JP2737877B2 - ドット文字パターンの平滑化方式 - Google Patents

ドット文字パターンの平滑化方式

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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、拡大あるいは縮小されるドット文字パター
ンの輪郭の平滑化方式に関し、より詳細には、ディスク
トップパブリッシング、パーソナルコンピュータ、ワー
ドプロセッサ、ディジタルファクスなどにおいてドット
パターンにより構成された基本文字フォントを拡大ある
いは縮小して出力する際に適用し得るドット文字パター
ンの平滑化方式に関する。
〔従来の技術〕
ドットパターンによって構成された基本文字フォント
をフォントメモリから読み出して拡大あるいは縮小を行
う場合、基本文字フォントの各黒(白)点を目的の拡大
率に応じた数の黒(白)点からなるドット群に置き換え
る必要がある。例えば、24×24ドットで構成されたドッ
ト文字パターンを拡大率2倍の48×48ドットで構成され
るドット文字パターンに変換するには、1個のドットを
2×2=4個のドットからなる正方状配列のドット群に
置き換え、また24×24ドットで構成されたドット文字パ
ターンを拡大率2/3倍の16×16ドットで構成されるドッ
ト文字パターンに縮小するには、縦および横方向の3ド
ットからそれぞれ1ドットを削除して2個のドットに圧
縮しなければならないが、このようにして得られた拡大
・縮小後のドット文字パターンは字形の崩れが激しく、
実用上好ましくない。
上記のようなドット文字パターンの字形の崩れを防ぐ
ために、正方状配列のドット群の継ぎ目に生じる階段状
隅部に適当な大きさの直角二等辺三角形のドット群を補
間することにより拡大されたドット文字パターンの輪郭
の平滑化を行う方法が知られている(例えば、特公昭53
−24146号公報参照)。しかしながら、この方法による
ときは傾き45度以外の斜線、例えば傾き3/5の斜線を拡
大して補間すると直線にならずに凹凸のある線になって
しまうという問題があった。このような斜線による凹凸
の発生を防止するために斜線部にできる限り長い直線を
当てはめて補間しても、曲率半径の大きな曲線はすべて
直線になってしまい、微妙な曲線の曲がり具合を表現で
きないという問題があった。
また、他の方法として、例えばスプライン曲線やベツ
ィエ曲線を利用した平滑化方法なども知られているが、
これらの方法はいずれも処理が複雑で莫大な時間を要す
る上、二次以上の曲線についてはディジタル座標上の表
現に適さないという問題があった。
〔目的〕
本発明は、拡大・縮小によるドット文字パターンの文
字品質の劣化が少なく、処理を自動かつ高速に行うこと
のできるドット文字パターンの平滑化方式を提供するこ
とを目的とする。
〔構成〕
第1図は本発明のドット文字パターンの平滑化方式の
原理を説明するためのもので、本発明はその平滑化処理
を行う前に、先ず最初に4方向輪郭化などの公知の方法
により拡大あるいは縮小されたドット文字パターンから
文字パターンの輪郭を抽出する。
上記のようにしてドット文字パターンから平滑化すべ
き文字パターンの輪郭を抽出した後、請求項(1)記載
の第1次平滑化処理が開始される。この第1次平滑化処
理は、文字パターンの輪郭を構成する各折点に対して上
下あるいは左右方向から交わる輪郭線同士の長さの関
係、例えば長い輪郭線同士が交わる折点位置は文字本来
の角部であることが多く、また交わる輪郭線のどちらか
が短い折点位置はドットにより生じた凹凸(ギャザ)で
あることが多いなどのドット文字パターンの性質に着目
して平滑化処理を行おうとするものであり、文字パター
ンの輪郭の各折点についてその前後に位置する他の複数
の折点との間の距離と方向に基づいて当該折点の平滑化
点の位置とその平滑化度を求めるものである。
さらに、上記の第1次平滑化処理で得られた第1次平
滑化点の位置ベクトル{Xii=1,...,Nとその平滑化
度に基づいて第2次平滑化処理を施すことにより新たな
平滑化点の位置ベクトル{Qmm=1,...,Mを求め、請
求項(2)記載の発明を実現するものである。この第2
次平滑化処理は、上記第1平滑化処理により得られた平
滑化点同士はその距離が近い平滑化点ほど平滑化におけ
る相関関係が大きいという性質を利用したもので、加重
平均などにより第2次平滑化点の位置ベクトルを求める
ようにしたものである。
そして、上記第2次平滑化処理を1回または複数回繰
り返すことにより文字パターンの輪郭をより平滑化し、
必要に応じて各平滑点間に公知の直線補間あるいは角の
丸め処理などを施した後、これらの各平滑点間を輪郭線
で結ぶことにより輪郭の平滑化された新しいドット文字
パターンを得るものである。
以下、本発明の実施例につき説明する。
第2図は本発明における上記した第1次平滑化処理を
行うための平滑化の判定例を示し、平滑化処理を行おう
とするドット文字パターンの輪郭の各折点Xi(i=1,2,
…5)の間の距離diとその方向に従ってドット文字パタ
ーンの輪郭の折点X2についての平滑点Pとその平滑度0
〜2を求める場合の一例を示すものである。
すなわち、第2図(a)〜(g)により第1次平滑化
処理におけるドット文字パターンの平滑化方法を詳しく
説明すれば、同図(a)〜(g)中の白丸○はドット文
字パターンから抽出した文字パターンの輪郭の各折点
(X0,X1,……X5)を表し、また黒丸●は後述する第1次
平滑化処理によって求められた第1次平滑化点Pを表す
もので、この第2図例の場合は説明を簡単とするため
に、折点X2を中心とした6個の折点X0〜X5同士における
距離diとその方向などにより下記の判定条件〜に照
らして折点X2についての第1次平滑化点Pの位置とその
平滑の度合いを示す平滑化度0〜2(数字が小さい程平
滑化の必要が小さいことを示す)を決定する。
なお、上記した各折点間の距離diは拡大・縮小にかか
わりなく基本となる元のドット文字パターンの1ドット
分に対応する距離を1として下記の式、 di=|Xi+1+Xi| (i=0,1,2,3,4) により算出するものとする。したがって、第2図の例の
場合、d0は折点X0とX1間の距離、d1は折点X1とX2間の距
離、d2は折点X2とX3間の距離、d3は折点X3とX4間の距
離、d4は折点X4とX5間の距離をそれぞれ表している。
第1次平滑化処理の判定条件 d2=1のとき(第2図(a)) 折点X2とX3の中点を平滑化度2の点P2とする。但し、
Pの添え数2はその点の平滑化度を表す。以下、同様。
d2=2で、かつd1=2またはd3=2のとき(第2図
(b)) 折点X2とX3の中点を平滑化度1の点P1とする。
上記以外の場合で、d1=1、かつd3≧2のとき(第2
図(c)) 折点X3を平滑化度0の点P0とする。このとき、もしd0
<d2ならばX2からX3の方向に距離d0の点も平滑化度1の
点P1とする。
上記以外の場合で、d1≧2、かつd3=1のとき(第2
図(d)) 折点X2を平滑化度0の点P0とする。
このとき、もしd2>d4ならばX2からX3の方向に距離d4
の点も平滑化度1の点P1とする。
上記以外の場合で、d1≧2、かつd3≧2のとき(第2
図(e)) 折点X2とX3を平滑化度0の点P0とする。
d1=d3=1で、かつ方向ベクトルX1→X2と方向ベクト
ルX3→X4が同じ向きのとき(第2図(f)) 折点X2とX3の中点を平滑化度2の点P2とする。
上記以外において、d2>d0+d4のとき(第2図
(g)) 折点X2からX3の方向に距離d0の点と、折点X3からX2
方向に距離d4の点とをともに平滑化度1の点P1とする。
上記以外において、d2≦d0+d4のとき(第2図
(g)) 折点X2とX3の中点を平滑化度1の点P1とする。
なお、上記第2図(a)〜(g)では折点X2について
のみその第1平滑化点Pとその平滑度0〜2を求めた
が、他の折点についてその第1平滑化点Pとその平滑化
度0〜2を求めるには着目した折点を新たな折点X2とし
て置き換えて上記判定条件〜を適用することにより
同様に求めることができる。
第3図は上記した第1平滑化処理の判定条件〜を
適用して作成したドット文字パターン「a」の上部の一
部についての輪郭の第1平滑化処理例を示し、ドット文
字パターンの輪郭の折点を構成する白丸○の各点に対し
て上記各判定条件〜を適用することにより各第1平
滑点を求め、この第1平滑化点を結ぶことによりハッチ
ングで示すような平滑化された文字パターンを得ること
ができる。
なお、以上説明した例は着目した折点の前後6個につ
いての各折点の状態に基づいて3種類の第1平滑化点P0
〜P2を決定したが、例えば前後16個についての折点に基
づいて5種類の平滑化度0〜4からなる第1平滑化点P0
〜P4を求めるなど、その処理をより複雑にすれば更に良
い品質の第1次平滑化処理された文字パターンを得るこ
とができる。
第2次平滑化処理は、上記した第1次平滑化処理によ
り得られた各第1次平滑化点P0〜P2に対して下記のよう
な平滑化処理を1回または複数回繰り返して施すことに
より、更に滑らかに平滑化した自然な文字パターンの輪
郭を得るものである。
すなわち、上記第1次平滑化処理によって得られた第
1平滑化点P0〜P2の各位置ベクトルを{Xi
i=1,2,...Nとし、また第2平滑化処理後の第2平滑化
点の位置ベクトルを{Qmm=1,2,...Mとするとき、各
第2平滑化点の位置ベクトルQmを下記(1)式によりそ
の周囲の第1平滑化点の位置ベクトルとの加重平均によ
り求めるものである。
Qm=1/2kkC0XikC1Xi+1kC2Xi+2+…+kCkXi+k) ……(1) 上式中、kCr(=k!/(k−r)!r!)は任意の数k個
からr個を取る組み合わせの個数であり、第4図に示す
ように第1平滑化点Xi〜Xi+kの中心位置付近の重みが最
大となるようにしたものである。なお、上式中の第1平
滑化点Xの選択個数kは着目した中心位置の第1平滑化
点の平滑化度に応じて選択する。
下記判定条件〜は上記(1)式により実現される
第2次平滑化処理の具体化例を示し、第1次平滑化処理
で得られた各第1次平滑化点の平滑化度0〜2に応じて
第2次平滑化点の位置ベクトルQmを求める場合の一例で
あり、第1次平滑化処理により得られた第1次平滑化点
の各平滑化度0〜2に応じて重み付けを替えようにした
ものである。
第2次平滑化処理の判定条件 第1次平滑化点Xiが平滑化度0の点のとき 当該第1次平滑化点Xiを平滑化度0の第2次平滑化点
Qmとする。これは(1)式中のk=0としたものであ
る。
第1次平滑化点Xiが平滑化度1の点のとき Qm=(Xi-1+2Xi+Xi+1)/4 で与えられる点を平滑化度1の第2次平滑化点Qmとす
る。これは(1)式中のk=2とし、3個の第1次平滑
化点の重み付けをそれぞれ2C0=1,2C1=2,2C2=1とし
てその加重平均を求めたものである。
第1次平滑化点Xiが平滑化度2の点のとき n=1から出発し、第1次平滑化点Xi+nまたはXi-n
いずれかが平滑化度2以外の点となるまでnを1づつ増
やし、平滑化度2以外の点となったときに で与えられる点を平滑化度0の第2次平滑化点Qmとす
る。これは(1)式中のk=2n+1とした場合に相当す
る。
そして、さらに上記〜の第2次平滑化処理によっ
て得られた第2次平滑化点の各位置ベクトル{Qm}を新
たな第1次平滑化点の各位置ベクトル{Xi}として置き
換えて上記〜の処理を必要な回数だけ次々と繰り返
し、所定回数の第2次平滑化処理が終わった時点で得ら
れた第2次平滑化点の各位置ベクトル{Qm}を最終的な
ドット文字パターンの輪郭点とし、これらの輪郭点に公
知の直線補間あるいは角の丸め処理を施して各点間を結
ぶことにより輪郭を平滑化した文字パターンを得るもの
である。
第5図はドット文字パターン「a」に本発明を適用し
た場合の例を示し、同図(a)は48×48ドット構成のド
ット文字フォント「a」を縦横15×15倍に拡大したとき
の輪郭線であり、この図から明らかなように平滑化処理
を何ら施さない場合には文字パターンの輪郭線にはその
倍率に比例した凹凸(ギャザ)が生じ、字形の崩れが激
しいことが分かる。
同図(b)は図(a)の凹凸のある拡大文字パターン
に本発明による第1次平滑化処理を施した後の文字パタ
ーンを、また同図(c)は図(b)の第1次平滑化処理
された文字パターンに更に第2次平滑化処理を1回だけ
施して輪郭線を更に平滑化した文字パターンを示す。
同図(d)は図(c)の文字パターンに公知の直線補
間と角部の丸め処理を施してその内部を黒色にペインテ
ングして完成した平滑化処理された文字パターンの完成
字体を示す。
〔効果〕
請求項(1)記載の発明によるときは、拡大あるいは
縮小されるドット文字パターンの輪郭をプロセッサなど
の処理装置により自動かつ容易に平滑化することができ
るとともに、、拡大・縮小により生ずるドット文字パタ
ーンの文字品質の劣化を防止できる。さらに、請求項
(2)ないし請求項(4)記載の発明によるときは、文
字パターンの輪郭を更に滑らかとすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理を説明するための図、 第2図は第1次平滑化処理における第1次平滑化点とそ
の平滑化度の決定例を示す図、 第3図は第1次平滑化処理により得られたドット文字パ
ターンの輪郭の平滑化の例を示す図、 第4図は第2次平滑化処理における第2平滑化点の重み
付けの例を示す図、 第5図は本発明を適用して得られたドット文字パターン
の平滑化処理の具体例を示す図である。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ドット文字パターンの輪郭の折点を抽出す
    る手段と、 前記抽出された各折点の第1次平滑化点の位置とこの第
    1次平滑化点の平滑化度とをその前後に存在する他の折
    点との間の距離と方向に基づいて決定する手段と、 第2次平滑化点の各位置を前記第1次平滑化点の平滑化
    度に対応したその前後に存在する前記1次平滑化点の位
    置の加重平均より求める手段と、 を備えたことを特徴とするドット文字パターンの平滑化
    方式。
  2. 【請求項2】第1次平滑化点の各位置をXiとし、第2次
    平滑化の位置をQmとするとき、第2次平滑化点の各位置
    Qmを、 Qm=1/2kkC0XikC1Xi+1kC2Xi+2+…+kCkXi+k) 但し、kCrは任意の数k個からr個を取る組み合わせの
    個数 により算出することを特徴とする請求項(1)記載のド
    ット文字パターンの平滑化方式。
  3. 【請求項3】得られた第2次平滑化点の各位置Qmを新た
    な位置Xiとして置き換えて第2次平滑化点の位置Qmの算
    出処理を所定回数繰り返すことを特徴とする請求項
    (1)または請求項(2)記載のドット文字パターンの
    平滑化方式。
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