JP3082491B2 - 文字フォントデータ出力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、文字フォントを、視認
性の高い状態で低解像度のコンピュータディスプレイや
ビデオプリンタ等に出力するものであり、パソコン、ワ
ークステーション等における文字の表示や、階調出力が
可能なビデオプリンタなどへの文字出力等幅広い応用が
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、プリンタやディスプレイなど、デ
ジタル信号を入力として階調出力が可能なものが多くみ
られるようになっている。しかしながら、これらの装置
に対して文字や記号などを出力する装置としては、依然
として２値表現の文字フォントを用いているものがほと
んどである。これらの２値表現の文字フォントを用いる
装置では、文字の斜め線の部分などにぎざぎざが生じ、
良質な文字出力とは言えないものである。

【０００３】これに対して、２値文字フォントに２次元
のローパスフィルタを通したのち、この結果を間引くこ
とにより縮小することで階調付きのフォントとして出力
する方法が特開平１−２７００９４号公報などに開示さ
れている。

【０００４】しかしながら上記のような構成では、より
小さい文字を出力するために、文字フォントの縮小率を
あげて行くと、文字の濃度が薄くコントラストが低くな
り、結果的に視認性が向上しないという課題を有してい
る。

【０００５】例えば、ドット数が２４×２４ドットであ
る２値文字フォントから縦横それぞれ１／２に縮小した
１２×１２ドットの階調付きのフォントを発生する場合
と縦横それぞれ１／３に縮小し８×８ドットの階調付き
のフォントを発生する場合とを例に取って説明する。

【０００６】図５に元データである２４×２４ドットの
２値フォントを示す。まず、縮小率が１／２の場合につ
いて説明する。このとき用いるローパスフィルタとし
て、表１に示すような２×２のマトリックスで表現され
るものを用いる。

【０００７】

【表１】

【０００８】表１に示した２次元ローパスフィルタを通
した後、この結果を縦横それぞれ１／２に間引くこと
で、１２×１２ドットの階調付きフォントを生成する。
この、縮小率が１／２の時の従来の多値フォントの出力
結果を１３図に示す。

【０００９】なお、図１３において、枠内の数字がその
画素の濃度を表しており、数字の無い枠は濃度が０であ
ることを表わす。ここでは、１が最高濃度を表わしてい
る。

【００１０】次に、縮小率が１／３の場合について説明
する。このとき用いるローパスフィルタとして表２に示
すような３×３のマトリックスで表現されるものを用い
る。

【００１１】

【表２】

【００１２】前記表２に示した２次元ローパスフィルタ
を通した後、この結果を縦横それぞれ１／３に間引くこ
とで、８×８ドットの階調付きフォントを生成する。こ
の、縮小率が１／３の時の従来の多値フォントの出力結
果を図１４に示す。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、図１４のデー
タと、１／２の縮小率の場合の出力結果である図１３の
データとを比較すると、図１４のデータでは、ほとんど
の画素が最高濃度の半分にも満たない値になっているこ
とがわかる。すなわち、このようにして生成した階調付
きのフォントをディスプレイ、プリンタなどに出力する
と、非常に濃度の低い文字が出力されることになる。

【００１４】たとえば、１２×１２ドットの階調付きの
フォントと８×８の階調付きのフォントとをディスプレ
イ上に混在した状態で出力したとすると、後者の文字出
力が極端に濃度の低いものとなり、視認性が上がらない
という課題が生じる。

【００１５】また、上記のような構成では、ＣＲＴ等の
出力装置が有する種々の光量変化の非線形要因の補正を
行なっていないため、多値データによる階調情報が人間
の目にとって最も視認性の高い状態で出力されていない
という課題をも有していた。

【００１６】本発明は上記問題点に鑑み、文字フォント
の縮小率などに関わらず濃度低下の無い、視認性の高い
文字フォントを出力する装置を提供することを目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明のフォント出力装置は、２値の画素値を持
つフォントを前記第1のフォントより小さい画素数から
なる多値の画素値を持つフォントに変換するフォント出
力装置において、所定の領域の所定の画素数の2値フォ
ントデータを生成する2値フォントデータ生成手段と、
前記2値フォントデータの特定の領域の2値データの値を
加重平均して中央の画素の値とし、多値の画素値を持つ
1個の画素を生成することで、前記2値フォントデータよ
り縮小された多値フォントデータを生成する空間演算手
段と、前記多値データ群に1以上のゲインを掛けること
で多値フォントデータを出力する階調補正手段と、前記
階調補正手段の入出力特性を設定する階調特性設定手段
と、を備えることを特徴とする。

【００１８】

【００１９】

【作用】本発明は上記第１の特徴により、文字フォント
の縮小率が大きくなったときなどに生じる文字フォント
の濃度低下を補正する変換を行うことにより、濃度低下
の無い状態の文字フォントを出力可能とする。

【００２０】

【００２１】

【実施例】本発明の第１の実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００２２】なお、本実施例を説明するに当って、２４
×２４ドットの２値のフォントを元データとして用い、
これらを１／２、１／３、１／４に縮小して出力するこ
とが可能なフォント出力装置において、１／３の縮小を
行って８×８ドットの階調付きフォントを発生する場合
を例にとって説明する。

【００２３】図１は本発明の実施例である文字フォント
出力装置の構成を示すブロック図である。１は複数の２
４×２４ドットの２値文字フォントデータを格納するフ
ォントＲＯＭである第１のデータメモリ、２は縮小した
多値文字フォントデータを格納するコンピュータのビデ
オラムである第２の画像メモリであり、１画素当りのビ
ット数が８ビットであり、２５６階調の階調出力が可能
なものである。また、３は２次元ローパスフィルタの演
算を行なう空間演算手段、４は空間演算手段３の出力す
る多値データ群にゲインを掛ける階調補正手段、５はγ
補正手段、６は第１のデータメモリの読み出しアドレス
を与える第１のアドレス手段、７は第２のデータメモリ
の書き込みアドレスを与える第２のアドレス手段、８は
階調特性の調査結果を格納するＲＡＭテーブルであり、
１６ビット長のテーブル１６個で構成される。また、１
０は階調補正手段４に設定すべき階調特性を調査し、こ
れを階調補正手段４に設定する動作や、装置全体の動作
を制御するマイクロコンピュータである。

【００２４】図２は、２４×２４ドットのフォントを縮
小し、８×８画素の多値のフォントを生成する処理の概
念を示す説明図である。１つのキャラクタに対応するフ
ォントデータは、第１のデータメモリ１上の２４×２４
ビットの領域で表され、１つのビットが１つの画素を表
現する。この２４×２４ドットで表される文字フォント
領域内の座標（Ｘｎ，Ｙｍ）から始まる３×３の大きさ
の領域で表される９ビットのデータに対して空間演算手
段３による演算を行い１個の多値データを得た後、階調
補正手段４およびγ補正手段５の処理を施した結果を第
２の画像メモリ２の座標（ｎ，ｍ）に格納する処理をｎ
＝０〜７、ｍ＝０〜７の６４個の領域について繰り返し
て行うことで、８×８画素の文字フォントの出力を行う
ものである。ここで縮小率を１／３としているので、Ｘ
ｎ＝３×ｎ、Ｙｍ＝３×ｍとなる。

【００２５】次に、本発明の実施例についてその動作を
図を用いて説明する。ここで、本実施例は（１）出力す
べき文字情報から、最適な階調特性の補正を行うための
階調特性を決定するステップ（以下、階調特性調査決定
ステップと言う）、（２）前記ステップで決定した階調
特性に基づいた補正を行うことで多値フォントデータを
第２のデータメモリに出力するステップ（以下、フォン
ト出力ステップと言う）の２つの動作を行う。

【００２６】以下、各ステップに分けて本実施例の動作
を説明する。 （ステップ１）階調特性調査決定ステップ まず、第２のデータメモリに最終的に出力する全ての文
字に対して、これらの文字を１／３に縮小して出力した
場合を仮定して得られる多値データの階調特性について
調査を行う。

【００２７】以下、図５に示す文字に対して調査を行う
場合を例にとってステップ１の動作を説明する。

【００２８】まず、動作開始するとマイクロコンピュー
タ１０は、係数設定手段３１に縮小率に応じた空間演算
係数を設定する。ここで空間演算手段３の詳細について
説明する。図３は空間演算手段３の詳細図である。図３
において、第１の画像メモリから３×３画素の情報に相
当する９ビットの画像情報ａ０〜ａ８がビット判定手段
３０に送られる。

【００２９】ここで、ａ９〜ａ１５は０が送られるが、
これらの信号線は縮小率が１／４の場合に用いられるも
のであり、縮小率が１／４の時はａ０〜ａ１５の１６ビ
ットの画像データが送られる。なお、縮小率が１／２の
場合はａ０〜ａ３の４ビットのみが用いられ、ほかのビ
ットには０が送られる。

【００３０】ビット判定手段３０は、１６個のＡＮＤゲ
ート３００〜３１５で構成されており、係数設定手段３
１は１６ビットのラッチで構成されている。ＡＮＤゲー
ト３００〜３１５は係数設定手段３１が出力する１ビッ
トの係数情報であるｂ０〜ｂ１５の１６個に対する画素
情報ａの各ビットに対してビット判定を行い、その結果
の出力であるｃ０〜ｃ１５の１５個のビットに対して係
数加算手段３２により加算を行う。例えば、画像情報ａ
０が１の時は対応する係数情報ｂ０がそのままｃ０とし
て係数加算手段３２に送られ、ａ０が０の時はｃ０とし
て０が係数加算手段３２に送られる動作をする。

【００３１】なお、ここでマイクロコンピュータ１０が
係数設定手段３１に設定する空間演算係数としては表２
に示すローパスフィルタの係数を用いる。ここでは、ｂ
０〜ｂ８のビットを１として、ｂ９〜ｂ１５のビットを
０とする。ここで、多値データｄの値が最低濃度を０、
最高濃度を９として取り扱うことで各画素の係数を１ビ
ットで表現できる。

【００３２】なお、表２にしめすような係数は、画像デ
ータを１／３に縮小する際に一般的に用いられる、平均
値による２次元のローパスフィルタであり、９個の係数
で表されるものである。

【００３３】一般的に、縮小率が１／Ｎの場合、平均値
による２次元のローパスフィルタは、Ｎ×Ｎ個の係数で
表され、これらの係数のそれぞれが１／Ｎの値を持つも
のであり、簡単に算出できるため広く用いられているも
のである。

【００３４】ここで、ａ０〜ａ８、ｂ０〜ｂ８のそれぞ
れをビット判定してその結果ｃ０〜ｃ８が出力され、ｃ
９〜ｃ１５は０が常に出力されるので、以上のことから
明らかなように係数加算手段３２の出力する多値データ
は０〜９の１０個の整数値のどれかに含まれることがわ
かる。

【００３５】次にマイクロコンピュータ１０は第１のア
ドレス手段６に対して、これから調査を行うキャラクタ
コードのフォントデータの処理領域を指定する座標デー
タ（ｎ、ｍ）を出力する。ここで、第１のアドレス手段
５が出力する第１の画像メモリ１上のアドレス（Ｘｎ、
Ｙｍ）はＸｎ＝３×ｎ、Ｙｍ＝３×ｍである。このと
き、第１の画像メモリ１からは（Ｘｎ、Ｙｍ）から（Ｘ
ｎ＋２、Ｙｍ＋２）の範囲の９ビットの画像情報ａが読
み出され、ａ０〜ａ８に出力されることで空間演算手段
３に送られ、空間演算手段３が先に説明した動作を行う
ことで１個の多値データｄを出力する。ここで得られた
多値データｄをマイクロコンピュータ１０は信号線Ｄ０
から読み取り、ＲＡＭテーブル８のｄでインデックスさ
れるテーブルの値に１を加算する。

【００３６】なお、ＲＡＭテーブル８は１６個のエント
リを持つものであり、使用するテーブルのエントリ数
は、縮小率を１／Ｎとすると、（Ｎ×Ｎ）＋１で表さ
れ、本実施例では９ビットデータａを処理した結果得ら
れるｄの取り得る値の個数に相当する。この場合縮小率
が１／３であり、多値データｄの取り得る値は｛０，
１，２，３，４，５，６，７，８，９｝の１０個とな
り、それぞれのテーブルは多値データｄの値によりイン
デックスされ、多値データｄの出現度数を表すものであ
る。

【００３７】この動作を（ｎ、ｍ）＝（０、０）、
（１、０）とｎを１づつ増加させて順に行い、ｎの値が
８になったときに１ライン分の処理が終了するので、ｎ
の値を０に再設定し、ｍの値に１を加え、次のラインの
処理を行う。この処理を８ライン分繰り返すことで６４
個の多値データｄを順に得て、ＲＡＭテーブルには多値
データｄのそれぞれの値に関する出現度数が格納され
る。図５に示した文字を処理して得られた度数の結果を
表３に示す。

【００３８】以上説明した動作を、第２のデータメモリ
に最終的に出力する全ての文字に対して繰り返して行う
ことで、出力すべき文字情報の階調特性が得られる。

【００３９】出力する予定の全ての文字に対する調査が
終了した後、次にマイクロコンピュータ１０によりＲＡ
Ｍテーブル８に格納された度数情報から、階調補正手段
４に設定する階調補正特性を決定する動作を行う。

【００４０】ここで、図５に示す文字を１／３に縮小し
て得られる多値データを用いて階調補正特性を決定する
方法を説明する。

【００４１】図５に示す文字を１／３に縮小して得られ
る多値データは図１４に示したものと同様のデータとな
り、ほとんどの画素が最高濃度の半分にも満たない値に
なる。図１４のデータの内で、濃度が０でない画素の度
数分布を図６に示す。図６において、横軸は各画素の濃
度、縦軸は各濃度の画素の数を表わしており、濃度の値
は最高濃度が１．０となるように正規化して表現してい
る。

【００４２】図６において、最も濃度の低いデータｄｍ
ｉｎ＝０．１１、最も濃度の高いデータｄｍａｘ＝０．
８８である。階調補正手段４はこれらのデータの分布か
らゲインを決定する。図７は、図６のデータの累積度数
分布を表わす図である。ここで、ｄｍｉｎからの累積度
数Ｎ２を数え、白画素でない画素の数をＮ１とすると、 Ｎ２＞Ｔｈ×Ｎ１ となるときの濃度ｄ’を求める。ここで、Ｔｈは０．０
＜Ｔｈ＜１．０の範囲内の定数である。ここでＴｈの値
を０に近い値に設定すると得られるフォントデータがよ
り濃く出力される特性となるが、小さくしすぎると文字
が黒く潰れた状態になる過補正状態となってしまう。逆
にＴｈの値として１．０を設定すると、フォントデータ
のダイナミックレンジと出力装置とが一致する状態にな
るが、多値フォントデータの最大濃度を持つ点の度数が
小さいと文字全体としては充分に濃度が出ていない状態
となることが考えられる。

【００４３】よって、Ｔｈの値としては通常は０．５以
上の値に設定し、好ましくは０．７〜０．９の範囲に設
定するのがよい。本実施例ではＴｈ＝０．８５を用いて
いる。

【００４４】次に、マイクロコンピュータ１０がｄ’を
求める時の動作を示すフローチャートを図４に示す。

【００４５】動作開始すると、ステップＳ０においてカ
ウンタ変数ｉに１を代入し、累積度数を表す変数ｓに０
を代入する。次にステップＳ２において変数ｓにｉ番目
のテーブルに格納されている値を加え、ステップＳ３に
おいて変数ｓの値をｉ番目のテーブルに再び格納する。
次にステップＳ４においてｉの値に１を加え、ステップ
Ｓ５においてｉが１０に等しいかどうかを判定する。判
定結果が偽であったときはステップＳ２以降の動作を繰
り返し、判定結果が真であったときはステップＳ６以降
の処理に進む。ステップＳ６においてカウンタ変数ｉを
再び１に初期化し、ステップＳ７において９番目のテー
ブル（白画素でない画素の数を表す）の値を変数Ｎ１に
代入する。次にステップＳ８においてｉ番目のテーブル
の値が０．８５×Ｎ１より大きいかどうかを判定する。
判定結果が偽であったならばステップＳ９に進み、ステ
ップＳ９において変数ｉに１を加えてステップＳ８の動
作に戻る。判定結果が真であったならば、ステップＳ１
０でｉをｄ’に代入して動作を終了する。

【００４６】本実施例で図５に示した文字に対して上記
の計算を行った結果得られるｄ’の値は６となる。な
お、ここで得られたｄ’の値を最大濃度値９で正規化し
て濃度の値域を０．０〜１．０で表現すると６／９＝
０．６６となる。

【００４７】次にマイクロコンピュータ１０はこのよう
にして求められた濃度ｄ’の逆数をゲインとする階調補
正特性データを計算する。ここで得られる階調補正特性
を図８に示す。ここで（０、０）〜（ｄ’／９、１）の
間を結ぶ直線の傾きがゲインに相当するものであり、濃
度ｄ’の逆数に等しい。図７では、横軸が入力データｄ
を表し、縦軸が出力データｅを表しており、それぞれの
軸の値域を０．０から１．０の値として正規化したグラ
フで表している。

【００４８】この特性は、入力データｄの値がｄ’以上
のものは全て最大濃度のデータとして出力することを表
しており、出力装置のダイナミックレンジを最大限利用
することで文字フォントの濃度低下を防ぎ、視認性を向
上させる効果がある。

【００４９】なお、実際にマイクロコンピュータ１０が
階調補正手段４に設定するデータは、横軸の値域が０か
ら９までの整数であり、縦軸は０から２５５までの８ビ
ットの出力であるため、８ビットの特性データのエント
リを１０個設定することになる。マイクロコンピュータ
１０はこれらのデータを、ＲＡＭテーブルで構成する階
調補正手段４に設定することでステップ１の動作を終了
する。 （ステップ２）フォント出力ステップ 出力すべき文字情報から最適な階調特性の補正を行うた
めの階調特性を決定し、これを階調補正手段４に設定が
完了したので、次に多値フォントデータを第２のデータ
メモリに出力する動作を行う。

【００５０】以下、このフォント出力ステップの動作を
図５に示した文字を出力する場合を例にとって説明す
る。

【００５１】マイクロコンピュータ１０が第２の画像メ
モリ２上の座標（ｎ、ｍ）を出力しているとき、第１の
アドレス手段６に対して、図５に示す文字のキャラクタ
コードのフォントデータの処理領域を指定する座標デー
タ（ｎ、ｍ）を出力することで、第１の画像メモリ１か
らは（Ｘｎ、Ｙｍ）から（Ｘｎ＋２、Ｙｍ＋２）の範囲
の９ビットの画像情報ａが読み出され、ａ０〜ａ８に出
力されて空間演算手段３に送られる。空間演算手段３は
（ステップ１）において説明した動作を行うことで１個
の多値データｄを出力する。

【００５２】ここで得られた多値データｄは信号線Ｄ１
を通って階調補正手段４に出力され、次に、階調補正手
段４は多値データｄの階調補正した結果の多値データｅ
（８ビット）をγ補正手段５に出力する。γ補正手段５
により補正された多値データｃは第２のアドレス手段６
が示す第２のデータメモリ２上のアドレス（ｎ，ｍ）に
格納される。

【００５３】更に、ｎを１、Ｘｎを３だけ進めて同様の
動作を繰り返し行ない１ラインの処理を完了する。１ラ
インの処理が終了したら、ｎ、Ｘｎを０に戻し、ｍを
１、Ｙｍを３だけ進めて次ラインの処理を行なう。

【００５４】以上の動作を１文字分のすべての２値文字
フォントデータに対して繰り返すことにより本発明の多
値化処理を行ない、第２のデータメモリ２に格納された
処理結果を外部のＣＲＴディスプレイなどの出力装置に
出力する。

【００５５】ここで、階調補正手段の効果について説明
する。第１のデータメモリ１に格納されている図５の２
値フォントデータから得られる多値データ出力ｄは図１
４と同様のものとなる。なお、図１４に示す多値データ
ｄは最大値が１．０となるように正規化して表現してい
る。

【００５６】これを階調補正手段４によって補正した出
力結果ｅを図９に示す。なお、比較を簡単にするために
図９のデータは最大値が１．０となるように正規化して
表現している。図９から明らかなように多値データの値
が最大濃度を含むものとなっており、出力装置のダイナ
ミックレンジを最大限利用した出力が実現可能なことが
わかる。

【００５７】また、このような階調補正手段４による階
調補正は、元の２値文字フォントの線幅を広げることと
ほぼ等価な効果を得るものであり、縮小率に応じて２値
文字フォントの線幅を広げる処理よりもはるかに簡単に
実現可能である。

【００５８】次に、γ補正手段５について説明する。γ
補正手段５は、本発明の装置の出力をＣＲＴ等の最終の
表示装置に表示したとき、その出力光量が空間演算手段
３により演算された多値データのレベルに比例すること
を主目的としたものであり、ＣＲＴやビデオプリンタ固
有のγ特性、ＣＲＴの輝度やコントラストの調整状態、
ＣＲＴのビームやプリンタのドット広がりによるドット
ゲイン、その他画像が目に入るまでの光量変化に対する
種々の非線形要因を補正し、階調により保存される情報
量を有効に活用し視認性を高めるものである。

【００５９】γ補正手段５はＲＯＭテーブルで構成され
ており、４種類のγ特性を格納してあり、マイクロコン
ピュータ１０によりこれらのγ特性の内の一つを選択し
て利用するものである。γ補正手段５の代表的な特性例
を図１０に示す。特性（イ）は、理想的な状態のＣＲＴ
に対応したもので、ＣＲＴの２．２乗特性を補正するた
めの０．４５乗のγ特性を与えている。特性（ロ）は、
通常コントラストを上げて使用されている様なＣＲＴで
白レベルが飽和し階調性が損なわれているものに対する
特性である。特性（ハ）は、通常輝度を上げて黒レベル
が浮いた状態または外光がディスプレイ表面で反射し同
じく黒レベルが浮いた状態で使用されている様なＣＲＴ
で効果を得る特性である。特性（ニ）は、フレーム間引
きで階調表現を実現している液晶ディスプレイのように
比較的リニアな特性を持つディスプレイおよびリニアな
データを別の装置に提供する場合に使用する特性であ
る。

【００６０】なお、階調補正手段４が出力するデータｅ
は８ビットであり、γ補正手段５の出力するデータｆも
８ビットであるので、γ補正手段５は２５６個の８ビッ
トのエントリを持つテーブルを４個有するものである。

【００６１】以上説明したとおり、本実施例では、２値
文字フォントデータの縮小率が大きい場合でも濃度低下
の無い状態の文字フォント出力することができるもので
あることに加え、出力する予定の複数の文字に対して階
調特性を予め調査した結果から得られた補正を行うた
め、最も視認性の高い状態のフォント出力が可能であ
る。

【００６２】また、多値フォントデータによる階調情報
に対して出力装置の特性に合った補正が施されるため、
人間の目にとって最も視認性の高い状態で利用可能とす
ることができる。

【００６３】なお、本実施例では縮小率が１／３の場合
を例にとって説明したが、本実施例の構成を用いて１／
２あるいは１／４の縮小を同様に行うことも可能であ
る。例えば縮小率を１／４とする場合は、第１のデータ
メモリ１が出力する信号ａとして４×４画素の領域に相
当する１６ビットデータを出力し、係数設定手段３１の
出力信号ｂ０〜ｂ１５に１を出力するように設定し、Ｒ
ＡＭテーブル８に１７個のテーブルを設定して係数を決
定し、入力が１７個のエントリを持つ階調補正テーブル
を階調補正手段４に設定すれば１／４の縮小を行うこと
が可能となることなどが容易に類推できる。

【００６４】次に本発明の第２の実施例について図面を
参照しながら説明する。図１１は本発明の第２の実施例
のフォント出力装置の構成を示すブロック図である。な
お、第２の実施例は第１の実施例と基本的に同様の構成
であり、第１の実施例と異なるのは、ＲＡＭテーブル８
を備えていないことと、階調補正手段４の構成および階
調補正手段４の補正特性の選択方法が異なっていること
と、第１の画像メモリ１に複数書体のフォントデータと
ともに各書体に対して複数のゲイン情報をＲＯＭとして
保持している点である。

【００６５】また、第１の実施例ではその動作として
（ステップ１：階調特性調査決定ステップ）と（ステッ
プ２：フォント出力ステップ）の２つのステップを必要
としたが、本実施例では第１の画像メモリ１に格納され
ているゲイン情報を読み出すことで階調補正手段４の特
性を選択し、（ステップ２：フォント出力ステップ）と
同様の動作を行う。

【００６６】その他の構成要素およびその動作もほぼ同
様であるため詳細な説明を省略し、以下階調補正手段４
の階調特性の選択方法について詳しく説明する。

【００６７】本発明の第２の実施例の階調補正手段４
は、２値の文字フォントの書体と縮小率に応じて階調補
正特性を選択するものである。

【００６８】本実施例の階調補正手段４はゲイン値によ
る階調補正特性を保持するＲＯＭテーブルで構成され、
マイクロコンピュータ１０が、階調補正手段４に設定さ
れている階調補正特性を、文字フォントの書体と縮小率
に応じて選択するものである。

【００６９】図９は本実施例におけるゲインの決定方法
を説明する図である。図９において、横軸は縮小率、縦
軸はゲインであり、特性Ａは明朝体のフォントの場合の
特性、特性Ｂはゴシック体フォントの場合の特性であ
る。まず、元の２値フォントデータが明朝体である場合
について説明する。図９に示すとおり、濃度低下がさほ
ど問題とならない縮小率が１／１（等倍出力）、１／２
の時はゲインは１である。以下、縮小率が１／３、１／
４と上がるにつれゲインの値も１．５、１．７と大きい
ものを選択することにより、縮小率が大きいときの濃度
低下をなくすことができる。

【００７０】また、元の２値フォントデータがゴシック
体である場合は、特性Ｂを選択する。これは、明朝体よ
りもゴシック体のフォントの方が、文字を構成する線幅
が太いため、同じ縮小率で明朝体を出力する時に比べ
て、濃度低下が少なくなるためである。このように文字
フォントの書体によって濃度補正特性のゲインを選択す
ることにより、異なった書体の文字を同時に出力したと
きに、書体によって出力濃度が異なり視認性が悪化する
ことをなくすことが可能である。

【００７１】なお、これらのデータは、予めそれぞれの
フォントのすべての文字について、それぞれの縮小率の
場合の出力濃度を調査してゲインを算出して決定してお
り、第１の画像メモリ１にフォントデータとともに格納
している。

【００７２】本実施例の装置構成では、縮小率として１
／２，１／３，１／４の３種類の縮小率の縮小を行うも
のであるため、図９の黒い丸印で示された５個のゲイン
値Ｇ０〜Ｇ４に対応する階調補正をおこなえばよい。第
１の画像メモリ１には２つの書体のフォントデータとと
もに各縮小率の際に選択すべきゲイン値の番号が格納さ
れている。ゲイン値は５通りであるため、３ビットで表
現され、縮小率が３通りあるため、１書体当り９ビット
の情報をＲＯＭで構成される第１の画像メモリ１に格納
してある。また、階調補正手段４はＧ０〜Ｇ４のゲイン
に相当する５種類の階調補正特性を備えたＲＯＭテーブ
ルであり、マイクロコンピュータ１０がゲイン値の番号
（０〜４）を表す３ビットの信号ｇを入力することでそ
のテーブルを切り替えるものである。

【００７３】以上説明した構成により、文字の縮小率お
よび書体に応じたゲインを選択することにより、縮小率
が大きいときの濃度低下をなくすことができ、同時に異
なった書体を用いたときの出力濃度の違いをなくすこと
ができる。

【００７４】また、第１の実施例では空間演算手段３の
出力データ群を調査し、その結果からゲインを決定して
いたので、高い精度の濃度低下の補正が可能であった。
これに対し、本実施例では文字の縮小率および書体によ
ってテーブルを参照することよってゲインが決定できる
ため、処理速度の向上および装置構成の簡略化が可能と
なる。

【００７５】なお、これらの実施例では縮小率は説明を
簡単にするため１／３の場合について説明したが、フィ
ルタの係数を細かく設定し、データの補間を組み合わせ
ることにより、縮小率を連続に可変出来ることは言うま
でもない。

【００７６】また、これらの実施例では、従来例と本実
施例との差異を明確にするため、空間演算手段３の演算
係数として、平均値をそのままフィルタとして用いる場
合を例に取って説明したが、演算サイズとしてより広い
範囲を用いて、これに対応するフィルタを用いてもよ
い。このようにより大きいサイズのフィルタを用いるこ
とで帯域制限特性のさらに優れたローパスフィルタが実
現可能であり、さらに視認性に優れた文字フォント出力
を得ることが可能である。なお、このようなフィルタで
は、フィルタのそれぞれの係数が異なった値を持つもの
が一般的である。本実施例では係数設定手段が出力する
係数データｂ０〜ｂ１５はそれぞれが１ビットの信号で
表現できたが、係数が異なるフィルタを利用する場合に
はこれらの信号線のそれぞれを例えば８ビットとし、ビ
ット判定手段３０の各画素に対応するＡＮＤゲートをそ
れぞれ８個設けて１ビットの信号ａとの論理積をｂの各
８ビットに対して行って８ビットの信号ｃとして出力
し、係数加算手段３２の入力ｃ０〜ｃ１５のそれぞれも
８ビットで構成するようにするなど、装置構成を拡張す
ることで実現できる。

【００７７】また、γ補正手段５はＲＯＭテーブルを用
いて構成したがＲＡＭテーブルを用いてマイクロコンピ
ュータ１０により各種特性の曲線を設定するようにする
こともできる。また、関数近似等で直接ハードウエアで
構成することも可能である。

【００７８】また、２４×２４ドットの２値フォントデ
ータを用いたがこれに限定されるものではない。さらに
は複数のドットサイズのフォントをいくつか備えてもよ
い。

【００７９】また、２値フォントデータはフォントＲＯ
Ｍに格納されているとしたが、第１のデータメモリをＲ
ＡＭで構成し、前記ＲＡＭに２値フォントデータを展開
するベクトルフォント発生手段などを設けてもよい。

【００８０】ベクトルフォントを利用する場合は、あら
かじめＲＡＭに展開するフォントのサイズをより大きい
ものとして、それに応じて縮小率を小さく設定すること
でより優れた階調性をもつ多値フォントデータを得るこ
とができるという利点がある。

【００８１】例えば、本実施例では２４×２４ドットの
２値フォントデータを用いてこれを１／３に縮小して８
×８画素の多値フォントデータを得た場合を例にとって
説明したが、その結果階調数（レベル数）としては１０
段階の多値データ（信号ｄで考えたときに０〜９）を得
た。これに対して、例えばベクトルフォント発生手段に
より４８×４８ドットの２値フォントデータを発生しこ
れを１／６に縮小して８×８画素の多値フォントデータ
を得る場合を考えてみると階調数（レベル数）として６
×６＋１＝３７（０〜３６）段階の多値データを得るこ
とが出来る。このことからも、ベクトルフォント発生手
段と本発明とを組みあわせることで、より滑らかな階調
性を持つ多値フォントデータを得ることができることが
わかるが、これは、元の２値画像の情報量が多いため、
おなじサイズに縮小したときにその結果として階調情報
がより多く得られると説明できる。

【００８２】このことから、最終的に出力するフォント
の大きさと出力装置の表現可能な階調数からベクトルフ
ォント発生手段によって発生すべき２値フォントデータ
の画素サイズを決定することができる。ここで１例をあ
げて説明するが、説明を簡単にするために、γ特性がリ
ニアな液晶ディスプレイで１６階調を出力可能な装置を
考える。ここで最終的に８×８画素のフォントデータを
１６階調で出力したい場合を考えると、１６レベルの多
値画像データを得るためには１６の平方根に相当する４
の逆数の１／４の縮小率となる処理を行えばよいから、
２値フォントデータとしては３２×３２画素の大きさの
ものがあれば十分であることになる。

【００８３】ここで説明した例は、γ特性がリニアな場
合であったため、γ補正手段５によるγ補正によってビ
ット精度が確保されないということが無かったが、実際
にはγ補正手段５で行う補正によるビット落ちを考慮す
る必要がある。このため、最終出力が１６レベル必要と
されるには階調補正手段５の入力データの階調数として
１６レベル以上が必要とされる。すなわち３２×３２画
素以上の大きさの２値フォントデータを生成すればよ
い。実際にどれだけのγ補正手段５の入力データとして
階調数が必要となるかはγ補正手段５のγ補正特性によ
る。

【００８４】また、多値文字フォントデータを多値の画
像メモリ上に格納しているが、実質等価な働きをする外
部記憶装置等に直接出力してもよい。

【００８５】また、出力装置はＣＲＴだけでなく、記録
紙にインクを付着させることで多値記録を行なうことで
画像を可視化するビデオプリンタ等でもよい。

【００８６】

【発明の効果】本発明によれば、文字フォントの縮小率
が大きくなったときなどに生じる文字フォントの濃度低
下を補正する変換を行うことにより、濃度低下の無い状
態の文字フォントを出力することを可能とする。

【００８７】また、階調補正手段の出力する多値データ
を出力装置の特性に応じて階調特性を変換するγ補正手
段を備えることにより、ＣＲＴ等の出力装置が有する種
々の光量変化の非線形要因を補正し、多値の文字フォン
トデータのレベルに比例させることで、多値フォントデ
ータによる階調情報が人間の目にとって最も視認性の高
い状態で利用することを可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第１の実施例のフォント出力装
置の構成を示すブロック図

【図２】同実施例の処理の概念を示す説明図

【図３】空間演算手段の詳細図

【図４】マイクロコンピュータ１０が階調補正特性デー
タｄ’を求めるときの動作を示すフローチャート

【図５】２４×２４ドットの２値フォントデータの例を
示す図

【図６】空間演算手段３の出力する濃度が０でない画素
の度数分布を示す図

【図７】画素の累積度数分布を示す図

【図８】階調補正手段４の階調補正特性を示す図

【図９】階調補正手段４により出力された多値データ群
ｅの例を示す図

【図１０】γ補正手段５の代表的な特性例を示す図

【図１１】第２の実施例のフォント出力装置の構成を示
すブロック図

【図１２】第２の実施例におけるゲインの決定法を説明
する特性図

【図１３】縮小率が１／２の時の従来の多値フォントの
出力結果を示す図

【図１４】縮小率が１／３の時の従来の多値フォントの
出力結果を示す図

【符号の説明】

１ 第１のデータメモリ ２ 第２のデータメモリ ３ 空間演算手段 ４ 階調補正手段 ５ γ補正手段 ６ 第１のアドレス手段 ７ 第２のアドレス手段 ８ ＲＡＭテーブル １０ マイクロコンピュータ ３０ ビット判定手段 ３１ 係数設定手段 ３２ 係数加算手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 7/03 7/035 (56)参考文献 特開 平３−259193（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−243370（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−270094（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−184687（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−77088（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09G 5/26 G06F 3/153 G06T 5/00 G06T 11/20 H04N 7/025 H04N 7/03 H04N 7/035

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２値の画素値を持つフォントを前記第１
   のフォントより小さい画素数からなる多値の画素値を持
   つフォントに変換するフォント出力装置において、 所定の領域の所定の画素数の２値フォントデータを生成
   する２値フォントデータ生成手段と、 前記２値フォントデータの特定の領域の２値データの値
   を加重平均して中央の画素の値とし、多値の画素値を持
   つ１個の画素を生成することで、前記２値フォントデー
   タより縮小された多値フォントデータを生成する 空間演
   算手段と、 前記多値データ群に１以上のゲインを掛けることで多値
   フォントデータを出力する階調補正手段と、前記階調補
   正手段の入出力特性を設定する階調特性設定手段と、 を備えたフォント出力装置。
2. 【請求項２】 階調補正手段により掛けるゲイン値を、
   空間演算手段の出力する多値データの最大値の逆数以上
   の値に設定する請求項１記載のフォント出力装置。
3. 【請求項３】 階調補正手段の出力する多値データを出
   力装置の特性に応じて階調特性を変換するγ補正手段を
   備えたことを特徴とする請求項１記載のフォント出力装
   置。
4. 【請求項４】 階調補正手段は複数の入出力特性を具備
   したＲＯＭテーブルから構成され、階調特性設定手段は
   前記入出力特性を選択するものである請求項1または請
   求項2記載のフォント出力装置。
5. 【請求項５】 階調特性設定手段は、フォントセットに
   含まれるすべての文字について空間演算手段の出力する
   多値データ群の値の分布を調査した結果に応じた入出力
   特性を選択することを特徴とする請求項2記載のフォン
   ト出力装置。
6. 【請求項６】 階調特性設定手段は2値フォントデータ
   の書体に応じて入出力特性を選択する請求項4記載のフ
   ォント出力装置。
7. 【請求項７】 ２値フォントデータはベクトルフォント
   発生手段により生成され るものである請求項１及び請求
   項２記載のフォント出力装置。
8. 【請求項８】 最終的に出力されるフォントの大きさが
   ｎ×ｎ画素であり、出力されるフォントデータの階調数
   がｋ階調であり、ｋの平方根をｋｋとすると、ベクトル
   フォント発生手段は（ｋｋ×ｎ）×（ｋｋ×ｎ）画素以
   上の大きさの2値フォントデータを発生する請求項７記
   載のフォント出力装置。
9. 【請求項９】 ２値フォントデータとともに少なくとも
   １つ以上の階調補正特性情報をＲＯＭに格納しており、
   階調特性設定手段は前記階調補正特性情報から階調補正
   手段の特性を設定する請求項４記載のフォント出力装
   置。