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KR101327782B1 - ３차원 및 필드 시퀀셜 컬러 합성 제어를 갖는 높은 동적 범위 디스플레이 - Google Patents

３차원 및 필드 시퀀셜 컬러 합성 제어를 갖는 높은 동적 범위 디스플레이 Download PDF

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KR101327782B1
KR101327782B1 KR1020117025818A KR20117025818A KR101327782B1 KR 101327782 B1 KR101327782 B1 KR 101327782B1 KR 1020117025818 A KR1020117025818 A KR 1020117025818A KR 20117025818 A KR20117025818 A KR 20117025818A KR 101327782 B1 KR101327782 B1 KR 101327782B1
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마이클 제이.에스. 강
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돌비 레버러토리즈 라이쎈싱 코오포레이션
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Abstract

본 발명의 실시예들은 일반적으로 컴퓨터 기반 이미지 프로세싱에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 예를 들어, 컬러 보상 기법들을 이용하여 후면 변조기 서브-이미지를 생성함으로써 상대적으로 높은 동적 범위를 갖는 이미지 디스플레이 시스템의 동작을 용이하게 하는 시스템들, 장치들, 집적 회로들, 컴퓨터 판독가능 매체, 및 방법들에 관한 것이다. 이미지 디스플레이 시스템이 픽셀 모자이크를 포함하는 경우, 이미지 디스플레이 시스템은 전면 변조기 서브-이미지가 특정 컬러 또는 컬러들에 관해 발생하는 컬러 에러들 없이 디스플레이되게 하는 후면 변조기 구동 레벨들을 생성할 수 있다.

Description

３차원 및 필드 시퀀셜 컬러 합성 제어를 갖는 높은 동적 범위 디스플레이{HIGH DYNAMIC RANGE DISPLAY WITH THREE DIMENSIONAL AND FIELD SEQUENTIAL COLOR SYNTHESIS CONTROL}
본 특허출원은 2009년 4월 30일에 출원된 미국가출원 제61/174,323호에 전체적으로 참조로서 통합되어 있으며 이들에 대한 우선권을 주장한다.
본 발명의 실시예들은 일반적으로 이미지들을 디스플레이하는 것에 관한 것이며, 더 상세하게는 이미지 디스플레이 시스템을 동작시키기 위한 시스템들, 장치들, 집적 회로들, 컴퓨터 판독가능 매체, 및 방법들에 관한 것으로서, 디지털 이미지의 컬러 재생의 동적 범위를 개선한다.
높은 동적 범위(High Dynamic Range; HDR) 디스플레이들은 액정 디스플레이 (Liquid Crystal Display; LCD) 패널 및 LCD 패널을 조명하기 위해 광 경로를 따라 배치되는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)들의 어레이를 광 조합하여 형성될 수 있다. 통상적으로 픽셀 강도들은 서로 독립적으로 제어되지 않는데, 이는 각각의 LED가 다수의 LCD 픽셀들에 중첩되어, 디스플레이되는 이미지의 밝기에 기여하기 때문이다. HDR 디스플레이들에 의해 생성되는 이미지들의 강도들 및 동적 범위들은 종래의 이미징 기법들을 일반적으로 넘어선 것이다. 게다가, 3차원 컬러 합성 및 필드 시퀀셜 컬러 합성의 기법들이 개발되어 다양한 디스플레이 디바이스들용 디지털 영상을 향상시킨다. 그러나, 다수의 디지털 디바이스들은 HDR 이미징을 갖는 이러한 기법들의 조합에 잘 맞지 않는다.
앞서 말한 바와 같이, 출력 이미지들을 위해 개선되고 유효한 높은 동적 범위를 갖는 HDR 디스플레이들을 동작시키기 위한 시스템들, 장치들, 집적 회로들, 컴퓨터 판독가능 매체, 및 방법들을 개선하려는 계속적인 노력들이 있다.
본 발명의 실시예들은 일반적으로 컴퓨터 기반 이미지 프로세싱에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 예를 들어, 컬러 보상 기법들을 이용하여 서브-이미지를 생성함으로써 상대적으로 높은 동적 범위를 갖는 이미지 디스플레이 시스템의 동작을 용이하게 하는 시스템들, 장치들, 집적 회로들, 컴퓨터 판독가능 매체, 및 방법들에 관한 것이다. 이미지 디스플레이 시스템은 (타겟) 후면 변조기 구동 레벨들에 대응하여 타겟 서브-이미지들을 생성할 수 있으며, 이러한 구동 레벨들은 동작가능한 필터를 갖는 이미지 디스플레이 시스템의 출력에서 일정 컬러(들)에 관한 컬러 에러들 없이 고-해상도 서브-이미지들이 정확하게 재생되게 할 수도 있으며, 일부 실시예들에서는 픽셀 모자이크(pixel mosaic)일 수도 있다. 적합한 타겟 드라이브 레벨들은 전면 변조기(front modulator)가 적절하게 변조하지 않는 고-해상도 서브-이미지에서 일부 예시들에서는 국부적으로, 그리고 다른 예시들에서는 전체적으로 컬러 에러들을 보정하는데 사용될 수도 있다. 적어도 일부 실시예들에서, 타겟 서브-이미지 및 입력 이미지는 컬러 보정을 가능하게 하기 위해 적합한 조합 펑션들에 의해 유효한 (후면 변조기(rear modulator)) 구동 레벨들로 변환된다. 일부 실시예에서, 컬러 계층화 콘벡스 조합(color hierarchical convex combination)인 조합 펑션이 활용될 수도 있다. 컬러 중요도 맵을 포함하여 국부적 컬러 우선순위화는 일부 실시예들에서 이러한 변환 동안 활용될 수도 있다. 적어도 일부 실시예들에서, 비-표준 픽셀 모자이크들은 3차원 컬러 합성 및 필드 시퀀셜 컬러 합성 기법들을 따라 활용될 수도 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 인접 이미지 영역들에서 과도한 광 공해로부터 발생하는 아티팩트(artifact)들을 완화하기 위한 기법들이 제공될 수도 있다.
본 발명은 출력 이미지를 위해 개선되고 유효한 높은 동적 범위를 갖는 HDR 디스플레이를 동작시키기 위한 시스템들, 장치들, 집적 회로들, 컴퓨터 판독가능 매체, 및 방법들을 제공한다.
도 1a 내지 도 1b는 본 발명의 적어도 일부 실시예에 따라 이미지 디스플레이 시스템의 후면 변조기를 동작시키는 기능적인 블록도들.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 적어도 일부 실시예에 따라 후면 변조기의 실시예들을 나타내는 흐름도들.
도 3은 본 발명의 적어도 일부 실시예들에 따라, 이미지 디스플레이 시스템을 동작시키도록 구성되는 제어기의 계략도.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 적어도 일부 실시예들에 따라 예시적인 후면 변조기 컴포넌트 및 전면 변조기 컴포넌트의 도면들.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 적어도 일부 실시예들에 따라 합성기, 보상기, 및 변환기의 예시들의 기능적인 블록도들.
도 6은 본 발명의 적어도 일부 실시예들에 따라 후면 변조기를 동작시키는 다른 실시예를 나타내는 흐름도.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 적어도 일부 실시예들에 따라 컬러 계층화 콘벡스 조합 기법들로 후면 변조기를 동작시키는 예시를 도시한 도면들.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 적어도 일부 실시예들에 따라 컬러 계층화 콘벡스 조합 기법들로 후면 변조기를 동작시키는 예시를 도시한 도면들.
도 9은 본 발명의 일부 실시예들에 따라 로우 앤드 임계 (low end threshold; LET) 기법들을 이용하여 후면 변조기를 동작시키는 예시를 나타내는 흐름도.
도 10은 본 발명의 일부 실시예들에 따라, 전면 변조기 및 후면 변조기를 동작시키기 위한 예시적인 제어기의 블록도.
본 발명 및 다양한 실시예들은 다음의 첨부 도면들과 함께 결합하여 획득되는 다음의 상세한 설명과 연결하여 더 완전히 이해되고 받아들여 질 것이다.
동일한 참조 번호들은 도면 전체를 통해 대응하는 부분들을 지칭한다. 먼저, 참조 번호들의 대부분은 그 참조 번호를 먼저 도입하는 도면을 일반적으로 식별하게 하는 하나 또는 두 자리의 가장 좌측의 숫자를 포함한다는 것에 주의한다.
도 1a 내지 도 1b는 본 발명의 적어도 일부 실시예들에 따라 이미지 디스플레이 시스템의 후면 변조기를 동작시키는 기능적인 블록도들을 도시한 것이다. 여기서, 도 1a에서, 도면(100)은 합성기(120), 컬러 보정기(130), 후면 변조기(150), 및 필터(170)가 있는 전면 변조기(160)를 도시하고 있다. 후면 변조기(150)는 변조 요소들(152)의 어레이를 포함하며, 이는 광원들로 기능한다. 일부 예시들에서, 변조 요소들(152)은 상이한 컬러들의 광을 방출하며, 여기에는 적색광(154 R), 녹색광(154G), 및 청색광(154B)을 포함한다. 광(154(R, G, B))은 광경로를 따라 지향되어, 전면 변조기(160)의 표면을 조명할 수도 있으며, 전면 변조기는 복수의 픽셀들(162)을 포함한다.
예를 들어, 후면 변조기(150)는 서브 이미지들(미도시)로서 광 패턴들을 송신하도록 구성되는데, 이는 컬러화된 광(154(R, G, B))을 방출하는 변조 요소들(152)로부터 형성된 광경로를 따르는 입력 이미지들(104)의 저해상도 근사들을 나타낸다. 전면 변조기(160)는 저-해상도 광 패턴들을 사용하여 고-해상도 서브-이미지들을 형성하기 위한 고 해상도 광 패턴들을 생성할 수 있으며, 이들의 조합은 입력 이미지(104)를 생성한다. 고-해상도 광 패턴들은 전면 변조기(160)의 표면 상에 입사되는 광(154(R, G, 및 B))으로부터 형성된다. 높은-해상도 광 패턴들의 생성시, 복수의 픽셀들(162)이 제어되어 필터(170)를 향하는 광(164)을 송신한다. 일부 실시예들에서, 필터(170)는 컬러 요소들(172)의 어레이이며, 컬러 요소들(172)은 복수의 서브-픽셀들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 컬러 요소들(172)의 해상도는 픽셀들(162)과 유사한 해상도를 갖는다. 일부 실시예들에서, 컬러 요소들(172)의 해상도는 픽셀들(162)과 상이한 해상도를 갖는다. 필터(170)는 (고 해상도의 광 패턴들과 관련된) 입사 광(173)을 변경시키도록 동작하여, 주요 컬러들을 포함하는 가시광 스펙트럼(예를 들어, 가시광 파장들의 전부 또는 대부분)을 갖는 디스플레이 가능한 이미지(180)를 생성한다. 도시된 실시예에 더하여, 후면 변조기(150)로부터 방출되는 광(154(R, G, 및 B))은 입력 이미지의 저-해상도 서브-이미지(미도시)를 나타내며, 고-해상도 서브-이미지(미도시)에 의해 광학적으로 다중화되어 디스플레이 가능한 이미지(180)를 생성한다. 일 실시예에서, 디스플레이 가능한 이미지(180)는 높은 동적 범위("HDR")의 이미지이며, 이는 입력 이미지(104)를 나타낸다.
합성기(120)는 입력 이미지들(104)에 기초하여 경로(121)를 따라 후면 변조기 구동 레벨들을 생성하도록 구성될 수 있다. 이러한 후면 변조기 구동 레벨들은 전면 변조기(160)가 특정 컬러 또는 컬러들에 관한 컬러 에러들 없이 (또는 감소된/무시 가능한 에러들을 가지고) 변조되는 광 패턴에 의해 표현되는 휘도 프로파일(luminance profile)을 갖는 서브-이미지(예를 들어, 고-해상도 서브-이미지)를 생성하게 하지만, 필터(170)가 동작가능한 경우 다른 컬러 또는 컬러들에 관한 컬러 에러들과 함께 변조될 수도 있다. 완전 컬러 제어를 갖는 전면 변조기(160)에 기초하여 후면 변조기 구동 레벨들을 결정하기 위한 합성기(120)가 전 컬러 제어를 갖는 예시적인 기법들은 2008년 10월 14일에 출원되고 발명의 명칭이 “후면 변조기 제어를 갖는 높은 동적 범위 디스플레이”이며, 출원인이 Lewis A. Johnson인 미국 가특허출원 제61/105,412호에 개시되어 있으며, 그 내용은 전체적으로 모든 목적들을 위해 여기에 통합되어 있다. 도시한 실시예에 더하여, 경로(121)에 따른 구동 레벨들을 나타내는 데이터는 적색, 녹색, 및 청색을 갖는 광 패턴들의 생성을 용이하게 한다. 실선 경로들(122 내지 124)로 표시한 바와 같이, 적색 광 패턴들(135), 녹색 광 패턴들(136), 및 청색 광 패턴들(137)은 컬러 보정기(130)로 각각 제공되며, 점선 경로들(131 내지 133)) 통해 일정 컬러들에 관한 후면 변조기 구동 레벨들(즉, 보상 후면 변조기 구동 레벨들)을 차례로 생성한다. 일부 실시예들에서, 적색 광 패턴들(135), 녹색 광 패턴들(136), 및 청색 광 패턴들(137)은 이러한 광 패턴들을 나타내는 데이터로 구성되는 백 라이트 모델들(예를 들어, 시뮬레이팅된 백 라이트)을 나타낸다. 다양한 실시예들에서, 후면 변조기(150)는 컬러 보상기(130)에 의해 제어되어 이들 특정 컬러들이 컬러 에러들 없이 전면 변조기(160)에서 변조되게 한다. 전면 변조기(160)가 컬러 에러들 없이 컬러를 변조하게 하는 광 패턴들을 후면 변조기(150)가 방출하기 위해, 다이얼들(144)은 컬러 보상기(130)의 기능을 나타내며, 적색(R), 녹색(G), 및/또는 청색(B)에 관한 구동 레벨들을 (즉, 각각 경로들(141 내지 143)을 따른 신호들로) 조정한다. 전면 변조기(160) 및 필터(170)의 위치들은 일부 실시예들에 따라 상호 교환될 수 있다는 것에 주의한다.
도 1b에서, 도면(101)에는 컬러 보정기(130)가 보상기(140) 및 변환기(150)를 포함할 수 있다고 표시한다. 컬러 보정기(130)는 입력 이미지들(104)의 함수로서 제어 신호들을 제공하여 후면 변조기(150)을 제어하도록 동작하며, 디스플레이 가능한 이미지들(18)을 생성한다. 도시한 바와 같이, 합성기(120)는 변환기(150)에 연결되어 있으며, 입력 이미지들(104)은 보상기(140) 및 합성기(120)에 제공되며, 후자는 (예를 들어, 전면 변조기에 관한) 추정된 구동 레벨들을 변환기(150)에 제공한다. 입력 이미지들(104) 또한 파이프라인(110)으로 제공되며, 이는 전면 변조기 생성기(111)에 연결된다. 전면 변조기 생성기(111)는 전면 변조기(160)를 동작시키는 제어 신호들을 생성한다. 전면 변조기(160)를 동작하는 기법들의 예시들은 2008년 10월 14일에 출원되고 발명의 명칭이 “높은 동적 범위 이미지들의 광의 공간 변조를 결정하기 위해 감소된 해상도에서 백라이트 시뮬레이션”이며, 출원인이 Lewis A. Johnson인 미국 가특허출원 제61/105,419호에 개시되어 있으며, 그 내용은 전체적으로 모든 목적들을 위해 여기에 통합되어 있다.
일부 실시예들에 따라, 가장 중요한 것으로 우선순위화되어 있고, 여기에 규정된 바와 같은 컬러 에러들 없이(예를 들어, 인식 가능한 컬러 에러들 없이) 특정 컬러들에 관한 더 높은-해상도 서브-이미지들을 전면 변조기(160)가 생성하게 하도록 추정된 구동 레벨들이 구성된다. 가장 중요한 컬러를 생성하기 위한 예시적인 컬러 우선순위화 기법들은 2005년 12월 23일에 출원되고 발명의 명칭이 “컬러 이미지들의 필드 시퀀셜 디스플레이”이며, 출원인이 Helge Seetzen인 미국 출원 공보 제 US2008/0186344호에 개시되어 있으며, 그 내용은 전체적으로 모든 목적을 위해 여기에 통합되어 있다. 일부 실시예들에서, 보상기(140)는 낮은 우선순위를 갖는 컬러는 이러한 컬러가 중요한 입력 이미지의 일부들에서 전면 변조기(160)에 의해 불균형적으로 억제되지 않도록 컬러 우선순위화를 국부적으로 수행한다. 일부 실시예들에서, 컬러 중요도 맵은 컬러 우선순위를 결정하는데 이용된다. 픽셀 모자이크가 동작 가능한 경우 컬러 보정이 전면 변조기(160)에서 수행되면서 후면 변조기 구동 레벨들을 형성하기 위해, 변환기(150)는 대응하는 구동 레벨들을 갖는 최초의 보상된 서브-이미지들에 관한 조합 기능을 수행한다. 일부 실시예들에서, 컬러 계층화 콘벡스 조합은 조합 펑션으로서 이용된다. 변환기(150)는 입력 이미지에 의해 표시되는 컬러를 가장 잘 나타내는 컬러를 위해 경쟁해야 하고 컬러 공해 아티팩트들을 완화해야 하는 인접 변조 요소들(152)의 효과들을 감소시키는 유효한 후면 변조기 구동 레벨들을 생성한다. 여기에서 이용되는 바와 같이, “경쟁 컬러들”이라는 용어는 적어도 일부 실시예들에서 광 패턴들의 다수의 컬러들을 송신하도록 구성되는 컬러 요소(예를 들어, 필터)를 통한 송신을 위해 경쟁하는 광 패턴들의 컬러들을 지칭할 수 있다. 또한, 인접 변조 요소들(152)이 상이한 컬러들에 관해 변조하도록 구성되는 경우 컬러 공해 아티팩트들이 발생하지만, 인접 변조 요소들(152)과 관련된 컬러 필터들은 상이한 컬러들 양자를 송신하도록 구성된다. 이에 따라, 인접 변조 요소들(152)에 입사되는 상이한 컬러들(즉, 경쟁 컬러들)을 갖는 광 패턴들은 컬러들 중 하나를 변조하도록 구성되는 변조 요소들을 오염시킬 수도 있다. 여기에서 이용하는 바와 같이, “컬러 에러”라는 용어는 적어도 일부 실시예들에서, 입력 이미지에서 픽셀에 관한 예상 컬러, 또는 예를 들어, 입력 이미지에서 픽셀에 대응하는 예상 컬러를 매칭하는 (예를 들어, 인식 가능하게 매칭하는) 컬러를 제공하도록 구성된 인접 픽셀에 관해 컬러의 편차들(예를 들어, 인식 가능한 편차들)이라고 지칭할 수 있다. 컬러 에러들은 상이한 컬러들 또는 휘도 값들 또는 양자 모두 사이의 인터페이스들에서 또는 인접하여 발생할 수도 있다. 예를 들어, 자홍색 범위에 인접한 청록색 범위를 고려한다. 청록색 범위에서, 청색은 적색에 비해 MIC이고, 자홍색 범위에서, 적색은 MIC이다 (적색은 예를 들어, 포토픽 비(photopic response ratio)들로 인해 자홍색에서 청색보다 더 중요하다). 이 실시예에 더해, 도 1a의 이미지 디스플레이 시스템은 자홍색 영역에서 필요한 적색량과 청록색 영역에서 필요하지 않은 적색량 사이의 절충을 발견하도록 구성되며, 이로써 자홍색 영역에서 거의 적색이 없고, 청록색 영역의 인터페이스에서 너무 많은 적색이 있는 컬러 에러들을 감소시키거나 제거한다.
전술한 바와 같이, 필터(170)에 의해 표현되고 2-컬러 서브-픽셀 모자이크를 포함하는 비-표준 픽셀 모자이크들은 실시예를 통해 적색, 녹색, 및 청색과 같은 3가지 주요 컬러들을 합성하며, 이로써 디스플레이 가능한 이미지가 그 외의 경우와 다른 경우보다 상대적으로 더 적은 컴포넌트들을 갖는 향상된 이미지 품질을 갖게 한다. 또한, 전면 변조기(160)는 후면 변조기에 의해 생성된 저 해상도 광 패턴과 관련된 콘트라스트 비(contrast ratio)보다 상대적으로 더 높은 콘트라스트 비를 갖는 광 패턴의 형상에서 휘도를 갖는 더 높은 해상도 서브-이미지를 생성하도록 구성될 수 있다. 적어도 일부 실시예에서, 후면 및 전면 변조기들의 광 패턴들은 높은 동적 범위의 디스플레이 가능한 이미지(180)를 결정하기 위해 이용되며, 디스플레이 가능한 이미지는 전면 및 후면 변조기들로부터의 광 패턴들과 관련된 콘트라스트 비의 곱셈-조합(즉, 제곱)으로 생성된다. 최소한으로, 디스플레이 가능한 이미지(180)는 후면 변조기 및 전면 변조기로부터 광 패턴들의 각각의 개별적인 콘트라스트 비를 초과하는 동적 범위를 갖는 콘트라스트 비를 가질 수 있다. 비-표준 서브-픽셀 모자이크 또한 그렇지 않은 경우 이상으로 해상도 이득들 및 송신 효율을 달성하기 위한 역할을 한다. 컬러 보정을 통합하는 유효한 후면 변조기 구동 레벨들을 제공함으로써, (예를 들어, 인접 변조 요소들의 포인트 확산 펑션들에 의해 표현되는) 상이한 광 패턴 컬러들에 의해 영향을 받은 픽셀들(162)로 인한 컬러 오염은 픽셀들(162)이 컬러 에러들 없이 변조되도록 구성되지 않은 경우 감소되거나 회피될 수도 있다. 컬러 우선순위화의 국부적 결정을 가능하게 함으로써, 아티팩트 완화는 이러한 컬러가 중요한 더 높은-해상도 서브-이미지의 일부들에서 전면 변조기에 의해 불균형적으로 억제된 최고 우선순위로서 식별되지 않는 컬러(들)을 회피하는 것과 유사한 것이 달성될 수도 있다. 일부 실시예들에서, LED들과 같은 변조 요소들의 국부적으로 활성화된 전 컬러 (RGB) 어레이, 및 복수의 2가지 서브-픽셀 요소들(예를 들어, 자홍색 및 녹색 모자이크)로 구성되는 필터(170) 모두를 갖는 후면 변조기는 후면 변조기의 시간 필드 스위칭 없이 풀 컬러 디스플레이 이미지들의 생성을 용이하게 하며, 이로써 다른 경우보다 컬러 분리(breakup) 및 플리커(flicker)를 회피한다. 일부 다른 실시예들에서, 후면 변조기의 시간 스위칭은 프레임들 사이의 휘도차뿐만 아니라 컬러 분리 및 플리커를 또한 감소시키는 비-표준 픽셀 모자이크를 사용하여 구현된다. 특히, 풀 컬러 디스플레이 이미지들은 다른 경우(예를 들어, 3개의 시간 필드들의 스위칭)보다 더 적은 시간 프레임들을 갖도록 생성된다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 적어도 일부 실시예들에 따라 후면 변조기를 동작시키는 예시들을 나타내는 흐름도들을 도시한다. 도 2a에서 도시된 예시들에서, 흐름도(200)는 입력 이미지들(204)이 블록(220) 및 블록(230)으로 제공하는 것으로 도시하고 있다. 일부 실시예들에서, 블록(320)은 점선으로 도시된 바와 같이, 컬러 보정기의 기능을 나타내고 있다. 블록(220)은 초기의 후면 변조기 구동 레벨들을 갖는 초기 서브-이미지들을 생성하는 기능을 제공하며, 이들은 전면 변조기의 풀 컬러 제어에 기초한 것이다. 초기 후면 변조기 구동 레벨들은, 발명의 명칭이 “후면 변조기 제어를 갖는 높은 동적 범위 디스플레이”인 미국 가특허출원 제61/105,412호에 개시되어 있는 이들 기법들을 포함하여, 여러 방식들로 결정될 수도 있으며, 그 내용은 전체적으로 모든 목적들을 위해 여기에 통합되어 있다. 추가적으로, 후면 변조기 구동 레벨들은 발명의 명칭이 “컬러 이미지들의 필드 시퀀셜 디스플레이”인 미국 특허출원 공보 제US2008/0186344 A1호에 개시되어 있는 필드 시퀀셜 기법에 따라 추가적으로 결정될 수도 있으며, 그 내용은 전체적으로 모든 목적을 위해 여기에 통합되어 있다. 일부 예시들에서, 블록(220)은 전면 변조기가 가장 중요한 컬러에 관한 컬러 에러들(또는 감소된 컬러 에러들) 없이 컬러 제어를 제공하게 하는 초기 후면 변조기 구동 레벨들을 입력 이미지들(204)로부터 생성한다. 적어도 일 예시에서, 블록(220) 또는 후속 블록들은 가장 중요한 컬러로서 우선순위화되어 있지 않은 다른 컬러들에 관한 컬러 에러들을 제어할 수 있다. 컬러 제어는 국부적이거나 전체적인 가장 중요한 컬러 우선순위화에 기초할 수도 있다는 것에 주의한다.
도 2a에 개시되어 있는 예시에 더하여, 블록(242)은 컬러 보상 및 우선순위화를 결정한다. 도시한 바와 같이, 블록(242)은 입력 이미지들(204)을 수신하며, 블록(244)와 함께, 블록(220)에 관한 설명에 따라 전면 변조기에 의해 부정확하게 제공될 수도 있는 이들 컬러에 대해 보상할 수도 있는 대체 후면 변조기 구동 레벨들을 생성한다. “대체”라는 용어는 “타겟”이라는 용어와 상호 교환적으로 이용될 수도 있다는 것에 주의한다. 일부 예시들에서, 블록(242)은 컬러 에러들 없이 (또는 감소된 컬러 에러들을 가진) 전면 변조기에서 변조될 수 있는 컬러 또는 컬러들(컬러(들)라고 지칭됨)을 국부적으로 우선순위화하는 컬러 중요도 맵(CIM)을 이용한다. 일부 실시예들에서, CIM은 가장 중요하고 컬러(들) 및 가장 중요하지 않은 컬러(들)의 2진 표현들을 포함한다. 적어도 일 예시에서, CIM은 픽셀(또는 서브-픽셀)이 MIC이거나 MIC가 아닌 컬러와 연관되는지를 특정하는 데이터 위치들의 매트릭스를 포함한다. 데이터 위치에서 “0”은 픽셀(또는 서브-픽셀)이 MIC로 우선순위화되어 있는 컬러와 연관된다는 것을 나타낼 수 있으며, “1”은 비-MIC(즉, MIC로서 우선순위화되어 있지 않음)와의 연관성을 표시할 수 있다. 이에 따라, CIM은 다른 컬러들에 대해 반드시 정확하게 변조되지 않는 서브-픽셀 및 영역들뿐 아니라 가장 중요한 컬러(들)에 관해 정확하게 변조되고 있는 전면 변조기의 서브-픽셀 및 영역들을 식별할 수 있다. 블록(220)에 관해 설명한 것만큼 가능한 컬러 에러를 갖는 것으로 식별되는 이들 컬러(들)에 관해 컬러 에러들 없이 전면 변조기가 변조하기 위해, 이미지 디스플레이 시스템은 CIM을 사용하여 백라이트 변조기에 의한 광 패턴들의 생성 시에 행해질 보상의 적절도들을 결정한다. 일부 예시들에서, MIC로 우선순위화된 하나 이상의 컬러들의 2진법 표현은 이미지의 흰색 부분들로서 그래픽으로 도시되어 2진수 “1”로 표시할 수 있으며, 반면에 MIC로 우선순위화되어 있지 않은 하나 이상의 컬러들의 2진법 표현은 흑색 부분들로서 그래픽으로 도시되어 2진수 “0”으로 표시할 수 있다. 다른 실시예들에서, CIM은 0과 1들로 표현할 것으로 제한될 필요는 없으며 우선순위 랭킹을 나타내는 임의의 범위의 수들을 포함할 수 있다.
블록(242)은 “LCD 이미지”라고 지칭될 수 있는 휘도 강도 프로파일 Lestimated를 갖는 추정 광 패턴들을 형성하도록 구성되는 추정된 전면 변조기 구동 레벨들을 생성하도록 또한 구성할 수도 있다. LCD 이미지는 전면 변조 구동 레벨들에 응답하여 전면 변조기에 의해 생성된 더 높은-해상도 서브-이미지일 수도 있다. 일부 전면 변조 구동 레벨들은 컬러 에러들 없이 가장 중요한 컬러로서 우선순위화된 “특정 컬러(들)"를 변조하는데 이용된다. 다른 전면 변조 구동 레벨들은 컬러 에러들 없이 가장 중요한 컬러로서 우선순위화되지 않은 다른 “특정 컬러(들)"를 변조하는데 이용된다. 일부 예시들에서, LCD 이미지는 픽셀 모자이크(예를 들어, 2개의 서브-픽셀 요소들)를 갖는 이미지 디스플레이 시스템에서 N개의 컬러(들)에 관한 컬러 에러들 없이 결정되며, 여기서 N은 정수이다. 다른 예시들에서, LCD 이미지는 컬러 우선순위화 기법들에 기초하여 전면 변조기가 컬러 에러들 없이 변조할 수 있는 국부적으로 결정되는 컬러(들)를 나타내도록 생성된다. 3가지 컬러들의 컬러 공간(RGB)들이 활용되는 예시들에서, 유효한 후면 변조기 구동 레벨들은 픽셀 모자이크가 동작 가능한 경우, 3-N개의 컬러(들)이 컬러 에러들 없이 (또는 감소된 컬러 에러들이 있도록) 전면 변조기에 의해 변조되게 하기 위해 결정될 수도 있다.
블록(244)는 바라는 구동 레벨들(예를 들어, 백라이트)을 나타내는 대체 후면 변조기 구동 레벨들을 생성하도록 구성될 수도 있다. 특정 컬러에 관한 컬러 에러들 없이 입력 이미지를 재생하는 방법으로 전면 변조기(160)를 조명하도록 이들 구동 레벨은 변조 요소들(152)을 제어한다. 일부 실시예에서, 다음의 수식, 즉 수학식(1)을 이용한다.
LTarget = Llnput / Lestimated, 수학식(1)
여기서, LTarget는 후면 변조기 서브-이미지를 형성하도록 동작 가능한 대체 후면 변조기 구동 레벨들에 대응하는 휘도 강도 프로파일들을 나타낸다. Llnput은 경로(A1)를 통해 입력 이미지(204)로부터 도출되는 입력 휘도 프로파일들을 나타내며, Lestimated는 전술한 바와 같은 LCD 이미지라고 지칭한다. 일부 실시예들에서, 수학식(1)은 추정된 서브-이미지로 입력 이미지를 분할함으로써 대체 서브-이미지의 생성을 설명한다. 수학식(1)로부터, 대체 후면 변조기 구동 레벨들은 컬러-보정 백라이트를 나타내도록 생성될 수 있으며, 이로써 전면 변조기에서 픽셀들은 이러한 컬러에 관한 컬러 에러들 없이 변조된다(여기서, 그렇지 않으면, 픽셀들은 블록(220)에서 일부 컬러들에 관한 컬러 에러들을 갖도록 변조할 수도 있음). 일부 예시들에서, 타겟 백라이트는 컬러 보정을 위해 제공되는 백라이트를 예측할 목적으로 수학적으로 모델링될 수도 있다.
이후 결정이 행해져서, (1) 전면 변조기가 풀 컬러 제어를 갖고, (블록(220)마다) 다른 컬러가 아닌 일부 컬러들에 관한 컬러 에러들 없이 변조하는 경우 생성된 후면 변조기 광 필드; (2) (예를 들어, 블록(244)마다) 컬러 보정을 갖는 후면 변조기 광 필드; 및/또는 (3) (1)과 (2)의 일부 조합을 이용함으로써 어느 픽셀들이 제어될 수 있는지를 선택한다.
블록(250)은 이러한 결정을 하도록 구성될 수도 있다. 적어도 일부 예시들에서, 블록(250)은 (블록(220)으로부터 결정되는) 대응하는 초기 후면 변조기 구동 레벨들을 갖는 초기 서브-이미지들을 변환하며, (블록(244)으로부터 판단되는) 대응하는 대체 후면 변조기 구동 레벨들을 갖는 대체 서브-이미지들을 유효한 후면 변조기 구동 레벨들로 변환한다. 이 변환의 경우, 국부적인 컬러 중요도 결정은 2개의 이미지들의 조합에 의존한다. 하나는 원본 이미지에 기초하여 생성되는 백라이트 구동 레벨들(예를 들어, 블록(220)으로부터의 초기 후면 변조기 구동 레벨들)의 일 세트이고; 다른 하나는 (블록(244)에서) 대체 백라이트 이미지에 기초하여 생성되는 백라이트 구동 레벨들의 일 세트이며, 이는 픽셀 모자이크가 동작가능한 경우 전면 변조기의 풀 컬러 제어의 부족으로 인한 것이다. 다양한 실시예들에서, 다양하고 적합한 조합 펑션들이 있어서 유효한 후면 변조기 구동 레벨들을 획득한다. 일부 예시에서, 평균값이 이용된다. 다른 예시들에서, 가중화된-조합 펑션이 이용된다. 유효한 후면 변조기 구동 레벨들이 변형된 RGB 제어 신호들을 나타내기 때문에, 이들 후면 변조기 구동 레벨 신호들은 도 1a에서의 다이얼들(144)에 의해 도시되는 조정기능으로 아날로그화될 수도 있다.
일부 실시예들에 따라, 블록(252)은 유효한 후면 변조기 구동 레벨들(280)을 적용하여 후면 변조기(150)를 동작하도록 구성된다. 이렇게 하는 경우, 유효한 후면 변조기 구동 레벨들은 블록(220)에서 전면 변조기가 컬러 에러들 없이 변조하지 않은 컬러에 관해 결정되지만, 다양한 실시예들에 따라 블록(252)으로 컬러 에러들 없이 변조될 수 있다. 콜아웃(callout; 254)에 의해 표시되는 바와 같이, 경로 방향(A2)은, 일부 예시들에서, 다음의 시간 프레임에서, 컬러 보상이 다음으로 가장 중요한 컬러에 관해 수행될 수도 있다는 것을 나타낸다. 다른 예시들에서, 경로 방향(A2)은 후속의 시간 프레임들에서 상이한 컬러들에 관한 반복 함수를 지칭할 수도 있다. 또 다른 예시들에서, 경로 방향(A2)은 반복 함수를 지칭하여 후속의 시간 프레임들에서 컬러 에러들을 설명할 수도 있다.
다양한 실시예들에 따라, 흐름도(200)는 필드 시퀀셜 컬러 합성 기법들과 3차원 컬러 합성 기법들의 조합을 이용하여 후속 변조기를 동작할 수 있는 기능을 설명하고 있다. 이렇게 하는 경우, 유효 구동 레벨들은 픽셀(170)에 의해 표현되는 픽셀 모자이크가 이용되는 경우 컬러 보정을 제공하기 위해 블록(220)에 의해 결정되는 초기 후면 변조기 구동 레벨들을 대체하도록 생성된다. 블록들(242 및 244)은 일부 예시들에서 어떤 후면 변조기 구동 레벨들이 블록(220)의 콘텍스트에서 설명된 컬러 에러들 없이 전면 변조기가 동작하게 할 수도 있는지를 확인하도록 기능한다.
도 2b는 도 2a의 컬러 보정 블록(230)의 예시들을 도시하고 있다. 전면 변조기가 픽셀 모자이크가 있는 3차원 컬러 합성을 수행하고, 풀 컬러 제어가 전면 변조기로서 이용 가능하지 않은 상황에서, 전면 변조기에 의해 생성된 서브-이미지는 다른 컬러가 아닌 일부 컬러들에 관해 컬러 에러들을 가질 수도 있다. 이들 컬러 에러들의 경우, 구동 레벨들은 후면 변조기가 특정 컬러 또는 컬러들에 관한 컬러 에러들 없이 전면 변조기를 조명하도록 결정될 수도 있다. 도 2b의 흐름을 구현하는 예시들에서, 입력 이미지(204)는 블록(220)에 의해 수신된다. 입력 이미지(204)의 일례가 이미지(271)로 도시되어 있다. 블록(220)은 초기 후면 변조기 구동 레벨들을 생성하여 서브-이미지(272)와 같은 서브-이미지를 생성한다. 이 예시에서, 서브-이미지(272)는 컬러 에러들 없이 변조되는 컬러로서 황색(즉, 적색 및 녹색)을 가지며, 컬러 에러들이 있는 청색을 갖는다.
도시된 실시예에 더하여, 블록(242)은 입력 이미지(204)를 수신하고, 컬러 중요도 맵(273)을 생성한다. 도시한 예시에서, 청색이 블록(242)에 관한 MIC일 때, CIM 273의 흰색 부분들은 청색이 컬러 에러들 없이 변조되어야 하는 경우 CIM 273의 제 1 부분들을 특정하며, 반면에 CIM 273의 흑색 부분들이 황색이 변조되어야 하는 경우(즉, 컬러 에러들을 가지지 않고 블록(220)에서 시작하는) CIM 273의 제 2 부분들을 특정하는데, 이 경우 청색은 제 2 부분들에서 가장 중요한 컬러가 아니라는 것을 고려한다. 서브-이미지(274)를 나타내는 콜아웃에 의해 표시되는 바와 같이, 블록(242)은 전면 변조기에 의해 디스플레이될 수도 있는 더 높은-해상도 서브-이미지를 나타내는 추정 광 패턴을 추가적으로 결정한다. 서브-이미지(274)는 청색이 가장 중요한 컬러로 우선순위화된 (컬러 에러들을 보상함) 그들의 제 1 부분들에서 청색에 관한 전면 변조기 구동 레벨들의 세트들을 이용함으로써 생성될 수도 있다. 또한, 서브-이미지(274)는 청색이 가장 중요한 컬러로 우선순위화되지 않은 그들의 제 2 부분들에서 황색에 관한 전면 변조기 구동 레벨들의 세트들을 이용함으로써 생성될 수도 있다.
수학식(1)에 의해 결정되는 바와 같이, 블록(244)은 황색의 대체 후면 변조기 구동 레벨들과 관련된 대체 서브-이미지(275)를 생성한다. 일부 예시들에서, 블록(244)은 청색이 가장 중요한 컬러로 우선순위화되는지를 결정한다. 이에 따라, 후면 변조기 구동 레벨들은 청색이 가장 중요한 컬러인 경우 이미지의 영역들에서 컬러 에러들 없이 전면 변조기에서 변조되도록 선택될 수도 있으며, 이와 달리, 후면 변조기 구동 레벨들은 청색이 가장 중요한 컬러가 아닌 경우 영역들에서 전면 변조기에서 변조될 수도 있도록 선택될 수도 있다. 블록(250)은 서브-이미지들(272 및 275)의 구동 레벨들을 유효한 구동 레벨들로 변환한다. 일부 예시들에서, 콜아웃(276)이 표시한 바와 같이, 도 8에 도시한 기법들이 활용될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 적어도 일부 실시예들에 따라, 이미지 디스플레이 시스템을 동작시키도록 구성되는 제어기의 계략도이다. 도시한 예시에서, 이미지 디스플레이 시스템(300)은 후면 변조기(350)에 연결된 제어기(312) 및 전면 변조기(360)를 포함한다. 제어기(312)는 입력 이미지들(304)을 수신하도록 구성되는 입력/출력(I/O) 모듈(313), 프로세서(314), 후면 변조기(350)를 제어하도록 구성되는 후면 변조기 인터페이스(315), 전면 변조기(360)를 제어하도록 구성되는 전면 변조기 인터페이스(316), 및 메모리(317)를 포함한다. 버스(315)는 제어기(312)의 컴포넌트들과 이들 모듈을 서로 연결시킨다. 프로세서(314)는 입력 이미지들(304)를 수신하도록 구성된다. 일부 예시들에서, 입력 이미지들(304)은 감마-인코딩 비디오 신호들(예를 들어, 비디오 스트림)일 수도 있으며, 이로부터 이미지 픽셀들이 도출된다. 다른 예시들에서, 입력 이미지들(304)은 활용된 3차원 컬러 합성의 특정 기법들에 기초하여 컬러 균형에 적합하게 스케일링된다. 메모리(317)는, 도시된 것보다 더 많거나 더 적은 모듈들과 함께, 합성기 모듈(320), 보상기 모듈(340), 변환기 모듈(350), 운영 시스템(318), 및 제어기(312)의 동작을 용이하게 하는데 이용되는 보조 애플리케이션들(319)을 포함할 수 있다.
후면 변조기(350)는 광원이 되어 전면 변조기(360)를 조명하도록 구성될 수 있다. 일부 예시들에서, 후면 변조기(350)는 LED들의 배열 또는 하나 이상의 광원들과 같은 하나 이상의 변조 요소들(352R, 352G, 및 352B)로부터 형성될 수 있다. 제어되는 경우, 개별적으로 또는 그룹으로, 변조 요소들(352R, 352G, 및 352B)은 광 경로를 따라 다양한 컬러들(개별적으로 354R, 354G, 및 354B)로 구성되는 광 필드들을 방출하여 전면 변조기(360)를 조명한다.
전면 변조기(360)는 후면 변조기로부터 그에 입사되는 광의 강도의 투과율을 조정하는 프로그램 가능한 투명도의 광 필터일 수도 있다. 일부 실시예에서, 전면 변조기(360)는 LCD 패널 또는 픽셀들을 갖는 다른 투과-타입의 광 변조기를 포함한다. 다른 예시들에서, 전면 변조기(360)는 광 구조들(365); 픽셀을 갖는 액정층(362); 및 컬러 요소들(370)을 포함한다. 광 구조들(365)은 후면 변조기(350)로부터 픽셀들을 갖는 액정층(362)으로 광을 전송하도록 구성되며, 이들로 제한되는 것은 아니지만 개방 공간, 광 확산기들, 시준기들(collimators) 등과 같은 요소들을 포함한다. 필터(370)는 컬러 요소들(372)의 어레이를 포함하며, 이는 일부 예시들에서, 복수의 서브-픽셀들을 갖는다. 전면 변조기(360)는 후면 변조기(350)의 해상도보다 더 높은 해상도를 가질 수 있다. 일부 예시들에서, 전면 변조기(360) 및 후면 변조기(350)는 이미지 디스플레이 시스템(300)을 HDR 디스플레이로서 집단으로 동작하도록 구성된다.
입력 이미지(304)에 기초하여, 제어기(312)는 경로(305) 상의 인터페이스(315)를 통해 후면 변조기 구동 레벨들(예를 들어, 신호들)을 제공하여 후면 변조기(350)의 352R, 352G, 및 352B와 같은 변조 요소들을 제어하도록 구성된다. 제어기(312)는 또한 경로(306) 상의 인터페이스(316)를 통해 전면 변조기 구동 신호들을 제공하여 전면 변조기(360)의 서브 픽셀들(예를 들어, 도 4a에 도시된 바와 같은 474, 475, 476, 및/또는 이들의 조합) 및 픽셀들(362)을 제어하도록 구성함으로써, 디스플레이 가능한 이미지들(380)을 집단으로 생성한다.
합성기 모듈(320)은 일부 실시예들에 따라 입력 이미지들(304)에 기초하여 경로(305)를 따라 후면 변조기 구동 레벨들을 생성하도록 구성된다. 보상기 모듈(340)은 낮은 우선순위를 갖는 컬러가 이러한 컬러가 중요한 이미지 부분들에서 전면 변조기(360)에 의해 불균형적으로 억제되지 않도록 컬러 우선순위화가 국부적으로 결정되게 하도록 구성된다. 변환기 모듈(350)은 인접 변조 요소들(352)에 의해 방출되는 상이한 컬러들에 의해 조명되는 픽셀들(362)이 입력 이미지에 의해 표시되는 컬러를 실질적으로 표현하는 컬러를 위해 경쟁할 수도 있기 위해(즉, 대안들을 선택하도록 제어될 수 있도록 하기 위해) 유효한 후면 변조기 구동 레벨들의 생성이 가능하도록 구성된다.
도시되어 있지는 않지만, 제어기(312)는 후면 변조기(350) 및 전면 변조기(360)를 제어하기 위한 소프트웨어 및/또는 하드웨어 인터페이스를 갖는 적절히 프로그래밍된 컴퓨터에 연결되어 디스플레이 가능(HDR) 이미지들(380)을 생성할 수도 있다. 도 3에서 설명한 임의의 요소들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있다는 것에 주의한다.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 적어도 일부 실시예들에 따른 예시적인 후면 변조기 컴포넌트 및 전면 변조기 컴포넌트의 도면들이다. 도 4a에 도시된 예시들에서, 후면 변조기(450)는 복수의 변조 요소들(452)를 포함하며, 전면 변조기(460)는 복수의 픽셀들(462)을 포함한다. 또한, 단일 모듈 요소(453)는 전면 변조기(450)의 (점선 박스(464)에서) 일부 픽셀들 뒤에 배치된다. 다른 예시들에서, 적색, 녹색, 및 청색을 가진 복수의 픽셀들(462)을 조명하는 복수의 변조 요소들(452)이 존재할 수도 있다. 추가적으로, 필터(470)는 전면 변조기(460)의 광 경로를 따라 배치되며, 복수의 컬러 요소들(472)을 포함한다. 픽셀들(462) 및 컬러 요소들(472)은 유사하거나 상이한 해상도를 가질 수도 있다.
콜아웃(473)으로서 도시된 컬러 요소(472)는 서브-픽셀 요소(474) 및 서브-픽셀 요소(475)와 같은 2개의 서브-픽셀 요소들을 포함하며, 일부 예시들에서 이들 중 하나 또는 모두는 컬러 합성 제어를 위해 제공할 수도 있다. 다른 예시들에서, 4개의 서브-픽셀들(476) 각각은 개별적으로 제어되어 컬러 요소(472)의 컬러 합성 제어를 제공한다. 픽셀(462) 및 컬러 구성부(472)가 유사한 해상도를 갖는 예시들에서, 서브-픽셀 요소들(474 내지 475), 서브-픽셀들(476), 및/또는 이들의 수개의 조합의 제어가 대응 픽셀(462)를 제어하는 방식으로 수행될 수도 있다. 서브-픽셀들(476)의 개별적인 제어를 수행하기 위한 예시들에서, 전면 변조기(460)는 대응 필터(470) 및 서브-픽셀들(474, 475, 476, 또는 이들의 조합)을 통해 광 패턴들의 일부를 송신하도록 구성될 수도 있는 서브-픽셀들(미도시)을 포함한다. 또 다른 예시들에서, 서브-픽셀 요소들(474 및 475)은 서브-픽셀 컬러 필터들의 제 1 및 제 2 서브세트들로서 설명될 수도 있다. 자홍색(M) 및 녹색(G)이 서브-픽셀 요소들(474 및 475)을 위한 이러한 예시에서 각각 이용되며, 컬러 요소(472)를 위한 다른 쌍의 컬러들이 가능하다. 예를 들어, 2개의 서브-픽셀 요소는 자홍색-녹색, 청록색-자홍색, 청록색-황색, 청색-황색, 자홍색-황색, 및 적색-청록색을 포함하는 하나의 그룹으로부터 컬러 쌍으로 선택될 수 있다. 3차원 컬러 합성 기법들 및 컬러 추가 기법들을 더 상세히 설명하면, 2005년 4월 1일에 출원되고, 발명의 명칭이 “향상된 디스플레이 이미지 품질을 위한 3차원 컬러 합성”이며, 출원인이 Silverstein 등인 미국 가특허출원 제60/667,506호를 참조하며, 그 내용은 전체적으로 모든 목적을 위해 여기에 통합되어 있다.
도 4b는 어레이(450)에서 변조 요소들의 배열을 갖는 후면 변조기의 일 예시를 나타낸다. 이 예시에서, 변조 요소들(454)은 LED들과 같은 광원들이며, 어레이(450)는 변조 요소들(454)의 대칭적 또는 비대칭적인 배열로 구성되어 광원들이 존재하는 컬러들의 임의의 하나로부터 방출되는 광으로 전면 변조기의 활성화된 부분들을 조명한다. 예를 들면, 변조 요소들(454)은 적색 변조 요소(454R), 녹색 변조 요소(454G), 및 청색 변조 요소(454B)를 포함한다. 일부 예시들에서, 각 (RGB) 컬러의 인접 변조 요소들(454)의 포인트 확산 기능들은 서로 중첩된다. 어레이(450)의 상이한 부분들에서 다른 컬러들의 변조 요소들(454)은 독립적으로 제어될 수 있다.
여기에서 설명한 이미지 프로세싱 기법들에는, 입력 이미지들의 내용에 의해 의도된 바와 같이, 공간 및 시간 해상도 프로세싱 능력의 관련 제한사항 및 인간의 시각 시스템을 고려하여 디스플레이 가능한 이미지들이 관측자를 위한 일정한 인식가능 경험을 수행할 수 있도록 컬러 합성 기법들이 통합되어 있다. 예를 들어, 인간의 눈의 매체에서의 결함들은 광이 눈 내부에서 분산되게 하고 망막 상에 광막 휘도(veiling luminance)를 형성하게 할 수도 있으며, 이는 일정한 콘트라스트를 인식할 수 있는 능력을 감소시킨다. 이에 따라, 인간의 눈은 일정 임계를 넘는 해상도들을 통합하고 인식하지 못할 수도 있다. 3차원 컬러 합성 기법들이 여기에서 설명되는 적어도 일부 실시예들에서, (또한 픽셀 모자이크 또는 모자이크라고 지칭되는) 2개의 서브-픽셀 요소들로 구성되는 컬러 요소들을 갖는 필터는 후면 변조기에 의한 적어도 2개의 스펙트럼 전력 분배들로 조명될 수도 있다. 일부 예시들에서, 서브-픽셀 요소들(474, 475) 및/또는 서브-픽셀들(476)은 추가적인 컬러 혼합 기법들을 수행하기 위해 개별적이거나 서브-픽셀들의 서브세트로서 제어되며, 여기에서 설명된 서브-이미지들로 조명되어 디스플레이 가능한 이미지들이 혼합될 때(예를 들어, 공간적으로 결합될 때) 의도된 균일한 컬러로 인식될 수도 있는 컬러들의 조합인 균일한 컬러 필드로 인식되게 한다. 추가적으로, 적어도 2개의 스펙트럼 전력 분배들을 생성할 수 있는 풀 컬러 가능 후면 변조기(full color capable rear modulator)로 조명되는 2개의 서브-픽셀 요소들의 모자이크는 동일한 시간 프레임 내의 이미지 모두에서 3색 컬러공간(예를 들어, R, G, 및 B) 중 2개의 컬러들을 재생할 수도 있다. 필드 시퀀셜 컬러 합성 기법들이 여기에 설명하는 적어도 일부 실시예들에서, 픽셀 모자이크가 동작 가능한 경우 컬러 에러들 없이 전면 변조기에 의한 일정 컬러의 재생 (또는 디스플레이)를 대략적이고 실질적으로 발생시키도록 대체 후면 변조기 구동 레벨들이 생성될 수도 있다. 3차원 컬러 합성 프로세싱을 수행하는 2개의 서브-픽셀 요소들의 조합에서 이용되는 후면 변조기 컬러 보정(즉, 보상) 기법은 3색 컬러 공간의 3번째 컬러가 최소의 시각적 아티팩트들로 대략적으로 재생되게 할 수도 있다. 일정한 스펙트럼 전력 분배로 특정 픽셀들을 조명함으로써, 적색, 녹색, 또는 청색의 주요 색들의 일 세트가 생성될 수 있다. 이중 스펙트럼 전력 분배들의 일부 예시들은 이들로 제한되는 것은 아니지만, 청록색/황색, 청색/황색, 녹색/자홍색, 청록색/자홍색, 및 자홍색/황색을 포함하는 요소들을 변조함으로써 수행될 수 있는 컬러들의 쌍을 포함할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 적어도 일부 예시들에 따라 합성기, 보상기, 및 변환기의 예시들의 기능적인 블록도들을 도시한 것이다. 도 5a에 도시된 실시예에서, 합성기(520)는 필드 시퀀셜 컬러 합성기 모듈(522), 3차원 컬러 합성기 모듈(524), 초기 구동 레벨 생성기(526), 및 시뮬레이팅된 광 필드 생성기(528)를 포함한다. 필드 시퀀셜 컬러 합성기 모듈(522)은 고속 시퀀스로 상이한 시간 프레임들을 이용하여 풀 컬러 이미지들을 지각적으로 생성하도록 구성되며, 예를 들어, 발명의 명칭이 “컬러 이미지들의 필드 시퀀셜 디스플레이”인 미국 특허출원 공보 제US2008/0186344 A1호에 개시되어 있는 기법들을 구현하도록 구성되며, 전체적으로 모든 목적을 위해 여기에 참조로서 통합되어 있다. 3차원 컬러 합성기 모듈(524)은 비-표준 픽셀 모자이크들 및 후면 변조기들(예를 들어, 백라이트들)를 이용하여 풀 컬러 이미지들의 생성을 가능하게 하도록 구성될 수도 있으며, 예를 들어, 발명의 명칭이 “향상된 디스플레이 이미지 품질을 위한 3차원 컬러 합성”이고, 2005년 4월 1일에 출원된 미국 가특허출원 제60/667,506호에 개시되어 있는 기법들을 가능하도록 구성될 수도 있으며, 전체적으로 모든 목적을 위해 여기에 참조로서 통합되어 있다. 초기 구동 레벨 생성기(526)는 입력 이미지로부터 도출되는 후면 변조기 구동 레벨들을 결정하도록 구성될 수도 있으며, 풀 컬러 제어를 가능하게 하는 전면 변조기 상의 입력 이미지를 재생하도록 구성될 수 있다. 시뮬레이팅된 광 필드 생성기(528)는 후면 변조기에 의해 전면 변조기 상에 투사되는 광 필드의 추정치 또는 예측치를 제공하고, 예를 들어, 2008년 10월 14일에 출원되고 발명의 명칭이 “후면 변조기 제어를 이용한 높은 동적 범위 디스플레이”인 미국 가특허출원 제61/105,412호에 개시되어 있는 기법들을 구현하며, 그 내용은 전체적으로 모든 목적을 위해 여기에 참조로서 통합되어 있다.
보상기(540)는 컬러 중요도 우선순위화기(542), 대체(타겟) 구동 레벨 생성기(544), 및 로우 앤드 임계(LET) 모듈(545)을 포함한다. 적어도 일 실시예들에서, 컬러 중요도 우선화 결정기(542)는 어느 컬러 또는 컬러들은 지각적으로 가장 중요한지를 결정하여 컬러 에러들 없이 입력 이미지를 재생하는 것뿐 아니라, 이미지 또는 이미지 일부의 컬러 우선순위 또는 컬러 우선순위화를 결정하며, 컬러들을 우선순위에 따라 랭킹화하다. 일부 예시들에서, 컬러 중요도 우선순위화기(542)는 일부 예시들에서 특정 컬러(들)의 국부적 중요도에 기초하여 컬러 보상을 결정하며, 다른 예시들에서 컬러(들)의 전체 중요도에 기초하여 컬러 보상을 결정한다. 우선순위화기(542)는 컬러 중요도 맵 및 LCD 이미지를 생성하며, 이들은 여기에 설명되어 있다. 대체 구동 레벨 생성기(544)는 (예를 들어, 일부 예시들에서 후면 변조기 또는 백라이트에 관한) 원하는 구동 레벨들을 결정하도록 구성될 수도 있으며, 이를 위해 변조 요소들(예를 들어, 152)은 전면 변조기(예를 들어, 160)를 조명하여, 픽셀 모자이크가 동작가능한 경우 컬러 에러들 없이 가능하면 가까운 휘도로 입력 이미지를 재생성한다. 일부 예시들에서, 생성기(544)는 수학식(1)에 관해 설명한 기법을 구현하며, 여기서 블록(220)에 관한 설명에 따라 전면 변조기에 의해 에러로 제공되는 컬러(들)을 보상할 수도 있는 구동 레벨들이 생성된다. LET 모듈(545)은 도 9에 관해 설명한 기능들을 가능하게 하도록 구성될 수도 있다.
변환기(550)는 일부 실시예들에 따라 컬러 결합기(552), 유효 구동 레벨 생성기(554), 및 컬러 계층화 콘벡스 조합(CHCC) 모듈(555)을 포함한다. 컬러 결합기(552)는 초기 및 대체 구동 레벨들에 인가될 적합한 조합 기능들을 제공한다. 복수의 픽셀들이 변조 요소에 의해 조명될 수도 있기 때문에, 특정 변조 요소에 의해 영향을 받는 전면 변조기의 일부 영역들은 일정 컬러(들)에 관한 컬러 에러들과 함께 변조하는 일부 픽셀들 및 상이한 컬러(들)에 관한 컬러 에러들 없이 변조하는 일부 픽셀들을 가질 수도 있다. 따라서, 조합 펑션은 (컬러에 관한 전면 변조기의 풀 컬러 제어를 갖는 것에 기초한) 후면 변조기 광 필드와 (컬러 보상에 기초하여 생성되는) 후면 변조기 광 필드를 결합하여 전면 변조기에서의 양 상황들의 혼합물이 있는 범위들을 설명하도록 이용될 수도 있다. 일부 예시들에서, 조합 펑션은 2개의 상황들의 평균값이다. 일부 예시들에서, 조합 펑션은 수학식(2)의 컬러 계층화 콘벡스 조합을 구성한다. 유효 구동 레벨 생성기(554)는 모듈(552)(또는 일부 예시들에서 모듈(555))의 조합 펑션을 사용하여, 여기에서 설명한 바와 같은 컬러 중요도 가중치 맵 및 생성기로부터 결정된 대체 구동 레벨을 갖는, 생성기(526)로부터 결정된 초기 후면 변조기 구동 레벨들을 유효 후면 변조기 구동 레벨들로 변환하도록 구성될 수도 있다. 이렇게 하는 경우, 국부 컬러 중요도 결정은 픽셀 모자이크의 이용에 내재하는 전면 변조기의 풀 컬러 제어의 부족으로 인해 타겟 백라이트 이미지에 기초하여 생성되는 구동 레벨들에 의존한다. CHCC 모듈(555)은 도 6 내지 도 8에 설명하는 기능들을 가능하게 하도록 구성될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 적어도 일부 실시예들에 따라 후면 변조기를 동작시키는 다른 예시를 나타내는 흐름도이다. 도시된 실시예에서, 흐름도(600)는 적절한 후면 변조기 구동 레벨들을 결정하여 비-표준 픽셀 모자이크로 전면 변조기를 조명하는 방법을 나타낸다. 이 방법은 “컬러 계층화 콘벡스 조합”기술로서 상호교환적으로 설명할 수 있으며, 도 2a 내지 도 2b에서 이전에 설명된 최초 구동 레벨들과 대체 구동 레벨들 간의 중간 구동 레벨들을 결정함으로써 변조 요소들의 제어를 용이하게 한다. 대체 구동 레벨들 및 초기 구동 레벨들 각각 모듈 레이팅 요소들이 상이한 광 필드들을 방출하게 할 수도 있기 때문에, 적어도 일부 예시들에서, 구동 레벨들의 2개의 세트들의 가중 조합은 유효 구동 레벨들을 도출하기 위해 결정된다.
흐름도(600)는 입력 이미지들(605)이 블록들(622) 및 블록(624)에 제공되는 것을 표시하고 있다. 블록(622)은 입력 이미지로부터 도출된 초기 후면 변조기 구동 레벨들을 결정하는 기능을 제공한다. 또한, 블록(622)은 풀 컬러 제어가 가능한 전면 변조기 상에 입력 이미지를 재생한다. 일부 예시들에서, 발명의 명칭이 “후면 변조기 제어를 갖는 높은 동적 범위 디스플레이”인 미국 가특허출원 제61/105,412호에 개시되어 있는 이들 기법들을 포함하여 도 2a의 블록(220)에 적용 가능한 기법들이 활용될 수도 있으며, 그 내용은 전체적으로 모든 목적을 위해 여기에 참조로서 통합되어 있다. 다른 예시들에서, 다양한 기법들은 전면 변조기가 풀 컬러 제어 가능하다는 추정에 기초하여 초기 후면 변조기 구동 레벨들을 결정하도록 이용될 수도 있다. 일부 실시예들에서, “초기 후면 변조기 구동 레벨들” 및 “초기 백라이트 구동 레벨들”은 블록(622) (도 2a의 블록(220))에 의해 결정되는 후면 변조기 구동 레벨들을 지칭한다. 또한, 블록(622)은 전면 변조기가 복수의 컬러들의 제 1 서브세트에 관해 컬러 에러들 없이 변조하는 입력 이미지의 영역들 및 픽셀 모자이크가 동작가능한 경우 복수의 컬러들의 제 2 서브세트에 관해 컬러 에러들을 가지고 변조하는 입력 이미지의 영역들에 관한 후면 변조기 구동 레벨들을 생성한다.
블록(623)은 전면 변조기 상에 공지의 포인트 확산 기능에 기초하여 후면 변조기 광 필드를 시뮬레이팅하는 기능을 제공한다. 광 필드 시뮬레이션은 하나 이상의 변조 요소들(152, 452)로부터의 광 확산 기능의 모델을 이용하여 생성될 수 있다. 광 필드 시뮬레이션은 후면 변조기가 전면 변조기에 투사하는 광 필드를 예측한다. 일부 예시들에서, 시뮬레이션은 하나 이상의 변조 요소들에 대응한 구동 레벨들에 의해 광 확산 함수의 강도를 스케일링하고, 이들 레벨들의 합산을 취득한다. 다른 예시들에서, 광 확산 함수는 계산 비용을 감소시키기 위해 메모리(317)에 저장될 수 있는 저해상도 매트릭스로 압축된다. 또 다른 예시들에서, 후면 변조기 광 필드를 시뮬레이팅하는 기법들은 발명의 명칭이 “높은 동적 범위 이미지들의 광의 공간 변조를 결정하기 위해 감소된 해상도에서 백라이트 시뮬레이션”인 미국 가특허출원 제61/105,419호에 개시되어 있으며, 그 내용은 전체적으로 모든 목적을 위해 참조로서 여기에 통합되어 있다.
블록(624)은 어느 컬러(들)가 더 중요하고. 이미지에서 이러한 컬러(들)의 대응 위치(들)의 지시자를 생성하는 국부 우선순위화 함수를 제공한다. 일부 실시예들에서, 컬러 중요도 맵(CIM)은 블록(624)에 의해 생성된다. 이러한 실시예에서, CIM은 이전에 설명된 입력 이미지의 다른 컬러(들)에 상대적으로 가장 중요한 컬러(들)(즉, 일부 예시들에서는 컬러이거나, 다른 실시예에서는 컬러들)에 대한 정보를 포함하며, 입력 이미지를 나타낸다. 일부 예시들에서, CIM은 포토픽 비(photopic ratio)들의 애플리케이션에 기초하여 RGB 픽셀 값들의 픽셀-와이즈 비교(pixel-wise comparison)(또는 매핑)를 나타내고, CIM은 RGB 픽셀 값들 간의 가중된 비교들을 포함한다. 다른 예시들에서, CIM은 변조기의 상이한 영역들에 대해 결정된다. 또 다른 예시들에서, 인간의 시각 시스템과 연관된 팩터들은 컬러 중요도 맵을 결정하는데 이용된다. 이러한 팩터의 일례는 소정의 휘도 범위에 관한 픽셀 값들과 무관하게, 녹색을 적색보다 더 중요한 것이라고 규정한다. 블록(624)은 가우시안 필터를 픽셀-와이즈 중요도 맵에 적용함으로써 상이한 컬러 중요도를 갖는 이미지의 상이한 영역들의 상대적인 공간 밀도들에 기초하여 컬러들의 국부적 우선순위화를 제공한다. 구현된 3차원 컬러 합성의 기법에 기초하여, 블록(624)은 중요도 측면에서 RGB 3원색 모두를 비교하기 위한 기능을 더 포함할 수도 있거나, 중요도 측면에서 3가지 컬러 중 2개를 비교할 수도 있다.
2개 서브-픽셀 모자이크가 청록색 및 자홍색 구성을 갖는 예시들에서, 블록(624)은 녹색, 적색, 및 청색의 상대적 중요도를 결정하도록 구성되며, 이는 청색 및 녹색으로 구성되는 청록색 및 적색 및 녹색으로 구성되는 자홍색으로 인해 각 컬러가 경쟁하여 이미지에서 표현될 수도 있기 때문이다. 반대로, 2개 서브-픽셀 모자이크는 녹색 및 자홍색 구성을 갖는 경우, 블록(624)은 청색 대비 적색의 상대적 중요도를 결정하며, 이는 녹색이 이들 2개의 컬러들로부터 독립적으로 변조되기 때문이다. 또 다른 예시들에서, 도 2b를 다시 참조하면, 서브-이미지(273)는 CIM에 의해 결정되는데, 흰색 부분들은 변조 요소들이 청색의 MIC에 대해 제어되어야 하는 것을 나타내고(즉, 청색이 지칭됨), 흑색 부분들은 또한 변조 요소들이 다른 컬러들 즉, 적색 및 녹색을 위해 제어되어야 한다는 것을 내타낸다.
블록(625)은 변조 요소들(예를 들어, 152, 154)을 구동하기 위해 적용될 적합한 제어 신호들을 결정하는데 이용될 수 있는 정규화 맵을 생성하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 후면 변조기와 연관된 정규화 맵은 컬러 중요도 가중치 맵("CIWM")의 형태이다. CIWM은 히스토그램의 형태의 데이터의 배열을 포함하며, 예를 들어, 가장 중요한 컬러로 우선순위화된 컬러들의 퍼센트 및 가장 중요한 컬러로 우선순위화되지 않은 다른 컬러들에 대해 가장 중요한 컬러들의 퍼센트를 표현할 수 있다. 일부 실시예들에 따라, CIWM은 이들로 제한되는 것은 아니지만, 전면 변조기의 소정의 영역(즉, 서브-이미지의 일부)에서 픽셀들의 개수와 같은 팩터들에 의해 결정되며, 이는 일정한 변조 요소에 의해 영향을 받을 수도 있고, 일정 MIC 및 상이한 MIC를 가질 수도 있는 픽셀들의 개수를 가질 수도 있다. CIWM의 구현은 특정 변조 요소(들)에 대응하여 상이한 MIC들을 갖는 픽셀들의 상대적 주파수에 기초하여 히스토그램을 포함한다. 이러한 구현에서, 각 픽셀에 관해, 히스토그램은 전면 변조기가 특정 컬러에 관한 컬러 에러들 없이 변조 요소들을 동작하기 위해 변조 요소가 제어되어야 하는 휘도 강도의 정도를 나타내는 가중 파라미터를 포함한다. 설명을 위해, 전면 변조기의 영역이 적색을 MIC로 갖는 75개의 픽셀 및 그렇지 않은 25개의 픽셀들을 갖는다는 것을 고려하면, CIWM은 이들 100개의 픽셀들에 관한 적색으로 스케일링된다. 다른 예시들에서, CIWM은 상대 컬러들 간, 즉, 인간 시각 시스템으로부터의 팩터들과 변조기의 일정 영역에 관한 컬러 콘트라스트의 차이에 기초하여 결정된다. 또 다른 실시예에서, 이전의 실시예에서 75개의 픽셀들이 제 2 컬러보다 부분적으로 더 중요한 것으로서 적색을 갖지만, 25개의 픽셀들이 적색보다 실질적으로 더 중요한 제 2 컬러를 갖는 경우, 서브-이미지의 가중 평균치들을 나타내는 CIWM은 히스토그램 표현을 이용하는 실시예에서 제 2 컬러로 더 스케일링될 수도 있다.
블록(626)은 블록(624)에서 결정되는 컬러 중요도 맵, 블록(623)에서 결정되는 시뮬레이팅된 광 필드, 및 입력 이미지(604)에 기초하여, 전면 변조기 상에 디스플레이에 관한 서브-이미지의 어느 부분들이 가장 중요한 컬러(MIC)(예를 들어, 청색)와 다른 컬러들(예를 들어, 적색 및 녹색)에 관해 컬러 에러들 없이 변조되는지를 결정한다. 일부 예시들에서, 블록(626)은 각 픽셀에 관해 컬러 에러들 없이 청색을 MIC로 변조하도록 구성되는 픽셀을 위해 컬러 보정으로 후면 변조기 구동 레벨들을 생성하거나, 적색 및 녹색을 변조하도록 구성되는 픽셀들이 컬러 에러들 없이 전면 변조기에서 변조되도록 하기 위해 컬러 보정을 갖는 후면 변조기 구동 레벨들을 생성한다. 또한, 블록(626)은 시뮬레이팅된 후면 변조기 광 필드상에 기초한 전면 변조기 서브-이미지를 추정하거나 예측할 수도 있으며, 이는 CIM에 의해 결정되는 바와 같이, 이미지의 영역들에서(즉, 국부적으로) MIC에 대해 컬러 에러 들 없이 서브-이미지들을 생성하도록 구성된다. 일부 예시들에서, 이 서브-이미지는 전면 변조기를 제어하기 위한 추정된 구동 레벨들을 대응하며, 이는 예를 들어, CIM 및 입력 이미지에 기초하여 변조한다. CIM은 하나의 컬러에서 다른 컬러로 점차적 페이드(fade)를 나타내는 데이터를 포함할 수도 있다. 이 경우에서, 점차적인 페이드의 2진 표현은 (예를 들어, 시각적으로 흑색으로 표시된) “0”을 갖는 영역들 및 (예를 들어, 시각적으로 백색으로 표시된) "1”의 영역들 사이의 컷오프와 연관된다. 점차적인 페이드를 도시하기 위해, 블록(626)은 전면 변조기 이미지를 추정하며, 전면 변조기가 이미지를 조절가능하게 제어할 수 있어서, 하나의 컬러로부터 다른 컬러로 컬러 에러들 없이 점차적인 페이드를 생성하도록 어느 컬러가 변조되는 것을 점차적으로 변화시킬 수 있다.
블록(627)은 각 컬러에 관해 보상 후면 변조기(예를 들어, 백라이트) 구동 레벨을 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 따라, 적색, 녹색 및 청색과 같이, 백 라이트의 타겟 후면 변조기 구동 레벨들 컬러들을 계산함으로써 이러한 결정이 수행되며, 컬러 에러들 없이 전면 변조기에 의해 변조되는 서브-이미지의 일부들에서 이들 컬러들은 보상될 수 있다. 일부 예시들에서, 경로(B1) 상에 제공되는 입력 이미지(604)는 MIC와 같은 특정 컬러(또는 컬러들)에 대해 블록(626)에서 결정되는 추정된 구동 레벨들에 의해 분할되며, 이로써 타겟 후면 변조기 구동 레벨들을 위하여 일정 컬러(또는 컬러들)에 대해 컬러 에러들 없이 재생되는 더 높은-해상도 서브-이미지를 생성한다.
블록(628)은 특정 컬러를 위한 블록(627)에서 결정되는 서브-이미지를 가장 가까이 재생할 원하는 후면 변조기 구동 레벨들의 사전 조건 형성을 제공하도록 구성될 수 있다. 후면 변조기 구동 레벨들을 결정하는 하나의 방식은 후면 변조기의 포인트 확산 기능에 기초하여 타겟 서브-이미지를 생성하거나 예측하는 것이다. 따라서, 타겟 서브-이미지는 입력 이미지의 블러된(blurred) 표현이다. 일부 예시들에서, 블록(628)은 타겟 서브-이미지에 반전 블러 시뮬레이션을 적용함으로써 후면 변조기 구동 레벨들을 결정한다. 반전 블러 시뮬레이션은 루시-리차드슨 디블러링(deblurring) 기법과 같은 디컨볼루션 기법을 이용함으로써 수행될 수 있다. “블러드되지 않은(unblurred)” 이미지는 후면 변조기와 연관된 이용가능한 변조 요소들의 개수에 관해 다운샘플링되며, 최종 후면 변조기 구동 레벨들이 변조 요소들을 제어하기 위해 사용된다.
블록(629)은 (블록(622)으로부터의) 초기 후면 변조기 구동 레벨들, (블록들(627 및 628)로부터의) 타겟 구동 레벨들, 및 (블록(625)으로부터의 컬러 중요도 가중치 맵을 변환하여 유효 후면 변조기 구동 레벨들(680)을 형성한다. 일부 실시예들에서, 변환은 조합 펑션을 이용하여 유효 후면 변조기 구동 레벨들(680)을 산출한다. 적어도 일 실시예에서, 콘벡스 조합 기능은 초기 후면 변조 구동 레벨, 타겟 구동 레벨, 및 가중치 맵을 나타내는 데이터를 이용하는 조합 기능을 구성한다. 블록(629)은, 조합이, 전면 변조기가 일정 컬러에 관해 컬러 에러들과 함께 변조할 수 있는 부분들에서 원래 결정되었던(예를 들어, 입력 이미지에서 컬러에 의해 표시되는) 특정 컬러에 관한 구동 레벨들; 전면 변조기가 다른 컬러들에 관해 컬러 에러들 없이 변조할 수도 있는 부분들에서 컬러 보상을 수행하기 위한 타겟 구동 레벨들; 및 이전에 설명된 가중 조합을 나타내는 구동 레벨들을 후면 변조기에 제공되게 하도록 구성될 수도 있다. 일부 예시들에서, 초기 후면 변조기 구동 레벨들("A”) 및 타겟 구동 레벨들(“B”)의 가중 조합은 수학식(2)에 따라 결정된다.
콘벡스 (A,B) = 가중치 * A + (1-가중치) * B 수학식(2)
수학식(2)는 블록(622)에 의해 결정된 초기 후면 변조기 구동 레벨들과 블록들(627 내지 628)에 의해 결정되는 타겟 구동 레벨들 사이에 있는 후면 변조기 구동 레벨들에 관한 중간값들을 제공할 수 있다. 일부 예시들에서: 콘벡스(A,B)는 유효 후면 변조기 구동 레벨들에 의해 생성되는 유효 광 패턴들(LPeffective)로 표현될 수도 있으며; A는 제 1 이미지(Image1)를 지칭하는데, (블록들(622 내지 623, 220)로부터) 이는 초기 서브-이미지일 수도 있고; B는 제 2 이미지(Image2)를 지칭하는데, (블록들(628, 244)로부터) 이는 대체 서브-이미지일 수도 있으며, 가중치는 (블록(625, 250)으로부터) 히스토그램을 지칭한다. 일부 예시들에서, 수학식(2)는 LPeffective = Image1 * 가중치 + Image2 * (1-가중치)로 기재된다. 다른 예시들에서, LPeffective에 대한 참조는 후면 변조기 구동 레벨들로부터 형성되도록 구성된 후면 변조기 광 패턴들을 지칭한다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 적어도 일부 실시예들에 따라 컬러 계층화 콘벡스 조합 기법들로 후면 변조기를 동작시키는 실시예를 도시한다. 도 7a에서, 입력 이미지(704)는 청색을 포함하여 복수의 컬러들을 포함하는데, 이는 크로스-해치된 부분들(721-729)에 의해 표시된다. 컬러 중요도 맵(CIM)은 블록(624)에서 생성된다. 이러한 예시에서, 백색 영역들(731-739)은 청색이 가장 중요한 컬러(MIC)로 고려되는 경우 부분들(721-729)를 나타내며, CIM(730)의 남은 흑색 부분들을 MIC로 우선순위화되는 않은 다른 컬러들을 나타낸다. 일부 실시예들에서, CIM(730)은 입력 이미지에서 청색이 MIC인 부분들을 표현하는 백색 픽셀들을 나타내는 히스토그램이다. 컬러 중요도 가중치 맵(CIWM; 740)은 블록(625)에서 생성된다. 일부 실시예에 따르면, CIWM(740)은 부분들(731-739)에 대응하는 부분들(741-749)을 포함하지만, (시각적으로 백색 픽셀 영역 및 흑색 픽셀 영역 사이의 부드럽거나 블러된 것으로 도시되어 있는) 흐릿한 영역들을 갖는 것으로 보인다.
도 7b는 CIWM(740)의 확대 버전을 나타낸 것이다. 도 7b에서는, CIWM(740)는 예시로서 흐릿한 영역들(741a-f, 746a-c, 및 749a-c)를 포함한다. CIWM(740)는 서브-이미지의 특정 부분들(741-749)에 관한 MIC의 상대적 가중치를 나타낸다. 예를 들어, CIWM에서 특정 픽셀 값이 소정의 영역에 관해 높으면 높을수록, 백라이트에 이용될 실제 구동 레벨들을 결정할 때, 타겟 백라이트 구동 레벨들에 더 많은 가중치가 부여된다. 부수적으로, CIWM에서 소정의 영역에 관해 특정 픽셀 값이 흐리면 흐릴수록, 더 많은 가중치가 초기에 결정된 백라이트 구동 레벨들에 부여된다. 도 7b에 있는 흐릿한 영역들(741a-f, 746a-c, 및 749a-c) 각각은 이미지의 이들 범위들에 관해 청색을 가장 중요한 컬러로 갖는 일부 픽셀들을 나타낸다. CIWM(740)의 남은 흑색 부분들은 청색이 MIC가 아닌 이미지(704) 내의 다른 컬러들을 나타낸다. 흐릿한 영역들(741a-f, 746a-c, 및 749a-c)에서 회색-톤의 다양한 정도들은 CIM(730)의 대응 부분들에서 흑색 및 백색 픽셀들의 다양한 혼합을 표시한다. 여기에 설명한 바와 같이, 746a와 같은 더 어두운 쉐이드 영역은 더 밝은 회색 영역(746b)보다 더 흐릿한 구동 레벨의 표시자이다.
도 8a은 본 발명의 적어도 일부 실시예들에 따라 컬러 계층화 콘벡스 조합 기법들로 후면 변조기를 동작시키는 예시를 도시한 것이다. 여기서 도면(800)에서, 입력 이미지(804)는 도 6의 블록(622)에 의해 수신된다. 블록(622)는 서브-이미지(822)와 연관된 후면 변조기 구동 레벨들(예를 들어, 청색에 관한 원 백라이트 구동 레벨들)을 결정한다. 블록들(627 및 628)은 서브-이미지(827)에 의해 지시되는 바와 같은 타겟 구동 레벨들을 결정한다. 컬러 중요도 가중치 맵(825)은 블록(625)에 의해 결정된다. 블록(629)은, 블록(680)에서, 조합 펑션(829)을 이용하는 CIWM(825), 서브-이미지(827)에 관한 구동 레벨들, 및 서브-이미지(822)에 관한 구동 레벨들을 유효 후면 변조기 구동 레벨들(880)("후면 변조기로 인가될 실제 백라이트 구동 값들"이라고도 지칭됨)로 변환한다. 일부 실시예에서, 조합 펑션(829)은 수학식(2)에 관해 설명한 바와 같은 콘벡스 조합일 수도 있다.
도 8b는 일 실시예에 따라 특정하게 식별된 상이한 컬러들로 입력 이미지(804)를 도시한 것이다. 도시된 바와 같아, 입력 이미지(804)는 적색 특징(870), 녹색 특징들(871), 부분들(721-728)을 포함하는 청색 특징들, 황색 특징들(872), 자홍색 특징들(873), 청록색 특징들(874), 흰색 특징들(875), 및 흑색 특징들(876)(예를 들어, 매우 검은 녹색, 청색 또는 갈색과 같은 임의의 어두운 색)을 포함한다. 컬러 에러들은, 만약 있다면, 컬러 특징들 사이의 인터페이스들에서 일반적으로 인식가능하다. 또한, 적색과 청색 사이의 점차적 페이드가 있는 영역(850)이 도시되어 있다. 도 8c는 서브-이미지(822)를 청색 채널을 위한 백라이트로서 도시하고 있다. 도시한 바와 같이, 일 실시예에 따라 청색을 포함하는 컬러들(예를 들어, 자홍색, 청록색, 백색, 및 청색)은 “청색”이라고 마킹하며, 청색을 포함하지 않는 컬러들(예를 들어, 적색, 녹색, 황색, 및 흑색)은 “어두운 청색” 또는 “낮은 휘도의 청색”이라고 마크된다. 예를 들어, 도 8d는 여기에 도시한 바와 같이 컬러 보상을 갖는 타겟 서브-이미지(827)를 도시하고 있다. 도시한 바와 같이, 황색은 “흑색”이며, 이는 황색 특징들(872)에서는 청색이 가장 중요한 컬러가 아니기 때문에 황색이 청색 채널에 존재하지 않는다는 것을 의미한다. 도 8c의 서브-이미지(822) 및 도 8d의 서브-이미지(827)는 가중치(825)를 이용하여 결합되어 실제 백 라이트 구동 신호 값들을 결정하는데, 이는 또한 백라이트 서브-이미지(880)에서 변환들(예를 들어, 점차적 페이드 영역들)을 위해 제공될 수 있다.
도 9은 본 발명의 일부 실시예들에 따라 로우 앤드 임계 (low end threshold; LET) 기법으로 이용하여 후면 변조기를 동작시키는 예시를 나타내는 흐름도를 나타낸 것이다. 여기서, 흐름도(900)은 임계값(Thresh)보다 작은 R, G, 및/또는, B 값들을 갖는 이들 픽셀들을 식별하고, 이들 Thresh보다 작은 식별값들을 이들 식별된 값들의 최대 컬러 값(ColorMax)과 동일하게 설정하도록 구성될 수도 있는 블록(914)을 포함한다. 이로써, 후면 변조기는 다음 블록(915)에서 (컬러 에러들이 있어서 보상이 필요한) 컬러를 매우 높은 레벨(즉, 밝음)로 구동하려는 것으로부터 배제될 수도 있는데, 이는 하나 이상의 컬러들이 컬러 에러들을 갖는 컬러에 대하여 낮은 픽셀 값들을 갖는 이미지 부분들에서 타겟 (원하는) 컬러를 정확하게 재생하기 위한 것이며, 컬러 에러들이 있는 컬러는 (즉, 컬러 공간에서, R, G, 및 B와 같은 3가지 컬러 중) 다른 컬러들 중 하나 또는 양자 모두보다 더 높은 픽셀 값을 가질 수도 있으며, 이를 위해 전면 변조기가 (도 2a 내지 도 2b에서 블록(220)으로부터 결정되는 바와 같은) 컬러 에러들과 함께 변조되었다. 컬러에 관한 특정한 낮은 픽셀 값들의 잠재적 과포화의 이러한 완화가 수행될 수 있는데, 이는 인간의 시각 시스템이 이러한 낮은 휘도에 기여할 수도 있는 컬러들에서의 가벼운 에러들을 인식할 수 없도록 컬러 요구 보정의 픽셀 값이 낮기 때문이다.
블록(915)은 도 2a 내지 2b 또는 도 6d에서의 예시들로서, 여기에서 설명하고 예시된 3차원 및 필드 시퀀셜 컬러 합성 기법들에 기초하여 타겟 구동 레벨들을 생성한다.
블록(916)은, 블록(916)이 제 2 함수(g(Thresh))보다 작은 값들을 갖는 입력 이미지에서 결정된 픽셀들을 가지는 경우, 및 블록(916)이 대체 후면 변조기 구동 레벨들이 제 3 함수(f(Thresh))보다 크다고 결정되는 경우, 대체 후면 변조기 구동 레벨들(예를 들어, 블록(244)에 의해 결정되는 타겟 후면 변조기 구동 레벨들)을 제 1 함수(h(Thresh))라고 설정하도록 구성된다. 일부 예시들에서, 입력 이미지와 연관된 컬러가 함수 g에 의해 결정되는 컷오프 값보다 작은 경우, 및 대체 서브-이미지와 연관된 구동 레벨들이 함수 f에 의해 결정된 값보다 큰 경우, 대체 서브-이미지들과 연관된 구동 레벨들은 함수 h에 의해 결정되는 컷오프 값에 할당될 수 있다. 표 1은 함수 f, 함수 g, 및 함수 h의 예시적인 설명들을 다음과 같이 제공한다.
표 1
함수 설명
g 컷오프 값을 결정하기 위한 함수
f 대체 휘도 패턴의 제한 값을 결정하기 위한 함수(예를 들어, 타겟 후면 변조기 휘도 프로파일)(구동 레벨들은 다운 샘플링으로부터 결정됨)
h 대체 후면 변조기 구동 레벨들을 생성할 수 있는 함수, 타겟 후면 변조기 구동 레벨들이 함수 f에 의해 제한될 수 있음
파라미터 Thresh는 픽셀 값들이 중요하지 않을 수 있는 값 이하의 로우 엔드 컷오프 값을 특징으로 하도록 구성될 수도 있으며, 이는 인간의 시각적 시스템이 이러한 픽셀 값에서 컬러를 인식할 수 없기 때문이다. 일부 예시들에서, Thresh = 0.1, g = Thresh, f = 3*Thresh, 및 h = 3*Thresh = g이다. 블록(916)은 서브-이미지의 부분들에서 타겟 후면 변조기 구동 레벨들을 제한하도록 구성되는데, 여기서, 블록(915)은 높은 구동 레벨을 생성하지만, 대응하는 입력 이미지는 그 컬러에 관해 낮은 휘도 레벨을 표시한다. 이러한 방식으로 타겟 후면 변조기 구동 레벨들을 제한하는 것은 인접 이미지 영역들에서의 초과 광 오염으로부터 발생하는 아티팩트들을 완화할 수도 있는데, 이는 상이한 변조 요소들로부터 포인트 확산 함수들을 중첩함으로 인한 것이며, 서브-이미지의 어두운 부분들에서 낮은 휘도 광을 정확하게 재생할 필요가 없을 수도 있는데, 그 이유는 인간의 시각적 시스템 상의 메스코픽 시각 효과들(mescopic vision effect)로 인한 것이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예들에 따라, 전면 변조기 및 후면 변조기를 동작시키기 위한 예시적인 제어기의 블록도를 나타낸 것이다. 여기에서, 디스플레이 제어기(1000)는 후면 변조기 생성기(1031), 전면 변조기 파이프라인(1010), 및 전면 변조기 생성기(1011)를 포함한다. 후면 변조기 생성기(1031)는 합성기(1020), 및 보상기(1040)와 변환기(1050)를 갖는 컬러 보정기(1030)를 포함하며, 이들은 여기에서 설명한 각각 기능들을 제공하도록 구성된다. 일부 예시들에서, 입력 이미지들(1004)은 후면 변조기 생성기(1031) 및 전면 변조기 파이프라이(1010) 모두에 감마-인코딩된 이미지들로서 제공될 수 있다. 후면 변조기 생성기(1031)는 후면 변조기 구동 신호들(1080)을 생성하여 후면 변조기의 동작을 제어한다. 즉, 여기에 제공되는 방법들, 기법들, 및 설명을 이용하여 입력 이미지(1004)로부터 내용을 도출하여, 후면 변조기의 각각의 변조 요소들에 관한 적절한 구동 레벨들이 결정될 수 있다. 전면 변조기 생성기(1011)는, 전면 변조기 파이프라인(1010)으로부터의 입력 및 후면 변조기 구동 신호들에 기초하여, 전면 변조기 신호들(1090)을 생성하여 전면 변조기의 동작을 제어한다. 전면 변조기 파이프라인(1010)은 원하는 전체 광 출력 및 백색 포인트를 생성하는 전면 변조기 출력 값들의 생성을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 파이프라인(1010)은 컬러 보정 기법들을 적용할 수도 있으며, 그 값들은 광 시뮬레이션 출력, 색역(gamut)에 관한 수정, 및 전면 변조기 응답으로 구분한다. 입력 이미지들(1004)은 대응하는 광 필드에 부여된 전면 변조기 상의 최적의 디스플레이에 대해 조정될 수도 있다.
컬러 에러들에 대한 참조는, 예시들로서 도 2의 블록(220)에 대한 설명의 콘택스트 내에서 발생하고, 일부 실시예들에 따라 동작가능한 픽셀 모자이크로 이용되는 경우 풀 컬러 제어가 부족한 전면 변조기에 기여되는 이미지 영역들 내의 시각적 아티팩트들을 지칭한다. 블록(220)의 콘텍스트에서, 예시들로서, 후면 변조기는 픽셀이 (자홍색 서브-픽셀 요소에 관한) 적색과 청색 사이 또는 (청록색 서브-픽셀 요소에 관한) 녹색 및 청색 간의 비교에 기초하여 그 값을 선택하도록 제어될 때 발생하는 부정확성을 설명하지 못할 수도 있다. 일부 예시들에서, 선택은 이들 컬러들 중 어느 컬러가 더 높은 RGB 값, 즉 컬러 에러 없이 컬러가 변조되게 하는 값을 가질 수도 있으며, 그 후에 픽셀은 연관된 제 2 컬러(들)을 동일한 값으로 구동하여 컬러 에러들 없이 변조될 청록색-자홍색 모자이크를 시도한다. 그러나, 모든 컬러들에 대해 전면 변조기에 대해 풀 컬러 제어기의 부족은 비-표준 2-컬러 픽셀 모자이크의 사용과 함께 내재되어 있으며, 컬러 선택이 RGB 값들의 최대치에 기초한 이들 실시예들에서, 이러한 컬러 에러들은 후면 변조기 보상의 부족으로 인해 일어나고 전면 변조기에 의해 풀 컬러 제어의 부족을 처리한다. 부수적으로 “컬러 에러들 없이”에 대한 참조는 이들 아티팩트들이 일어나지 않는 특정 컬러 또는 컬러들에 관한 서브-이미지를 변조하는 전면 변조기를 지칭할 수도 있다. 예시들로서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 서브-이미지(272)는 전면 변조기에 의해 (적색 및 녹색을 갖는) 황색에 관한 컬러 에러들 없이 변조되었다. 이러한 예시들에서, 황색은 청색과는 반대로, 블록들(242 및 244)에서 컬러 보상을 요구하지 않을 것이다.
컬러 계층화 콘벡스 조합(CHCC)에 대한 참조는 일부 실시예들에 따라 컬러 우선순위를 선택하도록 구성될 수도 있는 시스템들에 관한 적합한 후면 변조기 구동 레벨들을 결정하는 것을 지칭할 수도 있다.
컬러 중요도 맵(CIM)에 대한 참조는 일부 실시예들에 따라, 이미지 또는 서브-이미지의 각 픽셀에 관한 컬러 우선순위를 나타내는 컬러 우선순위 랭킹들의 어레이를 지칭할 수도 있다.
컬러 우선순위 또는 컬러 우선순위화는, 일부 실시예들에 따라, 이미지 또는 이미지의 일부에서의 컬러들의 랭킹들을 지칭할 수도 있고, 일부 예시들에서 어느 컬러 또는 컬러들이 지각적으로 가장 중요한지를 결정하여 컬러 에러들 없이 입력 이미지를 재생할 수도 있다는 것을 지칭할 수도 있다.
콘트라스트 비에 대한 참조는 일부 실시예들에 따라 풀-온(full-on) 및 풀-오프(full-off) 변조기 신호들로부터 일어나는 휘도에 의해 결정되는 비율을 지칭할 수도 있다.
필드 시퀀셜 컬러 합성에 대한 참조는 고속 시퀀스로 상이한 시간 프레임들을 이용하여 풀 컬러 이미지들을 지각적으로 생성하는 것을 지칭할 수도 있으며, 발명의 명칭이 “컬러 이미지들의 필드 시퀀셜 디스플레이”인 미국 특허출원 공보 제US2008/0186344 A1호에 개시되어 있는 기법들을 지칭할 수도 있으며, 그의 내용들은 일부 예시들에 따라 전체적으로 모든 목적을 위해 여기에 참조로서 통합되어 있다.
높은 동적 범위에 대한 참조는, 일부 실시예들에 따라 가장 어두운 상태들에서 송신되는 광 및 가장 밝은 상태에서 송신되는 광의 커다란 밝기 비율을 갖는 이미지를 디스플레이할 수 있는 이미징 시스템들 및 이미지들을 설명할 수도 있다.
액정 디스플레이에 대한 참조는 투과 광 기술 및/또는 0도와 90도 사이의 (예를 들어, 픽셀-바이-픽셀에 기반하여) 입사광의 극성 상태를 변경시킬 수 있고, 일부 실시예들에 따라 변할 수 있는 특성들을 갖는 광을 송신하며, 다른 실시예들에서 공간 변조를 수행할 수 있는 컴포넌트(들)을 지칭할 수 있다.
국부 및 전체 컬러 우선순위에 대한 참조는, 일부 실시예들에 따라 컬러가 전체 서브-이미지에 대해 우선순위화되는 방식과는 반대로 가장 중요한 컬러와 같은 특정 컬러에 기초하여 이미지 부분들에 대해 결정되는 컬러 우선순위화 방식으로 각각 지칭될 수도 있다.
로우 엔드 임계에 대한 참조는, 일부 실시예들에 따라 3차원 및 필드 시퀀셜 컬러 합성 기법들을 이용하여 활용될 수 있는 아티팩트 감소 기법들을 지칭할 수도 있다.
가장 중요한 컬러(MIC)에 대한 참조는 가장 높은 우선순위를 갖는 것으로 우선순위화된 컬러 또는 컬러들을 지칭할 수도 있는데, 이는 발명의 명칭이 “컬러 이미지들의 필드 시퀀셜 디스플레이”인 미국 특허출원 공보 제US2008/0186344 A1호에 개시되어 있는 기법을 포함하여 여러 방식에서 결정될 수 있으며, 전체적으로 모든 목적을 위해 여기에 참조로서 통합되어 있다.
“가장 중요하다고 식별(또는 우선순위화)되지 않은”에 대한 참조는 일부 실시예에 따라 "가장 중요하지 않다고 식별(또는 우선순위화)되는” 것과 상호 교환적으로 지칭될 수도 있다.
RGB에 대한 참조는 일부 실시예에 따라 0에서 시작하는 선형 휘도 스케일로 각각의 원색을 매핑할 수도 있는 적색, 녹색, 청색 광에 관한 정규화된 컬러 공간을 지칭할 수도 있다.
3차원 컬러 합성에 대한 참조는 비-표준 픽셀 모자이크 및 후면 변조기들(예를 들어, 백라이트들)를 이용하여 풀 컬러 이미지들의 생성을 지칭할 수도 있으며, 발명의 명칭이 “gi상된 디스플레이 이미지 품질을 위한 3차원 컬러 합성”이고, 2005년 4월 1일에 출원된 미국 가특허출원 제60/667,506호에 개시되어 있는 기법들을 포함할 수도 있으며, 그 내용은 전체적으로 모든 목적을 위해 여기에 참조로서 통합되어 있다.
설명한 시스템들, 장치들, 집적 회로들, 컴퓨터-판독가능 매체, 및 방법들은 다양한 애플리케이션들에서 이용가능할 수도 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 실시예들은 모션(예를 들어, 비디오), 모션 없는 이미지, 화면 이미지. 및/또는 텍스트를 디스플레이하도록 구성되는 디바이스에서 구현될 수도 있다. 다른 예시들에서, 하나 이상의 실시예들은 이들로 제한되는 것은 아니지만, 생활 가전들, 아키텍처 구조들, 미적 예술 작품, 청각-시각 디바이스들, 계산기, 캠코더, 카메라 디스플레이들, 시계들, 컴퓨터 모니터들, 디지털 변조기 투사 시스템들, 데이터 투사기들, 디지털 시네마, 디지털 시계들, 전자 사진들, 전자 빌보드들, 전자 디바이스들, 전자 광고판들, 게임 콘솔, 및 주변 디바이스들, 그래픽 장치, 높은 동적 범위(HDR) 디스플레이들, 홈 씨어터 시스템들 및 매체 디바이스들, 평판 디스플레이들, 위치 기반 센서들(GPS) 및 내비게이터들, 핸드핼드 컴퓨터들, 대형 디스플레이들, 의료용 디바이스들, 의료용 이미징 디바이스들 또는 시스템들, MP3 플레이어들, 이동 전화들, 패키징, PDA들, 휴대용 컴퓨터들, 휴대용 투사기들, 투사 시스템들, 스테레오스코픽 디스플레이들, 감시 모니터들, 텔레비전들, 텔레비전 디스플레이들, 차량 관련 제어 및/또는 모니터링 디스플레이들(예를 들어, 조종석 디스플레이, 바람막이 디스플레이, 대쉬보드 디스플레이, 모터사이클 헬멧 바이저 디스플레이, 및 차량 후방 카메라 디스플레이들 등), 손목 시계들 및 무선 디바이스들과 같은 디바이스로 구현될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 함수들 및/또는 서브-프로세스들은 여기에 설명된 임의의 구조에 의해 수행될 수도 있다.
일부 예시들에서, 여기에 설명된 방법들, 기법들, 및 프로세스들은 컴퓨터 프로세서 상의 소프트웨어 명령들에 의해 수행되고/되거나 실행될 수도 있다. 예를 들어, 컴퓨터 또는 다른 디스플레이 제어기 내의 하나 이상의 프로세서들은 프로세서에 접속가능한 프로그램 메모리(예를 들어, 도 3의 저장부/메모리(317))에서 소프트웨어 명령들을 실행함으로써 도 2a 내지 도 2b, 도 5a 내지 도 5c, 및 도 6 내지 도 9의 방법들을 구현할 수도 있다. 추가로, 여기에 설명한 방법들, 기법들, 및 프로세스들은 디스플레이에 연결된 그래픽스 프로세싱 유닛(GPU) 또는 제어 컴퓨터, 또는 필드-프로그램가능 게이트 어레이(FPGA)를 이용하여 풀 프레임 이미지들에 수행될 수도 있다. 이들 방법들, 기법들 및 프로세스들은 또한 프로그램 제품의 형태로 제공될 수도 있으며, 이는 데이터 프로세서에 의해 실행되는 경우, 데이터 프로세서가 이러한 방법들, 기법들, 및/또는 프로세스들을 실행하게 하는 컴퓨터 판독가능 명령들의 일 세트를 수행하는 임의의 매체 및/또는 매체들을 포함할 수도 있다. 프로그램 제품들은 이들로 제한되는 것은 아니지만 플로피 디스켓들을 포함하여 마그네틱 데이터 저장 매체 및 하드 디스크 드라이브들과 같은 물리적 매체; CDROM들 및 DVD들을 포함하는 광 데이터 저장 매체; ROM들, 플래시 RAM, 비-휘발성 메모리들, 섬(thumb)-드라이브들 등; 디지털 또는 아날로그 통신 링크들, 가상 메모리, 네트워크 또는 범용 컴퓨터 네트워크 상의 호스트 저장매체, 및 네트워킹 서버들과 같은 송신 타입 매체를 포함할 수도 있다.
적어도 일부 예시들에서, 상술한 특징들 중 임의의 구조들 및/또는 기능들은 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 회로 소자, 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있다. 이들의 기능 이외에도 상술한 구성 요소 및 구조는 하나 이상의 다른 구조들 또는 요소들로 과장될 수도 있다는 것에 주의한다. 대안으로, 요소들 및 이들의 기능성은 만약 있다면, 구성하는 서브-요소들로 서브분할될 수도 있다. 소프트웨어로서, 상술한 기법들은 언어들, 프레임워크들, 구문, 애플리케이션들, 프로토콜들, 객체들, 또는 기법들을 포맷팅하거나 프로그래밍하는 다양한 타입들을 이용하여 구현될 수도 있으며, 여기에는 오브젝티브 C, C++, C#, Flex™, Fireworks®, Java™, Javascript™, AJAX, COBOL, 포트란(Fortran), ADA, XML, HTML, DHTML, XHTML, HTTP, XMPP, 루비온레일즈(Ruby on Rails) 등을 포함한다. 이들은 다양화될 수 있으나, 제공되는 설명 또는 예시들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 다양한 실시예들 또는 예시들은 여러 방법들로 구현될 수도 있으며, 컴퓨터 판독가능 저장 매체 또는 컴퓨터 네트워크와 같은 컴퓨터 판독가능 매체 및/또는 컴퓨터 판독가능 매체 상의 일련의 프로그램 명령들, 장치, 프로세스, 또는 시스템을 포함하며, 여기서 프로그램 명령들은 광, 전자, 또는 무선 통신 링크들로 전송된다. 일반적으로, 개시된 프로세스들의 동작들은 청구항에서 제시되지 않는다면 임의의 순서로 수행될 수도 있다.
하나 이상의 예시들의 상세한 설명은 첨부 도면들에 따라 제공된다. 상세한 설명은 이러한 예시들과 함께 제공되지만, 임의의 특별한 실시예로 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 의해서만 한정되며, 본 발명은 여러 대체물, 변형물, 및 균등물을 포함한다. 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 여러 특정 상세 항목(details)들이 상세한 설명에 기재되어 있다. 이들 상세 항목들은 예시 목적으로 제공되는 것이며, 본 발명은 이들 특정 상세 항목 전부 또는 일부 없이도 특허청구범위에 따라 실시될 수도 있다. 이들은 상기 교시의 관점에서 수많은 대체물들, 변형물들, 균등물들, 및 변경들이 가능하기 때문에, 총망라되거나 개시된 정확한 형상으로 본 발명을 제한하려는 것은 아니다. 명확히 하기 위해, 본 발명과 관련된 기술 분야들에 공지된 기술 자료는 본 발명을 불필요하게 불명확하게 하지 않기 위해 상세히 설명하지는 않을 것이다.
이러한 설명은 서술 목적으로 특정 명칭을 이용하여 본 발명의 완전한 이해를 제공한다. 그러나, 특정한 상세 설명이 본 발명의 실시를 위해 요구되지 않는다는 것은 명백할 것이다. 실제로, 이러한 설명은 본 발명의 임의의 특징 또는 양태를 임의의 실시예로 제한하는 것으로 해석되어서는 안되며, 오히려 이 실시예의 특징 및 양태들은 다른 예시들과 용이하게 상호 교환될 수 있다. 현저하게, 여기에서 설명한 모든 이익들이 본 발명의 각각의 예시에 의해 실현될 필요는 없으며, 오히려 임의의 특정 예시가 전술한 이점들 중 하나 이상을 제공할 수도 있다. 청구항에서, 요소들 및/또는 동작들은 청구항에서 명확하게 언급되지 않는다면 임의의 특정 동작 순서를 함축하지 않는다. 다음의 청구항 및 이들의 균등물들은 본 발명의 범위를 정의하기 위한 것이다.
120: 합성기 130: 컬러 보정기
150: 후면 변조기 160: 전면 변조기

Claims (45)

  1. 입력 이미지의 백라이트 서브-이미지 생성 방법에 있어서,
    입력 이미지와 연관된 컬러 우선순위 랭킹들의 어레이를 결정하는 단계로서, 상기 어레이는 가장 중요한 것으로 식별되는 컬러들의 제 1 서브세트와 연관된 제 1 부분 및 상기 컬러들의 제 1 서브세트가 가장 중요한 것으로 식별되지 않는 컬러들의 제 2 서브세트와 연관된 제 2 부분을 포함하는, 상기 컬러 우선순위 랭킹들의 어레이 결정 단계;
    상기 컬러들의 제 1 서브세트 및 제 2 서브세트를 갖는 추정된 서브-이미지를 결정하는 단계로서, 상기 추정된 서브-이미지는 상기 입력 이미지의 고 해상도 표현을 포함하고, 상기 추정된 서브-이미지는 전면 변조기상에 재생되도록 구성되고, 상기 추정된 서브-이미지는,
    상기 제 1 부분에 의해 보상되어 상기 추정된 서브-이미지가 상기 컬러들의 제 1 서브 세트로 컬러 에러들 없이 재생되게 하고 상기 컬러들의 제 1 서브세트가 가장 중요한 것으로 우선순위화되는, 제 1 영역들; 및
    상기 제 2 부분들에 의해 구성되어 상기 컬러들의 제 1 서브세트가 가장 중요한 것으로 우선순위화되지 않는 제 2 영역들에서 상기 추정된 서브-이미지가 상기 컬러들의 제 2 서브 세트로 재생되게 하는, 상기 제 2 영역들을 포함하는, 상기 추정된 서브-이미지 결정 단계;
    초기 서브-이미지를 생성하는 단계로서, 상기 초기 서브-이미지는 상기 입력 이미지의 저 해상도 표현을 포함하고, 상기 초기 서브-이미지는 상기 전면 변조기의 풀 컬러 제어(full color control)에 기초하는 초기 백라이트 구동 레벨들을 가지고, 상기 백라이트상에 재생되도록 구성되는, 상기 초기 서브-이미지 생성 단계;
    상기 추정된 서브-이미지에 의해 상기 입력 이미지를 분할하는 것에 기초하여 대체 서브-이미지를 생성하는 단계로서, 상기 대체 서브-이미지는 상기 입력 이미지의 저 해상도 표현을 포함하고, 상기 대체 서브-이미지는 백라이트상에 재생되도록 구성되고, 상기 백라이트상에 재생되는 상기 입력 이미지의 저 해상도 표현과 상기 전면 변조기상에 재생되는 상기 입력 이미지의 고 해상도 표현의 조합은 상기 입력 이미지를 생성하는, 상기 대체 서브-이미지 생성 단계;
    유효 백라이트 구동 레벨들을 도출하기 위해 상기 대체 서브-이미지 및 상기 초기 서브-이미지에 조합 펑션을 적용하는 단계; 및
    상기 백라이트 서브-이미지의 디스플레이를 수행하기 위해 상기 유효 백라이트 구동 레벨들을 표시하는 신호를 인가하는 단계를 포함하는, 입력 이미지의 백라이트 서브-이미지 생성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 추정된 서브-이미지는 N 서브-픽셀 요소들을 갖는 픽셀 모자이크를 포함하는 컬러 필터를 갖는 이미지 디스플레이 시스템에서 N 컬러들에 대한 컬러 에러들 없이 결정되고, 상기 컬러 필터는 상기 전면 변조기의 광 경로를 따라 배치되는, 입력 이미지의 백라이트 서브-이미지 생성 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    N=2이고 상기 컬러 필터는 두 개의 서브-픽셀 요소들을 포함하는 두 개의 컬러 픽셀 모자이크인, 입력 이미지의 백라이트 서브-이미지 생성 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 추정된 서브-이미지는 컬러 우선순위화 기술들에 기초하여 국부적으로 결정된 컬러들에 대한 컬러 에러들 없이 결정되는, 입력 이미지의 백라이트 서브-이미지 생성 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컬러 우선순위 랭킹들의 어레이를 결정하는 단계는:
    컬러 중요도 맵(color importance map)을 생성하여 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분을 서로의 2진 표현들로서 포함하는 단계를 포함하는, 입력 이미지의 백라이트 서브-이미지 생성 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가장 중요한 것으로 우선순위화된 상기 컬러들의 제 1 서브세트는 적색, 녹색, 및 청색의 포토픽 비(photopic ratio)들을 이용한 컬러 우선순위 방식에 기초한, 입력 이미지의 백라이트 서브-이미지 생성 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조합 펑션을 적용하는 단계는:
    상기 대체 서브-이미지와 상기 초기 서브-이미지간의 평균을 적용하는 단계를 포함하는, 입력 이미지의 백라이트 서브-이미지 생성 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조합 펑션을 적용하는 단계는:
    상기 대체 서브-이미지와 상기 초기 서브-이미지의 가중된 조합을 적용하는 단계를 포함하는, 입력 이미지의 백라이트 서브-이미지 생성 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조합 펑션을 적용하는 단계는:
    유효 백라이트 구동 레벨들을 도출하기 위해 상기 대체 서브-이미지 및 상기 초기 서브-이미지와 연관된 휘도 강도들 및 가중된 평균치들의 어레이(an array of weighted-averages)에 조합 펑션을 적용하는 단계를 포함하고,
    상기 가중된 평균치들의 어레이는 상기 컬러들의 제 2 서브세트의 퍼센티지(percentage)에 대해 가장 중요한 것으로 우선순위화된 상기 컬러들의 제 1 서브세트의 퍼센티지를 표시하는, 입력 이미지의 백라이트 서브-이미지 생성 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 가중된 평균치들의 어레이는 히스토그램을 구성하는, 입력 이미지의 백라이트 서브-이미지 생성 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 조합 펑션은 컬러 계층화 콘벡스 조합(color hierarchical convex combination)을 구성하는, 입력 이미지의 백라이트 서브-이미지 생성 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 컬러 계층화 콘벡스 조합은:
    LPeffective = Image1 * 가중치(Weight) + Image2 * (1-가중치(Weight))를 포함하며,
    상기 LPeffective는 상기 유효 백라이트 구동 레벨들에 대응하는 유효 광 패턴들을 포함하며, 상기 Image1은 상기 초기 서브-이미지를 포함하고, 상기 Image2는 상기 대체 서브-이미지를 포함하며, 상기 가중치(Weight)는 상기 히스토그램을 포함하는, 입력 이미지의 백라이트 서브-이미지 생성 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초기 서브-이미지는 시뮬레이팅된 광 필드로부터 결정되고,
    상기 시뮬레이팅된 광 필드는 상기 전면 변조기상에 상기 백라이트에 의해 투사될 상기 광 필드의 예측 또는 추정치인, 입력 이미지의 백라이트 서브-이미지 생성 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컬러 우선순위 랭킹들의 어레이를 결정하는 단계는:
    상기 컬러들의 제 1 서브세트 및 제 2 서브세트 중 최대 컬러 값을 식별하는 단계; 및
    임계값(Thresh) 미만으로 결정되는 상기 컬러들의 제 1 서브세트 및 제 2 서브세트 중 특정한 것들의 각각에 상기 최대 컬러 값을 할당하는 단계를 추가로 포함하는, 입력 이미지의 백라이트 서브-이미지 생성 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 입력 이미지와 연관된 컬러 데이터 값들이 함수 (g)에 의해 표현되는 제 2 컷오프 값보다 작은 경우, 및 상기 대체 서브-이미지와 연관된 구동 레벨들은 함수 (f)에 의해 표현된 컷오프 값보다 큰 경우, 상기 대체 서브-이미지들과 연관된 구동 레벨들을 함수 h에 의해 표현되는 제 1 컷오프 값에 할당하는 단계를 추가로 포함하는, 입력 이미지의 백라이트 서브-이미지 생성 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    Thresh = 0.1, g = Thresh, f = 3*Thresh, 및 h= 3*Thresh인, 입력 이미지의 백라이트 서브-이미지 생성 방법.
  17. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대체 서브-이미지를 생성하는 단계는 역 블러 시뮬레이션(reverse blur simulation)을 상기 대체 서브-이미지에 적용함으로써 상기 백라이트의 포인트 스프레드 펑션(point spread function)에 기초하여 상기 대체 서브-이미지를 예측하는 단계를 포함하는, 입력 이미지의 백라이트 서브-이미지 생성 방법.
  18. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 구성된, 제어기.
  19. 이미지 디스플레이 시스템에 있어서,
    입력 이미지의 저 해상도 표현인 백라이트 서브-이미지를 생성하도록 동작가능한 백라이트로서, 상기 백라이트 서브-이미지는 상기 입력 이미지로부터 도출된 컬러들의 제 1 서브세트 및 제 2 서브세트 중 특정한 것의 컬러 보정을 용이하게 하도록 구성된 컬러 중요도 맵으로부터 형성되는, 상기 백라이트;
    중간 서브-이미지를 생성하기 위해 상기 백라이트 서브-이미지와 연관된 광에 의해 조명되도록 구성되는 전면 변조기로서, 상기 백라이트 서브-이미지는 상기 중간 서브-이미지가 상기 컬러들의 제 1 및 제 2 서브세트들 중 하나와 연관된 컬러 에러들 없이 생성될 상기 컬러들의 제 1 및 제 2 서브세트들을 갖게 하는, 상기 전면 변조기;
    상기 중간 서브-이미지를 필터링하여 그에 의해 상기 입력 이미지를 표현하는 디스플레이 가능한 이미지를 생성하기 위한 상기 전면 변조기의 픽셀들에 배치된 픽셀 모자이크; 및
    상기 제 18 항의 상기 제어기를 포함하는, 이미지 디스플레이 시스템.
  20. 하나 이상의 프로세서들상에 실행될 때 상기 하나 이상의 프로세서들이 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 방법을 수행하게 하는 명령들을 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
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