CN102804243A

CN102804243A - 显示设备和电视接收器

Info

Publication number: CN102804243A
Application number: CN2011800141269A
Authority: CN
Inventors: 藤根俊之; 能年智治
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2011-03-10
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2031-03-10
Also published as: RU2012136460A; EP2549460A1; US8531614B2; MX2012009423A; JP4861523B2; CN103559859B; CN103559859A; WO2011114988A1; JP2011215610A; CN102804243B; US20120307163A1

Abstract

本发明公开了显示设备，其中通过对每一个子像素产生并显示显示数据，使得可能进行高分辨率呈现，且其中改进了在此时图像质量的减少。该显示设备被提供有显示面板，其中一个像素由至少4种颜色的子像素构建而成。显示设备根据输入图像信号对每一个子像素产生显示数据，并在显示面板上显示该显示数据。在子像素中，作为具有最高亮度的两个子像素的高亮度子像素与其他子像素交替地布置。此外，在一个像素中，每一个高亮度子像素的面积小于其他子像素的面积。在优选示例中，具有最高亮度的两个子像素的面积和其他两个子像素的面积具有以下顺序：1.0:1.0:1.6:1.6的面积比值。

Description

显示设备和电视接收器

技术领域

本发明涉及显示设备和电视接收器，且更具体地涉及支持多原色显示（诸如使用RGBY）的显示设备和电视接收器。

背景技术

已经常规地研发了各种类型的显示器作为产品，其中每一个使用像素作为显示装置形成图像来显示信息或视频图像。例如，一种这样的显示器是普遍的，其每一个像素是由红（R）、绿（G）、和蓝（B）原色子像素的三原色子像素来配置的，且该显示器藉此执行彩色显示。一般通过使用滤色器来实现这些子像素。在这样的彩色显示技术中，近来已经考虑色彩重建的扩展来改进显示器外观质量。

然而，所谓多原色显示器已经被研发，通过使用除了“R”、“G”、和“B”的三原色外的新的颜色将原色增加至四个或更多个原色，多原色显示器被修改为扩展彩色的色品图中的区并改进亮度效率。所考虑的显示器包括，例如采用通过增加Y（黄）至R、G、和B而构成的RGBY像素配置的显示器，和采用增加W（白）至R、G、和B而构成的RGBW像素配置的显示器。

另一方面，出现了子像素采样技术，根据该技术，对构成像素的每一个子像素的输入视频图像信号而执行采样，从而通过改进显示器的分辨率性质而执行高清视频图像表达。子像素采样技术是将每一个子像素看做例如各自由三个子像素R、G、和B构成的像素的一个像素并对于每一个子像素再现亮度的技术。在这个情况下，当沿水平方向布置R、G、和B时，沿水平方向使用增至常规采样频率三倍的采样频率执行采样。基于对应于子像素的所采样信号而驱动R、G、和B子像素。

考虑改进分辨率性质的技术，例如，专利文献1公开了目的在于改进所渲染的黑白文本或图像的分辨率、以及使得彩色边缘变窄的技术。根据这个技术，显示的RGB图像数据是通过将灰度图像交织于沿水平方向为原始长度三倍的图像、并对于所得图像低通滤波而产生的。

现有技术文献

[专利文献]

专利文献1：日本专利特开No.2001-117529

发明内容

本发明要解决的问题

当对于输入视频图像信号进行采样且藉此使用数字数据执行视频图像表达时，通常发生在数字图像处理过程中降低视频图像显示质量的现象。例如，在频率轴方向，通过将信号低频区以作为采样频率一半或更大的尼奎斯特频率折返而产生干涉图案（节拍）。还产生了由于每一个R、G、和B的视在色调针对输入的变化而产生诸如色彩变化（色彩混淆）之类的问题。

通过将采样频率设置为适合于输入视频图像的显示质量并执行合适的数字处理能在一定程度上抑制这些问题。然而，存在由于诸如所使用的像素设置和采样方法之类的因素引起令人满意的视频图像显示质量并不总是被维持的情况。例如，在其中企图通过在将R、G、和B三原色作为一个像素表达的普通显示器中使用子像素采样来改进分辨率性质的情况下，当视频图像是具有诸如表达例如交替布置的黑部和白部的高空间频率的输入时，视频图像显示质量的劣化会由于节拍而变得明显。

本发明是考虑到上述现象而构想的，且本发明的目的是提供显示设备和电视机接收器，其可实现使用为每一个子像素产生显示数据并使得该显示数据被显示的处理的高分辨率表示，且改进由于该处理引起的视频图像显示质量劣化的发生。

解决该问题的手段

为了解决上述问题，本发明的第一个技术手段是具有其中一个像素由四个或更多个不同颜色的子像素构成的显示面板的显示设备，基于每一个子像素的输入视频图像信号产生显示数据、并在该显示面板上显示该显示数据，其中作为最高两个亮度子像素的高亮度子像素和其他子像素被交替布置。

第二技术手段是第一技术手段的显示设备，其中在一个像素中，每一个高亮度子像素的面积被设置为小于其他子像素的面积。

第三技术手段是第一技术手段的显示设备，其中子像素由四种颜色构成，两个最高亮度子像素的面积彼此相等，其他两个子像素的面积彼此相等，且两个最高亮度子像素中每一个的面积与其他两个子像素的每一个的面积之间的比值是1.0:1.6。

第四技术手段是包括第一到第三技术手段的任意一个的显示设备的电视机接收器。

发明效果

可以提供显示设备和电视机显示器，其可实现使用对每一个子像素产生显示数据并使得该显示数据显示的处理的高分辨率表达，且改进由于该处理引起的所发生的视频图像显示质量的劣化。

附图说明

图1是可应用本发明的液晶显示设备的显示部分的示例性配置的示意图。

图2是可应用本发明的液晶显示设备的框图。

图3是用于解释对应于每一个子像素配置而获取的分辨率的图。

图4是可应用本发明的示例性子像素配置的示图。

图5是可应用本发明的另一个示例性子像素配置的示图。

图6是用于解释像素采样和子像素采样的示图。

图7是视频图像信号的图画单元值的状态的示例的示图。

图8是用于解释执行图7的像素值的亮度分量的增强和平滑的示例性过程的示图。

图9是执行模拟的RGB像素配置的示图。

图10是执行模拟的RGBY像素配置的示图。

图11是当使用RGB像素配置执行像素采样时获取的亮度分量的空间频率响应的示图。

图12是当使用RGB像素配置执行子像素采样时获取的亮度分量的空间频率响应的示图。

图13是当使用RBGY像素配置执行像素采样时获取的亮度分量的空间频率响应的示图。

图14是当使用RGBY像素配置执行像素采样时获取的亮度分量的空间频率响应的示图。

图15是当使用RGYB像素配置执行子像素采样时获取的亮度分量的空间频率响应的示图。

图16是当使用RGYB像素配置执行像素采样时获取的亮度分量的空间频率响应的示图。

图17是当使用RGBW像素配置执行像素采样时获取的亮度分量的空间频率响应的示图。

图18是当使用RGBW像素配置执行子像素采样时获取的亮度分量的空间频率响应的示图。

图19是在使用与RGBW像素配置一样的配置而变化的W的亮度比时获取的亮度分量的频率响应的示图。

图20是在使用与RGBW像素配置一样的配置而变化的W的亮度比时获取的亮度分量的频率响应另一个的示图。

图21是在使用与RGBW像素配置一样的配置而变化的W的亮度比时获取的亮度分量的频率响应又一个的示图。

图22是在使用与RGBW像素配置一样的配置而变化的W的亮度比时获取的亮度分量的频率响应又一个的示图。

用于实现本发明的最佳模式

如1是可应用本发明的显示设备的显示部分的示例性配置的示意图，且是具有RGBY像素配置的显示部分1的示图。在这个情况下，一个像素12具有RGBY像素配置。由显示部分1显示的彩色图像的每一个像素包括分别对应于“R（红色）”、“G（绿色）”、“B（蓝色）”、和“Y（黄色）”的R子像素、G子像素、B子像素、和Y子像素。

这在RGB像素配置和诸如RGBW(白色)和RGBC(青色)的情况下是一样的。对于RGB，一个像素11由R、G、和B子像素构成。对于RGBW、RGBC等，一个像素11分别由：R、G、B和W子像素；RG、B和C子像素，构成。还可采用五色像素配置等，诸如RGBYC配置。本发明适用于包括其每一个像素（像素）由四个或更多个不同颜色子像素构成的显示面板的显示设备。

图2是可应用本发明的显示设备的框图。该框图示出显示设备的视频图像显示器控制部分。本发明被应用于：采用其一个像素由R、G、和B子像素构成的常规共同像素配置的显示设备；采用诸如RGBY、RGBC、RGBYC之类的多原色像素配置的显示设备；以及采用诸如RGBW像素配置的像素配置的显示设备。

液晶显示设备包括显示部分1、输入部分2、视频图像处理电路3、控制部分4、光源控制电路5、和驱动控制电路6。显示部分1包括有源矩阵彩色显示面板。驱动控制电路6产生驱动信号来驱动显示部分1。

输入部分2是接口，用于输入诸如数字广播信号之类的视频图像信号。视频图像处理电路3对于来自输入部分2的输入视频图像信号执行各种信号处理。控制部分4包括：控制液晶显示设备的操作的CPU；存储器；等。光源控制电路5通过根据来自控制部分4的控制命令控制施加至构成显示部分1的背光源的电源而调节背光源的亮度。

显示部分1包括滤色器7、液晶显示面板主体8、和背光源9。液晶显示面板主体8被设置有多个数据信号线和与数字信号线交叉的多个扫描信号线。液晶显示面板主体8和滤色器7构成液晶显示面板，其包括以矩阵布置的多个像素形成部分。背光源9是照亮液晶面板主体8的光源。

以下将描述采用RGBY像素配置的显示部分1作为示例。驱动控制电路6包括显示控制电路61、数据信号线驱动电路13、和扫描信号线驱动电路14。显示控制电路61：从视频图像处理电路3接收数据信号DAT（Ri、Gi、和Bi）、以及从未示出的时序控制器接收时序控制信号TS；并输出数字视频图像信号DV(Ro,Go,Bo,Yo)、数据起始脉冲信号SSP、数据时钟信号SCK、锁存选通信号LS、门选起始脉冲信号GSP、门选时钟信号GCK等。

显示部分1的每一个像素11由R、G、B、和Y子像素构成。数据信号DAT由分别对应于红色、绿色、和蓝色的三原色的三原色信号（Ri、Gi、和Bi）构成。显示控制电路61包括将分别对应于三原色R、G、和B的输入三原色信号（Ri、Gi、和Bi）转换为分别对应于四原色R、G、B、和Y的输出原色信号（Ro,Go,Bo,和Yo）的转换电路62。数字视频图像信号DV是从转换电路62输出的输出原色信号（Ro,Go,Bo,和Yo），且使用这些信号，将在显示部分1上显示的彩色图像被显示。

数据起始脉冲信号SSP、数据时钟信号SCK、锁存选通信号LS、门选起始脉冲信号GSP、门选时钟信号GCK等，是控制在显示部分1上显示图像的时序的时序信号。

数据信号线驱动电路13接收从显示控制部分11输出的数字图像信号DV（Ro,Go,Bo,和Yo）、数据起始脉冲信号SSP、数据时钟信号SCK、和锁存选通信号LS，并将数据信号电压作为驱动电压施加至每一个像素的数据信号线来充电显示部分1的每一个子像素的像素电容。

扫描信号线驱动电路14基于从显示控制电路61输出的门选起始脉冲信号GSP和门选时钟信号GCK而将有源扫描信号（导通TFT的扫描信号电压）连续施加至显示部分1中的扫描信号线。

藉此，对应于数字视频图像信号DV的电压被保持在每一个子像素的像素电容中且被施加至液晶层。作为结果，由数字视频图像信号DV所表示的彩色图像由布置于每一个子像素上的RGBY滤色器而被显示在显示部分1上。

该显示设备能被配置为电视接收器。该电视接收器包括调谐并解调使用天线接收到的广播信号、解码所解调的信号、并产生再现视频图像信号的装置；并通过输入部分2将再现视频图像信号输入至视频图像处理电路3。藉此，所接收到的广播信号能被显示在显示部分1上。本发明能被配置为显示设备和包括该显示设备的电视接收器。

图3是用于解释对应于每一个子像素配置而获取的分辨率的图。图3的横坐标轴表示以每一个子像素配置所获取的空间频率。

在图3中，这样的像素配置被与以下彼此比较：单色的第一像素配置101；R、G、和B的三个子像素的第二像素配置102；R、G、B、和Y的子像素的第三像素配置103；和R、G、B、和Y子像素的第四像素配置104。第三像素配置103具有其R、G、B、和Y子像素的面积是相同的（比值为1:1:1:1）的配置。第四像素配置104具有对其R、G、B、和y子像素，面积比值为R:B:G:Y=1.6:1.0:1.6:1.0。

例如，全高清（high-vision）（HD）面板被假设为在其水平方向具有1920个像素。基于对单色的第一像素配置101而言的比值为1的像素/点，表示像素分辨率的空间频率由“Fn”表示。在这个情况下，1920个像素是在全-HD面板上具有1920个像素=1920个点，且全-HD面板具有对应于一个像素的分辨率。在由R、G、和B的子像素构成的第二像素配置102中，由具有相同面积的三个子像素构成一个像素，且因此，其空间频率是三倍于Fn的3Fn。全-HD面板在其上具有1,920个像素×3子像素=5,760个点，且其分辨率对应于0.33像素。

在由R、G、B和Y的子像素构成的第三像素配置103中，由具有相同面积的四个子像素构成一个像素，且因此，其空间频率是四倍于单色配置的Fn的4Fn。全-HD面板在其上具有1,920个像素×4子像素=7,680个点，且其分辨率对应于0.25像素。因此，使用RGBY的第三像素配置103，其分辨率是RGB的第二像素配置的1.33倍精细。

在由R、G、B和Y的子像素构成的第四像素配置104中，用具有R:G:B:Y=1.6:1.0:1.6:1.0比值的四个子像素构成一个像素。因此，各自具有1.6比值的R和B的每一个的空间频率是Fn×5.2/1.6=3.25Fn。因此，每一个具有1.0比值的G和Y的每一个的空间频率是Fn×5.2/1.0=5.2Fn。

对于R和B子像素，全-HD面板具有1,920×5.2/1.6=6,240的点，且其分辨率对应于0.31像素。对于G和Y子像素，全-HD面板具有1,920像素×5.2/1.0=9,984的点，且其分辨率对应于0.19像素。因此，R和B子像素提供RGB的第二像素配置102的1.08倍精细的分辨率。各自具有较小面积的G和Y子像素提供RGB的第二像素配置102的1.73倍精细的分辨率。

在根据本发明的实施例中，在其每一个像素由四个或更多个不同颜色的子像素构成的显示面板中，作为两个最高亮度子像素的高亮度子像素和其他子像素被交替地布置，并进行子像素采样。藉此，能获得良好的视频图像显示质量。例如，在根据本发明的实施例中，一个像素被设置为RGBY的顺序。此举的理由在于在R、G、B、和Y中，具有最高的两个最高亮度比值的G和Y子像素、和作为R和B子像素的另外两个像素被交替地布置。

当具有高亮度的G和Y的每一个的亮度充分高于R和B的亮度时，通过在一个像素中控制亮度的高亮度子像素产生两个亮度中心，且藉此，能改进分辨率。通过依序布置R、G、B、和Y子像素，各自具有R、G、B、和Y的高亮度比值的G和Y被布置为彼此远离而并非彼此相邻。藉此，获得类似于空间分辨率被设为高时获得的效果，且能改进视频图像显示质量。

当替代RGBY配置而采用RGBC配置时，具有两个最高亮度比值的G和C子像素的G和Y子像素、以及另外两个R和B子像素，被交替地配置。藉此，在其中具有被连续布置的像素的配置中，高亮度子像素和其他子像素被交替地设置，且沿设置方向改进了分辨率。

在与子像素的设置方向垂直的方向中，通过交替布置高亮度子像素和其他子像素也能改进整个像素矩阵的分辨率。

在根据本发明的显示设备的实施例中，在每一个像素中，上述高亮度子像素的每一个的面积被设为小于其他子像素的每一个的面积。例如，像素中R、G、B、和Y的面积比值被设为R:G:B:Y=1.6:1.0:1.6:1.0。

如参看图3所描述的，对于具有各自被布置为面积比值1.6:1.0:1.6:1.0的R、G、B、和Y的四个像素配置104，可见对于R和B的每一个获得对应于0.31像素的分辨率，而对于G和Y的每一个获得0.19像素的分辨率。通过减少高亮度子像素的面积比值能改进视在清晰度。因此，在根据本发明的实施例中，主导亮度的高亮度子像素的每一个的面积被设为小于其他子像素的每一个的面积。

在根据本发明的显示设备的实施例中，以下是基本技术思想。

（1）在显示面板中，每一个像素由四个或更多个不同颜色的子像素构成，且对于每一个子像素而产生基于输入视频图像信号的显示数据，且该显示数据被显示在显示面板上。

（2）在四个不同颜色的四个或更多个子像素中，不同颜色的两个最高亮度子像素和另外两个不同颜色的子像素被交替地布置。

（3）在每一个像素中，高亮度子像素的每一个的面积被设为小于每一个其他子像素的面积。子像素具有四种颜色；不同颜色的两个最高亮度子像素的面积被设为彼此相等，且不同颜色的其他两个子像素的面积被设为相等；且对于每一个不同颜色的两个最高亮度子像素和每一个另外两个不同颜色的子像素的面积比值被设为1.0:1.6，作为期望面积比值的示例。

基于这个子像素部署，使用子像素采样而为每一个子像素执行产生视频图像数据的处理，且执行视频图像表达。藉此，能提供显示设备，其可以实现高分辨率的表达，并改进视频图像显示质量的劣化。

图4是可应用于本发明的示例性子像素配置的示图。图4(A)示出其中用R、G、B、和Y的子像素配置一个像素的示例。在这个示例中，在R、G、B、和Y子像素中，是为G和Y子像素的不同颜色的两个最高亮度子像素、和是为R和B子像素的不同颜色的另外两个子像素，被交替地如上布置。

如图4（B）中所示，“C（青）”可被用来替代R、G、B、和Y中的Y（黄）。在这个情况下，两个最高亮度颜色是G和C两种颜色。

在图4（C）的示例中，使用R、G、B、Y、和C的五种颜色的五个子像素来配置像素。在这个情况下：“R、G、B、和Y”和“R、G、B、和C”各自配置一个像素；且这些像素布置为彼此相邻。在这个情况下，不同颜色的两个最高亮度子像素和不同颜色的另外两个子像素被交替地布置在一个像素中。

图5是可应用于本发明的另一个示例性子像素配置的示图。在这个示例中，用六种颜色的R、G、B、Y、R、C的六个子像素来配置一个像素。在这个情况下，不同颜色的两个最高亮度子像素是Y和C、且它们之下最高亮度的子像素是G。在这个情况下，Y和C、与其他子像素被交替布置，且G也被布置为不与Y和C相邻。在一个像素中，通过将R子像素布置位于这两个位置中的每一个来补偿R的不充足的亮度比值。藉此，在水平和垂直方向的亮度之间产生差异，且藉此，能进行高分辨率表达。

图6是用于解释像素采样和子像素采样的示图。图6(A)是用于解释像素采样的状态的示图，且图6（B）是用于解释子像素采样的状态的示图。在图6中，横坐标轴表示X方向中像素的位置（x位置），且像素值（亮度）被表示在垂直轴中。

在图6（A）中所示的像素采样中，对输入模拟视频图像信号（输入）为每一个像素（像素）在一个位置执行采样。例如，在与每一个像素的R、G、和B中的G对应的位置对输入视频图像信号执行采样。将这个情况下的像素节距表示为“Δx”，且采样频率fs为fs=1/Δx。每一个像素的所采样的数据被分配给所有R、G、和B中的每一个，并显示视频图像。因此，每一个像素中的R、G、和B的像素值是一样的。这个方法是像素采样。

在像素采样中，布置在G子像素两侧的R和B子像素相对于G子像素被空间地移动±Δx/3。在这个情况下，虽然对应于子像素的输入视频图像信号各自具有其亮度和颜色，但是通过执行像素采样，亮度分量被分散且空间频率性质被劣化。颜色分量也被分散，且产生颜色变化和扭曲。

考虑诸如子像素渲染之类的方法来改进由像素采样引起的劣化和扭曲。子像素渲染意味着通过在采样点之间内插由像素采样所采样的信号来产生每一个子像素的数据，并空间地平滑采样点之间的部分。

图6(B)中描述的子像素采样并不是如上所述通过为每一个子像素内插采样的数据来产生每一个子像素的数据的一个方法。然而，子像素采样是以子像素的间隔对输入视频图像信号实际执行采样获得数据的一个方法，且提供更为忠实于输入视频图像信号的数据。在这个采样中，以对应于每一个子像素的采样的采样频率fx采样输入视频图像信号。在这个情况下，对与G子像素变化达Δx/3的R子像素、和对与G子像素变化达-Δx/3的B子像素，执行采样，且像素值被分配。

将对于在四颜色像素配置中的子像素渲染进一步描述示例性处理。

图7是视频图像信号的像素值的状态的示例的示图，其横坐标轴表示像素的位置（x位置）且其纵轴表示像素值（亮度）。在图6的示例中，描述了在从具有充分频带的连续信号中执行采样时而获得的像素值的状态。

另一方面，假设频带被限制且R、G、和B三种颜色的分离的像素值被输入作为输入视频图像信号。在这个情况下的像素值的状态被图示在图7(A)中。

通过将图7(A)的三种颜色的像素值转换为四种颜色的像素值并分配像素值而获得图7（B）中所示的像素值。例如，当RGB的像素值被转换为RGBY的像素值时，对RGB而连续地使用同一像素值，且像素值被分配为Y，从而R和G为R=G，作为将三种颜色的像素值转换为四种颜色的像素值的方法。例如，当对于三种颜色的像素值，R和G是R=100且G=80时，对于四种颜色的像素值的转换，Y被设为Y=80。当对于三种颜色的像素值，R和G是R=150且G=200时，对于到三种颜色的像素值的转换，Y被设为Y=150。

图7（B）的四种颜色的像素值各自被分为颜色分量和亮度分量，且增强与平滑处理被应用于亮度分量。图8是在这个情况下的状态的示图。图8（A）示出其中颜色分量与图7（B）中的每一个像素值（颜色分量的像素值）分离的状态的示图，且图8（B）示出其中亮度分量与7（B）中的每一个像素值（亮度分量的像素值）分离的状态的示图。对图8（B）的亮度分量执行增强处理和平滑处理。

在增强处理中，通过对每一个子像素的亮度分量执行HPF（高通滤波器）处理而将高频分量和低频分量彼此分离。通过仅对高频分量施加增益而执行增强。此后，增强的高频分量与低频分量耦合。藉此，增强了模糊图像且增强了图像的尖锐度。在平滑处理中，对于在增强处理中所耦合的亮度分量执行LPF（低通滤波器）处理。仅执行增强处理可引起由于冗余（shagginess）和噪声引起的图像质量的劣化。因此，通过平滑处理调整图像质量从而获得平滑的图像质量。图8（C）是所获取的亮度分量的状态的示图。

图8(A)中所示的颜色分量和在经受增强处理与平滑处理后的亮度分量再次被互相耦合，且所得到的分量被输出。图8（D）示出这个情况下的像素的状态。

上述处理能实现即使当仅有分离的像素值的数据被呈现为输入像素数据时仍执行子像素处理。根据这个处理，即使在其中例如输入黑白图像的情况下，当色调在其一部分中空间地变化时，在这样的部分中，每一个像素中子像素的像素值并不相等且改进了亮度的尖锐度。

使用仿真结果，以下将描述当使用RGBY布置执行子像素采样且显示其空间频率较高的视频图像时获得的显示状态。

将使用仿真彼此比较对应于像素布置和采样方法之间的差异的视频图像显示质量的状态。使用仿真评估的视频图像为：

（1）通过使用RGB像素配置的像素采样获得的视频图像；

（2）通过使用RGB像素配置的子像素采样获得的视频图像；

（3）通过使用RGBY像素配置的像素采样获得的视频图像；和

（4）通过使用RGBY像素配置的子像素采样获得的视频图像。通过使用RGBW的子像素采样获得的视频图像也被评估从而检查当子像素的亮度值变化时获得的状态。

基于每一个子像素的输入视频图像信号产生显示数据的根据本发明的处理可应用于任何子像素采样处理和子像素渲染处理。以下将描述其中通过子像素采样和像素采样执行仿真的示例。

图9是用于执行仿真的RGB像素配置的示图。在该仿真中，使用C语言来改变输入视频图像信号的采样方法，且产生亮度分量的位图。在这个仿真中，通过下式所定义的波带片被用作输入视频图像的信号源。“波带片（zoneplate）”是以原点为中心，随着距离原点的距离变得越长其空间频率变得越高的黑白视频图像。

f(x,y)=128COS((π/imagewidth)x²)+(π/imageheight)y²))+127...式(1)

其中,“x”和“y”是图像中的坐标，“imagewidth”是图像宽度，且“imageheight”是图像高度。函数f(x,y)是表达在空间区域的数据（即，图像数据）中的位置（x,y）处的像素的像素值的函数。

根据式（1）对100×100像素的波带片执行仿真。如图9中所示，使用位图中的78×78像素作为一个像素执行这个仿真。一个波带片的位图包括7800×7800像素。子像素被以RGB依序布置，且子像素各自由具有26像素宽度的位图所配置。RGB的面积比值是1:1:1。

从波带片的输入视频信号执行采样，且对于包括子像素的300×100像素产生数据。下文中，术语“像素”并不对应于构成位图的每一个像素，而是对应于用于执行仿真的RGB配置中的像素（像素）或子像素（子像素）。当仿真像素采样时，在每一个像素的G位置根据式（1）形成像素值。在这个情况下，基于G的像素值，像素的亮度分量为R=G=B。

当仿真子像素采样时，通过从要被仿真的子像素的像素值和位于该子像素两侧的子像素的像素值的计算获得每一个子像素的像素值的亮度分量。在这个仿真中，根据式（1），对于对应于每一个子像素的位置的R、G、和B的每一个子像素而计算像素值。对每一个子像素从像素值中提取亮度分量。在这个情况下，要被仿真的子像素的亮度分量被从位于该子像素两侧的子像素的像素值中计算出来。

例如，在R、G、和B的子像素的如图9所示地配置设置中，分别从位于G两侧的子像素的R和B的像素值r1和b1、以及子像素G的像素值g1获得G=g1的子像素的亮度分量。

在这个情况下，根据下式获得亮度分量；

亮度分量=0.30×r1+0.59×g1+0.11×b1

使用当使用RGB显示白色时获得的亮度比值作为系数。

类似地，具有B=b1的B的子像素的亮度分量是从作为位于其两侧的子像素的G的像素值g1、作为位于与G相邻的右侧的像素R的像素值r2、以及子像素B的像素值b1而获得的。在这个情况下，根据下式获得亮度分量；

亮度分量=0.30×r2+0.59×g1+0.11×b1.

如上，通过使用在所示子像素两侧的子像素的像素值能仿真接近于实际视觉显示的视频图像表达。

图10是用于执行仿真的RGBY像素配置的示图。类似于图9的示例，根据式（1）对100×100像素的波带片执行仿真。类似于图9的示例，使用位图中78×78（位图中的像素的数量）作为一个像素而执行仿真。因此，一个波带片的位图包括7800×7800。子像素被以RGBY依序布置，且子像素各自由具有24、15、24、和15像素宽度的位图所配置。RGBY的面积比值是1.6:1.0:1.6:1.0。通过从波带片的输入视频图像信号执行采样，对包括子像素的300×100像素产生数据。

当仿真像素采样时，例如，在每一个像素的G位置根据式（1）形成像素值。在这个情况下，基于G的像素值，像素的亮度分量为R=G=B=Y。

当仿真子像素采样时，通过从要被仿真的子像素的像素值和位于该子像素两侧的子像素的像素值的计算获得每一个子像素的像素值的亮度分量。在这个情况下，根据式（1），对于对应于其位置的R、G、B、和Y的每一个子像素而计算像素值。对每一个子像素从像素值中提取亮度分量。在这个情况下，要被仿真的子像素的亮度分量被使用从与该子像素相邻的子像素的像素值计算出来。

例如，对于其中具有如图10中布置的R、G、B、和y的子像素的配置中，具有B=b1的B的子像素的亮度分量是从作为与B的子像素相邻的子像素G和Y的像素值g1和y1、子像素B的像素值b1、和子像素R的像素值r1而获得的。

在这个情况下，使用当使用RGBY显示白色时获得的亮度比值作为系数，根据下式获得亮度分量；

亮度分量=0.120437475×r1+0.34378706×g1+0.103175649×b1+0.432599816×y1.

在这个情况下，基于使用屏幕的光测量结果计算的实际测得的原色亮度比值而确定系数，光测量是通过使用LED背光照亮RGBY像素而执行的。

类似地，Y=y1的子像素Y的亮度分量是从位于Y两侧的各子像素的B和作为Y右侧第二个像素的子像素R的像素值b1和r2、子像素Y的像素值y1、和G的像素值g1所获得的。

在这个情况下，根据下式获得亮度分量；

亮度分量=0.120437475×r2+0.34378706×g1+0.103175649×b1+0.432599816×y1.

使用位于Y左侧的子像素G的像素值g1的理由在于，在从左到右计算像素值时，总是从位于将要计算像素值的子像素的左侧的子像素计算像素值的。

如上，通过使用在与所示子像素相邻的子像素的像素值，可以仿真接近于实际视觉显示的视频图像表达。

下文将描述由上述仿真产生的图像的示例。

图11是在使用RGB像素配置执行像素采样时获得的亮度分量的空间频率响应。如上，输入视频图像源是根据式（1）的波带片。这个情况下的输入频率fs是fs=1/Δx(采样频率)。因此，0.5fs是尼奎斯特频率。

在fx为fx=0的位置处波带片的空间频率为零，且空间频率向右增加。在y方向，空间频率类似地变化。然而，在该仿真中像素被设置在水平方向（x-方向），且因此，评估像素设置和采样方法以标注x方向中图像状态。

根据图11的结果，在使用RGB的像素采样中，波带片的空间频率基本被重现为接近尼奎斯特频率的频率，因为波带片的空间频率从Fx为fx=0的频率处向右变得更高。在超过尼奎斯特频率的频率处产生采样误差，且空间频率被表达为就像空间频率变得较低一样。因此，必须对尼奎斯特频率和没有产生采样误差的更低频率而执行评估。

在这个示例中，明显的是以尼奎斯特频率附近的频率为中心产生节拍（干涉图案），且藉此，劣化了特性。节拍不利地影响视频图像显示质量且是不期望的。

图12是在使用RGB像素配置执行子像素采样时获得的亮度分量的空间频率响应的示图。波带片的条件和输入频率fs与图11的那些一样，且输入频率fs是Δx（像素采样的采样频率）。在以下的其他示例中，所用的波带片的条件和采样频率与上述一样。

根据图12的结果，尽管以尼奎斯特频率附近处的频率为中心产生节拍（干涉图案），相比其中执行像素采样的图11的示例更为改进了特性。以此方式，使用RGB像素配置，尽管通过执行子像素采样相比执行像素采样更为改进了特性，由于两者在采样段中均有节拍，劣化了视频图像显示质量。图13是在使用RBGY像素配置执行像素采样时获得的亮度分量的空间频率响应的示图。在这个情况下，子像素的设置顺序并不是如图10所示的RGBY而是RBGY。子像素面积比值与图10的那些一样，是对于子像素R和B是1.6，且对于子像素G和Y是1.0的比值。

根据图13的结果，以尼奎斯特频率附近处的频率为中心产生节拍（干涉图案）。特性的级别低于使用RGB的像素采样的性能级别。

可见，当使用RGBY像素配置执行像素采样时，由于节拍引起视频图像显示质量劣化。

图14是在使用RGBY像素配置执行子像素采样时获得的亮度分量的空间频率响应的示图。子像素的配置顺序是图10中所示的RGBY的顺序。子像素面积比值是对于子像素R和B是1.6，且对于子像素G和Y是1.0的比值。

根据图14的结果，可见在x-方向基本没有节拍出现且视频图像显示质量没有由于节拍而产生的劣化。将图13和14彼此比较，尽管使用相同的四色部署执行像素采样，对于RBGY子像素部署产生了节拍而对于RGBY子像素部署基本没有观察到任何节拍产生。

图15是在使用RGYB像素配置执行子像素采样时获得的亮度分量的空间频率响应的示图。在这个情况下，子像素的布置顺序与图13和14的不同，是RGYB的顺序。子像素面积比值是对于子像素R和B是1.6，且对于子像素G和Y是1.0的比值。

根据图15的结果，以尼奎斯特频率附近处的频率为中心产生节拍（干涉图案）。特性的级别与使用RGB像素配置执行的子像素采样时获得的一样。将图14和15彼此比较，尽管使用相同的四色RGBY执行子像素采样进程，由于子像素部署顺序而使得每一个进程的特性不同。可见以RGBY顺序部署的特性优于以RGYB顺序部署的特性。

图16是在使用RGYB像素配置执行像素采样时获得的亮度分量的空间频率响应的示图。在这个情况下，子像素的设置顺序与图15的相同，且是RGYB的顺序。子像素面积比值是对于子像素R和B是1.6，且对于子像素G和Y是1.0的比值。

根据图16的结果，以尼奎斯特频率附近处的频率为中心产生节拍（干涉图案）。特性的级别与使用RGB图像配置执行的像素采样时获得的一样。可见，当使用RGYB顺序执行像素采样时，特性被劣化，类似于用RGB的像素采样。

图17是在使用RGYW（白）像素配置执行像素采样时获得的亮度分量的空间频率响应的示图。配置“W（白）”子像素替代图14的RGBY中的Y作为子像素的布置顺序。在这个情况下白的亮度比值是55%，且以这个子像素作为具有比RGBY中所用的Y具有的亮度比值（约43%）更高的亮度比值的子像素而执行仿真。子像素面积比值是对于子像素R和B是1.6，且对于子像素G和W是1.0的比值。

根据图17的结果，以尼奎斯特频率附近处的频率为中心产生节拍（干涉图案）。特性的级别与使用RGBY图像配置执行的像素采样时获得的一样。在这个进程中，使用具有比Y更高亮度比值的W代替RGBY中的Y而执行像素采样，且由于在两个进程中均有的节拍而观察到特性的劣化。

图18是在使用RGBW（白）像素配置执行子像素采样时获得的亮度分量的空间频率响应。在这个情况下，子像素的设置顺序与图17的相同，且是RGBYW的顺序。在这个情况下白的亮度比值被设为55%。子像素面积比值对于子像素R和B是1.6，且对于子像素G和W是1.0的比值。

根据图18的结果，以尼奎斯特频率附近处的频率为中心略微产生节拍（干涉图案）。特性的级别稍低于使用RGBY图像配置执行子像素采样时获得的特性。在这个进程中，使用具有比Y亮度比值高的W替代RGBY中的Y执行子像素采样。然而，特性稍被劣化于当具有高亮度比值的W子像素被使用时获得的特性。

图19到22是当具有与图14的RGBW的像素配置一样的像素配置的情况下W的亮度比值变化时获得的亮度分量的频率响应的示图。因此，子像素的设置顺序是RGBW的顺序。子像素面积比值对于子像素R和B是1.6，且对于子像素G和W是1.0的比值。

图19示出当W的亮度比值为60%（R=8%、G=31%、且B=5%）时获得的频率响应。在图20中，W的亮度比值是40%（R=12%、G=42%、且B=6%）。在图21中，W的亮度比值是20%（R=16%、G=56%、且B=8%）。在图22中，W的亮度比值是10%（R=18%、G=63%、且B=9%）。

根据图19到22的结果，在其中使用RGBW子像素配置的情况下W的亮度比值变化的情况下，当G的亮度比值和W的亮度比值相同时，特性最佳。在结果中，图20的特性最佳，且当W的亮度比值和G的亮度比值彼此接近（W=40%且G=42%）时，特性变得最佳。

考虑到仿真进程的结果，对于RGB像素配置，由于任何采样进程中的节拍而劣化了特性。然而，通过子像素采样获得比通过像素采样更佳的特性。使用RGB像素配置，当执行子像素采样时能改进特性。然而，在其中视频图像是其空间频率与示例的波带片一样高的输入的情况下，即使执行子像素采样时也劣化了视频图像显示质量。

对于其中具有RGBY布置顺序的像素配置，尽管由像素采样劣化了特性，通过执行子像素采样能获得良好特性。从RGBY的子像素采样中，在仿真中获得了亮度分量的最佳频率响应特性。

关于子像素的部署顺序，对于像素采样，使用RGBY部署顺序获得的特性劣于、且使用RGYB部署顺序获得的特性优于，用RGB进行像素采样获得的特性。对于子像素采样，使用RGBY顺序部署的特性良好，且优于使用RGYB顺序部署的特性。

可见当执行子像素采样时，使用RGBY部署顺序，特性是良好的。

如上，通过使用图14的RGBY顺序执行子像素采样获得最佳仿真结果。据考虑，这是由于，对于四原色像素配置而言，通过将各自具有高亮度分离的G和Y布置成彼此分离并将这些像素与各自具有低亮度的像素交替布置能获得较高的空间分辨率。

将图14的RGBY的子像素采样和图15的RGYB的子像素采样的仿真结果彼此比较，RGBY水平方向的响应延伸至另一者的两倍长度长。考虑到这个，通过由布置RGBY顺序而分散亮度，一个像素可被用作两个像素。

然而，可见，即使在布置为RGBY顺序的情况下，当不执行子像素采样而是执行像素采样时，由于一个像素的亮度被分散而劣化了特性。

从RGBE像素配置的仿真结果可看出，当具有高亮度分量的两个子像素（仿真中是G和W）具有基本相同的亮度时特性最佳。

通过如上减少具有高亮度的子像素的面积比值能改进视在分辨率，且因此，通过将具有高亮度的子像素各自的面积设为小于其他子像素各自的面积能改进特性。

如上，从仿真结果中，确认，根据本发明的显示设备的这样的技术思想改进了视频图像的特性，如下

（1）在显示面板中，每一个像素由四个或更多个不同颜色的子像素构成，且对于每一个子像素产生基于输入视频图像信号的显示数据，且该显示数据被显示在其上，且

（2）在该四个不同颜色的四个或更多个子像素中，不同颜色的两个最高亮度子像素和另外两个不同颜色的子像素被交替地布置。

（3）在每一个像素中，高亮度子像素的各自的面积被设为小于其他子像素各自的面积。理想面积比值的示例可如下：子像素的颜色由四种颜色配置；不同颜色的两个最高亮度子像素的面积被设为彼此相等，且不同颜色的其他两个子像素的面积被设为相等；且每一个不同颜色的两个最高亮度子像素和每一个另外两个不同颜色的子像素的面积比值被设为1.0:1.6。

字母或标号的解释

1...显示部分,2...输入部分,3...视频图像处理电路,4...控制部分,5...光源控制电路,6...驱动控制电路,7...滤色器,8...液晶面板主体,9...背光源,11...显示控制电路,12...转换电路,13...数据信号线驱动电路,14...扫描信号线驱动电路,61...显示控制电路,和62...转换电路。

Claims

1.显示设备，具有其中一个像素由四个或更多个不同颜色的子像素构成的显示面板，对于每一个所述子像素基于输入视频图像信号产生显示数据，并在所述显示面板上显示所述显示数据，其中

作为两个最高亮度子像素的高亮度子像素和其他子像素被交替地布置。

2.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于

在一个像素中，所述高亮度子像素的各自的面积被设为小于其他子像素的各自的面积。

3.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于

所述子像素由四种颜色构成，

所述两个最高亮度子像素的面积彼此相同，

所述其他两个子像素的面积彼此相同，且

所述两个最高亮度子像素的各自面积与所述其他两个子像素的各自面积的比值是1.0:1.6。

4.包括如权利要求1到3中任一个所述的显示设备的电视机接收器。