CN102592545A - 图像显示装置及其驱动方法、图像显示程序和灰度转换器 - Google Patents

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Abstract

本文提供了图像显示装置及其驱动方法、图像显示程序和灰度转换器，其中，该图像显示装置包括：显示部，通过使用以二维矩阵设置的像素在该显示部上显示图像；以及灰度转换部，通过使用误差扩散方法执行灰度转换处理，其中，灰度转换部将设置像素的区域划分为虚拟分区，并且限于在虚拟分区内执行在对虚拟分区内的像素执行灰度转换处理时的误差扩散，从而对显示在显示部上的图像执行灰度转换。

Description

图像显示装置及其驱动方法、图像显示程序和灰度转换器
技术领域
本发明涉及用于在诸如液晶显示面板的显示部上显示图像的图像显示装置。此外，本发明涉及图像显示装置的驱动方法、由图像显示装置执行的图像显示程序以及包括在图像显示装置中的灰度转换器。
背景技术
在诸如移动电话或个人数字助理、个人计算机、电视接收机等的便携式电子装置的显示部中使用适于单色显示或彩色显示的液晶显示面板、利用无机材料或有机材料的电致发光的电致发光显示面板、等离子体显示面板等。
当显示部像素的灰度显示能力较低时，换言之，当像素中的灰度数较少时，在图形的灰度部分中生成等高线状的轮廓，结果，降低了图像质量。已知在这种情况下，通过使用误差扩散方法来提高图像质量。
误差扩散方法为向多个相邻像素分别添加权重系数，并且在这种状态下，当例如多值图像数据被转换为二值图像数据时所产生的误差(即，多值图像数据和二值图像数据之间的差)被扩散到多个相邻像素中。例如，在R.W.Floyd和L.Steinberg：An adaptive algorithm for spatial grayscale，Journal of the Society for Information Display Vol.17，No.2，pp.75to 77，1976(非专利文献)中公开了误差扩散方法。根据误差扩散方法，可以使多值原始图像和例如二值化的半色调图像之间产生的误差平均地最小化。结果，可以产生具有良好图像质量的半色调图像。
发明内容
误差扩散方法是实用的技术，因为对于计算的负荷较轻。然而，即使当原始图像的一部分发生变化时，误差扩散的变化也在半色调图像的宽范围上扩展。
例如，在作为误差扩散方法代表的Floyd Steinberg方法中，如图6A和图6B所示，误差被扩散到与作为处理对象的像素紧接的像素以及位于与作为处理对象的像素紧接的像素行的下一行的三个像素中。因此，例如，即使当对应于特定一个像素的多值图像数据的值发生变化时，如图23所示，由于误差扩散的影响，灰度可以在宽范围上变化。为此，当通过使用误差扩散方法执行对于移动图像的灰度处理时，在一些情况下画面嗡鸣(buzz)而扰乱观看。
本发明用以解决上述问题，因此，期望提供一种图像显示装置、该图像显示装置的驱动方法、在该图像显示装置中执行的图像显示程序以及在该图像显示装置中包括的灰度转换器，使得当执行对于移动图像的灰度处理时可以减轻画面的嗡鸣。
为了实现上述预期，根据本发明的实施方式，提供了一种图像显示装置，包括：显示部，通过使用以二维矩阵设置的像素在该显示部上显示图像；以及灰度转换部，通过使用误差扩散方法执行灰度转换处理。灰度转换部将设置有像素的区域划分为虚拟分区，并且限于在虚拟分区内执行在对虚拟分区内的像素执行灰度转换处理时的误差扩散，从而对显示在显示部上的图像执行灰度转换。
根据本发明的另一实施方式，提供了一种图像显示装置的驱动方法，该驱动方法使用图像显示装置，该图像显示装置包括：显示部，通过使用以二维矩阵设置的像素在该显示部上显示图像；以及灰度转换部，通过使用误差扩散方法执行灰度转换处理，该方法包括：通过灰度转换部将设置有像素的区域划分为虚拟分区；以及通过灰度转换部限于在虚拟分区内执行在对虚拟分区内的像素执行灰度转换处理时的误差扩散，从而对显示在显示部上的图像执行灰度转换。
根据本发明的又一实施方式，提供了一种图像显示程序，包括：在图像显示装置中被执行，该图像显示装置包括：显示部，通过使用以二维矩阵设置的像素在该显示部上显示图像；以及灰度转换部，通过使用误差扩散方法执行灰度转换处理；通过该执行将设置有像素的区域划分为虚拟分区；以及通过该执行限于在虚拟分区内执行在对虚拟分区内的像素执行灰度转换处理时的误差扩散，从而对显示在显示部上的图像执行灰度转换。
根据本发明的又一实施方式，提供了一种灰度转换器，包括：灰度转换部，通过使用误差扩散方法执行灰度转换处理，其中，灰度转换部将设置有像素的区域划分为虚拟分区，并且限于在虚拟分区内执行在对虚拟分区内的像素执行灰度转换处理时的误差扩散，从而对显示在显示部上的图像执行灰度转换。
如上所述，根据本发明实施方式的图像显示装置，设置有像素的区域被划分为虚拟分区。此外，限于在分区内执行在对分区内的像素执行灰度转换处理时的误差扩散。因此，当原始图像的一部分发生变化时，防止了误差扩散的变化在半色调图像的宽范围上扩展。结果，当执行对于移动图像的灰度处理时，可以减轻画面的嗡鸣。此外，利用本发明的图像显示装置的驱动方法、用于驱动图像显示装置的图像显示程序以及灰度转换器，使得可以在执行对于移动图像的灰度处理时减轻画面的嗡鸣。
附图说明
图1是示出了根据本发明第一实施方式的图像显示装置的构造的概念图；
图2是说明根据本发明第一实施方式的图像显示装置的显示区域中像素的设置的示意性顶视平面图；
图3是说明显示区域与包括灰度转换部的误差扩散处理部执行灰度处理的分区之间的关系的示意性顶视平面图；
图4是说明由包括灰度转换部的误差扩散处理部执行的灰度处理的示意性顶视平面图；
图5是说明由包括灰度转换部的误差扩散处理部执行的灰度处理的操作的流程图。
图6A是说明向其中扩散误差的像素以及像素的权重系数的示意性顶视平面图；
图6B是示出了在Floyd Steinberg类型的情况下权重系数的值的示图；
图6C是示出了在Sierra Filter Lite类型的情况下权重系数的值的示图；
图6D是说明没有执行在分区上扩展的误差扩散的示意性顶视平面图；
图7是说明当对应于特定一个像素的多值图像数据的值发生变化时误差扩散的影响被固定在一个分区内的示意性顶视平面图；
图8A至图8C是分别示出了误差扩散的权重系数的其他实例的示图；
图9是当使显示部适于彩色显示时图像显示装置的概念图；
图10是示出了根据本发明第二实施方式的图像显示装置的构造的概念图；
图11是说明显示区域与其中第一处理部、第二处理部、第三处理部和第四处理部分别执行各自预定的灰度处理的分区之间的关系的示意性顶视平面图；
图12是说明在显示区域的左上端第一处理部的第(1，1)个分区221A(1，1)、第二处理部的第(1，1)个分区222A(1，1)、第三处理部的第(1，1)个分区223A(1，1)和第四处理部的第(1，1)个分区224A(1，1)之间的关系的示意性顶视平面图；
图13是说明显示区域与第一处理部的分区之间的关系的示意性顶视平面图；
图14是说明由第一处理部执行的灰度处理的示意性顶视平面图；
图15是说明分别由第一处理部、第二处理部、第三处理部和第四处理部执行的各自的预定灰度处理的操作的流程图；
图16是说明不包括位于每两个相邻分区之间的边界附近的任何像素的区域的示意性顶视平面图；
图17是说明当通过第一处理部执行灰度处理时通过选择器选择执行灰度处理的输出数据的值的区域的顶视平面图；
图18是说明当通过第二处理部执行灰度处理时通过选择器选择执行灰度处理的输出数据的值的区域的顶视平面图；
图19是说明当通过第三处理部执行灰度处理时通过选择器选择执行灰度处理的输出数据的值的区域的顶视平面图；
图20是说明当通过第四处理部执行灰度处理时通过选择器选择执行灰度处理的输出数据的值的区域的顶视平面图；
图21是说明当在根据本发明第二实施方式的图像显示装置中一个像素的亮度变化时由于误差扩散的影响可以产生的灰度变化的范围的示意性顶视平面图；
图22是说明在通过选择器选择输出数据值的区域的形状发生变化的情况下第二实施方式的变化的示意性顶视平面图；以及
图23是说明当对应于特定一个像素的多值图像数据的值发生变化时由于误差扩散的影响在宽范围上产生灰度变化的示意性顶视平面图。
具体实施方式
以下将参照附图详细描述本发明的实施方式。本发明决不限于实施方式，因此实施方式中的各种数值和材料仅仅是示意性的。在以下描述中，通过相同的参考标号分别表示相同的要素或具有相同功能的构成要素，因此为了简化省略其重复描述。应注意，将根据以下顺序给出描述：
1.根据本发明的图像显示装置、图像显示装置的驱动方法、在图像显示装置中执行的图像显示程序以及灰度转换器的整体描述：
2.第一实施方式；以及
3.第二实施方式(和其他)。
[根据本发明的图像显示装置、图像显示装置的驱动方法、在图像显示装置中执行的图像显示程序以及灰度转换器的整体描述]
用于在其上显示图像的显示部的构造和***决不限于根据本发明的图像显示装置、在根据本发明的图像显示装置的驱动方法中使用的图像显示装置或者执行根据本发明的图像显示程序的图像显示装置(以下在一些情况下这些图像显示装置将被简称为“根据本发明的图像显示装置”)。例如，诸如液晶显示面板、电致发光显示面板或等离子体显示面板的已知显示装置可用作显示部。或者，诸如电可重写电子纸的显示介质可用作显示部。此外，可以使显示部适于单色显示或者适于彩色显示。
例如，通过使用误差扩散方法执行灰度转换处理的灰度转换部或包括灰度转换部的灰度转换器可以由算术运算电路和存储装置组成。算术运算电路和存储装置的每一个都可以通过使用已知的电路元件等构成。
例如，通过灰度转换部执行的灰度转换处理可以为用于将多值图像转换为二值图像的处理，诸如用于将256个灰度转换为2个灰度的处理。或者，例如，由灰度转换部执行的灰度转换处理也可以为用于将多值图像转换为具有更少的灰度数的多值图像的处理，诸如用于将256个灰度转换为4个灰度的处理。
如上所述，在根据本发明实施方式的图像显示装置中，设置有像素的区域被划分为虚拟分区，并且限于在分区内执行在对分区内的像素执行灰度转换处理时的误差扩散。因此，当对应于特定一个像素的多值图像数据的值发生变化时，误差扩散的影响被固定在一个分区内。结果，可以减少移动图像的嗡鸣。
在这种情况下，可以以这样的方式来构成灰度转换部：通过多种虚拟分区来划分设置有像素的区域，并且选择作为分区内的区域且不包括位于每两个相邻分区之间的边界附近的像素的区域中的灰度转换处理的结果，从而对显示在显示部上的图像执行灰度转换。在这种情况下，可以使不包括位于边界附近的任何像素的区域的形状为可平面填充的形状。
不包括位于边界附近的任何像素的区域的形状可以为顶点彼此一致的状态的可平面填充的形状，或者可以为顶点彼此偏离的可平面填充的形状。例如，不包括位于边界附近的任何像素的区域的形状可以为规则的可平面填充的形状(诸如正三角形、正方形或正六边形)，或者可以为添加有凹凸的规则的可平面填充的形状。此外，可以给出任意的三角形或四边形作为可平面填充的形状。
优选地，使不包括位于边界附近的任何像素的区域的形状具有从容易控制的角度来考虑的一种形状。应注意，在一些情况下，不包括位于边界附近的任何像素的区域的形状可以形成为包括多种形状。例如，还可以采用使得特定的矩形区域填充有相同的三角形、并且与该特定的矩形区域相邻的矩形区域填充有相同的四边形的结构。
在包括上述各种优选组成的根据本发明实施方式的图像显示装置中，分区的形状决不受特别限制。从控制容易的角度来考虑，优选使分区的形状为矩形。
在包括上述各种优选组成的根据本发明实施方式的图像显示装置中，像素可以由单个像素组成。或者，像素还可以由多种子像素组成。在后者的情况下，仅需要采用使得灰度转换部对每种子像素执行灰度转换处理的构造。
尽管除VGA(640，480)、S VGA(800，600)、XGA(1024，768)、APRC(1152，900)、S XGA(1280，1024)、U XGA(1600，1200)、HDTV(1920，1080)和Q XGA(2048，1536)之外，可以将例举诸如(1920，1035)、(720，480)和(1280，960)的用于图像显示的一些分辨率作为像素值，但本发明决不限于这些值。
在图像显示装置中执行根据本发明实施方式的图像显示程序，该图像显示装置包括：显示部，用于通过使用以二维矩阵设置的像素在该显示部上显示图像；以及灰度转换部，用于使用误差扩散方法执行灰度转换处理。结果，设置有像素的区域被划分为虚拟分区，并且限于在分区内执行在对分区内的像素执行灰度转换处理时的误差扩散，从而对显示在显示部上的图像执行灰度转换。
例如，可以采用使得图像显示程序被存储在诸如半导体存储器、磁盘或光盘的存储部中并且在灰度转换部中执行上述处理的构造。
[第一实施方式]
本发明的第一实施方式涉及图像显示装置。应注意，以下还对与根据本发明第一实施方式的图像显示装置相关的图像显示装置的驱动方法、由图像显示装置执行的图像显示程序以及包括在图像显示装置中的灰度转换器给出了描述。
图1是根据本发明第一实施方式的图像显示装置的概念图。
第一实施方式的图像显示装置1包括显示部110和灰度转换部(灰度转换器)120。在这种情况下，显示部110通过使用以二维矩形设置的像素112来在该显示部上显示图像。此外，灰度转换部(灰度转换器)120通过使用误差扩散方法来执行灰度转换处理。
显示部110由被制造为适于单色显示的液晶显示面板组成。水平方向(以下在一些情况下称为“行方向”)上的X个像素112和垂直方向(以下在一些情况下称为“列方向”)上的Y个像素，即，总共(X×Y)个像素112以二维矩阵设置在显示部110中。在透射型显示面板的情况下，根据输出数据VD的值控制像素112的光透射率，由此控制来自光源电路(未示出)的光的透射量，从而在显示部110上显示图像。另一方面，在反射型显示面板的情况下，根据输出数据VD的值控制像素112的光反射率，由此控制外部光的反射量，从而在显示部110上显示图像。
灰度转换部120包括用于通过使用误差扩散方法执行处理的误差扩散处理部121。输入数据vD被输入至灰度转化块120以分别对应于像素112。通过误差扩散处理部121执行灰度转换，从而输出了输出数据VD。
灰度转换部120根据存储在存储装置(未示出)中的图像显示程序将设置有像素112的区域划分为虚拟分区121A。此外，灰度转换部120限于在分区121A内执行在对分区121A内的像素112执行灰度转换处理时的误差扩散，从而执行显示在显示部110上的图像的灰度转换。应注意，稍后将参照图3详细描述分区121A。
以第(x，y)个像素112或像素112(x，y)的形式表示位于第x列(x＝1，2，...X)和第y行(y＝1，2，...Y)的像素112。此外，分别以输入数据vD(x，y)和输出数据VD(x，y)的形式来表示对应于像素112(x，y)的输入数据vD和输出数据VD。
图2是说明显示区域中的像素设置的示意性顶视平面图。图3是说明显示区域与误差扩散处理部执行灰度处理的分区之间的关系的示意性顶视平面图。应注意，为了图示方便，在图3中省略了像素112的图示。此外，在图3和稍后示出的图4中，为了方便，以偏移方式示出每两个相邻分区121A之间的边界以不覆盖任何其他线。
如上所述，灰度转换部120将设置有像素112的区域划分为虚拟分区121A。此外，灰度转换部120限于在分区121A内执行在对分区121A内的像素112执行灰度转换处理时的误差扩散，从而执行显示在显示部110上的图像的灰度转换。
在第一实施方式的图像显示装置1中，每个分区121A都具有矩形形状。此外，如图4所示，行方向上的12个像素112和列方向上的12个像素，即，总共(12×12)个像素112对应于一个分区121A。如图3所示，在行方向上设置P个分区121A并且在列方向上设置Q个分区121A，即，设置了(P×Q)个分区121A。此外，如果在像素121A中没有剩余，则获得P＝X/12和Q＝Y/12的关系。应注意，对应于一个分区121A的像素112的数量决不限于上述值，由此，仅需要根据图像显示装置1的设计将对应于一个分区121A的像素112的数量适当地设置为优选值。应注意，尽管在图3中示出了(6×4)个分区121A，但这仅仅是示例性的。
以第(p，q)个分区121A或分区121A(p，q)的形式表示位于第p列(p＝1，2，...P)和第q行(q＝1，2，...Q)的分区121A。
(X×Y)个输入数据vD(1，1)至vD(X，Y)在每个显示帧被顺序提供给灰度转换部120。具体地，首先，X个输入数据vD(1，1)至vD(X，1)被顺序提供给灰度转换部120。接下来，X个输入数据vD(1，2)至vD(X，2)、X个输入数据vD(1，3)至vD(X，3)，...，X个输入数据vD(1，Y)至vD(X，Y)被顺序提供给灰度转换部120。
灰度转换部120对每个显示帧如此输入至其中的(X×Y)个输入数据vD顺序执行(X×Y)个灰度转换处理，并输出(X×Y)个输出数据VD。以下，将详细描述灰度转换处理。
图4是说明通过灰度转换部执行的灰度处理的示意性顶视平面图。图5是说明通过灰度转换部执行的灰度处理的操作的流程图。
如上所述，在每个显示帧，(X×Y)个输入数据vD(1，1)至vD(X，Y)被顺序提供给灰度转换部120。因此，如图4所示，首先，对与位于分区121A(1，1)左上端的像素112(1，1)相对应的输入数据vD执行灰度转换。此后，对与位于先前像素112右手侧的像素112相对应的(X-2)个输入数据vD顺序执行灰度转换。当对与像素112(1，X)(图4中未示出)相对应的输入数据vD的灰度转换结束时，分别对与位于第一行像素112(1，1)至112(1，X)下方一行的像素112(1，2)至112(X，2)相对应的X个输入数据vD顺序执行X个灰度转换处理。
现在将参照图4和图5详细描述灰度转换处理的操作。应注意，尽管现在将用于将256个灰度转换为4个灰度的灰度转换处理的操作描述为灰度转换处理的操作，但本发明决不限于此。
首先，(X×Y)个误差量存储部Err(1，1)至Err(X，Y)(每一个都由缓冲器(未示出)等构成并且分别在其中存储对应于(X×Y)个像素112的(X×Y)个误差量)都被初始化，作为灰度转换处理的前提(步骤S100)。具体地，(X×Y)个误差率存储部Err(1，1)至Err(X，Y)中的值均被设置为“零”。
在每一个显示帧中，首先，执行对输入数据vD(1，1)的灰度转换处理。因此，在x＝1且y＝1的情况下，执行对输入数据vD(x，y)的计算。
具体地，当通过将误差量存储部Err(x，y)中的值与输入数据vD(x，y)的值相加得到的值小于42时，输出数据VD(x，y)的值被设置为零(步骤S101中的“是”)。此外，当通过将误差量存储部Err(x，y)中的值与输入数据vD(x，y)的值相加得到的值大于等于42且小于128时，输出数据VD(x，y)的值被设置为85(步骤S102中的“是”)。此外，当通过将误差量存储部Err(x，y)中的值与输入数据vD(x，y)的值相加得到的值大于等于128且小于212时，输出数据VD(x，y)的值被设置为170(步骤S103中的“是”)。另一方面，当通过将误差量存储部Err(x，y)中的值与输入数据vD(x，y)的值相加得到的值不大于等于128或不小于212时，输出数据VD(x，y)的值被设置为255(步骤S103中的“否”)。
接下来，将参照图5描述误差扩散处理。
在确定输出数据VD(x，y)的值之后，计算误差ER＝vD(x，y)+Err(x，y)(步骤S104)。接下来，限于在分区121A内执行误差扩散处理(步骤S105)。具体地，计算将被扩散到位于像素112(x，y)附近的预定像素中的误差量，并且基于由此计算的误差量的值全部更新与位于像素112(x，y)附近的预定像素相对应的误差量存储部Err中的值。将参照稍后示出的图6详细描述步骤S105中的处理的细节。
当在完成步骤S105中处理之后关系(x+1)≤X成立时(“是”)，x的值加1，并且重复执行步骤S101中和步骤S101之后的五个处理。应注意，图5所示“x+＝1”中的“+＝”是赋值算符并且“x+＝1”是指“x←x+1”。
另一方面，当在完成步骤S105中处理之后关系(x+1)≤X不成立时(“否”)，如果关系(y+1)≤Y成立，则设置x＝1并且y的值也增加1。然后，重复执行步骤S101中和步骤S101之后的五个处理。应注意，图5所示“y+＝1”中的“+＝”是上述赋值算符。
通过上述操作结束针对一帧的图像的灰度转换处理。在移动图像(动画)处理中，每一帧都重复执行预定处理。
接下来，将对于上述限于在分区内执行的误差扩散处理的操作给出描述。
图6A是说明误差扩散至其的像素以及像素的权重系数的示意性顶视平面图。图6B和图6C分别是权重系数的实例。也就是说，图6B示出了在Floyd Steinberg类型的情况下权重系数的值，以及图6C示出了在SierraFilter Lite类型的情况下权重系数的值。此外，图6D是说明没有执行在分区上扩展的误差扩散的示例性顶视平面图。
如图6A所示，在第一实施方式的图像显示装置中，作为规则，在作为处理对象的像素中、在图5的步骤S104的处理中计算的误差ER被扩散到随后的像素(在第一实施方式中，其中包含误差ER的像素的右手侧的像素)以及位于其中包含误差ER的像素所属的行的下方一行的三个像素中。
具体地，通过将误差ER乘以权重系数“d”得到的值和与作为处理对象的像素112(x，y)紧邻(在右手侧)的像素112(x+1，y)相对应的误差量存储部Err(x+1，y)中的值相加。具体地，执行用于获得“Err(x+1，y)+＝d·ER”的处理。由于“+＝”表示上述赋值算符，所以为了简化而省略其描述。应注意，在x＝X的情况下，不执行上述处理，因为不存在右手侧的像素112。
类似地，通过将误差ER乘以权重系数“a”得到的值和与右下像素112(x+1，y+1)相对应的误差量存储部Err(x+1，y+1)中的值相加。具体地，执行用于获得“Err(x+1，y+1)+＝a·ER”的处理。应注意，在x＝X或y＝Y的情况下，不执行上述处理，因为不存在右下像素112。
类似地，通过将误差ER乘以权重系数“b”得到的值和与位于作为处理对象的像素112(x，y)正下方的像素112(x，y+1)相对应的误差量存储部Err(x，y+1)中的值相加。具体地，执行用于获得“Err(x，y+1)+＝b·ER”的处理。应注意，在y＝Y的情况下，不执行上述处理，因为不存在位于作为处理对象的像素112(x，y)正下方的像素112。
类似地，通过将误差ER乘以权重系数“c”得到的值和与左下像素112(x-1，y+1)相对应的误差量存储部Err(x-1，y+1)中的值相加。具体地，执行用于获得“Err(x-1，y+1)+＝c·ER”的处理。应注意，在x＝1或y＝Y的情况下，不执行上述处理，因为不存在左下像素112。
仅需要根据图像显示装置1的设计适当地设置权重系数“a、b、c和d”的值。例如，权重系数“a、b、c和d”的值可以如图6B所示进行设置或者可以如图6C所示进行设置。
然而，当作为误差扩散对象的像素112属于任何其他分区时，不执行误差量的增加(加法)。这将参照图6D进行具体描述。例如，作为规则，当扩散相对于位于分别由参考符号PS1和PS2指定的位置的像素112的误差时，执行误差扩散。然而，当扩散相对于位于分别由参考符号PS3和PS4指定的位置的像素112的误差时，不执行误差量与每个左下像素112的相加，因为每个左下像素112都属于另一分区。当扩散相对于位于分别由参考符号PS5和PS6指定的位置的像素112的误差时，不执行误差量与位于紧接的下一行的三个像素的相加，因为位于分别由参考符号PS5和PS6指定的每个像素112紧接的下一行的三个像素属于其他分区。关于位于由参考符号PS7指定的位置的像素112，均变成误差扩散处理对象的全部四个像素都属于其他分区，由此不执行误差量对全部四个像素的相加。此外，当扩散相对于位于分别由参考符号PS8和PS9指定的位置的像素112的误差时，不执行误差量与随后像素(右手侧)和右下像素的相加，因为随后像素和右下像素均属于另一分区。在误差扩散处理部121中适当地确定条件，从而使得可以执行预定数量的上述处理。
图7是说明当对应于特定一个像素的多值图像数据的值发生变化时误差扩散的影响被固定在一个分区内的示意性顶视平面图。应注意，为了图示方便，在图7中，除一部分像素之外，省略了其他像素的图示。
在第一实施方式的图像显示装置中，当如图7所示与位于第x列和y行的像素112相对应的多值像素数据的值发生变化时，误差扩散的影响被固定在像素112所属的分区121A内。因此，当原始图像的一部分发生变化时，防止了误差扩散的变化在半色调图像的宽范围上扩展。结果，当执行移动图像的灰度处理时，可以减轻画面的嗡鸣。
尽管在上述实例中已经对于误差被扩散到紧接作为处理对象的像素112后面的像素112以及位于作为处理对象的像素112下方一行的三个像素(即，总共四个像素)中的情况给出描述，但每一个变成误差扩散对象的像素决不限于此。例如，如图8A和图8B所示，还可以采用使得误差被扩散到紧接作为处理对象的像素后面的两个像素、位于作为处理对象的像素下方一行的五个像素以及位于作为处理对象的像素下方两行的五个像素(即，总共12个像素)中的构成。或者，如图8C所示，还可以采用使得误差被扩散到紧接作为处理对象的像素后面的两个像素以及位于作为处理对象的像素下方一行的五个像素(即，总共7个像素)中的构成。应注意，图8A至图8C所示权重系数的值仅仅是示例性的，因此可以根据图像显示装置1的设计适当地设置权重系数。
图像显示程序包括：在图像显示装置中被执行，其中，该图像显示装置包括：显示部110，用于通过使用以二维矩阵设置的像素112在该显示部上显示图像；以及灰度转换部120，用于通过使用误差扩散方法执行灰度转换处理；通过该执行将设置像素112的区域划分为虚拟分区121A；以及通过该执行限于在虚拟分区121A内执行在对虚拟分区121A内的像素112执行灰度转换处理时的误差扩散，从而对显示在显示部110上的图像执行灰度转换。
此外，尽管在上面的描述中使显示部110适于单色显示，但还可以使显示部110适于彩色显示。在这种情况下，其所进行的是对每种子像素执行上述灰度转换处理。
图9是当使显示部适于彩色显示时图像显示装置的概念图。
图像显示装置1’包括第一灰度转换部120A、第二灰度转换部120B和第三灰度转换部120C。第一灰度转换部120A、第二灰度转换部120B和第三灰度转换部120C的每一个都具有与图1所示灰度转换部120相同的构造。组成显示部110’的像素112’由红色发光子像素112R、绿色发光子像素112G和蓝色发光子像素112B的组构成。像素112’以二维矩阵设置在显示区域111’中。第一灰度转换部120A对用于红色显示的输入数据vDR(x，y)执行与上述操作相同的操作。第二灰度转换部120B对用于绿色显示的输入数据vDG(x，y)执行与上述操作相同的操作。此外，第三灰度转换部120C对用于蓝色显示的输入数据vDB(x，y)执行与上述操作相同的操作。此外，根据每一个都经过了灰度转换的三个输出数据VDR(x，y)、VDG(x，y)和VDB(x，y)在显示部110’上显示对其执行灰度转换的图像。
[第二实施方式]
第二实施方式基本上为第一实施方式的变形。在第一实施方式的图像显示装置1中，由于误差限于在分区内扩散，所以在一些情况下在边界附近视觉上看到灰度不均匀。为了处理这种情况，在第二实施方式的图像显示装置中，灰度转换部将设置有像素的区域划分为多个虚拟分区，并且选择在作为分区内的区域且不包括边界附近的任何像素的区域中的灰度转换处理的结果，从而对显示在显示部上的图像执行灰度转换。这一点是区别于第一实施方式的图像显示装置1的主要不同。根据第二实施方式的图像显示装置，可以减轻边界附近的灰度不均匀。
图10是根据本发明第二实施方式的图像显示装置的概念图。
第二实施方式的图像显示装置2还包括显示部110和灰度转换部(灰度转换器)220。在这种情况下，显示部110通过使用以二维矩阵设置的像素112在该显示部上显示图像。此外，灰度转换部(灰度转换器)220通过使用误差扩散方法执行灰度转换处理。
由于显示部110具有与在第一实施方式的图像显示装置1中描述的显示部110相同的构造，所以为了简化，这里省略其描述。
灰度转换部220包括误差扩散处理部221、222、223和224以及选择器225。在这种情况下，误差扩散处理部221、222、223和224的每一个均通过使用误差扩散方法执行灰度处理。此外，选择器225从分别在误差扩散处理部221、222、223和224中执行的四个灰度转换处理的结果中选择结果。
此后，为了描述方便，误扩散处理部221、222、223和224将分别被称为第一处理部221、第二处理部222、第三处理部223和第四处理部224。
现在将描述第二实施方式的图像显示装置2的概况。对应于像素112的输入数据vD被输入至第一处理部221、第二处理部222、第三处理部223和第四处理部224中的每一个。
构成灰度转换部220的第一处理部221将设置有像素112的区域划分为稍后描述的图17所示的虚拟分区221A，并且限于在虚拟分区221A内执行在对虚拟分区221A内的像素112执行灰度转换处理时的误差扩散。此外，构成灰度转换部220的第二处理部222将设置有像素112的区域划分为稍后描述的图18所示的虚拟分区222A，并且限于在虚拟分区222A内执行在对虚拟分区222A内的像素112执行灰度转换处理时的误差扩散。
构成灰度转换部220的第三处理部223将设置有像素112的区域划分为稍后描述的图19所示的虚拟分区223A，并且限于在虚拟分区223A内执行在对虚拟分区223A内的像素112执行灰度转换处理时的误差扩散。此外，构成灰度转换部220的第四处理部224将设置有像素112的区域划分为稍后描述的图20所示的虚拟分区224A，并且限于在虚拟分区224A内执行在对虚拟分区224A内的像素112执行灰度转换处理时的误差扩散。
此外，选择器225选择在第一至第四处理部221至224中分别执行的四个灰度转换处理的结果中的预定灰度转换处理的结果。此外，选择器225将由此选择的结果作为输出数据VD输出至显示部110。
以下，将详细描述第二实施方式的图像显示装置2。
图11是说明显示区域与第一处理部、第二处理部、第三处理部和第四处理部执行各自的灰度处理的分区之间的关系的示意性顶视平面图。图12是说明第一处理部的第(1，1)个分区221A(1，1)、第二处理部的第(1，1)个分区222A(1，1)、第三处理部的第(1，1)个分区223A(1，1)和第四处理部的第(1，1)个分区224A(1，1)之间的关系的示意性顶视平面图。为了图示方便，在图11中省略了像素112的图示。此外，在图11和图12中，为了描述的目的以偏移方式示出了分区221A、222A、223A和224A，以这种方式，每两个相邻分区之间的边界不与任何其他线重叠。
在图11和图12中，通过长虚线表示第一处理部221的每两个相邻分区221A之间的边界，并且通过短虚线表示第二处理部222的每两个相邻分区222A之间的边界。此外，通过点划线表示第三处理部223的每两个相邻分区223A之间的边界，以及通过点线表示第四处理部224的每两个相邻分区224A之间的边界。
在第二实施方式的图像显示装置2中，类似于第一实施方式的图像显示装置1中的分区121A的情况，分区221A、222A、223A和224A的每一个均具有矩形形状。类似于对于第一实施方式的图像显示装置1中的分区121A描述的情况，行方向上的12个像素和列方向上的12个像素，即，总共(12×12)个像素112对应于一个分区。
然而，不同于在第一实施方式的图像显示装置1中描述的分区121A的情况，如图12所示，设置分区221A、222A、223A和224A相对于显示区域111分别偏移预定量。当分别通过参考符号NH和NV表示分区的水平宽度和垂直宽度时，分区221A(1，1)在上方向上偏移(1/4)×NV，并且在左手方向上偏移(1/4)×NH。此外，分区222A(1，1)在上方向上偏移(1/4)×NV，并且在左手方向上偏移(3/4)×NH。分区223A(1，1)在上方向上偏移(3/4)×NV，并且在左手方向上偏移(1/4)×NH。此外，分区224A(1，1)在上方向上偏移(3/4)×NV，并且在左手方向上偏移(3/4)×NH。
图13是说明显示区域和第一处理部的分区之间的关系的示意性顶视平面图。
如上所述，分区221A、222A、223A和224A被设置为相对于显示区域111分别偏移预定量。因此，分区221A、222A、223A和224A的每一个中的每一个行号和每一个列号都具有通过将第一实施方式的图像显示装置1中的行号和列号分别加1所得到的值，以完全地覆盖显示区域111。因此，获得了P＝(X/12)+1和Q(Y/12)+1的关系。由斜线表示的区域221PSE是任何对应的像素112都不存在的区域，尽管其落入分区内。应注意，这还适用于图18中的区域222PSE、图19中的区域223PSE和图20中的区域224PSE的每一个。
图14是说明由第一处理部执行的灰度处理的示意性顶视平面图。图15是说明分别在第一处理部、第二处理部、第三处理部和第四处理部中执行的四个灰度处理的操作的流程图。
类似于第一实施方式的图像显示装置1的情况，在每个显示帧(X×Y)个输入数据vD(1，1)至vD(X，Y)被顺序提供给灰度转换部220。因此，第一处理部221首先对与包括在分区221A(1，1)中的像素112(1，1)相对应的输入数据vD(1，1)执行灰度转换处理以及用于将误差扩散到对应的其他像素112中的处理。接下来，第一处理部221分别对与右手边的像素相对应的(X-1)个输入数据vD顺序执行预定个灰度转换处理，以及用于将误差扩散到对应的其他像素112中的预定个处理。此外，类似于第一实施方式的图像显示装置1中描述的情况，当变成误差扩散对象的像素属于另一分区时，不执行误差的相加。由于具体操作与在第一实施方式的图像显示装置1中描述的相同，所以为了简化省略其描述。
第二处理器222、第三处理器223和第四处理器224也彼此独立地对预定个输入数据vD执行各自的灰度转换处理以及用于将误差扩散到对应的其他像素112中的各个处理。图15所示流程图的描述与在第一实施方式的图像显示装置1中参照图5所给出的描述相同。由于步骤S200至S205的6个处理与图5所示的步骤S100至S105相同，所以为了简化，这里省略其描述。第一至第四处理器221至224的每一个都包括缓冲器(未示出)等。因此，第一至第四处理器221至224以特定处理部没有对其他处理部的任何操作产生影响的这种方式并行且相互独立地执行图15所示的步骤S201至S205的5个处理。
图16是说明不包括位于每两个相邻分区之间的边界附近的任何像素的区域的示意性顶视平面图。
当输入数据vD(x，y)与输入数据vD(x，y)不包括位于每两个相邻分区之间的边界附近的任何像素的区域(由图16中的实线环绕的区域)内的像素112相对应时，图10所示选择器225从通过第一处理部、第二处理部、第三处理部和第四处理部分别对输入数据vD(x，y)执行的四个灰度转换处理的结果中选择灰度转换处理的结果。此外，选择器225将由此选择的结果作为输出数据提供给显示部110。在选择器225中适当地确定条件，从而使得可以执行上述选择处理。
在第二实施方式的图像显示装置2中，不包括位于每两个相邻分区之间的边界附近的任何像素的区域为除与每两个分区之间的边界相邻并排设置的三行的像素112和三列的像素112之外的区域。该区域的形状为对应于(6×6)像素的矩形和可平面填充的形状。
图17是说明当通过第一处理部执行灰度处理时由选择器选择的灰度转换处理的结果的区域的示意性顶视平面图。
在图17中，通过参考符号221S(p，q)表示在分区221A(p，q)中由选择器225选择灰度转换处理的结果的区域。
图18是说明当通过第二处理部执行灰度处理时由选择器选择的灰度转换处理的结果的区域的示意性顶视平面图。图19是说明当通过第三处理部执行灰度处理时由选择器选择的灰度转换处理的结果的区域的示意性顶视平面图。此外，图20是说明当通过第四处理部执行灰度处理时由选择器选择的灰度转换处理的结果的区域的示意性顶视平面图。
在图18中，通过参考符号222S(p，q)表示在分区222A(p，q)中由选择器225选择灰度转换处理的结果的区域。类似地，在图19中，通过参考符号223S(p，q)表示在分区223A(p，q)中由选择器225选择灰度转换处理的结果的区域。此外，在图20中，通过参考符号224S(p，q)表示在分区224A(p，q)中由选择器225选择灰度转换处理的结果的区域。
图21是说明在第二实施方式的图像显示装置中当一个像素的亮度发生变化时由于误差扩散的影响可以产生的灰度变化的范围的示意性顶视平面图。注意，为了图示方便，在图21中，除了一部分像素之外，省略了其他像素的图示。
在第二实施方式的图像显示装置2中，如图21所示，例如，当位于第x列和第y行的像素112包括在区域223S中时，当所关注像素112的输入数据的值发生变化时的误差扩散的影响保持在所关注像素112所述的分区223A中的区域223S中。因此，防止了当原始图像的一部分发生变化时误差扩散的变化在半色调图像的宽范围上扩展。此外，由于不使用边界附近的灰度转换处理的结果，所以也防止了对应于边界的亮度不均匀变得明显。
此外，尽管在上面的描述中使显示部110适于单色显示，但还可以使显示部110适于彩色显示。在这种情况下，仅需要对每种子像素执行上述灰度转换处理。这种情况下图像显示装置的概念图与分别用第一灰度转换部220A、第二灰度转换部220B和第三灰度转换部220C的参考符号替换图9中的第一灰度转换部120A、第二灰度转换部120B和第三灰度转换部120C的参考符号的概念图相同。
尽管至此已经具体描述了本发明的实施方式，但本发明决不限于上述实施方式，因此，可以基于本发明的技术思想进行各种变形。
例如，尽管在本发明实施方式的图像显示装置2中，不包括位于每两个相邻分区之间的边界附近的任何像素的区域具有矩形形状，但如图22所示，该区域还可以添加有不规则的形状。应注意，为了图示方便，在图22中，除了一部分像素，省略了其他像素的图示。
此外，尽管在本发明实施方式的图像显示装置2中，通过使用四种分区执行处理，但还可以采用通过改变分区的偏移量执行使用三种分区的预定个处理的构造。由于通过该构造，灰度转换部中误差扩散处理部的数量仅具有三个，所以可以减小灰度转换部的规模。
本发明包含于2011年1月13日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2011-004932所公开的主题，其全部内容结合于此作为参考。
本领域的技术人员应当理解，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和变形，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围之内。

Claims (7)

1.一种图像显示装置，包括：
显示部，通过使用以二维矩阵设置的像素在所述显示部上显示图像；以及
灰度转换部，通过使用误差扩散方法执行灰度转换处理，
其中，所述灰度转换部将设置有所述像素的区域划分为虚拟分区，并且限于在所述虚拟分区内执行在对所述虚拟分区内的像素执行灰度转换处理时的误差扩散，从而对显示在所述显示部上的图像执行灰度转换。
2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，所述灰度转换部将设置有像素的区域划分为多种虚拟分区，并选择作为虚拟分区内的区域且不包括位于边界附近的任何像素的区域中的灰度转换处理的结果，从而对显示在所述显示部上的图像执行灰度转换。
3.根据权利要求2所述的图像显示装置，其中，不包括位于边界附近的任何像素的所述区域的形状为可平面填充的形状。
4.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，所述灰度转换处理是用于将多值图像转换为二值图像或具有更少灰度数的多值图像的处理。
5.一种图像显示装置的驱动方法，所述驱动方法使用所述图像显示装置，所述图像显示装置包括：显示部，通过使用以二维矩阵设置的像素在所述显示部上显示图像；以及灰度转换部，通过使用误差扩散方法执行灰度转换处理，所述方法包括：
通过所述灰度转换部将设置有所述像素的区域划分为虚拟分区；以及
通过所述灰度转换部限于在所述虚拟分区内执行在对所述虚拟分区内的像素执行灰度转换处理时的误差扩散，从而对显示在所述显示部上的图像执行灰度转换。
6.一种图像显示程序，包括：
在图像显示装置中被执行，所述图像显示装置包括：显示部，通过使用以二维矩阵设置的像素在所述显示部上显示图像；以及灰度转换部，通过使用误差扩散方法执行灰度转换处理；
通过所述执行将设置有所述像素的区域划分为虚拟分区；以及
通过所述执行限于在所述虚拟分区内执行在对所述虚拟分区内的像素执行灰度转换处理时的误差扩散，从而对显示在所述显示部上的图像执行灰度转换。
7.一种灰度转换器，包括：
灰度转换部，通过使用误差扩散方法执行灰度转换处理，
其中，所述灰度转换部将设置有像素的区域划分为虚拟分区，并且限于在所述虚拟分区内执行在对所述虚拟分区内的像素执行灰度转换处理时的误差扩散，从而对显示在所述显示部上的图像执行灰度转换。
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