위치(1922)는 선택 입력을 이용하여 컬러 처리 알고리즘에 어떤 특정한 처리 모듈을 포함하거나 배제하도록 프로그램되거나 구성될 수 있다. 어떤 특정한 처리 모듈을 배제하는 역량의 한가지 장점은 각 처리 모듈이 다른 처리 모듈들의 영향을 받지 않고 별개의 분석을 수행하도록 한다는 것이다. 그러나, 도 20에 도시된 바와 같이, 처리 모듈들의 사용 순서는 제한된다. CSP 유닛의 크기를 줄이기 위해, 회로(1920)의 입력 컬러 깊이는 (8:8:8)라기 보다 (5:6:5)로 설정된다. 일 실시예에서, 회로(1920)의 입력 컬러 깊이는 RGB(5:6:5)이다. 또한, 회로(1920)는 출력으로서 4:4:4 포맷의 12 비트 픽셀 데이터를 제공하는 것으로 제한된다.
고유 해상도의 이미지 데이터만을 동작하는 컬러 처리 알고리즘은 전력 및 처리 시간을 낭비할 수 있다. 한편, 전기 광학 디스플레이 장치의 픽셀당 비트 해상도에서 디지털 이미지를 전처리하는 컬러 처리 알고리즘을 사용하면 묘사된 이미지가 차선의 외관을 갖게 하는 결과를 가져올 수 있다. 본 발명자는 묘사된 이미지의 외관이 차선보다 더 낮을 수 있는 한가지 이유는 전기 광학 디스플레이보다 더 높은 정도의 정밀도로 컬러 처리 알고리즘을 수행하게 되면 이용가능한 디스플레이 상태 또는 컬러들의 선택을 개선하는 묘사 결과를 가져올 수 있다고 인식하였다. 예를 들면, 본 발명자의 실험에 의하면, 5:6:5 픽셀 데이터에 대해 컬러 처리 알고리즘이 동작을 수행했을 때가 4:4:4 픽셀 데이터에 대해 동일한 동작을 수행했을 때보다 묘사된 이미지의 더 나은 컬러 외관을 보였다. 한편, 묘사된 이미지의 컬러 외관은 8:8:8 픽셀 데이터에 대해 컬러 처리 알고리즘이 동작을 수행했을 때가 5:6:5 해상도의 픽셀 데이터를 이용하여 동일한 동작을 수행했을 때와 비교하여 추가 개선을 보이지 못했다. 또한, 아래에서 더 설명되는 바와 같이, 컬러 처리 알고리즘은 두 가지 이상의 동작을 포함할 수 있으며 다른 픽셀 해상도에서 그들 동작 중 소정 동작을 수행하는 것이 바람직할 수 있다.
도 20은 일 실시예에 따른 도 19의 회로의 대안의 표현을 포함하는 컬러 프로세서의 간략화된 블록도이다. 데이터 스위치(1922)(도 20에는 도시되지 않음)는 처리 모듈(1924, 1926, 1928, 1930, 및 1932) 중 어떤 모듈이 컬러 처리 알고리즘에 포함되거나 또는 배제될 수 있도록 프로그램되거나 구성될 수 있다. 도 20은 도시된 처리 모듈들의 사용 순서는 대체로 일정하지만, 예외적으로 컬러 선형화 모듈(1928)은 디더링 모듈(1930)에 선행하거나 또는 컬러 채도 조정 모듈(1932)에 뒤이어 호출될 수 있음을 예시한다. 도 20에 도시된 바와 같이, 만일 모듈들이 모두 사용된다면, 먼저 컬러 보정 모듈(1924)만 사용될 수 있고, 두 번째로 필터링 모듈(1926)만 사용될 수 있다. 컬러 선형화 모듈(1928)은 필터링 모듈(1926) 후에 사용될 수 있다. 만일 컬러 선형화 모듈(1928)이 필터링 후에 사용되면, 네 번째로 디더링 모듈(1930)만이 사용될 수 있다. 그렇지 않고, 세 번째로 디더링 모듈(1930)만이 사용될 수 있다. 채도 조정 모듈(1932)은 디더링 모듈(1930) 이후에만 이용될 수 있다. 채도 조정 모듈(1932)은 컬러 선형화 모듈(1928)이 필터링 모듈(1926)에 뒤이어 사용되면 마지막으로 단독으로 사용될 수 있다. 만일 컬러 선형화 모듈(1928)이 필터링 모듈(1926)에 뒤이어 사용되지 않는다면, 컬러 선형화 모듈(1928)이 마지막으로 사용된다.
CSP 회로(1920)는 컬러 EPD용의 각종 컬러 처리 알고리즘을 이용한 실험 테스트 결과를 반영한다. 테스트 결과에 의하면 컬러 보정이 필요한 경우, 이에 대한 프로세스를 먼저 수행하는 것이 유리하다고 나타냈다. 또한, 컬러 보정 모듈(1924)에 RGB-YCrCb 변환을 포함하는 것은 중요하지 않다고 판단하였다. 따라서, 컬러 보정 모듈(1924)은 이와 같은 컬러 공간 변환 기능을 포함하지 않는다. 일 실시예에서, 컬러 보정 모듈(1924)은 다음의 수학식을 수행한다.
Figure 112011037953946-pat00017
또한, 컬러 보정 모듈(1924)은 커널 계수 및 RGB 오프셋 값들의 하나 이상의 기설정된 세트들을 포함한다. 컬러 보정 변수들의 개개의 값들을 선택하는 대신, 사용자는 기설정된 설정치를 선택할 수 있다. 기설정된 설정치들의 예는 (a) 약한 컬러 인핸스(enhance); (b) 컬러 인핸스; (c) 강력한 컬러 인핸스; (d) 그레이 스케일; (e) 연한 온백색(white warm); (f) 연한 빛; 및 (g) 연한 광원(illuminant)을 포함한다. 대안으로, 사용자는 컬러 보정 변수들의 개개의 값들을 선택하도록 선택할 수 있다. 사용자는 적절한 값들을 설정 및 상태 레지스터(236)에 기록함으로써 기설정된 설정치 또는 사용자 설정치를 선택할 수 있다.
테스트 결과에 의하면, 종종 컬러 처리 알고리즘에 어떤 형태의 필터링 동작을 포함하는 것이 바람직하다고 나타냈다. 또한, 테스트 결과에 의하면 컬러 보정 후 그리고 컬러 선형화 전에 필터링을 수행하면 좋은 결과를 낳는다고 나타냈다. 필터링 모듈(1926)은 5:6:5 픽셀 데이터를 처리할 수 있는 크기를 갖는다. 필터링 모듈(1926)은 하나 이상의 기설정된 필터 계수들의 세트들을 포함한다. 필터 계수들의 개개의 값들을 선택하는 대신, 사용자는 기설정된 설정치를 선택할 수 있다. 기설정된 설정치의 예는 다섯 가지 선명도에 부가하여, (a) 블러링(blur); (b) 에지 검출; (c) 스케치; (d) 세피어(sepia); (e) 에지 인핸스; (f) 임보스(emboss); (g) 그레이 스케일; 및 (h) 범프(bump) 매핑을 포함한다. 대안으로, 사용자는 필터 계수들의 개개의 값들을 선택하도록 선택할 수 있다. 사용자는 적절한 값들을 설정 및 상태 레지스터(236)에 기록함으로써 기설정된 설정치 또는 사용자 설정치를 선택할 수 있다.
컬러 선형화와 관련되는 테스트 결과에 의하면 컬러 선형화는 일반적으로 필요하다고 언급했다. 일 실시예에서, 컬러 선형화 모듈(1928)은 컬러 선형화 모듈(328)과 동일할 수 있다.
테스트 결과는 디더링이 중요한 전처리 기능이라고 밝혔다. 디더링 알고리즘의 정확도에 미치는 CSP 기능의 영향을 줄여주기 위해, 디더링 모듈(1930)은 컬러 보정 및 이미지 선명화 기능 후에 수행되도록 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 디더링 모듈(1930)은 디더링 모듈(334)과 동일할 수 있다.
백색 서브 픽셀들을 포함하는 CFA들은 백색 서브 픽셀들을 제외한 CFA들과 비교하여 컬러 채도를 감소시켰다. 테스트 결과, 컬러 채도 조정이 많은 컬러 처리 알고리즘, 특히, 백색 서브 픽셀들을 포함하는 CFA들을 갖는 디스플레이용의 그들 컬러 처리 알고리즘에 포함되는 중요한 기능인 것으로 확인하였다. 테스트 결과에 의하면 디더링 동작을 수행한 후에 컬러 채도 조정을 수행하면 시각적으로 만족스러운 결과를 낳을 수 있다는 것을 나타냈다. 컬러 채도 조정 모듈(1932)은 다음의 수학식을 수행한다.
Figure 112011037953946-pat00018
여기서
Figure 112011037953946-pat00019
R'G'B'를 결정하는 컬러 채도 조정 모듈(1932)의 부분은 단지 3개의 곱셈기와 6개의 가산기를 이용한다. Y를 결정하는 컬러 채도 조정 모듈(85)의 부분은 단지 2개의 가산기를 이용한다. 결과적으로, 컬러 채도 조정 모듈(1932)은 컬러 채도 조정 모듈(330)보다 더 작고 더 효율적이다.
테스트 결과에 의하면 루마 스케일링 모듈(332)은 CSP 회로(1920)의 유연성을 상당히 줄이지 않으면서 제거될 수 있음을 나타냈다.
회로(1920)는 16 비트 픽셀 데이터(5:6:5)를 수용한다. 입력 이미지의 비트 깊이는 각 서브 픽셀의 최하위 비트들을 절단(truncating)함으로써 16 비트로 줄일 수 있다. 대안으로, 입력 픽셀들은 바닥(floor) 함수를 라운딩하거나 이용함으로써 자신들의 비트 깊이가 줄어들 수 있다. 예를 들면,
Figure 112011037953946-pat00020
여기서 X는 입력 이미지 서브 픽셀의 8비트 데이터 값이고 Y는 줄어든 대응비트 깊이 픽셀의 5비트 값이다.
컬러 EPD용의 각종 컬러 처리 알고리즘을 이용한 실험 테스트에서 각각의 처리 모듈들에 적합한 계산 정밀도를 확인하려 했다. 테스트 결과는 회로(1920)의 컬러 보정 모듈(1924) 및 필터링 모듈(1926)이 16비트 픽셀 깊이(5:6:5)로 이들 각각의 동작을 수행할 수 있음을 나타냈다. 또한, 테스트 결과는 컬러 선형화 모듈(1928)이 입력으로서 16비트(5:6:5) 픽셀 데이터를 그리고 출력으로서 18비트(6:6:6) 픽셀 데이터를 수용할 수 있고, 또는 대안으로, 컬러 선형화 모듈(1928)은 입력으로서 12비트(4:4:4)를 그리고 출력으로서 12비트(4:4:4)를 수용할 수 있다고 시사했다. 이 두 경우를 다루기 위해, 컬러 선형화 LUT들은 픽셀당 6비트를 수용하는 크기를 갖는다. 또한, 테스트 결과에 의하면 디더링 모듈(1930)은 입력으로서 18비트(6:6:6) 픽셀 데이터(또는 16비트(5:6:5) 픽셀 데이터)를 그리고 출력으로서 12비트(4:4:4) 픽셀 데이터를 수용할 수 있다. 부가적으로, 테스트 결과에 의하면 컬러 채도 조정 모듈(1932)은 입력 및 출력으로서 12비트(4:4:4) 픽셀 데이터를 수용할 수 있음을 나타냈다. 컬러 채도 조정 모듈(1932)은 서브 픽셀당 4비트로 그 계산을 수행할 수 있다.
도 21은 대안의 실시예에 따른 WSG 유닛(2120)의 블록도를 예시한다. WSG 유닛(2120)은 WSG 유닛(818)보다 더 적은 개수의 로직 게이트들을 이용한다. 또한, WSG 유닛(2120)은 지연 FIFO들을 필요로 하지 않는데 그 이유는 S에 대한 지연이 일정하고 그 지연이 채도 조정 모듈(1932)에 대하여 제로이기 때문이다. 또한, WSP의 지연은 1 또는 2이다. 지연 FIFO들을 필요로 하는 대신, 플립 플롭 지연(도시되지 않음)이 이용될 수 있다. WSG 유닛(2120)은 컬러 EPD용의 각종 컬러 처리 알고리즘을 이용한 실험 테스트 결과를 반영한다. WSG 유닛(2120)은 폭이 16비트일 수 있는 LUT 메모리(2122)를 포함한다.
LUT(2122)는 두 가지 이상의 구성을 구현하는데 사용될 수 있다. 도 22는 LUT(2122)가 사용될 수 있는 세 가지 가능한 구성을 예시한다. 제1 구성(2220)에서, LUT(2122)의 비트 0-7은 채도 인자 S의 값들을 저장하는데 사용될 수 있으며, 비트 8-11은 네 번째 픽셀 "WSP"의 값들을 저장하는데 사용될 수 있다. 제2 구성(2222)에서, LUT(2122)의 비트 0-3은 R 값들을 저장하는데 사용될 수 있으며, 비트 4-7은 G 값들을 저장하는데 사용될 수 있으며, 비트 8-11은 B 값들을 저장하는데 사용될 수 있으며, 비트 12-15는 네 번째 픽셀 WSP의 값들을 저장하는데 사용될 수 있다. 제3 구성(2224)에서, LUT(2122)의 비트 0-3은 C 값들을 저장하는데 사용될 수 있으며, 비트 4-7은 M 값들을 저장하는데 사용될 수 있으며, 비트 8-11은 Y 값들을 저장하는데 사용될 수 있으며, 비트 12-15은 네 번째 픽셀 WSP의 값들을 저장하는데 사용될 수 있다. 따라서, 출력(2128)은 8비트 S 값, 4:4:4:4 RGBW 픽셀의 R 및 G 값들, 또는 4:4:4:4 CMYW 픽셀의 C 및 M 값들을 출력할 수 있다. 또한, 출력(2130)은 RGB 값들과 조합될 수 있는 4비트의 네 번째 픽셀 값들을 출력할 수 있다. 대안으로, 출력(2130)은 CMYW 픽셀의 Y 및 W 값들을 출력할 수 있다. 제2 구성(2222) 및 제3 구성(2224)은 WSG 유닛(2120)이 입력 및 출력 픽셀 값들의 일대일 매핑을 가능하게 한다는 것을 보여준다. 사용자는 LUT(2122)에 원하는 값들을 저장할 수 있다.
따라서, 본 명세서에서 개시된 개념들은 현재 및 미래에 개발되는 컬러 EPD용의 컬러 처리 알고리즘을 유연한 방식으로 개발하고 변형하는데 사용될 수 있다. 많은 경우에, 특정 EPD용으로 가장 바람직한 컬러 처리 알고리즘은 주변 광 상태와 묘사되는 이미지의 형태에 따라 다를 것이다. 특정 EPD용에 적합한 컬러 처리 알고리즘을 결정하는 것은 많은 변수를 포함하는 복잡한 과정이다. 만일 EPD가 밝은 광에서 보일 것이라고 가정하면, 루마 및 채도는 EPD가 상대적으로 어두운 광으로 보일 것이라고 가정한 경우보다 더 적은 상향 조정을 요구할 것이다. 유사하게, 루마 및 채도 조정을 다르게 하면 사람의 얼굴 또는 자연 경치의 컬러 사진에서 원하는 것들과 비교하여 흑색 및 백색 텍스트를 시청하기에 적합한 것으로 간주될 수 있다.
일 실시예에서, 제1, 제2, 제3, 및 제4 컬러 처리 알고리즘을 프로그래밍하거나 구성하는 파라미터들은 시스템 메모리(130) 또는 디스플레이 제어기 메모리(150)에 저장될 수 있다. 예를 들면, 제1 컬러 처리 알고리즘은 밝고 자연스런 주변 광 상태, 예컨대, 햇빛에서 텍스트 이미지를 묘사하는 특정 EPD를 시청하기에 최적인 것으로 판단될 수 있다. 제2 컬러 처리 알고리즘은 밝고 자연스런 주변 광 상태에서 사람 얼굴의 사진 이미지를 묘사하는 특정 EPD를 시청하기에 최적인 것으로 판단될 수 있다. 제3 컬러 처리 알고리즘은 낮고 인위적인 주변 광 상태, 예컨대, 어두운 방안의 텅스텐 광원에서 텍스트 이미지를 묘사하는 특정 EPD를 시청하기에 최적인 것으로 판단될 수 있다. 제3 컬러 처리 알고리즘은 제1 컬러 처리 알고리즘과 비교하여 루마 및 채도를 상승시킬 수 있다. 제4 컬러 처리 알고리즘은 낮고 인위적인 주변 광 조건에서 사람 얼굴의 사진 이미지를 묘사하는 특정 EPD를 시청하기에 최적인 것으로 판단될 수 있다. 제4 컬러 처리 알고리즘은 제3 컬러 처리 알고리즘과 비교하여 루마 및 채도를 상승시킬 수 있으며 텅스텐 광원에 의해 야기된 컬러 왜곡을 보정하도록 컬러를 추가로 조정할 수 있다.
둘 이상의 컬러 처리 알고리즘을 메모리에 저장하면 시청 조건, 이미지 형태, 및 디스플레이 형태에 가장 적합한 컬러 처리 알고리즘이 선택되고 사용가능하게 된다. 현재의 시청 조건은 디스플레이 시스템의 최종 사용자에 의해, 또는 이미지 센서(118)를 이용함으로써 자동으로 명백히 결정될 수 있다. 최종 사용자는 메뉴로부터 둘 이상의 기설정된 옵션 중 하나, 예컨대, 햇빛, 흐린 실외 광, 밝은 실내 광, 밝은 실내 광, 텅스텐 광, 형광성 광 등을 선택함으로써 현재의 시청 조건을 선택할 수 있다. 이미지 센서(118)는 주변 광 레벨과 주변 광원의 스펙트럼 성분을 결정할 수 있다.
유사하게, 이미지 형태는 디스플레이 시스템의 최종 사용자에 의하거나, 또는 자동으로 명백히 결정될 수 있다. 최종 사용자는 메뉴로부터 2개 이상의 기설정된 옵션 중 하나, 예컨대, 흑색 및 백색 텍스트를 선택함으로써 현재의 시청 조건을 선택할 수 있으며, 흑색 및 백색 텍스트는 높게 채도된 다섯 가지 컬러, 사람 얼굴의 컬러 사진, 경치의 컬러 사진, 만화 등보다 적게 포함한다. 이미지 형태의 결정은 이미지 형태를 갖는 이미지 파일을 사전에 코딩하거나, 또는 하나 이상의 알려진 자동 이미지 분석 기술을 이용함으로써 자동으로 수행될 수 있다. 자동 이미지 분석 기술의 일예로서, 소프트웨어 또는 하드웨어는 이미지의 컬러 히스토그램을 작성하는데 사용될 수 있다. 이러한 히스토그램을 이용하면, 이미지들은 컬러 내용에 의해 분류될 수 있다. 예를 들면, 텍스트 이미지는 특유의 컬러 내용을 갖는 것으로 인식될 수 있다. 다른 예로서, 얼굴 이미지는 하나 이상의 특유의 컬러 내용을 갖는 것으로 인식될 수 있다. 일단 전술한 결정이 이루어졌다면, 결정된 시청 조건 및 이미지 형태에 가장 적합한 컬러 처리 알고리즘이 메모리로부터 검색되고 디스플레이 시스템을 프로그램하거나 구성하는데 사용될 수 있다. 시청 조건 및 이미지 형태가 변경되면, 디스플레이 시스템은 자동으로 또는 사용자에 의해 명백히 구성되어 더 적합한 알고리즘을 사용할 수 있다.
일 실시예에서, 다수의 컬러 처리 알고리즘을 설정하는 파라미터들은 메모리에 저장될 수 있고, 디스플레이 장치상에 묘사될 이미지는 둘 이상의 이미지를 포함한다. 예를 들면, 묘사될 이미지는 텍스트 이미지 및 컬러 사진을 포함한다. 둘 이상의 컬러 처리 알고리즘을 메모리에 저장하면 서브 이미지의 형태에 적합한 컬러 처리 알고리즘이 선택되고 사용가능하게 된다. 두 개의 이미지 형태가 동시에 묘사될 경우, 각 서브 이미지마다 상이한 컬러 처리 알고리즘이 선택될 수 있다. 각 서브 이미지마다 적합한 컬러 처리 알고리즘은 공지의 자동 이미지 분석 기술을 이용하여 자동으로 선택될 수 있거나, 또는 최종 사용자에 의해 명백히 선택될 수 있다.
일 실시예에서, 컬러 처리 알고리즘에 포함할 동작들의 세트를 선택(또는 선택된 동작들이 수행되거나 파라미터들이 특정 동작들에 사용되는 순서를 선택)하는 것은 주변 광원의 결정된 광학 특성, 결정된 이미지 형태, 및 디스플레이 장치의 형태를 기반으로 할 수 있다. 예를 들면, 특정한 형태의 전기 광학 디스플레이 장치의 이미지 묘사 특성은 컬러 처리 알고리즘을 지정할 때 조명 상태 및 이미지 형태와 함께 고려될 수 있다.
본 명세서에 개시된 개념들은 디스플레이 제어기 및 디스플레이 장치를 구비하는 디스플레이 시스템에 대하여 설명되었지만, 개시된 실시예들은 예시적인 것임을 인식하여야 한다. 개시된 개념들은 반사성(reflective) 및 자기 조명(self-illuminating) 형태를 포함하여 다른 형태의 디스플레이 장치와 함께 사용될 수 있다. 또한, 개시된 개념들은 어떤 응용, 예컨대, 이미지를 인쇄하거나 투사할 때 사용될 수 있으며, 이 경우 디지털 이미지의 컬러 특성을 변형하는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 본 명세서에서 개시된 일부 또는 모든 동작 및 방법들은 하드웨어, 소프트웨어에 의해, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합에 의해 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 본 명세서에서 개시된 일부 또는 모든 동작 및 방법들은 일시적이지 않은(non-transitory) 컴퓨터 판독가능한 매체에 또는 그 매체 상에 저장된 명령어들을 실행함으로써 수행될 수 있다. "컴퓨터 판독가능한 매체"라는 용어는, 다음으로 제한되지 않지만, EPROMs, EEPROMs, ROMs, 플로피 디스크, 하드 디스크, 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리, 및 CD-ROMs 및 DVDs와 같은 광학 매체를 포함할 수 있다. 이러한 명령어들은 어떤 적합한 장치, 예컨대, 호스트(122) 또는 디스플레이 제어기(128)에 의해 실행될 수 있다. 이 명령어들이 실행될 때, 장치는 물리적 기계 동작을 수행한다.
본 명세서에서, "일 실시예" 또는 "하나의 실시예"에 대하여 언급되었다. 이러한 언급은 그러한 실시예와 관련하여 기술된 특정한 특징, 구조, 또는 특성이 청구된 발명의 적어도 일 실시예에 포함됨을 의미한다. 따라서, 여러 곳에 있는 "일 실시예에서" 또는 "하나의 실시예"라는 문구는 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 특정한 특징, 구조, 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 조합될 수 있다.
비록 실시예들이 명료한 이해를 위해 다소 상세하게 설명되었을지라도, 첨부의 특허청구범위의 범주 내에서 특정 변경 및 변형이 실시될 수 있음은 자명할 것이다. 따라서, 설명된 실시예들은 예시적인 것이지 제한하려는 것이 아닌 것으로 고려되어야 하며, 청구된 발명은 본 명세서에 제공된 상세내용으로 제한되지 않아야 하고, 첨부의 특허청구범위의 범주 및 등가물들 내에서 변형될 수 있다. 또한, 전술한 명세서에서 사용된 용어 및 수학식은 설명을 위한 것이지 제한을 위한 것이 아닌 용어로서 사용되며, 그러한 용어 및 수학식의 사용은 도시되고 기술된 특징의 등가물 또는 그 일부를 배제하려는 의도는 아니며, 본 발명의 범주는 다음의 특허청구범위로만 규정되고 제한됨이 인식된다.
몇몇의 다른 실시예들이 다음에 설명된다.
전기 광학 픽셀 또는 서브-픽셀의 반사도 레벨은 100 % 보다 작을 수 있다. 결과적으로, 컬러 이미지가 전기 광학 디스플레이 장치 상에 렌더링될 때, 컬러들은 밝기가 부족한(lack brightness) 경향이 있을 수 있다. 밝기를 증가시키기 위한 한 기술로는 디스플레이 픽셀과 연관된 컬러 필터들에 대한 사이즈를 감소시키는 것을 포함한다. 그러나, 이 기술에서의 한가지 문제점은 색 채도를 감소시키는 경향이 있다는 것이다.
디지털 이미지는 전기 광학 디스플레이 장치가 렌더링할 수 있는 것보다 많은 디스플레이 상태들을 이용하여 정의될 수 있다. 따라서, 전기 광학 디스플레이 장치 상에 디지털 이미지를 렌더링하기 위해서는, 디지털 이미지의 픽셀 당 비트 해상도를 줄이는 것이 필요할 수 있다. 컬러 처리 알고리즘은 이미지가 전기 광학 디스플레이 장치 상에 렌더링되어야 하기 전에 디지털 이미지를 프로-프로세싱(pro-process)할 수 있다. 컬러 처리 알고리즘이 자신의 본래의 또는 최초의 해상도로 디지털 이미지를 처리하면, 이 알고리즘은 이미지가 전기 광학 디스플레이 장치 상에 렌더링될 때는 완전히 식별가능하지(observable) 않을 정밀도(precision)를 제공할 수 있다. 결과적으로, 이미지 데이터에 대하여 그 본래의 해상도로만 동작하는 컬러 처리 알고리즘은 전력과 처리 시간을 낭비하는 것일 수 있다.
한 실시예는 디스플레이 픽셀들의 디스플레이 매트릭스를 가지는 전기 광학 디스플레이 장치에 관한 것이다. 각 디스플레이 픽셀은 2개 이상의 제1 서브-픽셀 및 제2 서브-픽셀을 포함할 수 있다. 각 제1 서브-픽셀은 2개 이상의 디스플레이 상태 및 컬러 필터를 가질 수 있다. 제2 서브-픽셀은 2개 이상의 디스플레이 상태 및 백색 필터(white filter)를 가질 수 있다. 제1 서브-픽셀은 행 및 열이, 반복되는 패턴으로 배열될 수 있으며, 각각의 제1 서브-픽셀은 하나 이상의 제2 서브-픽셀에 가로로 인접하고 세로로 인접할 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이 장치는 전기영동 디스플레이 장치이다.
한 실시예는 전기 광학 디스플레이 장치 상에 디스플레이하기 위한 컬러 이미지를 준비하기 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법은 (a) 데이터 픽셀에 의해 제1 픽셀 해상도로 정의된 컬러 이미지를 수신하는 단계 - 이 제1 픽셀 해상도는 5-비트 적색 성분, 6-비트 녹색 성분, 및 5-비트 청색 성분을 가지는 각각의 데이터 픽셀에 대응함 - ; (b) 컬러 이미지에 대해 제1 픽셀 해상도로 컬러 보정 동작을 수행하는 단계; (c) 컬러 이미지에 대해 제1 픽셀 해상도로 이미지 선명화 동작을 수행하는 단계; (d) 컬러 이미지에 대해 제1 픽셀 해상도로 컬러 선형화 동작을 수행하는 단계; (e) 컬러 이미지에 대해 제1 픽셀 해상도로 이미지 디더링 동작을 수행하는 단계 - 이 이미지 디더링 동작은 제2 픽셀 해상도로 컬러 이미지를 출력하고, 이 제2 픽셀 해상도는 4-비트 적색 성분, 4-비트 녹색 성분, 및 4-비트 청색 성분을 가지는 각 데이터 픽셀에 대응함 - ; 및 (f) 컬러 이미지에 대해 제1 및 제2 픽셀 해상도 중 하나로 채도 조절 동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 동작 (b), (c), (d), (e), 및 (f)는 (b), (c), (d), (e), (f) 순서로 수행된다. 일 실시예에서, 동작 (b), (c), (d), (e), 및 (f)는 (b), (c), (e), (f), (d) 순서로 수행된다.
한 실시예는 디스플레이 제어기에 관한 것이다. 디스플레이 제어기는 데이터 픽셀에 의해 제1 픽셀 해상도로 정의된 컬러 이미지를 수신하는 입력을 가지는 데이터 스위치를 포함할 수 있는데, 제1 픽셀 해상도는 5-비트 적색 성분, 6-비트 녹색 성분, 및 5-비트 청색 성분을 가지는 각 데이터 픽셀에 대응한다. 또한, 디스플레이 제어기는 컬러 이미지에 대하여 제1 픽셀 해상도로 컬러 보정 동작을 수행하는 컬러 보정 모듈, 컬러 이미지에 대하여 제1 픽셀 해상도로 이미지 선명화 동작을 수행하는 이미지 필터링 모듈, 컬러 이미지에 대하여 제1 픽셀 해상도로 컬러 선형화 동작을 수행하는 컬러 선형화 모듈, 컬러 이미지에 대하여 제1 픽셀 해상도로 이미지 디더링 동작을 수행하는 이미지 디더링 모듈 - 이 이미지 디더링 동작은 컬러 이미지를 제2 픽셀 해상도로 출력하고, 이 제2 픽셀 해상도는 4-비트 적색 성분, 4-비트 녹색 성분, 및 4-비트 청색 성분을 가지는 각 데이터 픽셀에 대응함 - , 및 컬러 이미지에 대하여 제1 및 제2 픽셀 해상도 중 하나로 채도 조절 동작을 수행하는 채도 조절 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이 제어기는 동작 (b), (c), (d), (e), 및 (f)를 (b), (c), (d), (e), (f) 순서로 수행한다. 일 실시예에서, 디스플레이 제어기는 동작 (b), (c), (d), (e), 및 (f)를 (b), (c), (e), (f), (d) 순서로 수행한다.
디스플레이 장치 상에서의 컬러 이미지의 외관(appearance)은 컬러 이미지를 렌더링하기 전에 화질을 높임(enhance)으로써 향상될 수 있다. 따라서, 컬러 이미지의 화질을 높이기 위한 기능(capability)이 바람직하다. 또한, 컬러 이미지의 화질을 높이는 것은 채도를 보정하는 것을 포함할 수 있다. 따라서, 컬러 이미지의 채도를 보정하기 위한 효율적인 방법이 바람직하다.
한 실시예는 컬러 이미지의 화질을 높이기 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법은 동작 그룹으로부터 동작 세트를 선택하는 단계, 이 선택된 동작 세트를 수행하기 위한 순서를 특정하는 단계, 컬러 이미지를 수신하는 단계, 및 프로세서를 이용하여 그 컬러 이미지에 대하여 특정된 순서로 선택된 동작 세트를 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 동작 그룹은 컬러 보정 동작, 이미지 필터링 동작, 컬러 선형화 동작, 채도 조절 동작, 루마 스케일링 동작, 및 이미지 디더링 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 방법은 주변 광원의 광학적 특성을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 동작 세트를 선택하는 단계는 이 결정된 광학적 특성에 적어도 일부 기초할 수 있다. 일 실시예에서, 주변 광원의 광학적 특성을 결정하는 단계는 주변 광원의 광학적 특성을 이미지 센서로 감지하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 방법은 주변 광원의 광학적 특성을 결정하는 단계, 및 결정된 광학적 특성으로부터 적어도 일부 기초하여 선택된 동작 중 하나에 의해 이용될 파라미터를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 방법은 컬러 이미지의 이미지 타입을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 동작 세트를 선택하는 단계는 이 결정된 이미지 타입에 적어도 일부 기초할 수 있다. 일 실시예에서, 방법은 컬러 이미지의 2개 이상의 이미지 타입을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 동작 세트를 선택하는 단계는 제1 이미지 타입에 대한 제1 동작 세트 및 제2 이미지 타입에 대한 제2 동작 세트를 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 동작 세트를 선택하는 단계는 결정된 제1 및 제2 이미지 타입에 적어도 일부 기초할 수 있다.
일 실시예에서, 방법은 프로세서가 선택된 동작 세트 중 적어도 제1 동작을 선택된 동작 세트 중 적어도 제2 동작과 병렬로 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 선택된 동작 세트의 각 동작과 연관된 지연이 결정될 수 있고, 빠른 동작의 결과는 이 빠른 동작의 지연이 느린 동작의 지연과 일치하도록 지연될 수 있다.
컬러 이미지는 2개 이상의 데이터 픽셀에 의해 정의될 수 있는데, 각 데이터 픽셀은 적색, 녹색, 및 청색 컬러 성분을 가진다. 일 실시예에서, 채도 조절 동작을 수행하는 단계는 컬러 이미지의 제1 데이터 픽셀을 수신하는 단계, 제1 데이터 픽셀에 대한 루마 성분을 계산하는 단계, 및 제1 데이터 픽셀의 적색, 녹색, 및 청색 컬러 성분으로부터 루마 성분을 감산함으로써 제1, 제2, 및 제3 차분(differences)을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 채도 조절 동작을 수행하는 단계는 제1, 제2, 및 제3 차분을 제1, 제2, 및 제3 조절 인자(factors)로 각각 곱함으로써 제1, 제2, 및 제3 프로덕트(products)를 결정하는 단계, 및 제1, 제2, 및 제3 프로덕트를 루마 성분에 더함으로써 채도-조절된 적색, 녹색, 및 청색 컬러 성분을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
한 실시예는 컬러 이미지의 이미지 채도를 보정하기 위한 방법에 관한 것이다. 컬러 이미지는 2개 이상의 데이터 픽셀에 의해 정의될 수 있는데, 각 데이터 픽셀은 적색, 녹색, 및 청색 컬러 성분을 가진다. 일 실시예에서, 방법은 이미지의 제1 데이터 픽셀을 수신하는 단계, 프로세서를 이용하여 제1 데이터 픽셀의 루마 성분을 계산하는 단계, 및 제1 데이터 픽셀의 적색, 녹색, 및 청색 컬러 성분으로부터 루마 성분을 감산함으로써, 제1, 제2, 및 제3 차분을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 방법은 제1, 제2, 및 제3 차분을 제1, 제2, 및 제3 조절 인자로 각각 곱함으로써 제1, 제2, 및 제3 프로덕트를 결정하는 단계, 및 제1, 제2, 및 제3 프로덕트를 루마 성분에 더함으로써 채도-조절된 적색, 녹색, 및 청색 컬러 성분을 결정하는 단계를 포함할 수 있다
일 실시예에서, 컬러 이미지의 이미지 채도를 보정하기 위한 방법에서는 제1, 제2, 및 제3 조절 인자가 상수와 동일한 것을 포함할 수 있다. 또한, 컬러 이미지의 이미지 채도를 보정하기 위한 방법에서는 제1, 제2, 및 제3 조절 인자가 각각 제1, 제2, 및 제3 상수와 동일한 것을 포함할 수 있다. 더욱이, 컬러 이미지의 이미지 채도를 보정하기 위한 방법에서는 제1, 제2, 및 제3 조절 인자가 제1 데이터 픽셀의 적색, 녹색, 및 청색 컬러 성분들의 펑션(function)인 것을 포함할 수 있다.
한 실시예는 컬러 이미지의 화질을 높이기 위한 프로세서에 관한 것이다. 이 프로세서는 컬러 이미지를 수신하는 인터페이스 및 컬러 처리 유닛을 포함할 수 있다. 컬러 처리 유닛은 동작 그룹으로부터 동작 세트를 선택하고, 이 선택된 동작 세트를 수행하기 위한 순서를 특정하고, 그 컬러 이미지에 대하여 특정된 순서로 선택된 동작 세트를 수행할 수 있다. 동작 그룹은 컬러 보정 동작, 이미지 필터링 동작, 컬러 선형화 동작, 채도 조절 동작, 루마 스케일링 동작, 및 이미지 디더링 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 컬러 처리 유닛은 주변 광원의 광학적 특성에 대한 결정을 수신하고, 이 결정된 광학적 특성에 적어도 일부 기초하여 동작 세트를 선택할 수 있다. 일 실시예에서, 컬러 처리 유닛은 이미지 센서로부터 주변 광원의 광학적 특성에 대한 결정을 수신할 수 있다. 일 실시예에서, 컬러 처리 유닛은 주변 광원의 광학적 특성에 대한 결정을 수신하고, 이 결정된 광학적 특성으로부터 적어도 일부 기초하여 선택된 동작 중 하나를 수행하는 데에 이용될 파라미터를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 컬러 처리 유닛은 컬러 이미지의 이미지 타입을 결정할 수 있는데, 동작 세트는 이 결정된 이미지 타입에 적어도 일부 기초하여 선택된다. 일 실시예에서, 컬러 처리 유닛은 컬러 이미지의 2개 이상의 이미지 타입을 결정하고, 제1 이미지 타입에 대한 제1 동작 세트 및 제2 이미지 타입에 대한 제2 동작 세트를 선택할 수 있는데, 이 제1 및 제2 동작 세트를 선택하는 것은 결정된 제1 및 제2 이미지 타입에 적어도 일부 기초한다.
일 실시예에서, 컬러 처리 유닛은 선택된 동작 세트 중 적어도 제1 동작을 선택된 동작 세트 중 적어도 제2 동작과 병렬로 수행할 수 있다. 또한, 컬러 처리 유닛은 선택된 동작 세트의 각 동작과 연관된 지연을 결정할 수 있고, 빠른 동작의 결과를 이 빠른 동작의 지연이 느린 동작의 지연과 일치하도록 지연시킬 수 있다.
컬러 이미지는 2개 이상의 데이터 픽셀에 의해 정의될 수 있는데, 각 데이터 픽셀은 적색, 녹색, 및 청색 컬러 성분을 가진다. 일 실시예에서, 컬러 처리 유닛에 의한 채도 조절 동작의 수행은 컬러 이미지의 제1 데이터 픽셀을 수신하는 단계, 제1 데이터 픽셀의 루마 성분을 계산하는 단계, 및 제1 데이터 픽셀의 적색, 녹색, 및 청색 컬러 성분으로부터 루마 성분을 감산함으로써, 제1, 제2, 및 제3 차분을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 제1, 제2, 및 제3 차분을 제1, 제2, 및 제3 조절 인자로 각각 곱함으로써 제1, 제2, 및 제3 프로덕트가 결정될 수 있다. 또한, 제1, 제2, 및 제3 프로덕트를 루마 성분에 더함으로써 채도-조절된 적색, 녹색, 및 청색 컬러 성분이 결정될 수 있다.

Claims (19)

  1. 둘 이상의 데이터 픽셀들로 규정된 컬러 이미지를 수신하는 단계 - 각각의 데이터 픽셀은 적어도 제1 및 제2 컬러 성분들을 가짐 -; 및
    상기 컬러 이미지를 둘 이상의 디스플레이 픽셀들을 갖는 디스플레이 장치로 매핑하는 단계 - 각각의 디스플레이 픽셀은 둘 이상의 서브 픽셀들(sub-pixels)을 가짐 -
    를 포함하고,
    상기 매핑하는 단계는,
    제1 데이터 픽셀의 제1 컬러 성분을 제1 디스플레이 픽셀의 제1 서브 픽셀로 매핑하는 단계,
    제2 데이터 픽셀의 제2 컬러 성분을 상기 제1 디스플레이 픽셀의 제2 서브 픽셀로 매핑하는 단계, 및
    상기 제1 및 제2 컬러 성분들을 메모리에 저장하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 둘 이상의 안정한 디스플레이 상태를 갖는 전기 광학 디스플레이 장치인 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 서브 픽셀들의 디스플레이 상태들이 상기 제1 및 제2 컬러 성분들에 대응하는 디스플레이 상태들로 변경되게 하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 컬러 성분들 각각은 연관된 컬러 특성을 가지며, 상기 방법은,
    컬러 필터 어레이 맵(map) 내에서 양자화 오차(quantization error)를 확산시킬 하나 이상의 서브 픽셀 위치를 선택하는 단계;
    상기 제1 컬러 성분의 제1 양자화된 컬러 성분을 결정하는 단계;
    상기 제1 양자화된 컬러 성분과 연관된 제1 양자화 오차를 결정하는 단계; 및
    상기 제1 양자화 오차를 상기 선택된 하나 이상의 서브 픽셀 위치로 확산시키는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 컬러 성분이, 디더링이 가능한 컬러 성분 값들의 특정 범위 내에 있는 값을 갖는지를 판단하는 단계; 및
    상기 제1 컬러 성분의 값이 상기 특정 범위 밖에 있는 경우, 상기 제1 양자화 오차를 상기 선택된 하나 이상의 서브 픽셀 위치로 확산시키는 단계에서 상기 제1 컬러 성분을 배제시키는(excluding) 단계
    를 더 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 컬러 필터 어레이 맵은 백색 서브 픽셀들을 포함하는 방법.
  7. 컬러 서브 픽셀들의 해상도를 저감시키는 방법으로서,
    컬러 필터 어레이 맵 내에서 양자화 오차를 확산시킬 하나 이상의 서브 픽셀 위치를 선택하는 단계;
    둘 이상의 데이터 픽셀들로 규정된 컬러 이미지를 수신하는 단계 - 각각의 데이터 픽셀은 둘 이상의 컬러 성분들을 가지며, 각각의 컬러 성분은 컬러 특성을 가짐 -;
    제1 데이터 픽셀의 각각의 컬러 성분마다 양자화된 컬러 성분을 결정하는 단계;
    각각의 양자화된 컬러 성분과 연관된 양자화 오차를 결정하는 단계; 및
    상기 양자화 오차를 상기 선택된 하나 이상의 서브 픽셀 위치로 확산시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 데이터 픽셀이, 디더링이 가능한 데이터 픽셀 값들의 특정 범위 내에 있는 값을 갖는지를 판단하는 단계; 및
    상기 제1 데이터 픽셀의 값이 상기 특정 범위 밖에 있는 경우, 상기 양자화 오차를 상기 선택된 하나 이상의 서브 픽셀 위치로 확산시키는 단계에서 상기 제1 데이터 픽셀을 배제시키는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  9. 프로세서로서,
    둘 이상의 데이터 픽셀들로 규정된 컬러 이미지를 수신하는 인터페이스 - 각각의 데이터 픽셀은 적어도 제1 및 제2 컬러 성분들을 가짐 -; 및
    상기 컬러 이미지를 둘 이상의 디스플레이 픽셀들을 갖는 디스플레이 장치로 매핑하는 매핑 유닛 - 각각의 디스플레이 픽셀은 둘 이상의 서브 픽셀들을 가짐 -
    을 포함하며,
    상기 매핑하는 것은,
    제1 데이터 픽셀의 제1 컬러 성분을 제1 디스플레이 픽셀의 제1 서브 픽셀로 매핑하는 것, 및
    제2 데이터 픽셀의 제2 컬러 성분을 상기 제1 디스플레이 픽셀의 제2 서브 픽셀로 매핑하는 것
    을 포함하는 프로세서.
  10. 제9항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 둘 이상의 안정한 디스플레이 상태를 갖는 전기 광학 디스플레이 장치인 프로세서.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 및 제2 서브 픽셀들의 디스플레이 상태들이 상기 제1 및 제2 컬러 성분들에 대응하는 디스플레이 상태들로 변경되게 하는 파형들을 제공하는 디스플레이 엔진을 더 포함하는 프로세서.
  12. 제9항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 전기영동(electrophoretic) 디스플레이 장치인 프로세서.
  13. 제12항에 있어서, 상기 프로세서는 디스플레이 제어기인 프로세서.
  14. 제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2 컬러 성분들 각각은 연관된 컬러 특성을 가지며, 상기 프로세서는,
    컬러 필터 어레이 맵 내에서 양자화 오차를 확산시킬 하나 이상의 서브 픽셀 위치의 선택을 수신하고,
    상기 컬러 이미지의 각각의 컬러 성분마다 양자화된 컬러 성분을 결정하고,
    각각의 양자화된 컬러 성분과 연관된 양자화 오차를 결정하며,
    각각의 양자화 오차를 선택된 상기 하나 이상의 서브 픽셀 위치로 확산시키는 컬러 처리 유닛을 더 포함하는 프로세서.
  15. 제14항에 있어서, 상기 컬러 처리 유닛은,
    상기 제1 컬러 성분이, 디더링이 가능한 컬러 성분 값들의 제1 범위 내에 있는 값을 갖는지를 판단하며,
    상기 제1 컬러 성분의 값이 상기 제1 범위 밖에 있는 경우, 상기 각각의 양자화 오차를 상기 선택된 하나 이상의 서브 픽셀 위치로 확산시키는 것에서 상기 제1 컬러 성분을 배제하도록 동작가능한 프로세서.
  16. 제15항에 있어서, 상기 컬러 처리 유닛은,
    상기 제2 컬러 성분이, 디더링이 가능한 컬러 성분 값들의 제2 범위 내에 있는 값을 갖는지를 판단하며,
    상기 제2 컬러 성분의 값이 상기 제2 범위 밖에 있는 경우, 상기 각각의 양자화 오차를 상기 선택된 하나 이상의 서브 픽셀 위치로 확산시키는 것에서 상기 제2 컬러 성분을 배제하도록 동작가능하고,
    상기 제1 범위와 상기 제2 범위는 상이한 것인 프로세서.
  17. 제15항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 전기영동 디스플레이 장치인 프로세서.
  18. 제15항에 있어서, 상기 프로세서는 디스플레이 제어기이며 상기 디스플레이 장치는 전기영동 디스플레이 장치인 프로세서.
  19. 제14항에 있어서, 상기 컬러 필터 어레이 맵은 백색 서브 픽셀들을 포함하는 프로세서.
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