JP2010206507A - 文字図形表示システム、データ送出装置およびデータ受信表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外字やビットマップデータ表示時に、高精細な描画表現を実現し、従来型のデータ受信表示装置とも互換性がとれる。
【解決手段】データ送出装置１００は、高精細ビットマップデータから低解像度の標準ビットマップデータを生成する解像度変換手段１０１、高精細ビットマップデータと標準ビットマップデータとの差分情報を算出する差分情報出力手段１０２、標準ビットマップデータと差分情報を送出情報に多重化する情報多重化手段１１４を備え、データ受信表示装置２００は、送出情報から標準ビットマップデータと差分情報を分離する情報分離手段２１２、分離された差分情報と標準ビットマップデータとから高精細ビットマップデータを復元する差分合成手段２０４、復元された高精細ビットマップデータに基づいて文字や図形データを生成する描画処理手段２１７を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、デジタルテレビ放送の送信装置や受信装置、あるいは映像や図形の生成装置や表示装置に適用して、ビットマップを用いて文字や図形を表示する文字図形表示システム、データ送出装置およびデータ受信表示装置に関するものである。

デジタルデータにより文字や図形を表わすためのデータ形式としては、例えばビットマップが多く用いられているが、ビットマップを使用した文字図形表示システムは、図６に示すように、データ送出装置１００とデータ受信表示装置２００からなり、例えばデジタルテレビ放送の送受信システムに適用した構成として示すことができる。データ送出装置１００において、文字や図形を予め設定した解像度で作成したビットマップデータ（従来型の文字図形表示システムで設定された解像度のビットマップデータを、以下「標準ビットマップデータ」と呼ぶことにする。）が与えられると、情報多重化手段１０４で映像や音声などの通信関連情報と多重化し、送出手段１０５から送出情報としてネットワーク、無線または記憶媒体などを介してデータ受信表示装置２００側に与えられる。データ受信表示装置２００では、データ送出装置１００からの送出情報を受信手段２０１で受け取ると、情報分離手段２０２により、標準ビットマップデータと通信関連情報を分離する。分離された標準ビットマップデータは描画処理手段２０７に与えられ、標準解像度の文字や図形データに描画処理されて表示合成手段２０９に与えられる。一方、分離された通信関連情報（この例ではデジタルテレビ放送）は復号手段２０８に与えられて映像や音声に復号される。映像信号は表示合成手段２０９において標準解像度の文字や図形データと合成された後、表示手段２１０に与えられて表示画面で表示される。例えば、ファクシミリなどでは１ピクセル１ビット、デジタルテレビのデータ放送画面などでは１ピクセル２ビット、パソコンなどでは、１ピクセル８ビット・１６ビット・２４ビット・４８ビットで表すことができる。

上記のような従来型の文字図形表示システムの場合、字幕表示・図形表示において文字解像度と表示の画面の解像度を補完する場合、解像度が低い外字や図形のみでは、送出する従来ビットマップ（標準ビットマップ）の解像度が足りないため、本来の表示性能より劣った荒い解像度での描画処理を行わざるを得ない。従って、出力の精細度が下がってしまう。一方、従来、データ受信表示装置に各種サイズのフォントを用意しておき、受信した文字データ画面の解像度（受信した映像の縦横比）が、表示装置の解像度（表示装置の縦横比）を比較し、その差に応じたフォントを選択し、両解像度が合うように変換することで、表示すべき文字データ画面の解像度とモニタ部の解像度とが異なる場合においても文字表示を可能にする方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００２−２８７７３４号公報

図６に示したような従来型の文字図形表示システムで、字幕表示を外字により高精細な文字で提供するために、例えばデータ送出装置１００から高精細ビットマップで外字データを構成し送出したとした場合、従来型のデータ受信表示装置２００の描画処理手段２０７は低解像度の標準ビットマップデータによる処理にしか対応しないので、文字や図形の表示を実現できない。この問題は、データ受信表示装置側も高精細ビットマップで処理できる構成にすれば解決するが、実際問題として従来型のデータ受信表示装置が、例えばデジタルテレビ放送受信機のように既に普及している場合には、低解像度の標準ビットマップデータにしか対応できないため、互換性の点で問題がある。この従来型に対する互換性の問題は、特許文献１の技術でも解決できない。

この発明は、外字やビットマップデータ表示時に、高精細な描画表現を実現し、従来型のデータ受信表示装置とも互換性がとれる文字図形表示システムを得ること、およびこのシステムを構成するデータ送出装置およびデータ受信表示装置を得ることを目的とする。

この発明の文字図形表示システムは、ビットマップデータをネットワーク、電波または記憶媒体を介して送出するデータ送出装置と、当該データ送出装置から受信したビットマップデータに基づいて描画処理を行って文字や図形を表示するデータ受信表示装置とから構成される文字図形表示システムにおいて、データ送出装置は、入力された高精細ビットマップデータから低解像度の標準ビットマップデータを生成する解像度変換手段と、高精細ビットマップデータと標準ビットマップデータとの差分情報を算出する差分情報出力手段と、標準ビットマップデータと差分情報を送出情報に多重化する情報多重化手段を備え、データ受信表示装置は、データ送出装置で生成された送出情報から標準ビットマップデータと差分情報を分離する情報分離手段と、分離された差分情報と標準ビットマップデータとから高精細ビットマップデータを復元する差分合成手段と、復元された高精細ビットマップデータに基づいて文字や図形データを生成する描画処理手段を備えたものである。

この発明によれば、データ送出装置において高精細ビットマップデータを作成し、このデータから従来方式の解像度の低いビットマップデータとその差分情報とを生成して送出情報として送出し、データ受信表示装置において受け取った解像度の低いビットマップデータとその差分情報とから高解精細ビットマップデータを復元して描画表示するようにしたので、高品位のビットマップで描画ができる文字図形表示システムを実現する。一方、従来方式のデータ受信表示装置が送出情報を受信した場合には、差分情報に関係なく解像度の低いビットマップデータを用いて従来通り描画処理を行えるので互換性を保つことができる。

この発明の実施の形態１による文字図形表示システムの機能構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る座標指定型差分情報を示す説明図である。 この発明の実施の形態１に係るビットマップ指定型差分情報を示す説明図である。 この発明の実施の形態１に係る高精細ビットマップ型差分情報を示す説明図である。 この発明の実施の形態１に係る最適な差分情報を選択した場合のデータ削減の例を示す説明図である。 従来の文字図形表示システムの基本的な機能構成を示すブロック図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による文字図形表示システムの機能構成を示すブロック図である。ここでは、デジタルテレビ放送の配信、受信システムに適用した構成例として示している。
図１において、文字図形表示システムは、データ送出装置１００とデータ受信表示装置２００により構成される。データ送出装置１００は、解像度変換手段１０１、差分情報出力手段１０２、差分抽出方式選択手段１０３、情報多重化手段１１４、送出手段１０５を備えている。一方、データ受信表示装置２００は、受信手段２０１、情報分離手段２１２、差分抽出方式識別手段２０３、座標指定型差分合成手段２０４、ビットマップ指定型差分合成手段２０５、高精細ビットマップ型差分合成手段２０６、復号手段２０８、表示合成手段２０９、表示手段２１０、描画処理手段２１７を備えている。

次に動作について説明する。
ここでは、デジタルテレビ放送の配信、受信システムにおいて、字幕表示などの外字やビットマップ文字を高精細で提供可能にするため、データ送出装置１００側において従来型のビットマップ（標準ビットマップ）の解像度に比べ高解像度である高精細ビットマップによる文字描画データを作成するものとする。なお、高精細ビットマップは、１ピクセルを１ビットで表わす場合、あるいは１ピクセルを複数ビットで表わす場合を意味する。
データ送出装置１００において、高精細ビットマップデータが作成され入力されると、解像度変換手段１０１は、この高精細ビットマップデータを従来型ビットマップデータ、すなわち低解像度の標準ビットマップデータに変換し、差分情報出力手段１０２と情報多重化手段１１４に与える。差分情報出力手段１０２では、高精細ビットマップデータと解像度変換手段１０１で変換された標準ビットマップデータから方式の異なる３種類の差分情報を算出する。

差分情報の一つ目は、図２に示すように、図２（ｂ）と、図２（ｃ）を比較し差分が発生した座標データ、すなわち差分座標ビットマップ図２（ｃ）と、差分を高精細画像に置き換えるための置換ビットマップテーブル図２（ｄ）を参照した差分ビットマップ図２（ｅ）から構成される座標指定型差分情報である。二つ目は、図３に示すように、差分が発生した座標を示すビットマップデータ図３（ｃ）と、差分を高精細画像に置き換えるための置換ビットマップテーブル図３（ｄ）を参照した差分ビットマップ図３（ｅ）から構成されるビットマップ指定型差分情報である。三つ目は、図４に示すように、すべての座標において高精細画像に置き換えるための差分ビットマップ、すなわち生成ビットマップ図４（ｃ）から構成される高精細ビットマップ型差分情報である。

次に、差分抽出方式選択手段１０３において、上記の３つの差分方式のうち差分の数によって最も効率のよい差分情報を自動的に適宜選択し情報多重化手段１１４に与える。情報多重化手段１１４では、差分抽出方式選択手段１０３で適宜選択された最適な方式による差分情報を、標準ビットマップデータおよび映像や音声などの放送関連情報と多重化する。送出手段１０５は、情報多重化手段１１４で多重化された送出情報をネットワーク、無線またはファイルなどを介して送出する。

次に、データ受信表示装置２００の受信手段２０１で上記送出手段１０５から出力された送出情報を受け取ると、情報分離手段２１２に渡して、標準ビットマップデータ、差分情報および放送関連情報をそれぞれ分離する。差分抽出方式識別手段２０３は、情報分離手段２１２で分離された差分情報が座標指定型差分情報、ビットマップ指定型差分情報、高精細ビットマップ型差分情報のいずれであるかを適宜識別して対応する差分合成手段（２０４，２０５，２０６のいずれか）に与える。

ここで、差分抽出方式識別手段２０３で識別された差分情報が座標指定型差分情報図３（ｃ）であった場合には、座標指定型差分合成手段２０４が、その座標指定型差分情報と情報分離手段２１２で分離された標準ビットマップデータとから高精細ビットマップデータを復元する。すなわち、上記一つ目の方式で出力された座標データ図３（ｃ）と、差分ビットマップ図３（ｅ）が入力された場合、高解像度の係数ｎ倍になるように標準ビットマップデータを描画する。その場合、単純ｎ倍角になるように描画する。その後、指定された座標データと差分ビットマップ情報と、置換ビットマップデータから予め描画した標準ビットマップデータ図３（ｂ）上を置き換えることにより高精細ビットマップデータ図３（ｃ）を得る。

また、差分抽出方式識別手段２０３で識別された差分情報がビットマップ指定型差分情報図２（ｃ）であった場合には、ビットマップ指定型差分合成手段２０５が、そのビットマップ指定型差分情報と標準ビットマップデータとから高精細ビットマップデータを復元する。すなわち、上記二つ目の方式で出力された座標を示すビットマップデータ図２（ｃ）と、差分ビットマップ図２（ｅ）が入力された場合、高解像度の係数ｎ倍になるように標準ビットマップデータを描画する。その場合、単純ｎ倍角になるように描画する。その後、指定された座標データと差分ビットマップ情報と、置換ビットマップデータから予め描画した標準ビットマップデータ図２（ｂ）上を置き換えることにより高精細ビットマップデータ図２（ｃ）を得る。

さらに、差分抽出方式識別手段２０３で識別された差分情報が高精細ビットマップ型差分情報図４（ａ）であった場合には、高精細ビットマップ型差分合成手段２０６が、その高精細ビットマップ型差分情報と標準ビットマップデータとから高精細ビットマップデータを復元する。すなわち、上記三つ目の方式で出力された座標を示すビットマップデータと、高精細ビットマップ図４（ａ）が入力された場合、高精細ビットマップ図４（ａ）をそのまま利用することで、高精細ビットマップデータ図４（ｃ）を得る。

差分合成手段（２０４，２０５，２０６のいずれか）で合成された高精細ビットマップデータは、描画処理手段２１７によって高解像度の文字や図形データに描画処理されて表示合成手段２０９に与えられる。一方、情報分離手段２１２で分離された通信関連情報（この例ではデジタルテレビ放送）は復号手段２０８に与えられて映像や音声に復号される。映像信号は表示合成手段２０９において高解像度の文字や図形データと合成された後、表示手段２１０に与えられて表示画面で表示される。したがって、データ送出装置１００側で作成した高精細ビットマップデータの文字や図形をデータ受信表示装置２００で表示することが可能になる。
一方、図６に示した従来型のデータ受信表示装置で受信した場合、情報分離手段２０２で分離されるデータは、通信関連情報と標準ビットマップデータだけとなり、差分情報は分離されない。そのため、差分情報に関係なく従来と同じ標準ビットマップデータによる描画処理が支障なく行われ、文字や図形の表示を行うことになる。

ところで、データ送出装置１００の差分抽出方式選択手段１０３における最も効率のよい差分情報を選択するための基準としては、以下の式のうちの最小値を選択する。座標指定型差分情報であれば（１）式を用いる。
Ｌ^２＋（ｌｏｇ_２Ｌ＋２^ｎ）ｐ＋ｌｏｇ_２ｍ_１ （１）
ただし、Ｌは１辺の長さ、ｎは高解像度と標準解像度の１辺の長さの倍率、ｐは差分情報の個数、ｍ_１は差分情報の最大値とする。
また、ビットマップ指定型差分情報であれば（２）式を用いる。
Ｌ^２＋Ｌ^２＋ｎ_２ｐ＋ｌｏｇ_２ｍ_２ （２）
ただし、ｍ_２は差分情報の最大値とする。
さらに、高精細ビットマップ型差分情報であれば（３）式を用いる。
Ｌ^２ｎ^２＋Ｌ^２ （３）
ここで、例えばＬ＝８、ｎ＝２、ｍ_１＝４、ｍ_２＝６としたときの最適な差分情報を選択した場合のデータの削減分を図５に示す。この場合、座標指定型差分情報とビットマップ指定型差分情報との閾値は１１となり、ビットマップ指定型差分情報と高精細ビットマップ型差分情報との閾値は４６となることによって、座標指定型差分情報は１〜１１個、ビットマップ指定型差分情報は１２〜４６個、高精細ビットマップ型差分情報は４７〜個の差分ポイント数の場合に適用すると送出情報が極小となる。

以上のように、高精細ビットマップデータを送出する場合、従来型の標準ビットマップデータとその差分情報とに分けて送出し、その際、差分情報を３種類の方式で抽出し、そのうち出力データ量が最小限となる差分情報のみを送るようにしているため、送出負荷の軽減を図ることができる。
なお、上記例では、高精細ビットマップデータと標準ビットマップデータとの差分情報を３種類の方式で算出してきたが、２種類あるいは１種類としてもよい。例えば２種類とした場合、差分抽出方式選択手段１０３、差分抽出方式識別手段２０３、差分合成手段２０４〜２０６などは簡略化でき、演算量の削減につながる。

以上のように、この発明の基本構成としては、データ送出装置１００において、高解像度の文字や図形を描画するための高精細ビットマップデータを作成し、解像度変換手段１０１により、この高精細ビットマップデータから従来型の低解像度の標準ビットマップデータを生成し、さらに、差分情報出力手段１０２により、高精細ビットマップデータと標準ビットマップデータとの差分情報を算出し、データ受信表示装置２００には、標準ビットマップデータと差分情報を多重化して送出情報としている。一方、データ受信表示装置２００においては、受け取った送出情報から標準ビットマップデータと差分情報を分離し、差分合成手段により、これら標準ビットマップデータと差分情報から元の高精細ビットマップデータを復元し、この復元した高精細ビットマップデータを用いて高解像の描画処理手段２１７によって文字や図形データを生成するようにしている。したがって、高品位のビットマップで描画ができるようになる。一方、従来型のデータ受信表示装置が、この発明のデータ送出装置１００からの送出情報を受信した場合には、差分情報に拘わりなく分離される従来型の標準ビットマップデータで描画処理を行えるので、従来の解像度の域で問題なく動作することが出来る。

１００ データ送出装置、１０１ 解像度変換手段、１０２ 差分情報出力手段、１０３ 差分抽出方式選択装置、１０５ 送出手段、１１４ 情報多重化手段、２００ データ受信表示装置、２０１ 受信手段、２０３ 差分抽出方式識別手段、２０４ 座標指定型差分合成手段、２０５ ビットマップ指定型差分合成手段、２０６ 高精細ビットマップ型差分合成手段、２０８ 復号手段、２０９ 表示合成手段、２１０ 表示手段、２１２ 情報分離手段、２１７ 描画処理手段。

Claims (18)

1. ビットマップデータをネットワーク、電波または記憶媒体を介して送出するデータ送出装置と、当該データ送出装置から受信したビットマップデータに基づいて描画処理を行って文字や図形を表示するデータ受信表示装置とから構成される文字図形表示システムにおいて、
   前記データ送出装置は、
   入力された高精細ビットマップデータから低解像度の標準ビットマップデータを生成する解像度変換手段と、
   前記高精細ビットマップデータと前記標準ビットマップデータとの差分情報を算出する差分情報出力手段と、
   前記標準ビットマップデータと前記差分情報を送出情報に多重化する情報多重化手段を備え、
   前記データ受信表示装置は、
   前記データ送出装置で生成された送出情報から前記標準ビットマップデータと前記差分情報を分離する情報分離手段と、
   分離された前記差分情報と前記標準ビットマップデータとから高精細ビットマップデータを復元する差分合成手段と、
   前記復元された高精細ビットマップデータに基づいて文字や図形データを生成する描画処理手段を備えたことを特徴とする文字図形表示システム。
2. 差分情報は、座標指定型差分情報、ビットマップ指定型差分情報、高精細ビットマップ型差分情報のいずれか１種類としたことを特徴とする請求項１記載の文字図形表示システム。
3. 差分情報出力手段は、高精細ビットマップデータと標準ビットマップデータから異なる方式の複数の差分情報を算出する構成とし、
   データ送出装置は、差分情報出力手段で算出された異なる方式の複数の差分情報の中から最適な方式による差分情報を適宜選択する差分抽出方式選択手段を備え、
   データ受信表示装置は、
   前記差分抽出方式選択手段で選択された最適な方式による差分情報を適宜識別する差分抽出方式識別手段を備え、
   差分合成手段は、前記適宜識別された方式の差分情報と前記標準ビットマップデータとから高精細ビットマップデータを復元していくことを特徴とする請求項１記載の文字図形表示システム。
4. 異なる方式の複数の差分情報差分情報は、座標指定型差分情報、ビットマップ指定型差分情報、高精細ビットマップ型差分情報の中の少なくとも２種類としたことを特徴とする請求項３記載の文字図形表示システム。
5. 高精細ビットマップデータは、１ピクセル１ビットで表わされるデータとしたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の文字図形表示システム。
6. 高精細ビットマップデータは、１ピクセル複数ビットで表わされるデータとしたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の文字図形表示システム。
7. ビットマップデータをネットワーク、電波または記憶媒体を介して送出するデータ送出装置と、当該データ送出装置から受信したビットマップデータに基づいて描画処理を行って文字や図形を表示するデータ受信表示装置とから構成される文字図形表示システムのデータ送出装置において、
   入力された高精細ビットマップデータから低解像度の標準ビットマップデータを生成する解像度変換手段と、
   前記高精細ビットマップデータと前記標準ビットマップデータとの差分情報を算出する差分情報出力手段と、
   前記標準ビットマップデータおよび前記差分情報を送出情報として多重化する情報多重化手段と、
   前記送出情報をネットワーク、電波または記憶媒体を介してデータ受信表示装置に渡すための送出手段を備えたことを特徴とするデータ送出装置。
8. 差分情報は、座標指定型差分情報、ビットマップ指定型差分情報、高精細ビットマップ型差分情報のいずれか１種類としたことを特徴とする請求項７記載のデータ送出装置。
9. 差分情報出力手段は、高精細ビットマップデータと標準ビットマップデータから異なる方式の複数の差分情報をそれぞれ算出する構成とし、
   差分情報出力手段で算出された異なる方式の複数の差分情報の中から最適な方式による差分情報を適宜選択する差分抽出方式選択手段を備えたことを特徴とする請求項７記載のデータ送出装置。
10. 異なる方式の複数の差分情報差分情報は、座標指定型差分情報、ビットマップ指定型差分情報、高精細ビットマップ型差分情報の中の少なくとも２種類としたことを特徴とする請求項９記載のデータ送出装置。
11. 高精細ビットマップデータは、１ピクセル１ビットで表わされるデータとしたことを特徴とする請求項７から請求項１０のうちのいずれか１項記載のデータ送出装置。
12. 高精細ビットマップデータは、１ピクセル複数ビットで表わされるデータとしたことを特徴とする請求項７から請求項１０のうちのいずれか１項記載のデータ送出装置。
13. データ送出装置において高精細ビットマップデータから低解像度の標準ビットマップデータを生成し、前記高精細ビットマップデータと前記標準ビットマップデータとの差分情報を算出し、前記標準ビットマップデータ、前記差分情報および前記通信関連情報を送出情報として多重化して送出する文字図形表示システムに適用するデータ受信表示装置であって、
    データ送出装置から受信した前記送出情報から前記標準ビットマップデータと前記差分情報をそれぞれ分離する情報分離手段と、
    分離された前記差分情報と前記標準ビットマップデータとから高精細ビットマップデータを復元する差分合成手段と、
    前記復元された高精細ビットマップデータに基づいて文字や図形データを生成する描画処理手段を備えたことを特徴とするデータ受信表示装置。
14. 差分情報は、座標指定型差分情報、ビットマップ指定型差分情報、高精細ビットマップ型差分情報のいずれか１種類としたことを特徴とする請求項１３記載のデータ受信表示装置。
15. 送出情報から分離された差分情報が、データ送出装置において異なる方式で算出された複数の差分情報の中から適宜選択された最適な方式による差分情報である場合に対応して、当該最適な方式による差分情報を適宜識別する差分抽出方式識別手段を備え、
    差分合成手段は、前記適宜識別された方式の差分情報と標準ビットマップデータとから高精細ビットマップデータを復元していくことを特徴とする請求項１３記載のデータ受信表示装置。
16. 異なる方式の複数の差分情報差分情報は、座標指定型差分情報、ビットマップ指定型差分情報、高精細ビットマップ型差分情報の中の少なくとも２種類としたことを特徴とする請求項１５記載のデータ受信表示装置。
17. 高精細ビットマップデータは、１ピクセル１ビットで表わされるデータとしたことを特徴とする請求項１３から請求項１６のうちのいずれか１項記載のデータ受信表示装置。
18. 高精細ビットマップデータは、１ピクセル複数ビットで表わされるデータとしたことを特徴とする請求項１３から請求項１６のうちのいずれか１項記載のデータ受信表示装置。

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