像素渲染方法、像素渲染装置及显示装置技术领域
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
装置和显示装置。
背景技术
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,RedGreenBlue)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。
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。
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，采用如图1所示的子像素渲染(Subpixel
rendering，简称SPR)的方法，其中，像素渲染是一种通过像素渲染去优化屏幕
物理性质、增加液晶显示器(LCD)或有机发光二极管(OLED)的表观分辨率的一
种方法。如图1所示，现有的像素渲染处理方法为：由三个像素压缩到一个像
素时，是从三个像素中各提取一个色类的子像素，例如：以单个子像素为最小
单位，如果是以RGB像素重复方式，以各行3j-1个绿色像素为中心提取，相邻
左边的像素提取R红色像素，相邻右边的像素提取B红色像素，这样的SPR做
法虽然可以高还原度的将Highresolutionimage渲染为lowresolutionimage，但
我们容易可以看出，其子像素复用渲染后的屏幕像素压缩量为原画素的三分之
一，这样的做法是会丢掉较多子像素与图像细节，会造成图像糊化严重的现象。
发明内容
本发明涉及一种像素渲染方法、像素渲染装置，减少像素渲染时丢掉的子
像素与图像细节，避免图像糊化。
本发明还提供一种显示装置。
提供一种像素渲染方法，其包括：获取原始图像像素RGBW的三基色分量
RGB的灰阶值；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
三基色分量和初始补偿分量的灰阶值；对补偿图像进行采样，补偿图像的每行
像素中包括多组由两个相邻补偿图像像素组成的像素组，提取每组中前一个补
偿图像像素的前两个基色分量和后一个补偿图像像素的第三基色分量与所述补
偿分量的灰阶值；将所述提取每组中前一个补偿图像像素的前两个基色分量和
后一个补偿图像像素的第三基色分量与所述补偿分量的灰阶值设定为每行屏幕
像素中相应的每一子像素的灰阶值。
其中，所述补偿图像像素的补偿分量为白色分量。
其中，原始图像的行分辨率是显示图像行分辨率的二倍。
其中，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，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；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。
提供一种像素渲染装置，其包括：提取单元，其设置为获取原始图像像素
在RGBW色彩空间的三基色分量的灰阶值；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；采样单元，其设置为对补偿图像进行采样，对补偿图像进行采样，补偿图
像的每行像素中包括多组由两个相邻补偿图像像素组成的像素组，提取每组中
前一个补偿图像像素的前两个基色分量和后一个补偿图像像素的第三基色分量
与所述补偿分量的灰阶值；复用单元，其设置为将所述提取每组中前一个补偿
图像像素的前两个基色分量和后一个补偿图像像素的第三基色分量与所述补偿
分量的灰阶值设定为每行屏幕像素中相应的每一子像素的灰阶值。
其中，所述转换单元还用于：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；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。
其中，所述补偿图像像素的补偿分量为白色分量。
提供一种显示装置，其包括所述的像素渲染装置；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；扫描驱动电路，其设置为循环
驱动每行屏幕像素；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。
本发明的像素渲染方法在对补偿图像进行采样的过程中，是在原始图像像
素中提取每组中前一个补偿图像像素的前两个基色分量和后一个补偿图像像素
的第三基色分量与所述补偿分量的灰阶值，并且在随后的复用过程中，将提取
每组中前一个补偿图像像素的前两个基色分量和后一个补偿图像像素的第三基
色分量与所述补偿分量的灰阶值设定为每行屏幕像素中相应的每一子像素的灰
阶值，很好的避免丢掉较多子像素与图像细节，并且其数据丢失量从现有技术
中原来的三分之二减少为二分之一，因此能够避免出现造成图像糊化严重的现
象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的
附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施
方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
如这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中子像素渲染方法的原理示意图。
图2是本发明的像素渲染方法的步骤流程图。
图3是本发明的像素采样和复用的原理图。
图4是本发明的像素渲染装置的模块示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进
行清楚、完整地描述。
请参阅图2与图3，本发明的较佳实施例提供了一种像素渲染方法，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。其包括：
步骤S1，提供高分辨率的原始图像，获取原始图像像素RGB的三基色分量
的灰阶值。
其中，三基色分量的灰阶值是指红色分量(R)、绿色分量(G)和蓝色分量
(B)的灰阶值。图3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,M,M+1和N-1，每一像素均表示为三基色分量的灰阶值(R,G,B)。
步骤S2，将原始图像转换为补偿图像。具体为，将原始图像像素(R,G,B)
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(R’,G’,B’)和初始补
偿分量W的灰阶值。通常情况下，基于RGB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图
像像素的补偿分量可改善显示屏幕的亮度。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。
本实施例中以补偿分量W为白色分量为例，说明本实施例中补偿图像中各
个分量的计算过程。
原始图像像素中三基色分量(R,G,B)灰阶值的最大值表示为Max(R,G,B)，
最小值表示为Min(R,G,B)。原始图像像素的饱和度S表示为：
S＝[Max(R,G,B)-Min(R,G,B)]/Max(R,G,B)(1)
先根据原始图像像素的饱和度和三基色分量(R,G,B)的灰阶值确定补偿分
量的灰阶值。补偿图像像素中的初始补偿分量表示为：
W＝Min(R,G,B)*(1-S)(2)
再计算补偿图像像素的三基色分量(R,G,B)的灰阶值。补偿图像像素中的
三基色分量表示为：
R’＝[Max(R,G,B)+W]/Max(R,G,B)*R-W
G’＝[Max(R,G,B)+W]/Max(R,G,B)*G-W(3)
B’＝[Max(R,G,B)+W]/Max(R,G,B)*B-W
以红色分量为例：
R ′ = M a x ( R , G , B ) + W M a x ( R , G , B ) * R - W = R + W M a x ( G , G , B ) * R - W = R + M i n ( R , G , B ) M a x ( R , G , B ) * R - M i n ( R , G , B ) * ( 1 - S ) = R + M i n ( R , G , B ) * ( 1 - S ) * R M a x ( R , G , B ) - M i n ( R , G , B ) * ( 1 - S ) - R + M i n ( R , G , B ) * ( 1 - S ) * [ R M a x ( R , G , B ) - 1 ] ]]>
由于因此，R’<R。类似地可以得到G’<G,B’<B。
所以，与传统的RGB数据到RGBW数据的转换方式相比，本实施例的上
述处理方式在降低补偿分量W数值的同时，降低了三基色分量(R’,G’,B’)的
数值，总体上降低显示面板的功耗。并且，能够增加实际显示图像的三基色分
量的成分，对三基色分量数值减少造成的显示亮度降低进行补偿，可以保持显
示屏幕亮度不变。
复参图3与图4，步骤S3中对补偿图像进行采样，补偿图像的每行像素中
包括多组由两个相邻补偿图像像素组成的像素组，提取每组中前一个补偿图像
像素的前两个基色分量(R’,G’)和后一个补偿图像像素的第三基色分量B’与所述
补偿分量W的灰阶值。本实施例中，以两组为例说明，分别为M-1,M,M+1和
N-1，提取补偿图像像素M-1的前两个基色分量(R’,G’)，并提取补偿图像像素
M的后两个基色分量，分别为基色B’与补偿分量W。
步骤S4，将所述提取每组中前一个补偿图像像素的前两个基色分量和后一
个补偿图像像素的第三基色分量与所述补偿分量的灰阶值设定为每行屏幕像素
中相应的每一子像素的灰阶值。也就是说，将M-1的前两个基色分量(R’,G’)，
补偿图像像素M的基色B’与补偿分量W复用到屏幕像素C中作为一个RGBW
子像素。同理，补偿图像像素M+1的前两个基色分量(R’,G’)，和N-1的基色
B’与补偿分量W分别加载到屏幕像素D的RGBW子像素上，从而得到图4所
示的屏幕图像像素C和D的显示数据。
在上文所述的对补偿图像进行采样的过程中，是在原始图像像素中提取每
组中前一个补偿图像像素的前两个基色分量和后一个补偿图像像素的第三基色
分量与所述补偿分量的灰阶值，并且在随后的复用过程中，将提取每组中前一
个补偿图像像素的前两个基色分量和后一个补偿图像像素的第三基色分量与所
述补偿分量的灰阶值设定为每行屏幕像素中相应的每一子像素的灰阶值，不仅
能很好的完成子像素复用渲染，且能很好的避免丢掉较多子像素与图像细节，
并且其数据丢失量从现有技术中原来的三分之二减少为二分之一，因此能够避
免出现造成图像糊化严重的现象，大大提升了图像处理的画质。
本实施例中，原始图像的行分辨率是显示图像行分辨率的二倍。
进一步的，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，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；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。
本发明还提供一种像素渲染装置，其包括：
提取单元10，其设置为获取原始图像像素在RGBW1色彩空间的三基色分
量RGB的灰阶值。
转换单元20，其设置为将原始图像像素RGBW1的三基色分量RGB的灰阶
值转换为补偿图像像素的三基色分量(R’,G’,B’)和补偿分量W的灰阶值。
采样单元30，其设置为对补偿图像进行采样，补偿图像的每行像素中包括
多组由两个相邻补偿图像像素组成的像素组，提取每组中前一个补偿图像像素
的前两个基色(R’,G’)分量和后一个补偿图像像素的第三基色分量B’与所述补偿
分量W的灰阶值。
复用单元40，其设置为将所述提取每组中前一个补偿图像像素的前两个基
色分量和后一个补偿图像像素的第三基色分量与所述补偿分量的灰阶值设定为
每行屏幕像素中相应的子像素的灰阶值。
进一步的，所述转换单元20还用于：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；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。
本发明还提供一种显示装置，其包括所述的像素渲染装置，显示面板，扫
描驱动电路及数据驱动电路。所述显示面板设置有若干行屏幕像素，所述屏幕
像素包括(R,G,B)子像素和补偿子像素W，在每行屏幕像素中所述(R,G,B)
子像素和补偿子像素W2交替排布。所述扫描驱动电路，其设置为循环驱动每行
屏幕像素。所述数据驱动电路，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。将渲染之后的图像
显示在显示面板上。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技
术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这
些改进和润饰也视为本发明的保护范围。