JP2015011130A - 画像処理装置、電気泳動表示装置、画像処理方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】画像の書き換えの際に、利用者に違和感を感じさせずに、残像の発生を抑制する。
【解決手段】電気泳動粒子を含む電気泳動素子がそれぞれ設けられた複数の画素からなる表示部１１０と、表示部１１０に表示させる画像である第１の画像から輪郭成分を抽出する輪郭抽出部１３２と、所定の画像の各画素の明度から、輪郭抽出部１３２が抽出した輪郭成分の画像の各画素の明度に所定の係数を乗じた値を減算して得られる画像を、表示部１１０に表示させる表示制御部１４０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気泳動表示装置、並びに電気泳動表示装置に表示させる画像を処理する画像処理装置、画像処理方法、及びプログラムに関する。

近年、電子ペーパーとして、電気泳動表示装置（ＥＰＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ）が知られている（例えば、特許文献１〜３、非特許文献１、２を参照）。電気泳動表示装置は、電気泳動素子を挟んで対向する画素電極及び共通電極間に電圧を印加して、彩色された電気泳動粒子を移動させる事で表示部に画像を形成する。電気泳動素子は電気泳動粒子を含有するマイクロカプセルから構成され、マイクロカプセルは画素電極と共通電極と間に接着剤によって固定されている。

米国特許第６５３８８０１号明細書 米国特許出願公開第２００６／００１７６５９号明細書 米国特許出願公開第２０１２／００２６１０６号明細書

Ｗｅｎ−Ｃｈｕｎｇ Ｋａｏら、「Ｉｍａｇｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ ｄｉｓｐｌａｙｓ ｂｙ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｈａｌｆｔｏｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」、Ｃｏｎｓｕｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ、２００９年２月、ｖｏｌ．５５、ｎｏ．１、ｐｐ．１５−１９ Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｍ．Ｔ．ら、「Ｈｉｇｈ−ｑｕａｌｉｔｙ ｉｍａｇｅｓ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ ｄｉｓｐｌａｙｓ」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ、２００６年

しかしながら、上記電気泳動表示装置には、画像の書き換えの際に、前に表示していた画像の輪郭部に沿って、残像が発生するという問題がある。これは、電気泳動素子同士の距離が極めて近く、ある電気泳動素子の電圧値が変わらない場合でも、隣接する電気泳動素子の電圧印加によって、当該電気泳動素子の電気泳動粒子の移動が発生するためである。これに対し、画像の書き換えの際に真っ白及び真っ黒の画像を表示させて残像をリセットする方法が採る方法が提案されている。しかしながら、当該方法を用いると、画像の書き換えの時間がかかり、また利用者に違和感を感じさせてしまうという問題がある。
本発明の目的は、上述した課題を解決する表示制御装置、電気泳動表示装置、表示制御方法、及びプログラムを提供することにある。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、電気泳動表示装置に表示させる画像である第１の画像から輪郭成分を抽出する輪郭抽出部と、所定の画像の各画素の明度から、前記輪郭抽出部が抽出した輪郭成分の画像の各画素の明度に所定の係数を乗じた値を減算して得られる画像を生成する差分演算部とを備えることを特徴とする画像処理装置である。

また、本発明においては、前記差分演算部は、前記第１の画像から、前記輪郭抽出部が抽出した輪郭成分の画像の各画素の明度を減算して得られる画像を生成することが好ましい。

また、本発明においては、前記差分演算部は、前記第１の画像の後に前記電気泳動表示装置に表示させる画像である第２の画像から、前記輪郭抽出部が抽出した輪郭成分の画像の各画素の明度を減算して得られる画像を生成することが好ましい。

また、本発明においては、前記輪郭抽出部は、前記第１の画像に対してラプラシアンフィルタを適用することで、前記輪郭成分を抽出することが好ましい。

また、本発明は、電気泳動粒子を含む電気泳動素子がそれぞれ設けられた複数の画素からなる表示部と、前記表示部に表示させる画像である第１の画像から輪郭成分を抽出する輪郭抽出部と、所定の画像の各画素の明度から、前記輪郭抽出部が抽出した輪郭成分の画像の各画素の明度に所定の係数を乗じた値を減算して得られる画像を、前記表示部に表示させる表示制御部とを備えることを特徴とする電気泳動表示装置である。

また、本発明は、電気泳動表示装置に表示させる画像である第１の画像から輪郭成分を抽出するステップと、所定の画像の各画素の明度から、前記輪郭抽出部が抽出した輪郭成分の画像の各画素の明度に所定の係数を乗じた値を減算して得られる画像を生成するステップとを備えることを特徴とする画像処理方法である。

また、本発明は、コンピュータを、電気泳動表示装置に表示させる画像である第１の画像から輪郭成分を抽出する輪郭抽出部、所定の画像の各画素の明度から、前記輪郭抽出部が抽出した輪郭成分の画像の各画素の明度に所定の係数を乗じた値を減算して得られる画像を生成する差分演算部として機能させるためのプログラムである。

本発明によれば、表示部に表示させる画像の輪郭成分を減算した画像を表示させることで、画像の輪郭成分の残像の蓄積を防ぐことができ、また利用者に違和感を与えることなく画像の切り替えを行うことができる。

本発明の第１の実施形態に係る電気泳動表示装置の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る電気泳動表示装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る電気泳動表示装置の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る電気泳動表示装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る電気泳動表示装置の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る電気泳動表示装置の動作を示すフローチャートである。

《第１の実施形態》
以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施形態について詳しく説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電気泳動表示装置１００の構成を示す概略ブロック図である。
電気泳動表示装置１００は、表示部１１０、ＣＰＵ１２０、画像処理装置１３０、表示制御部１４０を備える。
表示部１１０は、彩色された電気泳動粒子を封入した複数の電気泳動素子を、対向する画素電極及び共通電極の間に挟み、接着剤によって固定したものである。複数の電気泳動素子が、表示部１１０の画素を構成しており、表示部１１０は、画素電極及び共通電極間に電圧を印加し、電気泳動粒子を移動させる事で、画像を形成する。
ＣＰＵ１２０は、表示部１１０に表示させる画像を生成し、画像処理装置１３０に出力する。
画像処理装置１３０は、電気泳動表示装置１００のＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であって、表示部１１０に表示させる画像の演算処理を行う。
表示制御部１４０は、画像処理装置１３０が生成した画像に基づいて、表示部１１０の画素電極及び共通電極間の電圧を制御する。

画像処理装置１３０は、フレームバッファ１３１、輪郭抽出部１３２、差分演算部１３３、転送バッファ１３４を備える。
フレームバッファ１３１は、ＣＰＵ１２０が生成した表示部１１０に表示させる画像を一時的に記憶する。
輪郭抽出部１３２は、フレームバッファ１３１が記憶する画像（第１の画像）の輪郭を抽出する。輪郭抽出部１３２は、例えば、４近傍ラプラシアンフィルタまたは８近傍ラプラシアンフィルタを用いて画像の輪郭を抽出することができる。ラプラシアンフィルタとは、注目画素とその上下両隣の近傍の画素の差分をとるフィルタである。
差分演算部１３３は、フレームバッファ１３１が記憶する画像（第１の画像）から輪郭抽出部１３２が抽出した画像を減算した画像を生成し、転送バッファ１３４に記録する。
転送バッファ１３４は、差分演算部１３３が演算した画像を一時的に記憶する。なお、表示制御部１４０は、転送バッファ１３４に記録された画像に基づいて表示部１１０を制御する。

次に、本実施形態に係る電気泳動表示装置１００の動作について説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態に係る電気泳動表示装置１００の動作を示すフローチャートである。
ＣＰＵ１２０は、表示部１１０に表示させる画像を生成すると、フレームバッファ１３１に当該画像を記録する（ステップＳ１０１）。フレームバッファ１３１に画像が記録されると、輪郭抽出部１３２はフレームバッファ１３１から画像を読み出し、当該画像に対してラプラシアンフィルタを適用して輪郭画像を抽出する（ステップＳ１０２）。

次に、差分演算部１３３は、フレームバッファ１３１から画像を読み出し、輪郭抽出部１３２が抽出した輪郭成分の画像の各画素の明度に所定の係数を乗じた値を、読み出した画像の各画素の明度から減算して、差分画像を生成する（ステップＳ１０３）。ここで、所定の係数とは、表示部１１０の残像特性（注目画素と近傍の画素との間のコントラストの大きさと、注目画素に生じる残像の明度との関係）に応じた係数である。次に、差分演算部１３３は、生成した差分画像を転送バッファ１３４に記録し（ステップＳ１０４）、フレームバッファ１３１から画像を削除する（ステップＳ１０５）。これにより、転送バッファ１３４には、ＣＰＵ１２０が生成した画像より輪郭部分のコントラストが低い画像が生成される。

表示制御部１４０は、転送バッファ１３４から画像を読み出し、当該画像に基づいて表示部１１０の画素電極及び共通電極間の電圧を制御する（ステップＳ１０６）。そして、表示制御部１４０は、表示部１１０に画像を表示させると、転送バッファ１３４が記憶する画像を削除する（ステップＳ１０７）。

次に、ＣＰＵ１２０は、表示部１１０に新たな画像を表示させるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。ＣＰＵ１２０は、表示部１１０に新たな画像を表示させると判定した場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、ステップＳ１０１に戻り、当該新たな画像を生成する。

他方、ＣＰＵ１２０は、現時点では表示部１１０に新たな画像を表示させないと判定した場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、利用者などによる操作や割り込み処理などにより、外部から処理の終了要求の入力を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０９）。ＣＰＵ１２０は、外部から終了要求を入力を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ１０９：ＮＯ）、ステップＳ１０８の判定を継続する。他方、ＣＰＵ１２０は、外部から終了要求の入力を受け付けたと判定した場合（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、処理を終了する。

このように、本実施形態によれば、表示部１１０には、ＣＰＵ１２０が生成した画像より輪郭部分のコントラストが低い画像が表示されるため、各電気泳動素子において、自素子の電圧値と隣接する電気泳動素子の電圧値との差を小さくすることができる。これにより、電気泳動表示装置１００は、隣接する電気泳動素子の電圧値による電気泳動粒子の移動を抑制することができ、残像の発生を防ぐことができる。

《第２の実施形態》
以下、図面を参照しながら本発明の第２の実施形態について詳しく説明する。
図３は、本発明の第２の実施形態に係る電気泳動表示装置１００の構成を示す概略ブロック図である。
第２の実施形態に係る電気泳動表示装置１００は、画像処理装置１３０が、第１の実施形態に係る画像処理装置１３０の構成に加えて輪郭画像バッファ１３５を備え、画像処理装置１３０の各処理部の動作が異なるものである。
輪郭画像バッファ１３５は、表示部１１０に表示されている画像（第１の画像）の輪郭画像を一時的に記憶する。なお、表示部１１０の表示がない初期状態においては、輪郭画像バッファ１３５は、すべての画素の明度がゼロを示す画像（黒画像）を記憶する。

次に、本実施形態に係る電気泳動表示装置１００の動作について説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る電気泳動表示装置１００の動作を示すフローチャートである。
ＣＰＵ１２０は、表示部１１０に表示させる画像（第２の画像）を生成すると、フレームバッファ１３１に当該画像を記録する（ステップＳ２０１）。フレームバッファ１３１に画像が記録されると、差分演算部１３３は、フレームバッファ１３１から画像を読み出し、輪郭画像バッファ１３５が記憶する輪郭成分の画像の各画素の明度に所定の係数を乗じた値を、当該画像の各画素の明度から減算して、差分画像を生成する（ステップＳ２０２）。次に、差分演算部１３３は、生成した差分画像を転送バッファ１３４に記録し（ステップＳ２０３）、輪郭画像バッファ１３５から画像を削除する（ステップＳ２０４）。

次に、輪郭抽出部１３２はフレームバッファ１３１から画像を読み出し、当該画像に対してラプラシアンフィルタを適用して輪郭画像を抽出する（ステップＳ２０５）。次に、輪郭抽出部１３２は、輪郭画像バッファ１３５に抽出した輪郭画像を記録し（ステップＳ２０６）、フレームバッファ１３１から画像を削除する（ステップＳ２０７）。

表示制御部１４０は、転送バッファ１３４から画像を読み出し、当該画像に基づいて表示部１１０の画素電極及び共通電極間の電圧を制御する（ステップＳ２０８）。そして、表示制御部１４０は、表示部１１０に画像を表示させると、転送バッファ１３４が記憶する画像を削除する（ステップＳ２０９）。

次に、ＣＰＵ１２０は、表示部１１０に新たな画像を表示させるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。ＣＰＵ１２０は、表示部１１０に新たな画像を表示させると判定した場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、ステップＳ２０１に戻り、当該新たな画像を生成する。

他方、ＣＰＵ１２０は、現時点では表示部１１０に新たな画像を表示させないと判定した場合（ステップＳ２１０：ＮＯ）、利用者などによる操作や割り込み処理などにより、外部から処理の終了要求の入力を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２１１）。ＣＰＵ１２０は、外部から終了要求を入力を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ２１１：ＮＯ）、ステップＳ２１０の判定を継続する。他方、ＣＰＵ１２０は、外部から終了要求の入力を受け付けたと判定した場合（ステップＳ２１１：ＹＥＳ）、処理を終了する。

このように、本実施形態によれば、表示部１１０は、現在表示されている画像の輪郭部分が減算された画像を表示するため、表示部１１０が表示する画像を新たな画像に切り替える際に、現在表示されている画像により生じる残像をキャンセルすることができる。

《第３の実施形態》
以下、図面を参照しながら本発明の第３の実施形態について詳しく説明する。
図５は、本発明の第３の実施形態に係る電気泳動表示装置１００の構成を示す概略ブロック図である。
第３の実施形態に係る電気泳動表示装置１００は、画像処理装置１３０が、第２の実施形態に係る画像処理装置１３０の構成に加えてフレーム転送部１３６を備え、画像処理装置１３０の各処理部の動作が異なるものである。
フレーム転送部１３６は、フレームバッファ１３１が記憶する画像を転送バッファ１３４に記録し、フレームバッファ１３１から当該画像を削除する。

次に、本実施形態に係る電気泳動表示装置１００の動作について説明する。
図６は、本発明の第３の実施形態に係る電気泳動表示装置１００の動作を示すフローチャートである。
ＣＰＵ１２０は、表示部１１０に表示させる画像を生成すると、フレームバッファ１３１に当該画像を記録する（ステップＳ３０１）。フレームバッファ１３１に画像が記録されると、差分演算部１３３は、すべての画素の明度が最大値（例えば、２５５）を示す画像（白画像）の各画素の明度から、輪郭画像バッファ１３５が記憶する輪郭成分の画像の各画素の明度に所定の係数を乗じた値を減算して、差分画像を生成する（ステップＳ３０２）。次に、差分演算部１３３は、生成した差分画像を転送バッファ１３４に記録し（ステップＳ３０３）、輪郭画像バッファ１３５から画像を削除する（ステップＳ３０４）。これにより、転送バッファ１３４には、表示部１１０に現在表示されている画像の輪郭部分のみが暗くなった画像が記録される。

次に、輪郭抽出部１３２はフレームバッファ１３１から画像を読み出し、当該画像に対してラプラシアンフィルタを適用して輪郭画像を抽出する（ステップＳ３０５）。次に、輪郭抽出部１３２は、輪郭画像バッファ１３５に抽出した輪郭画像を記録する（ステップＳ３０６）。次に、フレーム転送部１３６は、フレームバッファ１３１が記憶する画像を転送バッファ１３４に記録し（ステップＳ３０７）、フレームバッファ１３１から当該画像を削除する（ステップＳ３０８）。これにより、転送バッファ１３４には、表示部１１０に現在表示されている画像の輪郭部分のみが暗くなった画像の次に、ＣＰＵ１２０が生成した画像が記録される。

表示制御部１４０は、転送バッファ１３４の先頭に記録された画像、すなわちステップＳ３０２で生成された差分画像を読み出し、当該差分画像に基づいて表示部１１０の画素電極及び共通電極間の電圧を制御する（ステップＳ３０９）。そして、表示制御部１４０は、表示部１１０に差分画像を表示させると、転送バッファ１３４が記憶する先頭の画像を削除する（ステップＳ３１０）。次に、表示制御部１４０は、転送バッファ１３４の先頭に記録された画像、すなわちステップＳ３０７で記録された画像を読み出し、当該画像に基づいて表示部１１０の画素電極及び共通電極間の電圧を制御する（ステップＳ３１１）。そして、表示制御部１４０は、表示部１１０に画像を表示させると、転送バッファ１３４が記憶する先頭の画像を削除する（ステップＳ３１２）。
これにより、表示部１１０には、差分画像が一瞬だけ表示され、直ぐにＣＰＵ１２０が生成した画像が表示される。

次に、ＣＰＵ１２０は、表示部１１０に新たな画像を表示させるか否かを判定する（ステップＳ３１３）。ＣＰＵ１２０は、表示部１１０に新たな画像を表示させると判定した場合（ステップＳ３１３：ＹＥＳ）、ステップＳ３０１に戻り、当該新たな画像を生成する。

他方、ＣＰＵ１２０は、現時点では表示部１１０に新たな画像を表示させないと判定した場合（ステップＳ３１３：ＮＯ）、利用者などによる操作や割り込み処理などにより、外部から処理の終了要求の入力を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ３１４）。ＣＰＵ１２０は、外部から終了要求を入力を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ３１４：ＮＯ）、ステップＳ３１３の判定を継続する。他方、ＣＰＵ１２０は、外部から終了要求の入力を受け付けたと判定した場合（ステップＳ３１４：ＹＥＳ）、処理を終了する。

このように、本実施形態によれば、表示部１１０は、現在表示されている画像の輪郭部分が減算された画像を表示した後に、次に表示すべき画像を表示する。これにより、表示部１１０が表示する画像を新たな画像に切り替える際に、現在表示されている画像により生じる残像をキャンセルした後で、次に表示すべき画像を表示することができる。

以上、図面を参照してこの発明のいくつかの実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、輪郭抽出部１３２がラプラシアンフィルタを用いて輪郭を抽出する場合について説明したが、これに限られず、ラプラシアンフィルタ以外のハイパスフィルタを用いるなど、その他の手法で輪郭を抽出しても良い。

また、上述した実施形態では、電気泳動表示装置１００がＧＰＵである画像処理装置１３０を備え、画像処理装置１３０において輪郭成分の除去演算を行う場合について説明したが、これに限られない。例えば、表示制御部１４０が画像処理装置１３０の機能を備えていても良い。

また、例えば、電気泳動表示装置１００が画像処理装置１３０を備えない場合、ＣＰＵ１２０とメモリに画像処理装置１３０と同じ処理を実行させても良い。この場合、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをＣＰＵ１２０（コンピュータ）が読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたＣＰＵ１２０が当該プログラムを実行するようにしても良い。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

１００…電気泳動表示装置 １１０…表示部 １２０…ＣＰＵ １３０…画像処理装置 １３１…フレームバッファ １３２…輪郭抽出部 １３３…差分演算部 １３４…転送バッファ １３５…輪郭画像バッファ １３６…フレーム転送部 １４０…表示制御部

Claims (7)

1. 電気泳動表示装置に表示させる画像である第１の画像から輪郭成分を抽出する輪郭抽出部と、
   所定の画像の各画素の明度から、前記輪郭抽出部が抽出した輪郭成分の画像の各画素の明度に所定の係数を乗じた値を減算して得られる画像を生成する差分演算部と
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記差分演算部は、前記第１の画像から、前記輪郭抽出部が抽出した輪郭成分の画像の各画素の明度を減算して得られる画像を生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記差分演算部は、前記第１の画像の後に前記電気泳動表示装置に表示させる画像である第２の画像から、前記輪郭抽出部が抽出した輪郭成分の画像の各画素の明度を減算して得られる画像を生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記輪郭抽出部は、前記第１の画像に対してラプラシアンフィルタを適用することで、前記輪郭成分を抽出する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
5. 電気泳動粒子を含む電気泳動素子がそれぞれ設けられた複数の画素からなる表示部と、
   前記表示部に表示させる画像である第１の画像から輪郭成分を抽出する輪郭抽出部と、
   所定の画像の各画素の明度から、前記輪郭抽出部が抽出した輪郭成分の画像の各画素の明度に所定の係数を乗じた値を減算して得られる画像を、前記表示部に表示させる表示制御部と
   を備えることを特徴とする電気泳動表示装置。
6. 電気泳動表示装置に表示させる画像である第１の画像から輪郭成分を抽出するステップと、
   所定の画像の各画素の明度から、前記輪郭成分の画像の各画素の明度に所定の係数を乗じた値を減算して得られる画像を生成するステップと
   を備えることを特徴とする画像処理方法。
7. コンピュータを、
   電気泳動表示装置に表示させる画像である第１の画像から輪郭成分を抽出する輪郭抽出部、
   所定の画像の各画素の明度から、前記輪郭抽出部が抽出した輪郭成分の画像の各画素の明度に所定の係数を乗じた値を減算して得られる画像を生成する差分演算部
   として機能させるためのプログラム。

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