JP2856704B2 - 文字発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アウトラインフォ
ントを用いて高品質な文字を画面表示や印刷出力するワ
ードプロセッサ，パーソナルコンピュータ，デスクトッ
プパブリッシング，電算写植機，プリンタ等に適用され
る文字発生装置に関し、特に従来より線幅補正が困難と
されてきた斜曲線部の線幅補正を有する文字発生装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】アウトラインフォントを用いて約６０×
６０ドット以下の小さな文字を出力する場合、最終的に
は座標値を整数に丸めるため量子化誤差が発生し、線幅
の不揃いや線間隔のつぶれが起こり文字品質の低下をま
ねいている。

【０００３】この問題を解決する方法として従来からヒ
ンティングまたはヒント処理等と称する線幅の制御が行
われている。これらの技術は各社がノウハウとして開示
を控えているため先行技術例は比較的少ないが、後述す
る幾つかの先願がみられる。

【０００４】また、オープンフォント技術として知られ
るPostscript（米Adobe 社）やTrueType（米Apple 社、
Microsoft 社）において開示されているデータフォーマ
ット上では、基準データにおいて各横線と各縦線の線幅
又は線間隔などの情報を保有していることから類推する
と、前述のヒンティングとはこれら線幅を一定の値で細
めたり太めたりする処理を行っていることがうかがえ
る。

【０００５】次に、線幅制御技術に関する先願例を上げ
て説明する。 （１）特開平４−２６９５６４号公報では、線幅を形成
するペアベクトルを検出し一方のベクトルの位置を固定
し、このペアベクトルのサイズ変換前の線幅にサイズ変
換倍率を掛けた距離だけ他方のベクトルを移動する。こ
の特許では斜曲線部には全く言及していない。 （２）特開平４−１８８１９０号公報では、サイズ変換
後に部首毎及び旁毎に一連の実数線幅と実数線間隔の累
計と、量子化後の一連の整数線幅と整数線間隔の累計を
比較し、その差が奇数か偶数かに場合分けをして補正す
ることを特徴としている。しかし、この公報のものも水
平垂直線部の線幅と線間隔のみを対象とし斜曲線部に関
する記述はない。 （３）特開平４−３６２６９１号公報のものも、水平垂
直部の線幅のみを対象としている。

【０００６】このように従来は、線幅を制御する特許に
おいて、水平垂直部の線幅の制御についての記述は多い
が、斜曲線部の線幅に関するものは少なかった。

【０００７】しかし、アウトラインフォントの文字品質
は、水平垂直の線幅制御だけでは不十分である。なぜな
らほとんどの文字は、多くの斜曲線部を含んでおりこの
斜曲線部の線幅制御を抜きにしては文字全体の高品質を
実現することはできない。

【０００８】斜曲線部の線幅制御に触れた発明には、以
下のものがある。 （４）特開平４−１０４２９８号公報では、水平垂直線
部の線幅の制御を主眼に、実施例の中で斜曲線部の線幅
制御として法線ベクトル法が使えると示唆しているが具
体的な提案にはなっていない。 （５）特開平４−９３９９２号公報では、文字の太らせ
細らせを目的に、各輪郭線についてそれを構成する水平
垂直線部及び斜曲線部の制御点における法線角度を算出
し、予め与えられた線幅情報に基づき各法線ベクトルに
そって制御点を移動して実現している。しかし、この提
案の目的は大きなサイズでの修飾的な文字の太らせ細ら
せであり、小さなサイズで線幅を制御するいわゆるヒン
ティング機能としては不十分である。

【０００９】これらのように、ヒンティングのための斜
曲線部の線幅制御方式は確立されておらず、従来の線幅
補正技術は水平垂直線部に係わるものといえる。そこで
次にこの従来技術について図６を参照して説明する。

【００１０】図６は従来の水平垂直線部の線幅補正を行
う文字発生装置の具体的な一例を示す機能ブロック図で
ある。

【００１１】ＣＰＵ（中央演算装置）１はこの文字発生
装置を制御するとともにプログラムメモリ３から得た各
種のデータ処理手段１１〜１６を矢印の順に実行する。
アウトラインフォントデータ記憶装置２はアウトライン
フォントの形状データと索引データと関連データを記憶
する。プログラムメモリ３は後述のデータ処理手段１１
〜１６を格納している。ＲＡＭ４はアウトラインフォン
トデータを一時的に蓄えたり、後述のデータ処理手段１
１〜１６のワークエリアとして使われる。表示・印刷装
置５は後述の出力手段１６から送られてくるビットマッ
プイメージを画面表示及び印刷する。

【００１２】次に、図６におけるＣＰＵ１内のデータ処
理手段１１〜１６について説明する。

【００１３】パラメータ入力手段１１にて本装置の外部
から指定される文字特定情報（書体名・文字種・文字属
性）とサイズ情報を受け取り、この文字特定情報をもと
にデータ読み出し手段１２にてアウトラインフォントデ
ータ記憶装置２から該当するアウトラインフォントデー
タを読み出し、前述のサイズ情報をもとにサイズ変換手
段１３にてアウトラインフォントデータの座標値を拡大
縮小し、水平垂直線部線幅補正手段１４３にて水平垂直
線部の線幅について小サイズにおける量子化誤差を補正
し、塗り潰し手段１５にて補正後のアウトラインデータ
をビットマップデータに変換し、出力手段１６にて得ら
れたビットマップデータを各種出力装置へ出力する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の文字発
生装置の、第１の問題点は、従来から斜曲線部の線幅制
御に関する適切な提案が無かったということである。

【００１５】その理由は、水平垂直部の線幅制御に比べ
斜曲線部の線幅制御が難しいためである、特に、水平垂
直線部の厳密な線幅補正に対応して、斜曲線部のどの部
分を線幅としその値を幾つにするかといった判断を自動
的にすることが非常に難しかったためである。

【００１６】第２の問題は、従来の技術の項で述べた斜
曲線部の線幅制御に触れた例（４）と（５）にあった法
線ベクトル法では時間がかかり処理速度が上がらないこ
とである。

【００１７】その理由は、法線ベクトル法では制御点の
一点毎に接線の傾きを求め、一点毎の法線ベクトルの向
きを判定し、一点毎の法線ベクトルをＸ成分とＹ成分に
分解する必要があり計算処理量が多いためである。より
具体的には、文字の輪郭線上の各制御点における接線の
傾きとは輪郭線を形成する直線及び曲線を表す関数の一
次微分値であり、法線ベクトルの向きとは前述の輪郭線
の入れ子状態である。

【００１８】第３の問題は、法線ベクトル法では文字を
扁平に拡大縮小したり回転や斜体やせん断といったアフ
ィン変換を実施した場合、斜曲線部の線幅制御のための
処理速度がさらに遅くなることである。

【００１９】その理由は、上記第２の問題でふれた微分
値計算の前にまず被微分関数を求める計算が必要となる
ためである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の文字発生装置
は、従来より線幅補正の容易であった水平垂直線部だけ
でなく、水平垂直線部以外の斜線部及び曲線部からなる
斜曲線部の線幅補正を、法線ベクトル法を用いずに高速
に実現する。

【００２１】より具体的には、本発明の文字発生装置
は、アウトラインフォントデータを用いて文字を任意の
サイズに拡大縮小するサイズ変換手段と、水平垂直線部
と斜曲線部を識別する水平垂直線部・斜曲線部識別手段
と、斜曲線部の始点と終点の２点を検出する斜曲線部始
終点検出手段と、水平垂直線部線幅補正手段と、前述の
２点における水平垂直線部の線幅補正後の位置変化を検
出しこの変化と等価な相似変換式を算出する相似変換式
算出手段と、前述の相似変換式を用いて前記斜曲線部を
相似変換する斜曲線部相似変換手段とを有する。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２３】図１は本発明の文字発生装置の一実施の形
態を示す機能ブロック図、図２は図１の文字発生装置の
水平垂直線部・斜曲線部識別手段１４１の機能と図１の
斜曲線部始終点検出手段１４２の機能を説明するための
図、図３は図１の文字発生装置の水平垂直線部線幅補正
手段１４３の機能と図１の文字発生装置の文字発生装置
の相似変換式算出手段１４４の機能を説明するための
図、図４は図１の文字発生装置の文字発生装置の相似変
換式算出手段１４４の機能を説明するための図、図５は
図１の文字発生装置の斜曲線部相似変換手段１４５の機
能を説明するための図、図６は従来の水平垂直線部の線
幅補正を行う文字発生装置の具体的な一例を示す機能ブ
ロック図である。

【００２４】図１におけるＣＰＵ（中央演算装置）１は
この文字発生装置を制御するとともにプログラムメモリ
３から得た各種のデータ処理手段１１〜１６を実行す
る。アウトラインフォントデータ記憶装置２はアウトラ
インフォントの形状データと索引データと関連データを
記憶する。プログラムメモリ３はデータ処理手段１１〜
１６を格納している。ＲＡＭ４はアウトラインフォント
データを一時的に蓄えたりデータ処理手段１１〜１６の
ワークエリアとして使われる。表示・印刷装置５は出力
手段１６から送られてくるビットマップイメージを画面
表示及び印刷する。

【００２５】データ処理手段１１〜１６は従来技術例の
説明で詳細に述べており、ここでは従来技術の水平垂直
線部線幅補正手段１４３に替わる線幅補正手段１４以外
については説明を省略する。

【００２６】線幅補正手段１４のデータ処理手段１４１
〜１４５について詳述する。

【００２７】水平垂直線部・斜曲線部識別手段１４１に
て水平垂直線部と斜曲線部をそれぞれ識別し、斜曲線部
始終点検出手段１４２にて斜曲線部の始点と終点の２点
を検出し、水平垂直線部線幅補正手段１４３にて水平垂
直線部の線幅を補正し、相似変換式算出手段１４４にて
水平垂直線部線幅補正後の各斜曲線部の始終点の位置変
化からこの変化と等価な相似変換式を算出する。最後に
斜曲線部相似変換手段１４５にて各斜曲線部をそれぞれ
相似変換する。この結果、水平垂直線部線幅補正に対応
した斜曲線部線幅補正を実現できる。

【００２８】次に、水平垂直線部・斜曲線部識別手段１
４１の機能を図２を参照して説明する。

【００２９】ここで、図２は、直線ベクトルと曲線ベク
トルから形成されるアウトラインフォントの具体例を示
した図である。

【００３０】水平垂直線部は直線ベクトルのみから形成
され、斜曲線部は直線ベクトル及び曲線ベクトルから形
成される。

【００３１】水平垂直線部・斜曲線部識別手段１４１は
こうしたアウトラインフォントを形成する多くの直線ベ
クトルと曲線ベクトルを、水平垂直線部を形成する直線
ベクトルとそれ以外に分類する。水平垂直線部を識別す
る方式は公知である。例えば特開平４−２６９５６４号
公報等のペアベクトルを検出する方法がある。本実施の
形態ではこの方式を利用して水平垂直線部を識別し、水
平垂直線部を形成しないベクトルは全て斜曲線部を形成
しているベクトルと見なす。

【００３２】具体例として図２（ａ）〜（ｄ）における
斜曲線部を列挙する。図２（ａ）では弧ａ₁ ａ₂ と弧ａ
₃ ａ₄ 、図２（ｂ）では弧ｂ₂ ｂ₃ と弧ｂ₃ ｂ₄ 、図２
（ｃ）では弧ｃ₅ ｃ₆ と弧ｃ₆ ｃ₇ と弧ｃ₇ ｃ₈ 及び弧
ｃ₈ ｃ₉ 、図２（ｄ）では弧ｄ₅ ｄ₆ と弧ｄ₆ ｄ₇ と弧
ｄ₇ ｄ₈ と弧ｄ₈ ｄ₉ と弧ｄ₉ ｄ₁₀と弧ｄ₁₀ｄ₁₁及び弧
ｄ₁₆ｄ₁₇と弧ｄ₁₇ｄ₁₈が斜曲線部である。

【００３３】さらに、図２を参照して、斜曲線部始終点
検出手段１４２の機能を説明する。

【００３４】斜曲線部始終点検出手段１４２は斜曲線部
が水平垂直線部と接する斜曲線部の始点と終点を検出す
る。検出する方法としては、アウトラインフォントを形
成するベクトルの連続の中で水平垂直線部を形成する直
線ベクトル出現までの斜曲線部を一括して１つの斜曲線
部と考えこの始点と終点の２点を検出する。どちらが始
点か終点かは輪郭線の回り方向によって決まる。斜曲線
部の始終点の具体例を図２（ａ）〜（ｄ）において列挙
する。図２（ａ）では２点ａ₁ ａ₂ と２点ａ₃ａ₄ 、図
２（ｂ）では２点ｂ₂ ｂ₄ 、図２（ｃ）では２点ｃ₅ ｃ
₉ 、図２（ｄ）では２点ｄ₅ ｄ₁₁と２点ｄ₁₆ｄ₁₈が斜曲
線部の始終点である。

【００３５】次に、水平垂直線部線幅補正手段１４３の
機能を図３を参照して説明する。

【００３６】水平垂直線部線幅補正手段１４３はアウト
ラインフォントを形成するうえで重要な水平垂直線部の
線幅を補正し、約６０×６０ドット以下の小さなサイズ
において発生する線幅の不揃いや線間隔のつぶれを防止
する。水平垂直線部の線幅を補正する方法としては、
（１）特開平４−２６９５６４号公報や、（３）特開平
４−３６２６９１号公報や、（４）特開平４−１０４２
９８号公報等の量子化誤差による線幅の不揃いを強制的
にある一定の値に揃える方法がある。

【００３７】水平垂直線部の線幅補正の結果の具体例と
して図３の（ａ）〜（ｄ）における線幅補正例を列挙す
る。

【００３８】図３（ａ）は丸ゴシック体の横線を均等に
細めた補正例、図３（ｂ）は縦線を均等に太めた補正
例、図３（ｃ）は「大」という文字の縦横線を右方向と
上方向に各々太めた補正例、図３（ｄ）は「文」という
文字の縦線だけを均等に細めた線幅補正例である。均等
に補正するか左右・上下どちらか一方に補正するかは線
幅補正方法により様々であるが、本実施の形態では前述
の公知例（１），（３），（４）のどの水平垂直線部の
線幅補正方式にでも使える。しかし、前述の公知例にお
ける水平垂直線部の線幅補正だけでは水平垂直線部と斜
曲線部との接合部に歪みが生じる。具体例として、図３
（ａ）では２点ａ₁ ａ’₁ と２点ａ₂ ａ’₂ と２点ａ₃
ａ’₃ と２点ａ₄ ａ’₄ 、図３（ｂ）では２点ｂ₂ ｂ’
₂ と２点ｂ₄ ｂ’₄ 、図３（ｃ）では２点ｃ₉ ｃ’₉ 、
図３（ｄ）では２点ｄ₅ ｄ’₅ と２点ｄ₁₁ｄ’₁₁及び２
点ｄ₁₆ｄ’₁₆と２点ｄ₁₈ｄ’₁₈のように水平垂直線部の
直線ベクトルの始終点と斜曲線部のベクトルの刺繍点の
不一致がある。この線幅補正された水平垂直線部と斜曲
線部の接合部分の歪みをなくし整合をとることが本実施
形態の１つの目的である。

【００３９】次に、相似変換式算出手段１４４の機能を
図３と図４を参照して説明する。

【００４０】水平垂直線部の線幅補正による斜曲線部と
の歪みをなくすには、例えば図３（ａ）では弧ａ₁ ａ₂
を弧ａ’₁ ａ’₂ にまた弧ａ₃ ａ₄ を弧ａ’₃ ａ’₄ に
相似変換すればよい。この２つの相似変換式は線分ａ₁
ａ₂ を線分ａ’₁ ａ’₂ にまた線分ａ₃ ａ₄ を線分ａ’
₃ ａ’₄ に相似変換する式と同一である。ここで図４
は、ある線分ｐｑを任意の線分ｒｓに相似変換するため
の計算を説明するための図である。ある線分を任意の線
分に相似変換する変換式では、（１）位置の変化は平行
移動で表し、（２）仰角の変化は回転で表し、（３）線
分の長さの変化はスカラー倍率で表現できる。図４にお
いて、線分ｐｑの仰角をα、線分ｒｓの仰角をβとし、
点ｐの座標を（Ｘ_p ，Ｙ_p ）、点ｑの座標を（Ｘ_q ，Ｙ
_q ）、点ｒの座標を（Ｘ_r ，Ｙ_r ）、点ｓの座標を（Ｘ
_s ，Ｙ_s ）とする。まず（１）点ｐを原点ｏに平行移動
し、（２）仰角αが仰角βになるように（β−α）分回
転し、（３）線分の長さ調整のため（線分ｒｓの長さ）
／（線分ｐｑの長さ）分スカラー倍し、（４）点ｐを点
ｒの位置まで平行移動する。この変換行列は以下の式で
表される。

【００４１】

【００４２】上式で（ｘ，ｙ）は相似変換前の斜曲線部
の制御点、（Ｘ，Ｙ）は相似変換後の斜曲線部の制御点
を表す。

【００４３】よって、算出される相似変換式としては、
図３（ａ）では線分ａ₁ ａ₂ を線分ａ’₁ ａ’₂ にまた
線分ａ₃ ａ₄ を線分ａ’₃ ａ’₄ に変換する２つの相似
変換式と、図３（ｂ）では線分ｂ₂ ｂ₄ を線分ｂ’
₂ ｂ’₄ に変換する１つの相似変換式と、図３（ｃ）で
は線分ｃ₅ ｃ₉ を線分ｃ’₅ ｃ’₉ に変換する１つの相
似変換式と、図３（ｄ）では線分ｄ₅ ｄ₁₁を線分ｄ’₅
ｄ’₁₁にまた線分ｄ₁₆ｄ₁₈を線分ｄ’₁₆ｄ’₁₈に変換す
る２つの相似変換式が求まる。

【００４４】次に、斜曲線部相似変換手段１４５の機能
を図５を参照して説明する。

【００４５】ここで、図５は、本発明である斜曲線部の
相似変換によって補正後の水平垂直線部との接合部が滑
らかに繋がった効果を示している。相似変換式算出手段
１４４で求まった相似変換式を図５（ａ）の弧ａ₁ ａ₂
と弧ａ₃ ａ₄ へ適応し、図５（ｂ）の図形ｂ₂ ｂ₃ ｂ₄
へ適応し、図５（ｃ）の図形ｃ₅ ｃ₆ ｃ₇ ｃ₈ へ適応
し、図５（ｄ）の図形ｄ₅ ｄ₆ ｄ₇ ｄ₈ ｄ₉ ｄ₁₁と図形
ｄ₁₆ｄ₁₇ｄ₁₈へ適応すると、線幅補正後の水平垂直線部
と斜曲線部の接合部分を歪みなく滑らかに繋げることが
できる。即ち、図５（ａ）の斜曲線部の弧ａ₁ ａ₂ と弧
ａ₃ ａ₄ の始終点ａ₁ ａ₂ とａ₃ ａ₄ が水平垂直線部の
始終点ａ’₁ ａ’₂ とａ’₃ ａ’₄ と同一位置に、図５
（ｂ）の斜曲線部の図形ｂ₂ ｂ₃ ｂ₄ の始終点ｂ₂ ｂ₄
が水平垂直線部の始終点ｂ’₂ ｂ’₄ と同一位置に、図
５（ｃ）の斜曲線部の図形ｃ₅ ｃ₆ｃ₇ ｃ₈ の始終点ｃ
₅ ｃ₉ が水平垂直線部の始終点ｃ’₅ ｃ’₉ と同一位置
に、図５（ｄ）の斜曲線部の図形ｄ₅ ｄ₆ ｄ₇ ｄ₈ ｄ₉
ｄ₁₁と図形ｄ₁₆ｄ₁₇ｄ₁₈の始終点ｄ₅ ｄ₁₂とｄ₁₆ｄ₁₈が
水平垂直線部の始終点ｄ’₅ ｄ’₁₂とｄ’₁₆ｄ’₁₈と同
一位置になる。

【００４６】また、文字を扁平に拡大縮小したり回転や
斜体やせん断といったアフィン変換を実施した場合も、
単純に上記変換式を求め相似変換すればよい。これに比
べ法線ベクトル法ではアフィン変換後に（１）被微分関
数を計算し、（２）制御点の一点毎に接線の傾きである
１次微分値を求め、（３）一点毎の法線ベクトルの向き
を判定し、（４）各制御点を一点毎の法線ベクトルのＸ
方向とＹ方向へ移動する必要がある。したがって明らか
に、本発明の方が高速に計算処理ができる。

【００４７】

【発明の効果】第１の効果は、従来から線幅補正の難し
かった水平垂直線部以外の斜曲線部の線幅補正手段の提
供ということである。

【００４８】その理由は、水平垂直線部の線幅補正後の
斜曲線部の始終点の変化に対応できる相似変換式を算出
し、この斜曲線部を相似変換することにより歪みなく滑
らかに水平垂直線部と斜曲線部を繋げることができるか
らである。

【００４９】第２の効果は、従来からある法線ベクトル
法に比べ高速な斜曲線部の線幅補正手段を提供できる。

【００５０】その理由は、計算処理量の少なさと計算の
単純さによる。

【００５１】第３の効果は、アフィン変換後も高速な斜
曲線部の線幅補正手段を提供できる。

【００５２】その理由も、計算処理量の少なさと計算の
単純さによる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の文字発生装置の一実施の形態を示す機
能ブロック図である。

【図２】図１の文字発生装置の水平垂直線部・斜曲線部
識別手段１４１の機能と図１の斜曲線部始終点検出手段
１４２の機能を説明するための図である。

【図３】図１の文字発生装置の水平垂直線部線幅補正手
段１４３の機能と図１の文字発生装置の文字発生装置の
相似変換式算出手段１４４の機能を説明するための図で
ある。

【図４】図１の文字発生装置の文字発生装置の相似変換
式算出手段１４４の機能を説明するための図である。

【図５】図１の文字発生装置の斜曲線部相似変換手段１
４５の機能を説明するための図である。

【図６】従来の水平垂直線部の線幅補正を行う文字発生
装置の具体的な一例を示す機能ブロック図である。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２ アウトラインフォントデータ記憶装置 ３ プログラムメモリ ４ ＲＡＭ ５ 表示・印刷装置 １１ パラメータ入力手段 １２ データ読み出し手段 １３ サイズ変更手段 １４ 線幅補正手段 １４１ 水平垂直線部・斜曲線部識別手段 １４２ 斜曲線部始終点検出手段 １４３ 水平垂直線部線幅補正手段 １４４ 相似変換式算出手段 １４５ 斜曲線部相似変換手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０９Ｇ 5/28 Ｇ０６Ｆ 15/72 ３５５Ｕ (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G09G 5/24 G09G 5/26 G09G 5/28 B41J 2/485 G06T 11/20

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アウトラインフォントデータを用いて文
   字を任意のサイズに拡大縮小するサイズ変換手段と、水
   平垂直線部の線幅を任意に太めたり細めたりする水平垂
   直線部の線幅補正手段とを有する文字発生装置におい
   て、従来より線幅補正の容易であった水平垂直線部と水
   平垂直線部以外で線幅補正の難しかった斜線部及び曲線
   部からなる斜曲線部を識別する水平垂直線部・斜曲線部
   識別手段と、前記斜曲線部の始点と終点の２点を検出す
   る斜曲線部始終点検出手段と、前記水平垂直線部の線幅
   を任意に太めたり細めたりする水平垂直線部線幅補正手
   段と、前記２点における水平垂直線部の線幅補正後の位
   置変化を検出しこの変化と等価な相似変換式を算出する
   相似変換式算出手段と、前記相似変換式を用いて前記斜
   曲線部を相似変換する斜曲線部相似変換手段とを有する
   ことを特徴とする文字発生装置。