[发明专利]用于图像的混合半色调的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于电子显示器(举例来说，包含干涉式调制器的显示器)的半色调方法及设备。

背景技术

机电系统(EMS)包含具有电及机械元件、激活器、换能器、传感器、光学组件(例如，镜)及电子器件的装置。可以多种尺寸制造机电系统，包含但不限于微米尺寸及纳米尺寸。举例来说，微机电系统(MEMS)装置可包含具有介于从大约一微米到数百微米或更大的范围内的大小的结构。纳米机电系统(NEMS)装置可包含具有小于一微米的大小(举例来说，包含小于数百纳米的大小)的结构。可使用沉积、蚀刻、光刻及/或蚀刻掉衬底及/或所沉积材料层的部分或添加层以形成电装置及机电装置的其它微机械加工工艺形成机电元件。

一种类型的机电系统装置称作干涉式调制器(IMOD)。如本文中所用，术语干涉式调制器或干涉式光调制器是指使用光学干涉原理选择性地吸收及/或反射光的装置。在一些实施方案中，干涉式调制器可包含一对导电板，所述对导电板中的一者或两者可为全部或部分透明的及/或反射的且能够在施加适当电信号时相对运动。在实施方案中，一个板可包含沉积于衬底上的固定层且另一板可包含通过气隙与所述固定层分离的反射膜。一个板相对于另一板的位置可改变入射于干涉式调制器上的光的光学干涉。干涉式调制器装置具有广泛的应用，且预期用于改进现有产品及形成新产品，尤其是具有显示能力的那些产品。

可将数字图像编码为每像素24个位(bpp)RGB数据，其通常视为具有较高位深度。然而，许多图像再现装置(例如，打印机、显示器等)具有较低位深度，例如具有每像素仅数个不同色级或灰级(针对黑白图像)的双级或多级。举例来说，许多打印机可再现仅每通道1个位(3bpp)。一些彩色反射式显示器(举例来说，模拟机电显示装置)可再现每通道2个位(针对三(3)种通道色彩总计6bpp)。量化较高位深度的输入图像以使用较低位深度装置再现所述输入图像可导致在输出图像中显现许多图像伪影(条纹、假色、轮廓等等)。

为了减少量化伪影，可使用称作半色调的过程来将连续色调(或高位深度)图像简化为具有有限数目个色调级的图像(或低位深度图像)。半色调是可用于通过使用对人类视觉系统的空间色度鉴别能力的知识而形成对具有有限数目个色调级的连续色调彩色图像的感知的过程。

一般来说，半色调方法可经分组成三个类别，即，迭代方法、误差扩散及基于掩模的抖动(或筛选)。在以上三个类别中的方法当中已知迭代方法形成最高质量半色调图像。然而，所述迭代方法可需要大量计算且可对一些实时应用不可行。自从1975年由弗洛伊德(F1oyd)及斯坦伯格(Steinberg)引入以来，误差扩散方法(举例来说，弗洛伊德·斯坦伯格误差扩散(FSE)已在图形界吸引较多注意力，已普遍用以减轻量化问题)。FSE的主要优点是其简单性及由所述方法产生的二进制图像的所得总体可接受视觉质量。在所述三个类别中的方法当中，基于掩模的抖动或筛选需要最少计算。在三个类别中，掩模通常产生最糟质量的半色调。

误差扩散方法可详细地产生在缓慢变化区及图像清晰再现区中具有平滑纹理的半色调图像。然而，误差扩散还可产生一些令人讨厌的伪影(举例来说，“蠕虫”)。

基于掩模的抖动是已用于许多应用的低复杂性方法。在基于掩模的抖动中，通过借助图像像素的行及列地址模块化地寻址“抖动掩模”来确定抖动值。接着将抖动值添加到每一像素的输入值、与固定阈值进行比较且基于所述抖动值加所添加值是小于还是大于阈值而设定像素值。基于掩模的半色调方法是像素平行、快速且简单的。然而，一般来说，通过基于掩模的抖动产生的半色调图像由于以下因素而具有最低图像质量：图案可见性、嘈杂的外观(尤其在中间色调区域中)、不能再现细节及其可产生的灰级的有限数目。

发明内容

本发明的系统、方法及装置各自具有数个创新性方面，所述方面中的单个方面均不单独地决定本文中所揭示的所要属性。