KR101427607B1 - 다원색 변환 - Google Patents

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Abstract

방법은 디스플레이된 휘도 정보에 기여할 수 있는 적어도 2개의 서브-픽셀 그룹들(SG1, SG2)을 갖는 디스플레이 픽셀들(DPI)을 포함하는 디스플레이 디바이스(DD)의 서브-픽셀들(SP)을 구동하기 위한 구동 신호(DS)로 입력 이미지 신호(IS)를 변환한다. 변환은 입력 이미지 신호(IS)를 수신하고 제약(CO)하에서 수행되는 다원색 변환(MPC)을 포함한다. 제약(CO)은 입력 이미지 신호(IS)의 입력 픽셀들(IP)의 대응하는 로컬 입력 휘도들(L1, L2; LD)과 적어도 2개의 서브-픽셀 그룹들(SG1, SG2)과 연관된 로컬 디스플레이 휘도들(DL1, DL2; DLD)을 실질적으로 매칭시키고, 그에 의해 상기 디스플레이 픽셀들(DPI)과 연관된 상기 입력 픽셀들(IP)에 의해 규정된 입력 휘도 패턴(input luminance pattern)에 대응하는 상기 디스플레이 픽셀들(DPI)에 의해 규정된 디스플레이 휘도 패턴(display luminance pattern)을 획득함으로써 결정(CD)된다.
디스플레이 디바이스, 구동 신호, 입력 이미지 신호, 다원색 변환, 입력 휘도 패턴, 디스플레이 휘도 패턴

Description

다원색 변환{MULTI-PRIMARY CONVERSION}
본 발명은 입력 이미지 신호(input image signal)를 디스플레이 디바이스(display device)의 서브-픽셀들을 구동하기 위한 구동 신호로 변환하고, 디스플레이 디바이스의 서브-픽셀들을 구동하기 위한 구동 신호로 입력 이미지 신호를 변환하기 위한 변환 유닛(conversion unit), 및 관련된 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
본 발명은 예를 들어 LCD 디스플레이들과 같은 커다란 매트릭스 디스플레이들과 모바일 폰들에 이용된 모바일 디스플레이들, 개인 휴대 정보단말기들(personal digital assistants), PMP들(personal media players), 디지털 스틸 카메라들 및 디지털 캠코더들에서 유용하다.
작은 RGB 디스플레이의 픽셀 해상도를 증가시키는 것은 간극(aperture)에 있어서 심각한 손실을 야기하여 결과적으로 선명도(brightness)에 심각한 손실을 야기한다. 서브-픽셀 렌더링(sub-pixel rendering)과 함께 디스플레이의 픽셀들의 다원색 서브-픽셀 레이아웃(multi-primary sub-pixel layout)의 구현은 컬러 필터를 통해 보다 큰 서브-픽셀의 사용과 증가된 전송, 및 인지 해상도(perceived resolution)에 심각한 영향 없이 증가된 선명도를 허용한다. 서브-픽셀 렌더링의 다원색 디스플레이와 애플리케이션을 이용함으로써 픽셀 해상도의 감소는 보다 적은 드라이버들을 사용하게 한다.
풀 컬러 재생을 위해, 다원색 디스플레이는 3개보다 많은 표준 원색, 통상적으로 적색 R, 녹색 G, 및 청색 B인 디스플레이이다. 다원색 디스플레이의 예는 픽셀이 R, G, B 및 백색 W 서브-픽셀들을 포함하는 RGBW 디스플레이이다. 이와 같은 RGBW 디스플레이에서, 픽셀을 통과하는 빛의 전송은 W 서브-픽셀을 위해 컬러 필터가 필요하지 않기 때문에 매우 증가된다. 그러나, 색상범위(gamut)는 이러한 W 서브-픽셀이 고선명 포화된 컬러에 대해 활성화되지 않기 때문에 감소된다. 두번째 장점은 서브-픽셀 렌더링을 통해서 증가된 해상도이다.
RGBW 디스플레이들의 알려진 서브-픽셀 구성들의 몇몇 예들은 쿼드 픽셀 구성(quad pixel configuration), 펜타일 구성(pentile configuration) 및 수직 스트라이프 구성(vertical stripe configuration)이다. 기타 기존의 다원색 디스플레이의 예들은 서브-픽셀들 중 하나는 노란색 Y인 RGBY 디스플레이들, 또는 픽셀들이 추가적인 청록색(cyan) C와 노란색 Y 서브-픽셀들을 포함하는 RGBCY 디스플레이들이다.
서브-픽셀 렌더링이 해상도를 증가시키는 기본적인 이유는 각각의 서브-픽셀이 풀 픽셀보다 높은 해상도에서 휘도 정보를 전달할 수 있기 때문이다. 특별한 서브-픽셀 구성을 위한 서브-픽셀 렌더링의 효과는 얼마나 많은 휘도 포인트들이 각각의 픽셀에 할당될 수 있는지, 그리고 이들 휘도 포인트들이 얼마나 강한지에 의해 강하게 영향을 받는다. 세기에 의해 도달할 수 있는 최대 휘도 및 보다 유사한 컬러를 갖는다는 것을 의미한다. RGBW 디스플레이에서, 2개의 휘도 포인트들 W와 RGB는 매우 강하며, W 서브-픽셀들을 포함하는 서브-픽셀의 제 1 그룹과 R, G, 및 B 서브-픽셀을 포함하는 서브-픽셀들의 제 2 그룹 모두는 고농도(high intensity)를 갖는 동일한 백색광을 생성할 수 있다. 더욱이, W 서브-픽셀의 휘도는 매우 높을 수 있다.
서브-픽셀 렌더링을 위한 최신 비디오 체인의 상태는 스케일링 유닛(scaling unit), 프리-필터(pre-filter), 다원색 변환 및 서브-픽셀 맵핑을 포함할 수 있다. 스케일링 유닛은 임의의 해상도를 갖는 RGB 이미지를 수신하고 디스플레이의 휘도 포인트 해상도와 매칭하는 풀 해상도에서 RGB 이미지를 공급한다. 또는 풀 해상도 RGB 이미지에서 RGB 샘플은 디스플레이의 각각의 서브-픽셀에 대해 존재한다. 이미지는 스틸 이미지(still image) 또는 비디오일 수 있고, 합성 및/또는 본래의 정보를 포함할 수 있다. 합성 정보는, 예를 들어, 텍스트 및/또는 그래프와 같은 컴퓨터 생성된 정보일 수 있다. 본래의 정보는, 예를 들어, 사진 또는 필름일 수 있다. 바람직하세는, 입력 이미지는 디스플레이의 휘도 포인트들에 의해 표현될 수 있는 것이 무엇인지에 대응하는 이미지 디테일을 갖는다. 프리-필터들은 가시적인 아티팩트들 없이 서브-픽셀 렌더링에 의해 표현될 수 없는 (채도) 디테일을 제거하기 위해 RGB 풀 해상도 이미지를 필터링한다. 따라서, 디테일은 잃지만, 컬러와 휘도는 유지된다. 다원색 컨버터는 필터된 RGB 신호를 풀 해상도 RGBW 신호로 변환한다. 또는, 보다 일반적으로, 3개의 원색 입력 신호를 디스플레이의 픽셀당 3개보다 많은 서브-픽셀들과 연관된 다원색 신호들로 변환된다. 서브-픽셀 맵퍼는 서브-픽 셀의 로케이션에 대한 서브-픽셀 패턴에 의해 조정된 원색에 따라서 풀 해상도 RGBW 신호로부터 이들을 선택함으로써 서브-픽셀을 위한 구동 값을 생성한다. 그러나, 이러한 기존의 서브-픽셀 렌더링 알고리즘은 텍스트의 읽기 쉬움, 그리고 섬세한 디테일들의 표현 및 데이터그래픽 이미지가 좋지않은 결점을 갖는다.
본 발명의 목적은 텍스트의 읽기 쉬움, 또는 섬세한 디테일들의 표현 또는 데이터그래픽 이미지들의 표현을 향상시키는 것이다.
본 발명의 제 1 양태는 청구항 1에 청구된 바와 같은 변환을 제공한다. 본 발명의 제 2 양태는 청구항 11에 청구된 바와 같은 변환 유닛을 제공한다. 본 발명의 제 3 양태는 청구항 12에 청구된 바와 같은 컴퓨터 프로그램 제품을 제공한다. 유리한 실시예들은 종속항들에 규정된다.
본 발명의 제 1 양태에 따라서 변환은 입력 이미지 신호를 디스플레이 디바이스의 서브-픽셀들을 구동하기 위한 출력 신호로 변환한다. 잘 알려진 바와 같이, 다원색 변환은 M 입력 원색들에 의해 규정된 입력 신호를 N>M 디스플레이 원색에 의해 규정된 출력 신호로 변환한다. M과 N 둘 다 양의 정수들이다. 통상적으로, N 디스플레이 원색들은 다르게 채색된 빛을 전달하는 N 서브-픽셀들과 연관된다. 서브-픽셀들은 빛을 발생하거나 또는 빛을 전송 또는 반사할 수 있다. 디스플레이 디바이스는 디스플레이된 휘도 정보에 실질적으로 기여할 수 있는 적어도 2개의 서브-픽셀 그룹을 갖는 디스플레이 픽셀을 포함한다. RGBW 디스플레이의 예에서, 두 그룹들은 RGB 서브-픽셀들 또는 원색들 및 W 서브-픽셀 또는 원색일 수 있다. 대안으로 두 그룹들은 G 서브-픽셀들 및 W 서브-픽셀들일 수 있다.
다원색 변환은 적어도 2개의 서브-픽셀 그룹들과 연관된 로컬 디스플레이 휘도들이 입력 픽셀들의 대응하는 로컬 입력 휘도들에 실질적으로 대응하는 제약(constraint)하에서 수행된다. 결과는 디스플레이 픽셀들에 의해 규정된 디스플레이 휘도 패턴이 대응하는 입력 픽셀들에 의해 규정된 입력 휘도 패턴과 실질적으로 매치한다는 것이다. 결론적으로, 오리지널 이미지내 휘도 구배들은 되도록 디스플레이상에 재생된다. "되도록(as much as possible)"은 휘도 구배가 출력 이미지에서 이러한 구배를 정확히 재생할 수 있는지 어떤지 입력 이미지에서 실제 구배(휘도 및 색차(chrominance))에 달려있다는 것을 나타낸다. 예를 들어 클리핑(clipping)은 입력 이미지의 입력 픽셀들의 휘도 및 색차에 따라 발생할 수 있다.
주목해야 할 것은 종래 기술의 서브-픽셀 렌더링에서, 다원색 변환은 동일한 휘도 제약과 같은 제약하에서 수행될 수 있지만, 종래 기술의 어느 서브-픽셀 알고리즘들도 휘도 구배 제약을 개시하지 않는다는 것이다.
실시예에서, 제약은 제 1 서브-픽셀 그룹과 적어도 2개의 서브-픽셀 그룹들의 제 2 서브-픽셀 그룹을 포함하는 제 1 디스플레이 영역과 연관된 입력 픽셀들에 대한 제 1 입력 휘도를 계산함으로써 결정된다. 제 2 입력 휘도는 제 1 서브-픽셀 그룹을 포함하고 제 1 디스플레이 영역의 서브-영역인 제 2 디스플레이 영역과 연관된 입력 픽셀들에 대해 계산된다. 제약은 한편으로는 제 1 입력 휘도와 제 2 입력 휘도의 매칭 비율 또는 차이와 다른 한편으로는 제 1 디스플레이 영역에 의해 커버되는 서브 픽셀들의 휘도인 제 1 디스플레이 휘도와 제 2 디스플레이 영역에 의해 커버된 서브-픽셀들의 휘도인 제 2 디스플레이 휘도 사이의 실질적으로 매칭하는 비 또는 차를 획득하기 위해 결정된다.
실시예에서 제 1 디스플레이 영역은 어떠한 원하는 컬러의 재생을 허용하기 위해 모든 타입들의 서브-픽셀들을 커버한다. 따라서, 예를 들어, RGBW 디스플레이에서, 제 1 영역은 R, G, B 및 W 서브-픽셀들을 커버한다. 제 2 디스플레이 영역은 어떠한 원하는 휘도의 재생을 허용하지만 어떠한 원하는 컬러를 허용하지 않는 서브-픽셀(들)을 커버한다. 예를 들어, RGBW 디스플레이에 있어서, 제 2 디스플레이 영역은 W 서브-픽셀 또는 RGB 서브-픽셀, 또는 G 서브-픽셀을 커버한다. 주목해야 할 것은 제 2 디스플레이 영역은 제 1 디스플레이 영역내에 위치한다는 것이다. 이러한 해결책에서, 다원색 디스플레이의 상이한 휘도 포인트는 입력 이미지에서 휘도 구배(luminance gradients) 및 해상도를 재생하기 위해 최적으로 사용된다.
실시예에서, 제 1 입력 휘도는 제 1 필터링 동작과 적어도 제 1 디스플레이 영역을 커버하는 제 1 필터 커널(first filter kernel)을 이용하여 계산된다. 제 1 필터링 동작의 필터 계수들은 제 1 필터 커널에 의해 커버되는 서브-픽셀들의 영역들에 비례한다. 제 2 입력 휘도는 제 2 디스플레이 영역을 커버하는 제 2 필터 커널과 함께 제 2 필터링 동작을 이용함으로써 계산된다. 제 2 필터링 동작의 필터 계수들은 제 2 필터 커널에 의해 커버되는 서브-픽셀들의 영역들에 비례한다. 커버된 서브-픽셀들의 영역들을 알아차리는 이들 필터의 이용은 연관된 디스플레이 영역들을 위한 입력 휘도들의 결정의 정확성을 향상시킨다. 결론적으로, 입력 세기와 디스플레이 세기의 매칭이 향상될 것이다. 대안으로, 필터 커널은 제 1 및 제 2 디스플레이 영역보다 넓은 영역들을 커버할 수 있어 심지어 서로 부분적으로 오버랩된다. 계수들은 커버된 서브-픽셀들의 영역들에 정확히 비례할 필요는 없다.
실시예에서, 제 1 입력 휘도와 제 2 휘도의 계산은 제 1 디스플레이 영역에서 제 2 디스플레이 영역을 뺀 영역을 커버하는 필터 커널과 함께 필터링 동작을 사용한다. 필터링의 필터 계수들은 커버되는 서브-픽셀들의 영역들에 비례한다. 이러한 방식은 단일 필터만이 요구되는 장점을 갖는다.
실시예에서, 제약의 결정은 각각 제 1 입력 휘도와 제 2 입력 휘도의 비 또는 차가 매칭되도록 제 1 디스플레이 휘도와 제 2 디스플레이 휘도간의 비 또는 차를 규정하는 다원색 변환에 식을 더한다. 다원색 변환에 대한 식의 추가는 휘도 구배 제약하에서 다원색 변환을 수행하기 위한 간단한 방법이다.
실시예에서, 변환은 특별한 컬러를 갖는 서브-픽셀들 중 특별한 서브-픽셀을 포함하고 둘러싸는 영역에 의해 커버된 서브-픽셀들과 연관된 로컬 입력 휘도들을 결정하는 서브-픽셀 분산을 더 포함한다. 예를 들어, RGBW 디스플레이에서, 영역은 W 서브-픽셀과 서라운딩 RGB 서브-픽셀들의 부분들을 커버할 수 있다. 이제, 로컬 입력 휘도들은 W 서브-픽셀의 휘도 및 RGB 서브-픽셀들의 커버된 부분들의 휘도들이다. 다원색 변환의 출력 이미지 신호는 각각의 서브-픽셀에 대해 분산된 이미지 신호를 획득하기 위해 영역의 서브-픽셀들에 걸쳐서 분산된다. 분산은 로컬 입력 휘도의 휘도 분산과 가능한 한 매치하는 서브-픽셀들에 걸쳐서 휘도 분산을 획득하기 위해 영역에 의해 커버된 서브-픽셀들과 연관된 로컬 입력 휘도들에 따라서 수행된다. 분산된 이미지 신호는 영역에서 모든 서브-픽셀들을 위한 서브-픽셀당 축적된다. 따라서, 이제 로컬 입력 휘도들은 디스플레이상의 휘도 분산과 입력 이미지내 휘도 분산간의 최적 조화를 획득하기 위해 서브-픽셀들에 걸쳐서 다원색 변환의 출력 값들의 분산과 다원색 변환 모두를 조종한다.
실시예에서, 영역은 제 1 서프-픽셀 그룹과 적어도 2개의 서브-픽셀 그룹들의 제 2 서브-픽셀 그룹을 포함하는 디스플레이 영역이다. 따라서, 서브-픽셀 분산은 다원색 변환의 제약을 결정하기 위해 필요한 것과 동일한 로컬 입력 휘도들을 사용할 수 있다.
실시예에서, 로컬 입력 휘도들의 결정 단계는 영역을 커버링하는 필터 커널과 함께 필터링 동작을 이용함으로써 영역에서 특정 컬러당 전체 휘도를 계산하는 단계를 포함한다. 필터링의 필터 계수들은 특정 컬러를 갖는 서브-픽셀들을 위한 제 1 필터 커널에 의해 커버되는 서브-픽셀들의 영역에 비례한다. 휘도 분산들은 영역에 의해 커버되는 서브-픽셀들의 각각의 서브-픽셀에 대해 결정되고 영역에서 이들 서브-픽셀들의 특정 서브-픽셀의 관련 영역, 및 입력 이미지내 서브-픽셀들의 이러한 특정 서브-픽셀의 로컬 입력 휘도와 전체 휘도를 곱함으로써 특정 컬러를 갖는다.
본 발명의 이들 및 다른 양태들은 이후 본 명세서에서 기술된 실시예들로부터 분명하고 실시예들을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 N 원색들과 관련하여 규정된 입력 이미지 신호를 디스플레이 디바이 스의 M>N 원색들에 대한 출력 신호로 변환하기 위한 컨버터의 블록도를 개략적으로 도시하는 도면.
도 2a와 도 2b는 디스플레이 디바이스상에 선택된 영역들과 제약된 다원색 컨버터를 위한 제약을 규정하기 위해 각각 입력 이미지내 대응하는 영역들의 예를 개략적으로 도시하는 도면.
도 3a 내지 도 3d는 선택된 영역들의 다른 예를 개략적으로 도시하는 도면.
도 4는 제약의 결정 및 제약된 다원색 변환의 실시예의 보다 상세한 블록도를 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 제약의 결정의 다른 실시예의 보다 상세한 블록도를 개략적으로 도시하는 도면.
도 6은 서브-픽셀 분산기의 블록도를 개략적으로 도시하는 도면.
도 7a 내지 도 7c는 RGBW 디스플레이의 그린 서브-픽셀을 위한 출력값의 분산의 예를 개략적으로 도시하는 도면.
주목해야 할 것은 상이한 도면에서 동일한 참조 번호를 갖는 아이템들은 동일한 특징 및 동일한 기능, 또는 동일한 신호를 갖는다는 것이다. 이러한 아이템의 기능 및/또는 구조가 설명되는 곳에서, 보당 상세한 설명에서 이들의 반복된 설명이 필요하지 않다.
도 1은 N 원색들에 관해 규정된 입력 이미지 신호를 M>N 디스플레이 원색들에 대한 출력 신호로 변환하기 위한 컨버터의 블록도를 개략적으로 도시한다. 다음 에서, 이것은 각각의 디스플레이 원색에 대한 픽셀(PI)당 단일 서브 픽셀(SP)을 갖는 디스플레이 디바이스 DI를 위해 설명된다.
컨버터는 입력 픽셀당 N 입력 원색들의 기여를 규정하는 N 값들에 의해 규정되는 입력 이미지 신호(IS)를 수신한다. 통상적으로, 입력 신호는 3개의 원색들 R(레드), G(그린) 및 B(블루)에 관해 규정된 RGB 신호이다. 예를 들어 YUV와 같은 입력 신호의 어떠한 다른 표현은 RGB 신호로 변환될 수 있다. 통상적으로, RGB 원색들은 EBU 원색들이다. 그러나, 기타 원색들의 다른 수 N에 관해서 규정된 어떠한 다른 신호가 또한 처리될 수 있다.
컨버터는 디스플레이 디바이스(DD)의 디스플레이 픽셀들(DPI)의 M 서브-픽셀들(SP)을 구동하기 위해 디스플레이 디바이스(DD)로 M 구동 신호들(DS)을 공급한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 디스플레이 디바이스(DD)는 RGBW 디스플레이와 디스플레이 픽셀(DPI)은 기여된 빛(R, G, B 및 W(화이트))의 컬러에 의해 표시된 M=4 서브-픽셀 SP를 포함한다. 서브-픽셀들 SP의 컬러들은 또한 디스플레이 원색들로서 지칭된다. 디스플레이는 디스플레이 픽셀들(DPI)의 휘도에 중요하게 기여할 수 있는 하나 이상의 서브-픽셀들 SP를 갖는다. 도시된 예에서, 하나의 그룹(SG1)은 W 서브-픽셀을 포함하는 반면에, 다른 그룹(SG2)은 G 서브-픽셀 또한 RGB 서브-픽셀들을 포함한다.
컨버터는 N 입력 원색들에 관하여 규정된 입력 이미지 신호(IS)는 디스플레이 원색들에 관하여 규정된 출력 신호(OS)로 변환하는 다원색 컨버터(MPC)를 포함한다. 서브-픽셀 분산기(SPD)는 처리되고 있는 출력 신호 픽셀의 공간적 서라운딩내 서브-픽셀들 SP로 출력 신호(OS)를 분배(또는 할당)한다. 예를 들어, RGBW 디스플레이를 위해, 3개의 입력 원색들 RGB에 대한 3개의 값들에 의해 규정되는 입력 픽셀들은 4개의 서브-픽셀들(SP)에 대한 구동 값들(DS)로 변환된다. 다원색 컨버터(MPC)는 제약 규정 유닛(constraint defining unit : CD)에 의해 발생되는 제약(CO)을 수신한다. 제약 규정 유닛(constraint defining unit : CD)은 디스플레이(DD)상에 서브-픽셀들을 커버하는 영역들을 규정하는 영역 정보(A1, A2 또는 AD)(도 2 참조)를 이용한다. 제약 규정 유닛(CD)은 서브-픽셀들(SP)에 의해 재생되는 바와 같이 영역들의 휘도들이 가능한 한 입력 이미지(IS)내 대응하는 영역들의 입력 픽셀들의 휘도들에 대응하도록 제약(CO)을 생성하기 위해 이들 영역들을 이용한다. 제약 규정 유닛(CD)의 동작은 도 2와 관련하여 보다 상세히 논의될 것이다.
서브-픽셀 분산(SPD)는 또한 구동값들(DS)과 서브-픽셀들(SP)에 다원색 컨버터(MPC)의 출력 이미지 신호(OS)의 할당을 조정하기 위해 입력 픽셀들의 입력 휘도 분산을 이용할 수 있다. 이러한 조정된 서브-픽셀 분산(SPD)은 도 6 및 도 7을 참조하여 기술된다.
도 2a 및 도 2b는 제약된 다원색 컨버터에 대한 제약을 규정하기 위해 필요한 입력 이미지내 각각의 디스플레이 디바이스상에 선택된 영역들과 대응하는 영역의 예들을 개략적으로 도시한다.
도 2a는 디스플레이 디바이스(DD)의 서브-픽셀 그리드 SPC의 예를 도시하며, 도시된 예에서 이것은 RGBW 디스플레이이다. 동일한 그레이 색조(grey shade)에 의해 표시된 서브-픽셀들(SP)은 동일한 컬러에 대응한다. 영역 A1은 가장 큰 원에 의 해 갇히며 이러한 가장 큰 원안에 서브-픽셀들(또는 서브-픽셀의 일부들)을 커버한다. 영역 A2는 가장 작은 원에 의해 갇히며 이러한 가장 작은 원안에 서브-픽셀들(또는 서브-픽셀들의 일부들)을 커버한다.
영역 또는 영역 A2는 어떠한 원하는 휘도를 얻기 위해 충분한 서브-픽셀들(SP)을 커버하도록 선택된다. 도시된 예에서, 영역 A2는 적어도 RGB 서브-픽셀들의 일부를 커버한다. W 서브-픽셀이 중앙 픽셀로서 선택된다면, 영역 A2는 W 서브-픽셀(의 일부)을 커버하도록 선택될 수 있다. 바람직하게는, 영역 A2는 영역 A2가 디스플레이 픽셀(DPI)의 단일 휘도 포인트에 밀접하게 관련되도록 선택된다. RGBW 디스플레이에서, 2개의 휘도 포인트들이 존재하며, 이 포인트는 고휘도 정보를 전달한다 : W 서브-픽셀 및 RGB 서브-픽셀의 그룹. 대안으로, G 서브-픽셀은 또한 고휘도 포인트일 것으로 또한 고려될 수 있지만, 그러나 이러한 휘도 포인트는 기타 고휘도 포인트의 컬러 화이트로부터 벗어나는 컬러 그린을 갖는다. 실시예에서, 밀접하게 연관되며, 영역 A2는 가능한 단일 고휘도 포인트를 커버하고 가능한 기타 휘도 포인트(들)를 최소한으로 커버한다. 영역 A1은 어떠한 원하는 컬러를 획득하기 위해 모든 타입들의 서브-픽셀들(SP)(또는 적어도 서브-픽셀의 일부들)을 커버한다. 따라서, 영역 A1은 2개의 고휘도 포인트들이 커버되도록 충분한 서브-픽셀들(또는 서브-픽셀들의 일부들)을 커버한다. 바람직하게는, 영역 A1은 2개의 휘도 포인트들의 단일 조합을 커버하기 위해 요구된 서브-픽셀들보다 많이 커버하지 않는다. 영역 A1내 2개의 휘도 포인트들 중 하나는 또한 영역 A2내에 존재한다. 달리 말하자면, 영역 A2는 영역 A1내에 존재한다. 비록 도시된 예에서 2개의 영역들 A1 과 A2가 원형 원주를 갖지만 2개의 영역들 A1, A2의 어떠한 다른 적절한 모양이 선택될 수 있다.
도 2b는 입력 이미지 신호(IS)의 입력 픽셀들의 입력 픽셀 그리드(IPG)를 도시한다. 영역 A2는 출력 서브-픽셀 그리드(SPG)내 영역 A2에 의해 커버된 서브-픽셀 그룹에 대응하는 입력 픽셀에 집중된 입력 픽셀 그리드(IPG)에 존재한다. 영역 A1은 출력 서브-픽셀 그리드(SPG)에서와 같이 입력 픽셀 그리드(IPG)에서 동일한 관계를 갖는다. 휘도 L1은 영역 A1내에서 입력 픽셀들(또는 입력 픽셀들의 커버된 일부들)의 휘도이며, 휘도 L2는 영역 A2에서 입력 픽셀들(또는 입력 픽셀들의 커버된 일부들)의 휘도이다.
영역들 A1과 A2는 출력 서브-픽셀 그리드(SPG)내 영역들 A1과 A2의 서브-픽셀들 SP의 휘도들 DL1, DL2가 각각 가능한 한 입력 픽셀 그리드(IPG)내 영역들 A1과 A2의 휘도들(L1, L2)에 대응하도록 다원색 변환(MPC)을 조정할 수 있도록 선택된다. 대안으로, 2개의 휘도들 L1과 L2를 매칭시키는 대신에, 가장 큰 원과 가장 작은 원 사이의 출력 서브-픽셀 그리드(SPG)내 영역인 영역(A2-A1)의 출력 서브-픽셀 그리드(SPG)내 휘도(DLD)가 입력 픽셀 그리드(IPG)내 대응하는 영역(AD)의 휘도(LD)와 매칭될 수 있다. 영역 A1과 영역 A2는 입력 픽셀 그리드(IPG)가 출력 서브-픽셀 그리드(SPG)에 맞게 스케일링되기 때문에 출력 서브-픽셀 그리드(SPG)와 입력 픽셀 그리드(IPG) 모두에서 동일한 면적을 갖는 것으로 도시된다.
실시예에서, 보다 넓은 영역 A1은 영역 A2에 관련된 휘도 포인트와 다른 휘도 포인트를 생성하기 위해 필요한 이웃하는 서브-픽셀들을 커버하는 차 영역 AD 또는 A2-A1를 획득하기 위해 보다 작은 영역 A2에 관련하여 선택된다. 그러나, 서브-픽셀 패턴에 따라서, 영역 A1은 영역 A2에 의해 커버된 휘도 포인트에 기여하는 서브-픽셀들 또는 서브-픽셀 부분들을 더 포함할 수 있다. 실제로 영역 A1과 영역 A2간의 영역에서 차는 연관된 입력 픽셀의 휘도 분산에 대응하는 서브-픽셀들에 의해 생성된 휘도 분산들에 걸쳐서 영역을 규정한다. 평균에 미치지 못하는 작은 차 영역 발생과 더불어 다발적 공간 휘도 분산들(또는 고휘도 구배들)은 매우 국부적으로만 재생될 수 있다. 이러한 매우 국부적인 해결책은 출력 서브-픽셀 그리드(SPG)상에 디스플레이된 이미지의 이웃하는 영역들을 위한 불연속성 아티팩트들을 야기할 수 있다. 상대적으로 큰 차이의 영역에 의해, 불연속성 아티팩트들은 보다 적을 것이지만 휘도의 평균으로 인해, 휘도 해상도가 손실될 것이다.
도3a 내지 도 3d는 선택된 영역들의 다른 예를 개략적으로 도시한다. 도3a에 도시된 예는 그린 및 화이트 그리고 그린 휘도 포인트들을 위한 RGBW 디스플레이의 디스플레이 스크린의 서브-픽셀 그리드(SPG)내 영역들 또는 서브-영역들 A1과 A2을 도시한다. 이것은 효과적으로 화이트와 그린을 위한 휘도 포인트의 가장 가까운 이웃이다. 예를 들어, 서브-영역들(A1, A2)의 모양은 휘도 포인트들의 보로노이 다이어그램(Voronoi Diagram)을 형성함으로써 획득될 수 있다. 도3a에 도시된 예에서, 서브-영역 또는 영역 A1은 그린 서브-픽셀들 G1, G2, G3, 및 G4의 중심점들을 연결하는 직사각형에 구속되며, 서브-영역 또는 영역 A2은 레드 서브-픽셀들 R1,R2, 그리고 블루 서브-픽셀들 B1 및 B2의 중심점들을 연결하는 직사각형에 의해 구속된다. 화이트 서브-픽셀은 WI로 표시된다.
도 3b는 입력 픽셀 그리드(IPG)내 연관된 입력 픽셀 휘도들(YG1, YR1, YG2, YB1, YW1, YB1, YG3, YR2, YG4)를 도시한다. 선택된 서브-영역들(A1, A2)에 기초하여, 화이트 휘도(YW)와 그린 휘도(YG) 모두를 결정하기 위한 기여가 도 3c와 도 3d 각각 도시된다. 주목해야 할 것은 이들 기여 매트릭스들의 합이 전체 영역의 기여 매트릭스를 형성한다는 것이다. 이들 기여 매트릭스들은 휘도 이미지를 샘플링하기 위해 사용되고, 그린 및 화이트 휘도 포인트들의 세트들을 위해 원하는 휘도의 결과를 가져온다:
YW=YW1+¼(YR1+YR2)+¼(YB1+YB2)
YG=¼(YG1+YG2+YG3+YG4)+¼(YR1+YR2)+¼(YB1+YB2)
주목해야 할 것은 이들 기여 매트릭스들이, 그리고 이들이 사용되는 방법은 실제로 휘도 입력 이미지상에서 동작하는 필터 커널들이다. 도시된 바와 같이, 필터 커널들은 중심 서브-픽셀에 의존한다. 커널들은 보다 넓은 영역을 고려하거나, 또는 샤프닝(sharpening)을 추가할 수 있다. 중심 서브-픽셀이 화이트 서브-픽셀일 때 차 신호는
Figure 112012084582598-pct00001
로 규정된다.
이러한 차 신호는 하나의 자유도를 효과적으로 제거하기 위해 다원색 변환에서 제약으로서 사용된다.
다원색 변환은 XYZ 컬러 좌표 시스템에서 규정될 때 컬러 C=(Cx,Cy,Cz)가 구동 값들(RGBW)의 선형 조합에 의해 결정되는 다음의 일반 행렬 식을 준수한다.
Figure 112009029807100-pct00002
실용적인 구현에 있어서, 정규화된 RGBW 구동 값들은 0.0(풀 오프)과 1.0(풀 온) 사이에 위치되도록 제약된다. 예를 들어, 아날로그 구현에서, 이들 경계 값들은 통상적으로 사용된 공급 전압에 관련되고, 디지털 구현에서, 이 범위는 선택된 다수의 비트들에 의해 표현가능한 디지털 단어들의 정규화된 범위이다. 중심 매트릭스에서, 열들(예를 들어, Rx, Ry, Rz)은 개별적인 원색의 컬러 포인트들을 나타낸다. 행(Ry, Gy, By, Wy)은 각각의 디스플레이 원색들의 휘도를 나타낸다. 주목해야 할 것은 이러한 식은 아래에 결정되고 동일한 타겟 컬러(C)를 형성하는 구동 값들(RGBW)을 위한 많은 솔루션들을 허용한다는 것이다. 솔루션내 이러한 자유도는 그린 또는 화이트를 향하도록 휘도를 조정하기 위해 사용된다. 실제로, 자유도는 최적의 휘도 밸런스를 획득하기 위해 시도된다. 이것은 YW와 YG를 위한 상기 식들로부터 바로 이어지는 2개의 여분 "제약" 행들을 매트릭스 식에 더함으로써 달성된다:
Figure 112009029807100-pct00003
이들 제약 행들은 개별적인 휘도 포인트 서브-영역들(YW, YG)의 원하는 휘도 가 달성되도록 구동 값들(RGBW)을 효과적으로 강제한다. 보다 세밀한 검사는 제약 행들(4와 5)이 행(2)에 가산된다는 것을 나타낸다. 따라서, 상기 매트릭스는 매트릭스가 행(5)에서 행(4)을 뺌(또는 반대로)으로써 단순화될 수 있다는 것을 의미하는 랭크(4)이다:
Figure 112009029807100-pct00004
이것은 휘도 차 신호 ΔY의 사용을 나타낸다. 중심 매트릭스는 정적(자신의 계수들은 변하지 않는다)이며, 따라서 자신의 인버스가 시스템에서 계산되고 저장될 수 있다. 인버스 매트릭스는
Figure 112009029807100-pct00005
로 규정된다.
이러한 인버스 매트릭스는 구동 레벨들(R0, G0, BO, W0)의 최적 조합을 계산하기 위해 사용된다 :
Figure 112009029807100-pct00006
유사하게, 매트릭스 RGB는
Figure 112009029807100-pct00007
로 규정될 수 있다.
이것은 RGB에서 직접적으로 규정된 입력 컬러 C=(CR CG CB)를 위한 것 외에는 XYZ 매트릭스로서 유사한 역할을 수행한다. 이어 최적의 구동 레벨들을 위한 계산은
Figure 112009029807100-pct00008
이 된다.
구동 값들의 최적의 조합은 이들 조합이 0.0과 1.0 사이의 유효한 범위에 존재하여야 하기 때문에 실제 디스플레이상에 항상 실현될 수는 없다. 통상적으로, 유효 범위밖의 값들은 하드 또는 소프트 클리핑된다. 구동 값들의 최적 선택을 위한 제약하에서 적절한 다원색 변환을 수행하는 회로의 예가 WO2006/106457(ID692833)에 기술된다. 도 4에 도시된 블록도는 이러한 회로에 기초한다.
도 4는 제약의 결정과 제약된 다원색 변환의 실시예의 보다 상세한 블록도를 개략적으로 도시한다.
디스플레이 영역 선택기(DAS)는 디스플레이 디바이스(DD)의 서브-픽셀 그리드(SPG)상에서 휘도 제약(LC)이 적용될 영역(A1-A2) 또는 영역들(A1, A2)을 선택한다. 선택은 실제 서브-픽셀 패턴(SPP)에 의존할 수 있다. 디스플레이 영역 선택기(DAS)는 영역 선택이 실제 디스플레이에 대해 재단되도록 실제로 서브-픽셀 패턴(SPP)에 관한 입력을 수신할 수 있다. 대안으로, 서브-픽셀 패턴(SPP)이 잘 알려진 경우, 선택된 영역들(A1, A2)이 미리 저장될 수 있다. 휘도 제약(LC)은 휘도에 대한 기여를 갖는 다르게 채색된 서브-픽셀들을 포함하는 상이한 서브-픽셀들 그룹들에 관련되어야 한다. 예를 들어, RGBW 디스플레이에서, 서브-픽셀들은 레드, 그린, 블루 및 화이트 원색을 형성한다. 제 1 그룹은 화이트 서브-픽셀을 포함할 수 있고, 제 2 그룹은 그린 서브-픽셀 또는 그린, 레드 및 블루 서브-픽셀들을 포함할 수 있다. 주목해야 할 것은 선택된 서브-픽셀 그룹이 단일 서브-픽셀만을 포함할 수 있다는 것이다.
입력 휘도 결정 유닛(ILD)은 입력 휘도(DL)(도 5 참조) 또는 영역들이 서브-픽셀 그리드(SPG)에서 선택된 각각의 영역(A1-A2)(도 5 참조) 또는 영역들(A1과 A2)에 대응하는 입력 픽셀들(IP)(또는 이들 입력 픽셀들의 일부)을 위한 입력 픽셀 그리드(IPG)내 입력 픽셀들(IP)의 L1과 L2를 결정한다. 이러한 입력 휘도(DL) 또는 이들 입력 휘도(L1과 L2)는 대응하는 디스플레이 휘도 또는 영역(A1-A2) 또는 영역(A1과 A2)의 휘도들이 각각 입력 휘도들(DL) 또는 (L1과 L2)와 매치하는 제약(CO)하에서 변환을 수행하기 위해 다원색 변환(MPC)에서 사용된다.
휘도들(L1과 L2)을 결정하기 위해, 입력 휘도 결정 유닛(ILD)은 각각의 영역(A1과 A2)에 의해 커버된 서브-픽셀들의 일부들의 상대적인 영역에 따라서 필터 커널들과 계수들(FC)과 같이 영역(A1과 A2)을 이용하여 입력 이미지 신호(IS)의 입력 픽셀들을 필터링하는 2개의 필터들(FI1과 FI2)를 포함할 수 있다. 단일 필터(FI)(도 5 참조)는 델타 휘도와 델타 영역이 사용되는 경우 단일 필터(FI)(도 5 참조)는 충분하다. 따라서, 디스플레이 영역 선택기(DAS)는 또한 커널 선택기로서 지칭될 수 있으며, 입력 휘도 결정 유닛(ILD)은 필터로서 지칭될 수 있다.
3개 내지 4개의 다원색 변환(MPC)이 단일 자유도를 갖기 때문에, 하나의 제약(CO)이 적용될 수 있다. 이러한 단일 제약(CO)은 두 영역의 2개의 입력 휘도(L1과 L2)간의 비 또는 차, 또는 두 영역(A1과 A2)의 델타 영역(A1-A2)의 단일 휘도(DL)로서 규정될 수 있다. 제 2 영역(A2)은 제 1 서브-픽셀 그룹(SG1)을 커버하기 위해 선택될 수 있으며, 제 1 영역(A1)은 제 1 서브-픽셀 그룹(SG1)과 제 2 서브-픽셀 그룹(SG2)을 커버하기 위해 선택될 수 있다. 예를 들어, RGBW 디스플레이에서, 제 1 서브-픽셀 그룹(SG1)은 화이트 서브-픽셀(W)을 포함할 수 있으며, 제 2 서브-픽셀 그룹(SG2)은 화이트 서브-픽셀(W)과 자신의 인접한 서라운딩을 포함할 수 있다. 이러한 인접한 서라운딩은 서라운딩 RGB 서브-픽셀들의 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 서라운딩 서브-픽셀의 부분이 커버되면, 입력 이미지내에 규정된 제 2 휘도(L2)에 대한 자신의 기여는 필터 계수(FC)에 의해 규정될 수 있는 바와 같이 이러한 부분에 비례한다.
제 1 영역(A1)은 제 2 영역(A2)과 자신의 인접한 서라운딩 서브-픽셀들을 포함한다. 다시 인접한 서라운딩 서브-픽셀이 부분적으로만 커버된다면, 입력 이미지내에 규정된 제 1 휘도(L1)에 대한 기여는 이러한 부분에 비례한다. 되도록이면, 중심 영역으로 불리울 수 있는 제 2 영역(A2)은 어떠한 원하는 휘도를 만들기 위해 충분한 서브-픽셀들을 커버하기 위해 선택되며, 전체 영역으로 불리울 수 있는 제 1 영역(A1)은 어떠한 원하는 컬러를 만들기 위해 모든 타입들의 서브-픽셀들을 커버하기 위해 선택된다. 반대로, 제 2 영역(A2)은 단일 휘도 포인트를 실질적으로 커버하는 반면에, 제 1 영역(A1)은 이러한 단일 휘도 포인트와 다른 (또는 이들의 일부) 휘도 포인트를 커버한다. 이제, 두 영역(A1과 A2)에 각각 대응하는 입력 이미지내 휘도(L1과 L2)가 결정되고, 다원색 변환(MPC)은 두 영역(A1과 A2)내 디스플레이상의 휘도(DL1과 DL2)가 두 영역(A1과 A2)내 입력 이미지내 휘도(L1과 L2)와 매치되도록 조정된다. 물론, 이들 두 휘도들(L1과 L2)을 매칭시키는 대신에, 차 영역(A1-A2)의 휘도(DL)가 매칭될 수 있다.
주목해야 할 것은 3개 이상의 원색을 위해 다원색 변환(MPC), 보다 많은 제약(C0)이 결정론적 솔루션을 획득하기 위해 추가될 수 있다. 예를 들어, 5개의 원색들을 갖는 디스플레이에서, 디스플레이 픽셀(DPI)당 3개의 휘도 포인트들이 규정될 수 있고, 2개의 제약들(CO)이 3개 내지 5개의 다원색 변환(MPC)의 두 자유도들을 취소하도록 규정될 수 있다. 대안으로, 단지 자유도들의 서브셋만이 휘도 제약들(CO)의 서브셋만을 이용함으로써 취소될 수 있다. 이제, 잔여 자유도가 남을 수 있거나 다른 제약을 위해 사용될 수 있다.
다원색 변환(MPC)은 디스플레이 원색들의 좌표들(PCO)을 이용함으로써 전술 한 바와 같이 매트릭스(Mxyz 또는 Mrgb)와 각각의 2 개의 엑스트라 식들 또는 하나의 엑스트라 식으로서 제약(CO)을 도입하기 위해 디스플레이(DI)의 서브-픽셀 패턴(SPP)을 계산하는 매트릭스 계산 유닛(MC)을 포함한다. 매트릭스 곱셈 유닛(MM)은 이미 유도된 식에 따라서 W 서브-픽셀에 대한 최적 구동 값을 계산하기 위해 이러한 매트릭스(Mxyz 또는 Mrgb)와 픽셀 입력 값들(CR, CG, CB) 및 델타 휘도를 곱한다:
Figure 112009029807100-pct00009
이러한 식에 의해 나타낸 바와 같이, 레드, 그린, 블루 서브-픽셀들에 대한 최적 값들(R0, G0, BO)이 또한 직접적으로 계산될 수 있다. 그러나, 도 4는 경계값들을 포함하는 0 내지 1의 범위로 통상적으로 정규화되는 유효 범위로 구동 값들을 클리핑하는 것을 더 고려하는 보다 효율적인 방식을 도시한다. 도 4에서, 클리핑된 최적 값들은 각각의 W, R, G, B 서브-픽셀에 대한 WOS, ROS, GOS로서 지칭된다.
최소/최대 회로(MIMA)는 W 구동 신호의 유효 값들에 대한 최소 및 최대 범위를 결정한다. 최소/최대 회로(MIMA)는 WO의 어떠한 정규화된 네거티브 값들을 클리핑하고 1보다 큰 어떠한 정규화된 포지티브 값들을 1로 클리핑하도록 클리핑 회로(CL1)를 제어한다. 더욱이, WO의 유효값들은 R0, G0, BO 값들의 실제 값들에 의존 한다. WO의 최대 값은 R0, G0, BO 값들의 최소값보다 높을 수는 없으며, WO의 최소값은 적어도 R0, G0, BO 값들 중 하나가 1 보다 크면 0보다 클 수 있다. WO의 클리핑된 값은 W 서브-픽셀에 대한 출력값(WOS)이다. 뺄셈 회로들(SU1, SU2, SU3)은 각각의 입력값들 CR, CG, 및 CB로부터 클리핑된 값(WOS)을 뺀다. 필요시, 결과적인 차 신호들은 구성요소가 각각의 R, G, 및 B 서브-픽셀들에 대한 출력 신호들 ROS, GOS, 및 BOS인 다원색 변환의 출력 신호 OS를 제공하기 위해 클리핑된다.
동일한 체계는 어떠한 다른 다원색 시스템에 대해 유효하지만, 다원색 컨버터는 보다 복잡해질 수 있으며, 예는 WO2006/106457에 기술된다.
도 5는 제약 결정의 다른 실시예의 보다 상세한 블록도를 개략적으로 도시한다. 실시예에서, 단일 필터(FI)는 델타 휘도(DL)를 결정하기 위해 사용된다. 이제 디스플레이 영역 선택기(DAS)는 디스플레이 디바이스(DD)의 서브-픽셀 그리드(SPG)상에서 델타 영역(DA=A1-A2)을 선택한다. 입력 휘도 결정 유닛(ILD)은 입력 픽셀 그리드(IPG)내 델타 영역(DA)내에서 입력 픽셀들 또는 입력 픽셀 부분들을 위한 입력 휘도 신호(IS)의 입력 픽셀들의 기여의 휘도(DL)를 결정한다. 이제, 매트릭스 계산 유닛(MC)은 다원색 변환 매트릭스(MPC) 매트릭스에 대한 제약(CO)으로서 델타 휘도(ΔY)를 위한 식을 포함한다.
도 6은 서브-픽셀 분산기의 블록도를 개략적으로 도시한다.
일반적으로, 본 발명에 따라서 서브-픽셀 분산기는 특정 컬러를 갖는 중심 서브-픽셀을 둘러싸고 포함하는 서브-픽셀 영역(SPR)에 걸쳐서 다원색 변환(MPC)의 출력 값들(ROS, GOS, BOS, WOS)을 분산한다. 중심 서브-픽셀의 컬러에 따라서, 이러한 서브-픽셀 영역(SPR)이 선택될 수 있으며, 예를 들어, 도3a에 도시된 바와 같이 영역(A1 또는 A2)일 수 있다. 중심 서브-픽셀은 출력 값들이 분산되는 특정 서브-픽셀이다. 분산은 모든 방향들에서 균일하지 않고 특정 서브-픽셀에 대응하는 입력 이미지 영역(IPR)에서 입력 이미지(IS)에서 휘도 구배에 따른다. 입력 이미지내 입력 픽셀들의 이러한 영역은 도 3b에 도시된 바와 같이 영역(A1) 또는 영역(A2)일 수 있다. 따라서, 서브-픽셀 영역(SPR)에 대응하는 입력 이미지(IPR)내 영역의 휘도는 서브-픽셀 영역(SPR)내 서브-픽셀들의 각각의 픽셀의 각각의 출력 값들(ROS, GOS, BOS, WOS)을 분산하기 위해 가이드로서 이용된다.
일반적으로, 분산은 서브-픽셀들(SP)의 한 픽셀이 (상대적으로) 낮은 연관된 휘도를 가지면, 픽셀에 높은 구동값을 분산하는 것이 상식에 맞지 않는다는 규칙을 이용한다. 반대로, 특정 서브-픽셀(SP)의 휘도 포인트에 대응하는 특별한 위치에서 입력 픽셀 그리드(IPG)의 입력 이미지 영역(IPR)내 입력 픽셀 휘도가 로우 값을 가지면, 로우 구동 값은 이러한 특정 서브-픽셀(SP)에 분산될 것이다. 서브-픽셀 분산기는 다원색 컨버터(MPC)로부터 각각의 서브-픽셀(SP)에 대한 출력 값들(ROS, GOS, BOS, WOS)의 세트들을 수신한다. 게다가, 정보가 전술한 서브-픽셀 영역(SPR)의 서브-픽셀 패턴(SPP)상에 요구되고, 이것은 어느 원색이 속하는 영역에서 서브-픽셀들(SP)을 채색하는지를 나타내고, 문제의 서브-픽셀(SP)을 둘러싸는 입력 이미지 영역(IPR)에서 원하는 휘도 값들을 필요로 한다.
첫째, 도 6에 도시된 회로가 간단히 논의된다. 도 6에 도시된 회로의 동작은 G 서브-픽셀을 위한 GOS 출력 값의 분산의 예를 위해 도 7을 참조하여 보다 상세히 기술된다.
분산기(DIS)는 다원색 컨버터(MPC)에 의해 공급된 RGBW 출력 값들(ROS, GOS, BOS, WOS)을 구동 신호(DS)를 획득하기 위해 축적 회로(ACC)에 의해 축적되는 분산 신호(DI)로 분산된다. 구동 신호(DS)는 각각의 RGBW 서브-픽셀들(SP)을 위한 구성요소 (RDS, GDS, BDS, WDS)를 갖는다. 각각의 GBW 출력 값들(ROS, GOS, BOS, WOS)은 특정 컬러가 선택된 서브-픽셀 영역(SPR)내에서 이러한 특정 원색 컬러의 서브-픽셀들(SP)을 위한 구동 신호들(DS)에 걸쳐서 분산되도록 분산 계수(DCO)에 따라서 개별적으로 분산된다. 축적 회로(ACC)는 전체 이미지에 걸쳐서 계산된 RGBW 영역들(SPR)을 축적한다. 특정 서브-픽셀(SP)을 위한 각각의 출력 값은 서브-픽셀 영역(SPR)내 서라운딩 서브-픽셀들(SP)로 부분적으로 분산된다. 이것은 각각의 서브-픽셀(SP)이 자신의 이웃들로부터 자신의 구동 값을 위한 기여를 수신한다는 것을 암시한다. 이들 기여는 축적기(ACC)에 의해 합산되며, 필요시 이러한 서브-픽셀(SP)를 위한 구동 신호(DS)를 획득하기 위해 유효 범위로 클리핑(도시되지 않음)된다.
전체 휘도 계산 회로(CTL)는 도 3b의 입력 픽셀 영역(IPR)내 휘도 분산을 이용함으로써 각각 원색들 R, G, B, W를 위한 전체 휘도(YRT, YGT, YBT, YWT)를 계산한다. 전체 휘도 계산 회로(CTL)는 이러한 영역(SPR)에서 서브-픽셀 패턴(SPP)을 제공하는 서브-픽셀 영역(SPR)으로부터 디스플레이(DD)의 다르게 채색된 서브-픽셀들(SP)의 위치를 검색한다. 서브-픽셀 패턴들(SPP)은 도3a에 도시된 서브-픽셀 패 턴과 동일할 수 있다. 도 3과 관련해서와 같이, 입력 픽셀 영역(IPR)과 서브-픽셀 영역(SPR)은 1 대 1 관계를 갖는다.
곱셈 계수 결정기(MCD)는 특정 컬러를 갖는 서브-픽셀들(SP)의 전체 휘도와 비교하여 문제의 서브-픽셀(SP)의 휘도 기여와 같은 특정 컬러를 갖는 각각의 서브-픽셀(SP)에 대한 곱셈 계수들(MCO)을 결정한다. 문제의 서브-픽셀(SP)의 휘도 기여와 전체 휘도의 비는 (i) 선택된 영역(A1 또는 A2)에서 이러한 컬러를 갖는 서브-픽셀들(SP)의 전체 영역에 대한 문제의 서브-픽셀(SP)의 영역 기여(도3a 및 도 3b를 참조), 및 (ii) 도 3b에 도시된 바와 같이 입력 이미지(IS)내 휘도 패턴(IPR)에 의해 규정된다. 결론적으로, 곱셈 계수 결정기(MCD)는 전체 휘도(YRT, YGT, YBT, YWT), 휘도 패턴(IPR) 및 서브-픽셀 패턴(SPP)을 수신할 필요가 있다. 영역 비들은 영역들(A1 및 A2)내 서브-픽셀들(SP)의 부분들의 영역에 의해 규정된다.
도 7a 내지 도 7c는 RGBW 디스플레이의 그린 서브-픽셀에 대한 출력값의 분산의 예를 개략적으로 도시한다.
도 7a는 선택된 서브-픽셀 영역들(SPR)을 도시하며, 서브-픽셀(SP)의 컬러는 대문자들로 표시되고 숫자들은 동일한 컬러를 갖는 서브-픽셀들(SP)을 식별한다. 도시된 예에서, G1 내지 G4는 그린 서브-픽셀들을 나타내고, R1 및 R2는 레드 서브-픽셀들을 나타내고, B1 및 B2는 블루 서브-픽셀들을 나타내고, W1은 중심 화이트 서브-픽셀을 나타낸다.
도 7b는 선택된 서브-픽셀 영역(SPR)에 대응하는 입력 픽셀 영역(IPR)을 도시한다. 입력 픽셀들의 로컬 휘도들(YL)은 서브-픽셀 영역(SPR)내 서브-픽셀들의 컬러에 링크된 것으로 표시된다. 그린 서브-픽셀들(G1 내지 G4)에 대응하는 입력 픽셀들(IP)의 로컬 휘도들(YL)은 YG1 내지 YG4이고, 레드 서브-픽셀들(R1, R2)에 대응하는 입력 픽셀들의 휘도들은 YR1 및 YR2이고, 블루 서브-픽셀들(B1, B2)에 대응하는 입력 픽셀들의 휘도들은 YB1 및 YB2이고, 결국 화이트 서브-픽셀(W1)에 대응하는 입력 픽셀의 휘도는 YW1이다.
도 7c는 중심 픽셀(W1) 근처의 영역내 그린 서브-픽셀들(G1 내지 G4)을 위한 다원색 변환(MPC)의 출력 값이 이들 그린 서브-픽셀들(G1 내지 G4)에 걸쳐 어떻게 분산되는지, 또는 어떻게 이들에 할당되는지를 나타내는 그레이 레벨들이다. 도 7b와 도 7c로부터 알 수 있는 바와 같이, 입력 픽셀 영역(IPR)내 그린 서브-픽셀들을 위한 전체 휘도(YT)는 휘도들(GDS1 내지 GDS4)이 결과를 내도록 그린 서브-픽셀들(G1 내지 G4)와 연관된 개별적인 입력 픽셀들에 걸쳐 휘도 분산(YG1 내지 YG4)에 따라서 그린 서브-픽셀들(G1 내지 G4)에 걸쳐 분산된다.
즉, 그린 G 구동 값의 분산을 위해, 첫째, 그린 서브-픽셀들(G1 내지 G4)의 로케이션들은 서브-픽셀 영역(SPR)내에서 결정된다. 둘째, 대응하는 원하는 휘도들(YG1 내지 YG4)이 검색된다. 이어 G 서브-픽셀을 위한 구동 값(GDS)은 이들 휘도들에 비례하여 분산된다. 분산 비율을 계산하기 위해, 첫째, 그린 서브-픽셀들(G1 내지G4)에 대한 전체 휘도(YT)가 계산되고, 영역(SPR)에서 그린 서브-픽셀들(G1 내지 G4)에 대한 기여 계수들(예를 들어, 다원색 변환(MPC), 도 3c 참조)에 의해 가중된다. 전체 휘도는:
YGT=¼(YG1+YG2+YG3+YG4)
로 규정된다.
주목해야 할 것은 RGBW 쿼드 레이아웃의 이러한 특정 실시예를 위해, 모든 계수들은 1/4과 동일하다는 것이다. 그러나, 이것은 예를 들어 RGBW 펜타일 레이아웃과 같은 다른 레이아웃들을 위한 경우에서는 아니다. 가중치는 보다 멀리 위치된 서브-픽셀들에 보다 가깝게 위치된 서브-픽셀들을 위한 선호를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 가능한 중심 서브-픽셀에 가까운 분산된 컬러를 유지하기 위해 이것은 바람직할 수 있다. 가중치는 디스플레이 원색 당 필터 커널로서 보일 수 있으며, 이것은 또한 중심 서브-픽셀에 의해 변한다.
이어 그린 서브-픽셀들(G1 내지 G4)에 대한 분산은:
Figure 112009029807100-pct00010
에 따라서 계산된다.
이러한 분산에 따라서, 전체 구동 값(GOS)이 완전히 분산된다:
GOS=GDS1+GDS2+GDS3+GDS4
이어 동일한 프로세스가 기타 원색 구동 값들(WOS, ROS, BOS)에 대해 뒤따른다.
주목해야 할 것은 앞선 실시예는 단지 가이드라인이며, 게다가 분산은 휘도 분산(YL)에 실질적으로 비례하여야 한다. 어떠한 비교 체계가 충분할 수 있다. 예를 들어, 극단적인 경우에서, 그린 서브-픽셀들(예를 들어, 휘도(YG4)를 갖는 G4 서브-픽셀)의 단 하나만이 어떤 휘도를 가지며, 나머지는 완전히 어두워진 다음에, 구동 값(GOS)의 모두는 단지 그러한 특정 그린 서브-픽셀(G4)로 통과된다. 이어 이러한 분산의 레벨은 그러한 서브-픽셀(G4)을 위한 클리핑의 결과를 가져올 것이다. 제약이 분산 팩터들
Figure 112009029807100-pct00011
의 범위에 놓이면 이것은 피할 수 있다.
주목해야 할 것은 전술한 실시예들은 본 발명을 제한하기 보다는, 당업자가 첨부된 청구항의 범주를 벗어나지 않고 많은 대안적인 실시예들을 설계할 수 있다는 것은 예시하는 것이라는 점이다.
비록 본 발명이 RGBW 디스플레이에 대한 많은 실시예에서 설명되지만, 유사한 방식이 기타 다원색 디스플레이들에 대해 유효하다. 더욱이, 도시된 서브-픽셀 패턴은 단지 예이며, 본 발명은 하나 이상의 휘도 포인트를 생성할 수 있는 어떠한 서브-픽셀 패턴에 적용할 수 있다.
비록 본 발명이 하드웨어 블록들의 기능들을 기술함으로써 설명된다고 하더라도, 전용 하드웨어 대신에 적절히 프로그램된 컴퓨터가 기능들을 수행하도록 사용될 수 있다. 프로그램 코드는 컴퓨터 프로그램 제품상에서 이용할 수 있거나, 또는 소프트웨어 애플리케이션에서 플러그-인으로서 구현될 수 있다.
청구항에서, 괄호 사이에 위치된 어떠한 참조 부호는 청구항을 제한하는 것으로 간주되지 않을 것이다. 동사 "포함하다(comprise)"와 이의 활용은 소자의 존 재 또는 청구항에 제시된 것들을 제외한 단계들을 배제하지 않는다. 소자 앞에 오는 단수 관사는 복수의 이러한 소자들의 존재를 배제하지 않는다. 본 발명은 여러 다른 소자들을 포함하는 하드웨어, 및 적절히 프로그래밍된 컴퓨터에 의해 구현될 수 있다. 여러 수단을 열거하는 디바이스 청구항에서, 여러 이들 수단은 하드웨어의 하나 및 동일한 아이템에 의해 구현될 수 있다. 소정의 수단들이 상호 다른 종속항에 인용된다는 단순한 사실은 이들 수단들의 조합이 이롭게 하기 위해 사용될 수 없다는 것을 나타내지 않는다.

Claims (12)

  1. 디스플레이된 휘도 정보에 기여할 수 있는 적어도 2개의 서브-픽셀 그룹들(SG1, SG2)을 갖는 디스플레이 픽셀들(DPI)을 포함하는 디스플레이 디바이스(DD)의 서브-픽셀들(SP)을 구동하기 위하여 입력 이미지 신호(IS)를 구동 신호(DS)로 변환하는 방법에 있어서:
    상기 입력 이미지 신호(IS)를 수신하고 제약(constraint : CO)하에 수행되는 다원색 변환(multi-primary conversion : MPC) 단계, 및
    상기 적어도 2개의 서브-픽셀 그룹들(SG1, SG2)과 연관된 출력 서브-픽셀 그리드(SPG) 내 로컬 디스플레이 휘도들(DL1, DL2; DLD)과 상기 입력 이미지 신호(IS)의 입력 픽셀들(IP)의 대응하는 입력 픽셀 그리드(IPG) 내 로컬 입력 휘도들(L1, L2; LD)을 대응시킴으로써 상기 제약(CO)을 결정하는 단계(CD)로서, 상기 디스플레이 픽셀들(DPI)과 연관된 상기 입력 픽셀들(IP)에 의해 규정된 입력 휘도 패턴(input luminance pattern)에 대응하는 상기 디스플레이 픽셀들(DPI)에 의해 규정된 디스플레이 휘도 패턴(display luminance pattern)을 획득하는, 상기 제약(CO) 결정 단계(CD)를 포함하고,
    상기 제약(CO)을 결정하는 단계(CD)는:
    상기 적어도 2개의 서브-픽셀 그룹들의 제 1 서브-픽셀 그룹(SG1)과 제 2 서브-픽셀 그룹(SG2)을 포함하는 제 1 디스플레이 영역(A1)과, 상기 제 1 서브-픽셀 그룹(SG1)을 포함하고 상기 제 1 디스플레이 영역(A1)의 서브-영역인 제 2 디스플레이 영역(A2)을 선택(DAS)하는 단계,
    상기 제 1 디스플레이 영역(A1)과 연관된 입력 픽셀들(IP)에 대한 제 1 입력 휘도(L1)를 계산(ILD)하는 단계,
    상기 제 2 디스플레이 영역(A2)과 연관된 입력 픽셀들(IP)에 대한 제 2 입력 휘도(L2)를 계산(ILD)하는 단계, 및
    한편으로는 상기 제 1 입력 휘도(L1)와 제 2 입력 휘도(L2) 사이의 대응 비(ratio) 또는 차(difference)와, 다른 한편으로는 상기 제 1 디스플레이 영역(A1)에 의해 커버되는 서브-픽셀들(SP)의 휘도인 제 1 디스플레이 휘도(DL1)와 상기 제 2 디스플레이 영역(A2)에 의해 커버되는 서브-픽셀들(SP)의 휘도인 제 2 디스플레이 휘도(DL2) 사이의 대응 비 또는 차를 획득하기 위해 상기 제약(CO)을 결정(MC)하는 단계를 포함하는, 입력 이미지 신호 변환 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 디스플레이 영역(A1)은 임의의 원하는 컬러의 재생을 허용하기 위해 모든 컬러 타입들의 서브-픽셀들(SP)을 커버하는, 입력 이미지 신호 변환 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 입력 휘도(L1)를 계산(ILD)하는 단계는 적어도 상기 제 1 디스플레이 영역(A1)을 커버하는 제 1 필터 커널(first filter kernel)을 갖는 제 1 필터링 동작(FI1)을 사용하고, 상기 제 1 필터링(FI1)의 제 1 필터 계수들은 상기 제 1 필터 커널에 의해 커버되는 상기 서브-픽셀들(SP)의 영역들에 비례하고,
    상기 제 2 입력 휘도(L2)를 계산(ILD)하는 단계는 적어도 상기 제 2 디스플레이 영역(A2)을 커버하는 제 2 필터 커널(second filter kernel)을 갖는 제 2 필터링 동작(FI2)을 사용하고, 상기 제 2 필터링(FI2)의 제 2 필터 계수들은 상기 제 2 필터 커널에 의해 커버되는 상기 서브-픽셀들(SP)의 영역들에 비례하는, 입력 이미지 신호 변환 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 입력 휘도(L1)와 상기 제 2 입력 휘도(L2)를 계산(ILD)하는 단계는 상기 제 1 디스플레이 영역(A1)과 상기 제 2 디스플레이 영역(A2)의 델타 영역(AD)을 커버하는 필터 커널을 갖는 필터링 동작(FI)을 사용하고, 상기 필터링(FI)의 필터 계수들은 상기 델타 영역(AD)에 의해 커버되는 서브-픽셀들의 영역들에 비례하는, 입력 이미지 신호 변환 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제약(CO)을 결정(MC)하는 단계는 상기 제 1 로컬 입력 휘도(L1)와 상기 제 2 로컬 입력 휘도(L2)의 비 또는 차와 각각 대응하는 상기 제 1 로컬 디스플레이 휘도(DL1)와 상기 제 2 로컬 디스플레이 휘도(DL2) 사이의 상기 비 또는 차를 규정하는 상기 다원색 변환(MPC)에 식(equation)을 추가하는, 입력 이미지 신호 변환 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 다원색 변환(MPC)의 출력 신호를 얻기 위해 상기 입력 이미지 신호(IS)와 매트릭스(Mxyz; Mrgb)를 곱하기 위한 매트릭스 곱셈(MM)을 더 포함하고,
    상기 매트릭스(Mxyz; Mrgb)는 상기 디스플레이의 상기 서브-픽셀들(SP)과 상기 서브-픽셀들의 패턴(SPP)과 연관되고 상기 제약(CO)을 포함하는 원색들의 좌표들에 의해 규정되는, 입력 이미지 신호 변환 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 다원색 변환(MPC)의 출력 신호를 획득하기 위해 특정 컬러(R; G; B; W)를 갖는 상기 서브-픽셀들(SP)의 특정 픽셀을 포함하고 둘러싸는 서브-픽셀 영역(SPR)에 의해 커버되는 서브-픽셀들(SP)에 연관된 로컬 입력 휘도들(YL)을 결정하는 단계(CTL, MCD);
    분산된 이미지 신호(distributed image signal : DI)를 획득하기 위해 상기 서브-픽셀 영역(SPR)의 상기 서브-픽셀들에 걸쳐 상기 서브-픽셀(SP)의 상기 다원색 변환(MPC)의 출력 이미지 신호(OS)를 분산하는 단계(DIS)로서, 상기 로컬 입력 휘도들(YL)의 휘도 분산에 대응하는 상기 서브-픽셀들(SP)을 통과하는 상기 휘도 분산을 획득하기 위해 상기 서브-픽셀 영역(SPR)에 의해 커버되는 상기 서브-픽셀들(SP)과 연관된 상기 로컬 입력 휘도들(YL)에 따라서 수행되는, 상기 분산 단계(DIS); 및
    상기 서브-픽셀들(SP)에 대한 상기 구동 신호들(DS)을 획득하기 위해 영역(RE)에서 모든 서브-픽셀들(SP)에 대하여 서브-픽셀(SP)당 상기 분산된 이미지 신호(DI)를 누산하는 단계(ACC)를 포함하는, 입력 이미지 신호 변환 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 서브-픽셀 영역(SPR)은 상기 적어도 2개의 서브-픽셀 그룹들(SG1, SG2)의 상기 제 1 서브-픽셀 그룹(SG1)과 상기 제 2 서브-픽셀 그룹(SG2)을 포함하는 디스플레이 영역(A1)인, 입력 이미지 신호 변환 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 로컬 입력 휘도들(YL)을 결정(CTL, MCD)하는 단계는:
    상기 서브-픽셀 영역(SPR)에 대응하는 입력 픽셀 영역(IPR)을 커버하는 필터 커널을 갖는 필터링 동작을 사용함으로써 상기 서브-픽셀들(SP) 중 특정 서브-픽셀과 연관된 특정 디스플레이 원색 당 전체 휘도(YRT, YGT, YBT, YWT)를 계산(CTL)하는 단계로서, 상기 필터링의 필터 계수들은 상기 필터 커널에 의해 커버되고 상기 서브-픽셀들(SP) 중 상기 특정 서브-픽셀의 특정 컬러에 연관되는 상기 서브-픽셀들(SP)의 영역들에 비례하는, 상기 계산(CTL) 단계; 및
    상기 서브-픽셀 영역(SPR)에 의해 커버되고, 상기 전체 휘도(YRT, YGT, YBT, YWT)와 상기 서브-픽셀 영역(SPR)에서 서브-픽셀들(SP) 중 특정 서브-픽셀의 관련 영역과 상기 입력 이미지 신호(IS)에서 상기 서브-픽셀들(SP) 중 특정 서브-픽셀의 상기 로컬 입력 휘도(YL)를 곱함으로써 상기 특정 컬러를 갖는 상기 서브-픽셀들(SP)의 각각의 서브-픽셀에 대한 휘도 기여들을 결정(MCD)하는 단계를 포함하는, 입력 이미지 신호 변환 방법.
  11. 디스플레이된 휘도 정보에 기여할 수 있는 적어도 2개의 서브-픽셀 그룹들(SG1, SG2)을 갖는 디스플레이 픽셀들(DPI)을 포함하는 디스플레이 디바이스(DD)의 서브-픽셀들(SP)을 구동하기 위하여 입력 이미지 신호(IS)를 구동 신호(DS)로 변환하기 위한 변환 유닛에 있어서:
    상기 입력 이미지 신호(IS)를 수신하고 제약(CO)하에서 수행되는 다원색 컨버터(MPC); 및
    상기 적어도 2개의 서브-픽셀 그룹들(SG1, SG2)과 연관된 출력 서브-픽셀 그리드(SPG) 내 로컬 디스플레이 휘도들(DL1, DL2; DLD)과 상기 입력 이미지 신호(IS)의 입력 픽셀들(IP)의 대응하는 입력 픽셀 그리드(IPG) 내 로컬 입력 휘도들(L1, L2; LD)을 대응시킴으로써 상기 제약(CO)을 결정하는 제약 결정 유닛(CD)으로서, 상기 디스플레이 픽셀(DPI)과 연관된 상기 입력 픽셀들(IP)에 의해 규정된 입력 휘도 패턴(input luminance pattern)에 대응하는 상기 디스플레이 픽셀들(DPI)에 의해 규정된 디스플레이 휘도 패턴(display luminance pattern)을 획득하는, 상기 제약 결정 유닛(constraint determining unit : CD)을 포함하고,
    상기 제약 결정 유닛(CD)는:
    상기 적어도 2개의 서브-픽셀 그룹들의 제 1 서브-픽셀 그룹(SG1)과 제 2 서브-픽셀 그룹(SG2)을 포함하는 제 1 디스플레이 영역(A1)과, 상기 제 1 서브-픽셀 그룹(SG1)을 포함하고 상기 제 1 디스플레이 영역(A1)의 서브-영역인 제 2 디스플레이 영역(A2)을 선택(DAS)하고,
    상기 제 1 디스플레이 영역(A1)과 연관된 입력 픽셀들(IP)에 대한 제 1 입력 휘도(L1)를 계산(ILD)하고,
    상기 제 2 디스플레이 영역(A2)과 연관된 입력 픽셀들(IP)에 대한 제 2 입력 휘도(L2)를 계산(ILD)하고,
    한편으로는 상기 제 1 입력 휘도(L1)와 제 2 입력 휘도(L2) 사이의 대응 비(ratio) 또는 차(difference)와, 다른 한편으로는 상기 제 1 디스플레이 영역(A1)에 의해 커버되는 서브-픽셀들(SP)의 휘도인 제 1 디스플레이 휘도(DL1)와 상기 제 2 디스플레이 영역(A2)에 의해 커버되는 서브-픽셀들(SP)의 휘도인 제 2 디스플레이 휘도(DL2) 사이의 대응 비 또는 차를 획득하기 위해 상기 제약(CO)을 결정(MC)하는, 입력 이미지 신호(IS)를 변환하기 위한 변환 유닛.
  12. 제 1 항의 방법의 단계들을 실행하기 위해 프로세서(processor)를 인에이블링하는 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 있어서,
    상기 단계들은:
    상기 입력 이미지 신호(IS)를 수신하고 제약(CO)하에서 수행되는 다원색 변환(MPC)을 수행하는 단계, 및
    상기 적어도 2개의 서브-픽셀 그룹들(SG1, SG2)과 연관된 출력 서브-픽셀 그리드(SPG) 내 로컬 디스플레이 휘도들(DL1, DL2; DLD)과 상기 입력 이미지 신호(IS)의 입력 픽셀들(IP)의 대응하는 입력 픽셀 그리드(IPG) 내 로컬 입력 휘도들(L1, L2; LD)을 대응시킴으로써 상기 제약(CO)을 결정(CD)하는 단계로서, 상기 디스플레이 픽셀들(DPI)과 연관된 상기 입력 픽셀들(IP)에 의해 규정된 입력 휘도 패턴(input luminance pattern)에 대응하는 상기 디스플레이 픽셀들(DPI)에 의해 규정된 디스플레이 휘도 패턴(display luminance pattern)을 획득하는, 상기 제약(CO) 결정(CD) 단계를 포함하는, 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
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