显示装置、显示方法和显示程序 【技术领域】
本发明涉及一种用于在显示器件上显示高质量图象的技术，该显示器件包括多个像素，其中每个像素是三基色的三个发光元件的排列。
背景技术
在各种类型的显示装置中，有一些类型，比如LCD(液晶显示器)或PDP(等离子体显示器)，都包括有多个像素的显示器件，每个像素是三基色R，G和B(红，绿和蓝)的三个发光元件的一个排列，其中像素被排列成多个行，并且该发光元件被称为子像素。
通常，图象以像素单元来显示。然而，当图象显示在一个小尺寸、低分辨率屏幕的像素单元上时，例如，显示在一个移动电话或携带式计算机的屏幕上时，字符斜线、照片或者复杂的图画看上去是粗糙的。
解决了上述问题的用于以子像素单元来显示图象的技术在(a)在因特网上网址为“http：//grc.com/cleartype.htm”中公开的一篇研究论文“Sub-Pixel Font Rendering Technology”(在下文中称为非专利文件1)和(b)WO00/42762(在下文中称为专利文件1)中已经被揭露了。
当图象以子像素单元显示时，每个象素中的三基色的三个子像素沿着像素行地长度方向排列(下文中称为第一方向)，在第一方向上具有一个色彩非常不同于邻近像素的像素(也就是处于一幅图象边缘的一个像素)引起色移，这会被观看者注意到。这是因为有突出色彩的像素中的任何子像素在亮度上非常不同于邻近的子像素。由于这个原因，为了提供一种子像素单元的高质量显示，图象数据需要被滤波以便于将这样突出的色值平滑掉。
[专利文件1]：
WO00/42762(第25页，附图11和13)
[非专利文件1]：
“Sub-Pixel Font Rendering Technology”，[在线]，2000年2月20日，吉布森研究公司，[2000年6月19日检索]，因特网<URL：http：//grc.com/cleartype.htm>
然而，当子像素的亮度被平滑后，图象会变暗。这是图象品质降低的又一个问题。这里，当一个前景图象被叠加到经过滤波(平滑)处理的背景图象时，在叠加前景图象的透明度高的区域上滤波对背景图象的影响增加了一倍。同样，每次另外一个前景图像叠加在合成图像中时都要进行亮度平滑。
一幅图像的叠加越多，或对同一图像执行的滤波越多，那么图像的品质就越差。这是因为在图像上的滤波效应(平滑)被积累而且随着重复变得更加明显。
如上所述，以子象素单元显示高品质图像的显示装置就会有图象品质变差的问题，当子象素的亮度被平滑了多次时，图象品质变差会很突出。
【发明内容】
因此本发明的目的是提供一种显示装置、一种显示方法和显示程序，通过平滑合成图像的亮度同时通过降低滤波效应的积累量来防止图象品质变差，消除了色移，因此得到以子象素单元显示的高质量图象。
上述的发明目的是通过一种用于在一个显示器件上显示图像的显示装置来实现的，该显示器件包括象素行，其中每个象素由在象素行长度方向上排列成直线并能分别发出三基色光的三个子象素组成，该显示转置包括：一个前景图象存储单元，其能存储构成将要显示在该显示器件上的一个前景图象的子象素的色值；一个计算单元，使用由存储在该前景图象存储单元中的一个目标子像素与一个或多个邻近的子像素组成的第一目标范围子像素的色值，可以计算该目标子像素对该一个或多个与该目标子像素在像素行的长度方向邻近的子像素的不相似度；一个叠加单元，使用存储在该前景图象存储单元中的该前景图象的色值和当前显示在显示器件上的图象的色值，可以产生组成一个合成图象的子像素的色值，该合成图象是该前景图象和该当前显示图象的合成图象；一个滤波单元，通过分配根据不相似度确定的权重给第二目标范围子像素，可以平滑对应第一目标范围子像素的合成图象的第二目标范围子像素的色值；和一个显示单元，用于基于该平滑后的色值来显示该合成图象。
对于上述的构成，该显示装置在前景图像中的一个区域上执行有较高平滑效应的滤波处理，而该区域在前景图像中与邻近区域在色彩上存在较大程度的不同并且预期引起合成图像将被观看者注意到的色移，并且该显示装置在前景图像中的一个区域上执行有一个较低平滑效应的滤波处理，而该区域与邻近区域在色彩上存在较小程度的不同并且期望几乎不会引起色移。
这通过对有突出色值的区域进行有效的滤波同时防止由于平滑效应的积累而发生的图象质量变差，防止了色移的发生，由此提供一种具有子象素精确度的高品质图象显示。
在上述的显示装置中，该计算单元使用该第一目标范围子像素的色值为该第一目标范围子像素的每一组合计算一个临时不相似度，并将计算结果中的一个最大的临时不相似度作为该不相似度。
对于如上所述的构成，即使第一目标范围子象素中的目标子象素与邻近子象素的不相似度小于第一目标范围子象素中除目标子象素之外的其它子象素之间的不相似度，该显示装置也对合成图像的目标子象素执行一个有高度平滑效应的滤波处理。
这由于对邻近子象素的滤波处理提供的平滑效应程度中发生显著变化从而防止了色移的发生。
在上述的显示装置中，第一目标范围子象素和第二目标范围子象素可以在数量上和在显示器件中的位置上彼此相同。
对于上述的构成，(a)在合成图像中的子象素上执行平滑处理，该合成图像的子象素与由其色值计算不相似度的前景图像的子象素在数量上和在显示设备上的位置都是相同的，和(b)以不相似度为基础来确定平滑程度。这就使得滤波处理进行的十分精确。
这防止了由滤波处理提供的平滑效应的程度在相邻子象素之间的显著变化。
在上述的显示装置中，如果计算单元计算得出的不相似度大于预定的阈值，则滤波单元可对第二目标范围子象素进行平滑；如果计算的不相似度不大于预定的阈值，则可不进行平滑。
对于上述的结构，该显示装置只在预期引起合成图象的色移的区域上执行滤波处理。
这样可以减少合成图象中对其冗余地执行滤波处理的区域。
上述的发明目的是通过一种在一个显示器件上显示图象的显示装置来实现的，该显示器件包括象素行，每个象素由在象素行长度方向上排列成直线并能各自发出三基色的光的三个子象素组成，该显示装置包括：一个前景图象存储单元，用于存储组成一个前景图象的子像素的色值和透明度值，该前景图象将要在该显示器件上显示，这里该透明度值表示的是当该前景图象叠加到该显示器件上一个当前显示的图象上时该前景图象的子像素透明的程度；一个计算单元，使用由存储在该前景图象存储单元中的由一个目标子像素与一个或多个邻近子像素组成的第一目标范围子像素的(i)色值和(ii)透明度值中的至少一个值，可以计算该目标子像素对一个或多个与该目标子像素在像素行的长度方向上邻近的子像素的不相似度；一个叠加单元，使用存储在该前景图象存储单元中的该前景图象的色值和在该显示器件上当前显示的图象的色值，可以产生组成一个合成图象的子像素的色值，该合成图象是该前景图象和该当前显示图象的合成图象；一个滤波单元，通过分配根据不相似度确定的权重给第二目标范围子像素，可以平滑对应第一目标范围子像素的合成图象的第二目标范围子像素的色值；和一个显示单元，用于基于该平滑后的色值来显示该合成图象。
对于上述的构成，该显示装置在前景图像中的一个区域上执行有较高平滑效应的滤波处理，而该区域在前景图像中与邻近区域在色彩或透明度上存在较大不同并且预期引起合成图像将被观看者注意到的色移，并且该显示装置在前景图像中的一个区域上执行有一个较低平滑效应的滤波处理，而该区域与邻近区域在色彩上或透明度上存在较小程度的不同并且期望几乎不会引起色移。
这通过对有突出色值的区域进行有效的滤波同时防止由于平滑效应的积累而发生的图象质量变差，防止了色移的发生，由此提供一种具有子象素精确度的高品质图象显示。
在上述的显示装置中，该计算单元使用该第一目标范围子像素的(i)色值和(ii)透明度值中的至少一个值为该第一目标范围子像素的每一组合计算一个临时不相似度，并将计算结果中的一个最大的临时不相似度作为该不相似度。
对于如上所述的构成，即使第一目标范围子象素中的目标子象素与邻近子象素的不相似度小于第一目标范围子象素中除目标子象素之外的其它子象素之间的不相似度，该显示装置也在合成图像的目标子象素上执行一个有高度平滑效应的滤波处理。
这由于对相邻子象素的滤波处理提供的平滑效应程度发生显著变化从而来防止色移的发生。
在上述的显示装置中，第一目标范围子象素和第二目标范围子象素可以数量上和在显示器件的位置上彼此相同。
对于上述的构成，在合成图像中的子象素上执行的平滑的程度是基于一个不相似度确定的，该不相似度是由前景图象的子像素的色值计算的，并且该前景图象的子像素与对其进行平滑的合成图象中的子象素在数量上和在显示器件上的位置都是相同的。这就使得滤波处理进行的十分精确。
在上述的显示装置中，如果计算单元计算得出的不相似度大于预定的阈值，则滤波单元可对第二目标范围子象素进行平滑；如果计算的不相似度不大于预定的阈值，则可不进行平滑。
对于上述的结构，该显示装置只在预期引起合成图象的色移的区域中执行滤波处理。
这样可以减少合成图象中对其冗余地执行滤波处理的区域。
上述的发明目的是通过一种在一个显示器件上显示一个图象的显示方法来实现的。该显示器件包括象素行，每个象素由在象素行长度方向上排列成直线并能各自发出三基色的光的三个子象素组成，该显示方法包括：一个前景图象获取步骤，用于获取第一目标范围子像素的色值，该第一目标范围子像素是由一个目标子像素和在像素行的长度方向上与该目标子像素邻近的一个或多个子像素组成，该第一目标范围子像素包括在组成一个前景图象的子像素中，该前景图象将要在显示器件上显示；一个计算步骤，使用在该前景图象获取步骤中获得的该第一目标范围子像素的色值来计算该目标子像素对该一个或多个子像素的一个不相似度；一个叠加步骤，通过使用在该前景图象获取步骤中获得的该前景图象的色值和在该显示器件上当前显示的图象的色值，可以产生组成一个合成图象的子像素的色值，该合成图象是该前景图象和该当前显示图象的合成图象；一个滤波步骤，通过分配根据不相似度确定的权重给第二目标范围子像素，可以平滑对应第一目标范围子像素的合成图象的第二目标范围子像素的色值；和一个显示步骤，用于基于该平滑后的色值来显示该合成图象。
对于上述的构成，该显示装置在前景图像中的一个区域上执行有较高平滑效应的滤波处理，而该区域在前景图像中与邻近区域在色彩上存在较大的不同并且预期引起合成图像将被观看者注意到的色移，并且该显示装置在前景图像中的一个区域上执行有一个较低平滑效应的滤波处理，而该区域与邻近区域在色彩上存在较小程度的不同并且期望几乎不会引起色移。
这通过对有突出色值的区域进行有效的滤波同时防止由于平滑效应的积累发生的图象质量变差，防止了色移的发生，由此提供一种具有子象素精确度的高品质图象显示。
上述的发明目的是通过一种在一个显示器件上显示图像的显示方法来实现的。该显示器件包括象素行，每个象素由在象素行长度方向上排列成直线并能各自发出三基色的光的三个子象素组成，这种显示方法包括：一个前景图象获取步骤，用于获取第一目标范围子像素的色值和透明度值，该第一目标范围子像素是由一个目标子像素和在像素行的长度方向上与该目标子像素邻近的一个或多个子像素组成，该第一目标范围子像素包括在组成一个前景图象的子像素中，该前景图象将要在显示器件上显示，这里该透明度值表示的是当该前景图象叠加到显示器件上一个当前显示的图象上时该前景图象的子像素透明的程度；一个计算步骤，使用在该前景图象获取步骤中获得的该第一目标范围子像素的(i)色值和(ii)透明度值中的至少一个值来计算该目标子像素对该一个或多个子像素的一个不相似度；一个叠加步骤，使用在该前景图象获取步骤中获得的该前景图象的色值和当前显示图象的色值，可以产生组成一个合成图象的子像素的色值，该合成图象是该前景图象和该当前显示图象的合成图象；一个滤波步骤，通过分配根据不相似度确定的权重给第二目标范围子像素，可以平滑对应第一目标范围子像素的合成图象的第二目标范围子像素的色值；和一个显示步骤，用于基于该平滑后的色值来显示该合成图象。
对于上述的构成，该显示装置在前景图像中的一个区域上执行有较高平滑效应的滤波处理，而该区域在前景图像中与邻近区域在色彩上或透明度上存在较大程度的不同并且预期引起合成图像将被观看者注意到的色移，并且该显示装置在前景图像中的一个区域上执行有一个较低平滑效应的滤波处理，而该区域与邻近区域在色彩上或透明度上存在较小程度的不同并且期望几乎不会引起色移。
这通过对有突出色值的区域进行有效的滤波同时防止由于平滑效应的积累而发生的图象质量变差，防止了色移的发生，由此提供一种具有子象素精确度的高品质图象显示。
上述目的也通过用于在一个包括像素行的显示器件上显示图象的显示程序来实现，其中每个像素是由在像素行的长度方向上排列成直线的并且分别发出三基色的光的三个子像素组成，这个显示程序由一个计算机来执行：一个前景图象获取步骤，用于获取第一目标范围子像素的色值，该第一目标范围子像素是由一个目标子像素和在像素行的长度方向上与该目标子像素邻近的一个或多个子像素组成，该第一目标范围子像素包括在组成一个前景图象的子像素中，该前景图象将要在显示器件上显示；一个计算步骤，使用在该前景图象获取步骤中获得的该第一目标范围子像素的色值来计算该目标子像素对该一个或多个子像素的一个不相似度；一个叠加步骤，使用在该前景图象获取步骤中获得的该前景图象的色值和在显示器件上当前显示的图象的色值，可以产生组成一个合成图象的子像素的色值，该合成图象是该前景图象和该当前显示图象的合成图象；一个滤波步骤，通过分配根据不相似度确定的权重给第二目标范围子像素，可以平滑对应第一目标范围子像素的合成图象的第二目标范围子像素的色值；和一个显示步骤，用于基于该平滑后的色值来显示该合成图象。
对于上述的构成，该显示装置在前景图像中的一个区域上执行有较高平滑效应的滤波处理，而该区域在前景图像中与邻近区域在色彩上存在较大程度的不同并且预期引起合成图像将被观看者注意到的色移，并且该显示装置在前景图像中的一个区域上执行有一个较低平滑效应的滤波处理，而该区域与邻近区域在色彩上存在较小程度不同并且期望几乎不会引起色移。
这通过对有突出色值的区域进行有效的滤波同时防止由于平滑效应的积累而发生的图象质量变差，防止了色移的发生，由此提供一种具有子象素精确度的高品质图象显示。
上述的发明目的是通过一种在显示器件上显示图象的显示程序来实现的，该显示器件包括象素行，每个象素由在象素行长度方向上排列成直线并能各自发出三基色的光的三个子象素组成，该显示程序使得计算机执行：一个前景图象获取步骤，用于获取第一目标范围子像素的色值和透明度值，该第一目标范围子像素是由一个目标子像素和在像素行的长度方向上与该目标子像素邻近的一个或多个子像素组成，该第一目标范围子像素包括在组成一个前景图象的子像素中，该前景图象将要在显示器件上显示，这里该透明度值表示的是当该前景图象叠加到显示器件上一个当前显示的图象上时该前景图象的子像素透明的程度；一个计算步骤，使用在该前景图象获取步骤中获得的该第一目标范围子像素的(i)色值和(ii)透明度值中的至少一个值来计算该目标子像素对该一个或多个子像素的一个不相似度；一个叠加步骤，使用在该前景图象获取步骤中获得的该前景图象的色值和当前显示的图象的色值，可以产生组成一个合成图象的子像素的色值，该合成图象是该前景图象和该当前显示图象的合成图象；一个滤波步骤，通过分配根据不相似度确定的权重给第二目标范围子像素，可以平滑对应第一目标范围子像素的合成图象的第二目标范围子像素的色值；和一个显示步骤，用于基于该平滑后的色值来显示该合成图象。
对于上述的构成，该显示装置在前景图像中的一个区域上执行有较高平滑效应的滤波处理，而该区域在前景图像中与邻近区域在色彩上或透明度上存在较大程度的不同并且预期引起合成图像将被观看者注意到的色移，并且该显示装置在前景图像中的一个区域上执行有一个较低平滑效应的滤波处理，而该区域与邻近区域在色彩上或透明度上存在较小程度的不同并且期望几乎不会引起色移。
这通过对有突出色值的区域进行有效的滤波同时防止由于平滑效应的积累发生的图象质量变差，防止了色移的发生，由此提供一种具有子象素精确度的高品质图象显示。
【附图说明】
通过结合附图的描述将使本发明的目的，优点和特征变得更为清楚，附图描述了本发明的具体实施例。
在附图中：
图1图示了本发明实施例1中的显示装置100的结构；
图2示出了存储在织构存储器3中的前景织构表21的数据结构；
图3示出了叠加/子象素处理单元35的结构；
图4示出了前景图象变化检测单元42的结构；
图5示出了滤波单元45的结构；
图6示出了叠加/子象素处理单元36的结构，该单元利用亮度值和α值来检测前景图象的色彩变化；
图7示出了前景图象变化检测单元46的结构；
图8示出了滤波必要性判断单元47的结构；
图9是一个流程图，其示出了本发明实施例1中的显示装置100的操作过程；
图10是一个流程图，其示出了本发明实施例1中的显示装置100的操作过程；
图11是一个流程图，其示出了本发明实施例1中的显示装置100的操作过程；
图12示出了分别在传统显示装置上和本发明实施例1中的显示装置100上显示的图象103和104；
图13示出了本发明实施例2中的显示装置200的结构；
图14示出了叠加/子象素处理单元37的结构；
图15示出了滤波系数确定单元49的结构；
图16示出了不相似度和滤波系数之间的关系；
图17示出了滤波单元50的结构；和
图18是一个流程图，其示出了本发明实施例2中的显示装置200产生合成图像并对该合成图像进行滤波处理的操作过程。
【具体实施方式】
将结合附图1-18对本发明优选的实施例进行说明。
实施例1
概要
实施例1中的显示装置100将前景图象叠加到背景图象上，该背景图象已经经历了滤波处理，其亮度被平滑以消除了色移。该显示装置100使得合成图象经过滤波处理，其中仅对该合成图像的有限区域进行滤波，从而防止了对合成图像中的背景图象的滤波的重叠。该显示装置100然后以子象素单元显示合成图像。
结构
图1图示了本发明实施例1中的显示装置100的结构。通过以子象素单元显示图象来显示高质量图象的显示装置100包括一个显示器件1，一个帧存储器2，一个织构存储器3，一个CPU4和图画处理单元5。
该显示器件1包括一个显示屏(未示出)和一个驱动器(未示出)。该显示屏由多个像素组成，每个像素是三基色R，G和B(红，绿和蓝)的三个发光元件(也称为子像素)的一个排列，这里像素被排列成直线以形成为多个行。在下文中，像素行的长度方向被作为第一方向且与该第一方向垂直的一个方向被作为第二方向。在每一个像素中，三个子像素以R，G和B的顺序在第一方向上排列成直线。该驱动器从帧存储器2中读取将要被显示的一幅图象的详细的信息并且按照读取的图象信息在显示屏上显示该图象。
正如早先所描述的，当图象以子像素单元显示时，具有色彩非常不同于在第一方向上的邻近像素的像素引起会被观看者注意到的色移。这是因为在突出色彩的像素中的任何子像素在亮度上与邻近的子像素相比都是有很大不同的。由于这一原因，为了提供一种在子像素单元中的高质量显示，图象数据需要被滤波以便于平滑这样的突出的亮度值。
在实施例1的滤波过程中，通过把目标子像素的亮度值分配给四个周围的子像素，或者通过从该周围的子像素接收过量的亮度值，来平滑每一个亮度突出的子像素，这四个周围的子像素是由第一方向上的该目标子像素之前的两个子像素和之后的两个子像素组成的。
帧存储器2是一个半导体存储器，用于存储将要在显示屏上显示的图象的详细信息。存储在该帧存储器2中的图象信息包括组成将要在屏幕上显示的图象的每一像素的三基色R，G和B的色值，组成图象的每一个像素是与组成显示屏的每一像素相对应。应该注意的是，存储在该帧存储器2中的图象信息是经过滤波处理且将要在显示屏上显示的图象的信息。
在实施例1中应该注意的是，每一个基色R，G和B取从“0”到“1”包括端点值在内的色值。一个像素的三基色的色值的每一组合表示该像素的色彩。例如，一个由R＝1，G＝1，B＝1组成的像素是白色的。另外，一个由R＝0，G＝0，B＝0组成的像素是黑色的。
织构存储器3是一个用于存储一个前景织构表21的存储器，该前景织构表21包括映射在该前景图象上的织构图象的详细信息。存储在该织构存储器3中的信息包括组成该织构图象的子像素的色值。
附图2示出了存储在该织构存储器3中的前景织构表21的数据结构。正如在附图2中示出的，该前景织构表21包括一个像素坐标列22a，一个色值列22b和一个α值列22c。在这个表中，对应于一个像素的每一行具有上述各列值并且每一行被称为一条像素信息。组成该织构图象的像素数目有多少，该前景织构表21就包括多少条像素信息。
这里应该注意，该像素坐标列22a包括分配给组成该织构图象的像素的坐标值u和v。
此外，在本文中，这个从“0”到“1”且包括端点值取值的α值表示在前景图象叠加到背景图象时的前景图象的像素的透明度。更具体的，当该α值是“0”时，该前景图象的相应像素变为透明的，并且该背景图象的相应像素的色值在前景图象和背景图象合成时被使用；当该α值是“1”时，该前景图象的相应像素变为非透明的，并且该前景图象像素的色值在前景图象和背景图象合成时被使用；当满足条件0＜α＜1时，前景图象和背景图象的该像素的加权的平均值被使用在合成图象中。
CPU(中央处理单元)4向图画处理单元5提供顶点信息。该顶点信息在织构图象映射到前景图象上时被使用。每一条顶点信息包括(i)前景图象的部分三角形区域的一个顶点的显示位置坐标(x，y)和(ii)在织构图象中的相应像素的织构图象像素坐标(u，v)。该显示位置坐标(x，y)位于由在第一方向上延伸的X轴和在第二方向上延伸的Y轴组成的X-Y坐标系中。在下文中，以三条顶点信息表示的前景图象的部分三角形区域将被作为一个多边形提到。
该图画处理单元5从帧存储器2和织构存储器3中读取图象信息，并且产生将要在显示器件1上显示的图象。该图画处理单元5包括一个坐标换算单元31，一个DDA单元32，一个织构映射单元33，一个背景图象三重单元34，和一个叠加/子像素处理单元35。
该坐标换算单元3 1将包含在顶点信息中的一系列显示位置坐标(x，y)转变为一系列内部处理坐标(x′，y′)。该内部处理坐标(x′，y′)位于由在第一方向上延伸的x′轴和在第二方向上延伸的y′轴组成的坐标系X′-Y′中。组成显示屏的每个子像素被分配一对内部处理坐标(x′，y′)。更具体的，使用下列公式执行坐标转换：
x′＝3x， y′＝y。
显示屏的所有像素与X-Y坐标系中的坐标(x，y)是一一对应的，并且显示屏的所有子像素与坐标系X′-Y′中的坐标(x′，y′)也是一一对应的。因此，每对坐标(x，y)对应于三对坐标(x′，y′)。例如，(x，y)＝(0，0)对应于(x′，y′)＝(0，0)，(1，0)，(2，0)。
DDA单元32，每次它从CPU4接收相对应于一个多边形的三个顶点的三条顶点信息的时候，通过使用从坐标换算单元31输出的用于表示该多边形的一个顶点的内部处理坐标(x′，y′)和数字微分分析(DDA)来确定包含在前景图象的多边形中的子像素。此外，该DDA单元32使织构图象像素坐标(u，v)与多边形的每个子像素的内部处理坐标(x′，y′)相关联，其中该子像素是使用DDA被确定了的。
织构映射单元33从存储在织构存储器3中的前景织构表21中读取织构图象的多条像素信息，该像素信息与组成前景图象的多边形中的子像素相对应，其中该子像素已经被DDA单元32进行了关联处理，织构映射单元33并且输出多边形中的每个子像素的一个色值和一个α值到叠加/子像素处理单元35中。该织构映射单元33还输出子像素的内部处理坐标(x′，y′)到背景图象三重单元34，每个子像素的色值和α值被输出到叠加/子像素处理单元35。
背景图象三重单元34从存储在帧存储器2中的显示图象信息读取每个像素的三基色R，G和B的色值，从织构映射单元33中接收内部处理坐标，并且输出与接收的内部处理坐标的子像素相对应的像素的色值到叠加/子像素处理单元35，与接收的内部处理坐标中的背景图象的色值一样。更具体的，通过使用下列公式，背景图象三重单元34计算并且分配R，G和B三种色值给组成背景图象的每个子像素。
Rb(x′，y′)＝Rb(x′+1，y′)＝Rb(x′+2，y′)＝Ro(x，y)，
Gb(x′，y′)＝Gb(x′+1，y′)＝Gb(x′+2，y′)＝Go(x，y)，
Bb(x′，y′)＝Bb(x′+1，y′)＝Bb(x′+2，y′)＝Bo(x，y)，其中，Ro(x，y)、Go(x，y)和Bo(x，y)分别表示被显示位置坐标(x，y)确认的一个象素的R，G和B的色值；Rb(x′，y′)、Gb(x′，y′)和Bb(x′，y′)分别表示被坐标(x′，y′)确认的一个子象素的R、G和B的色值，Rb(x′+1，y′)、Gb(x′+1，y′)和Bb(x′+1，y′)各自表示被坐标(x′+1，y′)所确认的一个子象素的R、G和B的色值，并且Rb(x′+2，y′)、Gb(x′+2，y′)和Bb(x′+2，y′)各自表示被坐标(x′+2，y′)所确认的一个子象素的R、G和B的色值。被内部处理坐标(x′，y′)、(x′+1，y′)和(x′+2，y′)所确认的子象素是与被显示位置坐标(x，y)所确认的象素相对应的，这里该内部处理坐标(x′，y′)与显示位置坐标(x，y)之间的关系以下列公式表示：
x＝[x′/3]， y＝y′，其中
[z]表示一个不小于z的整数中的最大的整数。
附图3示出了叠加/子像素处理单元35的结构。该叠加/子像素处理单元35使用前景图象的色值和α值以及背景图象的色值产生将要在显示器件1上显示的合成图象的色值。该叠加/子像素处理单元35包括一个叠加单元41，一个前景图象变化检测单元42，一个滤波必要性判断单元43，一个阈值存储单元44，和一个滤波单元45。
叠加单元41通过(a)从织构映射单元33输出的前景图象的色值和α值以及(b)从背景图象三重单元34输出的背景图象的色值，计算合成图象的色值并且输出计算后的合成图象的色值到滤波单元45。更具体地，使用下列公式来计算合成图象的色值。
Ra(x′，y′)＝Rp(x′，y′)×α(x′，y′)+Rb(x′，y′)×(1-α(x′，y′))，
Ga(x′，y′)＝Gp(x′，y′)×α(x′，y′)+Gb(x′，y′)×(1-α(x′，y′))，
Ba(x′，y′)＝Bp(x′，y′)×α(x′，y′)+Bb(x′，y′)×(1-α(x′，y′))，其中Rp(x′，y′)，Gp(x′，y′)和Bp(x′，y′)表示位于内部处理坐标(x′，y′)的前景图像的R，G和B的色值，α(x′，y′)表示位于内部处理坐标(x′，y′)的前景图像的一个α值，Rb(x′，y′)、Gb(x′，y′)和Bb(x′，y′)表示位于内部处理坐标(x′，y′)的背景图像的R、G和B的色值，并且Ra(x′，y′)、Ga(x′，y′)和Ba(x′，y′)位于内部处理坐标(x′，y′)的合成图像的R、G和B的色值。
在实施例1中，前景图象的色值和α值对于子像素都是准确的。然而，要获得在每个子像素上的叠加，两种值对于子像素不必都是准确的，而是色值或α值中的一个对于子像素是准确的，另一种对于像素是准确的。在这样的情况下，具有像素准确的值可以扩展到具有子像素的准确，这与实施例1中的情况相同，实施例1中前景图象的色值被扩展到背景图象的色值。
该α值可以以不同于实施例1中的方式被使用在图象叠加中，但是得到本发明的任何方法都是可行的，就合成图象中的背景图象组分的数量来说，其是随着α值单调递增或递降的。
在实施例1中，使用从“0”到“1”变化的α值。然而，表示一个合成图象中的前景图象和背景图象的比率的参数可以被代替使用。例如，可以使用表示前景图象是透明的(“0”)或不透明的(“1”)的一个比特的标志flag。这个二进制信息因此可以被用来判断是否需要滤波处理。在这种情况下，当flag＝0时，相应于α＝0，当flag＝1时，相应于α＝1。
附图4示出了前景图象变化检测单元42的结构。该前景图象变化检测单元42通过在一个包括α值的色空间里使用所谓的欧几里德平方距离，对于组成前景图象的每个子像素计算一个子像素与其周围的子像素的不相似度。该前景图象变化检测单元42包括一个色值存储单元51，一个色空间距离计算单元52，和一个最大色空间距离选择单元53。
下列公式在一个包括α值的色空间里确定了一个点(R1，G1，B1，α1)和一个点(R2，G2，B2，α2)之间的一个欧几里德平方距离L。
L＝(R2-R1)2+(G2-G1)2+(B2-B1)2+(α2-α1)2
色值存储单元5 1从织构映射单元33顺序接收前景图象的色值和α值并且存储由排列在第一方向上的内部处理坐标(x′-2，y′)、(x′-1，y′)、(x′，y′)、(x′+1，y′)、(x′+2，y′)所确认的五个子像素的色值和α值，其中处理的目标是位于内部处理坐标(x′，y′)上的子像素。
色空间距离计算单元52为由内部处理坐标(x′-2，y′)、(x′-1，y′)、(x′，y′)、(x′+1，y′)、(x′+2，y′)确认的五个子像素的每一个组合计算在包括α值的色空间中的欧几里德平方距离，并且输出计算后的欧几里德平方距离值到最大色空间距离选择单元53。更具体地，该色空间距离计算单元52使用下列公式来为以上述所示顺序排列的五个邻近的子像素和在坐标(x′，y′)上的子像素的每一个组合计算欧几里德平方距离：
L1i＝(Rpi-2-Rpi-1)2+(Gpi-2-Gpi-1)2+(Bpi-2-Bpi-1)2+(αi-2-αi-1)2
L2i＝(Rpi-2-Rpi)2+(Gpi-2-Gpi)2+(Bpi-2-Bpi)2+(αi-2-αi)2
L3i＝(Rpi-2-Rpi+1)2+(Gpi-2-Gpi+1)2+(Bpi-2-Bpi+1)2+(αi-2-αi+1)2
L4i＝(Rpi-2-Rpi+2)2+(Gpi-2-Gpi+2)2+(Bpi-2-Bpi+2)2+(αi-2-αi+2)2
L5i＝(Rpi-1-Rpi)2+(Gpi-1-Gpi)2+(Bpi-1-Bpi)2+(αi-1-αi)2
L6i＝(Rpi-1-Rpi+1)2+(Gpi-1-Gpi+1)2+(Bpi-1-Bpi+1)2+(αi-1-αi+1)2
L7i＝(Rpi-1-Rpi+2)2+(Gpi-1-Gpi+2)2+(Bpi-1-Bpi+2)2+(αi-1-αi+2)2
L8i＝(Rpi-Rpi+1)2+(Gpi-Gpi+1)2+(Bpi-Bpi+1)2+(αi-αi+1)2
L9i＝(Rpi-Rpi+2)2+(Gpi-Gpi+2)2+(Bpi-Bpi+2)2+(αi-αi+2)2
L10i＝(Rpi+1-Rpi+2)2+(Gpi+1-Gpi+2)2+(Bpi+1-Bpi+2)2+(αi+1-αi+2)2，
这里L1i到L10i表示欧几里德平方距离，Rpi-2到Rpi+2、Gpi-2到Gpi+2和Bpi-2到Bpi+2分别表示在相应的内部处理坐标(x′-2，y′)、(x′-1，y′)、(x′，y′)、(x′+1，y′)、(x′+2，y′)的R、G和B的色值，并且αi-2到αi+2表示位于相应的内部处理坐标(x′-2，y′)、(x′-1，y′)、(x′，y′)、(x′+1，y′)、(x′+2，y′)的α值。
最大色空间距离选择单元53在从色空间距离计算单元52中输出的欧几里德平方距离值L1i到L10i之间选择最大值，并且输出选择的值Li到滤波必要性判断单元43，作为被内部处理坐标(x′，y′)确认的子像素与其周围的子像素的一个不相似度。
这里应该注意，每一个目标子像素与其周围的子像素的不相似度可以通过欧几里德平方距离α值加权获得。例如，下列公式可以被用于这一计算：L1i＝(Ri-2×αi-2-Ri-1×αi-1)2+(Gi-2×αi-2-Gi-1×αi-1)2+(Bi-2×αi-2-Bi-1×αi-1)2
此外，代替欧几里德平方距离，欧几里德距离，曼哈顿距离，或者切比雪夫距离可以被用来评估一个子像素的不相似度，作为可以使用色值和/或α值来计算的一个数字值。
在实施例1中，前景图象变化检测单元42选择最大的不相似度值作为表示一个子像素与其周围的子像素的色值的不相同的一个值。然而，最小的相似度值可以是用于同一目的的可代替的选择。
在实施例1中，每一目标子像素的不相似度通过与四个周围的子像素相比较来计算，其中这四个周围的子像素是第一方向上在目标子像素之前的两个子像素和之后的两个子像素。然而，每个目标子像素的不相似度通过与一个或多个周围的子像素相比较来计算。然而，优选的是，在内部处理坐标系中用作在子像素的不相似度计算中的比较对象的子像素也被作为成员，借此，在该子像素与周围的子像素比较有一个突出的亮度值的情况下，该子像素被平滑(滤波被执行)。这是因为这使得作出的判断关于是否在子像素上执行滤波(平滑)变得更加准确，这在后面将要描述。
在附图3中示出的滤波必要性判断单元43从阈值存储单元44中读取一个阈值，并且将该阈值与从最大色空间距离选择单元53中输出的不相似度Li相比较。该滤波必要性判断单元43将“1”或“0”作为一个判断结果值输出到一个亮度选择单元64，其中该判断结果值“1”表示不相似度Li大于该阈值，判断结果值“0”表示不相似度Li不大于该阈值。
阈值存储单元44存储由滤波必要性判断单元43使用的阈值。
在实施例1中，前景图象的每个子像素对其周围的子像素的不相似度在包括α值的色空间中通过使用欧几里德平方距离来计算。然而，不相似度也可只使用排除α值的基色R，G和B计算。这里应该注意，α值的排除使得作出的关于是否在子像素上执行滤波(平滑)的判断的准确度变小了。更具体地，当一个目标子像素在前景图象的R，G和B的色值上几乎与周围的子像素相同，但α值是非常不同时，可以判断为不需要滤波，而实际上是需要的，结果造成了色移。
附图5示出了滤波单元45的结构。在组成合成图象的子像素中，滤波单元45只在需要滤波的子像素上执行滤波，并且产生将要被显示的图象的色值。该滤波单元45包括一个色空间转换单元61，一个滤波系数存储单元62，一个亮度滤波单元63，一个亮度选择单元64，和RGB映射单元65。
色空间转换单元61将从叠加单元41接收的R-G-B色空间的色值转换为Y-Cb-Cr色空间的亮度值、蓝色色差和红色色差，输出亮度值到亮度滤波单元63，且输出蓝色色差值和红色色差值到RGB映射单元65。更具体地，使用下列公式来执行转换。
Y(x′，y′)＝0.2999×Ra(x′，y′)+0.587×Ga(x′，y′)+0.114xBa(x′，y′)，
Cb(x′，y′)＝-0.1687×Ra(x′，y′)-0.3313×Ga(x′，y′)+0.5×Ba(x′，y′)，
Cr(x′，y′)＝0.5×Ra(x′，y′)-0.4187×Ga(x′，y′)-0.0813×Ba(x′，y′)，
其中，Y(x′，y′)、Cb(x′，y′)和Cr(x′，y′)分别表示位于内部处理坐标(x′，y′)的亮度、蓝色色差、红色色差。
滤波系数存储单元62存储滤波系数C1，C2，C3，C4和C5。更具体的，该滤波系数C1，C2，C3，C4和C5分别是1/9，2/9，3/9，2/9和1/9。
亮度滤波单元63包括一个缓冲器，该缓冲器用来保持排列在第一方向上的内部处理坐标(x′-2，y′)、(x′-1，y′)、(x′，y′)、(x′+1，y′)、(x′+2，y′)确认的五个子像素的亮度值，这里处理目标是在内部处理坐标(x′，y′)上的子像素，并且按照从色空间转换单元61接收的顺序存储合成图象的亮度值到缓冲器中。该亮度滤波单元63还从滤波系数存储单元62中获得滤波系数，使用获得的滤波系数执行产一个滤波处理，用于平滑存储在缓冲器中的五个亮度值，并且计算位于内部处理坐标(x′，y′)的目标子像素的亮度值。该亮度滤波单元63然后输出滤波处理之前和之后获得的目标子像素的亮度值(滤波前和滤波后的亮度值)到亮度选择单元64。更具体地，该亮度滤波单元63使用下列公式执行滤波处理：
Y0i＝C1×Yi-2+C2×Yi-1+C3×Yi+C4×Yi+1+C5×Yi+2，
这里Y0i表示的是经过滤波处理后的位于内部处理坐标(x′，y′)的目标子像素的亮度，Yi-2到Yi+2分别表示位于相应的内部处理坐标(x′-2，y′)、(x′-1，y′)、(x′，y′)、(x′+1，y′)、(x′+2，y′)的亮度值，并且C1到C5表示滤波系数。
基于从滤波必要性判断单元43接收的一个判断结果值，亮度选择单元64选择从亮度滤波单元63接收的滤波处理之前和之后的亮度值中的任何一个，并且输出选择的亮度值到RGB映射单元65。更特别地，如果亮度选择单元64从滤波必要性判断单元43接收的判断结果值为“1”，该亮度选择单元64就选择并且输出滤波处理之后的亮度值(滤波后亮度值)；并且如果亮度选择单元64从滤波必要性判断单元43接收的判断结果值为“0”，该亮度选择单元64就选择并且输出滤波处理之前的亮度值(滤波前亮度值)。
RGB映射单元65包括缓冲器，其分别用来保持(a)沿着由内部处理坐标组成的x′-y′坐标系的x′轴(在第一方向上)连续排列的三个子像素的亮度值(b)蓝色色差值和(c)沿着x′-y′坐标系的x′轴连续排列的五个子像素的红色色差值。RGB映射单元65将从亮度选择单元64接收的亮度值和从色空间转换单元61接收的蓝色色差值和红色色差值从缓冲器的开始到末尾顺序地存储。每次存入三个亮度值，RGB映射单元65从缓冲器的开始提取沿着x′轴的三个连续的子像素的蓝色色差值和红色色差值，并且计算相应于三个子像素的位于显示位置坐标系的像素的蓝色色差值和红色色差值。更特别地，使用下列公式，该RGB映射单元65计算位于显示位置坐标系的像素的蓝色色差值和红色色差值，每一个差值是三个子像素值的平均值。
Cb_ave(x，y)＝(Cb(x′，y′)+Cb(x′+1，y′)+Cb(x′+2，y′))/3
Cr_ave(x，y)＝(Cr(x′，y′)+Cr(x′+1，y′)+Cr(x′+2，y′))/3
其中Cb_ave(x，y)和Cr_ave(x，y)表示位于显示位置坐标系的像素的蓝色色差值和红色色差值，Cb(x′，y′)和Cr(x′，y′)表示位于内部处理坐标(x′，y′)的子像素的蓝色色差值和红色色差值，Cb(x′+1，y′)和Cr(x′+1，y′)表示位于内部处理坐标(x′+1，y′)的子像素的蓝色色差值和红色色差值，并且Cb(x′+2，y′)和Cr(x′+2，y′)表示位于内部处理坐标(x′+2，y′)的子像素的蓝色色差值和红色色差值。
然后RGB映射单元65使用获得的像素的蓝色色差值和红色色差值和存储在缓冲器中的三个连续子像素的亮度值，计算位于显示位置坐标系中的像素的色值，因而将Y-Cb-Cr色空间转换为R-G-B色空间。更特别地，该RGB映射单元65使用下列公式计算像素的色值。
R(x，y)＝Y(x′，y′)+1.402×Cr_ave(x，y)，
G(x，y)＝Y(x′+1，y′)-0.34414×Cb_ave(x，y)-0.71414×Cr_ave(x，y)，
B(x，y)＝Y(x′+2，y′)+1.772×Cb_ave(x，y)，
其中R(x，y)、G(x，y)和B(x，y)表示位于显示位置坐标系的像素的色值。
用这里获得的色值改写存储在帧存储器2中并被背景图象三重单元34读出的同样像素的色值。
对于上述的结构，本发明的显示装置只对当相应的前景图象的子像素具有非常不同于邻近子像素的色值并且预期会引起观看者能观察到的颜色漂移时的合成图象的这样子像素执行滤波处理。这样就减少了重叠背景图象(其已经经过一次滤波处理)和经受滤波处理的合成图象的区域，因而防止了背景图象的品质恶化。
在实施例1中，色值和α值被用来检测在前景图象中的色彩变化。然而，并不局限于这些元素，其它的元素也可以被用来检测色彩的变化。接下来是一个使用亮度值和α值来检测前景图象的色彩变化的具体例子的描述。
附图6示出了一个叠加/子像素处理单元36的结构，该单元36是用于使用亮度值和α值来检测前景图象的色彩变化。该叠加/子像素处理单元36不同于叠加/子像素处理单元35在单元36中一个前景图象变化检测单元46，一个滤波必要性判断单元47和一个阈值存储单元48分别替换相应的单元42，43和44。这里省略了对于叠加/子像素处理单元36的其他组成的说明，因为他们与叠加/子像素处理单元35中有相同标号的相应的组成的操作相同。
附图7示出了前景图象变化检测单元46的结构。该前景图象变化检测单元46使用亮度值和α值为组成前景图象每一个子像素计算子像素与其周围的子像素的不相似度。该前景图象变化检测单元46包括一个亮度计算单元54，一个色值存储单元55，一个Y最大距离计算单元56和α最大距离计算单元57。
亮度计算单元54根据从织构映射单元33读出的前景图象的一个色值计算一个亮度值，并且输出计算的亮度值到色值存储单元55。这里应该注意，亮度计算单元54以相同于色空间转换单元61转换R-G-B色空间为Y-Cb-Cr色空间所用的方式来计算亮度值。
色值存储单元55分别从织构映射单元33和亮度计算单元54顺序地读取前景图象的α值和亮度值，并且存储亮度值和排列在第一方向上的内部处理坐标(x′-2，y′)、(x′-1，y′)、(x′，y′)、(x′+1，y′)、(x′+2，y′)确认的五个子像素的α值，这里处理目标是位于内部处理坐标(x′，y′)的子像素。
该Y最大距离计算单元56从位于内部处理坐标(x′-2，y′)、(x′-1，y′)、(x′，y′)、(x′+1，y′)、(x′+2，y′)的子像素的亮度值中计算最大值与最小值之间的差值，并且将计算后的差值作为位于内部处理坐标(x′，y′)处的子像素的一个亮度不相似度输出到滤波必要性判断单元47。
该α最大距离计算单元57从位于内部处理坐标(x′-2，y′)、(x′-1，y′)、(x′，y′)、(x′+1，y′)、(x′+2，y′)的子像素的α值中计算最大值与最小值之间的差值，并且将计算后的差值作为位于内部处理坐标(x′，y′)的子像素的α值不相似度输出到滤波必要性判断单元47。
附图8示出了滤波必要性判断单元47的结构。该滤波必要性判断单元47将从Y最大距离计算单元56输出的亮度不相似度与一个阈值相比较，并且将从α最大距离计算单元57输出的α值不相似度与一个阈值相比较。该滤波必要性判断单元47包括一个亮度比较单元71，一个α值比较单元72和一个逻辑或单元73。
该亮度比较单元71从阈值存储单元48中读取亮度不相似度的阈值，并且将该阈值与从Y最大距离计算单元56输出的亮度不相似度相比较。该亮度比较单元7 1将“1”或“0”作为判断结果值输出到逻辑或单元73，其中判断结果值“1”表示亮度不相似度大于阈值，判断结果值“0”表示亮度不相似度不大于阈值。
该α值比较单元72从阈值存储单元48中读取α值不相似度的阈值，并且将该阈值与从α最大距离计算单元57输出的α值不相似度相比较。该α值比较单元72将“1”或“0”作为判断结果值输出到逻辑或单元73，其中判断结果值“1”表示值α不相似度大于阈值，判断结果值“0”表示值α不相似度不大于阈值。
如果从亮度比较单元7 1和α值比较单元72接收的判断结果值中的至少一个是“1”时，逻辑或单元73就将一个值“1”输出到亮度选择单元64，如果接收的判断结果值都为“0”，就将一个值“0”输出到亮度选择单元64。
在附图6中示出的阈值存储单元48存储亮度不相似度的阈值和α值不相似度的阈值。更具体地，如实施例1所述的情况，当亮度值和α值都是从“0”到“1”包括端点取值，也就是，当两个值都按照“1”标准化地变化时，该阈值存储单元48存储一个值“1/16”作为用于上述两个值的阈值，这里该值“1/16”是基于色彩变化对于人眼的可感觉性来确定的。
这里应该注意，亮度不相似度和α值不相似度的阈值不局限于“1/16”，而是可以取在“0”和“1”之间包括端点的任何值。
另外，亮度不相似度和α值不相似度的阈值可以是彼此不相同的。
这里应该注意，亮度不相似度和α值不相似度不必分别与阈值相比较。例如，使用下列公式获得的值L1i到L10i之间的最大值Li可以被用作将亮度值和α值综合考虑的一个不相似度。
L1i＝|Yi-2-Yi-1|+|αi-2-αi-1|，
L2i＝|Yi-2-Yi|+|αi-2-αi|，
L3i＝|Yi-2-Yi+1|+|αi-2-αi+1|，
L4i＝|Yi-2-Yi+2|+|αi-2-αi+2|，
L5i＝|Yi-1-Yi|+|αi-1-αi|，
L6i＝|Yi-1-Yi+1|+|αi-1-αi+1|，
L7i＝|Yi-1-Yi+2|+|αi-1-αi+2|，
L8i＝|Yi-Yi+1|+|αi-αi+1|，
L9i＝|Yi-Yi+2|+|αi-αi+2|，
L10i＝|Yi+2-Yi+2|+|αi+2-αi+2|
这里|X|表示X的绝对值。
使用“亮度”不相似度对滤波处理的必要性的判断同上面的相似，有效地减少了为每个子像素执行一个子像素对周围的子像素的不相似度计算所需要的计算量。
在实施例1中使用的亮度是精确地表示一个显示的彩色图象的明亮度的一个要素。然而，也可能在基色R，G和B中使用要素“G”，虽然它表示的明亮度没有亮度表示的准确。例如，Y-Cb-Cr色空间的亮度、蓝色色差值和红色色差值也可以用G值表示，正如下列公式所描述的。
Y(x′，y′)＝G(x′，y′)，
Cb(x′，y′)＝-G(x′，y′)+B(x′，y′)，
Cr(x′，y′)＝R(x′，y′)-G(x′，y′)。
此外，使用下列公式，该Y-Cb-Cr色空间可以被转换为R-G-B色空间。
R(x′，y′)＝Y(x′，y′)+Cr(x′，y′)
G(x′，y′)＝Y(x′，y′)，
B(x′，y′)＝Y(x′，y′)+Cb(x′，y′)。
按照这样的安排，用于转换成Y-Cb-Cr色空间所需要的计算量有效地减少了。
操作
显示装置100的操作将参照附图9-11来描述。
附图9-11是实施例1中的显示装置100的操作过程的流程图。显示装置100以多边形接着多边行来更新一幅显示图象，这里多边形构成前景图象。这里，将以组成前景图象的多边形中的一个为例来描述显示装置100的操作过程。
首先，图画处理单元5的坐标换算单元31从CPU4接收顶点信息，其中该顶点信息示出了下述(a)和(b)之间的一致性，(a)表示在显示屏上的一个位置且与组成叠加到当前显示图象的前景图象的多边形的顶点相对应的像素坐标，(b)映射到前景图象上的织构图象的相应像素的坐标(S1)。该坐标换算单元31将包含在顶点信息中的显示位置坐标转换为与多边形的子像素相对应的内部处理坐标(S2)。DDA单元32使用数字微分分析(DDA)，对于组成前景图象的多边形的每一子像素，将存储在织构存储器3中的前景织构表21所示出的织构图象像素坐标与从坐标换算单元31输出的内部处理坐标相关联(S3)。
下列过程的描述是关于组成多边形的子像素中的一个。
织构映射单元33读取一条像素信息和与前景图象的某一子像素对应的织构图象像素的α值，并且将读取的该条像素信息和α值输出到叠加/子像素处理单元35(S4)。在下一步骤中，将要判断与前景图象上的某一子像素相对应的且在显示屏上当前显示的图象的一个像素的色值是否已经被读取(S5)。如果它们已经被读取(在步骤S5中的“是”)，背景图象三重单元34就将当前显示的图象像素的色值作为与前景图象的某一子像素相对应的背景图象的色值输出到叠加/子像素处理单元35(S6)。如果当前显示的图象像素的色值没有被读取(在步骤S5中的“否”)，背景图象三重单元34就从帧存储器中读出与某一子像素相对应的当前显示图象的像素的色值，并且将读出的色值作为背景图象的色值输出给叠加/子像素(S7)。
叠加单元41通过使用(a)从织构映射单元33输出的前景图象的色值和α值与(b)从背景图象三重单元34输出的背景图象的色值，来计算合成图象中的某一子像素的色值(S8)，并且将计算后的合成图象子像素的色值输出到滤波单元45的色空间转换单元61。该色空间转换单元61将从叠加单元41接收的R-G-B色空间的色值转换为Y-Cb-Cr色空间的亮度值、蓝色色差值和红色色差值，并且将亮度值输出到亮度滤波单元63，将蓝色色差值和红色色差值输出到RGB映射单元65(S9)。亮度滤波单元63将从色空间转换单元61接收的亮度值存入缓冲器中(S10)。该缓冲器保持包括某一子像素和四个其它的子像素在内的五个子像素的亮度值，该四个其它子像素是与该某一子像素在第一方向上邻近并且先于该某一子像素被处理。该亮度滤波单元63将位于五个子像素中央的一个子像素作为目标子像素，并且通过按照从滤波系数存储单元62接收的滤波系数执行一个滤波处理，来计算该目标子像素的亮度值(S11)，并且将滤波前和滤波后的目标子像素的亮度值输出到亮度选择单元64。
色值存储单元51存储从织构映射单元33接收的前景图象中的某一子像素的色值和α值(S12)。这一结果是，色值存储单元51当前存储了包括某一子像素和四个其它的子像素在内的五个子像素的色值和α值，该四个其它的子像素是与该某一子像素在第一方向上邻近并且先于该某一子像素被处理。色空间距离计算单元52对被存储在色值存储单元51中的值所确认的五个子像素的每一个组合在包括α值的色空间中计算欧几里德平方距离。最大色空间距离选择单元53在从色空间距离计算单元52中输出的欧几里德平方距离值中选择最大值，并且将选择的值作为目标子像素与其周围的子像素的不相似度输出到滤波必要性判断单元43(S13)。
该滤波必要性判断单元43判断从最大色空间距离选择单元53输出的不相似度是否大于存储在阈值存储单元44中的阈值(S14)。如果该不相似度大于该阈值(在步骤S14中的“是”)，滤波必要性判断单元43就输出判断结果值“1”到亮度选择单元64，“1”表示滤波是必需的(S15)。如果该不相似度不大于该阈值(在步骤S14中的“否”)，滤波必要性判断单元43就输出判断结果值“0”到亮度选择单元64，“0”表示滤波是不需要的(S16)。
亮度选择单元64判断由滤波必要性判断单元43输出的判断结果值是否是“1”(S17)。如果判断结果值“1”被输出(在步骤S17中的“是”)，该亮度选择单元64就将滤波后的亮度值输出到RGB映射单元65(S18)。如果判断结果值“0”被输出(在S17中的“否”)，该亮度选择单元64就将滤波前的亮度值输出到RGB映射单元65(S19)。
至此所描述的步骤通过在第一方向上一次移动一个目标子像素来重复执行直到与显示屏上的一个像素相对应的子像素的亮度值被存储到缓冲器中，该缓冲器是用来存储(a)从亮度选择单元64输出的三个连续排列的子像素的亮度值和(b)蓝色色差值和(c)从色空间转换单元61输出的五个连续排列的子像素的红色色差值(在步骤S20中的“否”)。每次与显示屏上的一个像素相对应的子像素的亮度值被存入缓冲器时(在步骤S20中的“是”)，该RGB映射单元65就使用三个连续排列的子像素的亮度值、蓝色色差值和红色色差值将Y-Cb-Cr色空间转换为R-G-B色空间，也就是说，计算与三个连续排列的子像素相对应的显示屏上的像素的色值(S21)。用这里获得的色值改写存储在帧存储器2中的相同像素的色值(S22)。
至此所描述的步骤通过在第一方向上一次移动一个目标子像素来重复执行，直到通过DDA单元32将其与织构图象像素相关联的并且构成多边形的所有子像素都被处理完(S23)。
上述的操作过程的重复次数和组成前景图象的多边形的数量一样多。操作过程中，本发明的显示装置只对当相应的前景图象的子像素具有非常不同于邻近子像素的色值并且预期会引起观看者能观察到的色移时的合成图象的这样子像素执行滤波处理。这样就减少了重叠背景图象(其已经经过一次滤波处理)并且受到滤波处理的合成图象的区域，因而防止了背景图象的品质恶化。
实例
附图12示出了在一个传统的显示装置上与在本发明的实施例1的显示装置100上显示的显示图象的例子。在附图12中，103表示在一个传统的显示装置上显示的显示图象，104表示在实施例1中的显示装置100上显示的显示图象。显示图象103和104都是前景图象101和背景图象102的合成图象，这里只有背景图象102经过了滤波处理。该前景图象101包括：一个不透明的类似圆环形的区域101a；和透明区域101b。背景图象102包括：一个不透明的类似三角形的区域102a；和透明区域102b。当前景图象101叠加到背景图象102上作为合成图象103将被传统的显示装置显示时，前景图象101的整个区域都要进行滤波处理。因此，在合成图象中的前景图象101和背景图象102的叠加区域103a执行了两次滤波处理。
相比之下，在由实施例1中的显示装置100显示的显示图象104中，只对区域104a和区域104b的彼此交叉的区域104c执行了两次滤波处理，该区域104a对应于不透明区域101a，该区域104b对应于不透明区域102a。这是因为实施例1中的显示装置100只对前景图象101的不透明区域101a执行滤波处理。
实施例2
概要
在实施例1中，显示装置100基于前景图象中的每个子像素与其周围的子像素的不相似度来判断滤波处理的必要性，使得与背景图象叠加且经过滤波处理的合成图象的区域被限制到一个很小的区域。在实施例2中，显示装置根据前景图象中的每一子像素与其周围的子像素的不相似度来改变由滤波处理提供的平滑效应的程度，为了减少平滑效应积累这一目的，提供一种具有准确子像素的高质量的图象显示。
结构
附图13示出了用于本发明实施例2中的显示装置200的构成。正如附图13所示出的，除了用一个叠加/子像素处理单元37替换了叠加/子像素处理单元35之外，显示装置200和显示装置100的构成是相同的。这里省略了显示装置200中其它的组成的说明，因为其它组成与显示装置100中有相同标号的相应的组成的操作是相同的。
附图14示出了叠加/子像素处理单元37的构成。该叠加/子像素处理单元37与实施例1中的叠加/子像素处理单元35的不同之处在于以一个滤波系数确定单元49和一个滤波单元50替换滤波必要性判断单元43和滤波单元45。下面是对于与实施例1中替换的的单元有不同功能的滤波系数确定单元49和滤波单元50的说明。
附图15示出了滤波系数确定单元49的构成。该滤波系数确定单元49根据从前景图象变化检测单元42接收的一个不相似度来确定一个虑波系数。该滤波系数确定单元49包括一个初始滤波系数存储单元74和一个滤波系数内插单元75。
该初始滤波系数存储单元74存储相应于前景图象的一个子像素的最大不相似度设置的滤波系数。更具体地，初始滤波系数存储单元74存储的值1/9，2/9，3/9，2/9和1/9作为滤波系数C1，C2，C3，C4和C5。
该滤波系数内插单元75根据从前景图象变化检测单元42接收的不相似度Li为内部处理坐标(x′，y′)确定一个滤波系数，并且将确定的滤波系数输出到滤波单元50的亮度滤波单元66。
这里应该注意，与实施例1中的情况相同，优选的是，在内部处理坐标系中用作在前景图象变化检测单元42计算子像素的不相似度中的比较对象的子像素，也被作为子像素借此被平滑(滤波被执行)的成员一。这是因为这使得分配给子像素的滤波系数的确定更加准确。
附图16示出了不相似度与滤波系数之间的关系。在附图16中，水平轴表示的是将不相似度Li标准化为“1”而得到的不相似度L′i。更具体地，不相似度L′i是通过将不相似度Li除以不相似度Li的最大值Lmax得到的。在附图16中的垂直轴表示的是滤波系数C1i，C2i，C3i，C4i和C5i。这里，在每个滤波系数间的差别越小，平滑的效果就越明显。滤波系数C1i，C2i，C3i，C4i和C5i被设置为他们的和总是为“1”，并且因此整个图象的每个R，G和B的光的能量值在滤波(平滑)之前或之后没有变化。
正如附图16所示出的，当不相似度L′i大于“64/1”且不大于“1”时，滤波系数C1i，C2i，C3i，C4i和C5i分别取存储在初始滤波系数存储单元74中的值，并且当不相似度L′i不小于“0”且不大于“64/1”时，滤波系数C1i，C2i，C3i，C4i和C5i具有从存储在初始滤波系数存储单元74的值到不产生任何平滑效应的值的线性内插值(也就是值“0”，“0”，“1”，“0”和“0”作为滤波系数C1，C2，C3，C4和C5)。
更具体地，使用下列公式获得位于内部处理坐标(x′，y′)的滤波系数C1i，C2i，C3i，C4i和C5i。
A)对于L′i≥1/64：
C1i＝1/9，
C2i＝2/9，
C3i＝3/9，
C4i＝2/9，
C5i＝1/9。
B)对于L′i＜1/64：
C1i＝Li×64/9.
C2i＝L′i128/9，
C3i＝L′i×384/9，
C4i＝L′i×128/9，
C5i＝L′i×64/9
这里应该注意，不相似度和滤波系数之间可以是任何关系，并不局限于附图16示出的关系。例如，滤波系数C1i，C2i，C3i，C4i和C5i的总和可以被设置为除了“1”之外的值以便于显示图象有某种视觉的效果。
此外，存储在初始滤波系数存储单元74中的滤波系数可以是除了1/9，2/9，3/9，2/9和1/9之外的值。
附图17示出了滤波单元50的构成。滤波单元50不同于实施例1中的滤波单元45，其中它省略了滤波系数存储单元62并且用亮度滤波单元66代替了亮度滤波单元63。对于这样的构成，使用从滤波系数内插单元75输出的滤波系数代替在滤波系数存储单元62中存储的滤波系数。下面是亮度滤波单元66操作的说明，其操作不同于实施例1中的亮度滤波单元63。
该亮度滤波单元66包括一个用来保持五个子像素的亮度值的缓冲器，该五个子像素是由排列在第一方向上的内部处理坐标(x′-2，y′)、(x′-1，y′)、(x′，y′)、(x′+1，y′)、(x′+2，y′)所确认的，这里处理目标是位于内部处理坐标(x′，y′)处的子像素，并且按照从色空间转换单元61接收的顺序将合成图象的亮度值存入缓冲器中。该亮度滤波单元66还使用从滤波系数内插单元75输出的滤波系数来执行滤波处理，用以平滑存储在缓冲器中的五个亮度值，并且计算位于内部处理坐标(x′，y′)的目标子像素的亮度值。该亮度滤波单元66然后将滤波后的目标子像素的亮度值输出到RGB映射单元65。这里注意，亮度滤波单元63和66执行同样的滤波处理。
在实施例2中，色值和α值被用来检测前景图象在色彩上的变化。然而，与实施例1中的情况相同，涉及视觉特征的其它要素例如色彩也可以用来检测色彩上的变化。
对于上面描述的实施例2的构成，显示装置根据前景图象中每一子像素与其周围的子像素的不相似度来改变通过滤波处理的平滑效应的程度。与执行滤波处理以便对合成图象的每一个子像素提供恒定程度的平滑效果的传统技术相比，本实施例对与前景图象中的一个子像素相对应的合成图象中的一个子像素提供一个更高程度的平滑效果，而该前景图象中的该子像素的色值与周围的子像素相比是非常不同的，同时防止对与前景图象中的一个子像素相对应的合成图象中的一个子像素被过度地平滑，而该前景图象中的该子像素的色值与周围的子像素相比不是非常不同的。此外，本技术减少了对合成图象中的背景图象成分方面的平滑效应的积累。
操作
显示装置200的操作将参照附图18来描述关于显示装置200独特的操作过程，也就是说，从叠加/子像素处理单元37接收前景图象的色值和α值以及背景图象的色值后直到亮度滤波单元66输出亮度值到RGB映射单元65。
附图18是一个用于产生一个合成图象并且执行色值的滤波处理的实施例2中的显示装置200的操作过程的流程图。
色值存储单元51存储从织构映射单元33接收的前景图象的某一子像素的色值和α值(S31)。因此，色值存储单元51当前存储了五个子像素的色值和α值，该五个子像素包括某一子像素和在第一方向上与该某一子像素邻近且先于该某一子像素被处理的四个其它的子像素。对于存储在色值存储单元51中的值所确认的五个子像素的每一个组合，色空间距离计算单元52在包括α值的色空间中计算欧几里德平方距离。最大色空间距离选择单元53在从色空间距离计算单元52输出的欧几里德平方距离值中选择最大值，并且将选择的值输出到滤波系数内插单元75中(S32)。
通过根据从最大色空间距离选择单元53接收的不相似度来计算关于存储在初始滤波系数存储单元74中的初始值，滤波系数内插单元75为目标子像素确定一个滤波系数，并且将确定的滤波系数输出到滤波单元50的亮度滤波单元66(S33)。
另一方面，叠加单元41通过(a)从织构映射单元33输出的前景图象的色值和α值以及(b)从背景图象三重单元34输出的背景图象的色值，来计算合成图象中的某一子像素的色值(S34)，并且将计算的合成图象子像素的色值输出到滤波单元50的色空间转换单元61中。
色空间转换单元61将从叠加单元41接收的R-G-B色空间的色值转换为Y-Cb-Cr色空间的亮度值、蓝色色差和红色色差，将亮度值输出到亮度滤波单元66，并且将蓝色色差值和红色色差值输出到RGB映射单元65(S35)。
该亮度滤波单元66将从色空间转换单元6 1接收的亮度值存储到缓冲器中(S36)。该缓冲器保持五个子像素的亮度值，该五个子像素包括某一子像素和在第一方向上与该某一子像素邻近的且先于该某一子像素被处理的四个其它的子像素。该亮度滤波单元66将处于五个子像素中央的一个子像素作为目标子像素，并且通过根据从滤波系数内插单元75接收的滤波系数执行一个滤波处理来计算目标子像素的亮度值，并且将滤波后的目标子像素的亮度值输出到RGB映射单元65(S37)。
使用上述的操作，可以减少在合成图象的背景图象中的平滑效应的积累。
并不局限于迄今为止所描述的实施例1和2，本发明可以应用于下列的情况。(1)在实施例1或2中描述的显示装置的每个部件的操作过程可以被写成由计算机执行的计算机程序。此外，该计算机程序可以被记录到一个记录媒体上，比如软盘，硬盘，IC卡，光盘，CD-ROM，DVD或DVD-ROM，以便于它能被分发。另外，该计算机程序可以通过任何通信路径分发。
(2)在实施例1和2中，前景图象和背景图象都是R-G-B格式的彩色图象。然而，本发明同样可以应用灰度图象或Y-Cb-Cr格式的彩色图象。
(3)在实施例1和2中，都是在从R-G-B色空间转换到Y-Cb-Cr色空间的亮度成分(Y)上执行滤波处理的。然而，本发明也可以应用于在R-G-B色空间的每一彩色(R，G，B)上执行滤波处理，或在Y-Cb-Cr色空间的Cb或Cr上执行滤波处理。
(4)在“Sub-Pixel Font Rendering Technology”中已经揭露了滤波系数可以被设置为除了1/9，2/9，3/9，2/9和1/9之外的其它值。例如，按照每一彩色(R，G，B)对于亮度的贡献程度，不同的滤波系数可以分配给对应于要进行滤波处理的子像素的亮度成分的每一彩色(R，G，B)。
(5)存储在实施例1和2的部件中的缓冲器中的数据也可以被存储在其它地方，比如一个存储器的部分区域。
(6)本发明也可以用实施例1和2以及上述(1)到(5)的情况中的任何组合来实现。
虽然本发明通过参考附图和具体例子已经被充分的描述了，这里特别指出，各种变化和修改对于本领域的技术人员都是明显的。因此，除非变化和修改脱离了本发明的范围，否则这样的变化和修改都应该包括在本发明范围内。