JP4123493B2 - 画像処理装置及び画像処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、指定された曲線を、それに近似した一又は複数の直線に変換して描画する画像処理装置及び画像処理プログラムに関する。

ベクトルデータで記述されるベジェ曲線が知られている。ベジェ曲線は、始点、制御点及び終点の座標から一義的に導き出される関数曲線であり、少ないデータ量で様々な曲線を記述できることから、アウトラインフォントの曲線記述、ＣＡＤの自由曲線記述などに広く用いられている。

ベジェ曲線を印刷媒体上やディスプレイ上に描画する場合は、通常、ベジェ曲線を、それに近似した一又は複数の直線に変換する曲線変換処理と、変換された一又は複数の直線を、所定の描画ルールにしたがって、ビットマップメモリ上に展開する処理とが行われる。特に、ベジェ曲線を近似した直線に変換する処理は、描画品質や描画速度に大きな影響を与えるため、様々な直線近似手法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

図５は、従来例に係るベジェ曲線の直線近似手法を示す説明図である。
この図に示す直線近似手法では、まず、曲線１００の始点Ｐ１と終点Ｐ４を結ぶ直線１０１が、曲線１００に近似するかを判定する（図５（ａ））。

ここで、近似しないと判定した場合は、始点Ｐ１と第一制御点Ｐ２を結ぶ直線１０２の中点１０３と、第一制御点Ｐ２と第二制御点Ｐ３を結ぶ直線１０４の中点１０５と、第二制御点Ｐ３と終点Ｐ４を結ぶ直線１０６の中点１０７と、中点１０３、１０５を結ぶ直線１０８の中点１０９と、中点１０５、１０７を結ぶ直線１１０の中点１１１と、中点１０９、１１１を結ぶ直線１１２の中点１１３とを求める。直線１１２は、曲線１００の接線であり、その中点１１３によって曲線１００を二つの弧１００ａ、１００ｂに分割することができる。つぎに、始点Ｐ１と中点１１３を結ぶ直線１１４と、中点１１３と終点Ｐ４を結ぶ直線１１５とを求め、これらの直線１１４、１１５が曲線１００に近似するかを判定する（図５（ｂ））。

ここで、近似しないと判定した場合は、上記の手順により、弧１００ａ、１００ｂの中点１１６、１１７を求めるとともに、始点Ｐ１、中点１１６、１１３、１１７、終点Ｐ４を結ぶ直線１１８〜１２１を求め、これらの直線１１８〜１２１が曲線１００に近似するかを判定する（図５（ｃ））。
すなわち、この直線近似手法は、曲線に置換される直線を分割するステップと、その近似を判定するステップからなり、曲線に近似する直線が得られるまで、これらのステップを繰り返す。
特開平７−６２３２号公報

しかしながら、従来の画像処理装置では、上記のような直線近似手法を、指定された全ての曲線に適用するため、描画に時間がかかるという問題がある。特に、ビットマップメモリに展開したとき、縦横２、３ドット以内に納まるような小さな曲線が多数指定されている場合、描画の遅れが顕著であった。

本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、小さな曲線が多数指定されたデータを描画する場合に、描画品質を低下させることなく、描画速度の向上が図れる画像処理装置及び画像処理プログラムの提供を目的とする。

上記目的を達成するため本発明の画像処理装置は、曲線の始点、制御点及び終点を指定する曲線指定部と、指定された曲線を、それに近似した一又は複数の直線に変換する曲線処理部と、変換された一又は複数の直線を描画する描画部とを備える画像処理装置であって、前記曲線処理部が、指定された曲線を、その始点、制御点及び終点にもとづいて、一又は複数の直線に変換するとともに、変換された一又は複数の直線が、指定された曲線に近似するまで、直線の細分化を繰り返す第一の曲線変換部と、指定された曲線を、その始点、制御点及び終点を結ぶ複数の直線に変換する第二の曲線変換部と、指定された曲線が十分に小さいかを判定するとともに、指定された曲線が十分に小さいときは、前記第二の曲線変換部を適用し、それ以外のときは、前記第一の曲線変換部を適用する曲線変換判定部とを備える構成としてある。

このようにすれば、指定された曲線が十分に小さいとき、指定された曲線を、その始点、制御点及び終点を結ぶ複数の直線に変換することにより、曲線変換処理の所要時間が短縮される。これにより、小さな曲線が多数指定されたデータを描画する場合に、その描画速度を飛躍的に向上させることができる。
しかも、この曲線変換処理は、指定された曲線が十分に小さいときだけ適用されるので、描画品質の低下も回避できる。

また、本発明の画像処理装置は、始点と終点の距離が所定の距離以内で、かつ、始点と終点を対角とする矩形領域内に全ての制御点が含まれるとき、指定された曲線が十分に小さいと判定する構成としてある。
このようにすれば、第二の曲線変換部の適用によって描画品質が低下しない曲線を正確に判定することができる。

また、本発明の画像処理装置は、指定された曲線の始点、制御点及び終点が所定の例外条件を満たすとき、指定された曲線が十分に小さくても、前記第一の曲線変換部を適用する構成としてある。
このようにすれば、第二の曲線変換部の適用によって描画結果に差異が生じる曲線を例外とし、第二の曲線変換部の適用対象から除外することができるので、第一の曲線変換部だけを用いて変換した場合と同一の描画結果が得られる。

また、本発明の画像処理プログラムは、曲線の始点、制御点及び終点を指定するとともに、指定された曲線を、それに近似した一又は複数の直線に変換し、変換された一又は複数の直線を描画する処理を画像処理装置に実行させる画像処理プログラムであって、指定された曲線を一又は複数の直線に変換するとき、指定された曲線が十分に小さいかを判定する処理と、指定された曲線が十分に小さいときは、指定された曲線を、その始点、制御点及び終点を結ぶ複数の直線に変換する処理と、それ以外のときは、指定された曲線を、その始点、制御点及び終点にもとづいて、一又は複数の直線に変換するとともに、変換された一又は複数の直線が、指定された曲線に近似するまで、直線の細分化を繰り返す処理とを画像処理装置に実行させる構成としてある。
このようにすれば、画像処理プログラムとして本発明を提供することができる。

以上のように、本発明によれば、指定された曲線が十分に小さいとき、指定された曲線を、その始点、制御点及び終点を結ぶ複数の直線に変換するので、小さな曲線が多数指定されたデータを描画する場合に、描画品質を落すことなく、描画速度を飛躍的に向上させることができる。

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
本発明の実施形態に係る画像処理装置の構成について、図１及び図２を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像処理装置の概略構成図である。
ただし、図１に示す画像処理装置は具体例としてプリンタ（画像処理部）の構成を示しているものの、本実施形態の画像処理装置はプリンタに限るものではなく、例えば、コピー機、ファクシミリ、スキャナ、デジタル複合装置（マルチファンクションペリフェラル（ＭＦＰ））、コンピュータ等を含む。

さらに、本実施形態の画像処理装置がプリンタである場合、このプリンタには、インクジェットプリンタ、昇華型熱転写方式プリンタ、ドットインパクトプリンタ、レーザプリンタ、溶融型熱転写方式プリンタなど、各種のプリント方式を備えたプリンタが含まれる。

図１に示すように、本実施形態の画像処理装置は、曲線指定部１０と、曲線変換処理部２０と、描画部３０とを備えている。
曲線指定部１０は、始点、制御点及び終点の座標データを入力し、曲線の指定を行う。

曲線変換処理部２０は、指定された曲線を、それに近似した一又は複数の直線に変換する部分であって、第一の曲線変換部２１と、第二の曲線変換部２２と、曲線変換判定部２３とを備えている。

第一の曲線変換部２１は、指定された曲線を、その始点、制御点及び終点にもとづいて、一又は複数の直線に変換するとともに、変換された一又は複数の直線が、指定された曲線に近似するまで、直線の細分化を繰り返す。この曲線変換部２１が用いる曲線変換手法としては、公知の直線近似手法を適用でき、例えば、図５に示す直線近似手法が用いられる。

第二の曲線変換部２２は、指定された曲線を、その始点、制御点及び終点を結ぶ複数の直線に変換する。この曲線変換部２２による曲線変換処理は、第一の曲線変換部２１に比べ、短時間で行うことができる。

曲線変換判定部２３は、指定された曲線が十分に小さいかを判定するとともに、指定された曲線が十分に小さいときは、第二の曲線変換部２２を適用し、それ以外のときは、第一の曲線変換部２１を適用する。曲線変換判定部２３の具体的な判定手法は、後述する。

描画部３０は、曲線変換処理部２０において変換された一又は複数の直線を描画する。具体的には、変換された一又は複数の直線を、所定の描画ルールにしたがって、ビットマップメモリ上に展開する。

図２は、本発明の実施形態に係る画像処理装置の全体的な処理手順（画像形成方法）を示すフローチャートである。
この図に示すように、画像処理装置は、曲線の指定を行った後（Ｓ１）、指定された曲線が十分に小さいかを判定する（Ｓ２）。この判定結果がＹＥＳの場合は、さらに、指定された曲線が例外条件を満たすかを判定する（Ｓ３）。この判定結果がＮＯの場合は、指定された曲線を、第二の曲線変換部２２によって直線に変換する（Ｓ４）。一方、ステップＳ２がＮＯの場合や、ステップＳ３の判定結果がＹＥＳの場合は、指定された曲線を、第一の曲線変換部２１によって直線に変換する（Ｓ５）。その後、変換された直線の描画を行い（Ｓ６）、処理が終わる。
以上のステップ（Ｓ１〜Ｓ６）は、描画するデータに含まれる曲線が全て指定されるまで繰り返される。

つぎに、ステップＳ２及びステップＳ３の具体的な判定手法について、図３及び図４を参照して説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る画像処理装置の微小曲線判定手法を示す説明図、図４は、本発明の実施形態に係る画像処理装置の例外曲線判定手法を示す説明図である。
ただし、これらの図に示すグリッドは、描画されるドットの間隔を示す格子である。

ステップＳ２では、まず、曲線の始点Ｐ１と終点Ｐ４の距離が微小であるかを判定する。その基準となる距離は、第一の曲線変換部２１による描画結果と、第二の曲線変換部２２による描画結果とを比較したとき、視覚的に差異が感じられない程度の微少な距離であり、これは、描画デバイスの解像度に応じて変化する。例えば、解像度が３００〜６００ｄｐｉのプリンタでは、始点Ｐ１と終点Ｐ４の距離が縦横２ドット以内の距離であれば、視覚的に差異を感じないため、この距離を基準として曲線の微小判定を行う。

始点Ｐ１と終点Ｐ４の距離が微小であると判定されたら、つぎに、始点Ｐ１と終点Ｐ４を対角とする矩形領域内に制御点Ｐ２、Ｐ３が含まれるかを判定する。これは、始点Ｐ１と終点Ｐ４の距離が微小であっても、矩形領域の外に制御点Ｐ２、Ｐ３がある場合は、第一の曲線変換部２１による描画結果と、第二の曲線変換部２２による描画結果に視覚的な差異が生じるからである。

つまり、本実施形態では、始点Ｐ１と終点Ｐ４の距離が所定の距離以内で、かつ、始点Ｐ１と終点Ｐ４を対角とする矩形領域内に全ての制御点Ｐ２、Ｐ３が含まれるとき、指定された曲線が十分に小さいと判定して第二の曲線変換部２２を適用し、それ以外のときは第一の曲線変換部２１を適用する。

ステップＳ３は、指定された曲線が十分に小さいと判定されても、第一の曲線変換部２１による描画結果と、第二の曲線変換部２２による描画結果に差異が生じる曲線については、これを厳密に判定し、第二の曲線変換部２２の処理対象から除外するために行われるもので、その判定条件は、描画部３０の描画ルールに応じて変化する。

例えば、図４に示すようなグリッド単位の座標において、「Ｘ１以上Ｘ２未満、かつＹ１以上Ｙ２未満の領域内に描画対象があるとき、座標（Ｘ１，Ｙ１）上に１ドットが打たれる。」というような描画ルールが設定されている場合、図４の（ａ）に示すような始点Ｐ１、制御点Ｐ２、Ｐ３及び終点Ｐ４で定義される曲線を、第一の曲線変換部２１と第二の曲線変換部２２でそれぞれ直線変換して描画すると、図４の（ｂ）、（ｃ）に示すように、描画結果に差異が生じる。
したがって、本実施形態では、ステップＳ２の判定後、制御点Ｐ２、Ｐ３がＹ１又はＸ２上であるかを判定し、Ｙ１又はＸ２上であれば、曲線が微小であっても、第一の曲線変換部２１を適用する。

以上のように構成された本実施形態の画像処理装置によれば、指定された曲線を、その始点、制御点及び終点にもとづいて、一又は複数の直線に変換するとともに、変換された一又は複数の直線が、指定された曲線に近似するまで、直線の細分化を繰り返す第一の曲線変換部２１と、指定された曲線を、その始点、制御点及び終点を結ぶ複数の直線に変換する第二の曲線変換部２２と、指定された曲線が十分に小さいかを判定するとともに、指定された曲線が十分に小さいときは、第二の曲線変換部２２を適用し、それ以外のときは、第一の曲線変換部２１を適用する曲線変換判定部２３とを備えるので、指定された曲線が十分に小さいときは、視覚的に差異を生じることなく、曲線変換処理の所要時間を短縮することができる。これにより、小さな曲線が多数指定されたデータを描画する場合に、その描画速度を飛躍的に向上させることが可能になる。

また、曲線変換判定部２３は、始点と終点の距離が所定の距離以内で、かつ、始点と終点を対角とする矩形領域内に全ての制御点が含まれるとき、指定された曲線が十分に小さいと判定するので、第二の曲線変換部２２の適用によって描画品質が低下しない曲線を正確に判定できる。

また、曲線変換判定部２３は、指定された曲線の始点、制御点及び終点が所定の例外条件を満たすとき、指定された曲線が十分に小さくても、第一の曲線変換部２１を適用するので、第二の曲線変換部２２の適用によって描画結果に差異が生じる曲線を例外とし、第二の曲線変換部２２の適用対象から除外することができ、その結果、第一の曲線変換部２１だけを用いて変換した場合と同一の描画結果が得られる。

次に、画像処理プログラムについて説明する。
上記の実施形態における画像処理装置の描画機能は、記憶部（ＲＯＭなど、図示せず）に記憶された画像処理プログラムにより実現される。
画像処理プログラムは、画像処理装置内のＣＰＵ等（コンピュータ）に読み込まれることにより、画像処理装置の各構成要素に指令を送り、所定の処理、たとえば、曲線指定部の曲線指定処理、曲線変換判定部の曲線変換判定処理、曲線変換部の曲線変換処理などを行わせる。
これによって、描画機能は、画像処理プログラムとコンピュータとが協働した画像処理装置により実現される。

なお、描画機能を実現するための画像処理プログラムは、コンピュータのＲＯＭあるいはハードディスクなどに記憶される他、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、たとえば、外部記憶装置及び可搬記録媒体等に格納することができる。
外部記憶装置とは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体を内蔵し、画像処理装置に外部接続されるメモリ増設装置をいう。一方、可搬記録媒体とは、記録媒体駆動装置（ドライブ装置）に装着でき、かつ、持ち運び可能な記録媒体であって、たとえば、フレキシブルディスク，メモリカード，光磁気ディスク等をいう。

そして、記録媒体に記録されたプログラムは、コンピュータのＲＡＭにロードされて、ＣＰＵにより実行される。この実行により、上述した本実施形態の画像処理装置の機能が実現される。
さらに、コンピュータで画像処理プログラムをロードする場合、他のコンピュータで保有された画像処理プログラムを、通信回線を利用して自己の有するＲＡＭや外部記憶装置にダウンロードすることもできる。このダウンロードされた画像処理プログラムも、ＣＰＵにより実行され、本実施形態の画像処理装置の描画機能を実現する。

本発明は、指定された曲線を、それに近似した一又は複数の直線に変換して描画する画像処理装置に適用される。例えば、プリンタ、コピー機、ファクシミリ、スキャナ、デジタル複合装置、コンピュータなどに好適に用いることができる。

本発明の実施形態に係る画像処理装置の概略構成図である。 本発明の実施形態に係る画像処理装置の全体的な処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る画像処理装置の微小曲線判定手法を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る画像処理装置の例外曲線判定手法を示す説明図である。 従来例に係るベジェ曲線の直線近似手法を示す説明図である。

符号の説明

１０ 曲線指定部
２０ 曲線変換処理部
２１ 第一の曲線変換部
２２ 第二の曲線変換部
２３ 曲線変換判定部
３０ 描画部
Ｐ１ 始点
Ｐ２ 第一制御点
Ｐ３ 第二制御点
Ｐ４ 終点

Claims (3)

1. 曲線の始点、制御点及び終点を指定する曲線指定部と、指定された曲線を、それに近似した一又は複数の直線に変換する曲線変換処理部と、変換された一又は複数の直線を描画する描画部とを備える画像処理装置であって、
   前記曲線処理部が、
   指定された曲線を、その始点、制御点及び終点にもとづいて、一又は複数の直線に変換するとともに、変換された一又は複数の直線が、指定された曲線に近似するまで、直線の細分化を繰り返す第一の曲線変換部と、
   指定された曲線を、その始点、制御点及び終点を結ぶ複数の直線に変換する第二の曲線変換部と、
   指定された曲線が十分に小さいかを判定するとともに、指定された曲線が十分に小さいときは、前記第二の曲線変換部を適用し、それ以外のときは、前記第一の曲線変換部を適用する曲線変換判定部と
   を備え、
   前記曲線変換判定部が、
   始点と終点の距離が所定の距離以内で、かつ、始点と終点を対角とする矩形領域内に全ての制御点が含まれるとき、指定された曲線が十分に小さいと判定することを特徴とする画像処理装置。
2. 指定された曲線の始点、制御点及び終点が所定の例外条件を満たすとき、指定された曲線が十分に小さくても、前記第一の曲線変換部を適用することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 曲線の始点、制御点及び終点を指定するとともに、指定された曲線を、それに近似した一又は複数の直線に変換し、変換された一又は複数の直線を描画する処理を画像処理装置に実行させる画像処理プログラムであって、
   指定された曲線を一又は複数の直線に変換するとき、指定された曲線が十分に小さいかを、始点と終点の距離が所定の距離以内で、かつ、始点と終点を対角とする矩形領域内に全ての制御点が含まれるとき、指定された曲線が十分に小さいと判定する処理と、
   指定された曲線が十分に小さいときは、指定された曲線を、その始点、制御点及び終点を結ぶ複数の直線に変換する処理と、
   それ以外のときは、指定された曲線を、その始点、制御点及び終点にもとづいて、一又は複数の直線に変換するとともに、変換された一又は複数の直線が、指定された曲線に近似するまで、直線の細分化を繰り返す処理とを画像処理装置に実行させる
   ことを特徴とする画像処理プログラム。

Images