KR20150110507A - 컬러 이미지를 생성하기 위한 방법 및 이를 이용하는 이미징 장치 - Google Patents

Abstract

적색, 녹색 및 청색 원색 서브픽셀을 포함하는 픽셀로 구성되는 디스플레이를 사용하여 컬러 이미지를 생성하는 방법이다. 방법은 베이스 레벨에 대하여 이미지의 색역을 감소시키고 휘도를 증가시키는 단계, 이미지의 휘도를 감소시키기 위해 디스플레이로의 전력을 감소시키는 단계, 출력 이미지 픽셀 데이터를 생성하기 위해 3차원 룩업 테이블을 사용하여 이미지 픽셀 데이터를 변경함으로써 거의 베이스 레벨까지 이미지에의 컬러를 복원하는 단계, 및 출력 이미지 픽셀 데이터를 디스플레이로 통신하는 단계를 포함한다. 디스플레이는 LCD 디스플레이, LED 디스플레이, OLED 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 및 DMD 프로젝터일 수 있다. 이미지의 색역을 감소시키고 휘도를 증가시키는 단계는 이미지에 백색을 부가함으로써 달성될 수 있다. 백색은 부가되는 백색의 양을 증가하는 컬러 포화로 감소시키는 알고리즘에 따라 적응적으로 부가될 수 있다.

Description

컬러 이미지를 생성하기 위한 방법 및 이를 이용하는 이미징 장치{METHOD FOR PRODUCING A COLOR IMAGE AND IMAGING DEVICE EMPLOYING SAME}

본 국제 출원 파일은 출원에서 도면으로서 컬러로 렌더링되는 특정 사진을 포함하며, 이와 같이 컬러 사진은 본 발명의 이해를 용이하게 한다.

본 발명은 표면, 텔레비전, 게임 디스플레이, 컴퓨터 상의 또는 기타 전자 디스플레이 매체에 의한 컬러 이미지의 처리 및 투사 또는 디스플레이에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 디스플레이 전력 절감을 위한, 그리고 컬러 이미지 품질을 열화시키지 않으면서 컬러 출력을 관리함으로써 컬러 이미지 디스플레이 장치의 배터리 수명을 연장하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

컬러 이미지의 투사 및/또는 디스플레이는 상업상 연구 및 개발이 활발한 분야이다. 새로운 이미지 디스플레이, 텔레비전, 게임, 컴퓨터 및 투사 제품 및 시각적인 체험은 정기적으로 시장에서 전시되고 있다. 시장의 하나의 특징에 있어서, 컬러 발광 다이오드(LED)를 이미징에 대한 일차 컬러의 소스로 활용하는 디지털 극장, 또는 비디오 프로젝터 기술은 긴 수명과 낮은 열조명과 더불어, 매우 넓은 색역(color gamut)을 제공할 것으로 기대된다. LED 휘도는 현재 제한되어 있지만, 3개의 광학 시스템과 3개의 이미지 변조기를 필요로 한다. 즉, 가장 밝은 이미지의 각각의 적, 녹 및 청(RGB) 컬러 채널에 대해 하나의 광학 시스템과 변조기를 필요로 한다. 현재의 프로젝터 램프 기술은 높은 휘도를 갖고 전체 컬러 디스플레이를 제공하기 위해 복합 컬러 필터 휠을 사용하는 단일 광학계와 단일 이미지 변조기를 이용할 수 있다. 시장의 제 2 특성에서, 텔레비전, 게임 디스플레이 및 액정 디스플레이(LCD)와 같은 컴퓨터 디스플레이는 매우 넓은 색역, 긴 수명 및 LED의 저 열 출력을 다시 이용하기 위해 백라이트 광원으로 LED가 이용되고 있다. 시장의 제 3특징에서, 프로젝터, 텔레비전, 게임 디스플레이 및 컴퓨터 디스플레이는 휘도를 향상시키고 색역을 확장하기 위해 3개 이상의 컬러 (RGB)가 이용되고 있다. 이러한 제품은 넓은 컬러 전 범위를 최상으로 이용할 수 있는 방법을 제공할 것으로 기대된다.

컬러 이미지 프로젝터에서, LED 조명의 이용 가능한 넓은 색역, 더 긴 수명 및 더 낮은 열의 장점을 얻고, 단일 광학계 및 단일 이미지 변조기로 최대 휘도를 달성하기 위해, 다중 RGB 채널은 픽셀 또는 이미지 픽셀 영역의 일부가 제 4 백색 서브픽셀에 대해 모든 LCD 백라이트 스펙트럼을 투과시키는 선명한 필터 영역을 포함할 수 있는 동안 이미지 프레임이 백색 노출을 생성하는 동안의 시간의 일부 부분 동안에 결합될 수 있다. 이미지 프레임 듀티 사이클 또는 영역 동안 이들 다중 RGB 채널을 부가하는 것은 휘도를 증가시킬 것이지만, 또한 순수 RGB 컬러를 불포화시킴으로써 채도를 감소시킬 것이다.

더구나, 종래의 프로젝터에 있어서, 컬러 연색성은 매트릭스 오퍼레이터 또는 일 차원 컬러 룩업 테이블과 무관하게, 각각의 RGB 채널을 처리함으로써 성취된다. 어떤 프로젝터에 있어서, RGB 컬러와 두 개 및 세 개의 컬러의 결합은 독자적으로 제어될 수 있다. 그러나, 이러한 제어는 전체 3차원 컬러 처리를 제공하지 못한다. 이러한 제한된 처리 옵션 때문에, 이미지를 인간 시각 시스템(HVS) 지각 기관에 디스플레이할 수 없다. 예를 들어, 색조 및 채도 중 어느 하나 또는 모두에 영향을 주지 않고, 시각적인 밝기 대비를 제공할 수 없다. 지각 컬러 정확도를 유지하면서, 가장 밝고 가장 화려한 이미지를 제공하는 최적의 시각 처리를 성취하는 것은 3차원 컬러 처리를 필요로 한다.

인간 관찰자가 볼 수 있는 컬러 이미지를 제공하는 경우, 이 컬러 이미지가 기판, 전자 디스플레이, 텔레비전에 인쇄된 영상인지, 시각 표면으로의 투영인지, 인간 관찰자에 의한 컬러 자극의 지각인지 여부는 여러 요인에 의존한다. 국제조명회원회(Commission Internationale de I'eclairage (CIE))에 의해 1987년에 발간된 국제조명 용어집(the International Lighting Vocabulary) 에서 다음과 같이 기재되어 있다. "지각 컬러는 컬러 자극의 스펙트럼 분포, 자극 영역의 크기, 형상, 구조 및 주위, 관찰자 시각 시스템의 적응 상태 및 관찰의 유사한 상황의 관찰자의 경험에 의존한다".

샤르트르(Chartres) 대성당의 스테인드 글라스 유리에 대한 논문인 "샤프트르의 광휘: 대성당의 초기 스테인드 유리의 연구(The Radiance of Chartres: Studies in the Early Stained Glass of the Cathedral, Columbia University Studies in Art History and Archaeology, No. 4, Random House, 1st Ed., 1965)" 에서, 저자 제임스 로저 죤슨(James Roger Johnson)은 "...이들 창을 보는 경험은... 지각의 많은 특성에 영향을 주는 매우 복잡한 경험이다"라고 기술하고 있으며, 또한 "기본적으로, ...관람객이 밝은 태양 빛으로부터 대성당으로 들어 갈 때, ...방문자는 그의 눈이 부분적으로 어두운 적응에 있을 때까지 주의있게 행동해야 한다... 내부의 세부적인 내용물은 더 밝고 더 선명한 것처럼 보이는 반면, 동시에, [스테인드-글라스]는 더 풍부하게 되고 더 강력하게 된다"고 기재하고 있다.

적응성은 죤슨의 논문에 기재된 내용에서 매우 중요한 역할을 한다. 성당 내부의 어둡거나, 낮고 지각된 분산광에 적응함으로써, 원도우의 컬러는 "매우 찬란하기 때문에, 많은 스테인드 글라스의 태양 빛이 만드는 빌딩의 정역학, 현실 세상을 초월해... 환상의 세상을 (만들어내는)" 지각을 발생시킨다(Vincent Scully, Architecture, The Natural and Manmade, St. Martin's Press, 1991). 이러한 지각 경험이 확실히 복잡하고 인간 시각 시스템(HVS)에 의해 양향을 반는 동안, HVS의 넓은 범위의 민감도 및 이러한 환경에 적응하는 고유의 능력은 지각하는 것을 풍부하게 한다.

HVS는 매우 큰 휘도에 적응할 수 있다. 약 8개의 순서의 크기, 예를 들어, HVS는 별빛, 제급 미터 당 약 0.0001의 휘도(cd/m2)의 달밤으로부터 약 600 내지 10,000 cd/m2의 밝게 비추는 여름날까지의 광감도를 선택한다. HVS는 일상에서 경험하는 복합 시각 필드의 지각에 대한 소정의 순간에 휘도의 크기의 5개의 순서를 수용할 수 있다는 것이 주목할 만하다. 이 적응은 분산 백색, 즉, 백색으로 나타나는 배경의 영역에 대하여 발생한다. 명도와 채도의 지각은 이 백색에 대한 것이다. 지각된 백색의 휘도가 높으면 높을수록, 배경에서 유사하게 조명된 물체의 휘도와 채도는 관찰자에게 낮게 나타날 것이다. 이와는 반대로, 휘도가 낮을수록, 이러한 물체는 더 밝고 더 색채가 풍부하게 나타날 것이다.

이는 백색으로 나타나는 자극을 변경하는 것이 배경에서 모든 다른 자극의 출연에 영향을 준다는 것을 의미한다. 이미지의 디스플레이나 투사를 위해, 이 적응력은 지각 배경에서의 매체의 전체 범위를 확장하는데 이용될 수 있다. 이미지 디스플레이 및 디지털 마이크로미러 장치(DMD)를 이용하는 특히 단일의 변조 LED 디스플레이의 경우에, 투사된 이미지가 이미지 프레임 타임의 어느 부분 동안 결합 RGB 컬러로부터 광의 부가에 의해 더 밝게 나타나게 될 수 있다. 이렇게 할 때, HWS 적응력이 디스플레이된 이미지의 현저한 휘도와 명도 콘트라스트를 증가하는데 이용된다. 적, 녹 및 청 LED에 의해 조명된 디스플레이의 경우에, 부가된 광이 "LED 프라이머리"에 의해 제공된 실질 디스플레이 색역을 감소시키지만, LED의 R, G 및 B 원색은 고 해상도 텔레비전 및 소비자 디지털 매체의 포맷에 대한 미국 표준인 ITU Radiocommunication Sector (ITU-R) Recommendation BT.709과 같은 현재 비디오 표준을 흔히 초과한다. 3개 이상의 컬러와 확장된 색역을 갖는 R, G 및 B LED 또는 디스플레이에 의해 출력이 가능한 어느 컬러는 이러한 표준에 따라 디스플레이를 위해 입력 컬러 데이터로 인코딩되지 않는다. 이들 확장된 컬러의 최적 이용은 전체 3차원 컬러 처리를 필요로 하고 HVS의 지식을 이용하여 더 최적화될 수 있다. 일차원 컬러 처리 및 컬러 매트릭스를 이용하거나 HVS 모델을 사용하지 않는 현재의 비디오 표준을 처리하는 선행기술은 불만족스럽고 비현실적인 디스플레이 이미지를 야기해 왔고 소비자의 높은 소비자의 제품교환을 야기해 왔다.

이러한 선행기술의 예가 도 1a 내지 도 1d에 도시되어 있으며, 이들 도면은 컬러 이미지를 투사하기 위해 출력 컬러 데이터를 생성하도록 입력 컬러 데이터를 처리하는 여러 선행 기술 방법 중 이차원 개략도이다. 도 1a는 색조를 회전하고, 채도와 콘트라스트를 신장하고 그리고 휘도를 증가시키는 전체 제어를 도시한 컬러 색조/채도/콘트라스트/휘도 방법을 도시한다. 모든 컬러는 플레쉬 톤과 같은 소정의 컬러 또는 컬러 영역을 차단없이 이들 제어로 변경된다. Rin/Gin/Win은 입력 HD709 표준 컬러이고, Rout/Gout/Wout은 더 순수한 출력 LED 컬러이다. 이는 4가지의 제어가 있고, 각각의 제어에는 예를 들어, 20 개의 세팅이 제공되면 80 개의 전체 선택이 존재한다.

도 1b는 컬러축을 회전하여 측정하는 선형 매트리스 전체 제어를 나타내는 컬러 매트릭스 방법을 도시한다. 모든 컬러는 플레쉬 톤(flesh tone)과 같이 국부 컬러를 고립시키지 않고 전체적으로 변경된다. Rin/Gin/Win은 입력 HD709 표준 컬러이고 Rout/Gout/Wout은 더 순수한 출력 LED 컬러이다. 3 X 3 매트릭스가 이용되는 경우, 9개의 전체 선택이 존재한다.

도 1c는 증가 콘트라스트와 같은 일을 수행하도록 각각의 컬러를 비선형적으로 독자적으로 맵핑하는 감마 전체 제어를 나타내는 컬러 감마 테이블 방법을 도시한다. 적색 변경은 모든 녹색 값에 대하여 동일하다는 것을 알 수 있다. 이 동일한 관계는 원색의 다른 결합으로 발생한다는 것을 알 수 있다. 감마 제어는 플레쉬 톤과 같은 컬러를 국부적으로 고립시키지 않고, 전체적이다. Rin/Gin/Win은 입력 HD709 표준 컬러이고Rout/Gout/Wout은 더 순수한 출력 LED 컬러이다. 4096 세팅을 갖는 3개의 원색의 경우, 12288개의 전체 선택이 존재한다.

도 1d는 RGBCYMW 즉, 7개의 컬러 맵핑 방법의 2D예를 도시한다. 7개의 컬러의 사면체 처리의 이 간단한 예에서, RBG/RGW 삼각형은 각각의 꼭지점에서 입력/출력 제어 값의 선형 보간법을 이용하여 독자적으로 처리된다. 이는 플레쉬 톤과 같이 국부 컬러 또는 영역을 고립시키지 않는 전체 제어이다. Rin/Gin/Win은 입력 HD709 표준 컬러이고 R0ut/Gout/W0ut 은 더 순수한 출력 LED 컬러이다. 14가 In/Out 컬러인 경우, 전체 14개를 선택할 수 있다. Rin/Gin/Win 은 입력 HD709 표준 컬러이고 R0ut/Gout/W0ut 은 더 순수한 출력 LED 컬러이다.

LLC(DCI)(Digital Cinema Initiatives)는 주요 영화 스튜디오의 합작회사로, 이미지 캡쳐 및 투사를 포함하는 디지털 시네마 시스템의 표준을 만들기 위해 2002년에 설립되었다. DCI 포멧의 전문 영화 발표를 위해 이 스튜디오가 채택한 디지털 컬러는 원색 당 12 비트, 즉, 비선형 CIE XYZ 삼자극값이다. 시각 색공간에서 인코딩되어 어떠한 이미지 장치와도 무관한 디지탈 표준을 정한 것은 이번이 처음이다. 예를 들어, 이 방법을 이용하면, 동일한 디지털 파일이 디스플레이되어 특정 컬러를 텔레비전이나 프린터에 발생시킨다. 이 디지털 컬러 표준의 색역은 어떤 가능한 디스플레이보다 크다.

도 3은 DCI 및 HD709 표준의 색역과 여러 미디어 및/또는 이미징 장치의 색역을 포함하는 색역의 도면이다. 다이어그램 400에서, 여러 이미지 장치의 색역(406, 408, 410, 및 412)은 HD709 표준(404)보다 실질적으로 크다. 따라서, 이들 이미지 장치(406 내지 412)의 컬러 수용 능력을 전체적으로 이용하기 위해, 더 큰 색역의 전체 컬러를 제공하도록 HD709가 위쪽으로 맵핑되면, 플레쉬 톤, 기타 메모리 컬러를 동시에 보존하면서, 특정 환경에서 시각용 특정 장치를 최적화한다.

DIC 표준을 나타내는 큰 삼각형 경계선(402)은 미디어 및/또는 이미지 장치의 색역은 물론, HD709 표준(404)의 표준 전체 범위를 포함한다. 따라서, 디지털 컬러 표준 입력 색역(402)은 텔레비전 또는 프로젝터와 같은 물리적인 디스플레이의 색역 내에 고정되도록 구성 또는 감소되어 있다. 디스플레이 장치의 색역 경계선이 외측에 놓인 DCI 표준의 이들 입력 디지털 컬러 값을 절두 또는 클리핑하는 것은 컬러 채도와 색상 정보의 손실을 야기하여 시각적으로 차선의 디스플레이된 이미지를 생성한다. 일차원 컬러 테이블 및 선형 매트릭스를 이용한 종래의 비디오 처리는 차선의 디스플레이된 이미지를 또한 발생한다. 이들 수축된 컬러의 최적 디스플레이는 전체 3차원 컬러 처리를 해야하고 특정 시각 환경에서 HVS의 지식과 시각 적응성의 상태를 이용하여 더 최적화할 있다.

또한, 이미지 및 비디오 미디어 디스플레이 제품은 크기가 감소하고 있는 추세에 있다. 각각의 제품의 예는 신형 최소형 피코 프로젝터 및 iPods® or iPads®과 같은 휴대용 디스플레이다. 전력, 열 및 크기의 제한으로 인해, 이들 디스플레이는 통상적으로 감소한 콘트라스트 또는 컬러 색채로 인해 감소한 색역을 갖는다. 이들은 또한 내부 및 외부 모두의 폭넓게 다른 시각 환경에서 흔히 사용된다. 종래의 이미지 및 비디오 입력을 갖는 이들 작은 전체 범위 디스플레이의 전체 품질의 향상은 제품 가치에 매우 중요하다. 일차원 컬러 테이블 및 선형 매트릭스를 이용하는 종래의 비디오 처리는 차선의 디스플레이된 이미지를 이용하여 발생할 것이다. 이들 수축된 컬러의 최적 디스플레이는 전체 3차원 컬러 처리를 필요로 하고, 특정 시각 환경에서 HVS의 지식과 시야 적응성의 상태를 이용하여 더 최적화될 수 있다.

더구나, HVS 적응성의 수용능력은 시각 환경에 의해 영향을 받는다. 암실에서, 더 밝은 콘트라스트가 밝은 외부 조명에서 동일한 이미지를 조명하는 일반 실에 비하여 동등한 지각 시야 경험을 위해 투사되거나 또는 디스플레이된 이미지에서 요구된다. 밝은 외부 조명에 대하여, 암실에 대한 HVS 적응과 낮은 전체 이미지 휘도는 지각된 이미지 콘트라스트를 감소하기 위해 결합한다. 밝게 조명된 거실에서, 휘도 적응성으로 인해 더 적은 콘트라스트가 요구되며 디스플레이된 어두운 영역을 조명하는 거실 라이트로부터 시각 플레어로 인해 더 많은 콘트라스트가 요구된다.

고 휘도 광원 또는 확장되거나 감소한 색역을 사용하는 이미지 디스플레이, 텔레비전 및/또는 프로젝터에 있어서, 플레쉬 톤과 같은 디스플레이된 이미지의 기대 메모리 컬러를 보존하면서 지각된 휘도, 콘트라스트 및 채도의 증가를 최적화하기 위해 이미지를 디스플레이 및/또는 투사할 필요가 있다. 이러한 최적화는 모든 컬러가 동일한 방식 및 동일한 크기로 조정되지 않아야 한다는 것을 고려해야 한다. 이렇게 하는 것은 인간 관찰자에게 만족스럽지 않게 나타나는 정보를 포함하는 이미지를 야기한다. 예를 들어, 이미지의 일면의 플래쉬(flesh) 톤이 이미지의 다른 대상물의 상대적으로 채색된 컬러와 같은 방식으로 변형되는 경우, 이 면은 관찰자에 의해 "핑크", "오렌지" 또는 "번트(burnt: 빛깔이 진함)로 지각되어, 불만족스럽게 지각될 것이다. 플레쉬 톤, 그레이 톤 (상업적으로 "블랜드" 컬러과 같은) 명명된 컬러 및 이미지의 기타 "메모리" 컬러와 같은 어느 공지된 컬러를 보존하면서 이 최적화를 성취할 필요가 있다. 이러한 확장된 휘도, 콘트라스트 또는 컬러 전 범위 디스플레이에 대한 일차원 컬러 처리 및 컬러 매트릭스를 이용하여 비디오 입력을 처리하는 종래의 시도는 불만족스럽고 비현실적인 디스플레이된 이미지와 소비자의 높은 제품교환을 야기해 왔다.

정확한 비색계 컬러 재생 외의 다른 방식인 처리로 지각된 컬러 품질을 강화하는 현재 프로젝터, 텔레비전 또는 디스플레이는 메모리 컬러를 배경에 보존하지 않는다. 메모리 컬러는 다음에 설명되어 있듯이, 색공간 내의 국부화 용적을 특징으로 한다. 현재 이미지 디스플레이, 텔레비전 및 프로젝트에 이용되는 알고리즘은 3D 공간의 모든 컬러에 적용되는 일차원 테이블 또는 매트릭스 또는 강화를 이용하여 동일한 3차원 색공간 내의 상이한 용적을 변경하면서 3차원 색공간내에 용적을 보존할 수 없다. 예를 들어. 어느 이미지 프로젝터에서, 색상 강화는 7개의 컬러 RGBCMYW(적-녹-청-시안-마젠타-황-백)의 출력 컬러 화질을 사용하여 행해진다. 이로 인해, 사람이 밝은 백색을 적색을 변경하지 않고 이미지에 제공하지만, 사람이 메모리 컬러를 보존해야 하는 3D 색공간에서의 메모리 컬러의 어느 점 또는 국부화한 용적을 특정하지 못한다. 결과적으로, 현재 이미지 디스플레이, 텔레비전 및 프로젝트가 강화된 컬러를 제공할 때, 이들은 통상 관찰자가 그들이 불만족하고 영구적으로 최적이 아닌, 플레쉬 톤과 같은 특정 메모리 색상을 "강화"하며 색역을 가로질러 이를 수행한다. 이러한 이미지 장치에서, 색상 강화는 다소 임의적이다. 왜냐하면, 이 장치는 메모리 컬러를 보존하지 못하고 더 좋은 시각 환경을 위해 현실적인 지각된 디스플레이 이미지를 생성하지 못하기 때문이다.

더 일반적으로, 출원인이 아는 한, 비디오 이미지에 대한 이미지 품질을 향상시키기 위한 3D 컬러 처리로 또는 특정 이미지 표준보다 더 큰 색역 디스플레이의 전체 범위 맵핑에 대한 3D 컬러 처리로, 또는 특정 이미지 표준보다 작은 색역 디스플레이에 대한 전체 범위 맵핑으로, 또는 2차색 능력을 갖고 인간 시각 시스템의 시각 모델을 이용하여 일차 및 이차적인 3개 이상의 컬러를 디스플레이에 대한 3D 맵핑으로 3차원 컬러 테이블의 사용을 어떠한 사람도 실행하지 못했다. 현재, 디스플레이에 대한 표준 컬러 처리는 RGBCYMW와 같은 소수의 컬러의 출력 해상도를 허여하는 일차원 테이블, 3 x 3 매트릭스 또는 매트릭스 수학을 이용한다.

3D 컬러 테이블은 컬러 교정을 위해 실행되어 오고 있지만, 이러한 환경에서, 이 테이블은 작다(예를 들어, 7 x 7 x 7). 이들 3D 룩업 테이블은 정밀도가 상실될지라도, 작은 3D 룩업 테이블이 일반적으로 고속이기 때문에, 일차원 테이블 및 3 x 3 매트릭스 대신 이용된다. 어느 경우에, 컬러 "록"(look) 또는 전체 범위 맵핑 또는 맵핑을 이러한 작은 테이블를 갖는 이차 또는 3개 이상의 원색을 갖는 디스플레이에 전달하는 큰 컬러 향상 또는 강화가 가능하지 않다.

이미지 렌더링 장치의 또 다른 문제는 원색 광원의 출력이 안정적이지 않다는 것이다. 이는 특히, 원색의 적, 녹, 청의 소스로 유기 발광 다이오드(OLED)를 사용하는 이미지 렌더링 장치인 경우, 특히 안정적이지 못하다. OLED 디스플레이의 공지된 문제는 청색 OLED가 적색 및 녹색 OLED보다 수명이 상당이 짧다는 것이다. OLED 수명에 대한 한 가지 대책은 원래 휘도의 값의 반까지 휘도를 낮추는 것이다. 현재 이용가능한 청색의 OLED의 휘도는 적색 또는 녹색의 OLED 보다 상당히 짧은 시간에 휘도의 반으로 감소한다. OLED 디스플레이의 동작 동안, 청색 OLED와 적색 및 녹색 OLED 사이의 차동 컬러 변경은 디스플레이의 컬러 균형을 변경시킨다. 이 변경은 디스플레이의 전체 휘도의 감소보다 관찰자에게 상당히 의도적이다.

출원인이 아는 한, OLED 디스플레이의 전체 수명을 제어하는 문제는 적절히 해결되지 않아 시장에서 제품의 도입시 큰 지연을 야기하였다. 따라서, 디스플레이 장치에서 적, 녹 및 청 OLED의 상대적 휘도의 전체 품질과 수명을 관리하는 해결책을 제공할 필요가 없다.

특정 형태의 이미지 렌더링 장치의 또 다른 문제는 장치의 배터리 수명이 사용자의 요구를 만족시키기에 충분하지 않다는 것이다. 무선 통신 기술에서 진보가 일어남에 따라, 소비자는 이러한 장치의 사용에 더 많은 시간을 소비하는 한편, 이들이 디스플레이하는 컬러 이미지의 증가된 품질을 또한 필요로 하고 있다. 모바일 디스플레이는 텔레비전 및 영화와 같은 긴 형태 매체를 포함하는 모든 형의 엔터테인먼트 매체를 위해 사용이 증가하고 있다. 이들 사용은 다양한 조명 환경에서 일어나고, 사용 수명은 소비자에게 중대한 특성이다. 통상적인 휴대용 장치에서, 사용주기의 증가 및 디스플레이의 최대 지각된 이미지 품질에 대한 수요 모두는 이러한 장치에 전력을 공급하는데 사용되는 배터리에 무거운 부담을 지웠다.

소비자는 흔히 특정 장치의 배터리 수명이 판매 문헌 및/또는 소유자의 매뉴얼에서 명시된 것보다 더 적다고 알고 있다. 이들은 또한 이들이 12 볼트 자동차 잭, 120 VAC 콘센트 또는 USB 포트에 연결되는 어느 종류의 충전 코드 및 플러그를 지니지 않고 이들이 원하는 만큼 빈번히 (일부 경우에 하루 새에 걸쳐 거의 지속적으로) 이들의 장치를 사용할 수 없다고 알고 있다. 이는 상당한 곤란함이고, 장치 제조자는 전체 문제를 인지하고 있다.

하나의 해결책은 장치에서 배터리의 전체 크기를 증가시키는 것일 것이다. 그러나, 이는 이들 임의의 장치 내의 공간이 희소하고, 동등하거나 더 큰 우선 순위의 많은 다른 목적으로 공간이 필요할 때 제조자는 배터리에 부가적 용적을 할당하는 것을 꺼리므로, 분명히 불만족스럽다.

배터리 수명을 증가시키기 위한 또 다른 조치는 이미지 디스플레이에 전달되는 전력을 감소시키는 것이며, 이미지 디스플레이는 플라즈마 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD) 또는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이일 수 있다. 이는 일반적으로 디스플레이의 휘도의 감소를 야기하며, 디스플레이의 휘도의 감소는 특히 한낮에 디스플레이를 볼 때, 소비자에게 또한 불만족스럽다. 이미지 품질에 대한 이들의 기대는 지속적으로 올라가고 있다. 예를 들어, 2012년 3월에 출시된 애플(Apple)의 최근 아이패드®(iPad®) 제품은 http://www.apple.com/ipad/features/: “새로운 아이패드 상의 망막(Retina) 디스플레이가 동일한 9.7인치 공간에서 2048 곱하기 1536 해상도, 44퍼센트 더 큰 컬러 포화 및 놀라운 3백10만 픽셀을 특징으로 한다. 이는 아이패드 2에서의 픽셀의 수의 네 배이고 HDTV보다 100만 더 많다”에서 제시된 바와 같이 그것의 디스플레이에서 “브레이크스루(breakthrough) 기술”을 제공한다. 일반적으로, 시장에서의 최신의, 가장 바람직한 이미지 디스플레이는 통상적으로 필요로 하는 배터리 전력이 줄어들기보다는 오히려 늘어난다.

소비자는 이미지 품질을 위해 배터리 수명을 맞바꾸는 것을 꺼린다. 소비자 요구를 만족시키기 위해 충분히 긴 배터리 수명을 또한 제공하면서 가장 높은 이미지 품질을 제공할 수 있는 컬러 디스플레이 장치에 대한 증가하는 요구가 계속해서 존재한다. 이 요구를 만족시킬 수 있는 제품은 시장에서 상당한 경쟁적 장점을 가질 것이다.

컬러 이미지를 생성하기 위한 방법 및 이를 이용하는 이미징 장치를 제공하고자 한다.

공지된 컬러를 유지하고 채색과 콘트라스트를 최적화하는 색상 강화 이미지 디스플레이, 텔레비전 또는 프로젝션은 입력 RGB가 내부적으로 의존하여 처리되는 렌더링이 성취될지라도, 매우 높은 시각 지각 품질을 갖는다. 이는 3D LUT라고 하는 3차원 컬러 룩업 테이블의 이용을 요구하고 있다. 색상 강화는 특정의 이미지 디스플레이 또는 프로젝터에 따라 증가한 휘도 및/또는 크거나 작은 색역을 수반한다. 종래의 매트릭스와 일차원 컬러 테이블이 RGB 입력 컬러에서 독자적으로 동작하는 선행기술의 이미지 디스플레이 및 프로젝터에 있어서, 더 밝은 디스플레이가 색조에 영향을 주지 않고서는 가능하지 않다. 예를 들어, 푸른 하늘은 자주빛으로 이동할 것이고, 플레쉬 톤은 예상치 못한 방식으로 변경되고 많은 다른 컬러 가공물은 특정 디스플레이된/투사된 이미지의 내용에 따라 존재할 것이다. 3D 컬러 룩업 테이블의 이용은 컬러 가공물 없이 더 밝고, 더 높은 콘트라스트 및 더 다양한 이미지 디스플레이 및 투사를 야기한다. 본 발명의 방법을 이용하면, 이는 소정의 컬러 표준과 같거나, 이 표준보다 크거나 또는 이 표준보다 작은 색역을 갖는 이미지 디스플레이 또는 프로젝터에 대해 성취될 수 있다. 이러한 이미지 디스플레이 또는 프로젝터의 컬러 렌더링은 각각의 용적에서의 상이한 방법 및 시야 모델로 3차원 테이블을 이용하여 강화될 수 있다.

본 발명의 일 양태에 있어서, 컬러 이미지를 생성하는 방법은 카메라와 같은 이미지원으로부터 입력 이미지 데이터를 제공하는 단계; 입력 컬러와 출력 컬러의 값의 적어도 3차원 룩업 테이블을 생성하는 단계를 구비하되, 룩업 테이블의 값은 이미지 렌더링 유닛의 이미지 컬러 데이터를 출력하도록, 입력 이미지 컬러를 변환하는, 발생 단계; 적어도 3차원 룩업 테이블을 이미지 컬러 렌더링 컨트롤러에 로딩하는 단계; 입력 이미지 데이터를 이미징 컬러 렌더링 컨트롤러에 로딩하는 단계; 적어도 3차원 룩업 테이블의 어드레스에 저장된 출력 컬러 값을 생성하도록 적어도 3차원 룩업 테이블을 통해 입력 이미지 데이터를 처리하는 단계; 입력 이미지에 비교하여 강화된 휘도, 강화된 콘트라스트 및 강화된 채도 중 적어도 어느 하나를 갖도록 지각된 출력 이미지를 생성하도록 출력 컬러 값을 이미지 렌더링 유닛에 출력하는 단계를 포함한다.

룩업 테이블의 값은 인간 시각 시스템의 시각 모델을 기반으로 산출될 수 있고, 이들은 상이한 시각 환경에 대해 지각된 휘도 또는 콘트라스트 또는 색채를 향상시키도록 모델링을 포함한다. 적어도 3차원 룩업 테이블에 의해 도입된 강화된 휘도, 강화된 콘트라스트 또는 강화된 색채 중 적어도 하나는 출력 이미지에서 선택된 심미적 지각을 생성한다. 이미지 렌더링 유닛은 입력 이미지 데이터의 색역보다 큰 확장된 색역을 갖으며, 이미지 렌더링 유닛에 대한 출력은 확장된 색역을 이용하거나, 이미지 렌더링 유닛은 입력 이미지 데이터의 색역보다 작은 감소한 색역을 갖고 이미지 렌더링 유닛에 대한 출력은 작은 색역을 이용한다. 입력 이미지 데이터는 메모리 컬러와 비메모리 컬러를 포함하고, 이 방법은 실질적으로 유지될 입력 이미지 데이터의 메모리 컬러를 확인하는 단계와, 이들 색도에 대하여 메모리 컬러와 비메모리 컬러를 특징으로 하는 단계와, 이미지 렌더링 유닛을 사용하여 실질적으로 유지된 메모리 컬러를 가진 이미지를 발생하는 단계를 포함한다. 이러한 조건에서, 비메모리 컬러의 지각된 채도, 휘도 및 콘트라스트가 메모리 컬러의 지각된 색채, 휘도 및 콘트라스트와 다르게 변경된다. 이들은 메모리 컬러의 지각된 채도, 휘도 및 콘트라스트 이상으로 증가한다. 일 실시예에서, 비메모리 컬러의 지각된 채도, 휘도 및 콘트라스트는 메모리 컬러의 지각된 채도, 휘도 및 콘트라스트 보다 더 증가된다. 적어도 3차원 룩업 테이블을 생성하는 단계는 비선형 강화 함수를 사용하여 메모리 컬러에 대한 강화된 휘도, 채도 및 색조를 산출하는 단계를 포함한다. 이 강화 함수는 S-자형 만곡일 수 있다. 비메모리 컬러와 메모리 컬러의 컬러 변환에 대한 하나 이상의 적어도 3차원 룩업 테이블이 발생되어 사용된다. 각각의 적어도 3차원 룩업 테이블은 이미지 렌더링 유닛의 상이한 시각 환경에 대하여 최적화될 수 있다. 이 방법은 시각 환경에서의 주변광을 측정하는 센서를 제공하는 단계를 더 포함한다.

이 입력 이미지 데이터는 제 1 컬러 표준을 가지며, 이 방법은 3차원 룩업테이블로 입력하기 위해 제 1 입력 컬러 표준의 입력 이미지 데이터를 입력 컬러 사양으로 입력하는 단계를 더 포함한다. 적어도 3차원 룩업 테이블은 적어도 3개의 입력 컬러 및/또는 3개의 출력 컬러를 갖는다. 적어도 3개의 출력 컬러는 원색의 결합으로 형성된 독립적인 광원 또는 2차색과 같은 원색의 임의의 결합이다. 적어도 3차원 룩업 테이블은 이미지 컬러 렌더링 컨트롤러의 메모리의 스토리지 사용을 감소시키도록 무손실 압축된다. 이 방법은 이미지 렌더링 유닛의 컬러 응답을 측정함으로써 이미지 렌더링 유닛을 교정하여 적어도 3차원 룩업 테이블 후, 부가적인 처리에 의해 또는 요구된 교정을 적어도 3차원 룩업 테이블에 포함시킴으로써 출력 이미지 데이터를 교정하는 단계를 더 포함한다.

이미지 컬러 렌더링 컨트롤러는 이미지 렌더링 유닛내에 함유되거나, 이미지 렌더링 유닛 외부에 있다. 보조 이미징 장치 컨트롤러는 이미지 컬러 렌더링 컨트롤러 및 이미지 렌더링 유닛과 연결된다. 이미지 컬러 렌더링 컨트롤러는 프로젝터, 텔레비전, 컴퓨터 디스플레이 및 게임 디스플레이로부터 선택된 이미지 렌더링 유닛과 연결되고 이 이미지 렌더링 유닛은 DMD, 플라즈마, 액정, 실리콘 변조 액정 또는 광원의 직접변조 및 LED, OLED, 레이저 또는 램프 광원을 사용한다. 제한 없이, 이미지 컬러 렌더링 컨트롤러는 케이블 TV 셋탑 박스, 비디오 케임 콘솔, 개인용 컴퓨터, 컴퓨터 그래픽 카드, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 방송국, 안테나, 위성, 방송 수신기 및 프로세서 및 디지털 시네마와 적어도 하나와 연결되어 있다.

이미지 렌더링 유닛은 컬러 변경을 위한 알고리즘을 포함하며, 적어도 3차원 룩업 테이블은 이미지 렌더링 유닛에 의해 수행된 컬러 변형을 보상하도록 입력 이미지 데이터를 처리하는 단계를 포함한다. 이미지 렌더링 유닛은 원색으로부터 2차색을 생성하는 알고리즘을 포함하고 적어도 3차원 룩업 테이블은 이미지 렌더링 유닛의 2차색의 부과에 의해 수행된 컬러 변경을 보상하는 단계를 더 포함한다.

적어도 3차원 룩업 테이블은 이미지 렌더링 유닛의 컬러 변경을 위해 알고리즘에 의해 야기된 지각된 컬러, 휘도 및 콘트라스트의 감소를 보상하기 위해 입력 이미지 데이터를 처리하여 지각된 컬러, 휘도 및 콘트라스트를 증가시키는 단계를 더 포함한다. 적어도 3차원 룩업 테이블은 부차적 시각 환경으로부터 인간 시각 시스템의 시각 적응성을 포함하는 강화된 시각 환경으로의 변환을 포함한다. 적어도 3차원 룩업 테이블은 2차색의 해상도를 포함하고, 지각된 색채, 콘트라스트 또는 휘도를 증가시켜 이미지 렌더링 유닛에 의한 2차색의 부과로 인한 지각된 색채, 콘트라스트 또는 휘도의 손실을 보상하기 위해 강화된 휘도, 색도 및 색조를 포함한다. 적어도 3차원 룩업 테이블은 이미지 렌더링 유닛의 휘도를 증가시키는 특정 백색 점에 대한 인간 시각 시스템의 채색 적응성을 포함하도록 입력 이미지 데이터를 처리하는 단계를 포함한다.

이 방법은 두개의 이차원 (2D) 또는 "3차원"(3D) 이미지의 디스플레이 또는 투사에 사용된다. 3D 이미지는 관찰자에게 깊이 지각의 환상을 제공하도록 두개의 지각으로부터 택해진 급속한 순서로 또는 동시에 2D 스트레오 이미지를 제공함으로써 생성된다. 이미지 렌더링 유닛은 "3D" 유닛일 수 있다. 비제한적인 예시로써, 이 유닛은 오토스테레오스코픽 디스플레이어일 수 있거나 이는 편광 글라스를 사용하여 관찰자의 눈에 투사되거나 직향하는 2D 스트레오 이미지를 분리하기 위한 편광 필터를 포함한다. 이 경우, 2D 이미지의 양세트는 강화된 휘도 및/또는 강화된 콘트라스트 및/또는 색채를 갖도록 관찰자에 의해 지각된 3D 이미지를 전달하는 방법에 따라 처리된다.

본 발명의 또 다른 양태에 따라, 컬러 이미지를 발생하는 방법이 제공된다. 이 방법은 제 1 색역의 입력 이미지 데이터 및 확장되거나 축소된 제 2 색역의 이미지 렌더링 유닛을 제공하는 단계; 입력 컬러와 출력 컬러의 값의 적어도 3차원 룩업 테이블을 생성하는 단계를 포함하되, 룩업 테이블의 값은 이미지 렌더링 유닛의 제 2 색역을 포함하도록 입력 이미지 데이터를 (확장하거나 축소) 변경하는, 발생 단계; 적어도 3차원 룩업 테이블을 이미지 컬러 렌더링 컨트롤러로 로딩하는 단계; 입력 이미지 데이터를 이미지 컬러 렌더링 컨트롤러로 로딩하는 단계; 적어도 3차원 룩업 테이블의 어드레스에 저장된 출력 컬러 값으로부터 이미지 데이터를 발생하도록 적어도 3차원 룩업 테이블로의 어드레스로 입력 이미지 데이터를 사용하여 적어도 3차원 룩업 테이블을 통해 입력 이미지 데이터를 처리하는 단계; 입력 이미지에 비교하여 강화된 휘도, 강화된 콘트라스트 및 강화된 채도중 적어도 어느 하나를 갖도록 지각된 출력 이미지를 발생하도록 출력 이미지 데이터를 이미지 렌더링 유닛에 출력시키는 단계를 포함한다. 이 방법은 제1 방법에 대해 위에서 설명한 여러 특징/및 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 이 모델은 더 최적화된 잘 조명된 시각 환경에서 나타나는 투사된 또는 디스플레이된 이미지를 생성하도록 HVS지각 적응의 시각 모델을 포함할 수 있다. 이 이미지 처리는 디스플레이된 이미지에 부가된 내부 또는 외부 주변 광 및 또는 주변환경의 저 레벨 광을 보정하는 단계를 포함한다. 특히, 차선적인 시각 환경에서 이미지 렌더링 유닛에 의한 컬러 이미지를 발생하는 방법이 제공된다. 입력 컬러와 출력 컬러의 값의 적어도 3차원 룩업 테이블을 생성하는 단계로서, 테이블은 차선적인 시각 환경으로부터 강화된 시각 환경으로의 변환을 포함하는, 발생 단계; 적어도 3차원 룩업 테이블을 이미지 컬러 렌더링 컨트롤러에 로딩하는 단계; 입력 이미지 데이터를 이미지 컬러 렌더링 컨트롤러에 로딩하는 단계; 적어도 3차원 룩업 테이블의 어드레스에 저장된 출력 컬러 값으로부터 이미지 데이터를 발생하도록 적어도 3차원 룩업 테이블로의 어드레스로 입력 이미지 데이터를 사용하여 적어도 3차원 룩업 테이블을 통해 입력 이미지 데이터를 처리하는 단계; 및 출력 이미지 데이터를 이미지 렌더링 유닛에 출력하는 단계를 포함한다. 이 방법은 제 1 방법에 대한 상술한 여러 특징 및/또는 단계를 포함한다. 이 강화된 시각 환경은 관찰자가 컬러, 콘트라스트 또는 휘도를 갖도록 컬러 이미지를 수용하도록 되어 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 있어서, 이미지 렌더링 유닛에 의한 컬러 이미지를 발생하는 방법이 제공된다. 입력 컬러와 출력 컬러의 값의 적어도 3차원 룩업 테이블을 생성하는 단계로서, 테이블은 2차색 또는 3개 이상의 원색의 해상도를 포함하는, 발생시키는 단계; 적어도 3차원 룩업 테이블을 이미지 컬러 렌더링 컨트롤러에 로딩하는 단계; 입력 이미지 데이터를 이미지 컬러 렌더링 컨트롤러에 로딩하는 단계; 적어도 3차원 룩업 테이블의 어드레스에 저장된 출력 컬러 값으로부터 이미지 데이터를 발생하도록 적어도 3차원 룩업 테이블로의 어드레스로 입력 이미지 데이터를 사용하여 적어도 3차원 룩업 테이블을 통해 입력 이미지 데이터를 처리하는 단계; 및 입력 이미지에 비하여 강화된 휘도, 강화된 콘트라스트 및 강화된 채도 중 적어도 하나를 갖도록 지각된 출력 이미지를 발생하도록 출력 이미지 데이터를 이미지 렌더링 유닛에 출력하는 단계를 포함한다. 이 방법은 제 1 방법에 대한 상술한 여러 특징 및/또는 단계를 포함한다.

2차색 또는 3개 이상의 원색은 타원형으로 형성되거나, 2차색 또는 3개 이상의 원색은 두 개의 조건에 대하여 룩업 테이블 중 3 곱하기 3의 설계에 포함된다. 어떠한 경우에도, 이미지 렌더링 유닛의 측정된 응답은 3차원 룩업 테이블를 형성하는데 이용될 수 있거나, 이미지 렌더링 유닛의 제조자가 제공한 수식이 3차원 룩업 테이블을 형성하는데 이용될 수 있다. 대안적으로, 2차색 또는 3개 이상의 원색을 이용하는 방법에 대한 정의가 제공된다. 이 방법은 제 1 방법에 대한 여러 특징/또는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 이미지의 주변 광 및 배경 환경에 관계없이 인간 시야 지각 기관에서 최적인 이미지를 디스플레이하거나 투사하는 문제는 인지된 색도, 콘트라스트 또는 이미지의 휘도를 강화하도록 시야 모델을 사용함으로써 해결되어 이미지의 지각된 품질을 향상시킨다. 인간 시야 지각의 시각 모델은 적어도 3차원의 룩업 테이블을 생성하여 디스플레이될 이미지를 처리하는데 이용된다. 이미지의 메모리 컬러는 보존될 수 있다. 이 방법은 인간 관찰자의 인종에 따라 색채, 콘트라스트, 또는 휘도를 결정한다. 이 방법은 인간 관찰자의 인종 중 하나에 기초하여 이미지의 색채, 콘트라스트 또는 휘도를 조절하는 것을 더 포함한다. 이 방법은 입력 컬러 및 출력 컬러의 값의 적어도 3차원 룩업 테이블을 결정하는 것을 더 포함하고, 이 3차원 룩업 테이블은 시네마용으로 설계된 디지털 시스템 또는 아날로그 영화 시스템의 향상된 출현에 부응하도록 이미지의 색채, 콘트라스트 또는 휘도를 조절하는 것을 포함한다. 이 방법은 이미지의 선택된 심미적 지각을 발생하도록 이미지의 채도, 콘트라스트 또는 휘도를 조절하는 것을 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에서, OLED 디스플레이에 의해 컬러 이미지를 발생하는 방법은 디스플레이의 적색, 녹색 및 청색 OLED의 상대적 휘도의 전체 품질과 수명을 관리하는 것이 제공된다. 이 방법은 적어도 3개의 OLED를 갖는 OLED 디스플레이와 입력 이미지 데이터를 제공하는 단계로서, 각각의 OLED는 상이한 순색을 갖는, 제공 단계; 입력 컬러와 출력 컬러의 값의 적어도 3차원 룩업 테이블을 생성하는 단계로서, 룩업 테이블의 값은 이미지의 품질과 적어도 3개의 OLED의 수명을 최적으로 관리하는 방식으로 OLED 디스플레이의 출력 이미지 컬러 데이터를 변환하는, 발생시키는 단계; 적어도 3차원 룩업 테이블을 이미지 컬러 렌더링 컨트롤러에 로딩하는 단계; 입력 이미지 데이터를 이미지 컬러 렌더링 컨트롤러에 로딩하는 단계; 적어도 3차원 룩업 테이블의 어드레스에 저장된 출력 컬러 값으로부터 이미지 데이터를 발생시키도록 적어도 3차원 룩업 테이블로의 어드레스로 입력 이미지 데이터를 사용하여 적어도 3차원 룩업 테이블을 통해 입력 이미지 데이터를 처리하는 단계; 및 OLED 디스플레이에 의해 이미지를 발생하기 위해 출력 이미지 데이터를 출력하는 단계를 포함한다. 룩업 테이블의 값은 인간 시각 시스템의 시각 모델에 기반하여 산출될 수 있다. 이 방법은 제 1 방법에 대한 여러 특징 및/또는 단계를 포함한다.

적어도 3개의 OLED는 적색 OLED, 녹색 OLED 및 청색 OLED이다. 이러한 예에서, OLED의 수명과 이미지의 품질을 관리하는 단계는 백색을 부가하여 RGB 픽셀 값의 그레이 성분의 소정의 양을 이 백색에 맵핑하여 RGB의 이용을 감소시키고 적색, 녹색 및 청색 OLED의 수명을 연장한다. 대안적으로, OLED의 수명과 이미지의 품질을 관리하는 단계는 다른 원색을 부가하여 RGB 픽셀 값의 소정의 양을 이 또 다른 원색에 맵핑하여 RGB의 이용을 감소시키고 적색, 녹색 및 청색 OLED의 수명을 연장한다. 이 방법은 제 1 OLED가 다른 OLED 바로 수명의 끝에 도달하지 않도록 적어도 3개의 OLED를 동작하는 것을 포함하고 각각의 OLED의 이미지 품질은 OLED 컬러 중 하나의 현저한 모습 또는 지각된 가공물 없이 시간이 지남에 따라 거의 동등하게 감소한다.

이 방법은 OLED 중 적어도 하나의 출력의 변화로 인해 이미지 품질의 제어된 열화를 갖는 것을 더 포함할 수 있으며, 어느 소정의 시점에서의 품질의 변화는 지각된 품질의 최소 손실을 갖는다. 제어된 열화는 모든 OLED의 사용데이터를 축적하여 사용함으로써 추적된다. 제어된 열화는 시간이 지남에 따라 전체 이미지에 대해 수행되거나, 시간이 지남에 따라 이미지의 적어도 일부에 대해 수행된다. 제어된 열화는 시간이 경과함에 따라 이미지의 컬러 채도를 점차 감소시키면서 이미지의 휘도를 실질적으로 유지하거나, 고 컬러 채도의 이미지 픽셀에서 보다 낮은 컬러 채도의 이미지 픽셀에서의 큰 정도로 이미지의 컬러 색채를 감소시키거나 또는 각각의 순색상의 적응 일차원 테이블을 점차 사용하여 컬러 채도를 감소시키는 동안 이미지의 휘도를 실질적으로 유지함으로써 수행된다.

각각의 순색상의 일차원 테이블은 품질 열화 모델을 사용하여 산출된다. 품질 열화 모델은 특정 OLED 수명으로 목표 이미지 품질을 제공하도록 미리 의도된 일차원 테이블 중에서 평균된다. 일차원 테이블은 OLED가 최초로 작동한 때의 일차원 테이블과 OLED가 이들의 유용한 수명의 끝에 있을 때의 일차원 테이블 사이의 보간에 의해 발생될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 채도 순수 R, G 및 B를 유지하는 동안 휘도를 증가하기 위해 이미지 프레임 듀티 사이클 동안 일시적으로 R, G 및 B를 결합함으로써 확장되거나 최대 색역을 성취하는 문제는 소정의 시각 환경에 물리적 또는 지각된 입력 컬러를 유지하는 R, G 및 B의 결합을 산출함으로써 해결되므로, 물리적 또는 지각된 컬러 채도를 유지하고 증가한 휘도를 성취한다. 산출된 결합은 3D 룩업 테이블에서 실행된다.

본 발명의 임의의 전술한 양태에서, 생산된 컬러 이미지는 본 명세서에서 정의 한 바와 같이, "메모리 컬러"와 비메모리 컬러를 포함할 수 있다. 일반적으로, 발생된 이미지의 메모리 컬러는 보존된다. 이 방법은 실질적으로 유지될 입력 이미지 데이터의 메모리 컬러를 확인하는 단계와, 이미지 렌더링 유닛에서의 이들 색도에 대하여 메모리 컬러와 비메모리 컬러를 특징으로 하는 단계와, 이미지 렌더링 유닛을 사용하여 지각적으로 정확한 메모리 컬러인 인간 시각 시스템을 포함하는 이미지를 발생하는 단계를 포함할 수 있다. 비메모리 컬러의 지각된 채도, 휘도 및 콘트라스트는 메모리 컬러의 지각된 휘도 및 콘트라스트 이상으로 증가한다. 일 실시예에서, 적어도 3차원 룩업 테이블을 생성하는 단계는 S자형 강화기능을 사용하여 메모리 컬러에 대한 강화된 휘도, 채도 및 색조를 산출하는 단계를 포함한다. 하나 이상의 적어도 3차원 룩업 테이블은 비메모리 컬러와 메모리 컬러의 변형을 위해 발생될 수 있다. 어느 또는 모든 적어도 3차원 룩업 테이블은 이미지 렌더링 유닛의 상이한 시각 환경에 대해 최적화될 수 있다. 이러한 예에서, 이 방법은 적어도 3차원 룩업 테이블 중 하나를 선택하여 이미지 렌더링 유닛의 시각 환경을 기반으로 이미지 컬러 렌더링 컨트롤러로 로딩한다. 센서는 시각 환경의 주변 광을 측정하기 위해 제공될 수 있다.

본 발명의 관련된 양태에서, 현실적인 "메모리 컬러"를 유지하면서, 복수의 컬러( 및 특히 높은 채도 컬러)의 높은 채도를 동시에 같은 이미지를 디플레이하는 문제는 부가 컬러 결합의 상실된 채도를 대체함과 동시에 플레쉬 톤과 기타 공지된 메모리 컬러를 보존하는 3D 룩업 테이블에 따라 이미지 투사 시간의 듀티 사이클의 어느 부분 동안 백색광을 부과하거나 R,G,B를 결합함으로써 복수의 R, G, B의 결합에 의해 해결된다. 이미지 데이터는 플레쉬 톤과 기타 공지된 메모리 컬러를 보존하는 동안 지각된 색채, 휘도 및 콘트라스트를 증가하는 방식으로 3D 룩업 테이블로 처리된다. 시각 모델은 이미지 처리를 수행하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 임의의 전술한 양태에 있어서, 이 방법은 3차원 룩업 테이블로 입력하기 위해 제 1 입력 컬러 표준의 입력 이미지 데이터를 입력 컬러 명세로 변환하는 단계를 포함한다.

상술한 문제에 대한 해결책은 다차원 룩업 테이블을 수반할 수 있다. 3차원 룩업 테이블은 일 예이다. 적어도 3차원 룩업 테이블은 3개 이상의 입력 컬러와 3개 이상의 출력 컬러를 갖는다. 출력 차원은 RGB 테이블의 RGBCYMW(적-녹-청-시안-자홍색-황-백)출력 값을 갖는 것과 같은 입력 차원과는 다르다. 즉, 입력이 3개의 값이고 출력이 7개이다. 출력의 갯수는 3개 이상의 물리적 컬러를 갖는 디스플레이로 인해 3개 이상일 수 있다. 즉, R, G 및 B와 같은 3개 이상일 수 있다. 이러한 예에서, 따라서, 출력 컬러는 순색 및 4개 이상의 컬러의 결합일 수 있다. 일반적으로, 3개 또는 3개 이상의 출력 컬러는 순색의 결합으로 형성된 독립 광원 또는 2차색과 순색의 결합이다. 적어도 3차원 룩업 테이블(들)은 이미지 컬러 렌더링 컨트롤러의 메모리의 스토리지 사용을 감소시키도록 완만하게 압축된다.

특히, 본 발명의 실시예에 따라, 메모리 컬러와 채색된 컬러를 디스플레이하는 방법은 실질적으로 유지될 입력 이미지 데이터에서 메모리 컬러를 확인하는 단계와, 색도에 대해 메모리 컬러를 특징으로 하는 단계와, 및 채색된 메모리 컬러의 컬러 형에 대해 3차원 룩업 테이블을 생성하는 단계를 포함한다. 이 3차원 룩업 테이블은 이미지 장치 컨트롤러 이미징 장치 컨트롤러에 로딩되고, 입력 이미지 데이터는 이미징 장치 컨트롤러에 로딩된다. 입력 이미지 데이터는 출력 이미지 데이터를 발생시키기 위해 3차원 룩업 테이블을 사용하여 알고리즘으로 처리된다. 출력 이미지 데이터는 이미지 렌더링 장치에 출력되고 메모리 컬러를 지각적으로 정밀하게 하는 인간 시각 시스템을 포함하는 고 휘도, 고 콘트라스트 및 이미지가 디스플레이되거나 투사된다.

일 실시예에서, 방법은 처리하는 것을 포함하는 것으로, 일차원 테이블 및 매트릭스가 여러 가능한 입력 컬러 표준을 3D 또는 이보다 높은 차원 컬러 룩업 테이블에 입력된 바람직한 컬러로 변환하도록 제공된다. 이는 상이한 비디오 표준에 적응 가능한 단일 또는 감소한 수의 3D 또는 이보다 높은 차원의 컬러 룩업 테이블을 만들기 위해 행해진다. 또 다른 실시예에서, 3D 또는 이보다 높은 차원의 수학이, 3D 컬러 테이블에 대한 요구가 제거되도록 이미지 디스플레이 또는 투사 장치에 있어서의 컴퓨터의 중앙 처리 유닛에 의해 실시간으로 실행된다. 이는 디바이스 컴퓨터에 적절한 산출 처리 능력과 메모리가 제공되는 경우 행해진다.

다른 실시예에서, 이 방법은 상이한 비디오 표준에 적합하기 위해 여러 가능한 입력 컬러 표준을 3차원 이상의 컬러 룩업 테이블의 생성에 직접 포함시키는 단계를 포함한다.

어느 상황에서, 이미지 렌더링 유닛(예컨대, 디스플레이 또는 투사 장치)에는 "내장"(built in)된 어느 컬러 변형 능력이 제공되어 있다. 예를 들어, 이 장치에는 백색 또는 2차색을 추가하기 위해 알고리즘이 마련되어 있어서 색채의 손실과 메모리 컬러의 출연의 왜곡을 야기한다. 이러한 상황에서, 입력 이미지 데이터가 이미지 렌더링 유닛에 의해 수행되는 컬러 변경을 보상하기 위해 처리되도록 적어도 3차원 룩업 테이블의 출력 값이 결정된다. 이 방법은 이미지 렌더링 유닛에 의해 수행되는 컬러 변경의 축적을 보상하는 색공간 내의 방향으로 컬러 데이터를 이동시키는 방식으로 이 컬러 데이터를 조절하기 위해 적어도 3D 컬러 데이블을 제공하는 단계를 포함한다. 적어도 3차원 룩업 테이블은 지각된 컬러, 휘도 및 콘트라스트를 증가하여 이미지 렌더링 유닛의 컬러 변경에 대한 알고리즘에 의해 야기된 지각된 컬러, 휘도 및 콘트라스트의 감소를 보상하도록 입력 이미지 데이터를 처리하는 단계를 더 포함한다. 이미지 렌더링 유닛이 순색으로부터 2차색을 생성하기 위해 알고리즘을 포함하는 특정 예에서, 적어도 3차원 룩업 테이블은 이미지 렌더링 유닛에 2차색의 부과에 의해 수행된 컬러 변경을 보상하는 단계를 포함한다. 적어도 3차원 룩업 테이블의 값은, 이미지 렌더링 유닛의 휘도를 증가하는 고유의 백색점에 대해 인간 시각 시스템의 채색 적응도를 포함하는 입력 이미지를 처리하는 단계를 더 포함하도록 또한 결정될 수 있다. 적어도 3차원 룩업 테이블은 시네마용의 아날로그 영화 시스템 또는 디지털 시스템의 향상된 출력과 정합시키기 위해 이미지의 색채, 콘트라스트 또는 휘도를 조절할 수도 있다.

본 발명에 따라, 컬러 이미지를 생성하는 장치가 더 제공된다. 이 장치는 시스템 버스와 연결된 중앙 처리 유닛 및 메모리를 포함하는 컴퓨터로 구성되어 있다. 이 메모리는 랜덤 엑세스 메모리, 또는 컴퓨터 판독 저장 매체일 수 있다. 이 메모리는 적어도 3차원 룩업 테이블을 포함한다.

본 발명의 일 양태에서, 적어도 3차원 룩업 테이블은 입력 컬러와 출력 컬러의 값을 포함하며, 룩업 테이블의 값은 장치와 연결가능한 이미지 렌더링 유닛에 이미지 컬러 데이터를 출력하도록 설정된 이미지 컬러 데이터를 변환하여 입력한다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 적어도 3차원 룩업 테이블은 메모리 컬러 및 비 메모리 컬러를 포함하는 입력 이미지 데이터를 시각 색공간으로 변환하여 시각 색공간의 메모리 컬러와 비메모리 컬러에 대한 강화된 광도, 채도 및 색조를 산출하는 알고리즘에 의해 발생된다. 3차원 룩업 테이블을 생성하는 알고리즘은 메모리에 포함될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 적어도 3차원 룩업 테이블은 입력 컬러와 출력 컬러의 값을 포함하며, 룩업 테이블의 값은 장치에 연결가능한 제 2 확장 또는 감소한 색역을 포함하도록 설정된 입력 이미지 데이터의 제 1 색역을 변환한다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 적어도 3차원 룩업 테이블은 차선의 시각 환경으로부터 인간 시야 시스템의 시야 및 채도를 포함하는 향상된 시각 환경으로의 변환을 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 적어도 3차원 룩업 테이블은 장치에 연결가능한 이미지 렌더링 유닛에 의해 2차색의 부과로 인해 지각된 색도, 콘트라스트 또는 휘도를 증가하여 지각된 색도, 콘트라스트 또는 휘도의 손실을 보상하도록 2차색의 선명도 및 강화된 광도, 채도 및 색조를 포함한다.

이미지가 관찰자에 의해 지각되는 본 발명의 다른 양태에서, 메모리는 지각된 색도, 콘트라스트 및 이미지의 휘도를 강화하기 위해 시각 모델을 포함한다.

본 발명의 전술한 임의의 양태에서, 이 장치는 컴퓨터와 통신하는 이미지 렌더링 유닛을 포함한다. 이미지 렌더링 유닛은 프로젝터, 텔레비전, 컴퓨터 디스플레이로부터 선택되고 DMD, 플라즈마, 액정, 액정 온 실리콘 변조(liquid crystal-on-silicon modulation (LCOS)), 광원 및 LED의 직접 변조, 또는 유기 발광다이오드(OLED), 레이저 또는 램프광원을 이용한다. 장치는 케이블 TV 세트 탑 박스, 비디오 게임 콘솔, 개인용 컴퓨터, 컴퓨터 그래픽 카드, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 방송국, 안테나, 인공위성, 방송 수신기 및 프로세서 및 디지털 시네마 중 적어도 하나를 포함하는 보조 이미지 장치를 포함한다. 액정 디스플레이, 플라즈마 및 DMD 중 하나는 보조 장치와 통신할 것이다. 이 장치는 입력 이미지 데이터의 소스에 대한 통신 링크를 더 포함한다.

적어도 3차원 룩업 테이블은 2차색의 선명도를 포함하고 이미지 렌더링 유닛에 의해 2차색의 추가로 인해 지각된 색도, 콘트라스트 또는 휘도를 증가하여 지각된 색도, 콘트라스트 또는 휘도를 보상하도록 강화된 강도, 채도 및 색조를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 적어도 3차원 룩업 테이블은 부착적인 시각 환경으로부터 시각 및 시야 시스템의 시야 및 채도를 포함하는 개량된 시각 환경으로의 변환을 포함한다.

이 장치의 메모리는 한 세트의 적어도 3차원 룩업 테이블을 포함한다. 이 세트의 각각의 테이블은 이미지 렌더링 유닛의 상이한 시각 환경에 대해 최적화될 수 있다. 이 장치에는 시각 환경의 주변광을 측정하는 센서가 제공되어 있다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 디스플레이의 전력 소모를 감소시키면서 높은 품질 컬러 이미지를 디스플레이하기 위한 방법이 제공된다. 디스플레이는 디스플레이 스크린을 포함할 수 있거나, 디스플레이는 표면으로 이미지를 투사할 수 있다. 방법은 입력 픽셀 컬러값에 따라 각각의 픽셀에 부가된 상이한 양의 백색 또는 휘도를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 더 높은 컬러 포화를 갖는 픽셀은 입력 컬러 포화가 더 양호하게 보존되도록 부가되는 더 적은 양의 백색을 가질 수 있고, 더 중성의 그레이인 픽셀은 흑백 픽셀에 대해 더 휘도를 증가시키도록 부가되는 더 많은 백색을 가질 수 있다. 이는 입력 컬러 포화가 높은 정도로 유지되는 것을 가능하게 하고, 따라서 관찰자에 의해 지각되는 채도 (그리고 따라서 이미지 품질)이 유지된다. 더구나, 부가된 백색의 양이 가장 높은 입력 컬러 포화에 대해 무시할 수 있는 양으로 감소되면, 디스플레이의 전체 입력 색역은 유지될 수 있다.

증가하는 컬러 포화로 부가된 백색을 감소시키는 여러 방법이 고려된다. 예를 들어, 전체 입력 색역보다 더 작은 하나의 시그마(하나의 표준 편차)폭을 갖는 입력 컬러 포화의 가우시안 함수가 사용될 수 있다. 픽셀에 백색을 적응적으로 부가하는 이 방법은 이미지에 의존하는 부가된 휘도 및 대응하는 전력 절감을 야기한다. 더 흑백인 이미지, 그리고 따라서 컬러 포화가 낮은 경우에, 전력 절감은 가장 높을 것이고, 매우 색채가 풍부한 이미지의 경우, 전력 절감은 가장 낮을 것이다. 이러한 유형의 처리는 이미지 데이터 상에서 실시간으로 실행될 수 있으므로 이미지-의존 전력 절감은 따라서 이미지마다 달라질 수 있다. 이 방법은 컬러 포화의 손실이 이미지 컬러 포화의 중간 범위에 있고 본 발명의 컬러 처리가 입력 컬러 포화의 이 범위에서 가장 높은 컬러 포화 복원을 가지므로, 본 발명의 컬러 처리에 따른다. 더구나, 대부분의 이미지가 낮음 내지 중간 컬러 포화를 갖고, 전력 절감이 이들 형의 이미지 픽셀에 대해 더 크므로, (영화 또는 비디오와 같은) 소정의 이미지의 세트에 대한 결과적인 평균 전력 절감은 흑백 이미지에 대한 최대 전력 절감에 근접하다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 확장된 기간에 걸쳐 휴대용 디스플레이 장치 상에 높은 품질 이미지를 디스플레이하는 것의 문제는 결과물인 새로운 원색이 더 효율적이도록 디스플레이 장치의 원색을 변경함으로써 해결된다. 이는 (액정 디스플레이에 대해) 더 낮은 전력 광원을 사용하거나, 더 낮은 전력 램프 또는 더 낮은 전력 백색 OLED를 사용함으로써 장치로의 전력이 감소되는 것을 가능하게 한다. 이는 더 적은 열 생성 및 더 적은 기타 디스플레이 관리 비용을 야기한다.

그러나, 원색으로의 이러한 변경은 그것의 백색점을 포함하는 디스플레이의 색역을 변화시킬 것이다. 보정 동작이 없으면, 이는 관찰자에게 불만족스러운 디스플레이에 의해 렌더링되는 컬러를 야기할 것이다. 본 발명의 추가의 양태에서, 이 문제는 출원인의 3차원 컬러 룩업 테이블(3DLUT)의 사용에 의해 해결되며, 출원인의 3차원 컬러 룩업 테이블(3DLUT)은 심미적으로 만족스럽도록 컬러를 보정한다.

따라서, 결과물인 새로운 원색이 더 효율적이도록 디스플레이 장치의 원색을 변경하는 것, 그리고 3차원 컬러 룩업 테이블의 사용에 의해 색역에서의 결과물인 이동을 보정하는 것의 결합은 확장된 기간에 걸쳐 휴대용 디스플레이 상에 높은 품질 이미지를 디스플레이하는 것의 문제를 해결한다. 전력 소모를 더 낮춤으로써, 휴대용 디스플레이의 배터리 수명은 증가된다.

본 발명에 따르면, 이 전체 문제를 해결하기 위한 복수의 옵션이 있다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 적색, 녹색 및 청색 원색 서브픽셀을 포함하는 픽셀로 구성되는 디스플레이를 사용하여 컬러 이미지를 생성하는 방법이 제공된다. 방법은 베이스 레벨에 대하여 이미지의 색역을 감소시키고 이미지의 휘도를 증가시키는 단계, 이미지의 휘도를 감소시키기 위해 디스플레이로의 전력을 감소시키는 단계, 출력 이미지 픽셀 데이터를 생성하기 위해 3차원 룩업 테이블을 사용하여 이미지 픽셀 데이터를 변경함으로써 거의 베이스 레벨까지 이미지에의 컬러를 복원하는 단계, 및 컬러 이미지를 생성하기 위해 출력 이미지 픽셀 데이터를 디스플레이로 통신하는 단계를 포함한다. 디스플레이는 LCD 디스플레이, LED 디스플레이, OLED 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 및 DMD 프로젝터 중 하나일 수 있다.

이미지의 색역을 감소시키고 이미지의 휘도를 증가시키는 단계는 이미지에 백색을 부가함으로써 달성될 수 있다. 백색은 백색 서브픽셀을 이미지의 각각의 픽셀에 부가하거나, 백색을 이미지의 각각의 픽셀의 적어도 하나의 원색 서브픽셀에 부가함으로써 부가될 수 있다. 백색은 세 개의 원색 서브픽셀의 두 개에 부가되거나 또는 세 개 모두에 부가될 수 있다. 백색은 동등하지 않은 양으로 원색 서브픽셀에 부가될 수 있다.

특정 실시예에서, 백색은 부가되는 백색의 양이 증가하는 컬러 포화로 감소하는 알고리즘에 따라 적응적으로 부가될 수 있다. 가우시안 함수는 증가하는 컬러 포화로 백색의 감소를 정의하는 알고리즘에서 사용될 수 있다. 알고리즘은 3차원 룩업 테이블에서의 값을 결정하는데 사용될 수 있다.

복수의 이미지가 디스플레이를 사용하여 생성될 수 있으며, 알고리즘은 각각의 이미지 픽셀에 부가할 백색의 양 및 각각의 이미지에 대한 전력의 감소의 양을 결정하는 것을 포함한다. 알고리즘은 각각의 개별 픽셀에 대해, 그리고 더구나 각각의 개별 적색, 녹색 및 청색 원색 서브픽셀에 대해 부가되는 백색의 양을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 백색은 픽셀 노출 시간의 일부 동안 서브픽셀에 부가될 수 있다.

백색은 적색, 녹색 및 청색 원색 서브픽셀을 제공하는 제 1 소스와는 별도인 제 2 소스로부터 부가될 수 있다. 디스플레이가 LCD 디스플레이인 실시예에서, 제 1 백라이트는 제 1 소스일 수 있고, 제 2 백라이트는 제 2 소스일 수 있다. 대안적으로, 백색은 백색 서브픽셀에 의해 각각의 픽셀에 부가될 수 있다.

특정 실시예에서, 디스플레이로의 전력을 감소시키는 단계는 거의 베이스 레벨까지 이미지의 휘도를 감소시킨다. 다른 실시예에서, 디스플레이로의 전력을 감소시키는 단계는 베이스 레벨보다 더 밝은 레벨까지 이미지의 휘도를 감소시킨다. 즉, 디스플레이로의 일부 전력 감소가 또한 더 밝은 디스플레이를 제공하면서 달성된다.

특정 실시예에서, 이미지의 컬러를 복원하는 단계가 IPT 색공간에서 수행된다. 3차원 룩업 테이블의 값은 인간 시각 시스템의 시각 모델을 사용함으로써 결정될 수 있으며, 인간 시각 시스템의 시각 모델은 인간 시각 시스템의 색채 적응의 모델을 포함할 수 있다. 이미지의 컬러를 복원하는 단계는 디스플레이의 백색점을 컬러 표준의 백색점으로 보정하는 단계를 포함할 수 있다.

특정 실시예에서, 메모리 컬러는 컬러 이미지에서 보존된다.

본 발명을 수반한 도면을 참고로 설명할 것이며 동일한 참조 번호는 동일한 소자를 의미한다.
도 1a 내지 1d는 입력 컬러 데이터를 처리하여 렌더링 컬러 이미지의 출력 컬러 데이터를 발생하기 위한 여러 선행 기술의 방법의 이차원 개략도이다.
도 2는 입력 컬러 데이터를 처리하여 컬러 이미지를 제공하기 위한 출력 컬러 데이터를 생성하는 본 발명의 방법의 양태의 개략도이다.
도 3은 DCI 및 HD709 표준의 색역 및 여러 매체 및/또는 이미지 장치의 색역을 도시한 색도를 나타낸 도면이다.
도 4는 R, G 및 B 원색에 백색을 부가하여 연속적으로 전체 범위가 감소한 이미지 디스플레이, 프로젝터 또는 텔레비전의 일련의 색역을 나타내는 3차원 색공간의 사시도이다.
도 5는 컬러 이미지를 생성하는 장치의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 목적을 위해 3차원 룩업 테이블을 발생하는 하나의 알고리즘의 단계들을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 컬러 이미지를 발생하는 하나의 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8은 컬러 출력 교정을 포함하는 본 발명을 따른 컬러 이미지를 생성하는 수학적 흐름도의 개략도이다.
도 9는 본 발명에 따른 디스플레이에 의한 전력 소모의 감소를 가능하게 하는 제 1 색역 변환을 포함하는 색도도의 그래픽 표현이다.
도 10은 도 9에 도시되는 제 1 색역 변환에서 3차원 컬러 체적의 2차원 “슬라이스(slice)”이다.
도 11은 본 발명에 따른 디스플레이에 의한 전력 소모의 감소를 가능하게 하는 제 2 색역 변환을 포함하는 도 9의 색도도의 그래픽 표현이다.
도 12는 본 발명에 따른 제 3 색역 변환에 기인하는 3차원 컬러 체적의 2차원 “슬라이스”이다.
도 13은 본 발명에 따른 디스플레이에 의한 전력 소모의 감소를 가능하게 하는 원색의 포화 또는 휘도가 감소되는 색역 변환의 세트의 그래픽 표현이다.
도 14a 내지 도 14c는 컬러 이미지를 디스플레이하는 출원인의 방법의 일 실시예로부터의 이미지 시뮬레이션 결과를 도시한다.
도 15는 적응적 방식으로 이미지에 부가된 백색의 픽셀-의존 양을 산출하는데 사용될 수 있는 픽셀 포화의 2차원 가우시안 함수의 사시도이다.
도 16은 도 15의 여러 가우시안 σ값에 대해 달성되는 CieLUV 색공간의 총 영역 체적의 의존, 상대적 휘도 증가 및 전력 절감을 도시한다.
도 17은 색역 내에서의 색도 반경인, 2차원 가우시안 함수의 선택된 σx 및 σy값에 기인하는 색도 반경을 도시한다.
도 18은 출원인의 컬러 이미지 처리의 일 실시예를 사용한 채도 측정과 사용하지 않은 채도 측정의 비교를 도시한다.
도 19a 내지 도 19d 및 도 20a 내지 도 20d는 각각의 원본 이미지 및 백색이 부가된 상태로 처리되지 않은 이미지에 대한 출원인의 컬러 이미지 처리에 기인하는 두 개의 예시적인 이미지의 비교를 도시한다.
본 발명은 바람직한 실시예와 관련하여 설명했지만, 본 발명을 설명된 실시예로 제한되지 않는다. 이와는 달리, 본 발명은 첨부한 청구범위에 의해 정의되어 있듯이, 본 발명의 정신 및 범위 내에서 모든 대안, 변경 및 균등물을 포함할 수 있다.

본 발명의 일반적인 이해를 위해, 도면이 참조된다. 도면에서, 동일한 참조번호는 동일한 소자를 나타내도록 되어 있다. 본 발명을 설명하는데, 여러 용어가 발명의 상세한 설명에서 이용된다. 표준용어가 이미지 처리 및 투사 기술에서 널리 이용되고 있다. 예를 들어, 1987년에 설립된 국제 조명협회(CIE)의 국제 조명 용어집의 컬러 기술과 이미지 분야에는 표준 용어를 정의하고 있다. 또한, 색채학 원론 (Billmeyer and Saltzman's PRINCIPLES OF COLOR TECHNOLOGY, 3rd Ed,) (저자: Roy S. Berns, John Wiley & Sons, Inc., 2000) 및 컬러 형성 모델 (저자: Mark D. Fairchild, Wiley-IS&T, Chichester, UK (2005))에도 언급되어 있다.

본 발명을 전체적으로 설명하기 위해, 본 발명에서 사용되는 용어는 다음과 같이 정의된다.

휘도 - 시각 지각의 특성으로 이에 따라 영역은 방출 또는 반사 또는 어느 정도 비취는 것으로 나타난다.

BT.709 - ITU Radiocommunication Sector (ITU-R) Recommendation BT.709의 약어로, 고화질 텔레비전의 포맷에 대한 표준.

색도 - 도 3에 도시된 바와 같은 색도의 장치의 색역을 시각화하기 위해 사용되는 표준화 CIE의 삼자극화 값.

CIECAM02 - 국제 조명 위원회 (International Commission on Illumination)와 국제 조명 협회 (2002년 발간된 Commission Internationale de I'eclairage (CIE))가 채택한 가장 최근의 컬러 모델.

컬러 - 3개의 삼자극값과 같은 동작적으로 정의한 값에 관한 컬러 자극의 명세.

색공간 - 각각의 점이 컬러에 상응하는 3차원 공간.

채도 - 영역의 지각된 컬러가 다소 색채로 나타내는 시각 지각의 속성.

콘트라스트- 특정 지각 감각에서, 동시에 또는 연속적으로 본 두 개 이상의 부분의 출연의 차이의 대비.

DCI 표준-디지털 시네마 협회에 의해 만들어 진 디지털 시네마 시스템에 대한 컬러 표준, LLC (L2002년에 설립된 주요 영화의 합작회사). 표준은 2008년 3월 7일에 디지털 시네마 협회, LLC가 승인한 "디지털 시네마 시스템 사양"(Digital Cinema System Specification) 버전 1.2에 포함되어 있다.

디스플레이 - 이산 발광 소자로부터 이미지를 이미지 장치의 표면에 형성하는 이미지 장치.

색역 - 한 세트의 잉크, 또는 기타 색료로 생성가능한 컬러의 범위. 색역은 색공간의 특정 영역에 대해여 설명될 수 있다.

색조 - 영역이 컬러, 즉 적, 황, 녹 및 청 중 하나와 유사하게 나타내거나 폐쇄링에서 간주된 인접한 이들 컬러의 결합으로 나타나는 시각 지각의 특성.

메모리 컬러 - 관찰자가 의식적 또는 무의식적으로 관찰하여 대상물의 컬러가 이 대상물을 관찰하는 전의 경험의 관찰자 메모리를 기반으로, 정확한지 여부를 판단하는 이미지 내의 대상물의 컬러. 메모리 컬러의 예는 플래쉬(인간 피부) 톤, 유리의 녹색, 하늘의 청색, 바나나의 황색 및 그레이 스케일이다. "Kodak yellow", "IBM blue," and "John Deere green"과 같은 상업 제품 및 등록 상표와 관련한 컬러의 정확한 렌더링은 이미지의 사용자에게 중요할 수 있다. 메모리의 지각된 출연은 이들 관찰자에 의해 보여지는 컨텐츠에 의해 영향을 받을 수 있다.

순색 - 이미지 렌더링 유닛에 컬러 이미지를 생성하는데 이용되는 모든 컬러 필터를 포함하는 개별 광원의 컬러.

프로젝터 - 예를 들어, 광을 벽 또는 스크린과 같은 먼 개별 표면상에 전달하여 집속하여 이미지를 형성하는 이미지 장치.

RGBCYMW - 결합된 상태에서 대문자의 어느 것을 사용하는 경우, 적색, 녹색, 청색, 황색, 메젠타색(자홍색) 및 백색을 나타낸다.

이미지 렌더링 - 이 표면에 이산 조명 소자로부터 이미지를 형성하는 이미지 디스플레이를 경유하거나 광을 벽 또는 스크린과 같은 먼 개별 표면에 전달하여 집속함으로써 이미지를 형성하는 이미지 프로젝터를 경유하여 관찰을 위해 이미지를 제공하는 것을 의미한다.

포화 - 휘도에 비례하게 판단된 영역의 채도.

2차색(secondary colors) - 순색과 독자적으로 제어될 수 있는 이미지 렌더링 유닛의 순색의 선형 또는 비선형 결합.

삼자극값(tristimulus valuse) - 고려되는 자극의 컬러를 정합하는데 필요한 소정의 삼자극값 의 3개의 기준 컬러 자극의 양.

백색 - 이미지의 부분의 컬러에 부가되어 컬러에 백색을 부가하여 컬러를 밝게 하는 효과가 있는 순색, 일반적으로, 적, 녹 및 청의 한 세트의 3개의 값.

본 명세서에서 사용했듯이, 3차원 룩업 테이블 또는 3DLUT에 대한 참조는 다른 지적이 없는 한, 적어도 3차원의 테이블을 나타내는 것을 의미한다. 룩업 테이블은 다차원일 수 있고, 즉 룩업 테이블은 3개 이상의 입력 컬러 또는 3개 이상의 출력 컬러를 가질 수 있다.

도 2는 컬러 이미지를 렌더링하는 출력 컬러를 생성하도록 처리 입력 컬러 데이터에 사용되는 적어도 3차원 컬러 테이블(54)의 전체 다중 차원 능력을 나타내는 2차원의 계략도이다. 설명을 간단히 하기 위해 도 2의 다이어그램(420)은 본 발명의 적어도 3D 컬러 테이블(54)의 2D 연주만을 도시한다. 전체 색공간의 어느 점 및/또는 영역은 독자적으로 변경될 수 있다. 작은 정사각형(422)은 컬러의 변화가 발생하지 않은 색공간의 위치를 나타낸다. 이들 위치는 플레쉬 톤과 같은 메모리 컬러 위치일 수 있다.

다른 영역(424)에서, 콘트라스트, 색채 및 휘도의 선택적인 증가가 이루어진다. 이들 영역(424)에서의 커다란 정사각형(426)은 색채, 콘트라스트 및 휘도가 증가한 위치를 나타낸다. 플레쉬 톤 영역과 같은 국부 컬러 또는 컬러 영역은 고유의 컬러 처리를 위해 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 3D 컬러 테이블은 컬러 당 12 비트에 대하여 4096 x 4096 x 4096일 수 있는 모든 입력 RGB 컬러에 대하여 출력 값을 포함할 수 있어, 68.7 x 10억 개의 국부 컬러 선택권을 제공한다. 또 다른 실시예에서, 3D 컬러 테이블 크기는 3D 컬러 테이블 위치를 형성하기 위해 입력 컬러의 최상위 비트를 사용하여 그리고 입력 컬러의 최하위 비트를 사용하여 다선형(multi-linear) 또는 다른 다차원 보간을 수행함으로써 감소될 수 있다.

사각형 (422) 및 (426)은 여러 컬러 영역을 나타내는 반면, 사각형의 경계는 이러한 영역의 날카롭게 형성된 경계선을 나타내는 것으로 의도되지 않는다. 상술했듯이, 이들 영역은 사각형에 의해 형성된 영역의 외측에 있는 색공간의 영역으로부터의 완만한 천이를 제공하는 확률 분포를 사용하여 모델링될 수 있다.

예를 들어, 여러 영역은 확률 함수에 의해 부드럽게 연결된 가우시안 경계선에 의해 형성되어 있다. 적어도 3D LUT 54에 컬러 출력 값을 형성하는 경우, 체적 도함수는 다른 양으로 컬러(R,G,B)변위하는데 이용될 수 있다. 메모리 컬러 영역 내에, 컬러 벡터는 변위가 거의 없거나 전혀 없을 수 있는 반면, 기타 컬러 영역은 콘트라스트, 색채 및 휘도를 증가시키기 위해 큰 변위를 갖는다.

전체 테이블은 매우 클 수 있다. 예를 들어, 입력 컬러가 24-비트(즉 R, G 및 B에 대하여 각각 8비트)이고 출력은 백색을 포함하고 32비트이다 (R, G, B 및 W에 대하여 8비트). 도 5를 참조하면, 큰 3D LUT 54는 이미지 컬러 렌더링 컨트롤러의 메모리(36)가 충분히 큰 경우, 이용될 수 있어 가장 고속의 처리를 야기한다. 그러나, 메모리(36)는 크기가 한정되어 있지만, 산출능력이 CPU(34)에서 이용 가능한 경우, 복수 차원 보간을 이용하여 3D LUT 54의 크기를 감소시킨다. 이 특정 예에서, 각각의 일차 입력 컬러에 대하여, 비트 3 내지 8를 이용하여 3D LUT 54를 형성하여 어드레스한다. 다음, 복수 차원 보간은 비트 3 내지 8에 의해 형성된 3D LUT 54 정육면체의 8개의 꼭지점과 관련한 출력 컬러 사이에서 발생하는 출력 컬러를 형성하기 위해 비트 1 및 2와 함께 사용될 수 있다.

디스플레이, 텔레비전 및/또는 프로젝터와 같은 이미지 렌더링 유닛의 색역은 순색의 결합으로 이미지 렌더링 유닛에 의해 발생될 수 있는 최대 컬러에 의해 형성된다. 도 3은 CCIR709 컬러 표준 404와 DCI 컬러 표준 402에 비교하여 여러 이미지 렌더링 기술의 색역을 나타낸다. 도 3은 LED 프로젝터(색역 406), OLED 디스플레이(색역 408)과 같은 디스플레이를 도시한다. 3원색 이상을 갖는 텔레비전 및 디지털 시네마 프로젝터(색역 410)은 디지털 매체 분포에 대하여 CCIR709 컬러 표준(색역 404)보다 큰 색역을 가져서 작은 CCIR709 컬러 표준을 이들 디스플레이 형의 큰 색역에 맵핑할 필요성을 보여주고 있다. 소비자 디지털 컬러 매체에 대한 모든 다른 국제 컬러 표준은 CCIR709와 유사하여 이들 표준을 도 3의 디스플레이 형의 큰 색역에 맵핑할 동일한 필요성을 나타낸다. 본 발명의 방법에서, 이는 메모리 컬러를 동시에 보존하고 특정 환경에서 보기 위한 특정 디바이스를 최적화하고, 인간 시각 시스템의 적응성을 고려하면서 행해진다. 도 3은 "할리우드"(Hollywood) 컬러 표준이 레이저의 유한 집합의 색역(414)보다 상당히 크고, 따라서, 가능한 디스플레이 또는 이미지 렌더링 유닛보다 크므로 큰 입력을 전문가 디지털 시네마 프로젝터를 포함하는 디스플레이 형의 작은 색역에 맵핑해야할 필요성을 개시하고 있다.

디스플레이, 텔레비전 및/또는 프로젝터와 같은 컬러 이미지 렌더링 유닛에 있어서, 단일 광학계 및 단일 이미지 변조기를 이용하여 최대 휘도를 성취하기 위해, 복수의 RGB 채널은 이미지 프레임 동안 어느 기간에 대해 결합될 수 있다. 프레임 듀티 사이클 동안 이들 복수의 RGB 채널을 부가하는 것은 이미지의 휘도를 증가시키지만, 또한 순수 RGB 컬러를 비포화시킴으로써 채도를 감소시킬 수 있다. 도 4는 전체 범위가 백색을 R, G 및 B 순색에 부과함으로써 순차적으로 감소된 이미지 디스플레이, 프로젝터 또는 텔레비전의 일련의 색역을 나타내는 3차원 CIECAM02J L*a*b* 대립색 공간(10)의 사시도이다. 외측(가장 조잡한 정사각형) 색역(12)은 적, 녹 및 청 LED에 의해 발생된 원색을 갖는 하나의 예시적인 이미지 프로젝터의 색역이다. 와이어 프레임 색역(11)은 CCIR709 비디오 컬러 표준을 나타낸다. 연속적으로 세밀한 정사각형 입체(14, 16, 18)는 6.25%, 12.5%, 25%, 및 50% 배색의 첨가로 인해 야기되는 색역을 나타낸다. 예시를 간단히 하기 위해, 색역(11 내지 20)의 2D 투사는 각각의 폐쇄 곡선(11A 내지 20A)으로 a*b* 평면 위에 제공된다. LED 원색의 색역(12/12A)은 부과된 백색을 가지고 있지 않다. 이는 백색의 첨가가 이미지 장치의 색역을 항상 감소시키는 3D 지각 연색 및 2D 영상으로부터 일반적일 수 있다.

그러나, 이는 장치의 이미지에 백색의 추가가 바람직하지 않다는 것을 의미하지 않는다. 또한, 입체 (14) 및 폐곡선(14A)에 의해 나타나 있듯이, 6.25% 레벨의 백색의 부가는 CCIR709 컬러 비디오 표준에 거의 동등한 색역을 가하면서 동시에 이미지가 더 밝게 지각되도록 한다. 이미지 렌더링 유닛에 있어서, 그리고, 특히, 디지털 마이크로미러 장치(DMD)를 이용하는 것과 같은 단일 변조 LED 디스플레이에 있어서, 이미지는 결합 RGB로부터 백색의 부과에 의해 더 밝게 나타나게 된다. 디지털 시네마에 있어서, 이는 이미지 프레임 타임의 어느 부분에 대해 수행된다. 인간 시각 시스템의 수용능력은 디스플레이된 이미지의 현저한 휘도와 광도 콘트라스트를 증가하는데 이용된다.

본 발명의 일 양태에 있어서, 인간 시각 시스템에 의한 시각 지각의 시각 모델은 이미지의 컬러에 부과하도록 최적의 백색 양을 결정하는데 사용된다. 이미지의 지각된 채도, 콘트라스트 및/또는 휘도가 증대하여 이미지의 지각된 품질을 향상시킨다. 인간 시각 지각의 시각 모델은 디스플레이될 이미지를 처리하기 위해 적어도 3차원의 룩업 테이블을 발생하는데 이용된다. 본 발명의 방법은 관찰자의 인종에 관한 채색, 콘트라스트 또는 휘도의 선호도를 결정하기 위해 경험 시각 연구를 수행하고 관찰자의 각각의 인종에 대한 이미지의 지각된 품질을 한정하는 것을 포함한다. 이미지의 채도, 콘트라스트 또는 휘도가 관찰자의 인종 중 하나의 선호도에 기초하여 조절된다.

도 5는 관찰자가 관찰할 수 있는 컬러 이미지를 생성하기 위한 장치의 개략도이다. 이미지 장치는 텔레비전, 디스플레이, 프로젝터 또는 기타 유닛과 같은 이미지 렌더링 유닛을 포함할 수 있다. 도 5를 참조하면, 이미지 장치(30)는 이미지 컬러 렌더링 컨트롤러(32) 또는 컴퓨터(32) 또는 중앙 처리 장치(34) 및 메모리(36)를 포함하는 기타 프로세서를 포함한다. 대안적인 메모리, 또는 메모리(36)에 추가하여, 컨트롤러(32)는 하드 디스크와 같은 컴퓨터 판독 저장 매체(38)를 포함한다. 이들 소자는 시스템 버스(39)와 통신한다. 이 장치(39)는 액정 디스플레이(42)와 같은 이미지 디스플레이 또는 프로젝터인 이미지 렌더링 유닛(40)을 더 포함하며, 이 이미지 렌더링 유닛은 액정 디스플레이(42), 플라즈마 디스플레이(44), DMD(80), 램프 (82) 및 컬러 휠(84)을 포함하는 디지털 미러 장치(DND)(46) 또는 DMD (80) 및 적색, 녹색 및 청색 LED, OLED 또는 레이저(86, 87 및 88)를 포함하는 디지털 미러 장치(48)를 포함한다.

이미지 장치(30)는 저장 매체(38)상에 저장된 입력 이미지 데이터를 처리하거나 이미지 장치(30)는 외부 장치 또는 소스(50)로부터 입력 이미지 데이터를 수신한다. 외부 소스(50)는 인터넷 접속 또는 기타 네트워크 또는 전기통신 접속을 포함할 수 있어 이러한 접속을 통해 입력 이미지 데이터가 전송된다.

이미지 장치(30)는 특정 응용에 따라 여러 방법으로 이미지를 디스플레이하거나 투사하는 시스템에 적용된다. 어느 실시예에서, 이미지 장치(30)는 이미지 입력 데이터의 소스(50)에 연결할 필요성만이 있는 컨트롤러(32) 및 이미지 렌더링 유닛(디스플레이 또는 프로젝터)(40)으로 제공될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 이미지 장치(30)는 이미지 렌더링 유닛(40)과 분리되고 상술했듯이, 네트워크 또는 전기 통신 접속을 통해 이미지 렌더링 유닛(40)과 통신한다. 이미지 장치(30)는 이미지 렌더링 컨트롤러(32), 이미지 입력 데이터의 소스(50)에 대한 접속용 제 1 포트(도시하지 않음) 및 이미지 렌더링 유닛(40)에 대한 접속용 제 2 포트(도시하지 않음)를 포함한다. 이 구성은 이미지 입력 데이터(예를 들어, "컬러 TV 프로그래밍")의 방송원에 연결된 케이블을 경유해 신호를 수신하는 투사 또는 평면 스크린 텔레비전에 리트로피팅(retrofitting)하는데 특히 유용하다. 이러한 상황에서, 입력 이미지 데이터(50)를 운반하는 케이블은 이미지 렌더링 유닛(40)에서 분리되고 이미지 장치(30)는 본 발명의 이미지 처리를 수행하기 위해 이들 사이에 일렬로 배열될 수 있다.

다른 실시예에서, 이미지 장치(30)는 이미지 렌더링 유닛(40)과 통신하는 보조 장치(60) 및 보조 이미지 장치 컨트롤러(60)와 통신하거나 일체로 되어 있다. 이미지 장치 컨트롤러(60)는 제한 없이, 오디오/비디오 프로세서, 케이블 TV 셋탑 박스, 비디오 게임 콘솔, 개인용 컴퓨터(PC), PC 또는 DVD 또는 블루레이 플레이어의 컴퓨터 그래픽 카드일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 이미지 장치(30)는 방송국, 방송 안테나, 수신기 또는 프로세서 또는 디지털 시네마 극장의 전자 및 처리 소자에 일체로 되어 있다. 또 다른 실시예에서, 장치(30)는 영화, 텔레비전 프로그램의 DVD의 제작 또는, 극장 분배용 디지털 카메라의 제작에 이용되는 장비와 같은 매체 창조, 준비 및 제작 장비의 하드웨어 및 소프트웨어에 일체가 된다. 방송국, 디지털 시네마 극장 및 매체 제작 장비는 보조 이미지 장치 컨트롤러(60)로 구성되어 있다.

장치(30)의 메모리(36)는 한 세트의 적어도 3차원 룩업 테이블(54)을 포함한다. 즉, 이 세트의 각각의 테이블은 이미지 렌더링 유닛(40)의 상이한 시각 환경에 적합할 것이다. 이 장치(30)에는 이미지 렌더링 유닛(40)의 시각환경, 또는 프로젝터(46 또는 48)의 시각 환경인 경우, 투사된 이미지의 시각 변환의 주변광을 측정하는 센서(70)가 제공되어 있다. 메모리(36)는 지각된 채도, 콘트라스트 또는 생성된 이미지의 휘도를 강화하는데 이용되는 인간 시각 시스템의 지각의 시각 모델을 포함한다.

도 6은 메모리 컬러의 컬러 정확도를 높게 보존하면서, 지각된 채색, 콘트라스트 또는 휘도를 향상시키기 위해 3차원 룩업 테이블을 발생하는 알고리즘을 나타내는 흐름도이다. 도 6의 알고리즘(100)은 도 7의 방법(200)의 단계(210)를 수행하는데 이용될 수 있다. 부가적으로, 알고리즘(100)은 DMD, 플라즈마, 액정, 액정 온 실리콘 변조(liquid crystal-on-silicon modulation) 또는 광원의 직접 변조를 이용하는 기타 이미지 렌더링 장치에 응용할 수 있고 LED, OLED, 레이저 또는 램프 광원을 사용한다.

도 6을 참조하면, 동작(110)시, 입력 이미지 데이터의 RGB 입력 값이 이 데이터의 비선형성을 보상하기 위해 접속된 "역감마"(reverse gamma)이어서 선형화한 스칼라 RGB 값을 생성한다. (오리지널 입력 데이터는 예를 들어, 약 2.2의 감마 값을 갖는 디스플레이 또는 프로젝터에 이용될 수 있을 것으로 기대된다). 동작(120)에서, 스칼라 RGB 값과 프로젝트 매트릭스의 외부 제품은 입력 이미지 데이터를 CIE XYZ 삼자극값으로 표현한다. 동작(130)에서, 삼자극값은 시각 색공간으로 변환된다. 시각 색공간의 변환은 지각 모델링을 수행하게 하며, 이는 컬러, 콘트라스트 및 휘도의 상호 독립성을 특징으로 하며, 메모리 컬러의 지각을 보존하게 한다. 시각 컬러 고안은 일정한 지각 색조를 정확히 모델링하는 대립색 공간일 수 있고 밝기, 황-청색 및 적-녹색의 크기를 갖는다.

동작(140)에서, 밝기, 채도 및 색조의 시각 색공간 예측 출연 속성이 산출된다. 동작(150)시, 렌더링될 컬러에 대한 강화된 밝기, 색도 및 색조가 산출된다. 동작(150)은 메모리 컬러를 이미지의 렌더링으로 유지하는 단계(152, 154, 및 156)를 포함한다.

보존된 특정 메모리 컬러인 응용에서, 방법(100)의 동작(150)은 단계(152, 154 및 156)를 포함한다. 특히, 방법(100)은 메모리 컬러를 실질적으로 유지되는 입력 이미지 데이터(50)에서 확인하는 단계(152)를 포함한다. 이는 직관 및 경험 및/또는 시장 연구 데이터를 기반으로 수행된다. 이미지의 인간의 피부, 특히, 얼굴이 인간이 어떻게 보이는 지를 각각의 메모리에서 갖는 컬러와 일치되지 않는 경우, (운동 또는 텔레비전 프로그램과 같은)인간 문제를 묘사하는 이미지의 관찰자가 이를 불쾌하게 받아들일 것임이 공지되어 있다. 이들은 핑크, 오랜지, 어두움, 밝음 등인 경우, 인간을 "옳게 보이지 않는"으로 지각할 것이다. 동일한 방법으로, "연두색" 및 "하늘색"과 같은 어떤 다른 메모리 컬러는 경험으로부터 관찰자 인원으로 이들을 나타내도록 렌더링해야 한다. 이미지의 다른 컬러가 얼마나 만족스러운지에 관계없이, 관찰자는 정확히 메모리 컬러를 제공하지 않는 제품을 지각적으로 최적이 되지 않는다는 것을 발견할 것이고 그 제품이 영화관에서 보게될 텔레비전 또는 영화와 같은 이미지 장치인지에 관계없이 제품을 구매하지 않을 것이다.

일단 메모리 컬러가 선택되면, 이 컬러는 이들이 보여지는 경험 데이터와 지각 테스트 모두로부터 단계(154)에서 이들의 색도에 대하여 특징지어 진다. 예를 들어, 인간이 실제 자극보다 더 포화될 때, 연두색 및 하늘 색을 기억할 것이라는 것을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 이유로, 광원의 컬러가 무엇이 든 간에, 인간은 바나나를 황색(또한, 메모리 컬러일 수 있는)으로 나타난다는 것을 기억할 것이다. 더구나, 메모리 컬러는 대칭 방식으로 지각 컬러의 크기에 걸쳐 분배되지 않는다. 따라서, 이들 표현은 순수한 출현 또는 비젼을 기반으로 한 컬러 스페이스로 성취되는 다변수, 3차원, 통계적 감각 및 이들의 렌더링으로 필요하게 행해져야 한다. 메모리 컬러가 지각된 컬러의 면에서 구체화된다는 것을 보장하는 시각 수학을 사용하는 알고리즘이 이용될 수 있다.

단계(156)에서, 비메모리 컬러 및 메모리 컬러에 대한 강화된 밝기, 채도 및 색조가 또한 산출된다. 입력 이미지 데이터의 색공간에서, 소정의 메모리 컬러가 공간 내에서 단일 점이 아니다. 이와는 반대로, 메모리 컬러는 강화된 이미지를 발생하도록 본 방법의 컬러 변환 동안 적어도 지각적으로 변경되지 않거나 더 이상 변경하지 않는 색공간 내의 영역이다. 예를 들어, 메모리 컬러 "플레쉬 톤"은 피부가 매우 흰 백인이나 아시아인에 대한 아프리카 인종을 가진 매우 까만 피부를 가진 인종의 컬러에 대응하는 컬러의 범위이다. 따라서, 메모리 컬러는, 이 영역 내의 컬러가 변경되지 않거나 컬러 변환으로 주로 변경되도록 확인되어 특징지어진다.

게다가, 이들 메모리 컬러는 강성의 이산 경계선을 갖지 않는 것으로 특징된다. 즉, 이는 수행될 컬러 변환에서, 도 2를 참조하여 상술했듯이, 메모리 컬러의 경계선에의 컬러 변경의 크기에서 불연속이 아니다. 일 실시예에서, 메모리 컬러는 비메모리 컬러인 색공간의 영역으로부터 특정 메모리 컬러로 규정된 영역으로의 완만한 천이를 제공하는 확률 분포를 이용하여 모델링될 수 있다. 국부 복수 차원 도함수를 변경하는 임의의 평활 함수가 만족스러울 것이다. 확률 분포는 비선형 강화 함수를 이용할 수 있다. 이용될 수 있는 예시적인 선형 함수는 다음과 같다.

동작 (160)에서. 시각 색공간이 강화된 밝기, 채도 및 색도는 강화된 CIE XYZ 삼자극값으로 변환된다. 동작 (170)에서, 강화된 CIE XYZ 삼자극값이 "백색 채널"(white channel)로 강화된 RGB 스칼라 값으로 변환된다. 동작(180)에서, 강화된 RGB 스칼라 값의 감마 보정은 백색 채널로 강화된 RGB를 포함하는 3DLUT를 생성하도록 수행된다. 3DLUT가 그 다음 도 7의 방법(200)에서 사용될 수 있다.

도 6은 동작(110-180)의 알짜 효과의 간단한 설명한 도면이다. 적어도 3차원의 3DLUT는 시각 모델과 콘트라스트/컬러/휘도의 이산 샘플링으로 발생된다. 도 5를 참조하면, 적어도 3DLUT(54)는 메모리(36) 또는 판독가능한 저장 매체(38)에 저장된 알고리즘(52)에 따라 이미지 장치(30)의 CPU(34)에 의해 발생될 수 있다. 대안적으로, 적어도 3DLUT(54)는 또 다른 산출 시스템에 의해 발생되고 시스템 컴퓨터(32)에 언로딩된다. 적어도 3DLUT(54)를 발생시키는 도 5의 알고리즘(52)은 도 6의 알고리즘(100)일 수 있다.

도 7은 본 발명을 따른 컬러 이미지를 제공하는 하나의 방법을 설명하는 흐름도이다. 이 방법은 도 5에 도시된 이미지 시스템(30)을 이용하여 수행된다. 도 5 및 도 7을 다시 참조하면, 단계(210)에서, 도 6의 알고리즘(100)에 따라 발생되는 3DLUT(54)는 이미지 장치(30)의 판독 가능한 저장 매체(38) 또는 메모리(36)에 로딩된다. 단계(220)에서, 소스(50)로부터의 입력 이미지 데이터는 CPU(34)에 연결된다. 입력 이미지 데이터는 제 1 입력 컬러 표준을 갖을 수 있고 입력 컬러 사향으로 변환되어 적어도 3차원 룩업 테이블로 입력된다. 단계(230)에서, 입력 이미지 데이터는 렌더링된 이미지 데이터를 생성하도록 적어도 3차원 룩업 테이블(54)을 사용하여 메모리(36)에 저장된 알고리즘(56)으로 처리된다. 단계 (240)에서, 렌더링된 이미지 데이터는 디스플레이/투사 장치(40)에 출력되고 고 휘도, 고 콘트라스트 및 고 채색 이미지가 단계(250)에서 디스플레이되거나 투사된다. 이미지는 지각적으로 정확한 메모리 컬러인 인간 시각 시스템을 포함할 수 있다. 이 방법(100)은 이미지 입력 데이터의 시퀀스에 대하여 고속(디지털 시네마에 이용되는 24 또는 48 "초당 프레임" 또는 소비자 디스플레이에 이용되는 초당 30, 60, 120 또는 240 프레임의 속도)로 반복적으로 수행된다.

도 5를 다시 참조하면, 그리고 일 실시예에서, 입력 컬러 및 출력 컬러의 3DLUT(54)는 지각된 채도, 콘트라스트 또는 휘도를 증가하여 이미지 렌더링 유닛(40)에 의한 2차색의 부과로 인한 지각도 채도, 콘트라스트 또는 휘도의 손실을 보상하기 위해 2차색 및 강화된 밝기, 채도 및 색조의 선명도를 포함하거나, 이에 값이 이 선명도로부터 결정된다. 또 다른 실시예에서, 입력 컬러 및 출력 컬러의 3DLUT(54)는 차선의 시각 환경으로부터 인간 지각 조직의 시각 적응을 포함하는 향상된 시각 환경으로 변환을 포함하거나 이 변환으로부터 결정된다.

또 다른 실시예에서, 이 방법은 제 1 색역의 입력 이미지 데이터(50)와 제 2 확장되거나 감소된 색역을 갖는 이미지 렌더링 유닛(40)을 제공한다. 입력 컬러 및 출력 컬러의 값의 3DLUT(54)가 발생하며, 3DLUT(54)의 값이 인간 시각 시스템의 시각 모델을 기초하여 산출되어 이미지 렌더링 유닛(40)의 제 2 색역을 포함하도록 입력 이미지 데이터(50)를 확장한다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 이미지 렌더링 유닛(40)에는 하드웨어 또는 소프트웨어에 내장된 컬러 변형 능력이 제공된다. 예를 들어, 장치에는 백색 또는 2차색을 추가하도록 알고리즘이 마련되어 있어 채도의 손실과 메모리 컬러의 출연의 왜곡을 야기한다. 이러한 환경에서, 3DLUT의 출력 값은, 입력 이미지 데이터(50)가 이미지 렌더링 유닛(40)에 의해 수행되는 컬러 변형을 보상하도록 처리된다. 이 방법은 이미지 렌더링 유닛(40)에 의해 수행된 내장된 컬러 변경을 보상하는 색공간 내의 방향으로 컬러 데이터를 이동시키는 방식으로 컬러 데이터를 조절하기 위해 3DLUT(54)를 제공한다. 3DLUT(54)는 지각된 컬러, 휘도 및 콘트라스트를 증가하여 이미지 렌더링 유닛(40)의 컬러 변경에 대한 알고리즘에 의해 야기된 지각된 컬러, 휘도 및 콘트라스트의 감소를 보상하기 위해 입력 이미지 데이터를 더 포함한다.

이미지 렌더링 유닛(40)이 원색으로부터 2차색을 발생하는 알고리즘을 포함하는 특정 예에서, 3DLUT(54)는 이미지 렌더링 유닛(40)의 2차색의 부과에 의해 수행된 컬러 사양을 보상하는 단계를 포함한다. 3DLUT (54)의 값은, 이미지 렌더링 유닛(40)의 휘도를 증가시키는 특정 백색 점에 대한 인간 시각 시스템의 채색 적응을 포함하도록 입력 이미지 데이터(50)를 처리하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에서, 이미지 렌더링 유닛(40)은 유닛(40)의 하나 이상의 변화로 인한 컬러 변형 능력을 의도함 없이 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미지 렌더링 유닛(40)이 OLED 디스플레이인 경우, 디스플레이의 수명에 걸쳐, 컬러 변형은 상술했듯이, 디스플레이의 청색 OLED 와 녹색 OLED 사이의 차등 수명기간 때문에 야기될 수 있다. OLED 디스플레이의 동작 동안, 청색 OLED 와 적색 및 녹색 OLED의 차등 컬러 변경은 어떤 대책이 없는 경우, 디스플레이의 컬러 균형을 변경할 것이다.

이러한 상황에서, 3DLUT(54)의 출력값은, 이미지 데이터(50)가 청색 OLED의 휘도의 예측한 감소를 보상하기 위해 처리되도록 결정될 수 있다. 따라서, 이 방법은 감소하는 청색 OLED를 보상하는 색공간내의 방향으로 컬러 데이터를 이동하는 방식으로 컬러 데이터를 조절하도록 3DLUT (54)를 제공하는 단계를 포함한다. 3DLUT(54)는 지각 컬러, 휘도 및 콘트라스트를 증가시켜 지각된 컬러, 휘도 및 콘트라스트 및 청색 OLED 휘도의 연속적인 손실로 야기된 콘트라스트르 보상하기위해 입력 이미지 데이터를 처리하는 단계를 더 포함한다.

3DLUT(54)는 아날로그 시스템 또는 시네마에 이용되는 디지털 시스템으로부터의 이미지 내에 있을 때처럼 나타내도록 발생되도록 이미지의 채도, 콘트라스트 또는 휘도를 또한 조절한다. 영화는 눈이 영화관에서 컬러를 볼 수 있을 때, 컬러를 재생하도록 되어 있지 않다(영화에 대한 색역(416)이 도 3에 도시되어 있다). 대신, 영화 이미지의 컬러는 영화 이미지가 관찰될 시각 환경을 예상하여 증가한 콘트라스트와 증가한 채도를 갖는다.

3D LUT(54)의 생성은 도 6의 알고리즘(100)으로만 제한되지 않는다. 설명되어 있듯이, 비트 깊이 변형 및 보간은 3DLUT의 이용을 포함하는 모든 응용에 또한 적용될 수 있다. 3DLUT가 CPU(34)의 처리력과 메모리(32)의 용량에 따라 비트 깊이가 변화한다. 일 실시예에서, 3DLUT는 소정의 비트 정밀도의 3개 이상의 컬러 값을 포함하는 4096 x 4096 x 4096 이산 어드레스를 갖는 12 비트 테이블일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 테이블의 어느 비트는 인접하는 값들 사이의 보간을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 각각의 인접한 테이블 값의 최종 2비트가 이들 사이의 보간 컬러에 이용될 수 있다. 복수 차원 보관의 다른 방법이 공지되어 있고 3DLUT를 수행하는 실시예에 포함되어 있다. 추가적으로, 입력 데이터는 RGB와 같은 3개 이상의 원색을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력 데이터는 RGBCMY(여기서 C=시안, M=마젠타색(자홍색) 및 Y=황색) 또는 RGBCM와 같은 다소 적은 결합을 포함한다. 이러한 예에서, 3DLUT는 RGBCMYW의 출력을 가질 수 있다.

특정 응용에 따라, 비트 깊이 변형 및 보간을 더 포함할 수 있는 알고리즘(100) 또는 기타 알고리즘은 하나 이상의 3DLUT을 생성하는데 이용될 수 있다. 3DLUT의 갑을 결정하는데 이용되는 하나의 인자는 디스플레이 또는 투사 장치의 한 세트의 일정이다. 도 5를 참조하면, 상이한 3DLUT(54)는 상이한 이미지 출력 장치, 예를 들어, LCD 디스플레이(42), 램프 및 컬러 휠 DMD 프로젝터(44) 및 LED DMD 프로젝터(46)에 대해 발생될 수 있다. 디스플레이 또는 투사 장치(40)의 특성은 장치의 "컬러 엔진"(color engin)를 포함하고 원색으로 RGB만을 포함하거나 3개 이상의 컬러를 갖는다. 3DLUT(54)는 이미지 컬러 렌더링 컨트롤러(30)의 메모리(36)에서 스토리지 사용을 감소시키도록 무손실 압축된다.

또 다른 인자는 "주변"(surround), 즉 디스플레이 또는 투사가 발생하는 방의 주변 조명 및 디스플레이/투사 스크린을 즉각 포위하는 조명 및/또는 표면과 같은 디스플레이 또는 투사 장치(40)의 시각 환경에 관한 것이다. 일반적으로, 3DLUT 값은 "주위", 즉 시각환경, 예를 들어, 특정 거실 조명에 대한 콘트라스트, 휘도 및 채도를 갖는 디스플레이된/투사된 이미지와, 이 거실로부터 향상된 거실 조명으로의 변환을 제공한다. 거실 조명이 바람직한 레벨보다 어둡거나 밝은 경우, 3DLUT(54)의 발생은 향상된 시각 환경의 지각을 생성하기 위해 시각 적응 변환을 포함할 수 있다. 시각 적응 변환은 시각 환경에 대한 인간 시야의 적응의 모델을 포함할 수 있다.

예를 들어, 어두운 거실에는 주변 조명 (최소 안정성 및 비상조명)이 근본적으로는 없지만, 관찰자에게 향상된 시각 환경의 지각을 제공하기 위해 영화에 이용되는 것과 유사한 방식으로 콘트라스트 및 색채를 증가하기 위해 시각 적응 변환을 사용한다. 거실 조명이 증가하고 이미지 휘도가 약 동일 레벨로 증가할 때, 적응 변환은 필요한데, 이러한 이유는 거실 조명이 주변 조명이 보상되어야 하는 동안, 주간 외부 조명만큼은 밝지 않다. 요약하면, 3DLUT (54)에서 수행되는 시각 적응 변환은 향상된 시각 환경의 효과를 생성하도록 시각 적응 모델을 사용한다.

3DLUT을 발생할 때의 다른 인자는 다른 넓은 영역에서 색도에 대한 상이한 민감도의 지식 또는 디스플레이/투사된 이미지의 의도한 사용, 예를 들어, 이미지가 상영되는 비디오 게임에서 볼 수 있는지 또는 영화 또는 텔레비전 프로그램으로 볼 수 있는지를 포함한다.

복수의 3DLUT(54) 또는 이들의 서브 세트가 메모리에 저장될 수 있다. 부가적으로, 시각 환경 인자(58)에 대한 데이터가 메모리에 저장된다. 이미지 장치(30)는 디스플레이 또는 프로젝터(40)(또는 사용자 인터페이스 스크린) 위에 디스플레이되는 유저 인터페이스(도시하지 않음)를 액세스하기 위해 키보드(도시하지 않음) 또는 기타 입력 장치를 포함할 수 있다. 유저 인터페이스는 최적 3DLUT가 특정 디스플레이 또는 프로젝터(40) 및 시각 환경에 대하여 저장된 3DLUT(54)로부터 선택되도록 시각 환경 인자(58), 및/또는 다른 인자에 대한 데이터를 입력하는 능력을 제공할 수 있다. 이 방식으로, 가장 지각적으로 최적인 이미지는 시스템(30)에 의해 사용자에 공급된다. 3DLUT(54)는 여러 이미지의 강화에 대해 효과적이지만, 게임, 영화 또는 인물 사진에 한정되지 않는다. 추가적으로, 그레이 스케일 이미지의 향상은 콘트라스트와 휘도의 강화에 의해 얻어진다.

3DLUT(54)는 추가적인 또는 대안적인 특성을 갖도록 다른 방법(200)에 따라 생성될 수 있다. 3DLUT(54)의 값은 장치(30)에 연결가능한 이미지 렌더링 유닛(40)의 제 2 확장되거나 감소된 색역을 포함하도록 입력 이미지 데이터 세트(50)의 제 1 색역을 변환하도록 제공될 수 있다. 3DLUT(54)는 차선의 시각 환경으로부터 컬러 이미지가 관찰될 향상된 시각 환경으로의 변환을 포함하고 인각 시각 조직의 시각 및 색채 적응을 포함한다. 3DLUT(54)는 지각된 색도, 콘트라스트, 또는 휘도를 증가시켜 장치(30)에 연결가능한 이미지 렌더링 유닛(40)에 의한 2차색의 부과로 인한 지각된 색도, 콘트라스트 또는 휘도의 손실을 보상하기 위해 2차색, 강화된 밝기, 채도 및 색조의 선명도를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 컬러 이미지를 생성하는 방법은 입력 컬러 표준 변환 및 유용한 이미지 렌더링 장치의 컬러 출력 교정을 포함한다. 이는 도 8을 참조하면 가장 이해가 용이하고, 도 8은 이러한 컬러 출력 교정을 포함하는 컬러 이미지를 생성하는 또 다른 방법(300)의 개략도이다. 이 도면은 컬러 출력 교정 동작(350, 360, 370)을 포함하지만, 간단히 하기 위해, 도 8에 도시된 전체 방법은 도 6 및 도 7을 참조하면서 설명할 것이다.

동작 (310) ("감마 l")에서, R, G 및 B의 입력 값은 입력 데이터 표준의 비선형성을 보상하기 위해 교정된 역감마이므로, 선형화한 스칼라 값 Ri, Bi 및 Gi를 생성한다. 이 교정은 각각의 일차원 룩업 테이블(311, 312 및 313)을 이용하여 수행된다. R, G 및 B의 입력 값은 포함된 8비트와 12 비트(도 8에서 314) 사이에 있다. Ri, Gi 및 Bi의 출력값은 이미지 컬러 렌더링 컨트롤러(32)의 아키텍쳐와 사용되는 이미지 표준의 큰 비트 깊이에 대한 요구에 따라 16 비트 해상도(도 8에서 315)를 갖는다. 입력 R, G 및 B는 표준 BT,709에 따라서 출력을 갖는 비디오 카메라와 같은 여러 장치로부터 제공될 수 있다. 이러한 환경에서, 보정에 사용된 감마의 값은 2.2일 수 있다. 입력 R, G 및 B는 다른 이미지 표준에 따라 제공될 수 있고 감마의 다른 값과 1D 룩업 테이블(311, 312, 313)은 필요에 따라 역감마 교정에 이용될 수 있다.

동작 (320)("컬러 변환")에서, 하나의 Ri, Gi 및 Bi에 의해 나타난 이미지 데이터 스트림(319)의 모든 컬러 값은 표준 BT 709에 관련된 선형화한 스칼라 값인 Rii, Gii 및 Bii에 대한 컬러 변환을 수행하는데 사용되고 있는 특정 이미지 표준에 의해 결정된 3 x 3 매트릭스에 대해 동작한다. Rii, Gii 및 Bii 값에는 도 8에 도시되어 있듯이, 최고 16 비트 해상도가 제공되어 있다.

동작 (330)("감마 2")에서, Rii, Gii 및 Bii의 값은 비선형을 처리된 데이터에 재 도입하도록 인코딩된 감마이므로, 3D 컬러 테이블의 입력에 대해 Riii, Biii 및 Giii를 발생시킨다. 이 인코딩은 일 실시예에서 1/2.2의 감마 인코딩 인자를 사용하여 1차원 룩업 테이블(331, 321 및 333)을 사용하여 수행된다. 다른 인자는 사용되고 있는 특정 이미지 표준에 따라 적절할 수 있다. Riii, Biii, 및 Giii의 결과값은 3D 컬러 테이블(54)을 이용하여 충분한 고속 연속 처리를 가능케 하도록 도 8에 도시되어 있듯이, 10 비트 해상도로 감소될 수 있다. 감마 인코딩은 인공물 없이, 선향 데이터에 대해 16으로부터 10비트와 같은 감마 인코딩된 데이터로의 감소를 가능하게 한다. 이는 적어도 3D 테이블을 매우 작게 한다. 이는 눈이 감마 인코더와 유사한 방식으로 이미지 데이터를 불 수 있기 때문에 더 적은 감마 인코딩된 비트를 이용하는데 효과적이다.

동작 (340)에서, 3차원 컬러 테이블은 디스플레이 또는 투사을 위해 출력 이미지 RivBivGivWiv 데이터를 생성하도록 RiiiBiiiGiii를 처리하는데 이용된다. 이 실시예에서, 테이블(54)은 (RGB)에서 3D이고 (RGBW) 밖에서 4D이다. 적어도 3차원의 다른 테이블 구조는 특정 응용에 따라서 이용될 수 있다. 추가적으로, 설명을 간단히 하기 위해, 도 8에 도시된 테이블(54)에만 있지만, Riv를 결정하기 위한 제 1 3D LUT, Giv를 결정하기 위한 제 2 3D LUT, Biv를 결정하기 위한 제 3 3D LUT 및 Wiv를 결정하기 위한 제 4의 3D LUT가 있다는 것을 알 수 있다. 여기서, 백색 채널이 수행된다. 이 실시예에서, 백색은 이미지 렌더링 장치를 더 밝게 하기 위해 RGB의 결합을 구동하는 신호 또는 OLED 디스플레이에 대해 행해질 수 있다. 대안적으로, 이 백색은 시안 또는 4개의 컬러 TV와 같은 4개의 컬러 이미지 렌더링 장치의 어느 하나와 대체될 수 있다. RiVBivGivWiv 데이터는 도 8에 도시되어 있듯이, 12 비트 해상도에 제공될 수 있다.

이 점에서, OLED 장치의 컬러 관리 또는 증가한 휘도에 대해 백색의 부과를 포함하는 RivBivGivWiv 는 일반적인 원색 및 선형을 갖는 일반 디스플레이를 나타낸다. 추가적으로, 그러나, 또 다른 동작은 유용한 특정 이미지 렌더링 장치(디스플레이 또는 프로젝터)(40)에 대한 교정에 의해 RivBivGivWiv 데이터를 더 최적화하도록 수행될 수 있다. 특정 이미지 렌더링 유닛(40)의 측정 및 사양은 종래의 선형 및 원색 측정 고구로 통상인에 의해 현장에서 제조할 때 완료된다.

도 8을 다시 참조하면, 동작 (350)("감마 13")에서, RivBivGivWiv 데이터는RvBvGvWv 데이터를 생성하기 위해 보정된 제 1 역감마이다. 이 보정은 1차원 룩업 테이블(351, 352, 353 및 354) 각각을 이용하여 수행될 수 있다. Rv, Gv, Bv, 및 Wv의 출력 값은 16비트를 가질 수 있다. 교정에 이용되는 감마의 값은 2.2 또는 감마 인코더 (310)에 따라 다른 값을 가질 수 있다.

동작 (360)("컬러 교정")에서, 하나의 Rv, Gv, Bv로 나타난 이미지 데이터 스트림(359)의 모든 컬러 값 및 많은 경우에, Wv 결합이 4 x 4 매트릭스로 동작한다. 4 x 4 매트릭스는 서비스 중인 도 5의 특정 이미지 렌더링 유닛(40)에 대해 발생되고 이에 이미지 렌더링 유닛(40)에 대해 발생되어 이에 유일하다. 매트릭스는 특정 이미지 렌더링 유닛(40)의 원색을 정의하는 측정값 또는 특정 값으로부터 산출된다. 동작의 목적은 적어도 3D 컬러 테이블의 추정되거나 포괄적인 컬러 원색으로부터 이미지 렌더링 유닛(40)의 실질적인 원색으로 변환하는 것이다. 시각 효과는 백색 및 나머지 컬러에 대해 적응하는 것이어서, 이미지 렌더링 유닛이 적어도 3D 테이블을 생성할 때 추정되는 것보다 약간 다른 원색을 갖기 때문에, 컬러는 "엷은 색"(tinted)가 아니다(예를 들어, 약간 황색 이거나 청색). 표준 텔레비전 이나 프로젝터에 대하여, 이들 가정은, 대부분의 TV, 디스플레이 및 프로젝터가 이 표준에 따르기 때문에, 이들 가정은 상술한 BT.709에 따른다. 소정의 이미지 렌더링 장치는 엷은 색, 예를 들어, 진한 황색일 수 있지만, 교정 매트릭스는 이러한 변경을 보상한다. Rvi, Gvi, Bvi, 및 Wvi 값에는 최대 16 비트의 비트 해상도가 제공될 수 있다.

동작 (370)에서, ("교정"). Rvi, Gvi, Bvi 및 Wvi 값은 보정 비선형을 이미지 렌더링 유닛(40)에 대한 처리 데이터로 도입하도록 인코딩된 감마이므로, 이미지를 투사하거나 디스플레이하도록 특정 이미지 렌더링(40)에 의해 이용될 때, 선택된 3D 테이블에 의해 형성된 선택된 비선형을 방생하는Rvi, Gvi, Bvi, Wvi를 발생시킨다. 이 인코딩은 일차원 룩업 테이블(371, 372, 373 및 374)을 사용하여 수행된다. 하나의 실시예에서, 1/2.2의 감마 인코딩 인자가 이용될 수 있다. 다른 인자는 특정 이미징 렌더링 유닛(40)에 따라 안정적일 수 있다. Rvii, Gvii, Bvii, Wvii의 결과 값은 도 8에 도시되어 있듯이, 8 내지 12 비트 해상도 사이의 출력일 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 확장된 기간에 걸쳐 휴대용 디스플레이 장치 상에 높은 품질 이미지를 디스플레이하는 것의 문제는 결과물인 새로운 원색이 더 효율적이도록 디스플레이 장치의 원색을 변경함으로써 해결된다. 이는 예를 들어 (액정 디스플레이에 대해) 더 낮은 전력 광원을 사용하거나, 원색 또는 백색의 더 낮은 전력 램프 또는 더 낮은 전력 LED 또는 OLED를 사용함으로써 장치에 대한 전력이 감소되는 것을 가능하게 한다. 이는 더 적은 열 생성 및 더 적은 기타 디스플레이 관리 비용을 야기한다.

특정 실시예에서, 적응적 컬러 처리는 임의의 주변 조명에서 이미지 품질을 향상시키는데 사용된다. 디스플레이의 적색, 녹색 및 청색 원색은 증가된 효율 및 휘도를 제공하도록 재설계된다. 이는 다시 변경되지 않은 디스플레이의 최초 휘도 레벨까지 디스플레이에 의해 소모되는 전력을 감소시키는 것을 가능하게 한다.

디스플레이의 휘도가, 어둡고 희미한 조명에서 감소될 때, 컬러가 또한 감소된다는 점이 알려져 있다. 출원인이 아는 한, 지금까지는 이 문제를 다룰 만족스러운 방법이 없었다. 원색의 재설계는 앞서 언급된 바와 같이 컬러 포화의 상당한 손실을 동반한다. 이들 손실은 3차원 룩업 테이블(3DLUT)의 사용을 통해 회복된다. 출원인 3DLUT는 본 명세서에서 상술한 바와 같이 시각 모델을 사용하여 결정되며, 출원인 3DLUT는 상이한 주변 조명에서 컬러 손실을 보상하기 위해 완전히 독립된 출력 컬러 설계 능력을 제공한다. 이들 인간 시각 시스템의 모델은 색채 시각 적응을 포함한다. 3DLUT를 정의하고 디스플레이에서의 전력 절감에 사용하는 출원인의 방법의 응용이 이제 설명될 것이다.

이 방법에서, 컬러 손실은 디스플레이 휘도가 감소될 때 보상되고; 더 작은 영역 디스플레이의 경우, 컬러 손실은 원색이 전력 절감을 위해 더 효율적이도록 즉, 더 밝아지도록 조정될 때, 보상된다. 더 효율적이게 하고 휘도를 증가시키기 위해 디스플레이의 원색의 소스를 변경하는 여러 방법이 있다. 백라이트를 포함하는 LCD 디스플레이에서, 전력 및 휘도가 직접 관련되므로, 휘도 증가는 전력을 감소시키는데 직접 사용될 수 있다. 예를 들어, 휘도의 100% 증가는 이하의 식에 따라 전력 50%를 감소시키는데 사용될 수 있다.

PR = 1 - 1/B

여기서 PR은 전력 감소이고 B는 소수 휘도이다. 100% 휘도 증가 즉, 휘도의 배증의 경우, B = 2.0 및 PR = 0.5 = 50%인 점을 알 수 있다.

원색을 변경하는 다수의 방법이 모바일 장치에 대해 다른 이들에 의해 제안되었지만, 이들은 이들이 디스플레이의 채도를 복원하는 방법이 없는 상태에서 컬러 포화의 상당한 손실 및 컬러 색조 에러를 야기하므로, 모두 실행하기 어려웠다.

그에 반해서, 본 명세서에서 개시된 방법은 변경된 색도 색역 및 불포화된 원색에 대한 채도를 복원한다. 컬러 맵핑의 방법은 3DLUT를 사용하며, 3DLUT는 채도의 주변 조명 손실에의 시각 보상에 기반한 시각 모델 및 채도 증가를 사용하여 결정된다. 시각 모델 및 여러 주변 조명의 채도 손실에의 보상을 사용하는 것은, 원색 변화가, 인간 관찰자가 더 양호한 조명 조건에서 어떠한 채도를 감지할 지를 나타내므로, 컬러 증가가 지각적으로 매우 자연적이기 때문에, 원색 변화로 채도를 복원하는 바람직한 접근법이다. 시각 모델의 사용은 모든 휘도 레벨에서 전체 색역 체적 전체에 걸쳐 채도의 원활한 증가를 가능하게 한다.

3DLUT를 구축하는데, 더 표준적인 영역 맵핑 접근법에서 통상적인 휘도 및 색조 변화들로 인한 세부 사항의 손실을 피하는 영역 맵핑 방법이 또한 이용된다. 이는 변경된 색도로 상당한 색역 유출이 있으므로 유익하다. (예를 들어, 데일리(Daly) 외, “LCD 백라이트 보상에서의 영역 맵핑(Gamut Mapping in LCD backlight compensation)”, 제16회 컬러 이미징 회의, 2011년 5월 31일 참조)

이 방법의 특정 실시예에서, 상당한 휘도 증가 및 전력 절감은 표준 백라이트 LCD 디스플레이의 이미지 디스플레이에 제 4 서브픽셀에서의 적응적이고 제어된 양의 백색을 부가하는 반면에, 출원인의 3DLUT의 사용에 의해 채도의 대응하는 손실을 복원함으로써 달성된다. 부가된 백색 및 증가된 휘도가 소정의 이미지에서 모든 픽셀에 대해 적응적이고 상이하므로, 휘도 증가 및 결과적인 전력 절감이 이미지 의존적이다. 설명할 것인 바와 같이, 더 많은 전력 절감은 더 적은 컬러로 더 낮은 컬러 포화 및/또는 더 많은 흑색 및 백색인 이미지에 사용가능하다. (1-1/Bave)와 동등한 평균 전력 절감을 갖는, 이미지에 대한 휘도 증가 맵이 제공될 것이며, 여기서 Bave는 평균적인 새로운 휘도 증가이다. 따라서, 100% 평균 휘도 증가는 앞서 주목된 바와 같이 Bave = 2.0 및 50%의 전력 절감을 갖는다. 실제로, 바람직한 전력 절감이 통상적인 이미지의 세트의 분석을 통해 선택되는 양으로 설정될 수 있다. 임의의 소정의 이미지의 경우, 얻어질 선택된 전력 절감이 너무 높으면, 이미지는 약간 더 희미할 것이고, 너무 낮으면, 이미지는 약간 더 밝을 것이다. 약간 더 희미한 이미지를 보상하기 위해, 전력 절감은 전체 처리 및 결과 이미지에서 일부 추가 휘도를 제공하기 위해 최적의 이용 가능한 양보다 더 낮게 치우칠 수 있다.

대안적인 방법으로서, 출원인은 이미지의 모든 픽셀에 고정 양의 백색을 부가하여, 픽셀 포화의 모든 레벨마다 컬러 포화를 감소시키는 것을 고려하였다. 이는 가장 포화된 픽셀이 상당한 양의 컬러를 손실하고, 부가된 백색을 갖는 색역이 상당히 감소되므로, 가장 많은 컬러 복원을 필요로 한다. 이 접근법을 분석하는데, 더 많은 백색이 덜 포화된 픽셀에 부가되는 상태로 적응적으로 백색 및 휘도를 부가하는 것이 더 양호한 접근법임을 알게 되었다. 이는 출력 이미지를 생성하는 출원인의 3DLUT의 사용 이전에 더 높은 전체 전력 절감 및 컬러 포화 및 영역의 더 적은 손실로 평균적으로 더 많은 백색 및 휘도 증가를 가능하게 한다.

이미지의 모든 픽셀에 고정된 양의 백색을 부가하는 일 예로부터의 결과는 105%의 휘도 증가를 나타내었으며, 105%의 휘도 증가는 약 51%의 전력 절감에 대응하였다. 그에 반해서, 출원인의 3DLUT를 사용하는 것은 부가 백색이 22.6에서 43.3으로 증가되는 것 또는 91%의 증가로 인한 (sRGB 색역과 비교하여) 색역의 손실로부터의 산출된 채도를 야기하였다. 이들 결과는 표 1에 요약된다.

<표 1 : 각각의 원색에 대해 상이한 양의 부가된 백색을 갖는 새로운 백색점에의 색채 적응과 최적의 블록 염료를 사용한 sRGB 및 고정 백색 서브픽셀 양에 대한 휘도, 전력 절감 및 채도의 비교>

설명할 것인 바와 같이 현재, 이 채도 측정은 이미지의 큰 샘플 세트에 대해 사용자에 의한 채도 등급과 선형이다. 전력 절감은 출원인의 3DLUT 및 색채 백색점 적응을 사용하여 높은 컬러 포화를 갖는 각각의 픽셀에 백색 (또는 LCD 디스플레이에서의 “개방 필터” 영역)을 부가함으로써 달성될 수 있다. 도 14a 내지 도 14c는 표 1에서 요약되는 이 방법으로부터의 이미지 처리 결과를 도시한다. 도 14a는 소정의 레벨의 전력 소모에서 이미징 장치에 의해 디스플레이될 수 있는 본래 sRGB 이미지이다. 도 14b는 이미지의 각각의 픽셀에 대해 청색에 10% 백색, 적색에 20% 백색 그리고 녹색에 30% 백색을 부가하는 것에 기인하는 이미지이다. LCD 디스플레이에서, 백색의 부가는 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀에 대해 각각의 컬러 필터의 투과율을 증가시킴으로써 행해질 수 있다. 증가는 기존 필터 파장 범위 내에서 투과율을 증가시키거나, 필터가 투과시킬 (즉, “덜 순수의” 적색, 녹색 및 청색을 투과시키는) 스펙트럼 범위를 넓힘으로써, 또는 이들의 결합에 의해 달성될 수 있다. 대안적으로, 백색 서브픽셀이 각각의 픽셀에 부가될 수 있거나, 적색, 녹색 및/또는 청색 서브픽셀을 둘러싸는 “개방 필터” 영역이 각각의 픽셀에 부가될 수 있다. 도 14b의 이미지에 대한 백색의 부가에 추가하여, LCD 디스플레이의 백라이트에 제공되는 전력이 감소되었다. 이는 도 14a의 이미지와 거의 동일한 휘도를 갖지만 상당히 감소된 전력 소모에서의 이미지를 야기한다.

그러나, 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀에 대한 각각의 양의 백색의 부가가 상당히 불포화된 도 14b의 이미지를 야기하였다는 점을 또한 알 수 있다. 도 14c는 출원인의 3DLUT중 하나를 사용하여 추가로 처리되었던 이미지를 도시한다. 컬러 복원은 도 14b에서의 처리되지 않은 이미지에 대해 상당하며, 이는 출원인의 방법의 효과성을 나타낸다. 이미지의 전체 채도는 도 14a의 레벨과 유사한 레벨이지만, 도 14b의 거의 감소된 전력 소모 레벨로 복원되었다. 이 예의 전체 전력 절감은 표 1에서 나타내어진 바와 같이 51%이다. 따라서 출원인의 3DLUT 및 색채 적응의 사용에 의해, 디스플레이에 의한 전력 소모는 높은 품질 컬러 이미지를 유지하면서 감소된다.

전술한 분석이 백색 LED 광원을 갖는 백라이트 LCD 디스플레이에 대한 것이지만, 이 방법은 OLED, 레이저, RGB LED 디스플레이 및 나노기술 원색을 갖는 디스플레이와 같은 본질적으로 큰 최초 색역을 갖는 디스플레이와 같은 임의의 디스플레이 기술에 적용된다. 각각의 경우에, 3DLUT는 디스플레이 물리적 특성에 따라 변경될 필요가 있을 것이지만, 전술한 결과들과 유사한 결과들이 달성될 것이다. 더구나, 디스플레이의 시작 색역이 더 클수록, 더 많은 전력 절감이 달성될 수 있다. 전술한 예는 각각의 픽셀 마다 고정된 양의 백색을 부가하는 것에 기반하므로, 컬러 포화의 손실은 색공간 전체에 걸쳐 있다.

출원인의 3DLUT로 컬러 처리 이전과 이후의 표 1에서의 채도값의 비교로부터, 출원인의 방법이 CieLuv에서 50% 더 작은 것보다 더 큰 색역에 대해 동일한 전체 CieCam02 지각 채도 체적을 생성할 수 있다는 점을 알 수 있다. 이는 전력 절감이 달성될 수 있고 출원인의 방법을 사용함으로써, 용인될 수 있는 디스플레이의 비용이 훨씬 더 작은 색역으로 상당히 감소될 수 있다는 것을 또한 나타내는 한가지 방법이다.

디스플레이 전력 절감의 예

1.) 예의 요약 - 일반적 원리

효율을 증가시키고 따라서 컬러 디스플레이의 전력 소모를 감소시키는 출원인의 방법의 일정 양태를 예로서 더 상세히 이제 설명할 것이다. 이하의 개시에서, 모든 예 및 이들의 분석이 이미지 시뮬레이션 및 시각 분석에 의해 행해졌다는 점이 주목된다. 어떤 실제 디스플레이 하드웨어도 변경되지 않았지만, 출원인은 본 명세서에서 개시된 분석이, 만일 변경이 디스플레이에 행해졌고 그 다음 디스플레이 이미지 데이터가 얻어졌을 경우 도달되었을 것과 동일한 결론을 야기한다고 신뢰한다.

LCD 디스플레이에 대한 이하의 예에서, 적응적 양의 백색이 휘도를 증가시키기 위해 소정의 이미지의 각각의 픽셀에 부가되었다. 각각의 이미지에 대한 평균 휘도가 그 다음 산출되었고 이 이미지에 대한 전력 절감을 추정하는데 사용되었다. 부가된 백색은 백라이트 백색의 전체 투과율을 갖는 제 4 선명한 필터, 또는 픽셀의 노출 시간의 일부인 시간-의존 백색광 세그먼트에 의해 생성되었던 제 4의 제어 가능 픽셀, 또는 가능하게는 픽셀 노출에 부가되는 개별 백색 광원에 의해 제공되는 것으로 가정되었다. 이미지 디스플레이에서 백색 서브픽셀을 부가하는 것은 “재검토 문서; 복수-원색 디스플레이: 최근의 기술 및 이들의 이익(Review paper; Multi-primary-color display: The latest technologies and their benefits)” 테가가와(Teragawa) 외, SID20.1.1을 포함하는 여러 기술 문서에 개시되었다.

전력 절감 발명의 일 양태에서, 출원인의 3DLUT는 도 14b 내지 도 14c의 이미지에서의 변화에 의해 나타내어진 바와 같이 컬러를 복원하는데 사용된다. 더구나, 특정 실시예에서, 본래 픽셀 포화의 함수인 백색의 고유 픽셀 의존 부가가 이미지에 적용된다. 특정 실시예에서, 픽셀 포화의 가우시안 함수가 본래 픽셀 포화가 증가함에 따라 더 적은 백색이 부가되는 상태로 픽셀-의존 양의 부가된 백색을 산출하는데 사용될 수 있다. 유리하게는, 백색의 이 픽셀 의존 부가는 디스플레이의 본래 색역을 보존하는 것을 돕고, 더 낮은 본래 컬러 포화를 갖는 픽셀을 단지 불포화시킨다.

이 가우시안 백색값의 산출은 전력 절감이 출원인의 3DLUT 단 하나만을 사용하여 이미지-대-이미지 달성될 수 있도록 이미지 상에서 실시간으로 실행될 수 있다. 출원인은 부가된 백색 및 휘도 증가의 양이 그레이의 중성 픽셀에 대해 가장 높았으므로 가장 적은 양의 컬러를 갖는 그레이 스케일 이미지가 가장 많은 전력 절감을 갖는다는 것을 알게 되었다. 컬러 포화에서 가우시안 함수의 피크 및 가우시안 함수의 폭에서의 부가된 백색의 최대 양이 결과 이미지 품질 및 전력 절감을 연구하고 비교하는 분석에서 달랐다. 최대 백색의 두 개의 상이한 레벨이 조사되었다: 1.0 및 2.0이며, 1.0은 부가되는 최대 백색이 디스플레이의 적색, 청색 및 녹색 원색 결합으로부터 얻어지는 백색과 균등하였다는 것을 의미하고; 2.0은 부가된 백색이 디스플레이의 적색, 청색 및 녹색 원색의 결합으로부터 얻어지는 백색보다 두 배 더 컸다는 것을 의미한다.

최대 백색의 다른 레벨이 전력 절감의 바람직한 레벨을 달성하는데 적절할 수 있다는 점이 분명할 것이다. 또한 만족스러운 전력 절감 결과를 달성하는 다른 감소 함수가 픽셀-의존 양의 부가된 백색을 한정하는데 사용될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 본 발명은 가우시안 함수에만 제한되지 않는다.

LCD 디스플레이의 선명한 필터가, 결합된 적색, 녹색 및 청색 필터보다 훨씬 더 높은 투과율을 가질 것이므로, 특정 실시예에서, 이 최대 부가된 백색이 심지어 2.0 인수를 넘어 증가될 수 있다는 점이 주목된다. 더 높은 인수는 실제 하드웨어 디스플레이가 이 적응적 백색 이미지 디스플레이 및 전력 절감 방법을 실행하도록 변경될 때 유리할 수 있다.

2.) 예의 요약 - 분석되는 이미지

열 개의 이미지가 이 연구에서 분석되었다. 달성되는 전력 절감의 범위는 1.0의 부가된 백색 최대치에 대해 36% 내지 50%; 그리고 2.0의 부가된 백색 최대치에 대해서 열 개의 이미지에 대해 64%의 평균치를 갖는 53% 내지 67%이었다. 이후에 제공될 이미지 비교로부터 알 수 있듯이, 총 색역 또는 시각 컬러 품질의 어떤 손실도 출원인의 3DLUT 및 색채 적응의 적용 후에 발생되지 않았다. 이는 51%의 전력 절감을 가졌던 앞서 언급된 고정 백색 방법을 능가하는 이 적응적 백색 방법을 사용하는 것의 가치를 예시한다. 이는 또한 컬러 이미지를 디스플레이하는 출원인의 앞서 개시된 장치 및 방법과 일치하며, 출원인의 앞서 개시된 장치 및 방법은 이미지의 평균 시각 컬러를 향상시키기 위해 낮은 및 중간 레벨 포화된 픽셀에 대해 컬러 포화의 가장 많은 증가를 제공한다. 이는, 이미지의 픽셀이 대부분 낮음 내지 중간 레벨 컬러 포화를 갖는다는 것을 나타내는 이미지 통계 자료와도 전반적으로 일치한다. 출원인의 전력 절감 방법이 유리하게는, 최대 휘도 증가 및 최대 전력 절감이 가장 흔한 픽셀에서 발생한다는 점에서 이미지 통계 자료에 의해 지지된다는 점을 알 수 있다.

출원인의 적응적 백색 방법이 시간 또는 영역 분할을 갖는 제어 가능 제 4 백색 서브픽셀 및 임의의 시작 색역을 갖는 임의의 디스플레이에 적용될 수 있다는 점이 주목된다. 원색의 시간 의존 제어를 갖는 고정 또는 모바일 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, OLED 디스플레이, 및 프로젝터 모두는 출원인의 전력 절감 방법이 실행될 수 있는 디스플레이 기술이다. 상업 제품의 면에서, 그리고 이하의 목록에 제한되지 않고, 출원인의 전력 절감 방법은 텔레비전, 컴퓨터, 테블릿, 휴대폰 및 게임에 적용될 수 있다.

3.) 이미지 및 원색 변경 방법

원색의 변경의 단계 및 후속 이미지 변경에 대한 단계를 이제 설명할 것이다. 이들 단계는 후술되는 예에서 사용되었고, 또한 앞서 열거된 디스플레이에서의 전력 절감에 일반적으로 적용 가능하다.

(a) 디스플레이의 원색이 정의되게 된다. 디스플레이는 sRGB 원색을 가질 수 있다.

(b) 상당한 양의 백색이 이하의 휘도, T2를 증가시키기 위해 각각의 RGB 픽셀에 부가된다. 백색의 양은 적응적이다. 즉, 어느 소정의 픽셀의 경우, 양은 그 픽셀의 컬러 포화의 레벨에 의존한다. 컬러 포화에 따라 부가되는 백색의 양은 이하의 식에서 결정될 수 있다:

T1 = min(rgb)

T2 = zx(T1)

여기서

“min(rgb)”는 최소 공통값을 의미한다; 예를 들어, 백색의 부가가 청색에 대해 10% 백색, 적색에 대해 20% 백색, 그리고 녹색에 대해 30% 백색이었던 앞선 예에서, “min(rgb)”는 10%이다.

x 및 y는 픽셀 색도값이고;

xw 및 yw는 백색점의 색도이고;

A는 백색점에서 부가되는 최대 백색을 구체화하는 선택된 파라미터이고;

σx 및 σy는 색도에서 가우시안의 폭을 구체화하는 선택된 파라미터이다.

2차원 가우시안 z 함수가 (0.0,0.0)의 백색점(xw, yw) 및 1.0의 σx 및 σy값에 대해 도 15에 도시된다. 1.0의 σ값 반경에서 이 함수의 값은 0.367이고 2.0의 σ값 반경에서 이 함수의 값은 0.0183이어서, 픽셀값이 컬러 포화에서 나올 때의 부가된 백색의 감소를 도시한다.

(c) CieLUV 색공간에서 총 영역 체적의 의존, 상대적 휘도 증가 및 전력 절감이 여러 가우시안 σ값마다 분석되었고 도 16에서 도표화되었다. 이 도면은 영역 라인(502)에 의해 나타내어지는 바와 같이 총 색역이 보존되는 것을 도시한다. 또한 부가된 휘도(504) 및 전력 절감(506)의 대부분이 -0.6의 log10 σ값으로 달성되며, -0.6의 log10 σ값은 0.25의 σ값과 동등하다는 것을 알 수 있다.

이는 도 17에 도시된 바와 같이 sRGB 색도 플롯 내부에 충분히 포함되는 색도 반경이므로 주목할 만한 σ값이다. 색역(510) 내의 원형(508)은 백색의 대다수가 디스플레이 백색점(sRGB에 대해 D65)에 더 근접한 더 낮은 컬러 포화된 픽셀에 부가되고, 더 포화된 픽셀이 어떤 부가된 백색도 가지지 않으므로 최대 컬러 포화된 픽셀이 불포화되지 않는다는 것을 나타낸다. 이는 이미지의 평균 컬러 포화를 상승시키기 위해 낮은 및 중간 레벨 픽셀 컬러 포화를 증가시키는데 가장 효과적이므로 일반적으로 출원인의 컬러 처리 방법과 매우 일관된다.

(d) 각각의 픽셀에 대한 휘도 증가의 양을 나타내는 그레이-레벨 이미지가 생성되었고 이들 이미지로부터의 평균 휘도 증가가 평균 이미지 전력 절감을 산출하는데 사용되었다. 평균 이미지 전력 절감이 표 2에서 두 개의 예시적인 이미지에 대해 나타내어진다.

<표 2 : 1.0 및 2.0의 최대 부가된 백색값 및 0.25의 가우시안 색도 시그마값에 대한 두 개의 예시적인 이미지에 대한 전력 절감>

(e) 출원인의 3DLUT 및 색채 적응은 백색이 부가되었던 이미지에서 손실 컬러 포화를 복원하는데 사용되었다. 도 18은 출원인의 컬러 이미지 처리를 갖는(플롯 512) 그리고 출원인의 컬러 이미지 처리 없는(플롯 514) 채도 측정을 도시하여, 디스플레이에 대한 채도를 총 색역의 반과 부합시키는 컬러 복원 능력을 도시한다. 출원인의 컬러 이미지 처리는 컬러 복원을 돕도록 이미지에서의 백색 및 포화된 컬러의 휘도를 더 양호하게 부합시키기 위해 이미지의 백색점을 낮추는 것을 포함한다. 출원인의 컬러 이미지 처리에 기인하는 두 개의 예시적인 이미지가 도 19c 및 도 20c에 도시되고 더 상세히 후술될 것이다. 이들은 전력 절감 및 출원인의 3DLUT 및 색채 적응의 사용 후에 각각의 픽셀의 최종 휘도를 나타낸다.

4.) 시뮬레이션 이미지 분석 및 채도 측정

한가지 연구에서, 출원인의 전력 절감 이미지 처리 방법에 대한 손실된 컬러 포화를 복원하는 것의 효과성을 판단하기 위해, 열 개의 실험적 이미지가 처리되었다. 게다가, 로체스터(Rochester) 기술 대학교의 먼셀(Munsell) 컬러 과학 실험실(MCSL)에 의해 다수의 이미지 형태에 걸쳐 시각 등급과 선형인 것으로 나타내어졌던 채도 측정이 산출되었다. 이는 이미지 픽셀의 색도 컬러 포화가 분명하게 감소되고 있으므로 이미지의 분석에서 중요한 요인이다; 이미지의 관찰자에 의한 호의적인 지각을 달성하기 위해, 사용자가 변경된 패널의 컬러 품질을 어떻게 보는지와 더 관련되는 측정으로 컬러 색도의 이 손실을 대체하는 것이 중요하다. 분석에 사용되는 채도 측정은 색역 영역이 아니고, 오히려 이미지의 세트가 전체 색역 체적 전체에 걸쳐 사용자에게 얼마나 색채가 풍부할지의 통계적 측정이다. 이는 이 분야의 많은 연구원으로부터 강화된 경험적 정신 물리학 데이터의 긴 이력으로부터 그리고 많은 관찰 조건하에서 거의 선형 관계를 갖는 시각 등급의 양호한 측정인 것으로 나타내어졌다. 이는 결국 많은 사람의 작업에 기반하였던 CIECAM02에서의 CIE에 의해 발전되었고 마크 페어차일드(Mark Fairchild) 및 RW 헌트(Hunt)에 의한 컬러 관리 시스템에 대한 색의 현시 모델링(Color Appearance Modeling for Color Management Systems), CIE 기술 회의 9-01, 2002 에서 논의되었다. 이는 또한 색의 현시 표준으로 일반적으로 알려져 있다.

중간 범위 컬러 포화 레벨에 대해 시각 모델을 사용하여 컬러 포화를 증대시킬 수 있는 출원인의 3DLUT를 사용하여, 이 평균 채도는 임의의 색역에 대해 증가될 수 있다. 이 채도 측정에 대한 핵심은 이는 시각 등급과 선형이고 이는 단지 주요 벡터 투사 경계를 나타내는 평면 슬라이스가 아닌, 모든 3차원 시각 색공간을 커버한다는 것이다. 이는 색도 영역 경계보다 시스템에 대한 이미지 관찰자의 색채 경험을 훨씬 더 양호하게 나타내는 것으로 신뢰된다. 출원인은 작은 색역 디스플레이에 대한 이들의 컬러 이미지 처리가 100% 더 큰 색역 디스플레이보다 더 색채가 풍부한 이미지 결과를 생성한다는 것을 알게 되었다.

5.) 영역 맵핑 방법 및 색조 보존

이들 분석의 방법은 영역 맵핑, 증가된 컬러 포화 처리 및 휘도를 증가시키는 백색의 부가가 불균일한 색조 색공간에서 수행되지 않는다면, 출원인의 방법에 의해 처리되는 결과적인 이미지에서 색조 이동을 야기할 수 있다. 색조 보존의 결여의 영역 맵핑 요소가 데일리, 외에 의한 “LCD 백라이트 보상에서의 영역 맵핑”, 제16회 컬러 이미징 회의, 2011년 5월 31일에서 보고되었다. 추가 휘도를 위해 부가된 백색을 사용하는 것을 시도했던 다른 이는 또한 색조 이동에 직면하였다. 이는 XYZ 색도 색공간에서의 색조 경로가 원색과 백라이트 백색 사이에서 직선이 아니므로; 사실 이는 전혀 직선이 아니고 오히려 곡선 경로이므로, 부가된 백색에 대한 XYZ 색도 색공간에서의 처리가 색조를 상당히 변경시킬 수 있기 때문이다. 이 이유로, 모든 영역 맵핑, 백색 부가 및 포화를 증가시키는 출원인의 3DLUT의 사용이 IPT로 알려진 균일한 색조 색공간에서 행해졌다. 이 색공간은 1998년 CIC 회의 “향상된 색조 균일성을 갖는 색공간 (IPT)의 개발 및 테스트(Development and Testing of a color space (IPT), with Improved Hue Uniformity)”에서 페어차일드 및 에브너(Ebner)에 의해 먼저 정의되었다. 출원인의 3DLUT는 이 IPT 색공간에서 정의된다. 이는 백색의 부가로부터 손실된 채도가 가공물 없이 복원되는 것을 가능하게 한다.

6.) 픽셀 컬러 포화의 가우시안 함수를 사용한 적응적 백색 - 이미지 결과

흑백 텍스트에서 매우 색채가 풍부한 이미지까지의 범위에 이르는 열 개의 이미지가 전력 절감 및 결과적인 이미지 품질의 변화를 예시하기 위해 분석되었다. 이는 1.0 및 2.0의 디스플레이 백색점에서의 최대 부가된 백색 모두에 대해 행해졌다. 전력 절감이 도 16에 도시된다. 연구의 열 개의 이미지로부터 두 개의 예시적인 이미지 세트가 도 19a 내지 도 19d 및 도 20a 내지 도 20d에서 제공된다. 이미지 세트에서, 2.0의 최대 부가된 백색값에 대한 복원된 이미지 결과가 1.0의 최대 부가된 백색값에 대한 복원된 이미지와 시각적으로 균등하므로 이들 이미지 결과만이 도시된다.

분석에 포함되는 열 개 중에 있는 두 개의 예시적인 이미지 각각에 대해 도시되는 네 개의 이미지의 세트가 있다: 원본 이미지가 도 19a 내지 도 20a에 도시되고; 원본뿐만 아니라 출원인의 컬러 이미지 처리 없는 부가된 백색이 도 19b 내지 도 20b에 도시되고; 원본뿐만 아니라 출원인의 컬러 이미지 처리를 수반한 부가된 백색이 도 19c 내지 도 20c에 도시되고; 휘도 증가를 나타내는 그레이 스케일 휘도 이미지가 도 19d 내지 도 20d에 도시된다. 출원인의 3DLUT로의 처리를 포함하는 도 19c 및 도 20c의 이미지와의 비교에서 각각 본래 이미지 19a 및 20a의 쌍으로부터 특히 도 19c 및 도 20c의 이미지가 상술한 전력 절감을 달성하면서 매우 포화되고 우월한 이미지 품질인 점을 알 수 있다.

7.) 부가적 디스플레이 변경 및 예

특정 실시예에서, 디스플레이는 전력 소모를 감소시키거나, 동일한 양의 전력을 사용하지만 또한 결과적인 더 작은 색역을 가지면서 더 밝게 하도록 변경될 수 있다. 행해지는 변경은 디스플레이의 형태에 의존한다. 상술했던 바와 같이, 액정 디스플레이에서, 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터는 이들을 더 투과적이게 하도록, 즉, 이들이 파장 범위, 또는 스펙트럼의 더 넓은 부분 내에서 더 많은 광을 투과시키는 것을 가능하게 하도록 변경될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 컬러 필터의 크기는 픽셀의 더 적은 면적을 커버하도록 감소될 수 있어, 더 많은 백색광이 투과하는 것을 가능하게 한다. 이는 적색, 녹색 및 청색이 컬러화된 서브픽셀인 상태로, 제 4 백색 서브픽셀을 갖는 효과를 가질 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 픽셀의 동작의 듀티 사이클 동안, 듀티 사이클의 일부가 부가된 백색을 생성하기 위해 모든 세 개의 원색을 갖는데 사용될 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 원색 광원의 동작과 별도의 백색 광원이 부가될 수 있다. LED 디스플레이의 경우, 이는 단순히각각의 픽셀에 백색 LED를 부가하는 것일 수 있다. 컬러 필터를 갖는 백색 백라이트를 갖는 LCD 디스플레이의 경우, 이는 원색광이 필터를 투과하는 것을 가능하게 하거나, 필터링된 광에 부가하는 제 2 광 경로를 제공함으로써 행해질 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 디스플레이의 변조기는 변경될 수 있으므로 이는 더 많은 원색광이 디스플레이를 통과하여 그리고 디스플레이 밖으로 나가는 것을 허용한다. 이는 적색, 녹색 및 청색 원색에 컬러 누화를 도입하는 것의 대가로 행해질 수 있으며, 적색, 녹색 및 청색 원색은 디스플레이의 색역을 변경시키도록 결합될 수 있다. 이는 예를 들어, 녹색 쪽으로 적색 원색의 컬러를 변위시킴으로써 처리될 수 있으며, 이는 색역을 줄일 것이다.

대안적으로 또는 추가적으로, 디스플레이 변조기를 통해 더 많은 광이 외측으로 전환되게 하는 디스플레이 광학의 재료 변화가 행해질 수 있다. 그러나 이는 최초 RGB 원색을 덜 “순수”하게 하는 일부 컬러 누화를 야기할 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, LCD 디스플레이에서, 백색 백라이트의 전력은 원색이 변화되고 이들의 휘도가 증가되도록 LCD 변조기의 선형성을 넘어 증가될 수 있다.

진술된 목적으로 디스플레이에 대한 변경의 전술한 설명은 예시적이고 제한하지 않는 것으로 의미된다. 디스플레이에 대한 기타 변경이 고려된다.

이들 디스플레이 변경의 효과는 상술한 바와 같이 그리고 일정 부가적 예를 사용하여 이제 추가로 예시될 바와 같이 3차원 컬러 테이블을 사용함으로써 보상될 수 있다.

도 9 및 도 10은 배터리 수명의 제약 내에서 확장된 기간에 걸쳐 휴대용 디스플레이 장치 상에 높은 품질 이미지를 디스플레이하는 문제를 해결하기 위한 하나의 옵션을 도시한다. 특히, 도 9는 본 발명에 따른 디스플레이에 의한 전력 소모의 감소를 가능하게 하는 제 1 색역 변환을 포함하는 색도도의 그래픽 표현이다. 디스플레이가 배터리에 의해 전력 공급되면, 배터리의 수명은 전력 소모의 감소의 결과로서 연장된다.

우선 도 9를 참조하면, 디스플레이 장치의 색역(430)이 도시된다. 디스플레이에 의해 사용되는 전력을 감소시키는 제 1 단계에서, 색역 변환은 색역(430)의 원색(431, 432 및 433)을 새로운 원색(441, 442 및 443)으로 변경함으로써 수행될 수 있으며, 새로운 원색(441, 442 및 443)은 새로운 색역(440)을 정의한다. 특정 실시예에서, 변환은 새로운 색역(440)을 생성하기 위해 활 형 화살표(434)로 나타내어지는 색역(430)을 “회전”시킴으로써 수행될 수 있다. 특정 실시예에서, 색역(430)은 백색점을 중심으로 회전될 수 있으며, 백색점은 D65일 수 있다. 색역(430)을 원색(441, 442 및 443)을 갖는 색역(440)으로 변환시키는 것은 원색(441, 442 및 443)의 최적의 선택이 행해질 때, 새로운 색역(440)의 백색점을 증가시키는 효과를 갖는다.

일반적으로, 색역이 회전될 때, 투과되는 파장이 확장된다는 점이 주목된다. 예를 들어, 적색이 시계 방향 회전을 통하여 청색 쪽으로 변위되면, 그때 청색이 적색 원색에 부가되어, 이를 더 밝게 만든다. 청색 및 녹색 원색에 대해서도 마찬가지이다. 이 점을 추가로 예시하기 위해, “중간점” 컬러 시안, 마젠타 및 황색이 적색, 녹색 및 청색보다 더 밝다는 점이 주목된다. 더구나, 백색점이 색역을 회전시킴으로써 증가되면, 백색의 컬러는 변경될 수 있다. 즉, 엷은 색을 띨 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 출원인의 방법은 이러한 변경을 수용하여, 이미지의 컬러를 바람직한 현시로 보정한다.

이 컬러 변환에 추가하여, (LCD 디스플레이와 같은) 디스플레이 장치의 스크린의 투과율이 증가된다. 소정의 이미지의 디스플레이의 경우, 컬러 보정이 본 명세서에서 상술한 방법에 따라 입력 이미지 데이터에 적용된다. 컬러 보정은 두 개의 상이한 절차에 따라 수행될 수 있다. 제 1 절차에서, 스크린 투과율의 증가에 기인하는 디스플레이의 추가 휘도가 유지되고, 적어도 3차원 룩업 테이블을 사용하는 시각 컬러 적응이 출력 컬러 데이터를 새로운 색역(440)의 새로운 백색점으로 조정하도록 수행된다. 이미지가 컬러 보정된 출력 이미지 데이터로부터 디스플레이된다.

새로운 색역(440)의 새로운 백색점이 D65 백색과 너무 상이하면, 새로운 색역 내의 결과 컬러는 디스플레이의 관찰자에게 엷은 색을 띤 것으로 보일 수 있다. 이러한 상황에서, 컬러 보정에 대한 제 2 절차가 이용될 수 있다. 이 제 2 절차에서, 새로운 색역(440)의 백색점은 본래 D65 표준으로 맵핑된다. 이는 일부 휘도의 손실을 야기하지만, 관찰자에 의해 지각 가능한 정도까지는 아닐 것이다. 제 1 절차에서와 같이, 컬러 보정은 새로운 색역(440)의 백색점을 D65 백색으로 맵핑하는 것에 대응하기 위해 출력 컬러 데이터를 조정하도록 적어도 3차원 룩업 테이블을 사용하여 수행된다. 출력 컬러 데이터는 이동되어 디스플레이의 관찰자에게, 이것이 새로운 백색점에 대하여 옳은 것처럼 보인다. 예를 들어, 새로운 백색점이 황색을 띤 엷은 색을 가지면, 그때 컬러는 황색(즉, 황색과 균등한 적색 및 녹색의 결합) 쪽으로 그에 상응하게 이동된다.

도 10을 참조하면, 이들 옵션은 도 9에 도시되는 색역 변환에서 3차원 컬러 체적의 2D 슬라이스로 도시된다. 슬라이스는 적색 및 녹색 원색을 도시한다. 본래 색역(430)의 컬러값은 네 개의 라인 세그먼트(435 내지 438)로 경계가 지어진다. 녹색 원색(G)은 라인 세그먼트(435 및 436)의 교차 지점에 있고, 적색 원색(R)은 라인 세그먼트(437 및 438)의 교차 지점에 있다. D65 백색일 수 있는 백색점(W)은 라인 세그먼트(436 및 437)의 교차 지점에 있다.

색역(430)은 도 9에 도시된 바와 같이 색역(440)으로 변환되고, 디스플레이의 휘도는 상술한 바와 같이 증가되어, 새로운 색역(440)의 새로운 컬러값을 야기한다. 새로운 컬러값은 본래 색역(430)의 백색점(W)이 새로운 컬러값 중에 있는 상태로, 새로운 최대 휘도 백색점(W+)을 포함한다. 새로운 컬러값은 또한 R’에서의 새로운 적색 원색 그리고 새로운 녹색 원색(G+)을 포함하며, 이들은 부분적으로 디스플레이의 휘도의 증가로 인하여 더 밝다. LCD 디스플레이에서, 각각의 원색의 증가된 휘도는 상술한 바와 같이 디스플레이의 백라이트를 필터링하는 더 투과적인 필터를 사용함으로써 얻어질 수 있다.

새로운 백색점(W+)의 증가된 휘도로, 디스플레이의 백라이트로의 전력이 감소되어, 디스플레이 전력 소모를 감소시킬 수 있다. 이것이 행해질 때, 새로운 적색 원색(R+) 결과, 및 새로운 컬러값은 라인 세그먼트(445 내지 448)로 경계가 지어진다. 유사 효과가 녹색 원색(G)에 대해 발생하며, 녹색 원색(G)은 예시의 단순화를 위해 도시되지 않는다는 점이 주목된다. 상술한 제 1 및 제 2 절차는 컬러 보정에 영향을 주도록 수행될 수 있다.

제 1 절차에서, 최대 휘도 백색(W+)은 적어도 3차원 룩업 테이블을 사용하는 시각 컬러 적응이 출력 컬러 데이터를 새로운 백색점(W+)으로 조정하도록 수행되는 상태로, 디스플레이에서의 사용을 위해 유지될 수 있다. 영역(442)에서의 새로운 컬러값은 디스플레이의 색역에 부가된다.

제 2 절차에서, 컬러 맵핑이 최대 백색(W+)을 다시 본래 D65 백색(W)으로 맵핑하기 위해 행해진다. 더구나, 3차원 룩업 테이블은 라인 세그먼트(441 및 444)로 나타내어지는 새로운 R+ 및 G+ 원색으로 본래 D65 백색으로의 원활한 컬러 맵핑을 얻는데 사용된다.

전술한 제 1 및 제 2 절차 모두의 경우, 색역(449)의 작은 영역이 이들 변환으로 손실된다는 점이 주목된다. 이 색역의 손실은 디스플레이의 사용자에 의한 지각에 대하여 상당하지 않다.

도 11은 본 발명에 따른 디스플레이에 의한 전력 소모의 감소를 가능하게 하는 제 2 색역 변환을 포함하는 도 9의 색도도의 그래픽 표현이다. 디스플레이의 색역(450)이 도시된다. 더구나, 각각의 원색(452, 454 및 456) 근처의 영역(451, 453 및 455)이 타원형에 의해 표시되는 바와 같이 도시된다.

새로운 색역으로의 컬러 변환에서, 새로운 원색이 선택되며, 각각의 새로운 원색이 영역(451, 453 및 455) 내에서 선택된다. 예를 들어, 새로운 원색(462, 464 및 466)을 포함하는 새로운 색역(460)이 도시된다. 새로운 원색은 더 밝은 새로운 원색이 선택된다는 점에서 증가되는 효율을 위해 선택된다. 이러한 더 밝은 원색을 선택함으로써, 디스플레이로의 전력이 감소될 수 있다. 영역(451, 453 및 455)은 도 11에 도시된 것보다 더 크거나, 상이하게 형상화될 수 있다. 더구나, 청색과 같은 단일 원색의 더 많은 불포화가 사용될 수 있다. 불포화된 컬러가 더 밝으므로, 디스플레이로의 전력은 감소될 수 있다.

도 10에 도시되는 이전의 실시예에서와 같이, 새로운 색역(450)이 유익한 sRGB의 RGB값을 둘러싸는 것에 근접하면, 더 많은 포화가 또한 유익하지만, 효율의 대가로 발생할 수 있다. 즉, 전력 소모의 감소를 가능하게 하는 가장 밝은 원색을 얻으면서도 가능한 한 많은 포화를 보존하는 것 사이에 트레이드오프(tradeoff)가 있다. 3DLUT를 사용하는 출원인의 적응적 방법은 이것이 가장 포화된 픽셀에 백색을 부가하지 않아, 원색 및 전체 색역을 보존하는 반면에, 전력 소모를 감소시키면서 휘도를 유지하기 위해 평균 픽셀에 더 큰 양의 백색을 부가하므로 효과적이다.

새로운 색역(460) 내의 임의의 컬러값은 본 명세서에서 상술한 방법에 따른 3차원 룩업 테이블의 사용에 의해 보정될 수 있다. 새로운 백색점 및 증가된 휘도에 대하여 도 10에서 설명되고 도시된 방법은 또한 색역(460)에 적용 가능하다. 상술한 바와 같이, 새로운 색역(460)의 원색이 더 밝으므로, 디스플레이로의 전력은 디스플레이의 본래 휘도를 유지하면서 감소될 수 있다.

도 12는 본 발명에 따른 제 3 색역 변환에 기인하는 3차원 컬러 체적의 2차원 “슬라이스”이다. 이 변환에서, 디스플레이에서의 하나의 원색의의 투과율이 증가된다. 즉, 하나의 원색의 휘도가 증가된다. LCD 디스플레이에서, 원색의 증가된 휘도는 디스플레이의 백라이트를 필터링하는 더 투과적인 필터를 사용함으로써 얻어질 수 있다.

도 12를 참조하면, 그리고 거기에 도시된 예에서, 디스플레이의 색역의 본래 컬러값은 D65 백색점을 갖는 라인 세그먼트(471, 472, 473 및 474)로 경계가 지어진다. 적색 원색의 휘도는 화살표(475)로 나타내어지는 바와 같이 R에서 R’로 증가된다. 이는 더 밝은 새로운 백색점(476)을 야기하지만 디스플레이의 관찰자에게 적색을 띤 엷은 색을 갖는 것으로 나타난다.

수개의 컬러 보정 중 하나가 이 시점에서 수행될 수 있다. 제 1 보정에서, 디스플레이의 백라이트가 감소되어, 디스플레이의 전력을 감소시킨다. 더구나, 인간 시각 시스템의 시각 모델에서의 색채 적응은 적어도 3차원 룩업 테이블을 생성하는데 사용되며, 3차원 룩업 테이블은 디스플레이의 새로운 색역의 새로운 백색점(477)으로 출력 컬러 데이터를 조정하는데 사용된다. 이 컬러 보정에 의해 생성되는 새로운 색역의 “슬라이스”는 라인 세그먼트(478, 479, 480 및 481)로 경계가 지어지고, 적색 및 녹색 원색은 R” 및 G’이다.

제 2 컬러 보정에서, 본래 D65 백색은 화살표(483)로 나타내어진 바와 같이 새로운 더 희미한 백색(482)으로 맵핑될 수 있다. 이 컬러 보정에서, 새로운 최대 휘도는 백색점을 감소시키는 것과 유사할 수 있는 적색을 띤 백색으로 남을 수 있다. 즉, 최대 적색 휘도는 매우 적색으로 나타날 수 있다. 백색점에 대해 약간 적색을 띤 백색은 적색 쪽으로 모든 컬러를 이동시키는 색채 적응으로 출원인의 3DLUT의 사용으로 관찰자에게 용인될 수 있어, 관찰자에 의해 지각되는 이미지의 시각 컬러 관계를 유지한다.

제 3 컬러 보정에서, 전술한 제 1 및 제 2 컬러 보정의 결합이 수행될 수 있다.

도 13은 본 발명에 따른 디스플레이에 의한 전력 소모의 감소를 가능하게 하는, 원색의 포화가 감소되는 예시적인 색역의 세트의 그래픽 표현이다.

참조를 위해, 표준 sRGB 색역(490)은 거친 점선 형식으로 도시되고 각각의 적색, 녹색 및 청색 원색(491, 492 및 493)을 갖고 있다. sRGB 색역(490)을 갖는 컬러 디스플레이가 제공될 수 있다. 디스플레이에 의해 소모되는 전력은 실선으로의 색역(494)으로 나타내어진 바와 같이 원색(491 내지 493)의 포화 및/또는 휘도를 감소시킴으로써 감소될 수 있다. 그러나, 디스플레이 상의 이미지의 전체 심미적 매력은 덜 만족스러울 것이다. 제 1 대안으로서, 청색 및 적색 원색의 포화 및/또는 휘도가 감소될 수 있고, sRGB 녹색 원색은 유지된다. 이는 얻어지는 전력의 상당한 감소를 갖는, 가는 점선으로 도시되는 색역(495)을 야기한다. 디스플레이의 관찰자에게 만족스러운 컬러를 얻기 위해, 본 명세서에서 상술한 바와 같이, 컬러 보정이 새로운 색역(494)의 백색점의 맵핑에 대응하기 위해 출력 컬러 데이터를 조정하도록 적어도 3차원 룩업 테이블을 사용하여 수행된다. 3차원 룩업 테이블은 HVS의 색채 적응을 포함하는 인간 시각 시스템의 시각 모델로부터 결정될 수 있다.

제 2 대안으로서, 청색 원색만의 포화 및/또는 휘도가 감소될 수 있고, sRGB 녹색 및 적색 원색은 유지된다. 이는 여전히 얻어지는 전력의 상당한 감소와 함께, 중간 점선으로 도시되는 색역(496)을 야기한다. 관찰자에게 만족스러운 컬러를 얻기 위해, 컬러 보정이 색역(495)에 대해 앞서 열거된 바와 같이 수행된다.

모든 전술한 대안에서, 포화의 감소는 본 명세서에서 설명된 방법에 의해 휘도의 증가에 의해 달성된다. 이후에, 디스플레이로의 전력이 감소되어, 다시 거의 본래 레벨까지 휘도를 감소시킨다. 출원인의 3DLUT는 개별 픽셀로의 포화의 바람직한 레벨을 적응적으로 복원하는데 사용되어, 본래 이미지의 채도에 필적하는 채도가 되도록 지각되는 이미지를 야기한다. 이 방법은 모든 형의 이미지 디스플레이 및 이미지 프로젝터에 적용 가능하다.

따라서, 본 발명에 따라, 컬러 이미지를 생성하는 방법 및 장치가 제공된다는 것은 분명하다. 본 발명의 기본 개념을 설명했으나, 전기의 상세한 설명은 단지 예시로써 제시되려는 의도이며, 제한의 의도가 아님이 당업자들에게는 명백할 것이다. 본 명세서에서 설명되지 않았더라도 여러 변경과 개량 및 변경이 가능하다. 대안, 개량 및 변경은 본 발명의 정신과 범위 내에서 가능하다. 추가적으로, 처리 소자 및 시퀀스 또는 번호, 문자 또는 기타 표시의 사용은 청구범위에 특정된 것을 제외하고 청구된 과정의 순서를 제한하지 않는다. 따라서, 본 발명은 다음 청구범위와 균등물에 의해서만 한정된다.

Claims (55)

1. 적색, 녹색 및 청색 원색 서브픽셀을 포함하는 픽셀로 구성되는 디스플레이를 사용하여 컬러 이미지를 생성하는 방법으로서:
   a. 디스플레이 원색을 변화시킴으로써 베이스 레벨에 대하여 상기 이미지의 휘도를 증가시켜, 상기 디스플레이의 색역을 변화시키는 단계;
   b. 상기 이미지의 휘도를 감소시키기 위해 상기 디스플레이로의 전력을 감소시키는 단계;
   c. 출력 이미지 픽셀 데이터를 생성하기 위해 3차원 룩업 테이블을 사용하여 이미지 픽셀 데이터를 변경함으로써 거의 상기 베이스 레벨까지 상기 이미지에의 컬러를 복원하는 단계; 및
   d. 상기 컬러 이미지를 생성하기 위해 상기 출력 이미지 픽셀 데이터를 상기 디스플레이로 통신하는 단계를 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 색역을 감소시키고 상기 이미지의 휘도를 증가시키기 위해 상기 이미지에 백색을 부가하는 단계를 더 포함하는, 방법.
3. 제2항에 있어서,
   백색은 백색 서브픽셀에 의해 부가되는, 방법.
4. 제2항에 있어서,
   백색은 상기 원색 서브픽셀 중 하나 이상에 부가되는, 방법.
5. 제2항에 있어서,
   백색은 상기 세 개의 원색 서브픽셀 중 두 개에 부가되는, 방법.
6. 제2항에 있어서,
   백색은 상기 세 개의 원색 서브픽셀에 부가되는, 방법.
7. 제6항에 있어서,
   백색은 동등하지 않은 양으로 상기 세 개의 원색 서브픽셀에 부가되는, 방법.
8. 제6항에 있어서,
   백색은 상기 부가되는 백색의 양을 증가하는 컬러 포화로 감소시키는 알고리즘에 따라 적응적으로 부가되는, 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 부가되는 백색의 양을 상기 증가하는 컬러 포화로 감소시키는 상기 알고리즘은 상기 증가하는 컬러 포화로 상기 백색의 감소를 정의하는 가우시안 함수를 포함하는, 방법.
10. 제8항에 있어서,
    상기 알고리즘은 상기 3차원 룩업 테이블에서의 값을 결정하는데 사용되는, 방법.
11. 제8항에 있어서,
    복수의 이미지가 상기 디스플레이를 사용하여 생성되고, 상기 알고리즘은 각각의 이미지 픽셀에 부가할 상기 백색의 양 및 각각의 이미지 픽셀에 대한 전력의 감소의 양을 결정하는 것을 포함하는, 방법.
12. 제8항에 있어서,
    상기 알고리즘은 각각의 개별 픽셀에 대해 부가되는 상기 백색의 양을 결정하는 것을 포함하는, 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 알고리즘은 각각의 개별 적색, 녹색 및 청색 원색 서브픽셀에 대해 부가되는 상기 백색의 양을 결정하는 것을 포함하는, 방법.
14. 제2항에 있어서,
    백색은 픽셀 노출 시간의 일부 동안 상기 서브픽셀에 부가되는, 방법.
15. 제2항에 있어서,
    백색은 상기 적색, 녹색 및 청색 원색 서브픽셀을 제공하는 제 1 소스와는 별도인 제 2 소스로부터 부가되는, 방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 디스플레이는 상기 제 1 소스로서 제 1 백라이트, 및 상기 제 2 소스로서 제 2 백라이트를 포함하는 LCD 디스플레이인, 방법.
17. 제2항에 있어서,
    상기 디스플레이는 LCD 디스플레이이고, 상기 백색은 백색 서브픽셀에 의해 각각의 픽셀에 부가되는, 방법.
18. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이는 LCD 디스플레이, LED 디스플레이, OLED 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 및 DMD 프로젝터 중 하나인, 방법.
19. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이로의 전력을 감소시키는 단계는 거의 상기 베이스 레벨까지 상기 이미지의 휘도를 감소시키는, 방법.
20. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이로의 전력을 감소시키는 단계는 상기 베이스 레벨보다 더 밝은 레벨까지 상기 이미지의 휘도를 감소시키는, 방법.
21. 제1항에 있어서,
    상기 이미지의 컬러를 복원하는 단계는 IPT 색공간에서 수행되는, 방법.
22. 제1항에 있어서,
    상기 3차원 룩업 테이블에서의 값은 인간 시각 시스템의 시각 모델을 사용함으로써 결정되는, 방법.
23. 제22항에 있어서,
    상기 3차원 룩업 테이블에서의 값은 상기 인간 시각 시스템의 색채 적응을 이용하여 결정되는, 방법.
24. 제1항에 있어서,
    메모리 컬러가 상기 컬러 이미지에서 보존되는, 방법.
25. 제1항에 있어서,
    상기 이미지의 컬러를 복원하는 단계는 상기 디스플레이의 백색점을 컬러 표준의 백색점으로 보정하는 단계를 포함하는, 방법.
26. 적색, 녹색 및 청색 원색 서브픽셀을 포함하는 픽셀로 구성되는 디스플레이를 사용하여 컬러 이미지를 생성하는 방법으로서:
    a. 이미지 픽셀에 백색을 부가함으로써 베이스 레벨에 대하여 상기 이미지의 휘도를 증가시키고 컬러 포화를 감소시키는 단계;
    b. 상기 이미지의 휘도를 감소시키기 위해 상기 디스플레이로의 전력을 감소시키는 단계;
    c. 출력 이미지 픽셀 데이터를 생성하기 위해 3차원 룩업 테이블을 사용하여 이미지 픽셀 데이터를 변경함으로써 거의 상기 베이스 레벨까지 상기 이미지의 컬러 포화를 복원하는 단계; 및
    d. 상기 컬러 이미지를 생성하기 위해 상기 출력 이미지 픽셀 데이터를 상기 디스플레이로 통신하는 단계를 포함하는, 방법.
27. 제26항에 있어서,
    백색은 백색 서브픽셀에 의해 부가되는, 방법.
28. 제26항에 있어서,
    백색은 상기 원색 서브픽셀 중 하나 이상에 부가되는, 방법.
29. 제26항에 있어서,
    백색은 상기 세 개의 원색 서브픽셀 중 두 개에 부가되는, 방법.
30. 제26항에 있어서,
    백색은 상기 세 개의 원색 서브픽셀에 부가되는, 방법.
31. 제30항에 있어서,
    백색은 동등하지 않은 양으로 상기 세 개의 원색 서브픽셀에 부가되는, 방법.
32. 제30항에 있어서,
    백색은 상기 부가되는 백색의 양을 증가하는 컬러 포화로 감소시키는 알고리즘에 따라 적응적으로 부가되는, 방법.
33. 제32항에 있어서,
    상기 부가되는 백색의 양을 상기 증가하는 컬러 포화로 감소시키는 상기 알고리즘은 상기 증가하는 컬러 포화로 상기 백색의 증가를 정의하는 가우시안 함수를 포함하는, 방법.
34. 제32항에 있어서,
    상기 알고리즘은 상기 3차원 룩업 테이블에서의 값을 결정하는데 사용되는, 방법.
35. 제32항에 있어서,
    복수의 이미지가 상기 디스플레이를 사용하여 생성되고, 상기 알고리즘은 각각의 이미지 픽셀에 부가할 상기 백색의 양 및 각각의 이미지에 대한 전력의 감소의 양을 결정하는 것을 포함하는, 방법.
36. 제32항에 있어서,
    상기 알고리즘은 각각의 개별 픽셀에 대해 부가되는 상기 백색의 양을 결정하는 것을 포함하는, 방법.
37. 제36항에 있어서,
    상기 알고리즘은 각각의 개별 적색, 녹색 및 청색 원색 서브픽셀에 대해 부가되는 상기 백색의 양을 결정하는 것을 포함하는, 방법.
38. 제26항에 있어서,
    백색은 픽셀 노출 시간의 일부 동안 상기 서브픽셀에 부가되는, 방법.
39. 제26항에 있어서,
    백색은 상기 적색, 녹색 및 청색 원색 서브픽셀을 제공하는 제 1 소스와는 별도인 제 2 소스로부터 부가되는, 방법.
40. 제39항에 있어서,
    상기 디스플레이는 상기 제 1 소스로서 제 1 백라이트, 및 상기 제 2 소스로서 제 2 백라이트를 포함하는 LCD 디스플레이인, 방법.
41. 제26항에 있어서,
    상기 디스플레이는 LCD 디스플레이이고, 상기 백색은 백색 서브픽셀에 의해 각각의 픽셀에 부가되는, 방법.
42. 제26항에 있어서,
    상기 디스플레이는 LCD 디스플레이, LED 디스플레이, OLED 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 및 DMD 프로젝터 중 하나인, 방법.
43. 제26항에 있어서,
    상기 디스플레이로의 전력을 감소시키는 단계는 거의 상기 베이스 레벨까지 상기 이미지의 휘도를 감소시키는, 방법.
44. 제26항에 있어서,
    상기 디스플레이로의 전력을 감소시키는 단계는 상기 베이스 레벨보다 더 밝은 레벨까지 상기 이미지의 휘도를 감소시키는, 방법.
45. 제26항에 있어서,
    상기 이미지의 컬러를 복원하는 단계는 IPT 색공간에서 수행되는, 방법.
46. 제26항에 있어서,
    상기 3차원 룩업 테이블에서의 값은 인간 시각 시스템의 시각 모델을 사용함으로써 결정되는, 방법.
47. 제46항에 있어서,
    상기 3차원 룩업 테이블에서의 값은 상기 인간 시각 시스템의 색채 적응을 사용하여 결정되는, 방법.
48. 제26항에 있어서,
    메모리 컬러가 상기 컬러 이미지에서 보존되는, 방법.
49. 제26항에 있어서,
    상기 이미지의 컬러를 복원하는 단계는 상기 디스플레이의 백색점을 컬러 표준의 백색점으로 보정하는 단계를 포함하는, 방법.
50. 적색, 녹색 및 청색 원색 서브픽셀을 포함하는 픽셀로 구성되는 디스플레이를 사용하여 컬러 이미지를 생성하는 방법으로서:
    a. 부가되는 백색의 양을 증가하는 컬러 포화로 감소시키는 알고리즘에 따라 상기 적색, 녹색 및 청색 원색 서브픽셀에 적응적으로 백색을 부가함으로써 베이스 레벨에 대하여 상기 이미지의 휘도를 증가시키고 컬러 포화를 감소시키는 단계;
    b. 상기 이미지의 휘도를 감소시키기 위해 상기 디스플레이로의 전력을 감소시키는 단계;
    c. 출력 이미지 픽셀 데이터를 생성하기 위해 3차원 룩업 테이블을 사용하여 이미지 픽셀 데이터를 변경함으로써 거의 상기 베이스 레벨까지 상기 이미지의 컬러 포화를 복원하는 단계; 및
    d. 상기 컬러 이미지를 생성하기 위해 상기 출력 이미지 픽셀 데이터를 상기 디스플레이로 통신하는 단계를 포함하는, 방법.
51. 제50항에 있어서,
    상기 부가되는 백색의 양을 상기 증가하는 컬러 포화로 감소시키는 상기 알고리즘은 상기 증가하는 컬러 포화로 상기 백색의 감소를 정의하는 가우시안 함수를 포함하는, 방법.
52. 제50항에 있어서,
    상기 알고리즘은 상기 3차원 룩업 테이블에서의 값을 결정하는데 사용되는, 방법.
53. 제50항에 있어서,
    복수의 이미지가 상기 디스플레이를 사용하여 생성되고, 상기 알고리즘은 각각의 이미지 픽셀에 부가할 상기 백색의 양 및 각각의 이미지에 대한 전력의 감소의 양을 결정하는 것을 포함하는, 방법.
54. 제50항에 있어서,
    상기 알고리즘은 각각의 개별 픽셀에 대해 부가되는 상기 백색의 양을 결정하는 것을 포함하는, 방법.
55. 제54항에 있어서,
    상기 알고리즘은 각각의 개별 적색, 녹색 및 청색 원색 서브픽셀에 대해 부가되는 상기 백색의 양을 결정하는 것을 포함하는, 방법.

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