CN102044235B - 字体反锯齿方法 - Google Patents

Abstract

一种字体反锯齿方法，其包括下列步骤：取得显示区域的多个显示数据；当位于显示区域角落的角落显示数据为前景色彩值而其余显示数据为背景色彩值时，则将角落显示数据设置为第一色彩值；当角落显示数据为背景色彩值而其余显示数据不为背景色彩值时，则将角落显示数据设置为第二色彩值；当位于显示区域对角的二个对角显示数据为背景色彩值而其余显示数据不为背景色彩值时，则将对角显示数据设置为第二色彩值。

Description

字体反锯齿方法

技术领域

本发明涉及一种影像处理方法，且特别涉及一种对字体(font)进行反锯齿(anti-aliasing)处理的方法。

背景技术

在现代，由于科技的勃蓬发展，可携式电子装置已充斥于现在人的生活之中。并且，为了让使用者了解可携式电子装置运作的状态，可携式电子装置至少会配置文字体的显示器。在以往，文字体的显示器为了成本考虑，用以存储文字图形的存储单元通常只存放单色的文字图形。然而，在单色的文字图形显示时，由于文字图形可能与背景的反差过大，而在文字图形的边缘出现锯齿效应(aliasing)。由于锯齿效应会使得文字显示较不美观，因此如何消除文字边缘的锯齿效应则成为现今显示系统的一大课题。

一般而言，显示系统可以通过一些计算电路来降低锯齿效应。图1为传统反锯齿显示系统的系统方块图。请参照图1，当显示系统100接收到显示信号DS时，会经由通信单元110转换为字符码。处理单元120则依据字符码在存储单元30取得对应字符码的文字图形，并将文字图形存储在快取单元130中。并且，内插计算单元140会对快取单元130中的图形数据进行内插计算后，并回存至快取单元130中，以消除文字图形边缘的锯齿效应。显示单元150则依据快取单元130中的文字图形，控制显示元件40在对应的位置显示对应的显示数据，以通过显示元件40显示文字。

以反锯齿运算而言，通常是取一个矩阵(例如2×2或3×3)的图形数据，并对矩阵中的图形数据进行内差计算，以降低各显示数据间的差距(如灰阶值、色度或亮度)。从而，可降低文字图形边缘的锯齿效应。然而，进行图形数据的运算可能会用到多个乘加器及滤波电路，虽可降低文字图形的锯齿效果，但同样的也会大幅增加硬件成本。

发明内容

本发明提供一种字体反锯齿方法，可降低进行反锯齿处理的硬件成本。并且，可降低文字图形中各显示数据的差距，以消除文字图形边缘的锯齿效应。

本发明提出一种字体反锯齿方法，其包括下列步骤：取得显示区域的多个显示数据；当上述显示数据中位于显示区域角落的角落显示数据为前景色彩值而其余显示数据为背景色彩值时，则将角落显示数据设置为第一色彩值；当角落显示数据为背景色彩值而其余显示数据不为背景色彩值时，则将角落显示数据设置为第二色彩值；当上述显示数据中位于显示区域对角的多个对角显示数据为背景色彩值而其余显示数据不为背景色彩值时，则将对角显示数据设置为第二色彩值，其中，所述前景色彩值、所述背景色彩值、所述第一色彩值及所述第二色彩值依据色彩值相对关系排列后，其相对顺序为所述前景色彩值、所述第一色彩值、所述第二色彩值及所述背景色彩值。

在本发明的实施例中，字体反锯齿方法还包括当角落显示数据为第二色彩值而其余显示数据为前景色彩值时，则将角落显示数据设置为背景色彩值。

在本发明的实施例中，字体反锯齿方法还包括当角落显示数据为第二色彩值而其余显示数据为前景色彩值时，则将与角落显示数据对角的显示数据设置为第三色彩值，将其余显示数据设置为第四色彩值。

在本发明的实施例中，上述的前景色彩值、背景色彩值、第一色彩值、第二色彩值、第三色彩值及第四色彩值依据色彩值相对关系排列后，其顺序为前景色彩值、第一色彩值、第三色彩值、第四色彩值、第二色彩值及背景色彩值。

在本发明的实施例中，字体反锯齿方法还包括当角落显示数据为背景色彩值而其余显示数据不为背景色彩值时时，则将原为第一色彩值的显示数据设置为前景色彩值。

在本发明的实施例中，字体反锯齿方法还包括当角落显示数据为背景色彩值且与角落显示数据对角的显示数据为第二色彩值而其余显示数据不为背景色彩值或第二色彩值时，则原为第二色彩值的显示数据设置为背景色彩值。

在本发明的实施例中，字体反锯齿方法还包括当角落显示数据为背景色彩值且与角落显示数据对角的显示数据为第二色彩值而其余显示数据不为背景色彩值或第二色彩值时，则将其余显示数据设置为第四色彩值。

在本发明的实施例中，字体反锯齿方法还包括当角落显示数据为背景色彩值而其余显示数据不为背景色彩值时，则将与角落显示数据对角的显示数据设置为第三色彩值，其余显示数据设置为第四色彩值。

在本发明的实施例中，字体反锯齿方法还包括当上述对角显示数据为背景色彩值而其余显示数据不为背景色彩值时，则将原为第一色彩值的显示数据设置为前景色彩值。

在本发明的实施例中，字体反锯齿方法还包括当上述对角显示数据为背景色彩值而其余显示数据不为背景色彩值时，则将其余显示数据设置为第四色彩值。

在本发明的实施例中，上述的前景色彩值、背景色彩值、第一色彩值及第二色彩值依据色彩值相对关系排列后，其相对顺序为前景色彩值、第一色彩值、第二色彩值及背景色彩值。

在本发明的实施例中，上述的显示区域为2x2的矩阵。

基于上述，在本发明中，字体反锯齿方法依据显示区域的色彩配置进行查表，以将显示区域中各显示数据设置为反锯齿处理后所对应的色彩配置。因此，可降低进行反锯齿处理的硬件成本。此外，可降低文字图形中各显示数据的差距，以消除文字图形边缘的锯齿效应。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为传统反锯齿显示系统的系统方块图。

图2为依据本发明实施例的反锯齿显示系统的系统方块图。

图3为图2的反锯齿处理单元的运作时序示意图。

图4为本发明实施例的字体反锯齿方法示意图。

图5A、5B、5C为本发明另一实施例的字体反锯齿方法示意图。

图6为文字图形的显示数据示意图。

图7为图6的文字图形的显示数据经四色反锯齿处理后的示意图。

图8为图6的文字图形的显示数据经六色反锯齿处理后的示意图。

具体实施方式

图2为依据本发明实施例的反锯齿显示系统的系统方块图。请参照图2，显示系统200包括通信单元210、处理单元220、快取单元230、反锯齿装置240及显示单元250。当显示系统200接收到显示信号DS时，通信单元110会对显示信号DS进行处理以转换为字符码，并输出字符码至处理单元220。处理单元220在接收到字符码后，则依据字符码在存储单元30取得对应字符码的文字图形，同时将取得的文字图形输出至快取单元230中。

快取单元230则依序存储处理单元所传送的文字图形的显示数据。反锯齿装置240则对快取单元230中的图形数据进行反锯齿处理，并在处理后回存至快取单元230中，以消除文字图形边缘的锯齿效应。其中，反锯齿装置240所进行的反锯齿处理并非进行内插计算，而是依据显示数据的色彩配置方式在对照表246中查找对应的反锯齿处理方式，并依据所对应的处理方式设置显示数据，其中对照表246可内建于反锯齿装置240中。因此，可降低反锯齿处理的运算量，并降低硬件成本。显示单元250则依据快取单元230中的文字图形，控制显示元件40在对应的位置显示对应的显示数据，以显示文字在显示元件40上。

反锯齿装置240包括多工器241、读取暂存器242、243、反锯齿处理单元244及写入暂存器245。多工器241依据时序将显示数据传送至读取暂存器242或243。读取暂存器242及243则存储快取单元230中部分显示数据，以供反锯齿处理单元244进行反锯齿处理。反锯齿处理单元244会执行字体反锯齿方法，以对显示数据进行设置，其中字体反锯齿方法会先取得显示区域的显示数据，再依据对应显示区域中显示数据的色彩配置查找对照表246，以依据对应的处理方式设置显示区域的显示数据。设置后的显示数据会传送至写入暂存器245，以通过写入暂存器245将设置后的显示数据写回至快取单元230。

图3为图2的反锯齿处理单元的运作时序示意图。请参照图3，在此假设字体反锯齿方法的显示区域为2×2的矩阵，所以一次会取得四笔显示数据，其中仅取快取单元存储内容中的其中两行(row)用以说明。首先看到时间T1，此时会取得快取单元230的存储内容的四笔显示数据(如灰色格子所示10、11、20、21)，并且假设显示数据10及20为行首，所以反锯齿处理单元244并未有显示数据可以处理，其中显示数据的标号为用以说明，而非用以限制本实施例。在时间T2中，反锯齿处理单元244会将显示数据10、11、20、21设置为显示数据n1、n2、n3、n4，其中显示数据n1、n2、n3、n4可能分别与显示数据10、11、20、21相同或不同，此设置规则容后详述。接着，设置后的显示数据n1、n2、n3、n4会写回至快取单元230中，并且反锯齿处理单元244再取得下一个显示区域的显示数据(亦即显示数据11、12、21、22)。

在时间T3中，虽然取得的显示数据应该为11、12、21、22，但由于设置后的显示数据n1、n2、n3、n4会先写入快取单元230中再取得显示数据，所以实际所取得的显示数据为n2、12、n4、22。而显示数据n2、12、n4、22经反锯齿处理后会设置为n1’、n2’、n3’、n4’并写回至快取单元230中。同样地，在时间T4中，会取得显示数据显示数据n2’、13、n4’、23，并且经反锯齿处理后会设置为n1”、n2”、n3”、n4”并写回至快取单元230中。而后续时间中显示数据的设置可以由上述说明类推得知，在此则不再赘述。值得一提的是，显示数据的设置顺序可以呈现Z型扫描方式的走访(traversal)方式来进行，因此可减少水平线的读取次数。

以下将详述在2×2显示区域中显示数据的设置规则。图4为本发明实施例的字体反锯齿方法示意图。请参照图3及图4，本实施例是以四色对显示数据进行反锯齿处理。一般而言，单色的显示数据只会存储前景色彩值fg，而非前景色彩值fg的部分则为背景色彩值(即图中未标示的空格)。在时间T1中，由于显示数据皆未被处理过，所以显示数据不是前景色彩值fg，就是背景色彩值。以图4所示色彩配置A1至A4而言，在2×2的显示区域中有一个显示数据是前景色彩值fg，其余显示数据为背景色彩值的显示数据，则将为前景色彩值fg的显示数据设置为色彩值co(亦即第一色彩值)，其中箭头表示左方色彩配置的反锯齿处理对应至右方色彩配置，并且色彩值co介于前景色彩值fg与背景色彩值之间。换言之，当位于2×2的矩阵(即显示区域)其中角落的角落显示数据为前景色彩值fg而其余显示数据为背景色彩值时，则将此角落显示数据设置为色彩值co。

以图4所示色彩配置A5至A8而言，在2×2的矩阵中有一个显示数据是背景色彩值，其余为前景色彩值fg的显示数据，则将为背景色彩值的显示数据设置为色彩值ca(亦即第二色彩值)，其中色彩值ca介于色彩值co与背景色彩值之间。换言之，当2×2显示区域其中角落的角落显示数据为背景色彩值而其余显示数据不为背景色彩值时，则将此角落显示数据设置为色彩值ca。

以图4所示色彩配置A9至A10而言，在2×2的矩阵中有两个显示数据是前景色彩值fg，两个是背景色彩值，并且为背景色彩值的显示数据的位置为对角，则将为背景色彩值的显示数据设置为色彩值ca。换言之，当位于2×2显示区域对角的两个对角显示数据为背景色彩值且其余显示数据不为背景色彩值时，则将这两个对角显示数据设置为色彩值ca。因此，可降低文字图形边缘与背景色彩值的差距，以消除文字图形边缘的锯齿效应。

在时间T1之后(如时间T2或T3)，由于显示数据被处理过，所以所取得2×2的矩阵的显示数据可能包含色彩值co或ca。以图4所示色彩配置A11至A18而言，在2×2的矩阵中有一个显示数据是背景色彩值，并且其他显示数据不为该背景色彩值(可能为色彩值co、色彩值ca或前景色彩值fg)，在此除了将原先为背景色彩值的显示数据设置为色彩值ca外，并且将原先为色彩值co的显示数据设置为前景色彩值fg或将原先为色彩值ca的显示数据设置为背景色彩值。以图4所示色彩配置A19至A21而言，在2×2的矩阵中有一个是色彩值ca的显示数据，其余为前景色彩值fg的显示数据，则将为色彩值ca的显示数据设置为背景色彩值。

以图4所示色彩配置A22至A25而言，在2×2的矩阵中有两个为背景色彩值且互为对角的显示数据，以及不为背景色彩值的两个显示数据为前景色彩值fg与色彩值co的组合或全部为色彩值co，在此除了将为背景色彩值的显示数据设置为色彩值ca外，亦将为色彩值co的显示数据设置为前景色彩值fg。而上述图4的色彩配置可以建立为一对照表246，并放置于反锯齿处理单元244中，以供字体反锯齿方法查找反锯齿处理后的色彩配置。

图5A、5B、5C为本发明另一实施例的字体反锯齿方法示意图。请参照图5A、5B、5C，本实施例以六色对显示数据进行反锯齿处理。图5A中的色彩配置B1至B4如图4中的色彩配置A1至A4相同，故可参照上述说明，在此则不再赘述。以图5A所示色彩配置B5至B8而言，在2×2的矩阵中有一个显示数据是背景色彩值，其余为前景色彩值fg的显示数据的情况下，则将为背景色彩值的显示数据设置为色彩值ca，与为背景色彩值的显示数据为对角的显示数据设置为色彩值c2(亦即第三色彩值)，其余显示数据设置为色彩值c1(亦即第四色彩值)，其中色彩值c2介于色彩值co与色彩值ca之间，色彩值c1介于色彩值c2与色彩值ca之间。

以图5A所示色彩配置B9至B10而言，在2×2的矩阵中有两个显示数据是前景色彩值fg，两个是背景色彩值，并且为前景色彩值fg的显示数据的位置互为对角，则将为背景色彩值的显示数据设置为色彩值ca，为前景色彩值的显示数据设置为色彩值c1。以图5A所示色彩配置B11至B13而言，在2×2的矩阵中有一个是色彩值ca的显示数据，其余为前景色彩值的显示数据，则将为色彩值ca的显示数据设置为背景色彩值，与为色彩值ca的显示数据的位置为对角的显示数据设置为色彩值c2，其余显示数据设置为色彩值c1。

以图5A所示色彩配置B14至B15而言，在2×2的矩阵中有一个显示数据是背景色彩值，且为背景色彩值的显示数据对角的显示数据为色彩值ca，其余显示数据为前景色彩值，在此则将原先为背景色彩值的显示数据设置为色彩值ca，且将原先为色彩值ca的显示数据设置为背景色彩值，以及将原先为前景色彩值的显示数据设置为色彩值c1。以图5A所示色彩配置B16至B39而言，在2×2的矩阵中有两个为背景色彩值且互为对角的显示数据，其余为不为背景色彩值的显示数据，且不为背景色彩值的两个显示数据为色彩值co、c2、c1其中之一或上述的组合或前景色彩值fg与色彩值co、c2、c1的组合，在此则将原先为背景色彩值的显示数据设置为色彩值ca外，将原先不为背景色彩值显示数据一律设置为色彩值c1。

以图5A、5B、5C所示色彩配置B40至B101而言，在2×2的矩阵中有一个显示数据是背景色彩值，且其余显示数据为前景色彩值fg、色彩值co、c2、c1的组合，在此则将原先为背景色彩值的显示数据设置为色彩值ca，与为背景色彩值的显示数据对角的显示数据设置为色彩值c2，其余显示数据设置为色彩值c1。因此，可更降低文字图形边缘各显示数据间的差距，以消除文字图形边缘的锯齿效应。同样地，上述图5A、5B及5C的色彩配置可建立为对照表，并放置于反锯齿处理单元244中，以供字体反锯齿方法查找反锯齿处理后的色彩配置。

值得一提的是，若将色彩值c2或c1其中之一以另一个替代(例如以色彩值c2替代c1)，则上述字体反锯齿方法可变成以五色配置对显示数据进行反锯齿处理。并且，依据上述色彩值设置的规则，可应用于显示区域为3×2、2×3、3×3及4×4矩阵的情况下。

图6为文字图形的显示数据示意图。图7为图6的文字图形的显示数据经前述四色反锯齿处理后的示意图。图8为图6的文字图形的显示数据经前述六色反锯齿处理后的示意图。请参照图6及图7，在经前述四色反锯齿处理后，部分为前景色彩值fg的显示数据会设置为色彩值co，部分为背景色彩值的显示数据会设置为色彩值ca，因此可降低各显示数据的差距。请参照图6及图8，在经前述六色反锯齿处理后，部分为前景色彩值的显示数据会设置为色彩值co、c2或c1，部分为背景色彩值的显示数据会设置为色彩值ca，因此可更缩知各显示数据的差距。

综上所述，在本发明的实施例中，字体反锯齿方法依据显示区域的色彩配置，查找反锯齿处理后所对应的色彩配置，并据此设置显示区域中各显示数据。因此，可降低文字图形中各显示数据的差距，以消除文字图形边缘的锯齿效应。并且，字体反锯齿方法是通过查表法来找到反锯齿处理后的色彩配置，而非通过内插计算来获得，因此不需利用到乘法器或滤波器。因此，可降低反锯齿处理的硬件成本。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作出许多修改与变型，故本发明的保护范围当以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种字体反锯齿方法，包括：

取得显示区域的多个显示数据；

当所述多个显示数据中位于所述显示区域角落的角落显示数据为前景色彩值而其余显示数据为背景色彩值时，则将所述角落显示数据设置为第一色彩值；

当所述角落显示数据为所述背景色彩值而其余显示数据不为所述背景色彩值时，则将所述角落显示数据设置为第二色彩值；以及

当所述多个显示数据中位于所述显示区域对角的多个对角显示数据为所述背景色彩值而其余显示数据不为所述背景色彩值时，则将所述多个对角显示数据设置为所述第二色彩值，

其中，所述前景色彩值、所述背景色彩值、所述第一色彩值及所述第二色彩值依据色彩值相对关系排列后，其相对顺序为所述前景色彩值、所述第一色彩值、所述第二色彩值及所述背景色彩值。

2.如权利要求1所述的字体反锯齿方法，还包括当所述角落显示数据为所述第二色彩值而其余显示数据为所述前景色彩值时，则将所述角落显示数据设置为所述背景色彩值。

3.如权利要求2所述的字体反锯齿方法，还包括当所述角落显示数据为所述第二色彩值而其余显示数据为所述前景色彩值时，则将与所述角落显示数据对角的显示数据设置为第三色彩值，将其余显示数据设置为第四色彩值，

其中，所述前景色彩值、所述背景色彩值、所述第一色彩值、所述第二色彩值、所述第三色彩值及所述第四色彩值依据色彩值相对关系排列后，其顺序为所述前景色彩值、所述第一色彩值、所述第三色彩值、所述第四色彩值、所述第二色彩值及所述背景色彩值。

4.如权利要求1所述的字体反锯齿方法，还包括当所述角落显示数据为所述背景色彩值而其余显示数据不为所述背景色彩值时，则将所述不为所述背景色彩值显示数据中原为所述第一色彩值的显示数据设置为所述前景色彩值。

5.如权利要求1所述的字体反锯齿方法，还包括当所述角落显示数据为所述背景色彩值且与所述角落显示数据对角的显示数据为所述第二色彩值而其余显示数据不为所述背景色彩值或所述第二色彩值时，则将所述原为所述第二色彩值的显示数据设置为所述背景色彩值。

6.如权利要求5所述的字体反锯齿方法，还包括当所述角落显示数据为所述背景色彩值且与所述角落显示数据对角的显示数据为所述第二色彩值而其余显示数据不为所述背景色彩值或所述第二色彩值时，则将其余显示数据设置为第四色彩值。

7.如权利要求1所述的字体反锯齿方法，还包括当所述角落显示数据为所述背景色彩值而其余显示数据不为所述背景色彩值时，则将与所述角落显示数据对角的显示数据设置为第三色彩值，其余显示数据设置为第四色彩值。

8.如权利要求1所述的字体反锯齿方法，还包括当所述多个对角显示数据为所述背景色彩值而其余显示数据不为所述背景色彩值时，则将所述不为所述背景色彩值显示数据中原为所述第一色彩值的显示数据设置为所述前景色彩值。

9.如权利要求1所述的字体反锯齿方法，还包括当所述多个对角显示数据为所述背景色彩值而其余显示数据不为所述背景色彩值时，则将其余显示数据设置为第四色彩值。

10.如权利要求1所述的字体反锯齿方法，其中，所述显示区域为2x2的矩阵。

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