JP2019105864A - ディスプレイシステムを駆動する方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスプレイシステムを駆動する好適な方法および装置を提供すること。【解決手段】画像処理のための方法および装置が、提供される。画像処理のための方法は、（ａ）ルックアップテーブルにおいて、現在のピクセル入力値と前のパターンインデックスとに基づいて、現在のピクセルのための現在のパターンインデックスにアクセスすることと、（ｂ）ディザリングマスクアレイにおいて、現在のピクセルの場所に基づいて、現在のピクセルのための閾値にアクセスすることと、（ｃ）現在のパターンインデックスを閾値と比較することと、（ｄ）比較の結果に基づいて、現在のピクセルの起動のための現在のピクセル出力値を決定することと、（ｅ）次の画像のための前のパターンインデックスとしての役割を果たすように、現在のパターンインデックスを記憶することと、（ｆ）画像内の各ピクセルに対して、アクト（ａ）−（ｅ）を繰り返すこととを含む。【選択図】図８

Description

本開示は、電気光学デバイスおよび方法に関し、より具体的には、ディスプレイデバイスが観察者に多数のグレートーンレベルを有して見えるように、ハーフトーン処理またはディザリングを採用する電気泳動ディスプレイシステムおよび方法に関する。

電気泳動ディスプレイのための駆動波形は、既知の光学状態から別の光学状態への遷移を提供する。そのようなディスプレイを駆動するコントローラは、典型的には、これらの波形を介して、グレートーンと呼ばれる、固定数のそのような光学状態をもたらす。グレートーンは、視覚的間隔、粒状性、遷移外観、更新時間等の基準に従って選択される。現在のシステムにおいて可能なグレートーンの数は、ディスプレイドライバのフレームレートによって課される駆動パルスの離散性および温度感度等の限界に起因して、典型的には、少ない（２〜１６）。この理由から、ディスプレイデバイスが観察者により多数のグレートーンレベルを有して見えるように、表示されるべき画像をハーフトーン処理（ディザリング）することが望ましくあり得る。

異なる信号を用いて電気泳動ディスプレイの隣接するピクセルを駆動するとき、エッジアーチファクトが、クロストークによって、隣接するピクセル間に導入されることが一般的である。エッジアーチファクトは、エッジに沿った明または暗リッジ、ピクセルのうちの１つへのブルーミング、平滑化されたエッジ、明化または暗化された全体的ピクセル応答等、いくつかの方法において現れ得る。ハーフトーン処理の場合、種々の光学状態に割り当てられるピクセルのエリアのある割合が、アーチファクトによって修正され、結果として生じる平均反射率を予測することを困難にする。エッジアーチファクトは、波形調整によって低減させられることができるが、完全に排除されることはできない。

ハーフトーン処理におけるエッジアーチファクトを管理するための従来のアプローチは、画像レベルのマッピングが容認可能であるように、入力マッピングまたはパターン修正によってハーフトーン処理ディザリングパターンを補償することである。例えば、いくつかの表示されるディザリングパターンの平均反射率が、測定され、トーン再現曲線を生成することができ、トーン再現曲線は、次いで、反転され、入力マッピングを供給することができる。これは、前のディスプレイ状態が固定されている場合、電気泳動ディスプレイ上で良好に機能し得る。しかしながら、前のディスプレイ状態が恣意的画像である場合、この補償方法は、エッジアーチファクトが、ピクセル対の現在の状態に依存するだけでなく、ピクセル対の前の状態にも依存するので、概して、機能しない。これは、一般に、「差異ブルーミング（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｂｌｏｏｍｉｎｇ）」と呼ばれ、ピクセル対のブルーミングは、ピクセル対の前の状態に応じて異なる。

視覚的に、差異ブルーミングの影響は、ゴースト発生として現れる。例えば、白色背景上の黒色テキストのページが、空等の平滑グレーエリアを含むグレースケール画像を含むページに切り替えられ得る。この平滑グレーエリアでは、ラスター化パターンは、白色背景エリアと比較して、以前にテキストであったエリア内で異なってブルーミングする。これは、画像の空部分内に現れるテキストのゴースト発生につながる。

本発明者は、差異ブルーミングが補償されるように、ディザリングパターンが、前の画像レベルを表示するために使用されるディザリングパターンに基づいて、現在の画像レベルを表示するために使用され得ることを認識する。これは、前の画像ピクセルレベルを表示するために使用される再マッピングの関数としての現在の画像ピクセルレベルの再マッピングと見なされ得る。差異ブルーミングによって生じるゴースト発生は、実質的に低減させられ、または排除される。

したがって、開示される技術の側面は、差異ブルーミングが補償される、画像処理のための方法および装置を含む。方法は、現在のピクセル入力値と前のパターンインデックスとに基づいて、現在のピクセルのための現在のパターンインデックスにアクセスすることを含む。前のパターンインデックスは、前の画像の同一ピクセルのために使用されるパターンインデックスである。前のパターンインデックスは、パターンインデックスバッファ内に記憶され、現在のパターンインデックスを含むルックアップテーブルにアクセスするために使用され得る。加えて、方法は、現在のピクセルの場所に基づいて、現在のピクセルのための閾値にアクセスすることを含む。閾値は、異なるピクセル場所に対応する閾値を含むディザリングマスクアレイ内に含まれ得る。

現在のパターンインデックスは、閾値と比較され、結果は、現在のピクセルの起動のための現在のピクセル出力値を決定するために使用される。例えば、現在のピクセル出力値は、現在のパターンインデックスが閾値を上回る場合、白色であり得、そうでなければは、黒色であり得る。現在のパターンインデックスは、現在のピクセルに対応する場所において、パターンインデックスバッファ内に記憶され得、次の画像のための前のパターンインデックスとしての役割を果たす。方法は、画像内の各ピクセルに対して、繰り返され、次いで、各後続入力画像に対して繰り返される。現在のピクセル出力値を前のパターンインデックスに部分的に基づかせることによって、差異ブルーミングによって生じるゴースト発生は、実質的に低減させられ、または排除される。

開示される技術の第１の側面によると、画像処理のための方法は、（ａ）ルックアップテーブルにおいて、現在のピクセル入力値と前のパターンインデックスとに基づいて、現在のピクセルのための現在のパターンインデックスにアクセスすることと、（ｂ）ディザリングマスクアレイにおいて、現在のピクセルの場所に基づいて、現在のピクセルのための閾値にアクセスすることと、（ｃ）現在のパターンインデックスを閾値と比較することと、（ｄ）比較の結果に基づいて、現在のピクセルの起動のための現在のピクセル出力値を決定することと、（ｅ）次の画像のための前のパターンインデックスとしての役割を果たすように、現在のパターンインデックスを記憶することと、（ｆ）画像内の各ピクセルに対して、アクト（ａ）−（ｅ）を繰り返すこととを含む。

開示される技術の第２の側面によると、画像処理のための装置は、現在のピクセル入力値と前のパターンインデックスとに基づいて、現在のピクセルのための現在のパターンインデックスを提供するように構成されるルックアップテーブルを記憶しているメモリデバイスと、現在のピクセルの場所に基づく閾値を提供するように構成されるディザリングマスクアレイと、現在のパターンインデックスを閾値と比較し、現在のピクセルの起動のための現在のピクセル出力値を示す結果を提供するように構成されているコンパレータ回路と、画像の各ピクセルのために、前のパターンインデックスとして現在のパターンインデックスを記憶し、現在のピクセルの場所に基づいて、現在のピクセルのための前のパターンインデックスを提供するように構成されているパターンインデックスバッファとを備えている。

本開示される技術の第３の側面によると、画像処理のための方法は、現在のピクセル入力値と前のディザリングパターンとに基づいて、現在のピクセルのための現在のディザリングパターンを決定することと、現在のディザリングパターンと閾値とに基づいて、現在のピクセルの出力値を決定することと、決定された出力値に従って、現在のピクセルを起動することとを含む。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
画像処理のための方法であって、前記方法は、
（ａ）ルックアップテーブルにおいて、現在のピクセル入力値と前のパターンインデックスとに基づいて、現在のピクセルのための現在のパターンインデックスにメモリデバイスからアクセスすることと、
（ｂ）ディザリングマスクアレイにおいて、前記現在のピクセルの場所に基づいて、前記現在のピクセルのための閾値にアクセスすることと、
（ｃ）コンパレータ回路を使用して、前記現在のパターンインデックスを前記閾値と比較することと、
（ｄ）前記比較の結果に基づいて、前記現在のピクセルの起動のための現在のピクセル出力値を決定することと、
（ｅ）次の画像のための前記前のパターンインデックスとしての役割を果たすように、前記現在のパターンインデックスを記憶することと、
（ｆ）画像内の各ピクセルに対して、アクト（ａ）−（ｅ）を繰り返すことと
を含む、方法。
（項目２）
複数の画像のためにアクト（ａ）−（ｆ）を繰り返すことをさらに含む、項目１に記載の画像処理のための方法。
（項目３）
前記現在のピクセル出力値を決定することは、第１の出力値または第２の出力値を決定することを含む、項目１に記載の画像処理のための方法。
（項目４）
ピクセル状態を決定することは、前記現在のパターンインデックスが前記閾値を上回る場合、前記第１の出力値を決定し、そうでなければ、前記第２の出力値を決定することを含む、項目３に記載の画像処理のための方法。
（項目５）
前記現在のピクセル出力値を決定することは、３つ以上のピクセル出力値のうちの１つを決定することを含む、項目１に記載の画像処理のための方法。
（項目６）
前記現在のパターンインデックスを記憶することは、前記現在のパターンインデックスをパターンインデックスバッファ内に記憶することを含む、項目１に記載の画像処理のための方法。
（項目７）
前記パターンインデックスバッファは、前記画像内の各ピクセルのための場所を有する、項目６に記載の画像処理のための方法。
（項目８）
前記ディザリングマスクアレイは、前記現在のピクセルの場所ｍｏｄ ｋ，ｌによってアドレスされ、ｋおよびｌは、前記ディザリングマスクアレイの大きさである、項目１に記載の画像処理のための方法。
（項目９）
前記現在のパターンインデックスを比較することは、前記現在のパターンインデックスが第１の閾値と第２の閾値との間にあるかどうかを決定することを含む、項目１に記載の画像処理のための方法。
（項目１０）
前記決定された現在のピクセル出力値に従って、電気泳動ディスプレイの現在のピクセルを起動することをさらに含む、項目１に記載の画像処理のための方法。
（項目１１）
画像処理のための装置であって、前記装置は、
ルックアップテーブルを記憶しているメモリデバイスであって、前記ルックアップテーブルは、現在のピクセル入力値と前のパターンインデックスとに基づいて、現在のピクセルのための現在のパターンインデックスを提供するように構成されている、メモリデバイスと、
前記現在のピクセルの場所に基づいて、閾値を提供するように構成されるディザリングマスクアレイと、
前記現在のパターンインデックスを前記閾値と比較し、前記現在のピクセルの起動のための現在のピクセル出力値を示す結果を提供するように構成されているコンパレータ回路と、
画像の各ピクセルのために、前のパターンインデックスとして前記現在のパターンインデックスを記憶することと、前記現在のピクセルの場所に基づいて、前記現在のピクセルのための前のパターンインデックスを提供することとを行うように構成されているパターンインデックスバッファと
を備えている、装置。
（項目１２）
ディスプレイ制御ユニットをさらに備え、前記ディスプレイ制御ユニットは、前記画像内の各ピクセルのための前記現在のピクセル出力値を示す結果を提供するように前記装置を制御するように構成されている、項目１１に記載の画像処理のための装置。
（項目１３）
前記ディスプレイ制御ユニットは、複数の画像のために前記現在のピクセル出力値を示す結果を提供するように前記装置を制御するように構成されている、項目１２に記載の画像処理のための装置。
（項目１４）
前記コンパレータ回路は、第１の出力値または第２の出力値を示す結果を提供するように構成されている、項目１１に記載の画像処理のための装置。
（項目１５）
前記コンパレータ回路は、前記現在のパターンインデックスが前記閾値を上回る場合、前記第１の出力値を提供し、そうでなければ、前記第２の出力値を提供するように構成されている、項目１４に記載の画像処理のための装置。
（項目１６）
前記コンパレータ回路は、３つ以上のピクセル出力値のうちの１つを示す結果を提供するように構成されている、項目１１に記載の画像処理のための装置。
（項目１７）
前記パターンインデックスバッファは、前記画像内の各ピクセルのための場所を有する、項目１１に記載の画像処理のための装置。
（項目１８）
前記ディザリングマスクアレイは、前記現在のピクセルの場所ｍｏｄ ｋ、ｌによってアドレスされ、ｋおよびｌは、前記ディザリングマスクアレイの大きさである、項目１１に記載の画像処理のための装置。
（項目１９）
前記コンパレータ回路は、前記現在のパターンインデックスが第１の閾値と第２の閾値との間にあるかどうかを決定するように構成されている、項目１１に記載の画像処理のための装置。
（項目２０）
前記コンパレータ回路は、電気泳動ディスプレイの前記現在のピクセル出力値を示す結果を提供するように構成されている、項目１１に記載の画像処理のための装置。
（項目２１）
画像処理のための方法であって、前記方法は、
現在のピクセル入力値と前のディザリングパターンとに基づいて、現在のピクセルのための現在のディザリングパターンを決定することと、
前記現在のディザリングパターンと閾値とに基づいて、前記現在のピクセルの出力値を決定することと、
前記決定された出力値に従って、前記現在のピクセルを起動することと
を含む、方法。
（項目２２）
前記閾値は、ディザリングマスクアレイから得られる、項目２１に記載の画像処理のための方法。

本願の種々の側面および実施形態が、以下の図を参照して説明される。図は、必ずしも、正確な縮尺で描かれていないことを理解されたい。複数の図中に現れる項目は、それらが現れる全図において、同一参照番号によって示される。

図１は、実施形態による、ディスプレイシステムの概略ブロック図である。 図２Ａおよび２Ｂは、実施形態による、画像処理装置の概略ブロック図である。 図２Ａおよび２Ｂは、実施形態による、画像処理装置の概略ブロック図である。 図３は、図２Ａに示されるルックアップテーブルの内容の実施例を示す。 図４は、図２Ａに示されるディザリングマスクアレイの内容の実施例を示す。 図５は、２４個の黒色ピクセルを有する、１６×１６ディザリングパターンの実施例を示す。 図６は、１２８個の黒色ピクセルを有する、１６×１６ディザリングパターンの実施例を示す。 図７は、１５５個の黒色ピクセルを有する、１６×１６ディザリングパターンの実施例を示す。 図８は、実施形態による、画像処理のための方法のフローチャートである。

用語「電気光学」は、材料またはディスプレイに適用されるように、画像化技術分野におけるその従来的な意味で使用され、少なくとも１つの光学特性が異なる第１および第２の表示状態を有する材料を指すために本明細書で使用され、材料は、材料への電場の印加によって、その第１からその第２の表示状態に変化させられる。光学特性は、典型的には、ヒトの眼に知覚可能な色であるが、それは、光学透過率、反射率、ルミネッセンス、または、機械読み取りのために意図されるディスプレイの場合、可視範囲外の電磁波長の反射の変化の意味における擬似色等の別の光学特性であり得る。

用語「グレー状態」は、画像化技術分野におけるその従来的な意味で使用され、２つの極端なピクセルの光学的状態の中間の状態を指し、必ずしも黒色と白色とのこれらの２つの極端な状態の間の遷移を意味するわけではない。例えば、以下に参照されるＥ Ｉｎｋ特許および公開出願のうちのいくつかは、極端な状態は、白色と濃青色とであり、中間の「グレー状態」が実際には薄青であろう電気泳動ディスプレイを説明している。実際、すでに述べたように、光学的状態の変化は、色の変化では全くないこともある。用語「黒色」および「白色」は、ディスプレイの２つの極端な光学的状態を指すように以下で使用され得、それらは、例えば、前述の白色および濃青色状態等の厳密には黒色および白色ではない極端な光学的状態を通常含むものとして理解されるべきである。用語「単色画法（ｍｏｎｏｃｈｒｏｍｅ）」は、以降、介在グレー状態を伴わず、ピクセルをその２つの極端な光学状態のみに駆動する駆動スキームを指すために使用され得る。

Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＭＩＴ）およびＥ Ｉｎｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された、またはそれらの名義の多数の特許および出願は、カプセル化された電気泳動および他の電気光学媒体に使用される種々の技術を説明している。そのようなカプセル化された媒体は、多数の小型カプセルを含み、それらの各々自体が、電気泳動により移動可能な粒子を流体媒体中に含む内相と、内相を包囲するカプセル壁とを含む。典型的には、カプセルは、それ自体がポリマー結合剤中に保持され、２つの電極間に位置付けられる密着した層を形成する。これらの特許および出願に説明される技術として、以下が挙げられる。
（ａ） 電気泳動粒子、流体、および流体添加物（例えば、米国特許第７，００２，７２８号および第７，６７９，８１４号参照）
（ｂ） カプセル、結合剤、およびカプセル化プロセス（例えば、米国特許第６，９２２，２７６号および第７，４１１，７１９号参照）
（ｃ） 電気光学材料を含むフィルムおよびサブアセンブリ（例えば、米国特許第６，９８２，１７８号および第７，８３９，５６４号参照）
（ｄ） ブラックプレーン、接着剤層、および他の補助層、ならびにディスプレイにおいて使用される方法（例えば、米国特許第７，１１６，３１８号および第７，５３５，６２４号参照）
（ｅ） 色形成および色調節（例えば、米国特許第７，０７５，５０２号および第７，８３９，５６４号参照）
（ｆ） ディスプレイを駆動する方法（例えば、米国特許第５，９３０，０２６号、第６，４４５，４８９号、第６，５０４，５２４号、第６，５１２，３５４号、第６，５３１，９９７号、第６，７５３，９９９号、第６，８２５，９７０号、第６，９００，８５１号、第６，９９５，５５０号、第７，０１２，６００号、第７，０２３，４２０号、第７，０３４，７８３号、第７，１１６，４６６号、第７，１１９，７７２号、第７，１９３，６２５号、第７，２０２，８４７号、第７，２５９，７４４号、第７，３０４，７８７号、第７，３１２，７９４号、第７，３２７，５１１号、第７，４５３，４４５号、第７，４９２，３３９号、第７，５２８，８２２号、第７，５４５，３５８号、第７，５８３，２５１号、第７，６０２，３７４号、第７，６１２，７６０号、第７，６７９，５９９号、第７，６８８，２９７号、第７，７２９，０３９号、第７，７３３，３１１号、第７，７３３，３３５号、第７，７８７，１６９号、第７，９５２，５５７号、第７，９５６，８４１号、第７，９９９，７８７号、第８，０７７，１４１号、第８，１２５，５０１号、第８，１３９，０５０号、第８，１７４，４９０号、第８，２８９，２５０号、第８，３００，００６号、第８，３０５，３４１号、第８，３１４，７８４号、第８，３８４，６５８号、第８，５５８，７８３号、および第８，５５８，７８５号、ならびに米国特許出願公開第２００３／０１０２８５８号、第２００５／０１２２２８４号、第２００５／０２５３７７７号、第２００７／００９１４１８号、第２００７／０１０３４２７号、第２００８／００２４４２９号、第２００８／００２４４８２号、第２００８／０１３６７７４号、第２００８／０２９１１２９号、第２００９／０１７４６５１号、第２００９／０１７９９２３号、第２００９／０１９５５６８号、第２００９／０３２２７２１号、第２０１０／０２２０１２１号、第２０１０／０２６５５６１号、第２０１１／０１９３８４０号、第２０１１／０１９３８４１号、第２０１１／０１９９６７１号、第２０１１／０２８５７５４号、および第２０１３／０１９４２５０号参照）
（ｇ） ディスプレイの用途（例えば、米国特許第７，３１２，７８４号および第８，００９，３４８号参照）
（ｈ） 非電気泳動ディスプレイ（米国特許第６，２４１，９２１号、第６，９５０，２２０号、第７，４２０，５４９号、第８，９９４，７０５号、および第８，３１９，７５９号、ならびに米国特許出願公開第２０１２／０２９３８５８号参照）。

以下の議論の多くは、初期グレーレベルから最終グレーレベル（初期グレーレベルと異なることも、異ならないこともある）への遷移を通して電気光学ディスプレイの１つ以上のピクセルを駆動する方法に焦点を当てるであろう。用語「波形」は、ある特定の初期グレーレベルから特定の最終グレーレベルへの遷移をもたらすために使用される時間に対する電圧の曲線全体を指すために使用されるであろう。典型的には、そのような波形は、複数の波形要素を備えているであろう。これらの要素が、本質的に、方形である場合（すなわち、所与の要素が、ある期間の間、一定電圧の印加を含む場合）、要素は、「パルス」または「駆動パルス」と呼ばれ得る。用語「駆動スキーム」は、特定のディスプレイのためのグレーレベル間のあらゆる可能な遷移をもたらすために十分な波形の組を示す。ディスプレイは、２つ以上の駆動スキームを利用し得る。例えば、前述の米国特許第７，０１２，６００号は、駆動スキームが、ディスプレイの温度、またはその寿命の間に動作している時間等のパラメータに応じて修正される必要があり得、したがって、ディスプレイが、異なる温度等で使用される複数の異なる駆動スキームを提供され得ることを教示する。このように使用される駆動スキームの組は、「関連駆動スキームの組」と称され得る。前述のＭＥＤＥＯＤ出願のうちのいくつかに説明されるように、２つ以上の駆動スキームを同時に同一ディスプレイの異なるエリアにおいて使用することも可能であり、このように使用される駆動スキームの組は、「同時駆動スキームの組」と称され得る。

本発明者は、差異ブルーミング（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｂｌｏｏｍｉｎｇ）が補償されるように、ディザリングパターンが、前の画像レベルを表示するために使用されたディザリングパターンに基づいて、現在の画像レベルを表示するために使用されることができることを認識している。固定パターンマスクの場合、これは、前の画像ピクセルレベルを表示するために使用される再マッピングの関数としての現在の画像ピクセルレベルの再マッピングと見なされ得る。差異ブルーミングによって生じるゴースト発生は、実質的に低減させられ、または排除される。

したがって、開示される技術の側面は、差異ブルーミングが補償される画像処理のための方法および装置を含む。方法は、現在のピクセル入力値および前のパターンインデックスに基づいて、現在のピクセルのための現在のパターンインデックスにアクセスすることを含む。前のパターンインデックスは、前の画像の同一ピクセルのために使用されるパターンインデックスである。前のパターンインデックスは、パターンインデックスバッファ内に記憶され、現在のパターンインデックスを含むルックアップテーブルにアクセスするために使用され得る。加えて、方法は、現在のピクセルの場所に基づいて、現在のピクセルのための閾値にアクセスすることを含む。閾値は、異なるピクセル場所に対応する閾値を含むディザリングマスクアレイ内に含まれ得る。

現在のパターンインデックスは、閾値と比較され、結果は、現在のピクセルの起動のための現在のピクセル出力値を決定するために使用される。例えば、現在のピクセル出力値は、現在のパターンインデックスが閾値を上回る場合、白色であり得、そうでなければ、黒色であり得る。現在のパターンインデックスは、現在のピクセルに対応する場所においてパターンインデックスバッファ内に記憶され得、現在のパターンインデックスは、次の画像のための前のパターンインデックスとしての役割を果たす。方法は、画像内の各ピクセルに対して繰り返され、そして、２つ以上の画像のために繰り返される。現在のピクセル出力値を前のパターンインデックスに部分的に基づかせることによって、差異ブルーミングによって生じるゴースト発生は、実質的に低減させられ、または排除される。

本開示の実施形態および側面を組み込むために好適なディスプレイシステム１０の実施例が、図１に示される。ディスプレイシステム１０は、画像源１２と、ディスプレイ制御ユニット１６と、ディスプレイデバイス２６とを含み得る。画像源１２は、例えば、そのメモリ内に記憶される画像データを有するコンピュータ、カメラ、または遠隔画像源からのデータラインであり得る。画像源１２は、画像を表す画像データをディスプレイ制御ユニット１６に供給し得る。ディスプレイ制御ユニット１６は、第１の出力信号の組を第１のデータバス１８上に発生させ、第２の信号の組を第２のデータバス２０上に発生させ得る。第１のデータバス１８は、ディスプレイデバイス２６の行ドライバ２２に接続され得、第２のデータバス２０は、ディスプレイデバイス２６の列ドライバ２４に接続され得る。行および列ドライバは、ディスプレイデバイス２６の動作を制御する。一実施例では、ディスプレイデバイス２６は、電気泳動ディスプレイデバイスである。例えば、ディスプレイデバイス２６は、正面および背面電極を有するディスプレイと、ディスプレイ層内の複数のカプセルとを含み得、カプセルは、白色および黒色の電気泳動顔料粒子を含む。正面電極は、ディスプレイの視認側を表し得、その場合、正面電極は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の透明導体であり得る（ある場合には、テレフタル酸ポリエチレン（ＰＥＴ）等の透明基板上に堆積され得る）。さらに、ディスプレイ層は、正面電極と背面電極との間の粒子ベースのディスプレイ媒体であることができ、粒子ベースのディスプレイ媒体は、複数のカプセルを含む。各カプセル内には、液体媒体と、白色顔料粒子および黒色顔料粒子を含む、１つ以上のタイプの着色顔料粒子とがあり得る。顔料粒子は、電場（例えば、正面および背面電極によって生成される）を用いて制御され（変位させられ）、したがって、アドレスされると、ディスプレイを電気泳動ディスプレイとして動作させ得る。いくつかの使用例では、黒色および白色顔料は両方とも、電場内で変位させられるように構成され得る。顔料のうちの一方（例えば、黒色または白色）は、正に帯電され得、他方の顔料は、負に帯電され得、例えば、カプセルを横断して印加される電場は、顔料粒子をカプセルの対向側に分離させ得る。電場の方向を調節することによって、ディスプレイの視認側上に位置する顔料が、選択され、それによって、ディスプレイのユーザに視認されるような白色または黒色状態のいずれかを生成し得る。いくつかの使用例では、顔料の一方または両方は、磁場内を移動するか、または別様にそれに応答し得る。例えば、一方または両方タイプの顔料粒子は、磁場線に沿って整列し得、および／または粒子の連鎖を形成し得る。そのような場合、顔料の一方および両方のいずれも、電気的に帯電されないであろう。さらに、ディスプレイ制御ユニット１６は、以下に説明されるように、ディザリング装置を含み得る。

本開示の実施形態による、画像処理装置２００のブロック図が、図２Ａおよび２Ｂに示される。ディザリング装置２００として実装される、画像処理装置は、前の画像レベルを表示するために使用されたディザリングパターンに基づいて、ディザリングパターンを適用して、現在の画像レベルを表示し、それによって、差異ブルーミングは、適用されたパターン密度によって補償される。固定パターンマスクの場合、これは、前の画像ピクセルレベルの関数としての現在の画像ピクセルレベルの再マッピングと見なされ得る。このアプローチを使用して、差異ブルーミングによって生じるゴースト発生は、実質的に低減させられ、または排除される。

図２Ａに示されるように、ディザリング装置２００は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を記憶するメモリデバイス２１０と、ディザリングマスクアレイ２２０と、コンパレータ２３０と、パターンインデックスバッファ２４０とを含む。図２のディザリング装置２００は、１ビットディザリングを実装する。ルックアップテーブル２１０は、そのピクセルにおける前のパターンインデックスと、現在のピクセル入力値とに基づいて、現在のピクセルのための現在のパターンインデックスＭを提供するために使用される。現在のパターンインデックスＭは、ピクセルが黒色であるか、または白色であるかを決定するために、ディザリングマスクアレイ２２０によって提供される閾値Ｔと比較される。現在の画像ｎのための現在のパターンインデックスは、パターンインデックスバッファ２４０内に記憶され、次の画像ｎ＋１のための前のパターンインデックスとしての役割を果たす。

図２Ａを参照すると、ルックアップテーブル２１０は、画像ｎの場所ｉ，ｊの現在のピクセルのための現在のピクセル入力値によってアドレスされ、部分的に入力される。場所ｉ，ｊにおけるピクセルは、画像の行ｉ、列ｊにおけるピクセルであり、時には、本明細書では、「ピクセルｉ，ｊ」と称される。図２の実施例では、現在のピクセル入力値は、１６のグレートーン値のうちの１つを有し得る。ルックアップテーブル２１０は、場所ｉ，ｊにおけるピクセルの前のパターンインデックスによってもアドレスされる。示されるように、前のパターンインデックスは、パターンインデックスバッファ２４０によって提供される。

画像ｎの場所ｉ，ｊにおけるピクセルのための現在のパターンインデックスＭは、ルックアップテーブル２１０によって、コンパレータ２３０の１つの入力に供給される。コンパレータ２３０の第２の入力は、ディザリングマスクアレイ２２０によって提供される。ディザリングマスクアレイ２２０は、ｋ×ｌの大きさを有し得、ディザリングマスクアレイ２２０は、ピクセルの場所ｉ，ｊ ｍｏｄ ｋ，ｌによってアドレスされ、ｋは、ディザリングマスクアレイ２２０の行であり、ｌは、列である。ｍｏｄ関数は、ディザリングマスクアレイを画像のエリアにわたってタイル表示する役割を果たす。ディザリングマスクアレイ２２０は、典型的には、画像より少ない数のピクセルを有し、以下に説明される実施例では、１６×１６ピクセルの大きさを有し得る。

ディザリングマスクアレイ２２０は、閾値Ｔをコンパレータ２３０の第２の入力に提供する。コンパレータ２３０は、ルックアップテーブル２１０からの現在のパターンインデックスＭをディザリングマスクアレイ２２０からの閾値Ｔと比較する。ピクセルｉ，ｊの現在のパターンインデックスＭがディザリングマスクアレイ２２０からの閾値Ｔを上回る場合、現在のピクセルのための出力値は、白色であり、そうでなければ、出力値は、黒色である。白色および黒色値の割り当ては、恣意的であり、逆転されることができることを理解されたい。出力値は、ディスプレイデバイス２６（図１）またはディスプレイ制御ユニット１６内の追加の処理回路に提供される。

パターンインデックスバッファ２４０は、画像内の各ピクセルのために１つのパターンインデックスを記憶し得る。パターンインデックスバッファ２４０は、処理されているピクセルの場所によってアドレスされる。したがって、パターンインデックスバッファ２４０は、ピクセル場所ｉ，ｊを受信する。動作時、画像ｎのピクセルｉ，ｊのための現在のパターンインデックスは、場所ｉ，ｊにおけるパターンインデックスバッファ２４０内に記憶される。各ピクセルのために記憶される現在のパターンインデックスは、前のパターンインデックスとなり、次の画像を処理するとき、パターンインデックスバッファ２４０から読み出される。したがって、現在のパターンインデックスは、場所ｉ，ｊにおけるピクセルのための前のパターンインデックスに部分的に依存する。

ルックアップテーブル２１０内の値は、ディザリングパターン対の組の平均反射率を測定することによって得られ得る。ディザリングパターンアレイは、周期的に固定位置において適用されるので、パターン対は、常時、対での隣の遷移の同じ組を含み、したがって、ブルーミングの影響が、この測定において考慮される。

テーブルを埋めるために、最初に、ディスプレイ上で再現されるべき各グレーレベルに対して、所望の反射率を決定する。黒色と白色とのための所望のグレーレベルは、それぞれ、再現され得る最良の可能な状態より暗くまたはより白くあるべきではない。他のグレートーンは全て、典型的には、Ｌ＊等のあるメトリックによって等しく間隔を置かれるように選定される。ここで、前のパターンインデックスと入力グレートーンとを選定する。最も単純なアプローチでは、ディスプレイをこの一定の前のパターンのインデックスのパターンに設定し、次いで、ディスプレイを現在のパターンインデックスのための全ての利用可能なパターンの画像または複数の画像に更新する。これらの各々の反射率を測定し、選定されたグレートーンのための標的反射率にぴったり一致する現在のパターンインデックスを決定する。このパターンインデックスは、前のパターンインデックスおよび選定されたグレートーンに関連付けられた位置において、テーブルに入れられる。このプロセスは、全ての前のパターンインデックスおよびグレートーンに対して繰り返される必要がある。

明らかに、このテーブルを埋めるために要求される測定の回数は、種々のアルゴリズムによって低減させられることができる。例えば、分割統治アプローチ等の検索方法が、現在のパターンインデックスの可能性を通して適用されることができる。さらに、テーブルエントリは、ある連続関係を有することが予期されるので、隣りのエントリの値が、検索のための開始場所として使用されることができる。さらに、より高度な方法は、測定によって決定される必要があるであろう制限された数のモデルパラメータのみに基づいて前および現在のパターン対の反射率を予測するために、近隣相互作用のモデルを構築し得る。

図２Ｂは、各レベルのための全体的パターンが、ＬＵＴ２５０内に記憶され、計算を行うことなくアクセスされる、図２Ａに示されるディザリングプロセスの代替実装を示す。この実装は、固定入力グレートーンのために生成される固定空間出力が存在するように、依然として、ディザリングプロセスを使用する。

ルックアップテーブル２１０の例は、図３に示される。図３におけるルックアップテーブル２１０の例は、テーブルの上部を横断して水平に列挙された異なるピクセル入力値と、テーブルの左側に沿って垂直に列挙された異なる前のパターンインデックス値とを伴うテーブルとして編成される。図３の例では、ピクセルは、白色から黒色に及ぶ異なるグレートーン値に対応する１６の入力値のうちの１つを有し得る。前のパターンインデックスは、以下に議論されるように、異なるディザリングパターンに対応する１から２５６に及ぶ値を有し得る。ピクセルは、より多いまたはより少ない入力値を有し得、前のパターンインデックスは、図３の例より多いまたはより少ない値を有し得ることを理解されたい。例証の便宜上、図３は、ルックアップテーブル２１０内のエントリのうちのいくつかのみを図示する。図３の例による、完全ルックアップテーブル２１０は、１６×２５６のエントリを有する。

ルックアップテーブル２１０内の値は、ディザリングパターン対の組の平均反射率を測定することによって得られ得る。ディザリングパターンアレイは、固定位置において周期的に適用されるので、パターン対は、常時、対毎の遷移の同一組を含み、したがって、エッジ挙動は、この測定によって、ある一定グレーレベルから第２の一定グレーレベルに切り替わる領域内において考慮されることができる。特に、一定パターンインデックスの対にされた画像が、交互に表示され、反射率が、明度の良好な予測が（前、現在の）パターン対のために行われることができるまで測定される。このデータの補間は、画像対内に存在する近隣タイプのモデルに基づくことができる。ブルーミングアーチファクトが局所的であるので、５５の可能な（対称性次第）２×２の前および現在の近隣構成の明度への影響をモデル化することで十分である。補間は、現在のパターンインデックスに関して逆にされ、入力ピクセル値および前のパターンインデックスに基づいて、所望の明度を提供するために要求される現在のパターンを得る。

実施例が、ここで、図３のルックアップテーブル２１０を参照して説明されるであろう。第１の実施例では、画像ｎの場所５，９におけるピクセル（画像ｎの行５、列９におけるピクセル）は、４のピクセル入力値を有する。２１の値を有する前のパターンインデックスが、パターンインデックスバッファ２４０によって供給される。４のピクセル入力値および２１の前のパターンインデックスは、図３のルックアップテーブル２１０をアドレスするために使用される。ルックアップテーブル２１０は、４のピクセル入力値および２１の前のパターンインデックスにおいて、４９の現在のパターンインデックスを含む。４９の現在のパターンインデックスは、閾値との比較のために、コンパレータ２３０（図２Ａ）に提供される。さらに、現在のパターンインデックス４９は、ピクセル場所５，９において、パターンインデックスバッファ２４０内に記憶され、次の画像のための前のパターンインデックスとしての役割を果たす。

次の画像ｎ＋１では、場所５，９におけるピクセルは、６のピクセル入力値を有する。パターンインデックスバッファ２４０は、ピクセル場所５，９において、４９の前のパターンインデックスを提供する。６のピクセル入力値および４９の前のパターンインデックスは、図３のルックアップテーブル２１０にアクセスし、８３の現在のパターンインデックスを提供するために使用される。

さらなる実施例では、次の画像ｎ＋１のための場所５，９におけるピクセルは、２のピクセル入力値を有すると仮定する。前の実施例におけるように、前のパターンインデックスは、４９の値を有する。図３のルックアップテーブル２１０は、２のピクセル入力値および４９の前のパターンインデックス値のために、１９の現在のパターンインデックス値を提供する。現在のピクセルの現在の状態を決定するために使用される現在のパターンインデックスは、現在のピクセル入力値だけではなく、前のパターンインデックス値にも依存することが観察され得る。

ディザリングマスクアレイ２２０の実施例が、図４に示される。ディザリングマスクアレイ２２０は、テーブルの上部を横断してピクセル列ｌと、テーブルの左側に沿ってピクセル行ｋとを伴うテーブルとして編成される。図４の実施例では、ディザリングマスクアレイ２２０は、１６×１６の大きさを有し、テーブル内の各場所は、現在のパターンインデックス値と比較されるべき閾値を含む。前述のように、画像内のピクセル場所ｉ，ｊは、ディザリングマスクアレイ２２０のｍｏｄ ｋ，ｌに適用され、したがって、ディザリングマスクアレイ２２０を画像のエリアにわたってタイル表示する。

ディザリングマスクアレイ２２０は、各グレースケールレベルのための固定空間パターンを生成する順序付けられたディザリングの実装である。以下に議論される空間パターンは、各異なるグレースケールレベルのために規定されることができる。オリジナルグレースケール画像のハーフトーン処理画像への変換は、そのピクセルの特定のグレーレベルのためのグレースケールパターンにおけるそのピクセルの位置をルックアップすることに基づいて、各ピクセルに黒色または白色レベルを割り当てることに相当する。したがって、ピクセル入力値は、所定の黒色および白色パターンを選択する、パターンインデックスと見なされ得、ピクセルの位置は、出力が黒色であるべきか、または白色であるべきかを決定するためのディザリングマスクアレイをインデックスするために使用される。

前述の実施例を参照すると、画像ｎのための場所５，９におけるピクセルは、４９の現在のパターンインデックス値を有する。ピクセル場所５，９を使用して、ディザリングマスクアレイ２２０をアドレスすることは（ｋ＝５およびｌ＝９）、１４の閾値を提供する。１４の閾値は、コンパレータ２３０によって、４９の現在のパターンインデックス値と比較される。現在のパターンインデックスは、閾値を上回るので、場所５，９におけるピクセルの出力値は、白色である。

２４個の黒色ピクセルを有する１６×１６ディザリングパターン５１０の実施例が、図５に示される。ディザリングパターン５１０は、２４のパターンインデックスを有し得る。

１２８個の黒色ピクセルを有する１６×１６ディザリングパターン６１０の実施例が、図６に示される。ディザリングパターン６１０は、１２８のパターンインデックスを有し得る。

１５５個の黒色ピクセルを有する１６×１６ディザリングパターン７１０の実施例が、図７に示される。ディザリングパターン７１０は、１５５のパターンインデックスを有し得る。

ディザリングパターン５１０、６１０、７１０の各々は、ピクセルの１６×１６のアレイを表し、選択されるピクセルは、黒色であり、残りのピクセルは、白色である。ディザリングパターン内の黒色ピクセルの数は、視認者の眼によって平均されると、特定のグレートーンレベルを表す。したがって、図５のディザリングパターン５１０は、図７のディザリングパターン７１０より明るいグレートーンである。各ディザリングパターン内の黒色ピクセルは、程度の差はあるが、最良結果のために、ディザリングパターンのエリアにわたって均一に分散され得る。

本開示の実施形態による、画像処理のための方法のフローチャートが、図８に示される。図８の画像処理方法は、図２に示され、前述された画像処理装置、または他の好適な処理装置によって行われ得る。

図８を参照すると、画像ｎの現在のピクセル入力値が、アクト８１０において受信される。現在のパターンインデックスＭが、アクト８１２において、現在のピクセル入力値および前のパターンインデックスに基づいてアクセスされる。前述のように、現在のパターンインデックスＭは、ルックアップテーブル２１０においてアクセスされ得る。閾値Ｔが、アクト８１４において、現在のピクセルの場所に基づいて、アクセスされる。前述のように、閾値Ｔは、現在のピクセル場所に基づいて、ディザリングマスクアレイ２２０においてアクセスされ得る。

現在のパターンインデックスＭは、アクト８１６において、閾値Ｔと比較される。比較は、図２に示され、前述されたコンパレータ２３０によって行われ得る。現在のピクセル出力値は、アクト８１８において、アクト８１６の比較の結果に基づいて決定される。例えば、現在のパターンインデックスＭが、閾値Ｔを上回る場合、現在のピクセル出力値は、白色であり、そうでなければ、現在のピクセル出力値は、黒色である。アクト８２０では、画像ｎの現在のパターンインデックスが、画像ｎ＋１の前のパターンインデックスとして記憶される。前のパターンインデックスは、図２に示され、前述されたパターンインデックスバッファ２４０内に記憶され得る。

アクト８３０では、現在のピクセルが画像ｎ内の最後のピクセルであるかどうの決定が行われる。現在のピクセルが、アクト８３０において、画像ｎ内の最後のピクセルではないと決定される場合、プロセスは、アクト８３２に進み、画像ｎの次のピクセルにインクリメントする。プロセスは、次いで、画像ｎの別のピクセル値を受信するために、アクト８１０に戻る。現在のピクセルが、アクト８３０において、画像ｎ内の最後のピクセルであると決定される場合、プロセスは、アクト８３４に進み、次の画像ｎ＋１にインクリメントする。プロセスは、次いで、アクト８１０に戻り、次の画像ｎ＋１のピクセル入力値を受信する。

図２Ａのディザリング装置２００および図２Ｂのディザリング装置２０５ならびに図８の画像処理のための方法は、一度に１つのピクセルを処理する観点から説明されている。いくつかの実装では、いくつかのピクセルが、並行して処理され得る。例えば、ディスプレイデバイスの行内の複数のピクセルが、並行して処理され得る。

前述の画像処理方法および装置は、各ピクセルに対して黒色または白色出力値を生成する。本明細書に説明される画像処理方法および装置は、各ピクセルのために複数のグレートーンレベルを生成することが可能なディスプレイデバイスの場合にも適用されることもできる。入力が一定画像である場合、固定出力パターンがハーフトーン処理プロセスによって生成されることも、マルチレベルディザリングプロセスに当てはまる。現在および次のパターンにおける近隣間に固定関係が存在するので、ブルーミングの平均的影響も同様に、予測されることができる。

一実装では、ディザリングマスクアレイが、Ｎ−レベルディスプレイデバイスの隣接する出力レベル間でディザリングするために使用される。例えば、ディスプレイデバイスが、ピクセル値［１、１００、２００、２５６］を受信し得ると仮定する。現在のパターンインデックスＭが、１００〜２００の範囲内にある場合、現在のパターンインデックスは、スケーリングされ、閾値と比較され、出力レベル２００または出力レベル１００を選定する。

前述の実施形態は、多数の方法のうちのいずれかにおいて実装されることができる。プロセスまたは方法の実施に関わる本開示の１つ以上の側面および実施形態は、デバイス（例えば、コンピュータ、プロセッサ、または他のデバイス）によって実行可能なプログラム命令を利用して、プロセスもしくは方法を行うか、またはその実施を制御し得る。種々の概念および特徴は、１つ以上のコンピュータまたは他のプロセッサ上で実行されると、前述の種々の実施形態のうちの１つ以上のものを実装する方法を行う１つ以上のプログラムでエンコードされたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体または複数のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体（例えば、コンピュータメモリ、１つ以上のコンパクトディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク、光ディスク、磁気テープ、フラッシュメモリ、フィールドプログラマブルゲートアレイもしくは他の半導体デバイス内の回路構成、または他の有形コンピュータ記憶媒体）として具現化され得る。コンピュータ読み取り可能な媒体または媒体は、トランスポート可能であることができ、非一過性媒体であり得る。

実施形態がソフトウェア内で実装されると、ソフトウェアコードが、任意の好適なプロセッサまたはプロセッサの集合上で実行されることができる。コンピュータは、非限定的実施例として、ラック搭載コンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、またはタブレットコンピュータ等のいくつかの形態のうちのいずれかにおいて具現化され得る。加えて、コンピュータは、概して、コンピュータとして見なされないが、携帯情報端末、スマートフォン、または任意の他の好適なポータブルもしくは固定電子デバイスを含む、好適な処理能力を伴う、デバイス内に内蔵され得る。

上に述べたように、本開示の少なくとも１つの例証的実施形態が説明されたが、種々の改変、修正、および改良が、当業者に容易に想起されるであろう。そのような改変、修正、および改良は、本開示の一部であるものとして意図され、本開示の精神および範囲内であることが意図される。故に、前述の説明は、一例にすぎず、限定として意図されない。本発明の種々の側面は、以下の請求項およびその均等物において定義されるようにのみ限定される。

Claims (1)

1. 本明細書に記載の発明。