JP3439697B2 - 文字表示制御装置およびビットマップフォントの作成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明はビットマップフォン
トをディスプレイに表示する文字表示制御装置に関し、
具体的には、限られたドット数で表現されたビットマッ
プフォントを高精細に表示出力するための文字表示制御
装置に関する。また、その文字表示制御装置にて処理さ
れるビットマップフォントの作成方法にも関する。 【０００２】 【従来の技術】３原色の各色の階調を表現した所定ビッ
ト数のカラーデータをビデオＲＡＭ（ビデオＲＡＭ）の
各ピクセルに書き込むことでカラー画像をディスプレイ
に表示するシステムにおいて、ディスプレイ画面に表示
されているビデオ再生映像などを背景として適宜な文字
をスーパーインポーズ表示するための文字表示制御装置
がある。この文字表示制御装置は、Ｍ×Ｎドットの各ド
ットに表示／非表示の２値を対応づけしたビットマップ
フォントを格納した適宜な記憶部（フォントメモリ）を
備え、指定の文字コードに該当するビットマップフォン
トをフォントメモリより読み出すプロセスと、指定の表
示色に該当するカラーデータをビットマップフォントに
おいて表示値が存在するドットに対応づけするプロセス
と、このカラーデータをビデオＲＡＭの指定位置に格納
するプロセスとによって、ディスプレイ画面の所定位置
に指定の表示色に着色された文字画像を表示出力する。 【０００３】なお、上述の文字表示制御装置のよく知ら
れた適用例としてはカラオケ装置がある。カラオケ装置
は、カラオケ伴奏音楽の進行に同期した歌詞文字列をデ
ィスプレイ画面にビデオ再生されているムード映像にス
ーパーインポーズする。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ディスプレイに表示す
る文字は高精細であるほどその文字を認識しやすく、見
栄えもよい。従来の文字表示制御装置によって表示され
るビットマップフォントはＭ×Ｎドットで表現されるの
で、Ｍ、Ｎの数値を大きくするほど高精細になる。しか
し、Ｍ、Ｎの数値を大きくすると、ディスプレイ画面に
表示できる文字数が限られてしまう。そのため、文字表
示による情報提示の役割が果たせなくなる。 【０００５】例えば、カラオケ装置では４８×４８ドッ
トのビットマップフォントがよく使用される。これは、
ＮＴＳＣ規格のディスプレイが約４８０ラインの有効走
査線数を有しており、このディスプレイに歌詞文字列を
歌唱しやすいような文節毎に区切って表示すると大体こ
のドット数になる。しかし、４８×４８ドット程度で表
現されるビットマップフォントは高精細であるとは言い
難く、表示時に文字の輪郭が「ギザギザ」になる。 【０００６】確かに、写真植字や紙焼きテロップなど、
印刷された文字をビデオ映像の作成段階で一緒に収録す
れば１文字の表示領域をビットマップフォントと同じと
しながら高精細な文字として表示することができる。こ
れは、文字の輪郭部分の輝度が徐々に落ちて階調表現が
なされており、背景の映像と文字の輪郭とが連続的に移
行し、視覚的には１ドット以下（走査線の太さ以下）の
分解能があるかのごとく知覚するためである。しかし、
この方式ではカラオケ楽曲毎に専用の映像を用意しなく
てはならず、そのデータ量が膨大になる。映像の作成コ
ストも嵩む。 【０００７】もちろん、カラオケ装置に限らず、ＴＶの
放送時に臨時ニュースをスーパーインポーズ表示するな
ど、再生中／放映中のビデオ映像や背景となる静止画像
に文字をスーパーインポーズする用途、さらには、リア
ルタイムで文字をスーパーインポーズする用途は多々あ
る。特にリアルタイムで文字をスーパーインポーズする
場合、印刷文字の作成に掛かる時間を考えると、あらか
じめ用意されたビットマップフォントを使用する方式の
方が圧倒的に有利である。 【０００８】したがって本発明の目的は、限られたドッ
ト数のビットマップフォントを高精細にディスプレイに
表示出力できる文字表示制御装置を提供することにあ
る。また、その文字表示制御装置で処理されるビットマ
ップフォントの作成方法も提供する。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明における文字表示
制御装置は、３原色の各色の階調を表現した所定ビット
数のカラーデータをビデオＲＡＭの各ピクセルに書き込
むことでカラー画像をディスプレイに表示するシステム
において、１ドットに複数ビットの輝度データを割り当
てたビットマップフォントを記憶するフォントメモリ
と、指定された文字のビットマップフォントをフォント
メモリより読み出す手段と、文字の表示色を指定する色
相データと読み出したビットマップフォントの各ドット
の前記輝度データとに基づいて各ドットのカラーデータ
を生成し、この生成したカラーデータをビデオＲＡＭの
指定位置に書き込む手段とを備え、前記書き込む手段
は、複数の文字に対してそれぞれ個別の表示色を指定す
ることで各文字のビットマップフォントの各ドットのカ
ラーデータを生成するとともに、前記ビデオＲＡＭにお
ける同一ピクセルに異なる文字におけるドットが重複し
て対応する場合、当該重複ピクセルに重複するドットの
カラーデータの平均値データを書き込むこととしてい
る。 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【００１３】 【発明の実施の形態】本発明の文字表示装置を含んだカ
ラオケ装置の実施例について説明する。 【００１４】＝＝＝カラオケ装置の基本的な構造と動作
＝＝＝ 図１は本発明の文字表示装置を内包したカラオケ装置の
構成図を示している。中央制御部１１は、内部にＣＰ
Ｕ、ＲＡＭ、ＲＯＭを含むマイコンであり、データバス
１００や制御バス１１０を介して周辺各構成部とデータ
通信を行い、このカラオケ装置１を統括している。ハー
ドディスク装置１２は、多数曲分のカラオケ楽曲につい
て、ＭＩＤＩ形式によって記述されたカラオケ伴奏音楽
の起源となる音楽生成データと、その楽曲演奏に同期し
て描出すべき歌詞文字やその文字の属性（表示位置、表
示／消去タイミング、歌唱時機指示）を記述した歌詞描
出データとを格納している。 【００１５】中央制御部１１は、リモコン送信器１７や
操作パネル１８にてユーザ入力されたリクエスト楽曲の
楽曲番号を操作制御部１９を介して受け取ると、その入
力順と楽曲番号とを対応づけてＲＡＭに格納することで
この楽曲の演奏予約処理を行う。そして、その楽曲の演
奏順番になると、ハードディスク装置１２より該当の音
楽生成データと歌詞描出データとを取り出して処理す
る。音楽生成データはシンセサイザ１３に順次転送さ
れ、ここで生成された伴奏音楽のオーディオ信号とマイ
クロホン１６から入力されたオーディオ信号はミキシン
グアンプ１４に入力され、その混合オーディオ信号がス
ピーカ１５に向けて出力される。 【００１６】一方、歌詞描出データは文字表示制御部３
０に転送される。文字表示制御部３０は歌詞描出データ
を処理するための専用のハードウエアあり、内部にＣＰ
Ｕ３１、ＲＡＭ３４、ＲＯＭ３５を含んだマイコンとビ
デオＲＡＭ３２、およびフォントメモリ３３などを実装
している。もちろん、これら全ての要素を１チップに集
積したり、適宜な要素毎に集積することも可能である。 【００１７】なお、ビデオＲＡＭ３２はディスプレイ２
２の表示画素（ディスプレイのピクセル）に対応する記
憶領域（ビデオＲＡＭのピクセル）を備え、各ピクセル
にはＲＧＢ３原色の各色の階調レベルを表現したカラー
データが格納される。本実施例では各色２５６階調に相
当する２４ビットのカラーデータがビデオＲＡＭ３２の
各ピクセルに格納される。 【００１８】ＣＰＵ３１は中央制御部１１からの歌詞描
出データをＲＡＭ３４に格納しつつＲＯＭ３５に格納さ
れた歌詞画像生成プログラムを使用してこの歌詞描出デ
ータを処理し、文字コードによって指定された歌詞文字
に相当するビットマップフォントをフォントメモリ３３
より読み出す。そして、そのビットマップフォントを構
成する各ドットに適宜なカラーデータを対応づけし、そ
のカラーデータを文字の表示位置に相当するビデオＲＡ
Ｍ３２の各ピクセルに格納する。また、歌唱時機指示に
相当する文字については、歌詞文字列の所定の１文字が
伴奏音楽に同期して表示当初の色（表示色）から徐々に
色変わりしていくように、ビットマップフォントにおけ
る色変え対象のドットのカラーデータを変換後の色（変
換色）のカラーデータに置き換え、ビデオＲＡＭ３２の
歌詞画像を順次更新していく。 【００１９】また、中央制御部１１は表示制御部２０を
制御し、ビデオＲＡＭにビットマップ展開された歌詞画
像をビデオＣＤチェンジャ２１が再生する適宜なムード
映像の映像信号にスーパーインポーズするための処理を
実行させる。それによって、歌詞画像入りのムード映像
がディスプレイ２２に表示出力される。 【００２０】本実施例において、文字表示制御部３０は
本発明の文字表示制御装置そのものであり、最も核心的
な部分である。この文字表示制御部３０が実行する歌詞
画像生成プロセスによれば、所定のドット数で表現され
たビットマップフォントを視覚的にディスプレイの解像
度以下のドットで表現されたかのような高精細文字とし
て表示出力することを可能としている。以下、この文字
表示制御部による高精細文字表示方式について説明す
る。 【００２１】＝＝＝高精細文字表示方式の概略＝＝＝ 上述したように、文字表示制御部３０の動作は一般のカ
ラオケ装置における歌詞文字表示制御とほぼ同様であ
る。しかし本実施例では、文字表示制御部３０によって
処理されるビットマップフォントのデータ構造や各ドッ
トに対応づけするカラーデータの生成アルゴリズムに特
徴があり、それによって高精細な歌詞文字表示を可能と
している。以下、歌詞文字を高精細表示するための原理
やビットマップフォントのデータ構造およびカラーデー
タの生成方法などについて詳説する。 【００２２】＜原理＞図２（Ａ）〜（Ｃ）にビットマッ
プフォントを高精細表示するための原理を概略的に示し
た。説明を簡単にするために液晶ディスプレイなどのド
ットマトリクスタイプのディスプレイを使用した場合を
例に挙げる。なお、ディスプレイの各ドットはＲＧＢの
各画素を一組として構成されているものとする。 【００２３】まず、１ドット分の幅で線を縦横に表示す
る。この線の輝度と色相を一定にすると、線の太さはド
ットの幅に一致してその始端ドットＳから終端ドットＥ
まで一様な線分として視認される（Ａ）。一方、始端ド
ットＳから終端ドットＥに向かって色相を変えずに徐々
にその輝度レベルを減少させていく（Ｂ）。そうする
と、人間の目には始端から終端に向かって先細りの線と
して知覚される（Ｃ）。これは、ドット幅以下の解像度
を擬似的に表現することが可能であることを示してい
る。ディスプレイをＣＲＴとすれば、走査線や水平解像
度以下のドットを視覚的に表現することができる。ま
た、２ドット分の幅の線を表示するとき、その一方の線
の輝度を徐々に下げるとする。この場合は、輝度が変化
する線の先端が輝度が一定の線の方に偏向して先細りと
なるように見える（Ｄ）。そのため、上下の線の先端が
離れることなく連続的に見える。このようにして、ディ
スプレイの解像度以下のドットを擬似的に表現するとと
もに、隣り合うドットで輝度に差があるときも文字の輪
郭が途切れることなく連続的に見えるのである。 【００２４】＜ビットマップフォント＞上述の原理を利
用して所定ドット数のビットマップフォントを高精細に
して表示出力するためには、ビットマップフォントのデ
ータ構造にその輝度を規定するためのデータ（階調レベ
ル）を含ませる必要がある。図３はビットマップフォン
トの概略データ構造図を示している。なお、上記カラオ
ケ装置の例では各文字を４８×４８ドットで表現してい
るが、説明を簡単にするために１６×１６ドットで表現
された文字「イ」として示した。このビットマップフォ
ントの各ドットには表示／非表示の２値に替えて０〜１
５の輝度レベルが対応づけされている。そして、この１
６段階の各輝度レベルを４ビットで表現して輝度データ
としている。 【００２５】＜カラーデータ＞歌詞文字を表示色と変換
色の色相を規定するための色相データがそれぞれ文字表
示制御部のＲＯＭに設定されている。もちろん、この設
定は中央制御部のＲＯＭ内にあってもよいし、数種類の
色相データをハードディスク装置などに用意しておいて
ユーザが設定できるようにしておくこともできる。本実
施例では色相データをビデオＲＡＭに格納されるカラー
データと同様にＲＧＢ各色の階調レベルを２４ビットで
記述している。 【００２６】＜カラーデータの生成＞文字表示制御部
は、ビットマップフォントの各ドットについて対応する
輝度データと指定の色相データとに基づいてカラーデー
タを生成し、そのカラーデータをビデオＲＡＭの該当ピ
クセルに格納する処理を行う。すなわち、生成されるカ
ラーデータは指定の色相を維持しつつ輝度データを反映
した輝度となるように調整されている。図４に輝度デー
タとカラーデータとの対応関係を示した。ここでは、色
相として黄色を例に挙げ、ビットマップフォントにおけ
る輝度レベルとＲＧＢ各色の階調レベル値との関係とし
て示している。本実施例では、この図に示すように０〜
１５の各輝度レベルに応じて各原色の階調レベル値を単
純に比例させている。もちろん、より人間の視覚特性に
適合したＮＴＳＣ規格による輝度（Ｙ）・ＲＧＢ値変換
式 Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ に則って輝度データと各原色の階調レベル値を対応づけ
するなど適宜な変換法則が適用できる。 【００２７】＝＝＝ビットマップフォントの作成方法＝
＝＝ 本実施例におけるビットマップフォントは各ドットに０
〜１５の階調レベル値（輝度データ）を対応づけしたデ
ータとして用意されていることは上述した。そこで、こ
のビットマップフォントの作成方法の一例を以下に説明
する。 【００２８】上記カラオケ装置にて使用される４８×４
８ドットの各ドットに輝度データを対応づけしたビット
マップフォント（以下、階調付きフォント）は１９２×
１９２ドットで表現される通常のビットマップフォン
ト、すなわち、各ドットに表示／非表示を示す１ビット
データ（２値：表示値「１」／非表示値「０」）を対応
づけしたビットマップフォント（以下、高精細フォン
ト）から変換／作成される。 【００２９】図５（Ａ）〜（Ｃ）にこの変換のプロセス
の概略を示した。ここでも説明を簡単にするために６４
×６４ドットの文字「イ」の高精細フォントから１６×
１６ドットの階調付きフォントへの変換として示した。
まず、６４×６４ドットの高精細フォントにおいて隣接
する４×４ドットを１つの領域として１６×１６の領域
に等分する（Ａ）。各領域において表示値「１」が対応
づけされたドット（■記号）の数を取得する（Ｂ）。こ
のドット数は最大値が１６で最小値が０となる。さら
に、この０〜１６の１７値に対して０〜１５の１６の階
調レベル値を対応づけする（Ｃ）。これを４ビットで表
現して輝度データとしている。そして、１６×１６個の
各領域を１つのドットとして階調レベル値を対応づけす
ると図３に示した階調付きフォントとなる。 【００３０】＝＝＝表示品位＝＝＝ 上記変換プロセスによって生成された階調付きフォント
は、自ずとその輪郭部のドットに暗い階調レベルの輝度
データが配分されることになる。したがって、文字表示
制御部によってこの階調付きフォントが処理されると、
その文字画像は、文字の骨格部の色相を維持しつつ、輪
郭部の輝度が文字領域外に向かって徐々に暗くなるよう
に表示される。これを人間の目で見ると文字の輪郭が背
景となる画像に連続的に移行していくように見え、ドッ
ト自体の境目が知覚しにくくなる。それによって、写真
植字などの印刷文字を背景の映像とともに収録したとき
と同等の品位の高精細な文字が表示される。 【００３１】＝＝＝その他、応用例・変更例＝＝＝ 上記実施例では、本発明の文字表示装置をカラオケ装置
に適用し、かつ、その演奏処理と同期的に文字画像を生
成している。しかし、この適用形態に限らず、背景映像
に歌詞文字を収録する際においても、そのオーサリング
システムとして適用することが可能である。すなわち、
本発明の文字表示制御装置を使用して作成した文字画像
を収録済みのムード映像にクロマキー技術などによって
合成し、歌詞画像収録ムード映像として記録すればよ
い。 【００３２】上記実施例では、同時に表示される書体は
１つであるが、文字の骨格部と、縁取り部とで書体を２
つ用意してもよい。そして、各書体にそれぞれ異なる色
相を指定すれば、縁取り文字が表示されることになる。
この場合、同じ文字に対する階調付きフォントを書体毎
に用意してもよいし、階調付きフォントに２つの書体に
対応して倍のビット数で輝度データを記述することとし
てもよい。このとき、骨格部と輪郭部との境では、同じ
ドットに２つの書体に対応したカラーデータが作成され
ることになる。そして、これらのカラーデータの平均値
を該当のドットに対応づけすれば、境目についても連続
的に表現できる。 【００３３】さらに、文字毎に色分け表示して複数の文
字を重ねて表示する場合も考えられる。この場合も文字
の重複部分に相当するドットにそれぞれの文字のカラー
データの平均カラーデータを対応づけすればよい。 【００３４】色相データは、ビデオＲＡＭに格納するカ
ラーデータと必ずしも同じビット数である必要はない。
３原色の各色の比さえわかれば色相は規定できる。 【００３５】階調付きフォントの作成方法としては、高
精細フォントのドット数が階調付きフォントのドット数
がｎ^２倍（ｎは２以上の整数）でなくてもよく、高精細
フォントのドット数の方が多ければ適宜な面積階調方式
に従って階調レベルを算出することができる。 【００３６】また、階調付きフォントをあらかじめ用意
せず、既成の高精細フォントを適宜な記憶部に用意して
おき、文字を表示出力する段階で階調付きフォントをす
ることとしてもよい。もちろん、各ドットの階調レベル
を直接入力して階調付きフォントを作成することもでき
る。 【００３７】なお本発明は、カラオケ装置に限らず、３
原色の各色の階調を表現した所定ビット数のカラーデー
タをビデオＲＡＭの各ピクセルに書き込むことでカラー
画像をディスプレイに表示するためのシステムであれば
適宜に適用可能である。 【００３８】 【発明の効果】本発明によれば、１ドットに複数ビット
の輝度データを割り当てたビットマップフォントと色相
データとに基づいて各ドットのカラーデータを生成する
ことで文字画像を生成している。そのため、ビットマッ
プフォントの輪郭部に暗いレベルの輝度データを適宜に
配置することで視覚的な解像度を実際のディスプレイの
解像度以下にすることができ、高品位な文字を表示出力
できる。 【００３９】さらに、印刷文字を合成したり高精細のフ
ォントを用意したりすることないため、文字画像の作成
コストが掛からず、高容量のデータ記憶領域も必要とし
ない。したがって、文字表示制御装置自体のコストに加
え、運用コストも削減できる。 【００４０】また、異なる色相で表示された文字を重ね
て表示する場合、重複部分に相当するドットのカラーデ
ータを平均すれば、文字の重なり部分も自然に表現でき
る。文字の縁取り部分と文字の骨格部分とを異なる書体
として用意し、それぞれに異なる色相を指定すれば、文
字の骨格から輪郭部に掛けての境目が連続的に移行する
ように表現できる。 【００４１】ある色相で表示した文字に対してドット単
位で他の色相に変換すれば、この文字表示制御装置をカ
ラオケ装置の歌唱時機指示の文字の色替え処理などに適
用できる。 【００４２】ドット数の多い高精細フォントを適宜に面
積階調処理することでドット数を間引いて、本発明の文
字表示制御装置にて処理されるビットマップフォントを
作成すれば、ビットマップフォントを別途作成する必要
が無く、既成の高精細フォントをそのまま流用できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の文字表示制御装置を含むカラオケの概
略構成図である。 【図２】上記文字制御装置における高精細文字表示の原
理概念図である。 【図３】上記文字制御装置にて処理されるビットマップ
フォントのデータ構造を概略図として示している。 【図４】上記ビットマップフォントが含む各輝度レベル
とＲＧＢ各三原色の階調レベルとの対応関係図である。 【図５】上記ビットマップフォントの作成方法を示して
いる。（Ａ）〜（Ｃ）の順にその作成プロセスの流れを
示した。 【符号の説明】 １ カラオケ装置 ３０ 文字表示制御部 ３１ ビデオＲＡＭ ３３ フォントメモリ

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ３原色の各色の階調を表現した所定ビッ
   ト数のカラーデータをビデオＲＡＭの各ピクセルに書き
   込むことでカラー画像をディスプレイに表示するシステ
   ムにおいて、１ドットに複数ビットの輝度データを割り
   当てたビットマップフォントを記憶するフォントメモリ
   と、指定された文字のビットマップフォントをフォント
   メモリより読み出す手段と、文字の表示色を指定する色
   相データと読み出したビットマップフォントの各ドット
   の前記輝度データとに基づいて各ドットのカラーデータ
   を生成し、この生成したカラーデータをビデオＲＡＭの
   指定位置に書き込む手段とを備え、 前記書き込む手段は、複数の文字に対してそれぞれ個別
   の表示色を指定することで各文字のビットマップフォン
   トの各ドットのカラーデータを生成するとともに、前記
   ビデオＲＡＭにおける同一ピクセルに異なる文字におけ
   るドットが重複して対応する場合、当該重複ピクセルに
   重複するドットのカラーデータの平均値データを書き込
   む、 ことを特徴とする文字表示制御装置。