CN100409281C - 显示图像的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于通过使用包括用来显示四种或更多种彩色之中的一种彩色的至少一个子像素的显示像素来显示图像的方法和装置，以及一种用于存储用来执行所述方法的计算机程序的计算机可读记录介质。所述方法包括：通过使用在由目标子像素要显示的彩色的绝对亮度值和由与该目标子像素相邻的至少一个子像素要显示的彩色的绝对亮度值之间的差来调整目标子像素的目标相位；以及通过使用具有已调整的目标相位来作为其中心的目标滤波器来从至少一个图像像素的相对亮度值中获得目标子像素的相对亮度值。

Description

显示图像的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种诸如液晶显示器(LCD)或等离子体显示板(PDP)的显示设备，更特别地，涉及一种诸如监视器、电视机、或包括显示设备并显示基于子像素的彩色图像的移动显示器、及其图像显示方法、以及一种用于存储计算机程序的计算机可读记录介质。

背景技术

图1是显示在传统的图像显示装置中所使用的具有RGB条纹排列的滤波器的一个例子的图。所述滤波器包括多个子像素。

图2是显示在图像显示装置中所使用的彩色滤波器的一个例子的图。所述彩色滤波器包括多个子像素。

参照图1，每一个子像素显示在图像信号的红(R)、绿(G)、和蓝(B)彩色分量之中的一个彩色分量。单个的显示像素包括分别显示R、G、和B彩色分量的三个子像素。单独地对图1中所示的子像素进行控制以显示图像，因此，当显示黑白图像时，水平分辨率理论上增至三倍。图2中所示的每一个子像素显示在R、G、B、和白(W)彩色分量之中的一个彩色分量。这里，显示像素包括多个子像素，该多个子像素显示：R、G、和B彩色分量；R、W、和G彩色分量；G、W、和R彩色分量；或G、B、和R彩色分量。

这样的通过子像素再现(rendering)来显示图像的传统的图像显示装置能减少锯齿状图形的发生。当输入内容的分辨率高于图像显示装置能显示图像的分辨率时，锯齿状图形通常发生在诸如斜体字体(italic font)的精细字符的边缘上。

但是，当亮度值在彩色图像的边缘处的子像素之中快速变化时，在通过子像素再现来显示图像的传统的图像显示装置上所显示的彩色图像可以由于子像素的相位移动(phase shift)而具有彩色边纹。该彩色边纹可以取决于子像素的排列而不同。例如，在图1中所示的条纹排列中，彩色边纹可以发生在对角线上。在三角形排列中，彩色边纹可以发生在垂直的直线上。特别是，当将色度分量周期性地安置在子像素的两个或多个组的单元中时，如图2中所示，和当如图1中所示的条纹排列中那样来将色度分量周期性地安置在一个显示像素的单元中时相比，彩色边纹更加显著。

在美国专利申请号No.5341153、题目为“显示多彩色图像的方法和装置(Method of and Apparatus for Displaying a Multicolor Image)”中公开了一种用于基于子像素来显示图像的传统的装置。在传统的用于在低分辨率显示器上显示高分辨率多彩色图像的方法和装置中，利用将单个图像像素划分成用于显示R、G、和B彩色分量的子像素以增加显示器的分辨率来表示该单个图像像素。但是，这样的通过相邻的图像像素的平均来表示感兴趣的子像素的传统的图像显示方法和装置具有如下缺点：当亮度在色度分量之中快速变化时，就会增加图像模糊和引起彩色边纹。

图3是说明根据图像的空间频率的人眼的特性的曲线图。在曲线图中，水平轴指示每度的周期(c/d)，以及垂直轴指示对比度灵敏度。

不类似于由相邻的图像像素的平均来表示子像素的传统的图像显示方法和装置。在美国专利公开号No.2002/0093521 A1、题目为“使用子像素采样和可视化误差滤波来改善图像中的显示分辨率的方法和系统(Methods andSystems for Improving Display Resolution in Images Using SubpixelSampling and Visual Error Filtering)”中公开了另一种考虑了人眼的特性来表示子像素的色度分量的传统的图像显示方法和装置。在美国专利公开号No.2002/0093521 A1中公开的传统的图像显示方法和装置中，通过使用考虑了人眼的特性(即，用户的理论上的可视范围)所设计的最佳滤波器来计算要由子像素所表示的色度分量的亮度值，从而改善了显示分辨率。如图3中所示，人眼是对图像的亮度对比度敏感性函数(CSF)很敏感的，但是却对诸如图像的红-绿CSF或蓝-黄CSF等的色度分量不很敏感。但是，由于考虑了理论上的可视范围来设计最佳滤波器，所以上述的图像显示方法和装置是不适合于移动环境的，即，当可变的可视范围(fluid visibility range)需要被保证来显示图像时。再者，由于传统的图像显示方法和装置使用了被设计来在对立的(opponent)彩色空间中运行的滤波器，所以需要不必要的复杂的彩色空间转换。

此外，在传统的图像显示方法和装置中，每一个子像素能显示三种色彩中的仅仅一种，如图1中所示，但是，当每一个子像素显示如图2中所示的四种彩色之中的一种或多于四种彩色之中的一种时，在没有彩色边纹的情况下就不能显示高分辨率的彩色图像。

发明内容

本发明提供了一种用于在每一个子像素显示四种或更多种彩色之中的一种的情况下执行子像素再现(rendering)来使彩色边纹最小化的图像显示方法。

本发明也提供了一种用于在每一个子像素显示四种或更多种彩色之中的一种的情况下执行子像素再现(rendering)来使彩色边纹最小化的图像显示装置。

本发明同样也提供了一种用于存储用于在每一个子像素显示四种或更多种彩色之中的一种的情况下执行子像素再现来使彩色边纹最小化的计算机程序的计算机可读记录介质。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于通过使用包括用来显示四种或更多种彩色之中的一种的至少一个子像素的显示像素来显示图像的方法。该方法包括：通过使用在由目标子像素要显示的彩色的绝对亮度值和由与该目标子像素相邻的至少一个子像素要显示的彩色的绝对亮度值之间的差值来调整目标子像素的目标相位，以及通过使用具有已调整的目标相位来作为其中心的目标滤波器来从至少一个图像像素的相对亮度值中获得目标子像素的相对亮度值。最好是，由目标子像素所显示的彩色的亮度对应于目标子像素的相对亮度值。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于通过使用包括用来显示四种或更多种彩色之中的一种的至少一个子像素的显示像素来显示图像的装置。该装置包括：相位调整单元，用于通过使用在由目标子像素要显示的彩色的绝对亮度值和由与该目标子像素相邻的至少一个子像素要显示的彩色的绝对亮度值之间的差来调整目标子像素的目标相位；以及亮度值产生单元，用于通过使用具有已调整的目标相位来作为其中心的目标滤波器来从至少一个图像像素的相对亮度值中产生目标子像素的相对亮度值。最好是，由目标子像素所显示的彩色的亮度对应于已产生的目标子像素的相对亮度值。

根据本发明的又一个方面，提供了一种用于存储至少一个计算机程序的计算机可读记录介质，其中所述计算机程序用来控制一种通过使用包括用来显示四种或更多种彩色之中的一种的至少一个子像素的显示像素来显示图像的装置。所述计算机程序通过使用在由目标子像素要显示的彩色的绝对亮度值和由与该目标子像素相邻的至少一个子像素要显示的彩色的绝对亮度值之间的差值来调整目标子像素的目标相位，以及通过使用具有已调整的目标相位来作为其中心的目标滤波器来从至少一个图像像素的相对亮度值中获得目标子像素的相对亮度值。最好是，由目标子像素所显示的彩色的亮度对应于目标子像素的相对亮度值。

附图说明

通过参照附图详细地描述本发明的优选实施例，本发明的上述和其它的特征和优点将变得更为明显，其中：

图1是显示在传统的图像显示装置中所使用的具有RGB条纹排列的滤波器的一个例子的图；

图2是显示在传统的图像显示装置中所使用的彩色滤波器的一个例子的图；

图3是说明根据图像的空间频率的人眼的特性的曲线图；

图4是根据本发明的图像显示方法的流程图；

图5是显示子像素的一种排列的一个例子的图；

图6是显示子像素的一种排列的一个例子的图，每一个子像素都显示物理空间中的三种色度分量之中的一种色度分量；

图7是显示子像素的一种排列的一个例子的图，每一个子像素都显示物理空间中的四种色度分量之中的一种色度分量；

图8是显示子像素的一种排列的另一个例子的图，每一个子像素都显示物理空间中的四种色度分量之中的一种色度分量；

图9是根据本发明的图4中所示的步骤10的一个实施例的流程图；

图10是显示将要应用到用来显示具有相对高的绝对亮度值的彩色的目标子像素上的目标滤波器的一个例子的图；

图11是显示将要应用到用来显示具有相对低的绝对亮度值的彩色的目标子像素上的目标滤波器的一个例子的图；

图12是显示将要应用到用来显示具有相对低的绝对亮度值的彩色的目标子像素上的目标滤波器的另一个例子的图；

图13是根据本发明的图4中所示的步骤12的一个实施例的流程图；

图14是目标滤波器的一个例子的图；

图15是根据本发明的图13中所示的步骤140的一个实施例的流程图；

图16是根据本发明的一个实施例的图像显示装置的方框图；

图17是根据本发明的图16中所示的相位调整单元的一个优选实施例的方框图；以及

图18是根据本发明的图16中所示的亮度值产生单元的一个优选实施例的方框图。

具体实施方式

下文中，将参照附图来描述根据本发明的图像显示方法。

图4是根据本发明的图像显示方法的流程图。所述图像显示方法包括：在步骤8中转换彩色、在步骤10中调整目标相位、以及在步骤12中获取目标子像素的相对亮度值。

图5是显示子像素的一种排列的一个例子的图。该排列包括6个子像素9、11、13、15、17和19。

在本发明的图像显示方法中，由如下的显示像素来显示图像。这里，单个显示像素包括至少一个子像素。例如，子像素9、11和17可以非对称地组成一个显示像素，以及子像素13、15和19可以非对称地组成另一个显示像素。子像素9、11、13、15、17和19中的每一个子像素都显示四种或更多种彩色之中的一种彩色，其中所述四种或更多种彩色可以包括，例如，红(R)、绿(G)、蓝(B)、和白(W)。例如，6个子像素9、11、13、15、17和19可以分别显示R、G、G、R、B和W。

根据本发明，四种或更多种彩色可以必要地包括具有高的绝对亮度值的彩色，例如，W。

在根据本发明的一个实施例的图像显示方法中，在步骤8中，三种外部输入的彩色，例如，R、G、和B被转换成四种或更多种彩色，例如，R、G、B和W。与彩色转换一样，在步骤8中，能执行伽马亮度补偿(gammacompensation)。在本发明的另一个实施例中，图1中所示的图像显示方法可以不包括步骤8。

在步骤10中，通过使用在由目标子像素要显示的彩色的绝对亮度值和由与该目标子像素相邻的至少一个子像素要显示的彩色的绝对亮度值之间的差来调整目标子像素的目标相位。将目标子像素定义为一个子像素，该子像素是在根据本发明的图像显示方法来获取相对亮度值中的当前目标。绝对亮度值被定义为用来识别包括在从白到黑的色域(color gamut)中的每一个彩色的亮度值，并且区别于被定义为包括在色域中的每一个彩色的明亮的程度的相对亮度值。相位指示与子像素相对应的滤波器的中心。因此，将与目标子像素相对应的目标滤波器的中心定义为目标相位，以及将与相邻于该目标子像素的子像素相对应的相邻滤波器的中心定义为相邻相位。

根据本发明的第一实施例，当相邻子像素显示具有高的绝对亮度值的彩色时，可以移动目标相位，使得在该目标相位和相邻子像素的重心之间的距离变得更远。重心指示物理空间中子像素所占有的区域的中心。例如，当相邻子像素显示白色时，需要移动目标相位，使得在该目标相位和该用来显示白色的相邻子像素的重心之间的距离变得大，以便减少彩色边纹。但是，当将该目标相位移动得离该相邻子像素的重心太远时，由该目标子像素所显示的图像的分辨率就减少。因此，可以进行合适的折衷(trade-off)。

图6是显示子像素的一种排列的一个例子的图，其中每一个子像素都显示物理空间中的三种色度分量之中的一种色度分量。参考标号30、32、34和36分别指示用于显示G的子像素14、16、18和20的重心(*)。

图7是显示子像素的一种排列的一个例子的图，其中每一个子像素都显示物理空间中的四种色度分量之中的一种色度分量。参考标号38、39、40、42、44、和45分别表示子像素50、51、52、54、56和57的重心(*)，其中所述子像素50、51、52、54、56和57分别显示R、G、B、G、W和G。

图8是显示子像素的另一种排列的一个例子的图，其中每一个子像素都显示物理空间中的四种色度分量之中的一种色度分量。参考标号38、40、和42分别表示子像素50、52和54的重心(*)，其中所述子像素50、52和54分别显示R、B和G。

图6中所示的每一个子像素都能显示三种彩色R、G和B之中的一种彩色。当图6中所示的每一个子像素都能显示除了三种彩色R、G和B之外的第四种彩色，例如，W时，就能够将图6中所示的每一个子像素的物理空间变化成图7中所示的物理空间。当将图6中所示的一半子像素的水平分辨率和图7中所示的一半子像素的水平分辨率相比较时，图6中所示的上部子像素组31具有仅仅2个相位30和32，而由图7中所示的子像素50、51和52组成的上部子像素组具有3个相位38、39和40。相似地，图6中所示的下部子像素组33具有仅仅2个相位34和36，而由图7中所示的子像素54、56和57所组成的下部子像素组具有3个相位42、44和45。因此，当使用图7中所示的子像素时，与当使用图6中所示的子像素时相比，能够将图像的分辨率增加1.5倍。

当目标子像素52显示B和相邻的子像素56显示具有高的绝对亮度值的彩色(例如，W)时，能够移动目标相位40，使得在目标相位40和相邻的子像素56的重心44之间的距离变得较大。例如，可以将图7中所示的目标相位40移动到左边，如图8中所示。

根据本发明的第二实施例，可以将目标滤波器做得使其通过移动目标相位和至少一个相邻的子像素的相邻相位来与至少一个相邻的滤波器交迭(overlap)。

根据本发明的第三实施例，可以将目标滤波器做得使其通过移动目标相位和至少一个相邻的子像素的相邻相位来与单一公共区域中的一个或多个相邻的滤波器交迭(overlap)。

当目标滤波器与至少一个相邻的滤波器交迭时，如第二和第三实施例中所描述的，能将在子像素之间的彩色的亮度中的根部变化(radical change)所引起的彩色边纹减少到最小。

将参照图6和7来详细地描述本发明的第二和第三实施例。

根据第二和第三实施例，可以将所有的目标相位40和相邻的相位38和42移动到左边，如图8中所示。在这种情况中，具有图8中所示的已移动的目标相位40作为它的中心的目标滤波器可以与分别具有图8中所示的已移动的相邻相位38和42作为它们的中心的相邻的滤波器相交迭。由于移动了显示B的子像素52的相位40和分别显示R和G的各个子像素50和54的相位38和42，所以能减少W对B的影响。

图9是根据本发明的图4中所示的步骤10的一个实施例10A的流程图。步骤10A包括：根据在步骤60至64中将由目标子像素要显示的彩色的绝对亮度值和预定的亮度值进行比较的结果，来确定目标滤波器的类型。

根据本发明，在步骤60中确定由目标子像素要显示的彩色的绝对亮度值是否大于预定的亮度值。根据本发明，将所述预定的亮度值设置得接近于绿色的绝对亮度值。

当确定了由目标子像素要显示的彩色的绝对亮度值大于所述预定的亮度值时，就在步骤62中将高亮度滤波器确定为目标滤波器，并且处理进行到步骤12。由具有比预定的亮度值高的绝对亮度值的目标子像素所显示的彩色是YCbCr中的Y、Lab中的亮度(L)、对立的(opponent)彩色空间中的白色、青色、或黄色。

图10是显示将要应用到用来显示具有相对高的绝对亮度值的彩色的目标子像素上的目标滤波器的一个例子的图。

根据本发明的实施例，当确定由目标子像素70要显示的彩色的绝对亮度值大于预定的亮度值时，在步骤62中，可以将目标相位定位在物理空间中的目标子像素70的重心74处。因此，定位在重心74处的目标相位变成被确定为目标滤波器72的高亮度滤波器的中心。如上所述，形成了将要应用到用来显示具有相对高的绝对亮度值的彩色的子像素上的高亮度滤波器，该高亮度滤波器独立于相邻的滤波器。

根据本发明的实施例，当确定由目标子像素70要显示的彩色的绝对亮度值大于预定的亮度值时，在步骤62中，移动目标相位74，使得在目标相位74和相邻的相位80、82和84之间的距离变得较大。低亮度滤波器90、92和94具有分别作为它们的中心的相邻相位80、82和84。目标相位的已移动的位置变成被确定为目标滤波器72的高亮度滤波器的中心74。换句话说，当相邻的滤波器是低亮度滤波器时，移动目标滤波器，使得在目标滤波器和相邻的滤波器之间的距离变得较大。

同时，当确定由目标子像素要显示的彩色的绝对亮度值等于或小于预定的亮度值时，在步骤64中，将低亮度滤波器确定为目标滤波器，并且处理进行到步骤12。

图11是显示将要应用到用来显示具有相对低的绝对亮度值的彩色的目标子像素上的目标滤波器的一个例子的图。

根据本发明的实施例，当确定由图7中所示的目标子像素50要显示的彩色的绝对亮度值等于或小于预定的亮度值时，将目标相位定位在目标子像素50的重心38处，以及将相邻的子像素54的相邻相位定位在相邻的子像素54的重心42处。然后，分别移动定位在重心38和42处的所述目标相位和所述相邻相位，如图8中所示，使得，例如，目标滤波器100与相邻的滤波器102交迭(overlap)，如图11中所示。在这种情况中，目标滤波器100在步骤64中对应于低亮度滤波器，并且被用来获得用于显示R的目标子像素50的相对亮度值。具有低的绝对亮度值的彩色具有高的饱和度。

相似地，当确定由图7中所示的目标子像素54要显示的彩色的绝对亮度值等于或小于预定的亮度值时，将目标相位定位在目标子像素54的重心42处，以及将相邻的子像素50的相邻相位定位在相邻的子像素50的重心38处。然后，分别移动定位在重心42和38处的所述目标相位和所述相邻相位，如图8中所示，使得，例如，目标滤波器102与相邻的滤波器100相交迭，如图11中所示。在这种情况中，目标滤波器102在步骤64中对应于低亮度滤波器，并且被用来获取用于显示G的目标子像素54的相对亮度值。

因此，参照图11，RGBWGR没有被认作一个组，但是RG或GR被认作一个组，以便于将两种类型的低亮度滤波器100和102中的一种类型确定为目标滤波器。

图12是显示将要应用到用来显示具有相对低的绝对亮度值的彩色的目标子像素上的目标滤波器的另一个例子的图。

根据本发明的实施例，当确定由目标子像素116要显示的彩色的绝对亮度值等于或小于预定的亮度值时，移动定位在目标子像素116的重心处的目标相位和分别定位在相邻的子像素118和120的重心处的相邻相位，使得目标滤波器110与相邻的滤波器112和114相交迭。这里，将与相邻的滤波器112和114相交迭的低亮度滤波器110确定为与目标子像素116相对应的目标滤波器。换句话说，当显示W的相邻的子像素115是与显示B的目标子像素116相邻的时，使用了图12中所示的目标滤波器110来获取目标子像素116的相对亮度值。这里，如果使目标滤波器110和相邻的滤波器112和114在阴影线的单一公共区域117中彼此相互交迭(overlap)，则混合R、G和B，以使得显示与W相似的彩色。结果是，能够消除当将目标相位定位在目标子像素116的重心时在B和W之间发生的彩色边纹。因此，参照图12，如此设计目标滤波器110，使得将显示B的子像素116和相邻的子像素118和120认作为构成一个组，从而使各个相邻的滤波器112和114的相邻相位与目标滤波器110的目标相位相同。

高亮度滤波器和低亮度滤波器可以根据物理空间中的包括目标子像素的显示像素的位置而变化。

在图4中所示的步骤10之后，在步骤12中，通过使用它的中心为已调整的目标相位的目标滤波器来从至少一个图像像素的相对亮度值中获取目标子像素的相对亮度值。获取目标子像素的相对亮度值被称为目标子像素再现(rendering)。由目标子像素所显示的彩色具有与在步骤12中所获得的目标子像素的相对亮度值相对应的明亮度。

图13是根据本发明的图4中所示的步骤12的一个实施例12A的流程图。步骤12A包括在步骤140至144中通过累加分别将贡献(contribution)乘以图像像素的相对亮度值的结果来获得目标子像素的相对亮度值。

在步骤10之后，在步骤140中确定在目标滤波器中所包括的各个M×N(这里M和N是等于或大于1的正整数)个系数的贡献度(contributiondegree)。贡献度指示在目标滤波器中包括的系数对显示目标子像素的彩色贡献了多少。例如，与具有贡献度为“0”的系数相对应的图像像素根本没有对显示子像素的彩色显示作出贡献，而与具有贡献度为“1”的系数相对应的图像像素充分地对显示子像素的彩色显示作出了贡献。这样的贡献度可以根据在图像的分辨率和图像显示装置的分辨率之间的比率、子像素的排列、由子像素将要显示的彩色或亮度、以及目标滤波器的类型之中的至少一个而变化。目标滤波器的类型指示目标滤波器是高亮度滤波器还是低亮度滤波器。

图14是包括9个系数f11、f12、f13、f21、f22、f23、f31、f32和f33的目标滤波器的一个例子的图。

例如，当M＝N＝3时，能实现如图14中所示的目标滤波器。在这种情况中，在步骤140中确定各个系数f11至f33的贡献度。

图15是根据本发明的图13中所示的步骤140的一个实施例140A的流程图。步骤140A包括：在步骤160中确定目标滤波器的大小和在步骤162中确定贡献度。

更具体地说，在步骤160中确定目标滤波器的大小M×N。可以根据在图像的分辨率和图像显示装置的分辨率之间的比率来确定目标滤波器的大小。例如，当图像具有A×B的分辨率和图像显示装置具有C×D的分辨率时，可以如此确定目标滤波器的大小，以使得M与A/C成比例和N与B/D成比例。

在步骤160之后，在步骤162中，通过使用目标滤波器的已确定的大小来确定在确定为目标滤波器的高或低亮度滤波器中所包括的各个系数的贡献度。

在步骤140之后，在步骤142中，分别将该已确定的贡献度乘以与目标滤波器的系数相对应的图像像素的相对亮度值。

例如，当如图14中所示来实现目标滤波器时，在步骤142中，将在步骤140中所确定的各个9个系数f11至f33的贡献度分别乘以分别与系数f11至f33相对应的图像像素的相对亮度值，使得在单个子像素中显示分别与系数f11至f33相对应的图像像素。在步骤142之后，累加M×N相乘结果，以及在步骤144中将累加结果确定为目标子像素的相对亮度值。

步骤142和144被表示为公式(1)。

$\mathrm{Sout}\left(i\right)=\underset{K,l=\mathrm{1,1}}{\overset{M,N}{\mathrm{\Σ}}}M(k,l)I(k,l)...\left(1\right)$

这里，Sout(i)指示目标子像素的相对亮度值。(k，l)是目标滤波器中所包括的系数fkl的索引，1≤k≤M，和1≤1≤N。M(k，l)是系数fkl的贡献度，并且0≤M(k，l)≤1。I(k，l)指示与系数fkl相对应的图像像素的相对亮度值。换句话说，具有M×N个系数的目标滤波器将各个M×N个图像像素的相对亮度值转换成将要由单个子像素所表示的相对亮度值。

根据本发明的实施例，考虑了可视化的调制传递函数(MTF)特性，通过将目标滤波器中所包括的系数之中的特定系数的贡献最小化，就能将目标滤波器形成为具有预定形状的掩模(mask)，以及在步骤12中使用该掩模(mask)就能从至少一个图像像素的相对亮度值中获得目标子像素的相对亮度值。

例如，当实现目标滤波器时，如图14中所示，以及当将目标滤波器中所包括的系数f11至f33之中的特定系数f11、f13、f31以及f33的贡献度设置为 “0”时，目标滤波器成为具有预定形状(即菱形(diamond shape))的掩模(mask)。在这种情况中，图10、11和12中所示的滤波器90、92、100、102、112和114具有菱形。

或者，当实现目标滤波器时，如图14中所示，通过将包括在目标滤波器中的系数f11至f33之中的特定系数f13、f23和f33的贡献度设置为“0”，就能够将目标滤波器做得具有预定的形状，即细长的四边形形状(slimquadrangular)。在这种情况中，图12中所示的滤波器110具有细长的四边形形状。

或者，当实现目标滤波器时，如图14中所示，通过将包括在目标滤波器中的系数f11至f33之中的特定系数f31、f32和f33的贡献度设置为“ 0”，就能够将目标滤波器做得具有预定的形状，即平坦的四边形形状(flatquadrangular)。在这种情况中，图10中所示的滤波器72具有平坦的四边形形状。

因此，在本发明的图像显示方法中，基于色彩的空间分辨率的人眼觉察度低于亮度的人眼觉察度的事实，如图3中所示，将目标子像素的重心做成为相对于用于显示具有相对高的绝对亮度值的彩色的目标子像素的目标滤波器的目标相位，如图10中所示，从而改善了视觉分辨率，即，空间分辨率。换句话说，当设计将要用来获取用于显示具有相对高的绝对亮度值的彩色的目标子像素的相对亮度值的目标滤波器时，将用于增加将要由目标子像素所显示的图像的空间分辨率的高亮度滤波器确定为在本发明的图像显示方法中的目标滤波器。

此外，在本发明的图像显示方法中，对于显示具有相对低的绝对亮度值的彩色的目标子像素的目标滤波器来说，将目标滤波器做得与相邻的滤波器相交迭，如图11或12中所示，以便使彩色边纹平均(counterbalance)。换句话说，在本发明的图像显示方法中，当设计将要被用来获取用于显示具有相对低的绝对亮度值的彩色的目标子像素的相对亮度值的目标滤波器时，将被设计来将要由目标子像素所显示的图像的色度分量和相邻的色度分量相混合的低亮度滤波器确定为目标滤波器。

其后，将参照附图来描述根据本发明的图像显示装置的结构和操作。

图16是根据本发明的一个实施例的图像显示装置的方框图。图像显示装置包括：彩色转换单元180、相位调整单元182和亮度值产生单元184。

图16中所示的图像显示装置能执行图4中所示的图像显示方法。换句话说，图像显示装置能通过使用包括至少一个子像素的显示像素来显示图像。

为了执行图4中所示的步骤8，图16中所示的图像显示装置的彩色转换单元180将通过输入端IN1从外部接收的3种彩色(例如，R、G和B)转换成4种或更多种彩色(例如，R、G、B和W)，并且将转换结果输出到相位调整单元182。当图4中所示的图像显示方法没有包括步骤8时，图16中所示的图像显示装置可以不包括彩色转换单元180。在这种情况中，相位调整单元182从外部通过输入端IN2直接接收多种彩色。

为了执行步骤10，相位调整单元182通过使用在要由目标子像素所显示的彩色的绝对亮度值和要由与该目标子像素相邻的子像素所显示的彩色的绝对亮度值之间的差来调整目标子像素的目标相位。对于这种操作来说，相位调整单元182可以通过输入端IN2从外部接收要由目标子像素所显示的彩色的绝对亮度值和要由与该目标子像素相邻的子像素所显示的彩色的绝对亮度值，或者可以从彩色转换单元180中接收它们。

能够使用相位调整单元182来执行上述的图像显示方法的实施例。例如，为了执行上述的第一实施例，相位调整单元182能够使目标相位移动，使得在该目标相位和用于显示具有高的绝对亮度值的彩色的相邻的子像素的重心之间的距离变得较大。为了执行上述的第二实施例，相位调整单元182能使目标相位和至少一个相邻相位移动，使得目标滤波器与相邻的滤波器相交迭。为了执行上述的第三实施例，相位调整单元182能使目标相位和至少一个相邻相位移动，使得目标滤波器与至少一个相邻的滤波器在单一公共区域中相交迭。

图17是根据本发明的图16中所示的相位调整单元182的一个优选实施例182A的方框图。相位调整单元182A包括比较器190和滤波器确定器192。相位调整单元182A执行图9中所示的步骤10A。

为了执行图9中所示的步骤60，比较器190通过输入端IN4接收要由目标子像素所显示的彩色的绝对亮度值，将所接收到的要由目标子像素所显示的彩色的绝对亮度值和预定的亮度值进行比较，以及将比较结果输出到滤波器确定器192。

为了执行步骤62或64，滤波器确定器192响应于从比较器190所接收的比较结果，来将高亮度滤波器或低亮度滤波器确定为目标滤波器，并且通过输出端OUT2将确定结果输出到亮度值产生单元184。例如，当基于比较结果确定要由目标子像素所显示的彩色的绝对亮度值大于预定的亮度值时，滤波器确定器192将高亮度滤波器确定为目标滤波器。但是，当基于比较结果确定要由目标子像素所显示的彩色的绝对亮度值等于或小于预定的亮度值时，滤波器确定器192将低亮度滤波器确定为目标滤波器。

为了执行图4中所示的步骤12，亮度值产生单元184通过使用具有已调整的目标相位作为其中心的目标滤波器，来从至少一个图像像素的相对亮度值中产生目标子像素的相对亮度值，并且通过输出端OUT1输出所产生的目标子像素的相对亮度值。对于这些操作来说，亮度值产生单元184能接收来自例如滤波器产生器(未示出)的目标滤波器。滤波器产生器产生具有目标相位作为其中心的目标滤波器，并且能被提供在相位调整单元182之内或在亮度值产生单元184之内或能被单独地提供到外部。当在相位调整单元182之内提供了滤波器产生器时，亮度值产生单元184接收来自相位调整单元182的目标滤波器。当滤波器产生器被单独地提供在外部时，亮度值产生单元184通过输入端IN3接收目标滤波器。

图18是根据本发明的图16中所示的亮度值产生单元184的一个优选实施例184A的方框图。亮度值产生单元184A包括：贡献度确定器210、乘法器212、累加器214。图18中所示的亮度值产生单元184A执行图13中所示的步骤12A。

为了执行图13中所示的步骤140，贡献度确定器210确定在通过输入端IN5所接收的目标滤波器中所包括的M×N个系数中的每一个的贡献度，并且将所确定的贡献度输出到乘法器212中。

为了执行步骤142，乘法器212将由贡献度确定器210所确定的每一个贡献度乘以与系数相对应的图像像素的相对亮度值，并且将相乘结果输出到累加器214中。对于这些操作来说，乘法器212通过输入端IN6接收与每一个系数相对应的图像像素的相对亮度值。

为了执行步骤144，累加器214将从乘法器212所接收的M×N个相乘结果进行累加，并且通过输出端OUT3输出累加结果，来作为目标子像素的相对亮度值。

因此，根据本发明的图像显示方法和装置，确定了所有子像素的相对亮度值，以及以与通过输出端OUT1输出的相对亮度值相对应的亮度来显示每一个目标子像素的彩色。

同时，能够将用于控制根据本发明的图像显示装置的至少一个计算机程序存储在计算机可读记录介质上。该计算机程序能通过使用在要由目标子像素所显示的彩色的绝对亮度值和要由与该目标子像素相邻的子像素所显示的彩色的绝对亮度值之间的差来调整目标子像素的目标相位，以及通过使用具有已调整的目标相位作为其中心的目标滤波器来从至少一个图像像素的相对亮度值中获得目标子像素的相对亮度值。

如上所述，在根据本发明的图像显示方法与装置和用于存储计算机程序的计算机可读记录介质中，通过使用不同的滤波器来获得子像素再现，也就是说，通过使用基于在目标子像素和相邻子像素之间的绝对亮度值中的差所产生的目标滤波器，来获得由目标子像素要显示的相对亮度值，以便能利用减少的彩色边纹来显示具有相对低的绝对亮度值的彩色，以及能利用增加的分辨率来显示具有相对高的绝对亮度值的彩色。结果是，能够减少锯齿效应(aliasing)，该锯齿效应是在显示高分辨率图像中所产生的质量恶化的原因。此外，由于在没有增加物理子像素的数量的情况下就能改善图像的分辨率，所以和增加物理子像素的数量来改善分辨率相比较，就能减少驱动器芯片的尺寸，能消除精细的处理过程，以及就能增加由滤波器所发送的光的量。具体地说，当除了红色、绿色和蓝色之外还能利用子像素额外地显示白色时，就能增加输出光的量。同样，当除了红色、绿色和蓝色之外还能额外地显示原色(primary color)时，就能扩展由图像显示装置所显示的色域(colorgamut)。

Claims (26)

1. 一种用于通过使用包括用来显示四种或更多种彩色之中的一种彩色的至少一个子像素的显示像素来显示图像的方法，该方法包括：

(a)通过使用在要由目标子像素所显示的彩色的绝对亮度值和由与该目标子像素相邻的至少一个子像素要显示的彩色的绝对亮度值之间的差来调整目标子像素的目标相位；以及

(b)通过使用具有已调整的目标相位来作为其中心的目标滤波器来从至少一个图像像素的相对亮度值中获得目标子像素的相对亮度值，

其中由目标子像素所显示的彩色的亮度对应于目标子像素的相对亮度值。

2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述四种或更多种彩色包括具有高的绝对亮度值的彩色。

3. 根据权利要求2所述的方法，其中步骤(a)包括：移动所述目标相位，使得在所述目标相位和用于显示具有高的绝对亮度值的彩色的相邻子像素的重心之间的距离变得更远。

4. 根据权利要求1所述的方法，其中步骤(a)包括：移动所述目标相位和至少一个相邻子像素的相邻相位，使得具有所述目标相位作为其中心的目标滤波器与具有所述相邻相位作为其中心的相邻滤波器相交迭。

5. 根据权利要求4所述的方法，其中步骤(a)包括：移动所述目标相位和所述相邻相位，使得所述目标滤波器与所述相邻的滤波器在单一公共区域中相交迭。

6. 根据权利要求1所述的方法，其中步骤(a)包括：

(a1)确定要由目标子像素所显示的彩色的绝对亮度值是否大于预定的亮度值；

(a2)当确定要由目标子像素所显示的彩色的绝对亮度值大于所述预定的亮度值时，将高亮度滤波器确定为所述目标滤波器；以及

(a3)当确定要由目标子像素所显示的彩色的绝对亮度值等于或小于所述预定的亮度值时，将低亮度滤波器确定为目标滤波器。

7. 根据权利要求6所述的方法，其中将所述预定的亮度值设置为近似等于绿色的绝对亮度值。

8. 根据权利要求6所述的方法，其中所述高亮度滤波器和所述低亮度滤波器根据包括目标子像素的显示像素在物理空间中的位置而变化。

9. 根据权利要求6所述的方法，其中步骤(b)包括：

(b1)确定在所述目标滤波器中所包括的M×N个系数中的每一个的贡献度，其中M和N是等于或大于1的整数；

(b2)将所确定的贡献度乘以与每一个系数相对应的图像像素的相对亮度值；以及

(b3)将M×N个相乘结果进行累加和将累加结果确定为目标子像素的相对亮度值，以及

所述贡献度指示所述对应的系数对显示所述目标子像素的彩色贡献了多少。

10. 根据权利要求9所述的方法，其中所述贡献度根据在要显示的图像的分辨率和已显示的图像的分辨率之间的比率、子像素的布置、要由子像素显示的彩色或亮度和目标滤波器的形状之中的至少一个而变化。

11.根据权利要求9所述的方法，其中步骤(b1)包括：

(b11)确定目标滤波器的尺寸M×N；以及

(b12)通过使用所确定的尺寸，来确定在所述高亮度滤波器或所述低亮度滤波器中所包括的每一个系数的贡献度。

12. 根据权利要求11所述的方法，其中步骤(b11)包括：

根据在要显示的图像的分辨率和已显示的图像的分辨率之间的比率，来确定尺寸M×N。

13. 根据权利要求6所述的方法，其中当确定要由目标子像素所显示的彩色的绝对亮度值大于所述预定的亮度值时，步骤(a2)包括：将所述目标相位定位在所述目标子像素在物理空间中的重心处，以及被确定为所述目标滤波器的高亮度滤波器的中心对应于被定位在所述目标子像素的重心处的所述目标相位。

14. 根据权利要求6所述的方法，其中当确定要由目标子像素所显示的彩色的绝对亮度值大于所述预定的亮度值时，步骤(a2)包括：移动所述目标相位，使得在所述目标相位和至少一个相邻相位之间的距离变得大，被确定为所述目标滤波器的所述高亮度滤波器的中心对应于所述移动的目标相位，以及所述低亮度滤波器具有作为其中心的所述相邻相位。

15. 根据权利要求6所述的方法，其中当确定要由目标子像素所显示的彩色的绝对亮度值等于或小于所述预定的亮度值时，步骤(a3)包括：移动定位在所述目标子像素的重心处的所述目标相位和定位在所述相邻子像素的重心处的相邻相位，使得所述目标滤波器与相邻滤波器相交迭，以及所述低亮度滤波器对应于交迭于所述相邻滤波器的所述目标滤波器。

16. 根据权利要求1所述的方法，还包括：在步骤(a)之前，将从外部输入的三种彩色转换成所述四种或更多种彩色。

17. 根据权利要求6所述的方法，其中由所述目标子像素显示的和具有大于所述预定的亮度值的绝对亮度值的彩色是从由YCbCr中的亮度分量、Lab中的亮度、对立的彩色空间中的白色、青色和黄色组成的组中选择出来的一种。

18. 根据权利要求6所述的方法，其中步骤(b)包括：

通过使在所述目标滤波器中包括的系数之中的一个特定系数的贡献度最小化，来将所述目标滤波器制成具有预定形状的掩模；以及

通过使用所述掩模来从所述至少一个图像像素的相对亮度值中获得所述目标子像素的相对亮度值。

19. 一种用于通过使用包括用来显示四种或更多种彩色之中的一种彩色的至少一个子像素的显示像素来显示图像的装置，该装置包括：

相位调整单元，用于通过使用在由目标子像素要显示的彩色的绝对亮度值和由与该目标子像素相邻的至少一个子像素要显示的彩色的绝对亮度值之间的差来调整目标子像素的目标相位；以及

亮度值产生单元，用于通过使用具有已调整的目标相位来作为其中心的目标滤波器来从至少一个图像像素的相对亮度值中产生目标子像素的相对亮度值，

其中由目标子像素所显示的彩色的亮度对应于已产生的目标子像素的相对亮度值。

20. 根据权利要求19所述的装置，其中所述四种或更多种彩色包括具有高的绝对亮度值的彩色。

21. 根据权利要求20所述的装置，其中所述相位调整单元移动所述目标相位，使得在所述目标相位和用于显示具有高的绝对亮度值的彩色的相邻像素的重心之间的距离变得较大。

22. 根据权利要求19所述的装置，其中所述相位调整单元移动所述目标相位和相邻子像素的相邻相位，使得具有所述目标相位作为其中心的目标滤波器与具有所述相邻相位作为其中心的相邻滤波器相交迭。

23. 根据权利要求22所述的装置，其中所述相位调整单元移动所述目标相位和所述相邻相位，使得所述目标滤波器与所述相邻的滤波器在单一公共区域中相交迭。

24. 根据权利要求19所述的装置，其中所述相位调整单元包括：

比较器，用于将要由目标子像素所显示的彩色的绝对亮度值和预定的亮度值进行比较；以及

滤波器确定器，用于响应于比较结果，将高亮度滤波器和低亮度滤波器中的一个确定为所述目标滤波器，以及将确定结果输出到所述亮度值产生单元。

25. 根据权利要求19所述的装置，其中所述亮度值产生单元包括：

贡献度确定器，用于确定在所述目标滤波器中包括的M×N个系数中的每一个的贡献度，其中M和N是等于或大于1的整数；

乘法器，用于将所确定的贡献度乘以与每一个系数相对应的图像像素的相对亮度值；以及

累加器，用于将M×N个相乘结果进行累加，并且输出累加结果来作为所述目标子像素的相对亮度值，以及

所述贡献度指示所述对应的系数对显示所述目标子像素的彩色贡献了多少。

26. 根据权利要求19所述的装置，还包括：彩色转换单元，用于将从外部输入的三种彩色转换成所述四种或更多种彩色，并且将转换结果输出到所述相位调整单元。

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