CN1871630A - 图像显示装置、图像显示方法 - Google Patents

Abstract

提供一种图像显示装置、图像显示方法，具有使发出各种颜色的光的子像素至少在预定的循环排列方向上循环排列为在预定的显示像素间距内循环一次的显示画面，在该显示画面上显示图像，将基于具有比由显示像素间距决定的分辨率更高的分辨率的图像数据的图像，抑制由该图像数据表现出的颜色引起的色差而显示。通过使数据点的排列相当于重叠在偏移成各数据点不与各子像素的中心重叠的位置的加权运算，计算出对应于各子像素的数据。

Description

图像显示装置、图像显示方法

技术领域

本发明涉及具有使发出各种颜色的光的子像素至少在预定的循环排列方向上循环排列为在预定的显示像素间距内循环一次的显示画面，在此显示画面上显示图像的图像显示装置。

背景技术

近年来，等离子体显示屏(PDP)作为显示高精细图像的显示媒体之一备受关注。PDP因屏本身的厚度为1cm左右，可以超薄化，又可以显示大画面、高画质的图像，而且由于对二维排列的多个显示像素同时进行驱动，因此可以显示明亮的图像。

PDP典型的结构是，使发出R(红)、G(绿)、B(蓝)各颜色的光的子像素在预定的方向(在此称此方向为“循环排列方向”)上、循环排列为在一个显示像素间距内循环一次，并且在相对于循环排列方向正交的方向上并排多个这样的循环式排列，作为整体二维地排列多个由这样的子像素的组构成的显示像素，通过控制这些构成多个显示像素的多个子像素的发光亮度，在该PDP上显示彩色图像。

在此，以往提出了利用由并排在循环排列方向的多个子像素构成一个显示像素的结构，在该循环排列方向上显示具有比由显示像素间距决定的分辨率更高的分辨率的图像的技术(参照非专利文献1)。

图1是将输入数据的像素间距(在此称为“数据像素间距”)比显示像素间距更小的输入数据，即具有比由显示像素间距决定的分辨率更高的分辨率的输入数据显示在PDP上的方法的说明图。

在此，一个显示像素由在循环排列方向上并排的发出R(红)、G(绿)、B(蓝)各颜色的光的三个子像素构成，输入数据的数据像素间距具有由这三个子像素构成的显示像素的间距(显示像素间距)的2/3间隔。此输入数据是以数据像素间距排列的各个数据点中分别包含R(红)、G(绿)、B(蓝)三种颜色的颜色数据的输入数据。

因数据像素间距具有显示像素间距的2/3的间隔，各数据点与每隔一个的子像素重叠地配置。这样，对于与输入数据点重叠的子像素，例如图示的子像素S_i，把构成数据点I_j的数据的R、G、B三个颜色数据中与该子像素S_i的颜色的光一致的颜色数据(在此是G颜色数据)作为此子像素的数据直接采用，对于邻接的两个输入数据点中间的子像素，例如子像素S_i+1，对分别对应于此子像素S_i+1两侧的数据点I_j、I_j+1的R、G、B三种颜色数据中与此子像素S_i+1的颜色的光一致的颜色数据(在此是B颜色数据)分别赋予1/2的权重相加作为该子像素S_i+1的数据。根据这种运算，将具有比显示像素间距更窄的数据像素间距的数据应用于各个子像素，在循环排列方向上，可以显示比由显示像素间距决定的分辨率更高的分辨率的图像。

非专利文献1：Michiel A Klompenhouwer，Gerad de Haan andRob A.Beuker“Subpixel Image Scaling for Color Matrix Displays”，SID 2002 DIGEST，pp.176-179

发明内容

图2是参照图1说明的方法的问题点的说明图。

在此，与图1中情况一样，输入数据是具有显示像素间距的2/3间隔的数据像素间距的数据，交替反复白(R、G、B都是最高值(例如数据值为255))和黑(R、G、B都是最小值(例如数据值为0))。

此时，对应于黑的数据点的子像素因其数据值是0，不管该子像素为发出什么颜色的光的子像素都不能发光，表现为黑(K)，对应于白的数据点的子像素，相应于该子像素发出的颜色的光，例如为发出G颜色的光的子像素时，应用对应于该子像素的数据点的白的数据(R、G、B数据值255)中G的数据(数据值255)，发出G颜色的光，同样地，对应于白的数据点的子像素为发出R、B颜色的光的子像素时，分别应用白之中R、B各数据，分别发出R、B颜色的光。因此可知，本来是白和黑的反复图形，但是在显示的图像中体现出颜色，而且显示出R、G、B颜色反复循环的图形的图像。

在此作为易懂的例子说明了无彩色(白和黑)的反复图形，但可以知道对于有彩色的图形也同样地导致显示画面上的颜色与数据上的颜色不同的结果。

鉴于上述内容，本发明的目的在于提供一种将基于具有比由显示像素间距决定的分辨率更高的分辨率的图像数据的图像，抑制由该图像数据表现出的颜色引起的色差而显示的图像显示装置。

达到上述目的的本发明的一种图像显示装置，具有使发出各种颜色的光的子像素至少在预定的循环排列方向上循环排列为在预定的显示像素间距内循环一次的显示画面，在该显示画面上显示图像，其特征在于具有：

数据变换部，把对在上述循环排列方向上以比上述显示像素间距更窄的数据像素间距排列数据点时的各数据点与各像素数据对应地赋予的图像数据，变换为对与各子像素对应的各子像素数据与各变换后像素数据对应地赋予的变换后图像数据；以及

通过基于由上述数据变换部变换后的各子像素数据，控制在上述显示画面上排列的各子像素的颜色光，在该显示画面上显示图像的显示控制部；且

上述数据变换部，对各子像素分别进行如下运算，即，通过对在上述显示画面上使上述数据点的排列重叠在各数据点相对于该显示画面上的各子像素的中心在上述循环排列方向上偏移了的位置的状态下的、构成对在从一个子像素的中心向上述循环排列方向两侧扩展的预定区域内存在的多个数据点对应地赋予的多个像素数据的、与该一个子像素的颜色光对应的多个颜色数据，赋予与该一个子像素的中心到各数据点之间的距离对应的权重而合并，来生成与该一个子像素对应的子像素数据的运算。

在本发明的图像显示装置中，通过使数据点的排列相当于重叠在偏移成各数据点不与各子像素的中心重叠的位置的加权运算，计算出对应于各子像素的数据，通过这种方式，将具有比由显示像素间距决定的分辨率更高的分辨率的图像，在显示画面上以比以往更近似于图像数据上的颜色的颜色显示。

在上述本发明的图像显示装置中，上述预定区域也可以是从一个子像素的中心向循环排列方向两侧分别扩展一个显示像素间距大小的区域。

如果过于扩展区域，则降低高空间频率分量，有可能反而降低分辨率，而且，运算中也会需要时间，因此优选为如上述采用在两侧分别扩展一个显示像素间距的区域。

另外，在上述本发明的图像显示装置中也可以是，对循环排列方向，在显示像素间距为P_o，一个显示像素间距内的子像素个数为n，上述数据像素间距为P_d时，P_d＝{(n-i)/n}·P_o，式中i是大于等于1小于n的整数。

显示像素间距P_o和数据像素间距P_d通过具有如上所述的以整理的比表示的关系，可以进行相当于偏移重叠成使全部子像素的中心与全部数据点不一致的运算。

在此，以上述式表示的关系之中也可以是，子像素个数n为n＝3，整数i为i＝1，数据像素间距P_d为：P_d＝(2/3)·P_o。

显示像素通常由发出R、G、B各颜色的光的三个子像素构成，此时，本发明适于显示具有二个子像素大小的长度的数据像素间距P_d(P_d＝(2/3)·P_o)的图像数据。

另外，上述本发明的图像显示装置，代替上述数据变换部，具有把对在上述循环排列方向上以比上述显示像素间距更窄的数据像素间距排列数据点时的各数据点与各像素数据对应地赋予的图像数据变换为与各子像素对应的各子像素数据的数据变换部，

该数据变换部，对与各子像素对应的各虚拟像素分别进行如下运算，即通过对在上述显示画面上使上述数据点的排列重叠在各数据点相对于该显示画面上的各子像素的中心在上述循环排列方向上偏移了的位置的状态下的、对在从一个子像素的中心向上述循环排列方向两侧扩展的预定区域内存在的多个数据点对应地赋予的多个像素数据，赋予与该一个子像素的中心到各数据点之间的距离对应的权重而合并，来生成对应于与该一个子像素对应的一个虚拟像素的虚拟像素数据的运算；且对各子像素分别进行如下运算，即，通过把构成与包含对应于该一个子像素的虚拟像素的该虚拟像素周边的虚拟像素对应的多个虚拟像素数据的、与该一个子像素的颜色光对应的多个颜色数据合并，来生成与该一个子像素对应的子像素数据的运算。

这种情况下，除了上述的偏移重叠的运算之外，还对周围的多个数据点进行平均化运算，可以以更加近似于数据上的颜色的颜色显示具有比由显示像素间距决定的分辨率更高的分辨率的图像。

另外，达到上述目的的本发明的一种图像显示方法，具有使发出各种颜色的光的子像素至少在预定的循环排列方向上循环排列为在预定的显示像素间距内循环一次的显示画面，在该显示画面上显示图像，其特征在于：

对各子像素分别进行如下运算，即，通过对把在上述循环排列方向上以比上述显示像素间距更窄的数据像素间距排列数据点时的各数据点的排列重叠在各数据点相对于该显示画面上的各子像素的中心在上述循环排列方向上偏移了的位置的状态下的、构成对在从一个子像素的中心向上述循环排列方向两侧扩展的预定区域内存在的多个数据点对应地赋予的多个像素数据的、与该一个子像素的颜色光对应的多个颜色数据，赋予与该一个子像素的中心到各数据点之间的距离对应的权重而合并，来生成与该一个子像素对应的子像素数据的运算；

通过基于根据上述运算生成的各子像素数据，控制在上述显示画面上排列的各子像素的颜色光，在该显示画面上显示图像。

如上述的说明，根据此发明，可以在循环排列方向上显示与数据上的颜色的色差比以往更小的、具有比由显示像素间距决定的分辨率更高的分辨率的图像。

附图说明

图1是将“数据像素间距”比显示像素间距更小的输入数据，即具有比由显示像素间距决定的分辨率更高的分辨率的输入数据显示在PDP上的方法的说明图。

图2是参照图1说明的方法的问题的说明图。

图3是展示本发明的图像显示装置的一个实施方式的框图。

图4是展示PDP上的子像素的排列和数据点的排列的图。

图5是展示相对于偏移量的从白色偏移的偏移量的实测结果的图。

图6是实施方式2中的数据变换算法的说明图。

图7是展示采用实施方式2的数据变换算法时，相对于偏移量的从白色偏移的偏移量的实测结果的图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的实施方式。

图3是展示本发明的图像显示装置的一个实施方式的框图。图3所示的图像显示装置10中展示了数据变换电路11、驱动器控制电路12、地址电极驱动器13、共用电极驱动器14、扫描电极驱动器15以及等离子体显示屏(PDP)16等各部分。其中数据变换电路11相当于本发明中所说的数据变换部的一例，驱动器控制电路12、地址电极驱动器13、共用电极驱动器14以及扫描电极驱动器15的组合相当于本发明中所说的显示控制部的一例，PDP16相当于本发明中所说的显示画面的一例。

数据变换电路11发挥将输入数据变换为显示用数据的作用，根据数据变换电路11取得的显示用数据输入到驱动器控制电路12。驱动器控制电路发挥控制三个驱动器(地址电极驱动器13，共用电极驱动器14，以及扫描电极驱动器15)，在PDP16上显示图像的作用。PDP16在横向方向上(本发明中的循环排列方向的一例)循环排列着R、G、B各个子像素，同时在纵向方向上排列着多条由此排列构成的线，在由这种二维排列的多个显示像素(由R、G、B三个子像素构成一个显示像素)构成的显示画面上显示彩色图像。

由驱动器控制电路12控制三个驱动器(地址电极驱动器13，共用电极驱动器14，以及扫描电极驱动器15)，从而在PDP16上显示图像的结构是现有公知的技术，在此处不是主题，因此省略关于此方面的进一步的说明，以下说明关于数据变换电路11中数据变换算法的细节。

图4是展示PDP上的子像素的排列和数据点的排列的图。

图4中展示了发出R、G、B各颜色的光的子像素在横向方向上循环排列的一条线的一部分子像素的排列，在图3所示的PDP16上，在横方向上反复并排如图4所示的R、G、B各子像素，在纵向方向上，对于多条线都排列与该横向方向的一条线结构相同的子像素的排列。一个显示像素由R、G、B三个子像素构成，数据像素间距P_d具有显示像素间距P_o的2/3长度。

图4是对应于关于现有例子进行说明的图1的图，与图1的不同之处在于输入数据点在横向方向上从子像素的中心偏移。

下面示出输入数据与在子像素中设定的数据之间的关系，以下列出符号的定义。

S_i：所观测的子像素中设定的数据

I_j：与所观测的子像素最近的数据点的数据

d_i：以所观测的子像素的中心为基准时，与此子像素最近的输入数据点的位置

P_o：显示像素间距

P_d：数据像素间距

u_i：用于所观测的子像素的数据计算的数据点的指标(index)下限

v_i：用于所观测的子像素的数据计算的数据点的指标上限

用于计算子像素中设定的数据的、相加输入数据时的权重函数的定义如下。

[式1]

$\mathrm{\ρ}\left(x\right)=1-\frac{\left|x\right|}{P_o}(-P_o\≤x\≤P_o)---\left(1\right)$

式中，x是以所观测的子像素的中心为基准时的数据点的坐标。而且，计算中使用的输入数据点在从所观测的子像素离开的距离小于显示像素间距的范围。

利用该加权函数，如下设定子像素的数据。

[式2]

$S_i=\frac{\underset{k=u_i}{\overset{v_i}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\ρ}(k{P}_d+d_i)I_{j+k}}{\underset{k=u_i}{\overset{v_i}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\ρ}(k{P}_d+d_i)}---\left(2\right)$

在此，各个输入数据点中存在R、G、B三种颜色的颜色数据，在求出子像素中设定的数据时利用与该所观测的子像素发出的颜色光的颜色一样的数据。

把上式(2)应用于图4时得到以下式。

[式3]

$S_i=\frac{(1-(P_d-d_i)/P_o)\·I_{j-1}+(1-d_i/P_o)\·I_j+(1-(P_d+d_i)/P_o)\·I_{j+1}}{(1-(P_d-d_i)/P_o)+(1-d_i/P_o)+(1-(P_d+d_i)/P_o)}---\left(3\right)$

图5是展示相对于偏移量的显示色的从白色偏移的偏移量的实测结果的图。

在此，是图4(P_d＝(2/3)P_o，(3)式)的情况，在各个数据点中如图2所示交替分配白和黑的数据。

横轴的“偏移量”是在图4中示出的偏移量d_i与一个子像素的横向方向上的尺寸((1/3)·P_o)的比率(d_i/((1/3)·P_o)＝3d_i/P_o)，纵轴的“从白色偏移的偏移量”是使以Δuv为单位的数值放大1000倍后的值。横轴的偏移量为0时相当于参照图1、图2说明的现有例。

从图5中可知，通过使数据点和子像素的中心点偏移而进行加权运算，可改善颜色偏移。

下面说明本发明的图像显示装置的实施方式2。

在实施方式2中，图像显示装置的结构与实施方式1的图3的框图中所展示的结构是一样的，只是图3中示出的数据变换电路11中的数据变换算法不同。下面说明该实施方式2中的数据变换算法。

图6是实施方式2中的数据变换算法的说明图。

在此假定与各子像素一对一对应的虚拟像素。

输入数据的数据点的间距(数据像素间距)是显示像素间距的(2/3)倍(即子像素的间距及虚拟像素间距的2倍)。

输入数据的数据点配置在相对于虚拟像素的中心偏移了偏移量d_i的位置。

对于应用于虚拟像素的数据的运算，采用与上述式(2)、(3)一样的运算。但是在实施方式1的情况中说明的是，对于(2)、(3)式的运算，仅对与所观测的子像素发出的颜色光对应的颜色数据进行该运算，但是在此处，对于R、G、B三种颜色的颜色数据全部根据(2)、(3)式进行运算。这样，求出对应于各个虚拟像素的数据…P_i-1，P_i，P_i+1，…，在所观测的子像素的数据的运算中，求出包含对应于子像素的虚拟像素的周围的虚拟像素(在此是包含前后各一个虚拟像素的、总计三个虚拟像素)的平均值

S_i＝(P_i-1+P_i+P_i+1)/3…(4)。

另外，在(4)式的运算中，仅对与该所观测的子像素的颜色对应的颜色数据进行根据(4)式的运算。

此外，在此为了说明运算算法，导入了虚拟像素的概念，但在实际的运算中，例如不必分开根据(3)式的运算和根据(4)式的运算，也可以进行把(3)式和(4)式组合的运算。

图7是展示采用参照图6说明的实施方式2的数据变换算法时的，相对于偏移量的从白色偏移的偏移量的实测结果的图。

在此也与图5中情况一样，在各个数据点中，如图2所示，交替分配白和黑的数据。

横轴的“偏移量”是在图6中示出的偏移量d_i与一个子像素的横向方向上的尺寸((1/3)·P_o)的比率(d_i/((1/3)·P_o)＝3d_i/P_o)，纵轴的“从白色偏移的偏移量”是使以Δuv为单位的数值放大1000倍后的值。

从图7中可知，通过使数据点和子像素的中心点偏移而进行加权运算，同时还进行多个虚拟像素的平均运算，更进一步改善了颜色偏移。

在此以PDP为例进行了说明，但是本发明不局限于PDP，也可以广泛应用于液晶显示、CRT显示等中。

Claims (6)

1.一种图像显示装置，具有使发出各种颜色的光的子像素至少在预定的循环排列方向上循环排列为在预定的显示像素间距内循环一次的显示画面，在该显示画面上显示图像，其特征在于具有：

数据变换部，把对在上述循环排列方向上以比上述显示像素间距更窄的数据像素间距排列数据点时的各数据点与各像素数据对应地赋予的图像数据，变换为对与各子像素对应的各子像素数据与各变换后像素数据对应地赋予的变换后图像数据；以及

显示控制部，通过基于由上述数据变换部变换后的各子像素数据，控制在上述显示画面上排列的各子像素的颜色光，在该显示画面上显示图像；且

上述数据变换部，对各子像素分别进行如下运算，即，通过对在上述显示画面上使上述数据点的排列重叠在各数据点相对于该显示画面上的各子像素的中心在上述循环排列方向上偏移了的位置的状态下的、构成对在从一个子像素的中心向上述循环排列方向两侧扩展的预定区域内存在的多个数据点对应地赋予的多个像素数据的、与该一个子像素的颜色光对应的多个颜色数据，赋予与该一个子像素的中心到各数据点之间的距离对应的权重而合并，来生成与该一个子像素对应的子像素数据的运算。

2.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于：

上述预定区域是从一个子像素的中心向上述循环排列方向两侧分别扩展一个显示像素间距大小的区域。

3.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于：

在上述循环排列方向上，在上述显示像素间距为P_o，一个显示像素间距内的子像素个数为n，上述数据像素间距为P_d时，P_d＝{(n-i)/n}·P_o，式中i是大于等于1小于n的整数。

4.如权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于：

上述子像素个数n为n＝3，上述整数i为i＝1，上述数据像素间距P_d为：P_d＝(2/3)·P_o。

5.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于：

代替上述数据变换部，具有把对在上述循环排列方向上以比上述显示像素间距更窄的数据像素间距排列数据点时的各数据点与各像素数据对应地赋予的图像数据变换为与各子像素对应的各子像素数据的数据变换部，

该数据变换部，对与各子像素对应的各虚拟像素分别进行如下运算，即，通过对在上述显示画面上使上述数据点的排列重叠在各数据点相对于该显示画面上的各子像素的中心在上述循环排列方向上偏移了的位置的状态下的、对在从一个子像素的中心向上述循环排列方向两侧扩展的预定区域内存在的多个数据点对应地赋予的多个像素数据，赋予与该一个子像素的中心到各数据点之间的距离对应的权重而合并，来生成对应于与该一个子像素对应的一个虚拟像素的虚拟像素数据的运算；且对各子像素分别进行如下运算，即，通过把构成与包含对应于该一个子像素的虚拟像素的该虚拟像素周边的虚拟像素对应的多个虚拟像素数据的、与该一个子像素的颜色光对应的多个颜色数据合并，来生成与该一个子像素对应的子像素数据的运算。

6.一种图像显示方法，具有使发出各种颜色的光的子像素至少在预定的循环排列方向上循环排列为在预定的显示像素间距内循环一次的显示画面，在该显示画面上显示图像，其特征在于：

对各子像素分别进行如下运算，即，通过对把在上述循环排列方向上以比上述显示像素间距更窄的数据像素间距排列数据点时的各数据点的排列重叠在各数据点相对于该显示画面上的各子像素的中心在上述循环排列方向上偏移了的位置的状态下的、构成对在从一个子像素的中心向上述循环排列方向两侧扩展的预定区域内存在的多个数据点对应地赋予的多个像素数据的、与该一个子像素的颜色光对应的多个颜色数据，赋予与该一个子像素的中心到各数据点之间的距离对应的权重而合并，来生成与该一个子像素对应的子像素数据的运算；

通过基于根据上述运算生成的各子像素数据，控制在上述显示画面上排列的各子像素的颜色光，在该显示画面上显示图像。

Images