一种子像素格式数据到另一种子像素数据格式的转换制造技术

公开了一种对第一格式的源像素数据进行转换以用于具有多个三色像素元的第二格式的显示器的方法。该方法包括在第一格式的源像素数据中确定用于每种颜色的每个数据点（１２２）的多个隐含采样区域（１２０）。还确定了用于显示器中的每种颜色的每个发射体的多个重采样区域（５２）。形成了一组用于每个重采样区域（５２）的分数。分母是重采样区域（５２）的函数，而分子是每个至少部分地与重采样区域（５２）重叠的隐含采样区域（１２０）的面积的函数。用于每个隐含采样区域（１２０）的数据值被乘以其各自的分数，并且将所有乘积相加起来以获得用于每个重采样区域（５２）的亮度值。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及图形数据格式从一种到另一种的转换，尤其是涉及RGB(红-绿-蓝)图形向在显示器中使用的改进的彩色像素排列的转换。
技术介绍
用于平板显示器的彩色单平面成像矩阵的现有技术状况是使用图1的现有技术中所示的采用垂直条纹的RGB彩色三元组或单一颜色。该系统利用Von Bezold混色效应(下面将进一步解释)来分离三种颜色并对每种颜色给予相等的空间频率权重。然而，这些屏面与人类视觉很不协调。图形再现技术一直在发展以改进现有技术屏面的图像质量。Benzschawel等人在第5341153号美国专利中教导了如何将较大尺寸的图像缩小为适于较小的屏面。为了这样做，Benzschawel等人教导了如何使用现在业界已知的“子像素再现”技术来改进图像质量。最近，Hill等人在第6188385号美国专利中教导了如何通过使用该种子像素再现技术一次处理一个字符以减少文本的虚拟映像，来改进文本质量。上述现有技术对人的视觉如何工作考虑不周。现有技术的由显示设备进行的图像重构与人的视觉极不协调。在采样、或生成以及随后存储用于这些显示器的图像时所用的主要模型为RGB像素(或三色像素元)，其中红、绿和蓝值位于正交的等空间分辨率栅格上并且互相重合。使用该图像格式的后果之一是不但与真实图像重构屏面(由于真实图像重构屏面具有分开而非重合的彩色发射体)不匹配，而且与人类视觉不协调。这就在图像中显著地产生了多余的或浪费的信息。Martinez-Uriegas等人在第5398066号美国专利和Peters等人在第5541653号美国专利中教导了这样一种技术将图像从RGB像素格式转换并存储为一种与Bayer在第3971065号美国专利中所公开的非常相似的格式，该格式用于照相机的成像装置的滤色器阵列。Martinez-Uriegas等人所提出的格式的优点是它不但捕获而且存储具有与人类视觉相类似的空间采样频率的单独彩色分量数据。然而，第一个缺点是Martinez-Uriegas等人所提出的格式与实际的彩色屏面不能很好匹配。由于这个原因，Martinez-Uriegas等人还教导了如何将图像转换回RGB像素格式。Martinez-Uriegas等人所提出的格式的另一个缺点是彩色分量之一，在这种情况下为红色，不是规则地进行采样。在阵列中存在有丢失的样本，从而在显示时降低了图像重构的精度。在眼睛中通过称作视锥细胞的三色感受器神经元型细胞产生了全彩色感觉。这三种类型对不同的光波长敏感长波、中波、和短波(分别对应红、绿、和蓝)。三种波长(感受器)的相对密度彼此之间有很大不同。红色感受器稍微多于绿色感受器。与红色或绿色感受器相比，蓝色感受器非常少。除了彩色感受器之外，还有称作视网膜杆的对波长相对不敏感的感受器，其对单色夜视起作用。人类视觉系统以几种感觉通道(亮度、色度和运动)对由眼睛检测到的信息进行处理。对于成像系统设计者来说，运动只对闪烁阈值是重要的。亮度通道只接受来自红色和绿色感受器的输入。它是“色盲”。它对信息进行处理以增强边沿对比度。色度通道没有边沿对比度增强作用。由于亮度通道使用并增强了每个红色和绿色感受器，所以亮度通道的分辨率比色度通道高出几倍。蓝色感受器对于亮度感觉的贡献可以忽略。因此，通过把蓝色分辨率降低一个倍频程(octave)而引入的误差几乎甚至根本不为最敏感的观察者所注意，如Xerox和NASA，Ames研究中心(R.Martin，J.Gille，J.Larimer，Detectability of Reduced BluePixel Count in Projection Displays，SID Digest 1993)所做的实验已经证实了这一点。彩色感觉受称作“同化作用(assimilation)”的过程或Yon Bezold混色效应的影响。这就是为什么显示器的分离色彩像素(或子像素或发射体)可以作为混合色来感知。该混色效应在视域中一给定的角距离中发生。因为蓝色感受器相对稀少，与红色或绿色的情况相比，这种混合对于蓝色在更大的角度中发生。对于蓝色该距离大约为0.25°，而对于红色或绿色它大约为0.12°。在12英寸的视距处，0.25°对应显示器上的50毫英寸(1270μ)。因此，如果蓝色子像素间距小于该混合间距的一半(625μ)，则色彩将混合而没有图像质量的损失。在其最简单的实现中，子像素再现通过将子像素用作由亮度通道感知的近似等亮度像素来进行。这使子像素可以用作采样图像重构点，而不是使用组合的子像素作为“真实”像素的一部分。通过使用子像素再现，空间采样增加了，同时减少了相位误差。如果忽略图像的颜色，那么每个子像素可以用作就好像是一个彼此相等的单色像素。然而，由于颜色几乎总是重要的(否则为什么别人使用彩色显示器)，那么给定图像在每个位置上的色彩平衡也是重要的。因此，子像素再现算法必须保持色彩平衡，以确保将要再现的图像的亮度分量中的高空间频率信息不与彩色子像素发生混叠以引入色彩误差。由Benzschawel等人在第5341153号美国专利和Hill等人在第6188385号美国专利中采取的方法与通常的抗混叠技术类似，这种技术对每个较高分辨率虚拟映像的单独彩色分量应用移位抽选采样滤波器。这就确保了在每个彩色通道中亮度信息不会混叠。如果子像素的排列对于子像素再现来说是最佳的，那么子像素再现不但提高了用于降低相位误差的空间寻址能力，而且还提高了两个轴向上的调制传递函数(MTF)高空间频率分辨率。从图1中的常规RGB条纹可看出，子像素再现将只在水平轴上适用。蓝色子像素将不为人的亮度通道所感知，因此，对于子像素再现没有作用。由于在子像素再现中只有红色和绿色像素是有用的，那么在水平轴上，寻址能力的有效增加将是双倍的。垂直的黑色和白色线在每列中必须具有这两个主子像素(即，每条黑色或白色线具有红色和绿色子像素)。这与在非子像素再现的图像中使用的数量相同。子像素再现没有增强代表同时显示给定数量的线和空间的能力的MTF。因此，图1所示的常规RGB条纹子像素排列对于子像素再现不是最佳的。三色像素元的现有技术排列不但与人的视觉不协调，而且还与子像素再现的通用技术不匹配。同样的，现有技术的图像格式和变换方法不但与人的视觉不协调，而且与可用的彩色发射体排列不匹配。
技术实现思路
通过将RGB像素格式数据转换为PenTileTM矩阵子像素数据格式可克服现有技术的缺陷和缺点。公开了一种用于将第一格式的源像素数据进行转换以用于具有多个三色像素元的第二格式显示器的方法。该方法包括在第一格式的源像素数据中确定用于每种颜色的每个数据点的多个隐含采样区域。还确定了用于显示器中的每种颜色的每个发射体的多个重采样区域。形成了一组用于每个重采样区域的分数。分母是重采样区域的函数，而分子是每个至少部分地与重采样区域重叠的隐含采样区域的面积的函数。用于每个隐含采样区域的数据值都与其相应的分数相乘，并且所有乘积被加起来以获得用于每个重采样区域的亮度值。还公开了一种确定用于第一格式的源像素数据中的每种颜色的每个数据点的多个隐含采样区域以用于具有多个三色像素元的第二格式的显示器的方法。该方法包括确定第一格式的每个三色像素元的每个发射体的几何中心以限定采样点。然后由在一个三色像素元的发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对具有多个三色像素元的第一格式的源像素数据进行转换以用于具有多个三色像素元的第二格式的显示器的方法，包括：在所述第一格式的所述源像素数据中，为每种颜色的每个数据点以数据值的形式确定多个隐含采样区域；为显示器中的每种颜色的 每个发射体确定多个重采样区域；对每个所述重采样区域形成一组分数，其分母是所述重采样区域的函数，而其分子是每个至少部分地与所述重采样区域重叠的所述隐含采样区域的面积的所述函数；将用于每个所述隐含采样区域的所述数据值乘以其各自的 所述分数以得到一个乘积；和将每个所述乘积相加到一起以得到用于每个所述重采样区域的多个亮度值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：坎迪斯赫勒恩布朗伊利奥特，迈克尔弗朗西斯希金斯，
申请(专利权)人：克雷沃耶提实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]