JP2000330547A

JP2000330547A - ブラウザ表示方式

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Publication number: JP2000330547A
Application number: JP14256999A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Toraichi; 和男寅市; Koichi Wada; 耕一和田; Koichi Mori; 浩一森
Original assignee: FLUENCY KENKYUSHO KK
Current assignee: FLUENCY KENKYUSHO KK
Priority date: 1999-05-24
Filing date: 1999-05-24
Publication date: 2000-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】クロスプラットフォームに対応可能であり、
再構成図形を拡大あるいは縮小して表示した場合にも原
図形に忠実な形状を再現できるブラウザ表示方式を提供
すること。【解決手段】クライアント４−１はインターネット回
線を介してウェブ・サーバ１に接続し、所定のＨＴＭＬ
形式ファイルを取り込む。クライアント４−１では、取
り込まれたＨＴＭＬファイルに含まれるアプレットが自
動的に呼び出され、このアプレットにより関数化図形デ
ータベース５に格納された所定の関数化図形ファイルが
呼び出され伝送される。クライアント４−１は、伝送さ
れた関数化図形ファイルに基づいて関数化図形を再構成
してウェブ・ブラウザ上の所定の位置に描画するととも
に、再構成された関数化図形に対して２次元のアフィン
変換を行うことにより、図形の拡大縮小操作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インターネット回
線を介して送信される画像データに基づいて再構成され
る画像を高品位に拡大および縮小して表示するブラウザ
表示方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在では、マルチメディアが発達し、イ
ンターネット上をテキストデータばかりではなく、設計
図や各地の地図といった図形や映像、音声等、様々な情
報がデジタルデータ化され、インターネット等の公衆回
線網を介して送受信されている。特に、インターネット
上では、テキスト中に図形や写真等が埋め込まれた表現
力の高い画像を送受信することが可能となっており、利
用者はウェブ・ブラウザを利用することによりインター
ネットを介して世界各地に存在するウェブ・サーバに接
続して、各ウェブ・サーバにより提供されている画像デ
ータを自由に読み出し、これをコンピュータの画面上で
閲覧することができる。

【０００３】上述したようなマルチメディアの発達によ
り、画像情報等のデータベース情報量が増大する中で、
ＪＰＥＧ（Joint Photographic coding Experts Grou
p）等のデータ圧縮技術が開発され、広い分野で用いら
れている。このような技術が広まった理由は、圧縮対象
が図形や写真等の様に制限が無いこと、容易に復元され
たものを見ることが出来ることだと考えられる。ＪＰＥ
Ｇ等のデータ圧縮技術を用いるとデータ容量を大幅に減
らすことができるため、インターネット等の情報通信網
を考えた場合には、情報の送信元であるサーバ側によっ
ては画像データ等の各種データを格納しておくためのデ
ータベース容量を低減できるという利点があり、情報の
受信側である利用者にとってはデータ通信に必要な時間
を短縮できるという利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、テキスト中に図形等が埋め込まれた画像情報をコ
ンピュータを用いて画面上で閲覧する場合に、図形部分
のみを任意に拡大して細部を詳細に見たり、縮小して全
体の様子を見たりといった図形の拡大縮小操作を行いた
い場合がある。ところが、ＪＰＥＧ等の従来のデータ圧
縮技術では、データ容量を圧縮することのみが目的とさ
れており、図形に対して拡大縮小等の操作が行われる場
合については考慮されていない。従って、ＪＰＥＧ等の
方法でデータ圧縮された図形データを用いた場合に、こ
の図形データに基づいて再構成される図形では、例え
ば、拡大操作を行った場合に直線部分がギザギザになっ
て表示されてしまう等の問題があり、拡大縮小操作を行
った場合に原図形に忠実な形状を再現することができな
かった。これに対して、図形データのデータ量を大きく
すれば、より細部の情報を記録することができるので上
述したような問題を幾分は解消できるが、問題の本質的
な解決とはならない。また、インターネット等を用いた
データ通信を考えた場合には、通信時間の都合、あるい
はサーバ側のデータベース容量の低減といった観点か
ら、図形データのデータ量はなるべく少ない方が好まし
い。このため、少ないデータ量で記録された図形データ
を用いて、拡大縮小を行った場合にも元の図形に忠実な
形が再現できるブラウザ表示方式が望まれている。

【０００５】また、関数化図形の再構成に関しては、現
在のようにＷｉｎｄｏｗｓ、ＭａｃＯＳ、ＢＳＤ−ＯＳ
などの各種のオペレーティングシステム（ＯＳ）が混在
するネットワークの中では、プラットフォームに依存す
ることのないソフトウェアにより実現できることが望ま
しい。従来は、独自フォーマットの画像を再生する場合
には種々のプラグイン・ソフトがそれに近い役割を果た
していたが、各種のフォーマットに対応するためにはい
くつものプラグイン・ソフトを用意しておいてそれらを
使い分ける必要があるため、操作が煩雑であった。従っ
て、あらかじめ再構成ソフトウェアを準備することな
く、ウェブ・ブラウザのみでクロスプラットフォームに
対応することが出来るブラウザ表示方式が望まれてい
る。

【０００６】本発明は、このような点に鑑みて創作され
たものであり、その目的は、クロスプラットフォームに
対応可能であり、再構成図形を拡大あるいは縮小して表
示した場合にも原図形に忠実な形状を再現できるブラウ
ザ表示方式を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明のブラウザ表示方式は、画像データを送
信するサーバ手段と、前記サーバ手段とインターネット
回線等の公衆回線を介して接続されており前記サーバ手
段から送信される前記画像データを受信して前記画像デ
ータに基づいて画像の表示を行うブラウザ手段とを備え
ており、前記サーバ手段から送信される前記画像データ
に含まれる図形データとして原図形の特徴部分を抽出し
て関数化した関数化図形データであり、前記ブラウザ手
段は、画像の表示を行う際に前記関数化図形データに基
づいて図形を再構成して表示を行っている。送受信の対
象となる画像データに含まれる図形データとして関数化
図形データを用いることにより、従来のビットマップ形
式等の図形データと比べてデータ量を大幅に低減するこ
とができるため、データ送受信に必要な時間を短縮でき
るとともに、サーバ手段において画像データを蓄積して
おくためのデータ蓄積媒体の容量を節約することができ
る。また、前記関数化図形データに基づいて再構成され
る図形は原図形にほぼ忠実な形状を有しているため、従
来のデータ圧縮が施されたＪＰＥＧ形式等の図形データ
を用いる場合と比較してより高品位な表示を行うことが
できる。

【０００８】また、上述したブラウザ手段は、関数化図
形データに基づいて図形を再構成して表示する際に図形
を所定の倍率に拡大縮小して表示するための演算処理を
行う拡大縮小処理手段と、この拡大縮小処理手段によっ
て図形を拡大縮小して表示を行う際の拡大縮小倍率を指
定する拡大縮小倍率指定手段とを備えることが望まし
い。拡大縮小倍率指定手段によって所定の倍率指示を与
え、与えられた倍率指示に基づいて拡大縮小処理手段に
よって関数化図形データに対して所定の演算処理を行う
ことによって、利用者が所望する倍率に図形を拡大縮小
して表示することができる。また、上述したように原図
形の特徴部分を抽出して関数化した関数化図形データを
用いているので、所定の演算処理によって拡大縮小処理
を行った場合にもギザギザ等による表示品質の劣化を生
じることがなく、原図形にほぼ忠実な形状の図形を再構
成することができる。

【０００９】また、上述した画像データに基づいて表示
される画像には、関数化図形データに基づいて再構成さ
れる図形の他に文字も含まれており、拡大縮小倍率指定
手段によって図形の拡大縮小指示が与えられた場合に、
画像に含まれる前記図形だけが拡大縮小して表示される
ことが望ましい。文字の表示状態を変えることなく図形
部分のみが拡大縮小して表示されることにより、利用者
は、文字情報を見ながら図形部分のみを所望の倍率に縮
小して全体の様子を見たり細部を拡大して見たりするこ
とが可能となる。

【００１０】また、上述した関数化図形データは、関数
化の対象となる原図形から輪郭線を抽出してこの輪郭線
を所定の接合点において分割し、接合点によって分割さ
れた各区間を直線または円弧または自由曲線によって近
似することにより原図形の特徴部分を関数化したもので
あることが望ましい。このような関数化図形データで
は、接合点によって分割された各区間を近似する直線ま
たは円弧または自由曲線を表すいくつかのパラメータ、
例えば直線近似区間であれば始点および終点の座標値の
みを格納しておくだけで原図形に関する情報を記録する
ことが可能であるため、少ないデータ量で図形データを
生成することができる。

【００１１】また、上述した画像データはＨＴＭＬ形式
のデータであることが好ましい。画像データをＨＴＭＬ
形式とすることにより、現在のようにＷｉｎｄｏｗｓ、
ＭａｃＯＳ、ＢＳＤ−ＯＳなどの各種のオペレーティン
グシステム（ＯＳ）が混在するネットワークの中におい
てもプラットフォームに関係なく画像の送受信を行うこ
とが可能となり、各利用者は自分の用いているＯＳに対
応したウェブ・ブラウザを利用することにより画像表示
を行うことができる。

【００１２】また、上述した画像データは、所定のジャ
バ・アプレットを含んでおり、拡大縮小処理手段および
拡大縮小倍率指定手段をこのジャバ・アプレットにより
実現することが望ましい。拡大縮小処理手段および拡大
縮小倍率指定手段をジャバ・アプレットにより実現し、
このジャバ・アプレットを画像データに含ませておくこ
とにより、利用者は、関数化図形データに基づいて図形
を再構成するために特別なソフトウェアを用意しておく
必要がなく、広く普及しているウェブ・ブラウザのみを
用いて画像表示を行うことができる。

【００１３】また、上述した拡大縮小処理手段および拡
大縮小倍率指定手段は、所定のジャバ・アプリケーショ
ンによって実現してもよい。この場合には、ジャバ・ア
プレットによる場合と比較してより高速なデータ処理が
可能となるため、画像表示に必要なデータ処理時間を短
縮することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した一実施形
態のブラウザ表示システムについて図面を参照しながら
説明する。初めに、本実施形態において用いられる関数
化図形について詳細に説明する。関数化図形では、ビッ
トマップ図形の情報量を減らすために輪郭線の情報につ
いて、フルーエンシ関数近似と称される手法を用いて関
数化を行っている。関数化図形は、輪郭線の情報を関数
近似し、点列で表現することにより、再構成後の拡大・
縮小等による図形の歪みが少ないという特徴を有してい
る。次に、フルーエンシ関数近似によって図形の関数化
を行う方法について説明する。簡単のために、２値のビ
ットマップ図形を対象として説明を行うものとする。

【００１５】関数化の対象となる図形（原図形）に対し
て輪郭追跡を行って得られた離散的な点の集合｛ｘ_T、
ｙ_T｝について、ｘ方向とｙ方向のそれぞれを媒介変数
Ｔを用いた媒介変数表示によって表すと、以下に示す式
のような離散関数としてとらえることができる。

【００１６】

【数１】

【００１７】上述した２つの離散関数を連続関数で近似
することにより、原図形は、拡大や縮小、回転などの操
作による図形の歪みを少なくできる表現に変換される。
フルーエンシ関数近似では区間ごとに最適な微分可能性
の関数を用いて近似することで、近似関数を表現するた
めの係数のデータ量を減らし、微分不可能な点における
振動もなくしている。本実施形態では、直線（全点で０
回微分可能）、２次Ｂスプライン曲線（全点で１回微分
可能）、円弧（全点で無限回微分可能）の３種類の関数
を用いている。

【００１８】次に、フルーエンシ関数近似の処理手順の
概要を説明する。図１は、フルーエンシ関数近似の処理
手順の概要を説明する図である。図１に示すように、フ
ルーエンシ関数近似の処理は、輪郭線抽出、多段階接合
点抽出、輪郭線近似に分けられる。上述した輪郭線抽出
では、２値化された図形の境界を追跡して閉じたＬ個の
点からなる輪郭点列を求めることにより図形の輪郭線が
抽出される。また、多段階接合点抽出では、求められた
輪郭点列を所定の区間に分割して、その区間毎に近似関
数を求める。ここで、近似区間の間の点を接合点と呼
ぶ。また、輪郭線近似では、接合点間の輪郭線の種類に
よって最もふさわしい関数を用いて関数近似が行われ
る。

【００１９】次に、多段階接合点抽出について詳細に説
明する。少ないデータ量で正確に図形を表現するには、
適切な接合点を選ぶことが必要である。このため、本実
施形態のブラウザ表示システムは、接合点抽出を段階的
に行っており、これを多段階接合点抽出と呼んでいる。
図１に示す多段階接合点抽出において、１段階目では離
散的な輪郭点列情報を用いて接合点候補が抽出される。
具体的には、まず明らかに直角である点が抽出される。
次に離散的な曲率（２階差分）を求め、連続して曲率が
０である区間を線分近似区間とし、連続して曲率が一定
である区間を円弧近似区間とする。それ以外の区間は自
由曲線近似区間となる。２段階目では、先に求められた
接合点と近似関数情報を用いて関数近似し、連続関数で
の曲率を用いて再び関数近似を調べ直す。最後に不要な
接合点が除去され、まとめられる区間が一つにまとめら
れる。この手法を用いると、輪郭線の尖った角と、直線
や円弧から自由曲線に変わる部分とが接合点となる。

【００２０】次に、輪郭線近似について詳細に説明す
る。上述した多段階接合点抽出によって接合点で区切ら
れた各区間について、先に決定された関数を用いて輪郭
線を再生する際に最低限必要なデータを抽出する。具体
的には、線分近似区間では終点、円弧近似区間では中点
と終点が最低限必要なデータとなる。自由曲線近似区間
の場合は、均等間隔の２次Ｂスプライン曲線で近似する
ため、図２および以下の式で表されるＢスプライン曲線
を用意しておく必要がある。

【００２１】

【数２】

【００２２】初期状態では、両端の接合点と中点のみを
接点とし、近似曲線と輪郭線との最小２乗誤差が収束条
件を満たすまで近似曲線の接点を増加させる。収束条件
は輪郭点列と近似曲線との誤差の最大値が１画素未満と
なることと決めているので、この場合は、接合点の終点
と、Ｂスプライン曲線で補間した時の元の点数と、スプ
ライン係数とが必要となる。次に、輪郭線を再構成する
手順の詳細について説明する。

【００２３】関数化図形を再構成するには、線分近似、
円弧近似、スプライン関数近似を用いて行う。スプライ
ン関数とは、何らかの連続条件を満たすように連続した
区分的多項式であり多項式の１つの拡張であると考えら
れる。次に、上述した線分近似、円弧近似、スプライン
関数近似の各々の処理方法について説明する。

【００２４】図３は、線分近似についての説明図であ
る。図３に示すように、線分近似区間の場合は、区間の
始点から終点までを直線で結ぶので線分の始点と終点の
座標が必要となる。始点については、１つ前の近似区間
の終点を利用する。また、終点は、関数化図形データを
格納したファイル（以後、これを「関数化図形ファイル
と称する）から新たに読み込む。近似処理が完了すると
終点は次の近似区間の始点として用いられることにな
る。

【００２５】図４は、円弧近似についての説明図であ
る。図４に示すように、円弧近似区間の場合は、始点と
中点と終点の座標値を元に円弧の半径と開始角、終了角
を求めるので、円弧の始点、中点、終点の座標が必要と
なる。線分近似の場合と同様に、始点は１つ前の近似区
間の終点を利用し、中点と終点を関数化図形ファイルか
ら読み込む。中心の座標と円の半径は、始点、中点、終
点の３点を利用し、以下に示す式で表される円の方程式
を用いて計算する。

【００２６】

【数３】

【００２７】開始角・終了角は、始点、終点および円の
中心の座標を用いて求められる。求められた角度から描
画方向も決定される。円弧近似される部分は、開始角と
終了角の差で、２つの角度から求められた描画方向へ一
定の角度毎に点列で近似していく。この場合も、近似処
理が終わると終点が次の近似区間での始点となる。

【００２８】次に、スプライン関数近似について説明す
る。上述したように、自由曲線近似区間の場合は、均等
間隔の２次Ｂスプライン曲線で近似するため、図２に示
したＢスプライン曲線を用意しておく必要がある。初期
状態では両端の接合点と中点のみを接点とし、近似曲線
と輪郭線との最小２乗誤差が収束条件を満たすまで近似
曲線の接点を増加させる。収束条件は輪郭点列と近似曲
線との誤差の最大値が１画素未満となることと決めてい
るので、この場合は、接合点の両端（始点と終点）と、
スプライン曲線で補間した時の元の点数と、スプライン
係数とが必要となる。ここでスプライン係数とは、Ｂス
プラインが通る点の座標のことを言う。

【００２９】図５は、２次Ｂスプライン曲線近似につい
ての説明図である。図５に示すように、スプライン曲線
を用いた近似は、横へずらしたＢスプライン曲線にスプ
ライン係数を掛けたものを足し合わせることで自由曲線
を表現している。他の近似処理の場合と同様に終点の座
標が次の処理の始点となる。

【００３０】次に、輪郭線再構成の全体の処理手順につ
いて説明する。図６は、関数化図形の輪郭線再構成の手
順を示す流れ図である。図６に示すように、輪郭線近似
では、まず未処理の輪郭線があるか否かが判定される
（ステップ１００）。未処理の輪郭線がある場合には、
ステップ１００において肯定判断がなされ、近似開始点
が保存される（ステップ１０１）。次に、近似開始点
（輪郭線の始点）が終点として代入される（ステップ１
０２）。その後、ステップ１０２において代入された終
点が輪郭線の終了点であるか否かが判定される（ステッ
プ１０３）。ステップ１０３において、終了点であると
判断された場合には、注目している輪郭線の近似処理が
完了したということであるので、ステップ１００に戻っ
て次の未処理の輪郭線の再構成を行う。

【００３１】ステップ１０３において、終了点でないと
判断された場合（ステップ１０３において否定判断がな
された場合）には、次に、注目している区間が線分近似
区間であるか否かを判定する（ステップ１０４）。ステ
ップ１０４において線分近似区間であると判定された場
合には、上述した手順に従って線分近似が行われ、輪郭
線が再構成される（ステップ１０５）。また、線分近似
区間でないと判断された場合（ステップ１０４において
否定判断がなされた場合）には、次に、注目している区
間が円弧近似区間であるか否かを判定する（ステップ１
０６）。円弧近似区間であった場合には、上述した手順
に従って円弧近似が行われ、輪郭線が再構成される（ス
テップ１０７）。また、円弧近似でないと判断された場
合（ステップ１０６において否定判断がなされた場合）
には、上述した手順に従ってスプライン関数近似が行わ
れ、輪郭線の再構成が行われる。ステップ１０５および
ステップ１０７およびステップ１０８のいずれかの処理
が行われて、注目している区間における輪郭線の再構成
が終了すると、その時の終点を次の輪郭線近似区間の近
似開始点とする（ステップ１０９）。その後、ステップ
１０３に戻り、次の区間の輪郭線再構成処理に移る。上
述した手順により各輪郭線の区間毎に再構成処理をして
いった後に未処理の輪郭線がなくなると、ステップ１０
０において否定判断がなされ、関数化図形の再構成が完
了する。

【００３２】本実施形態における関数化図形の再構成は
上述したような手順によって行われており、次に、関数
化図形の再構成において用いられる関数化図形ファイル
の内容の詳細について説明する。

【００３３】図７は、関数化図形ファイルの内容につい
て説明する図である。図７に示すｗはビットマップ画像
の幅を示し、ｈはビットマップ画像の高さを示し、ｎは
輪郭線の数を示している。本実施形態では、図７に示す
ｗ、ｎ、ｈともに２バイトのデータとしている。図７に
示すＩｓＩｎｎｅｒは、輪郭線内を塗り潰すか否かにつ
いて規定した１バイトのデータであり、“０”または
“１”によって表現されている。例えば、ＩｓＩｎｎｅ
ｒに格納されたデータが“０”ならば、輪郭線内を塗り
つぶさないと判定され、“１”ならば、輪郭線内を塗り
つぶすと判定される。また、Ｋは１つの閉じた輪郭線の
近似区間の個数を示すデータであり、ｘＢｅｇｉｎおよ
びｙＢｅｇｉｎは、１つ目の輪郭線の開始点の座標を表
すデータである。Ｋ、ｘＢｅｇｉｎ、ｙＢｅｇｉｎとも
に、２バイトのデータとなっている。

【００３４】図７に示すｂＴｅｍｐは、各区間の再構成
方法を判定するため１バイトのデータである。ｂＴｅｍ
ｐに格納されるデータは“０”、“１”、“０および１
以外”の３種類があり、“０”が線分近似、“１”が円
弧近似、“０および１以外”が自由曲線近似にそれぞれ
対応する。また、ｂＴｅｍｐは、スプライン曲線で近似
した時の点数としても使用される。また、図７に示す／
／Ｌｉｎｅ、／／Ａｒｃ、／／Ｓｐｌｉｎｅは、それぞ
れ線分近似、円弧近似、スプライン曲線近似に対応した
データであり、各再構成区間で必要な座標値などが含ま
れている。次に、これらの詳細な内容について説明す
る。

【００３５】図８は、図７に示す／／Ｌｉｎｅ、／／Ａ
ｒｃ、／／Ｓｐｌｉｎｅの内容を詳細に説明する図であ
る。図８（Ａ）において／／Ｌｉｎｅで表された枠内に
示すｘＴｅｍｐ、ｙＴｅｍｐは、ともに２バイトのデー
タであり、近似された線分の終点のｘ座標およびｙ座標
をそれぞれ表している。また、図８（Ｂ）において／／
Ａｒｃで表された枠内に示すｘＭ、ｙＭは、近似された
円弧の始点、終点に挟まれた点（中点）のｘ座標および
ｙ座標をそれぞれ表しており、ｘＴｅｍｐ、ｙＴｅｍｐ
は、近似された円弧の終点のｘ座標およびｙ座標をそれ
ぞれ表している。また、図８（Ｃ）に示す／／Ｓｐｌｉ
ｎｅで表された枠内に示すｉＴｅｍｐは、スプライン曲
線で補間されたときの点数を表している。また、ｃｘ
［Ｄｉｍ］はスプライン係数のｘ座標の配列を表し、ｃ
ｙ［Ｄｉｍ］はスプライン係数のｙ座標を表している。
上述したｃｘ［Ｄｉｍ］およびｃｙ［Ｄｉｍ］に示した
Ｄｉｍは、スプライン曲線で近似された後のスプライン
係数の点数を示しており、Ｄｉｍ＝ｂＴｅｍｐ＋１と表
すことができる。

【００３６】上述した図７において、＊１で示された枠
内に表されているデータグループは、輪郭線の数ｎに対
応して（ｎ−１）個のグループとして格納されている。
また、図７において、＊１で示された枠内においてさら
に＊２で示された枠内に表されているデータグループ
は、１輪郭線の近似区間の数Ｋに対応して（Ｋ−１）個
のグループとして格納されている。

【００３７】ところで、上述した関数化図形ファイル中
のデータ型は、ｂｙｔｅ型、ｓｈｏｒｔ型、ｉｎｔ型、
ｆｌｏａｔ型の４種類を使用している。また、これらの
データ１つ１つがリトルエンディアンであるので、ビッ
クエンディアンに変換する必要がある。リトルエンディ
アンからビックエンディアンへの変換方法については、
後ほど説明する。

【００３８】次に、本実施形態のブラウザ表示システム
について詳細に説明する。本実施形態のブラウザ表示シ
ステムでは、ウェブ・サーバに置かれた関数化図形ファ
イルを伝送し、再構成した関数化図形をウェブ・ブラウ
ザによって閲覧することを可能にしている。そのため
に、本実施形態のブラウザ表示システムでは、プログラ
ミング言語の１つであるジャバを用いてシステムの開発
を行っている。これにより、クライアント側ではウェブ
・ブラウザ以外のソフトウェアをインストールする必要
が無い。その上、クライアント側で再構成された図形
は、マウスのクリックやドラッグにより図形の拡大、縮
小、移動が可能であり、図形の全体像や詳細を見ること
が可能になる。さらに、再構成された図形に対して、よ
り高速な拡大や縮小等の操作を必要とする応用に対応す
るため、ジャバ・アプリケーションとしても本システム
を実装してある。ジャバは、オブジェクト指向のプログ
ラミング言語で、ウェブ・アプリケーションとの親和
性、クロスプラットフォーム対応、ガベージコレクタ機
能、ポインタ機能の排除、マルチスレッドのサポートな
どの特徴を持っている。次に、ジャバの特徴とネットワ
ークに関係した実装について説明する。

【００３９】初めにジャバの特徴について説明する。上
述したように、ジャバはオブジェクト指向言語である。
ジャバで言うオブジェクトとは、データとそのデータを
操作するメソッド（関数）をまとめたデータ構造の型を
した変数であり、このデータ構造のことをクラスと呼
ぶ。図９は、ジャバにおけるデータ構造（クラス）の一
例を示す図である。図９に示すように、例えば、ｄｏｃ
ｕｍｅｎｔオブジェクトであれば、メソッドには印刷、
スペルチェック、文書の保存・破棄といった操作が含ま
れ、データには印刷に必要な紙の大ささ、スペルチェッ
クに必要な単語などが含まれていることになる。

【００４０】また、ジャバのプログラムソースは、コン
パイルされるとバイトコード命令を格納したｃｌａｓｓ
ファイルと呼ばれる中間ファイルが作成される。ｃｌａ
ｓｓファイルは、ジャバ仮想マシン（Java Virtual Mac
hine：ＪＶＭ）があればプラットフォームに依存するこ
と無く実行することができる。ＪＶＭとは、ｃｌａｓｓ
ファイルを実行するためのジャバ用のプロセッサを、ハ
ードウェアではなく、ソフトウェアで実現したものであ
る。ＪＶＭによるプラットフォーム非依存であること
は、ウェブ・ブラウザを使用すると、ネットワーク経由
でプログラム（アプレット）を実行することを可能にし
ている。この時、ネットワーク経由でアプレットをダウ
ンロードすることで、コンピュータがウイルスに感染す
る恐れがある。しかしジャバでは、ポインタ機能を排除
し、さらにガベージコレクタ機能を備えることによっ
て、アプレットの不要なメモリアクセスを防止している
ので、安全性の高いプログラム言語だということができ
る。

【００４１】次に、ブラウザ表示システムの実装におけ
る、ネットワークヘのアクセスとファイル伝送の仕組み
について説明する。本実施形態のブラウザ表示システム
におけるアプレットでは、関数化図形ファイルのデータ
ベースはウェブ・サーバ内にある。そこで、プログラム
がネットワークを介してデータを伝送する際には、ウェ
ブ・サーバに入力ストリームを開く必要がある。ストリ
ームとは、データの流れを意味する。プログラムによっ
てデータが読み込まれるときのストリームを入カストリ
ーム、書き込まれるときのストリームを出カストリーム
と呼ぶ。このようなストリームを扱うクラスを使用し
て、ファイルやネットワーク間でデータを読み込んだり
書き込んだりするプログラムを作成できる。また、アプ
リケーションの場合も同じく、関数化図形ファイルが存
在するディレクトリに入力ストリームを開くことにな
る。

【００４２】図１０は、アプレットおよびアプリケーシ
ョンにおけるネットワークアクセスについて説明する図
である。図１０に示すように、アプレットではネットワ
ークへのアクセスをＵＲＬクラスとＤａｔａＩｎｐｕｔ
Ｓｔｒｅａｍクラスを使用して行っている。これは、ア
プリケーションがディレクトリを指定するファイル伝送
と同様に扱える為である。これにより、プログラマはＦ
ｉｌｅＩｎｐｕｔＳｔｒｅａｍクラスとＵＲＬクラスと
がどのようにしてストリームを開いているかを意識する
必要が無いことを示している。このことをジャバではカ
プセル化と呼んでいる。図１０にあるクラスを使用し、
ネットワークに接続した後、関数化図形ファイルを伝送
するのである。

【００４３】次に、ストリームが開かれた後の関数化図
形ファイルの伝送について説明する。ファイルを伝送し
ながら図形を再構成させると、データが必要となるたび
に関数化図形データベースから伝送するため、データの
伝送時間、関数化図形の再構成時間が長くなり、結果と
して描画までの時間（所要時間）が長くなる。そこで、
本実施形態においては、伝送データをバッファリングす
る方法を採用した。具体的には、ファイルに対してアク
セスする際には、アクセス対象ファイルがローカルに存
在する場合であっても、あるいはネットワーク上に存在
しているにしても、入カデータをまとめてクライアント
のメモリに読み込んできて、ネットワークアクセス回数
を削減するという方法である。これは、一度に１バイト
ずつ読み込むよりは、大きなブロック単位で読み書きし
たほうが効果的であるからである。そして、必要なとき
にはバッファからデータを読み込み図形を再構成させ
る。このようなバッファリングもジャバを用いるとＤａ
ｔａＩｎｐｕｔＳｔｒｅａｍクラスをＢｕｆｆｅｒｅｄ
ＩｎｐｕｔＳｔｒｅａｍクラスに置き扱えれば良いだけ
である。また、バッファからの読み出し時には、メモリ
のアドレスを気にせずにコードを書くことができるとい
う利点もある。

【００４４】次に、本実施形態のブラウザ表示システム
の概略について説明する。図１１は、本実施形態のブラ
ウザ表示システムにおけるサーバ側とクライアント側に
おいて行われる通信の様子を説明する図である。本実施
形態のブラウザ表示システムでは、ウェブ・サーバ内の
関数化図形データベースから関数化図形ファイルを伝送
し、図形を再構成する仕組みになっている。関数化図形
ファイルは、スキャナを使い２値のビットマップファイ
ルを所定の解像度でパーソナルコンピュータに取り込
み、ソフトウェアで関数化した後、関数化図形データベ
ースヘ追加される。ウェブ・サーバの関数化図形データ
ベースには、図形を再構成するためのアプレットも存在
する。

【００４５】初めにクライアント側は、ウェブ・ブラウ
ザを使用して所定のホームページにアクセスし（図１１
（Ａ））、アプレットのあるＨＴＭＬ（ハイパーテキス
ト）形式ファイルを取り込む（図１１（Ｂ））。このと
き、自動的にアプレットが呼び出される（図１１
（Ｃ））。次に、呼び出されたアプレットにより、関数
化図形データベースから指定ファイルが伝送される（図
１１（Ｄ））。その後、クライアント側で関数化図形フ
ァイルに基づいて関数化図形が再構成され（図１１
（Ｅ））、再構成された図形がウェブ・ブラウザ上の所
定の位置に描画される（図１１（Ｆ））。

【００４６】図１２は、図１１（Ｃ）におけるアプレッ
トの自動的な起動を行うハイパーテキストの具体例を示
す図である。図１１（Ｃ）におけるアプレットの自動的
な起動は、図１２に示した“＜applet＞”タグで指定す
ることにより実現される。具体的には、上述した“＜ap
plet＞”タグ内にある“code”は、呼び出すアプレット
名を指定、“width” と“height”は、ウェブ・ブラウ
ザのアプレット表示領域を表し、“＜param＞” タグ内
の“name”および“value” は、それぞれプログラム中
で定義されているファイル名を格納する変数名と、アプ
レットが伝送する関数化図形ファイルのファイル名を指
定する。

【００４７】本実施形態において、ジャバで実装されて
いる部分は、図１１（Ｄ）〜（Ｆ）に対応する部分であ
る。ところで、図１１（Ｄ）に示されたアプレットは、
上述したようにＵＲＬクラスを使用していて、２行のコ
ードでネットワークへ接続している。ここで、関数化図
形ファイルには、図形を再構成するのに必要なデータが
保存されているわけだが、上述したように、それらの数
値はすべてリトルエンディアンである。ところが、ジャ
バで扱うビットの並びはビックエンディアンなので、本
実施形態では、関数化図形ファイルに格納された各数値
を使用する直前にエンディアンを逆にする操作を行う必
要がある。図１３は、ｓｈｏｒｔ型整数のエンディアン
を逆にするメソッドを示す図である。また、図１４は、
ｆｌｏａｔ型整数のエンディアンを逆にするメソッドを
示す図である。ジャバでは、シフト演算を行うにはｉｎ
ｔ型に拡張する必要があり、Ｓｈｏｒｔ型（１６ビッ
ト）の負の数を必要とする場合には、シフト後のｓｈｏ
ｒｔ型の値に対して１６ビット目を注目する必要があ
る。もし、１６ビット目がセットされている場合には、
２¹⁶（６５５３６）を減じなければならない。また、浮
動小数に関しては、別々に読み込まれたｉｎｔ型（３２
ビット）の整数値をビックエンディアンに並び替える。
その後、ビット列に対応した浮動小数点の値にＦｌｏａ
ｔクラスのｉｎｔＢｉｔｓＴｏＦｌｏａｔ（）メソッド
を用いて変換する。各メソッドの引数ａ、ｂ、ｃ、ｄ
は、２バイトの整数が渡される。

【００４８】図１１（Ｅ）では、上述した方法を用いて
関数化図形が再構成され、再構成された整数値から成る
点列のポリゴンが生成される。このため、図１１（Ｆ）
に示した描画の際には、ディスプレイの解像度に影響さ
れて鮮明な画像を得ることが出来ない。再構成画像を縮
小して描画した場合には、この影響を大きく受けること
になる。

【００４９】このように、ウェブ・ブラウザ上で再構成
された図形は、マウスの左右ボタンによって拡大、縮
小、移動の各操作が可能となり、縮小して画像の全体を
見たり、拡大して画像の詳細を見ることが出来る。各操
作は、関数化図形の特徴が生かされるように２次元のア
フィン変換を行うことで対処している。以下に示す式
が、２次元のアフィン変換を表す。ｘ方向、ｙ方向への
拡大、縮小を行うには、ｍ ₀₀、ｍ₁₁にパラメータを当て
はめ、平行移動を行うには、ｍ₀₂、ｍ₁₂にパラメータを
当てはめることで図形を操作できる。

【００５０】

【数４】

【００５１】次に、本実施形態のブラウザ表示システム
全体の構成を説明する。図１５は、ブラウザ表示システ
ム全体の構成を説明する図である。図１５に示すブラウ
ザ表示システムは、ウェブ・サーバ１、スキャナ２、コ
ンピュータ３、クライアント４−１〜４−ｎ、関数化図
形データベース５を含んで構成されている。

【００５２】ウェブ・サーバ１は、ＰＣＵｎｉｘ上でウ
ェブ・サーバが稼働しているパーソナルコンピュータ
（ＰＣ）である。また、ウェブ・サーバ１と接続された
関数化図形データベース５には、関数化図形ファイルが
格納されている。スキャナ２は、ビットマップ画像を取
り込むためのものである。スキャナ２によって取り込ま
れた画像は、コンピュータ３内にある関数化ソフトウェ
アによって関数化された後に、ウェブ・サーバ１に含ま
れる関数化図形データベース５へ追加される。なお、ウ
ェブ・サーバ１およびコンピュータ３は、１０Ｂａｓｅ
−Ｔイーサネット等によって接続されている。また、ク
ライアント４−１〜４−ｎは、インターネット回線を介
してウェブ・サーバ１にアクセスし、ＨＴＭＬ形式ファ
イルや関数化図形ファイルの伝送を行う。

【００５３】上述したウェブ・サーバ１、関数化図形デ
ータベース５がサーバ手段に、クライアント４−１〜４
−ｎがブラウザ手段にそれぞれ対応する。また上述した
図１１（Ｄ）〜（Ｆ）に対応して実装されたジャバ・ア
ップレットまたはジャバ・アプリケーションが拡大縮小
処理手段及び拡大縮小倍率指定手段にそれぞれ対応す
る。

【００５４】次に、数種類のビットマップ図形を関数化
した結果の関数化図形ファイルのデータ容量と、元のビ
ットマップ（ＢＭＰ）図形のデータ容量を比較する。ネ
ットワークからの関数化図形ファイルの伝送時間、図形
の再構成時間について、アプレットとアプリケーション
のそれぞれの場合に対して計測している。再構成された
関数化図形を載せ、マウスのクリックにより拡大、縮小
または移動を行った関数化図形が高い精度で再構成され
ていることを示す。

【００５５】元のＢＭＰファイルと関数化図形ファイル
のデータ容量（ＫＢ）の一例は、図１６のようになって
いる。また、関数化図形ファイルの再構成時間は、輪郭
線の数に対応して増減するので輪郭線数も示している。

【００５６】図１７は、アプレットの場合の関数化図形
ファイルの伝送時間と再構成時間の計測結果の一例を示
す図である。また、図１８は、アプリケーションの場合
の関数化図形ファイルの伝送時間と再構成時間の計測結
果の一例を示す図である。図１７および図１８中の所要
時間は、伝送時間と再構成時間の和を表している。時間
はすべてミリ秒で計測した。計測できる値の最小単位が
１ミリ秒であるため、計測結果の小数点以下は四捨五入
してある。なお、アプレットはウェブ・サーバ１から関
数化図形ファイルを伝送し、アプリケーションはＷｉｎ
ｄｏｗｓのファイルシステムから関数化図形ファイルを
伝送している。図１７および図１８に示す結果から、ア
プレットにおいてもアプリケーションにおいても、関数
化図形ファイルをバッファリングしてから再構成させる
ことで、所要時間が１１．６％〜３３．２％短縮されて
いることを確認できる。また、バッファリングを採用し
ているシステムでは、アプリケーションにおける再構成
時間が、アプレットにおける再構成時間よりも、４．４
％〜５０．２％短縮されていることも確認できる。図形
の再構成をより高速に行うには、アプレットよりもアプ
リケーションで行った方が良いことが分かる。

【００５７】このように本実施形態のブラウザ表示シス
テムでは、システムをアプリケーションとすることで処
理を高速化することができる。アプレットとアプリケー
ションでの再構成時間の差は、ＪＶＭの性能の差にあ
る。この性能の違いを裏付けるために、Ｃａｆｆｅｉｎ
ｅＭａｒｋ３．０と呼ばれるＪＶＭの実行速度を測るベ
ンチマークテストを行った。ＣａｆｆｅｉｎｅＭａｒｋ
３．０とは、数種類のジャバ命令をそれぞれを数秒間実
行し、スコアを出すテストである。その結果、Netscape
Communicator 4．5がアプレット実行時に作るＪＶＭよ
りも、アプリケーションを実行するときにｊａｖａ．ｅ
ｘｅが作るＪＶＭの方が、高いスコアを示した。ｊａｖ
ａ．ｅｘｅとは、ＪＤＫ（Java Development Kit）が用
意するジャバ・アプリケーション実行コマンドである。
このことから、関数化図形伝送システムでは、アプレッ
トとするよりもアプリケーションとして実装した方が再
構成時間を短縮できる。図１９は、ＣａｆｆｅｉｎｅＭ
ａｒｋ３．０を行った結果の一例を示す図である。

【００５８】次に、ウェブ・ブラウザ上で関数化図形を
再構成したときの様子を説明する。本実施形態では、最
初に関数化図形が再構成されるときは、図形の全体像を
描画するようにしてある。この時、通常の関数化図形
は、縮小されて表示される。その後、クライアント側で
は、図形の拡大、縮小、移動が可能となる。図２０は、
テキストとアプレットを混在させた表示例である。ま
た、図２１は、図２０に示したウェブ・ブラウザ中で説
明されている口腔と鼻腔の辺りを表す図形を拡大して詳
細を表示させた場合の表示例である。このように、関数
化図形を用いることにより、拡大、縮小しても原図形を
極めて忠実に再現できることが分かる。

【００５９】このように、本実施形態のブラウザ表示シ
ステムでは、インターネット回線を介してウェブ・サー
バ側から伝送される関数化図形を、ウェブ・ブラウザを
用いて簡単に再構成して閲覧することができる。特に、
本実施形態では、ビットマップ画像を図形の関数化の対
象としてフルーエンシ関数近似によって図形を関数化す
る手法を用いている。このフルーエンシ関数近似を使用
すると、区間毎に最適な近似関数を用いて近似するの
で、近似関数そのものに構造的な情報が含まれる。ま
た、区間に分けて関数化することにより細かいノイズは
無視しながら、原図形に極めて忠実な表現を可能にして
いる。さらに、図形の輪郭線を近似した関数に任意のパ
ラメータを与えると高品位を保ったアフィン変換にも対
応することができる。このような特徴を有する関数化図
形を用いることにより、本発明では、再構成図形に対し
て拡大、縮小、移動等の操作を行った際にも原画像を高
精度に再現することができる。また、本発明を適用した
ブラウザ表示システムの開発にはジャバ・アプレットを
用いており、これによってクロスプラットフォームに対
応できる。また、ブラウザ表示システムをジャバ・アプ
リケーションとして開発した場合には、再構成図形に対
して、高速に拡大、縮小等の操作を行うことが可能とな
る。また、本発明を用いることで、地図帳やパンフレッ
ト等の図形データベースを容易に構築できる。

【００６０】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、画像
データに含まれる図形データとして原図形の特徴部分を
抽出して関数化した関数化図形データを用い、この関数
化図形データに基づいて図形を再構成して画像表示を行
っているため、従来のビットマップ形式等の図形データ
と比べて図形データのデータ量を大幅に低減することが
できる。したがって、サーバ側のデータベース容量を低
減でき、サーバ側とクライアント側との間のデータ送受
信時間も大幅に短縮することができる。また、関数化図
形データに基づいて再構成される図形は原図形にほぼ忠
実な形状を有しているため、従来のデータ圧縮が施され
たＪＰＥＧ形式等の図形データを用いる場合と比較して
より高品位な表示を行うことができる。

【００６１】また、図形データとして関数化図形データ
を用いているので、所定の演算処理によって拡大縮小処
理を行った場合にもギザギザ等による表示品質の劣化を
生じることがなく、原図形にほぼ忠実な形状の図形を再
構成して表示することができる。また、画像データをＨ
ＴＭＬ形式としているので、クロスプラットホームにも
対応できる。また、画像データに含まれる所定のジャバ
・アプレットによって拡大縮小処理手段および拡大縮小
倍率指定手段を実現しているため、利用者は特別なソフ
トウェアを用意しておく必要がなく、広く普及している
ウェブ・ブラウザのみを用いて拡大縮小処理を施した図
形の表示を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フルーエンシ関数近似の処理手順の概要を説明
する図である。

【図２】Ｂスプライン曲線を示す図である。

【図３】線分近似についての説明図である。

【図４】円弧近似についての説明図である。

【図５】２次Ｂスプライン曲線近似についての説明図で
ある。

【図６】関数化図形の再構成手順を示す流れ図である。

【図７】関数化図形ファイルの内容について説明する図
である。

【図８】図７に示す／／Ｌｉｎｅ、／／Ａｒｃ、／／Ｓ
ｐｌｉｎｅの内容を詳細に説明する図である。

【図９】ジャバにおけるデータ構造（クラス）の一例を
示す図である。

【図１０】アプレットおよびアプリケーションにおける
ネットワークアクセスについて説明する図である。

【図１１】本実施形態のブラウザ表示システムにおける
サーバ側とクライアント側において行われる通信の様子
を説明する図である。

【図１２】図１１（Ｃ）におけるアプレットの自動的な
起動を行うハイパーテキストの具体例を示す図である。

【図１３】ｓｈｏｒｔ型整数のエンディアンを逆にする
メソッドを示す図である。

【図１４】ｆｌｏａｔ型整数のエンディアンを逆にする
メソッドを示す図である。

【図１５】ブラウザ表示システムの全体の構成を説明す
る図である。

【図１６】元のＢＭＰファイルと関数化図形ファイルの
データ容量（ＫＢ）の一例を示す図である。

【図１７】アプレットの場合の関数化図形ファイルの伝
送時間と再構成時間の計測結果の一例を示す図である。

【図１８】アプリケーションの場合の関数化図形ファイ
ルの伝送時間と再構成時間の計測結果の一例を示す図で
ある。

【図１９】ＣａｆｆｅｉｎｅＭａｒｋ３．０を行った結
果の一例を示す図である。

【図２０】テキストとアプレットを混在させた表示例を
示す図である。

【図２１】図２０に示したウェブ・ブラウザ中で説明さ
れている口腔と鼻腔の辺りを表す図形を拡大して詳細を
表示させた場合の表示例を示す図である。

【符号の説明】

１ウェブ・サーバ２スキャナ３コンピュータ４−１〜４−ｎクライアント５関数化図形データベース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｇ０６Ｆ 3/14 ３１０Ｇ０６Ｆ 15/62 ＫＧ０９Ｇ 5/36 ５２０Ｆ５２０Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データを送信するサーバ手段と、前
記サーバ手段とインターネット回線等の公衆回線を介し
て接続されており前記サーバ手段から送信される前記画
像データに基づいて画像の表示を行うブラウザ手段とを
備えるブラウザ表示方式において、前記サーバ手段から送信される前記画像データに含まれ
る図形データは原図形の特徴部分を抽出して関数化した
関数化図形データであり、前記ブラウザ手段は画像表示
を行う際に前記関数化図形データに基づいて図形を再構
成して表示を行うことを特徴とするブラウザ表示方式。
【請求項２】請求項１において、前記ブラウザ手段は、前記関数化図形データに基づいて前記図形を再構成して
表示する際に前記図形を所定の倍率に拡大縮小して表示
するための演算処理を行う拡大縮小処理手段と、前記拡大縮小処理手段によって前記図形を拡大縮小して
表示する際の拡大縮小倍率を指定する拡大縮小倍率指定
手段と、を備えることを特徴とするブラウザ表示方式。
【請求項３】請求項１または２において、前記画像データに基づいて表示される前記画像には、前
記関数化図形データに基づいて再構成される前記図形の
他に文字も含まれており、前記拡大縮小倍率指定手段に
よって図形の拡大縮小指示が与えられた場合には、前記
画像に含まれる前記図形だけを拡大縮小して表示するこ
とを特徴とするブラウザ表示方式。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかにおいて、前記関数化図形データは、関数化の対象となる前記原図
形から輪郭線を抽出して前記輪郭線を所定の接合点にお
いて分割し、前記接合点によって分割された各区間を直
線または円弧または自由曲線によって近似することによ
り前記原図形の特徴部分を関数化していることを特徴と
するブラウザ表示方式。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかにおいて、前記画像データはＨＴＭＬ（HyperText Markup Languag
e ）形式のデータであることを特徴とするブラウザ表示
方式。
【請求項６】請求項２〜５のいずれかにおいて、前記画像データは、所定のジャバ・アプレットを含んで
おり、前記拡大縮小処理手段および前記拡大縮小倍率指
定手段は前記ジャバ・アプレットにより実現されること
を特徴とするブラウザ表示方式。
【請求項７】請求項２〜５のいずれかにおいて、前記拡大縮小処理手段および前記拡大縮小倍率指定手段
は、所定のジャバ・アプリケーションによって実現され
ることを特徴とするブラウザ表示方式。