JP2003141100A - デジタルインクを表現し、表示するためのコンピュータ読取可能媒体およびコンピュータシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デジタルインクトレースを圧縮し、表示する
ための媒体とシステムの提供。 【解決手段】 生インクデータは平滑化され、平滑化さ
れたラインのシャープポイントが見つけられる。次に、
隣接するシャープポイント間のラインセグメントを定義
している数学式を生成するために曲線適合が使用され
る。次に、インクトレースは、シャープポイントとライ
ンセグメントの数学式とを含んでいるバックボーンスプ
ラインによって表現される。圧力や加速情報などの太さ
情報はバックボーンスプラインと結合され、オリジナル
インクトレースの輪郭曲線を表している圧縮インクファ
イルが得られる。ディスプレイモジュールはアルゴリズ
ムを使用して、輪郭曲線を直線のシーケンスに分離す
る。次に、新規のアンチエイリアシング方法を使用し
て、各直線の表示のためにピクセルの集合が生成され
る。隣接直線の端のピクセルは、重み付けアルゴリズム
を使用して位置合わせされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、コン
ピュータに関し、さらに具体的には、デジタルインクを
表現し、表示するためのコンピュータ読取可能媒体およ
びコンピュータシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】手書き入力技法の一つである、デジタル
インクテクノロジ (digital ink technology) による
と、ユーザは、ハンドヘルドPC（パーソナルコンピュー
タ）または他のライティングタブレット (writing tabl
et) のタッチセンシティブスクリーン (touch-sensitiv
e screen) 上で、スタイラス（stylus）や他のポインテ
ィングデバイスを使用してライティングやドローイング
を行うことができるので、アプリケーションはキーボー
ドを使用しなくても、ユーザからの入力を受け取ること
ができるという便利さがある。ユーザにとっては、デジ
タルインクテクノロジを使用してノートをとったり、ス
ケッチをドローイングしたりすることは、ペーパ上にラ
イティングまたはドローイングするのと非常によく似て
いる。

【０００３】最新のデジタルインクテクノロジは、ユー
ザがデジタルインクテクノロジを使用して作成したイン
クトレース (ink trace) からさまざまな情報を抽出す
る能力を備えており、そのような情報としては、スタイ
ラスのベクトル、座標、角度、および追加情報がある。
デジタルインク情報はアプリケーションに入力すること
が可能で、ハンドライティング（手書き）認識といった
ように、多くの目的に使用することが可能になってい
る。また、デジタルインク情報は、ハンドライティング
がどのように表示されるかを改善するためにも使用する
ことができ、そのような例として、個々のエレメントの
解像度、編集、平滑化 (smoothing)、および変更の向上
がある。

【０００４】デジタルインクテクノロジには１つの問題
がある。それは、代表例として、ユーザのハンドライテ
ィングから生成されるファイルが大きいことである。一
般的に、ファイルは、ユーザがライティング面に接触し
た個所のポイント（点）のシーケンスのほかに、上述し
たような追加デジタルインク情報から構成されている。
ファイルのサイズが問題となる例として、デジタルイン
クファイルを伝送する必要がある場合に、非常に多数の
デジタルインクファイルをストアする必要がある場合、
あるいはディスプレイまたはハンドライティング認識と
いった目的のためにデジタルインクファイルを処理する
必要がある場合がある。

【０００５】デジタルインク情報を圧縮するための最新
テクノロジが存在している。しかし、非常に大量の情報
が圧縮過程で失われるのが代表的であるため、圧縮ファ
イルは、オリジナルインクトレースの形状情報を正確に
表現していないことから、ディスプレイ（表示）や認識
が低下する原因になっている。

【０００６】デジタルインクテクノロジのもう１つの問
題は、ディスプレイにある。オリジナルのインクトレー
ス（ink trace)が使用される場合であっても、モニタや
他のディスプレイデバイスの解像度に制約があるため、
実際のインクトレースの表現を表示することが困難であ
ることがよく起こっている。インクトレースを表してい
るポイントのシーケンスは、モニタ上のピクセルと正し
く位置合わせ（アライメント）されないことがあり、現
存のテクノロジによれば、モニタ上のビューが、あるア
イテム（例えば、ポイントまたはラインの一部）のビジ
ュアルプレゼンテーションを、ディスプレイ上のピクセ
ルと位置合わせされていない位置に正確に表現できるよ
うにする、機能が用意されていない。

【０００７】多くの場合、最新ディスプレイソフトウェ
アはアンチエイリアシング効果 (antialiasing effect
s) を含んでいるため、グレーピクセル上に部分的にだ
け置いておきたいアイテムの表現を表示しようとすると
き、ディスプレイ上のピクセルに対して異なるグレーレ
ベルが得られるようになっている。しかし、ラインや曲
線がアンチエイリアシング手法を用いてレンダリングさ
れるとき、これらのラインと曲線のレンダリングされた
画像にリップル輪郭 (ripple contour) があるため、レ
ンダリングされた形状は、異なる部分で幅が異なってい
る。幅が異なるのは、ラインまたは曲線に沿ったグレー
レベル値に差異があるためである。この効果が最も顕著
に現れるのは、レンダリングされるラインまたは曲線が
相対的に長いときである。ほぼ水平または垂直であるラ
インでは、このリップル効果は特に顕著である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術での上述の課題を解決することを可能にした、デジ
タルインク情報を表現し、デジタルインクを表現し、表
示するためのコンピュータ読取可能媒体およびコンピュ
ータシステムを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の一態様によれ
ば、デジタルインクデータには、新規のフォーマットが
用意されており、このフォーマットでは、デジタルイン
クデータは、インクトレースのオリジナルデジタルイン
クデータに比べて大幅に圧縮されているが、インクトレ
ースの形状情報はそのまま残されている。この目的のた
めに、本発明によれば、生インクデータ (raw ink dat
a) を新規の圧縮インクデータフォーマットに変換する
変換モジュール (conversion module) が用意されてい
る。

【００１０】本発明の一態様によれば、変換モジュール
は、例えば、従来の平滑化フィルタ(smoothing filter)
を使用して生インクデータをデノイズ（denoise：ノイ
ズを除去すること）している。デノイズを行うと、特
に、伝送からの不良データノイズや重複するデータ入力
が除去される。デノイズを行った後、平滑化ラインのシ
ャープポイント (sharp point) が見つけられる。これ
らのシャープポイントは、生データインクトレースのう
ち、直線（straight line)から最もはずれている（つま
り、曲率が最大である）ポイント、またはそこで曲率が
反転しているポイントを表している。次に、曲線適合
(curve-fitting) が使用され、隣接するシャープポイン
ト間のラインセグメント (line segment) を定義してい
る数学公式が生成される。この場合、インクトレース
は、シャープポイントと、ラインセグメントの数学公式
とを含むバックボーンスプライン (backbone spline)
によって表されている。

【００１１】バックボーンスプラインは、太さ (thickn
ess) 情報を含んでいない。本発明の別の態様によれ
ば、圧力や加速情報といった、太さ情報はバックボーン
スプラインと結合され、オリジナルインクトレースの輪
郭曲線 (contour curve) を表している圧縮インクファ
イルを得るようにしている。この輪郭曲線は、リアルタ
イムでバックボーンスプラインと結合することが可能で
あり、そこでは、輪郭曲線は圧縮データファイルとして
保存される。別の方法として、バックボーンスプライン
と太さ情報は保存しておくことができ、輪郭曲線はリア
ルタイムで生成されるようにすることも可能である（例
えば、表示または認識のために必要時に生成する）。

【００１２】本発明の一態様によれば、オリジナルイン
クトレースを近似的に表現している画像を圧縮ファイル
から生成するディスプレイモジュールが用意されてい
る。この目的のために、ディスプレイモジュールは、画
像（例えば、輪郭曲線）を直線セグメントのシーケンス
に分離する。次に、各直線セグメントを表示するため
に、新規のアンチエイリアシング方法を用いてピクセル
集合が生成される。アンチエイリアシング方法によれ
ば、スキャンラインの断面全体にわたって減少係数 (de
creasing factor) が使用され、スキャンラインのエッ
ジが中心よりも多くフィルタリングされるようにしてい
る。このようにして、アンチエイリアシング方法によれ
ば、各スキャンラインのピクセルグレーイングレベル
(pixel grayinglevel) が局所的に調整される。減少係
数は、ライン中心からのピクセルの距離が増加すると、
グレーイング（graying）レベルを実効的に減少する
が、アンチエイリアシングが効果的になるように十分な
グレーイングを保っている。このようにすると、レンダ
リングされる画像は、最新のアンチエイリアシング方法
を用いてレンダリングされる画像よりも、リップル(rip
ple)が大幅に減少するという効果が得られる。

【００１３】本発明の別の形態によれば、画像がアンチ
エイリアシングフィルタを使用して変更されたあと、隣
接直線のピクセル集合は、平均化アルゴリズムを使用し
て位置合わせされる。生成され、再位置合わせされたピ
クセルは、そのあと、モニタなどのディスプレイデバイ
ス上でレンダリングすることが可能になる。

【００１４】本発明のその他の利点は、図面を参照して
下述されている詳細説明の中で明らかにされている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の種々の実施の
形態について詳細に説明する。本発明の理解を容易にす
るために、説明の便宜上、特定の構成と詳細が示されて
いる。しかし、この分野の精通者ならば理解されるよう
に、本発明は、これらの具体的詳細がなくても実施する
ことが可能である。さらに、周知の機能は、本発明を不
明確にすることを避けるために、その説明が省略されて
いるか、あるいは簡単に記述されている。

【００１６】例示動作環境 図１は、本発明を実現することが可能である、適切なコ
ンピューティングシステム環境１００の例を示す図であ
る。このコンピューティングシステム環境１００は、適
当なコンピューティング環境の一例にすぎず、本発明の
使用または機能の有効範囲に関して、なんらの制限を意
味するものではない。また、コンピューティング環境１
００は、この例示動作環境に図示されているコンポーネ
ントのどれとも、あるいはどの組み合わせとも、なんら
かの依存関係または要件があるものと解釈してはならな
い。

【００１７】本発明は、他の多数の汎用または特殊目的
コンピューティングシステム環境または構成で動作する
ことが可能である。本発明で使用するのに適している、
周知のコンピューティングシステム、環境、および/ま
たは構成の例としては、パーソナルコンピュータ、サー
バコンピュータ、ハンドヘルドまたはラップトップデバ
イス、マルチプロセッサシステム、マイクロコントロー
ラベースのシステム、セットアップボックス (set top
box)、プログラマブルコンシューマエレクトロニクス、
ネットワークPC、ミニコンピュータ、メインフレームコ
ンピュータ、上記システムまたはデバイスのいずれかを
含んでいる分散型コンピューティング環境などがある
が、これらに限定されない。

【００１８】本発明は、プログラムモジュールのよう
に、コンピュータによって実行されるコンピュータ実行
可能命令の広い意味で説明されている。一般的に、プロ
グラムモジュールとしては、特定のタスクを実行し、あ
るいは特定の抽象データ型を実装しているルーチン、プ
ログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造
などがある。さらに、本発明は、分散型コンピューティ
ング環境で実施することも可能であり、そこでは、タス
クは、通信ネットワークを通してリンクされたリモート
処理デバイスによって実行されている。分散型コンピュ
ーティング環境では、プログラムモジュールは、メモリ
ストレージデバイスを含む、ローカルとリモートの両方
のコンピュータストレージ媒体に置いておくことができ
る。

【００１９】図１を参照して説明すると、本発明を実現
するための例示システムは、コンピュータ１１０の形体
をした汎用コンピューティングデバイスを含んでいる。
コンピュータ１１０のコンポーネントとしては、処理ユ
ニット１２０、システムメモリ１３０、およびシステム
メモリを含む種々のシステムコンポーネントを処理ユニ
ット１２０に結合しているシステムバス１２１がある
が、これらに限定されない。システムバス１２１は、数
種タイプのバス構造のいずれかにすることが可能であ
り、その中には、種々のバスアーキテクチャのいずれか
を採用したメモリバスまたはメモリコントローラ、ペリ
フェラル（周辺）バス、およびローカルバスが含まれて
いる。このようなアーキテクチャの例としては、Indust
ry StandardArchitecture（ISA−業界標準アーキテクチ
ャ）バス、Micro Channel Architecture（MCA −マイク
ロチャネルアーキテクチャ）バス、Enhanced ISA（EISA
−拡張ISA）バス、Video Electronics Standards Assoc
iation（VESA−ビデオエレクトロニクス標準協会）ロー
カルバス、およびMezzanineバスとも呼ばれているPerip
heral Component Interconnects（PCI−ペリフェラルコ
ンポーネント相互接続）バスがあるが、これらに限定さ
れない。

【００２０】コンピュータ１１０は、種々のコンピュー
タ読取可能媒体を装備しているのが代表的である。コン
ピュータ読取可能媒体としては、コンピュータ１１０に
よってアクセス可能な媒体であれば、どのような媒体も
利用可能であり、その中には、揮発性媒体と不揮発性媒
体、取り外し可能媒体と取り外し不能媒体が含まれてい
る。コンピュータ読取可能媒体の例を挙げると、コンピ
ュータストレージ媒体と通信媒体があるが、これらに限
定されない。コンピュータストレージ媒体としては、コ
ンピュータ読取可能命令、データ構造、プログラムモジ
ュール、または他のデータなどの情報を格納しておく方
法またはテクノロジで実現されている、揮発性と不揮発
性の、取り外し可能および取り外し不能媒体がある。コ
ンピュータストレージ媒体の中には、RAM、ROM、EEPRO
M、フラッシュメモリまたは他のメモリテクノロジ、CD-
ROM、デジタルバーサタイルディスク (digital versati
ledisk - DVD) または他の光ディスクストレージ、磁気
カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージまたは
他の磁気ストレージデバイス、または必要とする情報を
ストアするために使用でき、コンピュータ１１０によっ
てアクセスできる他の媒体が含まれている。通信媒体
は、コンピュータ読取可能命令、データ構造、プログラ
ムモジュール、または他のデータを、搬送波や他のトラ
ンスポートメカニズムなどの変調データ信号の形で具現
化しているのが代表的あり、その中には、情報配信媒体
が含まれている。ここで、「変調データ信号(modulated
data signal)」という用語は、信号の中の情報をエン
コード（符号化）するような形で、その特性の１つまた
は２つ以上がセットまたは変更されている信号を意味し
ている。通信媒体の例を挙げると、ワイヤド（有線）ネ
ットワークや直接ワイヤドコネクションなどのワイヤド
媒体と、音響、RF、赤外線および他のワイヤレス（無
線）媒体などのワイヤレス媒体があるが、これらに限定
されない。上記媒体の任意の組み合わせも、コンピュー
タ読取可能媒体の範囲に含まれるものである。

【００２１】システムメモリ１３０には、リードオンリ
メモリ (read only memory - ROM)１３１とランダムア
クセスメモリ (random access memory - RAM) １３２な
どの、揮発性および/または不揮発性メモリの形体をし
たコンピュータ読取可能媒体が含まれている。スタート
アップ時のときのように、コンピュータ１１０内のエレ
メント間で情報を転送するのを支援する基本ルーチンで
構成された基本入出力システム (basic input/output s
ystem - BIOS) １３３は、ROM １３１に格納されている
のが代表的である。RAM １３２には、処理ユニット１２
０が即時にアクセス可能である、および/または処理ユ
ニット１２０によって現在操作の対象になっているデー
タおよび/またはプログラムモジュールが置かれている
のが代表的である。図１には、オペレーティングシステ
ム１３４、アプリケーションプログラム１３５、他のプ
ログラムモジュール１３６、およびプログラムデータ１
３７が示されているが、これらは例示であって、これら
に限定されるものではない。

【００２２】コンピュータ１１０は、さらに、他の取り
外し可能/取り外し不能の揮発性/不揮発性コンピュータ
ストレージ媒体を装備することも可能である。単なる例
示であるが、図１は、取り外し不能の不揮発性磁気媒体
との間で読み書きを行うハードディスクドライブ１４
０、取り外し可能の不揮発性磁気ディスク１５２との間
で読み書きを行う磁気ディスクドライブ１５１、および
CD-ROMや他の光媒体などの、取り外し可能の不揮発性光
ディスク１５６との間で読み書きを行う光ディスクドラ
イブ１５３を示している。例示動作環境で使用できる、
他の取り外し可能/取り外し不能の揮発性/不揮発性コン
ピュータストレージ媒体として、磁気テープカセット、
フラッシュメモリカード、デジタルバーサタイルディス
ク、デジタルビデオテープ、ソリッドステートRAM、ソ
リッドステートROMなどがあるが、これらに限定されな
い。ハードディスクドライブ１４１は、インタフェース
１４０のような、取り外し不能メモリインタフェースを
通してシステムバス１２１に接続されているのが代表的
であり、磁気ディスクドライブ１５１と光ディスクドラ
イブ１５５は、インタフェース１５０のような、取り外
し可能メモリインタフェースによってシステムバス１２
１に接続されているのが代表的である。

【００２３】上述し、図１に図示されているドライブと
それぞれに関連するコンピュータストレージ媒体は、コ
ンピュータ読取可能命令、データ構造、プログラムモジ
ュール、および他のデータをコンピュータ１３０のため
に格納している。図１には、例えば、ハードディスクド
ライブ１４１は、オペレーティングシステム１４４、ア
プリケーションプログラム１４５、他のプログラムモジ
ュール１４６、およびプログラムデータ１４７をストア
しているものとして示されている。なお、これらのコン
ポーネントは、オペレーティングシステム１３４、アプ
リケーションプログラム１３５、他のプログラムモジュ
ール１３６、およびプログラムデータ１３７と同じにす
ることも、それらとは異なったものにすることも可能で
ある。ここで、オペレーティングシステム１４４、アプ
リケーションプログラム１４５、他のプログラムモジュ
ール１４６、およびプログラムデータ１４７に別の番号
が付けられているのは、少なくとも、これらは異なるコ
ピーであることを示すためである。ユーザは、キーボー
ド１６２、および一般にマウス、トラックボールまたは
タッチパッドと呼ばれているポインティングデバイス１
６１などの、入力デバイスを通してコマンドと情報をコ
ンピュータ１１０に入力することができる。他の入力デ
バイス（図示せず）としては、マイクロホン、ジョイス
ティック、ゲームパッド、サテライトディッシュ、スキ
ャナ、ハンドヘルドPCまたは他のライティングタブレッ
トのタッチセンシティブスクリーンなどがある。上記お
よび他の入力デバイスは、システムバスに結合されたユ
ーザ入力インタフェース１６０を通して処理ユニット１
２０に接続されていることが多いが、パラレルポート、
ゲームポートまたはユニバーサルシリアルバス (univer
sal serial bus - USB)などの、他のインタフェースと
バス構造によって接続することも可能である。モニタ１
９１や他のタイプのディスプレイデバイスも、ビデオイ
ンタフェース１９０などのインタフェースを介してシス
テムバス１２１に接続されている。モニタのほかに、コ
ンピュータは、スピーカ１９７やプリンタ１９６など
の、他のペリフェラル（周辺）出力デバイスを装備する
ことも可能であり、これらのデバイスは、出力ペリフェ
ラルインタフェース１９０を通して接続可能になってい
る。

【００２４】コンピュータ１１０は、リモートコンピュ
ータ１８０などの、１つまたは２つ以上のリモートコン
ピュータとの論理コネクションを使用するネットワーキ
ング環境で動作することができる。リモートコンピュー
タ１８０は、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルー
タ、ネットワークPC、ピアデバイスまたは他の共通ネッ
トワークノードにすることが可能であり、図１には、メ
モリストレージデバイス１８１だけが示されているが、
コンピュータ１１０に関して上述したエレメントの多く
または全部を装備しているのが代表的である。図１に示
す論理コネクションとしては、ローカルエリアネットワ
ーク (local area network - LAN) １７１と広域ネット
ワーク (wide area network - WAN) １７３があるが、
他のネットワークを含めることも可能である。このよう
なネットワーキング環境は、オフィス、企業内 (enterp
rise-wide) コンピュータネットワーク、イントラネッ
ト (intranet)、およびインターネット (the Internet)
で普及している。

【００２５】LANネットワーキング環境で使用されると
きは、コンピュータ１１０は、ネットワークインタフェ
ースまたはアダプタ１７０を通してLAN １７１に接続さ
れている。WANネットワーキング環境で使用されるとき
は、コンピュータ１１０は、インターネットなどの、WA
N １７３上のコミュニケーションを確立するためのモデ
ム１７２や他の手段を装備しているのが代表的である。
モデム１７２は内蔵型と外付け型があるが、どちらも、
ユーザ入力インタフェース１６０や他の該当メカニズム
を介してシステムバス１２１に接続することが可能にな
っている。

【００２６】ネットワーキング環境では、コンピュータ
１１０に関して上述したプログラムモジュールまたはそ
の一部は、リモートメモリストレージデバイスに格納し
ておくことが可能である。図１は、リモートアプリケー
ションプログラム１８５がメモリデバイス１８１に置か
れているものとして示しているが、これは単なる例示で
あり、これに限定されるものではない。当然に理解され
るように、図示のネットワークコネクションは例示であ
り、コンピュータ間の通信リンクを確立する他の手段を
使用することも可能である。

【００２７】デジタルインクを表現し、表示するシステ
ム 代表例として、タッチセンシティブスクリーンまたはタ
ブレット上でライティングを行っているユーザは、スタ
イラスまたは他のデジタルインクジェネレータを使用し
てデジタルインク情報を生成している。一般的に、デジ
タルインクテクノロジでは、スタイラス、マウス、また
は他のポインタの動きに関する情報は、スタイラスの計
算されたベクトル情報、圧力、タイミング、ストロー
ク、角度、イタリックとボールドのステートなどの、拡
張情報と共にストアされ、および/または処理されてい
る。デジタルインクフォーマットの種類はさまざまであ
り、そのフォーマットがポインタの動きと一緒にストア
し、または処理できる追加情報は、アプリケーションが
異なると変化している。

【００２８】要約して説明すると、本発明の一形態は、
デジタルインクファイルの圧縮表現を作成するための方
法とシステムを目的としている。この圧縮インクファイ
ルは、ユーザが行ったオリジナルインクトレースを近似
的に表しているが、オリジナルインクデータに比べて大
幅に圧縮されている。さらに、本発明は、圧縮デジタル
インクファイルなどの、デジタルインクファイルを表示
するためのシステムと方法を目的としている。表示され
る表現は、ユーザが行ったオリジナルインクトレースを
近似的に表している。

【００２９】次に図面を参照して説明すると、図２は、
本発明の一形態に従ってデジタルインクファイルを圧縮
するためのシステム２００のアーキテクチャを示す概要
図である。システム２００は、デジタルインクレシーバ
(digital ink receiver) ２０４を備えたコンピュータ
２０２（例えば、コンピュータ１１０）を含んでいる。
デジタルインクレシーバ２０４は、ユーザによるライテ
ィングの動きによって生成された生データ (raw data)
を受け取り、必要ならばそのデータを処理し、対応する
該当データを、オペレーティングシステムやアプリケー
ションなどの該当ソフトウェアに転送する。以上のよう
に、デジタルインクレシーバ２０４を使用すると、ユー
ザは、キーボードを使用しなくても、ライティングタブ
レット (writing tablet) などのデジタルインクジェネ
レータを利用して、情報をコンピュータに入力すること
ができる。

【００３０】本発明の一形態によれば、デジタルインク
レシーバ２０４は圧縮モジュール２０６を含んでいる
か、さもなければ、この圧縮モジュールと関連付けられ
ており、この圧縮モジュールは、以下で詳しく説明する
ように、オリジナルインクデータを圧縮インクファイル
に変換するように構成されている。デジタルインクレシ
ーバ２０４と圧縮モジュール２０６は、シングルPC（例
えば、パーソナルコンピュータ２０２）上に実装させる
ことができるが、圧縮モジュール２０６は、デジタルイ
ンクレシーバ２０４とは別のマシン上に実装させること
も可能である。さらに、これらモジュールの種々機能
は、シングルデバイスによって実行させることも、複数
のデバイスによって実行させることも可能である。

【００３１】圧縮モジュール２０６は、レコグナイザ(r
ecognizer：認識器) ２０８および/またはディスプレイ
生成メカニズム２０９に接続することが可能であり、こ
れらの各々は、コンピュータ２０２と統合化すること
も、別にすることも可能である。これらのコンポーネン
トの一方または両方、またはコンピュータ２０２のオペ
レーティングシステムを含む他のソフトウェアは、圧縮
モジュール２０６の出力を利用することができる。本発
明の形態によれば、以下で詳しく説明するように、圧縮
モジュール２０６によって生成される圧縮デジタルイン
クファイルなどの、デジタル画像ファイルのディスプレ
イ情報を生成するためのディスプレイモジュール２１０
が用意されている。ディスプレイモジュール２１０は、
ディスプレイ生成メカニズム２０９のような、モニタま
たはディスプレイにディスプレイ情報を転送することが
できる。ディスプレイモジュール２１０と圧縮モジュー
ル２０６は、シングルPC（例えば、パーソナルコンピュ
ータ２０２）上に実装させることができるが、圧縮モジ
ュール２０６は、ディスプレイモジュール２１０とは別
のマシン上に実装させることも可能である。さらに、こ
れらの種々機能は、シングルデバイスによって実行させ
ることも、複数のデバイスによって実行させることも可
能である。

【００３２】コンピュータ２０２は、コネクション２１
２を通してデジタルインクジェネレータ２２０に接続さ
れており、このデジタルインクジェネレータは、例え
ば、ユーザがライティングの動きを行うと、デジタルイ
ンクを生成するメカニズムになっている。デジタルイン
クジェネレータ２２０は、例えば、スタイラスを通して
ライティングの入力を受信するライティングタブレット
(writing tablet) にすることも、ユーザがライティン
グの動きを行うと、デジタルインク情報を生成するコン
ポーネント（例えば、加速度計）を内蔵しているペンに
することもできる。別の例として、デジタルインクは、
デジタル画像の曲線をトレースした結果として生成する
こともできる。デジタルインクデータは、コネクション
２１２を経由してコンピュータ２０２に送信される。

【００３３】コネクション２１２は、ハードワイヤド
（有線）にすることも、ワイヤレス（無線）にすること
も可能である（ワイヤレスのときは、コネクションは概
念的なものである。例えば、赤外線の見通し線 (line-o
f-sight)、FM送信範囲内、など）。いくつかの例を挙げ
ると、コンピュータ２０２は、デジタルインクジェネレ
ータ２２０から離れた個所に置いておくことが可能であ
り、デジタルインクジェネレータ２２０からコンピュー
タへのデジタルインクの送信は、ワイヤレス伝送、ロー
カルエリアネットワーク（例えば、LAN １７１）、広域
ネットワーク（例えば、WAN １７３）、インターネット
(the Internet) 経由で行うことも、別のネットワーク
または類似のコネクション経由で行うことも可能であ
る。別の方法として、デジタルインク情報は、デジタル
インクジェネレータ内のメモリにストアしておき、あと
でコンピュータ２０２にダウンロードするようにするこ
ともできる。さらに、デジタルインクレシーバ２０４、
圧縮モジュール２０６、およびディスプレイモジュール
の機能の一部または全部は、デジタルインクジェネレー
タに持たせることも可能であるが、実際には、そのよう
に設計すると、メカニズムが煩雑になるため、快適なデ
ジタルインク入力が得られないことになる。

【００３４】図３は、本発明の一形態による圧縮モジュ
ール２０６のアーキテクチャを示すブロック図である。
圧縮モジュール２０６は、平滑化フィルタ (smoothing
filter) ３０２、シャープポイントコンポーネント (sh
arp point component)３０４、曲線適合コンポーネント
(curve-fitting component)３０６、および輪郭曲線コ
ンポーネント (contour curve component)３０８を含ん
でいる。輪郭曲線コンポーネント３０８は、１つまたは
２つ以上のデータベース３１０と関連付けられている
（なお、図には１つだけが示されている）。これらのコ
ンポーネントの各々の機能と動作は、以下で説明する。

【００３５】オリジナルデジタルインクの圧縮 図４は、本発明の一形態に従ってデジタルインク情報を
圧縮する（例えば、圧縮モジュール２０６を通して）た
めのプロセスを示す全体概要図である。ステップ４００
から始まって、ユーザは、デジタルインクジェネレータ
２２０を使用してデジタルインクを生成する。一般的
に、図５に示すように、オリジナルデジタルインクデー
タは、ユーザが行ったインクトレース５０４を表してい
る一連のポイント(点)を含んでいる。タッチセンシティ
ブスクリーンが使用されるときは、スタイラスの計算さ
れたベクトル情報、圧力、タイミング、ストローク、角
度などの追加デジタルインク情報が、タッチセンシティ
ブスクリーンまたはタブレットによって生成されること
がある。ステップ４０２では、ポイント５０２と追加デ
ジタルインク情報（存在する場合）は、コネクション２
１２を通してコンピュータ２０２に転送され、デジタル
インクレシーバ２０４によって受信される。

【００３６】ステップ４０４では、一連のポイント５０
２のデノイズ(denosing：ノイズ除去)（例えば、圧縮モ
ジュール２０６の平滑化フィルタ３００による）が行わ
れ、大量のデータノイズが除去される。ノイズを除去す
るには、種々のデノイズ方法を使用できるが、好ましく
は、有用であるかもしれない、余りに多数のディテール
が除去されないようにする注意が必要である。曲線をデ
ノイズする単純な方法は、ローパスフィルタを使用して
曲線をフィルタリングすることである。このようなシス
テムはノイズを除去するのに有効な働きをするが、オリ
ジナルポイントの有用なディテールが一部失われるおそ
れがある。もっと改善された平滑化ソリューションで
は、Ann BengtssonおよびJan-Olof Eklundh著「マルチ
スケール輪郭近似化による形状表現(Shape Representat
ion by Multi-scale Contour Approximation)」、IEEE
Transaction on Pattern Analysis and Machine Intell
igence, 1991に記載されているような、マルチスケール
曲率空間理論 (theory ofmulti-scale curvature spac
e) が利用されているが、この方法は複雑で、低速であ
るため、利用できる以上の処理能力を必要としている。
これら２方法を改善した折衷方法では、一連のオリジナ
ルシーケンスを特定のスケールに再サンプリングしてい
る。再サンプリングは、画像データを別の解像度スケー
ルに変換することを基本にしている。再サンプリングの
ために使用されるスケールが大きくなると（解像度が低
くなると）、失われるオリジナルインクトレースのディ
テールが多くなり、他方、使用されるスケールが小さく
なると（解像度が高くなると）、残されるディテールが
多くなる。他のデノイズ手法を使用することも可能であ
る。

【００３７】ステップ４０６では、デノイズされたデー
タ曲線のシャープポイント (sharppoint) が見つけられ
る（例えば、圧縮モジュール２０６のシャープポイント
コンポーネント３０２によって）。シャープポイントと
は、曲線の重要な形状情報を含んでいるポイントであ
り、オリジナルインクトレースのディテールの多くを残
しておくのに役立っている。要約して説明すると、本発
明の一形態によれば、平滑化データ曲線 (smoothed dat
a curve) のシャープポイントを見つけることは、曲率
が最も顕著である個所、または曲率が向きを変えている
個所を、平滑化曲線から見つけることによって行われて
いる。向きの変化は尖点 (cusp) であることもあれば、
曲線が反時計回りの曲率から時計回りの曲率に、または
その逆に変化する位置であることもある。

【００３８】シャープポイントを見つけるために、デノ
イズされた曲線の接線と曲率が、微分幾何学 (Differen
tial Geometry) を使用して、平滑化曲線の各ポイント
について計算される。尖点が存在するときは、尖点の曲
率は無限になる。微分幾何学を使用すると、曲率のすべ
ての局所末端 (local extreme) とすべてのゼロ交差ポ
イント (zero-crossing point) を見つけることができ
る。曲率の局所末端は、曲線がシャープに回転している
個所のクリティカルポイント（critical point：臨界
点）であり、曲率のゼロ交差ポイントは、画像の回転方
向が変化している（反時計回り方向から時計回り方向
へ、またはその逆へ）個所のクリティカルポイントであ
る。

【００３９】シャープポイントの個所が見つかると、ラ
インは、ステップ４０８で、シャープポイント間のセグ
メントに分割される。ステップ４１０では、セグメント
は曲線適合 (curve-fit) される（曲線適合コンポーネ
ント３０６によって）。一般的に、曲線適合では、数学
式で曲線を定義することが行われる。セグメントを曲線
適合するプロセスは、以下に、図７を参照して説明され
ている。

【００４０】曲線セグメントとシャープポイントの表現
は、図６に示すように、曲線のバックボーンスプライン
(backbone spline) を形成している。シャープポイン
ト６０２はそのまま残され、シャープポイント間のセグ
メント６０４は、曲線適合数学式によって定義される。
この情報は、オリジナルデジタルインクファイル内のポ
イントのシーケンスよりも重要度が劣るが、オリジナル
インクトレースの曲率を近似的に表している。

【００４１】ステップ４１２では、輪郭曲線が、太さ情
報などの追加デジタルインク情報とバックボーンスプラ
イン６００を使用して生成される（例えば、輪郭曲線コ
ンポーネント３０８によって）。輪郭曲線は、ユーザが
行ったオリジナルインクトレースを表現したものであ
り、その中には、太さや濃淡などの追加情報が含まれて
いる。太さ情報（利用可能であれば、圧力センサによっ
て生成されたもの）を使用すると、輪郭曲線コンポーネ
ント３０８は、指示や他の情報をソフトウェアまたはデ
ィスプレイ生成メカニズム２０９に与えて、インクトレ
ースをもっと太くするように太さ情報が指示している個
所でデジタルインクを増幅するように（例えば、ビット
マップに追加ビットを加えることにより、またはアプリ
ケーションでラインの太さを増加することにより）ソフ
トウェアまたはディスプレイ生成メカニズムに指示する
ことができるが、別の方法として、インクトレースをも
っと細くするように太さ情報が指示している個所で細い
ラインを指示することも可能である。追加インク情報を
使用すると、太さ情報に従ってラインをもっと黒くする
といったように、他の方法でバックボーンスプラインを
変更することができる。

【００４２】輪郭曲線は、リアルタイムで生成すること
が可能であり（つまり、圧縮モジュールによって受信さ
れたとき）、即時に使用することも、データベース３１
０にストアしておいて、必要時に取り出すことも可能で
ある。別の方法として、太さ情報や他の追加デジタル情
報は、バックボーンスプライン６００と一緒にデータベ
ース３１０にストアしておき、これらの２つを必要時に
（例えば、インクトレースの表示が要求されたとき）結
合することも可能である。後者の方法によると、リソー
スがそのまま残されるので、別のインクトレースのバッ
クボーンスプラインを生成するといったように、他のタ
スクのために処理能力を利用することが可能になる。必
要ならば、追加のデジタルインク情報は、バックボーン
スプライン６００とは別のデータベースにストアしてお
くことができるので、必要時にアクセスすることができ
る。

【００４３】図７は、本発明の一形態に従ってバックボ
ーンスプライン６００のラインセグメント６０４を曲線
適合するためのプロセスを示す全体概要図である。ステ
ップ７００から始まって、隣接するシャープポイント６
０２間のラインセグメントに対する曲線データが取り出
される。曲線データとしては、例えば、シャープポイン
ト６０２間のエリアを平滑化するときに生成された平滑
化ライン情報がある。

【００４４】ステップ７０２では、ラインセグメントの
累積回転角度 (accumulating turnangle) が2πよりも
大であるかどうかの判断が行われる。累積回転角度が2
πよりも大であれば、少なくとも１つの円が存在するの
で、これを数学式で表すことが困難になる。円が検出さ
れると、ステップ７０２はステップ７０４へブランチ
し、そこで、セグメントは、例えば、２つのサブセグメ
ントに分割される。次に、プロセスはループしてステッ
プ７００に戻り、そこで、サブセグメントの曲線データ
が取り出される。

【００４５】回転角度が2πよりも大でなければ、ステ
ップ７０２はステップ７０６へブランチし、そこで、セ
グメントまたはサブセグメントの曲線適合が行われる。
曲線適合は、曲線群を使用してラインの曲率を近似化す
る数学的手法である。曲線群の中の各曲線は、数学式に
よって解析的に表されている。

【００４６】現在では、曲線適合のためにいくつかの曲
線群が使用されている。１つの例として、パラメトリッ
ク区分三次曲線群 (parametric piece-wise-cubic curv
es)が使用されている。この曲線群は、数学理論とコン
ピュータグラフィックス分野で幅広く使用されている。
各パラメトリック区分三次曲線は、次式によって定義さ
れている。

【００４７】

【数１】

【００４８】上式は、基底関数φ_j = t^j をもってい
る。ただし、j =＜0,1,2,3＞ である。ほかにも、パラ
メトリック区分三次曲線を表すために２つの基底関数が
使用されている。１つは、Bernstein多項式φ_j = C₃ ^jt^j
(1-t)^3-j を基底関数として使用している。この基底関
数では、三次曲線は、三次Bezier曲線として表されてい
る。Bezier曲線は、曲線の形状を定義する４つのコント
ロールポイントをもっている。Bezier曲線またはスプラ
インを定義するためのアルゴリズムは、いくつかが曲率
分野で知られている。しかし、一般的には、度数nのBez
ierスプラインは、Bezierコントロールポリゴン (contr
ol polygon) を定義する (n+1) ポイントによって定義
された多項式補間曲線 (polynomial interpolated curv
e) である。Bezier補間で使用される補間基底関数は Be
rnstein多項式であり、度数nのとき次のように定義され
ている。

【００４９】

【数２】

【００５０】パラメータt は、[0, 1]の範囲にあり、0
からnまでの各iについてn+1個の多項式が定義されてい
る。

【００５１】従って、Bezierスプラインは、インターバ
ル[0, 1]にわたって次のように定義されている。

【００５２】

【数３】

【００５３】上記において、b_i は、ポリゴンを定義し
ているコントロールポイントである。

【００５４】パラメトリック区分曲線を表すために使用
できるもつ１つの基底関数は、Hermit多項式である。

【００５５】

【数４】

【００５６】Hermit多項式は、f(t) = a₀φ₀ + a₁φ₁ +
a₂φ₂ + a₃φ₃ の形式になっている。パラメータa_j
は、a₀ = f(0), a₁ = f'(0), a₂ = f(1), a₃ = f'(1)
を意味する数学式になっている。三次Hermit多項式は、
数学的補間と曲線適合で使用すると便利である。

【００５７】使用できる曲線適合曲線群はほかにもいく
つかあるが、本件出願人によって分かったことは、曲線
群の理論が完全であるため、パラメトリック区分三次曲
線が特に有効な働きをすることである。さらに、曲線群
を定義するために使用されるアルゴリズムは、特に正確
である。

【００５８】本発明の別の形態によれば、パラメトリッ
ク区分三次曲線を使用するとき、セグメントの端のシャ
ープポイントは、セグメントの最初と最後のBezierコン
トロールポイントになっている。シャープポイントの位
置と接線は既知になっている。これらの境界の限界を条
件として、最小二乗法 (least squares method) を使用
すると、全区分三次曲線 (whole piecewise-cubic curv
e) が得られる。サブセグメントが使用されるときは、
そのサブセグメントのエンドポイントおよび対応する接
線を計算することができる。

【００５９】セグメントまたはサブセグメントが曲線適
合された後、プロセスはステップ７０８へ進み、そこ
で、曲線適合の誤差が、定義されたしきい値以上である
かどうかの判断が行われる。そうであれば、ステップ７
０８はブランチしてステップ７０４へ戻り、そこで、セ
グメントまたはサブセグメントは、例えば、２つのサブ
セグメントに細分割される。この方法によると、困難な
曲線を処理しなくても、正確な曲線適合を簡単に行うこ
とができる。一部の困難な曲線では、単一区分三次曲線
適合は、セグメントを正しく定義できないため、別の処
理が必要になる場合がある。Plass他著の論文「区分パ
ラメトリック三次曲線の曲線適合(Curve-Fitting with
Piecewise Cubics)」(Computer Graphics, Volume 17,
Number 3, July, 1983) の中で、著者は、曲線適合を行
っても、良好な曲線描写が正しく得られないようなセグ
メントを細分割するためにダイナミックプログラミング
を使用することを提案している。この方法は本発明で使
用することも可能であり、セグメントを半分に分割する
だけの場合よりも、より正確な描写が得られるが、上記
論文で提案されているダイナミックプログラミングによ
ると、本発明で提案しているセグメントの細分割の場合
よりも、消費時間が増加し、要求される計算が複雑化し
ている。さらに、本発明によれば、回転角度が2πより
も大であるセグメントでは曲線適合を行わないので、ダ
イナミックプログラミングを使用する方法よりも、消費
する処理能力と時間が少なくなっている。この時間は、
リアルタイムでやりとりする環境では非常に貴重であ
る。

【００６０】曲線適合の誤差が、定義されたしきい値以
下であれば、ステップ７０８はステップ７１０へブラン
チし、そこで、バックボーンスプラインのすべてのセグ
メントまたはサブセグメントが曲線適合されたかどうか
の判断が行われる。そうでなければ、プロセスはループ
してステップ７００に戻り、そこで、次のセグメントの
曲線情報が取り出される。そうであれば、プロセスは終
了する。

【００６１】本発明の圧縮方法によれば、オリジナルイ
ンクデータ情報よりも大幅に小さい圧縮インクファイル
が生成されるという利点が得られる。さらに、プロセス
で使用される処理時間は、従来の圧縮手法に比べて大幅
に低減されるという利点がある。

【００６２】デジタルインクファイルの表示 図８は、本発明の一形態によるディスプレイモジュール
２１０のアーキテクチャを示すブロック図である。ディ
スプレイモジュール２１０は、分離コンポーネント (se
paration component) ８０２、アンチエイリアシングコ
ンポーネント (antialiasing component) ８０４、およ
び端平均化コンポーネント (end-averaging component)
８０６を含んでいる。これらのコンポーネントの各々
の機能と動作は以下に説明されている。

【００６３】図９は、本発明の一形態に従ってデジタル
インク情報を表示する（例えば、ディスプレイモジュー
ル２１０を通して）ためのプロセスを示す全体概要図で
ある。ステップ９００から始まって、輪郭曲線は複数の
セグメントに分割され（例えば、分離コンポーネント８
０２によって）、その各々は直線になっている。これを
行うために、輪郭曲線は、例えば、Bezier曲線のde Cas
teljau関数に由来するアルゴリズムを使用して、いくつ
かの直線セグメントに分離することができる。de Caste
ljau関数は公知であるが、理解を容易にするために簡単
に説明することにする。de Casteljau関数は、コントロ
ールポリゴンが与えられているとき、任意の値がtであ
るときのBezier曲線上に位置するポイントを計算するリ
カーシブアルゴリズム (recursive algorithm) であ
り、Bernstein多項式（上述した）を使用しないでBezie
rスプラインを計算し、ドローイングするために使用す
ることができる。このアルゴリズムは、ステップごと
に、直前のステップで作成されたポリゴンよりも１だけ
少ない度数のポリゴンを作成し、最後に１つのポイント
だけが曲線上に残るまで続けていく。各ステップのポリ
ゴン頂点 (polygon vertex) は、値をt（パラメータ）
として直前のステップからのポリゴンの２連続頂点を線
形的に補間することによって定義されている。

【００６４】

【数５】

【００６５】一般的に、この関数を使用すると、輪郭曲
線はいくつかのセグメント（例えば、64個）に分割さ
れ、これらのセグメントは、輪郭曲線のもっとストレー
トになった部分では長さが長くなり、曲率がもっと大き
い曲線部分では長さが短くなっている。このようにする
と、ストレートセグメントは輪郭曲線の実際の形状を近
似的に表すことができ、これらセグメントの各々を表示
するための情報の計算が容易化されることになる。

【００６６】ステップ９０２では、直線セグメントは、
以下に詳しく説明されているように、改善されたアンチ
エイリアシングフィルタを使用して、アンチエイリアシ
ングされて（例えば、アンチエイリアシングコンポーネ
ント８０４によって）変更される。このプロセスによ
り、アンチエイリアシングされたピクセルが生成され
る。アンチエイリアシングされたピクセルは、ステップ
９０４で隣接直線の端で位置合わせされるので、その結
果の画像は、図１６と図１７を参照して以下で説明する
ように、平滑化されたように見えることになる。アンチ
エイリアシングされ、位置合わされたピクセルは、ステ
ップ９０６で、例えば、ディスプレイ生成メカニズム２
０９から表示される。

【００６７】本発明のアンチエイリアシング方法の理解
を容易にするために、従来からアンチエイリアシングの
ために使用されている、いくつかの一般的方法について
説明することにする。一般的に、図１０に示すように、
ライン画像１０００には、アンチエイリアシングが行わ
れる前は、矩形形状のスライス (slice) がある。アン
チエイリアシングを行わないと、その全部または一部が
矩形スライスの下に置かれているピクセルがラインの画
像でレンダリングされる。エイリアシングとは、デジタ
ル化期間に画像のエッジに沿ってステアケースステップ
（「ジャギー(jaggies)」とも呼ばれる）を生成するよ
うなアンダサンプリング (undersampling) 効果のこと
であり、この効果が発生するのは、ピクセルのエリアが
四角であるため、画像の傾斜したエッジと正確に位置合
わせされていないためである。アンチエイリアシングを
行うと、エッジが平滑化されたように見えるエッジが表
示されることになる。簡単に説明すると、アンチエイリ
アシングを行うと、矩形形状のエッジ上にあるピクセル
がフィルタリングされるので、部分的に矩形スライスの
下に置かれているピクセルは部分的に明るくなる（また
はグレーになる）。このようにすると、画像のエッジ
は、平滑化されたように見える。

【００６８】アンチエイリアシングのフィルタリングプ
ロセスは、ある種のフィルタ関数による画像信号のコン
ボルーション (convolution) によって表される。この
プロセスは、次の積分で表すことができる。

【００６９】

【数６】

【００７０】上記において、Sは、サンプリングされた
結果の画像であり、サンプルポイント(x, y) における
ピクセルで構成されている。h(x, y) はアンチエイリア
シングフィルタであり、式 S(x, y) はアンチエイリア
シング積分と呼ばれている。実際には、アンチエイリア
シング積分をシミュレートするアルゴリズムには、２種
類ある。１つはオーバサンプリング (over-sampling)、
もう１つはプレフィルタリング (pre-filtering) であ
る。一般的には、プレフィルタリングを行うと、ピクセ
ルのグレーレベルは、ラインのエッジがピクセルのエリ
ア全体にわたっている量に比例するように調整される。
オーバサンプリングでは、ピクセルごとに２つ以上のサ
ンプルが使用される。基本的考え方は、ディスプレイデ
バイスが処理できる以上の高解像度の画像が生成され、
大きくなった画像のピクセルは、ディスプレイデバイス
の解像度に合致するシングルのグレーピクセル (grayed
pixel) が得られるように平均化されることである。ど
ちらのタイプのアンチエイリアシングフィルタも、現行
グラフィックスシステムで幅広く利用されている。

【００７１】プレフィルタリングとオーバサンプリング
のプロセスによると、レンダリングされた画像の輪郭上
のジャギーは大幅に除去されるので、はるかに審美的な
結果が得られることになる。しかし、ラインと曲線のレ
ンダリングでアンチエイリアシング手法が使用されると
きは、一定断面をもつアイテムの輪郭は、その長さに沿
って幅が異なっているように見えるので、ラインはリッ
プルした輪郭をもつことになる。このリップル輪郭現象
は、ラインまたは曲線に沿って使用されるグレーレベル
が異なっていると発生する。異なるグレーレベルが使用
されるのは、従来のアンチエイリアシング方法では、ピ
クセルがグレーにされる量が画像を取り巻くピクセルの
中心から画像化されるラインまでの距離に正比例するか
らである。この距離が変化すると、レンダリングされる
ラインに沿ったロケーションでの総グレー化 (total gr
aying) が変化する。ラインに沿ったグレーレベルが変
化すると、ラインはリップルした外観になる。

【００７２】リップルが最も顕著に現れるのは、レンダ
リングされるラインまたは曲線が非常に長いときであ
る。大部分の水平ラインと垂直ラインは、これらのライ
ン（水平または垂直）が画像を表示するピクセルと正確
に位置合わせされていないと、この効果を示している。
ジャギーよりも改善されていると思われるが、リップル
輪郭は、レンダリングされる画像のビジュアル効果を相
殺することにもなる。非常に大きなフォントをレンダリ
ングする場合は、このアンティファクト (antifact) が
あると、アンチエイリアシングされたエッジが依然とし
て不規則のように見えるため、アンチエイリアシングで
行ったことが無駄になってしまう。

【００７３】リップル輪郭を生成させるためには、２つ
係数が必要である。１つは、ディスプレイデバイスの解
像度が有限であることであり、もう１つは、どこでも同
じフィルタを使用してアンチエイリアシングが行われる
ことである。これらの２係数は、理論的には、どのアン
チエイリアシング方法にも内在しているので、オーバサ
ンプリングを使用するか、プレフィルタリングを使用す
るかは重要でなく、レンダリングされた画像は依然とし
てリップル効果を含んでいる。アンチエイリアシングを
もっと分かりやすく説明するために、ラインのレンダリ
ングについて説明することにする。

【００７４】理論的には、幅がゼロである理想的ライン
は、２次元平面上のドットの列になっており、これは、
数学的に、デルタ (delta) 関数で表されている。

【００７５】

【数７】

【００７６】ラインのアンチエイリアシング画像は、ラ
イン上の各ドットのアンチエイリアシング画像の総和で
ある。アンチエイリアシング積分Sを使用すると、デル
タ関数に対するフィルタの応答は、(a, b) の中心にあ
るドットについて、次の積分で求めることができる。

【００７７】

【数８】

【００７８】デルタ関数のプロパティによると、この積
分の結果はh(x -a, y - b)である。単純化と効率化のた
めに、hは中心対称関数 (center symmetric function)
であるので、その結果は、さらに次式に変えることがで
きる。

【００７９】

【数９】

【００８０】このフィルタがライン上のすべてのドット
に対して使用されると、ピクセル (x, y) でサンプリン
グされた画像の値は、ピクセルからドット (a, b) まで
の距離（以下、"d" と称す）だけで決まることになる。
従って、サンプリングされた画像のグレーレベルは、フ
ィルタフォームがライン上の全ポイントで一定であれ
ば、dだけに依存することになる。

【００８１】理想的ライン画像は、スキャン変換アルゴ
リズム (scan conversion algorithm)を使用してサンプ
リングされる。ラインの関数が与えられているとき、ス
キャン変換アルゴリズムは、ラインからレンダリングの
候補となっているピクセルまでの距離を計算し、最寄り
のピクセルを選択する。あるピクセルがスキャン変換ア
ルゴリズムによって次にレンダリングされるものと判断
されると、そのピクセルの中心から、同じx（またはy）
座標をもつライン上のポイントまでの（垂直または水
平）距離dは、そのyまたはx座標間の差分によって計算
される。

【００８２】理想的ラインでは、エネルギはどの個所で
も等しくなっている。このことは、サンプリングされた
画像が各スキャンラインに沿って等しい総和値をもって
いることを意味する。解像度が無限であれば、各フィル
タの中心は、ライン上のポイントに正確に位置している
ことになるので、ライン上のすべてのポイントはサンプ
ル値がh(0) となり、相互に等しいので、均一幅の画像
が得られることになる。

【００８３】解像度が有限のときは、サンプリング値は
dによって決まり、dは変化を受けることになるので、ラ
インの幅は変化する。単純なデジタル微分アナライザ
(digital differential analyzer - DDA) スキャン変換
アルゴリズムでは、dの値は、次式のように正方向微分
(forward differencing) によって計算することができ
る。 d_n+1=d_n+k. round(d_n+k)=round(d_n) ならば d_n+1=d_n+k−1 そうでなければ ｄ_０＝０ kは、次式によって計算されたラインの傾斜 (slant) で
あり、

【００８４】

【数１０】

【００８５】d_nは、ラインの開始ポイントから計算され
たn番目のd値である。上式から、非常に稀な場合に限ら
れるが（例えば、k = 0, 1 または∞のとき）、ライン
上のdの値は一定値になる。従って、アンチエイリアシ
ングされたラインが、その長さに沿って一定のグレーレ
ベル値をもつことはほとんど不可能である。従来のオー
バサンプリングアルゴリズムとプレフィルタリングアル
ゴリズムは、どちらもラインスキャン変換アルゴリズム
に依存しているので、どちらにも、リップル輪郭の問題
がある。

【００８６】１つの例として、図１１は、ロケーション
(1, 1) からロケーション (100, 10) までにドローイ
ングされたライン上のグレーレベルの変化を示す全体グ
ラフ図であり、従来のアンチエイリアシングフィルタを
使用すると、ライン上のグレーレベルが不等であること
を示している。ライン上のグレーレベルの変化は、ライ
ン上の異なるロケーションで同じフィルタ関数に異なる
d値をプラグインしたため、サンプリング値が異なった
結果である。サンプリング値が異なると、最終的にディ
スプレイデバイス上でレンダリングされるとき、輪郭の
幅にばらつき（つまり、リップル）が生じることにな
る。

【００８７】本発明の一形態によれば、アンチエイリア
シングコンポーネント８０４は、レンダリングされた画
像の中のリップル輪郭を減少する。以下で詳しく説明す
るように、アンチエイリアシングコンポーネント８０４
は、画像の各座標に対して複数のフィルタを使用し、局
所的に（例えば、一定座標値に沿って）レンダリングさ
れる異なるピクセルに対して使用されるフィルタの形状
を若干変更する。このようにすると、ラインおよび/ま
たは曲線に沿った幅のばらつきは、大幅に減少される。
基本的には、図１２に示すように、本発明のフィルタリ
ングアルゴリズムは、その中心周りで左右対称になって
いて、そのエッジに向かって下方に傾斜しているスライ
ス１２００にライン画像を変更する。このようにする
と、表示されるライン画像は、その長さに沿ってグレー
レベルが一層統一されるので、レンダリングされる画像
のリップル輪郭は減少することになる。

【００８８】本発明の一形態によれば、従来のGUPTA-SP
ROULLアルゴリズムが基本的プロシージャとして使用さ
れ、アンチエイリアシングされたラインをレンダリング
している。このアルゴリズムは、論文「グレースケール
ディスプレイのためのエッジのフィルタリング(Filteri
ng Edges for Gray-Scale Displays)」、Computer Grap
hics, vol. 22, pages 221-228 (ACM SIGGRAPH, July 1
981) に説明されている。

【００８９】一般的に、アンチエイリアシングコンポー
ネント８０４は、画像の中の各基準ポイント (datum po
int) のスキャンライン上の複数のピクセル（この例で
は、３ピクセル）に関するピクセル表示情報を自動的に
作成する新規のフィルタリング関数を含んでいる。外側
の２ピクセルに対するフィルタは、中心フィルタに対し
て減少係数βだけ減少しているので、外側の２フィルタ
から得られる、それぞれのピクセルの画像のグレー化
(graying) は、中心フィルタに比べて減少している。こ
のようにすると、画像の外側エッジ上の隣接ピクセル間
のコントラストが減少するので、グレーレベルの変化の
知覚が隠れ、リップル効果は実効的に減少することにな
る。このようにして、ライン画像は、図１２に示すライ
ン画像の形状になる。

【００９０】βは、好ましくはラインに沿って一定にな
っている。本発明の一形態によれば、以下で詳しく説明
するように、βは、人間のコントラストセンシティビテ
ィ (contrast sensitivity：コントラストに対する感度
・感受性) に基づいて計算される。

【００９１】３つのフィルタを使用すると、２つの外側
フィルタは減少係数βだけピクセルのグレーを減少する
ので、ラインのエッジはシャープになる。フィルタリン
グはピクセルごとに行われ、ピクセルがフィルタリング
される量（従って、ピクセルが明るくなる量）は、特定
のピクセルから実際の基準ポイントまでの距離に基づい
ている。

【００９２】参照を容易にするために、一連の線形基準
ポイントからなる直線の例が説明されている。また、説
明を容易にするために、ラインは第１オクタントに置か
れ、そこでは、xとyは共に正で、ラインの傾斜は１より
も小になっている。レンダリングプロシージャはx方向
に行われる。

【００９３】ラインのスキャン変換の各ステップでは、
ラインの方向に直交する３つのピクセルがレンダリング
され、ラインのエッジが滑らかにされる。同じx値をも
つライン上のポイントからこれら３ピクセルの各々まで
の距離は、フィルタリングのインデックスとして使用さ
れる。円錐フィルタ (conical filter) は、単純化のた
めに３ピクセルロケーションの各々で使用されている。
オリジナルのGUPTA-SPROULLアルゴリズムとは対照的
に、本発明によれば、x値が１つであるとき、３つの異
なるピクセルの各々について異なる円錐フィルタ１３０
２、１３０４、１３０６（図１３）が使用されている。
これらのフィルタは、図１３に示すように、傾斜角が同
じになっているが、高さが異なっている。

【００９４】y軸方向に沿ってアンチエイリアシングラ
インをレンダリングするためにGUPTA-SPROULLアルゴリ
ズムが使用されるときは、サンプルピクセルに直接隣接
する２ピクセルも使用されて、サンプル値を得ている。
これら２隣接ピクセルからラインまでの距離は、直接に
計算する必要がない。サンプルピクセルからラインまで
の距離はdであるので、隣接ピクセルからラインまでの
距離は、

【００９５】

【数１１】

【００９６】を使用して計算することができる。ただ
し、kはラインの傾斜である。これらの距離値をインデ
ックスとして使用すると、これらの位置のサンプル値
は、解析計算またはテーブルルックアップによってフィ
ルタリング画像から抽出することができる。

【００９７】本発明によれば、スキャン変換によって候
補サンプリング位置を選択するプロセスはそのまま残さ
れているが、フィルタリング画像から輝度値 (intensit
y value) を計算するときは、スキャン変換から得られ
た距離値は、ピクセルのグレーレベルの局所的調整を行
うように変換される。距離dを使用して輝度を直接に計
算する代わりに、サンプルの２隣接ピクセルについては
縮小係数(shrinking factor)βがdの値に適用され、βd
を使用して得られた輝度値は、これらのピクセルの距離
値として使用されている。外側の２フィルタについて
は、使用される距離値は、

【００９８】

【数１２】

【００９９】である。縮小係数を追加することは、サン
プリング位置をライン方向に移動したのと同じであるの
で、局所的調整が行われることになる。

【０１００】この単純な局所的調整を行うと、レンダリ
ングされたライン画像に沿った輝度の変化がどのように
減少するかを示すために、円錐フィルタを使用して第１
オクタントの理想的ラインをアンチエイリアシングする
例が説明されている。理想的ラインをソース信号として
使用したのは、説明を簡単にするためである。定義によ
り、理想的ラインは、一連の2πデルタ関数から構成さ
れ、フィルタ関数による2πデルタ関数のコンボルーシ
ョンは、フィルタ関数がそのデルタ関数の中心にもつ値
だけになっている。このプロパティによると、コンボル
ーションの計算は、ピクセル位置のフィルタ関数を計算
するだけで済むので、解析が容易化される。

【０１０１】スキャンライン上のフィルタリング画像の
平均サンプリング輝度値は、

【０１０２】

【数１３】

【０１０３】である。ただし、hは、円錐フィルタの高
さ、aは、円錐の傾斜、Aは、ピクセルが占めているエリ
アである。輝度のリップリングは、この式の線形部分に
よって生成される。縮小係数

【０１０４】

【外１】

【０１０５】が導入されると、この平均サンプリング輝
度値は、

【０１０６】

【数１４】

【０１０７】に変わる。だだし、縮小係数

【０１０８】

【外２】

【０１０９】は、ライン上の平均サンプリング輝度値の
最大値と最小値の差分を減少するのに役立っている。こ
れは、リップリング輪郭現象を低減するのに役立ってい
る。

【０１１０】本発明の一形態によれば、減少係数βは、
人間の一般的コントラストセンシティビティに関して分
かっている情報に基づいている。コントラストセンシテ
ィビティのテストを行うと、代表的なビジュアル敏感テ
スト (visual acuity test)で得られるビジュアル関数
の評価が補足され、拡張される。プロシージャが複雑化
し、時間がかかるという犠牲を伴うが、コントラストセ
ンシティビティを測定すると、ターゲットサイズ（およ
び向き）の拡張範囲にわたって低コントラストターゲッ
トを個人が見る能力に関する情報が得られる。

【０１１１】コントラストセンシティビティテストで
は、敏感テストで一般に使用されている文字視力検査表
(letter optotype) ではなく、正弦波格子 (sine-wave
grating) がターゲットとして使用されている。正弦波
格子は有用な数学的プロパティを具備しており、研究者
によれば、ビジュアル処理の初期ステージをそのような
ターゲットに「チューニング」すると最適であることが
判明している。

【０１１２】コントラストセンシティビティ評価プロシ
ージャは、所与の空間周波数（つまり、視角の１度当た
りの正弦ルミナンスサイクルの数）の正弦波格子ターゲ
ットを観察者に表示することからなっている。空間周波
数は、ディスプレイの解像度を近似的に表すことができ
る点で重要である。ターゲット格子のコントラストが変
化するので、その間に観察者のコントラスト検出しきい
値が判断される。代表例として、この種のコントラスト
しきい値は、空間周波数が視角の１度当たり0.5（非常
に広い）サイクルから32（非常に狭い）サイクルに変化
する垂直向きの正弦波格子を使用して収集される。

【０１１３】コントラストしきい値から生成された情報
を使用すると、コントラストセンシティビティ関数を、
個人に対して生成することができる。テストで生成され
る情報は、基本的には、いくつかの異なる周波数のとき
のコントラストしきい値（つまり、観察者が差異を対比
できる最低レベル）をプロットしたものである。図１４
に示すコントラストセンシティビティ関数１４００は、
すべての空間周波数についてコントラストセンシティビ
ティ（1 /（コントラストしきい値））をプロットす
る。図１４に示すコントラストセンシティビティ関数１
４００は、一般的に、理想的条件（視力検査表、若い成
年の観察者、網膜中心窩の視野(foveal viewing)）の下
の代表的な形状を表している。一般的に、個人は、中間
周波数（１度当たり略6 - 8サイクル）に最も敏感であ
り、低周波数と高周波数には感度が劣っている。

【０１１４】コントラストセンシティビティ関数は、観
察者の可視ウィンドウを示している。コントラストセン
シティビティ関数ライン１４００以下（つまり、ナイキ
スト(Nyquist) 限界以下）のポイントは、観察者に可視
になっている（これらは、しきい値レベルよりもコント
ラストがさらに高くなっているポイントである）。コン
トラストセンシティビティ関数以上のポイントは、観察
者には見えない（これらは、しきい値レベルよりもコン
トラストが低くなっているポイントである）。

【０１１５】本発明の一形態によれば、コントラストセ
ンシティビティ関数は、減少係数βを計算するために使
用されている。一般的に、この減少係数は、ジャギーと
リップル輪郭の両方を最小限にするように最適化されて
いるはずである。使用する減少係数βが小さすぎると、
隣り合うピクセルのフィルタが極端に低下し、ジャギー
を発生する原因になるので、その使用は好ましくない。
正しい調整は、むらのない輪郭と平滑なエッジとのバラ
ンスをとることである。本発明の一形態によれば、減少
係数βは、隣り合うピクセル間のコントラストを減少す
るように計算され、人間の知覚からコントラストが見え
ないように配慮している。

【０１１６】コントラストセンシティビティ関数曲線
は、A(f) = 0.04992[1+5.9375f]e^{-(0. 114f)1.1}としてモ
デル化され、空間周波数は次式で計算されている。

【０１１７】

【数１５】

【０１１８】上記において、rは、長さwのピクセル、R
は、スクリーンの解像度である。本件出願人は、d = 50
cm、W = 34cm、R = 1280およびα = 1度として実験を行
い、rの値として32.54を計算した。

【０１１９】rが得られると、所与の傾斜をもつライン
の空間周波数を計算することができる。傾斜kをもつラ
インでは、ラインの輝度値は、約1/k個のピクセルのあ
と、周期的変化をもつことになるので、サイクル/度で
表した空間周波数は、r*kを使用して計算することがで
きる。0.1から10までの傾斜がリップル輪郭に関係して
いるものとすると（これよりも大または小の傾斜はピク
セルとほぼ位置合わせされている）、コントラストセン
シティビティ関数は、可能な限り最良の減少係数値を計
算するために使用できる。高解像度のディスプレイで
は、個人のコントラストセンシティビティは、グレーレ
ベルの差異を検出できるほどに高くないため、リップル
効果は目に見えないのが一般である。従って、図１４に
示すグラフでは、１度当りのサイクルが高いとき（一般
に、20サイクル/度よりも高いか、あるいはライン１４
０２の右にある）のコントラストセンシティビティは、
リップル効果とは無関係になっている。しかし、周波数
が低くなると、リップル効果が目立つことになる。再び
図１４のグラフに示すように、コントラストセンシティ
ビティ公式の最も関係する部分では、ラインが水平にな
るほど、人間の視力のコントラストセンシティビティは
低下し、人間の目はルミナンス輝度の変化を検出しやす
くなる。従って、減少係数は、低い傾斜値から生成され
る周波数を除去するように計算されている。

【０１２０】傾斜値が0.1であるラインは、空間周波数
が度当たり約３サイクルで表示されるようになってい
る。従って、本件出願人は、このレベルに基づいてβを
計算した。本件出願人が発見したことは、βの値を0.6
にすると、これは、１度当たり３サイクルで表示される
ナイキストレベルに相当するので（図１４のポイント１
４０４を参照）、減少係数が特に良好に働くことであ
る。この値を使用すると、リップル効果の大部分は、１
度当り３サイクルまたはそれ以上のとき、ユーザには見
えないようになる。

【０１２１】図１５は、本発明のアンリエイリアシング
フィルタが適用された後の (1, 1)から (10, 100) まで
のライン上のグレーレベル値を示している。図１１に比
べて、リップルのピークは大幅に（約50%）減少してい
るため、ラインが最終的にレンダリングされる画像は、
ルミナンスが若干失われるという犠牲があるが、非常に
ばらつきのない幅になっているように見える。

【０１２２】上述したアンチエイリアシングフィルタ関
数を適用すると、直線セグメントのスキャンラインごと
にアンチエイリアシングされたピクセルの集合が得られ
る。しかし、直線セグメントの端は正しく位置合わせさ
れないことがある。位置合わせされていないラインセグ
メントのレンダリングを防止するために、本発明の端平
均化コンポーネント８０６は、直線セグメントの端のピ
クセルを位置合わせして、その結果の画像がよりも平滑
化されて見えるようにする。これを行うために、ある直
線の端のピクセルは、隣接する直線の端のピクセルで重
み付けされ、ラインからラインへの移行が平滑化するよ
うにしている。そのあと、重み付けされた値が表示され
る。ここで「重み付け(weighting)」とは、ピクセルの
ロケーションとピクセルのグレー化が、平滑な移行が行
われるように調整されることを意味している。例えば、
ラインを平滑化するには、2セグメント間の空隙を埋め
るためにピクセルの追加が必要になることがある。ピク
セルのグレー値は、新ピクセルが既知のグレー値に対し
て置かれている相対位置に応じて重み付けすることがで
きる。

【０１２３】図１６は、単純化された例を示している。
直線１６０４の端にあるピクセル値１６０２_１、１６０
２_２、１６０２_３は、すべてが直線１６０８の端にある
ピクセル値１６０６_１、１６０６_２、１６０６_３と正確
に位置合わせされているとは限らない。ロケーションに
よっては、漏れているピクセル (leaking pixel) と呼
ばれるギャップがピクセルの間に存在することがある。
漏れているピクセルは、隣接するラインセグメント間の
角度が45度を越えているとき発生する。この漏れている
ピクセルは、２ラインセグメントの接合点の外側エッジ
に発生している。例えば、ピクセル値１６０２_１、１６
０６_１は、漏れているピクセル１６１０によって分離さ
れている。漏れているピクセルごとに、対応するピクセ
ルロケーションがあり、そこでは、隣接ラインセグメン
ト上の２ピクセルがレンダリングされるようになってい
る。このロケーションは、２ラインセグメント（例え
ば、ピクセル値１６０２_３、１６０３_３）の接合点の内
側エッジ上にある。以下で詳しく説明するように、端平
均化コンポーネント８０６は、漏れているピクセル１６
１０で漏れているピクセル値を追加し、複数のレンダリ
ング指示をもつピクセルロケーションでグレー値を平均
化することによって、これらの問題を解消している。

【０１２４】図１７は、本発明の一形態に従って隣接直
線セグメントの端のピクセルを重み付けする（端平均化
コンポーネント８０６を通して）プロセスを示す全体概
要図である。ステップ１７００から始まって、隣接直線
セグメントは、例えば、端平均化コンポーネント８０６
によって取り出される。次に、ステップ１７０２では、
２ラインセグメント間の角度が45度を超えているかどう
かの判断が行われる。この判断は、例えば、２ラインセ
グメント間の曲率の変化を、次の公式を使用して計算す
ることによって行うことができる。

【０１２５】

【数１６】

【０１２６】上記において、abs(k1-k2) は、２ライン
セグメントの傾斜値変化の絶対値である。

【０１２７】角度が45度を超えていなければ、ステップ
１７０２はステップ１７００へブランチし、そこで、次
のペアの隣接ピクセルがアクセスされる。

【０１２８】角度が45度を超えていれば、ステップ１７
０２はステップ１７０４へブランチし、そこで、漏れて
いるピクセルが見つけられる。このプロセスでは、例え
ば、２外側ピクセル間の平均ロケーションが計算され、
その平均ロケーションに最も近接しているピクセルが見
つけられる。例えば、図１６のピクセル値１６０２_１、
１６０６_１は、空のピクセルロケーションによって分離
されている。この例では、２ピクセル１６０２_１、１６
０６_１間の平均位置は、おおよそであるが、これらの２
ピクセルの中間に置かれているピクセルロケーション１
６１０にある。

【０１２９】ステップ１７０６では、漏れているピクセ
ル位置に隣接している２ピクセルのグレー値が平均化さ
れる（例えば、ピクセル１６０２_１、１６０６_１）。次
に、プロセスはステップ１７０８へ進み、そこで、平均
化されたグレー値は、漏れているピクセルのグレー値と
してセットされる。

【０１３０】上述したように、漏れているピクセルが存
在するときは、補足的なダブルレンダリングピクセル
(double rendering pixel) も存在するのが代表的であ
る。ステップ１７１０では、ダブルレンダリングピクセ
ルが見つけられる。このステップでは、２ラインセグメ
ントが共にピクセル情報をもっているピクセルを見つけ
るだけで済む場合がある。ダブルレンダリングピクセル
にアドレスするために、ステップ１７１２では、そのピ
クセルの２ピクセル値のグレーレベル値が平均化され
る。平均化されたグレー値は、ステップ１７１４で、ダ
ブルレンダリングピクセルのグレー値としてセットされ
る。

【０１３１】ステップ１７１６では、隣接するセグメン
トペアがすべて評価されたかどうかの判断が行われる。
そうでなければ、プロセスはループしてステップ１７０
０に戻り、そこで、次の隣接セグメントペアが取り出さ
れる。そうであれば、プロセスは終了する。

【０１３２】本発明の平滑化プロセスによれば、直線セ
グメント間の移行が平滑化されるので、審美的に快適な
レンダリング画像が作成される。本発明の概念を使用す
ると、画像に対してその他の変更を行うことが可能であ
る。

【０１３３】本発明は種々の変更と代替構成が可能であ
るが、本発明の特定の実施形態例を図示して、詳しく説
明してきた。当然に理解されるように、本発明は、上述
してきた特定の実施形態に限定されるものではなく、本
発明の精神と範囲に属するすべての変更、代替構成、お
よび等価技術は本発明に包含されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を組み入れることができるコンピュータ
システムを示すブロック図である。

【図２】本発明の一形態に従ってデジタルインクファイ
ルを圧縮するためのシステムのアーキテクチャを示すブ
ロック図である。

【図３】本発明の一形態による圧縮モジュールのアーキ
テクチャを示すブロック図である。

【図４】本発明の一形態に従ってデジタルインク情報を
圧縮するためのプロセスを示す全体概要フロー図であ
る。

【図５】本発明のデジタルインクジェネレータによって
形成されたインクトレースを示す模式図である。

【図６】本発明の一形態に従って図５のインクトレース
から作成された圧縮バックボーンスプラインを示す模式
図である。

【図７】本発明の一形態に従って図６のバックボーンス
プラインのラインセグメントを曲線適合するためのプロ
セスを示す全体概要フロー図である。

【図８】本発明の一形態に従ってデジタル情報を表示す
るためのシステムのアーキテクチャを示すブロック図で
ある。

【図９】本発明の一形態に従ってデジタルインク情報を
表示するためのプロセスを示す全体概要フロー図であ
る。

【図１０】本発明の一形態に従ってアンチエイリアシン
グフィルタをラインに適用する以前のラインを示す模式
図である。

【図１１】ロケーション (1, 1) からロケーション (10
0, 10) にドローイングされたライン上のグレーレベル
の変化を示す全体グラフ図であり、そこでは、従来のア
ンチエイリアシングフィルタを使用すると、ライン上の
グレーラインにばらつきがあることを示している。

【図１２】本発明の一形態に従ってアンチエイリアシン
グフィルタを適用した後のラインを示す模式図である。

【図１３】本発明の一形態に従ってアンチエイリアシン
グフィルタによるフィルタリングのパターンを示す概念
図である。

【図１４】人間の知覚のコントラストセンシティビティ
関数を示す全体グラフ図である。

【図１５】本発明の一形態に従って本発明のアンチエイ
リアシングフィルタが適用された後のライン (1, 1) か
ら (10, 100) 上のグレーレベル値を示す全体グラフ図
である。

【図１６】本発明の一形態に従って隣接直線セグメント
の端のピクセルを平均化する例を示す模式図である。

【図１７】本発明の一形態に従って隣接直線セグメント
の端のピクセルを平均化するためのプロセスを示す概要
フロー図である。

【符号の説明】

２０４ デジタルインクレシーバ ２０６ 圧縮モジュール ２０８ レコグナイザ ２０９ ディスプレイ生成メカニズム ２１０ ディスプレイモジュール ２１２ コネクション ２２０ デジタルインクジェネレータ ３０２ 平滑化フィルタ ３０４ シャープポイントコンポーネント ３０６ 曲線適合コンポーネント ３０８ 輪郭曲線コンポーネント ３１０ データベース ８０２ 分離コンポーネント ８０４ アンチエイリアシングコンポーネント ８０６ 端平均化コンポーネント

フロントページの続き (72)発明者 ジャン ワン 中華人民共和国 310028 ペキン ハンシ ョウ ゼジャン プロビンス ハン ダ シン チュン ビルディング 21 アパー トメント 402 (72)発明者 リヨン チェン 中華人民共和国 100080 ペキン ハイデ ィアン ディストリクト シャン ガン クン ドン シャオ ク ビルディング 332 ユニット ４ ルーム 201 (72)発明者 ユ ゾウ 中華人民共和国 100080 ペキン ハイデ ィアン ディストリクト ファン シャン シャオ ク 804 ビルディング ユニ ット ７ ジェイアイエー ルーム 102 (72)発明者 シウェイ リュ 中華人民共和国 100080 ペキン ハイデ ィアン ディストリクト ファン シャン シャオ ク 804 ビルディング ユニ ット ７ ジェイアイエー ルーム 102 Ｆターム(参考） 5B056 BB22 BB36 BB42 BB55 HH03 5B057 CA12 CA16 CB12 CB16 CE02 CF05

Claims (33)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンピュータ実行可能命令を格納してい
   るコンピュータ読取可能媒体であって、前記コンピュー
   タ実行可能命令は、 デジタルインクファイルのシャープポイントを計算し、 シャープポイント間のセグメントを数学式によって定義
   し、 シャープポイントに関する情報と数学式をデジタルイン
   クファイルのバックボーンスプラインとしてストアして
   おく、ことを含むことを特徴とするコンピュータ読取可
   能媒体。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のコンピュータ読取可能
   媒体において、バックボーンスプラインをデジタルイン
   クファイルに関する情報と結合して、デジタルインクフ
   ァイルの輪郭曲線を作成することを含むコンピュータ実
   行可能命令を、さらに格納していることを特徴とするコ
   ンピュータ読取可能媒体。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のコンピュータ読取可能
   媒体において、デジタルインクファイルに関する情報
   は、太さ情報を含むことを特徴とするコンピュータ読取
   可能媒体。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のコンピュータ読取可能
   媒体において、バックボーンスプラインを太さ情報と結
   合するのに先立って、デジタルインクファイルをデノイ
   ズ（ノイズ除去）することを含むコンピュータ実行可能
   命令を、さらに格納していることを特徴とするコンピュ
   ータ読取可能媒体。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のコンピュータ読取可能
   媒体において、バックボーンスプラインをデジタルイン
   クファイルに関する情報と結合するのに先立って、デジ
   タルインクファイルをデノイズすることを含むコンピュ
   ータ実行可能命令を、さらに格納していることを特徴と
   するコンピュータ読取可能媒体。
6. 【請求項６】 請求項１に記載のコンピュータ読取可能
   媒体において、シャープポイントは、デジタルインクフ
   ァイル内のポイントであって、直線から最もはずれてい
   るポイントを含むことを特徴とするコンピュータ読取可
   能媒体。
7. 【請求項７】 請求項１に記載のコンピュータ読取可能
   媒体において、シャープポイントは、曲率が反転してい
   る個所のポイントを含むことを特徴とするコンピュータ
   読取可能媒体。
8. 【請求項８】 請求項１に記載のコンピュータ読取可能
   媒体において、デジタルインクファイルは、生データイ
   ンクとレースを含むことを特徴とするコンピュータ読取
   可能媒体。
9. 【請求項９】 請求項１に記載のコンピュータ読取可能
   媒体において、シャープポイント間のセグメントを数学
   式によって定義することは、しきい値を超えるセグメン
   トをサブセグメントに細分割し、そのサブセグメントを
   数学式によって定義することを含むことを特徴とするコ
   ンピュータ読取可能媒体。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載のコンピュータ読取可
    能媒体において、しきい値は、定義された限界値よりも
    大きい回転角をもつセグメントを含むことを特徴とする
    コンピュータ読取可能媒体。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載のコンピュータ読取
    可能媒体において、定義された限界値は、2πであるこ
    とを特徴とするコンピュータ読取可能媒体。
12. 【請求項１２】 請求項１０に記載のコンピュータ読取
    可能媒体において、しきい値は、さらに、数学式につい
    て定義された誤差許容範囲を含むことを特徴とするコン
    ピュータ読取可能媒体。
13. 【請求項１３】 請求項９に記載のコンピュータ読取可
    能媒体において、しきい値は、数学式について定義され
    た誤差許容範囲を含むことを特徴とするコンピュータ読
    取可能媒体。
14. 【請求項１４】 請求項１に記載のコンピュータ読取可
    能媒体において、 バックボーンスプラインをデジタルインクファイルに関
    する情報と結合して、デジタルインクファイルの輪郭曲
    線を作成し、 輪郭曲線を表示すること、を含むコンピュータ実行可能
    命令を、さらに格納していることを特徴とするコンピュ
    ータ読取可能媒体。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載のコンピュータ読取
    可能媒体において、輪郭曲線を表示することは、輪郭曲
    線を複数のストレートセグメントに分離し、該複数のス
    トレートセグメントをレンダリングすることを含むこと
    を特徴とするコンピュータ読取可能媒体。
16. 【請求項１６】 請求項１５に記載のコンピュータ読取
    可能媒体において、輪郭曲線を表示することは、さら
    に、ストレートセグメントの各々にアンチエイリアシン
    グ効果を適用することを含み、前記アンチエイリアシン
    グ効果は、画像の中心よりも多い画像のエッジをフィル
    タリングするアンチエイリアシングフィルタを含んでい
    ることを特徴とするコンピュータ読取可能媒体。
17. 【請求項１７】 請求項１５に記載のコンピュータ読取
    可能媒体において、輪郭曲線を表示することは、さら
    に、セグメントの端に置かれているピクセルを平均化す
    ることによってストレートセグメントの端を位置合わせ
    することを含むことを特徴とするコンピュータ読取可能
    媒体。
18. 【請求項１８】 コンピュータシステムであって、 画像の中心よりも多い画像のエッジをフィルタリングす
    るアンチエイリアシングコンポーネントを備えているこ
    とを特徴とするコンピュータシステム。
19. 【請求項１９】 請求項１８に記載のコンピュータシス
    テムにおいて、アンチエイリアシングコンポーネント
    は、人間の知覚特性に基づいて画像をフィルタリングす
    ることを特徴とするコンピュータシステム。
20. 【請求項２０】 請求項１９に記載のコンピュータシス
    テムにおいて、人間の知覚特性は、コントラストセンシ
    ティビティを含むことを特徴とするコンピュータシステ
    ム。
21. 【請求項２１】 請求項１８に記載のコンピュータシス
    テムにおいて、アンチエイリアシングコンポーネント
    は、GUPTA-SPROULLアルゴリズムを使用してフィルタリ
    ング効果を得るようにしたことを特徴とするコンピュー
    タシステム。
22. 【請求項２２】 請求項１８に記載のコンピュータシス
    テムにおいて、アンチエイリアシングコンポーネント
    は、画像の各スキャンラインに適用される複数のフィル
    タを使用し、前記複数のフィルタは、 画像の中心に隣接する画像をフィルタリングするように
    構成され、第１しきい値でフィルタリングする少なくと
    も１つの中心フィルタと、 画像のエッジに隣接する画像をフィルタリングするよう
    に構成され、前記第１しきい値よりも大きい第２しきい
    値でフィルタリングする少なくとも１つの外側フィルタ
    と、を含むことを特徴とするコンピュータシステム。
23. 【請求項２３】 請求項２２に記載のコンピュータシス
    テムにおいて、第２しきい値は、人間の知覚特性に基づ
    いてセットされることを特徴とするコンピュータシステ
    ム。
24. 【請求項２４】 請求項２３に記載のコンピュータシス
    テムにおいて、人間の知覚特性は、コントラストセンシ
    ティビティを含むことを特徴とするコンピュータシステ
    ム。
25. 【請求項２５】 請求項２２に記載のコンピュータシス
    テムにおいて、中心フィルタの数は１であり、外側フィ
    ルタの数は２であり、外側フィルタは外側フィルタの向
    き合う側にあって、各々の外側フィルタが画像の異なる
    エッジに隣接するように配置されていることを特徴とす
    るコンピュータシステム。
26. 【請求項２６】 請求項２２に記載のコンピュータシス
    テムにおいて、フィルタの各々は円錐断面を有し、各々
    は同じスキャンラインをもっているが、外側フィルタ
    は、減少係数だけサイズが減少していることを特徴とす
    るコンピュータシステム。
27. 【請求項２７】 コンピュータ実行可能命令を格納して
    いるコンピュータ読取可能媒体であって、前記コンピュ
    ータ実行可能命令は、 デジタル画像ファイルを複数のラインセグメントに分離
    し、 ラインセグメントの各々について表示可能画像ファイル
    を生成するようにラインセグメントの各々を変更し、各
    々の表示可能画像ファイルは、その画像ファイルを画像
    化するために定義されたピクセル値の集合を含み、 隣接するラインセグメントがしきい値を超えているかど
    うかを判断し、 隣接するラインセグメントがしきい値を超えていれば、
    漏れているピクセル値を隣接するラインセグメントに追
    加して、ラインセグメントの端を平滑化する、ことを含
    むことを特徴とするコンピュータ読取可能媒体。
28. 【請求項２８】 請求項２７に記載のコンピュータ読取
    可能媒体において、ラインセグメントを変更すること
    は、ストレートセグメントにアンチエイリアシング効果
    を適用することを含み、アンチエイリアシング効果は、
    画像の中心よりも多い画像のエッジをフィルタリングす
    るアンチエイリアシングフィルタを含むことを特徴とす
    るコンピュータ読取可能媒体。
29. 【請求項２９】 請求項２７に記載のコンピュータ読取
    可能媒体において、隣接するラインセグメントがしきい
    値を超えているかどうかを判断することは、ラインセグ
    メント間に形成された角度が特定の角度を超えているか
    どうかを判断することを含むことを特徴とするコンピュ
    ータ読取可能媒体。
30. 【請求項３０】 請求項２９に記載のコンピュータ読取
    可能媒体において、特定の角度は、４５度であることを
    特徴とするコンピュータ読取可能媒体。
31. 【請求項３１】 請求項２７に記載のコンピュータ読取
    可能媒体において、漏れているピクセルに隣接するピク
    セルのグレー値を平均化して、平均化されたグレー値を
    形成し、平均化されたグレー値を漏れているピクセルに
    割り当てることを含むコンピュータ実行可能命令を、さ
    らに格納していることを特徴とするコンピュータ読取可
    能媒体。
32. 【請求項３２】 請求項３１に記載のコンピュータ読取
    可能媒体において、２つの隣接するラインセグメントの
    表示可能画像ファイルの各々は、同一ピクセルのピクセ
    ル値を含み、同一ピクセルのピクセル値を平均化して、
    平均化されたグレー値を形成し、平均化されたグレー値
    を同一ピクセルに割り当てることを含むコンピュータ実
    行可能命令を、さらに格納していることを特徴とするコ
    ンピュータ読取可能媒体。
33. 【請求項３３】 請求項２７に記載のコンピュータ読取
    可能媒体において、２つの隣接するラインセグメントの
    表示可能画像ファイルの各々は、同一ピクセルのピクセ
    ル値を含み、同一ピクセルのピクセル値を平均化して、
    平均化されたグレー値を形成し、平均化されたグレー値
    を同一ピクセルに割り当てることを含むコンピュータ実
    行可能命令を、さらに格納していることを特徴とするコ
    ンピュータ読取可能媒体。