CN102770906B - 图像显示装置和图像显示方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种图像显示装置，其一个像素中的子像素颜色数为四色以上，显示在子像素等级进行滤波处理而得到的高精细的图像。图像显示装置包括：规则地配置有包括红色、绿色和蓝色三原色以及上述三原色以外的至少一种颜色的子像素颜色的彩色滤光片的显示面板（500）；和对输入图像信号进行滤波处理的图像处理部（40）。图像处理部（40）具有：根据三原色的输入图像信号（Rin、Bin、Gin）生成与子像素颜色的各色对应的子像素信号（RGBYe）的原色转换部（41）；和对上述子像素信号供给遵循显示面板（500）的子像素颜色的彩色滤光片的排列顺序的位置信息、并以子像素为单位进行滤波处理的子像素强调部（42）。

Description

图像显示装置和图像显示方法
技术领域
本发明涉及显示对输入图像信号进行轮廓强调处理或平滑化处理等滤波处理而得到的图像的图像显示装置，特别涉及具备构成一个像素的子像素的颜色为红色、绿色和蓝色三原色和上述三原色以外的颜色的四色以上的显示部的图像显示装置、以及该显示部的图像显示方法。
背景技术
在现有技术中，一个像素包括显示红色（R）、绿色（G）、蓝色（B）三原色的三个子像素，以进行彩色显示的图像显示装置已经广泛普及。另外，众所周知，在图像显示装置中，进行将使用高通滤波器提取的高频成分叠加的轮廓强调处理、和/或使用低通滤波器除去高频成分的平滑化处理等各种滤波处理。例如，如果进行轮廓强调处理，则能够得到精细感提高后的鲜明的图像。另外，如果进行平滑化处理，则能够得到除去了噪声而平滑的图像。
而且，还提案有如下技术：为了达成更高精细感，通过插值生成子像素（subpixel）精度的图像，生成对子像素图像的属于特定频带的成分进行强调而得到的强调图像，进行子像素渲染处理而生成显示图像（例如参照日本特开2005-141209号公报）。
发明内容
近年来，为了扩大色再现范围（能够显示的颜色的范围），一个像素包括在红色、绿色和蓝色三色的子像素的基础上增加黄色或青色的子像素的四种以上的子像素的图像显示装置也在逐渐实用化中。
像这样，在一个像素中包括的子像素的颜色数为四色以上的图像显示装置中，当想要应用上述现有的子像素渲染处理时，用于生成插值图像的电路结构变得复杂，存在装置的制造成本增大的问题。例如，在上述专利文献1公开的结构中，在一个像素的输入图像信号具有RGB三色成分的情况下，需要生成具有其3倍的9种成分的插值图像。子像素的颜色数越多该问题越成为大问题。
本发明鉴于上述问题，目的在于提供一种具有在一个像素中包括的子像素的颜色数为四色以上的显示部、显示进行在子像素等级的滤波处理而得到的高精细的图像的图像显示装置、以及针对上述显示部的图像显示方法。
为了达成上述目的，此处公开的图像显示装置，包括：显示部，其规则地配置有包括红色、绿色和蓝色三原色以及上述三原色以外的至少一种颜色的子像素颜色的彩色滤光片；和对输入图像信号进行滤波处理的图像处理部，其中，上述图像处理部包括：根据三原色的输入图像信号生成与子像素颜色的各色对应的子像素信号的原色转换部；和子像素处理部，其对上述子像素信号供给位置信息并以子像素为单位进行滤波处理，上述位置信息遵循上述显示部的子像素颜色的彩色滤光片的排列顺序。
另外，此处公开的图像显示方法是在显示部显示图像的图像显示方法，上述显示部规则地配置有包括红色、绿色和蓝色三原色以及上述三原色以外的至少一种颜色的子像素颜色的彩色滤光片，上述图像显示方法包括：根据三原色的输入图像信号生成与子像素颜色的各色对应的子像素信号的工序；和对上述子像素信号供给位置信息并以子像素为单位进行滤波处理的工序，上述位置信息遵循上述显示部的子像素颜色的彩色滤光片的排列顺序。
根据本发明，能够提供一种具有在一个像素中包括的子像素的颜色数为四色以上显示部、显示进行在子像素等级的滤波处理而得到的高精细的图像的图像显示装置、以及针对上述显示部的图像显示方法。
附图说明
图1是表示第一实施方式的液晶显示装置所具有的有源矩阵基板的概略结构的平面图。
图2是表示第一实施方式的液晶显示装置所具有的彩色滤光片基板的概略结构的平面图。
图3是表示第一实施方式的液晶显示装置的概略结构的截面示意图。
图4是表示第一实施方式的液晶显示装置的概略结构的框图。
图5是表示图4所示的图像处理电路所具有的原色转换部的概略结构的一例的框图。
图6是表示图4所示的图像处理电路所具有子像素强调部的概略结构的框图。
图7是表示图6所示的子像素强调部所具有强调处理部的概略结构的框图。
图8A是表示输入到第一实施方式的图像处理电路的RGB输入信号（单色信号）的一例的图。
图8B是表示在第一实施方式的图像处理电路中，从RGB输入信号生成的RGBYe信号的一例的图。
图8C是表示在第一实施方式的图像处理电路中，将图8B的信号按显示面板中的子像素的排列顺序排列变换后的结果的图。
图8D是表示在第一实施方式的图像处理电路中，对图8C的信号的高频成分进行强调后的结果的图。
图9A是表示在第一实施方式的图像处理电路中，从RGB输入信号（彩色信号）生成的RGBYe信号的一例的图。
图9B是表示将图9A所示的信号按显示面板中的子像素的排列顺序排序变换后的结果的图。
图9C是表示从图9B所示的信号得到的单色成分的图。
图9D是表示从图9B所示的信号得到的彩色成分的图。
图9E是表示对图9C所示的单色成分的高频成分进行强调而得到的结果的图。
图9F是表示将图9E所示信号和图9D所示的彩色成分相加而得到的结果的图。
图10是表示第二实施方式的液晶显示装置的概略结构的框图。
图11是表示图10所示的像素强调部的概略结构的一例的框图。
图12是表示图10所示的像素强调部的概略结构的其他例的框图。
图13是表示图10所示的图像处理电路所具有的子像素平滑部的概略结构的框图。
图14是表示图13所示的平滑处理部的概略结构的框图。
图15A是表示输入到第二实施方式的图像处理电路的RGB输入信号（单色信号）的一例的图。
图15B是表示对图15A所示的信号以像素为单位进行强调而得到的结果的图。
图15C是表示从图15B所示的RGB信号生成的RGBYe信号的一例的图。
图15D是表示将图15C所示的信号按显示面板中的子像素的排列顺序排序变换后的结果的图。
图15E是表示对图15D所示的信号进行了平滑化处理的结果的图。
图16是表示第三实施方式的液晶显示装置的概略结构的框图。
图17A是表示输入到第三实施方式的图像处理电路的RGB输入信号（单色信号）的一例的图。
图17B是表示从图17A所示的RGB信号生成的RGBYe信号的一例的图。
图17C是表示将图17B所示的信号按显示面板中的子像素的排列顺序排列变换后的结果的图。
图17D是表示对图17C所示的信号进行了平滑化处理的结果的图。
图18A是表示子像素的面积在全部的像素色都均匀的情况下的、滤波系数的确定方法的一例的示意图。
图18B是表示子像素的面积在每个像素色都不同的情况下的、滤波系数的确定方法的一例的示意图。
具体实施方式
本发明的一个实施方式的图像显示装置，包括：规则地配置有包括红色、绿色和蓝色三原色以及上述三原色以外的至少一种颜色的子像素颜色的彩色滤光片的显示部；和对输入图像信号进行滤波处理的图像处理部，其中，所述图像处理部包括：根据三原色的输入图像信号生成与子像素颜色的各色对应的子像素信号的原色转换部；和子像素处理部，其对上述子像素信号供给遵循上述显示部的子像素颜色的彩色滤光片的排列顺序的位置信息，并以子像素为单位进行滤波处理。
在该结构中，在图像处理部中，原色转换部根据三原色的输入图像信号生成与子像素颜色的各色对应的子像素信号。另外，子像素处理部，对上述子像素信号供给遵循上述显示部的子像素颜色的彩色滤光片的排列顺序的位置信息，并以子像素为单位进行滤波处理。
由此，能够提供一种图像显示装置，该图像显示装置在一个像素中包括的子像素的颜色数为四色以上，显示通过不像上述现有的结构那样地进行插值处理，而进行在子像素等级的滤波处理而得到的高精细的图像。
在上述实施方式的图像显示装置中，能够采用如下结构：上述子像素处理部包括进行高频成分的强调处理的高通滤波部。这是因为，根据该结构，能够实现在子像素等级进行了强调处理的高精度的显示。另外，在这种情况下，优选采用如下结构：上述子像素处理部还包括单色成分提取部，该单色成分提取部提取一个像素中包含的多个子像素信号的最小值作为单色成分，并将提取到的单色成分向上述高通滤波部输出。这是因为，通过仅对单色成分进行高频成分的强调处理，能够抑制色相的变化。
在上述实施方式的图像显示装置中，能够采用如下结构：上述子像素处理部包括进行平滑化处理的低通滤波器。这是因为，根据该结构，能够实现在子像素等级噪声被抑制了的平滑的显示。另外，在这种情况下，优选采用如下结构：上述子像素处理部还包括单色成分提取部，该单色成分提取部提取一个像素中包含的多个子像素信号的最小值作为单色成分，并将提取到的单色成分向上述低通滤波器输出。这是因为，通过仅对单色成分进行平滑化处理，能够抑制色相的变化。
另外，在上述子像素处理部具有低通滤波器的结构中，进一步优选上述图像处理部还包括像素强调部，该像素强调部对上述三原色的输入图像信号以像素为单位进行高频成分的强调处理。由此，与仅以像素为单位实施强调处理的情况相比，尽管像素边缘的强调程度变小，但是能够实现以子像素为单位噪声被抑制了的平滑的显示。
另外，能够采用如下结构：上述像素强调部包括：对红色的输入图像信号以像素为单位进行高频成分的强调处理的红色像素用高通滤波部；对绿色的输入图像信号以像素为单位进行高频成分的强调处理的绿色像素用高通滤波部；和对蓝色的输入图像信号以像素为单位进行高频成分的强调处理的蓝色像素用高通滤波部。
或者，也可以为如下结构：所述像素强调部包括：将上述三原色的输入图像信号分离为亮度信号和色差信号的色空间转换部；进行上述亮度信号的高频成分的强调处理的高通滤波部；使上述色差信号延迟的延迟器；和色空间逆转换部，其输入上述高通滤波部的输出和上述延迟器的输出，并将它们转换为与上述三原色的输入图像信号相同形式。根据该结构，与上述结构相比，能够将像素强调部的电路规模抑制到约1/3。另外，通过仅对亮度信号进行强调处理，也有能够抑制色相变化的效果。
在本实施方式的图像显示装置中，在上述显示部的子像素颜色的彩色滤光片具有均匀的大小的情况下，优选上述子像素处理部的滤波处理中的滤波系数具有滤波函数的均等采样点的值。另一方面，在上述显示部的子像素颜色的彩色滤光片具有不均匀的大小的情况下，优选上述子像素处理部的滤波处理中的滤波系数具有滤波函数的不均等采样点的值。
在本实施方式的图像显示装置中，优选上述三原色以外的子像素颜色包括从黄色、青色、品红色、白色、与原色的红色彩度不同的红色、与原色的绿色彩度不同的绿色和与原色的蓝色彩度不同的蓝色中选择出的至少一种颜色。
如果子像素颜色使用黄色、青色或品红色，则相比仅使用红色、绿色和蓝色三原色作为子像素颜色的情况，能够得到例如色域更广等效果。另外，如果替代黄色使用白色作为子像素颜色，则能够提高亮度。或者，如果替代黄色使用与原色的红色彩度不同的红色、与原色的绿色彩度不同的绿色或者与原色的蓝色彩度不同的蓝色作为子像素颜色，则能够再现更深的颜色。
另外，本发明的一个实施方式的图像显示方法，是在显示部显示图像的图像显示方法，该显示部规则地配置有包括红色、绿色和蓝色三原色以及上述三原色以外的至少一种颜色的子像素颜色的彩色滤光片，上述图像显示方法包括：根据三原色的输入图像信号生成与子像素颜色的各色对应的子像素信号的工序；和对上述子像素信号供给遵循上述显示部的子像素颜色的彩色滤光片的排列顺序的位置信息，并以子像素为单位进行滤波处理的工序。
[实施方式]
以下，参照附图对本发明的实施方式进详细说明。图中，相同或相当部分采用相同的参照符号，不重复说明。
[第一实施方式]
图1是表示第一实施方式的液晶显示装置所包括的有源矩阵基板200的概略结构的平面图。
如图1所示，有源矩阵基板200具有矩阵状配置的多个扫描线4和信号线6。在扫描线4与信号线6的各个交点，设置有薄膜晶体管（TFT）8。由扫描线4和信号线6围起来的各个区域，配置有像素电极35。像素电极35由铟锡氧化物（ITO）等透明的导电材料形成。
在图1所示例中，像素电极35中的35R是后面说明的与彩色滤光片基板的红色（R）的彩色滤光片相对的像素电极。同样，35G和35B是分别与绿色（G）和蓝色（B）的彩色滤光片相对的像素电极。35Ye是与黄色（Ye）的彩色滤光片相对的像素电极。即，在本实施方式中，一个像素包括红色、绿色、蓝色三原色的子像素和黄色的子像素的合计4个子像素。
另外，在图1的例子中，在RGB三原色以外使用了黄色（Ye）的子像素，但在三原色以外作为子像素颜色使用的颜色，并不限定于黄色。例如，也可以替代黄色使用青色或品红色。如果子像素颜色使用黄色、青色或品红色，则相比仅使用红色、绿色和蓝色三原色作为子像素颜色的情况，能够得到例如色域更广等效果。另外，如果替代黄色使用白色作为子像素颜色，则能够提高亮度。或者，如果替代黄色使用与原色的红色彩度不同的红色、与原色的绿色彩度不同的绿色或者与原色的蓝色彩度不同的蓝色作为子像素颜色，则能够再现更深的颜色。
TFT8的栅极电极与扫描线4连接。TFT8的源极电极与信号线6连接。TFT8的漏极电极，经由漏极引出配线9与像素电极35连接。用于保持施加于像素电极35的电压的辅助电容配线7，与扫描线4平行地配置。辅助电容配线7隔着绝缘膜与漏极引出配线9的端部相对，由此构成辅助电容3。
图2是表示第一实施方式的液晶显示装置所具有的彩色滤光片基板（相对基板）100的概略结构的平面图。
如图2所示，在彩色滤光片基板100依次条纹状地排列有绿色（G）、蓝色（B）和红色（R）三原色的彩色滤光片10G、10B、10R和黄色的彩色滤光片10Ye。
在各彩色滤光片的周围与滤光片之间，配置有黑色矩阵10BM。另外，彩色滤光片10R、10G、10B和10Ye分别具有有选择地使特定的波长附近的成分透过的特性。即，红色、绿色和蓝色的彩色滤光片10R、10G和10B主要分别使入射光的红色成分、绿色成分和蓝色成分透过。彩色滤光片10Ye主要使入射光的红色成分和绿色成分双方透过。
彩色滤光片10R、10G、10B、10Ye分别设置成与上述的设置于有源矩阵基板200得到像素电极35R、35G、35B和35Ye相对。黑色矩阵10BM设置成与扫描线4和信号线6相对。
图3是表示第一实施方式的液晶显示装置所具有的显示面板500（显示部）的概略结构的截面示意图。
如图3所示，本实施方式的显示面板500，在彩色滤光片基板100与有源矩阵基板200之间，具有液晶层300。彩色滤光片基板100，在玻璃基板21的外侧（观察面侧）包括相位差板22和偏光板23。在玻璃基板21的内侧（背面侧）包括彩色滤光片10R、10G、10B、10Ye、黑色矩阵10BM、保护层25、对置电极26和取向膜27。
相位差板22调整透过的光的偏振状态。偏光板23仅使特定的偏振成分的光透过。在本实施方式中设定成：通过调整相位差板22和偏光板23的配置和结构，使相位差板22和偏光板23作为圆偏光板起作用。
保护层25防止污染物从彩色滤光片10R、10G、10B、10Ye向液晶层300内流出，并且使彩色滤光片基板100的表面平坦化。对置电极26在彩色滤光片基板100的整个面形成。对置电极26包括铟锡氧化物（ITO）等透明的导电材料。取向膜27对液晶层300内的液晶分子的取向进行控制。
有源矩阵基板200，在玻璃基板31的外侧（背面侧）具有相位差板32和偏光板33。在玻璃基板31的内侧（观察面侧）设置有薄膜晶体管（TFT）8、层间绝缘膜34、像素电极35（35R、35G、35B和35Ye）和取向膜38等。
相位差板32与相位差板22同样地调整透过的光偏振状态。偏光板33与偏光板23同样地仅使特定的偏振成分的光透过。在本实施方式中，偏光板33配置成与配置于彩色滤光片基板100侧的圆偏光板（相位差板22和偏光板23）偏光轴彼此正交。
但是，相位差板22、偏光板23、相位差板32和偏光板33的上述设定仅是一例。这些光学部件也可以设定成实现不同的光学特性。另外，根据液晶模式和所要求的光学特性等不同，也存在不需要相位差板和偏光板中的至少一方的情况。
像素电极35（35R、35G、35B和35Ye）分别经由接触孔37与TFT8连接。像素电极35，由TFT8驱动，对液晶层300施加电压来驱动液晶分子。取向膜38与取向膜27同样地对液晶层300内的液晶分子的取向进行控制。
在有源矩阵基板200的内面侧（背面侧）设置有背光源36。另外，此处例示的显示面板500由于是透过型液晶显示面板所以包括背光源36，但也存在不需要背光源的情况。
接着，对本实施方式的液晶显示装置的图像处理进行说明。
如图4所示，本实施方式的液晶显示装置，作为向显示面板500供给图像信号的图像处理装置具有图像处理电路40，该图像处理电路40输入RGB三原色的图像信号Rin、Gin、Bin，输出RGBYe四色的图像信号Rout、Gout、Bout、Yeout。另外，本实施方式的图像处理电路40，将三原色的图像信号转换为四色的图像信号，并且如后面详细说明的那样，也进行强调输入图像信号的轮廓的处理。
另外，图像处理电路40例如能够作为安装于显示面板500的电路基板的电路芯片来实现。或者，图像处理电路40能够由存储有实现其功能的计算机程序的存储元件和从该存储元件中读出程序并实行的通用处理器来实现。
另外，本实施方式的液晶显示装置，具有将来自图像处理电路40的输出图像信号向显示面板500供给的驱动器20。驱动器20使用从图像处理电路40供给的图像信号以及时钟信号、同步信号等各种控制信号，驱动显示面板500。
如图4所示，图像处理电路40具有原色转换部41和子像素强调部42。原色转换部41将由三原色表示的输入图像信号转换为由子像素的四色表示的图像信号（子像素信号）。即，原色转换部41中输入R、G、B三原色的图像信号，被转换为R、G、B、Ye四色的图像信号。子像素强调部42，对从原色转换部41输出的四色的图像信号，一边考虑空间的位置关系（子像素的配置），一边以子像素为单位实施轮廓强调处理。图像处理电路40通过具有该子像素强调部42，能够以子像素为单位增加图像的精细感。
在此对原色转换部41的结构和动作的一例进行说明。图5是表示原色转换部41的概略结构的一例的框图。如图5所示，原色转换部41包括：转换矩阵411、映射单元412、二维查询表413和乘法器414。
转换矩阵411将输入到原色转换部41的RGB信号转换为与XYZ表色系的颜色空间对应的信号（XYZ信号）。映射单元42通过将XYZ信号映射到xy坐标空间，生成与Y值和色度坐标（x，y）对应的信号。
二维查询表413具有与子像素的颜色数相同数量的多个二维查询表。例如，如本实施方式所示，在从R、G、B三原色的图像信号生成R、G、B、Ye四色的图像信号的情况下，二维查询表413具有分别与R、G、B、Ye四色对应的四个二维查询表。二维查询表413，当被供给色度坐标（x，y）时，输出与应该用各子像素表示的颜色的色相和彩度对应的数据（r，g，b，ye）。
在乘法器414中，通过将Y值乘以从二维查询表413的输出数据（r，g，b，ye），生成与各子像素颜色对应的信号R、G、B、Ye。
另外，参照图5在此说明了的原色转换部41的结构和动作仅是一例，将三原色的图像信号转换为与四色以上的子像素颜色对应的图像信号的方法，并不限定于此。
接着，对子像素强调部42的结构和动作的一例参照图6和图7进行说明。图6是表示子像素强调部42的概略结构的框图。
如图6所示，子像素强调部42具有：子像素配置转换部421、强调处理部422和子像素配置逆转换部423。
子像素配置转换部421，将从原色转换部41供给的RGBYe信号以显示面板500中的子像素的空间配置的顺序排列变换。换言之，子像素配置转换部421，对于从原色转换部41供给的四色的子像素信号（RGBYe信号）的各个子像素颜色成分，供给与显示面板500中的各色子像素的空间配置对应的位置信息。强调处理部422对来自子像素配置转换部421的输出以子像素为单位进行强调处理。子像素配置逆转换部423将来自强调处理部422的输出信号以原来的RGBYe信号的顺序排列变换。
图7是表示强调处理部422的概略结构的框图。如图7所示，强调处理部422具有：单色成分提取部422a、高通滤波器（HPF：High PassFilter）422b、加法器422c、减法器422d和加法器422e。
单色成分提取部422a，从由子像素配置转换部421排列变换后的RGBYe信号（PQST信号）中提取单色成分。此时，单色成分提取部422a，从输入的PQST信号计算一个像素内的子像素值的最小值，将该最小值作为单色成分输出。
高通滤波器422b，从由单色成分提取部422a提取的单色成分，以子像素为单位提取高频成分。加法器422c将由高通滤波器422b提取的高频成分与单色成分相加。由此，来自加法器422c的输出信号，成为以子像素为单位高频成分被强调后的单色成分。即，高通滤波器422b和加法器422c构成对单色成分以子像素为单位进行强调处理的高通滤波部422h。
另外，在图7的高通滤波部422h中，加法器422c将由高通滤波器422b提取的高频成分与单色成分简单地相加。但是，强调处理的方法并不限定于此。例如，也可以为，对由高通滤波器422b提取的高频成分进行增益处理等之后与单色成分相加。
减法器422d从PQST信号减去单色成分。由此，来自减法器422d的输出成为从PQST信号提取的彩色成分。加法器422e将减法器422d的输出信号加上来自加法器422c的输出信号。
在此，用具体例子对图像处理电路40的处理的效果进行说明。
首先，参照图8A～图8D对输入到图像处理电路40的输入信号为单色信号的情况进行说明。另外，在输入信号为单色信号的情况下，如图8A所示，输入信号的R、G、B的各成分为相同值。
图8A所示的三色的RGB信号通过原色转换部41转换为图8B所示的四色的RGBYe信号。在此得到的RGBYe成分的各个像素值，与输入RGB信号的RGB成分的像素值相同。
接着，子像素配置转换部421，将从原色转换部41供给的RGBYe信号以与显示面板500上的子像素配置相同的顺序排列变换。在本实施方式的情况下，显示面板500上的子像素的配置如图1～图3所示为G、B、R、Ye的顺序。因此，子像素配置转换部421将输入的RGBYe信号如图8C所示以G、B、R、Ye的顺序排列变换。
接着，用单色成分提取部422a将一个像素内的子像素值的最小值作为单色成分提取。在本例中，由于输入是单色信号，所以单色成分与输入的RGBYe信号的像素值相同。
接着，高通滤波器422b从如上所述得到的单色成分提取高频成分。此时，高通滤波器422b输入以G、B、R、Ye的顺序排列变换后的子像素单位的信号，以子像素为单位求得信号值的变化，提取高频成分。
加法器422c将由高通滤波器422b提取的高频成分与单色成分相加。由此，如图8D所示，得到以子像素为单位强调高频成分后的信号，作为来自加法器422c的输出。另外，在本例中，由于来自减法器422d的输出为0，所以来自加法器422e的输出与来自加法器422c的输出相等。从加法器422e输出的PQST信号，通过子像素配置逆转换部423转换为原来的RGBYe的排列顺序并输出。
如上所述，根据本实施方式的图像处理电路40，能够得到以子像素为单位强调高频成分后的信号，所以能够实现更高精细的强调处理。
接着，参照图9A～图9F对输入到图像处理电路40的输入信号为彩色信号的情况进行说明。
在这种情况下，也如图9A和图9B所示，子像素配置转换部421，将从原色转换部41输出的RGBYe信号的排列顺序以与显示面板500上的子像素的配置相同的顺序（G、B、R、Ye的顺序）排列变换。
接着，通过单色成分提取部422a将一个像素内的子像素值的最小值作为单色成分提取。由此，图9C所示的单色成分按每个像素被提取。例如，在图9B所示的像素P1中，由于蓝色的子像素的像素值为该像素内的最小值，所以该像素值作为单色成分被提取。同样地，像素P2中红色和黄色的子像素的像素值、像素P3中绿色和黄色的子像素的像素值、像素P4中蓝色的子像素的像素值，分别被作为单色成分提取。
另外，由单色成分提取部422a提取的单色成分，被供给减法器422d。减法器422d通过从PQST信号减去单色成分，得到图9D所示的彩色成分，作为来自减法器422d的输出。
接着，高通滤波器422b从由单色成分提取部422a得到单色成分提取高频成分。加法器422c将由高通滤波器422b提取的高频成分与单色成分相加。由此，如图9E所示，得到以子像素为单位强调高频成分后的信号（单色成分），作为来自加法器422c的输出。
然后，在加法器422e中，通过将来自加法器422c的输出即强调高频成分后的单色成分（图9E），与来自减法器422d的输出即彩色成分（图9D）相加，如图9F所示，得到以子像素为单位强调高频成分后的输出信号。从加法器422e输出的PQST信号，由子像素配置逆转换部423转换为原来的RGBYe的排列顺序并输出。
如上所述，根据本实施方式的图像处理电路40，在输出图像信号为彩色信号的情况下，也能够得到以子像素为单位强调高频成分后的信号，所以能够实现更高精细的强调处理。
另外，根据本实施方式的图像处理电路40，对由单色成分提取部422a提取的单色成分进行利用高通滤波器422b和加法器422c的强调处理，所以在对彩色信号进行强调处理的情况下，也能够将因强调处理导致的色相变化抑制到最小限度。
特别是在作为输入到图像处理电路40的输入信号输入像RGB原色或CMYe补色那样的纯色的情况下，由于子像素的像素值的最小值为0，所以从单色成分提取部422a输出的单色成分为0。因此，在这种情况下，由于利用高通滤波器422b和加法器422c的强调处理不起作用，所以有能够避免色相变化和颜色渗出的发生的优点。
[第二实施方式]
以下对本发明的第二实施方式进行说明。
图10是表示第二实施方式的液晶显示装置的概略结构的框图。另外，对于具有与第一实施方式中说明过的结构相同功能的结构，采用与第一实施方式相同的参照符号，省略其说明。
如图10所示，第二实施方式的液晶显示装置，作为向显示面板500供给图像信号的图像处理装置具有图像处理电路50，该图像处理电路50输入RGB三原色的图像信号Rin、Gin、Bin，输出RGBYe四色的图像信号Rout、Gout、Bout、Yeout。
另外，本实施方式的图像处理电路50，与第一实施方式中说明过的图像处理电路40同样地，进行将三原色的图像信号转换为四色的图像信号的处理。其中，第一实施方式的图像处理电路40是以子像素为单位进行轮廓强调处理的结构，相对于此，图像处理电路50一旦以像素为单位进行轮廓强调处理之后，以子像素为单位进行平滑化处理。另外，平滑化处理是除去高频噪声，使像素值的变化平滑的处理。
因此，如图10所示，图像处理电路50具有：像素强调部51、原色转换部41和子像素平滑部52。在后面会详细说明，像素强调部51以像素为单位进行轮廓强调处理。另一方面，也会在后面说明，子像素平滑部52以子像素为单位进行平滑化处理。
图11和图12表示像素强调部51的结构的两个具体例子。
在图11所示的结构例中，与RGB三原色的图像信号Rin、Gin、Bin分别对应地，具有红色像素用高通滤波部51R、绿色像素用高通滤波部51G和蓝色像素用高通滤波部51B。红色像素用高通滤波部51R具有高通滤波器511和加法器512。蓝色像素用高通滤波部51G和蓝色像素用高通滤波部51B的结构也与之相同。
红色像素用高通滤波部51R的高通滤波器511，从图像信号Rin提取高频成分。所提取的高频成分通过加法器512与原图像信号Rin相加，由此强调图像信号Rin的高频成分。
另一方面，在图12所示的结构例中，像素强调部51包括：具有高通滤波器511和加法器512的高通滤波部516；色空间转换部513；延迟器514；和色空间逆转换部515。
色空间转换部513将RGB输入信号分离为亮度信号Yin和色差信号Uin、Vin。仅亮度信号Yin向高通滤波部516供给，其高频成分被强调。色差信号Uin、Vin在延迟器514中被延迟高通滤波部516的强调处理所需的时间，并向色空间逆转换部515输出。色空间逆转换部515，输入强调高频成分后的亮度信号Yin和延迟后的色差信号Uin、Vin，并将他们逆转换为RGB输入信号。
在图11所示的结构中，高通滤波器511和加法器512需要三套，但根据图12所示结构，高通滤波器511和加法器512只要一组即可。因此，图12所示的结构与图11所示的结构相比，高通滤波部的电路规模变为约1/3，能够削减像素强调部51的电路规模。另外，根据图12所示的结构，仅提取亮度信号Yin实施强调处理，所以具有能够抑制色相变化的效果。
另外，在图11和图12所示的像素强调部51中，加法器512将由高通滤波器511提取的高频成分与原信号简单相加，由此进行强调处理。但是，强调处理的方法并不限定于此。例如，也可以为：对由高通滤波器511提取的高频成分进行增益处理等之后与原信号相加。
接着，对子像素平滑部52的结构和动作和进行说明。图13是表示子像素平滑部52的概略结构的框图。
如图13所示，子像素平滑部52具有子像素配置转换部421、平滑处理部522和子像素配置逆转换部423。子像素配置转换部421和子像素配置逆转换部423的功能与第一实施方式相同，所以不重复说明。平滑处理部522对来自子像素配置转换部421的输出以子像素为单位进行平滑化处理。
图14是表示平滑处理部522的结构的框图。如图14所示，平滑处理部522具有单色成分提取部422a、低通滤波器（LPF：Low PassFilter）522b、减法器422d和加法器422e。即，子像素平滑部52与将第一实施方式的强调处理部422所具有的高通滤波部422h（高通滤波器422b和加法器422c）替换为低通滤波器522b的结构相等。单色成分提取部422a等的说明在此不重复。
低通滤波器522b，从由单色成分提取部422a提取的单色成分，以子像素为单位提取低频成分。减法器422d从PQST信号减去单色成分。由此，来自减法器422d的输出成为从PQST信号提取的彩色成分。加法器422e将减法器422d的输出信号与来自低通滤波器522b的输出信号相加。
另外，在图14所示的平滑处理部522中，由低通滤波器522b提取的低频成分被直接供给向加法器422e。但是，平滑处理的方法并不限定于此。例如，也可以为，用加法器422e将对由低通滤波器522b提取的低频成分进行增益处理等之后与彩色成分相加。
在此，使用具体例子对本实施方式的图像处理电路50的处理的效果进行说明。
在此，参照图15A~图15E对输入到图像处理电路50的输入信号为单色信号的情况进行说明。另外，在输入信号为单色信号的情况下，如图15A所示，输入信号的R、G、B的各成分为相同值。
首先，对图15A所示的三色的RGB输入信号，通过像素强调部51进行像素单位的强调处理。由此，强调RGB输入信号的高频成分，例如得到图15B所示的强调信号。接着，通过原色转换部41，从图15B所示的RGB信号生成图15C所示的四色的RGBYe信号。
接着，子像素配置转换部421，将从原色转换部41供给RGBYe信号以与显示面板500上的子像素配置相同的顺序排列变换。在本实施方式的情况下，子像素配置转换部421将输入的RGBYe信号如图15D所示以G、B、R、Ye的顺序排列变换。
接着，通过单色成分提取部422a将一个像素内的子像素值的最小值作为单色成分提取。在本例中，由于输入是单色信号，因此单色成分与输入的RGBYe信号的像素值相同。
接着，低通滤波器522b从如上所述得到的单色成分以子像素为单位提取低频成分。由此，作为低通滤波器522b的输出，得到以子像素为单位除去了成为噪声的高频成分的、平滑的单色成分。另外，在本例中，由于来自减法器422d的输出为0，所以来自加法器422e的输出与来自低通滤波器522b的输出相等。从加法器422e输出的PQST信号，通过子像素配置逆转换部423转换为原来的RGBYe的排列顺序并输出。
通过上述处理，根据本实施方式的处理图像处理电路50，能够得到以子像素为单位除去了成为噪声的高频成分后的信号。另外，根据图15E可知，在本实施方式的图像处理电路50中，如第一实施方式的图像处理电路40的处理结果（图8D）所示，不能对像素的边缘实施锐化的强调处理。但是，将图15B和图15E相比较可知，根据图像处理电路50，与仅以像素为单位实施了轮廓强调的阶段的信号（图15B）相比较，能够生成子像素单位的细小的凹凸。即，图像处理电路50能够以子像素为单位生成平滑的强调信号。
另外，在输入信号为彩色信号的情况下，与单色信号的情况同样地，由于能够以子像素为单位生成平滑的强调信号，所以在此省略说明。
[第三实施方式]
以下对本发明的第三实施方式进行说明。
图16是表示第三实施方式的液晶显示装置的概略结构的框图。如图16所示，第三实施方式的液晶显示装置，作为向显示面板500供给图像信号的图像处理装置具有图像处理电路60，该图像处理电路60输入RGB三原色的图像信号Rin、Gin、Bin，输出RGBYe四色的图像信号Rout、Gout、Bout、Yeout。另外，本实施方式的图像处理电路60，与第二实施方式的图像处理电路50同样地，将三原色的图像信号转换为四色的图像信号，并且进行除去高频噪声使像素值的变化平滑的平滑化处理。但是，本实施方式的图像处理电路60在不具有像素强调部51的方面，与第二实施方式的图像处理电路50不同。即，与第二实施方式的图像处理电路50以子像素为单位实现平滑的轮廓强调处理相对地，本实施方式的图像处理电路60以子像素为单位实现平滑化处理。
即，图像处理电路60具有原色转换部41和子像素平滑部52。原色转换部41和子像素平滑部52的结构和功能，与上述各实施方式说明过的相同。
根据该结构，图像处理电路60，将RGB三原色的输入信号用原色转换部41转换为RGBYe四色的图像信号之后，利用子像素平滑部52以子像素为单位进行平滑化处理。由此，将像素单位的视频的变化以子像素为单位细小化，能够生成具有子像素单位的分辨率的平滑的信号。
在此，参照图17A~图17D对图像处理电路60的处理的效果进行说明。在此，不论输入信号为彩色信号还是单色信号效果都没有差别，所以假定输入单色信号的情况进行说明。
首先，图17A所示的三色的RGB输入信号由原色转换部41转换为图17B所示的四色的RGBYe信号。
接着，子像素配置转换部421，将从原色转换部41供给RGBYe信号以与显示面板500上的子像素配置相同的顺序排列变换。在本实施方式的情况下，子像素配置转换部421将输入的RGBYe信号如图17C所示以G、B、R、Ye的顺序排列变换。
接着，用单色成分提取部422a将一个像素内的子像素值的最小值作为单色成分提取。在本例中，由于输入是单色信号，所以单色成分与输入的RGBYe信号的像素值相同。
接着，将如上所述得到的单色成分以子像素为单位依次供给低通滤波器522b，提取低频成分。由此，作为低通滤波器522b的输出，得到以子像素为单位除去了成为噪声的高频成分的单色成分。另外，在本例中，由于来自减法器422d的输出为0，所以来自加法器422e的输出与来自低通滤波器522b的输出相等。从加法器422e输出的PQST信号，通过子像素配置逆转换部423转换为原来的RGBYe的排列顺序并输出。
通过上述处理，根据本实施方式的处理图像处理电路60，能够得到以下效果。即，平滑化处理前的信号（单色成分）与RGBYe的值相同，信号变化被限制为以RGBYe为一个单位的像素单位。于是，通过实施子像素单位的平滑化处理，信号变化成为RGBYe分别独立的子像素单位，能够表现平滑的颜色渐变（gradation）。
[第一～第三实施方式的变形例]
以上对本发明的第一～第三实施方式进行了说明，但上述的实施方式仅是用于实施本发明的示例。因此，本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内，能够对上述各实施方式进行适当变形来实施。
例如，在上述的说明中，例如图1～图3所示，例示了子像素以G、B、R、Ye的顺序配置的结构，但子像素的排列并不限定于此顺序，能够采用任意的排列。
另外，在上述说明中，以子像素颜色为R、G、B、Ye四色的例子进行了说明，但具有五色以上的子像素的显示装置和使用该显示装置的图像处理装置也能够实施本发明。
另外，在图1～图3中，表示了子像素的宽度均匀的例子，但也可以是子像素的宽度根据颜色不同而不同的结构。另外，在图1～图3中，表示了将一个像素仅在水平方向上分割为子像素的例子，但也可以在水平方向和垂直方向双方向将一个像素分割为子像素。而且，子像素的形状并不限定于长方形。
另外，在子像素的宽度或面积根据子像素颜色的不同而不同的情况下，优选将高通滤波器422b或低通滤波器522b的滤波系数依赖于各色子像素的面积的大小地设计。
例如，图18A和图18B表示子像素的面积均匀的情况和子像素的面积不均匀的情况的各自的滤波系数的采样点。另外，在图18A和图18B所示例是7tap的高通滤波器的情况，但这仅是一个例子。
在子像素的面积均匀的情况下，如图18A所示，滤波系数能够在滤波函数中参照等采样点的值来决定。另一方面，在子像素的面积不均匀的情况下，如图18B所示，滤波系数优选在滤波函数中参照不均等采样点的值来决定。
另外，在图18A和图18B中表示了以子像素的中心位置为滤波函数的采样点的例子，但滤波系数的决定方法并不限定于本例。例如，此外也能够将子像素的宽度内所占的滤波函数值的总和作为滤波系数。
另外，在第一～第三实施方式中，表示了实施图像显示装置作为液晶显示装置的例子。但是，本发明的图像显示装置并不限定于液晶显示装置，也能够实施其他种类的显示装置。
另外，在第一～第三实施方式中，作为滤波处理的例子，例示了轮廓强调处理和平滑化处理。但是，本发明的图像显示装置中进行的滤波处理并不限定于此，也能够应用于对图像的边缘或线等进行提取的特征提取处理等。
产业上的利用可能性
本发明能够作为包括对输入图像信号进行滤波处理的图像处理装置的图像显示装置在产业上使用。

Claims (12)

1.一种图像显示装置，其特征在于，包括：
显示部，其规则地配置有包括红色、绿色和蓝色三原色以及所述三原色以外的至少一种颜色的子像素颜色的彩色滤光片；和
对输入图像信号进行滤波处理的图像处理部，其中，
所述图像处理部包括：
根据三原色的输入图像信号生成与子像素颜色的各色对应的子像素信号的原色转换部；和
子像素处理部，其对所述子像素信号供给位置信息并以子像素为单位进行滤波处理，所述位置信息遵循所述显示部的子像素颜色的彩色滤光片的排列顺序。
2.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于：
所述子像素处理部包括进行高频成分的强调处理的高通滤波部。
3.如权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于：
所述子像素处理部还包括单色成分提取部，所述单色成分提取部提取一个像素中包含的多个子像素信号的最小值作为单色成分，并将提取到的单色成分向所述高通滤波部输出。
4.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于：
所述子像素处理部包括进行平滑化处理的低通滤波器。
5.如权利要求4所述的图像显示装置，其特征在于：
所述子像素处理部还包括单色成分提取部，所述单色成分提取部提取一个像素中包含的多个子像素信号的最小值作为单色成分，并将提取到的单色成分向所述低通滤波器输出。
6.如权利要求4或5所述的图像显示装置，其特征在于：
所述图像处理部还包括像素强调部，所述像素强调部对所述三原色的输入图像信号以像素为单位进行高频成分的强调处理。
7.如权利要求6所述的图像显示装置，其特征在于：
所述像素强调部包括：
对红色的输入图像信号以像素为单位进行高频成分的强调处理的红色像素用高通滤波部；
对绿色的输入图像信号以像素为单位进行高频成分的强调处理的绿色像素用高通滤波部；和
对蓝色的输入图像信号以像素为单位进行高频成分的强调处理的蓝色像素用高通滤波部。
8.如权利要求6所述的图像显示装置，其特征在于：
所述像素强调部包括：
将所述三原色的输入图像信号分离为亮度信号和色差信号的色空间转换部；
进行所述亮度信号的高频成分的强调处理的高通滤波部；
使所述色差信号延迟的延迟器；和
色空间逆转换部，其输入所述高通滤波部的输出和所述延迟器的输出，并将所述高通滤波部的输出和所述延迟器的输出转换为与所述三原色的输入图像信号相同的形式。
9.如权利要求1～5中任一项所述的图像显示装置，其特征在于：
所述显示部的子像素颜色的彩色滤光片具有均匀的大小，
所述子像素处理部的滤波处理中的滤波系数具有滤波函数的均等采样点的值。
10.如权利要求1～5中任一项所述的图像显示装置，其特征在于：
所述显示部的子像素颜色的彩色滤光片具有不均匀的大小，
所述子像素处理部的滤波处理的滤波系数具有滤波函数的不均等采样点的值。
11.如权利要求1～5中任一项所述的图像显示装置，其特征在于：
所述三原色以外的子像素颜色包括从黄色、青色、品红色、白色、与原色的红色彩度不同的红色、与原色的绿色彩度不同的绿色和与原色的蓝色彩度不同的蓝色中选择出的至少一种颜色。
12.一种图像显示方法，其特征在于：
其是在显示部显示图像的图像显示方法，所述显示部规则地配置有包括红色、绿色和蓝色三原色以及所述三原色以外的至少一种颜色的子像素颜色的彩色滤光片，
所述图像显示方法包括：
根据三原色的输入图像信号生成与子像素颜色的各色对应的子像素信号的工序；和
对所述子像素信号供给位置信息并以子像素为单位进行滤波处理的工序，所述位置信息遵循所述显示部的子像素颜色的彩色滤光片的排列顺序。
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