JP5191632B2

JP5191632B2 - 画像表示装置および画像表示方法

Info

Publication number: JP5191632B2
Application number: JP2005343376A
Authority: JP
Inventors: 勝福島; 正臣佐竹
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2005-11-29
Filing date: 2005-11-29
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2025-11-29
Also published as: JP2007148065A

Description

本発明は、画像データに基づいて画像を表示する画像表示装置および画像表示方法に関する。

近年、携帯電話装置等に用いられる画像表示装置として、有機ＥＬディスプレイが注目されている。有機ＥＬディスプレイは、自発光素子を備えたディスプレイであり、高輝度、広視野角、超薄型、および省電力といった特徴を有している。発光源となる有機ＥＬ素子には、緑色、青色、赤色等の単色を発光するものがあり、これらを組み合わせることで、マルチカラーディスプレイを構成することができる。また、自発光型のディスプレイであるため、バックライトを必要とせず、これによって薄型のディスプレイを構成することができると共に、電力の消費を抑えることができる。

携帯電話装置等の小型の電子機器は駆動電力供給用のバッテリーを備えており、長時間の使用を可能とするために、より消費電力を低減することが求められている。有機ＥＬ素子には、色によって発光効率が異なるという特徴があり、そのため、色によって消費電力が異なっている。有機ＥＬ素子の色毎の発光効率は、高い方から順に例えばＧ（緑）、Ｂ（青）、Ｒ（赤）となっている。携帯電話装置等でアプリケーションをダウンロードして使用する場合、アプリケーションで使用される画面が、発光効率の低い色を多く含むことがあり、電力の消費が激しいこともある。

特許文献１には、発光効率の悪い順に有機ＥＬ素子を色単位で段階的に非灯にしていくことによって、消費電力を抑えることを実現した技術が記載されている。しかし、１色分の有機ＥＬ素子を非灯にするたびに表示色の数が減るため、色の表現性がなくなるという問題がある。また、単に各画素の有機ＥＬ素子を１色ずつ非灯にしたのでは、明るさや色の階調が変わってしまうという問題もある。さらに、この技術では、ディスプレイの走査線方向に所定本おきに間引いて非灯とするので、例えば小さな文字や小さなアイコン等を表示する場合、文字やアイコンの線が途切れて、それらを識別できなくなる可能性がある。
特開２００４−１９８８０９号公報

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、消費電力を低減することができる画像表示装置および画像表示方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、以下の手段を採用した。

本発明に係る画像表示装置は、表示手段と、前記表示手段の発光素子の発光効率の低い色が少なくなるように、輝度を保持したまま画像データの色要素を変換する色変換手段と、を備え、前記色変換手段は、前記画像データ全体の輝度を求め、該画像データ全体の輝度を保持したまま、発光効率の低い色が少なくなるように各画素の画素値を調整することを特徴とする。

本発明に係る画像表示装置は、画像データに基づいた画像を表示する表示手段と、前記表示手段の発光素子の発光効率の低い色が少なくなるように、かつ発光効率の低い色の輝度が小さくなるように前記画像データの色要素を変換する色変換手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る画像表示方法は、画像データに基づいた画像を一旦表示し、表示手段の発光素子の発光効率の低い色が少なくなるように、かつ発光効率の低い色の輝度が小さくなるように前記画像データの色要素を変換し、変換後の前記画像データに基づいた画像を再度表示することを特徴とする。

本発明によれば、発光効率の低い色が少なくなるように各画素の色要素が変換されるので、消費電力を低減することができるという効果が得られる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の画像表示装置を適用した携帯電話装置の構成を示している。本実施形態では、携帯電話装置を例としているが、自発光素子を備えたＰＤＡ（Personal Digital Assistance）端末等に本発明を適用してもよい。図１において、アンテナ１および送受信部２は無線通信を行うための構成である。アンテナ１は基地局と電波の送受信を行い、送受信部２は、アンテナ１によって受信された電波に基づいた受信信号の復調処理や、アンテナ１によって電波に変換されて送信される送信信号の変調処理等を行う。

ディスプレイ部３は有機ＥＬ素子を備えており、制御部４からの指示に従って、画像データに基づいた画像を表示する。制御部４は携帯電話装置全体の制御を行う。タイマ部５は、キー操作が行われていない時間を計測するためのタイマを設定する。画像判定部６は、ディスプレイ部３によって表示される画像が、過去に色要素変換の行われた画像と同一であるか否かを判定すると共に、画像の表示種別を判定する機能を有している。表示種別とは、表示画像の種類のことであり、例えば自然画、非自然画等が該当する。

図２は、ディスプレイ部３が表示する画像の一例である。画像判定部６が判定の対象とする画像は、時計２０１、電池残量アイコン２０２、メニューアイコン２０３等を単位とした画像であってもよいし、表示画像全体のうち、特定のアプリケーションが使用している画像であってもよいし、表示画像全体であってもよい。

キー操作検出部７はユーザのキー操作を検出する。ユーザが図示せぬキーを操作した場合、キーから出力される操作信号に基づいてキー操作検出部７はキー操作を検出し、キー操作が行われたことを制御部４や、輝度値演算部８、色演算部９に通知する。

輝度値演算部８および色演算部９は、消費電力を低減することを目的として、画像データの色要素を変換するための構成である。本実施形態では色要素の変換方法として複数の方法を説明する。詳細は後述するが、色演算部９は画像データの色空間を、色調を表現する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）からなるＲＧＢ系から、色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）、明度（Ｖ）からなるＨＳＶ系に変換し、各画素の色相の情報に基づいて、発光効率の低い色（例えば赤）を減らし、発光効率の高い色（例えば緑）を増やすための色相変換値を算出する機能を有する。

輝度値演算部８は、この色相変換値に基づいて各画素のＲＧＢの輝度値を算出する機能を有する。また、輝度値演算部８は、色要素の他の変換方法を実現するため、画像データの色空間をＲＧＢ系から、輝度（Ｙ）と２つの色差（Ｕ（Ｃｒ），Ｖ（Ｃｂ））からなるＹＵＶ系に変換し、発光効率の高い色のみで画像データが構成されるように、Ｙの値に基づいてＲ，Ｇ，Ｂの輝度値を算出する機能も有している。

記憶部１０は、過去に画像表示に使用された画像データの識別情報と、その画像データの色要素の変換処理を行った際の処理結果とが関連付けられた変換結果テーブルを記憶する。画像判定部６は、過去に色要素の変換処理が行われた画像データと同一の画像データがディスプレイ部３で使用されているか否かの判定を、この変換結果テーブルを用いて行う機能を有している。画像判定部６によって、過去に色要素の変換処理が行われた画像データと同一の画像データが使用されていると判定された場合に、輝度値演算部８は、変換結果テーブルを用いて各画素の輝度値を算出する。また、画像判定部６は、ディスプレイ部３によって使用されている画像の種類を判定する機能も有している。

次に、色要素を変換する処理の具体的な手順を説明する。まず、図３〜図５を参照し、第１の色要素変換処理例を説明する。制御部４はタイマ部５にタイマの設定指示を通知し（ステップＳ１０１）、この通知に基づいて、タイマ部５はタイマを設定し、計時を開始する（ステップＳ１０２）。続いて、キー操作検出部７は、ユーザによってキー操作が行われたか否かを検出し、検出結果を制御部４に通知する（ステップＳ１０３）。キー操作が行われた場合には、ステップＳ１０１に戻る。

また、キー操作が行われていない場合、タイマ部５は、タイマが満了したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。タイマが動作を継続している場合には、ステップＳ１０３に戻ってキー操作の検出が行われる。また、タイマが満了した場合には、タイマ部５は画像判定部６にタイマ満了を通知する（ステップＳ１０５）。この通知に基づいて、画像判定部６は記憶部１０から変換結果テーブルを読み出し、過去に色要素の変換処理が行われた画像データと同一の画像データがディスプレイ部３で現在使用されているか否か（ディスプレイ部３で使用されている画像データが、過去に色要素の変換処理の行われたことのない新しい画像データであるか否か）を、変換結果テーブルの内容に基づいて判定する（ステップＳ１０６）。

過去に色要素の変換処理が行われていない新しい画像データがディスプレイ部３で使用されている場合には、画像判定部６は、画像データが自然画の画像データであるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。自然画とは、カメラで撮像された静止画や動画のことであり、自然画であるか否かの判定は、例えば画像データのファイルの種類（ファイルの拡張子）に基づいて行われる。画像データが自然画の画像データであった場合には、ステップＳ１０１へ戻る。また、画像データが自然画の画像データでなかった場合には、画像判定部６は色演算部９に色相変換値の算出指示を通知する（ステップＳ１０８）。

この通知に基づいて、色演算部９は、現在ディスプレイ部３によって画像表示に使用されている画像データ（例えば画面全体）を取得し（ステップＳ１０９）、以下の処理を行う。まず、色演算部９は画像データの色空間をＲＧＢ系からＨＳＶ系に変換し（ステップＳ１１０）、各画素の色相（Ｈ）のヒストグラムを作成する（ステップＳ１１１）。色相はスペクトル上での色の位置を表しており、０度〜３６０度（赤が０度、緑が１２０度、青が２４０度）の角度で表され、３６０度の次は０度に戻る。ヒストグラムは画像データ内の各色相の値の出現数を表している。色演算部９はヒストグラムから、最も強い（最も出現数の多い）色要素の色相を特定する（ステップＳ１１２）。

色演算部９は、画像データ内に最も多く含まれる色相が、発光効率の高い色に対応した色相となるように画像データの各画素の色相を変換するための色相変換値を算出する（ステップＳ１１３）。例えば、後述する図５に示されるように、最も多く含まれる色相が３６度であり、発光効率の高い色が緑であった場合、色相を３６度から１５６度に変換するための色相変換値は＋１２０度である。続いて、色演算部９は、算出した色相変換値を画像データの識別情報と関連付けて、記憶部１０の変換結果テーブルに記録する（ステップＳ１１４）。

一方、ステップＳ１０６において、ディスプレイ部３で使用されている画像データが、過去に色要素の変換処理の行われた画像データであると判定された場合、画像判定部６は過去の色相変換値の読み出し指示を色演算部９に通知する（ステップＳ１１５）。この通知に基づいて、色演算部９は記憶部１０の該当画像データの変換結果テーブルから色相変換値を読み出す（ステップＳ１１６）。

ステップＳ１１４およびステップＳ１１６に続いて、色演算部９は色相変換値を輝度値演算部８に通知すると共に、ＨＳＶ系に変換した画像データを輝度値演算部８へ出力する（ステップＳ１１７）。輝度値演算部８は、まず色相変換値を用いて各画素の色相を変換し、続いて画像データの色空間をＨＳＶ系からＲＧＢ系に変換する（ステップＳ１１８）。輝度値演算部８は、変換後の画像データをディスプレイ部３へ出力し、ディスプレイ部３に表示更新指示を通知する（ステップＳ１１９）。この通知に基づいて、ディスプレイ部３は表示画像を更新する（ステップＳ１２０）。

続いて、キー操作検出部７は、ユーザによってキー操作が行われたか否かを検出し、検出結果を制御部４に通知する（ステップＳ１２１）。キー操作が行われていない場合には、再度ステップＳ１２１の処理が行われる。また、キー操作が行われた場合、キー操作検出部７は、画像を色要素変換処理前の画像に戻す指示を輝度値演算部８に通知する（ステップＳ１２２）。この通知に基づいて、輝度値演算部８は、色要素変換処理を行った画像データを元に戻してディスプレイ部３へ出力し、ディスプレイ部３に表示更新指示を通知する（ステップＳ１２３）。この通知に基づいて、ディスプレイ部３は表示画像を更新する（ステップＳ１２４）。続いて、ステップＳ１０１に戻り、上記の処理が繰り返される。

図５は色要素変換処理の前後の画像例を示している。変換前の画像データから求まる色相変換値はこの例では１２０度となる。変換前の画像中で最も広い画像パターン５０１では、他の画像パターン５０２や５０３と比べてＲの値が最大であったが、変換後の画像の画像パターン５０１では、Ｇの値が最大となっている。上述した処理によって、各画素の色相は変更されるが、各画素および画面全体（画像データ全体）の輝度が保持されたまま、発光効率の低い色が少なくなるように各画素の色要素が変換されるので、消費電力を低減することができる。また、色の表現性を失わずに、変換前の画像と同様に明るさの強弱を認識することができる。

次に、図６〜図８を参照し、第２の色要素変換処理例を説明する。図６のステップＳ２０１〜Ｓ２０５は、図３のステップＳ１０１〜Ｓ１０５と同様であるので説明を省略する。ステップＳ２０５の後、画像判定部６は、画像データが自然画の画像データであるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。画像データが自然画の画像データであった場合には、ステップＳ２０１へ戻る。また、画像データが自然画の画像データでなかった場合には、画像判定部６は輝度値演算部８に色変換処理の指示を通知する（ステップＳ２０７）。この通知に基づいて、輝度値演算部８は、現在ディスプレイ部３によって画像表示に使用されている画像データを取得し（ステップＳ２０８）、以下の処理を行う。

まず、輝度値演算部８は画像データの色空間をＲＧＢ系からＹＵＶ系に変換する（ステップＳ２０９）。変換の際には、公知の次式を用いる。
Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ・・・（１）
続いて、輝度値演算部８は（１）式を用いて、各画素について、算出した輝度（Ｙ）と同一の輝度を、発光効率の高い色で達成できるようなＲ，Ｇ，Ｂの値を算出する（ステップＳ２１０）。例えば、（１）式においてＲとＢを０とし、Ｙ＝０．２９９Ｒから、元の輝度と同一の輝度となるＧの値を算出する。

輝度値演算部８は、変換後の画像データをディスプレイ部３へ出力し、ディスプレイ部３に表示更新指示を通知する（ステップＳ２１１）。この通知に基づいて、ディスプレイ部３は表示画像を更新する（ステップＳ２１２）。以後のステップＳ２１３〜Ｓ２１６は図４のステップＳ１２１〜Ｓ１２４と同様であるので説明を省略する。

図８は色要素変換処理の前後の画像例を示している。図８（ａ）に示されるように、各画素および画面全体（画像データ全体）の輝度が保持されたまま、発光効率の最も高いＧ以外のＲ，Ｂの値は０となるので、消費電力を低減することができる。

なお、変換後の画像の画像パターン８０１および８０３ではＧの値が、２５６段階で階調を表現する場合の最大値である２５５を超えている。表示装置の階調表現能力がこれに対応していない場合には、階調が変わってしまうので、Ｒ，Ｇ，Ｂの各値が最大値を越えないようにするための正規化を行ってもよい。輝度値演算部８は、各画素のＧの値を算出した際にその最大値を調べる。最大値が２５５を超えていた場合、輝度値演算部８は、この最大値を２５５に変換すると共に、変換前後の値の比に基づいて、他のＧの値を変換する。

図８（ｂ）は、前述した色要素変換処理に加えて上記の正規化も行った場合の画像例を示している。図８（ａ）では、色要素変換後の画像の画像パターン８０３のＧの値が最大（２９３）となっている。輝度値演算部８はこの値を２５５に変換する。変換前後の値の比は２５５／２９３であり、他の画素についても、Ｇの値にこの比を乗ずることにより、正規化を行う。

次に、図９〜図１０を参照し、第３の色要素変換処理例を説明する。図９のステップＳ３０１〜Ｓ３０４は、図３のステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同様であるので説明を省略する。ステップＳ３０４において、タイマが満了した場合には、タイマ部５は輝度値演算部８にタイマ満了を通知する（ステップＳ３０５）。この通知に基づいて、輝度値演算部８は、現在ディスプレイ部３によって画像表示に使用されている画像データを取得し（ステップＳ３０６）、以下の処理を行う。輝度値演算部８は、第２の色要素変換例と同様に輝度値演算部８は画像データの色空間をＲＧＢ系からＹＵＶ系に変換する（ステップＳ３０７）。続いて、輝度値演算部８は（１）式を用いて、各画素について、算出した輝度（Ｙ）と同一の輝度を達成できるようなＧの値（Ｒ，Ｂの値は０とする）を算出する（ステップＳ３０８）。

この際に輝度値演算部８は、算出したＹの値をＮ値化（Ｎは２以上の整数）して用いる。また、Ｎ値化したＹの値のとりうる最大値を、Ｇの表現可能な明るさの最大値である２５５に対応させてしまうと電力を消費するので、例えばＧの最大値を２５５未満とすることが望ましい。例えばＮ＝２であり、Ｇの最大値が２５５であった場合、輝度値演算部８はＹの値を所定のしきい値と比較し、しきい値以上であった場合は１、しきい値未満であった場合は０とすることによって、Ｙの値を２値化する。そして、輝度値演算部８は、２値化したＹの値０，１をそれぞれＧの値０，５５に変換する。上記の処理に続くステップＳ３０９〜Ｓ３１４は図４のステップＳ１１９〜Ｓ１２４と同様であるので説明を省略する。

図１０は色要素変換処理の前後の画像例を示している。色要素変換処理によって、緑だけで２値化された画像が表示される。上述した処理によって、発光効率の低い色が少なくなるように、かつ輝度が小さくなるように各画素の色要素が変換されるので、消費電力を低減することができる。また、第２の色要素変換処理と比較して、色要素変換処理後の画像ではＲＧＢの明るさの最大値が制限されるので、より消費電力を低減することができる。

本実施形態で説明したいずれの色要素変換処理においても、画素を間引いて非灯とする従来技術と比較して、小さな文字や小さなアイコンを表示する場合でも、文字やアイコンの線が途切れることはなく、それらの識別性を保ったまま消費電力を低減することができる。また、ダウンロードしたアプリケーションで使用される画面が、発光効率の高い色を多く含む場合でも、上述した色要素変換処理を行うことによって、消費電力を低減することができる。さらに、ユーザがキー操作を行っていない間に色要素変換処理を行って画面を低消費電力の画面に変更し、その後ユーザがキー操作を行った場合に画面を元の画面に戻すことによって、ユーザのキー操作を妨げることなく消費電力を低減することができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、ＹＵＶ形式の他にＹＣｂＣｒ形式を用いることも可能である。また、ユーザがキー操作を行った後、所定時間以上の間、キー操作が検出されなかった場合に、まず画面全体の明るさを一律に暗くし、さらに所定時間以上の間、キー操作が検出されなかった場合に、上述した色要素変換処理を行うようにしてもよい。また、単にユーザの操作により色要素変換処理を行うようにしてもよい。

本発明の一実施形態による携帯電話装置の構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態による携帯電話装置において表示される画像の一例を示す参考図である。本発明の一実施形態による携帯電話装置が行う色要素変換処理の手順を示すフローチャートである。本発明の一実施形態による携帯電話装置が行う色要素変換処理の手順を示すフローチャートである。本発明の一実施形態における色要素変換処理の前後の画像例を示す参考図である。本発明の一実施形態による携帯電話装置が行う色要素変換処理の手順を示すフローチャートである。本発明の一実施形態による携帯電話装置が行う色要素変換処理の手順を示すフローチャートである。本発明の一実施形態における色要素変換処理の前後の画像例を示す参考図である。本発明の一実施形態による携帯電話装置が行う色要素変換処理の手順を示すフローチャートである。本発明の一実施形態における色要素変換処理の前後の画像例を示す参考図である。

符号の説明

１・・・アンテナ、２・・・送受信部、３・・・ディスプレイ部、４・・・制御部、５・・・タイマ部、６・・・画像判定部、７・・・キー操作検出部、８・・・輝度値演算部、９・・・色演算部、１０・・・記憶部

Claims

表示手段と、
前記表示手段の発光素子の発光効率の低い色が少なくなるように、輝度を保持したまま画像データの色要素を変換する色変換手段と、を備え、
前記色変換手段は、前記画像データ全体の輝度を求め、該画像データ全体の輝度を保持したまま、発光効率の低い色が少なくなるように各画素の画素値を調整することを特徴とする画像表示装置。
画像データに基づいた画像を表示する表示手段と、
前記表示手段の発光素子の発光効率の低い色が少なくなるように、かつ発光効率の低い色の輝度が小さくなるように前記画像データの色要素を変換する色変換手段と、
を備えたことを特徴とする画像表示装置。
画像データに基づいた画像を一旦表示し、表示手段の発光素子の発光効率の低い色が少なくなるように、かつ発光効率の低い色の輝度が小さくなるように前記画像データの色要素を変換し、変換後の前記画像データに基づいた画像を再度表示することを特徴とする画像表示方法。