專(zhuān)利名稱(chēng)：用于高亮度子像素布局的改進(jìn)的子像素著色濾光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及用于將第一色彩空間的圖像數(shù)據(jù)著色到顯示器系統(tǒng)上的方法和系統(tǒng)，該顯示器可以將圖像數(shù)據(jù)著色到第二色彩空間中。
背景技術(shù)：
在下列權(quán)利共有的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中，揭示了用于為圖像顯示設(shè)備提高成本/性能曲線(xiàn)的新型子像素排列，這些申請(qǐng)中每一個(gè)的全部在這里通過(guò)參考引用(1)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.09/916,232(“‘232號(hào)申請(qǐng)”)，標(biāo)題為“ARRANGEMENT OF COLOR PIXELS FOR FULL COLOR IMAGINGDEVICES WITH SIMPLIFIED ADDRESSING”，申請(qǐng)日2001年7月25日；(2)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/278,353(“‘353號(hào)申請(qǐng)”)，標(biāo)題為“IMPROVEMENTS TO COLOR FLAT PANEL DISPLAY SUB-PIXELARRANGEMENTS AND LAYOUTS FOR SUB-PIXEL RENDERING WITHINCREASED MODULATION TRANSFER FUNCTION RESPONSE”，申請(qǐng)日2002年10月22日；(3)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/278,352(“‘352號(hào)申請(qǐng)”)，標(biāo)題為“IMPROVEMENTS TO COLOR FLAT PANEL DISPLAY SUB-PIXELARRANGEMENTS AND LAYOUTS FOR SUB-PIXEL RENDERING WITHSPLIT BLUE SUB-PIXELS”，申請(qǐng)日2002年10月22日；(4)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/243,094(“‘094號(hào)申請(qǐng)”)，標(biāo)題為“IMPROVED FOUR COLORARRANGEMENTS AND EMITTERS FOR SUB-PIXEL RENDERING”，申請(qǐng)日2002年9月13日；(5)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/278,328(“‘328號(hào)申請(qǐng)”)，標(biāo)題為“IMPROVEMENTS TO COLOR FLAT PANEL DISPLAYSUB-PIXEL ARRANGEMENTS AND LAYOUTS WITH REDUCED BLUELUMINANCE WELL VISIBILITY”，申請(qǐng)日2002年10月22日；(6)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/278,393(“‘393號(hào)申請(qǐng)”)，標(biāo)題為“COLOR DISPLAYHAVING HORIZONTAL SUB-PIXEL ARRANGEMENTS AND LAYOUTS”，申請(qǐng)日2002年10月22日；(7)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/347,001(“‘001號(hào)申請(qǐng)”)，標(biāo)題為“IMPROVED SUB-PIXEL ARRANGEMENTS FORSTRIPED DISPLAYS AND METHODS AND SYSTEMS FOR SUB-PIXELRENDERING SAME”，申請(qǐng)日2003年1月16日。
對(duì)于在水平方向具有偶數(shù)個(gè)子像素的特定子像素重復(fù)組，揭示了下列系統(tǒng)和技術(shù)來(lái)產(chǎn)生改進(jìn)，例如，正確的點(diǎn)反轉(zhuǎn)模式和其它改進(jìn)，在這里通過(guò)參考引用它們的全部?jī)?nèi)容(1)標(biāo)題為“IMAGE DERADATION CORRECTIONIN NOVEL LIQUID CRYSTAL DISPLAY”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)10/456,839；(2)標(biāo)題為“IMAGE DEGRADATION IN NOVEL LIQUID CRYSTALDISPLAY”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)10/455,925；(3)標(biāo)題為“SYSTEMANDMETHOD OF PERFORMANCE DOT INVERSION WITH STANDARDDRIVERS AND BACKPLANE ON NOVEL DISPLAY PANEL LAYOUT”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)10/455,931；(4)標(biāo)題為“SYSTEM AND METHOD FORCOMPENSATING FOR VISUAL EFFECTS UPON PANELS HAVING FIXEDPATTERN NOISE WITH REDUCED QUANTIZATION ERROR”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)10/456,927；(5)標(biāo)題為“DOT INVERSION ON NOVEL DISPLAYPANEL LAYOUTS WITH EXTRA DRIVERS”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)10/456,806；(6)標(biāo)題為“LIQUID CRYSTAL DISPLAY BACKPLANELAYOUTS AND ADDRESSING FOR NON-STANDARD SUBPIXELARRANGEMENTS”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)10/456,838；(7)2003年10月28號(hào)申請(qǐng)的、標(biāo)題為“IMAGE DEGRADATION CORRECTION IN NOVELLIQUID CRYSTAL DISPLAY WITH SPLIT BLUE SUBPIXEL”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)10/696,236；(8)2004年3月23號(hào)申請(qǐng)的、標(biāo)題為“IMPROVEDTRANSISTOR BACKPLANE FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAYCOMPRISING DIFFERENT SIZED SUBPIXEL”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)10/807,604。
當(dāng)與這些申請(qǐng)中以及如下公有美國(guó)專(zhuān)利中所進(jìn)一步揭示的子像素著色(SPR)系統(tǒng)和方法結(jié)合的時(shí)候，這些改善將特別明顯(1)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/051,612(“‘612號(hào)申請(qǐng)”)，標(biāo)題為“CONVERSION OF RGBPIXEL FORMAT DATA TO PENTILE MATRIX SUB-PIXEL DATAFORMAT”，申請(qǐng)日2002年1月16日；(2)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/150,355(“‘355號(hào)申請(qǐng)”)，標(biāo)題為“METHODS AND SYSTEMS FOR SUB-PIXELRENDERING WITH GAMMA ADJUSTMENT”，申請(qǐng)日2002年5月17日；(3)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/215,843(“‘843號(hào)申請(qǐng)”)，標(biāo)題為“METHODS AND SYSTEMS FOR SUB-PIXEL RENDERING WITHADAPTIVE FILTERING”，申請(qǐng)日2002年8月8日；(4)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/379,767，標(biāo)題為“SYSTEMS AND METHODS FOR TEMPORALSUB-PIXEL RENDERING OF IMAGE DATA”，申請(qǐng)日2003年3月4日；(5)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/379,765，標(biāo)題為“SYSTEMS AND METHODSFOR MOTION ADAPTIVE FILTERING”，申請(qǐng)日2003年3月4日；(6)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/379,766，標(biāo)題為“SUB-PIXEL RENDERINGSYSTEM AND METHOD FOR IMPROVED DISPLAY VIEWING ANGLES”申請(qǐng)日2003年3月4日；(7)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/409,413，標(biāo)題為“IMAGE DATA SET WITH EMBEDDED PRE-PIXEL RENDERED IMAGE”，申請(qǐng)日2003年4月7日。在這里引入這些專(zhuān)利的全部作為參考。
在權(quán)利共有的并共同等待審批的下列美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中，揭示了全范圍轉(zhuǎn)換和映射的改進(jìn)(1)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/691,200，標(biāo)題為“HUEANGLE CALCULATION SYSTEM AND METHODS”，申請(qǐng)日2003年10月21日；(2)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/691,377，標(biāo)題為“METHOD ANDAPPARATUS FOR CONVERTING FROM SOURCE COLOR SPACE TORGBW TRARGET COLOR SPACE”，申請(qǐng)日2003年10月21日”，申請(qǐng)日2003年10月21日；(3)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/691,396，標(biāo)題為“METHODAND APPARATUS FOR CONVERTING FROM A SOURCE COLOR SPACETO A TRARGET COLOR SPACE”，申請(qǐng)日2003年10月21日；和(4)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/690,716，標(biāo)題為“GAMUT CONVERSION SYSTEMAND METHODS”，申請(qǐng)日2003年10月21日。在這里引入這些專(zhuān)利的全部作為參考。
在下列申請(qǐng)中描述了額外的優(yōu)點(diǎn)(1)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/696,235，標(biāo)題為“DISPLAY SYSTEM HAVING IMPROVED MULTIPLEMODES FOR DISPLAYING IMAGE DATA FROM MULITIPLE INPUTSOURCE FORMATS”，申請(qǐng)日2003年10月28日；和(2)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/696,026，標(biāo)題為“SYSTEM AND METHOD FOR PERFORMINGIMAGE RECONSTRUCTION AND SUBPIXEL RENDERING TO EFFECTSCALING FOR MULTI-MODE DISPLAY”，申請(qǐng)日2003年10月28日。
此外，下列權(quán)利共有并共同等待審批的申請(qǐng)的全部在這里作為參考引用(1)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)[專(zhuān)利代理人備審案件第08831.0064號(hào)]，標(biāo)題為“SYSTEM AND METHOD FOR IMPROVING SUB-PIXEL RENDERINGOFIMAGE DATA IN NON-STRIPED DISPLAY SYSTEMS”；(2)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)[專(zhuān)利代理人備審案件第08831.0065號(hào)]，標(biāo)題為“SYSTEMS ANDMETHODS FOR SELECTING A WHITE POINT FOR IMAGE DISPLAY”；(3)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)[專(zhuān)利代理人備審案件第08831.0066號(hào)]，標(biāo)題為“NOVELSUBPIXEL LAYOUTS AND ARRANGEMENTS FOR HIGH BRIGHTNESSDISPLAYS”；(4)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)[專(zhuān)利代理人備審案件第08831.0067號(hào)]，標(biāo)題為“SYSTEMS AND METHODS FOR IMPROVED GAMUTMAPPING FROM ONE IMAGE DATA SET TO ANOTHER”。在這里引入這些專(zhuān)利作為參考。本說(shuō)明書(shū)中提到的所有專(zhuān)利以它們的全部在這里通過(guò)參考引用。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，給出了將第一色彩空間的圖像數(shù)據(jù)著色到第二色彩空間的所述顯示器上的系統(tǒng)和方法。合適的顯示器可以實(shí)質(zhì)上包括子像素重復(fù)組，所述組可以進(jìn)一步包括至少一個(gè)白色子像素和多個(gè)彩色子像素。所述方法的步驟和系統(tǒng)包括輸入要在所述顯示器上著色的圖像數(shù)據(jù)；將所述圖像數(shù)據(jù)從所述第一色彩空間轉(zhuǎn)換到所述第二色彩空間的圖像數(shù)據(jù)以及對(duì)每個(gè)單獨(dú)色彩平面進(jìn)行子像素著色。


構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分而結(jié)合在本說(shuō)明書(shū)內(nèi)的附圖，是用來(lái)解說(shuō)本發(fā)明的示范性的具體實(shí)施方案和實(shí)施例，這些圖連同有關(guān)敘述則用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。
圖1到3B是按照本發(fā)明的原理所制造的各種類(lèi)型的顯示器的高亮度布局的實(shí)施例。
圖4是用于以上高亮度布局中的一個(gè)布局的色彩平面中一個(gè)色彩平面的重新采樣(resampling)的示范性實(shí)施例。
圖5A和5B是按照本發(fā)明的原理所制造的顯示器的高亮度布局的其它實(shí)施例。
圖6是用于圖5所示布局的色彩平面中的一個(gè)色彩平面的重新采樣的示范性實(shí)施例。
圖7和8是按照本發(fā)明的原理所制造的顯示器的高亮度布局的其它實(shí)施例。
圖9是用于圖8所示布局的色彩平面中的一個(gè)色彩平面的重新采樣的一個(gè)示范性實(shí)施例。
圖10是迭加在目標(biāo)3色彩子像素布局上的重構(gòu)網(wǎng)格(grid)的一個(gè)示例。
圖11到14C是各種不同重新采樣區(qū)域(resample area)的例子，這些重新采樣區(qū)域取決于輸入圖像數(shù)據(jù)網(wǎng)格對(duì)于目標(biāo)子像素布局的相對(duì)定位。
圖15是相對(duì)于輸入圖像數(shù)據(jù)網(wǎng)格而移位的3色彩目標(biāo)子像素布局的相對(duì)位置的另一個(gè)實(shí)施例。
圖16A到18C是用于圖15的示例的各種不同重新采樣區(qū)域的示例。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)地參考具體實(shí)施方案和實(shí)施例，它們的范例顯示在附圖中。無(wú)論在何處，只要可能將在所有附圖中采用相同的參考號(hào)碼來(lái)稱(chēng)謂相同或類(lèi)似的部分。
5色彩系統(tǒng)w/白色的子像素著色圖1示出實(shí)質(zhì)上由所示子像素重復(fù)組102所組成的高亮度多基色顯示器100的部分的一個(gè)實(shí)施例。組102是8子像素的重復(fù)組，包括白色(或者沒(méi)有色彩濾光器)子像素104、紅色子像素106、綠色子像素108、藍(lán)色子像素110和青色子像素112。加入白色子像素是為了幫助實(shí)現(xiàn)顯示器的高亮度性能。另外，因?yàn)閷?duì)于子像素著色(SPR)，白色子像素是成為亮度中心的良好候選物——白色，作為占大多數(shù)的子像素，給出高調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF，MTF＝Modulation Transfer Function)極限性能。在這個(gè)實(shí)施例中，具有相同數(shù)目的紅色、綠色、青色和藍(lán)色子像素——當(dāng)然，其它實(shí)施例可能與該色彩劃分有某種偏離。已知白色子像素給系統(tǒng)增加亮度，而青色色彩的使用是為了給出較寬的色彩色域(color gamut)，把占少數(shù)的子像素的色彩點(diǎn)設(shè)置成為深度飽和以得到寬廣的色彩色域可能是有利的。應(yīng)當(dāng)注意這些色彩點(diǎn)和能量?jī)H僅“大致地”是描述為“紅色”、“綠色”、“藍(lán)色”、“青色”和“白色”的色彩。當(dāng)所有子像素處于它們的最亮狀態(tài)時(shí)，可以調(diào)節(jié)確切的色彩點(diǎn)來(lái)允許期望的白色點(diǎn)。
圖2示出高亮度的5色彩顯示器的另一個(gè)實(shí)施例的部分。此處，子像素重復(fù)組是重復(fù)組202——因?yàn)樯首酉袼刂糜?邊形網(wǎng)格(hexagonal grid)上，該重復(fù)組大于圖1中所示的重復(fù)組。6邊形網(wǎng)格的一個(gè)可能的優(yōu)點(diǎn)，是它趨向于把傅里葉能量(Fourier energy)在較多的方向和點(diǎn)處分散。這對(duì)于由藍(lán)色子像素所引起的暗亮度井(dark luminance well)可能特別有用。另一個(gè)可能的優(yōu)點(diǎn)，是每一行包括所有的4種色彩以及白色子像素，而允許水平線(xiàn)可成為完全銳化的黑色和白色，而沒(méi)有色度混疊(chromatic aliasing)采用這種布局的顯示器系統(tǒng)的一個(gè)可能實(shí)施例，可對(duì)圖像數(shù)據(jù)作如下的處理和著色(1)如果需要，把常規(guī)的數(shù)據(jù)(例如RGB、sRGB、YcbCr、或類(lèi)似的數(shù)據(jù)，RBG＝Red、Green、blue，紅綠藍(lán)sRGB＝non-linear RGB，非線(xiàn)性紅綠藍(lán)；YcbCr＝Y(jié)ellow、CyanRed、CyanBlue，黃青藍(lán)青紅)轉(zhuǎn)換成RGBCW+L(紅綠藍(lán)青白+亮度，L＝LUMINANCE，亮度)圖像數(shù)據(jù)；(2)對(duì)每一單獨(dú)的色彩平面進(jìn)行子像素著色；(3)利用“L”(或“亮度”)平面來(lái)銳化每個(gè)色彩平面。
子像素著色濾光器核(kernel)，可根據(jù)早些時(shí)候在上述若干結(jié)合引用的申請(qǐng)書(shū)中所揭示過(guò)的區(qū)域重新采樣理論(area resampling theory)來(lái)建立。兩種布局都可以用具有一對(duì)一映射的數(shù)據(jù)集來(lái)進(jìn)行子像素著色。也就是說(shuō)，把一個(gè)輸入的常規(guī)像素映射為一個(gè)白色子像素。白色子像素然后可充分地重建圖像的非飽和亮度信號(hào)的大部分。于是那些環(huán)繞四周的彩色子像素工作來(lái)提供色彩信號(hào)。只要帶有或不帶有色域擴(kuò)展的色彩色域映射(color gamutmapping)可以進(jìn)行操作將色彩信號(hào)的格式轉(zhuǎn)換為子像素著色引擎(subpixelrendering engine)期望的RGBCW，輸入圖像可具有任何的色彩信號(hào)的格式。將可知曉這種區(qū)域重新采樣濾光器可由其它適當(dāng)?shù)淖酉袼刂夹g(shù)代替使用雙三次濾光器、正弦濾光器、窗口正弦濾光器的重新采樣及其中的任何卷積。還將知曉，本發(fā)明的范圍包含了這些其它技術(shù)的應(yīng)用。
由于白色子像素被一對(duì)一地進(jìn)行映射，它們可使用單位濾光器，而不需要另作處理?？墒褂脦追N可能的核來(lái)對(duì)色彩平面進(jìn)行濾光。例如，假設(shè)圖像是頻帶限制(band-limited)的，一個(gè)實(shí)施例可把色彩平面的每一個(gè)和亮度平面的相位移到沿水平方向的色彩子像素的間隙位置。這可以利用簡(jiǎn)單的三次內(nèi)插濾光器-1/16，9/16，9/16，-1/16來(lái)完成。應(yīng)當(dāng)注意白色平面可不需要移位。對(duì)于非頻帶限制的圖像(例如，文本或圖像中的清晰邊緣)可以不需要如上的三次濾光相位偏移。
于是，色彩平面可用區(qū)域重新采樣濾光器進(jìn)行濾光?？蛇x擇性地加上應(yīng)用到亮度的高斯差分(DOG)濾光器，此處給出例子121242121 (除以16)對(duì)于六邊形和正方形排列的區(qū)域重新采樣濾光器00 -2 0 0-1 0 00 -100 80 0-1 0 00 -100 -2 0 0(除以16)對(duì)于圖2的六邊形排列的DOG濾光器應(yīng)當(dāng)注意非零數(shù)值與相同的色彩一致，來(lái)保持平衡該色彩。使用亮度信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化的“跨色(cross-color)”銳化。
在另一個(gè)實(shí)施例中，可進(jìn)行實(shí)際的跨色銳化，即在色彩濾光器的核之間分配跨色系數(shù)的數(shù)值，從而這些矩陣加在一起達(dá)到如以上那樣的所需的數(shù)。一種可能有用的方法是，把實(shí)際的子像素亮度——紅色、綠色、藍(lán)色和青色——除以進(jìn)行銳化的色彩的亮度值，然后把它乘以上述矩陣與一個(gè)適當(dāng)?shù)囊?guī)一化常數(shù)的乘積，從而它歸總起來(lái)達(dá)到上面的矩陣。另一種方法可以是不進(jìn)行規(guī)一化，這將意味著某些色彩將會(huì)經(jīng)受大于單位增益的銳化。那些經(jīng)受最大增益的色彩將是具有最低亮度的色彩。這個(gè)最后的特性對(duì)于降低高空間頻率細(xì)節(jié)的“不清楚”可以是有用的，提高了信號(hào)的質(zhì)量。在色彩上使用變化的銳化增益的方法和技術(shù)也可由如以上的亮度信號(hào)所驅(qū)動(dòng)。
在一個(gè)實(shí)施例中，把銳化矩陣的數(shù)值乘以常數(shù)，使得對(duì)系統(tǒng)的增益有可能進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)于這個(gè)實(shí)施例，如果該常數(shù)小于1，則濾光器比較柔和(softer)；如果大于1，則濾光器比較銳化(sharper)。當(dāng)然，利用不同矩陣和常數(shù)的其它實(shí)施例也是本發(fā)明所預(yù)期的。
還應(yīng)當(dāng)注意一個(gè)可能的方法使用最簡(jiǎn)單的子像素著色濾光器核——具有主要利用比特移位除法和加法實(shí)現(xiàn)的數(shù)學(xué)運(yùn)算。其它方法和實(shí)施例可給出需要更多多比特精度乘法器的數(shù)值。當(dāng)然，進(jìn)行色彩色域映射也可能需要這樣的乘法器。
與跨色銳化一樣，系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例也可使用通過(guò)把兩個(gè)矩陣相加的自身銳化來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，以下的矩陣對(duì)于圖2的排列可以是有用的00 -20 0-1 1 2 1 -102 122 0-1 1 2 1 -100 -20 0(除以16)由于不管輸入的常規(guī)像素?cái)?shù)據(jù)的格式如何，它們到多基色空間的映射是不確定的，這就可以引進(jìn)一種可以有利的自由度。例如，選擇任何已知的算法，將總是給出全部正確的色彩；但可能沒(méi)有給出最佳的視覺(jué)結(jié)果。例如，不是全都具有相同的亮度的色彩子像素，對(duì)于許多非最優(yōu)的映射可能引進(jìn)一種寄生圖案。所期望的色彩映射將對(duì)給定色彩的片給出最均勻的紋理，在最廣闊的色彩、色調(diào)、飽和度、和亮度范圍上將亮度調(diào)制的可見(jiàn)的空間頻率最小化。這種映射將容許通過(guò)以上所揭示的算法而顯示精細(xì)的細(xì)節(jié)。在另一個(gè)實(shí)施例中，如果沒(méi)有單個(gè)的變換矩陣對(duì)于所有的色彩提供最優(yōu)結(jié)果，系統(tǒng)可以多個(gè)變換矩陣來(lái)工作。建立域，或甚至可連續(xù)地變化的變換可能是有利的。
對(duì)新型RGBW(RGBW＝Red、Green、Blue、White，紅綠藍(lán)白)面板進(jìn)行著色在許多情況中，將要求新型RGBW面板(和這方面的5色彩、6色彩、n色彩面板)來(lái)對(duì)傳統(tǒng)RGB或其它3色彩圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行著色。在以上結(jié)合引用的許多申請(qǐng)書(shū)中，描述了用于通過(guò)對(duì)修改的常規(guī)圖像數(shù)據(jù)集的重新采樣來(lái)進(jìn)行子像素著色的各種實(shí)施例。這種修改是每一個(gè)輸入的常規(guī)像素都具有四種(或更多種)色彩——而不是3種——色彩分量數(shù)值，例如紅色、綠色、藍(lán)色和“白色”。加引號(hào)的“白色”是表示當(dāng)所有子像素都設(shè)置于它們的最大值時(shí)，該色彩(即“白色”)點(diǎn)可以或可以不位于顯示器的白色點(diǎn)處?？赡芷谕裄GB空間轉(zhuǎn)換到RGBW空間(或其它多基色色彩空間)的任何色域映射算法(GMA＝Gamut Mapping Algorithm)，在進(jìn)行子像素著色之前進(jìn)行以阻止圖像被模糊化。可以設(shè)計(jì)濾光器組(filter set)，來(lái)對(duì)于文本和照片兩者都產(chǎn)生良好的結(jié)果。例如，在結(jié)合引用的第‘094號(hào)專(zhuān)利申請(qǐng)書(shū)中，就示有一些新型RGBW和RGBC(RGBC＝Red、Green、Blue、Cyan，紅綠藍(lán)青)布局。對(duì)于這些布局，用于具有紅/綠棋盤(pán)狀圖案的布局的子像素著色的濾光器的一個(gè)實(shí)施例如下所示-.0625 0 -.0625 0 .125 0-0.625 .125-.06250 .25 0+ .125 .5 .125 ＝ .125 .75.125-.0625 0-.0625 0.125 0-0.625 .125-.0625DOG子波 + 區(qū)域重新采樣 ＝ 跨色銳化核對(duì)紅色和綠色的色彩平面進(jìn)行區(qū)域重新采樣，來(lái)去除將會(huì)引起色度混疊的任何空間頻率。利用跨色分量，使用DOG子波來(lái)銳化圖像。也就是說(shuō)，用紅色的色彩平面來(lái)銳化綠色子像素圖像，而用綠色的色彩平面來(lái)銳化紅色子像素圖像。這允許將跨色亮度信號(hào)加到色彩子像素上，在色彩圖像內(nèi)“填充空洞”。應(yīng)當(dāng)注意對(duì)于單色圖像，跨色DOG子波銳化的結(jié)果，與自身色彩銳化的結(jié)果相同。還應(yīng)當(dāng)注意以上所揭示的系數(shù)，是一個(gè)特定實(shí)施例的示范，而且本發(fā)明預(yù)期可滿(mǎn)足需要的具有適當(dāng)系數(shù)的許多其它矩陣。
可使用多個(gè)濾光器中的一個(gè)來(lái)對(duì)藍(lán)色平面進(jìn)行區(qū)域重新采樣。例如，可用簡(jiǎn)單的2×2箱式濾光器對(duì)藍(lán)色進(jìn)行區(qū)域重新采樣.25 .25.25 .25替代地，也可使用中心位于藍(lán)色子像素上的箱式-帳篷式濾光器(box-tentfilter)對(duì)藍(lán)色平面進(jìn)行區(qū)域重新采樣.125 .25 .125.125 .25 .125此外，也可使用多個(gè)濾光器中的一個(gè)來(lái)對(duì)白色平面進(jìn)行濾光。例如，可使用一個(gè)非軸可分離的4×4箱式-三次濾光器(box-cubic filter)來(lái)對(duì)白色或青色平面來(lái)進(jìn)行重新采樣-1/32 -1/32-1/32 10/32 10/32 -1/32-1/32 10/32 10/32 -1/32-1/32 -1/32替代地，為了有助于去除在白色或青色子像素上既無(wú)相位誤差也無(wú)混疊，可以使用軸可分離的3×4帳篷式三次濾光器
-1/64 -1/32 -1/649/64 9/32 9/649/64 9/32 9/64-1/64 -1/32 -1/64箱式-三次濾光器和帳篷式-三次濾光器的使用，可幫助減少照片中的摩爾紋(moiré artifacts)，而同時(shí)通過(guò)利用白色子像素的中點(diǎn)(mid-position)仍然保持文本的銳度。雖然沒(méi)有必要，但有時(shí)可能對(duì)藍(lán)色平面和白色平面這兩者使用相同的濾光器。一可以對(duì)兩者使用簡(jiǎn)單的箱式濾光器或帳篷式濾光器，或者對(duì)兩者使用箱式-三次濾光器或帳篷式-三次濾光器。替代地，對(duì)兩者可選擇三次濾光器。
圖3A和3B示出具有如圖所示的子像素重復(fù)組的高亮度顯示器的實(shí)施例。雖然這些布局可以具有任何可能的寬高比(aspect ratio)，但圖3A和3B描述的該布局的所有子像素的寬高比全部為1∶3。這產(chǎn)生與可能的正方形外形或2∶3的寬高比相比更高和更瘦的子像素。該布局包括一種組合，該組合中藍(lán)色子像素的尺寸和紅色及綠色子像素相同，而且數(shù)目也和它們相等——結(jié)果形成一種基本上色彩平衡的RGBW布局，這是因?yàn)槔猛瑯拥臑V光器的紅色、綠色和藍(lán)色的發(fā)光器的區(qū)域覆蓋與在常規(guī)RGB顯示器面板中所能找到的相同。
圖3A和3B的布局具有潛在的好處是，通過(guò)色彩濾光器中適當(dāng)?shù)母淖?，即可在?biāo)準(zhǔn)的RGB條紋背板(RGB stripe backplane)上制造這些布局。具有這些布局中一個(gè)布局的面板的一個(gè)實(shí)施例，可以使用如在本說(shuō)明書(shū)內(nèi)或在結(jié)合引用的專(zhuān)利申請(qǐng)書(shū)中所論及的任何適當(dāng)形式的子像素著色(SPR)算法。
在一個(gè)實(shí)施例中，輸?shù)斤@示器的圖像源數(shù)據(jù)可假定為具有正方形的寬高比——從而，不需縮放，每個(gè)輸入像素將映射到該布局內(nèi)的三個(gè)子像素?？墒?，這些寬高比為1∶3的RGBW布局，是每個(gè)重復(fù)單元有四個(gè)子像素的寬度。如果將源像素映射到三個(gè)這樣的子像素所組成的組，那么在找到所有可能的組合之前，則把水平地平鋪的三個(gè)布局也可滿(mǎn)足要求。對(duì)于像這樣編組的三個(gè)輸出子像素的每個(gè)不同組合，一組不同的區(qū)域重新采樣濾光器即可滿(mǎn)足要求。如在上述一些結(jié)合引用的申請(qǐng)書(shū)所揭示的，這和尋找重復(fù)單元，并生成用于縮放的不同的濾光器組的過(guò)程相類(lèi)似。
事實(shí)上，實(shí)施縮放的相同邏輯，也可用來(lái)選擇適當(dāng)?shù)臑V光器。在一個(gè)實(shí)施例中，可能存在能夠比縮放更為容易地實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)化。由于在縮放中可能有能減少濾光器總數(shù)的對(duì)稱(chēng)性，而于此情況中，在色彩的不同組合中僅是一再地使用三個(gè)濾光器。圖4描述了用于紅色子像素的這樣產(chǎn)生的重新采樣區(qū)域以及濾光器。用于綠色、藍(lán)色和白色的濾光器是同樣的，但以一種不同的次序或排列方向出現(xiàn)。
如在圖4中所可見(jiàn)到的，那些重新采樣區(qū)域可以是帶有三種不同對(duì)準(zhǔn)方式的六邊形向左偏移1/3(如所見(jiàn)到的區(qū)域404那樣)，居中(如所見(jiàn)到的區(qū)域406那樣)，或者向右偏移1/3(如所見(jiàn)到的區(qū)域402那樣)。這三種對(duì)準(zhǔn)方式得到形成獨(dú)特的區(qū)域重新采樣的濾光器

區(qū)域重新采樣濾光器得到的圖像可能具有少許模糊化的外觀，因此，可以有可能應(yīng)用跨亮度銳化濾光器(cross-luminosity sharpening filter)顯著地對(duì)此進(jìn)行校正

跨亮度濾光器將可知曉這些跨亮度濾光器與跨色濾光器是有所區(qū)別的?？缌炼葹V光的一個(gè)可能好處是，能夠?qū)λ{(lán)色和白色進(jìn)行銳化，以及對(duì)具有單值的紅色和綠色進(jìn)行銳化(如以前用跨色進(jìn)行銳化那樣)，從而減少了運(yùn)算的次數(shù)。在低成本的RGBW具體實(shí)施方案中，這些亮度數(shù)值可利用于此結(jié)合引用的幾個(gè)申請(qǐng)書(shū)中所揭示的實(shí)施例的任何一個(gè)來(lái)計(jì)算。一個(gè)示例采用了公式Y(jié)＝(2*R+4*G+G+B)/8應(yīng)當(dāng)注意該亮度數(shù)值可以通過(guò)在硬件或軟件中僅僅進(jìn)行移位和加運(yùn)算來(lái)計(jì)算。
在一個(gè)實(shí)施例中，可利用上述區(qū)域重新采樣濾光器來(lái)采樣色彩值，可利用跨亮度濾光器來(lái)采樣亮度“平面”，并把這兩者的結(jié)果加到一起。這偶爾可能產(chǎn)生低于零或高于最大值的數(shù)值，所以這些結(jié)果可能要鉗位(clamp)到容許的范圍。
上述區(qū)域重新采樣濾光器，使用將稍許較多的色彩采樣到一側(cè)或者另一側(cè)的系數(shù)，對(duì)源像素內(nèi)的子像素的偏移位置進(jìn)行校正。完成這個(gè)的替代的方法可以是利用水平三次濾光器(horizontal cubic filter)來(lái)改變輸入數(shù)據(jù)的相位。當(dāng)輸出子像素位于輸入像素的中心時(shí)，不需相位調(diào)節(jié)而且可以使用居中的區(qū)域重新采樣濾光器。當(dāng)輸出子像素位于輸入像素的偏移位置時(shí)，可以用下列雙三次濾光器來(lái)生成與輸出子像素的中心對(duì)準(zhǔn)的“偽樣本”

水平三次濾光器一旦對(duì)準(zhǔn)了相位，則可以將居中的區(qū)域重新采樣濾光器和銳化濾光器應(yīng)用于全部輸出子像素。在一個(gè)示范性的硬件具體實(shí)施方案中，這些三次濾光器可使用特定用途邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)以通過(guò)固定數(shù)進(jìn)行乘運(yùn)算。這種計(jì)算可以在把輸入數(shù)值傳送到該子像素著色邏輯之前在這些輸入數(shù)值上進(jìn)行。從而，在通過(guò)三次濾光器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的代價(jià)下，可以簡(jiǎn)化該子像素著色邏輯。在一個(gè)示范性的軟件具體實(shí)施中，通過(guò)居中的區(qū)域重新采樣濾光器來(lái)對(duì)三次濾光器進(jìn)行卷積可能是有利的。這得到下面示出的兩個(gè)濾光器核

三次加上區(qū)域重新采樣濾光器可用這兩個(gè)濾光器來(lái)替代第一區(qū)域重新采樣情況中的那些偏移濾光器，而無(wú)需對(duì)軟件作其他改變。當(dāng)使用這些濾光器時(shí)，亮度平面也可以相位對(duì)齊，這可以采用以?xún)蓚€(gè)水平三次濾光器對(duì)居中的銳化濾光器進(jìn)行卷積

三次加上銳化濾光器由于圖3A和3B的布局類(lèi)似于常規(guī)的RGB條紋布局，一種低成本的系統(tǒng)，可通過(guò)把最接近的RGB(紅色、綠色、藍(lán)色)或W(白色)的數(shù)值拷貝或分配到輸出子像素內(nèi)來(lái)產(chǎn)生，而無(wú)需實(shí)施區(qū)域重新采樣?？墒牵@樣會(huì)發(fā)生不想要的色彩誤差。該誤差的水平分量可通過(guò)利用上述的水平三次濾光器來(lái)降低。由于該系統(tǒng)將不需要行緩沖器，低硬件成本可降低該系統(tǒng)的總成本。另外，由于三次濾光器具有少許銳化效果，可以不需要單獨(dú)分開(kāi)的銳化。字體的水平線(xiàn)可以看起來(lái)相當(dāng)?shù)亓己?，然而字體的垂直部分可能仍呈現(xiàn)出色彩誤差。這種低成本系統(tǒng)在只有圖像的應(yīng)用中，例如攝像機(jī)的取景器中，是可以接受的。
圖5A和5B是高亮度RGBW布局再另一些實(shí)施例——但這些RGBW布局的子像素的寬高比為1∶2。包含與紅色子像素和綠色子像素尺寸相同的藍(lán)色子像素，而且加入兩個(gè)白色子像素的該子像素重復(fù)組趨向于形成色彩平衡的RGBW布局。將可知曉圖3A、3B、5A和5B的布局——盡管在棋盤(pán)狀圖案上放置紅色和綠色子像素以及藍(lán)色和白色子像素，或放置紅色和藍(lán)色子像素以及綠色和白色子像素——可看成是可以替代地具有其它圖案。例如，任何鏡像、或旋轉(zhuǎn)、或其他對(duì)稱(chēng)性都是預(yù)期的。另外，對(duì)于本發(fā)明的目的，這些子像素并不需要放置在一個(gè)完全交錯(cuò)(intertwined)在一起的棋盤(pán)狀圖案上，圖7中給出這樣的一個(gè)例子。
在一個(gè)實(shí)施例中，可以將每個(gè)輸入像素都映射到兩個(gè)子像素上。在為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)，依然有許多不同的方法來(lái)對(duì)準(zhǔn)輸入像素并且生成區(qū)域重新采樣濾光器。首先考慮的是簡(jiǎn)單地將4個(gè)像素直接與圖5A和5B中所示的布局對(duì)準(zhǔn)。圖6示出如所述的紅色色彩平面的區(qū)域重新采樣的一個(gè)例子。將輸入像素圖像數(shù)據(jù)描繪在網(wǎng)格602上，而且將圖5A的子像素的重復(fù)組604迭加在該網(wǎng)格上。還顯示了紅色子像素606和610以及關(guān)聯(lián)的“鉆石”濾光器。接著可以以這里以及于此結(jié)合引用的許多申請(qǐng)書(shū)中所述的方式描述的方式來(lái)進(jìn)行區(qū)域重新采樣，此處給出一個(gè)示例-.0625 0-.0625 0.125 0-0.625 .125-.06250 .25 0+ .125 .5 .125 ＝ .125 .75.125-.0625 0-.0625 0.125 0-0.625 .125-.0625DOG子波 + 區(qū)域重新采樣 ＝ 亮度銳化銳化核對(duì)于非頻帶限制圖像，例如文本、計(jì)算機(jī)輔助繪圖(CAD)、線(xiàn)條藝術(shù)品、或其它計(jì)算機(jī)生成的圖像，利用基本上相同的濾光器核來(lái)對(duì)圖像進(jìn)行重新采樣，以如同子像素對(duì)是基本上一致的那樣來(lái)處理它們可以是有利的。這將導(dǎo)致重建出清晰的水平和垂直線(xiàn)條。
另外，這些鉆石式濾光器可以偏移1/4個(gè)輸入像素。對(duì)于具有圖5A的排列的面板，如下示出的濾光器核，對(duì)于紅色和綠色可以基本上相同；盡管藍(lán)色和白色使用可能水平地沿相反方向偏移的濾光器。

紅色/綠色 藍(lán)色/白色另一個(gè)實(shí)施例可能把輸入像素偏移，直到它們的中心點(diǎn)和某些重復(fù)子像素的中心對(duì)準(zhǔn)?？梢詽M(mǎn)足需要的濾光器的一個(gè)例子如下

紅色/綠色(或藍(lán)色/白色)藍(lán)色/白色(或紅色/綠色，分別地)這兩個(gè)濾光器之一為“鉆石”式濾光器，而另一個(gè)是沿中部往下拆分出來(lái)的。這種拆分將導(dǎo)致基色中的兩個(gè)中的信息的模糊化。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)假定輸入像素向左偏移1/4個(gè)像素，紅色子像素和綠色子像素可變得完全地對(duì)準(zhǔn)，而白色子像素和藍(lán)色子像素使用該拆分的濾光器。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以能夠與具有最高亮度的像素對(duì)準(zhǔn)，因此若假定輸入像素向右偏移1/4個(gè)像素，那末，白色子像素和藍(lán)色子像素對(duì)準(zhǔn)，而紅色子像素和綠色子像素跨越一個(gè)輸入像素分開(kāi)。，將對(duì)于基于圖5B的排列的面板而修改上述濾光器的分配，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，由該教導(dǎo)出發(fā)將是顯而易見(jiàn)的的。
這種拆分，可通過(guò)利用三次濾光器來(lái)進(jìn)一步處理，以便為了拆分的子像素移動(dòng)輸入數(shù)據(jù)的相位，直到它們也處于居中位置。這可通過(guò)使用以下的三次濾光器來(lái)進(jìn)行該1/2像素偏移來(lái)完成-16144144-161/2輸入像素的三次偏移濾光器這種偏移濾光器可容易地作為硬件或軟件內(nèi)的移位和加運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。輸入像素假定為對(duì)輸出子像素的一半，沿一個(gè)方向移位1/4像素，而且可以利用鉆石濾光器對(duì)它們進(jìn)行著色。其它4個(gè)子像素可以通過(guò)上述的三次濾光器偏移它們的輸入，然后也可利用鉆石式濾光器對(duì)它們進(jìn)行著色。
在硬件中，在輸入數(shù)據(jù)通過(guò)子像素著色控制器的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)上述的三次偏移是容易的。在軟件中，用鉆石濾光器來(lái)對(duì)三次濾光器進(jìn)行卷積，并且對(duì)于非對(duì)準(zhǔn)的子像素在輸入上進(jìn)行單個(gè)濾光操作通常更為方便。于此情況，使用以下的組合的濾光器核0-21818-20-2 10888810-20-21818-20對(duì)于這些情況，當(dāng)子像素已經(jīng)對(duì)準(zhǔn)或者已經(jīng)通過(guò)三次濾光器來(lái)對(duì)準(zhǔn)的情況下，可使用標(biāo)準(zhǔn)的跨色濾光器或跨亮度銳化濾光器。可是，如果輸入像素仍中心位于輸出子像素對(duì)附近，則有可能使用以下的跨亮度濾光器進(jìn)行銳化

圖7是按照本發(fā)明的原理所制造的新型高亮度布局的再另一個(gè)實(shí)施例。可以看到紅色子像素和綠色子像素——以及藍(lán)色子像素和白色子像素——?jiǎng)?chuàng)建在一種棋盤(pán)狀圖案上。將可知曉與如上所述的類(lèi)似的濾光器可用于這個(gè)替代方案上，雖然它們可能以與其它布局不同的次序、或稍有不同的濾光器核來(lái)使用。
圖8是按照本發(fā)明的原理所制造的新型高亮度布局的再另一個(gè)實(shí)施例。在圖8中示出一些子像素(在網(wǎng)格802中)，這些子像素的彩色子像素具有2∶3的寬高比，而它們的白色子像素具有1∶3的寬高比。在這個(gè)實(shí)施例中，把三行3色彩像素布置成一種鑲嵌排列或斜紋排列。應(yīng)當(dāng)注意利用挨著每個(gè)彩色子像素旁邊的窄的白色子像素，每個(gè)邏輯像素都具有明亮的亮度中心。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入像素可以中心位于這些白色子像素上，因此可簡(jiǎn)單地在每個(gè)輸入位置處采樣白色數(shù)值。所有的彩色子像素可以用這種對(duì)準(zhǔn)來(lái)拆分，但由于斜紋布局，區(qū)域重新采樣濾光器可以是如圖9中的傾斜的六邊形。
觀察圖9，示有輸入圖像數(shù)據(jù)網(wǎng)格900。迭加在網(wǎng)格900之上的是目標(biāo)子像素網(wǎng)格802。還示出了紅色子像素的中心，以及它們關(guān)聯(lián)的重新采樣區(qū)域(中心位于點(diǎn)902A、902B、和902C附近)。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)考慮圍繞的紅色子像素中心并在這些中心之間繪制平的邊界線(xiàn)，可以計(jì)算六邊形重新采樣區(qū)域。例如紅色子像素的中心902A及其關(guān)聯(lián)的重新采樣區(qū)域，具有把中心902A和紅色中心904之間的連線(xiàn)大致平分的邊界線(xiàn)906。類(lèi)似地，邊界線(xiàn)908和910分別把中心902A和中心902B之間以及中心902B和中心902C之間的連線(xiàn)大致平分。將可知曉對(duì)于其它實(shí)施例，其它重新采樣區(qū)域的形狀可以以其它的方式來(lái)形成。它應(yīng)滿(mǎn)足重新采樣區(qū)域以一種空間形式與輸入圖像數(shù)據(jù)大致相關(guān)。也將知曉綠色色彩平面——或任何其他色彩平面——可類(lèi)似地加以處理。
得到的濾光器核對(duì)于每種色彩的每個(gè)子像素可以是等同的，并且可以是4×3濾光器?？墒?，當(dāng)轉(zhuǎn)換為8比特的整數(shù)時(shí)，位于右側(cè)和左側(cè)的小區(qū)域變得非常小而可丟棄，得到如下的示范性濾光器401276761240替代的，可用1/2像素三次偏移濾光器來(lái)調(diào)節(jié)輸入像素的相位，直到偽樣本再次位于輸出子像素的中心。于此情況，區(qū)域重新采樣濾光器可變?yōu)槿缦陆o出的3×3濾光器。像這樣居中，對(duì)于這種對(duì)準(zhǔn)有可能使用下面給出的跨亮度銳化濾光器

對(duì)于此處揭示的其它布局，完成1/2像素對(duì)準(zhǔn)的三次內(nèi)插可以在掃描行(scan-line)基礎(chǔ)上來(lái)進(jìn)行，并可以在輸入數(shù)據(jù)到達(dá)的時(shí)候進(jìn)行?？墒牵谲浖唧w實(shí)施方案中，用以上的兩個(gè)濾光器來(lái)對(duì)三次濾光器進(jìn)行卷積，以便在單個(gè)步驟中進(jìn)行每個(gè)采樣可以是方便的。于此情況，組合的三次和區(qū)域重新采樣濾光器給出在下面的左側(cè)，組合的三次和銳化濾光器給出在下面的右側(cè)

在另一個(gè)實(shí)施例中，圖8的布局除了可使用非三次跨亮度濾光器之外，還可以使用上述的三次區(qū)域重新采樣濾光器。該濾光器對(duì)于帶有清晰邊緣的圖像，例如文本，是期望的。
子像素著色濾光器和偏移假定除了應(yīng)用在高亮度布局上之外，進(jìn)行像素?cái)?shù)據(jù)偏移來(lái)取得有利的濾光器核的技術(shù)，也可應(yīng)用到于本申請(qǐng)書(shū)和所結(jié)合引用的申請(qǐng)書(shū)所揭示的其它子像素布局(例如3色彩、4色彩、5色彩、等等)的全部范圍上。在某一種意義上，可將區(qū)域重新采樣技術(shù)想象為用于計(jì)算濾光器核的幾何模型(geometricmodel)。通?？梢詫⒛繕?biāo)布局的圖樣繪制在源RGB子像素網(wǎng)格的之上?？梢詾樵撃繕?biāo)布局的每一個(gè)子像素選擇稱(chēng)為重新采樣點(diǎn)的中心點(diǎn)?？衫L制出稱(chēng)為重新采樣區(qū)域的形狀，重新采樣區(qū)域大致包括相比于相同色彩的任何其他區(qū)域更接近一個(gè)重新采樣點(diǎn)的所有區(qū)域。
圖10描述一種3色彩子像素重復(fù)圖案1000，它實(shí)質(zhì)上包括具有大約相同尺寸的紅色子像素1002、綠色子像素1004、和藍(lán)色子像素1006。網(wǎng)格線(xiàn)1008描述了應(yīng)該重新映射到目標(biāo)子像素布局上的源輸入圖像數(shù)據(jù)的疊加。如可見(jiàn)到的，輸入圖像數(shù)據(jù)網(wǎng)格，看上去是把藍(lán)色子像素以某種比例(例如一半)拆分開(kāi)來(lái)。于圖10的布局的情況，這些藍(lán)色重新采樣區(qū)域是簡(jiǎn)單的長(zhǎng)方形。選擇用于紅色和綠色的重新采樣點(diǎn)來(lái)使得重新采樣區(qū)域成為鉆石形或旋轉(zhuǎn)了45度的正方形，如圖11中所示。在鉆石形或正方形這兩者中，重新采樣區(qū)域形狀足夠簡(jiǎn)單從而能用解析方法或幾何方法計(jì)算出源像素的區(qū)域和重新采樣區(qū)域的交集(intersection)。
對(duì)于紅色和綠色重新采樣點(diǎn)的這些選擇，在某種意義上是一種簡(jiǎn)化，進(jìn)行這種簡(jiǎn)化以使得重新采樣區(qū)域比較容易計(jì)算，并且得到的濾光器可以較廉價(jià)地在硬件中實(shí)現(xiàn)。在這些濾光器設(shè)計(jì)中，紅色子像素和綠色子像素的重新采樣點(diǎn)，都不放置在子像素的中心1102處，而是要稍微向左或右移動(dòng)，以便使它們與源像素或邏輯像素的中心1104對(duì)準(zhǔn)，如圖11中所見(jiàn)到的那樣。如果這些重新采樣點(diǎn)大致放置在每個(gè)目標(biāo)子像素的中心1102處，則重新采樣區(qū)域?qū)⒊蔀檩^為復(fù)雜的、不對(duì)稱(chēng)的像鉆石樣的形狀，如在圖12中所見(jiàn)。這些形狀有時(shí)和斜著飛行的風(fēng)箏類(lèi)似——因此對(duì)這樣所形成的濾光器，采用術(shù)語(yǔ)“風(fēng)箏濾光器(kite filters)”來(lái)稱(chēng)呼。這些新的形狀比較難以用幾何方法來(lái)計(jì)算，并可隨同任何給定的子像素布局的每一個(gè)變化而改變。在某些情況中，讓那些重新采樣點(diǎn)大致留在子像素的中心上可以是有利的。例如，這可以減少某些圖像中的色彩誤差。在其他情況中，把重新采樣點(diǎn)大致移到重新采樣區(qū)域的中心可以是有利的。例如，這可以使濾光器簡(jiǎn)化，并使得在硬件實(shí)現(xiàn)這些濾光器較為廉價(jià)。
新型濾光器的生成現(xiàn)將敘述生成重新采樣區(qū)域和它們的濾光器核的一個(gè)實(shí)施例(1)第一步是接收一列重新采樣點(diǎn)，并在位圖文件中創(chuàng)建一幅圖樣或其它的表示方式。
(2)把該圖像中的每一個(gè)像素與全部的重新采樣點(diǎn)充分地相比較，以找出哪個(gè)重新采樣點(diǎn)是最接近的。在進(jìn)行這個(gè)的過(guò)程中，可能期望考慮到上、下、左、右以及沿所有四根對(duì)角線(xiàn)方向的全部鄰近的重新采樣點(diǎn)。
(3)可以進(jìn)行對(duì)該位像的第二次通過(guò)，并且可以將標(biāo)記為最接近一個(gè)重新采樣點(diǎn)的像素?cái)?shù)目作為那個(gè)重新采樣點(diǎn)的重新采樣區(qū)域的近似。還可數(shù)出每個(gè)源像素正方形內(nèi)部標(biāo)記的像素的數(shù)目。
(4)這兩個(gè)數(shù)目的比，可作為用于每個(gè)源像素的濾光器核的系數(shù)的近似?？娠@示或打印出該位像，以便看出所得到的形狀是什么樣的，并驗(yàn)證這些形狀是否合理。
將可知曉也可采用其它方法和步驟來(lái)生成用來(lái)把輸入圖像數(shù)據(jù)映射到目標(biāo)子像素布局的濾光器核。只要濾光器核提取出以一種空間形式與目標(biāo)子像素充分相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)，就能滿(mǎn)足本發(fā)明的目的。
轉(zhuǎn)換邊緣假定在某些情況，利用靠近子像素的精確中心的點(diǎn)作為重新采樣點(diǎn)，通過(guò)改變邊緣假定來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)化。把目標(biāo)布局(例如像在第‘353號(hào)專(zhuān)利申請(qǐng)書(shū)和于此結(jié)合引用的其它申請(qǐng)書(shū)中所示的)放置在4個(gè)源像素的上面的簡(jiǎn)化假定，可得到與輸入像素不同相的鉆石和箱式濾光器。在分別描述紅色、綠色和藍(lán)色重新采樣區(qū)域的圖13A、13B和13C中可以見(jiàn)到一個(gè)例子。把所有重新采樣的點(diǎn)轉(zhuǎn)換到一起并不是一種簡(jiǎn)化，因?yàn)檫吘墝?duì)準(zhǔn)的選擇可以是任意的。在許多布局中，將所有的重新采樣點(diǎn)作稍左的偏移，會(huì)得到簡(jiǎn)單得多的濾光器以及并更銳利的綠色。例如，這種適當(dāng)?shù)钠?，得到圖14A、14B和14C中所見(jiàn)到的重新采樣區(qū)域。
調(diào)節(jié)中心位置當(dāng)把接近精確的子像素中心的點(diǎn)用來(lái)作為用于圖15中所示的布局(例如兩個(gè)藍(lán)色子像素交錯(cuò)排列在由紅色子像素和綠色子像素構(gòu)成的、大致為棋盤(pán)狀的圖案內(nèi))的重新采樣點(diǎn)時(shí)，可以得到一大組不同的濾光器。例如，圖16A、16B和16C是用于這種布局的可能的一組濾光器。
在另一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)紅色重新采樣點(diǎn)都可稍許移動(dòng)來(lái)使紅色濾光器區(qū)域?yàn)殂@石形，如同在圖17A中可以看到的那樣——綠色和藍(lán)色濾光器分別用圖17B和17C來(lái)描述。再另一個(gè)實(shí)施例可以是轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)的組合，來(lái)使兩個(gè)綠色區(qū)域?yàn)殂@石形——同時(shí)紅色和藍(lán)色仍保持為“風(fēng)箏形”，如圖18A、18B和18C中所示。這可以具有保持綠色較銳利的效果。由于綠色具有亮度的大部分，這可得到更為銳利的總圖像。另外，使得所有綠色重新采樣點(diǎn)都中心位于在輸入子像素上，將容許利用跨色銳化來(lái)對(duì)它們進(jìn)行銳化。
十中抽一濾光器調(diào)整源像素和圖15所示的布局中的子像素之間的關(guān)系，可能還有助于將RGB數(shù)據(jù)進(jìn)行十中抽一采樣而進(jìn)入這種顯示器。如在圖15中所可見(jiàn)到的，可以有一個(gè)紅色子像素或綠色子像素完全地在每個(gè)源像素之內(nèi)。在一種簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)的硬件十中抽一模式中，可以將來(lái)自下層RGB像素的正確的紅色或綠色基色值直接拷貝到目標(biāo)子像素中?？刹鸱炙{(lán)色子像素并進(jìn)行平均，或甚至可隨機(jī)地使用兩個(gè)源藍(lán)色值中的一個(gè)，而不會(huì)在圖像中引起明顯的問(wèn)題。
若源像素的邊緣與目標(biāo)布局對(duì)齊，則可在兩個(gè)源像素之間拆分綠色子像素中的一個(gè)。對(duì)兩個(gè)源綠色進(jìn)行平均，可能產(chǎn)生模糊的圖像；而取一個(gè)源值，則可能導(dǎo)致圖像品質(zhì)的某種降級(jí)。另外，重新映射網(wǎng)格1502可以在源像素之間偏移，從而不拆分綠色子像素，如在圖15中所可見(jiàn)到的。這將導(dǎo)致在兩個(gè)源像素之間拆分紅色子像素中的一個(gè)，但是由于綠色對(duì)圖像亮度的貢獻(xiàn)較多，拆分紅色的一個(gè)不會(huì)使圖像有那么多的降級(jí)。
盡管已經(jīng)參考范例實(shí)施例描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將可以理解在不偏離本發(fā)明的范圍可以進(jìn)行各種修改并且可以用等價(jià)物替換其中的元件。此外，在不偏離其中的基本范圍下，可以進(jìn)行很多修改來(lái)適應(yīng)特定的條件或者材料到教導(dǎo)中。因此，意圖是本發(fā)明不局限于作為意圖實(shí)施本發(fā)明的最佳模式揭示的最佳實(shí)施例，但是本發(fā)明將包括落入附加的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.在顯示器中，用于把第一色彩空間的圖像數(shù)據(jù)著色到第二色彩空間的所述顯示器上的一種方法，所述顯示器實(shí)質(zhì)上由子像素重復(fù)組所組成，所述重復(fù)組進(jìn)一步包括至少一個(gè)白色子像素和多個(gè)彩色子像素，所述方法的步驟包括輸入要在所述顯示器上進(jìn)行著色的圖象數(shù)據(jù)；把所述圖像數(shù)據(jù)從所述第一色彩空間轉(zhuǎn)換為所述第二色彩空間的圖像數(shù)據(jù)；對(duì)每一單獨(dú)的色彩平面進(jìn)行子像素著色。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一色彩空間是一組中的一個(gè)，所述組包括RGB、sRGB、和YCbCr。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第二色彩空間是一組中的一個(gè)，所述組包括RGBW、RGBW+L、RGBCW+L、和RGBMW+L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中子像素著色的步驟還包括從區(qū)域重新采樣構(gòu)造濾光器核。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述構(gòu)造濾光器核的步驟還包括把亮度圖像數(shù)據(jù)映射到所述白色子像素上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中子像素著色的步驟還包括把色度數(shù)據(jù)映射到所述多個(gè)彩色子像素上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中把色度數(shù)據(jù)映射到所述多個(gè)彩色子像素上的步驟還包括把至少一個(gè)色彩平面的相位偏移到所述彩色子像素的間隙位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中把色度數(shù)據(jù)映射到所述多個(gè)彩色子像素上的步驟還包括利用亮度數(shù)據(jù)對(duì)至少一個(gè)色彩平面進(jìn)行銳化。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中利用亮度數(shù)據(jù)對(duì)至少一個(gè)色彩平面進(jìn)行銳化的步驟還包括利用高斯差分濾光器進(jìn)行銳化。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中把色度數(shù)據(jù)映射到所述多個(gè)彩色子像素上的步驟還包括對(duì)所述色度數(shù)據(jù)進(jìn)行跨色銳化。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中把色度數(shù)據(jù)映射到所述多個(gè)彩色子像素上的步驟還包括進(jìn)行自身銳化。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中把亮度圖像數(shù)據(jù)映射到所述白色子像素上的步驟包括一組中的一個(gè)，所述組包括帳篷式濾光器、箱式濾光器、單位濾光器、箱式-三次濾光器、帳篷式-三次濾光器。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中從區(qū)域重新采樣構(gòu)造濾光器核的步驟還包括根據(jù)重構(gòu)對(duì)稱(chēng)性，尋找縮減的一組濾光器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中尋找縮減的一組濾光器的步驟還包括對(duì)于偏移位置應(yīng)用校正。
全文摘要
本申請(qǐng)揭示了把源圖像數(shù)據(jù)著色到高亮度子像素排列上——例如GRBW顯示器面板上的一些方法、技術(shù)和系統(tǒng)。另外，這些技術(shù)也可應(yīng)用于把數(shù)據(jù)著色到3－色彩顯示器上。
文檔編號(hào)G09G5/00GK1938751SQ200580010077
公開(kāi)日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2005年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月9日
發(fā)明者坎迪絲·海倫·勃朗·埃利奧特, 邁克爾·佛蘭西絲·希京斯 申請(qǐng)人:克雷沃耶提公司