디스플레이의 해상도 향상을 위한 Sub-pixel Rendering 방법

Abstract

TV, 카메라 등 영상 기반 기기들뿐만 아니라 휴대용 전화 단말기, 자동차용 디스플레이, 의료용 기기를 포함한 미래의 전자 제품에는 사용자에게 많은 정보를 효과적으로 전달하기 위해서 영상이 널리 사용될 것이고 생활 전반에서 영상의 중요성도 커지고 있다. 또한 휴대용 전자 제품의 디스플레이의 크기가 제한되어 있음에도 불구하고 고해상도 영상에 대한 요구가 증가하고 있다. 따라서 영상의 해상도를 증가 시키는 분야도 크게 주목 받고 있다. 현재 사용되는 대부분의 디스플레이 장치들은 삼원색 (Red, Green, Blue)을 사용하여 색상을 표현한다. 이런 디스플레이 장치들은 인간이 인지 할 수 있는 모든 범위의 색을 표현하지 못한다. 이런 상황에서 영상의 해상도를 증가시킬 수 있는 많은 방법이 연구 되고 있는데 그 중 하나의 방법이 다중 원색 (MPC: multi primary color)를 사용한 재현 (rendering) 방법이다. MPC는 한 pixel을 4개 이상의 (R, G, B+ White or Yellow) Multi Primary Color를 사용하여 나타내는 것이다. 각 primary들을 어떻게 결정하고, 조합 하느냐에 따라 한 pixel을 Red, Green, Blue 삼 원색으로 나타냈을 때 보다 색 역을 확장 시키거나, 밝기향상, 소비전력 감소 등을 할 수 있다. 본 논문에서는 Red, Green, Blue, White 총 네 개의 primary를 사용하여 두 개의 화소를 rendering하여 해상도를 향상 시키는 방법에 대하여 연구하였다. 총 8가지의 Sub-pixel rendering 방법을 제안하고 분석하여 각 방식의 장, 단점을 비교하고 영상의 특징에 따른 최적의 재현 방식을 제시한다.;Resolution is one of the most important display specifications for subjective image quality of a display device. Sub-pixel rendering is a useful technique to increase the effective resolution utilizing the sub-pixels for color display. We employ sub-pixel rendering to achieve higher spatial resolution. Most of color display has tree primary colors such as Red, Green, and Blue; therefore, display has the corresponding three types of sub-pixels of R, G, and B. Multi Primary Color (MPC) display with more than three colors has been proposed to provide wider gamut. Also RGBW system with white pixel is used to accomplish higher contrast, or lower power consumption, because white sub-pixel does not need a color filter which reduces transmitted light. We chose four sub-pixel display such as RGBW or RGBG where four sub-pixels display two pixels. Therefore each pixel is rendered by two sub-pixels. It results in higher spatial resolution compared to conventional display where three sub-pixels of RGB represent one pixel. We propose sub-pixel rendering algorithms that minimize a given object function, and compare luminance error and color error of the proposed system. Our results show higher spatial resolution with minimum luminance or color error.