专利名称：：用于高亮度子像素布局的改进的子像素着色滤光器的制作方法
技术领域：
：本申请涉及用于将第一色彩空间的图像数据着色到显示器系统上的方法和系统，该显示器可以将图像数据着色到第二色彩空间中。
背景技术：
：在下列权利共有的美国专利申请中，揭示了用于为图像显示设备提高成本/性能曲线的新型子像素排列，这些申请中每一个的全部在这里通过参考引用(1)美国专利申请序列号No.09/916,232("'232号申请")，标题为"ARRANGEMENTOFCOLORPIXELSFORFULLCOLORIMAGINGDEVICESWITHSIMPLIFIEDADDRESSING",申请日2001年7月25日；(2)美国专利申请序列号No.10/278,353("'353号申请")，标题为"IMPROVEMENTSTOCOLORFLATPANELDISPLAYSUB-PIXELARRANGEMENTSANDLAYOUTSFORSUB-PIXELRENDERINGWITHINCREASEDMODULATIONTRANSFERFUNCTIONRESPONSE",申请日2002年10月22日；G)美国专利申请序列号No.10/278，352("'352号申请")，标题为"IMPROVEMENTSTOCOLORFLATPANELDISPLAYSUB-PIXELARRANGEMENTSANDLAYOUTSFORSUB-PIXELRENDERINGWITHSPLITBLUESUB-PIXELS",申请日2002年10月22日；(4)美国专利申请序列号No.10/243,094("'094号申请")，标题为"IMPROVEDFOURCOLORARRANGEMENTSANDEMITTERSFORSUB-PIXELRENDERING",申请日2002年9月13日；(5)美国专利申请序列号No.10/278,328("'328号申请")，标题为"IMPROVEMENTSTOCOLORFLATPANELDISPLAYSUB-PIXELARRANGEMENTSANDLAYOUTSWITHREDUCEDBLUELUMINANCEWELLVISIBILITY",申请日2002年10月22日；(6)美国专利申请序列号No.10/278,393("'393号申请")，标题为"COLORDISPLAYHAVINGHORIZONTALSUB-PIXELARRANGEMENTSANDLAYOUTS",申请日2002年IO月22日；(7)美国专利申请序列号No.10/347,001("'001号申请")，标题为"IMPROVEDSUB-PIXELARRANGEMENTSFORSTRIPEDDISPLAYSANDMETHODSANDSYSTEMSFORSUB-PIXELRENDERINGSAME",申请日2003年1月16日。对于在水平方向具有偶数个子像素的特定子像素重复组，揭示了下列系统和技术来产生改进，例如，正确的点反转模式和其它改进，在这里通过参考引用它们的全部内容(1)标题为"IMAGEDERADATIONCORRECTIONINNOVELLIQUIDCRYSTALDISPLAY"的美国专利申请序列号10/456,839;(2)标题为"IMAGEDEGRADATIONINNOVELLIQUIDCRYSTALDISPLAY"的美国专利申请序列号10/455,925;(3)标题为"SYSTEMANDMETHODOFPERFORMANCEDOTINVERSIONWITHSTANDARDDRIVERSANDBACKPLANEONNOVELDISPLAYPANELLAYOUT"的美国专利申请序列号10/455,931;(4)标题为"SYSTEMANDMETHODFORCOMPENSATINGFORVISUALEFFECTSUPONPANELSHAVINGFIXEDPATTERNNOISEWITHREDUCEDQUANTIZATIONERROR"的美国专利申请序列号10/456,927;(5)标题为"DOTINVERSIONONNOVELDISPLAYPANELLAYOUTSWITHEXTRADRIVERS"的美国专利申请序列号10/456,806;(6)标题为"LIQUIDCRYSTALDISPLAYBACKPLANELAYOUTSANDADDRESSINGFORNON-STANDARDSUBPIXELARRANGEMENTS"的美国专利申请序列号10/456,838;(7)2003年10月28号申请的、标题为"IMAGEDEGRADATIONCORRECTIONINNOVELLIQUIDCRYSTALDISPLAYWITHSPLITBLUESUBPIXEL"的美国专利申请序列号10/696,236;(8)2004年3月23号申请的、标题为"IMPROVEDTRANSISTORBACKPLANEFORLIQUIDCRYSTALDISPLAYCOMPRISINGDIFFERENTSIZEDSUBPIXEL"的美国专利申请序列号10/807,604。当与这些申请中以及如下公有美国专利中所进一步揭示的子像素着色(SPR)系统和方法结合的时候，这些改善将特别明显(1)美国专利申请序列号No.10/051,612('"612号申请")，标题为"CONVERSIONOFRGBPIXELFORMATDATATOPENTILEMATRIXSUB-PIXELDATAFORMAT",申请日2002年1月16日；(2)美国专利申请序列号No.10/150,355C"355号申请")，标题为"METHODSANDSYSTEMSFORSUB-PIXELRENDERINGWITHGAMMAADJUSTMENT",申请日2002年5月17日；(3)美国专利申请序列号No.10/215,843("843号申请")，标题为"METHODSANDSYSTEMSFORSUB-PIXELRENDERINGWITHADAPTIVEFILTERING",申请日2002年8月8日；(4)美国专利申请序列号No.10/379,767，标题为"SYSTEMSANDMETHODSFORTEMPORALSUB-PIXELRENDERINGOFIMAGEDATA",申请日2003年3月4日；(5)美国专利申请序列号No.10/379,765，标题为"SYSTEMSANDMETHODSFORMOTIONADAPTIVEFILTERING",申请日2003年3月4日；(6)的美国专利申请序列号No.10/379,766，标题为"SUB-PIXELRENDERINGSYSTEMANDMETHODFORIMPROVEDDISPLAYVIEWINGANGLES"申请日2003年3月4日；(7)美国专利申请序列号No.10/409,413，标题为"IMAGEDATASETWITHEMBEDDEDPRE-PIXELRENDEREDIMAGE",申请日2003年4月7日。在这里引入这些专利的全部作为参考。在权利共有的并共同等待审批的下列美国专利申请中，揭示了全范围转换和映射的改进(1)美国专利申请序列号No.10/691,200，标题为"HUEANGLECALCULATIONSYSTEMANDMETHODS",申请日2003年10月21日；(2)美国专利申请序列号No.10/691,377，标题为"METHODANDAPPARATUSFORCONVERTINGFROMSOURCECOLORSPACETORGBWTRARGETCOLORSPACE",申请日2003年10月21日"，申请日2003年10月21日；(3)美国专利申请序列号No.10/691,396，标题为"METHODANDAPPARATUSFORCONVERTINGFROMASOURCECOLORSPACETOATRARGETCOLORSPACE",申请日2003年10月21日；和(4)美国专利申请序列号No.10/690,716，标题为"GAMUTCONVERSIONSYSTEMANDMETHODS",申请日2003年10月21日。在这里引入这些专利的全部作为参考。在下列申请中描述了额外的优点(1)美国专利申请序列号No.10/696,235，标题为"DISPLAYSYSTEMHAVINGIMPROVEDMULTIPLEMODESFORDISPLAYINGIMAGEDATAFROMMULITIPLEINPUTSOURCEFORMATS",申请日2003年10月28日；禾Q(2)美国专利申请序列号No.10/696,026，标题为"SYSTEMANDMETHODFORPERFORMINGIMAGERECONSTRUCTIONANDSUBPIXELRENDERINGTOEFFECTSCALINGFORMULTI-MODEDISPLAY"，申请日2003年10月28日。此外，下列权利共有并共同等待审批的申请的全部在这里作为参考引用(1)美国专利申请序列号[专利代理人备审案件第08831.0064号]，标题为"SYSTEMANDMETHODFORIMPROVINGSUB-PIXELRENDERINGOFIMAGEDATAINNON-STRIPEDDISPLAYSYSTEMS";(2)美国专利申请序列号[专利代理人备审案件第08831.0065号]，标题为"SYSTEMSANDMETHODSFORSELECTINGAWHITEPOINTFORIMAGEDISPLAY";(3)美国专利申请序列号[专利代理人备审案件第08831.0066号]，标题为"NOVELSUBPIXELLAYOUTSANDARRANGEMENTSFORHIGHBRIGHTNESSDISPLAYS";(4)美国专利申请序列号[专利代理人备审案件第08831.0067号]，标题为"SYSTEMSANDMETHODSFORIMPROVEDGAMUTMAPPINGFROMONEIMAGEDATASETTOANOTHER"。在这里弓I入这些专利作为参考。本说明书中提到的所有专利以它们的全部在这里通过参考引用。
发明内容在本发明的一个实施例中，给出了将第一色彩空间的图像数据着色到第二色彩空间的所述显示器上的系统和方法。合适的显示器可以实质上包括子像素重复组，所述组可以进一步包括至少一个白色子像素和多个彩色子像素。所述方法的步骤和系统包括输入要在所述显示器上着色的图像数据；将所述图像数据从所述第一色彩空间转换到所述第二色彩空间的图像数据以及对每个单独色彩平面进行子像素着色。根据本发明，提供一种输入图像数据着色到显示器面板上的方法，所述显示器面板实质上包括子像素重复组，所述子像素重复组包括至少一个白色子像素和多个基色彩色子像素，所述方法包括步骤接收要在所述显示器面板上进行着色的输入图像数据；对于由所述白色子像素和由相同色彩的基色彩色子像素形成的每个单独的色彩平面，通过将所述输入图像数据的空间部分的数据值乘以至少一个图像滤光器核，来计算所述色彩平面的每个子像素的输出亮度值，所述图像滤光器核包括系数的矩阵，矩阵中的系数的排列使得每个系数代表所述输入图像数据的所述空间部分的所述数据值中的一个数据值的分数部分；以及用亮度信号对所述输出亮度值进行锐化。根据本发明，还提供一种显示器系统，包括-显示器面板，实质上包括以矩形图案瓦片状排列在所述面板上的子像素重复组，所述子像素重复组包括至少一个白色子像素和至少两种基色色彩的多个彩色子像素输入电路，配置为接收表示要在所述显示器面板上进行着色的图像的输入图像数据；子像素着色电路，配置为通过将所述输入图像数据的空间部分的数据值乘以至少一个图像滤光器核，来计算所述显示器面板的每个子像素的输出亮度值，所述图像滤光器核包括系数的矩阵，矩阵中的系数的排列使得每个系数代表所述输入图像数据的所述空间部分的所述数据值中的一个数据值的分数部分；以及所述子像素着色电路进一步配置为用亮度信号对所述输出亮度值进行锐化。其中图像滤光器核中的所述系数的和等于1。构成本说明书的一部分而结合在本说明书内的附图，是用来解说本发明的示范性的具体实施方案和实施例，这些图连同有关叙述则用来解释本发明的原理。图1到3B是按照本发明的原理所制造的各种类型的显示器的高亮度布局的实施例。图4是用于以上高亮度布局中的一个布局的色彩平面中一个色彩平面的重新采样(resampling)的示范性实施例。图5A和5B是按照本发明的原理所制造的显示器的高亮度布局的其它实施例。图6是用于图5所示布局的色彩平面中的一个色彩平面的重新采样的示范性实施例。图7和8是按照本发明的原理所制造的显示器的高亮度布局的其它实施例。图9是用于图8所示布局的色彩平面中的一个色彩平面的重新采样的一个示范性实施例。图10是迭加在目标3色彩子像素布局上的重构网格(grid)的一个示例。图11到14C是各种不同重新采样区域(resamplearea)的例子，这些重新采样区域取决于输入图像数据网格对于目标子像素布局的相对定位。图15是相对于输入图像数据网格而移位的3色彩目标子像素布局的相对位置的另一个实施例。图16A到18C是用于图15的示例的各种不同重新采样区域的示例。具体实施例方式现在将详细地参考具体实施方案和实施例，它们的范例显示在附图中。无论在何处，只要可能将在所有附图中采用相同的参考号码来称谓相同或类似的部分。5色彩系统w/白色的子像素着色图1示出实质上由所示子像素重复组102所组成的高亮度多基色显示器100的部分的一个实施例。组102是8子像素的重复组，包括白色(或者没有色彩滤光器)子像素104、红色子像素106、绿色子像素108、蓝色子像素110和青色子像素112。加入白色子像素是为了帮助实现显示器的高亮度性能。另外，因为对于子像素着色(SPR)，白色子像素是成为亮度中心的良好候选物——白色，作为占大多数的子像素，给出高调制传递函数(MTF，MTF=ModulationTransferFunction)极限性能。在这个实施例中，具有相同数目的红色、绿色、青色和蓝色子像素——当然，其它实施例可能与该色彩划分有某种偏离。已知白色子像素给系统增加亮度，而青色色彩的使用是为了给出较宽的色彩色域(colorgamut),把占少数的子像素的色彩点设置成为深度饱和以得到宽广的色彩色域可能是有利的。应当注意这些色彩点和能量仅仅"大致地"是描述为"红色"、"绿色"、"蓝色"、"青色"和"白色"的色彩。当所有子像素处于它们的最亮状态时，可以调节确切的色彩点来允许期望的白色点。图2示出高亮度的5色彩显示器的另一个实施例的部分。此处，子像素重复组是重复组202——因为色彩子像素置于6边形网格(hexagonalgrid)上，该重复组大于图1中所示的重复组。6边形网格的一个可能的优点，是它趋向于把傅里叶能量(Fourierenergy)在较多的方向和点处分散。这对于由蓝色子像素所引起的暗亮度井(darkluminancewell)可能特别有用。另一个可能的优点，是每一行包括所有的4种色彩以及白色子像素，而允许水平线可成为完全锐化的黑色和白色，而没有色度混叠(chromaticaliasing)采用这种布局的显示器系统的一个可能实施例，可对图像数据作如下的处理和着色(1)如果需要，把常规的数据(例如RGB、sRGB、YcbCr、或类似的数据，RBG=Red、Green、blue,红绿蓝sRGB=non-linearRGB,非线性红绿蓝；YcbCr=Yellow、CyanRed、CyanBlue，黄青蓝青红)转换成RGBCW+L(红绿蓝青白+亮度，L=LUMINANCE,亮度)图像数据；(2)对每一单独的色彩平面进行子像素着色；(3)利用"L"(或"亮度")平面来锐化每个色彩平面。子像素着色滤光器核(kernel),可根据早些时候在上述若干结合引用的申请书中所揭示过的区域重新采样理论(arearesamplingtheory)来建立。两种布局都可以用具有一对一映射的数据集来进行子像素着色。也就是说，把一个输入的常规像素映射为一个白色子像素。白色子像素然后可充分地重建图像的非饱和亮度信号的大部分。于是那些环绕四周的彩色子像素工作来提供色彩信号。只要带有或不带有色域扩展的色彩色域映射(colorgamutmapping)可以进行操作将色彩信号的格式转换为子像素着色引擎(subpixdrenderingengine)期望的RGBCW，输入图像可具有任何的色彩信号的格式。将可知晓这种区域重新采样滤光器可由其它适当的子像素着色技术代替使用双三次滤光器、正弦滤光器、窗口正弦滤光器的重新采样及其中的任何巻积。还将知晓，本发明的范围包含了这些其它技术的应用。由于白色子像素被一对一地进行映射，它们可使用单位滤光器，而不需要另作处理。可使用几种可能的核来对色彩平面进行滤光。例如，假设图像是频带限制(band-limited)的，一个实施例可把色彩平面的每一个和亮度平面的相位移到沿水平方向的色彩子像素的间隙位置。这可以利用简单的三次内插滤光器-1/16，9/16，9/16,-1/16来完成。应当注意白色平面可不需要移位。对于非频带限制的图像(例如，文本或图像中的清晰边缘)可以不需要如上的三次滤光相位偏移。于是，色彩平面可用区域重新采样滤光器进行滤光。可选择性地加上应用到亮度的高斯差分(DOG)滤光器，此处给出例子<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>对于六边形和正方形排列的区域重新采样滤光器<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>对于图2的六边形排列的DOG滤光器应当注意非零数值与相同的色彩一致，来保持平衡该色彩。使用亮度信号来实现简化的"跨色(cross-color)"锐化。在另一个实施例中，可进行实际的跨色锐化，即在色彩滤光器的核之间分配跨色系数的数值，从而这些矩阵加在一起达到如以上那样的所需的数。一种可能有用的方法是，把实际的子像素亮度——红色、绿色、蓝色和青色——除以进行锐化的色彩的亮度值，然后把它乘以上述矩阵与一个适当的规一化常数的乘积，从而它归总起来达到上面的矩阵。另一种方法可以是不进行规一化，这将意味着某些色彩将会经受大于单位增益的锐化。那些经受最大增益的色彩将是具有最低亮度的色彩。这个最后的特性对于降低高空间频率细节的"不清楚"可以是有用的，提高了信号的质量。在色彩上使用变化的锐化增益的方法和技术也可由如以上的亮度信号所驱动。在一个实施例中，把锐化矩阵的数值乘以常数，使得对系统的增益有可能进行调节。对于这个实施例，如果该常数小于1，则滤光器比较柔和(softer);如果大于l，则滤光器比较锐化(sharper)。当然，利用不同矩阵和常数的其它实施例也是本发明所预期的。还应当注意一个可能的方法使用最简单的子像素着色滤光器核——具有主要利用比特移位除法和加法实现的数学运算。其它方法和实施例可给出需要更多多比特精度乘法器的数值。当然，进行色彩色域映射也可能需要这样的乘法器。与跨色锐化一样，系统的一个实施例也可使用通过把两个矩阵相加的自身锐化来实现。例如，以下的矩阵对于图2的排列可以是有用的00-200-1121-1021220-1121-100-200(除以16)由于不管输入的常规像素数据的格式如何，它们到多基色空间的映射是不确定的，这就可以引进一种可以有利的自由度。例如，选择任何已知的算法，将总是给出全部正确的色彩；但可能没有给出最佳的视觉结果。例如，不是全都具有相同的亮度的色彩子像素，对于许多非最优的映射可能引进一种寄生图案。所期望的色彩映射将对给定色彩的片给出最均匀的纹理，在最广阔的色彩、色调、饱和度、和亮度范围上将亮度调制的可见的空间频率最小化。这种映射将容许通过以上所揭示的算法而显示精细的细节。在另一个实施例中，如果没有单个的变换矩阵对于所有的色彩提供最优结果，系统可以多个变换矩阵来工作。建立域，或甚至可连续地变化的变换可能是有利的。对新型RGBW(RGBW=Red、Green、Blue、White,红绿蓝白)面板进行着色在许多情况中，将要求新型RGBW面板(和这方面的5色彩、6色彩、n色彩面板)来对传统RGB或其它3色彩图像数据进行着色。在以上结合引用的许多申请书中，描述了用于通过对修改的常规图像数据集的重新采样来进行子像素着色的各种实施例。这种修改是每一个输入的常规像素都具有四种(或更多种)色彩——而不是3种——色彩分量数值，例如红色、绿色、蓝色和"白色"。加引号的"白色"是表示当所有子像素都设置于它们的最大值时，该色彩(即"白色")点可以或可以不位于显示器的白色点处。可能期望把RGB空间转换到RGBW空间(或其它多基色色彩空间)的任何色域映射算法(GMA=GamutMappingAlgorithm),在进行子像素着色之前进行以阻止图像被模糊化。可以设计滤光器组(filterset),来对于文本和照片两者都产生良好的结果。例如，在结合引用的第'094号专利申请书中，就示有一些新型RGBW和RGBC(RGBC=Red、Green、Blue、Cyan,红绿蓝青)布局。对于这些布局，用于具有红/绿棋盘状图案的布局的子像素着色的滤光器的一个实施例如下所示-.06250-.06250.1250-0.625.125-.06250.250+.125.5.125=.125.75.125-.06250-.06250.1250-0.625.125-.0625DOG子波+区域重新采样=跨色锐化核对红色和绿色的色彩平面进行区域重新采样，来去除将会引起色度混叠的任何空间频率。利用跨色分量，使用DOG子波来锐化图像。也就是说，用红色的色彩平面来锐化绿色子像素图像，而用绿色的色彩平面来锐化红色子像素图像。这允许将跨色亮度信号加到色彩子像素上，在色彩图像内"填充空洞"。应当注意对于单色图像，跨色DOG子波锐化的结果，与自身色彩锐化的结果相同。还应当注意以上所揭示的系数，是一个特定实施例的示范，而且本发明预期可满足需要的具有适当系数的许多其它矩阵。可使用多个滤光器中的一个来对蓝色平面进行区域重新采样。例如，可用简单的2X2箱式滤光器对蓝色进行区域重新采样.25.2525.25替代地，也可使用中心位于蓝色子像素上的箱式-帐篷式滤光器(box-tentfilter)对蓝色平面进行区域重新采样.125.25.125.125.25.125此外，也可使用多个滤光器中的一个来对白色平面进行滤光。例如，可使用一个非轴可分离的4X4箱式-三次滤光器(box-cubicfilter)来对白色或青色平面来进行重新采样-1/32-1/32-1/3210/3210/32-1/32-1/3210/3210/32-1/32-1/32-1/32替代地，为了有助于去除在白色或青色子像素上既无相位误差也无混叠，可以使用轴可分离的3X4帐篷式三次滤光器-1/64-1/32-1/649/649/329/64爆9/329/64-1/64-1/32-1/64箱式-三次滤光器和帐篷式-三次滤光器的使用，可帮助减少照片中的摩尔纹(moir6artifacts),而同时通过利用白色子像素的中点(mid-position)仍然保持文本的锐度。虽然没有必要，但有时可能对蓝色平面和白色平面这两者使用相同的滤光器。一可以对两者使用简单的箱式滤光器或帐篷式滤光器，或者对两者使用箱式-三次滤光器或帐篷式-三次滤光器。替代地，对两者可选择三次滤光器。图3A和3B示出具有如图所示的子像素重复组的高亮度显示器的实施例。虽然这些布局可以具有任何可能的宽高比(aspectratio),但图3A和3B描述的该布局的所有子像素的宽高比全部为1:3。这产生与可能的正方形外形或2:3的宽高比相比更高和更瘦的子像素。该布局包括一种组合，该组合中蓝色子像素的尺寸和红色及绿色子像素相同，而且数目也和它们相等——结果形成一种基本上色彩平衡的RGBW布局，这是因为利用同样的滤光器的红色、绿色和蓝色的发光器的区域覆盖与在常规RGB显示器面板中所能找到的相同。图3A和3B的布局具有潜在的好处是，通过色彩滤光器中适当的改变，即可在标准的RGB条纹背板(RGBstripebackplane)上制造这些布局。具有这些布局中一个布局的面板的一个实施例，可以使用如在本说明书内或在结合引用的专利申请书中所论及的任何适当形式的子像素着色(SPR)算法。在一个实施例中，输到显示器的图像源数据可假定为具有正方形的宽高比——从而，不需縮放，每个输入像素将映射到该布局内的三个子像素。可是，这些宽高比为1:3的RGBW布局，是每个重复单元有四个子像素的宽度。如果将源像素映射到三个这样的子像素所组成的组，那么在找到所有可能的组合之前，则把水平地平铺的三个布局也可满足要求。对于像这样编组的三个输出子像素的每个不同组合，一组不同的区域重新采样滤光器即可满足要求。如在上述一些结合引用的申请书所揭示的，这和寻找重复单元，并生成用于縮放的不同的滤光器组的过程相类似。事实上，实施縮放的相同逻辑，也可用来选择适当的滤光器。在一个实施例中，可能存在能够比縮放更为容易地实现的简化。由于在縮放中可能有能减少滤光器总数的对称性，而于此情况中，在色彩的不同组合中仅是一再地使用三个滤光器。图4描述了用于红色子像素的这样产生的重新采样区域以及滤光器。用于绿色、蓝色和白色的滤光器是同样的，但以一种不同的次序或排列方向出现。如在图4中所可见到的，那些重新采样区域可以是带有三种不同对准方式的六边形向左偏移1/3(如所见到的区域404那样)，居中(如所见到的区域406那样)，或者向右偏移1/3(如所见到的区域402那样)。这三种对准方式得到形成独特的区域重新采样的滤光器<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>区域重新采样滤光器得到的图像可能具有少许模糊化的外观，因此，可以有可能应用跨亮度锐化滤光器(cross-luminositysharpeningfilter)显著地对此进行校正<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>跨亮度滤光器将可知晓这些跨亮度滤光器与跨色滤光器是有所区别的。跨亮度滤光的一个可能好处是，能够对蓝色和白色进行锐化，以及对具有单值的红色和绿色进行锐化(如以前用跨色进行锐化那样)，从而减少了运算的次数。在低成本的RGBW具体实施方案中，这些亮度数值可利用于此结合引用的几个申请书中所揭示的实施例的任何一个来计算。一个示例采用了公式Y=(2*R+4*G+G+B)/8应当注意该亮度数值可以通过在硬件或软件中仅仅进行移位和加运算来计算。在一个实施例中，可利用上述区域重新采样滤光器来采样色彩值，可利用跨亮度滤光器来采样亮度"平面"，并把这两者的结果加到一起。这偶尔可能产生低于零或高于最大值的数值，所以这些结果可能要钳位(damp)到容许的范围。上述区域重新采样滤光器，使用将稍许较多的色彩采样到一侧或者另一侧的系数，对源像素内的子像素的偏移位置进行校正。完成这个的替代的方法可以是利用水平三次滤光器(horizontalcubicfilter)来改变输入数据的相位。当输出子像素位于输入像素的中心时，不需相位调节而且可以使用居中的区域重新采样滤光器。当输出子像素位于输入像素的偏移位置时，可以用下列双三次滤光器来生成与输出子像素的中心对准的"伪样本"<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>水平三次滤光器一旦对准了相位，则可以将居中的区域重新采样滤光器和锐化滤光器应用于全部输出子像素。在一个示范性的硬件具体实施方案中，这些三次滤光器可使用特定用途逻辑来实现以通过固定数进行乘运算。这种计算可以在把输入数值传送到该子像素着色逻辑之前在这些输入数值上进行。从而，在通过三次滤光器对数据进行预处理的代价下，可以简化该子像素着色逻辑。在一个示范性的软件具体实施中，通过居中的区域重新采样滤光器来对三次滤光器进行巻积可能是有利的。这得到下面示出的两个滤光器核<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>三次加上锐化滤光器由于图3A和3B的布局类似于常规的RGB条纹布局，一种低成本的系统，可通过把最接近的RGB(红色、绿色、蓝色)或W(白色)的数值拷贝或分配到输出子像素内来产生，而无需实施区域重新采样。可是，这样会发生不想要的色彩误差。该误差的水平分量可通过利用上述的水平三次滤光器来降低。由于该系统将不需要行缓冲器，低硬件成本可降低该系统的总成本。另外，由于三次滤光器具有少许锐化效果，可以不需要单独分开的锐化。字体的水平线可以看起来相当地良好，然而字体的垂直部分可能仍呈现出色彩误差。这种低成本系统在只有图像的应用中，例如摄像机的取景器中，是可以接受的。图5A和5B是高亮度RGBW布局再另一些实施例——但这些RGBW布局的子像素的宽高比为1:2。包含与红色子像素和绿色子像素尺寸相同的蓝色子像素，而且加入两个白色子像素的该子像素重复组趋向于形成色彩平衡的RGBW布局。将可知晓图3A、3B、5A和5B的布局——尽管在棋盘状图案上放置红色和绿色子像素以及蓝色和白色子像素，或放置红色和蓝色子像素以及绿色和白色子像素"~~可看成是可以替代地具有其它图案。例如，任何镜像、或旋转、或其他对称性都是预期的。另外，对于本发明的目的，这些子像素并不需要放置在一个完全交错(intertwined)在一起的棋盘状图案上，图7中给出这样的一个例子。在一个实施例中，可以将每个输入像素都映射到两个子像素上。在为了实现这个，依然有许多不同的方法来对准输入像素并且生成区域重新采样滤光器。首先考虑的是简单地将4个像素直接与图5A和5B中所示的布局对准。图6示出如所述的红色色彩平面的区域重新采样的一个例子。将输入像素图像数据描绘在网格602上，而且将图5A的子像素的重复组604迭加在该网格上。还显示了红色子像素606和610以及关联的"钻石"滤光器。接着可以以这里以及于此结合引用的许多申请书中所述的方式描述的方式来进行区域重新采样，此处给出一个示例-.06250-.06250.1250-0.625.125-.06250.250+.125.5.125=.125.75.125-.0625050.1250-0.625.125-0625DOG子波+区域重新采样=亮度锐化锐化核对于非频带限制图像，例如文本、计算机辅助绘图(CAD)、线条艺术品、或其它计算机生成的图像，利用基本上相同的滤光器核来对图像进行重新采样，以如同子像素对是基本上一致的那样来处理它们可以是有利的。这将导致重建出清晰的水平和垂直线条。另外，这些钻石式滤光器可以偏移1/4个输入像素。对于具有图5A的排列的面板，如下示出的滤光器核，对于红色和绿色可以基本上相同；尽管蓝色和白色使用可能水平地沿相反方向偏移的滤光器。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>另一个实施例可能把输入像素偏移，直到它们的中心点和某些重复子像素的中心对准。可以满足需要的滤光器的一个例子如下<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>红色/绿色(或蓝色/白色)蓝色/白色(或红色/绿色，分别地)这两个滤光器之一为"钻石"式滤光器，而另一个是沿中部往下拆分出来的。这种拆分将导致基色中的两个中的信息的模糊化。在一个实施例中，通过假定输入像素向左偏移1/4个像素，红色子像素和绿色子像素可变得完全地对准，而白色子像素和蓝色子像素使用该拆分的滤光器。在另一个实施例中，可以能够与具有最高亮度的像素对准，因此若假定输入像素向右偏移1/4个像素，那末，白色子像素和蓝色子像素对准，而红色子像素和绿色子像素跨越一个输入像素分开。，将对于基于图5B的排列的面板而修改上述滤光器的分配，这对于本领域技术人员，由该教导出发将是显而易见的的。这种拆分，可通过利用三次滤光器来进一步处理，以便为了拆分的子像素移动输入数据的相位，直到它们也处于居中位置。这可通过使用以下的三次滤光器来进行该1/2像素偏移来完成-16144144-161/2输入像素的三次偏移滤光器这种偏移滤光器可容易地作为硬件或软件内的移位和加运算来实现。输入像素假定为对输出子像素的一半，沿一个方向移位1/4像素，而且可以利用钻石滤光器对它们进行着色。其它4个子像素可以通过上述的三次滤光器偏移它们的输入，然后也可利用钻石式滤光器对它们进行着色。在硬件中，在输入数据通过子像素着色控制器的时候实现上述的三次偏移是容易的。在软件中，用钻石滤光器来对三次滤光器进行巻积，并且对于非对准的子像素在输入上进行单个滤光操作通常更为方便。于此情况，使用以下的组合的滤光器核0-21818-20-210888810-20-21818-20对于这些情况，当子像素己经对准或者已经通过三次滤光器来对准的情况下，可使用标准的跨色滤光器或跨亮度锐化滤光器。可是，如果输入像素仍中心位于输出子像素对附近，则有可能使用以下的跨亮度滤光器进行锐化:<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>图7是按照本发明的原理所制造的新型高亮度布局的再另一个实施例。可以看到红色子像素和绿色子像素一以及蓝色子像素和白色子像素——创建在一种棋盘状图案上。将可知晓与如上所述的类似的滤光器可用于这个替代方案上，虽然它们可能以与其它布局不同的次序、或稍有不同的滤光器核来使用。图8是按照本发明的原理所制造的新型高亮度布局的再另一个实施例。在图8中示出一些子像素(在网格802中)，这些子像素的彩色子像素具有2:3的宽高比，而它们的白色子像素具有1:3的宽高比。在这个实施例中，把三行3色彩像素布置成一种镶嵌排列或斜纹排列。应当注意利用挨着每个彩色子像素旁边的窄的白色子像素，每个逻辑像素都具有明亮的亮度中心。在一个实施例中，输入像素可以中心位于这些白色子像素上，因此可简单'地在每个输入位置处采样白色数值。所有的彩色子像素可以用这种对准来拆分，但由于斜纹布局，区域重新采样滤光器可以是如图9中的倾斜的六边形。观察图9，示有输入图像数据网格卯0。迭加在网格900之上的是目标子像素网格802。还示出了红色子像素的中心，以及它们关联的重新采样区域(中心位于点902A、902B、禾卩902C附近)。在一个实施例中，通过考虑围绕的红色子像素中心并在这些中心之间绘制平的边界线，可以计算六边形重新采样区域。例如红色子像素的中心902A及其关联的重新采样区域，具有把中心902A和红色中心904之间的连线大致平分的边界线906。类似地，边界线908和910分别把中心902A和中心902B之间以及中心902B和中心902C之间的连线大致平分。将可知晓对于其它实施例，其它重新采样区域的形状可以以其它的方式来形成。它应满足童新采样区域以一种空间形式与输入图像数据大致相关。也将知晓绿色色彩平面——或任何其他色彩平面一一可类似地加以处理。得到的滤光器核对于每种色彩的每个子像素可以是等同的，并且可以是4x3滤光器。可是，当转换为8比特的整数时，位于右侧和左侧的小区域变得非常小而可丢弃，得到如下的示范性滤光器401276761240替代的，可用1/2像素三次偏移滤光器来调节输入像素的相位，直到伪样本再次位于输出子像素的中心。于此情况，区域重新采样滤光器可变为如下给出的3x3滤光器。像这样居中，对于这种对准有可能使用下面给出的跨亮度锐化滤光器<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>对于此处揭示的其它布局，完成1/2像素对准的三次内插可以在扫描行(scan-line)基础上来进行，并可以在输入数据到达的时候进行。可是，在软件具体实施方案中，用以上的两个滤光器来对三次滤光器进行巻积，以便在单个步骤中进行每个采样可以是方便的。于此情况，组合的三次和区域重新采样滤光器给出在下面的左侧，组合的三次和锐化滤光器给出在下面的右侧<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>在另一个实施例中，图8的布局除了可使用非三次跨亮度滤光器之外，还可以使用上述的三次区域重新采样滤光器。该滤光器对于带有清晰边缘的图像，例如文本，是期望的。子像素着色滤光器和偏移假定除了应用在高亮度布局上之外，进行像素数据偏移来取得有利的滤光器核的技术，也可应用到于本申请书和所结合引用的申请书所揭示的其它子像素布局(例如3色彩、4色彩、5色彩、等等)的全部范围上。在某一种意义上，可将区域重新采样技术想象为用于计算滤光器核的几何模型(geometricmodd)。通常可以将目标布局的图样绘制在源RGB子像素网格的之上。可以为该目标布局的每一个子像素选择称为重新采样点的中心点。可绘制出称为重新采样区域的形状，重新采样区域大致包括相比于相同色彩的任何其他区域更接近一个重新采样点的所有区域。图10描述一种3色彩子像素重复图案1000，它实质上包括具有大约相同尺寸的红色子像素1002、绿色子像素1004、和蓝色子像素1006。网格线1008描述了应该重新映射到目标子像素布局上的源输入图像数据的叠加。如可见到的，输入图像数据网格，看上去是把蓝色子像素以某种比例(例如一半)拆分开来。于图IO的布局的情况，这些蓝色重新采样区域是简单的长方形。选择用于红色和绿色的重新采样点来使得重新采样区域成为钻石形或旋转了45度的正方形，如图11中所示。在钻石形或正方形这两者中，重新采样区域形状足够简单从而能用解析方法或几何方法计算出源像素的区域和重新采样区域的交集(intersection)。对于红色和绿色重新采样点的这些选择，在某种意义上是一种简化，进行这种简化以使得重新采样区域比较容易计算，并且得到的滤光器可以较廉价地在硬件中实现。在这些滤光器设计中，红色子像素和绿色子像素的重新采样点，都不放置在子像素的中心1102处，而是要稍微向左或右移动，以便使它们与源像素或逻辑像素的中心1104对准，如图11中所见到的那样。如果这些重新采样点大致放置在每个目标子像素的中心1102处，则重新采样区域将成为较为复杂的、不对称的像钻石样的形状，如在图12中所见。这些形状有时和斜着飞行的风筝类似——因此对这样所形成的滤光器，采用术语"风筝滤光器(kitefilters)"来称呼。这些新的形状比较难以用几何方法来计算，并可随同任何给定的子像素布局的每一个变化而改变。在某些情况中，让那些重新采样点大致留在子像素的中心上可以是有利的。例如，这可以减少某些图像中的色彩误差。在其他情况中，把重新采样点大致移到重新采样区域的中心可以是有利的。例如，这可以使滤光器简化，并使得在硬件实现这些滤光器较为廉价。新型滤光器的生成现将叙述生成重新采样区域和它们的滤光器核的一个实施例(1)第一步是接收一列重新采样点，并在位图文件中创建一幅图样或其它的表示方式。(2)把该图像中的每一个像素与全部的重新采样点充分地相比较，以找出哪个重新采样点是最接近的。在进行这个的过程中，可能期望考虑到上、下、左、右以及沿所有四根对角线方向的全部邻近的重新采样点。(3)可以进行对该位像的第二次通过，并且可以将标记为最接近一个重新采样点的像素数目作为那个重新采样点的重新采样区域的近似。还可数出每个源像素正方形内部标记的像素的数目。(4)这两个数目的比，可作为用于每个源像素的滤光器核的系数的近似。可显示或打印出该位像，以便看出所得到的形状是什么样的，并验证这些形状是否合理。，将可知晓也可采用其它方法和步骤来生成用来把输入图像数据映射到目标子像素布局的滤光器核。只要滤光器核提取出以一种空间形式与目标子像素充分相关的图像数据，就能满足本发明的目的。转换边缘假定在某些情况，利用靠近子像素的精确中心的点作为重新采样点，通过改变边缘假定来进行简化。把目标布局(例如像在第'353号专利申请书和于此结合引用的其它申请书中所示的)放置在4个源像素的上面的简化假定，可得到与输入像素不同相的钻石和箱式滤光器。在分别描述红色、绿色和蓝色重新采样区域的图13A、13B和13C中可以见到一个例子。把所有重新采样的点转换到一起并不是一种简化，因为边缘对准的选择可以是任意的。在许多布局中，将所有的重新采样点作稍左的偏移，会得到简单得多的滤光器以及并更锐利的绿色。例如，这种适当的偏移，得到图14A、14B和14C中所见到的重新采样区域。调节中心位置当把接近精确的子像素中心的点用来作为用于图15中所示的布局(例如两个蓝色子像素交错排列在由红色子像素和绿色子像素构成的、大致为棋盘状的图案内)的重新采样点时，可以得到一大组不同的滤光器。例如，图16A、16B和16C是用于这种布局的可能的一组滤光器。在另一个实施例中，两个红色重新采样点都可稍许移动来使红色滤光器区域为钻石形，如同在图17A中可以看到的那样——绿色和蓝色滤光器分别用图17B和17C来描述。再另一个实施例可以是转换和调节的组合，来使两个绿色区域为钻石形——同时红色和蓝色仍保持为"风筝形"，如图18A、18B和18C中所示。这可以具有保持绿色较锐利的效果。由于绿色具有亮度的大部分，这可得到更为锐利的总图像。另外，使得所有绿色重新采样点都中心位于在输入子像素上，将容许利用跨色锐化来对它们进行锐化。十中抽一滤光器调整源像素和图15所示的布局中的子像素之间的关系，可能还有助于将RGB数据进行十中抽一采样而进入这种显示器。如在图15中所可见到的，可以有一个红色子像素或绿色子像素完全地在每个源像素之内。在一种简单易于实现的硬件十中抽一模式中，可以将来自下层RGB像素的正确的红色或绿色基色值直接拷贝到目标子像素中。可拆分蓝色子像素并进行平均，或甚至可随机地使用两个源蓝色值中的一个，而不会在图像中引起明显的问题。若源像素的边缘与目标布局对齐，则可在两个源像素之间拆分绿色子像素中的一个。对两个源绿色进行平均，可能产生模糊的图像；而取一个源值，则可能导致图像品质的某种降级。另外，重新映射网格1502可以在源像素之间偏移，从而不拆分绿色子像素，如在图15中所可见到的。这将导致在两个源像素之间拆分红色子像素中的一个，但是由于绿色对图像亮度的贡献较多，拆分红色的一个不会使图像有那么多的降级。尽管已经参考范例实施例描述了本发明，本领域的技术人员将可以理解在不偏离本发明的范围可以进行各种修改并且可以用等价物替换其中的元件。此外，在不偏离其中的基本范围下，可以进行很多修改来适应特定的条件或者材料到教导中。因此，意图是本发明不局限于作为意图实施本发明的最佳模式揭示的最佳实施例，但是本发明将包括落入附加的权利要求的范围内的所有实施例。权利要求1.一种输入图像数据着色到显示器面板上的方法，所述显示器面板实质上包括子像素重复组，所述子像素重复组包括至少一个白色子像素和多个基色彩色子像素，所述方法包括步骤接收要在所述显示器面板上进行着色的输入图像数据；对于由所述白色子像素和由相同色彩的基色彩色子像素形成的每个单独的色彩平面，通过将所述输入图像数据的空间部分的数据值乘以至少一个图像滤光器核，来计算所述色彩平面的每个子像素的输出亮度值，所述图像滤光器核包括系数的矩阵，矩阵中的系数的排列使得每个系数代表所述输入图像数据的所述空间部分的所述数据值中的一个数据值的分数部分；以及用亮度信号对所述输出亮度值进行锐化。2.根据权利要求l述的方法，其中图像滤光器核中的所述系数的和等于1。3.—种显示器系统，包括显示器面板，实质上包括以矩形图案瓦片状排列在所述面板上的子像素重复组，所述子像素重复组包括至少一个白色子像素和至少两种基色色彩的多个彩色子像素输入电路，配置为接收表示要在所述显示器面板上进行着色的图像的输入图像数据；子像素着色电路，配置为通过将所述输入图像数据的空间部分的数据值乘以至少一个图像滤光器核，来计算所述显示器面板的每个子像素的输出亮度值，所述图像滤光器核包括系数的矩阵，矩阵中的系数的排列使得每个系数代表所述输入图像数据的所述空间部分的所述数据值中的一个数据值的分数部分；以及所述子像素着色电路进一步配置为用亮度信号对所述输出亮度值进行锐化。4.根据权利要求3述的显示器系统，其中图像滤光器核中的所述系数的和等于1。全文摘要本申请揭示了把源图像数据着色到高亮度子像素排列上，例如GRBW显示器面板上的方法和系统。输入图像数据着色到显示器面板上的方法包括接收要在所述显示器面板上进行着色的输入图像数据；对于由所述白色子像素和由相同色彩的基色彩色子像素形成的每个单独的色彩平面，通过将所述输入图像数据的空间部分的数据值乘以至少一个图像滤光器核计算所述色彩平面的每个子像素的输出亮度值，所述图像滤光器核包括系数的矩阵，矩阵中的系数的排列使得每个系数代表所述输入图像数据的所述空间部分的所述数据值中的一个数据值的分数部分；以及用亮度信号对所述输出亮度值进行锐化。另外，这些技术也可应用于把数据着色到3色彩显示器上。文档编号G09G5/00GK101409065SQ200810176340公开日2009年4月15日申请日期2005年3月23日优先权日2004年4月9日发明者坎迪丝·海伦·勃朗·埃利奥特,迈克尔·佛兰西丝·希京斯申请人:三星电子株式会社