CN1383126A - 显示装置、显示方法及显示装置控制装置 - Google Patents

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Abstract

用具有矩阵状排列的分别发RGB三原色光的3个发光单元的显示设备,来进行彩色子像素的显示。将像素精度的颜色信息分离为像素精度的亮度数据和像素精度的色度数据。根据像素精度的亮度数据,来生成子像素精度的亮度数据。将子像素精度的亮度数据和像素精度的色度数据合并,得到子像素精度的颜色信息。

Description

显示装置、显示方法及显示装置控制装置
                       技术领域
本发明涉及并设RGB三原色发光单元的显示设备的显示技术，特别涉及子像素精度的彩色显示(在本说明书中，将灰度显示及一般的彩色显示统称为“彩色显示”)。
                       背景技术
迄今使用着采用各种显示设备的显示装置。在这些显示装置中，例如有彩色LCD、彩色等离子体显示器、有机EL(electroluminescent，场致发光)显示器等，将分别发RGB三原色光的3个发光单元按一定顺序排列，作为1个像素，将该像素沿第1方向并设来构成1行，将该行沿与第1方向垂直的第2方向设置多个，来构成显示画面。
例如，像便携电话、移动计算机等上搭载的显示设备那样，显示画面比较狭小、难以进行精细显示的显示设备也很多。如果用这种显示设备来显示小的字符、照片、或复杂的图画等，则图像的一部分容易变得模糊而不鲜明。
为了提高狭小画面上的显示鲜明度，在因特网上公开了利用1个像素是由RGB 3个单元构成的这一点来进行子像素显示的文献(题目：“Sub PixelFont Rendering Technology(子像素字型绘制技术)”)。本发明人在2000年6月19日从站点(http：//grc.com)或其下属下载并确认了该文献。
接着，参照图5～图9来说明该技术。以下，作为要显示的图像的例子，采用“A”这一英文字母。
图5示意性地示出这样由3个发光单元来构成1个像素的情况下的1行。将图5中的横方向(RGB三原色发光单元排列的方向)称为第1方向，将与其垂直的纵方向称为第2方向。
发光单元的排列方法本身还有不是RGB顺序的其他排列方法，但是即使变更排列方法，也能够同样应用该现有技术及本发明。
然后，将该1个像素(3个发光单元)沿第1方向排列成1串，构成1行。进而，将该行沿第2方向排列，构成显示画面。
首先，如图6所示，取得原图像数据。然后，如图7所示，将该原图像数据沿第1方向放大到3倍(RGB发光单元的个数倍)，得到三倍图像数据。接着，根据图7的三倍图像数据，通过规定系数，实施向RGB 3个发光单元(子像素)分配能量的滤波处理，进行子像素显示。
然后，如图8所示，对图6的各像素决定颜色。不过，如果原封不动地进行显示，则会产生色斑，所以施加基于图9(a)所示系数的滤波处理。在图9(a)中，示出亮度的系数，在中心的所关注像素处乘以3/9倍的系数，而在其旁边的像素处乘以2/9倍的系数，在其再旁边的像素处乘以1/9倍的系数，调整各像素的亮度。
这样，如果对图8所示颜色的像素施加滤波处理，则如图9(b)所示，颜色被如下调整：蔚蓝色被调整为浅蓝色，黄色被调整为浅黄色，红褐色被调整为浅褐色，藏青色被调整为浅青色。
将这样施加了滤波处理的图像分配给图7的各发光单元，进行子像素显示。
                        发明内容
然而，该显示方法有下述问题：基本上只能进行黑白二值的子像素显示，不能进行彩色图像的子像素显示。
因此，本发明的目的在于提供一种能够支持彩色的子像素精度的显示技术。
在第1发明的显示装置中，包括：显示设备，将分别发RGB三原色光的3个发光单元按一定顺序并设来构成1个像素，将该像素沿第1方向并设来构成1行，将该行沿与第1方向垂直的第2方向设置多个，来构成显示画面；亮度·色度分离部件，输入像素精度的颜色信息，将输入的颜色信息分离为像素精度的亮度数据和像素精度的色度数据；子像素亮度数据生成部件，输入像素精度的亮度数据，生成与构成1个像素的3个发光单元一一对应的、子像素精度的亮度数据；亮度·色度合成部件，对生成的子像素精度的亮度数据和像素精度的色度数据进行合成并输出子像素精度的颜色信息；以及显示控制部件，利用亮度·色度合成部件输出的颜色信息，来控制显示设备的各发光单元，让显示设备进行显示。
使用该结构，暂时将像素精度的颜色信息分离为像素精度的亮度数据和像素精度的色度数据。然后，根据像素精度的亮度数据来生成子像素精度的亮度数据。进而，合成子像素精度的亮度数据和色度数据。其结果是，子像素精度的亮度数据被反映到显示内容上，能进行彩色图像的子像素显示。
在第2发明的显示装置中，像素精度的色度数据是与构成1个像素的3个发光单元一一对应的RGB值。
根据该结构，色度数据的各分量分别对应于显示设备的构成1个像素的3个发光单元，是像素精度的色度数据，但是实质上可以认为是与各发光单元对应的子像素精度的色度数据。
在第3发明的显示装置中，像素精度的色度数据是与构成1个像素的3个发光单元一一对应的RGB值等价的色差Cb、Cr值。
根据该结构，能够以比RGB值少的数据量来保持与RGB值等价、与各发光单元对应的子像素精度的色度数据。
在第4发明的显示装置中，具有：色度分配部件，输入亮度·色度分离部件分离出的像素精度的色度数据，对其施加抑制渗色的处理，将处理后的色度数据输出到亮度·色度合成部件。
根据该结构，通过色度分配部件，能够使渗色不显著，能够提高显示质量。
在第5发明的显示装置中，具有：烘托部件，对亮度·色度分离部件输出的子像素精度的颜色信息施加除去渗色的烘托处理；显示控制部件使用进行过烘托处理的子像素精度的颜色信息。
根据该结构，通过烘托处理，能够进一步使渗色不显著，提高显示质量。
                         附图说明
图1是本发明实施例1的显示装置的方框图。
图2是本发明实施例1的显示装置的流程图。
图3是本发明实施例2的显示装置的方框图。
图4是本发明实施例2的显示装置的流程图。
图5是显示设备的结构图。
图6是现有的原图像的示例图。
图7是现有的三倍图像的示例图。
图8是现有的决定颜色的示例图。
图9是现有的决定颜色(滤波处理后)的示例图。
                      具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施例。图1是本发明实施例1的显示装置的方框图。
(实施例1)
<第1例>
在图1中，显示信息输入部件1输入彩色显示信息。显示控制部件2控制图1的各要素，为了进行子像素显示，根据显示图像存储部件11(VRAM等)存储的显示图像，让显示设备3进行显示。
显示设备3将分别发RGB三原色光的3个发光单元按一定顺序并设来构成1个像素，将该像素沿第1方向并设来构成1行，将该行沿与第1方向垂直的第2方向设置多个，来构成显示画面。具体地说，由彩色LCD、彩色等离子体显示器、有机EL显示器等、和驱动这些各发光单元的驱动器组成。
显示控制部件2将从显示信息输入部件1输入的彩色显示信息存储到彩色图像存储部件4中。彩色图像存储部件4存储的彩色显示信息是显示设备3的各像素的像素精度的颜色信息，在本例中，假设各像素P(x，y)的RGB值分别是R(x，y)、G(x，y)、B(x，y)。
为了便于说明，以下假设第1方向是x方向，第2方向是y方向，但是与此相反将x、y交换，也同样能够应用本发明。
亮度·色度分离部件5从彩色图像存储部件4中读出各像素的RGB值(R(x，y)、G(x，y)、B(x，y))，分离为像素精度的亮度数据Y(x，y)、和像素精度的色度数据r(x，y)、g(x，y)、b(x，y)。
具体地说，亮度·色度分离部件5用算式(1)来得到亮度数据Y(x，y)，输出到子像素亮度数据生成部件7。
Y(x，y)＝{R(x，y)+G(x，y)+B(x，y)}/3；    (1)
本例中的亮度数据Y(x，y)与一般的Y-C分离的亮度数据不同。
此外，亮度·色度分离部件5用算式(2)～(4)来得到色度数据r(x，y)、g(x，y)、b(x，y)，输出到亮度·色度合成部件8。
r(x，y)＝R(x，y)/Y；    (2)
g(x，y)＝G(x，y)/Y；    (3)
b(x，y)＝B(x，y)/Y；    (4)
这里，该色度数据r(x，y)、g(x，y)、b(x，y)是像素精度的，但是由于1个像素恰好具有3个分量，可以逐一分配给构成1个像素的3个发光单元，所以实质上可以看作是子像素精度的。
子像素亮度数据生成部件7从亮度数据存储部件6输入像素精度的亮度数据Y(x，y)，生成与构成显示设备3的1个像素的3个发光单元一一对应的、子像素精度的亮度数据S0(x，y)、S1(x，y)、S2(x，y)。
这里，子像素亮度数据生成部件7生成该亮度数据S0(x，y)、S1(x，y)、S2(x，y)的要领可以自由选择。例如，如“现有技术”项所述进行计算即可。
亮度·色度合成部件8从子像素亮度数据生成部件7输入子像素精度的亮度数据S0(x，y)、S1(x，y)、S2(x，y)，并且从亮度·色度分离部件5输入像素精度的色度数据r(x，y)、g(x，y)、b(x，y)(但是如上所述，与子像素精度实质上相同)。
然后，亮度·色度合成部件8通过算式(5)～(7)来合成该亮度数据和色度数据，得到支持彩色的子像素精度的显示数据R’(x，y)、G’(x，y)、B’(x，y)，存储到子像素彩色图像存储部件9中。
R’(x，y)＝r(x，y)×S0(x，y)；    (5)
G’(x，y)＝g(x，y)×S1(x，y)；    (6)
B’(x，y)＝b(x，y)×S2(x，y)；    (7)
烘托部件10是可以省略的要素，但是为了提高显示质量，最好设置。在本例中，烘托部件10输入子像素彩色图像存储部件9存储的合成后的颜色信息R’(x，y)、G’(x，y)、B’(x，y)，通过算式(8)～(10)来施加烘托处理，将处理后的颜色信息R#(x，y)、G#(x，y)、B#(x，y)盖写到子像素彩色图像存储部件9中。
R#(x，y)＝α×R’(x-1，y)+β×R’(x，y)+γ×R’(x+1，y)；    (8)
G#(x，y)＝α×G’(x-1，y)+β×G’(x，y)+γ×G’(x+1，y)；    (9)
B#(x，y)＝α×B’(x-1，y)+β×B’(x，y)+γ×B’(x+1，y)；    (10)
这里，算式(8)～算式(10)中的α、β、γ分别是抑制渗色的系数，在本例中，假设α＝0.2，β＝0.6，γ＝0.2。当然，算式(8)～算式(10)及系数α、β、γ的各值只不过是一例，可以进行各种变更。
在通过烘托部件10进行烘托处理的情况下，显示控制部件2将烘托部件10处理后的颜色信息R#(x，y)、G#(x，y)、B#(x，y)转存到显示图像存储部件11中，而在不进行的情况下，将处理后的颜色信息R’(x，y)、G’(x，y)、B’(x，y)转存到显示图像存储部件11中。
不管在哪种情况下，在转存完成后，显示控制部件2都根据显示图像存储部件11的数据让显示设备3进行显示。
通常，除了VRAM，上述各存储部件4、6、9都作为存储器的恒定区域而被确保，但是如果没有处理上的障碍，也可以省略。
此外，也可以将显示控制部件2、亮度·色度分离部件5、子像素亮度数据生成部件7及亮度·色度合成部件8等单片化，构成显示装置控制装置。
接着，参照图2来说明本实施例的显示方法的流程。首先，在步骤1中，向显示信息输入部件1输入彩色显示信息。
于是，显示控制部件2将输入的彩色显示信息存储到彩色图像存储部件4中，亮度·色度分离部件5将彩色图像存储部件4的颜色信息分离为亮度数据和色度数据(步骤2)。
分离处理完成后，亮度数据被存储到亮度数据存储部件6中，色度数据被传给亮度·色度合成部件8。然后，在步骤3，子像素亮度数据生成部件7将亮度数据存储部件6的亮度数据变换为子像素精度，将结果传给亮度·色度合成部件8。
接着，在步骤4，显示控制部件2将子像素精度的亮度数据和色度数据传给亮度·色度合成部件8，亮度·色度合成部件8如上所述进行色彩合成处理。
彩色合成处理完成后，合成后的颜色信息被存储到子像素彩色图像存储部件9中。然后，在步骤5，烘托部件10进行烘托处理，结果被存储到子像素彩色图像存储部件9中。步骤5也可以省略。然后，子像素彩色图像存储部件9的颜色信息被转存到显示图像存储部件11中(步骤6)。
然后，在步骤7，显示控制部件2根据显示图像存储部件11的信息让显示设备3进行显示。然后，只要显示未结束(步骤9)，显示控制部件2就使处理返回到步骤1。
根据以上结构，不仅在黑白二值显示的情况下，而且在彩色显示(如上所述，包含灰度显示)的情况下，也能通过子像素显示来抑制文字的模糊等，清楚鲜明地进行显示。
<第2例>
在本例中，与第1例在下述点不同。
图1所示的亮度·色度分离部件5通过下面的算式来得到像素P(x，y)的亮度值Y(x，y)。该亮度值与一般的Y-C分离的亮度值相同。
Y(x，y)＝0.299×R(x，y)+0.587×G(x，y)+0.114×B(x，y)；    (11)
此外，亮度·色度分离部件5通过下面的算式来得到Cb(x，y)、Cr(x，y)作为像素P(x，y)的色度值，将这些值输出到亮度·色度合成部件8。
Cb(x，y)＝-0.172×R(x，y)-0.339×G(x，y)+0.511×B(x，y)；    (12)
Cr(x，y)＝0.511×R(x，y)-0.428×G(x，y)+0.083×B(x，y)；     (13)
由此，能以第1例的2/3的数据量来处理实质上是子像素精度的色度数据。
进而，亮度·色度合成部件8根据子像素亮度数据生成部件7存储的子像素精度的亮度数据S0(x，y)、S1(x，y)、S2(x，y)、和来自亮度·色度分离部件5的色度数据Cr(x，y)、Cb(x，y)，通过下面的算式来得到支持彩色的子像素精度的显示数据R’(x，y)、G’(x，y)、B’(x，y)，存储到子像素彩色图像存储部件9中。
R’(x，y)＝S0(x，y)+1.371×Cr(x，y)；                    (14)
G’(x，y)＝S1(x，y)-0.698×Cr(x，y)-0.336×Cb(x，y)；    (15)
B’(x，y)＝S2(x，y)+1.732×Cb(x，y)；                    (16)
当然，算式(11)～算式(16)及该各值只不过是一例，可以进行各种变更。在第2例中，最好也通过烘托部件10来进行烘托处理，但是也可以省略。
(实施例2)
在本实施例中，如图3所示，与实施例1相比，在亮度·色度分离部件5和亮度·色度合成部件8之间，追加设置了色度分配部件12。并且，在其处理的流程中，如图4所示，在步骤3和步骤4之间，追加了色度分配处理(步骤9)。步骤3和步骤9的顺序可以是图示的顺序，也可以在步骤3之前进行步骤9。
图3的色度分配部件12输入亮度·色度分离部件5分离出的色度数据Cb(x，y)、Cr(x，y)，通过下面的算式来进行抑制渗色的处理，得到分配后的色度值Cb’(x，y)、Cr’(x，y)，将结果传给亮度·色度合成部件8。
Cb’(x，y)＝α1×Cb(x-1，y)+β1×Cb(x，y)+γ1×Cb(x+1，y)；    (17)
Cr’(x，y)＝α2×Cr(x-1，y)+β2×Cr(x，y)+γ2×Cr(x+1，y)；    (18)
这里，算式(17)～算式(18)中的α1、β1、γ1、α2、β2、γ2分别是抑制渗色的系数。这里，在子像素精度数据生成部件5使用的滤波处理的系数是1/9、2/9、3/9、2/9、1/9的情况下，在本例中，α1＝4/18，β1＝13/18，γ1＝1/18；α2＝1/18；β2＝13/18；γ2＝4/18。当然，这些算式和系数的各值只不过是一例，可以进行各种变更。
此外，在本实施例中，亮度·色度合成部件8从子像素亮度数据生成部件7读出子像素精度的亮度数据S0(x，y)、S1(x，y)、S2(x，y)，从色度分配部件12得到色度数据Cr’(x，y)、Cb’(x，y)，通过下面的算式来求得支持彩色的子像素精度的显示数据R$(x，y)、G$(x，y)、B$(x，y)，存储到子像素彩色图像存储部件9中。
R$(x，y)＝S0(x，y)+1.371×Cr’(x，y)；                      (19)
G$(x，y)＝S1(x，y)-0.698×Cr’(x，y)-0.336×Cb’(x，y)；    (20)
B$(x，y)＝S2(x，y)+1.732×Cb’(x，y)；                      (21)
当然，算式(11)～算式(16)及其各值只不过是一例，可以进行各种变更。

Claims (11)

1、一种显示装置，包括：
显示器件，将分别发RGB三原色光的3个发光单元按一定顺序并设，构成1个像素，将该像素沿第1方向并设，构成1行，将该行沿与所述第1方向垂直的第2方向设置多个，构成显示画面；
亮度·色度分离部件，输入像素精度的颜色信息，将输入的颜色信息分离为像素精度的亮度数据和像素精度的色度数据；
子像素亮度数据生成部件，输入像素精度的亮度数据，生成与构成1个像素的3个发光单元一一对应的、子像素精度的亮度数据；
亮度·色度合成部件，对生成的子像素精度的亮度数据和像素精度的色度数据进行合成并输出子像素精度的颜色信息；以及
显示控制部件，利用所述亮度·色度合成部件输出的颜色信息，来控制所述显示设备的各发光单元，让所述显示设备进行显示。
2、如权利要求1所述的显示装置，其中，所述像素精度的色度数据是与构成1个像素的3个发光单元一一对应的RGB值。
3、如权利要求1所述的显示装置，其中，所述像素精度的色度数据是与构成1个像素的3个发光单元一一对应的RGB值等价的色差Cb、Cr值。
4、如权利要求1所述的显示装置，具有：色度分配部件，输入所述亮度色度分离部件分离出的像素精度的色度数据，对其施加抑制渗色的处理，将处理后的色度数据输出到所述亮度·色度合成部件。
5、如权利要求1所述的显示装置，具有：烘托部件，对所述亮度·色度分离部件输出的子像素精度的颜色信息施加除去渗色的烘托处理；所述显示控制部件使用进行过烘托处理的子像素精度的颜色信息。
6、一种显示方法，用于下述显示设备，该显示设备将分别发RGB三原色光的3个发光单元按一定顺序并设来构成1个像素，将该像素沿第1方向并设来构成1行，将该行沿与第1方向垂直的第2方向设置多个，来构成显示画面，其中，在让所述显示设备进行显示时，包含下述步骤：
输入像素精度的颜色信息，将输入的颜色信息分离为像素精度的亮度数据和像素精度的色度数据；
输入像素精度的亮度数据，生成与构成1个像素的3个发光单元一一对应的、子像素精度的亮度数据；
对生成的子像素精度的亮度数据和像素精度的色度数据进行合成并输出子像素精度的颜色信息；以及
利用所述亮度·色度合成步骤输出的颜色信息，来控制所述显示设备的各发光单元，让所述显示设备进行显示。
7、如权利要求6所述的显示方法，其中，所述像素精度的色度数据是与构成1个像素的3个发光单元一一对应的RGB值。
8、如权利要求6所述的显示方法，其中，所述像素精度的色度数据是与构成1个像素的3个发光单元一一对应的RGB值等价的色差Cb、Cr值。
9、如权利要求6所述的显示方法，其中，输入分离出的像素精度的色度数据，对其施加抑制渗色的处理，对处理后的色度数据、和生成的子像素精度的亮度数据进行合成并输出子像素精度的颜色信息。
10、如权利要求6所述的显示方法，其中，对子像素精度的颜色信息施加除去渗色的烘托处理，用进行过烘托处理的子像素精度的颜色信息来控制所述显示设备的各发光单元，让所述显示设备进行显示。
11、一种显示装置控制装置，包括：
亮度·色度分离部件，输入像素精度的颜色信息，将输入的颜色信息分离为像素精度的亮度数据和像素精度的色度数据；
子像素亮度数据生成部件，输入像素精度的亮度数据，生成与构成1个像素的3个发光单元一一对应的、子像素精度的亮度数据；
亮度·色度合成部件，对生成的子像素精度的亮度数据和像素精度的色度数据进行合成并输出子像素精度的颜色信息；以及
显示控制部件，利用所述亮度·色度合成部件输出的颜色信息，来控制所述显示设备的各发光单元，让所述显示设备进行显示。
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