一种像素渲染方法、像素渲染装置和显示器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及显示技术领域，具体地说，涉及一种像素渲染方法、像素渲染装置和显 示器。
【背景技术】
[0002] 数字图像通常包括有若干个图像像素，每一图像像素具有有限个离散的颜色数 值。例如，这些颜色数值是在红绿蓝（RGB, Red Green Blue)色彩空间的红色分量、绿色分 量和蓝色分量的灰阶数值。根据数字图像对显示器上呈阵列式排布的多个屏幕像素进行驱 动，即可将数字图像显示在显示器上。
[0003] 按照传统的子像素驱动方法进行显示时，一个子像素用于显示图像像素中一个颜 色分量的数值。为了提高显示器的分辨率，需要显示更多的图像像素，也就是说需要增加显 示屏幕上子像素的数量。然而，由于制作工艺的限制，当显示屏幕上的子像素数量达到一定 程度之后，难以继续增加。这导致显示器的分辨率难以继续提升。
[0004] 因此，现有技术中往往需要在低分辨率的显示器上显示高分辨率的数字图像，并 且保证显示出来的数字图像的空间分辨率和清晰度。为了在低分辨率的显示器上显示高分 辨率的数字图像，可采用如图1所示的子像素植染（Subpixel rendering，简称SPR)的方 法，将三个图像像素压缩到一个屏幕像素中。
[0005] 在图1的示例中，一个红色子像素 R、一个绿色子像素 G和一个蓝色子像素 B组成 一个屏幕像素 C或D，一个屏幕像素对应显示三个图像像素。对于依次水平排列的六个图 像像素 M-1, Μ, M+1, N-1, N和N+1，屏幕像素 C与图像像素 M-1, M和M+1对应，屏幕像素 D与 图像像素 N-1，N和N+1对应。在进行子像素渲染时，提取M-I的红色分量、M的绿色分量和 M+1的蓝色分量的灰阶数值分别加载至屏幕像素 C的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像 素上。类似地，提取N-I的红色分量、N的绿色分量和N+1的蓝色分量的灰阶数值分别加载 至屏幕像素 D的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素上。从而在一个屏幕像素上显示三 个图像像素，增加显示器的表观分辨率。然而，数字图像的轮廓区域或者白色小区块的颜色 变化较快，采用子像素渲染的方法进行处理会出现严重的彩边现象。
[0006] 因此，亟需一种保证显示器具有较高分辨率，且能够消除彩边现象的子像素复用 方法。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的之一在于解决现有的子像素渲染技术中容易出现彩边，导致颜色失 真的技术缺陷。
[0008] 本发明的实施例首先提供一种像素渲染方法，包括：
[0009] 获取原始图像像素在RGB色彩空间的三基色分量的灰阶值；
[0010] 将原始图像像素的三基色分量的灰阶值转换为补偿图像像素的三基色分量和补 偿分量的灰阶值；
[0011] 对补偿图像进行采样，交替提取每行中相邻两个补偿图像像素的三基色分量和补 偿分量的灰阶值；
[0012] 将每行中相邻两个补偿图像像素的三基色分量和补偿分量的灰阶值设定为每行 屏幕像素中相应子像素的灰阶值。
[0013] 在一个实施例中，所述补偿分量为白色分量、黄色分量、青色分量或者品红色分 量。
[0014] 在一个实施例中，原始图像的行分辨率是显示面板行分辨率的二倍。
[0015] 在一个实施例中，在将原始图像像素的三基色分量的灰阶值转换为补偿图像像素 的三基色分量和补偿分量的灰阶值的步骤中，
[0016] 根据原始图像像素的饱和度和三基色分量灰阶值的最小值确定补偿分量的灰阶 值；
[0017] 根据原始图像像素的三基色分量灰阶值的最大值和补偿分量的灰阶值，计算补偿 图像像素三基色分量的灰阶值。
[0018] 本发明的实施例还提供一种像素渲染装置，包括：
[0019] 提取单元，其设置为获取原始图像像素在RGB色彩空间的三基色分量的灰阶值；
[0020] 转换单元，其设置为将原始图像像素的三基色分量的灰阶值转换为补偿图像像素 的三基色分量和补偿分量的灰阶值；
[0021] 采样单元，其设置为对补偿图像进行采样，交替提取每行中相邻两个补偿图像像 素的三基色分量和补偿分量的灰阶值；
[0022] 复用单元，其设置为将每行中相邻两个补偿图像像素的三基色分量和补偿分量的 灰阶值设定为每行屏幕像素中相应子像素的灰阶值。
[0023] 在一个实施例中，所述补偿分量为白色分量、黄色分量、青色分量或者品红色分 量。
[0024] 在一个实施例中，原始图像的行分辨率是显示面板行分辨率的二倍。
[0025] 在一个实施例中，所述转换单元还用于：
[0026] 根据原始图像像素的饱和度和三基色分量灰阶值的最小值确定补偿分量的灰阶 值；
[0027] 根据原始图像像素的三基色分量灰阶值的最大值和补偿分量的灰阶值，计算补偿 图像像素三基色分量的灰阶值。
[0028] 本发明的实施例还提供一种显示器，包括：
[0029] 显示面板，其设置有若干行屏幕像素，所述屏幕像素包括三基色子像素和补偿子 像素，在每行屏幕像素中所述三基色子像素和补偿子像素交替排布；
[0030] 如上文所述的像素渲染装置；
[0031] 扫描驱动电路，其设置为循环驱动每行屏幕像素；
[0032] 数据驱动电路，其设置从所述像素渲染装置接收每行屏幕像素中各个子像素的灰 阶值，并提供至屏幕像素中相应子像素。
[0033] 在一个实施例中，所述屏幕像素的补偿子像素为白色、黄色、青色或者品红色。
[0034] 本发明实施例在对补偿图像进行采样的过程中，是在部分原始图像像素中提取属 于同一个像素的全部三个分量，并未破坏同一像素中的三基色的组成成分。并且在随后的 复用过程中，将属于同一个原始图像像素的全部三个分量还加载在同一个屏幕像素中，因 此能够避免出现颜色错误，改善现有技术中出现彩边的缺陷。进一步的，加载至屏幕像素的 补偿分量还能补偿由于舍弃部分原始图像像素带来的亮度降低，保证渲染完成后屏幕图像 的亮度。
[0035] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利 要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0036] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0037] 图1为现有技术中子像素渲染方法的原理示意图；
[0038] 图2a和图2b为现有技术中子像素渲染完成后显示彩边的示意图；
[0039] 图3为本发明实施例一的像素渲染方法的步骤流程图；
[0040] 图4为本发明实施例一的像素采样和复用的原理图；
[0041] 图5为本发明实施例二的显示装置的结构示意图；
[0042] 图6为本发明实施例二的像素渲染装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0043] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明作进一步 地详细说明。
[0044] 以下结合说明书附图对本发明的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选 实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不相冲突的情况下，本发明 的实施例中的特征可以相互结合。
[0045] 对于数字图像中颜色变化较快的区域，采用现有的子像素渲染方法进行渲染之后 会出现严重的彩边现象。以下对出现彩边的原理进行说明。
[0046] 如图2a所示，对于数字图像中的黑白边缘，图像像素 M-1，M，M+1和N-I为白色像 素，其红色分量、绿色分量和蓝色分量的灰阶数值均为255 ;图像像素 N和N+1为黑色像素， 其红色分量、绿色分量和蓝色分量的灰阶数值均为0。进行子像素渲染时，屏幕像素 C的红 色子像素、绿色子像素和蓝色子像素上加载的灰阶数值均为255,也就是说，屏幕像素 C在 混色之后显示为白色；屏幕像素 D的红色子像素上加载的数值为255,绿色子像素和蓝色子 像素上加载的灰阶数值均为〇,这样以来，屏幕像素 D在混色之后显示为红色。虽然能显现 原始数字图像中的边缘，但是出现了颜色错误。
[0047] 再如图2b所示，图像像素 M-I和M为白色像素，图像像素 M+1, N-1, N和N+1为黑 色像素。子像素渲染完成后，屏幕像素 C的红色子像素和绿色子像素加载的灰阶数值均为 255,蓝色子像素加载的灰阶数值为0,屏幕像素 C在混色之后显示为黄色；屏幕像素 D的红 色子像素、绿色子像素和蓝色子像素上加载的灰阶数值均为〇,屏幕像素 C在混色之后显示 为黑色。因此，子像素渲染完成后同样出现颜色错误，并且与图2a中显示的颜色不同。
[0048] 由上述分析可以看出，现有的子像素渲染方法的弊端在于采样方式和复用方式产 生的颜色错误。
[0049] 实施例一
[0050] 本实施例提供一种像素渲染方法，主要用于对高分辨率原始图像的行像素进行采 样和复用，实现对原始图像的压缩，以适应显示器屏幕的物理分辨率。图3为像素渲染方法 的步骤流程图，图4是像素采样和复用的原理示意图。
[0051] 首先，在步骤S301中，提供高分辨率的原始图像，获取原始图像像素在RGB色彩空 间的三基色分量的灰阶值，也就是红色分量（R)、绿色分量（G)和蓝色分量（B)的灰阶值。 图4的示例显示了在原始图像每行中连续排布的四个原始图像像素 M-1，Μ, M+1和N-I，每一 像素均表示为三基色分量的灰阶值（R，G，B)。
[0052] 随后，在步骤S303中，将原始图像转换为补偿图像。具体来说，在原始图像的每 个像素中增加补偿分量，将原始图像像素的三基色分量的灰阶值（R，G，B)转换为补偿图像 像素的三基色分量的灰阶值（R'，G'，B'）和补偿分量W的灰阶值。通常情况下，基于RGB 三基色混光方式的显示屏幕的穿透率和混合效率较低，导致屏幕上实际显示的图像亮度较 暗，而本步骤加入的补偿分量可改善显示屏幕的亮度。该补偿分量W可以为白色分量、黄色 分量、青色分量或者品红色分量。