JP4832642B2 - コンピュータ・システムにおいて表示画像の解像度を高める方法、およびコンピュータ読み取り可能命令を担持するコンピュータ読み取り可能媒体 - Google Patents
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Description
(発明の分野)
本発明は、画像表示方法および装置に関し、更に特定すれば、出力デバイス、例えば、液晶ディスプレイの多数の変位部分を利用して画像の単一画素を表現する表示方法および装置に関する。
(発明の背景)
カラー・ディスプレイ装置は、殆どのコンピュータ・ユーザが選択する主要なディスプレイ装置となっている。モニタ上でカラー表示を行なうには、通常、ディスプレイ装置を動作させて、光、例えば、赤、緑、および青の光の組み合わせを射出し、人の目が認知する1つ以上のカラーが得られるようにする。
【0002】
陰極線管(CRT)ディスプレイ装置では、異なる色の光を発生するには、発光体コーティングを用い、これらをCRT画面上に一連のドットとして被着することができる。通常、3つのカラー、赤、緑、および青の各々を発生するには、異なる発光体コーティングを用い、発光体ドットの繰り返しシーケンスを形成する。これらが電子ビームによって励起されると、赤、緑および青のカラーを発生する。
【0003】
画素という用語は、例えば、数千ものスポットから成る矩形格子における1つのスポットを意味するために、一般に用いられている。スポットは、コンピュータがディスプレイ装置上に画像を形成するために個別に用いられる。赤、緑および青の発光体ドットの単一トライアッド(triad)をアドレスすることができないカラーCRTでは、可能な限り最も小さい画素サイズは、発光体を励起するために用いる電子銃の焦点、位置合わせおよび帯域幅によって決まる。CRTディスプレイには公知の種々の構成では、赤、緑および青の蛍光体ドットの1つ以上のトライアッドから射出される光を共に配合することにより、ある距離において単一のカラー光源の外観を与えるようにする場合が多い。
【0004】
カラー・ディスプレイでは、加色混合三原色、赤、緑および青に対応して発光する光の強度を変化させて、殆ど全ての所望のカラー画素の外観を得ることができる。色を加えない場合、即ち、発光しない場合、黒い画素を生成する。3つのカラー全てを100パーセントで加えると、白になる。
【0005】
図1は、ハウジング101、ディスク・ドライブ105、キーボード104およびフラットパネル・ディスプレイ102から成る、公知の携帯用(ポータブル)コンピュータ100を示す。
【0006】
携帯用パーソナル・コンピュータ100は、CRTディスプレイではなく、液晶ディスプレイ(LCD)またはその他のフラットディスプレイ装置102を用いる場合が多い。これは、フラットパネル・ディスプレイが、CRTディスプレイと比較して、小型で軽量である場合が多いからである。加えて、フラットパネル・ディスプレイは、多くの場合、同程度の大きさのCRTディスプレイよりも消費電力が少なくて済むので、CRTディスプレイよりも、バッテリ給電で用いるには適している。
【0007】
フラット・パネル・カラー・ディスプレイの品質が向上しつづけ、しかもその価格が低下するに連れて、フラットパネル・ディスプレイは、デスクトップ用途において、CRTディスプレイにとって代わり始めている。したがって、フラットパネル・ディスプレイ、特にLDCは、これまでよりも更に一般化しつつある。
【0008】
長年に渡って、コンピュータ・スクリーン上における、フォント、例えば、文字集合の発生および表示を含む、殆どの画像処理技術が開発され、CRTディスプレイ装置上の表示に対して最適化されてきた。
【0009】
生憎、既存のテキスト表示ルーチンは、フラットパネル・ディスプレイ装置に独特な物理的特性を考慮していない。これらの物理的特性は、CRT装置の特性とは、特にRGBカラー光源の物理的特性に関して、大きく異なる。
【0010】
カラーLCDディスプレイは、ここでは、画素サブエレメントまたは画素サブコンポーネントと呼ぶ、多数の別個のアドレス可能なエレメントを利用して、表示する画像の各画素を表現するディスプレイ装置の一例である。通常、カラーLCDディスプレイ上の各画素は、単一の画素エレメントによって表現され、大抵の場合、3つの非正方形エレメント、即ち、赤、緑および青(RGB)画素サブコンポーネントから成る。したがって、1組のRGB画素サブコンポーネントが一緒になって、単一の画素エレメントを構成する。公知の種類のLCDディスプレイは、一連のRGB画素サブコンポーネントを備え、一般に、ディスプレイに沿ってストライプを形成するように構成されている。RGBストライプは、通常、一方向においてディスプレイの全長に及んでいる。得られるRGBストライプのことを、「RGBストライピング」とも呼ぶこともある。コンピュータ用途に用いられる一般的なLCDモニタは、縦よりも横に広く、RGBストライプが縦方向に延びている場合が多い。
【0011】
図2Aは、ディスプレイ102として用いることができる、複数の行(R1〜R12)および列(C1〜C16)から成る公知のLCD画面200を示す。各行/列の交差部が、1つの画素エレメントを表す正方形を形成する。図2Bは、公知のディスプレイ200の左上部分を更に詳しく示す。
【0012】
尚、図2Bでは、各画素エレメント、例えば、(R1,C4)画素エレメントが、3つの別個のサブエレメント即ちサブコンポーネント、赤サブコンポーネント206、緑サブコンポーネント207および青サブコンポーネント208から成ることを注記しておく。公知の各サブコンポーネント206、207、208は、画素の幅の1/3または約1/3であり、一方その高さは、画素の高さと等しいかほぼ等しい。したがって、組み合わせると、3つの1/3幅の画素サブコンポーネント206、207、208が単一の画素エレメントを形成する。
【0013】
図2Aに示すように、RGB画素サブコンポーネント026、207、208の1つの公知の構成では、ディスプレイ200の下に向かう垂直なカラー・ストライプとして現れるものを形成する。したがって、図2Aおよび図2Bに示す公知の形態では、1/3幅のカラー・サブコンポーネント206、207、208の配列を「縦型ストライピング」と呼ぶこともできる。
【0014】
図示の目的上図2Aに示すのは12行および16列のみであるが、一般的な列×行の比は、例えば、640×480、800×600、および1024×768を含む。尚、公知のディスプレイ装置は、通常、ランドスケープ状に配置したディスプレイ、即ち、図2Aに示すように、縦よりも横の方が広く、ストライプが縦方向に走るモニタとなっている。
【0015】
LCDを製造する際、画素のサブコンポーネントをいくつかの追加パターンに配列する。これらのパターンには、例えば、ジグザグ・パターン、およびカムコーダのビュー・ファインダでは一般的な、デルタ・パターンが含まれる。本発明の特徴は、このような画素サブコンポーネント配列と共に用いることができるが、RGBストライピング構成の方が一般的であるので、本発明の例示の実施形態は、RGBストライプ・ディスプレイに関連して説明することとする。
【0016】
従来より、1つの画素エレメントに対する各画素サブコンポーネント集合は、単一の画素単位として扱われている。したがって、公知のシステムでは、画素エレメントの全画素サブコンポーネントに対する光度値は、画像の同じ部分から発生する。例えば、図2Cに示す格子220によって表現する画像について考える。図2Cでは、各正方形は、単一の画素エレメント、例えば、格子230の対応する正方形の赤、緑および青画素サブコンポーネントによって表現する画像のエリアを表す。図2Cでは、斜線を付けた円を用いて、光度値を発生する単一の画像サンプルを表している。尚、公知のシステムでは、画像220の単一サンプル22をどのように用いて、赤、緑、および青画素サブコンポーネント232、233、234の各々に光度値を発生するのかに注目すること。このように、公知のシステムでは、一般に、RGB画素サブコンポーネントを1つのグループとして用い、表現する画像の単一サンプルに対応する単一のカラー画素を発生する。
【0017】
各画素サブコンポーネント・グループからの光は、実際には互いに加算し合って、単一カラーの効果が得られる。その色相、彩度、および強度は、3つの画素サブコンポーネントの各々の値によって決まる。例えば、各画素サブコンポーネントは、0から255までの間の強度を有することができる。3つの画素サブコンポーネント全てに255の強度を与えた場合、目は画素を白として認知する。しかしながら、3つの画素サブコンポーネントの全てに、当該3つの画素サブコンポーネントをオフにする値を与えた場合、目は黒い画素を認知する。各画素サブコンポーネントのそれぞれの強度を変化させることにより、これら2つの極値の間で、何百万ものカラーを発生することが可能となる。
【0018】
公知のシステムでは、単一のサンプルを、各々幅が画素の1/3である3つの画素サブコンポーネントにマッピングするので、左右の画素サブコンポーネントの空間変位が発生する。何故なら、これらのエレメントの中心がサンプルの中心から1/3にあるからである。
【0019】
例えば、表現する画像が赤い立方体であり、緑および青コンポーネントが0に等しい場合を検討する。サンプルおよび緑画像サブコンポーネント間の変位の結果、図2Aに示すタイプのLCDディスプレイ上に表示した場合、ディスプレイ上における立方体の見掛け上の位置は、その実際の位置より1画素の1/3だけ左にずれることになる。同様に、青い立方体は、画素の1/3だけ右に変位して見えることになる。このように、LCDスクリーンに用いる公知のイメージング技術では、望ましくない画像の変位誤差が生ずる可能性がある。
【0020】
テキスト・キャラクタは、一種の画像を表し、1インチ当たり72または96ドット(画素)(dpi)の典型的なフラットパネル・ディスプレイの解像度では、精度高く表示することは特に困難である。このような表示解像度は、殆どのプリンタに対応する600dpiや、書籍や雑誌のように市販の印刷文書において見られる、それよりも更に高い解像度よりも、遥かに劣っている。
【0021】
殆どのビデオディスプレイ装置の表示解像度が比較的低いために、特に、10、12、および14ポイントのフォントといった共通のテキスト・サイズでは、滑らかなキャラクタ形状を描くために十分な画素が得られない。このような共通のテキスト・レンダリング・サイズでは、同じタイプフェースの異なるサイズおよびウェイト(weight)、例えば、厚さの間の諧調は、それらの印刷による同等物よりも遥かに粗雑である。
【0022】
標準的な画素の比較的粗いサイズは、エイリアス効果を生じやすく、表示したタイプ・キャラクタのエッジがぎざぎざになってしまう。例えば、粗いサイズの画素では、タイプフェース・キャラクタを形成するストロークの端部、例えば、底部におけるセリフ、短いラインまたは装飾を正方形に仕切ってしまう(squaring off)場合が多い。このために、セリフを幅広く用いる傾向がある、多くのとても面白いまたは装飾付きのタイプフェースを精度高く表示することが困難となる。
【0023】
このような問題は、特に、キャラクタのステム、例えば、細い垂直部分において顕著である。画素は従来のモニタの最少表示単位であるので、従来の技術を用いて、1画素のステムのウェイト未満で、キャラクタのステムを表示することはできない。更に、ステムのウェイトは、一度に1画素についてのみ、増加できるに過ぎない。したがって、ステムのウェイトは、1ないし2画素の幅で跳んでしまう。多くの場合、1画素幅のキャラクタ・ステムは細すぎ、一方2画素幅のキャラクタ・ステムは太すぎる。小さなキャラクタのタイプフェースをボールドフェースでディスプレイ画面上に作成するには、ステム・ウェイトを1画素から2画素に変更する必要があるので、両者間のウェイトの差は100%となる。印刷では、ボールドは、典型的に、その通常の即ちローマン・フェースの同等物よりも20または30パーセント重いだけに過ぎない。一般に、この「1画素、2画素」問題は、ディスプレイ装置に固有特性として扱われており、単に受け入れざるを得ないこととなっている。
【0024】
従来のキャラクタ表示分野における研究は、部分的に、CRTディスプレイ上におけるキャラクタの表示を改善するために設計されたエリアシング防止技術の開発を中心に進められてきた。一般に用いられるエリアシング防止技術は、キャラクタの縁を含む画素に、グレーの中間調を用いなければならない。実際、これのために、形状ににじみが生じ、縁の空間周波数の低下を招くが、意図するキャラクタ形状の近似は改善する。公知のエリアシング防止技術は、CRTディスプレイ装置上に表示されるキャラクタの品質を格段に改善することができるが、これらの技術の多くは、LCDディスプレイ装置に適用した場合、画素サブコンポーネント配列に関してCRTディスプレイとは著しく相違するため、効果が得られない。
【0025】
エリアシング防止技術は、少なくともCRTディスプレイ上において、テキストを比較的低い解像度で表示する場合に伴うエリアシングの問題には役立ったが、画素サイズの問題、および精度高くキャラクタ・ステム幅を表示することができないという問題は、本発明以前では、ディスプレイ装置の不変の特性であり、耐える以外にないと考えられていた。
【0026】
前述に鑑み、フラットパネル・ディスプレイ装置上にテキストを表示する新規で改良された方法および装置が求められていることは明らかである。その新たな方法の少なくとも一部は、既存のディスプレイ装置およびコンピュータと共に用いるのに適していることが望ましい。また、少なくとも一部の方法および装置は、例えば、テキストを表示する新たなディスプレイ装置および/または新たな方法を用いて、新たなコンピュータ上に表示するテキストの品質向上を目的とすることが望ましい。
【0027】
グラフィクスの特殊な場合であるテキストの表示は、多くのコンピュータ・アプリケーションにおいて主要な関心事であるが、その他のグラフィクス、幾何学的形状、例えば、円、正方形等や、写真のような取り込んだ画像を高精度かつ明確に表示するように改良した方法および装置も求められている。
(本発明の概要)
本発明は、出力装置、例えば、LCDディスプレイの多数の別個の部分を利用して画像の単一画素を表す、画像表示方法および装置を目的とする。
【0028】
本願の発明者は、光の強度が変化する輝度の縁に対する方が、色の強度が変化するクロミナンスの縁に対するよりも人の目が敏感であるという公知の原理を認識した。これは、例えば、緑の背景上で赤いテキストを読み取ることが非常に難しいことの理由である。また、目は、赤、緑および青の色に対して等しく感応しないという公知の原理も、発明者は認識した。実際、完全に白い画素における100パーセント光度の内、赤い画素サブコンポーネントは、認知される輝度全体に対して約30%、緑は60%、そして青は10%寄与する。
【0029】
本発明の種々の特徴は、ディスプレイの個々の画素サブコンポーネントを独立した光度源として利用することにより、ディスプレイの有効解像度を、RGBストライピングの方向に対して垂直な次元において、3倍もの高さに高めることを目的とする。これによって、視覚可能な解像度の大幅な改良が可能となる。
【0030】
本発明の方法は、公知の表示技術と比較すると、クロミナンスの品質に多少の低下を伴う場合もあるが、前述のように、人間の目は、クロミナンスよりも輝度の縁に対して敏感である。したがって、本発明は、カラー品質に及ぼす本発明の技術の悪影響を考慮してもなお、従来のレンダリング技術に比較して、画像の品質を大幅に改良することができる。
【0031】
前述のように、公知のモニタは垂直ストライピングを用いる場合が多い。キャラクタ・ステムは垂直方向に現れ、水平方向に流れるテキストをレンダリングする場合、垂直ラインの厚さを精度高く制御する能力の方が、水平ラインの厚さを制御する能力よりも重要な場合が多い。
【0032】
これを念頭に入れ、少なくともテキストの用途では、モニタの最大解像度は、垂直方向ではなく、水平方向に有する方が望ましいという場合が多い。したがって、本発明にしたがって実現する種々のディスプレイ装置は、水平ではなく、垂直RGBストライピングを利用する。これによって、このようなモニタは、本発明にしたがって利用すれば、垂直方向よりも水平方向の解像度の方が高くなる。しかしながら、本発明は、水平RGBストライピングのモニタにも同様に適用可能であり、従来の画像レンダリング技術に比較して、垂直方向の解像度を高めることが可能となる。
【0033】
画素サブコンポーネントを独立した光度源として扱う場合に用いて好適な新たなディスプレイ装置に加えて、本発明は、本発明による画素サブコンポーネントの使用を容易にする、新たな改良したテキスト、グラフィクスおよび画像レンダリング技術も目的とする。
【0034】
テキストを含む画像の表示は、例えば、画像スケーリング、ヒンティング(hinting)およびスキャン変換を含む、いくつかのステップを伴う。
本発明の画像スケーリング技術は、RGBストライピングの方向におけるスケーリングのレートよりも高いレートで、RGBストライピングの方向に対して垂直な次元における、テキストの幾何学的表現のスケーリングを伴う。このような非均一スケーリング技術によって、後続の処理動作は、画素サブコンポーネントを個々の光度源として扱うことによって得られる解像度の事実上の向上を最大限利用することが可能となる。また、ストライピングに対して垂直な方向におけるスケーリングは、後続のスキャン変換動作において用いる1つ以上の重み係数の関数として形成することも可能である。したがって、ストライピングに対して垂直な方向のスケーリングは、ストライピングの方向に行なうスケーリングの多数倍、例えば、10倍とすることも可能である。
【0035】
新たなスケーリング方法に加えて、本発明は、ヒンティング動作を行なう新たな方法も目的とする。これらの方法は、公知のヒンティング動作において考慮する画素の境界に加えて、画像内の画素サブコンポーネントの境界を考慮に入れる。垂直ストライピングのディスプレイ装置と共に用いるために行われるヒンティング動作の中には、画素の縁全域で常に青および赤の画素サブコンポーネント間に現れるのではなく、キャラクタを画素サブコンポーネントの境界に沿って整列させ、キャラクタ・ステムが赤、青または緑画素サブコンポーネントで隣接するか、またはその内側に来るようにすることを、1ステップとして、伴う場合もある。
【0036】
他のヒンティング動作には、水平ストライピングのディスプレイ装置と共に用いるために実行することもできるものもある。このようなヒンティング動作は、1ステップとして、画素サブコンポーネントの境界に沿ってキャラクタの底辺を位置合わせし、キャラクタの底辺のボーダが、画素の縁全体ではなく、赤または青の画素サブコンポーネント内に入るようにする。
【0037】
本発明によれば、ヒンティング動作の一部として、画像内の垂直および/または水平ラインの幅を、画素サブコンポーネント境界の関数として調節することも可能である。これによって、画素サブコンポーネント境界ではなく、画素境界(縁)全域の位置の関数としてヒンティングを実行する公知のシステムにおけるよりも画像形状が歪む場合に、より精細な調節をヒンティング・プロセスで行なうようにすることが可能となる。
【0038】
スキャン変換は、通常、ヒンティングの後に行なう。スキャン変換とは、画像の幾何学的表現をビットマップに変換するプロセスのことである。本発明のスキャン変換動作は、画像の異なる部分を異なる画素サブコンポーネントにマッピングすることを伴う。これは、画像の同じ部分を用いて光度値を判定し、1つの画素を表す3つの画素サブコンポーネントの各々と共に用いる、公知のスキャン変換技術とは全く異なる。
【0039】
RGB画素サブコンポーネントを独立した光度源として扱うことの結果、色縁効果(color fringing effect)が生ずる可能性もある。本発明の特徴の1つは、ビットマップ画像を処理し、望ましくない色縁効果を検出することを対象とする。本発明の別の特徴は、ビットマップ画像上でカラー処理動作を行い、望ましくない色縁効果を低減または補償することを対象とする。
【0040】
本発明の方法および装置の数多くの追加の特徴、実施形態および利点は、以下の詳細な説明に明記してある。
(詳細な説明)
前述のように、本発明は、出力デバイスの多数の別個の区域、例えば、液晶ディスプレイの画素サブコンポーネントを利用して、画像の単一画素を表現することができるディスプレイ装置上において、画像、例えば、テキストおよび/またはグラフィックスを表示する方法および装置に関する。
【0041】
本発明の種々の方法は、1画素を構成する1組のRGB画素サブコンポーネントを単一の光度単位として扱うのではなく、各画素サブコンポーネントを別個の独立した光度源として用いようとするのである。これによって、RGB水平または垂直ストライピングのディスプレイ装置を、ストライピングの次元における有効解像度が他の次元よりも3倍高いものとして扱うことが可能となる。本発明の種々の装置は、サブ画素コンポーネントを個別に制御できることを利用した、ディスプレイ装置および制御装置を目的とする。
【0042】
図4は、本発明の一実施形態にしたがって実現したコンピュータ化電子ブックデバイス400を示す。図4に示すように、電子ブック400は、本の奇数ページおよび偶数ページを表示するための第1および第2ディスプレイ画面402、404をそれぞれ備えている。更に、電子ブック400は、入力デバイス、例えば、キーパッドまたはキーボード408、およびデータ記憶装置、例えば、CDディスク・ドライブ407を備えている。蝶番406を備えているので、使用しない場合、電子ブック400を折曲げてディスプレイ402、404を保護することができる。内部バッテリを用いて電子ブック400に給電することができる。同様に、本発明の他の携帯用コンピュータの実施形態も電池による給電が可能である。
【0043】
図5および以下の論述は、本発明の少なくとも一部の態様を実現可能な装置例について、端的な全体的説明を与える。本発明の種々の方法は、全体的に、電子ブック400またはパーソナル・コンピュータのようなコンピュータ・デバイスによって実行する、コンピュータ実行可能命令、例えば、プログラム・モジュールに関連付けて、説明する。本発明の他の態様は、物理的なハードウエア、例えば、ディスプレイ装置コンポーネントおよびディスプレイ画面等に関して説明する。
【0044】
本発明の方法は、ここに記載する特定のコンピュータ・デバイス以外の装置でも実行可能である。プログラム・モジュールは、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造等を含むことができ、タスク(複数のタスク)を実行したり、あるいは特定の抽象的データ・タイプを実装する。更に、当業者は、本発明の態様の少なくとも一部は、他の構成と共にでも実施可能であることを認めよう。その中には、ハンド・ヘルド・デバイス、マルチプロセッサ・システム、マイクロプロセッサを用いた消費者電子機器またはプログラム可能消費者電子機器、ネットワーク・コンピュータ、ミニコンピュータ、セット・トップ・ボックス、メインフレーム・コンピュータ、例えば、自動車、航空機、工業的用途等に用いるディスプレイを含む。また、本発明の態様の少なくとも一部は、通信ネットワークを通じてリンクしたリモート処理デバイスによってタスクを実行する分散型計算機環境においても実施可能である。分散型計算機環境では、ローカルおよび/またはリモートのメモリ記憶装置に、プログラム・モジュールを配置することができる。
【0045】
図5を参照すると、本発明の態様の少なくとも一部を実現する装置の一例500は、汎用計算デバイス、例えば、パーソナル・コンピュータ520を含む。パーソナル・コンピュータ520は、処理ユニット521、システム・メモリ522、ならびにシステム・メモリ522ないし処理ユニット521までを含む種々のシステム・コンポーネントを結合するシステム・バス523を含むことができる。システム・バス523は、いくつかのタイプのバス構造のいずれでもよく、メモリ・バスまたはメモリ・コントローラ、周辺バス、および種々のバス・アーキテクチャのいずれかを用いたローカル・バスを含む。システム・メモリ522は、リード・オンリ・メモリ(ROM)524および/またはランダム・アクセス・メモリ(RAM)525を含むことができる。起動中のように、パーソナル・コンピュータ520内部のエレメント間で情報を転送する役割を担う基本ルーチンを含む基本入出力システム526(BIOS)は、ROM524に格納することができる。また、パーソナル・コンピュータ520は、ハード・ディスク(図示せず)に対する読み書きを行なうハード・ディスク・ドライブ527、磁気ディスク(529(例えば、リムーバブル)に対する読み書きを行なう磁気ディスク・ドライブ528、およびコンパクト・ディスクまたはその他の(磁気)光学媒体のようなリムーバル(磁気)光学ディスク531に対する読み書きを行なう光ディスク・ドライブ530を含むことができる。ハード・ディスク・ドライブ527、磁気ディスク・ドライブ528、および(磁気)光ディスク・ドライブ530は、ハード・ディスク・ドライブ・インターフェース532、磁気ディスク・ドライブ・インターフェース533、および(磁気)光ディスク・ドライブ・インターフェース534をそれぞれ介して、システム・バス523と結合することができる。ドライブおよびそれらに関連する記憶媒体は、機械読み取り可能命令、データ構造、プログラム・モジュールおよびパーソナル・コンピュータ520のためのその他のデータの不揮発性格納を行なう。ここに記載する環境の一例では、ハード・ディスク、リムーバブル磁気ディスク529およびリムーバル光ディスク531を採用するが、当業者は、磁気カセット、フラッシュ・メモリ・カード、ディジタル・ビデオ・ディスク、ベルヌーイ・カートリッジ、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、リード・オンリ・メモリ(ROM)等のような、その他の種類の記憶媒体も、先に紹介した記憶装置の代わりに、またはこれらに加えて、使用可能であることを認めよう。
【0046】
例えば、オペレーティング・システム535、1つ以上のアプリケーション・プログラム536、その他のプログラム・モジュール537、および/またはプログラム・データ538のような多数のプログラム・モジュールを、ハード・ディスク527、磁気ディスク529、(磁気)光ディスク531、ROM524またはRAM525上に格納することができる。ユーザは、例えば、キーボード540およびポインティング・デバイス542のような入力デバイスによって、パーソナル・コンピュータ520にコマンドおよび情報を入力することができる。マイクロフォン、ジョイスティック、ゲーム・パッド、衛星ディッシュ、スキャナ等のようなその他の入力デバイス(図示せず)も含むことができる。多くの場合、これらおよびその他の入力デバイスは、システム・バス523に結合されているシリアル・ポート・インターフェース546を介して、処理ユニット521に接続されている。しかしながら、入力デバイスは、パラレル・ポート、ゲーム・ポートまたはユニバーサル・シリアル・バス(USB)のようなその他のインターフェースによって接続することも可能である。また、例えば、ビデオ・アダプタ548のようなインターフェースを介して、モニタ547またはその他のディスプレイ装置をシステム・バス523に接続することも可能である。装置500は、第2ディスプレイ装置の追加により、ブック400を実現するために用いることも可能である。モニタ547に加えて、パーソナル・コンピュータ520は、例えば、スピーカやプリンタのような、その他の周辺出力デバイス(図示せず)も含むことができる。
【0047】
パーソナル・コンピュータ520は、リモート・コンピュータ549のような1つ以上のリモート・コンピュータに対する論理接続を規定する、ネットワーク環境においても動作可能である。リモート・コンピュータ549は、別のパーソナル・コンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークPC、ピア・デバイスまたはその他の一般的なネットワーク・ノードとすることもでき、更にパーソナル・コンピュータ520に関連して先に述べたエレメントの多くまたは全てを含むこともできる。図5に示す論理接続は、ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)551およびワイド・エリア・ネットワーク(WAN)522、イントラネットならびにインターネットを含む。
【0048】
LANにおいて用いる場合、パーソナル・コンピュータ520は、ネットワーク・インターフェース・アダプタ(即ち、「NIC」)553を介してLAN551に接続することができる。インターネットのようなWANにおいて用いる場合、パーソナル・コンピュータ520は、モデム554、またはワイド・エリア・ネットワーク552上で通信を確立するその他の手段を含めばよい。モデム554は、内蔵でも外付けでもよく、シリアル・ポート・インターフェース546を介してシステム・バス523に接続することができる。ネットワーク環境では、パーソナル・コンピュータ520に関連して先に示したプログラム・モジュールの少なくとも一部をリモート・メモリ記憶装置に格納することができる。図示のネットワーク接続は一例であり、コンピュータ間に通信リンクを確立するその他の手段も使用可能である。
【0049】
図7Aは、本発明の一実施形態にしたがって実現したディスプレイ装置600を示す。ディスプレイ装置600は、例えば、フラットパネル・ディスプレイが望ましい携帯用コンピュータまたはその他のシステムにおける使用に適している。ディスプレイ装置600は、LCDディスプレイとして実現することができる。一実施形態では、公知のコンピュータ100の表示および制御ロジックを、本発明のディスプレイ装置600および表示制御ロジック、例えば、ルーチンと置換し、携帯用コンピュータに、水平RGBストライピングおよび画像の異なる部分を表すために用いる画素サブコンポーネントを備える。
【0050】
図示のように、ディスプレイ装置600は、16列の画素エレメントC1〜C16、および12行の画素エレメントR1〜R12を含み、16×12画素を有するディスプレイとなる。ディスプレイ600は、殆どのコンピュータ・モニタの場合と同様、縦よりも横の方が大きくなるように配置されている。ディスプレイ700は、本特許における図示の目的上16×12画素に限定しているが、図7Aに示すタイプのモニタは、あらゆる数の垂直および水平画素エレメントでも有することができ、例えば、640×840、800×600、1024×768および1280×1024という水平対垂直画素比、更には正方形表示が得られる比率を有するディスプレイも可能である。
【0051】
ディスプレイ600の各画素エレメントは、3つのサブコンポーネント、赤画素サブコンポーネント602、緑画素サブコンポーネント604、および青画素サブコンポーネント606を含む。図7Aの実施形態では、各画素サブコンポーネント602、604、606は、画素の高さの1/3に等しいまたはほぼ等しい高さ、および画素の幅に等しいまたはほぼ等しい幅を有する。
【0052】
モニタ600において、RGB画素サブコンポーネントは、水平ストライプを形成するように配列する。これは、前述のモニタ200に用いた垂直ストライプ配列とは逆である。特に、モニタ600は、例えば、アプリケーション上水平解像度よりも垂直解像度の方が高いことが望ましいグラフィクス・アプリケーションにおいて用いるとよい。
【0053】
図7Bは、ディスプレイ600の左上部分を更に詳細に示す。図7Bでは、水平RGBストライピング・パターンを明確に見ることができ、文字R、GおよびBを用いて、対応する色の画素サブコンポーネントを示す。
【0054】
図7Cは、本発明にしたがって実現した他のディスプレイ装置700を示す。図7Cは、水平画素エレメントよりも垂直画素エレメントの方が多いディスプレイ装置、例えば、LCDディスプレイにおける垂直RGBストライピングの使用を示す。12×16ディスプレイを示すが、ディスプレイ700は、あらゆる数の画素列/行でも実現可能であり、正方形の表示が得られる列/行比も含むことは理解されよう。
【0055】
ディスプレイ装置700は、水平に流れるテキストのポートレート・タイプ表示が望ましい場合に特に適している。図7Cに示すタイプのディスプレイ装置は、電子ブック400のディスプレイ402、404として用いることができる。図6のモニタの場合と同様、各画素エレメントは、3つのサブ画素コンポーネント、即ち、R、G、およびB画素サブコンポーネントから成る。
【0056】
ディスプレイ7Aはある種のグラフィクス・アプリケーションには望ましいが、高品質のキャラクタを生成するには、キャラクタ・ステムの正確な表現、キャラクタの比較的長く細い垂直部分の方が、セリフの表現よりも遥かに重要である。垂直ストライピングは、本発明にしたがって用いる場合、一度に画素の幅の1/3だけステムを調節可能であるという、格別の利点を有する。したがって、垂直ストライピング配列を有する装置200または700のようなディスプレイ装置を、本発明の表示方法と共に用いることにより、ステムの調整が1画素ずつに限定される公知の水平ストライピング配列よりも、高い品質のテキストを得ることができる。
【0057】
垂直ストライピングの別の利点として、画素サイズよりも小さい刻みの幅、例えば、画素サイズの1/3刻みでキャラクタの間隔を調節できることがあげられる。キャラクタ間隔は、読み易さ(legibility)にとっては重要なテキスト特性である。したがって、垂直ストライピングを用いることによって、テキスト間隔の改善、およびステムのウェイトの精細化を得ることができる。
【0058】
図8は、本発明によるコンピュータ・システムのディスプレイ上にテキスト画像をレンダリングする際に用いる、図5のコンピュータ・システムのメモリに含まれる種々のエレメント、例えば、ルーチンを示す。
【0059】
図示のように、アプリケーション・ルーチン536は、例えば、ワード・プロセッサ・アプリケーションとすることができ、テキスト出力サブコンポーネント801を含む。テキスト出力サブコンポーネント801は、矢印813で表すように、テキスト情報をオペレーティング・システム535に出力し、ディスプレイ装置547上にレンダリングする役割を担う。テキスト情報は、例えば、レンダリングするキャラクタを識別する情報、レンダリングの間に用いるフォント、およびキャラクタをレンダリングする際のポイント・サイズを含む。
【0060】
オペレーティング・システム535は、ディスプレイ装置547上におけるテキストの表示を制御する役割を担う種々のコンポーネントを含む。これらのコンポーネントは、表示情報815、ディスプレイ・アダプタ814、およびグラフィクス・ディスプレイ・インターフェース802を含む。表示情報815は、例えば、レンダリングの間に適用するスケーリングに関する情報、および/または前景/背景カラー情報を含む。ディスプレイ・アダプタは、グラフィクス・ディスプレイ・インターフェース802からビットマップ画像を受け取り、ビデオ信号を発生し、ビデオ・アダプタ548に供給して、ディスプレイ547による光学的表示を行なう。矢印815は、ビットマップ画像のグラフィクス・ディスプレイ・インターフェース802からディスプレイ・アダプタ814への通過を表す。
【0061】
グラフィクス・ディスプレイ・インターフェース802は、テキストだけでなくグラフィクスを処理するためのルーチンも含む。エレメント804は、テキストを処理するために用いる、タイプ・ラスタライザである。タイプ・ラスタライザは、アプリケーション536から得たテキスト情報を処理し、これからビットマップ表現を発生する役割を担う。タイプ・ラスタライザ804は、キャラクタ・データ806、ならびにレンダリングおよびラスタ化ルーチン807を含む。
【0062】
キャラクタ・データ806は、例えば、ベクトル・グラフィクス、ライン、ポイントおよび曲線を含み、1組以上のキャラクタの高解像度ディジタル表現が得られる。
【0063】
図3に示すように、テキスト・キャラクタ302を処理し、データ806のような、その高解像度ディジタル表現を発生し、これをメモリに格納しておきテキスト発生の間に使用できるようにすることは公知である。したがって、データ806の発生304および格納306については、ここでは詳細に論じないことにする。
【0064】
レンダリングおよびラスタ化ルーチン807は、スケーリング・サブルーチン808、ヒンティング・サブルーチン810、スキャン変換サブルーチン812およびカラー補償ルーチン813を含む。スケーリング、ヒンティングおよびスキャン変換動作を実行しテキスト画像をレンダリングすることは普通のことであるが、本発明のルーチンおよびサブルーチンは、画面のRGB画素サブコンポーネントを別個の光度エンティティとして利用するかあるいは扱い、レンダリングする画像の異なる部分を表現するために使用できるようにした点において、公知のサブルーチンとは異なっている。カラー補償サブルーチン813は、スキャン変換サブルーチン812によって作成したビットマップ画像に対してカラー補償調節を実行し、画素の3つのカラー・サブコンポーネントの各々を別個の光度エレメントとして扱ったことによって生じ得る、望ましくない色縁効果を補償する役割を担う。本発明のサブルーチン808、810、812および813の各々が実行する動作について、これより詳細に説明する。
【0065】
図9は、本発明にしたがって表示のためにテキストのレンダリングを行なう際に用いるレンダリングおよびラスタ化ルーチン807を示す。図示のように、ルーチン807はステップ902において開始し、例えば、オペレーティング・システム535の制御の下で、アプリケーション536からのテキスト情報の受信に応答してルーチンを実行する。ステップ904において、テキスト・レンダリングおよびラスタ化ルーチン807が入力を受け取る。入力は、アプリケーション536から得た、テキスト、フォント、およびポイント・サイズ情報905を含む。加えて、入力は、例えば、オペレーティング・システムによってメモリに格納されているモニタ設定値から得た、スケーリング情報および/または前景/背景カラー情報や画素サイズ情報も含む。また、入力は、データ806も含み、これには、例えば、ライン、ポイントおよび/または曲線という形態での、表示するテキスト・キャラクタの高解像表現が含まれる。
【0066】
ステップ904において入力を受け取ると、動作はステップ910に進み、スケーリング・サブルーチン808を用いてスケーリング動作を実行する。本発明によれば、非正方形スケーリング(non-square scaling)は、各画素エレメントに含まれる画素サブコンポーネントの方向および/または数の関数として実行する。即ち、高解像キャラクタ・データ、例えば、受け取ったテキストおよびフォント情報による指定により表示するキャラクタのラインおよびポイント表現のスケーリングを、ストライピングに対して垂直な方向に、ストライピングの方向よりも大きいレートで行なう。これによって、後続の画像処理動作は、本発明にしたがって、個々の画素サブコンポーネントを独立した光度源として用いることによって得られる、より高い解像度を利用することが可能となる。
【0067】
したがって、図7Aに示すタイプのディスプレイを装置として用い、その上にデータを表示する場合、垂直方向のスケーリングは、水平方向よりも大きなレートで行われる。垂直ストライピングの画面、例えば、図2および図7Cに示す画面の場合、水平方向のスケーリングは、垂直方向よりも大きなレートで行われる。
【0068】
垂直および水平画像方向間のスケーリングの相違は、用いるディスプレイならびに実行する後続のスキャン変換およびヒンティング・プロセスによって変動する可能性がある。ステップ904において得たスケーリング情報を含む表示情報をステップ910において用い、所与の実施形態において実行するスケーリングを決定する。
【0069】
本発明の種々の実施形態では、スケーリングは、ストライピングに対して垂直に、各画素を形成する画素サブコンポーネントの数とは無関係のレートで行われる。例えば、RGB画素サブコンポーネントを用いて各画素を形成する一実施形態では、スケーリングは、ストライピングに対して垂直な方向に、ストライピングの方向に行なうスケーリングのレートの20倍のレートで行われる。殆どの場合、キャラクタまたは画像のスケーリングは、ストライピングに対して垂直な方向に、赤、緑および青ストライプに更に分割可能なレートで、その光度寄与に比例して行なうが、必須ではない。
【0070】
図10Aは、図2Aに示すような、水平ストライピングのモニタ上における文字の表示を見越して、文字i(1002)の高解像表現に対して実行するスケーリング動作を示す。尚、この例では、水平(x)方向のスケーリングをx1のレートで適用し、一方垂直(Y)方向のスケーリングをx3のレートで適用することを注記しておく。その結果、元の文字1002よりも3倍縦に長く、幅は同一となった、スケーリング文字1004が得られる。
【0071】
図10Bは、図2および図7Cに示したような、垂直ストライプのモニタ上における文字の表示を見越して、文字i1002の高解像表現に対して実行するスケーリング動作を示す。尚、この例では、水平(X)方向のスケーリングをx3のレートで適用し、一方垂直(Y)方向のスケーリングをx1のレートで適用することを注記しておく。その結果、元のキャラクタ1002と同じ高さであるが、幅が3倍広い、スケーリング文字1008が得られる。
【0072】
他の量でスケーリングすることも可能である。例えば、後続のスキャン変換動作の一部として、画素サブコンポーネントに対する光度値を決定する際に、加重スキャン変換動作を連係させた場合、スケーリングは、RGBストライピングおよび用いる重みの関数として行われる。実施形態の一例では、RGBストライピングに対して垂直な方向のスケーリングは、スキャン変換動作の間に用いられる整数重みの和に等しいレートで行われる。特定的な一実施形態では、これによって、ストライピングに対して垂直な方向のスケーリングは10xのレートで行われ、一方ストライピングに対して平行な方向には1xのレートでスケーリングが行われる。
【0073】
再度図9を参照すると、一旦スケーリング動作をステップ910において完了したなら、動作はステップ912に進み、例えば、ヒンティング・サブルーチン810を実行することによって、スケーリングした画像のヒンティングを行なう。ヒンティング・プロセスを記述するために、格子フィッティング(grid-fitting)という用語を用いる場合もある。
【0074】
ヒンティング動作を図11Aおよび図11Bに示す。図11Aは、水平ストライピングのモニタ上に表示するようにした、スケーリング・キャラクタ1004のヒンティングを示す。図11Bは、垂直ストライピングのモニタ上に表示するようにした、スケーリング・キャラクタ1008のヒンティングを示す。
【0075】
ヒンティングは、後続のスキャン変換動作の一部として用いられる格子1102、1104内に、スケーリング・キャラクタ、例えば、キャラクタ1004、1008を位置合わせすることを伴う。また、格子の形状に画像をより良く一致させるように、画像の輪郭を歪ませることも伴う。格子は、ディスプレイ装置の画素エレメントの物理的サイズの関数として決定する。
【0076】
ヒンティングの間画素サブコンポーネントの境界を考慮に入れない従来技術とは異なり、本発明は画素サブコンポーネントの境界を、文字を位置合わせすることができる境界または位置合わせしなければならない境界として、あるいはキャラクタの輪郭を調節する境界として扱う。
【0077】
本発明のヒンティング・プロセスは、使用可能な画素サブコンポーネントを用いてキャラクタの高精度表示を最適化することを意図して、格子内にキャラクタのスケーリング表現を、例えば、画素および画素サブコンポーネントの境界に沿ってまたはその内部に、位置合わせすることを伴う。多くの場合、これは、キャラクタ・ステムの左縁を、左側の画素またはサブ画素コンポーネントの境界に位置合わせし、更に文字の底辺の下端を画素コンポーネントまたはサブコンポーネントの境界に沿って位置合わせすることを伴う。
【0078】
実験結果によって、垂直ストライピングの場合、キャラクタ・ステムが青または緑の左縁を有するように位置合わせしたステムを有するキャラクタは、一般に、赤の左縁を有するように整合したステップを有するキャラクタよりも読みやすいという傾向があることが示された。したがって、少なくとも一部の実施形態では、垂直ストライピングの画面上に表示するキャラクタのヒンティングの間、ステムに対して青または緑の左縁を、赤の左縁よりも、ヒンティング・プロセスの一部として優先する。
【0079】
水平ストライピングの場合、キャラクタの底辺の下端が赤または青の底辺縁を有するように位置合わせしたキャラクタは、一般に、緑の下端縁を有するように整合した底面を有するキャラクタよりも読みやすいという傾向がある。したがって、水平ストライピングの画面上に表示するキャラクタのヒンティングの間、少なくとも一部の実施形態では、赤または青の底辺縁を、緑の底辺縁よりも、ヒンティング・プロセスの一部として優先する。
【0080】
図11Aは、スケーリング画像1104に対するヒンティング動作の適用を示す。ヒンティング・プロセスの一部として、スケーリング画像1104を格子1102上に配置し、その位置および輪郭を調節し、格子形状により良く一致させ、かつ所望の度合のキャラクタ間隔が得られるようにする。図11Aおよび図11Bにおける文字「G.P.」は、格子配置ステップを示し、一方ヒンティングという用語は、ヒンティング・プロセスの輪郭調節およびキャラクタ離間部分を示す。
【0081】
尚、画像1004のヒンティングを行い水平ストライピングを有する画面上に表示する図11Aでは、スケーリング画像1004をR/G画素サブコンポーネント境界に沿って位置付け、キャラクタ1004の底辺が赤の底辺縁を有するようにすることを注記しておく。加えて、画像の輪郭を調節し、画像の矩形部分が画素サブコンポーネント境界に隣接するようにする。その結果、ヒント画像1014が得られる。また、キャラクタ画像とスクリーン上においてキャラクタ位置および間隔を決定するために用いる左および右側支持点(図示せず)との間の距離も、画素サブコンポーネント境界の関数として調節する。このように、本発明の種々の実施形態では、キャラクタ間隔を、画素サブコンポーネントの幅に対応する距離、例えば、画素幅の1/3に制御する。
【0082】
図11Bでは、画像1008にヒンティングを行い垂直ストライピングを有する画面上に表示するが、スケーリング画像1008をR/G画素サブコンポーネント境界に沿って位置付け、ヒント・キャラクタ1018のステムの左縁が緑の左縁を有するようにする。また、キャラクタの形状、および格子上におけるキャラクタの位置も調節する。キャラクタ間隔の調節も行なう。
【0083】
一旦ヒンティング・プロセスをステップ912において完了したなら、動作はステップ914に進み、本発明にしたがって、例えば、スキャン変換サブルーチン812を実行することによって、スキャン変換動作を行なう。
【0084】
スキャン変換は、スケーリングしたキャラクタを表す幾何学的形状のビットマップ画像への変換を伴う。従来のスキャン変換動作は、スケーリング画像の対応部分をマッピングすることができる個々の単位として、画素を扱っていた。したがって、従来のスキャン変換動作の場合、画像の同じ部分を用いて光度値を決定し、スケーリング画像の一部をマッピングする先である、画素エレメントのRGB画素サブコンポーネントの各々と共に用いる。図2Cは、公知のスキャン変換プロセスの一例であり、ビットマップとして表現する画像をサンプリングし、サンプル値から光度値を発生することを伴う。
【0085】
本発明によれば、画素のRGB画素サブコンポーネントは、独立した光度エレメントとして扱う。したがって、各画素サブコンポーネントを別個の光度コンポーネントとして扱い、これに、スケーリング画像の別個の部分をマッピングすることができる。このように、本発明は、スケーリング画像の異なる部分を、異なる画素サブコンポーネントにマッピングすることを可能とし、公知のスキャン変換技術によって可能な解像度よりも高い解像度を得ることができる。即ち、種々の実施形態において、スケーリング画像の異なる部分を用いて、各画素サブコンポーネントと共に用いる光度値を独立して決定する。
【0086】
図6は、本発明の一実施形態にしたがって実施するスキャン変換の一例を示す。図示の実施形態では、格子620で表す画像の別個の画像サンプル622、623、624を用いて、発生するビットマップ画像630の対応部分632、633、634と関連する赤、緑および青強度値を発生する。図6の例では、赤および青に対する画像サンプルは、それぞれ、緑のサンプルから1画素の幅の−1/3および+1/3の距離だけ変位している。このようにして、図2Cに示す公知のサンプリング/画像表現方法では発生する変位問題を回避する。
【0087】
図に示す例では、白を用いて、スキャン変換動作によって発生するビットマップ画像において「オンにする」画素サブコンポーネントを示す。白でない画素サブコンポーネントは「オフ」状態にある。
【0088】
黒いテキストの場合、「オン」は、当該画素サブコンポーネントに関連する強度値を制御して、画素サブコンポーネントが光を出力しないようにすることを暗示する。白い背景画素を想定すると、「オン」でないサブコンポーネントには、最大光出力を出力させる強度値が割り当てられることになる。
【0089】
前景および背景のカラーを用いる場合、「オン」は、3つの画素サブコンポーネント全てを用いて前景カラーを発生するとすれば指定の前景カラーを生成する値を、画素サブコンポーネントに割り当てることを意味する。「オン」でない画素サブコンポーネントには、3つの画素サブコンポーネント全てを用いて背景カラーを発生するとすれば指定の背景カラーを生成する値を割り当てる。
【0090】
スケーリング中、画素サブコンポーネントを「オン」にするか否かについて判定する第1の技法は、スケーリング格子の一部によって表され、画素サブコンポーネントにマッピングされる、スケーリング画像セグメントの中心が、表示する画像のスケーリング表現内部にあるか否かについて判定することである。例えば、図12Aでは、格子セグメント1020の中心が画像1004の内側にある場合、画素サブコンポーネントC1、R5をオンにする。別の技法は、画素サブコンポーネントにマッピングするスケーリング画像セグメントの50%以上が、表示する画像によって占められているか否かについて判定することである。占められている場合、画素サブコンポーネントを「オン」にする。例えば、格子セグメント1202によって表されるスケーリング画像セグメントが、少なくとも50%画像1004によって占められている場合、対応する画素サブコンポーネントC1、R5をオンにする。以下で論ずる図12A、図12B、図13および図14の例では、いつ画素サブコンポーネントをオンにするか判定する第1の技法を採用する。
【0091】
図12Aは、水平ストライピングのディスプレイ装置上における表示のためにヒント画像1004に対して行なうスキャン変換動作を示す。スキャン変換動作の結果、ビットマップ画像1202が得られる。尚、ビットマップ画像の列C1〜C4の各画素サブコンポーネントを、スケーリング・ヒント画像1004の対応する列の異なるセグメントからどのように判定するかについて注意すること。また、画素の高さの2/3であり、緑/青画素の境界に沿ってを位置合わせした底辺、高さが画素の2/3であるドットで、ビットマップ画像1204をどのように構成するかについても注意すること。公知のテキスト・イメージング技術であれば、得られる画像は、精度が低く、画素1つ分の高さと同じ底辺および画素1つ分のサイズのドットを有することになる。
【0092】
図12Bは、垂直ストライピングのディスプレイ装置上に表示するためにヒント画像1008に対して行なうスキャン変換動作を示す。スキャン変換動作によって、ビットマップ画像1203が得られる。尚、ビットマップ画像の列C1〜C4の各画素サブコンポーネントを、スケーリング・ヒント画像1008の対応する列の異なるセグメントからどのように判定するかについて注意すること。また、ビットマップ画像1208は、赤/緑画素境界に沿って整合された左縁を有する2/3画素幅のステムでどのように構成するかについても注意すること。更に、幅が1画素の2/3である画素を用いることにも注意すること。公知のテキスト・イメージング技術であれば、得られる画像は精度が低く、最大画素幅のステムおよびサイズが1画素のドットを有することになる。
【0093】
図13は、図12Aに示したスケーリング画像1004の第1列に対して行なうスキャン変換プロセスを更に詳細に示す。図示のスキャン変換プロセスでは、スケーリング画像1004の1セグメントを用いて、各画素サブコンポーネントに関連する光度値を制御する。これによって、各画素サブコンポーネントは、スケーリング画像1004の同じサイズの部分によって制御されることになる。
【0094】
スキャン変換動作の間、重み付けを適用することも可能である。重み付けを適用する場合、スケーリング画像の異なるサイズの領域を用いて、個々の画素サブコンポーネントをオンにするかまたはオフにするか、あるいはその中間の値にするか(グレー・スケーリングの場合のように)について判定することができる。
【0095】
前述のように、人の目は、異なるカラー光源からの異なるレートの光強度を認知する。緑は、赤、緑および青画素サブコンポーネントをそれらの最大光強度出力に設定することによって得られる白画素の認知輝度に約60%寄与し、赤は約30%寄与し、青は約10%寄与する。
【0096】
本発明の一実施形態によれば、スキャン変換中に重み付けを用いる場合、画素にマッピングするスケーリング画像面積の60%を用いて緑画素サブコンポーネントの光度を判定し、同じ画素にマッピングするスケーリング画像面積の別個の30%を用いて赤画素サブコンポーネントの光度を判定し、同じ画素にマッピングするスケーリング画像面積の別個の10%を用いて、青画素サブコンポーネントの光度を判定する。
【0097】
本発明の特定的な一実施形態では、スケーリング動作の間、ストライピングに対して垂直な方向における画像のスケーリングは、ストライピングの方向におけるスケーリングのレートの10倍のレートで行なう。こうすると、加重スキャン変換動作が簡単になる。ヒンティングの後、次に、例えば、前述した形式の加重スキャン変換動作を用いて、スキャン変換の間にスケーリング画像を処理する。
【0098】
図14は、画像1002を垂直方向に10倍、水平方向に1倍でスケーリングした、スケーリング・ヒント画像の第1列1400に対する加重変換動作の実行を示す。図14では、単一画素に対応するヒント画像の部分は、10個のセグメントから成る。前述の加重スケーリング技術にしたがって、スケーリング画像の最初の3セグメント、即ち、各画素エリアを用いて、ビットマップ画像1402内の1画素に対応する赤の画素サブコンポーネントの光度値を判定する。スケーリング画像1400の各画素エリアの次の6セグメントを用いて、ビットマップ画像1402内の同じ画素に対応する緑の画素サブコンポーネントの光度値を判定する。こうして、青の画素サブコンポーネントの光度値を判定する際に用いるために、スケーリング画像1400の各画素エリアの最後のセグメントを残す。
【0099】
図14に示すように、このプロセスにより、ビットマップ画像1402の列1、行4および5において、青および赤の画素サブコンポーネントが「オン」となり、列1の残りの画素サブコンポーネントが「オフ」となる。
【0100】
概略的に、本発明のスキャン変換プロセスを、画素サブコンポーネントを「オン」または「オフ」にすることに関して説明した。
本発明の種々の実施形態、特に、例えばグラフィクス画像と共に用いて好適なものは、グレー・スケール技術の使用を伴う。このような実施形態では、前述の実施形態の場合と同様、スキャン変換動作は、スケーリング・ヒント画像の部分を、対応する画素サブコンポーネントに独立してマッピングし、ビットマップ画像を形成することを伴う。しかしながら、グレー・スケールの実施形態では、画素サブコンポーネントに割り当てる強度値は、表示するスケーリング画像によって占められる画素サブコンポーネントにマッピングするスケーリング画像の部分の関数として決定する。例えば、0から255までの間の強度値を画素サブコンポーネントに割り当てることができ、0は事実上オフであり、255は最大強度であるとすると、スケーリング画像のセグメント(格子セグメント)が表示する画像によって50%占められている場合、スケーリング画像セグメントを対応する画素サブコンポーネントにマッピングする結果として、123の強度値が画素サブコンポーネントに割り当てられることになる。本発明によれば、同一画素に隣接する画素サブコンポーネントは、スケーリング画像の別の部分、例えば、セグメントの関数として、独立して決定される強度値を有することになる。
【0101】
一旦表示するテキストのビットマップ表現を図9のステップ814において発生したなら、これをディスプレイ・アダプタに出力するか、または更に処理してカラー処理動作および/またはカラー調節を行い、画質の向上を図ることも可能である。
【0102】
人の目は、画像のカラー(クロミナンス)の縁よりも、輝度の縁に対して遥かに感応するので、画像のレンダリングの目的のためにRGB画素サブコンポーネントを独立した光度エレメントとして扱うことにより、望ましくない色縁効果が発生する可能性がある。例えば、RGB集合から赤を除去した場合、シアンの色縁効果、緑および青の添加が生ずる可能性が高い。
【0103】
図9の実施形態では、ステップ914において発生したビットマップを、カラー処理/調節ステップ915に供給する。このステップでは、画像処理を行い、所望の前景カラーからどのくらい離れて、ビットマップ画像が迷走(stray)しているかについて判定を行なう。ビットマップ画像の部分が、所望の前景カラーよりも予め選択した量を超えて迷走している場合、この画像部分が前景および背景カラー間の平均の容認範囲内に入るまで、画素サブコンポーネントの強度値の調整を行なう。
【0104】
垂直ストライピングを用いる実施形態の一例では、画像の縁をチェックし、赤の色縁効果がないか確認する。これらは、画素エレメントの赤光度値が、同じ画素エレメントの緑光度値よりも著しく高い結果発生する。このような状態では、キャラクタの垂直ステム上に、見てわかる赤の色縁効果が生ずる可能性がある。この実施形態の例では、画像の縁にある画素を個別に検査する。赤/緑間の強度値の差を判定し、カラー調節の必要性を判定するために用いるスレシホルド値と比較する。判定した赤/緑強度差がスレシホルド値を超過している場合、赤および/または緑の値をスケーリングし、赤の色縁効果を低減する。適切なスレシホルド値およびスケーリング値は、経験的に決定することができる。
【0105】
赤の色縁効果について先に論じたのと同様のスレシホルド選別および光度スケーリング技法を用いることによって、緑および青の光度値に比較して赤の光度値が低いことに起因するシアンの色縁効果を検出し、補償することも可能である。
【0106】
一旦ステップ916においてカラー処理/調節を行なったなら、処理したビットマップ918をディスプレイ・アダプタ814に出力し、ルーチン807の動作を中止し、処理する追加のデータ/画像の受け取りを保留にする。
【0107】
図15は、水平ストライピングの12×12画素のアレイを表す格子上に重畳するためにレンダリングするキャラクタnの高解像表現を示す。
図16は、従来の表示技術、および各々3つの画素サブコンポーネントを含むフル・サイズの画素エレメントを用いて、図15に示したキャラクタnをどのようにレンダリングするかについて示す。フル・サイズの画素制限のために、文字のリッジにおいて比較的急激に形状の遷移が生じ、エリアシングおよび比較的平坦な上部が形成されている様子に注目のこと。
【0108】
図17は、画素高さの2/3の底辺を用いることによって、本発明にしたがって、文字nのレンダリングをどのようにして改良することができるかについて示す。底辺を形成するには、2つの画素サブコンポーネントを用いる。これは、行10、列1〜4および8〜10において3つの画素サブコンポーネント全てを用いるのとは対照的である。また、文字のリッジをどのように改良するかについても注意すること。リッジの幅を最大画素高さとするが、各水平最大高さ画素エレメントを1/3画素高さだけ垂直方向にずらしていくことにより、図16に示したリッジよりも遥かに高精度かつ滑らかなリッジを得ることができる。
【0109】
図18は、本発明にしたがって、文字nのリッジの厚さを、1画素の厚さから2/3画素の厚さにどのようにして縮小することができるかを示す。
図19は、本発明にしたがって、文字nの底辺を1画素の1/3の最少厚さまでどのようにして縮小することができるかについて示す。また、文字nのリッジを画素の1/3の厚さにどのようにして縮小することができるかについても示す。
【0110】
図20は、本発明にしたがって、底辺およびリッジが画素の1/3の厚さを有する文字nをどのようにして表示することができるかについて示す。
以上、テキストのレンダリングに関して本発明を大まかに説明したが、本発明はグラフィックスにも適用し、エリアシングを低減し、従来のカラーLCDディスプレイのような、ストライプ・ディスプレイを用いて得ることができる有効解像度を向上可能であることは理解されよう。加えて、本発明の技術の多くは、ビットマップ画像、例えば、スキャンした画像を処理し、これらを表示のために準備する際にも使用可能であることは理解されよう。
【0111】
加えて、本発明の方法および装置は、同じ色の個別のRGB画素サブコンポーネントの代わりに、多数の非方形画素サブコンポーネントを用いる、グレースケール・モニタにも適用した場合にも、方形画素エレメントを用いるディスプレイと比較して、1次元における有効解像度を倍増可能であることは理解されよう。
【0112】
ここに含まれる本発明の説明に鑑み、先に論じた本発明の実施形態に対して、多数の追加実施形態や変形も、当業者には明白である。このような実施形態は、本発明から逸脱するものではなく、本発明の範囲内に該当すると見なすことは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 公知の携帯用コンピュータの図である。
【図2】 図2Aは、公知のLCD画面の図である。
図2Bは、図2Aに示す公知の画面の一部を、図2Aの図よりも詳細に示す図である。
図2Cは、公知のシステムにおいて実行する画像サンプリング動作を示す図である。
【図3】 後続のテキスト発生および表示において用いるために、キャラクタ情報を準備し格納する際に行われる公知のステップを示す図である。
【図4】 本発明の一実施形態にしたがってポートレート用の向きに配置したフラットパネル・ディスプレイを備えた電子ブックを示す図である。
【図5】 本発明にしたがって実現したコンピュータ・システムを示す図である。
【図6】 本発明の実施形態の一例にしたがって実行する画像サンプリングを示す図である。
【図7】 図7Aは、本発明にしたがって実現したカラー・フラット・パネル・ディスプレイ画面を示す図である。
図7Bは、図7Aのディスプレイ画面の一部を示す図である。
図7Cは、本発明の別の実施形態にしたがって実現したディスプレイ画面を示す図である。
【図8】 コンピュータ・システムのディスプレイ上にテキスト画像をレンダリングするために用いる、図5のコンピュータ・システムのメモリに含まれる種々のエレメント、例えば、ルーチンを示す図である。
【図9】 本発明の一実施形態にしたがって、テキストにレンダリングを行い表示する方法を示す図である。
【図10】 図10Aと図10Bは、本発明の種々の実施形態例にしたがって実行するスケーリング動作を示す図である。
【図11】 図11Aと図11Bは、本発明の種々の実施形態例にしたがって実行するヒンティング動作を示す図である。
【図12】 図12Aと図12Bは、本発明の種々の実施形態例にしたがって実行するスキャン変換動作を示す図である。
【図13】 図12Aに示した画像データの第1列に適用するスキャン変換プロセスを更に詳細に示す図である。
【図14】 本発明の一実施形態にしたがって実行する加重スキャン変換動作を示す図である。
【図15】 画素のフィールド上に表示するキャラクタの高解像表現を示す図である。
【図16】公知の技術を用いた場合に、図15のキャラクタがどのように示されるかを示す図である。
【図17】 本発明の種々のテキスト・レンダリング技術にしたがって、図15に示すキャラクタを図示する異なる方法を示す図である。
【図18】 本発明の種々のテキスト・レンダリング技術にしたがって、図15に示すキャラクタを図示する異なる方法を示す図である。
【図19】 本発明の種々のテキスト・レンダリング技術にしたがって、図15に示すキャラクタを図示する異なる方法を示す図である。
【図20】 本発明の種々のテキスト・レンダリング技術にしたがって、図15に示すキャラクタを図示する異なる方法を示す図である。
Claims (22)
- 処理ユニットと、画像を表示するディスプレイ装置とを含み、前記ディスプレイ装置が、複数の画素を有し、各画素が3つの画素サブコンポーネントを含み、前記3つの画素サブコンポーネントのうち1つは赤色であり、前記3つの画素サブコンポーネントのうち1つは緑色であり、前記3つの画素サブコンポーネントのうち1つは青色であり、前記3つの画素サブコンポーネントの各々は垂直ストライプ又は水平ストライプを形成する、コンピュータ・システムにおいて、表示画像の解像度を高める方法であって、
画像を表す情報のサンプルを、画素の個々の画素サブコンポーネントにマッピングするステップであって、各画素に含まれる異なる各画素サブコンポーネントに他の画素サブコンポーネントとは異なるサンプルをマッピングする、ステップであって、前記ディスプレイ装置が垂直ストライピングである場合には各画素における前記3つの画素サブコンポーネントは左から赤、緑、青の順に配置され、前記画像のステムの左縁が緑又は青の画素サブコンポーネントに含まれるようにし、前記ディスプレイ装置が水平ストライピングである場合には前記画像の底辺の下端が赤又は青の画素サブコンポーネントに含まれるようにする、ステップと、
前記マッピングしたそれぞれの異なるサンプルに基づいて、各画素サブコンポーネントに対し、別個の光度値を発生するステップと、
前記別個の光度値を用いて前記画像を表示するステップであって、画素全体ではなく、前記画素の画素サブコンポーネントの各々が前記画像のサンプル部分を表す、ステップと、
を備えた方法。 - 請求項1記載の方法において、前記ディスプレイ装置が垂直ストライピングである場合に、前記方法は、更に、前記サンプルをマッピングする前記ステップの前に、前記ストライプに平行な方向におけるよりも大きな倍率で、前記ストライプに垂直な方向に、前記画像を表す情報をスケーリングするステップを含む、方法。
- 請求項1または2記載の方法において、前記サンプルをマッピングする前記ステップは、前記画素の画素サブコンポーネントの各々に、前記サンプルの1つのみをマッピングするステップを備えた、方法。
- 請求項1または2記載の方法において、前記サンプルをマッピングするステップは、前記画像を表す前記情報が前記画像の輪郭を含み、前景カラーおよび背景カラーを関連付けるステップを備えた、方法。
- 請求項1、2、3または4記載の方法において、前記ディスプレイ装置はRGBストライプ・ディスプレイである、方法。
- 処理ユニットと、画像を表示するディスプレイ装置とを含み、前記ディスプレイ装置が、複数の画素を有し、各画素が3つの画素サブコンポーネントを含み、前記3つの画素サブコンポーネントのうち1つは赤色であり、前記3つの画素サブコンポーネントのうち1つは緑色であり、前記3つの画素サブコンポーネントのうち1つは青色であり、前記3つの画素サブコンポーネントの各々は垂直ストライプ又は水平ストライプを形成する、コンピュータ・システムにおいて、表示画像の解像度を高める方法であって、
画像を表す情報をサンプリングして、複数のサンプルを得るステップと、
第1のサンプルを、前記ディスプレイ装置の画素の第1の画素サブコンポーネントにマッピングするステップと、
第2のサンプルを、前記第1画素サブコンポーネントに隣接する第2の画素サブコンポーネントにマッピングするステップであって、前記第2画素サブコンポーネントが、i)前記第1画素サブコンポーネントと同じ画素のサブコンポーネント、ii)前記第1画素サブコンポーネントの画素に隣接する画素のサブコンポーネント、のうちの一方である、ステップとを備え、
前記第1及び第2のサンプルのマッピングにおいて、前記ディスプレイ装置が垂直ストライピングである場合には各画素における前記3つの画素サブコンポーネントは左から赤、緑、青の順に配置され、前記画像のステムの左縁が緑又は青の画素サブコンポーネントに含まれるようにし、前記ディスプレイ装置が水平ストライピングである場合には前記画像の底辺の下端が赤又は青の画素サブコンポーネントに含まれるようにし、前記方法はさらに、
前記第1および第2画素サブコンポーネントの各々に対し、これにマッピングしたサンプルに基づいて、別個の光度値を発生するステップと、
前記別個の光度値を用いて、前記第1および第2画素サブコンポーネントの各々を別個に制御することによって、前記画像を表示するステップと、
を備えた、方法。 - 請求項6記載の方法において、前記ディスプレイ装置が垂直ストライピングである場合に、前記画像を表示する前記ステップによって、前記ストライプに垂直な方向に、前記ストライプに垂直な方向の前記画素の寸法の値の整数倍ではない値を有する寸法の部分を有するテキスト・キャラクタを生じる、方法。
- 請求項7記載の方法において、前記テキスト・キャラクタの前記部分が、前記テキスト・キャラクタのステムであり、前記ステムの寸法が、前記画素の幅の整数倍でない、方法。
- 請求項6または7記載の方法において、前記ディスプレイ装置は液晶ディスプレイからなる、方法。
- 請求項7記載の方法であって、更に、前記情報をサンプリングするステップの前に、前記画像を表す前記情報を、前記ストライプに垂直な方向に、前記ストライプに平行な方向におけるよりも大きな係数でスケーリングするステップを含む、方法。
- 請求項6、7、8、9または10記載の方法において、前記ディスプレイ装置はRGBストライプ・ディスプレイである、方法。
- 処理ユニットと、画像を表示するディスプレイ装置とを含み、前記ディスプレイ装置が、複数の画素を有し、各画素が3つの画素サブコンポーネントを含み、前記3つの画素サブコンポーネントのうち1つは赤色であり、前記3つの画素サブコンポーネントのうち1つは緑色であり、前記3つの画素サブコンポーネントのうち1つは青色であり、前記3つの画素サブコンポーネントの各々は垂直ストライプ又は水平ストライプを形成する、コンピュータ・システムに、表示画像の解像度を高める方法を実行させるコンピュータ読み取り可能命令を担持するコンピュータ読み取り可能媒体であって、
前記方法が、
画像を表す情報のサンプルを、画素の個々の画素サブコンポーネントにマッピングするステップであって、各画素に含まれる異なる各画素サブコンポーネントに他の画素サブコンポーネントとは異なるサンプルをマッピングする、ステップであって、前記ディスプレイ装置が垂直ストライピングである場合には各画素における前記3つの画素サブコンポーネントは左から赤、緑、青の順に配置され、前記画像のステムの左縁が緑又は青の画素サブコンポーネントに含まれるようにし、前記ディスプレイ装置が水平ストライピングである場合には前記画像の底辺の下端が赤又は青の画素サブコンポーネントに含まれるようにする、ステップと、
前記マッピングしたそれぞれの異なるサンプルに基づいて、各画素サブコンポーネントに対し、別個の光度値を発生するステップと、
前記別個の光度値を用いて前記画像を表示するステップであって、画素全体ではなく、前記画素の画素サブコンポーネントの各々が前記画像のサンプル部分を表す、ステップと、
を備えた、コンピュータ読み取り可能媒体。 - 請求項12記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、前記ディスプレイ装置が垂直ストライピングである場合に、前記方法が、更に、前記サンプルをマッピングする前記ステップの前に、前記ストライプに平行な方向におけるよりも大きな倍率で、前記ストライプに垂直な方向に、前記画像を表す情報をスケーリングするステップを含む、コンピュータ読み取り可能媒体。
- 請求項12または13記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、前記サンプルをマッピングする前記ステップは、前記画素の画素サブコンポーネントの各々に、前記サンプルの1つのみをマッピングするステップを備えた、コンピュータ読み取り可能媒体。
- 請求項12または13記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、前記サンプルをマッピングする前記ステップは、前記画像を表す前記情報が前記画像の輪郭を含み、前景カラーおよび背景カラーを関連付けるステップを備えた、コンピュータ読み取り可能媒体。
- 請求項12、13、14、または15記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、前記ディスプレイ装置はRGBストライプ・ディスプレイである、コンピュータ読み取り可能媒体。
- 処理ユニットと、画像を表示するディスプレイ装置とを含み、前記ディスプレイ装置が、複数の画素を有し、各画素が3つの画素サブコンポーネントを含み、前記3つの画素サブコンポーネントのうち1つは赤色であり、前記3つの画素サブコンポーネントのうち1つは緑色であり、前記3つの画素サブコンポーネントのうち1つは青色であり、前記3つの画素サブコンポーネントの各々は垂直ストライプ又は水平ストライプを形成する、コンピュータ・システムに、表示画像の解像度を高める方法を実行させるコンピュータ読み取り可能命令を担持するコンピュータ読み取り可能媒体であって、
前記方法が、
画像を表す情報をサンプリングして、複数のサンプルを得るステップと、
第1のサンプルを、前記ディスプレイ装置の画素の第1の画素サブコンポーネントにマッピングするステップと、
第2のサンプルを、前記第1画素サブコンポーネントに隣接する第2の画素サブコンポーネントにマッピングするステップであって、前記第2画素サブコンポーネントが、i)前記第1画素サブコンポーネントと同じ画素のサブコンポーネント、ii)前記第1画素サブコンポーネントの画素に隣接する画素のサブコンポーネント、のうちの一方である、ステップとを備え、
前記第1及び第2のサンプルのマッピングにおいて、前記ディスプレイ装置が垂直ストライピングである場合には各画素における前記3つの画素サブコンポーネントは左から赤、緑、青の順に配置され、前記画像のステムの左縁が緑又は青の画素サブコンポーネントに含まれるようにし、前記ディスプレイ装置が水平ストライピングである場合には前記画像の底辺の下端が赤又は青の画素サブコンポーネントに含まれるようにし、前記方法はさらに、
前記第1および第2画素サブコンポーネントの各々に対し、これにマッピングしたサンプルに基づいて、別個の光度値を発生するステップと、
前記別個の光度値を用いて、前記第1および第2画素サブコンポーネントの各々を別個に制御することによって、前記画像を表示するステップと、
を備えた、コンピュータ読み取り可能媒体。 - 請求項17記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、前記ディスプレイ装置が垂直ストライピングである場合に、前記画像を表示する前記ステップによって、前記ストライプに垂直な方向に、前記ストライプに垂直な方向における前記画素の寸法の値の整数倍ではない値を有する寸法の部分を有するテキスト・キャラクタを生じる、コンピュータ読み取り可能媒体。
- 請求項18記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、前記テキスト・キャラクタの前記部分が、前記テキスト・キャラクタのステムであり、前記ステムの寸法が、前記画素の幅の整数倍でない、コンピュータ読み取り可能媒体。
- 請求項17または18記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、前記ディスプレイ装置は液晶ディスプレイからなる、コンピュータ読み取り可能媒体。
- 請求項18記載のコンピュータ読み取り可能媒体であって、更に、前記情報をサンプリングする前記ステップの前に、前記画像を表す前記情報を、前記ストライプに垂直な方向に、前記ストライプに平行な方向におけるよりも大きな係数でスケーリングするステップを含む、コンピュータ読み取り可能媒体。
- 請求項17、18、19、20または21記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、前記ディスプレイ装置はRGBストライプ・ディスプレイである、コンピュータ読み取り可能媒体。
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