CN1088867C - 图形生成方法和装置 - Google Patents

Abstract

字符图形生成方法和装置，该装置能用较小的存储容量存储大量的字形数据，并提高图形-位映象速度。该装置在字形ROM1中存储元素信息和结构信息。元素信息描述构成图形的公用元素，结构信息指出各图形的结构。在元素位映象区域2中将对应于特定图形的元素信息转换为位映象数据。按照图形的结构信息结合位映象后的数据、并生成图形。

Description

图形生成方法和装置

本发明涉及根据字形数据而生成图形的图形生成方法和装置。本发明特别有利于生成字符图形，因而本说明书中的描述针对的是图形字符的生成。

近来，用户对于生成待显示或打印高质量字符的需求在增加。为满足这一需求，就必须使用位映象字形的位置点实现高质量的字符输出的轮廓字形。这种轮廓字形具有大量的点坐标值(控制点)，并存储在字形ROM中，这些点是通过对字符的轮廓取样而获得以作为字形数据的。当需要时坐标值被可靠地读出，并根据字符尺寸和/或字形进行转换。然后，轮廓内部被充填以生成完整的字符图形。与普通的位映象字形相比，轮廓字形具有更高的字符生成自由度，而且它能光滑地生成字符且在任何尺寸情况下都没有锯齿形边界部分。

然而，与位映象字形数据相比，字形数据的内部表示更为复杂。为改善各字形的字符质量，就必须增加各轮廓上的取样点数。取样点数愈多，控制点坐标值的数量就愈多，从而使得字形数据的数量增加。为了存储字形数据就需要大容量的存储器，而这就提高了产品的成本。另外，由于增加了控制点坐标值的数量，从而使坐标值到位映象数据的转换缓慢。这样就不能在低成本的字符生成装置中得到满足需要的处理速度。

本发明着眼于上述问题，目的在于提供生成例如字符图形等图形的方法和装置，使得能在较小的存储空间存储大量的字形数据。

本发明的另一个目的是提供生成例如字符图形等图形的方法和装置，该方法和装置提高了从字形数据到位映象图形转换过程中的转换速度。

按照本发明的一个方面，存储图案信息和结构信息。图案信息表示构成图形的公用图案元素，结构信息用于指出各具有多个图案元素的图形的结构。与特定图形相对应的图案信息被转换成位映象数据，根据结构信息将位映象后的数据综合并生成该特定图形。

进而，根据本发明的另一方面，存储表示用于构成图形的公用图案元素的图案信息和指出具有多个图案元素的图形结构的结构信息。与特定图形相对应的图案信息被转换成位映象数据，被位映象化的数据对应于图案信息进行存储。当指定一个特定图形时，在该图案信息被转换成位映象数据之前，检查是否已存储了相应的位映象数据。如果位映象数据已被存储则读出，否则，将图案信息转换成位映象数据。位映象数据根据图形的结构信息被综合成特定的图形。

根据以下连同对附图的说明将明显地看到本发明的其他特征和优点。在所有附图中，相同的参考符号表示相同或相似的部分。

附图说明了本发明的一个实施例，附图使说明具体化并构成说明书的一部分，并和文字描述共同用于说明本发明的原理。

图1是本发明一个实施例的字符图形生成装置的结构框图。

图2是实施例中字形数据ROM中数据结构说明图。

图3是元素图形信息例的示意图。

图4是实施例中汉字“付”的元素结构信息说明图。

图5是元素结构信息的数据格式说明图。

图6是实施例的字符图形生成装置中字符图形生成过程流程图。

图7是实施例中汉字“付”的位映象尺寸的示意图。

图8是图6的步骤S8中计算位映象数据尺寸的过程流程图。

图9是实施例中为存储元素的位映象数据而使用的超高速缓存器的数据结构图。

图10是本实施例在使用实施例的EB超高速缓冲存储器时的字符图形生成过程流程图。

图11是能适用于实施例的输出单元的激光打印机的剖面图。

图12是能适用于本实施例的输出单元的喷墨打印机记录部分的透视图。

图13是能适用于本实施例的输出单元的喷墨打印机的结构框图。

以下按照附图详细地说明本发明的实施例。

图1示出按照本发明实施例的字符生成装置的结构。字符生成装置可以是一个计算机设备，例如工作站和个人计算机，或可以是与显示器或打印机结合的字符生成装置。

在本实施例中，如图4所示，铅印体汉字“付”被划分为多个元素41到48并示于图3。每个元素作为一个元素图形被存储，而该元素图形或是某个字符特有的图案元素或是与其它字符所共有的图案元素。

图1中，参考数字1表示字形数据ROM，其内部存储了生成字符的字形数据(本实施例中为轮廓字形数据)。所述的字形数据ROM1具有相应于外部输入参数的诸如字形索引、字符索引和元素索引等的索引信息，以用于规定确定每个字符图形的一个字符(此后将称之为“字符生成指令”)元素结构信息和元素图形信息。数字2表示了一个用于存储一个已作位映象的元素图形的元素位映象区域。数字3是一个元素位映象高速缓冲存储器(以下将称之为“EB高速缓冲器”)，用以存储在元素位映象区域2中用另外的信息位映象过的元素图，以便重复使用位映象数据。数字4是为存储特定字符的一个最终位映象图(此后称之为“字符映象”)的字符映象存储器。数字5是为从外部输入字符生成指令的输入单元。输入单元5可以是一个输入设备，如键盘，或可以是SCSI的接口(小型计算机系统接口)或GPIB(通用接口总线)，此外，为具有所需要的信息，它还可以是一个预先生成的文献信息文件。

数字6表示输出单元，用以输出存信储在字符位映象存储器4中的字符位映象。输出单元6可以是任何硬拷贝设备(例如打印机)、任一种显示器(如CRT)、使用诸如CRT输出一个监控程序的视频RAM，或是一个以位映象格式暂存文献图的页面存储器。数字7表示用于控制整个字符生成装置的CPU。数字8表示程序存储器，用于存储由CPU7所执行的各种控制程序。数字9表示工作存储器，用于存储由CPU7执行过程控制的各种数据。数字10表示充填单元，用于充填以轮廓字形数据得到的字符图形的轮廓。

作为本发明的一个实施例，下面将要描述从输入单元5输入的字符生成指令指示一个铅印体“付”字并且其输出位映象尺寸为64×64的情况。

图2详细地说明了字形数据ROM1的数据结构。

数字21表示具有区域首地址的字形索引。该区域中存储了与字形参数(铅印体、哥特体等)所指定的各字形相对应的字符索引(后面将要描述)。数字22表示具有一个区域的首地址的字符索引。该区域中存储了由字符生成指令的字符代码参数所指定的各字符的元素结构信息(后叙)、和它的数据长度。数字23表示元素结构信息。该信息表示由字形参数(铅印体)和字符代码参数(“付”字的字符代码“4955”)所指定的汉字字符“付”的结构。信息23包括元素索引24的索引号。元素索引24包含一个区域的首地址，该区域中存储了元素图形信息和它的数据长度。数字25表示元素图形信息，其中，公用的图案元素用它的轮廓坐标值和附加信息存储。用于构成名个字符的一公用图案元素将参考图3说明。

图3显示了存储在元素图形25中的元素图形信息的一个典型例子。

元素指的是表明一部份字符图形的轮廓。各元素由控制点Pn的坐标值(Xn、Yn)的排列进行说明以去指定轮廓。进而，各元素包含诸如表征信息(An)的附加信息以去指定一条直线/曲线作为控制点间的连线，以及元素(Ew(宽度)Eh(高度)的最大测量值。

图4显示了将被存储在元素结构信息23中的铅印体汉字字符“付”的元素信息。注意到元素结构信息可以适用于字符的任何种类，例如，汉字字符、字母字符或任何其它的符号图案，它们通常可以是非常简单的图案元素(＝基本的图元素)，如一个矩形或一个圆形，而且，它可以是适于规定字形的图案元素的组合。

图4中，元素42、43和46分别表示一个简单的图案元素，即一个矩形部分。元素41、44、45、47和48是铅字所特有的图案元素。例如在铅字字样设计中，元素41被称为“左撇”，44被称为“鳞状”，45被称为“竖顿”。这些对定义字形的各种铅字字样是有效的图案元素。因此，这样一些图案元素普遍地用于6000个字符以上的字符图案(在1和2级的日文标准(JIS)汉字字符中)。英文字符中被称为“衬线”的部分能够作为这个图案元素概念的主题。在其它的语言字符(例如韩国字母)中也能找到类似的特征。因此，这个图案元素的概念有益于各种语言字符和图案的处理。

图5表示了在元素结构信息23中存储的关于图4中铅印体字符“付”的数据。

元素结构信息23中包含构成字符“付”的元素41到48这8个元素、关于各元素的位置信息(Cx，Cy)和尺寸信息(Cw，Ch)，以及为确定元素图形的元素数EN。注意到由于元素42、43和46是简单的矩形，故这些元素可以是公用元素。因而，这些元素的元素数EN是相同的。如上述，由于一些元素对于各种语言字符和字样是公共的，所以它们的每一个都能够通过系统中使用的所有字形被分配到相同的系列号码，或者根据各自的语言/铅字字样而分配单独的号码。

图6说明字符生成过程。其中，从输入单元5输入包含一个字形代码、一个字符代码和输出尺寸的字符生在指令，生成一个作为字符的特定字符，并输出到输出单元6。这个过程由CPU7执行并且在程序存储器8中存储了控制这个过程的程序。

首先，根据字形代码(例如铅印体，哥特体等)，在步骤S1中获得在字形索引21中对应的字形索引的地址。在步骤S2中，根据字形索引21，获得对应的字符索引22的首地址。在步骤S3中，从字符索引22的首地址找到对应于输入字符代码的字符索引。在步骤S4中，从字符索引中得到存储有字符的元素信息的一个区域的首地址，并读出元素结构信息、存入工作存储器9中。

如上述，当输入一个JIS(日本工业标准)字符代码“4955”(“付”)并由字形代码指定为铅印体时，读出如图4中的元素41到48的元素信息(图5)并存入存储器9中。

接着，过程继续到步骤S6。在这一步骤中，字符位映象存储器4清零。在步骤S7，确定存在工作存储器9中的所有元素是否都被处理过。如果是，则过程转向步骤S11，若不是，就继续到步骤S8。在S8中，根据各元素的位置信息(Cx，Cy)和尺寸信息(Cw，Ch)计算位映象元素的尺寸。这一过程将根据图8的流程在后面详细叙述。在步骤9中，根据这个计算结果，用充填单元10在轮廓内部充填元素，并将这些元素转换成元素位映象区域2内的位映象。所得到的元素位映象信息被传送到字符位映象存储器4。在那里，根据各位置信息(Cx，Cy)与其它元素的位映象数据相结合，最终构成字符图形。

值得注意的是，步骤S10既可以由软件也可以使用所提供的硬件电路执行。在本实施例中的曲线描述可以用任何描述方式实现。例如，它可以是用多项式函数或圆弧所定义的参数表达式。另外，可以使用连接所有轮廓点坐标的直线描述。

图7显示了对应于输入单元5所指定的字符尺寸的各元素尺寸。

在图7中，坐标(Dw，Dh)表示所指定的字符尺寸，(Gx，Gy)表示字符“付”中元素41的”左撇”的位映象后的位置(上左方)，而(Gw，Gh)表示位映象后的元素41的尺寸。

接着，在图6的步骤S8中进行计算元素位映象尺寸的过程，即，参考图8的流程描述从字符“付”的元素结构信息出发所进行的位映象后的元素尺寸的计算过程。在步骤S21中，用下式通过将基本字符尺寸(Rw，Rh)(图4)转换成将被位映象的字符尺寸(Dw，Dh)(图7)而得到比例因子(Sx，Sy)

            (Sx，Sy)＝(Dw/Rw，Dh/Rh)

基本字符尺寸(Rw，Rh)在本实施例的字符生成装置中是一个预先确定的字形数据尺寸，并且它是一个预先数字化了的值。

在步骤S22，根据元素的位置(Cx，Cy)(图4)和比例因子(Sx，Sy)获得将被位映象的各元素的位置(Gx，Gy)：

            (Gx，Gy)＝(Sx×Cx，Sy×Cy)位置(Cx，Cy)是存储在元素结构信息23中的预先数字化了的值。

在步骤S23中，根据基本元素尺寸(Cw，Ch)(图4)和比例因子(Sx，Sy)获得将被位映象的各元素的位置(Gw，Gh)(图7)：

            (Gw，Gh)＝(Sx×Cw，Sy×Ch)元素尺寸(Cw，Ch)是存储在元素结构信息23中的预先数字化的值。

在步骤S24中，根据元素的基本尺寸(Ew，Eh)(图3)和位映象后的元素尺寸(Gw，Gh)获得各元素的一个比例因子(ESx，ESy)：

            (ESx，ESy)＝(Gw/Ew，Gh/Eh)

在步骤S25中，检查是否对构成所述元素的轮廓的坐标值Pn(Xn，Yn)进行了处理。如果是，则确认所述元素进行了位映象而且过程转向元素终端。如果不是，则过程转向步骤S26，在那里根据坐标值Pn(Xn，Yn)和(ESx，ESy)获得将被位映象的坐标值Bn(BXn，BYn)：

          (BXn，BYn)＝(ESx×Xn，ESy×Yn)

字符位映象存储器4中待被位映象的各元素的坐标值由所得到的欲位映象的各元素地址(BXn，BYn)确定。

图9详细地显示了EB高速缓存器3的数据结构。

EB高速缓存器3是为了暂存在图6步骤9中生成的元素位映象数据和为暂存及反复使用与所述数据相关的其它附加信息的存储器。EB高速缓存器3包括：元素数EN、欲被位映象的元素尺寸(Gw，Gh)(图7)和区域90中的首地址”Gad”，该区域存储了对应于各元素的位映象数据。当相同元素图形需要位映象时，EB高速缓存器3提供已位映象化了的元素。在这种方式中，步骤S9的位映象化过程能够省略。

图10是使用EB高速缓存器3进行字符图形位映象过程的流程图。

在步骤S31中，根据从输入单元5输入的字形代码，在字形索引21中获得字形的地址。在步骤S32中，根据字形索引获得字符索引22的首地址。在步骤S33中，从字符索引22的首地址获得一个与从输入单元5所指定的字符代码相对应的字符索引。在步骤S34中，从字符索引获得与元素结构信息23对应区域的首地址。在步骤S35中，在工作存储器9中存入元素结构信息。在步骤S36中，清除字符位映象存储器4。这个过程与图6的步骤S1至S5是完全相同的。

在步骤S37中，确认是否对字符的各元素都进行了处理。若为是，则过程转向步骤S43，若为非，则转向步骤S38，在那里计算欲进行位映象的各元素的尺寸。在步骤S39中，为所需要的元素号EN和它的欲位映象的元素尺寸(Gw，Gh)而检索EB高速缓存器。如果那里存有相应的元素号EN和需要位映象的元素尺寸，则过程转向步骤S40，去查询图9中的“Gad”，并读出位映象数据。读出的位映象数据被传送到字符位映象存储器4中。

在步骤S39中，如果EB高速缓存器3中没有相应的元素位映象数据，则过程转向步骤S41，与图6中S9相同，在位映象区域2中构成元素的位映象数据。接着暂存在位映象区域2中的位映象后的元素号EN、元素尺寸(Gw、Gh)和元素位映象数据被传送到EB高速缓存器3的空区域中，同时，位映象数据的首地址“Gad”存入EB高速缓存器3。在步骤S42中，元素的位映象数据(在位映象区2中)被传送到字符位映象存储器4中。完成步骤S40或S42后，过程返回到步骤S37，去执行前面提到的过程。

在这个方式中，当所有元素的图形生成都完结时，过程转向步骤S43。在那里，字符位映象存储器4的内容被输出到输出单元6以便显示或打印字符图形。

如上所述，EB高速缓存器提供了位映象化了的数据以便反复使用，由此而提高了字符图形位映象的速度。若EB高速缓存器被包含于系统结构中，则元素位映象区2就能够省略。在这种情况下，EB高速缓存器3中的空区域被保护，而直接在EB高速缓存器中建立元素位映象数据。此后，在步骤S42中，位映象数据从EB高速缓存器3传送到字符位映象存储器4中。

图11是能够适用于本实施例中输出单元6的激光打印机的剖面图。图12显示了作为低价格输出设备的喷墨式打印机的结构。这些输出单元6能够通过某种方式例如接口与字符生成装置相连接以控制该装置。在上述过程中所生成的字符图形数据能够打印在记录媒体例如打印纸上而形象化。

图11中，参考数字100表示LBP主机，该主机用于输入和存储信息，这些信息可以是由连接到外设的字符生成装置所提供的字符图形信息。LBP100根据输入信息在作为记录媒体的记录纸上形成一个图案。数字300表示控制板，上面装有各种控制开关和LED显示器等。数字101表示打印机控制单元，用以控制LBP100的总体并分析输入的字符图形信息。打印控制单元101主要把字符图形转换为视频信号，并把其输出到激光驱动器102。

激光驱动器102是一个根据一个输入视频信号而使半导体激光器103进行通/断转换的电路。激光束104用棱镜105沿左右方向扫描静电滚筒106。在静电滚筒106上构成字符图形的静电潜象。静电潜象用围绕静电滚筒106的显影单元107显影并传送到记录纸上。记录纸是一短截纸，置于附加在LBP100上的纸盒内。记录纸由传输辊110和111提供并供给到静电滚筒106。

图12说明应用了本发明的喷墨式记录装置IJRA的结构。在图12中，滑动架HC与导向螺杆5005的螺旋槽5004啮合，导向螺杆通过把驱动力传送给与驱动马达的正、反向转动相联锁的传送齿轮5011和5009而旋转。滑动架具有一个轴针(未图示)，它在箭头a和b所指示的方向上往复移动。滑动架HC上有一个喷墨盒IJC，夹纸箍5002沿着滑动架的移动方向紧靠压纸卷轴5000压紧记录纸。光耦合器5007和5008是中心位置的检测部件，用以进一步确定在这个区域内滑动架的水平仪5006的存在以及遍及马达5013的整个移动方向上的变化。支撑部件5016支撑着一个罩构件5002，用以罩住打印头的前表面。吸引部件5015通过内部的孔执行罩构件5022内部打印头的吸引和复原。部件5019允许清洗刀片5017沿正、反方向移动。主机支撑着的平板5018支撑着部件5019和清洗刀片5017。显然，任何众所周知的清洗刀片都适用于本实施例的打印机。5021表示一个杠杆，用以起动吸引—复原的吸引操作。杠杆沿着与滑动架啮合的凸轮5020的动程移动。公知的传送装置，例如离合器转换，控制来自驱动马达的驱动力。

当滑动架到达初始位置时，通过导向螺杆5005在它相应的位置上完成盖罩、清洗和吸引—复原中的某个所希望的处理，如果所希望的处理在已知的定时内完成，则这些处理的任何一个都是适用于本实施例的打印机的。

下面，以图13所示的控制电路的框图为参考说明用于控制上述记录装置的控制系统结构。在图13中，数字1700表示一个接口，用于输入记录信号；1701是MPU；1702是用于存储由MPU1701执行的控制程序的程序ROM；1703是动态ROM，用于存储各种数据(记录信号、供给记录头1708的记录数据等等)。1704是门阵列，用于向记录头1708提供记录数据，及用于在接口1700、MPU1701和RAM1703之间传送控制数据；1710是驱动马达，用于驱动记录头1708；1709是传输马达，用于传送记录板；1705是记录头传动装置，用于传送记录头1708；1706和1707是马达传动装置，分别用于传动传输马达1709和驱动马达1710。

在上述结构中，当一个记录信号送入接口1700，信号在门阵列1704和MPU1701之间被转换为记录数据用于打印。马达传动装置1706和1707被激活，并且根据被传送到记录头传动装置1705的记录数据传动记录头，这样就完成打印。

如上述，根据本实施例，为构成一个字符而被表示为公用图案元素的图案信息以轮廓字形的形式存储，并在需要时，每个图案信息被变换成位映象数据以构成字符位映象图形。这就能够用较小的存储容量实现高质量的高速图形生成。为构成一个字符的结构而被表示为公用图案元素的图案信息和字符的结构信息以轮廓字形的形式存储，并且图案信息的位映象的图形数据能够存在高速缓存器中。为检查所需元素的位映象数据是否已被存储而搜索高速缓存器。如果已存储，则读出位映象数据用以生成字符位映象数据。如此实现高质量字符的高速生成。

如上所述，根据本发明，能够用一个较小的存储容量存储大量的字形数据。

进而，根据本发明，能够提高字符图形生成速度。

另外，根据本发明，公用的图案信息的已经位映象的数据是暂存的，于是能够反复使用，以进行高质量字符的高速生成。本发明既可以应用于由多个设备组成的系统，又可以应用于包括单一设备的装置。此外，不言而喻，本发明还能够应用于这样的场合，在那里，本发明的目标是通过提供一个程序给系统或装置而达到的。

由于不脱离本发明的基本精神和范围就能实行本发明的许多显而易见的、各不相同的实施例，所以，应了解这一点，即本发明仅由所附的权利要求书所限定，并不局限于具体的实施例。

Claims (8)

1.一种字符图形生成装置，包括根据元素数据转换一个元素图形的转换装置，用于根据输出的字符代码信息生成一个字符图形，其特征在于所述字符图形生成装置包括：

图形存储装置，用于存储由所述转换装置转换得到的字符图形以及各字符图形的纵向和横向尺寸；

计算装置，用于根据一个所需字符的基本字符尺寸和指定的字符尺寸计算待生成的该所需字符的比例因子，然后，根据计算得到的该所需字符的比例因子和元素的基本元素尺寸计算该所需字符的各元素的纵向和横向尺寸；

测定装置，用于确定与该所需字符的该元素相应的、具有与由所述计算装置计算出的相同的纵向和横向尺寸的一个所需元素图形是否已经存储在所述图形存储装置中；以及

生成装置，用于通过下述步骤生成一个字符图形，即，在所述测定装置确定了该所需的元素图形被存储时把该存储的元素图形传输到字符图形生成存储器，而在所述测定装置确定该所需元素图形未被存储时由所述转换装置基于计算得到的纵向和横向尺寸来转换一个元素图形，将该具有纵向和横向尺寸的转换得到的元素图形存储在图形存储装置中，并把转换得到的元素图形传输到字符图形生成存储器。

2.如权利要求1所述的字符图形生成装置，其特征在于还包括：显示装置，用于根据由所述生成装置产生的字符图形来显示所需的字符。

3.如权利要求1所述的字符图形生成装置，其特征在于还包括：打印装置，用于根据由所述生成装置产生的字符图形打印所需的字符。

4.如权利要求1所述的字符图形生成装置，其特征在于：所述转换装置根据计算得到的纵向和横向尺寸以及基本的元素图形尺寸计算所需元素图形的比例因子，根据该计算得到的比例因子和该所需元素图形的基本座标计算该元素图形的座标值，并根据该计算得到的座标值转换该元素图形。

5.一种根据输入的字符代码信息生成字符图形的字符图形生成方法，包括下列步骤：根据一元素数据转换一元素图形，并将转换得到的元素图形存储到图形存储装置中，其特征在于：各转换得到的元素图形的纵向和横向尺寸被存储在图形存储装置中，以及还包括下列步骤：

根据一个所需字符的基本字符尺寸和指定的字符尺寸计算待生成的该所需字符的比例因子；

根据该计算得到的所需字符的比例因子和该所需字符的各元素的基本元素尺寸计算各元素的纵向和横向尺寸；

确定图形存储装置中是否已经存储有一个对应于该所需字符的一个元素、并具有和计算得到的纵向和横向尺寸相同尺寸的所需元素图形；以及

通过下述步骤生成一个字符图形：在该所需的元素图形已被存储在图形存储装置中时，将该存储的元素图形传输到字符图形生成存储器中；当该所需的元素图形未被存储在图形存储装置中时，基于该计算得到的纵向和横向尺寸转换一个元素图形，将该转换得到的具有纵向和横向尺寸的元素图形存储到图形存储装置中，并把该转换得到的元素图形传输到字符图形生成存储器。

6.如权利要求5所述的字符图形生成方法，其特征在于还包括下列步骤：

根据所述生成步骤中生成的字符图形显示该所需的字符。

7.如权利要求5所述的字符图形生成方法，其特征在于还包括下列步骤：

根据所述生成步骤中生成的字符图形打印该所需的字符。

8.如权利要求5所述的字符图形生成方法，其特征在于：所述转换步骤包括下列步骤：

根据计算得到的纵向和横向尺寸及一个基本元素图形尺寸计算所需元素图形的比例因子；

根据该计算得到的比例因子和所需元素图形的基本座标计算该元素图形的座标值；以及

根据该计算得到的座标值转换该元素图形。

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