KR20070049143A - 이중-변조기 디스플레이에서의 신속한 이미지 렌더링 - Google Patents

이중-변조기 디스플레이에서의 신속한 이미지 렌더링 Download PDF

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Abstract

하나의 광원 레이어와 하나의 디스플레이 레이어를 갖는 높은 동적 범위 디스플레이(high dynamic range display)에 고 해상도 이미지들을 표시하는데 필요한 시간을 감소시키기 위한 하나 또는 그보다 많은 여러 가지 기술들을 사용하는 장치 및 방법들이 제공된다. 그 중 하나의 기술에서, 이미지 해상도가 감소되고, 유효 루미넌스 패턴이 감소된 해상도 이미지에 대해 결정되며, 유효 루미넌스 패턴의 해상도가 그 다음에 디스플레이 레이어의 해상도까지 증가된다. 다른 기술에서, 광원 레이어의 포인트 스프레드 함수가 복수의 성분들로 분해되고, 하나의 루미넌스 패턴이 그 성분들의 각각에 대해 결정된다. 유효 루미넌스 패턴들은 그 다음에 하나의 전체 유효 루미넌스 패턴(total effective luminance pattern)을 만들기 위해 조합된다. 부가적인 이미지 디스플레이 시간 감소 기술들도 제공된다.

Description

이중-변조기 디스플레이에서의 신속한 이미지 렌더링{Rapid image rendering on dual-modulator displays}
관련 출원의 상호참조사항
본 출원은 2004년 7월 27일자로 출원되고 발명의 명칭이 "높은 동적 범위 디스플레이를 위한 신속한 프레임 렌더링(RAPID FRAME RENDERING FOR HIGH DYNAMIC RANGE DISPLAYS)"인 미국 특허출원 제60/591,829호에 대한 우선권을 주장한다. 미국에 대해, 본 출원은 2004년 7월 27일자로 출원되고 발명의 명칭이 "높은 동적 범위 디스플레이를 위한 신속한 프레임 렌더링(RAPID FRAME RENDERING FOR HIGH DYNAMIC RANGE DISPLAYS)"인 미국 특허출원 제60/591,829호의 35 U.S.C. §119조 하의 이익을 주장한다.
기술 분야
본 발명은 두개의 변조기들을 갖는 유형의 디스플레이들에 이미지들을 표시하기 위한 시스템들과 방법들에 관한 것이다. 제1 변조기는 하나의 광 패턴(light pattern)을 만들고 제2 변조기는 하나의 이미지를 얻기 위해 제1 변조기에 의해 만들어진 광 패턴을 변조시킨다.
2002년 9월 6일 공개된 국제 특허 공개 제WO 02/069030호와 2003년 9월 18일 공개된 국제 특허 공개 제WO 03/077013호는, 모두 그 전체내용이 본 명세서의 일부를 이루며, 변조된 광원 레이어와 변조된 디스플레이 레이어를 갖는 디스플레이들을 개시한다. 이 변조된 광원 레이어는 이미지의 비교적 낮은-해상도 표시(comparatively low-resolution representation)를 만들어내게 구동된다(driven). 이 낮은-해상도 표시는, 관찰자가 볼 수 있는 보다 높은 해상도 이미지를 제공하기 위해, 디스플레이 레이어에 의해 변조된다. 이 광원 레이어는, 발광 다이오드(light emitting diodes; LEDs)와 같은, 능동 변조된(actively modulated) 광원들의 하나의 매트릭스(matrix)를 포함하여 구성된다. 광원 레이어의 정면에 위치되고 정렬된 디스플레이 레이어는, 액정 디스플레이(liquid crystal display; LCD)일 수 있다.
두 레이어들이 상이한 공간 해상도들을 가지면(예를 들면, 광원 레이어의 해상도가 디스플레이 레이어의 것의 약 0.1% 일 수 있음), [베일 루미넌스(veiling luminance)와 같은] 심리학적 효과들(psychological effects)과 소프트웨어 보정(correction) 방법들 모두 관찰자가 해상도 미스매치(resolution mismatch)를 인지하지 못하게 한다.
LED 어레이 또는 LCD 패널들(panels)과 같은 광 변조기들을 구동시키기 위한 전자 시스템들이 이 기술분야의 사람들에게 잘 알려져 있다. 예를 들어, LCD 컴퓨 터 디스플레이들과 텔레비전들이 시판되고 있다. 그러한 디스플레이들과 텔레비젼들은 LCD 패널에서 개별 화소들에 의해 투과된(transmitted) 빛의 양을 제어하기 위한 회로(circuitry)를 포함한다. 광원 레이어와 디스플레이 레이어를 제어하기 위해 이미지 데이터 신호들로부터 구동을 유도하는 작업은 컴퓨터계산적으로 고비용일 수 있다. 컴퓨터의 비디오/그래픽 카드의 하나의 프로세서에 의해, 또는 컴퓨터 일체형의 다른 적절한 프로세서에 의해, 디스플레이 그 자체 또는 보조 장치(secondary device)에 대해 그러한 신호들의 유도(deriving)가 실행될 수 있다.
광원 레이어와 디스플레이 레이어를 제어하기 위해 이미지 데이터 신호들로부터 구동을 유도하는 작업은 컴퓨터계산적으로 고비용일 수 있다. 컴퓨터의 비디오/그래픽 카드의 하나의 프로세서에 의해, 또는 컴퓨터 일체형의 다른 적절한 프로세서에 의해, 디스플레이 그 자체 또는 보조 장치(secondary device)에 대해 그러한 신호들의 유도(deriving)가 실행될 수 있다. 프로세서의 성능 제한은 연속 이미지 프레임들이 표시될 수 있는 레이트(rate)를 바람직하지 않게 제한할 수 있다. 예를 들어, 프로세서가 비디오 데이터의 프레임 레이트로(at the frame rate) 인커밍 비디오 데이터(incoming video data)를 처리하기에 충분할만큼 강력하지 않으면, 관찰자는 영화(movie)와 같은 비디오 이미지의 연속적인 프레임들 사이의 짧은 끊김(small pauses)을 알아챌 수 있다. 이것은 관찰자를 혼란시키고 관찰자의 이미지 시청(observer's image viewing experience)에 나쁜 영향을 줄 수 있다.
상술한 일반적인 유형의 디스플레이들에 이미지들을 표시하기 위한 실용적이고, 비용 효율이 높고 효과적인 시스템들이 필요하다.
다음의 발명의 상세한 설명 전반에 걸친 특정 설명들은 본 발명에 대한 더 완전한 이해를 제공하기 위해 기술된 것이다. 그러나, 본 발명은 이 특정 사항들을 벗어나서(without these particulars) 실시될 수도 있다. 다른 경우에, 본 발명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해, 잘 알려진 요소들을 도시하지 않거나 상세히 설명하지 않기로 한다. 따라서, 상세한 설명 및 도면은 제한적인 의미가 아닌 예시적인 것으로 인식되어야 한다.
본 발명은, 적어도 부분적으로 이미지 데이터에 의해 결정되는 광 패턴을 만듦으로써 그리고 하나의 이미지를 얻기 위해 상기 광 패턴을 변조시킴으로써 하나의 이미지가 표시되는, 광범위한 응용예들(applications)에 적용될 수 있다. 광 패턴은 여하한 적절한 장치에 의해 만들어질 수 있다. 어떤 예들은 다음을 포함한다:
* 광원들의 광도(brightnesses)가 변하도록 허용하는 드라이버 회로(driver circuits)에 의해 구동되는 복수의 광원들.
* 상기 광원으로부터의 빛을 변조시키는 반사형(reflection type) 또는 투과형(transmission type) 변조기와 결합된 고정 또는 가변 광원(fixed or variable light source).
다음의 상세한 설명은, 광 패턴이 발광 다이오드의 하나의 어레이에 의해 LCD 패널의 한 측면에 형성되고, 가시 이미지(viewable image)를 만들기 위해 광 패턴의 빛을 변조시키도록 LCD 패널이 제어되는, 비-제한적 실시예들에 관한 것이다. 이 예에서, LED들의 어레이는 제1 변조기를 구성하고, LCD 패널은 제2 변조기를 구성하는 것으로 생각될 수 있다.
일반적으로, LED/LCD 레이어 디스플레이에 표시하기 위한 이미지 프레임들 또는 프레임 세트를 렌더링하는 것은 다음의 컴퓨터계산 단계들을 포함한다(entail):
1. [전체(full) 스크린 또는 부분(partial) 스크린 이미지 데이터일 수 있는] 이미지 데이터를 얻는 단계.
2. 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게 잘 알려진 적절한 기술[예를 들어, 인텐시티(intensity) 및 색상과 같은 요인들(factors)을 기초로 할 수 있는 최근접 이웃 보간법(nearest neighbour interpolation)]을 사용하여, 제1 변조기의 각 LED에 대한 적절한 구동값들을 이미지 데이터로부터 유도하는(deriving) 단계.
3. LED 레이어와 LCD 레이어 사이의 임의의 레이어들의 특성들 뿐 아니라 유도된 LED 구동값들과 LED 레이어상의 LED들의 포인트 스프레드 함수들을, LED 구동값들이 LED 레이어에 인가될 때 LCD 레이어에 만들어질 유효 루미넌스 패턴을 결정하기 위해 사용하는 단계.
4. 이미지 데이터에 의해 정의된(defined) 이미지가 그 다음에 LCD 레이어에 대한 미가공 변조 데이터(raw modulation data)를 얻기 위해 유효 루미넌스 패턴에 의해 분할되는 단계.
5. 몇몇 경우에, 미가공 변조 데이터를, LED 또는 LCD 레이어들중의 어느 하나에 발생하는 비-선형성(non-linearities) 또는 다른 아티팩트들(artifacts)과 같은 이슈들(issues)을 어드레스하기(address) 위해 변화시키는(modify) 단계. 이러한 이슈들은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게 잘 알려진 적절한 기술들[예를 들어, 스케일링(scaling), 감마 보정(gamma correction), 값 치환 동작(value replacement operations) 등]을 사용하여 처리될 수 있다. 예를 들어, 변화된 변조 데이터(modified modulation data)를 만드는 단계는, 감마 보정 곡선 또는 LCD 레이어의 다른 특정 특성들과 일치하도록(match) 미가공 변조 데이터를 변경하는 것을 포함한다.
6. (미가공 변조 데이터 또는 변화된 변조 데이터일 수 있는) LCD에 대한 최종 변조 데이터와, LED에 대한 구동 데이터(driving data)를, 원하는 이미지를 만들기 위하여 LCD 및 LED 레이어들을 구동하도록 적용하는 단계.
이미지들을 표시하는데 사용하기 위한 최종 변조 데이터(final modulation data)를 발생시키는 컴퓨터계산 비용을 감소시키기 위한 [즉, 최종 변조 데이터 발생을 가속시키기 위한] 여러 가지 방법들이 본 명세서에 설명되어 있다. 이들은 다음을 포함한다:
* [예를 들어, 16-비트 도메인 대신 8-비트 도메인에서 컴퓨터계산을 실행함으로써] 하나의 낮은 정밀도 도메인(lower precision domain)에서 컴퓨터계산의 적어도 부분들을 실행하는 것; 그리고,
* 본 명세서에 설명된 유효 루미넌스 패턴을 효과적으로 확립시키기 위한 하나 또는 그보다 많은 옵션(options)을 실행하는 것.
이러한 기술들은 개별적으로 실행될 수 있기는 하나, 본 명세서에 설명된 기술들의 적절한 결합들(combinations)이 사용될 수도 있다.
첨부도면들은 본 발명의 비제한적 실시예들을 설명한다.
도 1은, 포인트 스프레드 함수(PSF)의 세그멘테이션(segmentation)을 협저 및 광저 가우스 세그멘트들(narrow and wide base Gaussian segments)로 나타낸 그래프이다.
도 2A, 2B 및 2C는, 16-비트 포인트 스프레드 함수(PSF)의 두 개의 8-비트 [하이 및 로우 바이트(high and low byte)] 세그멘트들로의 분할(splitting)을 나타낸 그래프이다.
도 3은, 8-비트 하이 및 로우 바이트 포인트 스프레드 함수 값들의 16-비트 범위(range)에 대한 변이 양태(transitional behaviour)를 나타낸 그래프이다.
도 4는, 도 1에 나타낸 포인트 스프레드 함수에 상응하는 하이 및 로우 바이트 포인트 스프레드 함수들을 나타낸 그래프이다.
도 5는, 실제(actual) 유효 루미넌스 패턴(ELP)과 아주 근접한(approximating) 보간(interpolated) 유효 루미넌스 패턴(ELP)을 유도하기(derive) 위한 반복-유도 보간 함수(iteratively-derived interpolation function)의 적용을 나타낸 그래프이다.
도 6은, 디스플레이의 개략적인 블록도이다.
도 7은, 제어가능 광원 레이어와 제어가능 디스플레이 레이어를 갖는 디스플레이에 이미지를 표시하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은, 유효 루미넌스 패턴을 결정하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는, 유효 루미넌스 패턴 또는 그 성분을 결정하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이다.
유효 루미넌스 패턴 결정
LED 레이어의 각 LED의 포인트 스프레드 함수는 LED의 지오메트리(geometry)에 의해 결정된다. LED 레이어의 전체 유효 루미넌스 패턴을 결정하기 위한 간단한 기술은, LCD 레이어의 각 화소에 대한, 그 구동값을 위한, LED의 유효 루미넌스 기여도(contribution)를 얻기 위해, 각 LED의 포인트 스프레드 함수[특히, LED에 의해 방출되고 LED 및 LCD 레이어들 사이의 모든 광학 구조체들을 관통하는 빛의 포인트 스프레드 함수]에 하나의 선택된 LED 구동값을 그리고 하나의 적절한 스케일링 파라미터(scaling parameter)를 처음에 곱하는 것이다.
선택된 구동값들이 LED 레이어에 인가될 때 만들어질, LCD 레이어 상의 전체 유효 루미넌스 패턴을 얻기 위해, 이런 식으로, 각 LED의 루미넌스 기여도들(luminance contributions)이 결정되어 합산될 수 있다. 그러나, 유효 루미넌스 패턴이 상기 단계 4의 분할 동작을 촉진하기 위해 LCD 레이어와 동일한 공간 해상도로 결정되어야만 하기 때문에, 이 곱셈 및 덧셈 동작들은 매우 컴퓨터계산적으로 큰 비용이 소모된다(즉, 시간 소모적이다).
LED 포인트 스프레드 함수가 매우 폭넓은 "서포트(support)"를 가지면 컴퓨터계산 비용(computational expense)이 특히 많이 든다. LED 포인트 스프레드 함수의 "서포트"는, LED에 의해 무시할 수 없는 양으로 비추어지는(illuminated in a non-negligible amount), LCD 화소들의 수(number)이다. 이 서포트는, LCD 레이어 화소들에서 측정되고, 그것으로는 관찰자에게 지각될 수 없을 정도(perceptually irrelevant to an observer)여서, LED 포인트 스프레드 함수가 매우 작아지는 반경에 의해(in terms of a radius) 특정될 수 있다. 서포트는 각 LED에 의해 상당한 양으로(in a significant amount) 비추어지는 LCD 화소들의 수에 상응한다.
예를 들어, 각 LED의 중심이 바로 가까이에 인접한 LED들로부터 50의 LCD 레이어 화소들에 대해 동일한 거리로 인접하여 떨어져 위치된, 6각형 LED 어레이를 생각해 보기로 한다. 만약 각 LED가 150 LCD 화소들의 서포트를 갖는 포인트 스프레드 함수를 가진다면, LCD 레이어의 중심부에 있는 각 화소는 대략 35 LED들로부터의 빛에 의해 비추어질 것이다. 따라서, 이 예에 대한 유효 루미넌스 패턴의 계산은, 각 관련 LED에 의해 각 화소에 주어진(contributed) 빛을 설명하기 위해, LCD 레이어의 각 화소에 대한 35 연산들(operations)을 필요로 한다. LCD 레이어가 높은 공간 해상도를 가지면, 이것은 컴퓨터계산적으로 매우 큰 비용이 소모된다(즉, 시간 소모적임).
해상도 감소
LCD에 만들어지는 유효 루미넌스 패턴을 결정하는데 필요한 시간은, LCD 레이어에 나타나게 되어 있는 고 해상도 이미지의 것보다 더 낮은 감소된 공간 해상도에서 유효 루미넌스 패턴을 컴퓨터계산함으로써 줄일 수 있다. 이것은 개개의 광원들의 포인트 스프레드 함수들이 일반적으로 완만하게 변화하기 때문에 가능하다. 그러므로, 유효 루미넌스 패턴은 LCD의 해상도에서 비교적 느리게 변화할 것이다. 따라서, 낮은 해상도에서 유효 루미넌스 패턴을 컴퓨터계산한 다음, 상당한 아티팩트들(significant artifacts)을 생기게 하지 않고서, 원하는 높은 해상도까지 유효 루미넌스 패턴을 스케일링하는(scale) 것이 가능하다.
이러한 스케일링(scaling)은 적절한 선형, 가우스 또는 다른 보간(interpolation) 기술들을 사용하여 행해질 수 있다. 그러한 공간 해상도 감소(reduction)는, 유효 루미넌스 패턴을 확립하는 컴퓨터계산 비용에 있어서 거의 선형적인 감소(linear decrease)를 가져온다. 낮은 해상도에서 컴퓨터계산된 유효 루미넌스 패턴을 스케일 업(scale up)하기 위해 사용될 수 있는 수많은 가용 보간 방법들은, LCD 또는 다른 제2 광 변조기의 해상도에서 유효 루미넌스 패턴을 컴퓨터계산하는 컴퓨터계산 비용과 비교하면 컴퓨터계산적으로 저렴하다.
전술한 예를 사용하면, 너비와 높이 모두에서의 10-배 해상도 감소는 컴퓨터계산 비용에서 약 100-배 감소를 가져온다. 이것은, 감소된 해상도 이미지에서의 화소들의 전체 수가, LCD 레이어에 나타나게 되어 있는 고 해상도 이미지에서의 화소들의 전체 수보다 100-배 적기 때문이다. 감소된 해상도 이미지에서의 각 화소 는, 35 LED들로부터의 빛을 여전히 수신하여 화소당 35 컴퓨터 연산을 필요로 하나 - 그러한 연산들은 컴퓨터계산이 LCD 레이어에 나타나게 되어 있는 실제 고 해상도 이미지에서의 각 화소에 대해 개별적으로 실행되는 경우에 비해 100-배 적은 화소들에 적용된다.
포인트 스프레드 함수 분해(decomposition)
이미지 렌더링의 컴퓨터계산 비용은, 모든 구성요소들의 재조합(recombination)이 오리지널 포인트 스프레드 함수를 산출하는(yield) 식으로, 각 광원(예를 들어, 각 LED)의 포인트 스프레드 함수를 여러 성분들로 분해시킴으로써(예를 들어, 가우스 분해를 실행함으로써) 또한 감소될 수 있다. 그 다음에 유효 루미넌스 패턴이 각 성분에 대해 개별적으로 결정될 수 있다. 일단 유효 루미넌스 패턴이 각 구성요소에 대해 결정되면, 그러한 유효 루미넌스 패턴들은 전체 유효 루미넌스 패턴을 만들기 위해 조합될(combined) 수 있다. 이 조합은, 예를 들면, 합산(summing)에 의해 이루어질 수 있다.
이 성분들에 의해 주어진 유효 루미넌스 패턴들을 컴퓨터계산하는 것은, 상술한 바와 같이, LCD 레이어의 해상도에서 또는 감소된 해상도에서 수행될 수 있다.
표준 포인트 스프레드 함수들(예를 들어, 가우스 포인트 스프레드 함수)에 기초한 신속한 컴퓨터계산을 수행하기에 특히 적합한 하드웨어 구성요소들이 시판되고 있기 때문에, 각 성분에 대한 유효 루미넌스 패턴이 LCD 레이어의 해상도에서 컴퓨터계산되더라도 속도 이득(speed benefit)을 얻는다. 그러한 하드웨어 구성요소들은, - 디스플레이의 LED 레이어의 실제 LED들의 일반적으로 비표준인 포인트 스프레드 함수를 위해 일반적으로 시판되지 않고 있으므로, - 범용 프로세서들(general purpose processors)을 사용하는 상당히 느린 컴퓨터계산 기술에 대한 의존을 필요로 하게 된다.
상술한 해상도 감소 기술이 각 성분에 대한 하나의 유효 루미넌스 패턴을 결정하기 위해 사용되면, 보다 큰 속도 이득이 달성된다. 또한, 더 큰 속도 이득을 얻기 위해, 상이한 공간 해상도들이 포인트 스프레드 함수의 상이한 성분들에 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 1[실선(solid line)]은, 하나의 가파른 중심부(steep central portion)(10)와 하나의 넓은 꼬리부(wide tail portion)(12)를 갖는 하나의 예시적인 LED 포인트 스프레드 함수를 나타낸다. 이러한 형태에서, 실제 포인트 스프레드 함수는, 도시한 바와 같이, 하나의 협저 가우스 성분(narrow base Gaussian component; 14A)과 하나의 광저 가우스 성분(wide base Gaussian component; 14B)으로 분해될 수 있다.
광저 가우스 성분(14B)(점선)은, 협저 가우스 세그멘트(14A)(파선)에 비해, 비교적 작은 이미지 인텐시티(relatively little image intensity)를 제공한다(contribute). 또한, 광저 가우스 성분(14B)은 협저 가우스 성분(14A)보다 더 느리게 변화한다. 따라서, 광저 가우스 성분(14B)에 대한 유효 루미넌스 패턴이 상당히 낮은 공간 해상도에서 컴퓨터계산될 수 있는 반면, 협저 가우스 성분(14A)에 대한 하나의 유효 루미넌스 패턴은 알맞게 높은(moderately high) 공간 해상도에서 결정될 수 있다. 이것은 협저 가우스 성분(14A)에 포함된 이미지 인텐시티 정보의 상당한 부분(a substantial portion)을 보존하고(preserve), 또한 비교적 빠른데(still relatively fast), 그것은 협저 가우스 세그멘트의 유효 서포트(effective support)가 작고 이에 따라 소수의 LCD 화소들이 그 성분에 의해 커버되기 때문이다. 이와 대조적으로, 광저 가우스 성분(14B)은 비교적 작은 이미지 인텐시티 정보를 포함하기 때문에, 그 성분은, 각 성분에 대해 유도된 패턴들을 조합함으로써 만들어진 전체 유효 루미넌스 패턴의 해상도를 대체로 저하시키지(degrading) 않고 낮은 해상도에서 비교적 신속하게 처리될 수 있다.
8-비트 세그멘테이션
이미지 데이터는 전형적으로 16-비트 워드 형식(word form)으로 제공된다. 고급(high-end) [즉, 더 값비싼] 그래픽 프로세서들은 일반적으로 16-비트 도메인에서(in the 16-bit domain) 컴퓨터계산을 수행한다. 그러한 프로세서들은 16-비트, 또는 16-비트 연산들(bit operations)을 신속하게 수행할 수 있는 부동 소수점 산술 연산 유닛(floating point arithmetic units)을 제공해(dedicate) 왔다. 16-비트 연산들을 신속하게 수행할 수 있는 고급 프로세서의 필요성은 8-비트 도메인에서 유효 루미넌스 패턴을 컴퓨터계산하는 것에 의해 완화될(alleviated) 수 있다. 그러한 컴퓨터계산은 덜 비싼 프로세서들에 의해 상당히 빨리(reasonably quickly) 수행될 수 있다.
각 LED의 포인트 스프레드 함수는, LED의 중간에 대한 거리 대 인텐시 티(intensity versus distance)의 2 디멘션 함수(two dimensional function)이다. 그러한 포인트 스프레드 함수는 복수의 16-비트 데이터 워드(data words)에 의해 특징지어질 수 있다. 포인트 스프레드 함수가 조회 테이블(look up table)에 의해 표시되면, 포인트 스프레드 함수를 정의하는데(to define) 수많은 16-비트 값들이 필요하며, 예를 들어 LED를 중심으로 한 하나의 원(circle)상에 있거나 그 안에 있으며, 포인트 스프레드 함수의 서포트에 상응하는 반경을 갖는, 각 LCD 화소에 대해 하나의 값이 제공될 수 있다.
그러한 16-비트 데이터 워드 각각은 하나의 8-비트 하이 바이트 성분과 하나의 8-비트 로우 바이트 성분[16-비트 값(A)은 A = B *28 + C 이도록, 두 개의 8-비트 값들(B 및 C)로 나뉠 수 있는데, 여기서 B는 "하이 바이트(high byte)"이고 C는 "로우 바이트(low byte)"임)]을 가진다. 8-비트 값들은, 필요한 모든 스케일링과 조작 연산들(scaling and manipulation operations)이 입력 16-비트 데이터에 인가된 후에만, 추출되는 것이 바람직하다. 도 2A는 16-비트 포인트 스프레드 함수를 나타낸 것이고; 도 2B 및 2C는 도 2A의 16-비트 포인트 스프레드 함수의 8-비트 하이 및 로우 바이트 성분들을 각각 나타낸 것이다.
16-비트 데이터 워드는 20 - 1 내지 216 - 1 (즉, 0 에서 65535 까지)의 정수값들을 나타낼 수 있다. 8-비트 바이트는 20 - 1 내지 28 - 1 (즉, 0 에서 255 까지)의 정수값들을 나타낼 수 있다. 8-비트 하이 바이트 성분에 의해 특징지어지는 포인트 스프레드 함수의 [앞서 정의된 바와 같은] "서포트(support)"는 전체로서의 포인트 스프레드 함수의 서포트보다 더 작다(폭이 좁다). 이것은, 전체로서의 포인트 스프레드 함수를 특징짓는 16-비트 데이터 워드가 65535 가능값들의 범위중에서 값 255에 도달할 때, 8-비트 하이 바이트 성분이 그 255 가능 값들의 가장 낮은 값(0)에 도달하기 때문이다. 나머지 255 값들은 0(zero)과 동일한 하이 바이트 성분의 값이 로우 바이트 성분에 의해 제공된다. 그에 따라, 협저 8-비트 하이 바이트 성분에 상응하는 유효 루미넌스 패턴은, 이미지 인텐시티 정보의 본질적인 손실없이, 신속하게 결정될 수 있다. 상술한 해상도 감소 및/또는 다른 기술들은, 8-비트 하이 바이트 성분에 대한 유효 루미넌스 패턴의 결정을 더 가속(speed up) 시키기 위해 사용될 수 있다.
8-비트 로우 바이트 성분에 의해 특징지어지는 포인트 스프레드 함수의 서포트는 비교적 넓다. 특히, 8-비트 로우 바이트 성분이 255 가능값들만을 가지기는 하나, 그러한 값들은 [전체로서의 포인트 스프레드 함수에 대한 65535 값들 중에서] 255 에서 0 으로 감소되고, 그러한 255 값들은 255 최하위 인텐시티 레벨들(lowest intensity levels)[즉, 하이 바이트 성분의 값이 0과 동일한 레벨들]에 해당한다. 이러한 255 레벨들은 그 주변부의(in its peripheral parts) 포인트 스프레드 함수의 값들을 나타낸다.
로우 바이트 성분은 두 개의 영역들(regions)로 분리될 수 있다. 중심 구역( a central region)이, 하이 바이트 성분에 의해 특징지어지는 포인트 스프레드 함수가 0에 도달하는 경계내에 있다. 중심 구역에서, 오리지널 16-비트 포인트 스프레드 함수가 알맞게 완만하면(reasonably smooth), 로우-바이트 성분은 (도 3에 도 시된 것처럼) 불규칙한 톱니 패턴(saw-tooth pattern)으로 변화하는 것이 일반적이다. 이것은, 중심 영역에서, 포인트 스프레드 함수의 로우 바이트 성분에 의해 특징지어지는 부분(portion)이 하이 바이트 성분에 의해 특징지어지는 포인트 스프레드 함수 부분을 증가시키기(augment) 때문이다.
예를 들어, 16-비트 값 10239으로부터 16-비트 값 9728로의 변이(transition)를 생각해 보기로 한다. 16-비트 값 10239는 39의 하이 바이트 성분 값과 255의 로우 바이트 성분 값을 가진다(즉, 39*256 + 255 = 10239). 따라서, 포인트 스프레드 함수에 대한 로우 바이트 성분의 기여도는 처음에(initially) 255 이고, 하이 바이트 성분의 기여도는 처음에 39 이다. 로우 바이트 성분의 기여도가, 255로부터 0으로 완만하게 감소하는 반면, 하이 바이트 성분의 기여도의 값은 39로 남아있다[오리지널 16-비트 포인트 스프레드 함수가 9984 (즉, 39*256 + 0) 값을 가지는 점(point)]. 포인트 스프레드 함수에 대한 하이 바이트 성분의 기여도의 값은 그 다음에 39 에서 38 로 완만하게 변화하나, 그러한 변화는 포인트 스프레드 함수에 대한 로우 바이트 성분의 기여도의 값의 (0 에서 255 까지의) 가파른 변화를 수반한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 오리지널 포인트 스프레드 함수의 반경(R)의 내측에 있어서, 포인트 스프레드 함수에 대한 로우 바이트 성분의 기여도의 얻어진(resulting) 톱니 패턴은 오리지널 포인트 스프레드 함수의 특징을 나타낸다. 반경(R)의 외측에 있어서, 포인트 스프레드 함수에 대한 하이 바이트 성분의 기여도의 값은 0이며, 로우 바이트 성분의 기여도의 값은 완만하게 변화한다.
포인트 스프레드 함수의 로우-바이트 성분으로부터의 기여도는, 원하지 않는 아티팩트를 피하기 위해 이 두 구역들[즉, 반경(R)의 내측과 외측]에서 상이하게 처리될 수 있다. 예를 들어, 반경(R)의 내측 영역에 포함된 이미지 인텐시티 정보의 대부분(substantial portion)을 보존하기 위해, 전술한 바와 같이, 포인트 스프레드 함수에 대한 하이 바이트 성분의 기여도에 대한 유효 루미넌스 패턴을 결정하기 위해 사용되는 동일한 비교적 높은 해상도를 사용하여, 그 영역에 대한 유효 루미넌스 패턴을 결정하는 것이 바람직하다. 이와 대조적으로, 반경(R) 외측의 영역에 대한 유효 루미넌스 패턴은, 이미지 인텐시티 정보의 큰 손실없이, 더 낮은 해상도를 사용하여 결정될 수 있다.
3개의 포인트 스프레드 함수 세그멘트들[즉, 하이 바이트 성분, 반경(R) 내측의 로우 바이트 성분의 영역, 및 반경(R) 외측의 로우 바이트 성분의 영역]이 전술한 바와 같이 처리된 후에, 그 결과물은 LCD 레이어의 해상도와 정합시키기(match) 위해 개별적으로 업-샘플링된(up-sampled) 다음, 인가된 적절한 스케일링 팩터들(scaling factors)과 재조합된다(recombined). 재조합은, 하이 바이트 성분에 대한 값에 256을 곱한 후에, 두 곳의 로우 바이트 성분 영역들에 대한 값들과 하이 바이트 성분에 대한 값의 덧셈을 수반하는(involve) 것이 일반적이다.
보간법(Interpolation)
유효 루미넌스 패턴 값이, LCD 레이어의 해상도보다 낮은 해상도를 사용하여 결정된다면, LCD 레이어의 해상도와 정합되도록 그 값을 업-샘플링할(up-sample) 필요가 있다. 낮은 해상도 이미지를 높은 해상도 이미지로 업-샘플링하기 위한 보간법 기술이 잘 알려져 있는데, 선형 및 가우스 기반 기술(linear and Gaussian based techniques)이 그러하다. 그러한 종래 기술들이 상술한 기술들과 동시에 사용될 수 있기는 하나, 특정 디스플레이 구성(configuration)에 대해 최적화된 보간 기술을 사용함으로써 정밀도나 속도, 또는 모두 개선될 수 있다. 최적화는 높은 해상도 이미지 압축을 촉진하고, 원하지 않는 보간 아티팩트의 도입을 최소화하며, 이미지 렌더링 시간(image rendering time)을 감소시킨다. 극단적인 경우에, LED 레이어의 해상도를 정합시키기 위해 유효 루미넌스 패턴 해상도의 해상도를 감소시키기 위해 보간 기술이 사용될 수 있다.
종래의 보간 기술은, 종종 특정 예비-보간 데이터(pre-interpolation data)와 함께 사용하도록 또는 특정 보간 함수들과 함께 사용하도록 제한된다. 선택된 보간 함수를 갖는 예비-보간 데이터의 콘볼루션(convolution)이 실제(actual) 유효 루미넌스 패턴과 적절히 유사한 하나의 유효 루미넌스 패턴을 산출한다면(will yield), 유효 루미넌스 패턴의 해상도를 LCD 디스플레이의 해상도와 일치시키기 위해 사용되는 보간 기술은, 그러한 제한에 따를 필요가 없다.
필요한 유사성의 정도(required degree of similarity)는 디스플레이 용도(또는 적용예 : application)에 좌우된다. 상이한 용도는 상이한 유사성의 정도(different degrees of similarity)를 필요로 하는데 - [그래도 비교적 큰 편차가 대부분의 관찰자들에게 허용될 수 있는 품질의 이미지들을 가져오는 텔레비전 또는 컴퓨터 게임기들을 포함하는 용도들과 같은] 몇몇 용도에서는 큰 편차가 허용 될 수 있는 반면, 다른 용도에서는 비교적 작은 편차가 받아들이기 어려울 정도로 관찰자를 혼란스럽게(distract) 할 수 있다. 따라서, 보간 기술을 실제(actual) LED 구동값들에 또는 실제 LED 포인트 스프레드 함수에 직접 적용할 필요가 없다.
예를 들어, 도 5는, LED 레이어의 해상도와 정합하도록 유효 루미넌스 패턴의 해상도를 감소시키기 위해 반복-유도 보간 기술(iteratively-derived interpolation technique)을 사용함으로써 얻은 결과를 나타낸다. LED 레이어의 해상도의 화소 값들은 LED 구동값들이 아니라 - 보간 전의 유효 루미넌스 패턴의 루미넌스 값들이다. 보간 함수는 표준 반복 방법(standard iteration methods)과 무작위 시작 조건(random starting condition)을 사용하여 결정될 수 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 유효 루미넌스 패턴값들을 갖는 반복-유도 보간 함수의 콘볼루션(convolution of the iteratively-derived interpolation function)은 실제 유효 루미넌스 패턴과 알맞게 근접한(reasonably close) 결과를 얻는다.
여러 가지 상이한 보간 기술들이 사용될 수 있다. 선택된 보간 함수와 그 함수와 함께 사용하기 위해 선택된 입력 파라미터들(input parameters)이 실제 유효 루미넌스 패턴과 알맞게 근접한 결과를 내놓으면(yield), 보간 함수와, LED의 포인트 스프레드 함수, LED 구동값들 또는 디스플레이의 여하한 다른 특성 사이의 상호관계(correlation)가 필요하지 않다.
실시예
도 6은 본 발명의 몇몇 예시적인 실시예들을 나타내기 위한 것이다. 도 6은, 하나의 변조 광원 레이어(32)와 하나의 디스플레이 레이어(34)를 포함하여 구성되는 하나의 디스플레이(30)를 나타낸다. 광원 레이어(32)는 예를 들어, 다음을 포함하여 구성될 수 있다:
* LED와 같은 제어가능 광원의 하나의 어레이;
* 하나의 고정-인텐시티 광원과 상기 광원으로부터의 빛의 인텐시티를 공간적으로 변조하도록 배치된 하나의 광 변조기;
* 이들의 몇몇 결합.
도시된 실시예에서, 광원 레이어(32)는 LED들의 하나의 어레이(33)를 포함하여 구성된다.
디스플레이 레이어(34)는, 광원 레이어(32)로부터 디스플레이 레이어(34)에 입사되는(incident) 빛의 인텐시티를 더 공간적으로 변조시키는 하나의 광 변조기를 포함하여 구성된다. 디스플레이 레이어(34)는, 예를 들어, 하나의 LCD 패널 또는 다른 투과형 광 변조기를 포함하여 구성될 수 있다. 디스플레이 레이어(34)는 전형적으로 광원 레이어(32)의 해상도보다 높은 해상도를 가진다. 광원 레이어(32)로부터 디스플레이 레이어(34)까지 빛을 운반하기에(carrying) 적합한 광학 구조체들(optical structures)(36)이 광원 레이어(32)와 디스플레이 레이어(34) 사이에 구비될 수 있다. 광학 구조체들(36)은 오픈 스페이스(open space), 광 확산장치(light diffusers), 시준기(collimators) 등의 구성요소들을 포함하여 구성될 수 있다.
도시된 실시예에서, 하나의 데이터 프로세서(42), 광원 레이어(32)를 제어하 기 위한 적절한 인터페이스 전자장치(interface electronics)(44A) 및 디스플레이 레이어(34)를 제어하기 위한 디스플레이 레이어 인터페이스(44B)를 포함하여 구성되는 하나의 제어장치(40)가, 디스플레이(30)에 표시될 이미지들을 설정하는(specify) 이미지 데이터(46)를 수신한다. 제어장치(40)는, 사람(들)의 관찰을 위한 원하는 이미지를 만들기 위해 광원 레이어(34)의 발광소자들(light emitters)[예를 들어, LED들(33)]과 디스플레이 레이어(34)의 화소들(35)을 구동시킨다. 프로세서(42)에 액세스가능한 프로그램 저장장치(program store)(46)는, 프로세서(42)에 의해 실행될 때(executed) 프로세서(42)로 하여금 본 명세서에 설명된 방법을 수행하게 하는 소프트웨어 명령어들을 가지고 있다.
제어장치(40)는, 이미지 데이터(48)에 의해 설정된 이미지를 표시하기 위해, 광원 레이어(32)와 디스플레이 레이어(34)를 제어하기 위한 적절한 소프트웨어/하드웨어 인터페이스들을 갖는 하나의 적절한 프로그램 컴퓨터(programmed computer)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 7은, 도 6에 나타낸 일반적인 유형의 디스플레이에 이미지 데이터를 표시하기 위한 방법(50)을 나타낸다. 방법(50)은 블록(52)에서 이미지 데이터(48)를 수신함으로써 시작된다. 블록(54)에서, 광원 레이어(32)에 대한 제1 구동 신호들이 이미지 데이터(48)로부터 유도된다. 적절한 공지 방법들이 블록(54)에서 제1 구동 신호들을 얻기 위해 적용될 수 있다.
블록(56)에서 방법(50)은 하나의 유효 루미넌스 패턴을 컴퓨터계산한다. 유효 루미넌스 패턴은 제1 구동 신호들과, 광원 레이어(32)의 광원에 대한 알려진 포 인트 스프레드 함수들로부터 컴퓨터계산될 수 있다. 블록(56)은, 디스플레이 레이어(34)의 해상도보다 낮은 해상도에서 유효 루미넌스 패턴을 컴퓨터계산한다. 예를 들어, 블록(56)은, 디스플레이 레이어(34)의 해상도보다 각 디멘션(dimension)에서 4 또는 그보다 더 작은 팩터(factor)[몇몇 실시예에서는, 각 디멘션에서 4 내지 16 만큼 더 작은 범위에 있는(in the range of 4 to 16 smaller) 팩터]인 해상도에서 유효 루미넌스 패턴을 컴퓨터계산한다.
블록(58)에서 컴퓨터계산된 유효 루미넌스 패턴을, 블록(60)에서, 디스플레이 레이어(34)의 해상도로 업샘플링한다. 이것은 예를 들어 적절한 보간 기술을 사용하여 행할 수 있다. 블록(62)에서, 디스플레이 레이어에 대한 제2 구동 신호들은, 업샘플링된 유효 루미넌스 패턴과 이미지 데이터로부터 결정된다. 제2 구동 신호들은 디스플레이 레이어의 알려진 특성들, 그리고 원하는 이미지 보정(corrections), 색상 보정 등을 또한 고려할 수 있다.
블록(54)에서 얻은 제1 구동 신호는, 블록(64)에서, 광원 레이어에 인가되고(applied), 블록(62)의 제2 구동 신호는 관찰을 위한 이미지를 표시하기 위해 디스플레이 레이어에 인가된다.
도 8은, 하나의 유효 루미넌스 패턴을 컴퓨터계산하기 위한 방법(70)을 나타낸다. 방법(70)은 방법(50)의 블록(56)내에서 적용될 수 있거나 다른 환경(contexts)에서 사용될 수 있다. 방법(70)은 광원 레이어(32)의 광원에 대한 포인트 스프레드 함수의 각 성분에 대한 하나의 ELP를 컴퓨터계산함으로써 시작한다[블록들(72A, 72B 및 72C) - 집단적으로는 블록들(72)]. 블록들(72)은 임의의 순서 대로(in any sequence) 수행될 수 있거나 서로 병행적으로 수행될 수 있다. 도 8은, 3개의 PSF 성분들(73A, 73B 및 73C)과 3개의 상응하는 블록들(72)을 나타낸다. 이 방법은 둘 또는 그보다 많은 PSF 성분들(73)로 실시될 수 있다.
포인트 스프레드 함수(PSF)의 성분들은 일반적으로 미리 결정되어질 것이다. 각 성분의 표시는 프로세서(42)에 액세스가능한 위치에 저장된다. 각 블록들(72)은, 광원 레이어(32)의 각 광원에 대해, 포인트 스프레드 함수의 하나의 성분을 정의하는(define) 값들에, 광원의 인텐시티를 표시하는 하나의 값을 곱하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다. 블록들(72)에서 결정된 유효 루미넌스 패턴들은, 블록(74)에서, 제1 구동 신호들을 광원 레이어(32)에 인가함으로써 만들어질 수 있는 유효 루미넌스 패턴의 전체 예상치(overall estimate)를 산출하기 위해, 예를 들어 덧셈에 의해, 조합된다(combined).
도 9는, 유효 루미넌스 패턴들을 컴퓨터계산하기 위해 적용될 수 있는 방법(80)을 도시한다. 이 방법(80)은 다음에 적용될 수 있다:
* 방법(50)의 블록(56)에서 유효 루미넌스 패턴을 컴퓨터계산하는 단계; 또는
* 방법(70)의 블록들(72)에서 포인트 스프레드 함수의 개별적 성분들에 대한 유효 루미넌스 패턴을 컴퓨터계산하는 단계; 또는
* 다른 환경에서 적용.
방법(80)은 광원 레이어(32)의 하나의 광원에 대한 포인트 스프레드 함수(또 는 하나의 PSF 성분)를 특징짓는 데이터와, 광원이 제1 구동 신호들의 제어하에 얼마나 강하게(intensely) 동작할 것인지를 나타내는 데이터에 의해 블록(82)에서 시작된다. 방법(80)은 여러 공간 위치들에서 유효 루미넌스 패턴에 대한 광원의 기여도를 특징짓는 한 세트의 값들을 얻기 위해 그러한 값들을 (예를 들어, 그들을 서로 곱함으로써) 조합한다.
블록(84)은 결과 값들(resulting values)의 높은자리 및 낮은자리 성분들(high-order and low-order components)을 얻는다. 몇몇 실시예에서, 결과 값들은 16-비트 워드(bit words)이며, 높은자리 성분은 8-비트 바이트(byte)이고, 낮은자리 성분은 8-비트 바이트이다.
ELP에 대한 기여도는 블록(86 및 88)에서 높은자리 및 낮은자리 성분들에 대해 개별적으로 결정된다. 각 광원에 대해, 값들이 블록(86)의 높은자리 기여도에 포함된 서포트의 구역(the area of support)은, 값들이 블록(88)의 낮은자리 기여도에 포함된 서포트의 영역보다 일반적으로 크게 작다.
블록(88)은, 높은자리 기여도의 서포트의 구역의 밖에 위치된 포인트들[블록(92)]이 아닌 높은자리 기여도의 서포트의 영역내에 위치된 포인트들[블록(90)]에 대한 낮은자리 기여도를 컴퓨터계산하는 것이 전형적이다. 블록들(86, 90 및 92)은 임의의 순서대로 또는 병행적으로 수행될 수 있다.
블록(94)에서, 블록들(86, 90 및 92)로부터의 기여도들이 전체 ELP를 얻기 위해 조합된다. 블록들(86, 90 및 92)에서의 컴퓨터계산은, 높은자리 및 낮은자리 성분들이 8-비트 바이트 또는 그보다 작을 경우에, 8-비트 도메인에서 [즉, 8-비트 피연산자에 의한(on 8-bit operands) 8-비트 연산들을 사용하여] 주로 또는 완전히(primarily or entirely) 수행될 수 있다.
본 발명의 특정한 실시예들은, 프로세서들로 하여금 본 발명의 방법을 수행하게 하는 소프트웨어 명령어들을 실행하는, 컴퓨터 프로세서들을 포함하여 구성된다. 예를 들어, 컴퓨터 또는 다른 디스플레이 제어장치의 하나 또는 그보다 많은 프로세서들이, 프로세서들에 접근가능한 프로그램 메모리의 소프트웨어 명령어들을 실행함으로써 도 7, 8 또는 9의 방법들을 수행할 수 있다. 본 발명은 또한 프로그램 제품의 형태로 제공될 수 있다. 이 프로그램 제품은, 하나의 데이터 프로세서에 의해 실행될 때, 데이터 프로세서로 하여금 본 발명의 방법을 실행하게 하는, 명령어들을 포함하여 구성되는 한 세트의 컴퓨터-판독가능 신호들(computer-readable signals)을 가지는(carry) 매체를 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 프로그램 제품은 광범위한 종류의 형태일 수 있다. 프로그램 제품은, 예를 들어, 플로피 디스켓, 하드 디스크 드라이브를 포함하는 자기 데이터 저장 매체, CD ROM, DVD를 포함하는 광학 데이터 저장 매체, ROM, 플래시 RAM 또는 그 동등물을 포함하는 전자 데이터 저장 매체와 같은 유형적(physical) 매체 또는 디지털 또는 아날로그 통신 링크와 같은 전송형 매체(transmission-type media)를 포함하여 구성될 수 있다. 프로그램 제품의 컴퓨터-판독가능 신호들은 선택적으로 압축되거나 암호화될 수 있다.
하나의 구성요소[예를 들어, 부재(member), 부품(part), 어셈블리, 장치, 프로세서, 제어장치, 시준기(collimator), 회로 등]가 위에서 언급된 경우, 달리 표 시되지 않는 한, 그러한 구성요소에 대한 언급("수단"에 대한 언급 포함)은, 그 설명된, 구성요소의 기능을 수행하는(즉, 기능적으로 균등한) 구성요소를 어느 것이든, 그 구성요소의 균등물로서 포함하는 것으로 해석되어야 하며, 이 때 설명된 구조와 구조적으로 동일하지 않으나, 예를 들어 설명한 본 발명의 실시예들에서의 기능을 수행하는 구성요소들을 포함한다.
전술한 설명에 비추어 당업자들에게 명백할, 수많은 변경과 변형이 본 발명의 정신 또는 범위를 벗어나지 않고서 본 발명의 실시에 있어 가능할 것이다. 예를 들면 다음과 같다:
* 광원 레이어는, 서로 다른 포인트 스프레드 함수들을 갖는, 복수의 상이한 유형의 광원을 포함하여 구성될 수 있다;
* 디스플레이는 하나의 색상 디스플레이를 포함하여 구성될 수 있으며, 상술된 컴퓨터계산(computations)은 복수의 색상의 각각에 대해 개별적으로 수행될 수 있다.
복수의 예시 양상들(example aspects)과 실시예들을 상술하였으나, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들은 그 일정한 변형, 치환, 부가 및 하위-결합(sub-combinations)을 알 수 있을 것이다. 따라서, 다음의 첨부된 특허청구범위와 이후 소개될 특허청구범위는 그 참된 범위내에 있는 그러한 모든 변형, 치환, 부가 및 하위결합을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (43)

  1. 하나의 광원(light source) 레이어와 하나의 디스플레이 레이어(display layer)를 포함하여 구성되는 디스플레이에 이미지를 표시하기 위한 것으로서,
    광원 레이어(light source layer)의 광원에 대한 구동값들(driving values)을 결정하는 단계와;
    상기 디스플레이 레이어의 공간 해상도(spatial resolution) 보다 낮은 제1 공간 해상도에서 광원 레이어의 유효 루미넌스 패턴(effective luminance pattern)을 결정하는 단계와; 그리고,
    유효 루미넌스 패턴의 공간 해상도를 상기 디스플레이 레이어의 해상도에 상응하는 제2 공간 해상도까지 증가시키는 단계를 포함하여 구성되는, 디스플레이에의 이미지 표시 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 레이어의 해상도가, 적어도 1 디멘션에서(in at least one dimension) 유효 루미넌스 패턴을 결정하는데 사용되는 해상도보다 적어도 4배 더 큰, 디스플레이에의 이미지 표시 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 디스플레이 레이어의 해상도가, 2 디멘션의 각각에서(in each of two dimensions) 유효 루미넌스 패턴을 결정하는데 사용되는 해상도보다 적어도 8배 더 큰, 디스플레이에의 이미지 표시 방법.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 유효 루미넌스 패턴의 공간 해상도를 증가시키는 단계가 유효 루미넌스 패턴을 정의하는(define) 데이터에 보간(interpolation)을 수행하는 단계를 포함하여 구성되는, 디스플레이에의 이미지 표시 방법.
  5. 제1항 내지 제4항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 광원 레이어의 유효 루미넌스 패턴을 결정하는 단계가,
    광원 레이어의 광원들에 대한 하나의 포인트 스트레드 함수(point spread function)의 복수의 성분들(components)의 각각에 대한 유효 루미넌스 패턴의 기여도(contribution)를 결정하는 단계와; 그리고,
    성분들 각각의 유효 루미넌스 패턴의 기여도를 조합하는(combine) 단계를 포함하여 구성되는, 디스플레이에의 이미지 표시 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 성분들이 각각 하나의 가우스 성분(a Gaussian component)인, 디스플레이에의 이미지 표시 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 포인트 스프레드 함수가 복수의 성분들의 모든 성분들의 합계(sum)인, 디스플레이에의 이미지 표시 방법.
  8. 제5항 내지 제7항중의 어느 한 항에 있어서, 성분들이 각각 제1 공간 해상도에서 표시되는, 디스플레이에의 이미지 표시 방법.
  9. 제5항 내지 제7항중의 어느 한 항에 있어서, 둘 또는 그보다 많은 성분들이 서로 다른 공간 해상도들에서 표시되는, 디스플레이에의 이미지 표시 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 유효 루미넌스 패턴에 대한 기여도를 조합하는 단계 전에, 성분들 각각의 공간 해상도를 제2 공간 해상도까지 증가시키는 단계를 포함하여 구성되는, 디스플레이에의 이미지 표시 방법.
  11. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 유효 루미넌스 패턴에 대한 기여도를 조합하는 단계가, 포인트 스프레드 함수를 복수의 성분들로 분해시키기 위해 적용되는 연산의 수학적 역함수(a mathematical inverse of an operation)를 적용하는 것을 포함하여 구성되는, 디스플레이에의 이미지 표시 방법.
  12. 제5항 내지 제11항중의 어느 한 항에 있어서, 포인트 스프레드 함수의 복수의 성분들의 각각에 대한 유효 루미넌스 패턴의 하나의 기여도를 결정하는 단계가, 그 포인트 스프레드 함수의 두 성분들의 각각에 대해 하나의 상이한 서포트 구역(support area)에 걸쳐 수행되는, 디스플레이에의 이미지 표시 방법.
  13. 제1항 내지 제12항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 광원 레이어의 유효 루미넌스 패턴을 결정하는 단계가:
    광원 레이어의 복수의 광원들의 각각에 대해:
    한 세트의 포인트 스프레드 함수 값들의 높은자리 및 낮은자리 부분들(higher-order and lower-order parts)의 유효 루미넌스 패턴에 대한 기여도들을 개별적으로(separately) 결정하는 단계와; 그리고,
    높은자리 및 낮은자리 포인트 스프레드 함수 값들의 유효 루미넌스 패턴에 대한 기여도들을 조합하는 단계를 포함하여 구성되는, 디스플레이에의 이미지 표시 방법.
  14. 제13항에 있어서, 포인트 스프레드 함수 값들이, 16 비트 워드(16-bit words)를 포함하여 구성되고, 포인트 스프레드 함수 값들의 세트의 높은자리 및 낮은자리 부분들이 8-비트 워드를 포함하여 구성되는, 디스플레이에의 이미지 표시 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 포인트 스프레드 함수 값들의 세트의 높은자리 및 낮은자리 부분들의 유효 루미넌스 패턴에 대한 기여도들을 결정하는 단계가, 포인트 스프레드 함수 값들의 세트의 높은자리 부분들이 아닌 포인트 스프레드 함수의 세트의 낮은자리 부분들에 대한 더 큰 서포트 구역에 걸쳐 수행되는, 디스플레이에의 이미지 표시 방법.
  16. 제15항에 있어서, 포인트 스프레드 함수 값들의 세트의 높은자리 및 낮은자리 부분들의 유효 루미넌스 패턴에 대한 기여도들을 결정하는 단계가,
    포인트 스프레드 함수 값들의 높은자리 및 낮은자리 부분들의 서포트 구역의 교차점(intersection)과; 그리고,
    포인트 스프레드 함수 값들의 높은자리 부분들에 대한 서포트 구역의 외측에 있는 포인트 스프레드 함수 값들의 낮은자리 부분들에 대한 서포트 구역의 부분(the part of the support area)의;
    각각에 대한 하나의 기여도를 개별적으로 결정하는 것을 포함하여 구성되는, 디스플레이에의 이미지 표시 방법.
  17. 제13항 내지 제16항의 어느 한 항에 있어서, 포인트 스프레드 함수 값들의 높은자리 부분의 포인트 스프레드 함수가 0(zero)과 동일한, 하나의 반경(R)을 결정함으로써 포인트 스프레드 함수 값들의 높은자리 부분들에 대한 하나의 서포트 구역을 확인하는(identify) 단계를 포함하여 구성되는, 디스플레이에의 이미지 표시 방법.
  18. 제13항 내지 제18항의 어느 한 항에 있어서, 포인트 스프레드 함수 값들의 높은자리 부분들의 서포트 구역의 범위내 및 그 외측의 상이한 해상도들에서 포인트 스프레드 함수 값들의 세트의 낮은자리 부분들의 유효 루미넌스 패턴에 대한 기 여도를 결정하는 단계를 포함하여 구성되는, 디스플레이에의 이미지 표시 방법.
  19. 제18항에 있어서, 포인트 스프레드 함수 값들의 높은자리 부분들의 서포트 구역의 범위내의 높은 해상도(higher resolution)에서 그리고 포인트 스프레드 함수 값들의 높은자리 부분들의 서포트 구역의 외측의 낮은 해상도(lower resolution)에서 포인트 스프레드 함수 값들의 세트의 낮은자리 부분들의 유효 루미넌스 패턴에 대한 기여도를 결정하는 단계를 포함하여 구성되는, 디스플레이에의 이미지 표시 방법.
  20. 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 프로세서로 하여금 제1항 내지 제19항중의 어느 한 항에 따른 하나의 방법을 실행하게 하는 컴퓨터 명령어들을 가지는(carrying) 컴퓨터-판독가능 매체(computer-readable medium).
  21. 하나의 광원 레이어와 하나의 디스플레이 레이어를 포함하여 구성되는 하나의 디스플레이를 제어하기 위한 것으로서,
    이미지 데이터로부터의 광원 레이어의 광원들에 대한 제1 구동값들(first driving values)을 결정하고;
    상기 디스플레이 레이어의 하나의 공간 해상도보다 낮은 제1 공간 해상도에서 상기 광원 레이어의 하나의 유효 루미넌스 패턴을 결정하며;
    상기 유효 루미넌스 패턴의 공간 해상도를 상기 디스플레이 레이어의 해상도에 상응하는 제2 공간 해상도까지 증가시키고; 그리고,
    적어도 상기 이미지 데이터와 유효 루미넌스 패턴에 기초하여 상기 디스플레이 레이어에 대한 제2 구동값들을 결정하도록 구성된:
    하나의 제어장치(controller)와;
    상기 광원 레이어에 제1 구동값들을 인가하기 위해 상기 광원 레이어에 연결가능한 제1 인터페이스(interface)와; 그리고,
    디스플레이 레이어에 제2 구동값들을 인가하기 위해 디스플레이 레이어에 연결가능한 제2 인터페이스를 포함하여 구성되는, 디스플레이 제어 장치.
  22. 제21항에 있어서, 제1 인터페이스에 연결된 하나의 광원 레이어와 제2 인터페이스에 연결된 하나의 디스플레이 레이어를 포함하여 구성되는, 디스플레이 제어 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 광원 레이어가 복수의 개별적-제어가능 광원들(individually-controllable light sources)을 포함하여 구성되는, 디스플레이 제어 장치.
  24. 제22항에 있어서, 상기 광원 레이어가 발광 다이오드들(light-emitting diodes)의 하나의 어레이를 포함하여 구성되는, 디스플레이 제어 장치.
  25. 제22항에 있어서, 상기 광원 레이어가 하나의 광원과, 상기 광원에 의해 방출된 빛을 변조시키도록 배치된 하나의 변조기를 포함하여 구성되는, 디스플레이 제어 장치.
  26. 제21항 내지 제25항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 디스플레이 레이어가, 복수의 개별적-제어가능 화소들(individually-controllable pixels)을 갖는 하나의 투과형 변조기(transmission-type modulator)를 포함하여 구성되는, 디스플레이 제어 장치.
  27. 제21항 내지 제26항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 디스플레이 레이어가 하나의 LCD 패널(panel)을 포함하여 구성되는, 디스플레이 제어 장치.
  28. 제21항 내지 제25항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 디스플레이 레이어의 해상도가 제1 공간 해상도보다 적어도 4배 더 큰, 디스플레이 제어 장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 디스플레이 레이어의 해상도가 2 디멘션의 각각에서(in each of two dimensions) 제1 공간 해상도보다 적어도 8배 더 큰, 디스플레이 제어 장치.
  30. 제21항 내지 제29항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 유효 루미넌스 패턴을 정의하는 데이터에 보간을 수행함으로써 유효 루미넌스 패턴의 공간 해상도를 증가시키기 위한 수단을 포함하여 구성되는, 디스플레이 제어 장치.
  31. 제21항 내지 제31항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제어장치에 액세스가능하고 광원 레이어의 광원들에 대한 포인트 스프레드 함수의 복수의 성분들을 정의하는 정보를 포함하는 하나의 데이터 기억장치(data store)를 포함하여 구성되고, 상기 제어장치가 각 성분들에 상응하는 유효 루미넌스 패턴에 대한 기여도들을 개별적으로 평가하고, 조합하도록 구성된, 디스플레이 제어 장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 각 성분들이 하나의 가우스 성분(a Gaussian component)인, 디스플레이 제어 장치.
  33. 제32항에 있어서, 가우스 성분들에 직접 연산하는 하나의 함수를 제공하는 하나의 하드웨어 프로세서(hardware processor)를 포함하여 구성되는, 디스플레이 제어 장치.
  34. 제1항 내지 제33항중의 어느 한 항에 있어서, 각 성분들에 상응하는 유효 루미넌스 패턴에 대한 기여도들의 공간 해상도를 제2 공간 해상도까지 증가시키기 위한 하나의 업샘플러(upsampler)를 포함하여 구성되는, 디스플레이 제어 장치.
  35. 제21항 내지 제34항중의 어느 한 항에 있어서, 데이터의 높은자리 부분에 상응하는 유효 루미넌스 패턴의 하나의 성분과 데이터의 낮은자리 부분에 상응하는 유효 루미넌스 패턴의 하나의 성분을 결정하기 위한 수단을 포함하여 구성되는, 디스플레이 제어 장치.
  36. 제35항에 있어서, 데이터의 높은자리 부분들에 상응하는 유효 루미넌스 패턴의 하나의 성분을 결정하기 위한 수단이, 제어장치의 프로세서로 하여금 주로(primarily) 8-비트 도메인에서 연산들을 수행하게 하는 소프트웨어 명령어들을 포함하여 구성되는, 디스플레이 제어 장치.
  37. 제35항 또는 제36항에 있어서, 데이터의 낮은자리 부분들에 상응하는 유효 루미넌스 패턴의 하나의 성분을 결정하기 위한 수단이, 제어장치의 프로세서로 하여금 주로 8-비트 도메인에서 연산들을 수행하게 하는 소프트웨어 명령어들을 포함하여 구성되는, 디스플레이 제어 장치.
  38. 하나의 광원 레이어와 하나의 디스플레이 레이어를 포함하여 구성되는, 하나의 디스플레이에 하나의 이미지를 표시하기 위한 것으로서,
    상기 광원 레이어의 광원들에 대한 구동값들을 적어도 부분적으로 이미지 데이터에 기초하여 결정하는 단계와;
    상기 광원 레이어의 하나의 유효 루미넌스 패턴을 결정하는 것을, 상기 광원 레이어의 광원들에 대한 하나의 포인트 스프레드 함수의 복수의 성분들의 각각을 위한 유효 루미넌스 패턴에 대한 하나의 기여도를 결정하고, 그리고 유효 루미넌스 패턴 데이터를 얻기 위해 각 성분들의 유효 루미넌스 패턴에 대한 기여도들을 조합하는 것을 포함하는, 방법에 의해 하는 단계와; 그리고
    유효 루미넌스 패턴 데이터와 이미지 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 디스플레이 레이어에 대한 구동값들을 결정하는 단계를 포함하여 구성되는, 디스플레이에의 이미지 표시 방법.
  39. 하나의 광원 레이어와;
    하나의 디스플레이 레이어와;
    상기 광원 레이어의 광원들에 대한 제1 구동값들을, 적어도 부분적으로 이미지 데이터에 기초하여 결정하고;
    상기 광원 레이어의 하나의 유효 루미넌스 패턴을 결정하는 것을, 상기 광원 레이어의 광원들에 대한 하나의 포인트 스프레드 함수의 복수의 성분들의 각각에 대한 유효 루미넌스 패턴의 하나의 기여도를 결정하고, 그리고, 유효 루미넌스 패턴 데이터를 얻기 위해 성분들 각각의 유효 루미넌스 패턴의 기여도들을 조합하는 것을 포함하는 방법에 의해 하며; 그리고
    상기 유효 루미넌스 패턴 데이터와 상기 이미지 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 디스플레이 레이어에 대한 제2 구동값들을 결정하도록 구성된 하나의 제어장치와;
    상기 광원 레이어에 제1 구동값들을 인가하기 위해 상기 광원 레이어에 연결된 제1 인터페이스와; 그리고,
    상기 디스플레이 레이어에 제2 구동값들을 인가하기 위해 상기 디스플레이 레이어에 연결된 제2 인터페이스를 포함하여 구성되는, 디스플레이 장치.
  40. 하나의 광원 레이어와 하나의 디스플레이 레이어를 포함하여 구성되는 하나의 디스플레이에 하나의 이미지를 표시하기 위한 것으로서,
    이미지 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 광원 레이어의 광원들에 대한 구동값들을 결정하는 단계와;
    상기 광원 레이어의 하나의 유효 루미넌스 패턴을 결정하는 것을, 상기 광원 레이어의 복수의 광원들의 각각에 대해: 한 세트의 포인트 스프레드 함수 값들의 낮은자리 및 높은자리 부분들의 하나의 유효 루미넌스 패턴에 대한 기여도들을 개별적으로 결정하고, 그리고, 유효 루미넌스 패턴 데이터를 얻기 위해 높은자리 및 낮은자리 포인트 스프레드 함수 값들의 유효 루미넌스 패턴에 대한 기여도들을 조합하는 것을 포함하는 방법에 의해 하는 단계와; 그리고,
    상기 유효 루미넌스 패턴 데이터와 상기 이미지 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 디스플레이 레이어에 대한 구동값들을 결정하는 단계를 포함하여 구성되는, 디스플레이에의 이미지 표시 방법.
  41. 하나의 광원 레이어와;
    하나의 디스플레이 레이어와;
    상기 광원 레이어의 광원들에 대한 제1 구동값들을 이미지 데이터에 적어도 부분적으로 기초로 하여 결정하고;
    상기 광원 레이어의 하나의 유효 루미넌스 패턴을 결정하는 것을, 상기 광원 레이어의 복수의 광원들의 각각에 대해: 한 세트의 포인트 스프레드 함수 값들의 높은자리 및 낮은자리 부분들의 유효 루미넌스 패턴에 대한 기여도들을 개별적으로 결정하고, 그리고, 유효 루미넌스 패턴 데이터들을 얻기 위해 높은자리 및 낮은자리 포인트 스프레드 함수 값들의 유효 루미넌스 패턴에 대한 기여도들을 조합하는 것을 포함하는 방법에 의해 하며; 그리고
    상기 유효 루미넌스 패턴 데이터와 이미지 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 디스플레이 레이어에 대한 제2 구동값들을 결정하도록:
    구성된 하나의 제어장치와;
    상기 광원 레이어에 제1 구동값들을 인가하기 위하여 상기 광원 레이어에 연결된 제1 인터페이스와; 그리고,
    상기 디스플레이 레이어에 제2 구동값들을 인가하기 위하여 상기 디스플레이 레이어에 연결된 제2 인터페이스를 포함하여 구성되는, 디스플레이 장치.
  42. 본 명세서에 기술된, 여하한 신규의, 유용하고, 진보성있는 단계, 행위(act), 단계들 및/또는 행위들의 결합(combination) 또는 단계들 및/또는 행위들의 하위-결합(sub-combination)을 포함하여 구성되는 방법.
  43. 본 명세서에 개시된, 여하한 신규의, 유용하고, 진보성있는 특성(feature), 특성들 및/또는 수단들의 결합 또는 특성들 및/또는 수단들의 하위-결합(sub-combination)을 포함하여 구성되는 장치.
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