JP3550347B2

JP3550347B2 - 表示方法

Info

Publication number: JP3550347B2
Application number: JP2000220041A
Authority: JP
Inventors: 忠則手塚; 裕之吉田; 文平田路
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-07-21
Filing date: 2000-07-21
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2020-07-21
Also published as: JP2002040980A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＲＧＢ３原色の発光素子を並設した表示デバイスの表示方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、種々の表示デバイスを用いた表示装置が使用されている。このような表示装置のうち、例えば、カラーＬＣＤ、カラープラズマディスプレイなど、ＲＧＢ３原色をそれぞれ発光する３つの発光素子を一定の順序で並べて、１画素とし、この画素を第１の方向に並設して１ラインを構成し、このラインを第１の方向に直交する第２の方向に複数設けて、表示画面を構成するものがある。
【０００３】
さて例えば、携帯電話、モバイルコンピュータなどに搭載される、表示デバイスのように、表示画面が比較的狭く、細かな表示が行いにくい表示デバイスも多い。このような表示デバイスで、小さな文字や、写真、または複雑な絵等を表示しようとすると、画像の一部がつぶれて不鮮明になりやすい。
【０００４】
狭い画面における、表示の鮮明度を向上するため、インターネット上で、１画素がＲＧＢ３つの発光素子からなる点を利用した、サブピクセル表示に関する文献（題名：「ＳｕｂＰｉｘｅｌＦｏｎｔＲｅｎｄｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」）が公開されている。本発明者らは、２０００年６月１９日に、この文献を、サイト（ｈｔｔｐ：／／ｇｒｃ．ｃｏｍ）またはその配下からダウンロードして確認した。
【０００５】
次に、この技術を、図８〜図１２を参照しながら、説明する。以下、表示する画像の例として、「Ａ」という英文字を取り上げる。
【０００６】
さて、図８は、このように３つの発光素子から１画素を構成する場合の、１ラインを模式的に表示したものである。図８における横方向（ＲＧＢ３原色の発光素子が並んでいる方向）を第１の方向といい、これに直交する縦方向を第２の方向という。
【０００７】
なお、発光素子の並び方自体は、ＲＧＢの順でない、他の並び方も考えられるが、並び方を変更しても、この従来技術及び本発明は、同様に適用できる。
【０００８】
そして、この１画素（３つの発光素子）を第１の方向に一列に並べて、１ラインが構成される。さらに、このラインを第２の方向に並べて、表示画面が構成される。
【０００９】
さて、このサブピクセル技術では、元画像は、例えば、図９に示すような画像である。この例では、縦横７画素ずつの領域に、「Ａ」という文字を表示している。これに対して、サブピクセル表示を行うために、ＲＧＢそれぞれの発光素子を、１画素と見なした場合に、横方向に２１（＝７×３）画素、縦方向に７画素とった領域について、図１０に示すように、横方向に３倍の解像度を持つフォントを用意する。
【００１０】
そして、図１１に示すように、図１１の各画素（図１０ではなく図９の画素）について、色を定める。ただ、このまま表示すると、色むらが発生するため、図１２（ａ）に示すような、係数による、フィルタリング処理を施す。図１２（ａ）では、輝度に対する係数を示しており、中心の注目サブピクセルでは、３／９倍、その隣のサブピクセルでは、２／９倍、さらにその隣のサブピクセルでは、１／９倍、というような係数を乗じて、各サブピクセルの輝度を調整する。
【００１１】
また、狭い表示領域における、画像の視認性を向上させるため、アンチエイリアシング処理が行われている。しかしながら、アンチエイリアシング処理は、画像を全体的にぼやけさせて、ギザギザ感を緩和するだけのものであり、ぼやけの分だけ画質が低下する。
【００１２】
この点、上記サブピクセル技術を用いた方が、視認性が良くなる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、サブピクセル技術を用いた表示結果より、さらに良好な視認性を求める要請がある。
【００１４】
そこで本発明は、ぼやけが少なく、かつ、画像をなめらかに表示できる表示方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、今回表示すべきラスタ画像を、ＲＧＢ発光素子が並ぶ第１の方向に３倍拡大したサブピクセルからなる３倍画像データを得るステップと、３倍画像データを、第１の方向についてフィルタリング処理するステップと、フィルタリング処理後の３倍画像データを、第２の方向についてのみアンチエイリアシング処理するステップと、アンチエイリアシング処理後の３倍画像データのサブピクセルを、１画素を構成する３つの発光素子に割り当てて、表示デバイスに表示を行わせるステップとを含む。
【００１６】
この構成により、ぼやけが少なく、かつ、なめらかな表示結果が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の表示方法では、今回表示すべきラスタ画像を、ＲＧＢ発光素子が並ぶ第１の方向に３倍拡大したサブピクセルからなる３倍画像データを得るステップと、３倍画像データを、第１の方向についてフィルタリング処理するステップと、フィルタリング処理後の３倍画像データを、第２の方向についてのみアンチエイリアシング処理するステップと、アンチエイリアシング処理後の３倍画像データのサブピクセルを、１画素を構成する３つの発光素子に割り当てて、表示デバイスに表示を行わせるステップとを含む。
【００１８】
この構成により、ぼやけを少なくし、かつ、ギザギザ感を低減して、良好な視認性を得ることができる。
【００１９】
請求項２記載の表示方法では、フィルタリング処理は、ＲＧＢ３原色の輝度貢献度に合わせて重み付けした係数に基づく。
【００２０】
この構成により、ＲＧＢ３原色の輝度貢献度を反映させた、サブピクセル表示を行え、従来技術に比べ、色むらを一層低減して、サブピクセル表示の品位を向上できる。
【００２１】
請求項４記載の表示方法では、フィルタリング処理が一段である。
【００２２】
この構成により、ＲＧＢ３原色の輝度貢献度を反映しているから、一段のフィルタリング処理でも十分色むらを抑制できるし、しかも、簡易な処理により、処理速度を向上できる。
【００２３】
請求項５記載の表示方法では、フィルタリング処理が二段である。
【００２４】
この構成により、ＲＧＢ３原色の輝度貢献度が二段にわたって反映され、緻密なフィルタリング処理を行えるため、一層色むらを抑制して、表示品位を向上できる。
【００２５】
請求項３記載の表示方法では、係数の少なくとも一部は、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３：６：１となるように設定されている。
【００２６】
この構成により、実態に合わせた輝度調整を行える。
【００２７】
請求項６記載の表示方法では、フィルタリング処理は、注目サブピクセルを中心として、計３つのサブピクセルに対して行われる。
【００２８】
この構成により、ＲＧＢ３原色の輝度貢献度を反映しているから、計３つのサブピクセルに対するフィルタリング処理でも十分色むらを抑制できるし、しかも、簡易な処理により、処理速度を向上できる。
【００２９】
請求項７記載の表示方法では、フィルタリング処理は、注目サブピクセルを中心として、計５つのサブピクセルに対して行われる。
【００３０】
この構成により、ＲＧＢ３原色の輝度貢献度が広い範囲にわたって反映され、緻密なフィルタリング処理を行えるため、一層色むらを抑制して、表示品位を向上できる。
【００３１】
以下図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施の形態における表示装置のブロック図である。
【００３２】
図１において、表示情報入力手段１は、表示情報を入力する。また、表示制御手段２は、図１の各要素を制御して、サブピクセル表示のために、表示画像記憶手段７（ＶＲＡＭなど）が記憶する表示画像に基づいて、表示デバイス３に表示を行わせる。
【００３３】
表示デバイス３は、ＲＧＢ３原色をそれぞれ発光する３つの発光素子を一定順序で並設して１画素を構成し、この画素を第１の方向に並設して１ラインを構成し、このラインを第１の方向に直交する第２の方向に複数設けて、表示画面を構成してなる。具体的には、カラーＬＣＤ、カラープラズマディスプレイなどと、これらの各発光素子をドライブするドライバからなる。
【００３４】
３倍画像データ記憶手段４は、表示情報入力手段１から入力されうる表示情報に対応する３倍画像（ＲＧＢ３つの発光素子に対応するサブピクセル画像）を記憶する。
【００３５】
フィルタリング処理手段５は、３倍画像データ記憶手段４が記憶する３倍画像に対し、第１の方向について、フィルタリング処理を行い、この処理結果に得られた画像を３倍画像データ記憶手段４に格納する。ここで、本形態では、フィルタリング処理手段５は、ＲＧＢ各発光素子の輝度貢献度を反映した係数で、フィルタリング処理を行う。
【００３６】
アンチエイリアシング処理手段６は、フィルタリング処理手段５の処理後、３倍画像データ記憶手段４が記憶する３倍画像に対し、第１の方向に直交する第２の方向についてのみアンチエイリアシング処理を行い、この処理結果に得られた画像を表示画像記憶手段７に格納する。なお、アンチエイリアシング処理手段６は、第１の方向についてはアンチエイリアシング処理を行わない。
【００３７】
次に、図３〜図６を参照しながら、本形態におけるフィルタリング処理で用いられる係数について説明する。
【００３８】
まず、一段のみの係数は、図３に示すようになる。ここで、ＲＧＢの３つの発光素子（サブピクセル）から構成される１画素において、輝度貢献度は、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３：６：１である。
【００３９】
そこで、図３（ａ）に示すように、注目サブピクセルがＲであるとき、その左はＢ、その右はＧであるから、左（一つ前、ｎ−１）のＢサブピクセルに１／１０，注目サブピクセルのＲサブピクセルに３／１０，右（一つ先、ｎ＋１）のＧサブピクセルに６／１０，というようにエネルギー分配する。
【００４０】
したがって、各値Ｖに添え字を付して表現すると、輝度貢献度反映後の値Ｖ（ｎ）＝（１／１０）×Ｖｎ−１＋（３／１０）×Ｖｎ＋（６／１０）×Ｖｎ＋１となる。
【００４１】
同様に、注目サブピクセルがＧであるときは、図３（ｂ）のようになり、注目サブピクセルがＢであるとき、図３（ｃ）のようになる。
【００４２】
ここで、図３を見れば明らかなように、一段のみの係数を用いると、この係数は、注目サブピクセルを中心として計３つのサブピクセルに対して適用される。
【００４３】
次に、二段の係数について、図４を参照しながら説明する。図４の例では、一段目については、図３と全く同じである。そして、注目サブピクセルがＲであるとき、図４（ａ）に示すように、枝分かれしたＢサブピクセルに着目すると、その下段は、ＧＢＲの順となるので、それぞれ左から順に、６／１０，１／１０，３／１０となるように、エネルギーを分配する。
【００４４】
同様に、枝分かれしたＲサブピクセルについては、ＢＲＧの順となるので、それぞれ左から順に、１／１０，３／１０，６／１０となるように、エネルギーを分配する。また、枝分かれしたＧサブピクセルについては、ＲＧＢの順となるので、それぞれ左から順に、３／１０，６／１０，１／１０となるように、エネルギーを分配する。
【００４５】
その結果、図４（ａ）に示す階層が形成される。さて、図４（ａ）の中心のＲサブピクセル（注目サブピクセル、ｎ）に着目すると、この注目サブピクセルに至るには、上段のＢ、Ｒ、Ｇサブピクセルを経由する３つの経路がある。したがって、注目サブピクセルの値Ｖｎについての係数は、（１／１０）×（３／１０）＋（３／１０）×（３／１０）＋（６／１０）×（３／１０）＝３０／１００となる。
【００４６】
最下段の他のサブピクセルについても、同様に係数を求めると、輝度貢献度反映後の値Ｖ（ｎ）＝（６／１００）×Ｖｎ−２＋（４／１００）×Ｖｎ−１＋（３０／１００）×Ｖｎ＋（５４／１００）×Ｖｎ＋１＋（６／１００）×Ｖｎ＋２となる。
【００４７】
同様に、注目サブピクセルがＧであるときは、図４（ｂ）のようになり、注目サブピクセルがＢであるとき、図４（ｃ）のようになる。
【００４８】
ここで、図４を見れば明らかなように、二段の係数を用いると、この係数は、注目サブピクセルを中心として計５つのサブピクセルに対して適用される。
【００４９】
また、以上の変形例として、図５（二段目を均等（１／３）分配）、図６（一段目を均等（１／３）分配）をあげることができる。このように、一部を均等分配しても、他の段が輝度貢献度を反映した係数であれば、実用上十分な場合が多い。さらに、三段以上に拡張しても、本発明に包含される。
【００５０】
以上の説明をふまえて、次に、図２を参照しながら、本形態における表示方法の流れを説明する。まず、ステップ１において、表示情報入力手段１に表示情報が入力される。
【００５１】
すると、３倍画像データ記憶手段４から、入力した表示情報に対応する３倍画像（サブピクセル画像）が取り出される（ステップ２）。この画像は、典型的には、ラスタフォントデータである。
【００５２】
次に、ステップ３にて、表示制御手段２は、取得した３倍画像における、注目サブピクセルを左上の初期位置に初期化し、ステップ４にて、フィルタリング処理手段５が、この注目サブピクセルについて、輝度貢献度を反映した係数で、第１の方向について、フィルタリング処理を行う。ここで、この係数は、図３から図６のいずれの係数を用いても良い。
【００５３】
フィルタリング処理が済んだら、フィルタリング処理手段５は、処理後の画像データを表示制御手段２へ返す。表示制御手段２は、受け取ったデータを３倍画像データ記憶手段４へ格納する。
【００５４】
表示制御手段２は、ステップ４からステップ６までの処理を、注目サブピクセルを更新しながら（ステップ８）、全注目サブピクセルについての処理が完了するまで、繰り返し行う（ステップ７）。
【００５５】
この繰り返し処理が終了すると、ステップ５にて、アンチエイリアシング処理手段６が、フィルタリング処理後の３倍画像データを、第２の方向について、アンチエイリアシング処理し、処理後の画像データを、表示画像記憶手段７へ格納する。
【００５６】
そして、表示制御手段２は、表示画像記憶手段７に格納された表示画像に基づき、表示デバイス３の、１画素を構成する３つの発光素子に、この３倍パターンを割り当てて（サブピクセル表示で）、表示デバイス３に表示を行わせる（ステップ９）。
【００５７】
そして、表示制御手段２は、表示終了でなければ（ステップ１０）、ステップ１へ処理を戻す。
【００５８】
つぎに、従来の技術の項で述べた「Ａ」という文字を処理した表示例について、図７を用いて説明する。この例では、縦方向が１２画素で、横方向が１２画素（サブピクセル精度では３６サブピクセル）である。つまり、本明細書にいう第１の方向は横方向であり、第２の方向は縦方向である。本来は、多値カラー画像なのであるが、図面の制約上、白黒２値に減色する必要があるため、原多値カラー画像の明るさを上げ、かつ、誤差拡散法による擬似的な階調表示となっている点を、予め了解されたい。なお、図７ではなく、原多値カラー画像で比較すると、本発明の表示例は、従来の表示例よりも、明確に視認性が向上していることを付言する。
【００５９】
さて、図７（ｂ）に示す画像は、従来の技術の項で述べたサブピクセル技術による処理結果である。図７（ｂ）の画像と、図７（ａ）の画像（第１，第２の方向の両方について、単純にアンチエイリアシング処理のみを施したもの）とを比べると、図７（ｂ）の方が、斜めの辺のギザギザ感が緩和されていることが理解されよう。また、図７（ａ）の例では、「Ａ」の文字の横辺がぼやけてしまっているから、見ようによっては、「Ａ」なのか「Λ」なのか迷う場合も考えられる。
【００６０】
したがって、図７（ｂ）は、図７（ａ）に比べて、ある程度視認性が向上していると評価できよう。
【００６１】
しかしながら、図７（ｂ）を注視すると、「Ａ」の文字の頂上付近が、必要以上に上に延びており、また、「Ａ」の文字の横辺がベタ表示で異常に太くなっている。
【００６２】
この点、本発明による図７（ｃ）（第１の方向についてのフィルタリング処理後に、第２の方向にのみアンチエイリアシング処理したもの。なお、第１の方向のアンチエイリアシング処理は意図的に行わない。）では、「Ａ」の頂部が延びすぎたり、「Ａ」の横辺が太すぎるようなことはない。つまり、図７（ｃ）では、「Ａ」文字に対する忠実度が向上しており、いいかえれば、視認性が図７（ａ）及び図７（ｂ）に比べて、向上しているのである。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、狭い表示領域においても、ぼやけを少なくし、かつギザギザ感が低減して、通常のサブピクセル表示よりも、優れた視認性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における表示装置のブロック図
【図２】本発明の一実施の形態における表示装置のフローチャート
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態における係数の説明図
（ｂ）本発明の一実施の形態における係数の説明図
（ｃ）本発明の一実施の形態における係数の説明図
【図４】（ａ）本発明の一実施の形態における係数の説明図
（ｂ）本発明の一実施の形態における係数の説明図
（ｃ）本発明の一実施の形態における係数の説明図
【図５】（ａ）本発明の一実施の形態における係数の説明図
（ｂ）本発明の一実施の形態における係数の説明図
（ｃ）本発明の一実施の形態における係数の説明図
【図６】（ａ）本発明の一実施の形態における係数の説明図
（ｂ）本発明の一実施の形態における係数の説明図
（ｃ）本発明の一実施の形態における係数の説明図
【図７】（ａ）従来の表示例図
（ｂ）従来の表示例図
（ｃ）本発明の一実施の形態における表示例図
【図８】従来の１ライン模式図
【図９】従来の元画像の例示図
【図１０】従来の３倍画像の例示図
【図１１】従来の色決定プロセスの説明図
【図１２】（ａ）従来のフィルタリング処理係数の説明図
（ｂ）従来のフィルタリング処理結果の例示図
【符号の説明】
２表示制御手段
３表示デバイス
４表示画像記憶手段
５フィルタリング処理手段
６アンチエイリアシング処理手段
７３倍画像データ記憶手段

Claims

ＲＧＢ３原色をそれぞれ発光する３つの発光素子を一定順序で並設して１画素を構成し、この画素を第１の方向に並設して１ラインを構成し、このラインを前記第１の方向に直交する第２の方向に複数設けて、表示画面を構成する表示デバイスに表示を行わせるにあたり、
今回表示すべきラスタ画像を、前記第１の方向に３倍拡大したサブピクセルからなる３倍画像データを得るステップと、
前記３倍画像データを、前記第１の方向についてフィルタリング処理するステップと、
フィルタリング処理後の３倍画像データを、前記第２の方向についてのみアンチエイリアシング処理するステップと、
アンチエイリアシング処理後の３倍画像データのサブピクセルを、１画素を構成する３つの発光素子に割り当てて、前記表示デバイスに表示を行わせるステップとを含むことを特徴とする表示方法。
前記フィルタリング処理は、ＲＧＢ３原色の輝度貢献度に合わせて重み付けした係数に基づくものであることを特徴とする請求項１記載の表示方法。
前記係数の少なくとも一部は、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３：６：１となるように設定されていることを特徴とする請求項２記載の表示方法。
前記フィルタリング処理が一段であることを特徴とする請求項１から３記載の表示方法。
前記フィルタリング処理が二段であることを特徴とする請求項１から３記載の表示方法。
前記フィルタリング処理は、注目サブピクセルを中心として、計３つのサブピクセルに対して行われることを特徴とする請求項１から４記載の表示方法。
前記フィルタリング処理は、注目サブピクセルを中心として、計５つのサブピクセルに対して行われることを特徴とする請求項１から３または５記載の表示方法。