KR20040019353A - 감마 조정 및 적응 필터링을 이용한 서브픽셀의 렌더링방법 및 시스템 - Google Patents

감마 조정 및 적응 필터링을 이용한 서브픽셀의 렌더링방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

감마 조정을 갖는 서브픽셀 렌더링 방법 및 시스템이 개시되어 있다. 감마 조정은 서브픽셀 배치에서의 휘도가 사람 눈의 휘도 채널의 비선형 감마 응답에 매치하게 하는 동시에, 색차가 사람 눈의 색차 채널의 선형 응답에 매치할 수 있다. 감마 보정은 상기 알고리즘이 디스플레이 디바이스의 실제 감마와 상관없이 작동하게 한다. 서브픽셀 렌더링 알고리즘의 감마 보정 및 보상이 서브픽셀 렌더링을 통해 원하는 감마를 제공하기 때문에, 감마 조정을 갖는 것으로 개시된 서브픽셀 렌더링 기술은 응답 시간, 도트 반전 균형, 및 콘트라스트를 개선하기 위해 디스플레이 디바이스 감마에 대해 최적화될 수 있다. 이러한 기술은 임의의 지정된 감마 전송 곡선에 결합될 수 있다. 컬러 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀들을 포함하는 디스플레이에서 데이터를 처리하는 단계는 픽셀 데이터를 수신하는 단계를 포함한다. 일단 픽셀 데이터가 수신되면, 디스플레이용 데이터를 처리하는 단계는 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계를 포함하고, 상기 변환은 수평 및 수직축 중의 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치를 위해 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성한다. 다음, 디스플레이용 데이터 처리 단계는 조건이 존재하는 경우에 서브픽셀 렌더링된 데이터를 보정하는 단계 및 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 단계를 포함한다.

Description

감마 조정 및 적응 필터링을 이용한 서브픽셀의 렌더링 방법 및 시스템{METHODS AND SYSTEMS FOR SUB-PIXEL RENDERING WITH GAMMA ADJUSTMENT AND ADAPTIVE FILTERING}
플랫 패널 디스플레이를 위한 컬러 단일 평면 영상화 매트릭스(color single plane imaging matrix)의 현재 기술 상태는 도 1의 종래 기술에 도시된 바와 같이 RGB 컬러 트라이어드(triad) 또는 단일 컬러를 수직 스트라이프로 이용하는 것이다. 상기 시스템은 3가지 컬러를 분리하고 각각의 컬러에 대해 동일한 공간 주파수 가중치를 둠으로써 폰 베졸드 컬러 혼합 효과(Von Bezold color blending effect)(본 명세서에서 더 설명됨)를 이용한다. 그러나, 이러한 패널은 사람의 시야에는 좋지 못한 매치가 된다.
그래픽 렌더링 기술(graphic rendering technique)은 종래 기술의 패널의 이미지 품질을 개선하기 위해 개발되어 왔다. Benzschawel 등의 미국특허 제5,341,153호는 더 큰 크기의 이미지를 더 작은 패널에 맞춰 축소시키는 방법을 개시하고 있다. 이렇게 하기 위해서, Benzschawel 등은 해당 기술 분야에서 이제 "서브픽셀 렌더링"으로 알려진 기술을 이용하여 이미지 품질을 개선하는 방법을 개시하고 있다. 좀더 최근에, Hill 등의 미국특허 제6,188,385호는 매우 동일한 서브픽셀 렌더링 기술을 이용하여 한번에 한 문자씩 텍스트의 가상 이미지를 축소시킴으로써 텍스트 품질을 개선하는 방법을 개시하고 있다.
상기 종래 기술은 사람의 시야가 어떻게 움직이는지에 대해 불충분한 주의를 기울인다. 상기 디스플레이 디바이스에 의한 종래 기술의 이미지 재구성은 사람의 시야에 대해 불완전하게 매치된다.
이러한 디스플레이를 위해 이미지를 샘플링하거나 생성한 다음 저장하는데 사용되는 주요 모델이 RGB 픽셀(또는 3개 컬러 화소)인데, 여기서 적색, 녹색 및 청색 값은 직교하는 동일한 공간 해상도 그리드상에 있고 동시에 발생한다. 이러한 이미지 포맷을 이용한 결과 중의 하나는, 간격을 두고 있는 비-동시적인 컬러 이미터를 갖는 실제 이미지 재구성 패널 및 사람의 시야 양쪽에 대해 좋지 못한 매치가 된다는 점이다. 이것은 실제로 상기 이미지내에 중복되는 또는 낭비되는 정보를 초래한다.
Martinez-Uriegas 등의 미국특허 제5,398,066호 및 Peters 등의 미국특허 제5,541,653호는, 이미지를 RGB 픽셀 포맷에서, 카메라에서의 영상화 디바이스를위한 컬러 필터 어레이에 대해 Bayer의 미국특허 제3,971,065호에서 개시된 것과 매우 유사한 포맷으로 변환하여 저장하는 기술을 개시하고 있다. Martinez-Uriegas 등의 포맷의 이점은, 양쪽 모두 사람의 시야와 유사한 공간 샘플링 주파수로 각각의 컬러 성분 데이터를 캡처(capture)하고 저장한다는 것이다. 그러나, 첫번째 단점은, Martinez-Uriegas 등의 포맷이 실제 컬러 디스플레이 패널에 대한 우수한 매치가 되지 못한다는 것이다. 이러한 이유로, Martinez-Uriegas 등은 또한 이미지를 다시 RGB 픽셀 포맷으로 변환하는 방법을 개시하고 있다. Martinez-Uriegas 등의 포맷의 다른 단점은, 컬러 성분 중의 하나, 이 경우에 적색이 규칙적으로 샘플링되지 않는다는 것이다. 어레이중에 분실되는 샘플이 있어서, 디스플레이될 때 이미지 구성의 정확성을 감소시킨다.
콘(cone)이라고 불리는 신경세포 유형의 3개 컬러 수용기에 의해 눈에서 전체 컬러가 인지된다. 3개 유형은 서로 다른 광의 파장에 대해 민감하다: 긴 파장, 중간 파장 및 짧은 파장(각각 "적색", "녹색" 및 "청색"). 3개의 파장의 상대적 밀도는 서로 현저하게 다르다. 녹색 수용기보다 적색 수용기가 약간 더 많다. 적색 또는 녹색 수용기에 비해 청색 수용기는 매우 적다. 컬러 수용기에 추가로, 단색의 암시(night vision)에 기여하는 로드(rod)라고 불리는 비교적 파장에 둔감한 수용기가 있다.
사람의 시각 시스템(vision system)는 여러 지각 채널로 눈으로 검지된 정보, 즉 휘도, 색차 및 움직임을 처리한다. 움직임은 영상화 시스템 설계자에게 있어 플리커의 임계값을 위해서만 중요하다. 휘도 채널은 적색 및 녹색 수용기로부터의 입력만을 취한다. 이것이 "색맹"이다. 이것은 에지의 컨트라스트가 개선되는 방식으로 정보를 처리한다. 색차 채널은 에지 컨트라스트를 개선하지 않는다. 휘도 채널이 모든 적색 및 녹색 수용기를 이용하고 개선하기 때문에, 휘도 채널의 해상도는 색차 채널보다 몇 배 더 높다. 휘도 지각에 대한 청색 수용기의 기여는 무시해도 좋다. 따라서, 청색 해상도를 1 옥타브만큼 하락시킴으로써 삽입되는 에러는 Xerox와 NASA의 Ames Research Center의 실험에서 증명한 바와 같이(R. Martin, J. Gille, J.Marimer, Detectability of Reduced Blue Pixel Count in Projection Displays, SID Digest 1993), 인식한다해도 대부분의 지각가능한 시청자가 거의 인식할 수 없을 것이다.
컬러 지각은 "동화(assimilation)"라고 불리는 프로세스 또는 폰 베졸드 컬러 혼합 효과에 의해 영향을 받는다. 이것은 디스플레이의 개별적인 컬러 픽셀(또는 서브픽셀 또는 이미터)이 혼합 컬러로 지각되게 허용하는 것이다. 이러한 혼합 효과는 시계(field of view)에서 주어진 각도 거리(angular distance)상에서 발생한다. 비교적 적은 청색 수용기 때문에, 이러한 혼합은 적색 또는 녹색보다는 청색에 있어서 더 큰 각도상에서 발생한다. 이러한 거리는 청색에서 약 0.25°인 반면, 적색 또는 녹색에서는 약 0.12°가 된다. 12인치의 시야 거리에서, 0.25°는 디스플레이상에서 50mils(1,270㎛)의 범위에 있다. 따라서, 만일 청색 서브픽셀 피치가 이러한 혼합 피치의 1/2보다 작다면, 화질의 손실없이 컬러가 혼합될 것이다.
그 가장 단순화된 구현에서 서브픽셀 렌더링은, 휘도 채널에서 지각된 거의 동일한 밝기(brightness)의 픽셀로서 서브픽셀을 이용함으로써 동작한다. 이것은서브픽셀이, '실제(true)' 픽셀의 일부로서 결합된 서브픽셀을 이용하는 것에 반대되는 것으로서 샘플링된 이미지 재구성 포인트의 역할을 하게 한다. 서브픽셀 렌더링을 이용함으로써, 공간 샘플링이 증가되어, 위상 에러가 감소된다.
만일 이미지의 컬러가 무시된다면, 각각의 서브픽셀은 마치 각각 동일한 단색 픽셀인 것처럼 각각 동일하게 역할을 할 수 있다. 그러나, 컬러가 거의 항상 중요하기 때문에(그리고 그렇지 않다면 컬러 디스플레이를 왜 사용하겠는가?), 주어진 이미지의 컬러 균형은 각각의 위치에서 중요하다. 따라서, 서브픽셀 렌더링 알고리즘은, 렌더링될 이미지의 휘도 성분내의 높은 공간 주파수 정보가 컬러 에러를 삽입할만큼 컬러 서브픽셀에서 에일리어싱(alias)하지 않는다는 것을 보장함으로써, 컬러 균형을 유지해야 한다. Benzschawel 등의 미국특허 제5,341,153호 및 Hill 등의 미국특허 제6,188,385호에서 취해진 접근 방법은, 고해상도 가상 이미지의 각각의 분리된 컬러 성분에 변위된 데시메이션 필터(decimation filter)를 적용하는 공통 반-에일리어싱(anti-aliasing) 기술과 유사하다. 이것은 휘도 정보가 각각의 컬러 채널내에서 에일리어싱하지 않는다는 것을 보장한다.
만일 서브픽셀의 배치가 서브픽셀 렌더링을 위해 최적이라면, 서브픽셀 렌더링은 위상 에러를 하락시키기 위한 공간 어드레스지정 가능성 및 양쪽 축에서의 MTF(Modulation Transfer Function)의 높은 공간 주파수 해상도 양쪽에서의 증가를 제공한다.
도 1의 종래 RGB 스트라이프 디스플레이를 검사하면, 서브픽셀 렌더링은 수평축에서만 적용가능할 것이다. 청색 서브픽셀은 사람의 휘도 채널에 의해 지각되지 않고, 따라서 서브픽셀 렌더링에 있어서 효과적이지 않다. 적색 및 녹색 픽셀만이 서브픽셀 렌더링에서 유용하기 때문에, 어드레스지정 가능성의 효과적 증가는 수평축에서 2배가 된다. 수직의 흑색 및 백색 라인은 각각의 행에서 2개의 지배적인 서브픽셀(즉, 각각의 흑색 또는 백색 라인당 적색 및 녹색)을 가져야 한다. 이것은 비-서브픽셀 렌더링된 이미지에서 사용되는 것과 동일한 갯수이다. 주어진 수의 라인 및 공간을 동시에 디스플레이할 수 있는 능력인 MTF는 서브픽셀 렌더링에 의해 개선되지 않는다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 RGB 스트라이프 서브픽셀 배치는 서브픽셀 렌더링에 있어 최적이 아니다.
3개 컬러 화소의 종래 기술의 배치는 사람의 시야 및 일반화된 서브픽셀 렌더링 기술 양쪽에 대해 좋지 못한 매치인 것으로 보여진다. 유사하게, 종래 기술의 이미지 포맷 및 변환 방법은 사람의 시야 및 실제적인 컬러 이미터 배치 양쪽에 대해 좋지 못한 매치이다.
서브픽셀 렌더링의 다른 복잡성은, 사람의 눈 및 음극선관(CRT) 디바이스 또는 액정 디스플레이(LCD)와 같은 디스플레이 디바이스에서의 밝기 또는 휘도의 비선형 응답(예를 들어, 감마 곡선)을 처리하는 것이다. 그러나, 서브픽셀 렌더링에서 감마를 보상하는 것은 사소한 프로세스가 아니다. 다시 말해서, 상기 보상은 서브픽셀 렌더링된 이미지에 높은 콘트라스트 및 정확한 컬러 균형을 제공하는 것이 문제가 될 수 있다. 또한, 종래 기술의 서브픽셀 렌더링 시스템은 고품질의 이미지를 제공하기 위한 정밀한 감마 제어를 충분하게 제공하지 않는다.
서브픽셀 렌더링의 또다른 복잡성은, 특히 대각선 및 단일 픽셀에서의 컬러에러를 처리하는 것이다. 그러나, 서브픽셀 렌더링에서 컬러 에러를 보상하는 것은 사소한 프로세스가 아니다. 다시 말해서, 서브픽셀 렌더링된 이미지에 높은 콘트라스트 및 정확한 컬러 균형을 제공하는 것이 문제가 될 수 있다. 또한, 종래 기술의 서브픽셀 렌더링 시스템은 고품질의 이미지를 제공하기 위한 컬러 에러의 정밀한 제어를 충분하게 제공하지 않는다.
본 출원은 2002년 5월 17일자로 출원된 "METHODS AND SYSTEMS FOR SUB-PIXEL RENDERING WITH GAMMA ADJUSTMENT"라는 명칭의 미국 특허출원 제10/150,355호에 대한 부분 연속출원이고 상기 출원에 대한 우선권을 청구하며, 상기 출원은 여기서 참조 문헌으로 병합되고, 2002년 1월 16일자로 출원된 "CONVERSION OF A SUB-PIXEL FORMAT DATA TO ANOTHER SUB-PIXEL DATA FORMAT"이라는 명칭의 미국 특허출원 제10/051,612호("'612 출원")에 대한 부분 연속출원이고 상기 출원에 대한 우선권을 청구하며, 상기 출원 또한 여기서 참조 문헌으로 병합되어 있다. 본 출원은 또한 2001년 8월 8일자로 출원된 "IMPROVED GAMMA TABLES"라는 명칭의 가 미국 특허출원 제60/311,138호; 2001년 8월 15일자로 출원된 "CLOCKING BLACK PIXELS FOR EDGES"라는 명칭의 가 미국 특허출원 제60/312,955호; 2001년 8월 15일자로 출원된 "HARDWARE RENDERING FOR PENTILE STRUCTURES"라는 명칭의 가 미국 특허출원 제60/312,946호; 2001년 8월 23일자로 출원된 "SHARPENING SUB-PIXEL FILTER"라는 명칭의 가 미국 특허출원 제60/314,622호; 및 2001년 9월 7일자로 출원된 "HIGH SPEED MATHEMATICAL FUNCTION EVALUATER"라는 명칭의 가 미국 특허출원제60/318,129호에 대한 우선권을 청구하며, 상기 출원들은 각각 여기서 참조 문헌으로 병합되어 있다.
미국 특허출원 제10/051,612호는 2001년 5월 9일자로 출원된 "CONVERSION OF RGB PIXEL FORMAT DATA TO PENTILE MATRIX SUB-PIXEL DATA FORMAT"이라는 명칭의 가 미국 특허출원 제60/290,086호; 2001년 5월 9일자로 출원된 "CALCULATING FILTER KERNEL VALUES FOR DIFFERENT SCALED MODES"라는 명칭의 가 미국 특허출원 제60/290,087호; 2001년 5월 9일자로 출원된 "SCALING SUB-PIXEL RENDERING ON PENTILE MATRIX"라는 명칭의 가 미국 특허출원 제60/290,143호; 및 2001년 8월 16일자로 출원된 "RGB STRIPE SUB-PIXEL RENDERING DETECTION"이라는 명칭의 가 미국 특허출원 제60/313,054호에 대한 우선권을 청구한다.
본 발명은 일반적으로 디스플레이 분야에 관한 것으로, 더 상세하게 감마 조정 및 적응 필터링을 이용한 서브픽셀의 렌더링 방법 및 시스템에 관한 것이다.
도 1은 디스플레이 디바이스에서 하나의 어레이, 단일 평면의 3개 컬러 화소의 종래 기술의 RGB 스트라이프 배치를 예시하는 도면.
도 2는 도 1의 종래 기술의 RGB 스트라이프 배치에서 유효 서브픽셀 렌더링 샘플링 포인트를 예시하는 도면.
도 3 내지 도 5는 도 1의 종래 기술의 RGB 스트라이프 배치에서의 샘플링 포인트의 각각의 컬러 평면에서 유효 서브픽셀 렌더링 샘플링 영역을 예시하는 도면.
도 6a는 디스플레이 디바이스에서 하나의 어레이, 단일 평면의 3개 컬러 화소의 배치를 예시하는 도면.
도 6b는 디스플레이 디바이스에서 하나의 어레이, 단일 평면의 3개 컬러 화소의 대안적인 배치를 예시하는 도면.
도 7은 도 6a-6b 및 도 27의 배치에서 유효 서브픽셀 렌더링 샘플링 포인트를 예시하는 도면.
도 8 및 도 9는 도 6a-6b 및 도 27의 배치에서 청색 컬러 평면 샘플링 포인트에 대한 대안적인 유효 서브픽셀 렌더링 샘플링 영역을 예시하는 도면.
도 10은 디스플레이 디바이스에서 하나의 어레이, 단일 평면의 3개 컬러 화소의 다른 배치를 예시하는 도면.
도 11은 도 10의 배치에서 유효 서브픽셀 렌더링 샘플링 포인트를 예시하는 도면.
도 12는 도 10의 배치에서 청색 컬러 평면 샘플링 포인트에 대한 유효 서브픽셀 렌더링 샘플링 영역을 예시하는 도면.
도 13 및 도 14는 도 6a-6b 및 도 10 양쪽의 배치에서 적색 및 녹색 컬러 평면에 대한 유효 서브픽셀 렌더링 샘플링 영역을 예시하는 도면.
도 15는 적색, 녹색 및 청색값이 동일한 공간 해상도 그리드상에 있고 이와 일치하는, 종래 기술의 픽셀 데이터 포맷에 대한 샘플 포인트 및 그 유효 샘플 영역의 어레이를 예시하는 도면.
도 16은 도 15의 샘플 포인트가 도 11의 적색 및 녹색 "바둑판(checker board)" 어레이와 동일한 공간 해상도 그리드상에 있고 이와 일치하는, 도 11의 서브픽셀 렌더링된 샘플 포인트상에 겹쳐진 종래 기술인 도 15의 샘플 포인트의 어레이를 예시하는 도면.
도 17은 종래 기술인 도 15의 샘플 포인트가 도 11의 적색 및 녹색 "바둑판" 어레이와 동일한 공간 해상도 그리드상에 있고 이와 일치하는, 도 12의 청색 컬러 평면 샘플링 영역상에 겹쳐진 종래 기술인 도 15의 샘플 포인트 및 그 유효 샘플영역의 어레이를 예시하는 도면.
도 18은 종래 기술인 도 15의 샘플 포인트가 도 11의 적색 및 녹색 "바둑판" 어레이와 동일한 공간 해상도 그리드상에 있고 이와 일치하는, 도 13의 적색 컬러 평면 샘플링 영역상에 겹쳐진 종래 기술인 도 15의 샘플 포인트 및 그 유효 샘플 영역의 어레이를 예시하는 도면.
도 19 및 도 20은 종래 기술인 도 15의 샘플 포인트가 도 7의 적색 및 녹색 "바둑판" 어레이와 동일한 공간 해상도 그리드상에 있고 이와 일치하는, 도 8 및 도 9의 청색 컬러 평면 샘플링 영역상에 겹쳐진 종래 기술인 도 15의 샘플 포인트 및 그 유효 샘플 영역의 어레이를 예시하는 도면.
도 21은 적색, 녹색 및 청색값이 동일한 공간 해상도 그리드상에 있고 이와 일치하는, 종래 기술의 픽셀 데이터 포맷에서 샘플 포인트 및 그 유효 샘플 영역의 어레이를 예시하는 도면.
도 22는 도 21의 샘플 포인트가 도 11의 적색 및 녹색 "바둑판" 어레이와 동일한 공간 해상도 그리드상에 있지 않고 이와 일치하지 않는, 도 13의 적색 컬러 평면 샘플링 영역상에 겹쳐진 종래 기술인 도 21의 샘플 포인트 및 그 유효 샘플 영역의 어레이를 나타내는 도면.
도 23은 종래 기술인 도 21의 샘플 포인트가 도 11의 적색 및 녹색 "바둑판" 어레이와 동일한 공간 해상도 그리드상에 있지 않고 이와 일치하지 않는, 도 12의 청색 컬러 평면 샘플링 영역상에 겹쳐진 종래 기술인 도 21의 샘플 포인트 및 그 유효 샘플 영역의 어레이를 예시하는 도면.
도 24는 종래 기술인 도 21의 샘플 포인트가 도 7의 적색 및 녹색 "바둑판" 어레이와 동일한 공간 해상도 그리드상에 있지 않고 이와 일치하지 않는, 도 8의 청색 컬러 평면 샘플링 영역상에 겹쳐진 종래 기술인 도 21의 샘플 포인트 및 그 유효 샘플 영역의 어레이를 예시하는 도면.
도 25는 도 13의 적색 컬러 평면 샘플링 영역상에 겹쳐진 도 3의 적색 컬러 평면의 유효 샘플 영역을 예시하는 도면.
도 26은 도 8의 청색 컬러 평면 샘플링 영역상에 겹쳐진 도 5의 청색 컬러 평면의 유효 샘플 영역을 예시하는 도면.
도 27은 디스플레이 디바이스에서 하나의 어레이, 3개 패널의 3개 컬러 화소의 다른 배치를 예시하는 도면.
도 28 내지 도 30은 도 27의 디바이스에서 각각의 분리된 패널상의 청색, 녹색 및 적색 이미터의 배치를 예시하는 도면.
도 31은 스케일링 비율이 교차하는 각각의 2개, 적색 및 녹색의 출력 서브픽셀에 대해 하나의 입력 픽셀인 특수한 경우에, 도 15의 입력 샘플 배치(70)의 상부상에 겹쳐진 도 11의 출력 샘플 배치(200)를 예시하는 도면.
도 32는 650x480 VGA 포맷 이미지를 800x600의 전체 적색 및 녹색 서브픽셀을 갖는 PenTile 매트릭스로 변환하는 단일 반복 셀(202)를 예시하는 도면.
도 33은 반복 셀 크기가 홀수인 경우에 3개 컬러 화소의 계수에서의 대칭을 예시하는 도면.
도 34는 반복 셀 크기가 짝수인 경우의 한 예시를 나타내는 도면.
도 35는 주위를 둘러싼 입력 픽셀 샘플 영역(248)중 6개에 겹치는 렌더링 영역(246)에 의해 한정되는 도 33의 서브픽셀(218)을 예시하는 도면.
도 36은 5개의 샘플 영역(252)에 겹치는 그 렌더링 영역(250)을 갖는 도 33의 서브픽셀(232)을 예시하는 도면.
도 37은 샘플 영역(256)에 겹치는 그 렌더링 영역(254)을 갖는 도 33의 서브픽셀(234)을 예시하는 도면.
도 38은 샘플 영역(260)에 겹치는 그 렌더링 영역(258)을 갖는 도 33의 서브픽셀(228)을 예시하는 도면.
도 39는 샘플 영역(264)에 겹치는 그 렌더링 영역(262)을 갖는 도 33의 서브픽셀(236)을 예시하는 도면.
도 40은 청색 필터 커널을 생성하는데 사용되는 정사각형 샘플링 영역을 예시하는 도면.
도 41은 정사각형 샘플링 영역(276)과 관련하여 도 8의 6각형 샘플링 영역(123)을 예시하는 도면.
도 42a는 도 18의 적색 또는 녹색 서브픽셀을 위한 재샘플(resample) 영역을 갖는 예시적인 묵시적(implied) 샘플 영역을 예시하는 도면.
도 42b는 디스플레이 디바이스상의 3개 컬러 서브픽셀의 예시적인 배치를 나타내는 도면.
도 43은 예시적인 입력 사인파를 나타내는 도면.
도 44는 도 43의 입력 이미지가 감마 조정없이 서브픽셀 렌더링될 때의 출력의 예시적인 그래프를 나타내는 도면.
도 45는 감마 조정없이 서브픽셀 렌더링을 이용할 때 발생할 수 있는 컬러 에러를 묘사하는 예시적인 디스플레이 함수 그래프를 나타내는 도면.
도 46은 서브픽셀 렌더링 이전에 전제조건-감마를 적용하는 방법을 예시하는 흐름도.
도 47은 도 43의 입력 이미지가 감마 조정된 서브픽셀 렌더링될 때의 출력의 예시적인 그래프를 나타내는 도면.
도 48은 도 42a의 묵시적 샘플 영역에 대한 로컬 평균을 계산하기 위한 도면.
도 49는 감마 조정된 서브픽셀 렌더링 방법을 예시하는 흐름도.
도 50은 도 43의 입력 이미지가 오메가 함수를 이용한 감마 조정된 서브픽셀 렌더링될 때의 출력의 예시적인 그래프를 나타내는 도면.
도 51은 오메가 함수를 이용하여 감마 조정된 서브픽셀 렌더링을 하는 방법을 예시하는 흐름도.
도 52a-52b는 서브픽셀 렌더링 이전에 전제조건-감마를 적용하는 도 46의 방법을 구현하는 예시적인 시스템을 나타내는 도면.
도 53a-53b는 감마 조정된 렌더링을 하는 도 49의 방법을 구현하는 예시적인 시스템을 나타내는 도면.
도 54a-54b는 오메가 함수를 이용하여 감마 조정된 서브픽셀 렌더링을 하는 도 51의 방법을 구현하는 예시적인 시스템을 나타내는 도면.
도 55 내지 도 60은 도 52a, 도 53a 및 도 54a의 처리 블럭에 의해 사용될 수 있는 예시적인 회로를 나타내는 도면.
도 61은 서브픽셀 렌더링동안 에지를 위한 흑색 픽셀에서 클로킹(clocking)하는 방법을 예시하는 흐름도.
도 62 내지 도 66은 디스플레이상의 이미지의 컬러 해상도를 개선하는 시스템의 예시적인 블럭도.
도 67 내지 도 70은 수학적 계산을 고속으로 수행하는 함수 평가기(evaluator)의 예시적인 실시예를 나타내는 도면.
도 71은 소프트웨어내에서 감마 조정 방법을 이용하여 서브-렌더링을 구현하는 프로세스를 예시적으로 나타내는 흐름도.
도 72는 도 46, 도 49 및 도 51의 방법 및/또는 도 71의 소프트웨어 프로세스를 구현하는 예시적인 컴퓨터 시스템을 예시적으로 나타내는 내부 블럭도.
도 73a-73e는 본 발명의 실시예에 따른 픽셀을 포함하는 디스플레이에서 데이터를 처리하는 예시적인 방법의 흐름도.
도 74a-74w는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브픽셀 렌더링된 데이터 또는 픽셀 데이터를 나타내는 예시적인 데이터 세트를 나타내는 도면.
도 75는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 픽셀을 포함하는 디스플레이에서 데이터를 처리하는 예시적인 방법의 흐름도.
도 76은 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀을 포함하는 디스플레이에서 데이터를 처리하는 도 75의 예시적인 방법에서 사용되는 예시적인 서브루틴의 흐름도.
도 77a는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 적색 중심의 픽셀 데이터 세트를 나타내는 도면.
도 77b는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 녹색 중심의 픽셀 데이터 세트를 나타내는 도면.
도 78은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 적색 중심의 어레이를 나타내는 도면.
도 79는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 서브픽셀 와이드 라인을 포함하는 예시적인 적색 중심의 어레이를 나타내는 도면.
도 80은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 또는 수평 에지를 포함하는 예시적인 적색 중심의 어레이를 나타내는 도면.
도 81은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 적색 중심의 테스트 어레이를 나타내는 도면.
도 82는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 표준 컬러 평형 필터(standard color balancing filter)를 나타내는 도면.
도 83은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 테스트 어레이를 나타내는 도면.
도 84는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 비-컬러 평형 필터를 나타내는 도면.
도 85 및 도 86은 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 테스트 매트릭스를 나타내는 도면.
본 발명에 따라서, 디스플레이에 대한 데이터를 처리하는 한가지 방법이 개시된다. 디스플레이는 컬러 서브픽셀을 갖는 픽셀을 포함한다. 픽셀 데이터가 수신되고, 픽셀 데이터에서 서브픽셀 렌더링된 데이터로의 변환에 감마 조정이 적용된다. 상기 변환은 서브픽셀 배치를 위한 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성한다. 서브픽셀 배치는 수평축 및 수직축 중의 적어도 하나상에 교대로 있는 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함한다. 서브픽셀 렌더링된 데이터는 디스플레이로 출력된다.
본 발명에 따라서, 복수의 픽셀을 갖는 디스플레이를 구비하는 하나의 시스템이 개시된다. 상기 픽셀은 수평축 및 수직축 중 적어도 하나에 교대로 있는 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치를 포함할 수 있다. 상기 시스템은 또한 디스플레이에 연결된 제어기를 포함하고, 픽셀 데이터를 처리한다. 상기 제어기는 또한 픽셀 데이터로부터 서브픽셀 렌더링된 데이터로의 변환에 감마 조정을 적용한다. 상기 변환은 서브픽셀 배치를 위한 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성할 수 있다. 상기 제어기는 디스플레이상에 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력한다.
본 발명에 따라서, 적응 필터링을 이용한 서브픽셀 렌더링 방법 및 시스템이제공되고, 상기 서브픽셀 렌더링 방법 및 시스템은 전술한 바와 같은 종래 기술의 서브픽셀 렌더링 시스템 및 방법과 관련된 문제를 방지한다.
한 양상에서, 컬러 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀들을 포함하는 디스플레이용 데이터를 처리하는 방법은, 픽셀 데이터를 수신하는 단계, 상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계로서, 상기 변환은 수평축 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치를 위해 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하는, 변환 단계, 만일 조건이 존재한다면 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 보정하는 단계, 및 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 단계를 포함한다.
다른 양상에서, 컬러 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀들을 포함하는 디스플레이용 데이터를 처리하는 시스템은, 픽셀 데이터를 수신하는 구성요소, 상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 구성요소로서, 상기 변환은 수평축 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치를 위해 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하는, 변환 구성요소, 만일 조건이 존재한다면 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 보정하는 구성요소, 및 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 구성요소를 포함한다.
또 다른 양상에서, 컬러 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀들을 포함하는 디스플레이용 데이터를 처리하기 위한 지령 세트가 저장되는 컴퓨터 판독가능한 매체로서, 상기 지령 세트는 실행될 때, 픽셀 데이터를 수신하는 단계, 상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계로서, 상기 변환은 수평축 및 수직축 중적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치를 위해 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하는, 변환 단계, 만일 조건이 존재한다면 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 보정하는 단계, 및 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 단계를 수행하는 컴퓨터 판독가능한 매체가 제공된다.
또 다른 양상에서, 컬러 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀들을 포함하는 디스플레이용 데이터를 처리하는 방법은, 픽셀 데이터를 수신하는 단계, 상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계로서, 상기 변환은 수평축 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치를 위해 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하고, 여기서 만일 흑색 수평라인, 흑색 수직라인, 백색 수평라인, 백색 수직라인, 흑색 에지, 및 백색 에지 중 적어도 하나가 상기 픽셀 데이터에서 검출되지 않는다면, 상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계는 제 1 컬러 평형 필터를 적용하는 단계를 포함하며, 여기서 만일 변환되는 상기 픽셀 데이터의 제 1 컬러 서브픽셀의 강도와 변환되는 상기 픽셀 데이터의 제 2 컬러 서브픽셀의 강도가 동일하지 않다면, 상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계는 제 2 컬러 평형 필터를 적용하는 단계를 포함하는, 변환 단계, 및 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 단계를 포함한다.
또 다른 양상에서, 컬러 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀들을 포함하는 디스플레이용 데이터를 처리하는 시스템은, 픽셀 데이터를 수신하는 구성요소, 상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 구성요소로서, 상기 변환은 수평축및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치를 위해 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하고, 여기서 만일 흑색 수평라인, 흑색 수직라인, 백색 수평라인, 백색 수직라인, 흑색 에지, 및 백색 에지 중 적어도 하나가 상기 픽셀 데이터에서 검출되지 않는다면, 상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계는 제 1 컬러 평형 필터를 적용하는 단계를 포함하며, 여기서 만일 변환되는 상기 픽셀 데이터의 제 1 컬러 서브픽셀의 강도와 변환되는 상기 픽셀 데이터의 제 2 컬러 서브픽셀의 강도가 동일하지 않다면, 상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계는 제 2 컬러 평형 필터를 적용하는 단계를 포함하는, 변환 구성요소, 및 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 구성요소를 포함한다.
또 다른 양상에서, 컬러 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀들을 포함하는 디스플레이용 데이터를 처리하기 위한 지령 세트가 저장되는 컴퓨터 판독가능한 매체는, 실행될 때, 픽셀 데이터를 수신하는 단계, 상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계로서, 상기 변환은 수평축 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치를 위해 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하고, 여기서 만일 흑색 수평라인, 흑색 수직라인, 백색 수평라인, 백색 수직라인, 흑색 에지, 및 백색 에지 중 적어도 하나가 상기 픽셀 데이터에서 검출되지 않는다면, 상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계는 제 1 컬러 평형 필터를 적용하는 단계를 포함하며, 여기서 만일 변환되는 상기 픽셀 데이터의 제 1 컬러 서브픽셀의 강도와 변환되는 상기 픽셀 데이터의제 2 컬러 서브픽셀의 강도가 동일하지 않다면, 상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계는 제 2 컬러 평형 필터를 적용하는 단계를 포함하는, 변환 단계, 및 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 단계를 수행한다.
전술한 일반적인 설명 및 후술되는 상세한 설명은 모두 예시적인 것이고, 청구된 바와 같은 본 발명의 추가 설명을 제공하고자 하는 것이다.
본 명세서에서 구체화되어 있고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명을 예시하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
이제 첨부 도면에 예시된 바와 같은 본 발명의 구현 및 실시예에 대해 상세하게 참조할 것이다. 가능하면, 동일하거나 유사한 부분을 인용하기 위해 도면 및 후술되는 설명에서 동일한 참조번호를 사용할 것이다.
실제 세상의 이미지는 캡처되어 메모리 디바이스에 저장된다. 저장되는 이미지는 일부 알려진 데이터 배치를 이용하여 생성되었다. 저장된 이미지는 개선된 해상도의 컬러 디스플레이를 제공하는 어레이를 이용하는 디스플레이 디바이스로 렌더링될 수 있다. 어레이는 적어도 하나의 청색 이미터(또는 서브픽셀), 적색 이미터 및 녹색 이미터를 구비하는 복수의 3개-컬러 화소로 구성되고, 상기 3개 컬러의 이미터는 조사될 때 사람 눈에 대해 모두 다른 컬러를 생성하도록 혼합될 수 있다.
각각의 이미터의 값을 결정하기 위해서, 먼저 필터 커널의 형태를 갖는 변환식(transform equation)을 생성해야 한다. 필터 커널은 원래 데이터 세트 샘플 영역과 타겟 디스플레이 샘플 영역 모두의 상대적인 영역 겹침을 결정함으로써 생성된다. 겹침 비율은 필터 커널 어레이에서 사용될 계수값을 결정한다.
디스플레이 디바이스상에 저장된 이미지를 렌더링하기 위해서, 각각의 3개-컬러 화소에서 재구성 포인트가 결정된다. 각각의 재구성 포인트의 중심은 또한 저장된 이미지를 재구성하는데 사용되는 샘플 포인트의 소스가 될 것이다. 유사하게, 이미지 데이터 세트의 샘플 포인트가 결정된다. 각각의 재구성 포인트는 이미터의 중심(예를 들어, 적색 이미터의 중심)에 위치된다. 이미터의 중심에 재구성 포인트를 배치할 때, 경계 라인의 그리드는 재구성 포인트의 중심으로부터 등거리에 형성되어, (샘플 포인트가 중심에 있는) 샘플 영역을 생성한다. 형성되는 그리드는 타일링(tiling) 패턴을 생성한다. 타일링 패턴으로 사용될 수 있는 형상에는, 정사각형, 직사각형, 삼각형, 육각형, 팔각형, 다이아몬드형, 지그재그로 배치된 정사각형, 지그재그로 배치된 직사각형, 지그재그로 배치된 삼각형, 지그재그로 배치된 다이아몬드형, 펜로즈(Penrose) 타일, 마름모형, 변형된 마름모형, 및 선, 그리고 상기 형상들 중 적어도 하나를 포함하는 조합이 포함되지만, 이에 제한되지는 않는다.
이미지 데이터 및 타겟 디스플레이 모두에 대한 샘플 포인트 및 샘플 영역이 결정되면, 2개가 겹쳐진다. 상기 겹침은 하위영역(sub-area)을 생성하고, 여기서 출력 샘플 영역은 여러 입력 샘플 영역에 겹친다. 입력대 출력의 영역 비율은 검사(inspection) 또는 계산 중 어느 하나에 의해 결정되고 필터 커널내에 계수로서 저장되며, 그 값은 각각의 이미터에 대한 적절한 값을 결정하기 위해 출력값에 대해 입력값을 가중하는데 사용된다.
본 발명의 일반적인 원리에 따라서, 컬러 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀들을 포함하는 디스플레이용 데이터를 처리하는 시스템은 픽셀 데이터를 수신하는 구성요소, 상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 구성요소로서, 상기 변환은 수평축 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치를 위해 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하는, 변환 구성요소, 및 만일 조건이 존재한다면 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 보정하는 구성요소, 및 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 구성요소를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일반적인 원리에 따라서, 컬러 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀들을 포함하는 디스플레이용 데이터를 처리하는 시스템은, 픽셀 데이터를 수신하는 구성요소, 상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 구성요소로서, 상기 변환은 수평축 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치를 위해 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하고, 여기서 만일 흑색 수평라인, 흑색 수직라인, 백색 수평라인, 백색 수직라인, 흑색 에지, 및 백색 에지 중 적어도 하나가 상기 픽셀 데이터에서 검출되지 않는다면, 상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계는 제 1 컬러 평형 필터를 적용하는 단계를 포함하며, 여기서 만일 변환되는 상기 픽셀 데이터의 제 1 컬러 서브픽셀의 강도와 변환되는 상기 픽셀 데이터의 제 2 컬러 서브픽셀의 강도가 동일하지 않다면, 상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계는 제 2 컬러 평형 필터를 적용하는 단계를 포함하는, 변환 구성요소, 및 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 구성요소를 포함할 수 있다.
픽셀 데이터를 수신하는 구성요소, 상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 구성요소, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 보정하는 구성요소, 및 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 구성요소는, 이동 전화, 퍼스널 컴퓨터, 포켓용 컴퓨팅 디바이스, 멀티프로세서 시스템, 마이크로프로세서 기반 또는 프로그래밍가능한 가전 디바이스, 미니컴퓨터, 대형 컴퓨터, PDA(personal digital assistant), 팩시밀리, 전화, 페이저, 휴대용 컴퓨터, 텔레비전, 고선명텔레비전, 또는 정보를 수신하거나 전송하거나 그렇지 않으면 이용할 수 있는 임의의 다른 디바이스의 소자를 포함하거나, 그 안에 배치되거나 또는 그렇지 않으면 상기 디바이스들에 의해 이용되거나 또는 그 안에 포함될 수 있다. 픽셀 데이터를 수신하는 구성요소, 상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 구성요소, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 보정하는 구성요소, 및 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 구성요소는, 본 발명의 범주 및 정신에서 벗어나지 않고서 많은 다른 디바이스 또는 시스템의 소자들을 포함하거나 그 안에 배치되거나, 또는 그렇지 않으면 상기 디바이스 또는 시스템에 의해 이용되거나 또는 그 안에 포함될 수 있다.
충분히 높은 스케일링비가 이용될 때, 본 명세서에 기재된 서브픽셀 배치 및 렌더링 방법은, 정보 어드레스지정 가능성 및 재구성 이미지 변조 전달 함수(MTF)로 측정할 때, 종래 기술의 디스플레이보다 더 우수한 이미지 품질을 제공한다.
추가로, 감마 조정을 이용한 서브픽셀 렌더링 방법 및 시스템이 기재되어 있다. 컬러 서브픽셀을 갖는 픽셀들을 갖는 디스플레이에서 데이터가 처리될 수 있다. 특히, 픽셀 데이터가 수신될 수 있고, 수신된 픽셀 데이터로부터 서브픽셀 렌더링된 데이터로의 변환에 감마 조정이 적용될 수 있다. 상기 변환은 서브픽셀 배치를 위한 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성할 수 있다. 서브픽셀 배치는 수평축 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하거나 또는 임의의 다른 배치를 포함할 수 있다. 서브픽셀 렌더링된 데이터는 디스플레이로 출력될 수 있다.
사람의 눈이 절대 밝기 또는 휘도 값을 구별할 수 없기 때문에, 더 높은 품질의 이미지를 얻기 위해 특히 높은 공간 주파수에서 휘도 콘트라스트 개선이 요구된다. 상세하게 후술되는 바와 같이, 서브픽셀 렌더링에 감마 조정을 추가함으로써 휘도 또는 밝기 콘트라스트비가 디스플레이상의 서브픽셀 배치에서 개선될 수 있다. 따라서, 이러한 콘트라스트비를 개선함으로써, 더 높은 품질의 이미지가 얻어질 수 있다. 감마 조정은 주어진 서브픽셀 배치에서 정밀하게 제어될 수 있다.
도 1은 디스플레이 디바이스에서 하나의 어레이, 단일 평면의 3개 컬러 화소의 종래 기술의 RGB 스트라이프 배치를 예시하고, 도 2는 도 1의 종래 기술의 RGB 스트라이프 배치에서 유효 서브픽셀 렌더링 샘플링 포인트를 예시한다. 도 3, 도 4 및 도 5는 도 1의 종래 기술의 RGB 스트라이프 배치에서의 샘플링 포인트의 각각의 컬러 평면에서 유효 서브픽셀 렌더링 샘플링 영역을 예시한다. 도 1 내지 도 5는 본 명세서에서 더 논의될 것이다.
도 6a는 일 실시예에 따른 여러 3개-컬러 화소의 배치(20)를 예시한다. 3개 컬러 화소(21)는 정사각형 형상을 갖고 X, Y 좌표계의 원점에 배치되며, 청색 이미터(22), 2개의 적색 이미터(24), 및 2개의 녹색 이미터(26)를 포함한다. 청색 이미터(22)는, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 사분면으로 연장되는 좌표계의 X축을 따라 수직으로 중심에 배치된다. 적색 이미터(24)는 청색 이미터에 의해 점유되지 않은, 제 2 및 제 4 사분면에 배치된다. 녹색 이미터(26)는 청색 이미터에 의해 점유되지 않은 제 1 및 제 3 사분면에 배치된다. 청색 이미터(22)는 직사각형 형상을 갖는데, 좌표계의 X 및 Y축을 따라 정렬된 변을 갖고, 대향하는 적색(24) 및 녹색(26)이미터 쌍은 일반적으로 정사각형 형상을 갖는다.
상기 어레이는 요구되는 매트릭스 해상도로 디바이스를 완성하기 위해 패널상에서 반복된다. 반복되는 3개 컬러 화소는 디바이스상에 균일하게 분포되지만 적색(24) 및 녹색(26) 이미터의 1/2 해상도인 청색 이미터(22)와 적색(24) 및 녹색(26) 이미터가 교대로 있는 "바둑판"을 형성한다. 청색 이미터의 하나 건너 하나의 열은 지그재그로 배치되거나, 또는 이미터(28)로 표시된 바와 같이 그 길이의 절반만큼 시프트된다. 이것을 수용하기 위해서, 그리고 에지 효과 때문에, 청색 이미터의 일부는 에지에서 청색 이미터(28)의 절반 크기를 갖는다.
도 6b에 3개 컬러 화소 배치의 다른 실시예가 예시되어 있다. 도 6b는 어레이 행에 수평으로 배열된 4개의 3개 컬러 화소의 배치(114)이다. 각각의 3개 컬러 화소는 정사각형 또는 직사각형 형상일 수 있고, 3개의 단위-영역 다각형을 포함한 2개 행을 가져서, 이미터가 각각의 단위-영역 다각형을 점유한다. 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4의 3개 컬러 화소의 제 1 픽셀 행의 중심에는 청색 이미터(130a,130b,130c,130d)가 각각 배치된다. 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4의 3개 컬러 화소의 제 2 픽셀 행의 중심에는 각각 청색 이미터(132a,132b,132c,132d)가 배치된다. 적색 이미터(120a,120b,120c,120d)는 제 1 픽셀 행에서 각각 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4의 3개 컬러 화소의 청색 이미터(130a,130b,130c,130d)의 좌측으로 배치된다. 녹색 이미터(122a,122b,122c,122d)는 제 2 픽셀 행에서 각각 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4의 3개 컬러 화소의 청색 이미터(132a,132b,132c,132d)의 좌측으로 배치된다. 녹색 이미터(124a,124b,124c,124d)는 제 1 픽셀 행에서 각각 제 1, 제2, 제 3 및 제 4의 3개 컬러 화소의 청색 이미터(130a,130b,130c,130d)의 우측으로 배치된다. 적색 이미터(126a,126b,126c,126d)는 제 2 픽셀 행에서 각각 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4의 3개 컬러 화소의 청색 이미터(132a,132b,132c,132d)의 우측으로 배치된다. 청색 이미터의 너비는 진청색(dark blue) 스트라이프의 가시도를 감소시키기 위해 감소될 수 있다.
도 7은 도 6 및 도 27의 배치에서 유효 서브픽셀 렌더링 샘플링 포인트의 배치(29)를 예시하는 반면. 도 8 및 도 9는 도 6 및 도 27의 배치에서 청색 컬러 평면 샘플링 포인트(23)에 대한 대안적인 유효 서브픽셀 렌더링 샘플링 영역(123,124)의 배치(30,31)를 예시한다. 도 7, 도 8 및 도 9는 본 명세서에서 더 논의될 것이다.
도 10은 3개 컬러 화소(39)의 배치(38)의 대안적인 예시적인 실시예를 나타낸다. 3개 컬러 화소(39)는 하나의 정사각형내에 청색 이미터(32), 2개의 적색 이미터(34), 및 2개의 녹색 이미터(36)로 구성된다. 3개 컬러 화소(39)는 정사각형 형상이고, X, Y 좌표계의 원점에 중심을 두고 있다. 청색 이미터(32)는 상기 정사각형의 원점에 중심을 두고 있고, X, Y 좌표계의 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 사분면으로 연장된다. 적색 이미터(34) 쌍은 대향하는 사분면(즉, 제 2 및 제 4 사분면)에 배치되고, 녹색 이미터(36) 쌍은 대향하는 사분면(즉, 제 1 및 제 3 사분면)에 배치되어, 청색 이미터(32)에 의해 점유되지 않은 사분면 부분을 점유한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 청색 이미터(32)는 좌표계의 X와 Y축에 정렬된 코너를 갖는 다이아몬드 형상이고, 대향하는 적색(34) 및 녹색(36) 이미터 쌍은 일반적으로 청색 이미터(32)의 측부에 대해 평행한 에지를 형성하는 절단된, 안쪽으로 마주하고 있는 코너를 갖는 정사각형 형상이다.
요구되는 매트릭스 해상도를 갖는 디바이스를 완성하기 위해서 패널상에서 어레이가 반복된다. 반복되는 3개 컬러 픽셀은 디바이스상에서 균일하게 분포되지만 적색(34) 및 녹색(36) 이미터 해상도의 절반인 청색 이미터(32)와 적색(34) 및 녹색(36) 이미터가 교대로 있는 "바둑판"을 형성한다. 적색 이미터(34A,34B)는 본 명세서에서 더 논의될 것이다.
3개 컬러 화소 어레이의 한가지 이점은 개선된 해상도의 컬러 디스플레이에 있다. 이것은, 적색 및 녹색 이미터만이 휘도 채널에서 고해상도의 지각에 현저하게 기여하기 때문에 발생한다. 따라서, 청색 이미터의 수를 축소하고 일부를 적색 및 녹색 이미터로 교체하면 사람 시야에 더 근접하게 매칭함으로써 해상도가 개선된다.
공간 어드레스지정 가능성을 증가시키기 위해서 수직축에서 적색 및 녹색 이미터를 반씩 나누면, 종래 기술의 종래 수직 신호 컬러 스트라이프상에서 개선이 이루어진다. 적색 및 녹색 이미터의 교대되는 "바둑판"은 높은 공간 주파수 해상도가 수평축 및 수직축 모두에서 증가되게 한다.
제 1 데이터 포맷의 이미지를 제 2 데이터 포맷의 디스플레이상으로 재구성하기 위해서, 샘플 영역은 각각의 이미터의 기하구조적 중심의 재구성 포인트를 분리(isolate)하고 샘플링 그리드를 생성함으로써 한정될 필요가 있다. 도 11은 도 10의 3개 컬러 화소의 배치(38)에서 유효 재구성 포인트의 배치(40)를 예시한다.재구성 포인트(예를 들어, 도 11의 33, 35, 37)는 3개 컬러 화소(39)에서 이미터의 기하구조적 위치(예를 들어, 도 10의 32, 34, 36)상에 중심을 두고 있다. 적색 재구성 포인트(35) 및 녹색 재구성 포인트(37)는 디스플레이상에 적색 및 녹색 "바둑판" 어레이를 형성한다. 청색 재구성 포인트(33)는 상기 디바이스에 걸쳐서 균일하게 분포되지만, 적색(35) 및 녹색(37) 재구성 포인트의 해상도의 절반이 된다. 서브픽셀 렌더링에서, 3개 컬러 재구성 포인트는 샘플링 포인트로서 취급되고, 따로 취급되는, 각각의 컬러 평면을 위한 유효 샘플링 영역을 구성하는데 사용된다. 도 12는 도 11의 재구성 어레이에서 청색 컬러 평면(42)을 위한 {도 11의 청색 재구성 포인트(33)에 대응하는} 유효 청색 샘플링 포인트(46) 및 샘플링 영역(44)을 예시한다. 재구성 포인트의 정사각형 그리드에서, 최소 주계(boundary perimeter)는 정사각형 그리드이다.
도 13은 도 11의 적색 재구성 포인트(35) 및 도 7의 적색 재구성 포인트(25)에 대응하는 유효 적색 샘플링 포인트(51), 및 적색 컬러 평면(48)을 위한 유효 샘플링 영역(50,52,53,54)을 예시한다. 샘플링 포인트(51)는 디스플레이 경계에 대해 45°로 정사각형 그리드 어레이를 형성한다. 따라서, 샘플링 그리드의 중심 어레이내에서, 샘플링 영역은 정사각형 그리드를 형성한다. 정사각형 그리드가 디스플레이의 경계에 겹치는 '에지 효과(edge effect)' 때문에, 동일한 영역을 유지하고 각각의 샘플(예를 들어, 54)의 주계를 최소화하기 위해 형상이 조정된다. 샘플 영역의 검사는, 샘플 영역(50)이 샘플 영역(52)과 동일한 영역을 갖는다는 것을 반영할 것이지만, 샘플 영역(54)은 약간 더 큰 영역을 갖는 반면, 코너의 샘플 영역(53)은약간 더 작은 영역을 갖는다. 이것은 에러를 초래하는데, 여기서 샘플 영역(53)내의 가변 데이터는 과도하게 나타날 것이고 샘플 영역(54)내의 가변 데이터는 부족하게 나타날 것이다. 그러나, 수십만 내지 수백만의 이미터의 디스플레이에서, 이 에러는 최소가 될 것이고 이미지의 코너에서 사라질 것이다.
도 14는 도 11의 녹색 재구성 포인트(37) 및 도 7의 녹색 재구성 포인트(27)에 대응하는 유효 녹색 샘플링 포인트(57), 및 녹색 컬러 평면(60)을 위한 유효 샘플링 영역(55,56,58,59)을 예시한다. 도 14의 검사는, 도 13과 본질적으로 유사하고, 동일한 샘플 영역 관계를 갖지만, 180°회전된 것을 반영할 것이다
이러한 이미터 및 그 결과적인 샘플 포인트 및 영역의 배치는, 그래픽 원색(primitive) 또는 벡터를 오프셋 컬러 샘플 평면으로 변환하며, 종래 기술의 샘플링 기술을 샘플링 포인트 및 영역과 결합하여 직접 고품질의 이미지를 생성하는데, 그래픽 소프트웨어에 의해 최상으로 이용된다. 휴대용 전자기기, 랩탑 및 데스크탑 컴퓨터, 및 텔레비전/비디오 시스템과 같은 완전한 그래픽 디스플레이 시스템은, 플랫 패널 디스플레이 및 이러한 데이터 포맷을 이용하는 것으로 이익을 얻는다. 사용되는 디스플레이의 유형에는, 액정 디스플레이, 감색 디스플레이(subtractive display), 플라즈마 패널 디스플레이, 전자발광(EL) 디스플레이, 전기영동 디스플레이(electrophoretic display), 전계 이미터 디스플레이, 이산 발광 다이오드 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED: organic light emitting diode) 디스플레이, 프로젝터, 음극선관(CRT) 디스플레이 등, 및 전술한 디스플레이 중 적어도 하나를 포함하는 조합이 포함되지만, 이에 제한되지는 않는다. 그러나, 많은 설치된 그래픽 베이스 및 그래픽 소프트웨어는 원래 재구성 디스플레이로서 CRT를 이용하는 것에 기초한 물려받은(legacy) 데이터 샘플 포맷을 이용한다.
도 15는 적색, 녹색 및 청색 값이 동일한 공간 해상도 그리드상에 있고 이와 일치하는 종래 기술의 픽셀 데이터 포맷(70)을 위한 샘플 포인트(74) 및 그 유효 샘플 영역(72)의 어레이를 예시한다. 종래 기술의 디스플레이 시스템에서, 이러한 데이터 형태는 도 1에 도시된 유형의 종래 기술의 RGB 스트라이프 패널상의 각각의 컬러 평면으로부터의 데이터를 단순하게 이용함으로써 플랫 패널 디스플레이상에서 재구성되었다. 도 1에서, 각각의 컬러 서브픽셀의 해상도는 샘플 포인트와 동일하여, 하나의 행의 3개 서브픽셀을 마치 이들이 조합되어 혼합된 단일의 다중-컬러 픽셀을 구성하는 것처럼 취급하는 동시에, 각각의 컬러 서브픽셀의 실제 재구성 포인트 위치를 무시한다. 해당 기술분야에서, 이것은 종종 디스플레이의 "네이티브 모드(Native Mode)"로 언급된다. 이것은 서브픽셀, 특히 적색 및 녹색의 위치 정보를 낭비한다.
대조적으로, 본 응용의 인입되는 RGB 데이터는 서로 겹치는 3개 평면으로서 취급된다. RGB 포맷으로부터 상기 데이터를 변환하기 위해서, 각각의 평면은 따로 취급된다. 본 응용의 더 효율적인 서브픽셀 배치상의 원래의 종래 기술의 포맷으로부터 정보를 디스플레이하는데에는 재샘플링을 통한 데이터 포맷의 변환이 필요하다. 상기 데이터는 각각의 샘플 포인트의 출력이 입력 데이터의 가중 함수(weighting function)가 되는 방식으로 재샘플링된다. 각각의 데이터 샘플의공간 주파수에 따라서, 후술되는 바와 같이 가중 함수는 각각의 출력 샘플 포인트에서 동일하거나 또는 서로 다를 수 있다.
도 16은 도 11의 서브픽셀 렌더링된 샘플 포인트(33,35,37)상에 겹쳐진 도 15의 샘플 포인트의 배치(76)를 예시하고, 여기서 도 15의 샘플 포인트(74)는 도 11의 적색{적색 재구성 포인트(35)} 및 녹색{녹색 재구성 포인트(37)} "바둑판" 어레이와 동일한 공간 해상도 그리드상에 있고, 이와 일치한다.
도 17은 도 12의 청색 컬러 평면 샘플링 포인트(46)상에 겹쳐진 도 15의 샘플 포인트(74) 및 그 유효 샘플 영역(72)의 배치(78)를 예시하고, 여기서 도 15의 샘플 포인트(74)는 도 11의 적색{적색 재구성 포인트(35)} 및 녹색{녹색 재구성 포인트(37)} "바둑판" 어레이와 동일한 공간 해상도 그리드상에 있고, 이와 일치한다. 도 17은 본 명세서에서 더 설명될 것이다.
도 18은 도 13의 적색 컬러 평면 샘플링 포인트(35) 및 적색 샘플링 영역(50,52,53,54)상에 겹쳐진 도 15의 샘플 포인트(74) 및 그 유효 샘플 영역(72)의 어레이(80)를 예시하고, 여기서 도 15의 샘플 포인트(74)는 도 11의 적색{적색 재구성 포인트(35)} 및 녹색{녹색 재구성 포인트(37)} "바둑판" 어레이와 동일한 공간 해상도 그리드상에 있고, 이와 일치한다. 정사각형 샘플 영역(52)의 내부 어레이는 일치하는 원래의 샘플 포인트(74) 및 그 샘플 영역(82)을 완전히 덮을 뿐만 아니라, 샘플 영역(52)내에 놓여 있는 주위를 둘러싼 샘플 영역(84)의 각각의 1/4을 덮도록 연장된다. 알고리즘을 결정하기 위해서, 입력 샘플 영역(72)상의 출력 샘플 영역(50,52,53, 또는 54)의 겹침 또는 유효범위(coverage)의 비율부분(fraction)이 레코딩된 다음, 대응하는 샘플 포인트(74)의 값으로 곱해지며 출력 샘플 포인트(35)에 인가된다. 도 18에서, 중심의 또는 동시적인 입력 샘플 영역(84)으로 채워진 정사각형 샘플 영역(52)의 영역은 정사각형 샘플 영역(52)의 절반이 된다. 따라서, 대응하는 샘플 포인트(74)의 값은 1/2(또는 0.5)이 곱해진다. 검사에 의해, 각각의 주위를 둘러싼 비동시적인 입력 영역(84)으로 채워진 정사각형 샘플 영역(52)의 영역은 각각 1/8(또는 0.125)이다. 따라서, 대응하는 4개 입력 샘플 포인트(74)의 값에 1/8(또는 0.125)이 곱해진다. 이러한 값은 다음에 주어진 샘플 포인트(35)의 최종 출력값을 찾기 위해 이전값(예를 들어 0.5가 곱해진 값)에 더해진다.
에지 샘플 포인트(35) 및 그 5개의 면을 가진 샘플 영역(50)에서, 동시적인 입력 샘플 영역(82)은 전술한 경우에서와 같이 완전히 덮히지만, 3개의 주위를 둘러싼 입력 샘플 영역(84,86,92)만이 겹친다. 겹쳐진 입력 샘플 영역(84) 중의 하나는 출력 샘플 영역(50)의 1/8을 나타낸다. 에지를 따른 이웃하는 입력 샘플 영역(86,92)은 각각의 출력 영역의 3/16(=0.1875)를 나타낸다. 앞서와 같이, 겹쳐진 샘플 영역(72)으로부터의 입력값(74)의 가중값은 샘플 포인트(35)를 위한 값을 제공하기 위해 가산된다.
코너 및 "근접" 코너는 동일한 것으로 취급된다. 코너(53) 및 "근접" 코너(54)가 덮고 있는 이미지 영역이 중심 영역(52) 및 에지 영역(50)과 다르기 때문에, 입력 샘플 영역(86,88,90,92,94,96,98)의 가중치(weighting)는 전술한 입력 샘플 영역(82,84,86,92)에 대해 서로 다르게 비례할 것이다. 더 작은 코너 출력 샘플 영역(53)에서, 동시적인 입력 샘플 영역(94)은 출력 샘플 영역(53)의 4/7(또는 약 0.5714)를 덮는다. 이웃하는 입력 샘플 영역(96)은 출력 샘플 영역(53)의 3/14(또는 약 0.2143)을 덮는다. "근접" 코너 샘플 영역(54)에서, 동시적인 입력 샘플 영역(90)은 출력 샘플 영역(54)의 8/17(또는 약 0.4706)을 덮는다. 내측으로 이웃하는 샘플 영역(98)은 출력 샘플 영역(54)의 2/17(또는 약 0.1176)를 덮는다. 에지 방향으로 이웃하는 입력 샘플 영역(92)은 출력 샘플 영역(54)의 3/17(또는 약 0.1765)을 덮는다. 코너 입력 샘플 영역(88)은 출력 샘플 영역(54)의 4/17(또는 약 0.2353)를 덮는다. 앞서와 같이, 겹쳐진 샘플 영역(72)으로부터의 입력값(74)의 가중된 값은 샘플 포인트(35)를 위한 값을 제공하기 위해 가산된다.
녹색 컬러 평면의 재샘플링에 대한 계산은 유사한 방법으로 진행되지만, 출력 샘플 어레이는 180°회전된다.
다시 말해서, 적색 샘플 포인트(35) 및 녹색 샘플 포인트(37) 값(Vout)에 대한 계산은 다음과 같다:
여기서 Vin은 CxRy에서의 오직 서브픽셀의 컬러에 대한 색차값이다{Cx는 적색(34) 및 녹색(36) 서브 픽섹의 x번째 열을 나타내고, Ry는 적색(34) 및 녹색(36) 서브픽셀의 y번째 행을 나타내어, CxRy는, 종래 방식에서 수행되는 바와 같이, 상위 좌측 코너에서 시작해서, 디스플레이 패널의 x번째 열 및 y번째 행에서의 적색(34) 또는 녹색(36) 서브픽셀 이미터를 나타낸다).
각각의 수학식에서 계수 가중치의 총합이 최대 1의 값까지 가산된다는 점에 유의하는 것이 중요하다. 전체 이미지 변환을 계산하기 위한 17개 수학식이 있지만, 대칭때문에, 단 4개의 계수 세트만이 있다. 이것은 구현될 때 복잡성을 축소시킨다.
전술한 바와 같이, 도 17은 도 12의 청색 컬러 평면 샘플링 포인트(46)상에 겹쳐진 도 15의 샘플 포인트(74) 및 그 유효 샘플 영역(72)의 배치(78)를 예시하고, 여기서 도 15의 샘플 포인트(74)는 도 11의 적색{적색 재구성 포인트(35)} 및 녹색{녹색 재구성 포인트(37)} "바둑판" 어레이와 동일한 공간 해상도 그리드 상에있고, 이와 일치한다. 도 12의 청색 샘플 포인트(46)는 청색 샘플 영역(44)이 검사에 의해 결정되게 한다. 이러한 경우에, 이제 청색 샘플 영역(44)은 단순히 재샘플링된 이미지의 샘플 포인트(46)를 위한 값으로서 계산되는 원래의 데이터 샘플 포인트(74)의 주위를 둘러싼 청색값의 산술 평균(arithmetic mean)인 청색 재샘플 영역이 된다.
샘플 포인트(46)의 청색 출력값 Vout은 다음과 같이 계산된다:
Vout(Cx+_Ry+) = 0.25_Vin(CxRy)+0.25_Vin(CxRy+1)+
0.25_Vin(Cx+1Ry)+0.25_Vin(Cx+1Ry+1)
여기서 Vin은 주위를 둘러싼 입력 샘플 포인트(74)의 청색 색차값이고; Cx는 종래 방식에서 수행되는 바와 같이, 상위 좌측 코너에서 시작해서, 샘플 포인트(74)의 x번째 열을 나타내며; Ry는 샘플 포인트(74)의 y번째 행을 나타낸다.
청색 서브픽셀 계산에서, X 및 Y 숫자는, 적색 및 녹색 서브픽셀 쌍(pair)당 단 하나의 청색 서브픽셀이 있기 때문에, 홀수이어야 한다. 다시, 계수 가중치의 총합은 1의 값이 된다.
생성되는 대부분의 이미지에 영향을 미치고 중심 재샘플 영역(52)에 적용되는, 적색 샘플 포인트(35)를 위한 중심 영역 수학식의 계수의 가중은 2진 시프트 제산(division) 프로세스이고, 여기서 0.5는 "우측"으로의 1비트 시프트이고, 0.25는 "우측"으로의 2비트 시프트이며, 0.125는 "우측"으로의 3비트 시프트이다. 따라서, 상기 알고리즘은, 간단한 시프트 제산 및 가산을 수반하여 매우 간단하고 고속이다. 최고의 정확성 및 속도에서, 주위를 둘러싼 픽셀의 가산이 먼저 완료되고, 이어서 단일의 우측으로의 3비트 시프트가 이어진 다음, 단일 비트 시프트된 중심값이 가산되어야 한다. 그러나, 에지 및 코너에서의 적색 및 녹색 샘플 영역에 대한 후자의 수학식은 더 복잡한 곱셈을 수반한다. 작은 디스플레이(예를 들어, 적은 수의 전체 픽셀을 갖는 디스플레이)상에서, 우수한 이미지 품질의 디스플레이를 보장하기 위해서 더 복잡한 수학식이 필요할 수도 있다. 에지 및 코너에서의 작은 에러가 거의 문제가 되지 않을 수 있는 큰 이미지 또는 디스플레이에서, 간소화가 이루어질 수 있다. 간소화를 위해서, 적색 및 녹색 평면을 위한 제 1 수학식은 이미지의 에지상의 "손실된" 입력 데이터 샘플 포인트를 이용하여 에지 및 코너에 적용되어, 입력 샘플 포인트(74)가 동시적인 입력 샘플 포인트(74)와 동일하게 설정된다. 대안적으로, "손실된" 값은 흑색으로 설정될 수 있다. 이러한 알고리즘은 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어에서 용이하게 구현될 수 있다.
도 19 및 도 20은 도 8 및 도 9의 청색 컬러 평면 샘플링 포인트(23)상에 겹쳐진 도 15의 샘플 포인트(74) 및 그 유효 샘플 영역(72)의 2개의 대안적인 배치(100,102)를 예시하고, 여기서 도 15의 샘플 포인트(74)는 도 7의 적색 및 녹색 "바둑판" 어레이와 동일한 공간 해상도 그리드상에 있고 이와 일치한다. 도 8은 도 6a의 이미터 배치에서 도 7에 도시된 청색 컬러 평면 샘플링 포인트(23)를 위한 최소 주계를 갖는 유효 서브픽셀 렌더링 샘플링 영역(123)을 예시한다.
계수를 계산하는 방법은 전술한 바와 같이 진행된다. 도 19의 각각의 입력샘플 영역(72)에 겹치는 출력 샘플 영역(123)의 비례적인 겹침이 계산되고, 변환식 또는 필터 커널에서의 계수로서 이용된다. 이러한 계수는 다음의 변환식에서 샘플값(74)으로 곱해진다:
Vout(Cx+_Ry+_) = 0.015625_Vin(Cx-1Ry)+0.234375_Vin(CxRy)+0.234375_Vin(Cx+1Ry)
+0.015625_Vin(Cx+2Ry)+0.015625_Vin(Cx-1Ry+1)+0.234375_Vin
(CxRy+1)+0.234375_Vin(Cx+1Ry+1)+0.015625_Vin(Cx+2Ry+1)
당업자는 이러한 계산을 신속하게 수행하는 방법을 찾을 수 있다. 예를 들어, 계수 0.015625는 우측으로의 6비트 시프트에 해당한다. 도 15의 샘플 포인트(74)가 도 7의 적색{적색 재구성 포인트(25)} 및 녹색{녹색 재구성 포인트(27)} "바둑판" 어레이와 동일한 공간 해상도 그리드상에 있고, 이와 일치하는 경우, 이러한 최소 경계 조건 영역은, 부담스러운 추가 계산과 6개의 샘플 포인트(74)상의 데이터의 확산 모두를 초래할 수 있다.
도 9의 대안적인 효과적 출력 샘플 영역(124) 배치(31)는 일부 응용 또는 상황에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 15의 샘플 포인트(74)가 도 7의 적색{적색 재구성 포인트(25)} 및 녹색{녹색 재구성 포인트(27)} "바둑판" 어레이와 동일한 공간 해상도 그리드상에 있고, 이와 일치하는 경우, 또는 입력 샘플 포인트(74)와 출력 샘플 영역 사이의 관계가 도 20에 도시된 바와 같은 경우, 상기 계산이 더 간단해진다. 짝수 열에서, 청색 출력 샘플 포인트(23)를 계산하는 식은 도 17에 대해 상기한 식과 동일하다. 홀수 열에서, 도 20에 대한 계산은 다음과 같다:
Vout(Cx+_Ry_) = 0.25_Vin(CxRy)+0.25_Vin(Cx+1Ry)+
0.25_Vin(CxRy-1)+0.25_Vin(Cx+1Ry-1)
보통과 같이, 도 19 및 도 20에 대한 상기 계산은 중심 샘플 영역(124)의 일반적인 경우에서 수행된다. 에지에서의 계산은 전술한 바와 같이, 스크린의 에지의 샘플 포인트(74) 값에 관한 변환식 또는 가정에 대한 수정을 요구할 것이다.
이제 도 21에 돌아가면, 종래 기술의 픽셀 데이터 포맷을 위한 샘플 포인트(122) 및 그 유효 샘플 영역(120)의 어레이(104)가 예시된다. 도 21은 동일한 공간 해상도 그리드상에 있고 동시적인 적색, 녹색 및 청색 값을 예시하지만, 도 15에 예시된 이미지 크기와 다른 이미지 크기를 갖는다.
도 22는 도 13의 적색 컬러 평면 샘플링 영역(50,52,53,54)상에 겹쳐진 샘플 포인트(122) 및 그 유효 샘플 영역(120)의 어레이(106)를 예시한다. 도 21의 샘플 포인트(122)는 도 7 또는 도 11의 적색{적색 재구성 포인트(25,35)} 및 녹색{녹색 재구성 포인트(27,37)} "바둑판" 어레이와 각각 동일한 공간 해상도 그리드상에 있지 않고, 이와 일치하지 않는다.
도 22의 이러한 배치에서, 각각의 출력 샘플 포인트(35)를 위한 단일의 단순화된 변환식 계산이 허용되지 않는다. 그러나, 덮힌 비례 영역에 기초한 각각의 계산을 생성하는데 사용되는 방법을 일반화하는 것이 가능하기도 하고 실용적이기도 하다. 이것은, 만일 임의의 주어진 입력대 출력 이미지 비율에서, 특히 산업분야에서 표준으로서 공통인 비율에서, 셀의 반복되는 패턴인 이미지 변환을 초래할 최소한의 공통 분모 비율이 있는 경우에 그러하다. 일치하는 입력 및 출력 어레이를 이용하여 위에서 증명한 바와 같이, 대칭으로 인해 복잡성의 추가적인 축소가 발생한다. 결합되는 경우에, 반복되는 3개 컬러 샘플 포인트(122) 및 대칭은 고유한 계수의 세트의 수를 더 관리가능한 레벨까지 축소하는 결과를 가져온다.
예를 들어, (비디오 그래픽 어댑터를 나타내는데 사용되지만 지금은 단순하게 640x480을 의미하는) "VGA"라고 불리는 상업적인 표준 디스플레이 컬러 이미지 포맷은 640행 및 480열을 갖는다. 이러한 포맷은 도 10에 도시된 배치의 패널상에 디스플레이되도록 재샘플링되거나 또는 스케일링될 필요가 있는데, 이 패널은 (횡으로 전체 800개의 서브픽셀) 횡으로 400개 적색 서브픽셀(34) 및 400개 녹색 서브픽셀(36)과 아래로 600개의 전체 서브픽셀(35,36)을 구비한다. 이러한 결과는 4:5의 입력 픽셀 대 출력 서브픽셀 비율을 초래한다. 각각의 적색 서브픽셀(34) 및 각각의 녹색 서브픽셀(36)에 대한 전송식(transfer equation)은, 샘플 출력 영역(52)에 의해 도 22의 입력 샘플 영역(120)의 부분적(fractional) 유효범위로부터 계산될 수 있다. 이러한 프로시저는, 이 전송식이 모든 단일 출력 샘플 포인트(35)에 대해 다른 것처럼 보이는 것을 제외하고는 도 18에 대한 전송식의 전개와 유사하다. 다행히도, 만일 모든 이러한 전송식을 계산하고자 진행한다면, 패턴이 나타난다. 동일한 5개의 전송식은 하나의 행상에서 몇번이고 반복되고, 5개의 수학식의 다른 패턴은 각각의 열에 대해 아래로 반복된다. 최종 결과는 4:5의 픽셀 대 서브픽셀의 비율을 갖는 이러한 경우에 단지 5x5 또는 25개의 고유한 수학식 세트가 된다. 이것은 25개의 계수 세트에 대한 고유 계산을 축소시킨다. 이러한 계수에서,계수 세트의 전체 개수를 단 6개의 고유 세트까지 감소시키는, 다른 대칭 패턴이 발견될 수 있다. 동일한 프로시저는 도 6a의 배치(20)를 위한 동일한 계수 세트를 생성할 것이다.
다음은 전술한 기하구조적 방법을 이용하여 계수가 계산되는 방법을 설명하는 한 예시이다. 도 32는 650x480의 VGA 포맷 이미지를 800x600의 전체 적색 및 녹색 서브픽셀을 갖는 PenTile 매트릭스로 변환하는 전술한 예시로부터 단일의 5x5 반복 셀(202)을 예시한다. 직선(206)에 의해 경계된 정사각형 서브픽셀(204) 각각은 계산된 하나의 계수 세트를 가져야 하는 적색 또는 녹색 서브픽셀의 위치를 나타낸다. 이것은, 대칭을 위한 것이 아니라면, 계산될 25개의 계수 세트를 필요로 한다. 도 32는 더 상세하게 후술될 것이다.
도 33은 계수에서의 대칭을 예시한다. 만일 산업분야에서 사용되는 바와 같이 필터 커널을 위한 공통 매트릭스 형태에서 계수가 아래로 기록된다면, 서브픽셀(216)을 위한 필터 커널은, 서브픽셀(218)을 위한 커널의 좌측에서 우측으로 플립된(flipped), 미러 이미지가 된다. 이것은 대칭 라인(220)의 우측상의 모든 서브픽셀에 대해 그러하고, 각각의 서브픽셀은 대향하는 서브픽셀의 필터 커널의 미러 이미지인 필터 커널을 갖는다. 또한, 서브픽셀(222)은, 서브픽셀(218)을 위한 필터 커널의 상부에서 하부로 플립된, 미러 이미지인 필터 커널을 갖는다. 이것은 또한 대칭 라인(224) 아래의 모든 다른 필터 커널에 대해 참이고, 각각은 대향하는 서브픽셀 필터의 미러 이미지이다. 마지막으로, 서브픽셀(226)을 위한 필터 커널은 서브픽셀(228)을 위한 필터의, 대각상으로 플립된, 미러 이미지이다. 이것은 대칭라인(230)의 상위 우측상의 모든 서브픽셀에 대해 참이고, 그 필터는 대각으로 대향하는 서브픽셀 필터의 대각 미러 이미지의 필터이다. 마지막으로, 대각상의 필터 커널은 대칭 라인(230)의 대각으로 대향하는 측부상의 동일한 계수값과 내부적으로 대각으로 대칭이다. 여기서 추가로 필터 커널내의 모든 이러한 대칭을 증명하기 위해 완전한 필터 커널 세트의 한 예시가 제공된다. 계산할 필요가 있는 유일한 필터는 하나로 음영되어 있는 서브픽셀(218,228,232,234,236,238)이다. 이러한 경우에, 5개의 반복 셀 크기를 이용하면, 필요한 최소 필터수는 단 6개이다. 나머지 필터는 다른 축상에서 6개의 계산된 필터를 플립핑함으로써 결정될 수 있다. 반복 셀의 크기가 홀수가 될 때마다, 최소 필터수를 결정하는 식은 다음과 같다:
여기서 P는 반복 셀의 홀수 너비 및 높이이고, Nfilts는 필요한 최소 필터수이다.
도 34는 반복 셀 크기가 짝수인 경우의 한 예시를 나타낸다. 계산될 필요가 있는 유일한 필터는 하나로 음영된 서브픽셀(240,242,244)이다. 이러한 경우에, 4의 반복 셀 크기를 이용하면, 단 3개의 필터가 계산되어야 한다. 반복 셀의 크기가 짝수일 때마다, 최소 필터수를 결정하는 일반식은 다음과 같다:
여기서 P는 반복 셀의 짝수 너비 및 높이이고, Neven은 필요한 최소 필터수이다.
도 32로 돌아가면, 중심 서브픽셀(204)에 대한 렌더링 경계(208)는 원래 픽셀 샘플 영역(212) 중 4개에 겹치는 영역(210)을 둘러싼다. 이러한 겹침 영역은 각각 동일하고, 그 계수는 최대 1까지 가산되어야 하므로, 그 각각은 1/4 또는 0.25가 된다. 이것은 도 33의 서브픽셀(238)에 대한 계수이고, 이러한 경우에 2x2 필터 커널은 다음과 같다:
1/4 1/4
1/4 1/4
도 33의 서브픽셀(218)에 대한 계수는 도 35에서 전개된다. 이러한 서브픽셀(218)은 주위를 둘러싼 입력 픽셀 샘플 영역(248) 중 5개에 겹치는 렌더링 영역(246)에 의해 경계된다. 이러한 서브픽셀이 반복 셀의 상위 좌측 코너에 있지만, 계산을 위해서, 항상 겹칠 추가적인 샘플 영역(248)을 갖는 에지를 넘어선 다른 반복 셀이 있다고 가정한다. 이러한 계산은 일반적인 경우에 완료되고, 디스플레이의 에지는 전술한 바와 같이 다른 방법으로 처리될 것이다. 렌더링 영역(246)이 3개의 샘플 영역(248)을 수평으로 교차하고 3개의 샘플 영역을 수직으로 교차하기 때문에, 모든 계수를 유지하기 위해서 3x3 필터 커널이 필요할 것이다. 상기 계수는 전술한 바와 같이 계산된다: 렌더링 영역(246)에 의해 덮히는 각각의 입력 샘플 영역의 영역이 측정된 다음, 렌더링 영역(246)의 전체 영역에 의해 나누어진다. 렌더링 영역(246)은 상위 좌측, 상위 우측, 하위 좌측 또는 하위 우측 샘플 영역(248)에 전혀 겹치지 않아서, 그 계수가 0이 된다. 렌더링 영역(246)은 렌더링 영역(246)의 전체 영역의 1/8만큼 상위 중심 및 중간 좌측 샘플 영역(248)에 겹쳐서, 그 계수는 1/8이 된다. 렌더링 영역(246)은 11/16인 최대 비율만큼 중심 샘플 영역(248)에 겹친다. 마지막으로, 렌더링 영역(246)은 1/32의 최소양만큼 중간 우측 및 바닥 중심 샘플 영역(248)에 겹친다. 이 모두를 순서대로 넣으면 다음의 계수 필터 커널이 초래된다:
0 1/8 0
1/8 11/16 1/32
0 1/32 0
도 33의 서브픽셀(232)은 도 36에서 5개의 샘플 영역(252)에 겹치는 그 렌더링 영역(250)을 갖는 것으로 예시되어 있다. 앞서와 같이, 샘플 영역(252)의 각각에 겹치는 렌더링 영역(250)의 영역의 일부가 계산되고 렌더링 영역(250)의 영역으로 나누어진다. 이러한 경우에, 모든 계수를 유지하기 위해 단지 3x2 필터 커널이 필요하지만, 일관성을 위해서 3x3이 사용될 것이다. 도 36에서의 필터 커널은 다음과 같다:
1/64 17/64 0
7/64 37/64 2/64
0 0 0
도 33의 서브픽셀(234)은 도 37에서 샘플 영역(256)에 겹치는 그 렌더링 영역(254)을 갖는 것으로 예시되어 있다. 이러한 경우에서의 계수 계산은 다음의 커널을 초래한다:
4/64 14/64 0
14/64 32/64 0
0 0 0
도 33의 서브픽셀(228)은 도 38에서 샘플 영역(260)에 겹치는 그 렌더링 영역(258)을 갖는 것으로 예시된다. 이러한 경우에서의 계수 계산은 다음의 커널을 초래한다:
4/64 27/64 1/64
4/64 27/64 1/64
0 0 0
마지막으로, 도 33의 서브픽셀(236)은 도 39에서 샘플 영역(264)에 겹치는 그 렌더링 영역(262)을 갖는 것으로 예시된다. 이러한 경우에서의 계수 계산은 다음의 커널을 초래한다:
4/64 27/64 1/64
4/64 27/64 1/64
0 0 0
이것은 4:5의 픽셀대 서브픽셀 비율을 갖는 예시에서 필요한 모든 최소 계산 수를 결정한다. 25개 계수 세트의 나머지 모두는 도 33에서 설명한 바와 같이, 다른 축상의 상기 6개의 필터 커널을 플립핑함으로써 구성될 수 있다. 스케일링 목적으로, 필터 커널은 항상 하나로 합해져야 하거나 또는 출력 이미지의 밝기에 영향을 미칠 것이다. 이것은 상기 모든 6개의 필터 커널에 대해 참이 된다. 그러나, 만일 커널이 이러한 형태로 실제 사용된다면, 계수값은 모두 분수가 되고, 실수 부동 소수점 계산을 필요로 하게 된다. 해당 산업분야에서는 모든 계수를 모두 정수로 변환하는 일부 값으로 모든 계수를 곱하는 것이 보통이다. 그 다음, 정수 계산은 합계가 동일한 값으로 이후에 나누어지는 한 필터 커널 계수로 입력 샘플값을 곱하는데 사용될 수 있다. 상기 필터 커널을 검사하면, 모든 계수에 곱하기에 64가 좋은 수라는 점이 나타난다. 이것은 도 35의 서브픽셀(218)에 대한 다음의 필터 커널을 초래한다:
0 8 0
8 44 2
0 2 0
(64로 나눔)
이러한 경우에 모든 다른 필터 커널은 계산을 용이하게 하기 위해 모두를 정수로 변환하도록 유사하게 수정될 수 있다. 특히 제수(divisor)가 2의 제곱인 경우에 편리한데, 이러한 경우가 그렇다. 2의 제곱에 의한 제산은 그 결과를 우측으로 시프트함으로써 소프트웨어 또는 하드웨어에서 신속하게 완료될 수 있다. 이러한 경우에, 6비트만큼의 우측으로의 시프트는 64로 나눌 것이다.
대조적으로, (확장형 그래픽 어댑터를 나타내지만 지금은 단순하게 1024x768을 의미하는) XGA라고 불리는 상업적 표준 디스플레이 컬러 이미지 포맷은 1024행 및 768열을 갖는다. 이러한 포맷은 1600x1200 적색 및 녹색 이미터(34,36){+ 800x600 청색 이미터(32)}를 갖는 도 10의 배치(38)상에 디스플레이하기 위해 스케일링될 수 있다. 이러한 구성의 스케일링 또는 재샘플링 비율은 16:25이고, 이것은 625개의 고유한 계수 세트를 초래한다. 계수에서의 대칭을 이용하면 더 적당한 91개 세트로 개수를 축소할 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같이, 심지어 이러한 더 작은 수의 필터도 손으로 하기에 지겨워진다. 대신, 컴퓨터 프로그램(기계 판독가능한 매체)은 기계(예를 들어, 컴퓨터)를 이용하여 이러한 업무를 자동화할 수 있고, 계수 세트를 신속하게 생성할 수 있다. 실제로, 이러한 프로그램은 임의의 주어진 비율을 위한 필터 커널의 테이블을 생성하는데 한번 사용된다. 그 다음, 상기 테이블은 스케일링/렌더링 소프트웨어에 의해 사용되거나 또는 스케일링 및 서브픽셀 렌더링을 구현하는 하드웨어의 ROM(Read Only Memory)에 기록(burned into)된다.
필터 생성 프로그램이 완성되어야 하는 제 1 단계는, 반복 셀의 스케일링 비율 및 크기를 계산하는 것이다. 이것은 입력 픽셀의 수 및 출력 서브픽셀의 수를 그 GCD(Greatest Common Denominator)로 나눔으로써 완성된다. 이것은 또한 작은 이중 네스트 루프(doubly nested loop)로 실현될 수 있다. 외부 루프는 일련의 소수(prime number)에 대해 2개 숫자를 테스트한다. 이러한 루프는 2개의 픽셀 카운트 중 더 작은 카운트의 제곱근만큼 높은 소수를 테스트할 때까지 실행되어야 한다. 실제로 일반적인 스크린 크기에서, 41보다 큰 소수에 대해 걸코 테스트할 필요가 없어야 한다. 역으로, 이러한 알고리즘이 "오프라인" 시간보다 빨리 필터 커널을 생성하는데 사용되기 때문에, 외부 루프는 2에서부터 일부의 굉장히 큰 수, 소수 및 비소수까지의 모든 수에 대해 간단하게 실행할 수 있다. 이것은 CPU 시간을 낭비할 수 있는데, 이는 필요한 것보다 더 많은 테스트를 하지만 그 코드는 입력 및 출력 스크린 크기의 특정 조합에 대해 한번만 실행하기 때문이다.
내부 루프는 현재의 소수에 대해 2개의 픽셀 카운트를 테스트한다. 만일 양쪽 카운트가 소수에 의해 균일하게 분할가능하다면, 양쪽 모두 상기 소수로 나누어지고, 상기 2개의 숫자 중 하나를 상기 소수로 다시 나눌 수 없을 때까지 내부 루프가 계속된다. 외부 루프가 종료되면, 나머지 작은 수는 효과적으로 GCD로 나눠져있을 것이다. 2개 숫자는 2개 픽셀 카운트의 "스케일 비율"이 될 것이다.
일반적인 일부 값:
320:640은 1:2가 된다.
384:480은 4:5가 된다.
512:640은 4:5가 된다.
480:768은 5:8이 된다.
640:1024는 5:8이 된다.
이러한 비율은 픽셀대 서브픽셀 비 또는 P:S비로 언급될 것이고, 여기서 P는 비율의 입력 픽셀 분자 및 S는 비율의 서브픽셀 분모이다. 반복 셀 상에서 또는 반복 셀 아래로 필요한 필터 커널의 수는 이러한 비율에서 S가 된다. 필요한 커널의 전체 수는 수평 및 수직 S값의 적(product)이다. 스크린 크기에서 유도된 거의 모든 공통 VGA에서, 수평 및 수직 반복 패턴 크기는 동일한 것으로 나타날 것이고, 필요한 필터의 수는 S2가 될 것이다. 상기 테이블에서, 1024x768 PenTile 매트릭스로 스케일링되는 640x480 이미지는 5:8의 P:S비를 갖고, (대칭을 고려하기전에) 8x8 또는 64개의 서로 다른 필터 커널을 필요로 한다.
이론적인 환경에서, 합계가 1이 되는 분수값이 필터 커널에서 사용된다. 실제로, 전술한 바와 같이, 필터 커널은 종종 제수를 이용하여 정수값으로 계산되고, 상기 제수는 이후에 합계를 다시 1로 정규화하기 위해 적용된다. 가중값을 가능한한 정확하게 계산하는 것으로 시작하여, 렌더링 영역이 모든 계산이 정수라는 것을 보장하기에 충분히 큰 좌표계에서 계산될 수 있다는 것이 중요하다. 실험은, 이미지 스케일링 상황에서 사용하기 위한 정확한 좌표계는, 입력 픽셀의 크기가 반복 셀상의 출력 서브픽셀의 수와 동일한 경우에 1이 되고, 이는 출력 픽셀의 크기를 반복 셀상의 입력 픽셀의 수와 동일하게 만든다. 이것은 역-직관적이고 역행하는 듯하다. 예를 들어, 4:5의 P:S비를 이용하여 512 입력 픽셀을 640으로 스케일링하는 경우에, 그래프 종이상에 입력 픽셀을 5x5 정사각형으로 도시하고, 그 상부에 출력 픽셀을 4x4 정사각형으로 도시할 수 있다. 이것은 양쪽 픽셀이 도시되는 동시에 모든 숫자를 정수로 유지할 수 있는 가장 작은 스케일이다. 이러한 좌표계에서, 출력 서브픽셀상에 중심을 두고 있는 다이아몬드 형상의 렌더링 영역의 영역은 출력 픽셀 영역의 2배 또는 2*P2과 항상 동일하다. 이것은 필터 가중값의 분모로서 사용될 수 있는 최소 정수값이다.
좋지 못하게, 다이아몬드가 여러 입력 픽셀에 걸쳐서 해당하기 때문에, 이 다이아몬드는 삼각형 형상으로 잘라질 수 있다. 삼각형 영역은 (너비x높이)/2이고, 이것은 다시 비-정수값을 초래할 수 있다. 상기 영역의 2배를 계산하면 이러한 문제를 해결할 수 있어서, 프로그램은 2가 곱해진 영역을 계산한다. 이것은 최소의 유용한 정수 필터 분모가 4*P2와 동일하게 한다.
다음, 얼마나 큰 각각의 필터 커널이 존재해야 하는지를 결정할 필요가 있다. 위에서 손으로 완성된 예시에서, 필터 커널의 일부는 2x2이고, 일부는 3x2이며, 그외는 3x3이다. 입력 및 출력 픽셀의 상대적 크기, 및 다이아몬드 형상의 렌더링 영역이 서로 교차될 수 있는 방법은 필요한 최대 필터 커널 크기를 결정한다. 각각의 입력 픽셀에 대해 위에 2개보다 많은 출력 서브픽셀을 갖는 소스로부터의 이미지를 스케일링할 때(예를 들어, 100:201 또는 1:3), 2x2 필터 커널이 가능하다. 이것은 구현하는데 있어 더 적은 하드웨어를 필요로 한다. 또한, 결과적인 이미지가, 많은 플랫 패널 디스플레이의 날카로운 에지로 표시되는, 공간 주파수를가능한한 최고로 유지하는 암시된 타겟 픽셀의 "사각형(squareness)"을 캡처하기 때문에 종래 기술의 스케일링보다 이미지 품질이 우수하다. 이러한 공간 주파수는 명확한 해상도를 개선하기 위해 폰트 및 아이콘 설계자에 의해 사용되어, 해당 기술분야에서 잘 알려진 나이퀴스트 제한(Nyquist limit)을 회피한다. 종래 기술의 스케일링 알고리즘은 보간을 이용하여 스케일링된 공간 주파수를 나이퀴스트 제한으로 한정하거나, 또는 날카로움(sharpness)을 유지하지만, 부당한 위상 에러를 생성한다.
축소 스케일링할 때, 출력 서브픽셀보다 더 많은 입력 픽셀이 있다. 1:1보다 큰 임의의 스케일 인수(scale factor)(예를 들어, 101:100 또는 2:1)에서, 필터 크기는 4:4 이상이 된다. 이것을 구현하기 위해 더 많은 라인 버퍼를 추가하는 것을 하드웨어 제조자에게 납득시키기가 어려울 것이다. 그러나, 1:1 및 1:2의 범위에 있는 것은, 커널 크기가 일정한 3x3 필터에 머무르게 된다는 이점을 갖는다. 다행히도, 하드웨어로 구현되어야 할 대부분의 경우는 이러한 범위에 포함되고, 간단하게 3x3 커널을 생성하기 위해 프로그램을 기록하는 것이 적당하다. 전술한 손으로 수행되는 예시와 같이 일부 특수한 경우에, 필터 커널의 일부는 3x3보다 작을 것이다. 다른 특수한 경우에, 필터가 3x3이 되는 것이 이론적으로 가능하다고 하더라도, 모든 필터가 오직 2x2가 된다는 것이 판명된다. 그러나, 일반적인 경우에서의 커널을 계산하는 것이 더 용이해지고, 고정된 커널 크기로 하드웨어를 구현하는 것이 더 용이하다.
마지막으로, 커널 필터 가중값을 계산하는 것은 이제 단순하게, 반복 셀내의각각의 고유한 (비대칭) 위치에서 출력 다이아몬드 형상에 교차하는 3x3 입력 픽셀의 영역(x2)을 계산하는 과제가 된다. 이것은 산업분야에서 잘 알려진 매우 간단한 "렌더링" 과제이다. 각각의 필터 커널에서, 3x3 또는 9개 계수가 계산된다. 각각의 계수를 계산하기 위해, 다이아몬드 형상의 렌더링 영역의 벡터 명세가 생성된다. 이러한 형상은 입력 픽셀 영역 에지에 대해 클리핑(clipping)된다. 산업분야에서 잘 알려진 다각형 클리핑 알고리즘이 사용된다. 마지막으로, 클리핑된 다각형의 영역(x2)이 계산된다. 결과적인 영역은 필터 커널의 대응하는 셀을 위한 계수가 된다. 이러한 프로그램으로부터 출력된 샘플은 다음과 같다:
소스 픽셀 해상도 1024
목적 서브픽셀 해상도 1280
스케일링 비율은 4:5
필터 개수는 모두 256으로 나눠진다.
필요한 최소 필터(대칭): 6
여기서 생성된 필터 개수(대칭 없음): 25
상기 출력된 샘플에서, 이러한 경우에 대칭을 고려하지 않고서 이 경우에 필요한 모두 25개의 필터 커널이 계산된다. 이것은 계수의 검사를 허용하고, 이러한 반복 셀에서 필터 커널의 수평, 수직 및 대각 대칭이 있는지를 시각적으로 증명하는 것을 허용한다. 앞서와 같이, 이미지의 에지 및 코너는 고유하게 취급될 수 있거나, 또는 다른 샘플의 평균, 최상위 단일 기여자, 또는 흑색 중 어느 하나의 값으로 "손실된" 입력 데이터 샘플을 채움으로써 비슷해질 수 있다. 해당 기술분야에서 잘 알려진 바와 같이, 각각의 계수 세트가 필터 커널에서 사용된다. 위치 트랙 및 대칭 오퍼레이터를 유지하는 것은, 또한 해당 기술분야에서 잘 알려진 모듈로(modulo) 수학 방식을 이용하는 소프트웨어 또는 하드웨어 설계자의 업무이다. 계수를 생성하는 업무는, 해당 기술분야에서 알려진 수단을 이용하여 출력 샘플 포인트(35)에 대응하는 각각의 샘플에 대해 입력 샘플 영역(120)의 출력 샘플 영역(52)에 대한 비례적인 겹침 영역을 계산하는 간단한 일이다.
도 23은 도 12의 청색 컬러 평면 샘플링 영역(44)상에 겹쳐진 도 21의 샘플 포인트(122) 및 그 유효 샘플 영역(120)의 어레이(108)를 예시하고, 여기서 도 21의 샘플 포인트(122)는 도 11의 적색 및 녹색 "바둑판" 어레이와 동일한 공간 해상도 그리드상에 있지 않고, 이와 일치하지 않는다. 변환식 계산을 생성하는 방법은 전술한 바와 같이 진행된다. 먼저, 3개 컬러 화소의 반복 어레이의 크기가 결정된 다음, 고유 계수의 최소 개수가 결정되고, 그후 각각의 대응하는 출력 샘플 포인트(46)에서의 입력 샘플 영역(120)의 출력 샘플 영역(44)에 대한 비례적인 겹침에 의한 그 계수값이 결정된다. 각각의 이러한 값은 변환식에 적용된다. 반복하는 3개 컬러 화소 및 결과적인 계수의 개수의 어레이는 적색 및 녹색 평면에 대해 결정된 것과 동일한 수이다.
도 24는 도 8의 청색 컬러 평면 샘플링 영역(123)상에 겹쳐진 도 21의 샘플 포인트 및 그 유효 샘플 영역의 어레이(110)를 예시하고, 여기서 도 21의 샘플 포인트(122)는 도 11의 적색{적색 재구성 포인트(35)} 및 녹색{녹색 재구성 포인트(37)} "바둑판" 어레이와 동일한 공간 해상도 그리드상에 있지 않고, 이와 일치하지 않는다. 변환식 계산을 생성하는 방법은 전술한 바와 같이 진행된다. 먼저, 3개 컬러 화소의 반복 어레이의 크기가 결정된다. 다음, 고유 계수의 최소 개수가 결정되고, 그후 각각의 대응하는 출력 샘플 포인트(23)에서의 입력 샘플 영역(120)의 출력 샘플 영역(123)에 대한 비례적인 겹침에 의한 그 계수값이 결정된다. 각각의 이러한 값은 변환식에 적용된다.
위에서는 CRT용 RGB 포맷을 검사했다. 종래 기술인 도 1에서와 같이, 종래의RGB 플랫 패널 디스플레이 장치(10)는 3개 컬러 화소(8)에 배치된 적색(4), 녹색(6) 및 청색(2) 이미터를 갖는다. 이러한 장치에 따라 포맷된 이미지를 도 6a 또는 도 10에 예시된 3개 컬러 화소상에 투사하기 위해서, 재구성 포인트가 결정되어야 한다. 적색, 녹색 및 청색 재구성 포인트의 배치는 도 2에 표시된 장치(12)에서 예시된다. 적색, 녹색 및 청색 재구성 포인트는 서로 동시적이지 않고, 수평 변위가 있게 된다. Benzschawel 등의 미국특허 제5,341,153호 및 이후의 Hill 등의 미국특허 제6,188,385호에 개시된 종래 기술에 따르면, 이러한 위치는 적색 컬러 평면(14)에 대해서는 종래 기술인 도 3에 도시된 바와 같이, 청색 컬러 평면(16)에 대해서는 종래 기술인 도 4에 도시된 바와 같이, 그리고 녹색 컬러 평면(18)에 대해서는 종래 기술인 도 5에 도시된 바와 같이, 샘플 영역을 갖는 샘플 포인트(3,5,7)로서 사용된다.
변환식 계산은 본 명세서에서 기재된 상기 방법으로부터 도 3, 도 4, 및 도 5에 표시된 종래 기술의 배치로부터 생성될 수 있다. 위에서 강조된 방법은 선택된 종래 기술의 배치의 각각의 출력 샘플 포인트에 대해 변형식을 위한 계수 또는 필터 커널을 계산함으로써 이용될 수 있다. 도 25는 도 13의 적색 컬러 평면 샘플링 영역(52)상에 겹쳐진 도 3의 적색 컬러 평면의 유효 샘플 영역(125)을 예시하고, 여기서 도 25의 적색 이미터(35)의 배치는 도 6a 및 도 10의 배치와 동일한 픽셀 레벨(반복 단위) 해상도를 갖는다. 변형식 계산을 생성하는 방법은 전술한 바와 같이 진행된다. 먼저, 3개 컬러 화소의 반복 어레이의 크기가 결정된다. 그후 고유 계수의 최소 개수가 대칭에 주의함으로써 결정된다(이 경우에 2). 다음, 이러한 계수값은 각각의 대응하는 출력 샘플 포인트(35)에서 입력 샘플 영역(125)의 출력 샘플 영역(52)에 대한 비례적인 겹침에 의해 결정된다. 각각의 이러한 값은 변형식에 적용된다. 도 4에 예시된 바와 같이, 녹색 컬러 평면의 재샘플링의 계산은 유사한 방식으로 진행되지만, 출력 샘플 어레이는 180°회전되고, 녹색 입력 샘플 영역(127)은 오프셋된다. 도 26은 도 8의 청색 컬러 평면 샘플링 영역(123)상에 겹쳐진 종래 기술인 도 4의 청색 컬러 평면의 유효 샘플 영역(127)을 예시한다.
도 40은 도 32의 적색 및 녹색 샘플에 대응하는 청색에 대한 한 예시를 나타낸다. 도 40의 샘플 영역(266)은 적색 및 녹색 예시에서와 같이 다이아몬드 대신 정사각형이다. 원래의 픽셀 경계(272)의 수는 동일하지만, 청색 출력 픽셀 경계(274)가 더 적다. 전술한 바와 같이 계수가 계산된다; 렌더링 영역(266)에 의해 덮혀진 각각의 입력 샘플 영역(268)의 영역이 측정된 다음 렌더링 영역(266)의 전체 영역으로 나눠진다. 이러한 예시에서, 청색 샘플링 영역(266)은 동일하게 원래 픽셀 영역(268) 중 4개에 겹쳐서, 1/4의 4개 계수를 갖는 2x2 필터 커널을 초래한다. 8개의 다른 청색 출력 픽셀 영역(270) 및 원래 픽셀 영역(268)과의 그 기하구조적 교점이 도 40에서 볼 수 있다. 결과적인 필터의 대칭 관계는 각각의 출력 픽셀 영역(270)에서 원래의 픽셀 경계(274)의 대칭적 배치에서 관찰될 수 있다.
좀더 복잡한 경우에, 청색 필터 커널을 생성하는데 컴퓨터 프로그램이 사용된다. 이러한 프로그램은 적색 및 녹색 필터 커널을 생성하기 위한 프로그램과 매우 유사한 것으로 판명된다. 도 11의 청색 서브픽셀 샘플 포인트(33)는 적색 및 녹색 샘플 포인트(35,37)보다 2배 정도 멀리 떨어져 있어서, 청색 렌더링 영역이 너비가 2개가 될 것이라는 것을 시사한다. 그러나, 적색 및 녹색을 위한 렌더링 영역은 다이아몬드 형상이고, 따라서 샘플 포인트 사이의 공간 너비의 2배가 된다. 이것은 적색, 녹색 및 청색의 렌더링 영역이 여러 편리한 수를 초래하는 동일한 너비 및 높이를 갖게 한다; 청색에 대한 필터 커널의 크기는 적색 및 녹색에 대한 필터 커널과 동일할 것이다. 또한, 청색을 위한 반복 셀 크기는 일반적으로 적색 및 녹색을 위한 반복 셀 크기와 동일할 것이다. 청색 서브픽셀 샘플 포인트(33)가 2배의 간격을 두고 떨어져 있기 때문에, P:S(픽셀대 서브픽셀)비는 2배가 된다. 예를 들어, 적색에서의 2:3 비율은 청색에서 4:3이 된다. 그러나, 이것은 반복 셀 크기를 결정하고 2배화에 의해 변경되지 않는 이러한 비율에서 수 S가 된다. 그러나, 만일 분모가 2로 나눠질 수 있게 된다면, 수행될 수 있는 추가적인 최적화가 있다. 이러한 경우에, 청색을 위한 2개 숫자는 추가적인 2의 제곱으로 나눠질 수 있다. 예를 들어, 만일 적색 및 녹색 P:S비가 3:4라면, 청색 비율은 3:2로 간략화될 수 있는 6:4가 된다. 이것은, 이러한(짝수) 경우에 청색 반복 셀 크기가 1/2로 절단될 수 있고, 필요한 필터 커널의 전체 개수가 적색 및 녹색의 수의 1/4가 될 것이라는 것을 의미한다. 반대로, 알고리즘 또는 하드웨어 설계의 간소화를 위해, 적색 및 녹색과 동일한 청색 반복 셀 크기를 남겨둘 수 있다. 결과적인 필터 커널 세트는 2중 복제(실제로, 4중 복제)를 가질 것이지만, 필터 커널의 적색 및 녹색 세트와 동일하게 작동할 것이다.
따라서, 적색 및 녹색 필터 커널 프로그램을 취하고 청색 필터 커널을 생성하는데 필요한 유일한 변경은, P:S비의 분자를 2배화하고, 렌더링 영역을 다이아몬드 대신 정사각형으로 변경하는 것이었다.
이제, 도 6a의 배치(20) 및 도 9의 청색 샘플 영역(124)을 고려한다. 이것은 청색 샘플 영역(124)이 정사각형인 점에서 이전 예시와 유사하다. 그러나, 하나 건너 하나의 열이 그 높이의 위 또는 아래로 1/2만큼 지그재그로 배치되기 때문에, 계산이 복잡해진다. 첫눈에, 반복 셀 크기가 수평으로 2배화될 것으로 보인다. 그러나, 정확한 필터 커널을 생성하기 위해 다음의 프로시저가 발견되었다.
1) 전술한 바와 같이, 청색 샘플 포인트가 지그재그로 배치되지 않는 것처럼 필터 커널의 반복 셀 세트를 생성한다. 0에서 시작하고 반복 셀 크기에서 1을 뺀 값에서 끝나는 숫자를 이용하여 반복 셀을 위한 필터 테이블의 열 및 행을 분류한다.
2) 출력 이미지내의 짝수 열에서, 반복 셀내의 필터는 자체가 정확하다. 출력된 Y 좌표의 반복 셀 크기에서의 모듈로는, 필터 커널 세트의 어떤 행이 사용될 것인지 선택하고, X 좌표의 반복 셀 크기에서의 모듈로는 열을 선택하고, Y 선택된 행에서 어떤 필터가 사용될 것인지 말한다.
3) 홀수 출력 열에서, (반복 셀 크기에서) 그 모듈로를 취하기전에 Y 좌표에서 1을 뺀다. X 좌표는 짝수 열과 동일한 것으로 취급된다. 이것은 도 9의 지그재그로 배치된 경우에서 정확한 필터 커널을 고를 것이다.
일부 경우에, 모듈로 계산을 미리 수행하고 필터 커널의 테이블을 미리 지그재그로 배치할 수 있다. 좋지 못하게, 이것은 단지 짝수의 열을 갖는 반복 셀의 경우에서만 작용한다. 만일 반복 셀이 홀수의 열을 갖는다면, 모듈로 계산은 절반의시간에는 짝수 열을 선택하고 다른 절반의 시간에는 홀수 열을 선택한다. 따라서, 미리 하지 않고, 상기 테이블이 사용될 때 어떤 열을 지그재그로 배치할지의 계산이 이루어져야 한다.
마지막으로, 도 6a의 배치(20) 및 도 8의 청색 샘플링 영역(123)을 고려한다. 이것은 6각형의 샘플 영역의 추가적인 복잡성을 갖는 이전 경우와 유사하다. 이러한 6각형과 관련된 제 1 단계는, 그들을 정확하게 그리거나 또는 그 벡터 리스트를 컴퓨터 프로그램으로 생성하는 방법이다. 가장 정확하게 되도록 하기 위해, 이러한 6각형은 최소 영역의 6각형이어야 하지만, 정육각형은 아닐 수 있다. 도 41에서 도 8의 이러한 6각형 샘플링 영역(123)이 정사각형 샘플링 영역(276)보다 각각의 변 상에서 1/8 더 폭넓다는 것을 예시하기 위한 기하구조적 증명이 용이하게 완성될 수 있다. 또한, 6각형 샘플링 영역(123)의 상부 및 하부 에지는 정사각형 샘플링 영역(276)의 상부 및 하부 에지보다 각각의 종단상에서 1/8 더 폭이 좁다. 마지막으로, 6각형 샘플링 영역(123)이 정사각형 샘플링 영역(276)과 동일한 높이에 있다는 점에 유의한다.
이러한 6각형 샘플링 영역(123)에 대한 필터 커널은 전술한 바와 동일한 기하구조적 방식으로 적색 및 녹색에 대해서 다이아몬드 또는 청색에 대해서 정사각형으로 생성될 수 있다. 렌더링 영역은 단순한 6각형이고, 이러한 6각형과 주위를 둘러싼 입력 픽셀의 겹침 영역이 측정된다. 좋지 못하게, 약간 더 폭넓은 6각형 샘플링 영역(123)을 이용할 때, 심지어 1:1과 1:2의 스케일링 비율 사이에 머물러있는 경우에도 필터 커널의 크기는 때로 3x3 필터를 초과한다. 상기 분석은, 스케일링 비율이 1:1과 4:5 사이에 있는 경우에 커널 크기가 4x3이 될 것임을 나타낸다. 4:5와 1:2의 스케일링 비율 사이에서, 필터 커널 크기는 3x3으로 유지될 것이다{6각형 샘플링 영역(123)이 정사각형 샘플링 영역(276)과 동일한 높이에 있기 때문에 필터 커널의 수직 크기가 동일하게 유지된다는 점에 유의).
더 폭넓은 필터 커널을 위한 하드웨어를 설계하는 것은 더 높은 필터 커널을 처리하기 위한 하드웨어를 설계하는 것만큼 어렵지 않아서, 하드웨어에 기초한 서브픽셀 렌더링/스케일링 시스템에 대한 필요조건인 4x3 필터를 만드는 것은 타당하지 않다. 그러나, 다른 솔루션도 가능하다. 스케일링 비율이 1:1과 4:5 사이에 있는 경우에, 도 9의 정사각형 샘플링 영역(124)이 사용되고, 3x3 필터를 초래한다. 스케일링 비율이 4:5와 1:2 사이에 있는 경우, 도 8의 더 정확한 6각형 샘플링 영역(123)이 사용되고, 3x3 필터 또한 필요하다. 이러한 방식에서, 하드웨어는 설계하기가 더 간단하고 더 저렴하게 유지된다. 상기 하드웨어는 단지 한가지 크기의 필터 커널을 위해 설계될 필요가 있고, 이러한 필터를 설계하는데 사용되는 알고리즘이 변경되는 유일한 것이다.
도 9의 정사각형 샘플링 영역과 유사하게, 도 8의 6각형 샘플링 영역은 하나 건너 하나의 열에서 지그재그로 배치된다. 상기 분석은, 도 9에서 전술한 필터 커널을 선택하는 동일한 방법이 도 8의 6각형 샘플링 영역에 대해 작용할 것이라는 것을 나타낸다. 기본적으로 이것은 필터 커널의 계수가, 6각형이 빈번히 지그재그로 배치되더라도 지그재그로 배치되지 않는 것처럼 계산될 수 있다는 것을 의미한다. 이것은 상기 계산을 더 용이하게 만들고, 필터 커널의 테이블이 2배만큼 커지는 것을 방지한다.
도 32 내지 도 39의 다이아몬드 형상 렌더링 영역의 경우에, 계산을 용이하게 하기 위해 모든 영역을 정수로 만들도록 설계된 좌표계에서 상기 영역이 계산되었다. 이것은 때로 사용하는 동안 큰 수로 나눠져야 하는 필터 커널 및 큰 전체 영역을 초래한다. 때로, 이것은 2의 제곱이 아닌 필터 커널을 초래하여 하드웨어 설계를 더 어렵게 만든다. 도 41의 경우에, 6각형 렌더링 영역(123)의 초과 너비는 필터 커널의 계수를 모두 정수로 만들기 위해 훨씬 더 큰 짝수와 곱할 필요가 있게 만들 것이다. 이러한 모든 경우에, 필터 커널 계수의 제수 크기를 제한하는 방법을 찾는 것이 더 좋을 것이다. 하드웨어 설계를 더 용이하게 하기 위해, 제수가 2의 제곱이 되도록 고를 수 있는 것이 유리하다. 예를 들어, 만일 모든 필터 커널이 256으로 나눠지도록 설계되었다면, 이러한 제산 동작은 8비트 우측 시프트 동작에 의해 수행될 수 있다. 또한 256을 선택하면, 모든 필터 커널 계수가 표준 "바이트 와이드(byte wide)" ROM에 맞는 8비트 값이 될 것이라는 것을 보장한다. 따라서, 원하는 제수를 갖는 필터 커널을 생성하기 위해 다음의 프로시저가 사용된다. 바람직한 제수가 256이기 때문에, 다음의 프로시저에서 사용될 것이다.
1) 부동 소수점 계산을 이용하여 필터 계수를 위한 영역을 계산한다. 이러한 동작이 이전에 오프라인으로 수행되기 때문에, 이것은 결과적인 테이블을 이용하는 하드웨어의 비용을 증가시키지 않는다.
2) 렌더링 영역의 알려진 전체 영역으로 각각의 계수를 나눈 다음 256을 곱한다. 이것은 만일 모든 계산이 부동 소수점으로 수행된다면 필터 합계를 256으로만들 것이지만, 정수 테이블을 만들기 위해 더 많은 단계가 필요하다.
3) 정수로 변환될 때 필터 총합을 256으로 만드는 사사오입 포인트(0.0과 1.0 사이)를 찾기 위한 2진 탐색을 한다. 2진 탐색은 산업분야에서 잘 알려진 공통 알고리즘이다. 만일 이러한 탐색이 계속된다면, 지치게 된다. 2진 탐색은 수렴하는데 실패할 수 있고, 이것은 초과 횟수로 실행되는 루프에 대해 테스트함으로써 검출될 수 있다.
4) 만일 2진 탐색이 실패하면, 필터 커널에서 적당히 큰 계수를 찾아서 필터 합계가 256이 되게 하기 위해 작은 수를 더하거나 뺀다.
5) 256의 단일값의 특수한 경우에 필터를 점검한다.
이러한 값은 가장 큰 가능한 수가 255인 경우에 8비트 바이트의 테이블에 맞지 않을 것이다. 이러한 특수 경우에, 필터가 여전히 합이 256이라는 것을 보장하기 위해 단일 값을 255(256-1)로 설정하고, 주위의 계수 중 하나에 1을 더한다.
도 31은 스케일링 비율이 위에 있는 각각의 2개 출력 서브픽셀에 대해 하나의 입력 픽셀인 특수한 경우에 도 15의 입력 샘플 배치(70)의 상부상에 겹쳐진 도 11의 출력 샘플 배치(40)를 예시한다. 이러한 구성(200)에서, 원래 데이터가 서브픽셀 렌더링되지 않았을 때, 3개 컬러 화소(39)에서 적색 이미터(35) 쌍은 3개 컬러 화소(39)의 중심에 표시된 재구성 포인트(33)와 결합된 것처럼 취급된다. 유사하게, 3개 컬러 화소(39)내의 2개 녹색 이미터(37)는 3개 컬러 화소(39)의 중심에 단일의 재구성 포인트(33)가 있는 것처럼 취급된다. 청색 이미터(33)는 이미 중심에 있다. 따라서, 5개의 이미터는, 모든 3개 컬러 평면이 중심에 있는 것처럼, RGB데이터 포맷 샘플 포인트를 재구성한 것처럼 취급될 수 있다. 이것은 이러한 서브픽셀 배치의 "네이티브 모드"로 간주될 수 있다.
서브픽셀 렌더링을 통해, 이미 서브픽셀 렌더링된 이미지를 다른 서브픽셀 배치를 갖는 다른 서브픽셀 디스플레이로 재샘플림함으로써, 최초의 많은 개선된 이미지 품질이 유지된다. 일 실시예에 따르면, 이러한 서브픽셀 렌더링된 이미지에서 본 명세서에 개시된 배치로의 변형을 생성하는 것이 바람직하다. 도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5, 도 25 및 도 26를 참조하면, 위에서 강조한 방법은, 도 3의 우측으로 변위된 적색 입력 샘플(5)에 대한 타겟 디스플레이 배치의, 도 25에 도시된 각각의 출력 샘플 포인트(35)에 대한 변형 필터를 위한 계수를 계산함으로써 이용될 것이다. 청색 이미터는, 도 4의 변위된 청색 입력 샘플(7)에 대한 타겟 디스플레이 배치의 각각의 출력 샘플 포인트에 대한 변형 필터를 위한 계수를 계산함으로써 전술한 바와 같이 취급된다.
도 5에 예시된, 녹색 컬러 평면의 경우에, 입력 데이터가 서브픽셀 렌더링될 때, 녹색 데이터가 여전히 중심을 두고 있기 때문에 비-서브픽셀 렌더링된 경우로부터 변경이 이뤄질 필요가 없다.
서브픽셀 렌더링된 텍스트를 이용하는 응용이 측부를 따른 비-서브픽셀 렌더링된 그래픽 및 사진에 포함될 때, 서브픽셀 렌더링을 검출하고 전술한 대안적인 공간 샘플링 필터상에서 스위칭하지만, 그 스케일링 비율에서, 또한 전술한, 비-서브픽셀 렌더링된 영역에 대한 규칙적인 공간 샘플링 필터로 다시 스위칭하는 것이 유리하다. 이러한 검출기를 설계하기 위해서, 먼저 서브픽셀 렌더링된 텍스트가 어떻게 보일지, 그 검출가능한 특징이 무엇일지, 그리고 그것을 비-서브픽셀 렌더링된 이미지로부터 얼만큼 떨어뜨릴지를 이해해야 한다. 먼저, 흑색 및 백색 서브픽셀 렌더링된 폰트의 에지에서의 픽셀은 국부적으로 중간인 컬러가 되지 않을 것이다: 즉 R≠G이다. 그러나, 여러 픽셀상에서 컬러는 중간이 될 것이다; 즉 R≒G이다. 비-서브픽셀 렌더링된 이미지 또는 텍스트에서, 이러한 2개의 조건은 함께 발생하지 않는다. 따라서, 자신의 검출기를 갖고, 여러 픽셀상에서 국부적인 R≠G 및 R≒G를 테스트한다.
RGB 스트라이프 패널상에서의 서브픽셀 렌더링이 수평축을 따라 행 단위로 1차원이기 때문에, 테스트는 1차원이 된다. 그러한 한가지 테스트가 아래에 제시된다.
만일 Rx≠Gx이고,
만일 Rx-2+ Rx-1+ Rx+ Rx+1+ Rx+2≒ Gx-2+ Gx-1+ Gx+ Gx+1+ Gx+2
또는
만일 Rx-1+ Rx+ Rx+1+ Rx+2≒ Gx-2+ Gx-1+ Gx+ Gx+1
그러면 서브픽셀 렌더링 입력을 위해 대안적인 공간 필터를 적용
그렇지 않으면 규칙적인 공간 필터를 적용
텍스트가 색이 있는 경우에, 적색과 녹색 성분 사이에 Rx=aGx형태의 관계가 생길 것이고, 여기서 "a"는 상수이다. 흑색 및 백색 텍스트에서 "a"는 1의 값을 갖는다. 상기 테스트는 색이 있는 텍스트 뿐만 아니라 흑색 및 백색 텍스트를 검출하기 위해 확대될 수 있다:
만일 Rx≠Gx이고,
만일 Rx-2+ Rx-1+ Rx+ Rx+1+ Rx+2≒ a(Gx-2+ Gx-1+ Gx+ Gx+1+ Gx+2)
또는
만일 Rx-1+ Rx+ Rx+1+ Rx+2≒ a(Gx-2+ Gx-1+ Gx+ Gx+1)
그러면, 서브픽셀 렌더링 입력을 위해 대안적인 공간 필터를 적용
그렇지 않으면 규칙적인 공간 필터를 적용
Rx및 Gx는 "x" 픽셀 열 좌표에서의 적색 및 녹색 성분의 값을 나타낸다.
충분히 가깝게 R≒G인지를 결정하기 위해 임계 테스트가 있을 수 있다. 그 값이 최적의 결과를 위해 조정될 수 있다. 항의 길이, 테스트의 범위(span)가 최적의 결과를 위해 조정될 수 있지만, 일반적으로 상기 형태를 따를 것이다.
도 27은 다른 실시예에 따른 디스플레이 디바이스에서 3개 평면에서의 하나의 어레이의 3개 컬러 화소의 배치를 예시한다. 도 28은 도 27의 디바이스에서 하나의 어레이의 청색 이미터 화소의 배치를 예시한다. 도 29는 도 27의 디바이스에서 하나의 어레이의 녹색 이미터 화소의 배치를 예시한다. 도 30은 도 27의 디바이스에서 하나의 어레이의 적색 이미터 화소의 배치를 예시한다. 이러한 배치 및 레이아웃은 3개 패널을 이용하는 프로젝터 기반 디스플레이에서 유용하고, 3개 패널은 각각 적색, 녹색 및 청색의 원색을 위한 것이고 스크린 상에 투사하기 위해 각각의 이미지를 결합한다. 이미터 배치 및 형상은 도 8, 도 13 및 도 14와 밀접하게매치되고, 도 6a에 도시된 배치를 위한 샘플 영역이다. 따라서, 도 6a의 배치를 위해 본 명세서에 기재된 그래픽 생성, 변형식 계산 및 데이터 포맷은 도 27의 3개 패널 배치에서 또한 작용할 것이다.
약 2:3 이상의 스케일링 비율에서, 서브픽셀의 PenTile(상표) 매트릭스 배치를 위한 서브픽셀 렌더링된 재샘플링된 데이터 세트는 결과적인 이미지를 나타내는데 더 효율적이다. 만일 저장 및/또는 전송될 이미지가 PenTile(상표) 디스플레이상으로 디스플레이될 것으로 기대되고 이러한 스케일링 비율이 2:3 이상이라면, 메모리 저장 공간 및/또는 대역폭 상에 저장하기 위해 저장 및/또는 전송 전에 재샘플링을 수행하는 것이 유리하다. 재샘플링된 이러한 이미지는 "프리렌더링된" 것으로 불린다. 이러한 프리렌더링은 따라서 효율적으로 손실없는 압축 알고리즘의 역할을 한다.
본 발명의 이점은 임의의 저장된 대부분의 이미지를 취할 수 있고 그것을 임의의 실행가능한 컬러 서브픽셀 배치로 프리렌더링할 수 있다는 것이다.
본 발명의 추가적인 이점은 예를 들어 도 46, 도 49 및 도 51의 방법에 기재되어 있는데, 전술한 서브픽셀 렌더링 기술을 이용하여 감마 보상 또는 조정을 제공한다. 서브픽셀 렌더링을 감마 조정에 제공하는 이러한 3가지 방법은 디스플레이상에서 이미지의 정확한 컬러 균형을 실현할 수 있다. 도 49 및 도 51의 방법은 출력 콘트라스트비를 개선함으로써 출력 밝기 또는 휘도를 추가 개선할 수 있다. 특히, 도 46은 서브픽셀 렌더링에 앞서 전제조건-감마를 적용하는 방법을 예시하고; 도 49는 감마 조정된 서브픽셀 렌더링 방법을 예시하며; 도 51은 오메가 함수를 이용하여 감마 조정된 서브픽셀 렌더링 방법을 예시한다. 이러한 방법의 이점은 후술될 것이다.
도 46, 도 49 및 도 51의 방법은, 도 52a 내지 도 72와 관련하여 상세하게 설명되는 바와 같이 하드웨어, 펌웨어 또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 예를 들어, 첨부물에 포함된 예시적인 코드는 본 명세서에 개시된 방법을 구현하는데 사용될 수 있다. 사람의 눈이 절대 밝기 또는 휘도값을 구별할 수 없기 때문에, 특히 높은 공간 주파수에서 휘도를 위한 콘트라스트비를 개선하는 것이 요구된다. 콘트라스트비를 개선함으로써, 상세하게 후술되는 바와 같이, 더 높은 품질의 이미지가 얻어질 수 있고, 컬러 에러가 회피될 수 있다.
콘트라스트비가 개선될 수 있는 방법은, 도 43, 도 44, 도 47 및 도 50과 관련하여 상세하게 설명될 바와 같이, 나이퀴스트 제한에서 변조 전달 함수(MTF)의 최대(MAX)/최소(MIN) 포인트상에서, 감마 조정된 서브픽셀 렌더링 및 오메가 함수를 이용한 감마 조정된 서브픽셀 렌더링 효과에 의해 증명된다. 특히, 여기서 설명된 감마 조정된 서브픽셀 렌더링 기술은, 특히 높은 공간 주파수에서 출력 이미지에 대한 높은 콘트라스트를 제공하는 동시에 정확한 컬러 균형을 유지하기 위해 MTF의 MAX/MIN 포인트의 경향(trend)을 아래로 시프트할 수 있다.
상기 서브픽셀은 수평축 또는 수직축 또는 양쪽 축에 적색(R) 또는 녹색(G) 서브픽셀이 교대로 있는 디스플레이상에서, 도 6, 도 10 및 도 42b에서 설명한 바와 같은 배치를 가질 수 있다. 여기서 설명된 감마 조정은 또한 서브픽셀 렌더링 함수를 이용하는 다른 디스플레이 유형에 적용될 수도 있다. 다시 말해서, 여기서설명된 기술은 도 1에 도시된 RGB 스트라이프 포맷을 이용하는 디스플레이에도 적용될 수 있다.
도 43은 진폭이 동일하고 공간 주파수가 증가된 입력 이미지의 사인파를 나타낸다. 도 44는 도 43의 입력 이미지가 감마 조정없이 서브픽셀 렌더링되는 경우에 예시적인 출력 그래프를 나타낸다. 이러한 출력("출력 에너지") 그래프는 공간 주파수의 증가에 따라 출력 에너지의 진폭이 감소하는 것을 나타낸다.
도 44에 도시된 바와 같이, 50%의 MTF 값은 나이퀴스트 제한에서의 출력 진폭이 원래의 입력 이미지 또는 신호의 진폭의 절반이라는 것을 나타낸다. MTF값은 출력 에너지의 진폭을 입력 에너지의 진폭으로 나눔으로써 계산될 수 있다: (MAXout-MINout)/(MAXin-MINin). 나이퀴스트 제한은, 입력 신호가 재구성될 수 있는 주파수(f/2)보다 적어도 2배 더 큰 주파수(f)에서 샘플링되는 포인트가 된다. 다시 말해서, 나이퀴스트 제한은 입력 신호가 재구성될 수 있는 공간 주파수의 최고 포인트가 된다. 스패로우 제한(Sparrow limit)은 MTF=0에서의 공간 주파수이다. 따라서, 나이퀴스트 제한에서의 측정, 예를 들어 콘트라스트비는 이미지 품질을 결정하는데 사용될 수 있다.
나이퀴스트 제한에서 도 44의 출력 에너지의 콘트라스트비는 출력된 MAX 밝은(bright) 에너지 레벨을 출력된 MIN 어두운(black) 에너지 레벨로 나눔으로써 계산될 수 있다. 도 44에 도시된 바와 같이, MAX 밝은 에너지 레벨은 최대 출력 에너지 레벨의 75%이고, MIN 어두운 에너지 레벨은 최대 출력 에너지 레벨의 25%이다. 따라서, 콘트라스트비는 이러한 MAX/MIN 값을 나눔으로써 결정될 수 있고,75%/25%=3의 콘트라스트비를 제공한다. 따라서, 콘트라스트비=3이고 높은 공간 주파수에서, 디스플레이상의 도 44의 그래프의 대응하는 출력은, 막대(bar)의 에지가 덜 날카롭고 낮은 콘트라스트를 갖도록 어두운 막대와 밝은 막대가 교대로 있는 것으로 도시된다. 즉, 입력 이미지로부터의 흑색 막대는 진회색 막대로 디스플레이되고, 입력으로부터의 백색 막대는 높은 공간 주파수에서 연회색 막대로 디스플레이된다.
도 49 및 도 51의 방법을 이용함으로써, MTF MAX 및 MIN 포인트를 아래로 시프트하여 콘트라스트비가 개선될 수 있다. 간단하게, 도 49의 감마 조정된 서브픽셀 렌더링 방법에 대한 나이퀴스트 제한에서의 MTF가 도 47에 예시되어 있다. 도 47에 도시된 바와 같이, MTF는 평평한 경향선을 따라 아래로 시프트될 수 있어서, 도 44의 MTF와 비교하여 MAX값이 65%가 되고 MIN 값은 12.5%가 된다. 도 47의 나이퀴스트 제한에서의 콘트라스트비는 따라서 63%/12.5%=5(대략)이 된다. 따라서, 콘트라스트비는 3 내지 5로 개선된다.
나이퀴스트 제한에서의 콘트라스트비는 도 51의 오메가 함수 방법을 이용한 감마 조정을 이용하여 더 개선될 수 있다. 도 50은 MTF가 하락하는 경향선을 따라 아래로 더 시프트될 수 있어서, 도 47의 MTF와 비교하여 MAX 값이 54.7%이고 MIN 값이 4.7%이 되는 것을 나타낸다. 나이퀴스트 제한에서의 콘트라스트비는 54.7%/4.7%=11.6(대략)이다. 따라서, 콘트라스트비가 5 내지 11.6으로 개선되어, 고품질의 이미지가 디스플레이되게 한다.
도 45는 감마 조정없는 서브픽셀 렌더링을 이용하여 발생할 수 있는 컬러 에러를 도시하기 위한 예시적인 그래프를 나타낸다. 렌더링된 서브픽셀을 위한 컬러상의 "감마" 효과를 상세화하기 위해 휘도에 대한 사람의 눈의 응답에 대한 짧은 논의가 제공된다. 전술한 바와 같이, 사람의 눈은 밝기 변화를 절대적인 방사 에너지값으로서가 아니라 비율적인 변화로서 경험한다. 밝기(L)와 에너지(E)는 L=E1/γ의 관계를 갖는다. 밝기가 증가함에 따라서, 주어진 지각된 밝기 증가는 방사 에너지에 있어서의 더 큰 절대 증가를 필요로 한다. 따라서, 디스플레이상에서 동일하게 지각되는 밝기 증분을 위해, 각각의 증분은 최종보다 대수적으로 더 높아야 한다. L과 E 사이의 이러한 관계는 "감마 곡선"으로 불리고 g(x)=x1/γ로 표시된다. 약 2.2의 감마값(γ)은 사람 눈의 대수적인 필요조건을 나타낼 수 있다.
종래의 디스플레이는 도 45에 도시된 바와 같이 디스플레이 감마 함수를 수행함으로써 전술한 사람 눈의 필요조건을 보상할 수 있다. 그러나, 서브픽셀 렌더링 프로세스는 선형 휘도 공간을 필요로 한다. 다시 말해서, 서브픽셀, 예를 들어 녹색 서브픽셀 또는 적색 서브픽셀의 휘도 출력은 직선형의 점선 그래프에 해당하는 값을 가져야 한다. 따라서, 매우 높은 공간 주파수를 갖는 서브픽셀 렌더링된 이미지가 1이 아닌 감마 함수(non-unity gamma)를 이용하여 디스플레이상에 디스플레이되는 경우에, 서브픽셀의 휘도값이 평형이 되지 않기 때문에 컬러 에러가 발생할 수 있다.
특히, 도 45에 도시된 바와 같이, 적색 및 녹색 서브픽셀은 선형 관계를 얻지 못한다. 특히, 녹색 서브픽셀은 디스플레이상에서 백색 도트 논리 픽셀을 나타낼 수 있는 50%의 휘도를 제공하도록 설정된다. 그러나, 녹색 서브픽셀의 휘도 출력은 50%가 아니라 25%로 디스플레이 함수에 해당한다. 또한, 백색 도트에 대해 주위를 둘러싼 4개 서브픽셀(예를 들어, 적색 서브픽셀)의 휘도는 각각 12.5%의 휘도를 제공하도록 설정되지만, 12.5%가 아니라 1.6%로 디스플레이 함수에 해당한다. 백색 도트 픽셀과 주위를 둘러싼 픽셀의 휘도 퍼센트는 100%까지 부가되어야 한다. 따라서, 정확한 컬러 균형을 갖기 위해서, 주위의 서브픽셀 사이에서 선형 관계가 요구된다. 그러나, 4개의 주위 서브픽셀은 단지 1.6%x4=6.4%를 갖고, 이는 필요한 중심 서브픽셀의 25%보다 훨씬 작다. 따라서, 이러한 예시에서, 중심 컬러가 주위 컬러에 비해 우세하여, 컬러 에러를 발생한다. 다시 말해서, 백색 도트 대신 착색된 도트를 생성한다. 더 복잡한 이미지상에서, 비선형 디스플레이에 의해 유발된 컬러 에러는 대각 방향에서 높은 공간 주파수를 갖는 부분에 대한 에러를 생성한다.
도 46, 도 49 및 도 51의 다음 방법은 정확한 선형 공간에 서브픽셀 렌더링이 있도록 하기 위해 선형 서브픽셀 렌더링된 데이터상에 변형(감마 보정 또는 조정)을 적용한다. 더 상세하게 후술되는 바와 같이, 다음 방법은 렌더링된 서브픽셀에 대해 정확한 컬러 균형을 제공할 수 있다. 도 49 및 도 51의 방법은 렌더링된 서브픽셀 데이터에 대한 콘트라스트를 더 개선할 수 있다.
설명을 목적으로, 다음 방법은 1:1의 픽셀대 서브픽셀비(P:S)의 가장 높은 해상도를 이용하여 설명된다. 즉, 하나의 픽셀대 하나의 서브픽셀 해상도에서, 3x3 계수항을 갖는 필터 커널이 사용된다. 그럼에도 불구하고, 예를 들어 적절한 수의3x3 필터 커널을 이용함으로써 다른 P:S비가 구현될 수 있다. 예를 들어, 4:5의 P:S비의 경우에, 전술한 25개 필터 커널이 사용될 수 있다.
하나의 픽셀대 하나의 서브픽셀 렌더링에서, 도 42a에 도시된 바와 같이, 적색 또는 녹색 서브픽셀을 위한 재샘플 영역(282)의 출력값(Vout)은 9개의 암시된 샘플 영역(280)의 입력값(Vin)을 이용하여 계산될 수 있다. 또한, 다음의 방법은 설명을 목적으로 도 42b에 도시된 서브픽셀 배치를 이용하여 설명된다. 그럼에도 불구하고, 다음의 방법은, 적색 및 녹색 서브픽셀에 대해 후술되는 계산 및 식을 이용하고 청색 서브픽셀에 대한 계산 및 식에 대한 적절한 변경을 수행함으로써, 예를 들어 도 6 및 도 10과 같은 다른 서브픽셀 배치를 위해 구현될 수 있다.
도 46은 서브픽셀 렌더링에 앞서 전제조건-감마를 적용하는 방법(300)의 흐름도를 예시한다. 초기에, 도 42a에 도시된 바와 같은 9개의 암시된 샘플 영역(280)의 샘플링된 입력 데이터(Vin)가 수신된다{단계(302)}.
다음, Vin의 각각의 값은 함수 g-1(x)=xγ로 정의된 계산에 입력된다{단계(304)}. 이러한 계산은 "전제조건-감마(precondition-gamma)"라고 불리고, 전제조건 감마 룩업테이블(LUT)을 참조하여 수행될 수 있다. g-1(x)함수는 사람의 눈의 응답 함수의 역함수이다. 따라서, 눈으로 뒤엉킬(convolute) 때, 전제조건-감마 이후에 얻어진 서브픽셀 렌더링된 데이터는 g-1(x) 함수를 이용하여 원래의 이미지를 얻기 위해 눈의 응답 함수에 매치될 수 있다.
전제조건-감마가 수행된 후, 서브픽셀 렌더링은 전술한 서브픽셀 렌더링 방법을 이용하여 일어난다{단계(306)}. 광범위하게 전술한 바와 같이, 이러한 서브픽셀 렌더링 단계에서, 필터 커널 계수항 CK중의 대응하는 하나는 단계(304)로부터의 값으로 곱해지고, 곱해진 모든 항은 더해진다. 계수항 CK은 필터 커널 계수 테이블로부터 수신된다{단계(308)}.
예를 들어, 적색 및 녹색 서브픽셀은 단계(306)에서 다음과 같이 계산될 수 있다.
Vout(CxRy) = 0.5×g-1(Vin(CxRy)) + 0.125×g-1(Vin(Cx-1Ry)) +
0.125×g-1(Vin(Cx+1Ry)) + 0.125×g-1(Vin(CxRy-1)) + 0.125×g-1(Vin(CxRy+1))
단계(306,308) 이후에, 서브픽셀 렌더링된 데이터(Vout)는 주어진 디스플레이 감마 함수를 위해 후-감마 보정(post-gamma correction)된다{단계(310)}. 디스플레이 감마 함수는 f(x)로 언급되고, 예를 들어 액정 디스플레이(LCD)에서 일반적인 1이 아닌 감마 함수를 나타낼 수 있다. 서브픽셀 렌더링에서 선형성을 실현하기 위해서, 디스플레이 감마 함수가 식별되고, f(x)의 역함수를 계산함으로써 생성될 수 있는 후-감마 보정 함수 f-1(x)를 이용하여 상쇄된다. 후-감마 보정은 서브픽셀 렌더링된 데이터가 디스플레이로부터의 방해없이 사람 눈에 도달하게 한다. 그후, 후-감마 보정된 데이터는 디스플레이로 출력된다{단계(312)}. 서브픽셀 렌더링에앞서 전제조건-감마를 적용하는 도 46의 상기 방법은 모든 공간 주파수에서 적절한 컬러 균형을 제공할 수 있다. 도 46의 방법은 또한 적어도 낮은 공간 주파수에서 정확한 밝기 또는 휘도를 제공할 수 있다.
그러나, 높은 공간 주파수에서, 도 46의 방법을 이용하여 렌더링된 서브픽셀을 위한 적절한 휘도 또는 밝기값을 얻는 것이 문제가 될 수 있다. 특히, 높은 공간 주파수에서, 서브픽셀 렌더링은 선형 계산을 필요로 하고, 그 평균 밝기에 따라서, 밝기값은 기대되는 감마 조정된 값에서 벗어날 것이다. 0 및 100%에서의 값 이외의 모든 값에서, 정확한 값은 선형 계산보다 더 낮을 수 있고, 이는 선형으로 계산된 밝기가 너무 높게 만들 수 있다. 이것은 흑색 배경상에서 지나치게 밝고 굉장히 백색인 텍스트를 발생시킬 수 있고, 백색 배경상에서 결핍되고 씻겨나가거나 희어진 흑색 텍스트를 발생시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 46의 방법에서, 선형 컬러 균형은 선형 서브픽셀 렌더링에 앞서 g-1(x)=xγ을 적용하는 전제조건-감마 단계를 이용하여 실현될 수 있다. 높은 공간 주파수에서의 이미지 품질의 추가 개선은 후술되는 바와 같이 바람직한 비선형 휘도 계산을 실현함으로써 이뤄질 수 있다.
서브픽셀 렌더링에 대한 추가 개선은 도 49 및 도 51의 방법을 이용하여 적절한 휘도 또는 밝기값에서 얻어질 수 있고, 이는 나이퀴스트 제한에서 MTF의 MAX 및 MIN 포인트가 아래로 향하게 하여 높은 공간 주파수에서 콘트라스트비를 추가로 개선할 수 있다. 특히, 다음의 방법은 비선형 휘도 계산을 허용하는 동시에 선형컬러 균형을 유지한다.
도 49는 감마 조정된 서브픽셀 렌더링을 위한 방법(350)의 흐름도를 예시한다. 상기 방법(350)은 비선형 휘도 계산이 컬러 에러를 일으키지 않고서 제공될 수 있도록 감마 보정을 적용하거나 추가할 수 있다. 도 47에 도시된 바와 같이, 도 49의 감마 조정된 서브픽셀 렌더링의 예시적인 출력 신호는 (50% 밝기에 해당하는) 25%에서 평평한 경향선을 따르는 평균 에너지를 나타내고, 이는 도 44의 (73% 밝기에 해당하는) 50%에서 아래로 시프트된다.
도 49의 감마 조정된 서브픽셀 렌더링 방법(350)에서, "국부적 평균(α)" 개념은 도 48을 참조하여 도입된다. 국부적 평균 개념은, 서브픽섹의 휘도가 그 주위 서브픽셀과 균형을 이뤄야 한다는 것이다. 각각의 에지 항{Vin(Cx-1Ry-1), Vin(CxRy-1), Vin(Cx+1Ry-1), Vin(Cx-1Ry), Vin(Cx+1Ry), Vin(Cx-1Ry+1), Vin(CxRy+1), Vin(Cx+1Ry+1)}에서, 국부적 평균은 중심 항{Vin(CxRy)}의 평균으로서 정의된다. 중심 항에서, 국부적 평균은 필터 커널의 대응하는 계수 항에 의해 가중된 중심 항을 둘러싼 모든 에지 항의 평균으로서 정의된다. 예를 들어, (Vin(Cx-1Ry)+Vin(CxRy))·2는 Vin(Cx-1Ry)의 국부적 평균이고, (Vin(Cx-1Ry)+Vin(CxRy+1)+Vin(Cx+1Ry)+Vin(CxRy-1)+4xVin(CxRy))·8은 다음의 필터 커널을 갖는 중심 항의 국부적 평균이다:
0 0.125 0
0.125 0.5 0.125
0 0.125 0
도 49를 참조하면, 초기에 예를 들어 도 42에 도시된 바와 같은 9개의 암시된 샘플 영역(280)의 샘플링된 입력 데이터(Vin)가 수신된다{단계(352)}. 다음, 각각의 8개 에지 항의 국부적 평균(α)은 각각의 에지항(Vin) 및 중심 항(Vin)을 이용하여 계산된다{단계(354)}. 이러한 국부적 평균에 기초하여, "전-감마" 보정은 예를 들어 전-감마(pre-gamma) LUT를 이용하여 g-1(α)=αγ-1의 계산으로서 수행된다{단계(356)}. 전-감마 보정 함수는 g-1(x)=xγ-1이다. 감마 조정된 서브픽셀 렌더링이 이후에 단계(366,368)에서 x(이러한 경우에 Vin)가 곱해지도록 하기 때문에 xγ대신 xγ-1이 사용된다는 점에 유의해야 한다. 각각의 에지항에 대한 전-감마 보정 결과는 필터 커널 계수 테이블(360)에서 수신되는 대응하는 계수항(CK)으로 곱해진다{단계(358)}.
중심 항에서, g-1(α)를 결정하는데 사용될 수 있는 적어도 2가지 계산이 있다. 한가지 계산(1)에서, 국부적 평균(α)은 중심항 국부적 평균에 기초한 g-1(α)를 이용하여 전술한 바와 같이 중심항에 대해 계산된다. 두번째 계산(2)에서, 감마 보정된 국부적 평균("GA")은 주위의 에지항에 대한 단계(358)로부터의 결과를 이용하여 중심항에 대해 계산된다. 도 49의 방법(350)은 계산(2)을 이용한다. 예를 들어, 후술될 바와 같은 동일한 컬러 첨예화(sharpening)의 경우에, 각각의 에지항이 중심항의 국부적 평균에 서로 다른 기여를 가질 수 있을 때, 중심항의 "GA"은 에지계수를 참조하기 위해 단계(356)보다는 단계(358)로부터의 결과를 이용하여 계산될 수 있다.
중심항의 "GA"는 또한 필터 커널 계수 테이블로부터 수신되는 대응하는 계수항(CK)으로 곱해진다{단계(364)}. 2가지 계산식 (1) 및 (2)는 다음과 같다:
수학식 2를 이용한 단계(364)로부터의 CK"GA"의 값뿐만 아니라 단계(358)로부터의 CKg-1(α)의 값은 대응하는 Vin의 항으로 곱해진다{단계(366,368)}. 그후, 출력 서브픽셀 렌더링된 데이터(Vout)를 생성하기 위해 모든 곱해진 항의 합이 계산된다{단계(370)}. 그 다음, 후-감마 보정이 Vout에 적용되고, 디스플레이에 출력된다{단계(372,374)}.
수학식 1을 이용하여 Vout을 계산하기 위해서, 적색 및 녹색 서브픽셀에 대한후술되는 계산은 다음과 같다:
수학식 2는 주위 항과 동일한 방식으로 중심항에 대한 국부적 평균을 계산한다. 이것은, 만일 수학식 1이 사용되는 경우에 여전히 삽입될 수 있는 컬러 에러를 제거하는 결과를 초래한다.
적색 및 녹색 서브픽셀에 대해 수학식 2를 이용한 단계(370)로부터의 출력은 다음과 같다:
수학식 2를 위한 상기 식은 수치적이고 대수적으로 2.0에서의 감마 설정에서 수학식 1과 동일한 결과를 제공한다. 그러나, 다른 감마 설정에서, 임의의 감마 설정에서 정확한 컬러 렌더링을 제공하는 수학식 2에서 2가지 계산이 분기될 수 있다.
수학식 1에서 청색 서브픽셀에 대한 감마 조정된 서브픽셀 렌더링의 식은 다음과 같다:
4x3 필터를 이용한 수학식 2에서의 청색 서브픽셀에 대한 식은 다음과 같다:
3x3 필터를 이용한 수학식 2에서의 청색 서브픽셀에 대한 식은 대략적으로다음과 같다:
감마 조정된 서브픽셀 렌더링 방법(350)은 더 높은 공간 주파수에서도 정확한 컬러 균형 및 정확한 휘도 모두를 제공한다. 비선형 휘도 계산은 필터 커널내의 각각의 항에서 Vout=Vinx CKx α의 형태의 함수를 이용하여 수행된다. 만일 α=Vin및 CK=1을 대입하면, 상기 함수는 만일 감마가 2로 설정되는 경우에 Vin의 감마 조정된 값과 동일한 값을 산출한다. 2.2 또는 일부 다른 원하는 값의 감마로 조정된 값을 반환하는 함수를 제공하기 위해 전술한 공식에서 Vout= ΣVinx Ckx g-1(α)의 형태가 사용될 수 있다. 이러한 함수는 또한 모든 공간 주파수에서 원하는 감마를 유지할 수 있다.
도 47에 도시된 바와 같이, 감마 조정된 서브픽셀 렌더링 알고리즘을 이용하는 이미지는 모든 공간 주파수에서 더 높은 콘트라스트 및 정확한 밝기를 가질 수 있다. 감마 조정된 서브픽셀 렌더링 방법(350)을 이용하는 다른 이점은, 룩업테이블에 의해 제공되는 감마가 임의의 원하는 함수에 기초할 수 있다는 것이다. 따라서, 디스플레이를 위한 소위 "sRGB" 표준 감마가 또한 구현될 수 있다. 이러한 표준은, 거의 흑색인 선형 영역이 흑색이 될 때 그 기울기가 0에 가까워지는 지수 곡선을 대신하고, 필요한 비트수를 축소시키며, 노이즈 감도를 감소시키기 위해 거의 흑색인 선형 영역을 갖는다.
도 49에 도시된 감마 조정된 서브픽셀 렌더링 알고리즘은 다음과 같은 "하나의 픽셀대 하나의 서브픽셀" 스케일링 모드에서 필터 커널을 이용하여 텍스트의 이미지를 첨예화하기 위해 DOG(Difference of Gaussians) 첨예화를 또한 수행할 수 있다:
-0.0625 0.125 -0.0625
0.125 0.75 0.125
-0.0625 0.125 -0.0625
DOG 첨예화에서, 수학식 2를 위한 공식은 다음과 같다:
대각항에 비해 서수 평균항이 계수 2인 이유는, 필터 커널에서 0.125:0.0625=2의 비율이 된다. 이것은 국부적 평균에 대한 각각의 기여를 동일하게 유지할 수 있다.
이러한 DOG 첨예화는 수직 및 수평 스트로크(stroke)에서 픽셀 에지에 의해 도입되는 베이스 공간 주파수의 홀수의 고조파를 제공할 수 있다. 전술한 DOG 첨예화 필터는 코너로부터 동일한 컬러 에너지를 빌려서 중심에 놓고, 따라서 DOG 첨예화된 데이터는 사람 눈과 뒤엉키는 경우에 작은 집속된 도트가 된다. 이러한 첨예화 유형은 동일한 컬러 첨예화로 불린다.
첨예화의 양은 중간 및 코너 필터 커널 계수를 변경함으로써 조정된다. 중간 계수가 0.5와 0.75 사이에서 변할 수 있는 동시에, 코너 계수는 0과 -0.0625 사이에서 변할 수 있는 반면, 합계는 1이 된다. 전술한 예시적인 필터 커널에서, 0.0625는 각각의 4개 코너에서 취해지고, 이들 합(즉, 0.0625x4=0.25)은 중심항에 가산되고, 따라서 중심항은 0.5 내지 0.75까지 증가된다.
일반적으로, 첨예화를 이용한 필터 커널은 다음과 같이 표시될 수 있다:
c11-x c21 c31-x
c12 c22+4x c32
c13-x c23 c33-x
여기서 (-x)는 코너 첨예화 계수라 불리고; (+4x)는 중심 첨예화 계수라 불리며; (c11,c12,...,c33)은 렌더링 계수라 불린다.
이미지 품질을 추가로 증가시키기 위해서, 4개 코너 및 중심을 포함한 첨예화 계수는 상반되는 컬러 입력 이미지 값을 이용할 수 있다. 이러한 첨예화 유형은 교차 컬러 첨예화라고 불리는데, 이는 첨예화 계수가 그 컬러가 렌더링 계수의 컬러와 반대되는 입력 이미지 값을 이용하기 때문이다. 교차 컬러 첨예화는 첨예화된 포화 착색된 라인 또는 텍스트가 도트로 보이는 성향을 감소시킬 수 있다. 동일한 컬러보다는 반대되는 컬러가 첨예화를 수행하는 경우에도, 전체 에너지는 휘도 또는 색차 중 어느 한쪽에서 변경되지 않고, 컬러는 동일하게 유지된다. 이는, 첨예화 계수가 반대되는 컬러의 에너지가 중심을 향해 이동하게 하지만 균형은 0이 되기 때문이다(-x-x+4x-x-x=0).
교차 컬러 첨예화를 이용하는 경우에, 렌더링 항으로부터 첨예화 항을 나눔으로써 전술한 공식이 간략화될 수 있다. 첨예화 항이 이미지의 휘도 또는 색차에 영향을 미치지 않고, 단지 에너지 분포에만 영향을 미치기 때문에, 반대되는 컬러를 이용하는 첨예화 계수에 대한 감마 보정이 생략될 수 있다. 따라서, 다음의 공식이 상기 공식에 대체될 수 있다:
(여기서 상기 Vin은 완전한 적색값 또는 완전한 녹색값 중 어느 하나이다)
(여기서 상기 Vin은 각각 완전히 적색 또는 녹색이고, 상기 섹션에서의 Vin선택에 반대된다)
동일 및 교차 컬러 첨예화의 혼합은 다음과 같이 될 수 있다:
(여기서 상기 Vin은 완전한 적색값 또는 완전한 녹색값 중 어느 하나이다)
(여기서 상기 Vin은 각각 완전히 적색 또는 녹색이고, 상기 섹션에서의 Vin선택에 반대된다)
교차 컬러 첨예화를 이용하는 이러한 간략화된 공식에서, 계수항은 감마 조정을 갖는 동일한 컬러 첨예화의 계수항의 1/2이다. 다시 말해서, 중심 첨예화 항은 0.25의 절반인 0.125가 되고, 코너 첨예화 항은 0.625의 절반인 0.03125가 된다. 이것은, 감마 조정없는 첨예화가 더 큰 효과를 갖기 때문이다.
적색 및 녹색 컬러 채널만이 첨예화로부터 이익을 얻을 수 있는데, 이는 사람의 눈이 청색을 상세하게 지각할 수 없기 때문이다. 따라서, 청색의 첨예화는 이러한 실시예에서 수행되지 않는다.
오메가 함수를 이용한 감마 조정된 서브픽셀 렌더링을 위한 다음의 도 51의 방법은 컬러 에러를 삽입하지 않고서 감마를 조절할 수 있다.
간단하게, 도 50은 도 43의 입력 신호에 응답하여 오메가 함수를 이용한 감마 조정된 서브픽셀 렌더링의 예시적인 출력 신호를 나타낸다. 오메가 조정없는 감마 조정된 서브픽셀 렌더링에 따르면, 렌더링의 감마는 모든 공간 주파수에서 증가되어, 높은 공간 주파수의 콘트라스트비가 도 47에 도시된 바와 같이 증가된다. 감마가 추가로 증가되면, 정밀한 세부사항, 예를 들어 백색 배경상의 흑색 텍스트의 콘트라스트가 더 증가된다. 그러나, 모든 공간 주파수에서 감마를 증가시키면 수용불가능한 사진 및 비디오 이미지를 생성한다.
도 51의 오메가 보정을 갖는 감마 조정된 서브픽셀 렌더링 방법은 선택적으로 감마를 증가시킬 수 있다. 즉, 높은 공간 주파수에서의 감마가 증가되는 동시에, 0의 공간 주파수의 감마는 그 최적 포인트로 유지된다. 그 결과, 감마 조정된 렌더링에 의해 아래로 시프트된 출력 신호파의 평균은 도 50에 도시된 바와 같이, 공간 주파수가 더 높아짐에 따라 아래로 더 시프트된다. 0 주파수에서의 평균 에너지는 25%(50% 밝기에 대응)이고, ω=0.5의 경우에 나이퀴스트 제한에서 9.5%(35%밝기에 대응)까지 감소된다.
도 51은 감마 조정된 서브픽셀 렌더링을 갖는 일련의 단계를 포함하는 방법(400)을 나타낸다. 기본적으로, 오메가 함수 w(x)=x1/ω{단계(404)}는 입력 데이터(Vin)를 수신한 후{단계(402)}와 상기 데이터가 국부적 평균 계산되기전{단계(406)}에 삽입된다. 단계(406)에서 출력되는 오메가 보정된 국부 평균(β)은 "전-감마" 보정에서 역 오메가 함수 w-1(x)=xω에 종속된다{단계(408)}. 따라서, 단계(408)는 "오메가 보정을 갖는 전-감마"라고 불리고, g-1w-1의 계산은 예를 들어 LUT의 형태인 오메가 테이블을 갖는 전-감마를 참조함으로써 g-1(w-1(β))=(βω)γ-1로서 수행된다.
함수 w(x)는 역 감마 유사 함수이고, w-1(x)는 동일한 오메가값을 갖는 감마 유사 함수이다. 용어 "오메가"는 신호 주파수를 라디안 단위로 표시하기 위해 전자기기에서 종종 사용되기 때문에 선택된다. 이러한 함수는 더 낮은 공간 주파수보다 더 큰 정도로 더 높은 공간 주파수에 영향을 미친다. 즉, 오메가 및 역 오메가 함수는 더 낮은 공간 주파수에서 출력값을 변경하지 않지만, 더 높은 공간 주파수에 대해 더 큰 영향을 갖는다.
만일 2개의 국부값을 "V1" 및 "V2"의 2개의 국부적 입력값으로 표시하면, 국부적 평균(α) 및 오메가 보정된 국부적 평균(β)은 다음과 같다: (V1+V2)/2=α; 그리고 (w(V1)+w(V2))/2=β. V1=V2인 경우, β=w(α)이다. 따라서, 낮은 공간 주파수에서 g-1w-1(β)=g-1w-1(w(α))=g-1(α)이다. 그러나, 높은 공간 주파수에서(V1≠V2) , g-1w-1(β)≠g-1(α)이다. 가장 높은 공간 주파수 및 콘트라스트에서, g-1w-1(β)≒g-1w-1(α)이다.
다시 말해서, 오메가를 갖는 감마 조정된 서브픽셀 렌더링은 Vout=ΣVinx CKx g-1w-1((w(V1)+w(V2))/2)의 형태의 함수를 이용하고, 여기서 g-1(x)=xγ-1, w(x)=x1/ω이고, w-1(x)=xω이다. 상기 함수를 이용한 결과는, 낮은 공간 주파수가 g-1의 감마값을 이용하여 렌더링되는 반면, 높은 공간 주파수는 g-1w-1의 감마값을 이용하여 효과적으로 렌더링된다. 오메가 값이 1 미만으로 설정되면, 더 높은 공간 주파수는 더 높은 효과적 감마를 갖고, 이는 더 높은 콘트라스트에서 흑색과 백색 사이에 있다.
도 51의 오메가 단계를 갖는 전-감마 이후의 동작은 도 49의 동작과 유사하다. 각각의 에지항에 대한 전-감마-w-오메가 보정의 결과는 필터 커널 계수 테이블(412)로부터 판독되는 대응하는 계수항(CK)으로 곱해진다{단계(410)}. 중심항에서, g-1w-1(β)에 대응하는 값을 계산하는 적어도 2가지 방법이 있다. 첫번째 방법은 에지 항에 대해 동일한 방식으로 값을 계산하는 것이고, 두번째 방법은 단계(408)의 결과를 합산함으로써 도 51에서 단계(414)의 계산을 수행하는 것이다.단계(414)의 계산은, 각각의 에지 항이 중심항 국부적 평균에 대해 서로 다른 기여를 가질 수 있는 경우에, 중심항에 대한 계산시 에지 계수를 참조하기 위해 단계(408)보다는 단계(410)의 결과를 이용할 수 있다.
단계(414)로부터의 중심항의 감마-w-오메가 보정된 국부적 평균("GOA")은 또한 대응하는 계수항(CK)으로 곱해진다{단계(416)}. 수학식 2를 이용한 단계(416)로부터의 값 뿐만 아니라 단계(410)로부터의 값은 대응하는 Vin항으로 곱해진다{단계(418,420)}. 그후, 모든 곱해진 항의 합은 서브픽셀 렌더링된 데이터(Vout)를 출력하기 위해 계산된다{단계(422)}. 그후, 후-감마 보정은 Vout에 적용되고, 디스플레이로 출력된다{단계(424,426)}.
예를 들어, 수학식 2를 이용한 단계(422)로부터의 출력은 적색 및 녹색 서브픽셀에 대해 다음과 같이 회피된다:
전술한 간략화된 방식으로 코너 첨예화 계수(x)를 이용한 교차 컬러 첨예화헤 의해 이전 공식을 개선하는, 적색 및 녹색 서브픽셀에 대한 추가적인 예시적 공식은 다음과 같다:
청색 서브픽셀에 대한 오메가 함수를 갖는 감마 조정된 서브픽셀 렌더링의 공식은 다음과 같다:
수퍼-네이티브 스케일링(즉, 1:2 이상의 스케일링비)를 위한 교차 컬러 첨예화를 갖는, 오메가를 갖는 감마 조정된 렌더링의 일반적인 공식은 적색 및 녹색 서브픽셀에 대해 다음과 같이 표시될 수 있다.
청색 서브픽셀에 대한 대응하는 일반식은 다음과 같다:
상기 도 46, 도 49 및 도 51의 방법은 후술된 예시적인 시스템에 의해 구현될 수 있다. 서브픽셀 렌더링에 앞서 전제조건-감마를 위해 도 46의 단계를 구현하는 시스템의 한 예시가 도 52a-52b에 도시되어 있다. 예시적인 시스템은 박막 트랜지스터(TFT) 능동 매트릭스 액정 디스플레이(AMLCD)를 이용하여 패널상에 이미지를 디스플레이할 수 있다. 전술한 기술을 구현하는데 사용될 수 있는 다른 유형의 디스플레이 디바이스에는 음극선관(CRT) 디스플레이 디바이스가 포함된다.
도 52a를 참조하면, 상기 시스템은 서브픽셀 처리 유닛(500)을 갖는 서브픽셀 렌더링 모듈(504)에 연결된 퍼스널 컴퓨팅 디바이스(PC)(501)를 포함한다. PC(501)는 도 72의 컴퓨팅 시스템(750)의 구성요소를 포함할 수 있다. 도 52a의 서브픽셀 렌더링 모듈(504)은 디스플레이 패널로의 출력을 제어하기 위해 도 52b의 타이밍 제어기(TCON)(506)에 연결된다. PC(501)에서 사용될 수 있는 다른 유형의 디바이스에는 휴대용 컴퓨터, 포켓형 컴퓨팅 디바이스, PDA, 또는 디스플레이를 갖는 다른 유사 디바이스가 포함된다. 서브픽셀 렌더링 모듈(504)은 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하기 위해 도 46에 설명된 감마 조정 기술을 이용하여 전술한 스케일링 서브픽셀 렌더링 기술을 구현할 수 있다.
PC(501)는 디스플레이로의 출력을 위한 이미지 데이터를 제공하기 위해 그래픽 제어기 또는 어댑터 카드, 예를 들어 비디오 그래픽 어댑터(VGA)를 포함할 수 있다. 사용될 수 있는 다른 유형의 VGA 제어기에는 UXGA 및 XGA 제어기가 포함된다. 서브픽셀 렌더링 모듈(504)은 도 46에서 설명된 바와 같은 단계를 수행하도록 프로그래밍되는, 전계 프로그래밍가능한 게이트 어레이(FPGA:field programmable gate array)로서 구성되는 별도의 카드 또는 보드가 될 수 있다. 대안적으로, 서브픽셀 처리 유닛(500)은 서브픽셀 렌더링에 앞서 전제조건-감마를 수행하도록 구성되는 PC(501)의 그래픽 카드 제어기내에 애플리케이션 특정 집적회로(ASIC: application specific integrated circuit)를 포함할 수 있다. 다른 예시에서, 서브픽셀 렌더링 모듈(504)은 디스플레이의 패널을 위한 TCON(506)내의 FPGA 또는 ASIC가 될 수 있다. 또한, 서브픽셀 렌더링 모듈(504)은 디스플레이상에 이미지를 출력하기 위해 PC(501)와 TCON(506) 사이에 연결된 하나 이상의 디바이스 또는 유닛내에 구현될 수 있다.
서브픽셀 렌더링 모듈(504)은 또한 디지털 시각 인터페이스(DVI: digitalvisual interface) 입력(508) 및 저전압 차동 시그낼링(LVDS: low voltage differential signaling) 출력(526)을 포함한다. 서브픽셀 렌더링 모듈(504)은 예를 들어 표준 RGB 픽셀 포맷으로 DVI 입력(508)을 통해 입력 이미지 데이터를 수신할 수 있고, 이미지 데이터에 대한 서브픽셀 렌더링에 앞서 전제조건-감마를 수행할 수 있다. 서브픽셀 렌더링 모듈(504)은 또한 LVDS 출력(526)을 통해 서브픽셀 렌더링된 데이터를 TCON(506)으로 전송할 수 있다. LVDS 출력(526)은 AMLCD 디스플레이 디바이스와 같은 디스플레이 디바이스를 위한 패널 인터페이스가 될 수 있다. 이러한 방식으로, 디스플레이는 DVI 출력을 갖는 임의의 유형의 그래픽 제어기 또는 카드에 연결될 수 있다.
서브픽셀 렌더링 모듈(504)은 또한 PC(501)와 통신하기 위한 인터페이스(509)를 포함한다. 인터페이스(509)는 PC(501)가 서브픽셀 렌더링 모듈(504)에 의해 사용되는 감마 또는 계수 테이블에 대한 업데이트를 제어하거나 다운로드하고 확장형 디스플레이 식별 정보(EDID: extended display identification information) 유닛(510)내의 정보를 액세스하게 하는 I2C 인터페이스일 수 있다. 이러한 방식으로, 감마값 및 계수값은 임의의 원하는 값으로 조정될 수 있다. EDID 정보의 예시에는 디스플레이 및 최대 이미지 크기, 컬러 특성, 프리셋 타이밍 주파수 범위 제한 또는 그외의 유사 정보와 같은 그 성능에 관한 기본 정보를 포함한다. PC(501)는 예를 들어 부팅 업(boot up)시에 연결되는 디스플레이의 유형 및 이미지 데이터를 디스플레이로 전송하는 방법을 결정하기 위해 EDID 유닛(510)내의 정보를 판독할 수 있다.
도 46의 단계를 구현하기 위해 서브픽셀 렌더링 모듈(504)내에서 작동하는 서브픽셀 처리 유닛(500)의 작동을 이제 설명할 것이다. 설명을 목적으로, 서브픽셀 처리 유닛(500)은 감마 테이블 및/또는 계수 테이블을 저장하기 위해 임의의 개수의 논리 구성요소 또는 회로 및 저장 디바이스를 구비하는 커다른 FPGA 내에 구현되는 처리 블럭(512 내지 524)을 포함한다. 이러한 테이블을 저장하기 위한 저장 디바이스의 예에는 ROM, RAM 또는 다른 유사 메모리가 포함된다.
초기에, PC(501)는 입력 이미지 데이터(Vin)(예를 들어, 표준 RGB 포맷의 픽셀 데이터)를 DVI(508)를 통해 서브픽셀 렌더링 모듈(504)로 전송한다. 다른 예시에서, PC(501)는 전술한 바와 같이 서브픽셀 포맷의 입력 이미지 데이터(Vin)를 전송할 수 있다. PC(501)가 Vin을 전송하는 방식은 EDID 유닛(510)내의 정보에 기초한다. 한 예시에서, PC(501)내의 그래픽 제어기는 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링 유닛(504)으로 전송한다. 입력 래치 및 자동검출 블럭(512)은 DVI(508)에 의해 수신되는 이미지 데이터를 검출하고 픽셀 데이터를 래치한다. 타이밍 버퍼 및 제어 블럭(514)은 서브픽셀 처리 유닛(500)내에 픽셀 데이터를 버퍼링하기 위한 버퍼링 로직을 제공한다. 여기서, 블럭(514)에서, 입력 데이터(Vin)의 수신 및 동기화될 출력 데이터(Vout)의 전송을 허용하기 위해 타이밍 신호는 출력 동기-생성 블럭(528)으로 전송될 수 있다.
전제조건 감마 처리 블럭(516)은 입력 이미지 데이터(Vin)에 대해 함수 g-1(x)=xγ를 계산하는 도 46의 단계(304)를 수행하기 위해 타이밍 버퍼 및 제어 블럭(514)으로부터의 이미지 데이터를 처리하고, 상기 식에서 주어진 γ에서의 함수에 대한 값은 전제조건-감마 테이블로부터 얻어질 수 있다. 전제조건-감마가 적용되는 이미지 데이터(Vin)는 라인 버퍼 블럭(518)의 라인 버퍼에 저장된다. 하나의 예시에서, 3개의 라인 버퍼는 도 55에 도시된 바와 같은 3개 라인의 입력 이미지 데이터를 저장하는데 사용될 수 있다. 이미지 데이터를 저장하고 처리하는 다른 예시가 도 56 내지 도 60에 도시되어 있다.
라인 버퍼 블럭(518)내에 저장된 이미지 데이터는 3x3 데이터 샘플링 블럭(519)에서 샘플링된다. 여기서, 중심값을 포함하는 9개 값이 서브픽셀 렌더링 프로세스에서 레지스터 또는 래치내에서 샘플링될 수 있다. 계수 처리 블럭(530)은 단계(308)를 수행하고, 배율기 + 가산기 블럭(520)은 단계(306)를 수행하는데, 상기 단계에서 각각의 9개의 샘플링된 값에 대한 g-1(x) 값은 계수 테이블(531)에 저장된 필터 커널 계수값으로 곱해진 다음, 서브픽셀 렌더링된 출력 이미지 데이터(Vout)를 얻기 위해 곱해진 항들이 더해진다.
후반 감마 처리 블럭(522)은 Vout에 대해 도 46의 단계(310)를 수행하는데, 상기 단계에서 디스플레이를 위한 후-감마 보정이 적용된다. 즉, 후-감마 처리 블럭(522)은 후-감마 테이블을 참조하여 함수 f(x)를 이용하여 디스플레이를 위해 f-1(Vout)를 계산한다. 출력 래치(524)는 후-감마 처리 블럭(522)으로부터의 데이터를 래치하고, LVDS 출력(526)은 출력 래치(524)로부터 TCON(506)으로 출력 이미지 데이터를 전송한다. 출력 동기-생성 스테이지(528)는 출력 데이터(Vout)가 TCON(506)으로 전송될 시기를 제어할 때 블럭(516,518,519,520,530,522)에서의 작동을 수행하는 타이밍을 제어한다.
도 52b를 참조하면, TCON(506)은 LVDS 출력(524)으로부터의 출력 데이터를 수신하기 위한 입력 래치(532)를 포함한다. LVDS 출력(526)으로부터의 출력 데이터는 8비트의 이미지 데이터 블럭을 포함할 수 있다. 예를 들어, TCON(506)은 전술한 서브픽셀 배치에 기초한 서브픽셀 데이터를 수신할 수 있다. 한 예시에서, TCON(506)은 홀수 행이 짝수 행(GBRGBRGBR)으로 진행되는(예를 들어, RBGRBGRBG) 8비트 열 데이터를 수신할 수 있다. 8-6비트 디더링 블럭(534)은 많은 LCD에서 일반적인 6비트 데이터 포맷을 요구하는 디스플레이에서 8비트 데이터를 6비트 데이터로 변환한다. 따라서, 도 52b의 예시에서, 디스플레이는 이러한 6비트 포맷을 이용한다. 블럭(534)은 데이터 버스(537)를 통해 출력 데이터를 디스플레이로 전송한다. TCON(506)은 기준전압 및 비디오 통신(VCOM) 전압 블럭(536)을 포함한다. 블럭(536)은 디스플레이 패널내의 열 및 행 트랜지스터를 선택적으로 턴 온하기 위해 열 구동기 제어부(539A) 및 행 구동기 제어부(539B)에 의해 사용되는 DC/DC 컨버터(538)로부터의 전압 기준을 제공한다. 한 예시에서, 디스플레이는 행 구동기 및 열 구동기에 의해 구동되는 대응하는 트랜지스터를 갖는 서브픽셀의 열 및 행의 매트릭스를 구비하는 플랫 패널 디스플레이이다. 서브픽셀은 전술한 서브픽셀 배치를 가질 수 있다.
감마-조정된 서브픽셀 렌더링을 위한 도 49의 단계를 구현하는 시스템의 한 예시가 도 53a-53b에 도시되어 있다. 이러한 예시적인 시스템은, 서브픽셀 처리 유닛(500)이 적어도 지연 로직 블럭(521), 국부 평균 처리 블럭(540), 및 전-감마 처리 블럭(542)을 이용하는 반면 전제조건 감마 처리 블럭(516)을 빼고 감마 조정된 서브픽셀 렌더링을 수행하는 것을 제외하고는 도 52a-52b의 시스템과 유사하다. 도 53a의 서브픽셀 처리 유닛(500)을 위한 처리 블럭의 작동을 이제 설명할 것이다.
도 53a를 참조하면, PC(501)는 입력 이미지 데이터(Vin)(예를 들어, 표준 RGB 포맷의 픽셀 데이터)를 DVI(508)를 통해 서브픽셀 렌더링 모듈(504)로 전송한다. 다른 예시에서, PC(501)는 전술한 바와 같은 서브픽셀 포맷의 입력 이미지 데이터(Vin)를 전송할 수 있다. 입력 래치 및 자동검출 블럭(512)은 DVI(508)에 의해 수신되는 이미지 데이터를 검출하고 픽셀 데이터를 래치한다. 타이밍 버퍼 및 제어 블럭(514)은 서브픽셀 처리 유닛(500)내의 픽셀 데이터를 버퍼링하기 위한 버퍼링 로직을 제공한다. 여기서, 블럭(514)에서, 타이밍 신호는 입력 데이터(Vin)의 수신 및 동기화될 출력 데이터(Vout)의 전송을 허용하기 위해 출력 동기-생성 블럭(528)으로 전송될 수 있다.
타이밍 및 제어 블럭(514)에 버퍼링되는 이미지 데이터(Vin)는 라인 버퍼 블럭(518)의 라인 버퍼에 저장된다. 라인 버퍼 블럭(518)은 도 52a에서와 동일한 방식으로 이미지 데이터를 저장할 수 있다. 라인 버퍼 블럭(518)에 저장되는 입력 데이터는 3x3 데이터 샘플링 블럭(519)에서 샘플링되고, 이는 도 52a에서와 동일한 방식으로 수행될 수 있다. 여기서, 중심값을 포함한 9개 값은 감마 조정된 서브픽셀 렌더링 프로세스를 위해 레지스터 또는 래치에서 샘플링될 수 있다. 다음, 도 54a의 국부 평균 처리 블럭(540)은 국부 평균(α)이 각각의 에지 항에 대한 중심 항으로 계산되는 도 49의 단계(354)를 수행한다.
국부 평균에 기초하여, 전-감마 처리 블럭(542)은 예를 들어 전-감마 룩업테이블(LUT)을 이용하여 g-1(α)=αγ-1의 계산으로서 "전-감마" 보정을 위해 도 49의 단계(356)를 수행한다. LUT는 이러한 블럭내에 포함되거나 또는 서브픽셀 렌더링 모듈(504)내에서 액세스될 수 있다. 지연 로직 블럭(521)은 국부 평균 및 전-감마 계산이 완료될 때까지 배율기+가산기 블럭(520)에 Vin을 제공하는 것을 지연할 수 있다. 계수 처리 블럭(530) 및 배율기+가산기 블럭(520)은 도 49에서 전술한 바와 같이 계수 테이블(531)을 이용하여 단계(358,360,363,364,366,368,370)을 수행한다. 특히, 예를 들어 도 49에 기재된 수학식 2를 이용하는 단계(364)로부터의 CK"GA" 값뿐만 아니라 단계(358)로부터의 CKg-1(α)의 값은 Vin의 해당 항으로 곱해진다{단계(366,368)}. 블럭(520)은 출력 서브픽셀 렌더링된 데이터(Vout)를 생성하기위해 모든 곱해진 항의 합을 계산한다{단계(370)}.
후-감마 처리 블럭(522) 및 출력 래치(524)는 출력 이미지 데이터를 TCON(506)으로 전송하기 위해 도 52a에서와 동일한 방식으로 수행한다. 도 53a의 출력 동기-생성 스테이지(528)는 출력 데이터가 디스플레이를 위해 TCON(506)으로 전송될 시기를 제어할 때 블럭(518,519,521,520,530,522)에서의 작동을 수행하는 타이밍을 제어한다. 도 53b의 TCON(506)은 출력 데이터가 도 49의 방법을 이용하여 얻어진다는 점을 제외하고는 도 52b에서와 동일한 방식으로 작동한다.
오메가 함수를 갖는 감마 조정된 서브픽셀 렌더링을 위한 도 51의 단계를 구현하는 시스템의 한 예시가 도 54a-54b에 도시되어 있다. 이러한 예시적인 시스템은, 서브픽셀 처리 유닛(500)이 적어도 오메가 처리 블럭(544) 및 전-감마(w/오메가) 처리 블럭(545)을 이용하여 오메가 함수를 갖는 감마 조정된 서브픽셀 렌더링을 수행한다는 점을 제외하고는 도 53a-53b의 시스템과 유사하다. 도 54a의 서브픽셀 처리 유닛(500)에서의 처리 블럭의 작동을 이제 설명할 것이다.
도 54a를 참조하면, 처리 블럭(512,514,518,519)은 도 53a의 동일한 처리 블럭과 동일한 방식으로 작동한다. 오메가 함수 처리 블럭(544)은 오메가 함수 w(x)=x1/ω가 3x3 데이터 샘플링 블럭(519)으로부터의 입력 이미지 데이터에 적용되는 도 51의 단계(404)를 수행한다. 국부 평균 처리 블럭(540)은, 오메가-보정된 국부 평균(β)은 각각의 에지 항에 대한 중심 항으로 계산되는 단계(406)를 수행한다. 전-감마(w/오메가) 처리 블럭(545)은, 국부 평균 처리 블럭(540)으로부터 출력이 오메가 LUT를 갖는 전-감마를 이용한 "오메가를 갖는 전-감마" 보정을 수행하기 위해 g-1(w-1(β))=(βω)γ-1로서 구현되는 g-1w-1의 계산에 종속되는 단계(408)를 수행한다.
도 54a의 처리 블럭(520,521,530,522,524)은, 각각의 에지 항에 대한 전-감마-w-오메가 보정 결과가 대응하는 계수 항(CK)으로 곱해지는 점을 제외하고는 도 53a에서와 동일한 방식으로 작동한다. 도 54a의 출력 동기-생성 블럭(528)은 출력 데이터가 디스플레이를 위해 TCON(506)으로 전송되는 시기를 제어할 때 블럭(518,519,521,520,530,522)에서의 작동을 수행하는 타이밍을 제어한다. 도 54b의 TCON(506)은, 출력 데이터가 도 51의 방법을 이용하여 얻어진다는 점을 제외하고는 도 53b에서와 동일한 방식으로 작동한다.
도 52a-52b, 53a-53b, 및 54a-54b의 상기 예시에 대해 다른 변경이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 예시의 구성요소는 단일 모듈상에서 구현되고 수행될 처리 유형을 결정하기 위해 선택적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 이러한 모듈은 스위치를 이용하여 구성될 수 있거나 또는 도 46, 도 49 및 도 51의 방법을 선택적으로 작동하기 위한 명령 또는 지령을 수신하도록 구성될 수 있다.
도 55 내지 도 60은 도 52a, 도 53a 및 도 54a에 기재된 예시적인 시스템내의 처리 블럭에 의해 사용될 수 있는 예시적인 회로를 나타낸다. 전술한 서브픽셀 렌더링 방법은 다수의 곱해진 항들이 더해지는 픽셀 값과의 계수 필터 값의 곱셈을 수반하는 다수의 계산을 필요로 한다. 다음의 실시예는 이러한 계산을 효율적으로수행하기 위한 회로를 개시한다.
도 55를 참조하면, (도 52a, 도 53a, 및 도 54a의) 라인 버퍼 블럭(518), 3x3 데이터 샘플링 블럭(519), 계수 처리 블럭(530), 및 배율기+가산기 블럭(520)을 위한 회로의 한 예시가 도시되어 있다. 이러한 예시적인 회로는 전술한 서브픽셀 렌더링 함수를 수행할 수 있다.
이러한 예시에서, 라인 버퍼 블럭(518)은 입력 데이터(Vin)를 저장하기 위해 함께 연결되는 라인 버퍼(554,556,558)를 포함한다. 입력 데이터 또는 픽셀 값은 이러한 라인 버퍼에 저장될 수 있고, 이는 9개의 픽셀 값이 3x3 데이터 샘플링 블럭(519)내의 래치(L1내지 L9)내에서 샘플링되게 한다. 래치(L1내지 L9)에 9개의 픽셀 값을 저장함으로써, 9개 픽셀 값은 단일 클럭 사이클상에서 처리될 수 있다. 예를 들어, 9개 배율기(M1내지 M9)는 전술한 서브픽셀 렌더링 함수를 구현하기 위해 계수 테이블(531)내의 적절한 계수값(필터 값)을 L1내지 L9래치내의 픽셀 값에 곱할 수 있다. 다른 구현에서, 배율기는 ROM으로 대체될 수 있고, 픽셀 값 및 계수 필터 값은 곱해진 항들을 검색하기 위한 어드레스를 생성하는데 사용될 수 있다. 도 55에 도시된 바와 같이, 서브픽셀 렌더링 함수를 수행하기 위해 효율적인 방식으로 다중 곱셈이 수행되고 가산될 수 있다.
도 56은 서브픽셀 렌더링 함수를 수행할 때 2개의 합산 버퍼를 이용하는 라인 버퍼 블럭(518), 3x3 데이터 샘플링 블럭(519), 계수 처리 블럭(530), 및 배율기+가산기 블럭(520)를 위한 회로의 한 예시를 나타낸다.
도 56에 도시된 바와 같이, 3개 래치(L1내지 L3)는 픽셀 값을 저장하고, 상기 픽셀 값은 9개 배율기(M1내지 M9)로 공급된다. 배율기(M1내지 M3)는 계수 테이블(531)내의 적절한 계수 값을 래치(L1내지 L3)로부터의 픽셀 값에 곱하고, 그 결과값을 가산기(564)로 공급하며, 이 가산기는 결과의 합을 계산하고 그 합을 합산 버퍼(560)에 저장한다. 배율기(M4내지 M6)는 계수 테이블(531)내의 적절한 계수 값을 래치(L4내지 L6)로부터의 픽셀 값에 곱하고, 가산기(566)로 그 결과를 공급하여 M4내지 M6으로부터의 곱셈값과 합산 버퍼(560)의 출력과의 합을 계산하고 그 합을 합산 버퍼(562)에 저장한다. 배율기(M7내지 M9)는 계수 테이블(531)내의 적절한 계수 값을 래치(L7내지 L9)로부터의 픽셀 값에 곱하고, 가산기(568)로 그 결과를 공급하여 출력(Vout)을 계산하기 위해 M7내지 M9으로부터의 곱셈값과 합산 버퍼(562)의 출력과의 합을 계산한다.
도 56의 이러한 예시는 16비트 값을 저장할 수 있는 2개의 부분적 합산 버퍼(560,562)를 이용한다. 2개의 합산 버퍼를 이용함으로써, 도 56의 이러한 예시는 작은 버퍼 메모리가 사용되도록 3개의 라인 버퍼예에 대한 개선을 제공할 수 있다.
도 57은 적색 및 녹색 픽셀과 관련된 서브픽셀 렌더링 함수를 구현하기 위해 도 52a, 도 53a 및 도 54a의 처리 블럭에 의해 사용될 수 있는 회로의 한 예시를나타낸다. 특히, 이러한 예시는 적색 및 녹색 픽셀과 관련된 서브픽셀 렌더링동안 1:1의 P:S비의 해상도를 위해 사용될 수 있다. 1:1의 경우는 간단한 서브픽셀 렌더링 계산을 제공한다. 이러한 예시에서, 필터 커널에 포함되는 모든 값은 전술한 바와 같이 0, 1 또는 2의 멱수가 되고, 이는 후술되는 바와 같이 필요한 배율기의 개수를 감소시킨다.
0 1 0
1 4 1
0 1 0
도 57을 참조하면, 9개의 픽셀 지연 레지스터(R1내지 R9)는 픽셀 값을 저장하는 것으로 도시된다. 레지스터(R1내지 R3)는 라인 버퍼 1(570)로 공급되고, 라인 버퍼 1(570)의 출력은 레지스터(R4)에 공급된다. 레지스터(R4내지 R6)는 라인 버퍼 2(572)에 공급된다. 라인 버퍼 2(572)의 출력은 레지스터(R7)에 공급되어, 레지스터 R8및 R9에 공급된다. 가산기(575)는 R2내지 R4로부터의 값을 더한다. 가산기(576)는 R6및 R8로부터의 값을 더한다. 가산기(578)는 가산기(575,576)의 출력으로부터의 값을 더한다. 가산기(579)는 R5로부터의 값에 4를 곱하는 배럴 시프터(573)의 출력 및 가산기(578)의 출력으로부터의 값을 더한다. 가산기(579)의 출력은 8로 나누는 배럴 시프터(574)로 공급한다.
1:1 필터 커널이 (전술한 바와 같이) 4개 위치에서 0을 갖기 때문에, 4개의 픽셀 지연 레지스터는 서브픽셀 렌더링에서 필요하지 않은데, 이는 4개 값이 1이기 때문에 도 57에서 증명된 바와 같이 승산할 필요없이 가산된다.
도 58은 청색 픽셀에서 1:1의 P:S비인 경우에 서브픽셀 렌더링을 구현하기 위해 도 52a, 도 53a 및 도 54a의 처리 블럭에 의해 사용될 수 있는 회로의 한 예시를 나타낸다. 청색 픽셀에서, 2x2 필터 커널만이 필요해서, 필요한 회로가 덜 복잡하게 만든다.
도 58을 참조하면, 9개의 픽셀 지연 레지스터(R1내지 R9)는 입력 픽셀 값을 수신하는 것으로 도시된다. 레지스터(R1내지 R3)는 라인 버퍼1(580)로 공급되고 라인 버퍼 1(580)의 출력은 레지스터(R4)에 공급된다. 레지스터(R4내지 R6)는 라인 버퍼 2(582)에 공급된다. 라인 버퍼 2(582)의 출력은 레지스터(R7)에 공급되어, 레지스터(R8및 R9)에 공급된다. 가산기(581)는 레지스터(R4,R5,R7,R8)내의 값을 더한다. 상기 가산기의 출력은 4로 나누는 배럴 시프터(575)에 공급된다. 청색 픽셀만이 4개 레지스터내의 값을 포함하고, 이러한 값들이 픽셀 지연 레지스터(R1내지 R9)를 통해 시프트하며 4개의 서로 다른 적색/녹색 출력 픽셀 클럭 사이클에서 나타나기 때문에, 청색 픽셀 계산은 프로세스에서 일찍 수행될 수 있다.
도 59는 2개의 합산 버퍼를 이용하는 적색 및 녹색 픽셀에 대해 1:1의 P:S비에서 서브픽셀 렌더링 함수를 수행하기 위해 도 52a, 도 53a, 및 도 54a의 처리 블럭에 의해 사용될 수 있는 회로의 한 예시를 나타낸다. 합산 버퍼를 이용함으로써, 필요한 회로가 간략화될 수 있다. 도 59를 참조하면, 3개의 픽셀 지연 레지스터(R1내지 R3)는 입력 픽셀 값을 수신하는 것으로 도시된다. 레지스터(R1)는 가산기(591)에 공급된다. 레지스터(R2)는 합산 버퍼 1(583), 배럴 시프터(590), 및 가산기(592)에 공급된다. 레지스터(R3)는 가산기(591)로 공급한다. 합산 버퍼 1(583)의 출력은 가산기(591)에 공급된다. 가산기(591)는 레지스터(R1,R3)로부터의 값과 배럴 시프터(590)로부터 2가 곱해진 R2의 값을 더한다. 가산기(591)의 출력은 합산 버퍼 2(584)로 공급되고, 상기 합산 버퍼 2는 그 출력을 가산기(592)로 전송하며, 상기 가산기는 이 값을 출력을 생성하기 위해 R2내의 값과 더한다.
도 60은 하나의 합산 버퍼를 이용하는 청색에 대해 1:1의 P:S비에서 서브픽셀 렌더링 함수를 구현하기 위해 도 52a, 도 53a, 및 도 54a의 처리 블럭에 의해 사용될 수 있는 회로의 한 예시를 나타낸다. 하나의 합산 버퍼를 이용함으로써, 청색 픽셀을 위해 필요한 회로가 더 간략화될 수 있다. 도 60을 참조하면, 2개의 픽셀 지연 레지스터(R1내지 R2)는 입력 픽셀 값을 수신하는 것으로 도시된다. 레지스터(R1,R2)는 가산기(593,594)에 공급한다. 가산기(593)는 R1및 R2로부터의 값을 더하고 그 출력을 합산 버퍼 1(585)에 저장한다. 합산 버퍼 1(585)의 출력은 가산기(594)에 공급된다. 가산기(594)는 출력을 생성하기 위해 R1, R2로부터의 값과 합산 버퍼 1(585)로부터의 값을 더한다.
도 61은 전술한 서브픽셀 렌더링 프로세스동안 디스플레이의 에지에서의 흑색 픽셀의 클로킹(clocking) 방법(600)의 흐름도를 예시한다. 전술한 서브픽셀 렌더링 계산은 픽셀 값의 매트릭스에 3x3 적용되는 필터 값의 3x3 매트릭스를 필요로 한다. 그러나, 디스플레이의 에지에서 하나의 픽셀을 갖는 이미지에서, 주위의 픽셀은 픽셀 값의 3x3 매트릭스를 위한 값을 제공하기 위해 에지 픽셀 주위에 존재하지 않는다. 다음의 방법은 에지 픽셀의 주위 픽셀 값을 결정하는 문제점을 해소할 수 있다. 다음의 방법은 이미지를 위한 디스플레이의 에지에서의 모든 픽셀이 0의 픽셀 값을 갖는 흑색인 것으로 가정한다. 상기 방법은 도 52a, 도 53a, 및 도 54a의 입력 래치 및 자동검출 블럭(512), 타이밍 버퍼 및 제어 블럭(514) 및 라인 버퍼 블럭(518)에 의해 구현될 수 있다.
초기에, 라인 버퍼는 수직 리트레이스(retrace)동안과 유사한 제 1 스캔에서의 클로킹전에 흑색 픽셀에 대해 0으로 초기화된다{단계(602)}. 제 1 스캔 라인은 하나의 라인 버퍼에 저장될 수 있다. 다음, 스캔 라인은 제 2 스캔 라인이 클로킹 될 때 출력된다{단계(604)}. 이것은 "상부에서 벗어난(off the top)" 흑색 픽셀의 하나의 스캔라인을 포함한 제 1 스캔 라인에 대한 계산이 완료될 때 발생할 수 있다. 그다음, 각각의 스캔라인에서 제 1 픽셀에서 클로킹하기전에 (흑색) 픽셀에서 여분의 0이 클로킹된다{단계(606)}. 다음, 픽셀은 제 2의 실제 픽셀이 클로킹될 때 출력된다{단계(608)}. 이것은, 제 1 픽셀에 대한 계산이 완료될 때 발생할 수 있다.
(흑색) 픽셀에 대한 다른 0는 스캔라인상의 마지막 실제 픽셀이 클로킹된 후에 클로킹된다{단계(610)}. 이러한 방법에서, 전술한 바와 같은 라인 버퍼 또는 합산 버퍼는 전술한 바와 같이 흑색 픽셀을 저정하기 위해 2개의 여분의 픽셀 값을 저장하도록 구성될 수 있다. 2개의 흑색 픽셀은 수평 리트레이스동안 클로킹될 수 있다. 그후, 최종 스캔라인이 클로킹된 후에 상기 단계로부터 모든 0(흑색) 픽셀에 대해 스캔라인이 하나 더 클로킹된다. 상기 출력은 최종 스캔에 대한 계산이 완료되었을 때 사용될 수 있다. 이러한 단계는 수직 리트레이스동안 완료될 수 있다.
따라서, 상기 방법은 서브픽셀 렌더링동안 에지 픽셀과 관련된 3x3의 픽셀 값 매트릭스에 픽셀 값을 제공할 수 있다.
도 62 내지 도 66은 디스플레이상의 이미지의 컬러 해상도를 개선하기 위한 시스템의 예시적인 블럭도를 나타낸다. 컬러 해상도를 증가시키기 위한 현재의 이미지 시스템의 제한점은 2001년 8월 8일자로 출원된 "IMPROVED GAMMA TABLES"라는 명칭의 가 미국 특허출원 제60/311,138호에 상세되어 있다. 간단하게, 컬러 해상도를 증가시키는 것은 비용이 많이 들고 구현하기가 어렵다. 다시 말해서, 예를 들어 필터링 프로세스를 수행하기 위해서, 필터 결과의 전체 효과가 1이 되도록 가중된 합산을 상수값으로 나눈다. (전술한 바와 같은) 제산의 제수는 제산 동작이 최하위 비트를 우측으로 시프트하거나 또는 간단하게 제거함으로써 완료될 수 있도록, 2의 멱수일 수 있다. 이러한 프로세스에서, 최하위 비트는 종종 제거되거나 시프트되거나 또는 나누어지고, 사용되지 않는다. 그러나 이러한 비트는 후술되는 바와 같이 컬러 해상도를 증가시키는데 사용될 수 있다.
도 62를 참조하면, 컬러 해상도를 개선하는 LVDS 또는 와이드 디지털-아날로그 컨버터를 이용하여 서브픽셀 렌더링을 수행하는 시스템의 하나의 예시적인 블럭도가 도시된다. 이러한 예시에서, 감마 보정이 제공되지 않고, 서브픽셀 렌더링 함수는 11비트 결과를 생성한다. VGA 메모리(613)는 8비트 포맷으로 이미지 데이터를 저장한다. 서브픽셀 렌더링 블럭은 VGA 메모리(613)로부터 이미지 데이터를 수신하고, 11비트 포맷으로 결과를 제공하는 이미지 데이터에 대해 (전술한 바와 같은) 서브픽셀 렌더링 함수를 수행한다. 하나의 예시에서, 서브픽셀 렌더링 블럭(614)은 도 52a, 도 53a, 및 도 54a의 서브픽셀 렌더링 처리 모듈(504)을 나타낼 수 있다.
서브픽셀 렌더링 블럭(614)은 11비트 데이터를 처리하도록 구성되는 경우에 와이드 DAC 또는 LVDS 출력(615)에 의해 처리될 서브픽셀 렌더링동안 제산 동작으로부터 여분의 비트를 전송할 수 있다. 입력 데이터는 8비트 데이터 포맷을 유지할 수 있는데, 이는 기존의 이미지, 소프트웨어 및 구동기가 컬러 품질의 증가를 이용하기 위해 변경되지 않게 한다. 디스플레이(616)는 11비트 포맷의 이미지 데이터를 수신하여, 추가 컬러 정보를 대조적으로 8비트 포맷의 이미지 데이터에 제공하도록 구성될 수 있다.
도 63을 참조하면, 많이 들어오는 입력(11비트) 및 적게 출력되는 출력(8비트)을 갖는 와이드 감마 테이블 또는 룩업테이블(LUT)을 이용한 서브픽셀 렌더링을 제공하는 시스템의 하나의 예시적인 블럭도가 도시된다. VGA 메모리(617)는 8비트 포맷으로 이미지 데이터를 저장한다. 서브픽셀 렌더링 블럭(618)은 VGA 메모리(617)로부터 이미지 데이터를 수신하고, 이미지 데이터에 대해 (전술한 바와 같은) 서브픽셀 렌더링 함수를 수행하며, 여기서 감마 보정은 와이드 감마 테이블(619)로부터의 감마 값을 이용하여 적용될 수 있다. 감마 테이블(619)은 11비트 입력과 8비트 출력을 가질 수 있다. 하나의 예시에서, 서브픽셀 처리 블럭(618)은 도 62의 블럭(614)과 동일할 수 있다.
블럭(618)은 감마 조정을 적용하기 위해 감마 테이블(619)로부터의 11비트 와이드 감마 LUT를 이용하여 전술한 서브픽셀 렌더링 함수를 수행할 수 있다. 여분의 비트는 전술한 추가 엔트리(256)를 가질 수 있는 와이드 감마 LUT에 저장될 수 있다. 블럭(619)의 감마 LUT는 디스플레이(621)에서 8비트 포맷의 이미지 데이터를 디스플레이하기 위해 CRT DAC 또는 LVDS LCD 블럭(620)을 위한 8비트 출력을 가질 수 있다. 와이드 감마 LUT를 이용함으로써 출력값이 스킵되는 것이 회피될 수 있다.
도 64를 참조하면, 와이드 입력 와이드 출력의 감마 테이블 또는 룩업테이블(LUT)을 이용하여 서브픽셀 렌더링을 제공하는 시스템의 하나의 예시적인 블럭도가 도시된다. VGA 메모리(623)는 8비트 포맷으로 이미지 데이터를 저장한다. 서브픽셀 렌더링 블럭(624)은 VGA 메모리(623)로부터 이미지 데이터를 수신하고, 이미지 데이터에 대해 (전술한 바와 같은) 서브픽셀 렌더링 함수를 수행하며, 여기서 감마 보정이 감마 테이블(626)로부터의 감마 값을 이용하여 적용될 수 있다. 감마 테이블(626)은 11비트 입력 및 14비트 출력을 가질 수 있다. 하나의 예시에서, 서브픽셀 처리 블럭(624)은 도 63의 블럭(618)과 동일할 수 있다.
블럭(624)은 감마 조정을 적용하기 위해 14비트 출력을 갖는 감마 테이블(619)로부터의 11비트 와이드 감마 LUT를 이용하여 전술한 서브픽셀 렌더링 함수를 수행할 수 있다. 블럭(627)에서의 와이드 DAC 또는 LVDS는 14비트 포맷의데이터를 수용하도록 구성될 수 있는 디스플레이(628)상에 데이터를 출력하기 위해 14비트 포맷의 출력을 수신할 수 있다. 블럭(626)의 와이드 감마 LUT는 원래의 입력 데이터보다 더 많은 출력 비트를 가질 수 있다{다시 말해서, 적게 들어오고 많이 나가는, 즉 FIMO(Few-In Many-Out) LUT}. 이러한 예시에서, 이러한 LUT를 이용함으로써, 원래 사용가능한 것보다 더 많은 출력 컬러가 소스 이미지에 제공될 수 있다.
도 65를 참조하면, 도 64와 동일한 유형의 감마 테이블 및 공간-시간 디더링 블럭을 이용하여 서브픽셀 렌더링을 제공하는 시스템의 하나의 예시적인 블럭도가 도시된다. VGA 메모리(629)는 8비트 포맷으로 이미지 데이터를 저장한다. 서브픽셀 렌더링 블럭(630)은 VGA 메모리(629)로부터 이미지 데이터를 수신하고, 이미지 데이터에 대해 (전술한 바와 같은) 서브픽셀 렌더링 함수를 수행하며, 여기서 감마 보정이 감마 테이블(631)로부터의 감마 값을 이용하여 적용될 수 있다. 감마 테이블(631)은 11비트 입력 및 14비트 출력을 가질 수 있다. 한 예시에서, 서브픽셀 처리 블럭(630)은 도 64의 블럭(624)과 동일할 수 있다.
블럭(630)은 감마 조정을 적용하기 위해 14비트 출력을 갖는 감마 테이블(631)로부터의 11비트 와이드 감마 LUT를 이용하여 전술한 서브픽셀 렌더링 함수를 수행할 수 있다. 공간-시간 디더링 블럭(632)은 14비트 데이터를 수신하고, 8비트 데이터를 LCD 디스플레이(634)의 8비트 CD LVDS로 출력한다. 따라서, 기존의 LVDS 구동기 및 LCD 디스플레이는 LVDS 구동기, 타이밍 제어기, 또는 LCD 패널의 고가의 재설계없이 사용될 수 있고, 이는 도 63의 예시적인 시스템상에서 이점을제공한다.
도 66을 참조하면, 이미지 품질을 개선하기 위해 출력 디스플레이의 비선형 감마 응답을 보상하도록 전-보상(pre-compensation) 룩업테이블(LUT)을 이용하여 서브픽셀 렌더링을 제공하는 시스템의 하나의 예시적인 블럭도가 도시된다. VGA 메모리(635)는 8비트 포맷으로 이미지 데이터를 저장한다. 전-보상 룩업테이블 블럭(636)은 역감마 보정 테이블에 값을 저장할 수 있고, 상기 역감마 보정 테이블은 VGA 메모리(635)내의 이미지 데이터에 대한 출력 디스플레이의 감마 응답 곡선을 보상할 수 있다. 보정 테이블내의 감마 값은 예를 들어 3.3과 동일한 감마에 대해 필요한 감마 보정값을 제공하기 위해 26비트 값을 제공한다. 서브픽셀 렌더링 처리 블럭(637)은 테이블(636)내의 감마 값을 이용하여 전술한 바와 같은 전-보상을 제공할 수 있다.
이러한 방식으로, 예시적인 시스템은 출력 디스플레이와 동일한 "컬러 공간"에서 서브픽셀 렌더링을 적용하고, VGA 메모리(635)에 저장된 바와 같은 입력 이미지의 컬러 공간에서는 적용하지 않는다. 서브픽셀 처리 블럭(637)은 전술한 바와 같은 후-감마 보정을 수행하기 위해 처리된 데이터를 감마 출력 생성 블럭(638)에 전송할 수 있다. 이러한 블럭은 29비트 입력 데이터를 수신하고 14비트 데이터를 출력할 수 있다. 공간-시간 디더링 블럭(639)은 디스플레이(641)상에 이미지를 출력하기 위해 8비트 LVDS 블럭(640)을 위해 감마 출력 생성 블럭(638)으로부터 수신된 데이터를 변환할 수 있다.
도 67 내지 도 69는 고속으로 감마 출력값을 생성하는 것과 같은 수학적 계산을 수행하기 위해 함수 평가기(function evaluator)의 예시적인 실시예를 나타낸다. 다음의 실시예는 많은 수의 입력값으로부터 적은 수의 감마 출력값을 생성할 수 있다. 상기 계산은 예를 들어 제곱근, 멱 곡선, 및 삼각법 함수와 같이 단조롭게 증가하는 함수를 이용할 수 있다. 이것은 감마 보정 곡선을 생성하는데 특히 유용하다.
다음의 실시예는 작은 파라미터 테이블을 이용하는 다중 스테이지를 갖는 2진 탐색 동작을 이용할 수 있다. 예를 들어, 2진 탐색의 각각의 스테이지는 출력값에 있어 하나 더 많은 비트의 정밀도를 초래한다. 이러한 방식으로, 8비트 출력 감마 보정 함수의 경우에 8개 스테이지가 사용될 수 있다. 스테이지의 수는 감마 보정 함수에서의 데이터 포맷 크기에 따라 달라질 수 있다. 각각의 스테이지는 서로 다른 입력값에 대해 병렬로 완료될 수 있어서, 다음의 실시예는 각각의 클럭 사이클에서 새로운 입력값을 수용하기 위해 직렬 파이프라인을 이용할 수 있다.
함수 평가기를 위한 스테이지는 도 69 및 70에 도시된다. 도 67은 함수 평가기의 스테이지의 내부 구성요소를 예시한다. 각각의 스테이지는 유사한 구성을 가질 수 있다. 도 67을 참조하면, 상기 스테이지는 8비트 입력값, 4비트 근사값, 및 클럭 신호를 포함한 3개 입력값을 수신한다. 8비트 입력값은 비교기(656) 및 입력 래치(652)에 공급된다. 4비트 근사값은 근사 래치(approximation latch)(658)로 공급된다. 클럭 신호는 비교기(656), 입력 래치(652), 단일 비트 결과 래치(660), 근사 래치(658), 및 파라미터 메모리(654)에 연결된다. 파라미터 메모리는 파리미터값, 예를 들어 도 68에 도시된 바와 같은 파라미터값을 저장하기 위한 RAM 또는ROM을 포함할 수 있다. 이러한 파라미터값은 예시적인 목적으로 sqrt(x)의 함수에 해당한다. 8비트 입력 및 4비트 근사값은 예시적이고, 다른 비트 포맷을 가질 수 있다. 예를 들어, 입력은 24비트 값이 될 수 있고, 근사값은 8비트 값이 될 수 있다.
상기 스테이지의 동작을 이제 설명할 것이다. 클럭 신호의 상승 에지에서, 근사값은 파라미터 메모리(654)내의 파라미터 값 중의 하나를 찾는데 사용된다. 파라미터 메모리(654)로부터의 출력은 비교기(656)에 의해 8비트 입력값과 비교되어, 결과 래치(660)에 공급되는 결과 비트를 생성한다. 하나의 예시에서, 만일 입력값이 파라미터 값 이상이라면 결과 비트는 1이 되고, 만일 입력값이 파라미터 값 미만이라면 결과 비트는 0이 된다. 클럭 신호의 트레일링 에지에서, 입력값, 결과 비트, 및 근사값은 다음 스테이지에서 상기 값을 유지하기 위해 각각 래치(652,660,658)로 래치된다. 도 68을 참조하면, 8비트 값의 제곱근을 계산하는 함수에 대한 파라미터 테이블이 도시되고, 상기 테이블은 파라미터 메모리(654)에 저장될 수 있다. 상기 함수는 임의의 유형의 감마 보정 함수를 위한 것일 수 있고, 결과 값은 사사오입될 수 있다.
도 69는 4개 스테이지(스테이지 1 내지 스테이지 4)의 일 실시예를 나타낸다. 각각의 이러한 스테이지는 도 67의 동일한 구성요소를 포함할 수 있고, 동일한 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 각각의 스테이지는 스테이지 파이프라인이 제곱근 함수를 구현하도록 도 68의 테이블을 저장하는 파라미터 메모리를 포함할 수 있다. 함수 평가기의 작동을 이제 설명할 것이다. 8비트 입력값은 연속적인 클럭 사이클에 따라 스테이지 1에서 스테이지 4로 흘러서 결국 출력되기 때문에 스테이지 1에 제공된다. 즉, 각각의 클럭에서, 각각의 8비트 값의 제곱근이 계산되고, 스테이지 4 이후에 출력이 제공된다.
각각의 예시에서, 스테이지 1은 1,000(2진수)로 초기화된 근사값을 가질 수 있고, 스테이지 1의 결과적인 비트는 최상위 비트(MSB)의 정확한 값을 출력하며, 상기 값은 스테이지 2의 MSB로서 공급된다. 이러한 시점에서, 각각의 스테이지의 근사 래치는 출력에 이를 때까지 이러한 MSB를 통과시킨다. 유사한 방식으로, 스테이지 2는 입력에 대해 1로 설정된 제 2 MSB를 갖고, 출력의 제 2 MSB를 생성한다. 스테이지 3은 1로 설정된 제 3 MSB를 갖고, 출력의 제 3 MSB를 생성한다. 스테이지 4는 1로 설정된 최종 근사 비트를 갖고, 결과적인 출력의 최종 비트를 생성한다. 도 69의 예시에서, 스테이지 1 내지 4는 제조를 간략화하기 위해 동일하다.
각각의 스테이지에 대해 다른 변경이 구현될 수 있다. 예를 들어, 비효율적으로 내부 구성요소를 이용하는 것을 막기 위해, 스테이지 1에서, 모든 입력 근사비트가 알려진 고정 값으로 설정되기 때문에, 파라미터 메모리는 중간 값을 포함하는 단일 래치로 교체될 수 있다. 스테이지 2는 입력 근사값내에 단 하나의 알려지지 않은 비트를 가져서, 파라미터 RAM으로부터의 중간값과 종단값 사이에 중간의 값을 포함하는 2개의 래치만이 필요하다. 제 3 스테이지 3은 4개 값만을 고찰하고, 제 4 스테이지 4는 8개 값만을 본다. 이것은, 파라미터 RAM의 4개의 동일한 카피(copy)가 불필요하다는 것을 의미한다. 대신, 만일 각각의 스테이지가 필요로 하는 최소의 양의 파라미터 RAM을 갖도록 설계된다면, 필요한 저장 양은 파라미터RAM의 단 하나의 카피와 동일하다. 좋지 못하게도, 각각의 스테이지는 그 자체 어드레스 디코드를 갖는 별도의 RAM을 필요로 하는데, 이는 각각의 스테이지가 각각의 클럭 사이클에서 서로 다른 입력값에서 파라미터 값을 찾을 것이기 때문이다(이것은 "찾는데" 하나의 값만을 갖는 제 1 스테이지에서 매우 간단하다).
도 70은 도 69의 스테이지가 함수 평가기에 대해 최적화될 수 있는 방법을 예시한다. 예를 들어, 스테이지 1의 불필요한 출력 래치는 생략될 수 있고, 근사 래치는 스테이지 1로부터 생략될 수 있다. 따라서, 비교기(665)에 연결된 단일 래치(672) 및 래치(669)는 스테이지 1에서 사용될 수 있다. 스테이지 2에서, 근사 래치(674)의 하나의 비트만이 필요한 반면, 스테이지 3에서 근사 래치(676,677)의 2개의 비트만이 필요하다. 이것은 스테이지 4까지 계속되고, 스테이지 4에서 모두 하나의 비트가 구현되어 래치(680,681,682)를 갖는다. 특정 예시에서, 최하위 비트가 불필요하다. 이러한 구성에 대한 다른 변경은 스테이지 4의 입력 값 래치(683)가 다른 스테이지에 연결되지 않기 때문에 상기 래치를 제거하는 것을 포함한다.
도 71은 전술한 방법의 하나의 예시적인 소프트웨어 구현(700)의 흐름도를 예시한다. 도 72의 컴퓨터 시스템(750)과 같은 컴퓨터 시스템은 이러한 소프트웨어 구현을 수행하는데 사용될 수 있다.
도 70을 참조하면, 초기에 윈도우 애플리케이션(702)은 디스플레이될 이미지를 생성한다. 윈도우 그래픽 디바이스 인터페이스(GDI)(704)는 디스플레이로의 출력을 위해 이미지 데이터(Vin)를 전송한다. 서브픽셀 렌더링 및 감마 보정 애플리케이션(708)은 윈도우 디바이스 데이터 인터페이스(DDI)(706)로 보내지는 입력 이미지 데이터(Vin)를 차단한다. 이러한 애플리케이션(708)은 아래의 첨부물에 도시된 바와 같은 지령을 수행할 수 있다. 윈도우 DDI(706)는 VGA 제어기(714)를 통해 프레임 버퍼 메모리(716)에 수신된 이미지 데이터를 저장하고, VGA 제어기(714)는 DVI 케이블을 통해 디스플레이(718)로 저장된 이미지 데이터를 출력한다.
애플리케이션(708)은 윈도우 GDI(704)로부터의 그래픽 호(call)를 차단하여, 상기 시스템이 종래의 이미지 데이터를 그래픽 어댑터의 프레임 버퍼(716)보다는 시스템 메모리 버퍼(710)로 보내게 한다. 애플리케이션(708)은 이때 이러한 종래 이미지 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환한다. 서브픽셀 렌더링된 데이터는 다른 시스템 메모리 버퍼(712)에 기록되고, 상기 버퍼에서 그래픽 카드는 이후에 상기 데이터를 포맷하고 DVI 케이블을 통해 디스플레이로 전송한다. 애플리케이션(708)은 그 컬러를 PenTile(상표) 서브픽셀 순서로 미리 배열할 수 있다. 윈도우 DDI(706)는 시스템 메모리 버퍼(712)로부터 서브픽셀 렌더링된 데이터를 수신하고, 수신된 데이터가 윈도우 GDI(704)에서 나온 것처럼 상기 데이터에 대해 작용한다.
도 72는 도 46, 도 49 및 도 51의 방법 및/또는 도 71의 소프트웨어 구현(700)을 구현하기 위한 예시적인 컴퓨터 시스템(750)의 내부적 블럭도이다. 컴퓨터 시스템(750)은 시스템 버스(760)를 통해 모두 상호연결된 여러 구성요소를 포함한다. 시스템 버스(760)의 한 예시는, 메모리(765)에 액세스하고 상기 구성요소 사이에서 데이터를 전송하기 위한 어드레스 라인 및 32개 데이터를 갖는 양방향 시스템 버스이다. 대안적으로, 멀티플렉싱된 데이터/어드레스 라인은 분리된 데이터 및 어드레스 라인 대신 사용될 수 있다. 메모리(765)의 예시에는, RAM, ROM, 비디오 메모리, 플래시 메모리 또는 다른 적절한 메모리 디바이스가 포함된다. 추가적인 메모리 디바이스는 예를 들어 (자기, 광, 또는 광 자기 저장 매체를 포함한) 고정 및 착탈가능 매체와 같은 컴퓨터 시스템(750)에 포함될 수 있다.
컴퓨터 시스템(750)은 네트워크 인터페이스(785)를 통해 다른 컴퓨팅 시스템과 통신할 수 있다. 네트워크 인터페이스(785)의 예에는 이더넷 또는 전화회선 전화 연결이 포함된다. 컴퓨터 시스템(750)은 또한 입력/출력(I/O) 디바이스(770)를 통해 입력을 수신할 수 있다. I/O 디바이스(770)의 예에는 키보드, 지시(pointing) 디바이스, 또는 다른 적절한 입력 디바이스가 포함된다. I/O 디바이스(770)는 또한 외부 저장 디바이스 또는 컴퓨팅 시스템 또는 서브시스템을 나타낼 수 있다.
컴퓨터 시스템(750)은 예를 들어 인텔(등록상표)사에서 제조한 펜티엄(등록상표)류의 마이크로프로세서를 포함하는 중앙 처리장치(CPU)(755)를 포함한다. 그러나, 임의의 다른 적당한 마이크로프로세서, 마이크로-, 미니-, 또는 대형의 유형의 프로세서가 컴퓨터 시스템(750)에서 사용될 수 있다. CPU(755)는 또한 메모리(765)에 저장된 감마 및/또는 계수 테이블을 이용하여 메모리(765)에 저장된 프로그램에 따라 전술한 방법을 수행하도록 구성된다.
메모리(765)는 컴퓨터 시스템(750)이 도 46, 도 49, 및 도 51의 방법 및 도 71의 소프트웨어 구현(700)을 수행하게 하는 프로그램을 구현하기 위한 지령 또는 코드를 저장할 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(750)은 서브픽셀 렌더링된 데이터를출력하는 디스플레이 인터페이스(780)를 포함하고, 상기 렌더링된 데이터는 도 46, 도 49 및 도 51의 방법을 통해 디스플레이로 생성된다.
따라서, 감마 조정을 갖는 서브픽셀 렌더링 방법 및 시스템이 설명되었다. 여기서 설명된 감마 조정의 특정 실시예는 서브픽셀 배치에서의 휘도가 사람 눈의 휘도 채널의 비선형 감마 응답에 매치되게 하는 반면, 색차는 사람 눈의 색차 채널의 선형 응답에 매치될 수 있다. 특정 실시예에서의 감마 보정은 상기 알고리즘이 디스플레이 디바이스의 실제 감마와 상관없이 동작하게 한다. 감마 조정을 갖는 특정 실시예에 대한, 여기서 설명된 서브픽셀 렌더링 기술은, 감마 보정 서브픽셀 렌더링 보상 알고리즘이 서브픽셀 렌더링을 통해 원하는 감마를 제공하기 때문에, 응답 시간, 도트 반전 균형, 및 콘트라스트를 개선하기 위한 디스플레이 디바이스 감마에 대해 최적화될 수 있다. 이러한 기술의 특정 실시예는 임의의 지정된 감마 전송 곡선과 관련될 수 있다.
도 73a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 컬러 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀들을 포함하는 디스플레이에서 데이터를 처리하는 하나의 예시적인 방법(7300)에 수반되는 일반적인 스테이지에 따른 흐름도다. 예시적인 방법(7300)은 시작 블럭(7305)에서 시작하고, 픽셀 데이터가 수신되는 스테이지(7310)로 진행된다. 예를 들어, 픽셀 데이터는 m x n 매트릭스를 포함할 수 있고, 여기서 m 및 n은 1보다 큰 정수이다. 일반적으로, 픽셀 데이터는 도 2 내지 도 43에 대해서 위에서 전술하거나 또는 이용된 바와 같은 픽셀 데이터를 포함할 수 있다.
픽셀 데이터가 수신되는 스테이지(7310)에서, 예시적인 방법(7300)은 상기데이터가 특정한 조건을 검출하도록 샘플링되는 스테이지(7320)로 계속된다. 픽셀 데이터가 샘플링된 후에, 예시적인 방법(7300)은 조건이 존재하는지를 결정하는 결정 블럭(7330)으로 진행된다. 예를 들어, 도 74a에 도시된 바와 같이, 상기 조건은, 서브픽셀 데이터내에, 백색 도트 중심(7402), 백색 도트 에지(7404,7406,7408,7410), 흑색 도트 중심(7412), 흑색 도트 에지(7414,7416,7418,7420), 백색 대각 중심 아래(7422), 백색 대각 중심 위(7424), 백색 대각 에지(7426,7428,7430,7432), 흑색 대각 중심 아래(7434), 흑색 대각 중심 위(7436), 흑색 대각 에지(7438,7440,7442,7444), 수평 수직 흑색 쇼울더(7446,7448,7450,7452), 수직 수평 백색 라인 쇼율더(7454,7456,7458,7460), 중심 백색 라인(7462,7464), 및 중심 흑색 라인(7466,7468)을 포함할 수 있다. 상기 조건은 예시적인 것이고, 보정을 나타내는 다른 조건이 사용될 수 있다.
도 74a의 각각의 데이터 세트(7402 내지 7468)는 픽셀 데이터를 나타낸다. 도 74a에 도시된 바와 같이, 각각의 데이터 세트는 각각의 컬러에 대해 3x3 매트릭스를 포함한다. 그러나, 데이터 세트는 임의의 m x n 매트릭스를 포함할 수 있고, 여기서 m 및 n은 1보다 큰 정수이다. 데이터 세트의 1들 및 0들은 데이터 세트내의 서브픽셀의 강도를 나타낼 수 있다. 1들은 제 1 임계값을 초과하는 강도 레벨을 나타낼 수 있고, 0들은 제 2 임계값 미만의 강도 레벨을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 제 1 임계값은 주어진 서브픽셀의 최대 허용가능한 강도의 90%가 될 수 있고, 제 2 임계값은 주어진 서브픽셀의 최대 허용가능한 강도의 10%가 될 수 있다. 예를 들어, 도 74a의 데이터 세트(7422)에 도시된 바와 같이, 백색 대각 라인은 모든 대각서브픽셀의 강도가 최대값의 90% 이상인지가 검출될 수 있고, 데이터 세트의 모든 다른 서브픽셀이 최소값의 10% 이하인지 검출될 수 있다. 상기 임계값은 예시적이고, 많은 다른 임계값이 사용될 수 있다.
예를 들어, 다음과 같은 2개 부분 테스트를 이용하여 조건에 대한 테스트가 수행될 수 있다. 제 1 부분은 3x3 데이터 세트의 중심을 따른 대각선에 대해 점검하는 것이다. 제 2 부분은 변위되는 대각선에 대해 테스트하는 것이다. 도 74b는 테스트 경우를 나타낸다. 도 74b의 제 1 행은 중심을 따른 대각 백색 라인을 나타내고, 제 2 행은 변위된 대각 백색 라인을 나타낸다. 제 3 및 제 4 행은 흑색 라인을 위한 것이다. 수행될 테스트는 제 1 테스트를 위해 다음으로 구성될 수 있다:
대각선 검출을 위해 전체 12개의 테스트가 적용될 수 있고, 임의의 TRUE값은 보정이 적용되는 결과를 초래한다. "거의 백색" 라인 또는 "거의 흑색" 라인에 대해 허용되는 이러한 테스트의 변경은, 상기 테스트를 미리 결정된 최소값 및 최대값으로 교체하는 것이다.
여기서 예를 들어 최대값(max)은 240일 수 있고, 최소값(min)은 16일 수 있다(8비트 데이터). 스프레드시트 대입은 다음과 같고, 여기서 3x3 데이터는 셀U9:W11내에 배치된다.
상기 알고리즘은 스프레드시트를 이용하여 모형화될 수 있고, 일반적인 결과가 도 74c 내지 도 74g에서 흑색 라인에 대해 도시되는데, 도 74c는 입력 데이터를 나타내고, 도 74d는 적응 필터가 있는 SPR의 출력을 나타내며, 74e는 적응 필터가 있는 LCD 강도를 나타내고(콘트라스트가 더 낮지만 컬러가 평형화된다), 도 74f는 적응 필터가 없고 감마 보정이 없는 SPR의 출력을 나타내며, 도 74g는 어떠한 필터도 없고 감마 보정이 없는 LCD 강도를 나타낸다(콘트라스트가 높지만 컬러 에러가있고, 적색 변조=78, 녹색 변조=47+47=94). 도 74e에 대해서, 2개의 인접한 녹색 변조와 적색 변조를 비교함으로써 컬러 균형이 계산되고; 이러한 예시에서 적색=50, 녹색=25+25=50이다. 유사한 성능이 백색 라인에서 실현된다.
하나의 개선예는, SPR 필터의 출력값을 서로 다르게 조정함으로써 콘트라스트와 컬러 균형을 보존하는 방법을 포함할 수 있다. 위에서, SPR 데이터는 감마 룩업테이블 또는 함수를 이용하여 변경되었다. 이것은 컬러 에러를 정확하게 고정하지만 콘트라스트를 감소시킨다. 이러한 대각선의 특수 경우에, 컬러 균형 및 개선된 콘트라스트 모두를 실현하기 위해 출력될 값을 계산할 수 있다. 예를 들어, 다음의 매핑을 이용한다:
흑색 라인:
백색 라인:
도 74h는 적응 필터를 이용하여 적색 픽셀상에 중심을 두는 흑색 라인에 대한 서브픽셀 렌더링 출력 및 대각선에 대한 이러한 새로운 출력값을 나타낸다. 도 74i는 개선된 콘트라스트 및 거의 컬러 균형을 갖는 LCD 강도를 나타낸다(적색=95, 녹색=47+47=94). 정확한 컬러 균형은 대각선에 대해 더 정밀한 할당된 값을 적용함으로써 실현될 수 있다. 도 74j는 적응 필터를 이용하여 적색 픽셀상에 중심을 둔백색 라인에 대한 서브픽셀 렌더링 및 대각선에 대한 이러한 새로운 출력값을 나타내고, 도 74k는 거의 컬러 균형을 나타내는 LCD 강도를 나타낸다(적색=53, 녹색=27+27=54).
이러한 개선예의 추가적인 이점은 피크 휘도가 수직 또는 수평 라인과 동일하고, 컬러 에러가 0이라는 점이다. 이것은 텍스트 품질을 개선해야 한다. 도 74l은 흑색 수직 라인에 대한 입력을 나타내고, 도 74m은 서브픽셀 렌더링된 출력을 나타내며, 도 74n은 LCD 강도를 나타낸다. 이러한 수직 라인의 경우에, 최소 최도는 4.7%이고, 컬러는 평형된다. 대각 흑색 라인에서, 최소 휘도는 우측 매핑을 선택함으로써 4.7%이다. 최소 휘도 다음의 픽셀은 컬러를 평형화하기 위해 53%로 설정된다. 따라서, 흑색 대각선은 약간 더 폭이 넓은 것으로 보일 수 있다.
도 74o는 백색 수직 라인에 대한 입력을 나타내고, 도 74p는 서브픽셀 렌더링된 출력을 나타내며, 도 74q는 (LCD의 감마에 의해 수정된) LCD 강도를 나타낸다. 백색 라인에서, 피크 휘도는 1% "쇼울더"가 있는 53%이다. 대각 백색 라인은 53% 휘도로 설정되지만, "쇼울더"는 컬러를 평형화하기 위해 27%가 된다. 따라서 다시, 상기 라인은 약가 더 폭이 넓은 것으로 보일 수 있다. 상기 알고리즘에서 프리셋 값은 컬러 에러 및 휘도 프로파일을 트레이드오프하기 위해 어느 한쪽의 경우에 조정될 수 있다.
만일 결정 블럭(7330)에서 조건이 존재하는 것으로 결정된다면, 예시적인 방법(7300)은 서브픽셀 데이터가 보정되는 스테이지(7340)로 계속된다. 예를 들어, 상기 보정은, 픽셀 데이터에서 발생된 임의의 컬러 에러를 보정하거나 또는 서브픽셀 렌더링된 데이터 변환 프로세스를 수행하는 프로세스를 포함할 수 있다. 서브픽셀 렌더링된 데이터 변환 프로세스는 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환되는 픽셀 데이터를 포함할 수 있고, 상기 변환은 수평 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀이 있는 서브픽셀 배치에서 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성한다. 예를 들어, 상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계는 컬러 평형화 필터를 적용하는 단계를 더 포함한다. 일반적으로, 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계는 도 2 내지 도 43과 관련해 설명되고 이용된 프로세스 또는 방법을 포함할 수 있다. 특히, 서브픽셀 렌더링된 데이터를 보정하는 것은 감마 조정을 적용하는 단계, 서브픽셀 렌더링된 데이터의 요소를 상수로 설정하는 단계, 또는 수학적 함수를 서브픽셀 렌더링된 데이터에 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 보정 방법은 예시적인 것이고, 컬러 에러 보정을 포함한 보정을 데이터에 적용하는 많은 다른 방법이 있을 수 있다.
또한, 서브픽셀 렌더링된 데이터를 보정하는 단계는 각 컬러에 기초하여 비첨예화 필터를 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 만일 도 74r에 도시된 바와 같이 수직 라인을 포함하는 입력이 검출되면, 도 74s에 도시된 바와 같은 출력은 녹색 픽셀에서의 에너지를 인접한 열로 확산시키는 도 74t의 필터를 적용함으로써 초래될 수 있다. 이러한 확산은 단일-픽셀-와이드 라인의 출현을 개선할 수 있다. 도 74u의 필터는 이러한 경우에 적색에서 사용된다. 도 74t의 값(7490) 및 중심값(7491)은 상기 확산을 중가하거나 감소시키도록 조정된다. 그러나, 만일 도 82의 필터가 적용되면, 도 74v에 도시된 바와 같은 출력이 초래될 수 있다. 이러한경우에, 적색 및 녹색 양쪽에서 동일한 필터가 사용된다. 첨예화/비-첨예화 필터의 일반적인 형태가 도 74w에 도시되어 있고, 여기서 "a"는 양 또는 음이 될 수 있다. "a"의 양의 값은 인접한 행 또는 열로 에너지를 확산할 것이고, 음의 값은 라인에 에너지를 집중할 것이다("첨예화").
그러나 만일 결정 블럭(7330)에서 조건이 존재하지 않는 것으로 결정된다면, 또는 데이터가 보정되는 스테이지(7340)로부터 오는 경우, 예시적인 방법(7300)은 데이터가 서브픽셀 렌더링되고 출력되는 스테이지(7350)로 진행된다. 예를 들어, 서브픽셀 렌더링된 데이터는 디스플레이로 출력될 수 있다. 상기 디스플레이는, 이동 전화, 퍼스널 컴퓨터, 포켓용 컴퓨팅 디바이스, 멀티프로세서 시스템, 마이크로프로세서 기반 또는 프로그래밍가능한 가전 디바이스, 미니컴퓨터, 대형 컴퓨터, PDA, 팩시밀리, 전화, 페이저, 휴대용 컴퓨터, 텔레비전, 고선명 텔레비전, 또는 정보를 수신하거나 전송하거나 그렇지 않으면 이용할 수 있는 임의의 다른 디바이스에 의해 이용되거나 또는 그 안에 포함될 수 있다. 상기 디스플레이는 본 발명의 범주 및 정신에서 벗어나지 않고서 많은 다른 디바이스 또는 시스템의 요소를 포함하거나, 그 안에 배치될 수 있거나, 또는 그렇지 않으면 상기 디바이스 또는 시스템에 의해 사용되거나 그 안에 포함될 수 있다. 일단 서브픽셀 렌더링된 데이터가 스테이지(7350)에서 출력되면, 예시적인 방법(7300)은 스테이지(7360)에서 종료한다.
도 73b 내지 도73e는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 컬러 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀들을 포함하는 디스플레이에서 데이터를 각각 처리하기 위한 예시적인 방법(7365,7367,7369,7371)에 수반되는 일반적인 스테이지에 따른 흐름도가다. 각각의 방법(7365,7367,7369,7371)은 스테이지(7384) 뒤에 오는 스테이지에서만 거의 유사하게 다르다. 예시적인 방법(7365)은 스테이지(7375)에서 시작하고, 여기서 3x3 데이터(7372)가 로딩된다. 예를 들어, 픽셀 데이터가 수신된다.
스테이지(7375)로부터, 방법(7365)은 임계값이 하이(high)로 검출하는 스테이지(7376)로 진행한다. 예를 들어, 수신된 픽셀 데이터를 포함하는 데이터 세트는 임의의 m x n 매트릭스를 포함할 수 있고, 여기서 m 및 n은 1보다 큰 정수이며, 이 예시에서 m 및 n은 3이다. 상기 데이터 세트의 1들 및 0들은 데이터 세트내의 서브픽셀의 강도를 나타낼 수 있다. 1들은 제 1 임계값을 초과하는 강도 레벨을 나타낼 수 있고, 0들은 제 2 임계값 미만인 강도 레벨을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 제 1 임계값은 주어진 서브픽셀의 최대 허용가능한 강도의 90%가 될 수 있고, 제 2 임계값은 주어진 서브픽셀의 최대 허용가능한 강도의 10%가 될 수 있다. 예를 들어, 도 74a의 데이터 세트(7422)에 도시된 바와 같이, 어두운 필드에 대한 밝은 대각선은 모든 대각 서브픽셀의 강도가 최대값의 90% 이상인지가 검출될 수 있고, 데이터 세트의 모든 다른 서브픽셀이 최소값의 10% 이하인지 검출될 수 있다. 상기 임계값은 예시적이고, 많은 다른 임계값이 사용될 수 있다. 10% 및 90%의 값은 예를 들어 백색 배경에 대해 대개 흑색인 텍스트를 검출하는데 사용될 수 있다.
방법(7365)에서, "하이"(또는 1들)가 데이터에서 검출되어 스테이지(7377)에서 하이 레지스터에 저장된다. 유사하게, 스테이지(7378,7379)에서, "로우" 또는 0들이 검출되고 각각 로우 레지스터에 저장된다. 도 73b의 레지스터(7373)는 예시적인 하이 레지스터 또는 로우 레지스터의 배향을 예시한다. 요소(a 내지 i)는 예를 들어 3x3 데이터(7372)내의 대응하는 입력 데이터 및 임계 레벨에 따라 "1들" 또는 "0들"이 될 수 있다. 로우 레지스터의 컨텐트는 스테이지(7380)에서 반전되고, 스테이지(7381)에서 하이 레지스터의 컨텐트와 비교된다. 만일 레지스터의 컨텐트가 동일하지 않다면, 방법(7365)은, 조정없이, 예를 들어 감마가 1인 서브픽셀 렌더링이 수행되는 스테이지(7382)로 진행한다. 그러나 이러한 스테이지에서의 서브픽셀 렌더링 프로세스는 렌더링 프로세스에서 필터, 함수 또는 상수를 적용하는 단계를 포함할 수 있다.
그러나 만일 스테이지(7381)에서 레지스터의 컨텐트가 동일한 것으로 결정되면, 방법(7365)은 픽셀 데이터가 복수의 마스크와 비교되는 스테이지(7383)로 진행된다. 상기 방법의 이 시점에서, 픽셀 데이터가 단지 하이 및 로우 데이터만 포함하고 하이와 로우 사이에 어떠한 데이터도 없는지만이 결정되었다. 스테이지(7383)에서 상기 데이터를 마스크에 비교함으로써, 픽셀 데이터에 포함된 하이 및 로우가 특정한 패턴을 형성하는지가 결정될 수 있다. 예를 들어, 복수의 마스크는 도 74a에 도시된 바와 같이 데이터 세트(7402 내지 7468)의 패턴을 검출할 수 있는 마스크에 해당할 수 있다. 다시, 도 74a의 데이터 세트에 대응하는 검출가능한 패턴의 예시는 예시적인 것이고 다른 패턴이 검출될 수도 있다.
일단 원하는 검출된 패턴에 대한 매치가 스테이지(7384)에서 이루어지면, 방법(7365)은 스테이지(7385)로 계속되고, 여기서 예를 들어 감마 조정은 서브픽셀 렌더링 프로세스에서 적용된다. 또한, 감마 이외의 조정이 서브픽셀 렌더링 프로세스에서 적용될 수 있다. 이러한 다른 조정은 도 73c의 스테이지(7386)에 도시된 바와 같이 데이터의 요소를 상수값으로 설정하는 단계, 도 73d의 스테이지(7387)에 도시된 바와 같이 픽셀 데이터의 요소에 수학적 함수를 적용하는 단계, 또는 도 73e의 스테이지(7388)에 도시된 바와 같이 픽셀 데이터의 요소에 첨예화 필터를 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 도 73e의 스테이지(7388)의 첨예화는 모든 서브픽셀에 또는 컬러 단위로 적용될 수 있다. 예를 들어, 녹색 서브픽셀만이 첨예화될 수 있거나 또는 적색 및 녹색 서브픽셀만이 첨예화될 수 있다. 만일 스테이지(7384)에서, 스테이지(7383)의 모든 사용가능한 마스크가 비교된 후에 매치가 이뤄지지 않는다면, 방법(7365)은 스테이지(7382)로 진행한다.
도 75는 본 발명의 일 실시예에 따른, 컬러 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀을 포함하는 디스플레이에서 데이터를 처리하기 위한, 방법(7300)의 대안적인 실시예인, 예시적인 방법(7500)에 수반되는 일반적인 스테이지에 따른 흐름도가다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 방법(7500)의 스테이지의 구현은 도 76에서 더 상세하게 설명될 것이다. 예시적인 방법(7500)은 시작 블럭(7505)에서 시작해서 픽셀 데이터가 수신되는 스테이지(7510)로 진행된다. 예를 들어, 픽셀 데이터는 m x n 패트릭스를 포함할 수 있고, 여기서 m 및 n은 1보다 큰 정수이다. 일반적으로, 픽셀 데이터는 도 2 내지 도 43과 관련해서 위에서 설명되거나 이용된 바와 같은 픽셀을 포함할 수 있다.
픽셀 데이터가 수신되는 스테이지(7510)로부터, 예시적인 방법(7500)은 픽셀 데이터가 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환되는 예시적인 서브푸틴(7520)으로 계속된다. 예시적인 서브루틴(7520)의 스테이지는 도 76에 도시되어 있고, 더 상세하게 후술될 것이다.
픽셀 데이터가 예시적인 서브루틴(7520)에서 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환된 후에, 예시적인 방법(7500)은 서브픽셀 렌더링된 데이터가 출력되는 스테이지(7530)로 진행된다. 예를 들어, 서브픽셀 렌더링된 데이터는 디스플레이로 출력될 수 있다. 상기 디스플레이는 이동 전화, 퍼스널 컴퓨터, 포켓용 컴퓨팅 디바이스, 멀티프로세서 시스템, 마이크로프로세서 기반 또는 프로그래밍가능한 가전 디바이스, 미니컴퓨터, 대형 컴퓨터, PDA, 팩시밀리, 전화, 페이저, 휴대용 컴퓨터, 텔레비전, 고선명 텔레비전, 또는 정보를 수신하거나 전송하거나 그렇지 않으면 이용할 수 있는 임의의 다른 디바이스에 의해 이용되거나 또는 그 안에 포함될 수 있다. 상기 디스플레이는 본 발명의 범주 및 정신에서 벗어나지 않고서 많은 다른 디바이스 또는 시스템의 요소를 포함하거나, 그 안에 배치될 수 있거나, 또는 그렇지 않으면 상기 디바이스 또는 시스템에 의해 사용되거나 그 안에 포함될 수 있다. 일단 서브픽셀 렌더링된 데이터가 스테이지(7530)에서 출력되면, 예시적인 방법(7500)은 스테이지(7540)에서 종료한다.
도 76은 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 도 75의 예시적인 서브루틴(7520)을 설명한다. 예시적인 서브루틴(7520)은 시작 블럭(7605)에서 시작해서 결정 블럭(7610)으로 진행되고, 이 블럭에서 만일 흑색 수평 라인, 흑색 수직 라인, 백색 수평 라인, 백색 수직 라인, 흑색 에지, 및 백색 에지 중의 적어도 하나가 픽셀 데이터에서 검출되는지를 결정한다. 예를 들어, 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환할 때, 컬러 평형화 필터의 적용은 텍스트가 흐리게 보이게 할 수 있다. 이것은 필터가 나이퀴스트 제한을 초과하는 공간 주파수를 제거할 수 있고, 나이퀴스트 제한에 대해 1/2만큼 변조 깊이를 낮출 수 있기 때문이다. 그러나, 특정한 검출가능한 픽셀 패턴에서, 컬러 평형화 필터의 적용은 필요하지 않다. 예를 들어, 그러한 검출가능한 픽셀 패턴은 수직 또는 수평 흑색 및 백색 라인 또는 에지를 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 각각의 서브픽셀에서의 컬러 균형을 테스트하고, 필요할 때만 컬러 평형화 필터를 적용하는 것이 바람직할 수 있다.
도 77a-77b 각각은 중심에서 원하는 컬러에 대해 테스트될 서브픽셀의 블럭을 나타낸다. 구체적인 예를 들어 특히 적색 대 녹색 서브픽셀의 값을 비교하는 것과 같이 컬러를 테스트하기 위해 등식 세트가 필요하다. 직선이 양측에서 한가지 색의 2개를 턴 오프할 것이고, 여기서 그 중심은 반대되는 색깔이기 때문에 상기 값들이 가중될 수 있다. 유사하게, 동일한 불균형이 에지에서 발생한다. 상기 조건에 대한 테스트를 생성하기 위해서, 가중치 어레이에 포함될 각각의 서브픽셀에 대한 가중치가 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 77a의 적색 중심의 어레이가 고려될 것이지만, 다음의 분석은 도 77b의 녹색 중심의 어레이에 대해 작용할 것이다.
대칭으로부터, 도 78의 각각의 Rd의 가중치가 동일하고, 모든 G 가중치가 동일하지만, 반드시 서로 동일할 필요는 없다. 이러한 대칭때문에, 알려지지 않은 9개가 3개로 감소되어서, 단 3개의 동시적인 등식이 필요하다.
단일 서브픽셀 와이드 라인이 평형되는 조건에서, 도 79의 매트릭스는 오프된 2개 녹색, 오프된 중심 적색, 및 온된 주위의 서브픽셀로 형성된다. 이것은 다음의 식을 제공한다.
2G+RC= 2G+4Rd따라서 RC= 4Rd
수직 또는 수평 에지가 평형되는 조건에서, 도 80의 매트릭스가 형성되어 다음의 식을 산출한다:
2Rd+G = 2Rd+3G+RC
G = 3G+RC
-2G = RC
-2G = RC= 4Rd
Rd=1의 가중치를 설정하면, RC=4이고 G=-2인 것으로 알려진다. 이것을 도 77a의 테스트 어레이에 대입하면, 도 81의 어레이가 형성된다.
만일 픽셀 데이터의 중심 픽셀이 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하기 전에 주어진 컬러 균형을 갖는다면, 중심 픽셀은 필터가 서브픽셀 값을 조정해야 하는지 또는 얼마나 많이 조정해야 하는지를 알기 위해 도 81의 어레이의 값과 비교되거나 테스트된다. 만일 어레이 값이 0이 아니라면, 표준 컬러 균형 필터가 적용될 수 있다. 만일 어레이 값이 0이라면, 컬러 균형 필터가 필요하지 않다.
만일 결정 블럭(7610)에서 흑색 수평 라인, 흑색 수직 라인, 백색 수평 라인, 백색 수직 라인, 흑색 에지, 및 백색 에지 중의 적어도 하나가 픽셀 데이터에서 검출되지 않는다고 결정되면, 예시적인 서브루틴(7520)은 스테이지(7615)로 계속되고, 이 스테이지에서 픽셀 데이터는 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환되며, 상기 변환은 수평 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치에서 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하고, 제 1 컬러 평형화 필터를 적용하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 도 82에 도시된 바와 같은 필터는 제 1 컬러 평형화 필터로서 사용될 수 있다.
그러나 만일 결정 블럭(7610)에서 흑색 수평 라인, 흑색 수직 라인, 백색 수평 라인, 백색 수직 라인, 흑색 에지, 및 백색 에지 중의 적어도 하나가 픽셀 데이터에서 검출되는 것으로 결정되면, 예시적인 서브루틴(7520)은 결정 블럭(7620)으로 계속되고, 이 블럭에서 변환되는 픽셀 데이터의 제 1 컬러 서브픽셀의 강도 및 변환되는 픽셀 데이터의 제 2 컬러 서브픽셀의 강도가 동일하지 않은지가 결정된다. 예를 들어, 도 83에 도시된 바와 같이, "x"로 표시된 각각의 픽셀은 적색대 녹색 균형에 대해 테스트될 수 있다. 만일 R≠G라면, 도 82에 도시된 바와 같은 표준 필터가 적용될 수 있다.
상기 방법은 2개 필터의 혼합에 의해 발생된 특정한 컬러 불균형을 검출하기에 실패할 수 있기 때문에 컬러의 존재에 대한 테스트를 필요로 할 수 있다. 그러나, 다수의 통과가 이뤄지기 때문에, 컬러 균형에 대한 테스트는 컬러 불균형이 발견되지 않을 때까지 컬러 이미지에 대해 이뤄질 수 있다. 회색 값으로 표시되는비-제로를 단순하게 찾는 대신, 중심 픽셀 및 그 4개의 직교하는 이웃으로부터 기대되는 것이 컬러 균형인지가 결정될 수 있다. 만일 5개의 픽셀 중 임의의 픽셀에 대해 기대되는 것이 컬러 균형이 아니라면, 도 82에 도시된 바와 같은 표준 필터가 적용될 수 있다. 이것은 사실상 5x5 다중 테스트의 에지 검출기를 생성한다.
에지 검출기에 대해서, 열린 코너(open corner)가 존재한다면, 이것은 또한 에지로서 잘못 검출될 수 있다. 이것은 컬러 에러를 갖는 문제점을 발생시킬 수 있다. 에지 검출기가 보는 것을 더 가깝게 본다면, 각각의 행 및 열의 합이 0이 되는 매트릭스가 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한 검사는 잘못된 검출이 동일한 숫자를 2번 사용하는 매트릭스에서 발생할 수 있다는 것을 반영한다. 따라서, 고유 숫자를 이용하는 매트릭스가 사용될 수 있다. 그러한 많은 매트릭스가 가능할 수 있고, 그 중 하나가 도 85에 도시되어 있다. 에지 검출기 매트릭스의 크기는 임의의 크기까지 확장될 수 있고, 그 중 하나가 도 86에 5x5 매트릭스로 도시되어 있다. 에지 검출기 종류는 각각의 행 및 열의 합이 0이 되고, 논리적 확장에 의해 전체 매트릭스 또한 합이 0이 되는 특성을 공유한다.
완전히 흑색 및 백색 텍스트에서, 상기 필터 테스트는 데이터가 곱해진 매트릭스가 합이 0이 되는지를 간단하게 결정한다. 그러나, 그레이스케일 그래픽 및 사진에서, 데이터로 곱해진 매트릭스가 합이 0이 되는지를 결정하기 보다는 충분히 0에 가까운지를 결정할 수 있다. 이러한 경우에, 임계값이 사용될 수 있다. 그후, 그레이스케일 사진 또는 그래픽은 작은 스케일 변화가 발생하더라도 날카로운 에지가 허용될 수 있다.
만일 결정 블럭(7620)에서 변환되는 픽셀 데이터의 제 1 컬러 서브픽셀의 강도 및 변환되는 픽셀 데이터의 제 2 컬러 서브픽셀의 강도가 동일하지 않다면, 예시적인 서브루틴(7520)은 스테이지(7625)로 계속되고, 이 스테이지에서 픽셀 데이터는 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환되며, 상기 변환은 수평 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치에서 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하고, 제 2 컬러 평형화 필터를 적용하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 도 82에 도시된 바와 같은 필터는 제 2 컬러 평형화 필터로서 사용될 수 있다.
그러나 만일 결정 블럭(7620)에서 변환되는 픽셀 데이터의 제 1 컬러 서브픽셀의 강도 및 변환되는 픽셀 데이터의 제 2 컬러 서브픽셀의 강도가 동일하다고 결정되면, 예시적인 서브루틴(7520)은 스테이지(7630)로 계속되고, 이 스테이지에서 픽셀 데이터는 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환되고, 상기 변환은 수평 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치에서 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성한다. 예를 들어, 도 84에 도시된 것과 같이 컬러 평형을 적용하지 않는 필터는 스테이지(7630)와 관련된 변환과 관련하여 사용될 수 있다.
픽셀 데이터가 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환되는 스테이지(7615)에서, 상기 변환은 수평 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치에서 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하고, 제 1 컬러 평형화 필터를 적용하는 단계를 포함하며, 픽셀 데이터가 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환되는 스테이지(7625)에서, 상기 변환은 수평 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치에서 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하고, 제 2 컬러 평형화 필터를 적용하는 단계를 포함하거나, 또는 픽셀 데이터가 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환되는 스테이지(7630)에서, 상기 변환은 수평 및 수직축 중의 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치에서 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하고, 예시적인 서브루틴(7520)은 스테이지(7635)로 계속되고, 도 75의 결정 블럭(7530)으로 돌아간다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시스템은 특수 목적 하드웨어 또는 범용 컴퓨터 시스템, 또는 이들의 임의의 결합으로부터 완전히 또는 부분적으로 구성될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 이러한 시스템의 임의의 부분은 적당한 프로그램에 의해 제어될 수 있다. 임의의 프로그램은 종래 방식으로 상기 시스템의 일부를 완전히 또는 부분적으로 포함하거나, 또는 상기 시스템에 저장될 수 있으며, 또는 종래 방식으로 정보를 전송하기 위해 네트워크 또는 다른 매커니즘을 통해서 상기 시스템에 완전히 또는 부분적으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 시스템은 상기 시스템에 직접 연결될 수 있거나 또는 종래 방식으로 정보를 전송하기 위해 네트워크 또는 다른 매커니즘을 통해 상기 시스템에 정보를 전송할 수 있는 오퍼레이터 입력 요소(미도시)를 이용하는 오퍼레이터에 의해 제공된 정보에 의해 작동 및/또는 그렇지 않으면 제어될 수 있다는 점이 이해될 것이다.
전술한 설명은 본 발명의 특정한 실시예에 제한되었다. 그러나, 본 발명의이점의 일부 또는 전부의 달성을 위해, 본 발명에 대해 다양한 변경 및 수정이 이뤄질 수 있다는 점이 이해될 것이다. 첨부된 청구의 범위의 목적은, 본 발명의 참된 정신 및 범주내에 있는 상기 및 다른 변경 및 수정을 커버하는 것이다.
여기서 개시된 본 발명의 상세한 설명 및 실무를 고려하여 당업자에게 본 발명의 다른 실시예가 명백해질 것이다. 상세한 설명 및 예시는, 후술되는 청구의 범위에 의해 표시되는 본 발명의 참된 범주 및 정신에서, 단지 예시적인 것으로 간주되는 것으로 의도된다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 감마 조정 및 적응 필터링을 갖는 서브픽셀의 렌더링 방법 및 시스템에서 이용가능하다.
첨부물
다음은 본 명세서에 개시된 방법을 구현하는데 사용될 수 있는 예시적인 C 코드이다. 그러나, 다음의 코드는 본 명세서에 개시된 기술을 구현하기 위해 임의의 다른 적절한 실행가능한 프로그래밍 언어를 위해 번역될 수 있다. 추가로, 다음의 코드는 저작권 소유자가 본 명세서에 포함된 모든 저작권을 보유하는 저작권 보호를 받는다.

Claims (111)

  1. 컬러 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀들을 포함하는 디스플레이용 데이터를 처리하는 방법으로서,
    픽셀 데이터를 수신하는 단계;
    상기 픽셀 데이터로부터 서브픽셀 렌더링된 데이터로의 변환에 감마 조정(gamma adjustment)을 적용하는 단계로서, 상기 변환은 수평축 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치를 위해 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하는, 감마 조정의 적용 단계; 및
    상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 단계를 포함하는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 감마 조정을 적용하는 단계는 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터의 컬러 평형화(color balancing)에 선형성을 제공하는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 감마 조정을 적용하는 단계는 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터와 관련된 휘도의 비선형 계산을 더 제공하는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 감마 조정을 적용하는 단계는:
    감마 보정된 데이터를 생성하기 위해 상기 픽셀 데이터에 대해 감마 보정을 수행하는 단계; 및
    상기 감마 보정된 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계를 포함하는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 감마 보정은 g-1(x)=xγ의 함수로서 수행되는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 감마 조정을 위한 감마값은 선택된 레벨에서 모든 공간 주파수에 대해 유지되고, 상기 선택된 레벨은 특정한 공간 주파수에서 원하는 콘트라스트비에 대응하는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 감마 조정을 적용하는 단계는 상기 픽셀 데이터에 기초하여 국부적 평균을 계산하는 단계를 포함하는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 감마 조정을 적용하는 단계는 감마 보정된 국부적 평균을 생성하기 위해 상기 국부적 평균에 대해 감마 보정을 수행하는 단계, 및 상기 픽셀 데이터가 곱해진 상기 감마 보정된 국부적 평균을 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 감마 보정은 g-1(x)=xγ-1의 함수로서 수행되는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 감마 조정을 위한 감마값은 공간 주파수의 증가와 함께 증가되도록 선택되는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 감마 조정을 적용하는 단계는:
    오메가 보정된 데이터를 생성하기 위해 상기 픽셀 데이터에 대해 오메가 보정을 수행하는 단계; 및
    상기 오메가 보정된 데이터에 기초하여 오메가 보정된 국부적 평균을 계산하는 단계를 포함하는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 오메가 보정은 w(x)=x1/w의 함수로서 수행되는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 감마 조정을 적용하는 단계는:
    오메가 보정을 갖는 감마 보정된 국부적 평균을 생성하기 위해 상기 오메가보정된 국부적 평균에 대해 감마 보정을 수행하는 단계; 및
    상기 픽셀 데이터가 곱해진 상기 오메가 보정을 갖는 감마 보정된 국부적 평균을 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 감마 보정은 g-1w-1(x)=(xw)γ-1의 함수로서 수행되는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  15. 3개 컬러 서브픽셀 요소를 이용하여 서브픽셀 렌더링된 데이터를 디스플레이할 수 있는 디스플레이에서 이미지의 샘플링된 데이터를 변환하는 방법으로서,
    상기 이미지내의 각각의 컬러의 각각의 데이터 포인트를 각각 나타내는 복수의 제 1 데이터값을 포함하는 상기 샘플링된 데이터를 수신하는 단계;
    감마 보정된 데이터를 생성하기 위해 상기 샘플링된 데이터내의 상기 각각의 제 1 데이터값에 대해 감마 보정을 수행하는 단계; 및
    상기 감마 보정된 데이터에 기초하여, 상기 디스플레이상의 각각의 컬러의 각각의 서브픽셀 요소에 각각 대응하는 복수의 제 2 데이터값을 포함하는 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 계산하는 단계를 포함하는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 계산하는 단계는, 수평축 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀 요소를 포함하는 상기 디스플레이상의 서브픽셀 배치에 대한 계산을 포함하는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 계산하는 단계는:
    복수의 계수항을 포함하는 필터 커널을 참조하는 단계;
    상기 각각의 제 1 데이터값에 대한 상기 감마 보정된 데이터에 상기 필터 커널내의 상기 계수항 중 각각의 대응하는 한 항을 곱하는 단계; 및
    상기 각각의 제 2 데이터값을 생성하기 위해 각각의 곱해진 항을 더하는 단계를 포함하는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  18. 제 15항에 있어서, 상기 감마 보정은 휘도에 대한 사람의 눈의 응답 함수를 보상하는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 디스플레이가 가지고 있는 감마 함수를 보상하는 후-감마 보정을 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터에 대해 수행하는 단계; 및
    상기 후-감마 보정된 서브픽셀 렌더링된 데이터를 상기 디스플레이로 출력하는 단계를 더 포함하는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  20. 제 15항에 있어서, 상기 감마 보정은 g-1(x)=xγ로서 수행되는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  21. 제 15항에 있어서,
    상기 각각의 컬러의 각각의 데이터 포인트에 대한 샘플링된 데이터내에서 암시된(implied) 샘플 영역을 결정하는 단계; 및
    각각의 컬러의 각각의 서브픽셀 요소에 대응하는 재샘플 영역을 결정하는 단계를 더 포함하고,
    여기서 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 계산하는 단계는 필터 커널내의 복수의 계수항을 이용하는 단계를 포함하고, 각각의 상기 계수항은 상기 재샘플 영역 중 주어진 한 영역에서 상기 재샘플 영역 중 주어진 한 영역과 상기 각각의 암시된 샘플 영역이 겹치는 겹침 퍼센트를 나타내는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  22. 3개 컬러 서브픽셀 요소를 이용하여 서브픽셀 렌더링된 데이터를 디스플레이할 수 있는 디스플레이를 위해 이미지의 샘플링된 데이터를 변환하는 방법으로서,
    상기 이미지내의 각각의 컬러의 각각의 데이터 포인트를 각각 나타내는 복수의 제 1 데이터값을 포함하는 상기 샘플링된 데이터를 수신하는 단계;
    상기 샘플링된 데이터내의 상기 각각의 제 1 데이터값에 대한 감마 조정된데이터값을 생성하는 단계; 및
    상기 감마 조정된 데이터값과 상기 제 1 데이터값의 곱셈에 기초하여, 상기 디스플레이상의 각각의 컬러의 각각의 서브픽셀 요소에 각각 대응하는 복수의 제 2 데이터값을 포함하는 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 계산하는 단계를 포함하는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 계산하는 단계는 수직축 및 수평축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀 요소를 포함하는 상기 디스플레이상의 서브픽셀 배치의 계산을 포함하는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  24. 제 22항에 있어서, 상기 감마 조정된 데이터값을 생성하는 단계는:
    상기 샘플링된 데이터에 기초하여 상기 각각의 제 1 데이터값에 대한 국부적 평균을 계산하는 단계; 및
    상기 국부적 평균에 대해 감마 조정을 수행하는 단계를 포함하는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 감마 조정은 g-1(x)=xγ-1의 함수로서 수행되는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  26. 제 24항에 있어서, 상기 제 1 데이터값은 에지항 및 중심항을 포함하고, 상기 국부적 평균을 계산하는 단계는:
    상기 중심항을 이용하여 각각의 상기 에지항에 대한 제 1 평균을 계산하는 단계; 및
    상기 제 1 평균에 기초하여 상기 중심항에 대한 제 2 평균을 계산하는 단계를 포함하는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  27. 제 24항에 있어서, 상기 제 1 데이터값은 에지항 및 중심항을 포함하고, 상기 국부적 평균을 계산하는 단계는 상기 중심항을 이용하여 각각의 상기 에지항에 대한 평균을 계산하는 단계를 포함하며, 상기 감마 조정된 데이터값을 생성하는 단계는:
    상기 에지항에 대한 감마 조정된 평균을 이용하여 상기 중심항에 대한 감마 조정된 국부적 평균을 생성하는 단계를 더 포함하는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  28. 제 22항에 있어서, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 계산하는 단계는:
    복수의 계수항을 포함하는 필터 커널을 참조하는 단계;
    상기 각각의 제 1 데이터값에 대한 상기 감마 보정된 데이터에 상기 각각의 제 1 데이터값 및 상기 필터 커널내의 상기 계수항 중 각각의 대응하는 한 항을 곱하는 단계; 및
    상기 각각의 제 2 데이터값을 생성하기 위해 각각의 곱해진 항을 더하는 단계를 포함하는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  29. 제 22항에 있어서, 상기 감마 조정된 데이터값과 상기 제 1 데이터값의 곱셈은 휘도에 대한 사람 눈의 응답 함수를 보상하는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  30. 제 22항에 있어서,
    상기 디스플레이가 가지고 있는 감마 함수를 보상하는 후-감마 보정을 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터에 대해 수행하는 단계; 및
    상기 후-감마 보정된 서브픽셀 렌더링된 데이터를 상기 디스플레이로 출력하는 단계를 더 포함하는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  31. 제 22항에 있어서,
    상기 각각의 컬러의 각각의 데이터 포인트에 대한 상기 샘플링된 데이터내에서 암시된 샘플 영역을 결정하는 단계; 및
    각각의 컬러의 각각의 서브픽셀 요소에 대응하는 재샘플 영역을 결정하는 단계를 더 포함하고,
    여기서 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 계산하는 단계는 필터 커널내의 복수의 계수항을 이용하는 단계를 포함하고, 각각의 상기 계수항은 상기 재샘플 영역중 주어진 한 영역에서 상기 재샘플 영역 중 주어진 한 영역과 상기 각각의 암시된 샘플 영역이 겹치는 겹침 퍼센트를 나타내는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  32. 제 31항에 있어서, 상기 제 1 데이터값은 코너항, 상기 코너항이 아닌 에지항, 및 중심항을 포함하고, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 계산하는 단계는:
    상기 제 1 데이터값 중 대응하는 하나를 각각의 상기 코너항에 대한 겹침 퍼센트에 의해 표시되는 것보다 적게 사용하는 단계; 및
    상기 제 1 데이터값 중 대응하는 하나를 상기 중심항에 대한 겹침 퍼센트에 의해 표시되는 것보다 많이 사용하는 단계를 포함하는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  33. 제 22항에 있어서, 상기 제 1 데이터값은 코너항, 상기 코너항이 아닌 에지항, 및 중심항을 포함하고, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 계산하는 단계는:
    상기 코너항의 효과를 약화시키는 단계; 및
    상기 약화를 평형화하기 위해 상기 중심항의 효과를 강화시키는 단계를 포함하는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  34. 제 33항에 있어서, 상기 곱셈 단계는 상기 에지항 및 상기 중심항을 위한 제 1 컬러의 상기 제 1 데이터값을 이용하고, 상기 약화 단계 및 상기 강화 단계는 상기 코너항 및 상기 중심항을 위한 제 2 컬러의 상기 제 1 데이터값을 이용하는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  35. 제 22항에 있어서, 상기 감마 조정된 데이터값을 생성하는 단계는:
    상기 샘플링된 데이터에 기초하여 상기 각각의 제 1 데이터값에 대해 오메가 조정된 국부적 평균을 계산하는 단계; 및
    상기 오메가 조정된 국부적 평균에 대해 감마 조정을 수행하는 단계를 포함하는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  36. 제 35항에 있어서, 상기 오메가 조정된 국부적 평균을 계산하는 단계는:
    상기 샘플링된 데이터의 상기 각각의 제 1 데이터값에 대한 오메가 조정을 수행하는 단계; 및
    상기 오메가 조정된 샘플링된 데이터에 기초하여 상기 각각의 제 1 데이터값에 대한 국부적 평균을 결정하는 단계를 포함하는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  37. 제 36항에 있어서, 상기 오메가 조정은 휘도에 대한 사람의 눈의 응답 함수의 근사(approximation)인, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  38. 제 35항에 있어서, 상기 감마 조정은 g-1w-1(x)=(w-1(x))γ-1로서 수행되고, 여기서 w-1(x)는 w(x)=x1/w의 역함수인, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  39. 제 35항에 있어서, 상기 제 1 데이터값은 에지항 및 중심항을 포함하고, 상기 오메가 조정된 국부적 평균을 계산하는 단계는:
    상기 중심항을 이용하여 각각의 상기 에지항에 대한 제 1 오메가 조정된 평균을 계산하는 단계; 및
    상기 제 1 오메가 조정된 평균에 기초하여 상기 중심항에 대한 제 2 오메가 조정된 평균을 계산하는 단계를 포함하는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  40. 제 35항에 있어서, 상기 제 1 데이터값은 에지항 및 중심항을 포함하고, 상기 오메가 조정된 국부적 평균을 계산하는 단계는 상기 중심항을 이용하여 각각의 상기 에지항에 대한 오메가 조정된 평균을 계산하는 단계를 포함하며, 상기 감마 조정된 데이터값을 생성하는 단계는:
    상기 에지항에 대한 감마 조정된 오메가 조정된 평균을 이용하여 상기 중심항에 대한 감마 조정된 국부적 평균을 생성하는 단계를 더 포함하는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  41. 제 22항에 있어서, 상기 감마 조정된 데이터값을 생성하는 단계는:
    상기 제 1 데이터값에 대한 오메가 조정을 수행하는 단계; 및
    상기 이미지의 공간 주파수가 더 높아짐에 따라서 상기 오메가 조정 및 역 오메가 조정이 상기 감마 조정된 데이터값에 더 영향을 미치도록 상기 감마 조정된데이터값을 생성하기 위해 역 오메가 조정을 수행하는 단계를 포함하는, 샘플링된 데이터의 변환 방법.
  42. 컬러 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀들을 포함하는 디스플레이용 데이터를 처리하는 시스템으로서,
    픽셀 데이터를 수신하기 위한 수신 모듈; 및
    상기 픽셀 데이터로부터 서브픽셀 렌더링된 데이터로의 변환을 수행하고 감마 조정(gamma adjustment)을 상기 변환에 적용하기 위한 처리 모듈로서, 상기 변환은 수평축 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치를 위해 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하는, 처리 모듈을 포함하는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  43. 제 42항에 있어서, 상기 처리 모듈은 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터의 컬러 평형화에 선형성을 제공하는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  44. 제 43항에 있어서, 상기 처리 모듈은 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터와 관련된 휘도의 비선형 계산을 제공하는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  45. 제 42항에 있어서, 상기 처리 모듈은 감마 보정된 데이터를 생성하기 위해서 상기 픽셀 데이터에 대해 감마 보정을 수행하고, 상기 감마 보정된 데이터를 상기서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  46. 제 45항에 있어서, 상기 처리 모듈은 g-1(x)=xγ의 함수를 이용하여 감마 보정을 수행하는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  47. 제 42항에 있어서, 상기 처리 모듈은 선택된 레벨에서의 모든 공간 주파수에서 상기 감마 조정을 위한 감마값을 유지하고, 상기 선택된 레벨은 특정한 공간 주파수에서 원하는 콘트라스트비에 대응하는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  48. 제 42항에 있어서, 상기 처리 모듈은 상기 픽셀 데이터에 기초하여 국부적 평균을 계산하는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  49. 제 48항에 있어서, 상기 처리 모듈은 감마 보정된 국부적 평균을 생성하기 위해 상기 국부적 평균에 대해 감마 보정을 수행하고, 상기 처리 모듈은 상기 픽셀 데이터가 곱해진 상기 감마 보정된 국부적 평균을 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  50. 제 49항에 있어서, 상기 처리 모듈은 g-1(x)=xγ-1의 함수를 이용하여 감마 보정을 수행하는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  51. 제 42항에 있어서, 상기 감마 보정을 위한 감마값은 공간 주파수의 증가에 따라 증가되도록 선택되는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  52. 제 42항에 있어서, 상기 처리 모듈은 오메가 보정된 데이터를 생성하기 위해 상기 픽셀 데이터에 대한 오메가 보정을 수행하고, 상기 오메가 보정된 데이터에 기초하여 오메가 보정된 국부적 평균을 계산하는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  53. 제 52항에 있어서, 상기 처리 모듈은 w(x)=x1/w의 함수를 이용하여 오메가 보정을 수행하는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  54. 제 52항에 있어서, 상기 처리 모듈은 오메가 보정을 갖는 감마 보정된 국부적 평균을 생성하기 위해 상기 오메가 보정된 국부적 평균에 대해 감마 보정을 수행하고, 상기 픽셀 데이터가 곱해진 상기 오메가 보정을 갖는 감마 보정된 국부적 평균을 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  55. 제 54항에 있어서, 상기 처리 모듈은 g-1w-1(x)=(xw)γ-1의 함수를 이용하여 감마 보정을 수행하는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  56. 컴퓨팅 시스템으로서,
    복수의 픽셀을 갖는 디스플레이로서, 적어도 하나의 상기 픽셀은 수평축 및 수직축 중 적어도 하나에 적색 및 녹색 서브픽셀이 교대로 있는 서브픽셀 배치를 포함하는, 디스플레이; 및
    상기 디스플레이에 연결된 제어기로서, 상기 제어기는 픽셀 데이터를 처리하고, 상기 픽셀 데이터에서 서브픽셀 렌더링된 데이터로의 변환에 감마 조정을 적용하며, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 상기 디스플레이상에 출력하고, 상기 변환은 상기 서브픽셀 배치를 위해 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하는, 제어기를 포함하는, 컴퓨팅 시스템.
  57. 디스플레이용 제어기로서,
    픽셀 데이터를 수신하기 위한 수신 유닛; 및
    상기 픽셀 데이터로부터 서브픽셀 렌더링된 데이터로의 변환에 감마 조정을 적용하고, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 상기 디스플레이상에 출력하기 위한 처리 유닛으로서, 상기 변환은 상기 서브픽셀 배치를 위해 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하는, 처리 유닛을 포함하는, 디스플레이용 제어기.
  58. 지령을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 매체로서, 상기 지령은 컴퓨팅 시스템에의해 실행될 때 상기 컴퓨팅 시스템이 컬러 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀들을 포함하는 디스플레이용 데이터를 처리하는 방법을 수행하게 하는, 컴퓨터 판독가능한 매체로서, 상기 방법은:
    픽셀 데이터를 수신하는 단계;
    상기 픽셀 데이터로부터 서브픽셀 렌더링된 데이터로의 변환에 감마 조정(gamma adjustment)을 적용하는 단계로서, 상기 변환은 수평축 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치를 위해 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하는, 감마 조정의 적용 단계; 및
    상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  59. 컴퓨팅 시스템에 의해 실행될 때 상기 컴퓨팅 시스템이 3개 컬러 서브픽셀 요소를 이용하여 서브픽셀 렌더링된 데이터를 디스플레이할 수 있는 디스플레이에서 이미지의 샘플링된 데이터를 변환하는 방법을 수행하게 하는 지령을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 매체로서, 상기 방법은,
    상기 이미지내의 각각의 컬러의 각각의 데이터 포인트를 각각 나타내는 복수의 제 1 데이터값을 포함하는 상기 샘플링된 데이터를 수신하는 단계;
    감마 보정된 데이터를 생성하기 위해 상기 샘플링된 데이터내의 상기 각각의 제 1 데이터값에 대해 감마 보정을 수행하는 단계; 및
    상기 감마 보정된 데이터에 기초하여 복수의 제 2 데이터값을 포함하는 상기서브픽셀 렌더링된 데이터를 계산하는 단계로서, 각각의 상기 제 2 데이터값은 상기 디스플레이상의 각각의 컬러의 각각의 서브픽셀 요소에 대응하는, 계산 단계를 포함하는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  60. 컴퓨팅 시스템에 의해 실행될 때 상기 컴퓨팅 시스템이 3개 컬러 서브픽셀 요소를 이용하여 서브픽셀 렌더링된 데이터를 디스플레이할 수 있는 디스플레이에서 이미지의 샘플링된 데이터를 변환하는 방법을 수행하게 하는 지령을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 매체로서, 상기 방법은,
    상기 이미지내의 각각의 컬러의 각각의 데이터 포인트를 각각 나타내는 복수의 제 1 데이터값을 포함하는 상기 샘플링된 데이터를 수신하는 단계;
    상기 샘플링된 데이터내의 상기 각각의 제 1 데이터값에 대해 감마 조정된 데이터값을 생성하는 단계; 및
    상기 제 1 데이터값 및 상기 감마 조정된 데이터의 곱셈에 기초하여 복수의 제 2 데이터값을 포함하는 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 계산하는 단계로서, 각각의 상기 제 2 데이터값은 상기 디스플레이상의 각각의 컬러의 각각의 서브픽셀 요소에 대응하는, 계산 단계를 포함하는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  61. 컬러 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀들을 포함하는 디스플레이용 데이터를 처리하는 방법으로서,
    픽셀 데이터를 수신하는 단계;
    상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계로서, 상기 변환은 수평축 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치를 위해 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하는, 변환 단계;
    만일 조건이 존재한다면 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 보정하는 단계; 및
    상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 단계를 포함하는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  62. 제 61항에 있어서, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 보정하는 단계는, 적어도 한번의 감마 조정을 적용하는 단계, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터의 요소를 상수로 설정하는 단계, 및 수학적 함수를 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터에 적용하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  63. 제 61항에 있어서, 상기 조건은 백색 도트 중심, 백색 도트 에지, 흑색 도트 중심, 흑색 도트 에지, 백색 대각 중심 아래, 백색 대각 중심 위, 백색 대각 에지, 흑색 대각 중심 아래, 흑색 대각 중심 위, 흑색 대각 에지, 수직 흑색 쇼울더(shoulder), 수평 흑색 쇼울더, 수직 백색 라인 쇼율더, 수평 백색 라인 쇼울더, 및 중심 백색 라인 중 적어도 하나를 포함하는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  64. 제 63항에 있어서, 백색은 제 1 임계값보다 큰 서비픽셀 강도를 포함하는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  65. 제 64항에 있어서, 상기 제 1 임계값은 90%인, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  66. 제 63항에 있어서, 흑색은 제 2 임계값보다 작은 서브픽셀 강도를 포함하는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  67. 제 66항에 있어서, 상기 제 2 임계값은 10%인, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  68. 제 61항에 있어서, 상기 조건은 상기 픽셀 데이터 및 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터 중 적어도 하나에서 검출되는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  69. 제 61항에 있어서, 상기 픽셀 데이터를 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계는 컬러 평형화 필터를 적용하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  70. 제 61항에 있어서, 상기 픽셀 데이터 및 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터 중 적어도 하나는 m x n 매트릭스를 포함하고, 여기서 m 및 n은 1보다 큰 정수인, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  71. 제 61항에 있어서, 상기 조건은 컬러 단위로 테스트되는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  72. 제 61항에 있어서, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 단계는 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 디스플레이로 출력하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  73. 제 61항에 있어서, 상기 조건은 컬러 단위 테스트 결과인, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  74. 제 61항에 있어서, 청색 서브픽셀은 적색 서브픽셀 및 녹색 서브픽셀 중 적어도 하나와 관련된 정보에 기초하여 보정되는, 디스플레이용 데이터 처리 방법.
  75. 컬러 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀들을 포함하는 디스플레이용 데이터를 처리하는 시스템으로서,
    픽셀 데이터를 수신하는 구성요소;
    상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 구성요소로서, 상기 변환은 수평축 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치를 위해 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하는, 변환 구성요소;
    만일 조건이 존재한다면 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 보정하는 구성요소; 및
    상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 구성요소를 포함하는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  76. 제 75항에 있어서, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 보정하는 구성요소는 또한 적어도 한번의 감마 조정을 적용하고, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터의 요소를 상수로 설정하며, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터에 수학적 함수를 적용하기 위해 구성되는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  77. 제 75항에 있어서, 상기 조건은 백색 도트 중심, 백색 도트 에지, 흑색 도트 중심, 흑색 도트 에지, 백색 대각 중심 아래, 백색 대각 중심 위, 백색 대각 에지, 흑색 대각 중심 아래, 흑색 대각 중심 위, 흑색 대각 에지, 수직 흑색 쇼울더(shoulder), 수평 흑색 쇼울더, 수직 백색 라인 쇼율더, 수평 백색 라인 쇼울더, 및 중심 백색 라인 중 적어도 하나를 포함하는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  78. 제 77항에 있어서, 백색은 제 1 임계값보다 큰 서브픽셀 강도를 포함하는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  79. 제 78항에 있어서, 상기 제 1 임계값은 90%인, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  80. 제 77항에 있어서, 흑색은 제 2 임계값보다 작은 서브픽셀 강도를 포함하는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  81. 제 80항에 있어서, 상기 제 2 임계값은 10%인, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  82. 제 75항에 있어서, 상기 조건은 상기 픽셀 데이터내에서 검출되는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  83. 제 75항에 있어서, 상기 픽셀 데이터를 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 구성요소는 컬러 평형화 필터를 적용하기 위해 더 구성되는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  84. 제 75항에 있어서, 상기 픽셀 데이터 및 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터 중 적어도 하나는 m x n 매트릭스를 포함하고, 여기서 m 및 n은 1보다 큰 정수인, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  85. 제 75항에 있어서, 상기 조건은 컬러 단위로 테스트되는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  86. 제 75항에 있어서, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 구성요소는 또한 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 디스플레이로 출력하기 위해 구성되는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  87. 제 75항에 있어서, 상기 조건은 컬러 단위 테스트 결과인, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  88. 제 75항에 있어서, 청색 서브픽셀은 적색 서브픽셀 및 녹색 서브픽셀 중 적어도 하나와 관련된 정보에 기초하여 보정되는, 디스플레이용 데이터 처리 시스템.
  89. 컬러 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀들을 포함하는 디스플레이용 데이터를 처리하기 위한 지령 세트가 저장되는 컴퓨터 판독가능한 매체로서, 상기 지령은 실행될 때,
    픽셀 데이터를 수신하는 단계;
    상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계로서, 상기 변환은 수평축 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치를 위해 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하는, 변환 단계;
    만일 조건이 존재한다면 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 보정하는 단계; 및
    상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 단계를 수행하는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  90. 제 89항에 있어서, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 보정하는 단계는 적어도 한번의 감마 조정을 적용하는 단계, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터의 요소를 상수로 설정하는 단계, 및 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터에 수학적 함수를 적용하는 단계를 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  91. 제 89항에 있어서, 상기 조건은 백색 도트 중심, 백색 도트 에지, 흑색 도트 중심, 흑색 도트 에지, 백색 대각 중심 아래, 백색 대각 중심 위, 백색 대각 에지, 흑색 대각 중심 아래, 흑색 대각 중심 위, 흑색 대각 에지, 수직 흑색 쇼울더(shoulder), 수평 흑색 쇼울더, 수직 백색 라인 쇼율더, 수평 백색 라인 쇼울더, 및 중심 백색 라인 중 적어도 하나를 포함하는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  92. 제 91항에 있어서, 백색은 제 1 임계값보다 큰 서브픽셀 강도를 포함하는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  93. 제 92항에 있어서, 상기 제 1 임계값은 90%인, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  94. 제 91항에 있어서, 흑색은 제 2 임계값보다 작은 서브픽셀 강도를 포함하는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  95. 제 94항에 있어서, 상기 제 2 임계값은 10%인, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  96. 제 89항에 있어서, 상기 조건은 상기 픽셀 데이터 및 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터 중 적어도 하나에서 검출되는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  97. 제 89항에 있어서, 상기 픽셀 데이터를 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계는 컬러 평형화 필터를 적용하는 단계를 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  98. 제 89항에 있어서, 상기 픽셀 데이터 및 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터 중 적어도 하나는 m x n 매트릭스를 포함하고, 여기서 m 및 n은 1보다 큰 정수인, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  99. 제 89항에 있어서, 상기 조건은 컬러 단위로 테스트되는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  100. 제 89항에 있어서, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 단계는 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 디스플레이로 출력하는 단계를 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  101. 제 89항에 있어서, 상기 조건은 컬러 단위 테스트 결과인, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  102. 제 89항에 있어서, 청색 서브픽셀은 적색 서브픽셀 및 녹색 서브픽셀 중 적어도 하나와 관련된 정보에 기초하여 보정되는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  103. 컬러 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀들을 포함하는 디스플레이에서 데이터를 처리하는 방법으로서,
    픽셀 데이터를 수신하는 단계;
    상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계로서, 상기 변환은 수평축 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치를 위해 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하고, 여기서 만일 흑색 수평 라인, 흑색 수직 라인, 백색 수평 라인, 백색 수직 라인, 흑색 에지, 및 백색 에지 중 적어도 하나가 상기 픽셀 데이터에서 검출되지 않는 경우, 상기 픽셀 데이터를 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계는 제 1 컬러 평형화 필터를 적용하는 단계를 포함하며, 여기서 만일 변환되는 픽셀 데이터의 제 1 컬러 서브픽셀의 강도, 및 변환되는 픽셀 데이터의 제 2 컬러 서브픽셀의 강도가 동일하지 않다면, 상기 픽셀 데이터를 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계는 제 2 컬러 평형화 필터를 적용하는 단계를 포함하는, 변환 단계; 및
    상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 단계를 포함하는, 데이터 처리 방법.
  104. 제 103항에 있어서, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 단계는 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 디스플레이로 출력하는 단계를 더 포함하는, 데이터 처리 방법.
  105. 제 103항에 있어서, 상기 픽셀 데이터 및 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터 중 적어도 하나는 m x n 매트릭스를 포함하고, 여기서 m 및 n은 1보다 큰 정수인, 데이터 처리 방법.
  106. 컬러 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀들을 포함하는 디스플레이에서 데이터를 처리하는 시스템으로서,
    픽셀 데이터를 수신하는 구성요소;
    상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 구성요소로서, 상기 변환은 수평축 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치를 위해 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하고, 여기서 만일 흑색 수평 라인, 흑색 수직 라인, 백색 수평 라인, 백색 수직 라인, 흑색 에지, 및 백색 에지 중 적어도 하나가 상기 픽셀 데이터에서 검출되지 않는 경우, 상기 픽셀 데이터를 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계는 제 1 컬러 평형화 필터를 적용하는 단계를 포함하며, 여기서 만일 변환되는 상기 픽셀 데이터의 제 1 컬러 서브픽셀의 강도 및 변환되는 픽셀 데이터의 제 2 컬러 서브픽셀의 강도가 동일하지 않다면, 상기 픽셀 데이터를 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계는 제 2 컬러 평형화 필터를 적용하는 단계를 포함하는, 변환 구성요소; 및
    상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 구성요소를 포함하는, 데이터 처리 시스템.
  107. 제 106항에 있어서, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 구성요소는 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 디스플레이로 출력하기 위해 더 구성되는, 데이터 처리 시스템.
  108. 제 106항에 있어서, 상기 픽셀 데이터 및 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터 중 적어도 하나는 m x n 매트릭스를 포함하고, 여기서 m 및 n은 1보다 큰 정수인, 데이터 처리 시스템.
  109. 컬러 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀들을 포함하는 디스플레이를 위해 데이터를 처리하기 위한 지령 세트가 저장되는 컴퓨터 판독가능한 매체로서, 상기 지령은 실행될 때:
    픽셀 데이터를 수신하는 단계;
    상기 픽셀 데이터를 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계로서, 상기 변환은 수평축 및 수직축 중 적어도 하나상에 교대로 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 배치를 위해 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 생성하고, 여기서 만일 흑색 수평 라인, 흑색 수직 라인, 백색 수평 라인, 백색 수직 라인, 흑색 에지, 및 백색 에지 중 적어도 하나가 상기 픽셀 데이터에서 검출되지 않는 경우, 상기 픽셀 데이터를 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계는 제 1 컬러 평형화 필터를 적용하는 단계를 포함하며, 여기서 만일 변환되는 픽셀 데이터의 제 1 컬러 서브픽셀의 강도 및 변환되는 픽셀 데이터의 제 2 컬러 서브픽셀의 강도가 동일하지 않다면, 상기 픽셀 데이터를 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터로 변환하는 단계는 제 2 컬러 평형화 필터를 적용하는 단계를 포함하는, 변환 단계; 및
    상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 단계를 수행하는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  110. 제 109항에 있어서, 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 출력하는 단계는 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터를 디스플레이로 출력하는 단계를 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  111. 제 109항에 있어서, 상기 픽셀 데이터 및 상기 서브픽셀 렌더링된 데이터 중 적어도 하나는 m x n 매트릭스를 포함하고, 여기서 m 및 n은 1보다 큰 정수인, 컴퓨터 판독가능한 매체.
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