JP2011033705A - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】限られた領域へ多くの図形や文字を配置することが可能な画像処理装置を得ること。
【解決手段】複数の表示対象を認識できるように配置して表示可能な画像処理装置１０であって、表示対象を指定する入力部１１と、表示対象を表示する際に必要なデータを格納するための表示データ格納部１３と、指定された表示対象を表示する際に必要なデータを前記表示データ格納部１３から読み出し、読み出したデータに基づいて、表示対象に外接する外接図形を作成し、さらに、当該外接図形よりも面積が小さくなるように、表示対象同士の重なりを判定するための判定図形を作成する表示制御部１２と、指定された複数の表示対象の判定図形が重ならないように当該複数の表示対象を配置する表示部１４と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示する図形や文字の重なりを制御する画像処理装置に関する。

従来、表示デバイス上に図形や文字（または文字ブロック）を表示する際、図形等が重なるとユーザが識別できなくなるため、表示対象の図形等について重なりを防止して表示する技術が検討されている。具体的に、表示対象の図形や文字に接する外接円を用い、この外接円同士が重なる程度によって図形や文字の重なりを判断する技術が、下記特許文献１において開示されている。

特開２００６−５９２１２号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、図形や文字の重なり判定を高精度に行うことができず、図形や文字の形状によっては２つの図形等の間に隙間があっても重なっていると誤判定する。そのため、限られた領域へ多くの図形や文字を配置させたい（表示させたい）場合であっても不必要な隙間が生じてしまう、という問題があった。

具体的に、従来技術の問題点について説明する。たとえば、縦横の長さの比が大きく異なる長方形を２つ表示する場合は、これらの長方形に接する外接円を設け、２つの図形が重なるかどうかについては、それぞれの外接円の関係で判定する。しかしながら、この判定方法では、本来の図形等の形状は考慮されない。そのため、この判定方法を、縦横の長さの比が大きく異なる２つの長方形が重なっているかどうかの判定に適用した場合には、たとえば、長辺部分が平行に並んだ２つの長方形を想定すると、実際には重なっていなくても、重なっていると誤って判定されてしまう可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、図形や文字が重なることによって認識できなくなる事態を回避しつつ、限られた領域へより多くの図形や文字を配置することが可能な画像処理装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の表示対象を認識できるように配置して表示可能な画像処理装置であって、表示対象を指定する入力手段と、表示対象を表示する際に必要なデータを格納するための表示データ格納手段と、指定された表示対象を表示する際に必要なデータを前記表示データ格納手段から読み出し、読み出したデータに基づいて、表示対象に外接する外接図形を作成し、さらに、当該外接図形よりも面積が小さくなるように、表示対象同士の重なりを判定するための判定図形を作成する表示制御手段と、指定された複数の表示対象の判定図形が重ならないように当該複数の表示対象を配置する配置手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、限られた領域へより多くの図形や文字を配置することができる、という効果を奏する。

図１は、画像処理装置の構成例を示す図である。 図２は、画像処理を示すフローチャートである。 図３は、外接図形および判定図形を示す図である。 図４は、文字の重なり状態を示す図である。 図５は、外接図形を示す図である。 図６は、外接図形および判定図形を示す図である。 図７は、外接図形および判定図形を示す図である。 図８は、表示対象の文字をドットで示す図である。 図９は、外接図形に対する判定図形の大きさの比率を示す図である。

以下に、本発明にかかる画像処理装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、画像処理装置１０の構成例を示す図である。画像処理装置１０は、入力部１１と、表示制御部１２と、表示データ格納部１３と、表示部１４と、を備える。入力部１１は、表示制御部１２に対して表示対象を指定する。具体的には、ユーザが操作するＰＣ（パーソナルコンピュータ）等のキーボード、マウス等があるが、これらに限定するものではない。表示制御部１２は、入力部１１から指定された表示対象について、表示データ格納部１３から取得したデータに基づいて外接図形を作成し、さらに、図形や文字が重なる場合に重なり度合いを判定するための判定図形を作成する。表示データ格納部１３は、文字や図形等を表示する際に必要な位置、大きさ等のデータを格納するための格納部（メモリ）である。表示部１４は、図形や文字を表示する際に、表示制御部１２で作成された判定図形が交錯しない様に図形等を配置して表示を行う。表示部１４が実際に図形等を表示、出力するものとしては、ディスプレイ等の表示機器に限定するものではなく、プリンタ等の紙面に印刷する装置であってもよい。

つづいて、画像処理装置１０において表示対象の図形等を表示する際の画像処理について説明する。図２は、画像処理装置１０の画像処理を示すフローチャートである。まず、入力部１１から、表示制御部１２に対して、表示部１４に表示すべき文字等の表示対象を指定する（ステップＳ１）。表示制御部１２では、表示すべき文字等の表示対象の指定を受け付け、指定された文字等の表示対象を表示する際に必要なデータを、表示データ格納部１３から読み出す（ステップＳ２）。

つぎに、表示制御部１２は、取得したデータから表示対象についての外接図形を作成し（ステップＳ３）、さらに、作成した外接図形に基づいて判定図形を作成する（ステップＳ４）。

ここで、外接図形と判定図形の関係について説明する。図３は、外接図形および判定図形を示す図である。例えば、文字３０１（「Ａ」とする）を表示する場合、表示制御部１２は、まず、文字３０１に外接する外接図形３０２を作成する（ステップＳ３）。ここでは、外接図形を矩形の形状とする。つぎに、表示制御部１２は、外接図形３０２の面積をＶとした場合に、面積Ｖよりも面積が小さくなるような判定図形３０３を作成する（ステップＳ４）。判定図形の面積をＶ’とするとＶ’＝αＶとなる（０＜α＜１）。このαの設定により、人間の視覚に近い重なり判定を表現することができる。初期値としてα＝０．８程度の値を選定する。

すなわち、本実施の形態では、隣接する図形や文字の一部が重なることを想定している。重なることを前提に、一部分が重なった場合であっても、判定図形で示される部分が重ならなければ図形や文字を識別できるような判定図形を作成する。このように図形等を配置することにより、限られた領域へより多くの図形や文字を配置することができる。

表示制御部１２で表示対象の図形等について判定図形が作成された後、表示部１４は、判定図形が交錯しないように、表示対象の図形等を配置して表示する（ステップＳ５）。また、表示部１４は、表示対象の図形等の内容や位置が変化する場合、図形等の判定図形が交錯しないように監視する。

図４は、文字の重なり状態を示す図である。一例として、表示部１４としてディスプレイを用いて、文字３０１、および文字４０１（「Ｂ」とする）を表示する場合を想定する。文字４０１に対する外接図形４０２および判定図形４０３の関係については、文字３０１の場合と同様である。図４において、表示部１４は、文字同士は重なっているが、判定図形が交錯しないように（重ならないように）配置している。そのため、実際に表示されたディスプレイ上において、それぞれの文字は識別可能な状態を確保している。

なお、選定したαの値は変更可能であり、実際に表示した場合において、図形等が重なったために各図形等が識別できないと判断した場合には、αを大きな値に変更する。一方、もう少し図形等が重なった場合でも各図形等を識別することができると判断した場合には、αを小さな値に変更する。αの値が小さいほど、多くの図形や文字を配置することができる。

また、携帯電話機やカーナビゲーション、ＣＡＤ（Computer Aided Desigｎ）等、表示サイズや表示内容に応じて、適宜αの値を設定することが可能である。

また、αの値の選定方法として、人間の視覚によりあらかじめ図形や文字の重なりを判定しておき、この判定結果を基にした統計データを利用することによって設定することも可能である。

以上説明したように、本実施の形態では、図形や文字の重なりを人間の視覚により意味を判別できる程度に許容し、人間の図形や文字の重なりを認識する場合に近い判定基準となる判定図形を用いることとした。これにより、それぞれの表示対象の図形や文字の判定図形が交錯しないように配置することで、限られた領域に表記できる図形や文字の数を図形や文字の重なりを全く許容しない場合に比べて、増加させることができる。

実施の形態２．
本実施の形態では、外接図形の作成方法について説明する。実施の形態１と異なる部分について説明する。

図５は、表示する対象が図形の場合における外接図形を示す図である。トラックを表した図形５０１に対して５本の接線を引き、５本の接線がなす閉じた空間を外接図形５０２とするものである。表示制御部１２では、外接図形を作成する際（前述のステップＳ３）の処理において、表示対象の図形や文字に凹凸が多いと、接線の本数が非常に多くなることが考えられる。接線の本数が多いということは、外接図形の形状が複雑になることを意味する。外接図形の形状が複雑になった場合、表示制御部１２では、外接図形の作成に対する処理負荷が増え、さらに、判定図形を作成する際の処理負荷も増える。

そのため、表示制御部１２は、あらかじめ表示対象（被判定図形）に対する接線の本数に上限を設ける。これにより、複雑な形状の外接図形を作成することができず、大まかな形状の外接図形を作成することが可能となる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、表示対象（被判定図形）が複雑な形状をしている場合であっても、表示対象に対する接線の本数を制限することで、外接図形を閉じた多角形で表現し、大まかな形状で作成することとした。これにより、表示制御部１２は、処理負荷を軽減しつつ、容易に外接図形を作成することができる。

なお、表示対象が文字の場合、文字の形状に関係なく、外接図形の形状を矩形に設定してもよい。すなわち、接線の本数を４本とし、４本の接線で閉じた空間を外接図形とする。このように規定することにより、外接図形を作成する際の処理負荷を、さらに軽減することができる。

また、あらかじめ表示する文字列（単語）が特定されているものについては、単語自体を１つのまとまりとして外接図形を作成してもよい。単語自体に外接図形として矩形を与えても、その形状を表現することが可能と考えられるためである。これにより、１文字ずつ外接図形を作成する場合に比べて、さらに処理負荷を軽減することができる。

実施の形態３．
本実施の形態では、判定図形の作成方法として、外接図形と相似形状の判定図形を作成する場合について説明する。実施の形態１、２と異なる部分について説明する。

図６は、外接図形および外接図形と相似形状の判定図形を示す図である。外接図形６０１から、相似形状の判定図形６０２を作成するまでを説明するものである。表示制御部１２は、表示対象の図形等に対して接線を引き、接線により閉じた空間から外接図形６０１を作成する（ステップＳ３）。

つぎに、表示制御部１２は、外接図形の中心点を求め、求めた中心点から各頂点を結ぶ５本の線分を引く。その後、線分の比率が中心点からｂ／aとなる点を決定し、決定した各線分上の５つの点を結ぶことによって、ｍだけ縮小した判定図形６０２を作成する（ステップＳ４）。すなわち、ｍ＝ｂ／ａの値が√（α）となるようにｂの値を設定することで、所望の大きさの判定図形を作成することができる。

このように判定図形を作成することによって、外接図形と判定図形の形状が異なる場合に比べて、双方の面積比（Ｖ＝αＶ’）を示すαについて、視覚的に容易に認識することが可能となる。また、外接図形と判定図形の形状が異なる場合に比べて、判定図形を作成する際の処理負荷を軽減することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、判定図形の形状を、外接図形と相似形状の図形として作成することとした。これにより、外接図形との面積比に基づいて、判定図形を容易に作成でき、処理負荷を軽減することができる。

実施の形態４．
本実施の形態では、判定図形の作成方法として、楕円形状の判定図形を作成する場合について説明する。実施の形態１〜３と異なる部分について説明する。

図７は、外接図形、および楕円形状の判定図形を示す図である。外接図形７０１から、楕円形状の判定図形７０４を作成するまでを説明するものである。表示制御部１２は、表示対象の図形等に対して接線を引き、接線により閉じた空間から外接図形７０１を作成する（ステップＳ３）。ここでは、外接図形を矩形の形状とする。

つぎに、表示制御部１２は、外接図形７０１の長辺ｗｚ（もしくは長辺ｘｙ）の長さに対して比率ｔ（０＜ｔ＜１）の長さを持つ長軸７０２を得る。また、短辺ｗｘ（もしくは短辺ｚｙ）の長さに対して比率ｕ（０＜ｕ＜１）の長さを持つ短軸７０３を得る。これらのｔおよびｕの値は、外接図形と判定図形との面積比を示すαの設定値に基づいて決定する。表示制御部１２は、この長軸７０２および短軸７０３に基づいて、これらの長軸７０２および短軸７０３がなす楕円形状の判定図形７０４を作成する（ステップＳ４）。外接図形が矩形の場合、長軸および短軸を設定することにより、容易に楕円形状の判定図形を作成することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、外接図形が矩形の場合に、判定図形を楕円形状の図形として作成することとした。これにより、外接図形との面積比に基づいて、判定図形を容易に作成でき、処理負荷を軽減することができる。

実施の形態５．
本実施の形態では、判定図形の作成方法として、表示対象についてドット密度を算出し、ドット密度の高密度部分を含ませるように判定図形を作成する場合について説明する。実施の形態１〜４と異なる部分について説明する。

具体的な手順について図８を用いて説明する。図８は、表示対象の文字をドットで示す図である。文字８０１に対して、外接図形８０２がある（図８（ａ）参照）。ここでは表示対象を、「ＳＡＭＰＬＥ」という単語とする。表示制御部１２は、表示対象の「ＳＡＭＰＬＥ」に対して接線を引き、接線により閉じた空間から外接図形８０２を作成する（ステップＳ３）。つぎに、表示制御部１２は、この「ＳＡＭＰＬＥ」という文字のドット密度を算出する。ドット密度をプロットしたものが図８（ｂ）である。図８（ｂ）では、外接図形８０３内の密度分布において、高密度地点が確認できる。表示制御部１２は、この高密度地点を含ませるように楕円形状の外接図形８０４を作成する（ステップＳ４）。

ここで、表示制御部１２において、ドット密度を算出する方法について説明する。文字を構成するドットの値をｐとし、一方、無地の部分は０とする。このとき、ドットの位置を自然数であらわされる２次元座標（ｍ，ｎ）で表現したとき、文字を構成するドット部分の値はａ（ｍ，ｎ）＝ｐであり、無地の部分の値はａ（ｍ，ｎ）＝０となる。この条件を用いて地点ａ（ｍ，ｎ）における密度分布Ｐ（ｍ，ｎ）を式（１）のように表す。

このＰ（ｍ，ｎ）により、図形や文字の密度を０からｐまでの値として算出することができる。図８は、この式（１）の適用した場合の例である。ここでは、ｒ＝１、ｓ＝１を用いる。すなわち、あるドットにおけるドット密度を算出する場合、自身のドットを含めた「（２ｒ＋１）×（２ｓ＋１）＝３×３＝９」ドットの値の平均値に基づいて算出している。

ドット密度の高い部分が他の図形等と重なると、識別しにくくなると考えられる。そのため、本実施の形態では、ドット密度の高密度地点を含ませるように判定図形を作成する。このように判定図形を作成することによって、外接図形の形状から面積比率に応じて単純に縮小した判定図形を作成する場合と比較して、ドット密度が高い部分については確実に他の図形等との重なりを防止することができる。

一般的に文字は横あるいは縦長に表現されることから楕円形状が適しているが、これに限定するものではなく、他の形状を用いてもよく、実施の形態３で説明した判定図形を外接図形と相似形状にする場合にも適用可能である。なお、ドットごとに密度を算出すため計算量が多くなる。そのため、図形や文字に対してドット密度の高密度地点を含ませる判定図形をあらかじめ用意しておく等の方法により、計算量を減らすことが可能である。

以上説明したように、本実施の形態によれば、表示対象についてドット密度を算出し、ドット密度の高密度地点を含ませるように判定図形を作成することとした。これにより、外接図形の形状から面積比率に応じて判定図形を作成する場合と比較して、図形等が重なることによって識別しにくくなるような事態を回避することができる。

実施の形態６．
本実施の形態では、表示対象の表示サイズに応じて判定図形を拡大またな縮小する方法について説明する。実施の形態１〜５と異なる部分について説明する。

図６を用いて、表示対象の図形や文字を拡大または縮小して表示する際に、判定図形のサイズを拡大または縮小する方法について説明する。表示制御部１２において、外接図形の大きさをａで表す場合に、判定図形の縮小比率ｍ（＝ｂ／ａ）を関数ｍ＝ｆ（ａ）とする。関数ｍ＝ｆ（ａ）は、ａに対して単調減少であることとする。このような条件を満たす近似式として、一例として、式（２）を示す。

ここでは、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは全て正数（＞０）とする。つぎに、式（２）のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを決定する方法について説明する。図形や文字の大きさが極めて小さい場合は、ｍ＝ｍ_max＝１とし、図形や文字の大きさが無限大になった場合は、ｍ＝ｍ_minとする。このｍ_maxとｍ_minを用いて式（２）を、以下の式（３）の様に表すことができる。

さらに、任意の点（ａ，ｆ（ａ））を与えてＡおよびＢを決定する。式（３）において、（ａ，ｆ（ａ））＝（１０ｍｍ，０．６）を仮定し、簡単のため、Ａ＝１としてＢを求めると、Ｂ＝０．０６９となり、式（４）を得ることができる。

図９は、外接図形に対する判定図形の大きさの比率を示す図である。式（４）をプロットしたグラフである。このグラフによれば、図形や文字の外接図形が小さいほど、判定図形の比率は１に近づき、外接図形とほぼ一致させることができる。一方、外接図形が大きくなるにつれて、一定の比率０．２に近づくことがわかる。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは人間の視覚などにより図形や文字の重なりを判定し、この判定結果をもとにした統計データに基づいての決定を行えば精度が向上する。なお、式（２）は一例であり、この式に限定するものではなく、システムに応じた適切な近似式を採用可能である。

以上説明したように、本実施の形態では、表示対象の図形や文字の大きさが大きいときには、外接図形に対する判定図形の比率を小さく、一方、表示対象の図形や文字の大きさが小さいときには、外接図形に対する判定図形の比率を大きくすることで、人間の視覚に適した判定を行なうことができることとした。これにより、
１．図形や文字が小さい場合には重なり判定を設けたことにより逆に人間の視覚ではみえなくなってしまう問題を回避できる効果
２．図形や文字の大きさが大きいものほど実際に図形等を表示する際の重なりを許容することができるため、限られた領域へより多くの図形や文字の配置が可能となる効果
が得られる。

以上のように、本発明にかかる画像処理装置は、複数の図形や文字を表示することに有用であり、特に、図形等の重なりを制御して表示することに適している。

１０ 画像処理装置
１１ 入力部
１２ 表示制御部
１３ 表示データ格納部
１４ 表示部

Claims (16)

1. 複数の表示対象を認識できるように配置して表示可能な画像処理装置であって、
   表示対象を指定する入力手段と、
   表示対象を表示する際に必要なデータを格納するための表示データ格納手段と、
   指定された表示対象を表示する際に必要なデータを前記表示データ格納手段から読み出し、読み出したデータに基づいて、表示対象に外接する外接図形を作成し、さらに、当該外接図形よりも面積が小さくなるように、表示対象同士の重なりを判定するための判定図形を作成する表示制御手段と、
   指定された複数の表示対象の判定図形が重ならないように当該複数の表示対象を配置する配置手段と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記表示制御手段は、表示対象に対して外接するように接線を引き、接線によって形成された閉じた領域を外接図形とする、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記表示制御手段は、前記接線の本数を制限する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記表示制御手段は、表示対象が文字の場合、外接図形を矩形にする、
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の画像処理装置。
5. 前記表示制御手段は、判定図形の形状を、外接図形に対して相似となる形状とする、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像処理装置。
6. 前記表示制御手段は、外接図形が矩形の場合、判定図形の形状を楕円形状とする、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の画像処理装置。
7. 前記表示制御手段は、表示対象を構成するドットのドット密度を算出し、ドット密度が高い領域を含ませるように判定図形を作成する、
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像処理装置。
8. 前記表示制御手段は、
   表示対象の表示サイズが変更可能な場合において、
   表示対象の表示サイズを大きくするように変更する場合は、変更前と比較して、外接図形に対する判定図形の面積比を小さくし、一方、表示対象の表示サイズを小さくするように変更する場合は、変更前と比較して、外接図形に対する判定図形の面積比を大きくする、
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の画像処理装置。
9. 複数の表示対象を認識できるように配置して表示可能な画像処理装置における画像処理方法であって、
   前記画像処理装置が、表示対象を表示する際に必要なデータを格納するための表示データ格納手段、を備える場合において、
   表示対象を指定する表示対象指定ステップと、
   表示対象を表示する際に必要なデータを前記表示データ格納手段から読み出す表示データ取得ステップと、
   読み出したデータに基づいて、表示対象に外接する外接図形を作成する外接図形作成ステップと、
   作成した外接図形に基づいて、当該外接図形よりも面積が小さくなるように、表示対象同士の重なりを判定するための判定図形を作成する判定図形作成ステップと、
   指定された複数の表示対象の判定図形が重ならないように当該複数の表示対象を配置する配置ステップと、
   を含むことを特徴とする画像処理方法。
10. 前記外接図形作成ステップでは、表示対象に対して外接するように接線を引き、接線によって形成された閉じた領域を外接図形とする、
    ことを特徴とする請求項９に記載の画像処理方法。
11. 前記外接図形作成ステップでは、前記接線の本数を制限する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の画像処理方法。
12. 前記外接図形作成ステップでは、表示対象が文字の場合、外接図形を矩形にする、
    ことを特徴とする請求項９、１０または１１に記載の画像処理方法。
13. 前記判定図形作成ステップでは、判定図形の形状を、外接図形に対して相似となる形状とする、
    ことを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１つに記載の画像処理方法。
14. 前記判定図形作成ステップでは、外接図形が矩形の場合、判定図形の形状を楕円形状とする、
    ことを特徴とする請求項９〜１３のいずれか１つに記載の画像処理方法。
15. 前記判定図形作成ステップでは、表示対象を構成するドットのドット密度を算出し、ドット密度が高い領域を含ませるように判定図形を作成する、
    ことを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１つに記載の画像処理方法。
16. 前記判定図形作成ステップでは、
    表示対象の表示サイズが変更可能な場合において、
    表示対象の表示サイズを大きくするように変更する場合は、変更前と比較して、外接図形に対する判定図形の面積比を小さくし、一方、表示対象の表示サイズを小さくするように変更する場合は、変更前と比較して、外接図形に対する判定図形の面積比を大きくする、
    ことを特徴とする請求項９〜１５のいずれか１つに記載の画像処理方法。

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