CN103531177B - 一种点阵字库抗锯齿显示的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种点阵字库抗锯齿显示的方法及系统，其中，方法包括步骤：根据抗锯齿等级需要，按照相应的归一化级数对每个像素的亮度值Y进行归一化处理获得每个像素的亮度等级并组成亮度数组Yn，并将归一化级数及相应的亮度数组Yn存储到点阵字库中；在显示时，获得文字需显示的颜色F_RGB以及背景需显示的颜色G_RGB，并根据归一化级数从点阵字库中获取该文字的亮度数组Yn；根据该亮度数组Yn中的每个像素的亮度等级计算出相应的混合比例值，根据混合比例值计算文字需显示的颜色F_RGB以及背景需显示的颜色G_RGB混合后所需的着色颜色N_RGB，并按照着色颜色对像素要显示的位置进行着色。
Description
技术领域
本发明涉及字体显示技术领域，尤其涉及一种点阵字库抗锯齿显示的方法及系统。
背景技术
点阵字库因具有数据量小、解码显示效率高的优点，广泛地应用于嵌入式系统中。现有技术中，在制作点阵字库时，需先确定字体尺寸大小（例如28*28像素、32*32像素、36*36像素等），然后扫描每个字显示时的每个像素，每个像素用1个比特信息来表示该像素是否被着色（0表示没被着色，1表示被着色），这样一个32*32像素大小的字的像素情况就可以用32*32比特的信息来表示，即可用32*4个字节信息来进行表示，并存储到点阵字库中。
现有技术对每个像素只用1个像素来表示着色或者不着色的信息，在显示时只能根据每个像素为1则直接着某具体色，为0则不着色。例如，以一个32*32像素大小的隶书字体“人”字为例来分析现有点阵字库技术的特点，如图1所示，它以32*32个比特来描述该字显示的像素信息，1代表着色，0代表不着色。在显示时，按照上述比特信息进行着色后的显示效果如图2所示，图2存在一定的锯齿现象，若将图2放大8倍，可得到图3所示的放大图，从图3可看出现有的显示方法存在文字边缘存在明显的锯齿现象，且放大倍数越高，锯齿越明显。
显然，现有的显示方法缺少每个像素的灰度信息，缺少和背景颜色的比列融合，必然会导致锯齿现象。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种点阵字库抗锯齿显示的方法及系统，旨在解决现有技术中点阵字库显示时存在锯齿现象的问题。
本发明的技术方案如下：
一种点阵字库抗锯齿显示的方法，其中，包括步骤：
A、将文字输出在背景上后，逐个获取每一像素的颜色，并计算出颜色不等于背景颜色的像素的亮度值Y；
B、根据抗锯齿等级需要，按照相应的归一化级数对每个像素的亮度值Y进行归一化处理获得每个像素的亮度等级并组成亮度数组Yn，并将归一化级数及相应的亮度数组Yn存储到点阵字库中；
C、在显示时，获得文字需显示的颜色F_RGB以及背景需显示的颜色G_RGB，并根据归一化级数从点阵字库中获取该文字的亮度数组Yn；
D、根据该亮度数组Yn中的每个像素的亮度等级计算出相应的混合比例值，根据混合比例值计算文字需显示的颜色F_RGB以及背景需显示的颜色G_RGB混合后所需的着色颜色N_RGB，并按照着色颜色对像素要显示的位置进行着色。
所述的点阵字库抗锯齿显示的方法，其中，所述步骤A中，所述文字为白色文字，所述背景为黑色背景。
所述的点阵字库抗锯齿显示的方法，其中，所述归一化级数包括4级：1比特级、2比特级、4比特级、8比特级，1比特级表示1个像素采用1个比特来表示，2比特级表示1个像素采用2个比特来表示，4比特级表示1个像素采用4个比特来表示，8比特表示1个像素采用8个比特来表示。
所述的点阵字库抗锯齿显示的方法，其中，所述步骤A中，亮度值Y=0.299*R+0.587*G+0.114*B，R、G、B为文字输出在背景上后的像素RGB各分量的值。
所述的点阵字库抗锯齿显示的方法，其中，所述步骤D中的混合比例值R：R=Sc/Smax，Sc表示亮度数组Yn中相应像素的亮度等级，Smax表示相应归一化级数下最大的比特值。
所述的点阵字库抗锯齿显示的方法，其中，所述步骤D中着色颜色N_RGB：N_RGB=F_RGB * R + G_RGB *(1-R)。
一种点阵字库抗锯齿显示的系统，其中，包括：
亮度值计算模块，用于将文字输出在背景上后，逐个获取每一像素的颜色，并计算出颜色不等于背景颜色的像素的亮度值Y；
点阵字库存储模块，用于根据抗锯齿等级需要，按照相应的归一化级数对每个像素的亮度值Y进行归一化处理获得每个像素的亮度等级并组成亮度数组Yn，并将归一化级数及相应的亮度数组Yn存储到点阵字库中；
亮度数组获取模块，用于在显示时，获得文字需显示的颜色F_RGB以及背景需显示的颜色G_RGB，并根据归一化级数从点阵字库中获取该文字的亮度数组Yn；
着色模块，用于根据该亮度数组Yn中的每个像素的亮度等级计算出相应的混合比例值，根据混合比例值计算文字需显示的颜色F_RGB以及背景需显示的颜色G_RGB混合后所需的着色颜色N_RGB，并按照着色颜色对像素要显示的位置进行着色。
所述的点阵字库抗锯齿显示的系统，其中，所述归一化级数包括4级：1比特级、2比特级、4比特级、8比特级，1比特级表示1个像素采用1个比特来表示，2比特级表示1个像素采用2个比特来表示，4比特级表示1个像素采用4个比特来表示，8比特表示1个像素采用8个比特来表示。
所述的点阵字库抗锯齿显示的系统，其中，所述混合比例值R：R=Sc/Smax，Sc表示亮度数组Yn中相应像素的亮度等级，Smax表示相应归一化级数下最大的比特值。
所述的点阵字库抗锯齿显示的系统，其中，所述着色颜色N_RGB：N_RGB= F_RGB *R + G_RGB *(1-R)。
有益效果：本发明的抗锯齿显示的方法，在字库制作过程中每个像素使用多个比特来表示像素的亮度等级，在显示时先获得像素对于显示位置的背景像素颜色，然后根据亮度等级获得在显示时和背景颜色的混合比例值，最后计算出和背景颜色进行融合的具体着色颜色，使得字体边缘和背景能够进行平滑过渡，实现了抗锯齿显示效果。
附图说明
图1为现有技术中隶书字体“人”字比特内容图。
图2为图1比特内容图进行着色后的显示图。
图3为对图2放大8倍之后的放大图。
图4为本发明点阵字库抗锯齿显示的方法较佳实施例的流程图。
图5为采用本发明的方法对人”字进行着色之后的显示图。
图6为对图5放大8倍之后的放大图。
图7为本发明点阵字库抗锯齿显示的系统较佳实施例的结构框图。
具体实施方式
本发明提供一种点阵字库抗锯齿显示的方法及系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图4，图4为本发明点阵字库抗锯齿显示的方法较佳实施例的流程图，如图所示，其包括步骤：
S101、将文字输出在背景上后，逐个获取每一像素的颜色，并计算出颜色不等于背景颜色的像素的亮度值Y；
S102、根据抗锯齿等级需要，按照相应的归一化级数对每个像素的亮度值Y进行归一化处理获得每个像素的亮度等级并组成亮度数组Yn，并将归一化级数及相应的亮度数组Yn存储到点阵字库中；
S103、在显示时，获得文字需显示的颜色F_RGB以及背景需显示的颜色G_RGB，并根据归一化级数从点阵字库中获取该文字的亮度数组Yn；
S104、根据该亮度数组Yn中的每个像素的亮度等级计算出相应的混合比例值，根据混合比例值计算文字需显示的颜色F_RGB以及背景需显示的颜色G_RGB混合后所需的着色颜色N_RGB，并按照着色颜色对像素要显示的位置进行着色。
具体来说，步骤S101及步骤S102为制作点阵字库的过程：
首先，需要计算出亮度值Y：例如文字背景颜色采用黑色（即RGB色为(0,0,0)），文字字体颜色采用白色（即RGB色为(255, 255, 255)），即采用黑底白字的方式。
文字输出在背景上之后，逐个像素获得每一像素的RGB色（包含各分量），对颜色不等于背景色即黑色的像素计算出其像素的亮度值Y，对于颜色等于背景色的像素则不用计算，即没有文字显示在相应位置上。在黑底白字情况下，R=G=B，所以也可以直接采用其R色分量作为其亮度值Y，当然，对于其他情况，可采用如下公式来计算像素亮度值Y：Y=0.299*R+0.587*G+0.114*B，其中，Y值最大可为255，Y值最小为0，这样对于32*32像素大小的字体，可以得到32*32个像素的亮度数组，可以用32*32个字节来表示。
在步骤S102中，需根据抗锯齿精度需要来对每个像素的亮度值Y进行归一化处理得到归一化后的亮度等级信息，根据抗锯齿精度需要，归一化亮度等级包括四种：1比特级、2比特级、4比特级、8比特级，1比特级表示1个像素采用1个比特来表示（可表示2级亮度等级），2比特级表示1个像素采用2个比特来表示（可表示4级亮度等级），4比特级表示1个像素采用4个比特来表示（可表示16级亮度等级），8比特表示1个像素采用8个比特来表示（可表示256级亮度等级）。其对应的归一化表如表1所示（8比特过长，故省略）。
表1
举例说明，在表1中，对于2比特级：亮度值为0~63之间，则归一化处理后得到的亮度等级为0，亮度值为64~127之间，则归一化处理后得到的亮度等级为1，亮度值为128~191之间，则归一化处理后得到的亮度等级为2，亮度值为192~255之间，则归一化处理后得到的亮度等级为3。类似的，对于其他归一化级数也是按照上表规律进行归一化处理。
这样假如经过4比特亮度等级进行归一化处理，那么32*32像素信息可以用32*16个字节的亮度等级数组来表示，每4比特表示1个像素的亮度等级信息，可表示16级的亮度信息。
对于按照8比特亮度等级进行归一化处理，可以直接使用其Y值。对于1比特归一化处理，则是现有的点阵字库技术，即对于Y值不为0的则归一化处理为1，对于Y值为0的则保持为0。
在归一化处理后，得到相应的亮度等级数组，例如对于32*32个像素的亮度数组，采用4比特亮度等级进行归一化处理，得到32*16个字节的亮度等级数组。
最后将归一化级数及相应的亮度数组Yn存储到点阵字库中，从而得到不同归一化级数下的亮度数组。
在步骤S103中，在需要显示时，获得文字需显示的颜色F_RGB以及背景需显示的颜色G_RGB，并根据抗锯齿精度需要，选择一个合适的归一化级数，然后根据该归一化级数获得该文字的亮度数组Yn。
在步骤S104中，需要依次从亮度数组Yn中取出每个像素的亮度等级信息，然后根据该亮度等级计算出相应的混合比例值R：R=Sc/Smax，Sc表示亮度数组Yn中相应像素的亮度等级，Smax表示相应归一化级数下最大的比特值。
例如，归一化级数为4比特级，那么如表1所示，其最大的比特值为15，并且当前取出的亮度等级为9，那么相应的混合比例值R=Sc/Smax=9/15=60%。这个混合比例值就是文字颜色F_RGB和背景颜色G_RGB的混合比例。
在混合时，根据混合比例值计算文字需显示的颜色F_RGB以及背景需显示的颜色G_RGB混合后所需的着色颜色N_RGB，其中，N_RGB= F_RGB * R + G_RGB *(1-R)，对于B（蓝色分量），那么N_B= F_B * R + G_B *(1-R)，从而得到着色颜色的蓝色分量；对于G（绿色分量），那么N_G= F_G * R + G_G *(1-R)，从而得到着色颜色的蓝色分量；对于R（红色分量），那么N_R= F_R * R + G_R *(1-R)，从而得到着色颜色的蓝色分量；综上，从而得到着色颜色N_RGB。
最后按照新得到的着色颜色N_RGB对像素要显示的位置进行着色即可。最后也以32*32像素大小的隶书字体“人”字为例，按照本发明的方法进行着色后，其显示效果如图5所示，将图5放大8倍之后的显示效果如图6所示，从图可见，本发明的方法可明显改善原来的锯齿现象，使字体边缘和背景出现平滑的过渡，实现抗锯齿效果。
基于上述方法，本发明还提供一种点阵字库抗锯齿显示的系统，如图7所示，包括：
亮度值计算模块100，用于将文字输出在背景上后，逐个获取每一像素的颜色，并计算出颜色不等于背景颜色的像素的亮度值Y；
点阵字库存储模块200，用于根据抗锯齿等级需要，按照相应的归一化级数对每个像素的亮度值Y进行归一化处理获得每个像素的亮度等级并组成亮度数组Yn，并将归一化级数及相应的亮度数组Yn存储到点阵字库中；
亮度数组获取模块300，用于在显示时，获得文字需显示的颜色F_RGB以及背景需显示的颜色G_RGB，并根据归一化级数从点阵字库中获取该文字的亮度数组Yn；
着色模块400，用于根据该亮度数组Yn中的每个像素的亮度等级计算出相应的混合比例值，根据混合比例值计算文字需显示的颜色F_RGB以及背景需显示的颜色G_RGB混合后所需的着色颜色N_RGB，并按照着色颜色对像素要显示的位置进行着色。关于上述模块的技术细节在前面的方法中已有详述，故不再赘述。
进一步，所述归一化级数包括4级：1比特级、2比特级、4比特级、8比特级，1比特级表示1个像素采用1个比特来表示，2比特级表示1个像素采用2个比特来表示，4比特级表示1个像素采用4个比特来表示，8比特表示1个像素采用8个比特来表示。
进一步，所述混合比例值R：R=Sc/Smax，Sc表示亮度数组Yn中相应像素的亮度等级，Smax表示相应归一化级数下最大的比特值。
进一步，所述着色颜色N_RGB：N_RGB= F_RGB * R + G_RGB *(1-R)。关于上述内容的技术细节在前面的方法中已有详述，故不再赘述。
综上所述，本发明的抗锯齿显示的方法，在字库制作过程中每个像素使用多个比特来表示像素的亮度等级，在显示时先获得像素对于显示位置的背景像素颜色，然后根据亮度等级获得在显示时和背景颜色的混合比例值，最后计算出和背景颜色进行融合的具体着色颜色，使得字体边缘和背景能够进行平滑过渡，实现了抗锯齿显示效果。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种点阵字库抗锯齿显示的方法，其特征在于，包括步骤：
A、将文字输出在背景上后，逐个获取每一像素的颜色，并计算出颜色不等于背景颜色的像素的亮度值Y；
B、根据抗锯齿等级需要，按照相应的归一化级数对每个像素的亮度值Y进行归一化处理获得每个像素的亮度等级并组成亮度数组Yn，并将归一化级数及相应的亮度数组Yn存储到点阵字库中；
C、在显示时，获得文字需显示的颜色F_RGB以及背景需显示的颜色G_RGB，并根据归一化级数从点阵字库中获取该文字的亮度数组Yn；
D、根据该亮度数组Yn中的每个像素的亮度等级计算出相应的混合比例值R，根据混合比例值R、文字需显示的颜色F_RGB以及背景需显示的颜色G_RGB计算混合后所需的着色颜色N_RGB，所述着色颜色N_RGB：N_RGB= F_RGB * R + G_RGB *(1-R)，并按照着色颜色对像素要显示的位置进行着色；
所述步骤D中的混合比例值R：R=Sc/Smax，Sc表示亮度数组Yn中相应像素的亮度等级，Smax表示相应归一化级数下最大的比特值。
2.根据权利要求1所述的点阵字库抗锯齿显示的方法，其特征在于，所述步骤A中，所述文字为白色文字，所述背景为黑色背景。
3.根据权利要求1所述的点阵字库抗锯齿显示的方法，其特征在于，所述归一化级数包括4级：1比特级、2比特级、4比特级、8比特级，1比特级表示1个像素采用1个比特来表示，2比特级表示1个像素采用2个比特来表示，4比特级表示1个像素采用4个比特来表示，8比特表示1个像素采用8个比特来表示。
4.根据权利要求1所述的点阵字库抗锯齿显示的方法，其特征在于，所述步骤A中，亮度值Y=0.299*R+0.587*G+0.114*B，R、G、B为文字输出在背景上后的像素RGB各分量的值。
5.一种点阵字库抗锯齿显示的系统，其特征在于，包括：
亮度值计算模块，用于将文字输出在背景上后，逐个获取每一像素的颜色，并计算出颜色不等于背景颜色的像素的亮度值Y；
点阵字库存储模块，用于根据抗锯齿等级需要，按照相应的归一化级数对每个像素的亮度值Y进行归一化处理获得每个像素的亮度等级并组成亮度数组Yn，并将归一化级数及相应的亮度数组Yn存储到点阵字库中；
亮度数组获取模块，用于在显示时，获得文字需显示的颜色F_RGB以及背景需显示的颜色G_RGB，并根据归一化级数从点阵字库中获取该文字的亮度数组Yn；
着色模块，用于根据该亮度数组Yn中的每个像素的亮度等级计算出相应的混合比例值R，根据混合比例值R、文字需显示的颜色F_RGB以及背景需显示的颜色G_RGB计算混合后所需的着色颜色N_RGB，所述着色颜色N_RGB：N_RGB= F_RGB * R + G_RGB *(1-R)，并按照着色颜色对像素要显示的位置进行着色；
所述混合比例值R：R=Sc/Smax，Sc表示亮度数组Yn中相应像素的亮度等级，Smax表示相应归一化级数下最大的比特值。
6.根据权利要求5所述的点阵字库抗锯齿显示的系统，其特征在于，所述归一化级数包括4级：1比特级、2比特级、4比特级、8比特级，1比特级表示1个像素采用1个比特来表示，2比特级表示1个像素采用2个比特来表示，4比特级表示1个像素采用4个比特来表示，8比特表示1个像素采用8个比特来表示。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200630 Address after: 23 / F, Guangdong hi tech District Patentee after: Shenzhen Konka Holding Group Co., Ltd Address before: 518053 No. 9008 Shennan Avenue, overseas Chinese town, Shenzhen, Guangdong, Nanshan District Patentee before: KONKA GROUP Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |