COMPRENSION DE DATOS DE IMAGENES ASOCIADOS CON MATRICES BIDIMENSIONALES DE SUBCOMPONENTES DE ELEMENTOS DE IMAGEN.

Un procedimiento de visualización de una imagen con una resolución aumentada en un dispositivo (320) de visualización de un sistema de ordenador,

teniendo el dispositivo de visualización una pluralidad de píxeles, cada uno de los cuales tiene una pluralidad de subcomponentes (332-336, 342-346) de elementos de imagen de diferentes colores, comprendiendo el procedimiento: correlacionar muestras de datos de imágenes que representan la imagen con subcomponentes de elementos individuales de imagen de un píxel, teniendo cada uno de los subcomponentes de elementos de imagen del píxel correlacionado consigo un conjunto espacialmente diferente de una o más de las muestras, en el que las muestras representan diferentes porciones de la imagen, los subcomponentes de elementos de imagen de la pluralidad de píxeles que se están disponiendo para formar en el dispositivo de visualización bandas de subcomponentes de elementos de imagen verdes del mismo color y bandas de subcomponentes de elementos de imagen rojos y subcomponentes de elementos de imagen azules alternantes; generar un valor separado de intensidad lumínica para cada subcomponente de elementos de imagen del píxel en base al diferente conjunto de una o más muestras correlacionadas con el mismo; comprimir los valores separados de intensidad lumínica para generar una señal de control usada para controlar un elemento de control del dispositivo de visualización que incluye al menos dos píxeles, incluyendo la señal de control al menos: un solo subcomponente de elementos de imagen rojo; un solo subcomponente de elementos de imagen verde; un solo subcomponente de elementos de imagen azul; y un valor de polarización que indica si, y en qué grado, en el caso de que se dé, los valores de intensidad lumínica han de aplicarse diferencialmente a un píxel particular de los al menos dos píxeles; y visualizar la imagen en el dispositivo de visualización usando valores separados de intensidad lumínica, dando como resultado que cada uno de los subcomponentes de elementos de imagen del píxel, no los píxeles completos, represente una porción diferente de la imagen

La presente invención versa acerca de procedimientos y un aparato para visualizar imágenes y, más en particular, acerca de procedimientos y un aparato para aumentar la resolución percibida de las imágenes visualizadas y comprimir los datos de imágenes para permitir que las señales de control se transmitan con eficacia a los dispositivos de visualización.

Los dispositivos de visualización en color se han convertido en los dispositivos de visualización preferidos principales para la mayoría de los usuarios de ordenadores. La visualización en color en un monitor se consigue normalmente operando el dispositivo de visualización para que emita luz, típicamente una combinación de luz roja, verde y azul, lo que da como resultado que un observador humano perciba uno o más colores.

En dispositivos de visualización de tubos de rayos catódicos (CRT), los diferentes colores de luz se generan mediante revestimientos de fósforo que se aplican como puntos en una secuencia en la pantalla del CRT. Normalmente se usa un revestimiento diferente de fósforo para generar cada uno de los colores rojo, verde y azul, lo que da como resultado patrones repetidos de puntos de fósforo. Cuando son excitados por un haz de electrones, los puntos de fósforo generan los colores rojo, verde y azul.

Normalmente se usa el término píxel para referirse a un punto, por ejemplo, en una retícula rectangular de miles de puntos de ese tipo. Muchas aplicaciones informáticas y aplicaciones de otros tipos asumen que cada píxel corresponde a una porción cuadrada de una pantalla de visualización. Un ordenador usa individualmente los píxeles para formar una imagen en el dispositivo de visualización. Para un CRT en color, en el que una sola tríada de puntos de fósforo rojo, verde y azul no puede ser objeto de direccionamiento, el tamaño de píxel menor posible dependerá del enfoque, el alineamiento y el ancho de banda de los cañones de electrones usados para excitar los puntos de fósforo. La luz emitida desde una o más tríadas de puntos de fósforo rojos, verdes y azules, en diversas disposiciones conocidas para las pantallas de CRT, tiende a mezclarse entre sí dando, a cierta distancia, el aspecto de una sola fuente de luz de color que representa un píxel.

Las pantallas de cristal líquido (LCD) y otros dispositivos planos de visualización se usan comúnmente en dispositivos ordenadores portátiles en lugar de CRT. Esto se debe a que las pantallas planas tienden a ser pequeñas y ligeras en comparación con las pantallas de CRT. Además, las pantallas planas consumen generalmente menor energía que las pantallas de CRT de tamaño comparable, lo que las hace más aptas para las aplicaciones alimentadas por batería. A medida que aumenta la calidad de los dispositivos planos de visualización en color y disminuye su costo, las pantallas planas siguen reemplazando a las pantallas de CRT en las aplicaciones de sobremesa. En consecuencia, las pantallas planas, y las LCD en particular, se están volviendo cada vez más comunes.

Las pantallas de LCD en color son ejemplos de dispositivos de visualización que utilizan múltiples elementos susceptibles de direccionamiento y control por separado, denominados en el presente documento “subcomponentes de elementos de imagen” para representar cada píxel de una imagen que se visualiza. En muchas pantallas de LCD conocidas, cada píxel es un único elemento cuadrado que incluye subcomponentes no cuadrados de elementos de imagen rojos, verdes y azules (RGB). Cuando se combinan, los subcomponentes RGB de elementos de imagen forman el píxel cuadrado.

La Fig. 1 ilustra una porción de un dispositivo conocido 100 de LCD. El dispositivo ilustrado 100 de LCD incluye cuatro columnas (C1-C4) y tres filas (R1-R3) de píxeles, cada uno de los cuales tiene un subcomponente 102 de elementos de imagen rojo, un subcomponente 104 de elementos de imagen verde y un subcomponente 106 de elementos de imagen azul separados. Cada uno de los tres subcomponentes 102, 104, 106 de elementos de imagen tiene una altura tres veces mayor que su anchura. Como consecuencia de sus coeficientes de aspecto de 3:1, los subcomponentes RGB 102, 104, 106 de elementos de imagen producen un píxel cuadrado. Los subcomponentes RGB 102, 104, 106 de elementos de imagen están dispuestos para formar bandas en todo el dispositivo de LCD. Normalmente, las bandas RGB recorren toda la longitud de la pantalla en una dirección. Los dispositivos comunes de LCD usados para las aplicaciones informáticas son más anchos que altos y tienen a tender las bandas discurriendo en dirección vertical. Por conveniencia, la invención se describe en el presente documento fundamentalmente en el contexto de dispositivos de LCD que tienen bandas verticales, aunque los principios de la invención se aplican a dispositivos de visualización que tienen otras configuraciones de subcomponentes de elementos de imagen.

En las pantallas en color, la intensidad de la luz roja, verde y azul emitida producida por los correspondientes subcomponentes 102, 104, 106 de elementos de imagen puede variarse para generar el aspecto de un píxel de casi cualquier color deseado. La falta de emisión de luz alguna de los subcomponentes 102, 104, 106 de elementos de imagen produce un píxel negro, mientras que la emisión de los tres colores con una intensidad del 100 por cien da como resultado un píxel blanco.

Aunque se ha demostrado que las pantallas convencionales son satisfactorias para muchas aplicaciones, existe la necesidad de una mejora en la resolución. La resolución de los dispositivos planos de visualización, que es considerablemente inferior a la resolución lograda por los medios impresos, dificulta la visualización de caracteres latinos de alta calidad y alfanuméricos similares en los tamaños pequeños de texto usados comúnmente para la lectura. El problema de la baja resolución es aún más pronunciado cuando se visualizan idiomas de caligrafía compleja, como el japonés, el chino, el coreano y las lenguas índicas. Las lenguas ideográficas, como el japonés, usan un gran número de caracteres Kanji u otros caracteres que, a menudo, dependen tanto de la resolución vertical como de la resolución horizontal.

El carácter Kanji más complejo tiene nueve líneas horizontales, por lo que se requieren 17 píxeles para representar las líneas y los espacios entre las mismas. En las resoluciones de visualización actuales, cercanas a 4 puntos por milímetro, no es viable una representación verdadera con tamaños de fuente menores de aproximadamente tipos de 14 puntos (4,94 milímetros). A 4 puntos por milímetro, los dispositivos de visualización, sencillamente, no tienen suficientes puntos para representar los caracteres Kanji complejos con tamaños de texto que serían preferidos para una lectura cómoda.

Los libros japoneses se imprimen comúnmente con tipografías de 9, 10 y 11 puntos, que son similares a las usadas en los libros occidentales. Este es un tamaño deseable para la lectura según la fisiología humana. Los tebeos manga, enormemente populares en Japón, usan tamaños tipográficos aún menores. Complica las cosas aún más el hecho de que, típicamente, se usan caracteres Furigana para proporcionar al japonés una guía de pronunciación para los caracteres Kanji menos comunes utilizando tipografía de 3 o 4 puntos. La representación de caracteres de estos tamaños en pantallas de ordenador, particularmente de LCD, presenta enormes desafíos.

Una técnica conocida para abordar la falta de disponibilidad de píxeles de pantalla para representar los trazos completos de los caracteres complejos ha sido usar, para los tamaños pequeños, mapas de bits calibrados a mano. Desgraciadamente, estos mapas de bits calibrados a mano, en el mejor de los casos, son representaciones bastas de los caracteres que no pueden ser dibujados con precisión en los tamaños deseados de visualización, dada la resolución de las pantallas convencionales. En tales implementaciones, algunos trazos de los perfiles verdaderos del carácter tienen que unirse con otros o eliminarse por completo. Las decisiones en cuanto a qué trazos pueden ser editados de tal manera requieren un conocimiento amplio del idioma específico e implican mucho tiempo y esfuerzo. Por ejemplo, no sería inusual que llevase más de dos años producir una sola tipografía de esta manera, porque hay más de 7.000 caracteres implicados en algunos idiomas. Las fuentes de mapas de bits integradas también tienen la desventaja de requerir grandes cantidades de memoria para su almacenamiento. Debido a tales limitaciones, los sistemas operativos japoneses tienden a distribuirse... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de visualización de una imagen con una resolución aumentada en un dispositivo (320) de visualización de un sistema de ordenador, teniendo el dispositivo de visualización una pluralidad de píxeles, cada uno de los cuales tiene una pluralidad de subcomponentes (332-336, 342-346) de elementos de imagen de diferentes colores, comprendiendo el procedimiento:

correlacionar muestras de datos de imágenes que representan la imagen con subcomponentes de elementos individuales de imagen de un píxel, teniendo cada uno de los subcomponentes de elementos de imagen del píxel correlacionado consigo un conjunto espacialmente diferente de una o más de las muestras, en el que las muestras representan diferentes porciones de la imagen, los subcomponentes de elementos de imagen de la pluralidad de píxeles que se están disponiendo para formar en el dispositivo de visualización bandas de subcomponentes de elementos de imagen verdes del mismo color y bandas de subcomponentes de elementos de imagen rojos y subcomponentes de elementos de imagen azules alternantes;

generar un valor separado de intensidad lumínica para cada subcomponente de elementos de imagen del píxel en base al diferente conjunto de una o más muestras correlacionadas con el mismo;

comprimir los valores separados de intensidad lumínica para generar una señal de control usada para controlar un elemento de control del dispositivo de visualización que incluye al menos dos píxeles, incluyendo la señal de control al menos:

un solo subcomponente de elementos de imagen rojo;

un solo subcomponente de elementos de imagen verde;

un solo subcomponente de elementos de imagen azul; y

un valor de polarización que indica si, y en qué grado, en el caso de que se dé, los valores de intensidad lumínica han de aplicarse diferencialmente a un píxel particular de los al menos dos píxeles; y

visualizar la imagen en el dispositivo de visualización usando valores separados de intensidad lumínica, dando como resultado que cada uno de los subcomponentes de elementos de imagen del píxel, no los píxeles completos, represente una porción diferente de la imagen.

2. El procedimiento según la reivindicación 1 en el que los subcomponentes de elementos de imagen tienen coeficientes de aspecto de aproximadamente 1,5:1, de tal modo que el elemento de control ocupe una zona sustancialmente cuadrada del dispositivo de visualización y consista en dos subcomponentes adyacentes de elementos de imagen.

3. El procedimiento según la reivindicación 1 en el que los subcomponentes de elementos de imagen tienen coeficientes de aspecto de aproximadamente 1:1, de tal modo que el elemento de control ocupe una zona sustancialmente cuadrada del dispositivo de visualización y consista en tres subcomponentes adyacentes de elementos de imagen.

4. Un sistema de ordenador para visualizar imágenes con una resolución aumentada que comprende:

una unidad de proceso;

un dispositivo (320) de visualización susceptible de estar controlado por la unidad de proceso, teniendo el dispositivo de visualización una pluralidad de subcomponentes (332-336, 342-346) de elementos de imagen de diferentes colores controlables por separado, teniendo cada uno de la pluralidad de píxeles una forma distinta de un cuadrado; y

un medio legible por ordenador que porta instrucciones ejecutables por ordenador que hacen que se visualice una imagen en el dispositivo de visualización, estando adaptadas las instrucciones ejecutables por ordenador para obtener datos de imágenes que representan la imagen; y para visualizar una porción diferente de la imagen en cada uno de los subcomponentes de elementos de imagen de un píxel particular, en vez de visualizar una sola porción de la imagen en todo el píxel particular, cuando son ejecutadas por la unidad de proceso, en el que las instrucciones ejecutables por ordenador están adaptadas, además, para:

en base a los datos de imágenes, generar una señal de control que ha de aplicarse a un elemento de control del dispositivo de visualización, incluyendo el elemento de control al menos dos píxeles, incluyendo la señal de control un valor de intensidad lumínica para cada uno de los diferentes colores y un valor de polarización que indica si, y en qué grado, en el caso de que se dé, los valores de intensidad lumínica han de aplicarse diferencialmente a un píxel particular de los al menos dos píxeles; y para visualizar la imagen en el dispositivo de visualización aplicando los valores de intensidad lumínica y el valor de polarización a los subcomponentes de elementos de imagen.

5. El sistema de ordenador según la reivindicación 4 en el que la pluralidad de subcomponentes de elementos de imagen controlables por separado incluye un subcomponente de elementos de imagen rojo, un subcomponente de elementos de imagen verde y un subcomponente de elementos de imagen azul, trasponiéndose las posiciones de los subcomponentes de elementos de imagen rojos y los subcomponentes de elementos de imagen azules dentro de los píxeles en filas alternas de píxeles en el dispositivo de visualización.

6. El sistema de ordenador según se indica en una de las reivindicaciones 4 o 5 en el que los subcomponentes de elementos de imagen tienen coeficientes de aspecto de aproximadamente 1,5:1 o de aproximadamente 1:1.

7. El sistema de ordenador según se indica en una de las reivindicaciones 4 a 6 en el que el dispositivo de visualización es un dispositivo de visualización de cristal líquido.

8. Un dispositivo (320) de visualización para visualizar imágenes con resolución aumentada que comprende:

una pluralidad de píxeles, teniendo cada píxel una pluralidad de subcomponentes de elementos de imagen controlables por separado (332-336, 342-346) que incluyen:

un subcomponente de elementos de imagen rojo;

un subcomponente de elementos de imagen verde; y

un subcomponente de elementos de imagen azul;

en el que la pluralidad de píxeles está alineada en líneas de barrido en el dispositivo de visualización que son filas o columnas, la posición del subcomponente de elementos de imagen rojo y del subcomponente de elementos de imagen azul en los píxeles está traspuesta en líneas de barrido alternas; y

si las líneas de barrido son filas, los píxeles y los subcomponentes de elementos de imagen están dispuestos en el dispositivo de visualización para formar bandas verticales de subcomponentes de elementos de imagen verdes del mismo color y bandas verticales de subcomponentes de elementos de imagen rojos y subcomponentes de elementos de imagen azules alternantes;

si las líneas de barrido son columnas, los píxeles y los subcomponentes de elementos de imagen están dispuestos en el dispositivo de visualización para formar bandas horizontales de subcomponentes de elementos de imagen verdes del mismo color y bandas horizontales de subcomponentes de elementos de imagen rojos y subcomponentes de elementos de imagen azules alternantes;

en el que se aplica una señal de control a un elemento de control del dispositivo de visualización, incluyendo el elemento de control dos píxeles, incluyendo la señal de control un valor de intensidad lumínica para cada uno de los diferentes colores y un valor de polarización que indica si, y en qué grado, en el caso de que se dé, los valores de intensidad lumínica han de aplicarse diferencialmente a un píxel particular de los al menos dos píxeles.

9. El dispositivo de visualización según la reivindicación 8 en el que los subcomponentes de elementos de imagen tienen coeficientes de aspecto de aproximadamente 3:1, de tal modo que los píxeles tengan coeficientes de aspecto de aproximadamente 1:1.

10. El dispositivo de visualización según la reivindicación 8 en el que los subcomponentes de elementos de imagen tienen coeficientes de aspecto de aproximadamente 1:1, de tal modo que los píxeles tengan un coeficiente de aspecto de aproximadamente 1:1.