CN107886888B

CN107886888B - 用于子像素渲染的方法和装置

Info

Publication number: CN107886888B
Application number: CN201711058824.4A
Authority: CN
Inventors: 顾晶
Original assignee: Kunshan Yunyinggu Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Kunshan yunyinggu Electronic Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2013-09-12
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2021-10-29
Anticipated expiration: 2033-09-12
Also published as: EP3044779B1; ES2820499T3; CN107886888A; CN105027191A; US20170178555A1; US10475369B2; EP3044779A4; US9626894B2; CN105027191B; EP3044779A1; WO2015035581A1; US20150339969A1

Abstract

用于子像素渲染的方法和装置(100)。在一个例子中，对于显示器(102)上的像素阵列中的每一个，接收包括第一组分量的第一信号。所述第一信号的第一组分量被转换到第二组分量。所述第二组分量包括代表着像素的第一属性的第一分量和代表着像素的第二属性的第二分量。通过基于相对应的像素的属性而对所述第一分量和第二分量中的至少一个分量应用至少一个操作而对所述第一信号的第二组分量进行修改，从而生成第二信号。所述修改后的第二组分量被转换为第二信号的修改后的第一组分量。基于修改后的第一组分量生成第三信号用于渲染对应于该像素的子像素。

Description

用于子像素渲染的方法和装置

本申请为在2013年9月12日在中国专利局提交的名称为“用于子像素渲染的方法和装置”,申请号为201380074384.5的专利申请的分案申请。

背景技术

本公开大体上涉及显示器技术，并且更特别地，涉及一种用于子像素渲染的方法和装置。

显示器通常由显示器分辨率来表征，其为在每个维度中可以显示的独立的像素的数目(例如，1920×1080)。很多显示器出于各种原因，不能够在相同的位置显示不同的色彩通道。因此，像素栅格被分割为很多的单色部分，其在一定距离外观察时形成了所显示的颜色。在一些显示器中，例如液晶显示器(LCD)、有机发光二级管(OLED)显示器、电子墨水(E-ink)显示器或者电致发光显示器(ELD)，这些单色部分为可独立寻址的元素，其被称为子像素。

目前已经提出了通过一组专有子像素渲染算法工作的各种多种子像素排布(布局，方案)从而通过增加显示器的可见分辨率以及通过利用具有更多细节的抗锯齿文本来改进显示质量。例如，LCD通常将每个像素分割为三个条状子像素(例如，红色、绿色以及蓝色子像素)或者四个正方形的子像素(例如，红色、绿色、蓝色以及白色子像素)。对于OLED显示器来说，由于制备工艺的局限性，子像素不能排布得彼此过于靠近。

色彩渲染的方法已经被应用于减少每个像素中的子像素的数目的同时不降低显示分辨率。

技术是实施了色彩渲染方法的这些例子中的一个。在设计用于显示器的子像素排布中，希望不同色彩的子像素，例如红色、绿色以及蓝色子像素是均匀分布的，即，每个色彩的子像素的数目为相同的，并且不同色彩子像素之间的距离是基本上相同。然而，对于利用了

技术的子像素排布来说，绿色子像素的数目为红色子像素或蓝色子像素数目的两倍，即，红色或蓝色的分辨率为绿色分辨率的一半。对于利用了

技术的子像素排布，两个相邻的具有不同颜色的子像素之间的距离(相对距离)是变化的。

同样普遍公知的是在显示器上的每个像素可以与各种属性相关联，例如在YUV色彩模型中的亮度(明亮度，也称为照度)以及色度(颜色，也称为彩度)。大部分已知的用于子像素渲染的解决方案使用了基于RGB色彩模型而生成的原始显示数据，其包括了三原色分量，红色(R)、绿色(G)以及蓝色(B)。然而，由于人类视觉***对于色彩不如对于亮度敏感，利用三个子像素或四个子像素来构成全彩像素并且利用原始RGB显示数据来渲染子像素的已知解决方案可能导致令无谓的显示器带宽的浪费。

因此，需要一种克服上面所提及的问题的用于子像素渲染的改进的方法和装置。

发明内容

本公开通常地涉及显示技术，并且更为特别地，涉及一种用于子像素渲染的方法和装置。

在一个例子中，提供了一种用于子像素渲染的方法。对于显示器上的像素阵列中的每一个，接收包括第一组分量的第一信号。所述第一信号的第一组分量接着被转换到第一信号的第二组分量。所述第一信号的第二组分量包括代表着像素的第一属性的第一分量和代表着像素的第二属性的第二分量。通过基于相对应的像素的属性而对所述第一分量和第二分量中的至少一个分量应用至少一个操作而对所述第一信号的第二组分量进行修改，从而生成包括修改后的第二组分量的第二信号。第二信号的所述修改后的第二组分量接着被转换为第二信号的修改后的第一组分量。基于第二信号的修改后的第一组分量生成第三信号用于渲染对应于该像素的子像素。

在不同的例子中，一种用于子像素渲染的设备包括第一信号转换单元，信号处理模块，第二信号转换单元，以及子像素渲染模块。所述第一信号转换单元被配置为对于显示器上的像素阵列中的每一个，接收包括第一组分量的第一信号。所述第一信号转换单元进一步被配置为将所述第一信号的第一组分量转换到第一信号的第二组分量。所述第一信号的第二组分量包括代表着像素的第一属性的第一分量和代表着像素的第二属性的第二分量。所述信号处理模块被配置为针对每个像素，通过基于相对应的像素的属性而对所述第一分量和第二分量中的至少一个分量应用至少一个操作而对所述第一信号的第二组分量进行修改，从而生成包括修改后的第二组分量的第二信号。所述第二信号转换单元被配置为针对每个像素，将第二信号的所述修改后的第二组分量转换为第二信号的修改后的第一组分量。所述子像素渲染模块被配置为基于第二信号的修改后的第一组分量生成第三信号用于渲染对应于该像素的子像素。

在另一个不同的例子中，一种装置包括显示器和控制逻辑。所述显示器具有在其上以重复的图案排布的子像素阵列。同一行子像素中的两个相邻子像素对应于显示器上的一个像素。第一子像素重复组以及第二子像素重复组交替地应用到两个相邻的子像素行。两个相邻的子像素行彼此相错开。控制逻辑可操作地连接到显示器并且被配置为对于子像素阵列进行渲染。控制逻辑包括第一信号转换单元，信号处理模块，第二信号转换单元，以及子像素渲染模块。所述第一信号转换单元被配置为对于显示器上的像素阵列中的每一个，接收包括第一组分量的第一信号。所述第一信号转换单元进一步被配置为将所述第一信号的第一组分量转换到第一信号的第二组分量。所述第一信号的第二组分量包括代表着像素的第一属性的第一分量和代表着像素的第二属性的第二分量。所述信号处理模块被配置为针对每个像素，通过基于相对应的像素的属性而对所述第一分量和第二分量中的至少一个分量应用至少一个操作而对所述第一信号的第二组分量进行修改，从而生成包括修改后的第二组分量的第二信号。所述第二信号转换单元被配置为针对每个像素，将第二信号的所述修改后的第二组分量转换为第二信号的修改后的第一组分量。所述子像素渲染模块被配置为基于第二信号的修改后的第一组分量生成第三信号用于渲染对应于该像素的两个子像素。

其他的理念涉及一种用于执行用于子像素渲染的方法的软件。根据该理念的一种软件产品包括至少一个机器可读永久介质以及由该介质承载的信息。由该介质承载的信息可以是关于与请求或可操作的参数相关联的参数的可执行程序编码数据，例如与用户、请求或社团等相关的信息。

在一个例子中，一种机器可读并且永久的介质，其具有记录在其上的信息用于子像素渲染，其中当该信息由机器读取时，导致该机器执行一系列的步骤。对于显示器上的像素阵列中的每一个，接收包括第一组分量的第一信号。所述第一信号的第一组分量接着被转换到第一信号的第二组分量。所述第一信号的第二组分量包括代表着像素的第一属性的第一分量和代表着像素的第二属性的第二分量。通过基于相对应的像素的属性而对所述第一分量和第二分量中的至少一个分量应用至少一个操作而对所述第一信号的第二组分量进行修改，从而生成包括修改后的第二组分量的第二信号。第二信号的所述修改后的第二组分量接着被转换为第二信号的修改后的第一组分量。基于第二信号的修改后的第一组分量生成第三信号用于渲染对应于该像素的子像素。

附图说明

将从以下伴随着下列附图的描述更为容易地理解实施例，并且其中相同的参考标号代表相同的部件，其中：

图1为示出了包括显示器和控制逻辑的装置的框图；

图2为示出了根据本公开所列举的一个实施例的图1所示装置的显示器的一个例子的侧视图；

图3为示出了根据本公开所列举的一个实施例的图1所示装置的显示器的另一个例子的侧视图；

图4为示出了根据本公开所列举的一个实施例的图1所示装置的控制逻辑的一个例子的框图；

图5为示出了用于子像素渲染的方法的流程图；

图6为示出了根据本公开所列举的一个实施例的图5所示子像素渲染方法的一个例子的流程图；

图7为根据本公开所列举的一个实施例的针对每个像素将显示数据中的第一组RGB分量转换为显示数据中的第二组YUV分量的示意图；

图8为根据本公开所列举的一个实施例将傅里叶变换和滤波应用到U分量的示意图；

图9为根据本公开所列举的一个实施例针对每个像素将修改后的第二组YUV分量转换到修改后的第一组RGB分量的示意图；

图10为根据本公开所列举的一个实施例对同一行像素中的多个相邻像素应用信号处理操作的示意图；

图11为示出了根据本公开所列举的一个实施例的如图5所示的用于子像素渲染的方法的另一个例子的流程图；

图12为根据本公开所列举的一个实施例对像素的相邻行和相邻列中的多个相邻像素应用信号处理操作的示意图；

图13为根据本公开所列举的一个实施例的显示器的子像素排布的示意图；

图14为根据本公开所列举的一个实施例的显示器的子像素排布的示意图；

图15为根据本公开所列举的一个实施例的显示器的红色、绿色以及蓝色子像素排布的示意图；

图16为示出了根据本公开所列举的一个实施例的将控制逻辑实施为集成电路(IC)芯片的一个例子的视图；以及

图17为示出了根据本公开所列举的一个实施例的将控制逻辑实施为IC芯片的另一个例子的视图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，作为示例列举出了多种特定的细节从而提供对于相关公开的全面的理解。然而，对于本领域的技术人员来说明显的是本公开可以不依这些细节而实施。在其他的示例中，为了避免与本公开的各个方面造成不必要的混淆，在相对较高的层面省去细节地对已知的方法、过程、***、组件以及/或电路进行了描述。

除了其他的新颖特征，本公开提供了能够降低显示带宽而同时保持相同或相似可见显示分辨率的能力。能够理解的是在显示数据中的不同分量对于可见显示分辨率而言并非相同地重要，由于人类的视觉***对由显示数据中的各个分量所代表的不同属性具有不同的敏感度。例如，相较于亮度分量，色彩分量对于可见显示分辨率具有较小的重要性，并且在相邻像素中色彩分量的改变更为平缓(较低的带宽)。结果是，可以在显示数据中降低对于可见显示分辨率而言较不重要的分量，例如色彩分量，从而节约显示带宽。这样能够改进在显示器上的子像素渲染。在本公开中的新颖的子像素渲染方法和子像素排布并未牺牲显示器上的可见色彩分辨率和色彩分布的均匀性。在本公开的一个例子中，由于每个像素被均匀地分割为两个子像素而不是传统的三个条状子像素或四个正方形子像素，因此显示器的每单元面积中的可寻址显示元素的数目可以增加而不会改变当前的制造工艺。

其他新颖特征的部分将在随后的说明书中给出，并且对于本领域的技术人员来说在对下文和附图进行阅读或者通过对实施例的制造和操作进行学习后将变得更加清楚。通过对在底下讨论的详细例子中列举出的方法、手段及其组合的各个方面进行实践或实用，将会实现并且获得本发明的优点。

图1示出了包括显示器102和控制逻辑104的装置100。所述装置100可以是任何适合的设备，例如，电视机、笔记本计算机、台式计算机、上网本、媒体中心、手持设备(例如，功能机或智能手机)、电子告示牌、游戏控制器、机顶盒、打印机或任何其他适合的设备。在这个例子中，显示器102为可操作地耦接到控制逻辑104并且为装置100的一部分，例如但不限于，电视机屏幕、计算机显示器、仪表盘、头戴式显示器、或电子告示牌。显示器102可以是具有LCD、OLED显示器、电子墨水显示器、ELD、带有白炽灯的告示牌显示器，或任何其他适合类型的显示器。控制逻辑104可以是任何适合的硬件、软件、固件或其组合，被配置为接收显示数据106并且将所接收到的显示数据106渲染进控制信号108用于驱动显示器102上的子像素阵列。例如，用于各种子像素排布的子像素渲染算法可以是控制逻辑104的部分或者由控制逻辑104来实施。控制逻辑104可以包括任何其他适合的组件，包括例如编码器、解码器、一个或多个处理器、控制器(例如，时序控制器)、以及存储设备。控制逻辑104可以实施为独立的集成电路(IC)芯片或是显示器102的驱动电路的一部分。装置100还可以包括任何其他的适合组件，例如但不限于扬声器110和输入设备112，例如鼠标、键盘、远程控制器、手写设备、照相机、麦克风、扫描仪等。

在一个例子中，装置100可以为具有显示器102的笔记本计算机或台式计算机。在这个例子中，装置100还包括处理器114以及存储器116。处理器114例如可以为图形处理器(例如，GPU)、通用处理器(例如，APU(加速处理单元)；GPGPU(通用图形处理器))，或任何其他适合的处理器。存储器116可以例如为分立帧缓存器或统一存储器。处理器114被配置为以显示帧来生成显示数据106并且在将显示数据106发送到控制逻辑104之前将显示数据106临时存储在存储器116中。处理器114还可以生成其他数据，例如但不限于，控制指令118或测试信号，并且直接或者通过存储器116将其提供给控制逻辑104。控制逻辑104接着从存储器116或直接从处理器114接收到显示数据106。在其他的例子中，控制逻辑104的至少部分可以实施为存储在存储器116中并且由处理器114执行的软件。

在其他的例子中，装置100可以为具有显示器102的电视机。在这个例子中，装置100还包括接收器120，例如但不限于天线、无线射频接收器、数字信号调谐器、数字显示连接器，例如HDMI、DVI、显示端口(DisplayPort)、USB、蓝牙、WiFi接收器或以太网端口。接收器120被配置为接收作为装置100的输入的显示数据106并且将显示数据106提供到控制逻辑104。

在又一个例子中，装置100可以为手持设备，例如智能电话或平板电脑。在这个例子中，装置100包括处理器114、存储器116以及接收器120。装置100既可以由其处理器114生成显示数据106也可以通过其接收器120接收显示数据106。例如，装置100可以为即作为便携式电视又作为便携式计算设备工作的手持设备。在任何情况下，装置100至少包括显示器102以及控制逻辑104用于对显示器102上的子像素阵列进行渲染。

现在参照图16和图17，控制逻辑104在这些例子中实施为独立的IC芯片，例如现场可编程栅极阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。在图16所描述的一个例子中，装置100为例如智能电话或平板电脑的手持设备，其包括具有驱动电路1602的显示器102和主板1604。显示器102通过柔性印刷电路(FPC)1606连接到主板1604。实施了控制逻辑104的IC芯片布置在FPC1606之上使得手持设备可以容易地与控制逻辑104相集成而无需改变主板1604。在图17描述的另一个例子中，实施了控制逻辑104的IC芯片布置在主板1604上从而降低手持设备的成本。

图2示出了包括子像素202、204、206、208的子像素阵列的显示器102的一个例子。所述显示器102可以为任何适合类型的显示器，例如LCD，诸如扭曲向列(TN)LCD、平面转换(IPS)LCD、高级边缘场转换(AFFS)LCD、垂直对齐(VA)LCD、超视觉(ASV)LCD、蓝相位模式LCD、无源矩阵(PM)LCD或任何其他适合的显示器。显示器102包括显示面板210和背光板212，其可操作地耦接到控制逻辑104。背光板212包括用于向显示面板210提供光的光源，诸如但不限于白炽灯泡、LED、EL面板、冷阴极荧光灯(CCFL)以及热阴极荧光灯(HCFL)，仅列举数个。

显示面板210可以例如为TN平板、IPS平板、AFFS平板、VA平板、ASV平板或任何其他适合的显示面板。在这个例子中，显示面板210包括滤光器层220、电极层224、布置在滤光器层220和电极层224之间的液晶层226。如图2所示，滤光器层220包括多个分别对应于子像素202、204、206、208的滤光器228、230、232、234。在图2中的A、B、C和D指代四个不同类型的滤光器，诸如但不限于红色、绿色、蓝色、黄色、青色、品红或白色滤光器。所述滤光器层220还包括如图2所示地布置在滤光器228、230、232、234之间的黑色矩阵236。作为子像素202、204、206、208的边界的黑色矩阵236用来阻挡光从滤光器228、230、232、234之外的部分出去。在这个例子中，电极层224包括多个带有例如薄膜晶体管(TFT)的开关元件的电极238、240、242、244，分别对应于子像素202、204、206、208的多个滤光器228、230、232、234。带有开关元件的电极238、240、242、244由来自控制逻辑104的控制信号108进行单独地寻址并且被配置为通过根据控制信号108对通过各个滤光器228、230、232、234的光进行控制来驱动相对应的子像素202、204、206、208。显示面板210可以包括任何其他适合的组件，例如现有技术中已知的一个或多个玻璃衬底、极化层或触摸板。

如图2所示，多个子像素202、204、206、208中的每一个由至少滤光器、相对应的电极以及在相对应的滤光器和电极之间的液晶区域构成。滤光器228、230、232、234可以由树脂薄膜形成，其中包含具有希望的颜色的染料或颜料。取决于各个滤光器的特性(例如，颜色，厚度等)，子像素可能呈现不同的色彩和亮度。在这个例子中，两个相邻子像素对应于一个用于显示的像素。例如，子像素A202和B204对应于像素246，并且子像素C206和D208对应于另一个像素248。此处，由于显示数据106通常在像素层级被编程，借助于下面将详细描述的子像素渲染方法，每个像素的两个子像素或多个相邻像素的多个子像素可以通过子像素渲染来集体地寻址从而呈现每个像素的亮度和色彩，如在显示数据106中指定的。

图3示出了包括子像素302、304、306、308的阵列的显示器102的另一个例子。显示器102可以为任何适合类型的显示器，例如OLED显示器，诸如有源矩阵(AM)OLED显示器、无源矩阵(PM)OLED显示器或任何其他适合的显示器。显示器102包括显示面板310，其可操作地耦接到控制逻辑104。与图2不同的是，背光板对于图3中的OLED显示器102来说并不需要，因为显示面板310可以通过其中的OLED发射光。

在这个例子中，显示面板310包括发光层318以及电极层320。如图3所示，发光层318包括多个分别对应于多个子像素302、304、306、308的OLED 322、324、326、328。在图3中的A、B、C和D指代四个不同类型的OLED，诸如但不限于红色、绿色、蓝色、黄色、青色、品红或白色OLED。所述发光衬底318还包括如图3所示地布置在OLED 322、324、326、328之间的黑色矩阵330。作为子像素302、304、306、308的边界的黑色矩阵330用来阻挡光从OLED 322、324、326、328之外的部分出去。与图2不同的是，滤光器层对于OLED显示器102来说并不需要，因为发光层318中的每个OLED可以以预定的色彩和亮度发光。在这个例子中，电极层320包括多个带有例如TFT的开关元件的电极332、334、336、338，分别对应于子像素302、304、306、308的多个OLED 322、324、326、328。带有开关元件的电极332、334、336、338由来自控制逻辑104的控制信号108进行单独地寻址并且被配置为通过根据控制信号108对从各个OLED332、334、336、338发射的光进行控制来驱动相对应的子像素302、304、306、308。显示面板310可以包括任何其他适合的组件，例如现有技术中已知的一个或多个玻璃衬底、极化层或触摸板。

如图3所示，多个子像素302、304、306、308中的每一个由至少OLED和相对应的电极构成。每个OLED由阳极、发光层以及阴极的夹层结构形成，如现有技术中已知的。取决于各个OLED的发光层的特性(例如，材料，结构等)，子像素可以呈现不同的色彩和亮度。在这个例子中，两个相邻子像素对应于一个用于显示的像素。例如，子像素A302和B304对应于像素340，并且子像素C306和D308对应于另一个像素342。此处，由于显示数据106通常在像素层级被编程，借助于下面将详细描述的子像素渲染方法，每个像素的两个子像素或多个相邻像素的多个子像素可以通过子像素渲染来集中地寻址从而呈现每个像素的合适的亮度和色彩，如在显示数据106中指定的亮度和色彩。

虽然图2和图3被分别描述为LCD和OLED显示器，可以理解的是图2和图3仅提供用于示例性的目的而没有限制。如上面所注意到的，除了LCD和OLED显示器，显示器102可以是电子墨水显示器、ELD、具有白炽灯的告示牌显示器或任何其他适合类型的显示器。

图4示出了根据在本公开中所列举的一个实施例的在图1示出的装置100的控制逻辑104的例子。在这个例子中所述控制逻辑104被配置为考虑到人类感知地生成具有较低显示带宽的信号用于子像素渲染，允许在原始显示数据中针对对于可见显示分辨率而言较不重要的特定分量的降低的带宽。控制逻辑104包括信号转换模块402、信号处理模块404、以及子像素渲染模块406，其中每一个可以实施为硬件、软件、固件或其组合。例如，一个或多个模块402、404、406可以实施为由处理器执行的软件，或实施为IC，例如FPGA或ASIC。

信号转换模块402可以包括一个或多个用于在不同类型之间转换显示信号的单元。显示数据106可以利用各种色彩模型来表示，包括但不限于RGB(红色、绿色、蓝色)色彩模型、YUV(亮度、色度)色彩模型、HSL(色相、饱和度、亮度)色彩模型、HSB(色相、饱和度、亮度)色彩模型等。显示数据106包括基于特定色彩模型的集合分量。例如，利用RGB模型表示的显示数据包括R、G、B，三原色分量；利用YUV色彩模型表示的显示数据包括一个亮度分量Y和两个色度分量U和V；利用HSL色彩模型表示的显示数据包括一个色相分量H、一个饱和度分量S和一个亮度分量L。各种类型的显示信号可以通过信号转换模块402利用现有技术已知的任何色彩模型转换算法在彼此之间进行转换。

信号转换模块402可以包括第一信号转换单元，被配置为针对显示器102上的每个像素，接收包括第一组分量的第一信号并且将所述第一组分量转换到第一信号的第二组分量。所述第一信号可以最初利用RGB色彩模型来生成从而第一组分量的每一个代表相同的像素属性，即色彩，具有相同的显示器带宽并且对于可见显示分辨率而言相同地重要。另一方面，第一信号的第二组分量包括代表着像素的第一属性的第一分量和代表着像素的第二属性的第二分量。所述第一分量和第二分量代表了像素的不同属性，例如亮度分量和色度分量，其每一个具有对于可见显示分辨率而言不相同地重要的不同的显示器带宽。

所述信号转换模块402还可以包括第二信号转换单元，配置用于针对显示器102上的每个像素，通过信号处理将其原始形式或者其修改后的形式的第二组分量转换回相对应的第一组分量。也就是，所述第一信号转换单元和第二信号转换单元在两种类型的显示信号之间执行相逆的转换。

在这个例子中，信号转换模块402包括RGB-YUV转换单元408和YUV-RGB转换单元410。所述RGB-YUV转换单元408被配置为接收包括R、G、B分量的原始显示数据106并且将R、G、B分量转换到Y、U、V分量。R、G、B分量被视为代表像素的相同属性，即色彩，而Y、U、V分量代表像素两种不同的属性，即亮度和色度。所述YUV-RGB转换单元410被配置为将Y、U、V分量转换回R、G、B分量。

信号处理模块404可以包括一个或多个信号处理单元，其中每个能够基于由分量所代表的像素的相对应属性将一个信号处理操作应用到显示信号的至少一个分量。在这个例子中的信号处理模块404被配置为针对显示器102上的每个像素，修改第一信号的第二组分量从而生成包括修改后的第二组分量的第二信号，并且将第二信号的修改后的第二组分量转换到第二信号的修改后的第一组分量。所述信号处理单元可以包括例如傅里叶变换/逆傅里叶变换单元412以及低通滤波单元414，如图4所示。能够理解的是可以应用现有技术中已知的任何其他信号处理单元，诸如小波变换单元、拉普拉斯变换单元、高通滤波单元、带通滤波单元、带阻滤波单元，仅列举数个。由信号处理模块404所执行的操作降低了已经由信号转换模块402转换的第二组分量中的至少一个分量的带宽。

在这个例子中，针对每个像素，转换过的Y、U、V分量从RGB-YUV转换单元408发送到傅里叶变换/逆傅里叶变换单元412。对Y、U、V分量中的每一个或某些应用傅里叶变换，随后由低通滤波单元414在频域对其执行低通滤波。滤波后的Y、U、V分量发送回傅里叶变换/逆傅里叶变换单元412，在该处施加逆傅里叶变换以生成修改后的Y、U、V分量。由YUV-RGB转换单元410如上所提及地将修改后的Y、U、V分量转换到修改后的R、G、B分量。注意到由于Y、U、V分量代表了具有不同显示器带宽的像素的不同属性，信号处理操作施加到Y、U、V分量中的每一个的方式也不同。已知的是Y分量较之U分量和V分量对于可见显示分辨率而言更为重要(更高的带宽)。在一个例子中，通过信号处理模块404仅对U分量和V分量施加信号处理操作，从而降低其带宽而同时Y分量原封不动。在另一个例子中，通过信号处理模块404对Y、U、V分量中的每一个施加信号处理操作但是施加在不同的程度。例如，较之U分量和V分量而言，信号处理模块404对Y分量施加更高的截止频率从而可以保留Y分量中更多的信息。

子像素渲染模块406被配置为基于第二信号的修改后的第一组分量生成第三信号。在这个例子中，子像素渲染模块406基于第二信号生成用于渲染显示器102上的每个子像素的控制信号108。如上面所提及的，显示信号可以被表示在像素层面并且由此需要被转换到控制信号108用于由子像素渲染模块406驱动每一个子像素。在图2和图3中所示的例子中，此处每个像素被分割为两个相邻的子像素，针对每个像素，子像素渲染模块406基于第二信号的修改后的第一组分量中的相对应的分量对两个子像素中的每一个进行渲染。例如，一个子像素可以被分割为R和B子像素，而来自信号转换模块402的相对应的第二显示信号可以包括三个修改后的分量R、G、B。在这个情况下，R和B分量用于分别驱动相对应的R和B子像素，而由于不存在相对应的G子像素，因此显示信号中的G分量被子像素渲染模块406忽略。

图5示出了用于子像素渲染的方法。将参照图4进行描述。然而，可以采用任何适合的逻辑、模块或单元。在操作中，在块502处，针对显示器上的像素阵列中的每一个，接收包括第一组分量的第一信号。所述第一信号的第一组分量的每个分量可以代表像素的相同属性。例如，第一信号的第一组分量包括RGB分量。移动到块504，针对每个像素，第一信号的第一组分量被转换到第一信号的第二组分量。所述第一信号的第二组分量包括代表着像素的第一属性的第一分量和代表着像素的第二属性的第二分量。像素的第一属性可以包括亮度并且像素的第二属性可以包括色度。例如，第一信号的第二组分量包括YUV分量。如上面所提及的，块502和块504可以由控制逻辑104的信号转换模块402来实施。

前进到块506，针对每个像素，通过基于相对应的像素的属性对第一分量和第二分量中的至少一个分量施加至少一个操作来对第一信号的第二组分量进行修改从而生成包括修改后的第二组分量的第二信号。所述至少一个操作降低了第一分量和第二分量中至少一个分量的带宽并且包括例如傅里叶变换和滤波。在一个例子中，所述至少一个操作仅被应用到基于对应于像素的像素属性而确定的第一分量和第二分量中的一个分量，例如由U和V分量而确定的色度。在另一个例子中，所述至少一个操作以基于相对应的像素属性而确定的方式施加到第一分量和第二分量中的每一个分量上。例如，基于相对应的像素的属性来确定施加到第一分量和第二分量上的低通滤波的截止频率。如上面所提及的，这可以通过控制逻辑104的信号处理模块404来实施。

转到块508，针对每个像素，第二信号的所述修改后的第二组分量被转换为第二信号的修改后的第一组分量。第二信号的修改后的第一组分量的每个分量可以代表像素的相同属性。例如，第二信号的修改后的第一组分量包括RGB分量。如上面所提及的，这可以通过控制逻辑104的信号转换模块402来实施。

在块510，针对每个像素，基于第二信号的修改后的第一组分量生成第三信号用于渲染对应于该像素的子像素。每个像素可以被分割为由第三信号渲染的子像素，并且对于每个像素，在块512，基于第二信号的修改后的第一组分量中的相对应的分量对两个子像素进行渲染。如上面所提及的，块510和块512可以通过控制逻辑104的子像素渲染模块406来实施。

图6示出了根据本公开所列举的一个实施例的图5所示子像素渲染方法的一个例子。将参照图4进行描述。然而，可以采用任何适合的逻辑、模块或单元。在操作中，在块602处，针对显示器102的每个像素，在第一显示信号中的R、G、B分量被转换为第一显示信号中的Y、U、V分量。现在参照图7，显示器102的每个像素702对应于包括R、G、B分量的第一显示信号。针对每个像素702的从R、G、B分量到Y、U、V分量的转换可以通过矩阵变换来实现。例如，可以将变换矩阵M应用于转换，如下方程(1)所示：

如上面所提及的，这可以通过控制逻辑104的RGB-YUV转换单元408来实施。

再次参照图6，在这个例子中，对于Y、U、V分量中的每一个，一系列的信号处理操作应用到每一行像素从而降低显示器带宽。对于每一行像素的U分量，在块604应用傅里叶变换。如图8所示，将傅里叶变换F应用到像素行n的U分量从而将像素行的原始U分量u(n)802变换到在频域中的U分量u(ω)804，如方程(2)所表示的：

u(ω)＝Fu(n) (2)

注意到的是在这个例子中，由于在行中的每个像素的U分量为离散的信号，因此应用了离散傅里叶变换(DFT)。再次参考图6，在块606，接着在频域中针对每一行像素对U分量(u)应用滤波。如图8所示，对频域中的U分量u(ω)804应用低通滤波获得频域中的滤波后的U分量u’(ω)806。高频信号(在截止频率ω₀之上)被滤波出从而降低了带宽。所述截止频率ω₀可以是预设的参数或可配置的参数。在一个例子中，截止频率被设置为使得在行中的像素的一半的U分量被滤波出。例如，对于在每一行中具有720像素的显示器，截止频率可以特别地设置为使得在每一行中的第361个像素到第720个像素的U分量被滤波出。再次参考图6，在块608，针对每一行像素对频域中的滤波后的U分量u’(ω)806应用逆傅里叶变换F^-1从而获得像素行的修改后的U分量u’(n)808，如方程(3)所表示的：

u'(n)＝F^-1u'(ω) (3)

注意到在这个例子中，由于在行中的每个像素的U分量为离散的信号，因此应用了离散傅里叶变换(DFT)。如上面所提及的，块604、块606以及块608可以由控制逻辑104的傅里叶变换/逆傅里叶变换单元412以及低通滤波单元414来实施。

再次参照图6，类似地，针对每一像素行的V分量，分别在块610、612以及614应用傅里叶变换、滤波、以及逆傅里叶变换。在这个例子中，由于U分量和V分量二者都是色度分量，在块608和块612处应用了相同的截止频率ω₀。能够理解的是在其他的例子中，针对U分量和V分量可以将不同的截止频率应用到低通滤波中。

针对Y分量，分别在块616、618和620处对每一像素行应用傅里叶变换、滤波、以及逆傅里叶变换。由于人类视觉***对于亮度比对色彩更为敏感，因此亮度分量(Y)被考虑为较之色彩分量(U)和(V)而言更为重要。在这个例子中，较之应用在块606和块612的用于U分量和V分量的低通滤波而言，将更高的截止频率应用在块618用于Y分量的低通滤波。这样，较之色彩分量，在亮度分量中更多的信息被保留下来。在另一个例子中，块616、618以及620可以被省略从而使得在原始显示数据中的Y分量原封不动地保留。

前进到块622，针对显示器102的每一像素，在第二显示信号中的修改后的Y、U、V分量被转换到在第二显示信号中的修改后的R、G、B分量。现在参照图9，显示器102的每一像素对应于包括修改后的U分量和V分量(u’和v’)的第二显示数据。如上面所提及的，Y分量可以是如图9中所示的原始Y分量或者是修改后的Y分量(Y’)。可以通过矩阵变换完成对每个像素702的从Y、U、V分量到R、G、B分量的转换。例如，变换矩阵M^-1可以应用于如下在方程(4)中所示的转换：

如上面所提及的，这可以通过控制逻辑104的YUV-RGB转换单元410来实施。还可以理解的是针对每个分量的处理块可以实施为处理流水线，并且可以平行地执行针对每个分量的多个处理流水线。

图10为根据本公开所列举的一个实施例对同一行像素中的多个相邻像素应用信号处理操作的示意图。在这个实施例中，针对显示器102的每个像素1002，对在同一行1004中的相邻像素应用信号处理操作。在图6和图8中所公开的例子，对整个像素行应用傅里叶变换和滤波。在其他的例子中，可以不对相同行中所有的像素应用信号处理操作，而是，仅对其中的一些，例如在相同行中的像素的1/4或者相同行中的像素的一半。在这个实施例中，信号处理操作应用在一维(1D)空间。

图12为根据本公开所列举的一个实施例对像素的相邻行和相邻列中的多个相邻像素应用信号处理操作的示意图。与图10不同，在这个实施例中信号处理操作应用在二维(2D)空间。针对每个像素，信号处理操作应用到在至少两个相邻行和两个相邻列中的多个相邻像素。在如图12所示的一个例子中，针对像素1202，对在相邻行和相邻列中的九个像素应用信号处理。也就是说，对2D像素组1214应用了信号处理，像素1202属于该像素组1214。可以理解的是的2D像素组1204的尺寸并没有限制而是可以例如为如图11所示的2×2组，3×3组，或任何m×n组(m和n可以相同或不同)。

图11示出了根据本公开所列举的一个实施例的如图5所示的用于子像素渲染的方法的另一个例子。在图12中所公开的方法类似于在图6中所公开的方法，除了例如2D傅里叶变换、2D滤波、以及逆2D傅里叶变换的2D信号处理操作如图12中所描述的一样应用到2D像素组的Y、U、V分量中的每一个。在块1104、1106以及1108，分别对每个2D像素组的U分量应用2D傅里叶变换、2D滤波、以及逆2D傅里叶变换；在块1110、1112以及1114，分别对每个2D像素组的V分量应用2D傅里叶变换、2D滤波、以及逆2D傅里叶变换；可选地，在块1116、1118以及1120，分别对每个2D像素组的Y分量应用2D傅里叶变换、2D滤波、以及逆2D傅里叶变换。还能够理解的是针对每个分量的处理块可以实施为处理流水线，并且可以平行地执行针对每个分量的多个处理流水线。

图13示出了根据本公开所列举的一个实施例的显示器1300的子像素排布。显示器1300包括排布为有规律的图案的子像素(由图13中每个点来表示)阵列。图13中的A、B和C代表了三种不同类型的子像素，诸如但不限于红色、绿色、蓝色、黄色、青色、品红或白色子像素。图13可以例如为显示器102的顶视图并且示出了显示器1300的子像素排布的一个例子。每个子像素的形状并不限于并且可以包括例如矩形、正方形、圆形、三角形等。在不同例子中，子像素阵列可以具有相同的形状或不同的形状。在不同例子中，每个子像素的尺寸可以相同或不同。

如图13所示，在每个奇数行，例如第一行、第三行、第五行中的子像素以A-B-C的顺序进行重复，并且在每个偶数行，例如第二行、第四行、第六行中的子像素以C-A-B的顺序进行重复。换句话说，在每个奇数行子像素组A-B-C进行重复而在每个偶数行子像素组C-A-B进行重复。也就是说，两个子像素重复组：A-B-C和C-A-B交替地应用到子像素阵列的两个相邻行。

如图13所示，在两个相邻行中的子像素彼此在垂直方向上并不对齐，而是在水平方向上偏移一定距离。例如，图13的第二行最左边的子像素C与第一行中的最左边的子像素A在垂直方向上并不对齐，而是在水平方向上偏移了相同行中的两个相邻子像素之间距离的一半。也就是说，两个相邻行彼此错开有相同行中的两个相邻子像素之间距离的一半。能够理解的是在其他例子中，两个相邻行可以彼此错开任何任意的距离，例如在相同行中的两个相邻子像素之间的距离的1/4或1/3。

如上面参照图13所描述的子像素排布所造成的结果是，每个子像素与在相邻行中的一行中的两个最接近的子像素永远彼此为不同类型的子像素。例如，在图13中的第二行中的最左边的子像素为C，而在第一行和第三行中的两个与其最接近的子像素为A和B。相应地，上面参照图13所描述的子像素排布获得了均匀的色彩分布。在一个例子中，每个色彩的子像素(A、B和C)的数目相同，并且在具有不同色彩的两个相邻子像素之间的距离(A、B和C的相对距离)基本上相同。

图14示出了根据本公开所列举的一个实施例的显示器1400的子像素排布。所述显示器1400包括布置为有规律的图案的子像素阵列。图14中的A、B和C代表了三种不同类型的子像素，诸如但不限于红色、绿色、蓝色、黄色、青色、品红或白色子像素。图14可以例如为显示器102的顶视图并且示出了显示器1400的子像素排布的一个例子。在这个例子中，每个子像素具有基本上相同的尺寸以及矩形形状。在这个例子中，在相同行中的两个相邻子像素对应于显示器1400的一个像素。例如，子像素A 1402以及子像素B 1404对应于一个像素1406，子像素C 1408和子像素B 1410对应于另一个像素1412，以此类推。类似地，两个子像素重复组：A-B-C以及C-A-B交替地应用到图14中的相邻两行子像素。两个相邻行彼此交错有如图14中的像素宽度的1/4。在这个例子中，每个色彩的子像素的数目(A、B和C)相同，并且具有不同色彩的两个相邻子像素之间的距离(A、B和C的相对距离)基本上相同。

在这个实施例中，子像素由从控制逻辑104生成的控制信号108，即图4和图5中的第三信号来渲染。针对每个像素，子像素渲染模块406基于第二信号的修改后的第一组分量中相对应的分量对两个子像素中的每一个进行渲染。例如，一个像素可以被分割为R和B子像素而来自信号转换模块402的相对应的第二显示信号可以包括三个修改后的第一分量R、G和B。在这个情况下，R和B分量用于分别驱动相对应的R和B子像素，由于不存在相对应的G子像素，在显示信号中的G分量被子像素渲染模块406忽略。

图15示出了根据本公开所列举的一个实施例的在图14中的显示器1400的子像素布置的一个例子。在这个例子中，显示器1400为OLED显示器，并且每个类型的子像素可以包括发射不同颜色的光的OLED。子像素A为红色OLED，子像素B为绿色OLED，并且子像素C为蓝色OLED。在图15中的红色、绿色和蓝色的OLED排布与图14中的相同。结果是，获得了用于OLED显示器的红色、绿色、以及蓝色的均匀分布(不同色彩的均匀分辨率)。在这个例子中，每个色彩的OLED的数目(红色、绿色和蓝色)相同，并且具有不同色彩的两个相邻OLED之间的距离(红色、绿色和蓝色的相对距离)基本上相同。

如上面所阐述的用于子像素渲染的方法的方面可以实施在编程中。技术的程序方面可以被视为典型地为可执行代码形式的“产品”或“制造件”以及/或在一类机器可读介质上执行或在其上实施的相关联数据。有形的永久“贮存”类型介质包括任何或所有的存储器或其他用于计算机、处理器或类似的贮存器，或与其相关联的模块，诸如各种半导体存储器、磁带驱动、盘驱动以及类似，其可以在任何时候针对软件编程提供贮存。

软件的所有或部分可以通过互联网或各种其他电信网络的网络而被通讯传递。这种通讯，例如可以允许将软件从一个计算机或处理器加载到另一个，例如从搜索引擎操作者或其他解释生成服务提供者的管理服务器或主机计算机加载进计算环境或其他实施计算环境或与基于用户请求的生成解释相关的相似功能性的***的硬件平台。这样，能够承载软件元素的另一类型的介质包括光学、电学以及电磁波，例如用于在局部设备之间通过有线和光学陆上线路网络以及通过各种空中链路跨越物理接口。承载了这种波的物理元素，例如有线或无线链路、光学链路或类似，也可以被视为承载着软件的介质。如这里所使用的，除非限定于有形的“贮存”介质，例如计算机或机器“可读介质”的术语指的是任何参与提供指令到处理器用于执行的介质。

此处，计算机可读介质可以采取任何形式，包括但不限于有形的贮存介质、载波介质或物理传输介质。非易失性介质包括例如光学或磁性盘，诸如在任何计算机或类似中的任何贮存设备，其可以用来实施***或其任何组件，如图所示。易失性贮存介质包括动态存储器，例如这种计算机平台的主存储器。有形的传输介质包括同轴线缆；铜线和光纤，包括形成在计算机***内的总线的线路。载波传输介质可以采用电信号或电磁信号的形式，或声波或广播，诸如在无线射频(RF)和红外(IR)数据通信中所生成的。计算机可读介质的常见形式包括例如：软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD或DVD-ROM，任何其他光学介质、穿孔卡片纸带、任何其他具有图案或孔的物理贮存介质、RAM、PROM以及EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储器芯片或盒式磁带、载波传送数据或指令、传送这种载波的线缆或链路、或任何其他计算机可以从其读取编程代码和/或数据的介质。许多这些形式的计算机可读介质可能涉及承载一个或多个序列的一个或多个指令到处理器用于执行。

已经提供了上面关于公开的详细描述和其中描述的例子仅用于阐述和描述的目的而非进行限制。因此可以构思出本公开涵盖了任何以及所有的修改、变化或等同物，其落入上面所公开的以及此处对其要求了权利的基本底层原理的精神和范围之内。

Claims

1.一种用于子像素渲染的方法，包括，对于显示器上的像素阵列中的每一个：

接收包括第一组分量的第一信号；

将所述第一信号的第一组分量转换到第一信号的第二组分量，其中所述第一信号的第二组分量包括代表着像素的第一属性的第一分量和代表着像素的第二属性的第二分量；

通过基于相对应的像素的属性而对所述第一分量和第二分量中的至少一个分量应用至少一个操作而对所述第一信号的第二组分量进行修改，从而生成包括修改后的第二组分量的第二信号，其中所述的修改包括基于所述第一分量和所述第二分量对于可见显示分辨率的重要性，对所述第一分量和所述第二分量施加信号处理操作，使得至少所述第一分量和所述第二分量中对可见显示分辨率重要性较低的一个分量的带宽减少；

将第二信号的所述修改后的第二组分量转换为第二信号的修改后的第一组分量；并且

基于第二信号的修改后的第一组分量生成第三信号用于渲染对应于该像素的子像素。

2.根据权利要求1的方法，其中第一信号的第一组分量的每个分量以及第二信号的修改后的第一组分量的每一分量代表着像素的相同属性。

3.根据权利要求1的方法，其中像素的第一属性包括亮度并且像素的第二属性包括色度。

4.根据权利要求1的方法，其中第一信号的第一组分量以及第二信号的修改后的第一组分量中的每个包括RGB分量。

5.根据权利要求1的方法，其中第一信号的第二组分量和第二信号的修改后的第二组分量中的每个包括YUV分量。

6.根据权利要求1的方法，其中每个像素被分割为两个由第三信号进行渲染的子像素。

7.根据权利要求6的方法，进一步包括：针对每个像素，基于第二信号的修改后的第一组分量中的相对应的分量对两个子像素中的每一个进行渲染。

8.根据权利要求1的方法，其中所述至少一个操作仅被应用到基于相对应的像素的属性而确定的第一分量和第二分量中的一个分量。

9.根据权利要求1的方法，其中所述至少一个操作以基于相对应的像素的属性而确定的方式应用到第一分量和第二分量中的每一个分量。

10.根据权利要求1的方法，其中所述至少一个操作包括傅里叶变换和滤波。

11.根据权利要求10的方法，其中应用到第一分量和第二分量的滤波的截止频率基于相对应的像素的属性而确定。

12.根据权利要求1的方法，其中针对每个像素，所述至少一个操作应用到在同一行像素中的多个相邻像素。

13.根据权利要求1的方法，其中针对每个像素，所述至少一个操作应用到至少两个相邻行和两个相邻列中的多个相邻像素。

14.根据权利要求13的方法，其中所述至少一个操作包括二维(2D)傅里叶变换和2D滤波。

15.一种用于子像素渲染的设备，包括：

第一信号转换单元，其被配置为针对显示器上的像素阵列中的每一个，接收包括第一组分量的第一信号，并且将所述第一信号的第一组分量转换到第一信号的第二组分量，其中所述第一信号的第二组分量包括代表着像素的第一属性的第一分量和代表着像素的第二属性的第二分量；

信号处理模块，其被配置为针对每个像素，通过基于相对应的像素的属性而对所述第一分量和第二分量中的至少一个分量应用至少一个操作而对所述第一信号的第二组分量进行修改，从而生成包括修改后的第二组分量的第二信号,其中所述的修改包括基于所述第一分量和所述第二分量对于可见显示分辨率的重要性，对所述第一分量和所述第二分量施加信号处理操作，使得至少所述第一分量和所述第二分量中对可见显示分辨率重要性较低的一个分量的带宽减少；

第二信号转换单元，其被配置为针对每个像素，将第二信号的所述修改后的第二组分量转换为第二信号的修改后的第一组分量；以及

子像素渲染模块，其被配置为针对每个像素，基于第二信号的修改后的第一组分量生成第三信号用于渲染对应于该像素的子像素。

16.根据权利要求15的设备，其中第一信号的第一组分量的每个分量以及第二信号的修改后的第一组分量的每个分量代表像素的相同属性。

17.根据权利要求15的设备，其中所述像素的第一属性包括亮度并且像素的第二属性包括色度。

18.根据权利要求15的设备，其中第一信号的第一组分量以及第二信号的修改后的第一组分量中的每个包括RGB分量。

19.根据权利要求15的设备，其中第一信号的第二组分量和第二信号的修改后的第二组分量中的每个包括YUV分量。

20.根据权利要求15的设备，其中每个像素被分割为两个由第三信号进行渲染的子像素。

21.根据权利要求15的设备，其中所述子像素渲染模块进一步被配置为，针对每个像素，基于第二信号的修改后的第一组分量中的相对应的分量对两个子像素中的每一个进行渲染。

22.根据权利要求15的设备，其中所述至少一个操作仅被应用到基于相对应的像素的属性而确定的第一分量和第二分量中的一个分量。

23.根据权利要求15的设备，其中所述至少一个操作以基于相对应的像素的属性而确定的方式应用到第一分量和第二分量中的每一个分量。

24.根据权利要求15的设备，其中所述至少一个操作包括傅里叶变换和滤波。

25.根据权利要求24的设备，其中应用到第一分量和第二分量的滤波的截止频率基于相对应的像素的属性而确定。

26.根据权利要求15的设备，其中针对每个像素，所述至少一个操作应用到在同一行像素中的多个相邻像素。

27.根据权利要求15的设备，其中针对每个像素，所述至少一个操作应用到至少两个相邻行和两个相邻列中的多个相邻像素。

28.根据权利要求27的设备，其中所述至少一个操作包括2D傅里叶变换和2D滤波。