KR101254032B1

KR101254032B1 - 메타머 필터링에 의한 다수 컬러 서브픽셀 렌더링

Info

Publication number: KR101254032B1
Application number: KR1020077025760A
Authority: KR
Inventors: 캔디스 헬렌 브라운 엘리엇; 미쉘 프란시스 히긴스
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2013-04-12
Anticipated expiration: 2026-05-19
Also published as: US20100277498A1; CN101176108B; EP2372609A3; CN101176108A; US7787702B2; US8081835B2; US20090058873A1; TW200707328A; KR20080011659A; TWI343027B; EP1882234B1; WO2006127555A3; JP2008546006A; EP1882234A2; EP1882234A4; JP5070204B2; EP2372609A2; WO2006127555A2

Abstract

본 명세서에서는 메타머에 걸쳐 이미지 데이터를 조정하는 다수 원색 디스플레이로 이미지 데이터를 렌더링하는 시스템과 방법이 개시된다. 메타머 필터링은 입력 이미지 내용물에 기초할 수 있고, 이미지 렌더링 정확도 또는 지각력을 개선하기 위해 서브픽셀 값들을 최적화할 수 있다. 이러한 최적화는 많은 가능한 원하는 효과에 따라 이루어질 수 있다. 일 실시예는, 하나 이상의 제 1 세트의 서브픽셀과, 하나 이상의 메타머를 더 포함하는 제 2 세트의 서브픽셀을 포함하는 디스플레이, 입력 이미지 데이터 유닛, 상기 입력 이미지 데이터로부터 공간 주파수 특징을 추출하는 공간 주파수 검출 유닛 및 상기 공간 주파수 특징에 따른 상기 제 1 세트의 서브 픽셀과 제 2 세트의 서브픽셀을 조정하는 조정 유닛을 포함하는 디스플레이 시스템을 포함한다.

Description

메타머 필터링에 의한 다수 컬러 서브픽셀 렌더링{MULTIPRIMARY COLOR SUBPIXEL RENDERING WITH METAMERIC FILTERING}

본 출원은 2005년 5월 20일 출원된 "MULTIPRIMARY COLOR SUBPIXEL RENDERING WITH METAMERIC FILTERING"이라는 명칭의 미국 가출원 60/683,180호와, 2006년 5월 12일 출원된 "MULTIPRIMARY COLOR SUBPIXEL RENDERING WITH METAMERIC FILTERING"이라는 명칭의 미국 가출원 60/747,177호의 혜택을 주장하고, 이들 각각은 본 명세서에 그 전체 내용이 참조로 통합되어 있다.

본 발명은 이미지 렌더링 정확도 또는 지각력을 개선하기 위해, 메타머(metamer)의 전역에서 이미지 데이터를 조정하고 서브픽셀 값을 최적화하도록 입력 이미지 콘텐츠를 이용할 수 있는 다수 원색 디스플레이에 이미지 데이터를 렌더링하는 디스플레이 시스템과 방법의 다양한 실시예에 관한 것이다.

공통적으로 소유하고 있는 미국 특허 출원, 즉 (1) 2001년 7월 25일 출원된 "ARRANGEMENT OF COLOR PIXELS FOR FULL COLOR IMAGING DEVICES WITH SIMPLIFIED ADDRESSING"이라는 명칭의 미국 특허 6,903,754("'754 특허라고 한다")(일련 번호 09/916,232); (2) 2001년 12월 14일 출원된 제목이 "IMPROVEMENTS TO COLOR FLAT PANEL DISPLAY SUB-PIXEL ARRAGNEMENTS AND LAYOUTS"이라는 명칭의 미국 특허 6,905,115("'115 특허라고 한다")(일련 번호 10/024,326); (3) 2002년 10월 22일 출원되고 "IMPROVEMENTS TO COLOR FLAT PANEL DISPLAY SUB-PIXEL ARRAGNEMENTS AND LAYOUTS FOR SUB-PIXEL RENDERING WITH INCREASED MODULATION TRANSFER FUNCTION RESPONSE"이라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2003/0128225("'225 출원이라고 한다")(일련 번호 10/278,353); (4) 2002년 10월 22일 출원된 "IMPROVEMENTS TO COLOR FLAT PANEL DISPLAY SUB-PIXEL ARRAGNEMENTS AND LAYOUTS FOR SUB-PIXEL RENDERING WITH SPLIT BLUE SUB-PIXELS"이라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2003/0128179("'179 출원이라고 한다")(일련 번호 10/278,352); (5) 2002년 9월 13일 출원된 "IMPROVED FOUR COLOR ARRAGNEMENTS AND EMITTERS FOR SUB-PIXEL RENDERING"이라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2004/0051724("'724 출원이라고 한다")(일련 번호 10/243,094); (6) 2002년 10월 22일 출원된 "IMPROVEMENTS TO COLOR FLAT PANEL DISPLAY SUB-PIXEL ARRAGNEMENTS AND LAYOUTS WITH REDUCED BLUE LUMINANCE WELL VISIBILITY"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2003/0117423("'423 출원이라고 한다")(일련 번호 10/278,328); (7) 2002년 10월 22일 출원된 "COLOR DISPLAY HAVING HORIZONTAL SUB-PIXEL ARRANGEMENTS AND LAYOUTS"이라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2003/0090581("'581 출원이라고 한다")(일련 번호 10/278,393); (8) 2003년 1월 16일 출원된 "IMPROVED SUB-PIXEL ARRAGNEMENTS FOR STRIPED DISPLAYS AND METHODS AND SYSTEMS FOR SUB-PIXEL RENDERING SAME"이라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2004/0080479("'479 출원이라고 한다")(일련 번호 10/347,001); (9) 2003년 1월 22일 출원된 "SYSTEMS AND METHODS OF SUBPIXEL RENDERING IMPLEMENTED ON DISPLAY PANELS"라는 명칭의 미국 특허 7,046,256("'256 특허라고 한다")(일련 번호 10/349,768)에서, 이들 각각은 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 완전히 병합되어 있고, 이미지 디스플레이 디바이스에 관한 비용/성능 곡선을 개선하기 위한 새로운 서브 픽셀 장치가 개시되어 있다.

수평 방향으로 짝수개의 서브픽셀을 가지는 특정 서브픽셀 반복 그룹에 관해서는, 다음 공표된 특허 출원 시스템과 개선에 영향을 미치는 기술, 예컨대 적당한 도트 반전 방식 및 다른 개선점이 개시되고, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 완전히 병합되어 있다: (1) 2003년 6월 6일 출원된 "IMAGE DEGRADATION CORRECTION IN NOVEL LIQUID CRYSTAL DISPLAYS"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2004/0246280호("'280 출원이라고 한다")(일련 번호 10/456,839); (2) 2003년 6월 6일 출원된 "DISPLAY PANEL HAVING CROSSOVER CONNECTIONS EFFECTING DOT INVERSION"이라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2004/0246213호("'213 출원이라고 한다")(일련 번호 10/455,925); (3) 2003년 6월 6일 출원된 "SYSTEMS AND METHOD OF PERFORMING DOT INVERSION WITH STANDARD DRIVERS AND BACKPLANE ON NOVEL DISPLAY PANEL LAYOUTS"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2004/0246381호("'381 출원이라고 한다")(일련 번호 10/455,931); (4) 2003년 6월 6일 출원된 "SYSTEM AND METHOD FOR COMPENSATING FOR VISUAL EFFECTS UPON PANELS HAVING FIXED PATTERN NOISE WITH REDUCED QUANTIZATION ERROR"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2004/0246278호("'278 출원이라고 한다")(일련 번호 10/455,927); (5) 2003년 6월 6일 출원된 "DOT INVERSION ON NOVEL DISPLAY PANEL LAYOUTS WITH EXTRA DRIVERS"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2004/0246279호("'279 출원이라고 한다")(일련 번호 10/456,806); (6) 2003년 6월 6일 출원된 "LIQUID CRYSTAL DISPLAY BACKPLANE LAYOUTS AND ADDRESSING FOR NON-STANDARD SUBPIXEL ARRANGEMENTS"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2004/0246404호("'404 출원이라고 한다")(일련 번호 10/456,838); (7) 2003년 6월 6일 출원된 "ALTERNATIVE THIN FILM TRANSISTORS FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAYS"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2004/0246393호("'393 출원이라고 한다")(일련 번호 10/456,794); (8) 2003년 10월 28일 출원된 "IMAGE DEGRADATION CORRECTION IN NOVEL LIQUID CRYSTAL DISPLAYS WITH SPLIT BLUE SUBPIXELS"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0083277호("'277 출원이라고 한다")(일련 번호 10/696,236); 및 (9) 2004년 3월 23일 출원된 "IMPROVED TRANSISTOR BACKPLANES FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAYS COMPRISING DIFFERENT SIZED SUBPIXELS"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0212741호("'741 출원이라고 한다")(일련 번호 10/807,604). 이러한 위에서 참조된 공개된 출원 및 특허 각각은 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 병합되어 있다.

이들 개선점은 또한 상기 출원과, 본 명세서에 그 전체 내용이 참조로 병합된 공통으로 소유하고 있는 미국 특허 출원, 즉 (1) 2002년 1월 16일 출원된 "CONVERSION OF A SUB-PIXEL FORMAT DATA TO ANOTHER SUB-PIXEL DATA FORMAT,"이라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2003/0034992(" '992 출원이라고 한다")(일련 번호 10/051,612) (2) 2002년 5월 17일 출원된 "METHODS AND SYSTEMS FOR SUB-PIXEL RENDERING WITH GAMMA ADJUSTMENT,"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2003/0103058("'058 출원이라고 한다")(일련 번호 10/150,355); (3) 2002년 8월 8일 출원된 "METHODS AND SYSTEMS FOR SUB-PIXEL RENDERING WITH ADAPTIVE FILTERING,"이라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2003/0085906(" '906 출원이라고 한다")(일련 번호 10/215,843); (4) 2003년 3월 4일 출원된 "SYSTEMS AND METHODS FOR TEMPORAL SUB-PIXEL RENDERING OF IMAGE DATA,"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2004/0196302("'302 출원이라고 한다")(일련 번호 10/379,767); (5) 2003년 3월 4일 출원된 "SYSTEMS AND METHODS FOR MOTION ADAPTIVE FILTERING,"이라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2004/0174380("'380 출원이라고 한다")(일련 번호 10/379,765); (6) 2003년 3월 4일 출원된 "SUB-PIXEL RENDERING SYSTEM AND METHOD FOR IMPROVED DISPLAY VIEWING ANGLES"라는 명칭의 미국 특허 번호 6,917,368("'368 특허라고 한다")(일련 번호 10/379,766); (7) 2003년 4월 7일 출원된 "IMAGE DATA SET WITH EMBEDDED PRE-SUBPIXEL RENDERED IMAGE"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2004/0196297("'297 출원이라고 한다")(일련 번호 10/409,413)에 추가로 개시된 서브 픽셀 렌더링(SPR) 시스템 및 방법과 결합될 때 특히 나타난다. 이러한 위에서 참조된 공개된 출원 및 특허 각각은 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 병합되어 있다.

색역 변환과 맵핑에 있어서의 개선점이 공동 소유이고 공동 계류중인 미국 특허 출원, 즉 (1) 2003년 10월 21일 출원된 "HUE ANGLE CALCULATION SYSTEM AND METHODS"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0083345("'345 출원이라고 한다")(일련 번호 10/691,200); (2) 2003년 10월 21일 출원된 "METHOD AND APPARATUS FOR CONVERTING FROM SOURCE COLOR SPACE TO RGBW TARGET COLOR SPACE"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0083341("'341 출원이라고 한다")(일련 번호 10/691,377); (3) 2003년 10월 21일 출원된 "METHOD AND APPARATUS FOR CONVERTING FROM A SOURCE COLOR SPACE TO A TARGET COLOR SPACE"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0083352("'352 출원이라고 한다")(일련 번호 10/691,396); 및 (4) 2003년 10월 21일 출원된 "GAMUT CONVERSION SYSTEM AND METHODS"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0083344("'344 출원이라고 한다")(일련 번호 10/690,716)에 개시되어 있다. 이들 이러한 위에서 참조된 공개된 출원 및 특허 각각은 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 병합되어 있다.

추가 장점이 (1) 2002년 5월 17일 출원된 "ROTATABLE DISPLAY WITH SUBPIXEL RENDERING"이라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2002/0186229("'229 출원이라고 한다")(일련 번호 10/150,394); (2) 2003년 5월 20일 출원된 "SUB-PIXEL RENDERING FOR CATHODE RAY TUBE DEVICES"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2004/0232844("'844 출원이라고 한다")(일련 번호 10/442,320); (3) 2003년 5월 20일 출원된 "IMPROVED PROJECTOR SYSTEMS"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0082990("'990 출원이라고 한다")(일련 번호 10/442,356); (4) 2003년 5월 20일 출원된 "IMPROVED IMAGE CAPTURE DEVICE AND CAMERA"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2004/0233308("'308 출원이라고 한다")(일련 번호 10/442,555); (5) 2003년 5월 20일 출원된 "IMPROVED PROJECTOR SYSTEMS WITH REDUCED FLICKER"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2004/0233339("'339 출원이라고 한다")(일련 번호 10/442,552); (6) 2003년 10월 28일 출원된 "DISPLAY SYSTEM HAVING IMPROVED MULTIPLE MODES FOR DISPLAYING IMAGE DATA FROM MULTIPLE INPUT SOURCE FORMATS"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0099540("'540 출원이라고 한다")(일련 번호 10/696,235); (7) 2003년 10월 28일 출원된 "SYSTEM AND METHOD FOR PERFORMING IMAGE RECONSTRUCTION AND SUBPIXEL RENDERING TO EFFECT SCALING FOR MULTIPLE-MODE DISPLAY"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0088385("'385 출원이라고 한다")(일련 번호 10/696,026)에 설명되어 있다. 이러한 위에서 참조된 공개된 출원 및 특허 각각은 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 병합되어 있다.

추가로, 이들 공동 소유 및 공동 계류중인 출원은 본 명세서에서 그 전체 내용이 참조로 병합되어 있다: (1) 2004년 4월 9일 출원된 "SYSTEM AND METHOD FOR IMPROVING SUB-PIXEL RENDERING OF IMAGE DATA IN NON-STRIPED DISPLAY SYSTEMS"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0225548("'548 출원이라고 한다")(일련 번호 10/821,387); (2) 2004년 4월 9일 출원된 "SYSTEMS AND METHODS FOR SELECTING A WHITE POINT FOR IMAGE DISPLAYS"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0225561("'561 출원이라고 한다")(일련 번호 10/821,386); (3) 2004년 4월 9일과 2004년 10월 7일 각각 출원되고 둘 다 "NOVEL SUBPIXEL LAYOUTS AND ARRANGEMENTS FOR HIGH BRIGHTNESS DISPLAYS"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0225574("'574 출원이라고 한다")(일련 번호 10/821,353)와, 미국 특허 출 원 공개 번호 2005/0225475("'575 출원이라고 한다")(일련 번호 10/961,506); (4) 2004년 4월 9일 출원된 "SYSTEMS AND METHODS FOR IMPROVED GAMUT MAPPING FROM ONE IMAGE DATA SET TO ANOTHER"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0225562("'562 출원이라고 한다")(일련 번호 10/821,306); (5) 2004년 4월 9일 출원된 "IMPROVED SUBPIXEL RENDERING FILTERS FOR HIGH BRIGHTNESS SUBPIXEL LAYOUTS"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0225563("'563 출원이라고 한다")(일련 번호 10/821,388); (6) 2004년 6월 10일 출원된 "INCREASING GAMMA ACCURACY IN QUANTIZED DISPLAY SYSTEMS"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0276502("'502 출원이라고 한다")(일련 번호 10/866,447). 이러한 위에서 참조된 공개된 출원 및 특허 각각은 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 병합되어 있다.

다음 공동 소유의 출원 또한 본 명세서에서 그 전체 내용이 참조로 병합되어 있다: (1) 2006년 4월 4일 "EFFICIENT MEMORY STRUCTURE FOR DISPLAY SYSTEM WITH NOVEL SYBPIXEL STRUCTURES"라는 제목으로 출원되고 미국에서 미국 특허 출원 공보 200Y/AAAAAAA로서 공개된 특허 협력 조약(PCT) 출원 번호 PCT/US06/12768호; (2)2006년 4월 4일 "SYSTEMS AND METHODS FOR IMPLEMENTING LOW-COST GAMUT MAPPING ALGORITHMS"라는 제목으로 출원되고 미국에서 미국 특허 출원 공보 200Y/BBBBBBB로서 공개된 특허 협력 조약(PCT) 출원 번호 PCT/US06/12766호; (3) 2006년 4월 4일 "SYSTEMS AND METHODS FOR IMPLEMENTING IMPROVED GAMUT MAPPING ALGORITHMS"라는 제목으로 출원되고 미국에서 미국 특허 출원 공보 200Y/CCCCCCC로 서 공개된 미국 특허 출원 번호 11/278,675호; 및 (4) 2006년 4월 4일 "PRE-SUBPIXEL RENDERED IMAGE PROCESSING IN DISPLAY SYSTMES"라는 제목으로 출원되고 미국에서 미국 특허 출원 공보 200Y/DDDDDDD로서 공개된 특허 협력 조약(PCT) 출원 번호 PCT/US06/12521호.

기술적인 효과: 아래에 예시되고 설명된 디스플레이 시스템과 이미지 처리 방법의 다양한 실시예가 서브픽셀 레벨에서 데이터를 변환하고 주기 위해 색 서브픽셀화된 다수 원색 디스플레이 시스템에서 메타머 선택을 이용하는 기술적인 효과를 가진다.

디스플레이 시스템의 일 실시예는, 입력 이미지 데이터로부터 공간 주파수 특징을 추출하는 공간 주파수 검출 유닛과, 공간 주파수 특징에 따른 서브픽셀의 제 1 및 제 2 세트의 이미지 데이터를 조정하는 조정 유닛을 포함한다.

디스플레이 시스템의 또 다른 실시예는 서브픽셀 반복 그룹을 가지는 디스플레이를 포함한다. 서브픽셀 반복 그룹은 채색된 서브픽셀의 적어도 제 1 및 제 2 세트를 더 포함하는 하나 이상의 메타머를 포함한다. 디스플레이 시스템은 또한 입력 이미지 데이터로부터 휘도 값을 계산하기 위한 선택적인 휘도 계산 유닛과, 휘도 값의 관계에 기초한 조정 값을 만들어내기 위한 복수의 메타머 필터를 포함한다. 디스플레이 시스템은 또한 조정 값에 따른 서브 픽셀의 제 1 및 제 2 세트의 강도(intensity)를 조정하기 위한 메타머 조정 유닛을 포함한다.

이미지 처리 방법의 일 실시예는 상기 이미지 데이터로부터 휘도 데이터를 추출하고, 휘도 데이터에 기초한 관계에 따른 서브픽셀의 제 1 세트와 제 2 세트 사이의 강도 값을 조정하며, 조정된 이미지 데이터를 출력한다.

이미지 처리 방법의 또 다른 실시예는, 이미지 아티팩트를 최소화하기 위해 서브픽셀의 제 1 세트와 제 2 세트 사이의 강도 값을 조정한다. 이러한 방법은 하나 이상의 메타머를 포함하는 서브픽셀 반복 그룹을 가지는 디스플레이를 포함하는 디스플레이 시스템에서 동작하고, 그 메타머는 채색된 서브픽셀의 적어도 제 1 세트와 제 2 세트를 더 포함한다. 이 방법은 채색된 서브픽셀의 제 1 세트와 제 2 세트 사이의 강도 값을 변경하고, 디스플레이 시스템에서 모델을 포함하는 강도 조정 값을 저장하며, 채색된 서브픽셀의 제 1 세트와 제 2 세트를 조정하기 위해 강도 조정 값을 이용하는 행동을 모델화하는 단계를 포함한다.

본 명세서에 병합되고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 예시적인 구현예와 실시예를 설명하고 상세한 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

도 1a는 본 발명의 원리에 따라 만들어진 고 레벨의 시스템도의 일 실시예를 도시하는 도면.

도 1b는 본 발명의 원리에 따라 만들어진 고 레벨의 시스템도의 또 다른 실시예를 도시하는 도면.

도 2는 5개의 원색 중 4개는 더 낮은 해상도의 6각형 격자에 놓여있는, 5개의 원색을 포함하는 서브픽셀의 배치를 지닌 디스플레이의 섹션을 도시하는 도면.

도 3은 실질적으로 폭의 2배만큼 높은 4개의 원색을 포함하는 8개의 서브픽셀 반복 셀 그룹을 도시하는 도면.

도 4는 '1 픽셀-대-2 픽셀(one-pixel-to-two-pixel)' 맵핑을 지닌 도 3의 반복 셀 그룹으로 이루어진 디스플레이의 한 섹션을 도시하는 도면.

도 5a 내지 도 5f는 '1-픽셀-대-흰색-서브픽셀(one-pixel-to-white-subpixel)' 맵핑과 '1-픽셀-대-적색-녹색-청색-서브픽셀(one-pixel-to-red-green-blue-subpixel)' 맵핑을 지닌 도 3의 반복 셀 그룹으로 이루어진 디스플레이의 한 섹션을 도시하는 도면.

도 6은 4개의 원색을 포함하는 6개의 서브픽셀 반복 셀 그룹으로 이루어진 디스플레이의 한 섹션을 도시하는 도면.

도 7은 6개의 원색을 포함하는 6개의 서브픽셀 반복 셀 그룹으로 이루어진 디스플레이의 한 섹션을 도시하는 도면.

도 8은 서브픽셀이 실질적으로 정사각형인 4개의 원색을 포함하는 8개의 서브픽셀 반복 셀 그룹으로 이루어진 디스플레이의 한 섹션을 도시하는 도면.

도 9a는 4개가 더 낮은 해상도의 6각형 격자로 놓인 5개의 원색을 포함하는 서브픽셀의 배치를 지닌 디스플레이의 한 섹션을 도시하는 도면.

도 9b는 픽셀 어레이 위에 놓이고 맵핑된 포화된 원색 재구성 포인트 중 하나와, 그것들이 의미하는 샘플 영역을 도시하는 도면.

도 10은 4개가 더 낮은 해상도의 6각형 격자로 놓인 5개의 원색을 포함하는 서브픽셀의 배치를 지닌 디스플레이의 한 섹션을 도시하는 도면.

도 11은 제 1 세트의 픽셀에 대한 메타머 필터링의 일 실시예의 동작을 도시하는 도면.

도 12는 제 2 세트의 픽셀에 대한 메타머 필터링의 일 실시예의 동작을 도시하는 도면.

도 13은 메타머 필터링의 높은 레벨의 흐름도를 도시하는 도면.

도 14는 본 출원에서 논의된 기술을 예시하는 일 실시예의 흐름도를 도시하는 도면.

도 15는 가우시안의 차이(DOG: Difference of Gaussian) 선명도 필터링이 추가되는 도 14의 실시예를 도시하는 도면.

도 16은 본 출원에서 논의된 기술을 예시하는 제 2 실시예의 흐름도를 도시하는 도면.

도 17은 DOG 선명도 필터링이 추가되는 도 16의 실시예를 도시하는 도면.

다수 원색 및 RGBW 디스플레이와 그것들의 연관된 시스템에서는, 때때로 일반적인 RGB 이미지 데이터를 다수 원색의 이미지 데이터로 변환할 필요가 있다. 색역 맵핑 알고리즘(GMA: Gamut Mapping Algorithms)의 많은 기술이 관련 분야에 공지되어 있고, 또한 본 명세서에서 참조로 병합되어 있는 위에서 열거된 몇몇 출원에서 논의되고 있다. 참조로 병합된 많은 출원에서, 다수 원색 디스플레이를 포함하는 다수의 새로운 서브픽셀 반복 그룹이 존재한다. 도 2 내지 도 10은 전술한 특허 출원과 등록된 특허에서 또한 논의되고 있는 이들 새로운 서브픽셀 반복 패턴의 대표적인 샘플링을 도시한다. 본 출원의 기술은 이들 예시적인 서브픽셀 반복 패턴과, 정상적인 동작 거리에서 보았을 때 사람의 눈에 의해 실질적으로 구분하지 못할 수 있는 구역 내에서 상이한 메타머가 선택되는 것을 허용하는 -알려지거나 알려지지 않은- 다른 것들에 적용된다.

4개 이상의 일치하지 않는 원색이 통상 관련 분야에서 "다수 원색(multiprimary)" 디스플레이라고 부르는 디스플레이에서 사용될 때, 동일한 색 값을 줄 수 있는 원색에 관한 값들의 다수의 조합이 종종 존재한다. 즉, 주어진 색조, 포화도 및 밝기에 관해, 동일한 색 인상을 시청자에게 줄 수 있는 4개 이상의 원색의 강도 값의 2개 이상의 세트가 존재할 수 있다. 그러한 가능한 강도 값 각각을 상기 색에 관한 "메타머"라고 부른다. 그러므로, 서브픽셀화된 디스플레이 상의 메타머는, 채색된 서브픽셀의 적어도 2개의 그룹의 조합(또는 세트)이고, 이는 각각의 그러한 그룹에 적용될 때, 사람의 시각 체계에 의해 이지되는 원하는 색을 만들어내는 신호들이 존재하게 이루어진다. 물론, 동일하거나 실질적으로 유사한 인지된 색을 만들어내기 위해, 그러한 신호는 서브픽셀 그룹마다 변할 수 있다. 이 때문에, 일부 효과에 관한 원색의 상대적인 값을 조정하기 위한 자유도가 존재한다.

예컨대, Kunzman에 의한 미국 특허 6,536,904호에서는 4개의 원색인 RGBW 프로젝터의 무색(즉, 흰색)의 강도를 최대화함으로써, 필드 연속되는 색 붕괴(break-up)의 가시도(visibility)를 감소시키는 방법을 다루고 있다. 또한 Primerano 등에 의한 미국 특허 6,885,380호는 유기 발광 다이오드에서 전력을 감소시키는 목표를 위해 상이한 방법을 사용하는 RGBW 디스플레이의 흰색을 최대화하는 유사한 선택을 다루고 있다. 미국 특허 6,536,904호와 6,885,380호는 본 명세서에 참조로 병합되어 있다.

그러므로, 색 서브픽셀화된 다수 원색 디스플레이 시스템에 관한 메타머 선택은 자유도만큼이나 서브픽셀 레벨에서 데이터를 변환하고 주기 위한 여러 새로운 기회를 제공한다. 아래에 더 상세히 논의되는 일 예에서는 서브픽셀의 원색의 강도 값은, 그것과 이웃하는 것들과 비교된 서브픽셀 포인트에서 렌더링되는 이미지의 상대적인 휘도 신호의 값에 의해 조정될 수 있다. 이러한 식으로, 색 서브픽셀 레벨에서 렌더링하는 이미지의 품질을 촉진하고 개선하도록, 메타머가 조정될 수 있게 됨으로써, "서브픽셀 렌더링"의 분야의 개선이 이루어진다.

일반적으로, 메타머에 있어 임의의 주어진 색과 밝기가 국부적인 영역에서 채색된 서브픽셀의 강도 값의 또 다른 세트에 의해 실현될 수도 있다. 예컨대, RGBW 시스템에서, W 서브픽셀은 R, G 및 B 서브픽셀의 가까운 그룹을 지닌 회색에 관한 메타머이다. 물론, 주어진 색을 생성하기 위해 사용되는 서브픽셀은, 사람의 시각 체계가 이들 색을 모두 혼합하기에 충분히 가까운 임의의 가까운 서브픽셀일 수 있다. 메타머 중에서 선택함으로써 제공된 자유도와 결합된 유사한 색 서브픽셀 중으로부터의 신호 값과 색 서브픽셀의 상이한 세트 중에서의 신호 값을 선택하는 자유도는, 전역(global)(즉, 지각의) 레벨에서의 올바른 밝기와 색을 유지하면서, 서브픽셀 레벨에서 더 큰 충실도(fidelity)로 주어진 이미지의 휘도 구성 성분이 가능하게 나타내어지는 것을 허용한다.

서브픽셀 렌더링된 이미지에 관해서는, 메타머 선택이 바라는 이미지와 디스플레이된 실제 이미지 사이의 가능한 에러를 감소시키는 가능하게 바라는 메타머(아마 적합한 메타머의 세트로부터의)를 선택하는 잠재적인 기회를 나타낸다. RGBW 시스템은 이들 자유도를 이용할 수 있는 디스플레이 시스템의 일 예이다. RGBW 시스템에 관한 메타머는 흰색 축 대 RGB 축 상에서 발견될 수 있다. 따라서, 단순히 일 예로서는, 주어진 서브픽셀에 맵핑된 주어진 픽셀로 높은 공간 주파수 휘도 신호를 측정하는 필터를 구성하고, 서브픽셀 렌더링 후 그러한 서브픽셀 위치에 있게 되는 색으로 휘도 신호의 에너지를 집중시키기 위해 그러한 필터를 사용하는 것이 가능할 수 있다. 휘도(즉, "L") 값 - 예컨대 위에서 열거된 개시물에서 개시된 RGB로부터 RGBWL 색역 맵핑 연산으로부터의 - 을 사용하게 되면, 픽셀 위치에 기초한 흰색 대 RGB 값에 있어야 하는 강도의 양을 평가하는 것이 가능하게 된다.

도 1a는 본 명세서에서 추가로 논의된 기술을 이용하는 디스플레이 시스템의 일 실시예의 시스템 레벨도(100a)를 도시한다. 디스플레이 시스템(100a)은 입력 픽셀 값을 받아들이고 다수 원색 디스플레이에 관한 출력을 만들어내는 "파이프라인(pipeline)"을 포함한다. 파이프라인에서의 대부분의 계산은 선형 색 값에 대해 행해질 수 있어, 비록 선택적이긴 해도 입력 감마 전환과 출력 감마 전환이 요구될 수 있다. 입력 픽셀은 GMA 모듈(102)에서 다수 원색으로 전환될 수 있는 RGB 또는 YCbCr과 같은 3원색으로 이루어질 수 있다. 색역 맵핑 알고리즘은 관련 분야에 알려진 것이고, 실제로 그러한 기술은 본 명세서의 위에서 참조한 많은 특허 출원에서 설명된다. 그러한 시스템에서는, GMA 모듈이 또한 다른 다수 원색 신호 외에, 입력 이미지 데이터 신호의 휘도 채널(L)을 계산할 수 있다는 점이 가능하다.

본 특허 출원에서 논의된 기술은 또한, 입력 원색의 개수가 N이고, 출력 원색의 개수가 M이며, (1) N은 M보다 작은 경우; (2) N = M인, 특히 N = M>3인 경우; 또는 (3) N이 M보다 큰 상황에서 적용 가능하고, 특히 색 공간을 다운샘플링하는 시스템에서 적용 가능하다는 점을 알게 된다. 또한, 이들 기술은 메타머가 출력 색 공간 내에 존재하는 임의의 색 공간 맵핑에서 적용 가능하다. 일부 시스템에서는, 제 1 다수 원색 공간으로부터 그 자체로 맵핑하는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 경우, 본 명세서에서 설명된 기술은 색 공간에 메타머가 존재하는 한 적용 가능하다. 그러한 경우, GMA에 관한 필요성은 선택적이라는 점을 알아야 한다.

아래에 더 상세히 논의되는 것처럼, 일 실시예에서 메타머 계산은, 복수의 주위 이미지 데이터(예컨대, 픽셀 또는 서브픽셀) 값을 참조하는 필터링 연산으로서 구현될 수 있다. 이들 주위 값은 비록 다수의 프레임 버퍼와 같은 다른 실시예가 가능할지라도, 1개의 라인 버퍼 모듈(104)에 의해 통상 조직된다. 이러한 실시예는 또한 아래에 설명될 연산을 수행하는 메타머 필터링 모듈(106)을 포함한다. 일 실시예에서, 메타머 필터링이 라인 버퍼를 서브픽셀 렌더링(SPR: sub-pixel rendering) 모듈(108)과 공유하는 것이 가능하다. 이러한 논의의 목적상, 메타머 필터링이 이것과 유사한 방식으로 SPR과 결합될 때마다, "직접 메타머 필터링(direct metamer filtering)"이라고 부르게 된다.

도 1b에 도시되고, 본 명세서에 개시된 기술에 따라 동작하는 디스플레이 시스템의 또 다른 실시예에서, 디스플레이 시스템(100b)은 디스플레이 시스템(100a) 과 동일한 몇몇 모듈을 포함한다. GMA 모듈(102)은 1개의 색 공간으로부터 또 다른 색 공간으로 들어오는 이미지 데이터를 맵핑하기 위해 포함될 수 있다. 이 실시예에서, 메타머 필터링{블록(106)에서의}이 그러한 픽셀 데이터 위의 분리된 경로에서 달성될 수 있다. 본 논의의 목적상, 이러한 처리를 "사전 조정 메타머 필터링(preconditioning metamer filtering)"이라고 한다. 이 경우, SPR 모듈(108)은 분리된 프레임 버퍼 또는 메타머 필터링 모듈(106)에 의해 사용된 임의의 메모리나 버퍼(104)로부터 떨어진 라인 버퍼(107)를 필요로 할 수 있다.

또한, 참조 특허 출원으로 위에서 통합된 것에 설명되어 있듯이, 메타머 선택 모듈(101)에서 입력 색의 메타머를 사전에 선택하는 것이 가능할 수 있다. 이러한 메타머 선택은 필터링 없이 개별적으로 각 픽셀에 대해 행해질 수 있고, 따라서 라인 버퍼나 프레임 버퍼를 필요로 하지 않을 수 있다.

또한, 도 1b에서는 메타머 필터링 모듈(106)이 GMA 모듈(102)로부터의 디스플레이 파이프라인 상의 아래 부분에 도시되어 있다. 이는 일 실시예지만, 2개의 모듈의 다른 위치가 유리할 수 있다. 예컨대, GMA 모듈(102)은 참조 특허 출원에 의해 위에서 통합된 것 중 하나에 설명된 것처럼 색역 클램핑 기능을 포함할 수 있다. 메타머 필터링 모듈(106) 뒤로 색역 클랭핑 기능을 이동시키는 것이 유리할 수 있다. 모듈(106) 뒤에까지 색이 색역을 벗어나 머무르는 것이 허용된다면, 메타머 필터링은 일부 색을 색역으로 되돌려보낼 수 있고, 그러한 일부 색을 클램핑할 필요성을 제거함으로써, 더 나은 색 재생을 초래한다.

하드웨어에 수반된 특별한 모듈이나 서브시스템에 관계없이, 도 13은 본 명 세서에서 개시된 공정과 기술의 고 레벨의 흐름도를 제공한다. 디스플레이 시스템은 이미지 데이터를 입력하고(1302), 그러한 이미지 데이터로부터 시스템은 휘도 정보를 추출한다(1304). 물론, 그러한 정보는 그것이 외부 소스에 의해 공급되거나 하드웨어에서의 GMA 또는 다른 서브시스템을 경유하여 계산된다면, 그러한 시스템에 이미 이용 가능할 수 있다. 이미지 데이터로부터 휘도를 계산하는 그러한 기술들은 잘 알려져 있고, 그 중 몇몇 기술이 위에서 통합된 많은 출원에 개시되어 있다.

시스템이 입력 이미지 데이터로부터 휘도 데이터를 계산하는 것이 가능하고, 또한 다른 데이터(예컨대, 녹색 및/또는 적색 강도/밝기 값)를 이용하여 시스템에 어떻게 입력 이미지 데이터가 중간 내지 높은(mid-to-high) 공간 주파수 영역에서 변하는지에 대한 일부 표시를 주게 된다는 것을 알게 된다. 그러한 높은 밝기의 서브픽셀 - 예컨대, 적색 및/또는 녹색 또는 다른 채색된 서브픽셀(아마도 광대역 통과를 가짐)로부터의 휘도 데이터에 가까워지는 것이 적합할 수 있다.

휘도 데이터는 메타머 필터에 입력되고(1306), 이후 그 출력은 조정 값에 따라 하나의 메타머로부터 또 다른 메타머로 이미지 데이터를 조정 또는 맵핑(예컨대, 강도 값이나 다른 적합한 값을 조정)하기 위해 입력으로서 사용된다. 그러한 조정 값의 일 실시예는 도 13의 단계(1308)에서 주어진 것처럼 선명도 값일 수 있고, 물론 다른 조정 값이 가능하다. 이후, 그 결과 이미지 데이터가 출력될 수 있다(1310). 본 명세서에서 설명한 것처럼 조정 값은, 바람직하게는 실질적으로 인식된 색이나 이미지의 강도를 변경하지 않고, (메타머를 통해) 서브픽셀 강도의 조정 을 허용하는 값일 수 있다. 전술한 바와 같이, 조정 값의 일 실시예는 메타머 값들 사이의 선형 관계를 구현하지만, 이 조정 값은 따라서 원하는 바대로 메타머를 통한 서브픽셀 강도 값의 조정을 허용하는 다른 관계(예컨대, 비선형, 기능적인 또는 비기능적인 등)를 구현할 수 있다는 점을 알게 된다. 아래에 첨부된 청구항들의 범주는 이들 다른 분명한 관계를 적절히 포괄하고 있다.

또한 본 명세서에서 설명한 실시예처럼, 메타머 필터링이 가우시안의 차이(DOG)를 이용하는 여러 개의 3 ×3 필터 마스크 및/또는 영역 리샘플링 필터를 가지는 것을 알게 된다. 많은 다른 필터 마스크가 가능하다는 것을 알게 된다(예컨대, 3 ×3 외의 크기; 또는 행 및 열과 반대되는 대각선 마스크 엔트리, 또는 직교 엔트리). 실제로, 본 명세서에서 논의된 기술을 이용하는 디스플레이 시스템 및 방법을 구현할 목적으로는 공간 주파수 데이터나 내부의 변동치를 검출 또는 계산 또는 추론하는 어떤 유닛을 가지고, 검출되는 것을 반영하는 값이나 함수와 같은 일부 특징을 만들어내는 것으로 충분하다. 그러한 특징은 이후 그러한 특징에 기초한 메타머의 세트로부터 이미지 데이터를 계산 또는 선택하게 되는 유닛이나 모듈에 의해 사용될 수 있다. 공간 주파수 변동치를 검출, 계산 또는 추론하는 많은 시스템 및 방법이 존재하고 알려져 있는데, 그 예로는 필터, 적응 필터, 엣지(edge) 검출기, 편평한 필드 검출기, 불선명(blurring) 필터 및 변환 검출기{예컨대, 푸리에, 소파동(wavelet), DCT 등}가 있다.

본 명세서에서 논의된 기술을 성공적으로 수행할 목적으로, 선택된 필터 마스크가 무엇이든 간에, 바라는 효과를 위해 이미지 데이터에서의 서브픽셀 강도 값 을 바꾸거나 선택하는 일부 변경이 이루어지는 것으로 충분하다. 조정 값의 영향은 높은 공간 주파수의 구역을 선명하게 하는 것일 수 있다(예컨대, 텍스트 등). 대안적으로, 다른 이유로 인해 메타머에 걸쳐 서브픽셀 강도 값을 바꾸는 다른 이유가 존재하거나 - 아마도 특정 이미지 특징들을 고르게 하기 위한 다른 이유가 있을 수 있다(예컨대, 가능하게는 동적인 적응 필터링 조건 하에서). 첨부된 청구항들의 범주는 유사하게 이들 변형예를 포괄한다.

또한 필터링 외의 방식으로 이미지 데이터에 휘도 데이터를 적용하는 것이 가능하다. - 계산되거나 근사된 - 조정을 만들기 위한 다른 기능상 관계는 첨부되는 청구항들의 범주 내에 있다. 또한 근사된 메타머를 포함하는 서브픽셀의 강도 값은 휘도 데이터에 기초한 일부 관계에 따라 조정되는 것으로 충분할 수 있다. 이후 조정된 이미지 데이터는 디스플레이로 출력된다.

또 다른 실시예로서, 그레이 스케일 성능을 개선하거나 양자화 에러를 감소시키는 디더(dither) 시스템을 만들어내기 위해 동등한 메타머 중에서 고르는 랜덤 노이즈를 도입하는 것이 가능하다. 예컨대, 본 명세서에서 설명된 'a' 값은 그러한 노이즈 신호를 나타내거나 포함할 수 있다. 노이즈를 도입하는 그러한 기술은 관련 분야에 알려져 있는 것이고, 그 중 몇몇은 위에서 통합된 많은 출원에 상세히 설명되고 있다.

메타머의 계산

메타머 서브픽셀 그룹 및 연관된 신호들 사이의 동적인 관계를 모델화하는 것이 가능하다. 예컨대 - "가까운" 메타머와 신호를 계산하는 것을 허용하기 위해 - 메타머와 임의의 특별한 색의 신호 사이의 선형 관계를 찾는 것이 가능하다. 그러한 모델은 이미지 아티팩트와 색 에러 등과 같은 에러들을 최소화하는 방식으로 메타머를 포함하는 서브픽셀의 강도 값을 조정하는데 사용될 수 있다. 그러한 모델로부터, 전술한 바와 같은 휘도 데이터와 같은 특정 데이터에 따라 이미지 데이터를 조정할 필요가 있을 때는 언제나, 강도 조정 값이 디스플레이 시스템에서 저장되고, 이용될 수 있다.

예컨대, 하나의 메타머에서의 원색 중 하나가 "a"라는 양만큼 변경될 때, 나머지 원색 각각을 "a*m"의 양만큼 변경할 수 있는데, 이 경우 '메타머 기울기' 항 "m"은 각 원색에 관해 상이하게 될 수 있다. 추가로 더 논의되는 것처럼, 이들 기울기 항은 다수 원색 시스템으로부터 CIE XYZ 좌표로 색을 변환하는 매트릭스(M2X)로부터 계산될 수 있다. 이러한 변환 매트릭스를 다수 원색 시스템의 원색의 색도와 휘도의 측정값으로부터 계산하는 것이 관련 분야에 알려져 있고, 실제로 참조로 통합되어 있는 실제로 공동 계류중이고 공동 소유의 미국 특허 출원 2005/0083341호와 2005/0083352호에서 논의된 그러한 변환 매트릭스가 존재한다.

4개의 원색을 지닌 다수 원색 시스템의 경우, 메타머를 계산하기 위해 기울기 항을 직접 결정하는 것이 가능하다. 위에서 참조로 통합된 특허 출원에서 언급된 여러 유용한 디스플레이 레이아웃(layout)이 존재한다. 그들은 또한 편의를 위해 본 명세서에 포함된다. 2가지 예로는 도 3, 도 4 및 도 5a에 도시된 높은 밝기를 지닌 RGBW{적색(306), 녹색(308), 청색(310) 및 흰색(304)의 서브픽셀을 포함하는 반복적인 서브픽셀 그룹(320)을 지닌}와, 도 8에 도시된 넓은 색역의 RGBC{적 색(806), 녹색(808), 청색(810) 및 청록색(804)의 서브픽셀을 포함하는 반복적인 서브픽셀 그룹(802)을 지닌}(디스플레이)가 있다. 아래에서 설명된 방법은 일 예로서 RGBC를 사용하지만, 그 공정은 RGBW나 임의의 다른 4가지 원색 디스플레이 시스템을 가지고 작용한다.

식 100은 선형 가정을 말하고 있다, 즉 일부 임의의 RGBC 색[r g b c]으로 시작하고 메타머 기울기 값 세트[mr mg mb mc]에 작은 수 'a'를 곱한 것을 더한 다음, M2X 매트릭스를 가지고 CIE XYZ로 변환하게 되면, 본래의 임의의 색을 바로 CIE XYZ로 변환한 후 동일한 CIE XYZ 색을 얻게 된다. 다음 공정은 이들 메타머 기울기 값을 계산한다. 식 100은 분배에 의해 간략화될 수 있는데, 양 변으로부터 공통인 항을 뺀 다음 식 101의 결과를 가지고 'a'로 양변을 나눈다. 4개의 원색 시스템의 경우, M2X 매트릭스는 일정한 값인 Mrx, Mgx 등을 지닌 식 102에 도시된 것과 같은 4 ×3 매트릭스일 수 있다.

단지 일 실시예에서는, m개의 기울기 값을 찾기 위해, 식 101에 도시된 것과 같이 m개의 기울기 값 중 하나를 1(또는 일부 다른 편리한 값)로 임의로 설정함으로써 시작할 수 있다. 이는 식 102로부터 확장된 M2X 매트릭스를 지닌 식 103에 도시되어 있다.

기울기 중 하나(청록색에 관해서는 mc 기울기)가 1로 설정되었기 때문에, 이는 양 변으로부터 빼질 수 있는 결과에서 상수들의 한 열을 초래할 수 있다. 이는 식 104에서 이루어진다. 좌측의 남아있는 매트릭스는 정사각형(square)이고, 식 105에 도시된 것처럼, 매트릭스를 역변환하고 그 결과를 양변에 곱함으로써, m개의 기울기 값이 계산될 수 있다. 1 외의 다른 값은 상수인 열을 만들어내는 유사한 효과를 가지게 된다는 점이 주목되어야 한다.

이는 mc가 1일 때 mr, mg 및 mb의 값을 계산한다. 청록색인 원색이 'a'의 양만큼 변경될 때, 나머지 원색은 본래 색의 메타머를 만들어내기 위해 a*mr, a*mg 및 a*mb만큼 변경되어야 한다. 상이한 기울기 상수를 1로 임의로 설정하고, 양 변으로부터 상이한 상수 열을 빼며, 나머지 변수들에 관해 풀게 되면 위의 절차를 반복하는 것이 가능하다. 대안적으로, 위에서처럼 m개의 기울기 값을 한번 계산할 수 있고, 그 다음 계산된 각 기울기로 기울기의 세트를 나눈 다음 각 시작 원색에 관한 기울기의 세트를 생성하게 된다. 테스트 RGBC 디스플레이에 관한 M2X 매트릭스의 일 예가, 위의 절차에 의해 계산될 때의 각 원색에 관한 m개의 기울기 값과 함 께 아래에 나타나 잇다.

위의 매트릭스 106은 이론상의 RGBC 디스플레이의 원색 색 측정과 휘도 판독으로부터 계산된 일 예이다. 매트릭스 107은 얼마나 많이 적색으로 변경하기를 원하는가와 얼마나 많이 나머지 것들로 변경하기 위해 계산될 필요가 있는지를 알 때, 사용하기 위한 메타머 기울기 값의 테이블이다. 매트릭스 108은 녹색이 변경될 때 나머지 것들을 얼마나 많이 변경하는지를 보여준다. 매트릭스 109는 청색이 변경될 때의 것이고, 매트릭스 110은 청록색이 변경될 때에 관한 것이다.

2가지 특별한 경우를 지적할 수 있다. 참조로 통합된 특허 출원 중 일부에 도시된 것처럼, 디스플레이의 원색과 흰색 포인트에 대한 가정을 단순화하는 것이 가능하고, 따라서 이는 디스플레이 시스템의 설계를 크게 간략화시킨다. 전술한 바와 같이 메타머 기울기를 계산할 때에는, 메타머를 사용하여 시스템의 설계를 간략화하기 위해 사용될 수 있는 변수가 1가지 더 있다. 본 명세서에서 간략화를 초래할 수 있는 변수는 원색의 상대적인 휘도이다. 도 3, 도 4 및 도 5a의 RGBW 서브픽셀 레이아웃과 같은 일 실시예에서는, 흰색 서브픽셀(304)의 휘도가 나머지 3개의 원색(306, 308, 310)의 결합된 밝기와 거의 같거나, 디스플레이의 총 휘도의 약 절반을 차지한다. 만약 다음 가정이 이루어진다면, 메타머의 m개의 기울기 값은 다음을 구현하기 위한 특별히 쉬운 값을 가진다.

1. RGB 원색은 실질적으로 Rec.709 원색과 매칭된다.

2. 디스플레이는 실질적으로 D65 표준 흰색 포인트와 매칭하는 흰색 포인트를 만든다.

3. RGB 원색의 상대적인 휘도는 실질적으로 동일한 Rec.709와 D65 가정을 한 3원색 RGB 시스템에서와 동일하다.

4.흰색 서브픽셀은 각 서브픽셀 레이아웃의 총 휘도의 절반을 차지한다

이러한 가정은 특별히 M2X 매트릭스(아래에 도시됨)를 만들어낸다. 이러한 M2X 매트릭스가 W개의 원색을 변경할 때 메타머의 기울기 값을 계산하기 위해 위의 과정에서 사용된다면, 아래에 보여진 것과 같은 특별히 편리한 값의 세트를 초래하게 된다.

그러므로, W가 임의의 양만큼 변경되면, 시작 색에 관한 메타머를 생성하기 위해, 단지 반대의 양만큼 나머지 원색들을 변경하는 것으로 충분할 수 있다. 이러한 세트로부터, 나머지 원색을 동일한 양만큼 그리고 W개의 원색을 반대의 양만큼 변경할 것을 요구하는 RGB 원색 중 하나를 변경하는 것을 쉽게 볼 수 있다.

도 6의 RGBW 레이아웃{적색(606), 녹색(608), 청색(610) 및 흰색(604) 서브픽셀을 포함하는 반복 서브픽셀 그룹핑(620)을 지닌}의 경우와 같은 또 다른 실시예에서는, 흰색(604) 서브픽셀이 서브픽셀 그룹(620)의 총 밝기의 약 1/3을 가진 다. 그 결과, 흰색 서브픽셀은 휘도의 나머지 2/3의 약 절반과 같다. 이러한 관계는 하드웨어나 소프트웨어로 또 다른 편리한 구현을 허용한다. 예컨대, 위 4번째 가정을

4. 흰색 서브픽셀이 각 서브픽셀 레이아웃의 총 휘도의 1/3을 차지한다.

로 대체하면,

이로부터, M2X 매트릭스와 메타머 기울기 값을 계산할 수 있고, 그 결과는

이다.

그러므로, W를 임의의 양만큼 변경하게 되면, 시작 색에 관한 메타머를 생성하기 위해 반대 방향으로 그 양의 절반만큼 나머지 원색을 변경할 수 있다. 반대로, 원색중 하나를 어떤 양만큼 변경하게 되면, 이는 반대 방향으로 그 양의 2배만큼 W색을, 그리고 동일한 양만큼 나머지 원색을 변경할 것을 요구한다. 절반 또는 2배의 임의의 양을 계산하는 것이 최소의 게이트를 지닌 따라서 최소의 비용이 드는 하드웨어로 쉽게 행해질 수 있음이 주목되어야 한다. 물론, 그러한 변경을 구현하는 데 있어 어느 정도의 자유가 존재한다. 예컨대, 원하는 결과에 영향을 미치기 위해 반복 그룹 내의 모든 서브픽셀의 값을 변경할 수 있다. 대안적으로, 적색(606) 서브픽셀과 녹색(608) 서브픽셀의 절반만이 원하는 변경에 영향을 미치기 위해 주어진 반복 그룹(620) 내에서 조정될 수 있다. 한 그룹 내에서 이용 가능한 서브픽셀의 절반에 대한 변경을 수행하기 위한 한 가지 가능한 장점은, 하드웨어 최적화일 수 있다. 예컨대, 만약 그러한 변경이 출력 데이터의 다수 라인과는 반대로, 출력 데이터의 동일한 라인에 대해 그러한 변경이 일어날 수 있다면, 더 적은 개수의 게이트 또는 더 적은 개수의 메모리가 필요할 수 있다.

도 6에 도시된 것과 같은 RGBW 레이아웃에서는, 청색(610) 서브픽셀이 위의 Rec. 709와 D65 가정이 제안하는 것보다 휘도에 덜 기여할 수 있다는 점이 또한 주목되어야 한다. 청색의 이러한 흐릿해짐이 고려된다면, 더 정확할 수 있지만 하드웨어로 구현하기가 쉽지 않을 수 있는 m개의 기울기 값의 상이한 세트가 초래된다.

모든 위의 메타머 기울기 계산은 4가지 원색만을 지닌 디스플레이를 가정하였다. 전술한 바와 같이, 임의의 개수의 원색에 대해서도 유사한 절차가 작용하도록 만들어질 수 있다. 하지만, 일단 원색의 개수가 5개 이상이라면, 식(105)에서의 단계가 변경될 필요가 있을 수 있는데, 이는 남은 매트릭스가 더 이상 정사각형이 아니고, 반전될 수 없기 때문이다. 여전히 유용한 메타머 기울기 숫자의 생성을 허용하는 여러 절차가 존재한다. 비 반전 매트릭스는 그러한 문제에 대한 해결책이 없음을 의미하지는 않는다. 즉, 많은 해결책이 존재함을 의미한다. 오직 1개의 해결책이 유용한 메타머의 세트를 생성하도록 적합할 수 있다.

4개보다 많은 다수의 원색 시스템에서는, 5개 이상의 m개의 기울기 값을 가지는 식(101)과 같은 식이 존재하게 된다. 이들을 해결하기 위한 한 가지 접근법은 m개의 기울기 중 2개 이상을 임의의 값으로 설정하는 것이다. 오직 3개의 m 기울기 값이 남아있을 때에는, 그 다음 단계가 이후 반전될 수 있는 정사각형 매트릭스를 담고 있을 수 있다. 사용하기 위한 값들의 선택은 완전히 임의로 될 필요는 없다. 예컨대, 5개의 원색의 높은 밝기를 가진 넓은 색역의 RGBCW(적색, 녹색, 청색, 청록색 및 흰색) 시스템에서는, 적색과 청록색이 보색이고, mw 기울기 값에 관해서는 1이고, mc 기울기 값에 관해서는 -1이 시작하기에 좋은 장소일 수 있도록, 반대 방향으로 변경하여야 한다고 가정하는 것이 이치에 맞을 수 있다.

도 7의 것과 같은 6개의 원색 시스템{적색(706), 녹색(708), 청색(710), 청록색(707), 자홍색(709) 및 노란색(711) 서브픽셀을 포함하는 서브픽셀 반복 그룹(701)을 지닌}에서는, 청색과 녹색이 청록색을 만들기 위해 결합할 수 있기 때문에, mg와 mb 기울기 값을 -1의 값으로 설정하고 mc 기울기를 1로 설정할 수 있다. 보색에 관해서는 -1로 하는 것 외에 상이한 값들을 선택하는 것은 다른 해결책을 초래할 수 있다. 하드웨어로 구현하기가 더 쉬운 메타머 기울기의 "편리한" 세트가 발견될 때까지 임의의 값들을 변경하는 것이 유리할 수 있다.

4개보다 많은 개수의 다수-원색 시스템에서 m 기울기 값에 관한 해결을 위한 또 다른 해결책은 수치 해결사(numerical solver)를 사용하는 것이다. 이는 실제로 작용하는 세트가 발견될 때까지 임의의 값을 선택하는 컴퓨터 알고리즘을 지닌다는 점을 제외하고는 앞선 논의와 유사하다. 많은 수치 해결사 패키지가 이용 가능하고, 그 중 작용하는 것으로 보여진 하나는 Mathsoft Engineering & Education사에 의한 Mathcad 프로그램 내에 구축된 해결사이다. 이와 같은 수치 해결사는 원치 않는 해결책을 선택할 수 있다는 결점을 가진다. 하지만, 이들 패키지는 이러한 결점 을 회피하기 위한 다수의 제약식을 설정하는 것을 허용한다. 예컨대, 2보다 큰 기울기를 선택하는 것으로부터 해결사가 기울기 중 임의의 것을 0으로 설정하게 제약하는 것은, 보색이 반대 부호의 기울기 등을 가지는 것을 보장한다.

제어기 하드웨어 설계를 단순화하기 위해서는, 편리한 메타머 기울기 값을 만들어내기 위해, 서브픽셀의 크기 및/또는 밝기를 조정하는 것이 바람직할 수 있다. 도 3과 도 6의 레이아웃은, 예컨대 1이거나 2의 거듭제곱인 메타머 기울기를 초래하게 된다. 도 7의 레이아웃에서는, 메타머 기울기 해결책이 하드웨어로 구현하기 쉬운 1/2, 1, 2 또는 다른 적합한 숫자와 같은 편리한 숫자가 될 때까지, 청록색(707), 자홍색(709) 및 노란색(711) 서브픽셀의 크기가 적색, 녹색 및 청색(그것들의 더 큰 파장의 대역통과로 인해)에 관련하여 실현될 수 있다.

또 다른 실시예에서는, 이들 서브픽셀이 실질적으로 나머지 서브픽셀과 동일한 크기를 유지할 수 있다 - 예컨대, RGB 원색에 대한 CYM 원색의 밝기의 비가 편리한 값을 갖는 경우임. 도 6의 레이아웃의 예는 2:1의 비가, 모두 1 또는 1/2인 메타머 기울기를 만들어낼 수 있다는 것을 보여준다. 비율을 다르게 하면 다른 편리한 메타머 기울기 값을 만들어낼 수 있다.

다른 실시예에서는, 상이한 원색의 밝기를 조정하는 것이 이를 단순화시키는 결과를 만들어낼 수 있다. 원색의 밝기를 감소시키는 한 가지 가능한 방식은 채도를 증가시키는 것이다. 원색의 컬러가 더 순수하게 되면 - 예컨대, 대역 통과 필터가 더 좁게 된다면 - 원색의 휘도가 더 낮게 된다. 이러한 조정은 "편리한" 메타머 기울기를 만들어내기 위해 디스플레이의 설계시 행해질 수 있고, 동시에 디스플레 이의 총 색역을 증가시킨다.

메타머 필터링 :

도 3에 도시된 바와 같은 서브픽셀 반복 그룹(320)을 가지는 RGBW 시스템 상에서는, 레이아웃이 색과 교대로 나타나는 흰색의 바둑판(checker)으로서 보여질 수 있다(즉 더 정확하게는 2개의 바둑판으로서 그 중 하나는 청색과 흰색 서브픽셀이고 또 다른 것은 적색과 녹색의 서브픽셀이다). 이러한 레이아웃에 대한 서브픽셀 렌더링에 있어, 'One-Pixel-to-Two-Subpixel' 맵핑과 같은 영역 리샘플(resample) 서브픽셀 렌더링의 버전을 수행할 수 있다. 그러한 렌더링에서는 하나의 입력 픽셀이 도 4에 도시된 것과 같은 쌍(401)과 같은 흰색(304)과 청색(310) 서브픽셀 쌍으로 맵핑될 수 있고, 둘레의 번갈아 가며 나타나는 입력 픽셀은 녹색(308)과 적색(306)의 서브픽셀 쌍(예컨대, 406)으로 맵핑될 수 있다.

다양한 메타머 중에서 색을 선택하는 자유는 이미지를 개선하기 위한 새로운 가능성을 창조해낸다. 디스플레이는 W의 서브픽셀 값이 그러한 서브픽셀이 높은 주파수 에지의 밝은 면 위에 있을 때 증가되거나 높은 주파수 에지의 어두운 면에 있을 때 감소되는 식으로 메타머를 선택하도록 설계될 수 있다. 적색(306)과 녹색(308) 서브픽셀 쌍(406)이 높은 주파수 에지의 밝은 면 위에 떨어지게 되면, R 서브픽셀과 G 서브픽셀이 증가되도록 메타머를 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 반대로, 서브픽셀 쌍(406)이 에지의 어두운 면 위에 있다면, R 서브픽셀 값과 G 서브픽셀 값은 감소되어야 한다. B의 서브픽셀은 밝기에 상당한 기여를 하지 않고, 고려될 필요가 없다.

위의 논의는 상이한, 아마도 반대인 필터링 동작이 서브픽셀 쌍(401)과 서브픽셀 쌍(406)에 대해 행해져야 한다는 것을 암시한다. 아래의 2개의 필터는 이들 필터의 일 실시예이다.

"x"의 값은 이러한 동작의 스케일 인자로서 조정될 수 있다. x = 0.5인 값은 적한한 값의 일 예이지만 다른 값도 선택될 수 있다. 필터의 부호가 RG 색 대 흰색 서브픽셀 위치에 관해 반대로 되어 있음이 주목되어야 한다. 이는 몇가지 하드웨어 또는 소프트웨어 최적화를 이끌 수 있다. 예컨대, 모든 다른 출력 서브픽셀 쌍에 대해 1개의 필터를 사용하지만 그 결과의 부호는 반전된다. 이들 필터는 관련 분야로부터의 직교 선명도(sharpening) 필터를 닮았지만, 그것들은 L, 즉 다수 원색 데이터의 휘도 채널로 컨벌브(convolve)되는 것이고 색 채널로 컨벌브되는 것은 아니다. L의 계산은 종종 GMA에서의 단계로서 행해지고, 이값을 나중 처리 단계들을 위해 아껴두는 것이 유리할 수 있다. 이렇게 아껴둔 L 값은 도 1a와 도 1b에서 GMA 모듈(102)과 라인 버퍼(104) 사이에 도시되어 있다.

종래 기술의 선명도 필터에서, 필터 동작의 결과적인 'a' 값은 궁극적으로 필터 아래에 중심을 가진 픽셀 내에 다시 저장된다. 하지만, 메타머 필터링에서는, 중심의 'a' 값이 다음 식으로 중심 픽셀의 메타머를 수정하도록 대신 사용된다.

W = W + a;

R = R - mr*a;

G = G - mg*a;

B = B - mb*a.

mr, mg, mb 상수들은 메타머 기울기 값이다. 도 3의 레이아웃으로 위에서 설명한 것처럼, 이들 기울기 값은 모두 1의 값을 가질 수 있고, 이는 계산을 수행하기 쉽게 한다. W 값이 가장 높은값을 지닌 채색된 원색과 같거나 그것과 가능한 가깝게 되도록 메타머의 디폴트(default) 값을 설정하는 것이 유리할 수 있다. 이는 메타머 필터링 동작을 위한 가장 큰 "헤드 공간(head-room)"을 허용한다. 이러한 메타머 조정을 수행하는 한 가지 가능한 방법이, 제목이 "SYSTEMS AND METHODS FOR IMPLEMENTING IMPROVED GAMUT MAPPING ALGORITHMS"인 공동 계류중인 특허 출원(미국 일련 번호 11/278,675, 미국 공개된 특허 출원 번호 200X/XXXXXXX - 본 명세서에 참조로 그 전체가 통합되어 있다)에 개시되어 있고, 도 1b에는 메타머 선택 모듈(101)로 도시되어 있다.

도 11은 메타머 필터링의 일 실시예의 하이 레벨 도이다. 이 시스템은 2가지 세트의 데이터, 즉 휘도 데이터(1102)와 이미지(또는 색) 데이터(1104)에 대해 동작할 수 있다. 이들 데이터는 공간적으로 일치될 수 있는데, 예컨대, 1102는 이미지 데이터(1104)의 휘도 데이터이다. 휘도 채널(1102)은 필터 커널(kernel)(1110)로 높은 주파수의 정보에 관해 샘플링된다. 이 필터 커널은 도 3의 BW 서브 픽셀 쌍에 대해 사용하기 위해 위에서 설명된다. 도 11에서는, x의 값이 0.5로 선택될 수 있고, 그 결과 계수는 1/2과 -1/8로서 계산될 수 있다. 이 필터는 BW 픽셀(1106) 위에 중심을 둔 3 ×3 영역에 적용될 수 있다. 그 결과는 선명도 값인 'a'이고, 이는 단계(1112)에서 컬러의 메타머를 변경하기 위해 사용된다. 휘도 채널(1102)에서의 각 값(1106)에 관해, 컬러 채널(1104)에서 도식적으로 보여진 대응하는 RGBW값(1108)이 존재한다. RGBW값은 단계(1112)에서 변경된 그것들의 메타머를 가진다. 그 결과 메타머(1116)가 출력 버퍼(1114)에 저장되거나 처리의 다음 단계로 넘겨진다.

도 12에서는, RG 서브 픽셀 쌍이 유사한 방식으로 하지만 전술한 바와 같이 반대 필터 커널을 가지고 처리된다. RG 서브 픽셀 쌍(1206)에 중심을 둔 값은 휘도 채널(1202)로부터 샘플링되고, 필터 커널(1210)로 컨벌브된다. 그 결과 선명도 값인 'a'는 컬러 채널(1204)로부터의 RGBW값(1208)에 관한 새로운 메타머를 계산하기 위해 단계(1212)에서 사용된다. 그 결과 새로운 메타머(1216)가 출력 버퍼(1214)에 저장되거나 처리의 다음 단계로 넘겨진다.

도 11과 도 12가 설명의 목적으로 제공되고, 다른 실시예가 가능하다는 점을 알게 된다. 전술한 바와 같이, 휘도 데이터(예컨대, 적색 및/또는 녹색 컬러 데이터 등) 외에, 상이한 높은 공간 주파수 데이터가 얻어질 수 있다. 메타머들(예컨대, 비선형 관계 또는 5 ×5 등과 같은 다른 크기) 사이의 다른 관계를 반영하는 상이한 값을 얻기 위해 다른 필터 마스크가 이용될 수 있다. 본 명세서에서 개시된 기술과 방법은 도 11과 도 12에 도시된 것과 같은 RGBW 공간에서의 메타머로 동작하는 것이 제한되지 않지만, 전술한 바와 같이 한 공간으로부터 또 다른 공간으로 의 다수 맵핑을 포함한다는 점도 알게 된다. 또한 상이한 서브픽셀 레이아웃에 관해, 상이한 메타머 필터가 동작하게 되는 서브픽셀의 2개를 넘는 하위그룹이 존재할 수 있다는 것을 알게 된다.

도 14와 도 15는 도 11과 도 12에 도시된 기술을 통합할 수 있는 디스플레이 시스템의 다른 실시예이다. 도 14는 사전 조정 메타머 필터링의 흐름도이다. 이미 이용 가능하지 않다면, 입력 데이터 값(1402)으로부터 단계(1404)에서 휘도가 계산될 수 있다. 입력 값과 휘도 값이 라인 버퍼(1406)에 저장될 수 있다. 라인 버퍼나 프레임 버퍼와 같은 일부 다른 저장 디바이스가 바람직할 수 있는데, 이는 필터링 동작이 둘레 값을 볼 수 있기 때문이다. 메모리가 즉시 이용 가능한 소프트웨어 구현예에서는, 전체 이미지를 프레임 버퍼에 저장하는 것이 가능할 수 있다. 하드웨어 구현예에서는, 필터에 관해 충분할 수 있는 값의 2개 이상의 라인을 가지고 있는 라인 버퍼를 구축하는 것이 가능하다. 그러한 라인 버퍼는 더 적은 개수의 게이트를 사용할 수 있고, 따라서 제조 비용을 낮추기 위해 바람직할 수 있다. 라인 버퍼(1406)는 둘레 휘도 값을 메타머 필터에 공급한다. 전술한 바와 같이, 1번 메타머 필터(1408)에서 도시된 것처럼, 궁극적으로 BW 서브 픽셀 쌍으로 변환될 소스 픽셀에 관해 1개의 필터 커널이 사용될 수 있다. 또한 전술한 바와 같이, 2번 메타머 필터(1410)로서 도시된 상이한 필터 커널이, 궁극적으로 RG 서브픽셀 쌍으로 변환될 입력 픽셀에 관해 사용될 수 있다. 메타머 필터로부터 생긴 선명도 값은, 입력 색의 메타머를 수정하기 위해 단계(1412)에서 사용된다. 라인 버퍼(1406)는 메타머 필터(1408, 1410)의 중심에 있는 휘도 값에 대응하는 입력 데이터 픽셀의 RGBW 값을 나타내도록 구성된다. 물론, RGBW 공간에 관해 BW와 RG 메타머는 모두 예시적인 설명이다. 시스템은, 목표 서브픽셀 레이아웃의 토폴로지뿐만 아니라, 예컨대 1번 메타머 필터(1408)와 2번 메타머 필터(1410) 및 입력 및 출력 색 공간이 맵핑되는 것에 따라 원하는 바대로 많은 다른 필터 세트와 같은 상이한 메타머 필터 세트를 이용할 수 있다.

사전 조정 메타머 필터링의 경우, 조정된 픽셀 값은 제 2 프레임 버퍼나 라인 버퍼(1414)의 두 번째 세트에 저장될 수 있다. 이는 또한 필터링 동작인 서브픽셀 렌더링(SPR: sub-pixel rendering)의 정상적인 부분이고, 필터 커널에 둘레 값을 공급하기 위해 버퍼를 이용할 수 있다. 라인 버퍼(1414)로부터의 출력은, 출력 디스플레이(1418)에 관한 값을 계산하는 SPR 필터링 단계(1416)에 공급된다.

도 15는 가우시안의 차이(DOG) 선명도가 또한 바람직할 때의 사전 조정 메타머 필터링의 흐름도이다. 이 흐름도는 다음 차이점을 제외하고는 도 14와 유사하다. 도 15에서, 라인 버퍼(1506)로부터의 휘도 값은 또한 계속 사용될 수 있고, 제 2 라인 버퍼(1514)에 저장될 수 있다. 이러한 제 2 라인 버퍼는 DOG 필터(1518)에 휘도 정보를 나타내고, 동시에 조정된 입력 값이 SPR 필터(1516)에 나타나게 된다. 그 결과는 단계(1522)에서 디스플레이로의 출력 전에 단계(1520)에서 합해진다.

메타머 필터링과 , 결합된 다른 서브픽셀 렌더링 기술

첨부된 청구항의 범주를 제한하지 않으면서 이러한 기술의 가치를 더 잘 이해하기 위해 그리고 또 다른 해설을 위해, 무색(즉, 검은색과 흰색) 이미지의 대각선 방향으로 휘도 신호의 공간 주파수 성분이 존재한다고 가정한다. 이 신호는 동 일한 중간 포인트의 메타머 선택이 일어난다면 영역 재샘플 SPR에 의해 감쇠된다. 하지만 이러한 새로운 경우, 메타머의 사전 필터링이 이루어지면, 에너지가 사전에 선명하게 되고, 모두 과도한 채색 에러가 없는 SPR의 필터링을 부분적으로 또는 완전히 취소시킨다.

이러한 장점을 알아보기 위해서는, 영역 재샘플링 및 종래의 선명도 필터의 기술을 재검토해보는 것이 도움이 된다. 이러한 레이아웃과 다른 것들에 관한 영역 재샘플링 및 종래의 선명도 필터는 앞서 "IMPROVED SUBPIXEL RENDERING FILTERS FOR HIGH BRIGHTNESS SUBPIXEL LAYOUTS"(본 명세서에 참조로 통합된 미국 공개 특허 출원 2005/0225563호)과 또한 "CONVERSION OF A SUB-PIXEL FORMAT DATA TO ANOTHER SUB-PIXEL DATA FORMAT"(본 명세서에 참조로 통합된 US 2003/0034992호) 및 "FOUR COLOR ARRANGEMENT OF EMITTERS FOR SUBPIXEL RENDERING"(본 명세서에 참조로 통합된 US 2004/0051724호)에 개시되어 있다. 도 3에서의 RGBW 서브픽셀의 배치를 고려하면, 도 5a에 도시된 것처럼, 적색(306), 녹색(308) 및 청색(310) 서브픽셀이 함께 그룹화(506)되어 있고, 도 5b에 도시된 것처럼, 단일 재구성 포인트(506B)로 간주된다. 흰색(304) 서브픽셀은 또 다른 그룹에 있고, 그룹마다 유일한 점유자로서 또 다른 재구성 포인트(501A)로서 간주된다. 함께, 이들 2가지 재구성 포인트(501A, 506B)의 세트는 흰색 대 색 재구성 포인트의 바둑판 모양을 형성한다. 이들 재구성 포인트(501A, 506B)는 도 5c에 도시된 것처럼, 1-픽셀-1-재구성-포인트(one-pixel-to-one-reconstuction-point) 기반의 그것들의 연관된 함축된 샘플 영역(511)을 지닌 들어오는 픽셀(509)로 맵핑될 수 있다. 단지 도 5d에서 흰 색의 재구성 포인트(5011)를 격리시킴으로써, 각 재구성 포인트(5011)와 연관된 영역 재샘플 영역(520)을 구성할 수 있다. 그러한 재샘플 영역(520)은 일 실시예에서, 그것의 연관된 재구성 포인트(5011)에 가장 가까운 영역에 의해 한정될 수 있고, 그 경계는 다른 이웃하는 재구성 포인트로부터 등거리의 라인의 세트에 의해 한정될 수 있다. 그러므로, 주어진 흰색 재구성 포인트(5011A)는 연관된 재샘플 영역(521)을 가진다. 또한 동일한 색의 가장 가까운 이웃하는 재구성 포인트(5011B)에서의 정점들 사이에 그려진 라인에 의해 한정된 것처럼, 연관된 다각형(또는 다른 적당한 형태의) 선명도 영역(531)을 가질 수 있다.

도 5e에서는, 입력 픽셀(509)이 재구성 포인트(5011)로 맵핑될 수 있고, 재샘플 영역(520)에 의해 재샘플링된다. 주어진 재구성 포인트(5011A)와 연관된 주어진 재샘플 영역(521)은, 5개의 입력 픽셀(509) 위에 겹친다. 전술한 출원에서 개시된 것처럼, 이들 영역은 아래에 주어진 영역 재샘플 기반의 필터 커널을 생성하기 위해, 전체 영역의 세분화(fraction)를 일으킨다.

0 .125 0

.125 .5 .125

0 .125 0

비록 본 명세서의 그러한 단순한 예에 대한 조사를 통해 대략적인 DOG 선명도 필터를 생성하는 것이 가능할지라도, 영역 재샘플 필터 구성 방법을 사용하여 진행하는 것이 도움이 된다. 주어진 선명도 영역(531)은 9개의 들어오는 픽셀 위에 겹쳐져, 아래의 선명도 영역 재샘플 필터를 생성한다.

.0625 .125 .0625

.125 .25 .125

.0625 .125 .0625

대략적인 DOG 선명도 필터 소파동을 계산하기 위해, 선명도 영역 필터 커널이 영역 재샘플 필터 커널로부터 빼질 수 있다(예컨대, 차이를 취함으로써).

일 실시예에서, RGBW 메타머 필터링은, 영역 재샘플 필터가 색 서브픽셀 패턴으로 앨리어싱할 수 있는 채색 이미지 신호 성분을 필터링하는 결과로 이미지를 흐릿하게 하기 전에, 렌더링될 서브픽셀 레이아웃에 관해, 높은 공간 주파수의 휘도 신호, 특히 비스듬히 배향된 주파수를 사전에 선명하게 하거나 최대로 되게 하는 경향이 있을 수 있다. 영역 재샘플 필터는 수평이나 수직 신호들보다 더 대각선을 감쇄시키는 경향이 있다. 가우시안의 차이(DOG) 소파동 - 영역 재샘플과 동일한 색 평면으로부터, 또 다른 색 평면으로부터 또는 휘도 데이터 평면으로부터 동작할 수 있는 - 은 대각선 보다 더 수평 및 수직 공간 주파수를 선명하게 하고 유지시킨다. 이러한 예시적인 DOG 소파동 동작은, 메타머 필터링 동작이 상이한 컬러의 서브픽셀에 걸쳐 강도 값을 이동시키면서, 대각선 방향으로 동일한 색의 서브픽셀을 따라 강도 값을 이동시키는 것으로 보일 수 있다.

비교시, RGBW 메타머 필터링은 수평 및 수직 신호보다 대각선 신호를 선명하 게 하는 경향이 있는데 반해, 영역 재샘플링은 수평 신호와 수직 신호보다 대각선 신호를 감쇄시키는 경향이 있다. 실제로, RGBW 메타머 필터 연산자가 대략 x = 0.5로 설정되면 비례하여 서로 상보적이 될 수 있다. 그러므로, 결합하여 DOG 소파동에 관한 필요성 없이, 본래의 이미지의 가득찬(full) 신호 에너지로 이미지를 렌더링하는 역할을 한다.

하지만, 도 15와 도 17에 도시된 것처럼 이미지를 더 선명하게 하기 위해, DOG 소파동을 사용하는 것이 유리할 수 있다. 일 실시예는 덜 밝은 원색의 변조 전달 함수를, 덜 밝은 원색이 휘도 신호의 렌더링에 비례적으로 더 잘 기여할 수 있도록, 증가시키기 위해 DOG 소파동을 사용한다. 예시적인 DOG 소파동에서의 변수로 다시 기술하게 되면,

덜 밝은 원색은 더 높은 진폭의 DOG 필터로 선명하게 될 수 있다. 즉, z값은 더 어두운 원색에 관해서는 더 높다. 예컨대, 흰색 서브픽셀이 가장 밝고 따라서 표준 밝기로서 사용될 수 있다. 그러므로, z값은

z_w = s(Y_w/Y_w-1) = 0

z_g = s(Y_w/Y_g-1)

z_r = s(Y_w/Y_r-1)

z_b = s(Y_w/Y_b-1)

에 의해 결정될 수 있고, 여기서 Y_w, Y_g, Y_r, 및 Y_b는 각각 충분히 "온(on)"인 상태의 흰색, 녹색, 적색 및 청색의 원색의 휘도 값(대략적, 모델화된, 측정된 등의)이고, z_w, z_g, z_r, 및 z_b는 각각 편의상 밝기의 내림 차순으로 흰색, 녹색, 적색 및 청색 서브픽셀을 선명하게 하기 위한 "z" 값이며, "s"는 원하는 선명도 레벨에 관한 크기 조절 인자이다.

흰색 평면은 DOG 소파동을 사용하여 상수를 1보다 작은 수로 대체함으로써, 더 어두운 원색을 따라 선명하게 될 수 있다.

대역 제한된 이미지를 렌더링하는 데 있어서, sinc, windowed sinc 또는 Catmul-Rom 입방 필터나 관련 분야에서 현재 알려져 있거나 나중에 개발될 그 밖의 필터와 같은 적당한 보간 필터를 사용하여 수평(더 높은 서브픽셀 밀도) 방향으로 픽셀마다 "여분의(extra)" 서브픽셀을 이용하여 서브픽셀의 절반에 관한 값을 보간하는 것이 유리할 수 있다. 예컨대, 위의 DOG 소파동과 영역 재샘플링 필터에 의해 사용되기 전에, 본래의 샘플들 사이에서 휘도, 적색 및 청색 평면이 보간될 수 있다. 흰색 및 녹색 평면은 이전처럼 유지된다. 그러한 필터 동작은 이전에 "IMPROVED SUBPIXEL RENDERING FILTERS FOR HIGH BRIGHTNESS SUBPIXEL LAYOUTS"(미국 특허 출원 공보 2005/0276502호)에서 설명되었고, 본 명세서에서 참조로 통합되어 있다. 유용한 보간 필터의 일 예는 Catmul-Rom 입방 필터이다.

-1/16 9/16 9/16 -1/16

사전 조정 단계로서 메타머 필터링을 수행하기보다는, 하나의 과정(pass)으로 메타머 필터링을 직접 수행하도록, SPR을 구성하는 것이 가능하다. 예컨대, 도 5a에 도시된 것처럼, 하나의 흰색 서브픽셀(304)로 하나의 들어오는 픽셀이 맵핑되었다면, 그 둘레의 입력 픽셀이 녹색 서브픽셀 위에 중심을 가진 그룹(예컨대 그룹 506)으로서의 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀로 맵핑된 다음, 하나의 필터 세트가 모든 4가지 색 평면에 관해 사용될 수 있다. 단지 한 예로 아래에 주어진 것은, 메타머 필터 계수 x = 0.5인 그러한 직접 필터의 세트이다.

비록, 본 명세서에서 그러한 간단한 예에 대한 조사에 의해 대략적인 메타머 선명도 필터를 생성하는 것이 가능할지라도, 영역 재샘플 필터 구성 방법을 사용하여 진행하는 것이 도움이 된다. 도 5f에서, 흰색(5011)과 색(5066) 휘도 재구성 포인트가 들어오는 픽셀(509)과 그것들과 연관된 암시된(implied) 샘플 영역(511) 위에 겹쳐 놓인 것으로 도시되어 있다. 휘도 재샘플 영역(525)은 들어오는 픽셀(509)의 암시된 샘플 영역(511)과 실질적으로 일치한다. 주어진 재구성 포인트, 이 예에서는 흰색 재구성 포인트(5011A)가 들어오는 픽셀(509)의 암시된 샘플 영역(511)과 실질적으로 일치하는 연관된 휘도 샘플 영역(526)을 가진다. 그러므로, 휘도 샘플 영역은 하나의 암시된 샘플 영역 위에 실질적으로 겹쳐지고, 1인 값을 지닌 근사 단위(approximate unity) 필터를 초래한다. 도시된 것처럼, 휘도 재구성 포인 트(5011A)는 또한 반대쪽 메타머 교환 재구성 포인트(5066A)의 가장 가까운 이웃에서 정점을 가진 라인에 의해 한정된 연관된 다각형 메타머의 선명도 샘플 영역(536)을 가질 수 있다. 이러한 메타머의 선명도 샘플 영역은 5개의 암시된 픽셀 샘플 영역(511)과 겹쳐져서 아래의 필터 커널을 만들게 된다. 직접 메타머 필터 커널을 계산하기 위해서는, 메타머의 선명도 영역 필터 커널이 휘도 샘플 영역 필터 커널로부터 빼질 수 있다.

유사한 행동이 직접 방법과 메타머 필터 사정 조정에서 일어날 수 있고, 들어오는 픽셀 값(501처럼)이 흰색 서브픽셀(304)로 맵핑되고, 들어오는 픽셀 값이 그 둘레의 픽셀(506)보다 더 큰 밝기를 가진다면, 흰색 서브픽셀(304)이 더 밝아진다는 사실 등이 주목되어야 한다. 하지만 2가지 방법이 동일한 결과를 만들어내지 않을 수 있다. 서브픽셀 렌더링이 그 다음에 이어지는 사전 조정 동작의 결과는 2가지 동작의 컨벌루션(convolution)이다. 주어진 서브픽셀의 출력 강도 값이 4개의 가장 가까운 이웃을 둘러싸는 픽셀의 입력 휘도 값에 의해 영향을 받고, 직접적인 메타머 필터링 동작은 이러한 행동을 보이지 않는다. 이는 메타머 사전 조정 필터 방법이 대역 제한된 이미지에 적합할 수 있는데 반해, 직접적인 방법은 대역 제한되는 이미지와 대역 제한되지 않는 이미지 모두에 적합하여, 메타머 필터 연산자가 아래에 도시된 것처럼 x = 0.5로 대략적으로 설정될 때 흰색 텍스트 상의 검은색에 대해 특히 잘 수행한다는 사실을 암시한다. 이전처럼, 연산자에 관한 다른 값도 가능하다.

흰색과 청색 서브픽셀을 그룹과 동일한 들어오는 픽셀에 맵핑하는 직접적인 메타머 필터를 구성하는 것도 가능하다. 하지만, 이러한 경우가 생길 때는 메타머 필터가 아래에 도시된 것처럼 반대 부호를 가질 수 있다. 이는 청색 이미지 성분을 흐릿하게 하는 영향을 미칠 수 있다. 이는 또한 아래에 도시된 자기-색 영역 재샘플링 필터에 추가된 높은 진폭의 선명도 DOG 소파동으로 반대로 될 수 있다 적색, 녹색 및 흰색의 평면이 위에서처럼 계속해서 필터링된다.

도 16과 도 17은 본 출원의 목적상 직접 메타머 필터링이라고 부르는 서브픽셀 렌더링과 메타머 필터링의 특징을 결합하는 시스템의 2가지 실시예이다. 도 14와 도 15에서, 2개의 프레임 버퍼나 라인 버퍼가 설명되는 것을 볼 수 있다. 이들 라인 버퍼는 모두 필터링 동작을 위해 필요한 값을 공급하기 위해 정보를 보유하고 조직화하도록 의도된다. 하지만, 직접 메타머 필터링에서는, 2가지 필터링 동작이 함께 결합되고, 오직 하나의 라인 버퍼 또는 프레임 버퍼로 충분할 수 있다. 이는 소프트웨어 구현예에서의 메모리 요구 사항의 상당한 절감 또는 하드웨어 구현예에서의 게이트의 상당한 절감을 가져온다. 또한, 하나의 메타머 필터 커널만이 출력 서브픽셀의 BW 대 RW 쌍에 관해 분리된 것 대신 필요하게 된다. 도 16은 이러한 실 시예를 도시한다. 그것들이 이미 이전 단계들로부터 이용 가능하지 않다면, 휘도 값이 입력 픽셀 값(1602)으로부터 단계(1604)에서 계산된다. 입력 값과 휘도 값이 라인 버퍼(1606)에 저장된다. 라인 버퍼(1606)는 SPR 필터(1608)에 색 입력 값을 표시하고, 휘도 정보를 메타머 필터(1610)에 표시한다. 이 2가지 필터로부터의 결과는 단계(1612)에서 합해져서 출력 디스플레이(1614)에 보내지거나 처리의 다음 단계로 보내진다.

도 17은, 이미지를 추가적으로 선명하게 하는 것이 바람직할 때의 DOG 필터링의 추가가 이루어지는 도 16의 직접 메타머 필터링 알고리즘을 도시한다. 라인 버퍼(1706)로부터의 휘도 값이 추가 DOG 필터 단계(1712)에서 사용된다. 이러한 DOG 필터(1712)로부터의 출력은 SPR 필터(1708)와 메타머 필터(1710)로부터의 출력과 합하는 단계(1714)에서 합쳐진다. 합산기(1714)의 결과는 출력 디스플레이(1716)에 보내지거나 다음 처리 단계로 보내진다. 또 다른 실시예에서는, 메타머 필터(1710)와 DOG 필터(1712)를 하나의 사전 계산된 필터 커널로 결합시키는 것이 가능할 수 있다.

또 다른 실시예에서는, 도 6의 레이아웃이 6개의 서브픽셀{즉, 도시된 것과 같은 적색(606), 녹색(608), 청색(610) 및 흰색(604) 서브픽셀을 포함하는}의 반복 셀(620)마다 하나의 흰색(604) 서브픽셀을 가진다. 흰색(604) 서브픽셀은 행들의 절반인 RWG 행(625)에 있는데 반해, 다른 행, 즉 GBR 행(635)에서는 하나의 청색 서브픽셀이 발견된다. 흰색(604) 서브픽셀 위의 영역 재샘플 필터의 흐릿해지는 영향을 상쇄시키거나 반대로 하기 위해, 직접 메타머 필터는 다음과 같이 구성될 수 있다.

흰색 평면은 수평 축에서 Catmul-Rom 입방형 보간을 가지도록 수정된 영역 재샘플 필터로 샘플링될 수 있다. 대역 제한된 이미지의 경우, 이러한 보간은 어느 한 쪽 위에 있는 적색/녹색 열 사이의 흰색(604) 서브픽셀의 갈라진 틈에 있는 위치를 이용하여 이미지 품질을 증가시킬 수 있다. 휘도 평면은 직접 메타머 필터로 샘플링될 수 있어, RWG 행(625)으로 맵핑된 픽셀이 위의 2개의 GBR 행(635)과 아래의 상기 RWG 행(625) 등보다 밝을 때, 흰색 서브픽셀에서의 강도를 집중시킨다. RWG 행(625)에서의 적색 서브픽셀(606)과 녹색 서브픽셀(608)은 메타머 필터를 사용하지 않는다.

위의 필터는 DOG 선명도 필터를 지닌 영역 재샘플링 필터이다. RWG 행(625)에서의 적색 서브픽셀(606)과 녹색 서브픽셀(608)이 메타머 필터를 가지지 않는데 반해, GBR 행(635)에서의 적색(606)과 녹색(608)은 메타머 필터를 가진다. 적색 서브픽셀(606) 필터는 다음과 같을 수 있다.

녹색(608) 서브픽셀 필터는 다음과 같을 수 있다.

2가지 필터 샘플링의 검사와 비교를 통해, 제 2 필터는 메타머 필터가 추가된 DOG 선명도 필터라는 것을 보여준다. 이러한 메타머 필터는 흰색 서브픽셀 메타머 필터와 반대되는 것(counter part)이다.

청색 서브픽셀(610)은 2가지 선택을 제시한다. 일 실시예에서, 그것은 실질적으로 동일한 메타머 필터를 사용하는 흰색 서브픽셀(604)과 반대되는 필터를 가질 수 있다. 대역 제한된 이미지에 대해, 이른 색 정확도를 보상하기 위한 유리한 선택일 수 있다. 하지만, 비대역 제한된 이미지에 대해, 특히 흰색 위의 검은색 텍스트의 경우, 청색 서브픽셀(610)은 라인(635)에서와 같이 위와 아래의 행(625)의 청색 성분을 나타낼 수 있다. 일 실시예에서는, 메타머 필터를 사용할 필요가 없어 청색 이미지를 "퍼지(fuzzy)"인 상태로 두어, 사람의 시각 체계의 더 낮은 해상도에 매칭시키는 경향이 있고, 대역 제한되지 않은 이미지의 경우에서는 그 이미지가 메타머 필터가 없이 더 적은 수의 색 에러를 가지게 된다.

도 6에서의 이러한 레이아웃에 대한 메타머 필터링으로, 수평으로 배향된 라인과 공간이 더 선명하게 나타날 수 있지만, 수직으로 정렬된 선과 공간이 여전히 "퍼지"하고 "점이 많은(dotty)" 것으로 보일 수 있다. 메타머 동작이 아닌 간단한 기술이 수직으로 배향된 선과 공간의 외관을 개선할 수 있다. 어떤 한 점에서 더 나은 메타머를 선택하기 위해, 이미지에서의 그 점에서 휘도 신호의 로컬 엔트로피(local entropy)와 부호에 의해, 메타머 필터가 방향이 정해지는 것처럼, 아래에 주어진 다음 콘트라스트 개선 절차가, 흰색 서브픽셀의 강도를 억누르기 위해 부호에 관계없이 그 엔트로피를 측정한다.

이는 제목이 "METHODS AND SYSTEMS FOR SUB-PIXEL RENDERING WITH GAMMA ADJUSTMENT"인 출원에서 상세히 설명된 것과 유사한 방식으로, 흰색 텍스트 위의 검은색과 본래 이미지의 콘트라스트를 증가시키는 경향을 가질 수 있다. 그 식은

W = W - |(Lr - Lg)/2)|이고,

여기서 Lr과 Lg는 각각 흰색 서브픽셀(604)의 어느 한 쪽에 있는 적색 서브픽셀(606)과 녹색 서브픽셀(608)에 맵핑된 픽셀의 휘도 값이다.

RGBW 시스템에서는, 한 가지 가능한 메타머의 자유도가 W 대 RGB이다. 그 원색이 각각 적색, 녹색, 청색 및 청록색인 RGBC와 같은 다른 4가지 컬러 시스템에서는, 거의 RC 대 GB인 한 가지 가능한 메타머의 자유도만이 존재한다. 또 다른 4가지 컬러 시스템은 그 원색이 각각 적색, 녹색, 청록색 및 자홍색인 RGCM일 수 있고, 이 경우에는 RC 대 GM의 한 가지 가능한 자유도가 존재한다. 또 다른 4가지 컬러 시스템은 그 원색이 각각 적색, 녹색, 청색 및 노란색인 RGBY이고, 이 경우 한 가지 가능한 메타머의 자유도가 거의 RG 대 Y가 된다. 다른 메타머 쌍과 자유도 또한 마찬가지로 가능하다.

본 명세서에 제시된 도면 모두에서, 그러한 추가적인 서브픽셀 레이아웃은 흰색 서브픽셀 모두 또는 일부를 상황에 따라 청록색, 노란색, 회색 또는 다른 색으로 대체함으로써 얻어질 수 있다. 특히, 본 명세서에서 논의된 기술은 청록색, 노란색, 회색 또는 다른 색을 지닌 흰색 서브픽셀의 전부 또는 일부를 지닌 도 2, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6, 도 9a, 도 10의 레이아웃에 이용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 논의된 기술은 액정 디스플레이(LCD), 반사성 액정 디스플레이, 방출형 전자휘도 디스플레이(EL), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 필드 이미터 디스플레이(FED), 전기영동 디스플레이, 광채 디스플레이(ID), 백열(Incandescent) 디스플레이, 고체 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이와 같은 투과성 및 비투과성 디스플레이 패널을 포함하는 모든 방식의 디스플레이 기술의 범주를 포함한다.

그 원색이 각각 적색, 녹색, 청색, 청록색 및 흰색인 RGBCW와 같은 5개의 색 시스템에서는, 거의 RC 대 GB 및 W 대 RGBC인 2가지 가능한 메타머 자유도가 존재한다. 그 원색이 적색, 녹색, 청색, 청록색, 노란색 및 자홍색인 RGBCYM과 같은 6개의 색 시스템에서는, RC 대 YB 대 GM과 RGB 대 CYM과 같은 더 많은 자유도를 가지게 된다. 메타머를 선택하기 위해 N-3개의 자유도를 줄 수 있는 디스플레이에서는 어떤 임의의 높은 개수인 N개의 원색을 상상해볼 수 있다. 다수 원색을 지닌 시스템에서의 각 자유도는, 서브픽셀 렌더링 시스템을 개선하기 위해 구성되고 사용 될 메타머 사전 조정 또는 직접 메타머 필터링 어느 하나에 관한 메타머 필터에 관한 기회가 된다.

도 8에서는, 4개의 서브픽셀의 정사각형 그룹(802)이 도시되어 있고, 이들은 4개의 원색으로 이루어져 있다. 이 배치에서는, 각 원색이 이웃하는 원색의 동일한 관계를 지닌 6각형 격자이다. 그러한 원색들이 각 열이 정확히 또는 대충 번갈아 가며 나타나는 열을 지닌 메타머 쌍인 한 쌍의 원색을 가지도록 선택된다면, 순차적인 메타머 필터 사전 조정이나 직접 메타머 필터링 유형 어느 것이나 메타머 필터의 구성은 다음과 같이 진행될 수 있다.

먼저, 대략적인 필터 세트를 생성하기 위해 위에서 열거된 종래 출원에서 개시된 방법을 사용하여, 레이아웃에 관한 영역 재샘플 및 DOG 필터를 결정한다. 일 실시예에서, 그것은

일 수 있다.

위의 DOG 필터는 간단한 검사로부터 생성될 수 있다. 이전처럼, DOG 필터는 자기 색 평면, 또 다른 색 평면 또는 휘도 평면을 샘플링할 수 있는데, 그것은 DOG 필터가 동일한 색 서브픽셀 사이에서 신호 강도를 전달하기 때문이다. "z"의 값은 앞서 설명한 것처럼 색마다 조정될 수 있는데, 이 경우 가장 밝은 원색이 기준으로의 역할을 한다.

메타머 필터에 관해 도 8에서의 레이아웃(800)을 검사하면, 메타머가 조정될 때 각 열(825, 835)에서의 색들이 함께 이동할 수 있다는 점이 주목되어야 한다.

그러므로, 열(825, 835)을 따라 에너지를 이동하는 것은 이웃하는 열로부터 에너지를 이동하는 것만큼 많은 값을 제공하지 않는다. 그러므로, 메타머 필터는 다음과 같이 보여질 수 있다.

이러한 필터의 결과는, RGCM 원색과 같은 동일한 계수를 메타머가 가진다면, 아마도 위의 DOG 필터와 결합되어 메타머 필터로서 직접 그 값을 조정하기 위해 사용될 수 있거나, RGBC 원색과 같이 메타머 계수가 동일하지 않다면, 위의 영역 재샘플 +DOG 필터에 의해 서브픽셀이 렌더링되기 전에 메타머 필터 사전 조정 동작에서 메타머 값을 넣기 위해 사용될 수 있다. 물론 간접적인 사전 조정 방법은 각각의 번갈아가며 나타나는 열(825, 835)에 있어서 필터에 관한 부호를 변경하게 된다.

도 2{흰색(204), 적색(206), 녹색(208), 청색(210) 및 제 5의 색(212)을 포함하는 반복 그룹(202)을 지닌)}와 도 10{흰색(1004), 적색(1006), 녹색(1008), 청색(1010) 및 제 5의 색(1012)을 포함하는 반복 그룹(1002)을 지닌}을 검사하게 되 면, 5개의 원색이 존재함을 주목하는데, 여기서 그 중 4개는 도 8에서의 4개의 원색과 동일한 6각형 격자 위에서 더 낮은 해상도를 지니는 것이다. 도 9a{흰색(904), 적색(906), 녹색(908), 청색(910) 및 제 5의 색(912)을 포함하는 반복 그룹(902)을 지닌}는, 4개의 더 낮은 해상도의 원색이 열 대신 행에 배치된다는 점을 제외하고는 도 2와 유사한 배치를 가진다. 도 2, 도 9a, 도 10에서의 이들 레이아웃 각각은, 도 9a에 관한 필터의 회전에 대해 이루어진 허용 오차와, 도 8에 도시된 레이아웃에 관한 설명된 것과 같은 더 낮은 해상도의 원색에 관한 메타머 필터 및 유사한 서브픽셀 렌더링을 사용할 수 있다. 하지만, 이들 레이아웃에서, 추가적인 더 높은 해상도의 원색이 존재한다(예컨대, 204, 904, 1004). 이들 추가적인 원색은 노란색, 흰색 또는 회색과 같은 밝은 원색일 수 있다.

비록 위에서 행해진 것과 같은 조사 또는 검사에 의해 포화된 색 서브픽셀의 6각형 배치에 관한 대략적인 DOG 선명도 필터를 생성하는 것이 가능하지만, 엄격한 영역 재샘플 필터 구성 방법을 사용하여 진행하는 것이 도움이 된다. 도 9b를 검사하게 되면, 이는 픽셀(909) 어레이 위에 겹쳐놓이고 맵핑된 포화된 원색 재구성 포인트(9122)와 그것들의 암시된 샘플 영역(925) 중 하나를 보여준다. 주어진 포화된 원색 재구성 포인트(9122A)는 연관된 재샘플 영역(926)과 선명하게 하는 영역(936)을 가져 다음 필터 커널을 생성한다.

계수가 256으로 나누어지는 것을 주목하라.

앞서 주목한 것처럼, 5개의 원색 디스플레이가 서브픽셀 레벨에서 주어진 이미지를 최상으로 렌더링하기 위해 메타머를 선택하는 추가 자유도를 가질 수 있다. 이들 레이아웃이 RGBCW 시스템이라고 가정하면, W 대 RGBC와 RC 대 GB의 적어도 2개의 이용 가능한 자유도가 존재한다. 이들 자유도 모두 렌더링 정확도를 개선하기 위해 동일한 이미지에서 사용될 수 있다. 단순히 일 예로서, 파스텔(pastel) 색, 즉 흰색은 아니지만 여전히 실질적으로 포화되지 않은 색의 수직으로 배향된 선이 도 2 또는 도 10의 디스플레이 위의 어두운 회색 배경으로 렌더링된다고 가정한다. 그러한 경우, 원하는 메타머는, 그 선 위의 흰색 평면의 강도를 최대화할 수 있고, W 대 RGBC 메타머 필터에 응답하여 어느 한 쪽에서 그 선 위의 흰색 평면의 강도를 감소시킬 수 있다. 또한, 원하는 메타머는 밝은 수직선이 그려질 RC나 GB의 한 열에 메타머 쌍의 강도를 최대화할 수 있고, RC 대 GB의 메타머 필터에 응답하여 어느 한쪽 위의 열의 강도를 감소시킬 수 있다.

W 대 RGBC 메타머 필터 사전 조정 동작은 W 대 RGB 시스템에 관해 앞서 설명된 것과 유사하게 진행할 수 있다.

이후 각 픽셀의 RGBCW 값을 수정한다.

W = W + a;

R = R - a;

G = G - a;

B = B - a;

C = C - a

그리고 RC 대 GB 메타머에 관한 휘도 평면을 샘플링한다.

그 다음 각 픽셀의 RGBCW 값을 수정한다.

W = W;

R = R + a*mr;

G = G - a*mg;

B = B - a*mb;

C = C + a*mc

여기서, mr, mg, mb, mc는 메타머 조정을 통해 원하는 컬러를 유지하기 위해 적색, 녹색, 청색 및 청록색 각 컬러에 관한 "a"의 값의 영향을 각각 크기 조정하는 메타머의 'm'개의 기울기 계수이다.

W 원색이 변경되는 위의 공식의 한 세트에서는, 어떠한 메타머 기울기 항도 존재하지 않음이 주목되어야 한다. W 대 원색을 수정할 때, 이는 메타머를 계산하는 것에 대하여 위 섹션에서 설명된 것처럼 올바른 가정이 이루어질 수 있다면, 메타머 기울기 항이 모두 +1 또는 -1로 단순화하는 또 다른 특별한 경우로서 취급될 수 있다.

이들 연산은 실질적으로 교환 가능하며, 이는 그것이 어떤 순서로든 행해질 수 있다는 것을 의미한다. 메타머 사전 조정 후, 데이터는 서브픽셀 렌더링될 수 있다. 흰색 서브픽셀 평면은 단일 필터 계수 값이 1인 1 ×1 배열인 단위 필터를 사용하여 완전히 1-픽셀-대-일-흰색-서브픽셀(one-pixel-to-one-white-subpixel) 맵핑된 레이아웃으로 샘플링될 수 있다. 6각형 격자 위의 더 낮은 해상도의 채색된 원색은 재샘플링될 수 있고, 앞에서 개시된 필터들을 사용하여 DOG로 선명하게 될 수 있다. 또한, 채색된 서브픽셀이 갈라진 틈의 포인트에서 대신 들어서 있기 때문에, 위에서 논의된 것과 같은 적당한 보간 재구성 필터를 사용하여 대역 제한된 이미지를 렌더링하기에 유리할 수 있다. 도 2와 도 9의 레이아웃은 단일의 수평으로 배향된 Catmul-Rom 입방 필터를 사용하는데 반해, 도 10의 레이아웃은, 서브픽셀 렌더링 전에 재구성된 이미지 위상의 이동을 위해 색 데이터 평면 상에서, 관련 분야에서 이해되는 것처럼, 축 분리 가능한 연산 또는 컨벌브되는 연산으로서의 Catmul-Rom 쌍입방 필터를 사용할 수 있다.

도 7을 검사해보면, 도시된 레이아웃(700)은 6개의 원색, 즉 실질적으로 각각 적색(706), 녹색(708), 청색(710), 청록색(707), 자홍색(709) 및 노란색(711)인 RGBCMY의 6개의 원색의 6개의 서브픽셀 반복 셀(701)로 이루어진다. 이러한 원색의 집합체는 RC 대 GM 대 BY 및 RGB 대 CMY의 위에서 논의된 것과 같은 다수의 자유도를 보여준다. 이 예에서, 흰색에 관한 이색성 메타머를 형성하는 2개의 색의 3 세트의 쌍들이 열로 배치되는데, 적색(706)과 청록색(707)이 제 1 열(726)에, 녹색(708)과 자홍색(709)이 제 2 열(728)에, 청색(710)과 노란색(711)이 제 3 열(730)에 배치된다. 흰색에 관한 3색성(trichromatic) 메타머의 2가지 세트는 열로 배치되는데, 즉 적색(706), 녹색(708) 및 청색(710)은 제 1 행(725)에 있고, 청록색(707), 자홍색(709) 및 노란색(711)은 제 2 행(735)에 있다. 이들 열과 행은 관련 분야에 알려진 것처럼, 주어진 원하는 해상도의 패널을 완성시키기 위해 원하는 만큼 여러 번 디스플레이에 걸쳐 반복된다. 추가 특징은, 흰색에 관한 2가지 삼색성 쌍이 실질적으로 동일한 휘도를 가지도록 서브픽셀의 크기가 조정될 수 있다는 점이다. 이 예에서, 적색(706), 녹색(708) 및 청색(710)은, 청록색(707), 자홍색(709) 및 노란색(711)의 2배만큼이나 큰데, 이는 이들 색이 일반적으로 백릿(backlit) 액정 디스플레이, 반사성 액정 디스플레이 및 필터링된 흰색 방출 유기 발광 다이오드 디스플레이(OLED)에서 발견되는 것과 같은 넓은 스펙트럼의 방출기 또는 반사기에 대한 필터로서 구성될 때의 휘도의 절반 정도이기 때문이다. 다른 디스플레이 기술이 다른 비율을 보여줄 수 있고, 원하는 바에 따라 조정될 수 있다. 이러한 특징은 각 행(725, 735)이 동일한 휘도를 지닌 흰색 수평선을 렌더링 하는 것을 허용한다. 열(726, 728, 730)에서의 2색성 메타머 쌍이 또한 동일한 휘도를 보여주어, 각각의 상기 열로 하여금 동일한 휘도로 수직선을 렌더링하는 것을 허용한다는 점이 또한 주목되어야 한다.

레이아웃(700)에 관한 1-픽셀-1-서브픽셀(One-Pixel-to-One-subpixel) 렌더링 필터가 다음과 같이 구성될 수 있다.

자기 색 평면(Self Color Plane)의 영역 재샘플링:

휘도(L) 평면을 샘플링하는 RGB 대 CMY 메타머 사전 조정 필터가 구성될 수 있다.

이후 각 픽셀의 RGBCMY 값을 수정한다.

R = R + a

G = G + a

B = B + a

C = C - a

M = M - a

Y = Y - a

휘도(L) 평면을 샘플링하는 RC 대 GM 대 BY 메타머 사전 조정 필터가 구성될 수 있다.

이후 RC 열(726)에 맵핑된 각 픽셀의 RGBCMY 값을 수정한다.

R = R + d + e

G = G - d

B = B - e

C = C + d + e

M = M - d

Y = Y - e

이후 GM 열(728)에 맵핑된 각 픽셀의 RGBCMY 값을 수정한다.

R = R - e

G = G + d + e

B = B - d

C = C - e

M = M + d + e

Y = Y - d

이후 BY 열(728)에 맵핑된 각 픽셀의 RGBCMY 값을 수정한다.

R = R - d

G = G - e

B = B + d + e

C = C - d

M = M - e

Y = Y + d + e.

앞에서처럼, 'x'의 값은 원하는 바대로 조정될 수 있다. 메타머를 생성하기 위한 기울기 값이 필요하지 않을 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 이는 서브픽셀(707, 709, 711)의 크기가 흰색에 관한 2개의 삼색표 쌍이 실질적으로 동일한 휘도를 가지도록 조정된 추가 특징의 결과이다. 물론, 그러한 서브픽셀이 동일한 크기 및/또는 치수를 가진다면, 본 명세서에서 설명된 원리와 기술에 따라 적절한 기울기 값이 생성되었을 수 있다.

예시된 디스플레이 시스템과 기술이 용도를 찾을 수 있는 일부 응용에서는, 색역 맵핑 기능이 또 다른 구성 성분이나 시스템에 의해 이미 수행될 수 있거나, 다수 원색 이미지가 다중 스펙트럼 카메라로부터 직접 캡쳐된 것, 즉 스펙트럼 파장의 정상적인 사람의 시각 체계 범위에 있거나 심지어 벗어난 4개 이상의 스펙트럼 대역에 있는 이미지를 잡은 것일 수 있다. 예컨대, RGBC 다수 원색 디스플레이는 RGBC 카메라 상에 잡힌 이미지를 재구성할 수 있다. 그러한 경우, 서브픽셀 렌더링이나 메타머 필터에 의해 사용하기 위한 휘도 "L" 값을 계산하는 것이 유리할 수 있고, 이는 이값이 입력 이미지에 의해 직접 공급되지 않을 수 있기 때문이다. 디스플레이의 경우, 휘도를 계산하기 위한 공식은, 디스플레이의 세부사양, 측정, 또는 그러한 디스플레이에 관한 M2X 매트릭스로부터 유도될 수 있다. 다중 스펙트럼 카메라의 경우, 그 공식은 세부사양 또는 알려진 스펙트럼 램프의 시험 패턴으로 취해진 화상들로부터의 측정으로부터 유도될 수 있다. 카메라가 동일한 시스템에서 다수 원색 디스플레이와 동일한 다수 원색을 실질적으로 가진다면, 디스플레이와 카메라의 원색과 상대적인 휘도가 동일하다는 가정을 단순화하는 것이 유리하게 된다. 이는 수학식, 그 결과 소프트웨어 또는 하드웨어 설계을 간단하게 하여, 전체 시스템의 전반적인 복잡도와 비용을 감소시키게 된다.

디스플레이 시스템과 이미지 처리 방법이 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 해당 기술 분야의 지식을 가진 자라면 첨부된 청구항의 범위를 벗어나지 않고도 본 발명의 요소들에 대하여 다양한 변화가 이루어질 수 있고 등가물이 구성될 수 있음이 이해될 것이다. 또한 본 발명의 교시의 본질적인 범위를 벗어나지 않고도 본 교시에 특정 상황 또는 재료를 적응시키기 위하여 많은 수정이 이루어질 수 있다. 따라서 본 발명은 본 발명을 수행하기 위하여 고려되는 최상의 방식으로서 개시된 특정 실시예에 제한되지 않는 것으로 의도되며, 오히려 본 발명은 첨부된 청구범위 내에 포함되는 모든 실시예를 포함할 것이다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 이미지 렌더링 정확도 또는 지각력을 개선하기 위해, 메타머의 전역에서 이미지 데이터를 조정하고 서브픽셀 값을 최적화하도록 입력 이미지 콘텐츠를 이용할 수 있는 다수 원색 디스플레이 이미지 데이터를 렌더링하는 디스플레이 시스템에 이용 가능하다.

Claims

디스플레이 시스템으로서,

하나 이상의 제 1 세트의 서브픽셀과, 하나 이상의 메타머(metamer)를 더 포함하는 제 2 세트의 서브픽셀을 포함하는 디스플레이,

입력 이미지 데이터 유닛,

상기 입력 이미지 데이터로부터 공간 주파수 특징을 추출하는 공간 주파수 검출 유닛 및

상기 공간 주파수 특징에 따른 상기 제 1 세트의 이미지 데이터와 상기 제 2 세트의 서브픽셀을 조정하는 조정 유닛을

포함하는, 디스플레이 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 디스플레이는 하나 이상의 제 1 세트의 서브픽셀과 제 2 세트의 서브픽셀을 더 포함하는 디스플레이를 더 포함하고, 상기 제 1 세트의 서브픽셀과 상기 제 2 세트의 서브픽셀은 상기 디스플레이에 대해 렌더링된 메타머를 만들어낼 수 있는, 디스플레이 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 공간 주파수 검출 유닛은 필터, 적응 필터, 에지 검출기, 편평한 필드 검출기, 흐림(blurring) 필터 및 변환 검출기를 포함하는 그룹 중 하나를 더 포함하는, 디스플레이 시스템.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 조정 유닛은 메타머 기울기(slope) 조정을 더 포함하는, 디스플레이 시스템.
하나 이상의 제 1 세트의 채색된 서브픽셀과 제 2 세트의 채색된 서브픽셀을 포함하는 하나 이상의 메타머를 포함하는 서브픽셀 반복 그룹을 포함하는 디스플레이를 포함하는 디스플레이 시스템에서 상기 디스플레이 위에 렌더링하기 위해 이미지 데이터를 조정하는 방법으로서,

이미지 데이터를 상기 디스플레이 시스템에 입력하는 단계,

상기 이미지 데이터로부터 휘도 데이터를 추출하는 단계,

상기 휘도 데이터에 기초한 관계에 따라 상기 제 1 세트의 서브픽셀과 상기 제 2 세트의 서브픽셀 사이의 강도(intensity) 값을 조정하는 단계 및

상기 조정된 이미지 데이터를 상기 디스플레이에 출력하는 단계를

포함하는, 이미지 데이터를 조정하는 방법.
제 6항에 있어서, 휘도 데이터를 추출하는 단계는 입력 이미지 데이터로부터 직접 상기 휘도 데이터를 계산하는 단계를 더 포함하는, 이미지 데이터를 조정하는 방법.
삭제
제 6항에 있어서, 상기 제 1 세트의 서브픽셀과 상기 제 2 세트의 서브픽셀 사이의 강도 값을 조정하는 단계는, 상기 휘도 데이터에 필터를 적용하는 단계를 더 포함하고, 상기 필터는 상기 휘도 데이터에서의 공간 주파수 데이터를 계산할 수 있는, 이미지 데이터를 조정하는 방법.
제 9항에 있어서, 상기 제 1 세트의 서브픽셀과 상기 제 2 세트의 서브픽셀 사이의 강도 값을 조정하는 단계는, 상기 휘도 데이터에서의 상기 공간 주파수 데이터로부터 조정 값을 계산하는 단계를 더 포함하고, 상기 조정 값은 상기 제 1 세트의 서브픽셀과 상기 제 2 세트의 서브픽셀 사이의 이미지 데이터를 조정하기 위해 사용되는, 이미지 데이터를 조정하는 방법.
삭제
제 10항에 있어서, 상기 조정 값은 이미지 데이터를 매끄럽게 하기 위한 평활도(smoothness) 값인, 이미지 데이터를 조정하는 방법.
제 6항에 있어서, 상기 제 1 세트의 서브픽셀과 상기 제 2 세트의 서브픽셀 사이의 강도 값을 조정하는 단계는, 그레이 스케일 성능을 개선하기 위해 랜덤 노이즈를 도입하는 단계를 더 포함하는, 이미지 데이터를 조정하는 방법.
제 6항에 있어서, 상기 제 1 세트의 서브픽셀과 상기 제 2 세트의 서브픽셀 사이의 강도 값을 조정하는 단계는, 양자화 에러를 감소시키기 위해 랜덤 노이즈를 도입하는 단계를 더 포함하는, 이미지 데이터를 조정하는 방법.
하나 이상의 제 1 세트의 채색된 서브픽셀과 제 2 세트의 채색된 서브픽셀을 포함하는 하나 이상의 메타머를 포함하는 서브픽셀 반복 그룹을 포함하는 디스플레이를 포함하는 디스플레이 시스템에서 이미지 아티팩트를 최소화하기 위해, 상기 제 1 세트의 서브픽셀과 상기 제 2 세트의 서브픽셀 사이의 강도 값을 조정하는 방법으로서,

상기 제 1 세트의 서브픽셀과 상기 제 2 세트의 서브픽셀 사이의 강도 값을 변경하는 행동(behavior)을 모델화하는 단계,

상기 디스플레이 시스템에서 상기 모델을 포함하는 강도 조정 값을 저장하는 단계 및

상기 제 1 세트의 서브픽셀과 상기 제 2 세트의 서브픽셀을 조정하기 위해 상기 강도 조정 값을 이용하는 단계를

포함하는, 제 1 세트의 서브픽셀과 제 2 세트의 서브픽셀 사이의 강도 값을 조정하는 방법.
제 15항에 있어서, 강도 값을 변경하는 행동을 모델화하는 단계는, 상기 제 1 세트의 서브픽셀과 상기 제 2 세트의 서브픽셀을 포함하는 원색들의 색도와 휘도의 관계로부터 메타머 기울기 값을 결정하는 단계를 더 포함하는, 제 1 세트의 서브픽셀과 제 2 세트의 서브픽셀 사이의 강도 값을 조정하는 방법.
제 16항에 있어서, 상기 강도 조정 값을 이용하는 단계는, 상기 제 1 세트의 서브픽셀에서의 하나 이상의 서브픽셀 강도의 변화량을 상기 메타머 기울기 값에 곱하는 단계를 더 포함하는, 제 1 세트의 서브픽셀과 제 2 세트의 서브픽셀 사이의 강도 값을 조정하는 방법.
제 16항에 있어서, 메타머 기울기 값을 결정하는 단계는, 남은 기울기 값의 정방 행렬(square matrix) 계산을 이용하기 위해 하나 이상의 서브픽셀의 메타머 기울기 값을 편리한 값으로 설정하는 단계를 더 포함하는, 제 1 세트의 서브픽셀과 제 2 세트의 서브픽셀 사이의 강도 값을 조정하는 방법.
제 16항에 있어서, 상기 디스플레이는 RGBW 디스플레이이고, 상기 메타머 기울기 값은 W에 관해서는 1, R, G 및 B 서브픽셀에 관해서는 각각 -1을 포함하는, 제 1 세트의 서브픽셀과 제 2 세트의 서브픽셀 사이의 강도 값을 조정하는 방법.
제 16항에 있어서, 추가로 상기 디스플레이는 RGBW 디스플레이이고, 상기 메타머 기울기 값은 W에 관해서는 1, R, G 및 B 서브픽셀에 관해서는 -0.5를 각각 포함하는, 제 1 세트의 서브픽셀과 제 2 세트의 서브픽셀 사이의 강도 값을 조정하는 방법.
디스플레이 시스템으로서,

서브픽셀 반복 그룹을 더 포함하는 디스플레이로서, 상기 그룹은 하나 이상의 제 1 세트의 채색된 서브픽셀과 제 2 세트의 채색된 서브픽셀을 더 포함하는 하나 이상의 메타머를 포함하는, 디스플레이,

입력 이미지 데이터로부터 휘도 값을 계산하기 위한 선택적인 휘도 계산 유닛,

상기 휘도 값의 관계에 기초한 조정 값을 만들어내기 위한 복수의 메타머 필터,

상기 조정 값에 따라 상기 제 1 세트의 서브픽셀과 제 2 세트의 서브픽셀의 강도를 조정하기 위한 메타머 조정 유닛을

포함하는, 디스플레이 시스템.
제 21항에 있어서, 상기 디스플레이 시스템은

상기 이미지 데이터가 메타머 조정된 후의 이미지 데이터를 서브픽셀 렌더링하는 서브픽셀 렌더링 유닛을 더 포함하는, 디스플레이 시스템.
제 21항에 있어서, 상기 디스플레이 시스템은

상기 이미지 데이터가 메타머 조정될 때 동시에 이미지 데이터를 서브픽셀 렌더링하기 위한 서브픽셀 렌더링 유닛을 더 포함하는, 디스플레이 시스템.
제 22항 또는 제 23항에 있어서, 상기 서브픽셀 렌더링 유닛은 상기 이미지 데이터의 영역 리샘플링을 수행하는, 디스플레이 시스템.
제 23항에 있어서, 상기 디스플레이 시스템은 가우시안(Gaussian) 필터 유닛의 차이(difference)를 더 포함하는, 디스플레이 시스템.