CN103258493B - 图像处理装置、显示装置及图像处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供图像处理装置、显示装置以及图像处理方法。图像处理装置具有处理单元，该处理单元进行减色处理，该减色处理将表示在包含沿第一方向及第二方向配置的多个像素的显示区域中显示的图像的a灰度的数据转换成b灰度（b＜a）的数据，该处理单元在显示区域中使第一灰度的像素数为50％的数据被输入了时，通过减色处理，生成在显示区域中第一灰度的像素的配置具有蓝噪声特性、且显示区域中的特定图案的发生率的最大值为7.0％以下的结果。

Description

图像处理装置、显示装置及图像处理方法

技术领域

本发明涉及将表示图像的a灰度的数据转换成b灰度（b＜a）的数据的减色处理。

背景技术

存储性显示装置中，作为高画质化的一个方法，已知采用半色调处理的技术。例如，专利文献1中记载了在作为存储性显示装置的一种的EPD（电泳显示器）中、显示进行了半色调处理后的图像的技术。

专利文献1：日本特表2010－515926号公报

发明内容

存储性显示装置中，在显示某一特定图案的情况下，存在作为该图案整体的灰度偏离理想状态的问题。

对此，本发明提供抑制特定图案发生的技术。

本发明提供一种图像处理装置，其特征在于：具有处理单元，该处理单元进行减色处理，该减色处理将表示在包含沿第一方向及第二方向配置的多个像素的显示区域中显示的图像的a灰度的数据转换成b灰度（b＜a）的数据，该处理单元在所述显示区域中使第一灰度的像素数为50％的数据被输入了时，通过所述减色处理，生成在所述显示区域中所述第一灰度的像素的配置具有蓝噪声特性、且所述显示区域中的特定图案的发生率的最大值为7.0％以下的结果，所述特定图案为以下图案：第一像素的灰度值为所述第一灰度、与所述第一像素在所述第一方向及所述第二方向上相邻的四个像素的灰度值为所述第一灰度以外的灰度值、所述四个像素是各像素的灰度值与所述第一灰度之差的符号相同的像素。

根据该图像处理装置，与特定图案的发生率的最大值超过7.0％的情况下相比较，能够抑制浓度不均（从理想状态偏离的浓度偏差）的发生。

在优选的方式中，所述发生率的最大值优选为5.0％以下。

根据该图像处理装置，与特定图案的发生率的最大值超过5.0％的情况相比较，能够抑制浓度不均的发生。

在其他优选的方式中，所述发生率的最大值优选为3.1％以下。

根据该图像处理装置，与特定图案的发生率的最大值超过3.1％的情况相比较，能够抑制浓度不均的发生。

在其他优选的方式中，优选为，由所述处理单元进行的所述减色处理包括误差扩散处理以及转换处理，所述转换处理基于校正值与阈值的比较来确定对象像素的转换后的灰度值，所述校正值是基于所述转换处理前的对象像素的灰度值及通过所述误差扩散处理从其他的像素扩散的误差而得到的，所述转换处理中，在与所述对象像素具有预定位置关系的其他的像素的灰度值满足了相当于所述特定图案的条件的情况下，所述处理单元使确定所述对象像素的转换后的灰度值时使用的所述阈值的值变化，以减少所述对象像素的灰度值成为所述第一灰度的概率。

根据该图像处理装置，在进行基于误差扩散法的减色处理的情况下，能够抑制浓度不均的发生。

在另外优选的方式中，优选：由所述处理单元进行的所述减色处理包括转换处理，该转换处理基于抖动矩阵所包含的抖动值与各像素的灰度值的比较而确定对象像素的转换后的灰度值，所述抖动矩阵，通过在直到第（t－1）号的抖动值的位置已确定而将确定第t号的抖动值的位置时、在抖动值未确定的全部位置计算粒状性评价值、在所述计算出的评价值最佳的位置设定第t号的抖动值的处理，而作成，在计算所述粒状性评价值时，在与对象位置具有预定位置关系的位置在抖动值已设定的位置满足了相当于所述特定图案的条件的情况下，所述处理单元使所述评价值变化以使在所述对象位置抖动值被设定的概率减少。

根据该图像处理装置，在进行基于抖动法的减色处理的情况下，能够抑制浓度不均的发生。

另外，本发明提供一种显示装置，具有上述任一个的图像处理装置和具有所述显示区域的显示部。

根据该显示装置，与特定图案的发生率的最大值超过7.0％的情况比较，能够抑制浓度不均的发生。

而且，本发明提供一种图像处理方法，其特征在于，将表示在包含沿第一方向及第二方向配置的多个像素的显示区域中显示的图像的a灰度的数据转换成b灰度（b＜a）的数据，具有以下步骤：在所述显示区域中使第一灰度的像素数为50％的数据被输入了时，生成在所述显示区域中所述第一灰度的像素的配置具有蓝噪声特性、且所述显示区域中的特定图案的发生率的最大值为7.0％以下的结果，所述特定图案为以下图案：第一像素的灰度值为所述第一灰度、与所述第一像素在所述第一方向及所述第二方向上相邻的四个像素的灰度值为所述第一灰度以外的灰度值、所述四个像素是各像素的灰度值与所述第一灰度之差的符号相同的像素。

根据该图像处理方法，与特定图案的发生率的最大值超过7.0％的情况比较，能够抑制浓度不均的发生。

附图说明

图1是表示电子设备1的硬件构成的框图。

图2是表示显示部10的截面结构的示意图。

图3是表示显示部10的电路的构成的图。

图4是表示像素14的等价电路的图。

图5是表示控制器20的功能构成的图。

图6是表示电子设备1的结构的概要的流程图。

图7是说明被减色处理了的数据的显示所涉及的问题点的图。

图8是例示棋盘格图案的发生率的图。

图9是表示步骤S12中的减色处理的详细情况的例子的流程图。

图10是表示步骤S120中的处理的详细情况的流程图。

图11是表示抖动矩阵的作成方法的流程图。

图12是例示电子设备1中的棋盘格图案的发生率的图。

图13是例示特定图案的定义的图。

附图标记的说明

1…电子设备，10…显示部，11…第一基板，12…电泳层，13…第二基板，14…像素，16…扫描线驱动电路，17…数据线驱动电路，20…控制器，30…CPU，40…VRAM，50…RAM，60…存储部，70…输入部，111…基板，112…粘接层，113…电路层，114…像素电极，115…扫描线，116…数据线，121…微囊，122…粘接剂，131…共通（共用）电极，132…膜，141…晶体管

具体实施方式

1．构成

图1是表示电子设备1的硬件构成的框图。电子设备1是显示图像的显示装置。在该例中，电子设备1是用于阅览电子书（文书的一例）的装置、即所谓电子书阅读器。电子设备1具有显示部10、控制器20、CPU30、VRAM40、RAM50、存储部60和输入部70。显示部10具有包含显示图像的显示元件的显示器面板。在该例中，显示元件，作为即使不通过施加电压等来赋予能量也能够保持显示的存储性的显示元件，具有使用了电泳微粒的显示元件。通过该显示元件，显示部10显示黑白多个灰度（该例中为白黑2灰度）的像。控制器20是控制显示部10的控制装置。CPU30是控制电子设备1的各部分的装置。CPU30将RAM50作为工作区域、执行存储在ROM（省略图示）或存储部60中的程序。VRAM40是存储表示在显示部10显示的图像的图像数据的存储器。RAM50是存储数据的易失性存储器。存储部60是除了电子书的数据（书籍数据）以外还存储各种数据及应用程序的存储装置，具有HDD或闪存等非易失性的存储器。存储部60能够存储多个电子书的数据。输入部70是用于输入用户的指令的输入装置，例如，包括触屏、键区或按钮。以上的要素通过总线连接。

图2是表示显示部10的截面结构的示意图。显示部10具有第一基板11、电泳层12和第二基板13。第一基板11及第二基板13是用于夹持电泳层12的基板。

第一基板11具有：基板111、粘接层112、和电路层113。基板111由具有绝缘性及柔性的材料，例如聚碳酸酯形成。基板111只要是具有轻量性、柔性、弹性及绝缘性，还也可以由聚碳酸酯以外的树脂材料形成。在其他的例子中，基板111还可以由不具有柔性的玻璃形成。粘接层112是对基板111和电路层113进行粘接的层。电路层113是具有用于驱动电泳层12的电路的层。电路层113具有像素电极114。

电泳层12具有微囊121和粘接剂122。微囊121由粘接剂122固定。作为粘接剂122，使用与微囊121的亲和性良好、与电极的紧贴性优良且具有绝缘性的材料。微囊121是在内部收容有分散介质及电泳微粒的小容器。微囊121使用具有柔软性的材料，例如阿拉伯胶·明胶类的化合物或氨基甲酸酯系的化合物等。此外，微囊121和像素电极114之间还可以设置由粘接剂形成的粘接层。

分散介质为水、醇类溶剂（甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、辛醇、甲基溶纤剂等）、酯类（乙酸乙酯、乙酸丁酯等）、酮类（丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等）、脂肪族烃（戊烷、己烷、辛烷等）、脂环式烃（环己烷、甲基环己烷等）、芳香族烃（苯、甲苯、具有长链烷基的苯类（二甲苯、己基苯、丁基苯、辛基苯、壬苯、癸基苯、十一烷基苯、十二烷基苯、十三烷基苯、十四烷基苯等））、卤代烃（二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1、2－二氯乙烷等）、或羧酸盐。在其他例子中，分散介质还可以为其他的油类。另外，分散介质还可以是这些物质混合后的物质。而且，在其他的例中，还可以在分散介质中配合表面活性剂等。

电泳微粒是具有在分散介质中通过电场而移动的性质的微粒（高分子或胶体）。本实施方式中，白色的电泳微粒和黑色的电泳微粒收容在微囊121内。黑色的电泳微粒为例如含有苯胺黑和/或炭黑等黑色颜料的微粒，本实施方式中带正电。白色的电泳微粒为例如包含二氧化钛和/或氧化铝等白色颜料的微粒，本实施方式中带负电。

第二基板13具有共通电极131和膜132。膜132是用于密封及保护电泳层12的部件。膜132由透明且具有绝缘性的材料、例如聚对苯二甲酸乙二醇酯形成。共通电极131由透明且具有导电性的材料、例如氧化铟（IndiumTinOxide，ITO）形成。

图3是表示显示部10的电路构成的图。显示部10具有m根扫描线115、n根数据线116、m×n个像素14、扫描线驱动电路16和数据线驱动电路17。扫描线驱动电路16及数据线驱动电路17受到控制器20控制。扫描线115沿行方向（x方向）配置，传递扫描信号。扫描信号是从m根扫描线115中依次排他地选择一根扫描线115的信号。数据线116沿列方向（y方向）配置，传递数据信号。数据信号是表示各像素的灰度的信号。扫描线115与数据线116绝缘。像素14，和扫描线115与数据线116的交叉处对应地设置，表示与数据信号相应的灰度。此外，在需要将多根扫描线115中的一根扫描线115与其他的相区别时，称为第一行、第二行、…、第m行的扫描线115。关于数据线116也同样。通过m×n个像素14形成显示区域15。在显示区域15中在区别第i行第j列的像素14时，称为像素（j，i）。关于灰度值等与像素14一对一对应的参数也同样。

扫描线驱动电路16输出用于从m根扫描线115中依次排他地选择一根扫描线115的扫描信号Y。扫描信号Y是依次排他地成为H（高）电平的信号。数据线驱动电路17输出数据信号X。数据信号X是表示与像素的灰度值相应的数据电压的信号。数据线驱动电路17输出表示与由扫描信号选择的行的像素相对应的数据电压的数据信号。扫描线驱动电路16及数据线驱动电路17受到控制器20的控制。

图4是表示像素14的等价（等效）电路的图。像素14具有晶体管141、电容器142、像素电极114、电泳层12和共通电极131。晶体管141是控制数据向像素电极114的写入的开关元件，例如n沟道的TFT（ThinFilmTransistor，薄膜晶体管）。晶体管141的栅（栅极）、源（源极）及漏（漏极）分别连接在扫描线115、数据线116及像素电极114上。在L（低）电平的扫描信号（非选择信号）被输入栅时，晶体管141的源与漏绝缘。如果H电平的扫描信号（选择信号）被输入栅，则晶体管141的源与漏导通，向像素电极114写入数据电压。另外，在晶体管141的漏还连接有电容器142。电容器142保持与数据电压相应的电荷。像素电极114按像素14逐一设置，与共通电极131相对。共通电极131由全部的像素14共用，被付与电位EPcom。在像素电极114与共通电极131之间夹有电泳层12。由像素电极114、电泳层12及共通电极131，形成电泳元件143。在电泳层12上施加和像素电极114与共通电极131的电位差相当的电压。在微囊121中，与施加在电泳层12上的电压相应地电泳微粒移动，进行灰度表达。在相对于共通电极131的电位EPcom而言像素电极114的电位为正（例如＋15V）的情况下，带负电的白色的电泳微粒向像素电极114侧移动，带正电的黑色的电泳微粒向共通电极131侧移动。此时，若从第二基板13侧观察显示部10，则像素看起来为黑色。在相对于共通电极131的电位EPcom而言像素电极114的电位为负（例如－15V）的情况下，带正电的黑色的电泳微粒向像素电极114侧移动，带负电的白色的电泳微粒向共通电极131侧移动。此时，像素看起来为白色。

此外，在以下的说明中，将从扫描线驱动电路16选择第一行的扫描线到第m行的扫描线的选择结束的期间称作“帧期间”或简单称作“帧”。每1帧选择一次各扫描线115，每1帧向各像素14供给一次数据信号。

图5是表示控制器20的功能构成的图。控制器20具有输入单元21、处理单元22及输出单元23。输入单元21将图像数据输入处理单元。图像数据是a灰度的数据，其表示显示在包含沿第一方向及第二方向配置的多个像素的显示区域中的图像。处理单元22进行将输入的图像数据转换成b灰度（b＜a）的数据的减色处理。这里，处理单元22，在显示区域中使第一灰度的像素数的比例为50％的数据被输入了时，通过减色处理，生成在显示区域中第一灰度的像素的配置具有蓝噪声特性、且显示区域中的特定图案的发生率的最大值为7.0％以下的结果。此外，蓝噪声特性是指，频谱强度的峰值（最大值）为高频率侧（例如1周期／mm以上）的特性。输出单元23将与减色处理的结果相应的控制信号输出到扫描线驱动电路16及数据线驱动电路17。

2．工作

2－1．工作的概要

图6是表示电子设备1的工作的概要的流程图。步骤S10中，CPU30判断是否有重写指令。所谓重写指令是使在显示部10显示的图像重写的指令。重写指令例如通过用户经由输入部70被输入。在判断为没有重写指令的情况下（S10：否），CPU30待机直到重写指令被输入。在判断为有重写指令的情况下（S10：是），CPU30将处理转移至步骤S11。

步骤S11中，CPU30将表示重写后的图像的数据写入VRAM40。这里被写入VRAM40的数据为a灰度的数据。步骤S12中，控制器20对表示重写后的图像的数据进行减色处理。减色处理是指将a灰度的数据转换成b灰度（b＜a）的数据的处理。步骤S13中，控制器20利用被减色处理后的数据驱动显示部10。

图7是说明与被减色处理后的数据的显示相关的问题点的图。以下，使用a＝16且b＝2的例即使用图像数据按16灰度表示、通过减色处理将其转换成2灰度的例子进行说明。在本例中，灰度值0相当于白，灰度值15相当于黑。图7（a）及（b）表示图像数据（即减色处理前的状态），图7（c）及（d）表示显示部10的显示状态（即减色处理后的状态）。图7（a）例示了重写前的图像数据。在本例中，4行4列的像素全部为灰度值0（即为白）。图7（b）例示重写后的图像数据。在本例中，4行4列的像素全部为灰度值8（即为灰）。图7（c）表示基于图7（b）的图像数据的、理想的显示状态。4行4列的像素的灰度值通过减色处理被转换成白色或黑色的某一种。各个像素的灰度值为白色或黑色的某一种，但作为4行4列的像素组整体示出与图7（b）的图像数据相当的灰度。

显示状态若如图7（c）那样则为理想情况，但实际上存在发生所谓“洇渗”（或灰度的“渗出”或“渗入”）的情况。“洇渗”是指某像素的灰度受到相邻其他像素的灰度的影响而从理想状态变动的现象。图7的例中，重写前全部像素为白色的状态，但其中几个像素从白被重写成黑。此时，在施加于从白被重写成黑的像素上的电压的影响下，与该像素相邻的其他像素（灰度仍为白色的状态）的边界附近的电泳微粒发生移动，灰度发黑。此为“洇渗”的例子。

图7（d）是例示重写后的显示状态的图。示意地示出在与从白到黑被重写的像素相邻的白像素中发生洇渗的样子。因发生洇渗，与图7（c）的理想状态相比较可知，作为4行4列的像素群全体，灰度发黑。即，图像数据所指定的灰度与实际在显示部10显示的灰度不同。

因洇渗导致的灰度值的偏差大小依存于白像素和黑像素的配置图案。例如，在黑像素与黑像素相邻的情况下或在白像素与白像素相邻的情况下，不会发生洇渗。因洇渗导致的灰度值的偏差最显著的是在白像素与黑像素交替地配置的所谓棋盘格图案（CheckerPattern）的情况下。

图8是例示棋盘格图案的发生率的图。在本例中，作为减色处理，使用基于误差扩散法的二值化处理。横轴表示黑像素的占空比，纵轴表示棋盘格图案的发生率。黑像素的占空比是指黑像素数量相对于所有像素数量的比例。在本例中，棋盘格图案被定义为“注目像素的上、下、左及右的像素的灰度与注目像素的灰度不同”的图案。例如，在注目像素为黑像素的情况下，如果注目像素的上、下、左及右的像素全部为白像素，则判断为注目像素成为棋盘格图案。另外，在注目像素为白像素的情况下，如果注目像素的上、下、左及右的像素全部为黑像素，则判断为注目像素成为棋盘格图案。棋盘格图案的发生率是指成为棋盘格图案的像素的数量相对于所有像素数量的比例。图8中示出了注目像素为黑像素的情况下的发生率曲线（实线）和注目像素为白像素的情况下的发生率曲线（虚线）。

一般而言，已知在以白黑色的2值表达中间灰度时，若采用具有蓝噪声特性的点分散型的半色调（例如基于误差扩散法和/或蓝噪声掩膜法的二值化处理所进行的处理），则能够得到最高的画质。但是，若使用这些二值化处理，则容易发生棋盘格图案。这是由于，在黑像素的占空比为50％的情况下，从粒状性的观点考虑，棋盘格图案为最佳配置。但是，例如，若使用在黑像素的占空比为50％的情况下棋盘格图案的发生率为100％（整面为均匀的棋盘格图案）的二值化处理，则会失去输出结果相对于灰度变化的平滑性。即，若在该情况下黑像素的占空比从50％稍有偏差，则无法通过棋盘格图案覆盖整个面，会产生棋盘格图案凌乱的部分。这样，相对于均匀的棋盘格图案的部分，该凌乱的部分的粒状性急剧恶化。就二值化前的数据而言无论灰度值从中间灰度仅变化多么微小，二值化后的粒状性都会急剧恶化。即，若使用在黑像素的占空比为50％时例外地粒状性成为最高的二值化处理，则与黑像素的占空比为50％时相比，换成其以外的情况都会感到画质恶化。为了避免这种情况，在误差扩散法和/或蓝噪声掩膜法中，进行最佳化，使得即使黑像素的占空比在50％附近，棋盘格图案也不会在较大的范围内连续。由于这样的理由，棋盘格图案的发生率曲线具有图8所示的特性。

在黑像素的占空比为50％的附近时成为问题的是，在占空比为50％以下的区域中注目像素为白像素的棋盘格图案的发生率，在占空比为50％以上的区域中注目像素为黑像素的棋盘格图案的发生率。图8的例中，该曲线（占空比为50％以下时为虚线，为50％以上时为实线）中的发生率的最大值约小于10％。以下，在称作“棋盘格图案的发生率的最大值”的情况下，是指在占空比为50％以下的区域中表示注目像素为白像素的棋盘格图案的发生率且在占空比为50％以上的区域中表示注目像素为黑像素的棋盘格图案的发生率的曲线的最大值。在使用电泳元件以外的显示元件的显示装置和/或喷墨方式的图像形成装置中，该程度的发生率的棋盘格图案不成为问题。

但是，在使用电泳元件的显示装置中，因上述洇渗，例如即使显示整面面状的中间灰度，发生棋盘格图案的部分也会比没有发生棋盘格图案的部分看起来浓，存在会被辨识为浓度不均的情况。在电子设备1中，考虑到电泳元件的特性，提供与图8的例子相比棋盘格图案的发生率的最大值低的二值化处理。

此外，因来自相邻的黑像素的侵蚀白像素的面积变小的现象本身，即使在使用电泳元件的显示装置以外，例如在喷墨打印机中也会发生，但在喷墨打印机中，这种现象不会像在使用电泳元件的显示装置中那样成为大问题。这是因为在喷墨打印机中墨液滴的“附着位置偏置”在某种程度上必然会发生。因此，存在以下情况，即：

（1）实际输出不会成为如显示装置那样规则正确且铺满的棋盘格图案。

（2）喷墨的点形状不是矩形而是圆形，而且为了缓和因附着位置偏置所引起的线条的发生，点尺寸被设定为比像素尺寸大。即，在占空比50％以上时，几乎无法辨识到明确的点，与其说是面积灰度，不如说是与占空比的增加相应地浓度增加的浓度灰度的输出结果。这样，也不会因图8所例示那样的棋盘格图案的发生率的特性而出现问题。

2－2．处理例1（误差扩散法）

图9是表示步骤S12中的减色处理的详细情况的例子的流程图。在本例中，作为减色处理，使用基于误差扩散法的二值化处理。

在步骤S100中，控制器20确定对象像素。在m行n列的像素中，第i行第j列的像素被确定为对象像素。初始条件为例如i＝j＝1。

步骤S110中，控制器20在数据上加算误差，计算校正数据。具体来说，控制器20通过下面的式（1）计算第i行第j列的校正数据data_x[i][j]。

data_x[i][j]=data[i][j]+error_buffer[i][j]…（1）

这里，data_x[i][j]表示第i行第j列的像素的校正数据，data[i][j]表示第i行第j列的像素的数据，error_buffer[i][j]表示从第i行第j列的像素的附近的二值化处理后的像素扩散的误差。另外，“=”是意味着代入的运算符号。data[i][j]是表示灰度值（16灰度）的数据，最小值0为白，最大值15对应黑。data_x[i][j]、data[i][j]及error_buffer[i][j]例如被存储在VRAM40中。即，VRAM40具有存储data_x[i][j]、data[i][j]及error_buffer[i][j]的存储区域。控制器20从VRAM40读出数据data[i][j]及误差error_buffer[i][j]，并将通过式（1）得到的校正数据data_x[i][j]写入VRAM40。

步骤S120中，控制器20参照附近像素的二值化结果对阈值threshold进行校正。更具体地，控制器20，在与对象像素具有预定位置关系的其他像素的灰度值满足了相当于特定图案的条件的情况下，使在确定对象像素的转换后的灰度值时使用的阈值的值变化，以使对象像素的灰度值成为相当于特定图案的灰度的概率减少。

图10是表示步骤S120中的处理的详细情况的流程图。步骤S121中，控制器20判断附近的像素的二值化结果是否满足相当于特定图案（棋盘格图案）的条件。在本例中，作为对象像素的附近的像素，使用在对象像素的处理时刻二值化结果已确定的五个像素。在判断为对象像素的附近的像素的二值化结果满足了相当于特定图案的条件的情况下（S121：是），控制器20将处理转移到步骤S122。在判断为对象像素的附近的像素的二值化结果不满足相当于特定图案的条件的情况下（S121：否），控制器20不进行阈值的校正地将处理转移到步骤S130。

在本例中，步骤S121中，控制器20判断下面的式（2）～（6）是否全部满足。

result[i-1][j-1]==Black_ON…（2）

result[i-1][j]==Black_OFF…（3）

result[i-1][j+1]==Black_ON…（4）

result[i][j-2]==Black_ON…（5）

result[i][j-1]==Black_OFF…（6）

这里，result[i][j]表示第i行第j列的二值化结果。Black_ON表示二值化结果为黑像素，Black_OFF表示二值化结果为白像素。具体来说，Black_ON表示相当于黑像素的灰度值（16灰度的情况下，Black_ON=16），Black_OFF表示相当于白像素的灰度值（Black_OFF=0）。另外，“==”是意味着两边的值是否相等的进行比较的运算符号。

步骤S122中，控制器20通过下面的式（7）对阈值threshold进行增大校正，以使对象像素难以被二值化成黑像素。

threshold_X=threshold+thresh_add…（7）

这里，threshold_X表示被校正后的阈值。thresh_add是用于校正的加算值，是具有预先确定的正值的常数。

再参照图9。步骤S130中，控制器20对对象像素的校正数据进行二值化。具体来说，控制器20将校正数据data_x与阈值threshold_X进行比较，如以下那样，将校正数据二值化为Black_ON（黑像素）或Black_OFF（白像素）。

在data_x>threshold_X的情况下，result[i][j]=Black_ON…（8）

在不是data_x>threshold_X的情况下，result[i][j]=Black_OFF…（9）

步骤S140中，控制器20基于校正数据及二值化结果计算误差。具体来说，控制器20通过下面的式（10）计算误差error[i][j]。

error[i][j]=data_x[i][j]-result[i][j]…（10）

这里，error[i][j]表示第i行第j列的误差。控制器20将计算出的误差存储在存储器中。

步骤S150中，控制器20将对象像素的误差向周围的像素扩散。在本例中，控制器20通过下面的式（11）～（14）以相同的权重将误差向对象像素的右、左下、下及右下的四个像素扩散。

error_buffer[i][j+1]=error_buffer[i][j+1]+error[i][j]/4…（11）

error_buffer[i+1][j-1]=error_buffer[i+1][j-1]+error[i][j]/4…（12）

error_buffer[i+1][j]=error_buffer[i+1][j]+error[i][j]/4…（13）

error_buffer[i+1][j+1]=error_buffer[i+1][j+1]+error[i][j]/4…（14）

步骤S160中，控制器20关于全部像素对处理是否结束进行判断。在判断为还有没完成处理的像素的情况下（S160：否），控制器20将处理转移到步骤S100。在步骤S100中，控制器20对对象像素进行更新。具体来说，在确定列的参数j上加1。在j＞n的情况下，控制器20使j＝1，在确定行的参数i上加1。在判断为全部像素都完成了处理的情况下（S160：是），控制器20结束图9的处理。

通过上述的处理，加算值thresh_add的值越大，棋盘格图案的发生率变得越小。因此，通过预先使加算值thresh_add以各种值而变化来进行上述的处理，由此，能够确定棋盘格图案的发生率比预定值小的加算值thresh_add。

2－2－1．处理例1的变形例1

步骤S120中的校正阈值的处理不限于在上述说明了的处理。还可以代替上述说明的情况，而进行例如在黑像素的占空比50％的前后对称的处理。即，还可以进行校正阈值，以使：在看起来将形成对象像素为黑像素的棋盘格图案的情况下，使对象像素被二值化成黑像素的概率降低，在看起来将形成对象像素为白像素的棋盘格图案的情况下，使对象像素被二值化成白像素的概率降低。具体来说，在下面的式（15）～（18）全部满足的情况下，控制器20通过下面的式（19）对阈值threshold进行增大校正，以使对象像素难以被二值化成黑像素。

result[i-1][j-1]==Black_ON…（15）

result[i-1][j]==Black_OFF…（16）

result[i-1][j+1]==Black_ON…（17）

result[i][j-1]==Black_OFF…（18）

threshold_X=threshold+thresh_add…（19）

另外，在下面的式（20）～（23）全部满足的情况下，控制器20通过下面的式（24）对阈值threshold进行减小校正，以使对象像素难以被二值化成白像素。

result[i-1][j-1]＝=Black_OFF…（20）

result[i-1][j]==Black_ON…（21）

result[i-1][j+1]==Black_OFF…（22）

result[i][j-1]==Black_ON…（23）

threshold_X=threshold-thresh_add…（24）

2－2－2．处理例1的变形例2

作为步骤S120中校正阈值的处理，也可以：黑像素的占空比以50％为边界，切换使阈值threshold增大的处理和使其减小的处理。具体来说，可以进行以下处理，在占空比为50％以上的情况下进行增大阈值threshold的处理，在占空比不足50％的情况下进行减小阈值threshold的处理。具体来说，在下面的式（25）～（29）全部满足的情况下，控制器20通过下面的式（30）对阈值threshold进行增大校正，以使对象像素难以被二值化成黑像素。

data[i][j]>=Cmax/2…（25）

result[i-1][j-1]==Black_ON…（26）

result[i-1][j]==Black_OFF…（27）

result[i-1][j+1]==Black_ON…（28）

result[i][j-1]==Black_OFF…（29）

threshold_X=threshold+thresh_add…（30）

其中，Cmax表示最大灰度值（16灰度的情况下Cmax＝15）。

另外，在下面的式（31）～（35）全部满足的情况下，控制器20通过下面的式（36）对阈值threshold进行增大校正，以使对象像素难以被二值化成黑像素。

data[i][j]<Cmax/2…（31）

result[i-1][j-1]==Black_OFF…（32）

result[i-1][j]==Black_ON…（33）

result[i-1][j+1]==Black_OFF…（34）

result[i][j-1]==Black_ON…（35）

threshold_X=threshold-thresh_add…（36）

2－2－3．处理例1的变形例3

上述中，说明了加算值thresh_add为常数的例子。但是，thresh_add也可以为数据data[i][j]的函数。函数thresh_add（data[i][j]）是在黑像素的占空比高时变大、在占空比低时变小的函数。

2－2－4．处理例1的变形例4

还可以根据数据限定步骤S120中的进行阈值的校正处理的情况。例如，可以限定为6<data[i][j]<10（16灰度的情况下）等以黑像素的占空比50％为基准的预定范围，进行阈值的校正处理。

2－2－5．处理例1的变形例5

在对象像素的周边像素是否成为棋盘格图案的判断中使用的条件不限于在上述说明了的条件。上述中，参照对象像素的周边像素中的5个像素或4个像素，校正对象像素的二值化的阈值。但是，也可以参照更少数量的像素、例如对象像素的周围2个像素的二值化结果，来校正对象像素的二值化的阈值。这里，对参照对象像素的左上及右上的像素的二值化结果来校正阈值的例子进行说明。具体来说，在下面的式（37）～（39）全部满足的情况下，控制器20通过下面的式（40）对阈值threshold进行增大校正，以使对象像素难以被二值化成黑像素。

data[i][j]<Cmax/2…（37）

result[i-1][j-1]==Black_ON…（38）

result[i-1][j+1]==Black_ON…（39）

threshold_X=threshold+thresh_add…（40）

另外，在下面的式（41）～（43）全部满足的情况下，控制器20通过下面的式（44）对阈值threshold进行增大校正，以使对象像素难以被二值化成黑像素。

data[i][j]>=Cmax/2…（41）

result[i-1][j-1]==Black_OFF…（42）

result[i-1][j+1]==Black_OFF…（43）

threshold_X=threshold-thresh_add…（44）

2－3．处理例2（蓝噪声掩膜法）

在本例中，作为减色处理，使用基于蓝噪声掩膜法的二值化处理。蓝噪声掩膜法是所谓抖动（dither）法的一种。抖动法使用抖动矩阵（抖动掩膜）。抖动矩阵具有二维配置的多个单元（cell）。对各单元设定有抖动值。在大小与抖动矩阵相同的像素组中，单元与像素一对一地对应。根据单元的抖动值与像素的数据的比较结果，像素的数据被二值化。

图11是表示蓝噪声掩膜法中使用的抖动矩阵的作成方法的流程图。这里，对抖动矩阵的尺寸为4行4列的例子、即抖动矩阵具有16个单元的例子进行说明。通常，为了得到良好的蓝噪声特性，而使用128行128列等巨大尺寸的抖动矩阵，但这里，为了说明而以极小的尺寸为例示出作成方法。对单元设定从1号到16号的顺位。根据单元的顺位，设定抖动值。这里，考虑在设定完到第（t－1）号的抖动值（顺位）后，接下来设定第t号的抖动值的情况。另外，抖动矩阵由与电子设备1不同的另外的计算机装置作成，被写入电子设备1的存储部60中。因此，图11的说明中，虽然没有特别记载各步骤的工作主体，但各步骤的工作主体为任意的计算机装置。

步骤S200中，关于抖动值未设定的全部单元，计算粒状性评价值。具体来说如下。首先，从抖动值未设定的单元中，确定一个候补单元。然后，在假设抖动值已设定单元及候补单元为ON点（黑像素）、候补单元以外的单元为OFF点（白像素）的情况下，计算粒状性评价值。作为粒状性评价值，例如使用粒状性指数。

粒状性指数以如下方式求出。

（1）对点配置数据进行二维傅里叶变换，变换成空间频率数据。

（2）对空间频率数据进行基于人类的视觉特性：VTF（VisualTransferFunction，视觉传递函数）的低通滤波处理，仅取出人眼敏感的频率分量。

（3）对取出的频率分量进行积分，作为粒状性指数。

粒状性指数是抽出对于人眼来说感知为噪声的分量后的指数，值越小表示粒状性越良好。

抖动值未设定的单元依次逐一被确定为候补单元，关于全部的抖动值未设定的单元，计算粒状性评价值。

步骤S210中，判断粒状性评价值最优的单元是否满足相当于特定图案的条件。在判断为满足条件的情况下（步骤S210：是），校正粒状性评价值（步骤S220）。在判断为不满足条件的情况下（步骤S210：否），处理转移到步骤S230。步骤S210中的条件和步骤S220中的校正的组合，例如如以下的（a）～（d）所示。这里，单元（j，i）为候补单元。

（a）若单元（j-1，i-1）已设定抖动值，则使粒状性评价值为k倍。

（b）若单元（j+1，i-1）已设定抖动值，则使粒状性评价值为k倍。

（c）若单元（j-1，i+1）已设定抖动值，则使粒状性评价值为k倍。

（d）若单元（j+1，i+1）已设定抖动值，则使粒状性评价值为k倍。

这里，k为1以上的实数（例如k＝1.01）。例如，在（a）～（d）的条件全部满足的情况下，粒状性评价值为k⁴倍。通过这样校正粒状性评价值，在看起来要形成容易发生棋盘格图案的抖动值的配置图案时，通过将该单元的评价值向增大的（即粒状性恶化）方向校正，能够降低棋盘格图案的发生率。k的值，也可以在作成抖动矩阵后，计测使用该抖动矩阵作成的二值化图像的棋盘格图案的发生率，在发生率超过预定值的情况下增大k（或在低于预定值的情况下减小k），从而得到最佳值。

步骤S230中，对粒状性评价值最佳的单元设定抖动值。

步骤S240中，判断是否对全部的单元设定了抖动值。在判断为没有对全部的单元设定抖动值的情况下（S240：否），处理转移到步骤S200。在判断为对全部的单元设定了抖动值的情况下（S240：是），图11的处理结束。

根据使用如以上方式作成的抖动矩阵的抖动法，能够将棋盘格图案的发生率抑制到预定值以下。

2－4．处理例3（基于误差扩散法的三值化）

在处理例1及处理例2中，说明了b＝2的例子即减色处理为二值化处理的例子。但是，减色处理不限于二值化。这里，说明b＝3的例子即三值化处理的例子。在本例中，数据被转换成白像素（DOT_OFF或OFF点）、灰像素（midDotON或半ON点）及黑像素（fullDotOn或全ON点）这3值中的某一个。作为三值化的具体的方法，使用误差扩散法。

即使数据为3值，用于抑制棋盘格图案的基本的考虑方法也与2值的情况相同。例如，通过将处理例1的白像素与黑像素的关系替换成白像素与灰像素的关系，能够抑制由白像素和灰像素形成的棋盘格图案。另外，通过将处理例1的白像素与黑像素的关系替换成灰像素与黑像素的关系，能够抑制由灰像素和黑像素形成的棋盘格图案。

以下，参照图9及图10，对处理例3中的控制器20的工作进行说明。此外，这里，图9及图10的“二值化”被替换成“三值化”。由于为三值化处理，所以使用第一阈值及第二阈值这两个阈值。

在步骤S100中，控制器20确定对象像素。在m行n列的像素中，第i行第j列的像素作为对象像素被确定。初始条件为例如i＝j＝1。

步骤S110中，控制器20在数据上加算误差，计算校正数据。具体来说，控制器20通过下面的式（45）计算第i行第j列的校正数据data_x[i][j]。

data_x[i][j]=data[i][j]+error_buffer[i][j]…（45）

步骤S120中，控制器20参照附近像素的三值化结果，对阈值threshold1或阈值threshold2进行校正。更具体地说，在步骤S121中，控制器20判断附近的像素的三值化结果是否满足相当于特定图案（棋盘格图案）的条件。在本例中，作为对象像素的附近的像素，使用在对象像素的处理时刻三值化结果已确定的四个像素。在判断为对象像素的附近的像素的三值化结果满足了相当于特定图案的条件的情况下（S121：是），控制器20将处理移行到步骤S122。在判断为对象像素的附近的像素的三值化结果不满足相当于特定图案的条件的情况下（S121：否），控制器20不校正阈值地将处理转移到步骤S130。

首先，考虑抑制由白像素和灰像素形成的棋盘格图案的情况。该情况下，在步骤S121中，控制器20判断下面的式（46）～（49）是否全部满足。

result[i-1][j-1]==midDotON…（46）

result[i-1][j]==DOT_OFF…（47）

result[i-1][j+1]==midDotON…（48）

result[i][j-1]==DOT_OFF…（49）

这里，result[i][j]表示第i行第j列的三值化结果。midDotON表示三值化结果为灰像素，DOT_OFF表示三值化结果为白像素。具体来说，midDotON表示相当于灰像素的灰度值（在16灰度的情况下，midDotON=8），DOT_OFF表示相当于白像素的灰度值（DOT_OFF=0）。

步骤S122中，控制器20通过下面的式（50）对阈值threshold1进行增大校正，以使对象像素难以被三值化成灰像素。

Threshold1_X=threshold1+thresh_add1…（50）

这里，threshold1_X表示校正后的第一阈值。thresh_add1是第一阈值的校正所使用的加算值，是具有预先确定的正值的常数。

下面，考虑抑制由灰像素和黑像素形成的棋盘格图案的情况。该情况下，步骤S121中，控制器20判断下面的式（51）～（54）是否全部满足。

result[i-1][j-1]==fullDotON…（51）

result[i-1][j]==midDotON…（52）

result[i-1][j+1]==fullDotON…（53）

result[i][j-1]==midDotON…（54）

fullDotON表示相当于黑像素的灰度值（在16灰度的情况下，为fullDotON=15）。

在步骤S122中，控制器20通过下面的式（55）对阈值threshold2进行增大校正，以使对象像素难以被三值化成黑像素。

Threshold2_X=threshold2+thresh_add2…（55）

这里，threshold2_X表示校正后的第二阈值。thresh_add2是第二阈值的校正所使用的加算值，是具有预先确定的正值的常数。

步骤S130中，控制器20对对象像素的校正数据进行三值化。具体来说，如下。

在data_x>threshold2_X的情况下，result[i][j]=fullDotON…（56）

在threshold2_X>=data_x>threshold1_X的情况下，result[i][j]=midDotON…（57）

在threshold1_X>=data_x的情况下，result[i][j]=Dot_OFF…（58）

步骤S140～S160的处理如处理例1所说明的那样。此外，处理例1的变形例也能够应用于处理例3。

3．效果

图12是例示电子设备1中的棋盘格图案的发生率的图。横轴表示黑像素的占空比，纵轴表示棋盘格图案的发生率。图中除了电子设备1的发生率，作为比较例还示出了比较例1～3。比较例1是基于以往的误差扩散法的处理例。比较例2是基于以往的其他误差扩散法的处理例。比较例3是基于以往的蓝噪声掩膜法的处理例。此外，在黑像素的占空比为50％以下的区域示出了注目像素为白像素的棋盘格图案的发生率，在占空比为50％以上的区域示出了注目像素为黑像素的棋盘格图案的发生率。

比较例1～3中，棋盘格图案的发生率的最大值最低的是比较例3，即便如此，比较例3中的发生率的最大值略小于8％。比较例1中的发生率的最大值超过10％。相对于此，根据电子设备1，发生率的最大值为2.3％，若与比较例1～3进行比较，则棋盘格图案的发生概率降低。这样，在与比较例1～3进行对比的观点中，通过使棋盘格图案的发生率至少为7.0％以下，与比较例1～3相比能够降低棋盘格图案的发生率。而且，通过使棋盘格图案的发生率为5.0％以下，与比较例1～3的差别变得更明显。另外，若在对象像素的周围4像素（上、下、左及右）上随机地配置白像素及黑像素，则棋盘格图案发生的概率约为3.1％（＝1／32），所以，通过使棋盘格图案的发生率为3.1％以下，即使与随机配置相比较也能够降低棋盘格图案的发生率。

4．变形例

本发明不限于上述的实施方式，能够进行各种的变形实施。以下，说明几个变形例。还可以组合以下的变形例中的两个以上的变形例进行使用。

4－1．变形例1

图13是例示特定图案的定义的图。特定图案的定义不限于实施方式中说明的那样。在显示部10的显示元件能够进行c灰度表达的情况下（c≥2），特定图案被定义为满足例如以下的全部条件（1）～（3）的图案（图13（a））。此外，图13中“任意灰度”是指关于灰度值没有特殊条件的状态。

（1）对象像素的灰度值为第一灰度。

（2）与对象像素在列方向（第一方向的一例）及行方向（第二方向的一例）上相邻的四个像素（即，对象像素的上、下、左及右的像素）的灰度值为第一灰度以外的灰度值。

（3）关于（2）的四个像素，各像素的灰度值与第一灰度值之差的符号相同。例如在能够表达c1、c2及c3这3值的情况下（c1＜c2＜c3），在对象像素的灰度值为c2时，（2）的四个像素的灰度值都为c3（或都为c1）。

还可以在条件（1）～（3）上进一步追加以下的条件（4）（图13（b））。

（4）与对象像素在倾斜方向上相邻的四个像素（即，对象像素的左上、右上、左下及右下的像素）的灰度值为第一灰度。

还可以代替条件（4）而使用以下的条件（4a）及（4b）。

（4a）与对象像素在倾斜方向上相邻的四个像素（即，对象像素的左上、右上、左下及右下的像素）的灰度值为第一灰度或第一灰度以外的灰度值。

（4b）关于（4a）的四个像素中灰度值为第一灰度以外的像素，各像素的灰度值与第一灰度值之差的符号与（3）中的符号相反。

4－2．变形例2

处理与硬件要素的对应关系不限于实施方式中说明的关系。例如，进行减色处理的主体可以不是控制器20而是CPU30。

4－3．其他的变形例

电子设备1不限于电子书阅读器。电子设备1还可以为个人计算机、PDA（PersonalDigitalAssistant，个人数字助理）、移动电话、智能电话、平板电脑终端或随身游戏机。

像素14的等价电路不限于实施方式中说明的电路。只要是能够在像素电极114与共通电极131之间施加受控制的电压的结构，开关元件及电容元件也可以任意组合。另外，驱动该像素的方法还可以为，在单一帧中存在施加电压的极性相异的电泳元件143的两极驱动，或者，在单一帧中在全部电泳元件143中施加同一极性的电压的单极驱动的任一方法。

像素14的结构不限于实施方式中说明的结构。例如，带电微粒的极性不限于实施方式中说明的极性。还可以是黑色的电泳微粒带负电，白色的电泳微粒带正电。该情况下，施加在像素上的电压的极性与实施方式中说明的极性相反。另外，显示元件不限于使用微囊的电泳方式的显示元件。还可以使用液晶元件或有机EL（ElectroLuminescence，电致发光）元件等其他显示元件。

实施方式中说明的参数（例如灰度数、像素数、电压值、帧数等）至多仅为例示，本发明不限于此。

Claims (7)

1.一种图像处理装置，其特征在于：具有处理单元，该处理单元进行减色处理，该减色处理将表示在包含沿第一方向及第二方向配置的多个像素的显示区域中显示的图像的a灰度的数据转换成b灰度的数据，其中b＜a，该处理单元在所述显示区域中使第一灰度的像素数为50％的数据被输入了时，通过所述减色处理，生成在所述显示区域中所述第一灰度的像素的配置具有蓝噪声特性、且所述显示区域中的特定图案的发生率的最大值为7.0％以下的结果，

所述特定图案为以下图案：

第一像素的灰度值为所述第一灰度，

与所述第一像素在所述第一方向及所述第二方向上相邻的四个像素的灰度值为所述第一灰度以外的灰度值，

所述四个像素，是各像素的灰度值与所述第一灰度之差的符号相同的像素。

2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，

所述发生率的最大值为5.0％以下。

3.根据权利要求2所述的图像处理装置，其特征在于，

所述发生率的最大值为3.1％以下。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的图像处理装置，其特征在于，

由所述处理单元进行的所述减色处理包括误差扩散处理以及转换处理，所述转换处理基于校正值与阈值的比较来确定对象像素的转换后的灰度值，所述校正值是基于所述转换处理前的对象像素的灰度值及通过所述误差扩散处理从其他的像素扩散的误差而得到的，

所述转换处理中，在与所述对象像素具有预定位置关系的其他的像素的灰度值满足了相当于所述特定图案的条件的情况下，所述处理单元使确定所述对象像素的转换后的灰度值时所用的所述阈值的值变化，以减少所述对象像素的灰度值成为所述第一灰度的概率。

5.根据权利要求1～3中的任一项所述的图像处理装置，其特征在于，

由所述处理单元进行的所述减色处理包括转换处理，该转换处理基于抖动矩阵所包含的抖动值与各像素的灰度值的比较来确定对象像素的转换后的灰度值，

所述抖动矩阵，通过在直到第(t－1)号的抖动值的位置已确定而将确定第t号的抖动值的位置时、在抖动值未确定的全部位置计算粒状性评价值、在所计算出的所述粒状性评价值最佳的位置设定第t号的抖动值的处理，而作成，

在计算所述粒状性评价值时，在与对象位置具有预定位置关系的位置在抖动值已设定的位置满足了相当于所述特定图案的条件的情况下，所述处理单元使所述评价值变化以使在所述对象位置抖动值被设定的概率减少。

6.一种显示装置，其特征在于，

具有权利要求1～5中的任一项所述的图像处理装置和具有所述显示区域的显示部。

7.一种图像处理方法，其特征在于，

将表示在包含沿第一方向及第二方向配置的多个像素的显示区域中显示的图像的a灰度的数据转换成b灰度的数据，其中b＜a，

具有以下步骤：在所述显示区域中使第一灰度的像素数为50％的数据被输入了时，生成在所述显示区域中所述第一灰度的像素的配置具有蓝噪声特性、且所述显示区域中的特定图案的发生率的最大值为7.0％以下的结果，

所述特定图案为以下图案：

第一像素的灰度值为所述第一灰度，

与所述第一像素在所述第一方向及所述第二方向上相邻的四个像素的灰度值为所述第一灰度以外的灰度值，

所述四个像素，是各像素的灰度值与所述第一灰度之差的符号相同的像素。