JPWO2013069058A1 - 描画装置及び描画プログラム - Google Patents

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Abstract

この発明に係る描画装置は、直線データをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで描画を行う描画装置において、斜線の始点と終点のピクセル画素座標を抽出する端点抽出部と、斜線が位置するピクセル画素の中心を基準点として決定する基準点決定部と、端点抽出部で抽出した始点と終点のピクセル画素内の点を結んだ候補線を生成する候補線生成部と、候補線生成部で生成した候補線と基準点との距離の総和が最も小さい候補線を選択する候補線選択部と、斜線を、候補線選択部で選択された候補線に補正するデータ補正部とを備えたものである。

Description

本発明は、主として、ストロークで描かれたスケーラブルフォントを画像化する際、小さい文字で生じるにじみを軽減し、文字の視認性を向上するように斜線や曲線の位置を補正する描画装置及び描画プログラムに関するものである。
従来ストロークフォント描画は、ベクトルデータをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで行う。この際、滑らかな線を表示するため、中間色となる複数段階の輝度値を設定して描画するアンチエイリアスがよく用いられる。しかし、低解像度フォントの場合、この中間色がにじみとして認識される場合がある。そこで、従来のグリッドフィッティング手法では、線分の垂直・水平線分（以降、これらをセグメントと呼ぶ）に着目し、セグメントをピクセル上の最適な位置に補正し、鮮明な線分を描画する。セグメントの補正時には、セグメント同士の隣接によって文字が潰れないようにセグメントの座標を選択する（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−２５５２５４号公報
従来のグリッドフィッティング手法では、垂直線および水平線に関するにじみを軽減し、文字の視認性を向上することができる。しかしながら、実際に用いられる小さい文字では、斜線や曲線においてもにじみが目立っており、それを解決できていない。斜線および曲線の端点は従来のグリッドフィッティング手法において移動はするものの、斜線や曲線の位置の影響を考慮していないため、その移動がにじみを改善するような補正処理とはなっていないという問題があった。
この発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、斜線や曲線に対し、最適位置に補正することによって、斜線や曲線部分で生じるにじみを軽減することのできる描画装置を得ることを目的とする。
この発明に係る描画装置は、直線データをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで描画を行う描画装置において、斜線の始点と終点のピクセル画素座標を抽出する端点抽出部と、斜線が位置するピクセル画素の中心を基準点として決定する基準点決定部と、端点抽出部で抽出した始点と終点のピクセル画素内の点を結んだ候補線を生成する候補線生成部と、候補線生成部で生成した候補線と基準点との距離の総和が最も小さい候補線を選択する候補線選択部と、斜線を、候補線選択部で選択された候補線に補正するデータ補正部とを備えたものである。
この発明に係る描画装置は、斜線の候補線を、斜線が位置するピクセル画素上の中心点である基準点と比較して、最も距離の総和が小さい候補線を選択し、この候補線で斜線を補正するようにしたものである。これにより、斜線で生じるにじみを軽減し、文字等の視認性を向上することができる。
この発明の実施の形態１の描画装置を示す機能ブロック図である。 この発明の描画装置を実現するコンピュータシステムの構成図である。 この発明の実施の形態１の描画装置の動作シーケンスを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１の描画装置の動作シーケンスに対応した処理結果を示す説明図である。 ストロークの線とレンダリング結果との関係を示す説明図である。 この発明の実施の形態１の描画装置を適用した例を示す説明図である。 この発明の実施の形態１〜４の描画装置を文字に適用した例を示す説明図である。 この発明の実施の形態２の描画装置を示す機能ブロック図である。 この発明の実施の形態３の描画装置を示す機能ブロック図である。 この発明の実施の形態３の描画装置の動作シーケンスを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３の描画装置の動作シーケンスに対応した処理結果を示す説明図である。 この発明の実施の形態３の描画装置における直線分割の説明図である。 この発明の実施の形態３の描画装置における分割点の処理を示す説明図である。 この発明の実施の形態４の描画装置を示す機能ブロック図である。 この発明の実施の形態４の描画装置の補正位置テーブルを示す説明図である。
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による描画装置の機能ブロック図である。
本実施の形態による描画装置は、図示のように、端点抽出部１０１、基準点決定部１０２、候補線生成部１０３、候補線選択部１０４、データ補正部１０５を備えている。尚、描画装置はコンピュータによって実現され、端点抽出部１０１〜データ補正部１０５は、それぞれの機能に対応したソフトウェアと、これらのソフトウェアを実行するＣＰＵやメモリ等のハードウェアから構成されている。あるいは、端点抽出部１０１〜データ補正部１０５の少なくともいずれかの機能部を専用のハードウェアで構成してもよい。
図２は、描画装置を実現するコンピュータシステムの構成図である。
図示のコンピュータシステムは、演算プロセッサ１、システムメモリ２、アプリケーションプログラム３、バス４を備えている。演算プロセッサ１は、ＣＰＵなどに代表される演算プロセッサである。システムメモリ２は、演算プロセッサ１の命令コードやデータを保持するための記憶部である。アプリケーションプログラム３は、演算プロセッサ１上で実行されるプログラムであり、上述した端点抽出部１０１〜データ補正部１０５を実現するためのプログラムを含んでいる。このアプリケーションプログラム３が、メモリにコピーしたフォントデータを解析し、画像化する処理の中で、補正位置演算処理を行うものである。また、バス４は、演算プロセッサ１とシステムメモリ２とを接続するためのシステムバスである。
図１に示す端点抽出部１０１は、斜線の始点と終点のピクセル画素座標を抽出する機能部である。基準点決定部１０２は、斜線が位置するピクセル画素の中心を基準点として決定する機能部である。候補線生成部１０３は、端点抽出部１０１で抽出した始点と終点のピクセル画素内の点を結んだ直線の候補線を生成する機能部である。候補線選択部１０４は、候補線生成部１０３で生成した候補線と基準点との距離の総和が最も小さい候補線を選択する機能部である。データ補正部１０５は、斜線を、候補線選択部１０４で選択された候補線に補正する機能部である。
次に、実施の形態１の描画装置の動作について説明する。
図３は、描画装置の動作シーケンスを示すフローチャートである。また、図４は、描画装置の動作シーケンスに対応した処理結果を示す説明図である。
先ず、端点抽出部１０１は、フォントデータからストロークのデータを取得し、斜線の始点および終点座標を取得する。それらの座標を四捨五入し、各点が存在するピクセル座標を取得する（ステップＳＴ１０１）。図４（ａ）は、斜線のストロークデータを示しており、図４（ｂ）は、ステップＳＴ１０１によって抽出したピクセル座標である。
次に、基準点決定部１０２は、補正位置計算に用いる基準点を求める（ステップＳＴ１０２）。本発明は、低解像度のフォントを主なターゲットとしており、１６ドット幅などの小さいサイズの文字では、線幅が１ドットで表現される。このとき、図５（ａ）に示すように、ピクセル画素の中心から外れた線分をレンダリングした場合、２ドット幅でかつ薄い線分が描画される（図５（ｂ）参照）。これに対し、図５（ｃ）に示すように線分がピクセル画素の中心を通るとき、１ドット幅の鮮明な線分が描画できる（図５（ｄ）参照）。つまり、線分がピクセル画素の中心を通ることが、最も鮮明でにじみの少ない線が描画できる。よって、斜線を描画する場合も同様に、斜線が各ピクセル画素を通過する際、ピクセル画素の中心に近いところを通過するように斜線の始点・終点を補正する。この計算を行う上で斜線が通るべき基準となる点群を決定する必要がある。これには、線分描画で一般的に使用されるブレゼンハムのアルゴリズムを用いる。ブレゼンハムのアルゴリズムは、直線の描画を小数演算なしに行い、高速に動作を可能としたアルゴリズムである。
基準点決定部１０２では、ステップＳＴ１０１で求めた始点と終点のピクセル座標を入力とし、それらを結ぶ線分を構成するピクセル座標群を算出する。始点および終点を含むこれらの点を基準点とする。ブレゼンハムのアルゴリズムでは、斜線のｘｙ成分のうち大きい値を持つ方を軸とし、１ピクセル毎に点を生成するため、基準点の個数は最初に与えられた斜線の始点・終点の位置に依存する。即ち、基準点Ｌは斜線のｘｙ成分のうち、大きい値のもので決定する。例えば、図４（ｃ）に示すように、斜線の両端点が（０，０）、（２，３）の場合、斜線のｘ成分よりｙ成分のほうが長くなる。そして、ｙ＝１、２で新たに点を生成することになり、基準点は全てで４つとなる。このようにして基準点を決定し、これらの基準点からの距離が短くなるように斜線の位置を補正する。
次に、候補線生成部１０３は、最適な補正斜線の候補線をＭ本生成する（ステップＳＴ１０３）。これらの斜線は、ステップＳＴ１０２で求めた基準点からの距離を計算することにより、最適位置を決定する。斜線の位置を補正する際には、文字のバランスを大きく崩さないため、斜線の始点・終点の補正範囲を各点が存在するピクセル画素内に抑える。図４（ｄ）に示すように、各点の画素内から任意の点を選択し、それらを結んで複数の斜線を生成する。斜線の生成個数Ｍは、補正の精度に依存しており、ユーザにより設定する。例えば、各ピクセル画素内で、０．１ピクセル刻みに点を取り、各画素において点を１００個ずつ生成する。そして、それらを結んで１００００本の斜線を生成する。
次に、候補線選択部１０４では、ステップＳＴ１０３で生成したＭ本の候補線に対し、候補線と基準点との距離を計算する（ステップＳＴ１０４）。図４（ｅ）は、斜線と基準点との距離関係について図示している。１つの斜線につき基準点は複数（Ｌ個）あるため、これらの全ての基準点との距離を求め、合計を求める。これを生成した全て（Ｍ本）の斜線に対して算出する。そして、候補線選択部１０４は、これらの数値が最小となる斜線をＭ本の総和結果から選択し（ステップＳＴ１０５）、データ補正部１０５は、その位置に補正する（図４（ｆ）参照）。
１つの斜線に対して、実施の形態１を適用した例を図６に示しており、図６（ａ）は補正前の斜線のレンダリング結果、図６（ｂ）は補正後の斜線のレンダリング結果である。補正前では、輝度値が分散し線分がぼやけて見えるのに対し（図中、矢印Ａ参照）、補正後では、線分が鮮明になりにじみを軽減している（図中、矢印Ｂ参照）。また、図７には「あ」の文字に適用した結果を示しており、「あ」の一画目が斜線部分である。斜線の補正処理を行うことにより、斜線部分のぼやけが軽減されている。
以上説明したように、実施の形態１の描画装置によれば、直線データをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで描画を行う描画装置において、斜線の始点と終点のピクセル画素座標を抽出する端点抽出部と、斜線が位置するピクセル画素の中心を基準点として決定する基準点決定部と、端点抽出部で抽出した始点と終点のピクセル画素内の点を結んだ候補線を生成する候補線生成部と、候補線生成部で生成した候補線と基準点との距離の総和が最も小さい候補線を選択する候補線選択部と、斜線を、候補線選択部で選択された候補線に補正するデータ補正部とを備えたので、斜線で生じるにじみを軽減し、文字等の視認性を向上することができる。
また、実施の形態１の描画プログラムによれば、直線データをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで描画を行う描画装置を実現するコンピュータを、斜線の始点と終点のピクセル画素座標を抽出する端点抽出部と、斜線が位置するピクセル画素の中心を基準点として決定する基準点決定部と、端点抽出部で抽出した始点と終点のピクセル画素内の点を結んだ候補線を生成する候補線生成部と、候補線生成部で生成した候補線と基準点との距離の総和が最も小さい候補線を選択する候補線選択部と、斜線を、候補線選択部で選択された候補線に補正するデータ補正部として機能させるようにしたので、斜線で生じるにじみを軽減し、文字等の視認性を向上することのできる描画装置をコンピュータ上に実現することができる。
実施の形態２．
実施の形態１で行う斜線のにじみ改善手法では、文字の中の斜線の補正を行う度に複数回の距離計算を行うため、その計算量が多いという問題がある。そこで、実施の形態２では、斜線の補正処理を高速化するため、斜線の始点・終点をピクセル画素の中心へ補正することによってにじみを改善する例を示す。
図８は、実施の形態１の描画装置を示す機能ブロック図である。
実施の形態２の描画装置は、端点抽出部２０１、端点位置補正部２０２、データ補正部２０３を備えている。端点抽出部２０１は、実施の形態１における端点抽出部１０１と同様に、斜線の始点と終点のピクセル画素座標を抽出するものである。端点位置補正部２０２は、端点抽出部２０１で抽出された始点と終点の位置をピクセル画素の中心に補正するものである。データ補正部２０３は、端点位置補正部２０２で補正された始点と終点を結ぶ直線を斜線の補正データとして補正を行うものである。
実施の形態２では、斜線の始点・終点の位置がピクセル画素の中心に補正されるため、その始点・終点においてにじみがなくなることが保証される。また、短い斜線に関して、実施の形態１で求めた斜線の補正点がピクセル画素の中心となるケースが多いため、斜線の始点・終点のピクセル画素中心への補正処理は有効である。斜線の座標をピクセル画素の中心に補正する処理は、点の位置を代入するのみであるため、処理に要する時間は大きく削減することができる。
以上説明したように、実施の形態２の描画装置によれば、直線データをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで描画を行う描画装置において、斜線の始点と終点のピクセル画素座標を抽出する端点抽出部と、端点抽出部で抽出された始点と終点の位置をピクセル画素の中心に補正する端点位置補正部と、補正された始点と終点を結ぶ直線を斜線の補正データとするデータ補正部とを備えたので、斜線で生じるにじみを軽減し、文字等の視認性を向上することができると共に、処理の高速化を図ることができる。
実施の形態３．
実施の形態３は、曲線データを対象としてそのにじみを改善するようにした例であり、図９に実施の形態３の描画装置の機能ブロック図を示す。
実施の形態３の描画装置は、曲線データ抽出部３０１、端点位置補正部３０２、候補線生成部３０３、直線分割部３０４、基準点決定部３０５、候補線選択部３０６、データ補正部３０７を備えている。
曲線データ抽出部３０１は、曲線データの始点と終点と制御点とを抽出する機能部である。端点位置補正部３０２は、曲線データ抽出部３０１で抽出された始点と終点の位置をピクセル画素の中心に補正する機能部である。候補線生成部３０３は、端点位置補正部３０２で補正された始点と終点の位置と、制御点のピクセル画素内の複数の位置とに基づいて、曲線の候補線を生成する機能部である。直線分割部３０４は、候補線生成部３０３で生成された候補線を直線分割する機能部である。基準点決定部３０５は、分割した直線が通過するピクセル画素の中心を基準点として決定する機能部である。候補線選択部３０６は、分割した直線と基準点との距離と、分割点における曲線の接線と分割点が存在するピクセル画素の中心値との距離の総和が最も小さい候補線を選択する機能部である。データ補正部３０７は、曲線を、候補線選択部３０６で選択された候補線に補正する機能部である。
また、実施の形態３においても、描画装置はコンピュータによって実現され、曲線データ抽出部３０１〜データ補正部３０７は、それぞれの機能に対応したソフトウェアと、これらのソフトウェアを実行するＣＰＵやメモリ等のハードウェアから構成されている。あるいは、少なくともいずれかの機能部を専用のハードウェアで構成してもよい。
次に、実施の形態３の動作について説明する。図１０は、実施の形態３の動作シーケンスを示すフローチャートである。
本実施の形態で扱う曲線データは２次スプライン曲線であり、図１１（ａ）に示すように、曲線は始点・終点・制御点の３点から構成される。曲線の補正も、実施の形態１，２で説明した斜線の補正と同様に、曲線が通るピクセル画素の中心からの距離の総和が最小になるように計算する。先ず、曲線データ抽出部３０１では、フォントデータから曲線データを取得し、曲線の始点・終点・制御点座標を取得する。それらの座標を四捨五入し、各点が存在するピクセル座標を取得する（ステップＳＴ２０１）。
次に、端点位置補正部３０２は、始点と終点の補正を実施する（ステップＳＴ２０２）。これは、実施の形態２で示した斜線補正との整合性を考慮し、ピクセル画素の中心に補正を行う（図１１（ｂ）参照）。これにより計算量削減の効果もある。
次に、候補線生成部３０３では、最適な補正曲線の候補線を複数（Ｍ本）生成する（ステップＳＴ２０３）。この処理では、斜線のときと同様に、曲線の制御点の位置を補正する際、文字のバランスを大きく崩さないため、斜線の始点・終点の補正範囲を制御点が存在するピクセル画素内に抑える。図１１（ｃ）に示すように、この制御点の位置を変更し、曲がり方の異なる曲線を複数生成する。Ｍ本の曲線の生成個数は、補正の精度に依存しており、ユーザにより設定する。例えば、ピクセル内で、０．１ピクセル刻みに点を取り、点を１００個生成する。そして曲線を１００個生成する。
次に、直線分割部３０４では、ステップＳＴ２０３で生成した各曲線に対し、距離計算を行うため、直線分割化を行う（ステップＳＴ２０４）。実際に曲線を描画するときは、図１２に示すように複数の直線（Ｎ本）に分割して描画する。分割数Ｎは、曲線の曲率に依存して決定する。そして、分割した各直線に対し、実施の形態１と同様の距離計算を適用する（ステップＳＴ２０５→ステップＳＴ２０７）。すなわち、生成したＭ本の候補線全てに対し、かつ、それぞれのＮ本の分割直線の全てに対して、基準点Ｌとの距離を求める。
一方、分割した点は、異なる方向ベクトルを持つ２線の支点となるため、各々の方向ベクトルを持つ線に対して距離を算出することになり、距離の計算を２回実行してしまう。この冗長な計算を防ぐため、各直線の計算時には距離計算を行わず、分割点における距離計算は別途ステップＳＴ２０８、ステップＳＴ２０９で行う。すなわち、ステップＳＴ２０６における距離計算部分の判断ステップにおいて、分割点以外の点を計算するときは、ステップＳＴ２０７に進んで生成した分割直線と基準点との距離を総和に加え、分割点における距離を計算するときは、ステップＳＴ２０８〜ステップＳＴ２０９の処理を行う。なお、ステップＳＴ２０７における分割直線と基準点との距離を求める処理は実施の形態１における処理と同様である。
ステップＳＴ２０８では、図１３に示すように、分割点は曲線上の点にあるため、曲線の分割点における接線を求める（図中、矢印Ａ参照）。そして、ステップＳＴ２０９で、この接線とピクセル画素の中心との距離を算出する（図中、矢印Ｂ参照）。この数値を加算して距離総和を求める。候補線選択部３０６は、１つの曲線について、複数の直線の距離計算の総和を求めることにより、曲線の評価値を決定する（図１１（ｄ）参照）。候補線選択部３０６は、これらの計算を、生成した全ての曲線について算出する。最後に、候補線選択部３０６は、求めた数値が最小となる曲線を選択し（ステップＳＴ２１０）、データ補正部３０７は、ステップＳＴ２０１で抽出された制御点の位置を、選択された曲線の制御点の位置に補正する（図１１（ｅ）参照）。
以上の動作により、曲線の位置の補正を行う。実際に「あ」の文字に適用した結果は図７に示しており、「あ」の下の部分は曲線で構成されている。
以上説明したように、実施の形態３の描画装置によれば、曲線データをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで描画を行う描画装置において、曲線の始点と終点と制御点のピクセル画素座標を抽出する曲線データ抽出部と、曲線データ抽出部で抽出された始点と終点の位置をピクセル画素の中心に補正する端点位置補正部と、端点位置補正部で補正された始点と終点の位置と、制御点のピクセル画素内の複数の位置とに基づいて、候補線を生成する候補線生成部と、候補線生成部で生成された候補線を分割点で直線分割する直線分割部と、分割した直線が通過するピクセル画素の中心を基準点として決定する基準点決定部と、分割した直線と基準点との距離と、分割点における曲線の接線と分割点が存在するピクセル画素の中心値との距離の総和が最も小さい候補線を選択する候補線選択部と、曲線を、候補線選択部で選択された候補線に補正するデータ補正部とを備えたので、曲線で生じるにじみを軽減し、文字等の視認性を向上することができる。
また、実施の形態３の描画プログラムによれば、曲線データをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで描画を行う描画装置を実現するコンピュータを、曲線の始点と終点と制御点のピクセル画素座標を抽出する曲線データ抽出部と、曲線データ抽出部で抽出された始点と終点の位置をピクセル画素の中心に補正する端点位置補正部と、端点位置補正部で補正された始点と終点の位置と、制御点のピクセル画素内の複数の位置とに基づいて、候補線を生成する候補線生成部と、候補線生成部で生成された候補線を分割点で直線分割する直線分割部と、分割した直線が通過するピクセル画素の中心を基準点として決定する基準点決定部と、分割した直線と基準点との距離と、分割点における曲線の接線と分割点が存在するピクセル画素の中心値との距離の総和が最も小さい候補線を選択する候補線選択部と、曲線を、候補線選択部で選択された候補線に補正するデータ補正部として機能させるようにしたので、曲線で生じるにじみを軽減し、文字等の視認性を向上することのできる描画装置をコンピュータ上に実現することができる。
実施の形態４．
実施の形態３で行う曲線のにじみ改善手法において、複数回の距離計算を行うため、計算量が多いという問題がある。そこで、曲線の補正処理を高速化するため、実施の形態４では、曲線の制御点の補正点をデータベース化する。図１４に実施の形態４の描画装置の機能ブロック図を示す。
実施の形態４の描画装置は、曲線データ抽出部４０１、端点位置補正部４０２、補正位置テーブル４０３、データ補正部４０４を備えており、曲線データ抽出部４０１および端点位置補正部４０２の機能については、実施の形態３の曲線データ抽出部３０１および端点位置補正部３０２と同様である。補正位置テーブル４０３は、曲線データの始点と終点の位置をピクセル画素の中心にした場合の制御点の補正位置を示すデータベースであり、実施の形態３における候補線生成部３０３と直線分割部３０４と基準点決定部３０５と候補線選択部３０６により求められた補正位置を示している。
図１５は、補正位置テーブル４０３の説明図である。
補正位置テーブル４０３には、曲線の始点と終点、および、始点と制御点を結ぶ２本のベクトルデータと、そのときの制御点の補正位置とを保持する。ベクトルデータを保持する際、始点を（０，０）の位置に固定し、ｘ軸上、ｙ軸上および第一象限にベクトルが位置するようにする。そして、ベクトルの方向が補正位置テーブル４０３に該当しない場合、テーブル内のデータの符号の一方または両方をマイナスにして該当するベクトルを検索し、補正位置を求める。これにより、メモリ量を削減できる。また、この制御点の補正位置のデータは、実施の形態３で説明した図１０のフローチャートに示すような計算をオフラインで行うことによって決定する。
実際に制御点を補正する際には、補正位置テーブル４０３から参照する処理だけを実行することにより、処理のリアルタイム性が向上する。
以上説明したように、実施の形態４の描画装置によれば、曲線データをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで描画を行う描画装置において、曲線の始点と終点と制御点とを抽出する曲線データ抽出部と、曲線データ抽出部で抽出された始点と終点の位置をピクセル画素の中心に補正する端点位置補正部と、曲線の始点と終点の位置をピクセル画素の中心にした場合の制御点の補正位置を示す補正位置テーブルと、端点位置補正部で補正した始点と終点と、補正位置テーブルから求めた制御点とに基づいて曲線を補正するデータ補正部とを備えたので、曲線で生じるにじみを軽減し、文字等の視認性を向上することができると共に、処理の高速化を図ることができる。
また、実施の形態４の描画装置によれば、補正位置テーブルは、実施の形態３における候補線生成部と直線分割部と基準点決定部と候補線選択部とにより求められた候補線に対応した制御点の位置を示すようにしたので、精確な制御点の位置とすることができる。
なお、上記各実施の形態では、文字を対象として説明したが、これに限定されるものではなく、斜線や曲線を含む画像であれば同様に適用可能である。
また、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
以上のように、この発明に係る描画装置および描画プログラムは、ベクトルデータをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定する構成に関するものであり、ストロークフォント描画を行うのに適している。
１０１，２０１ 端点抽出部、１０２、３０５ 基準点決定部、１０３，３０３ 候補線生成部、１０４，３０６ 候補線選択部、１０５，２０３，３０７，４０４ データ補正部、２０２，３０２，４０２ 端点位置補正部、３０１，４０１ 曲線データ抽出部、４０３ 補正位置テーブル。
本発明は、主として、ストロークで描かれたスケーラブルフォントを画像化する際、小さい文字で生じるにじみを軽減し、文字の視認性を向上するように斜線や曲線の位置を補正する描画装置及び描画プログラムに関するものである。
従来ストロークフォント描画は、ベクトルデータをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで行う。この際、滑らかな線を表示するため、中間色となる複数段階の輝度値を設定して描画するアンチエイリアスがよく用いられる。しかし、低解像度フォントの場合、この中間色がにじみとして認識される場合がある。そこで、従来のグリッドフィッティング手法では、線分の垂直・水平線分（以降、これらをセグメントと呼ぶ）に着目し、セグメントをピクセル上の最適な位置に補正し、鮮明な線分を描画する。セグメントの補正時には、セグメント同士の隣接によって文字が潰れないようにセグメントの座標を選択する（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−２５５２５４号公報
従来のグリッドフィッティング手法では、垂直線および水平線に関するにじみを軽減し、文字の視認性を向上することができる。しかしながら、実際に用いられる小さい文字では、斜線や曲線においてもにじみが目立っており、それを解決できていない。斜線および曲線の端点は従来のグリッドフィッティング手法において移動はするものの、斜線や曲線の位置の影響を考慮していないため、その移動がにじみを改善するような補正処理とはなっていないという問題があった。
この発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、斜線や曲線に対し、最適位置に補正することによって、斜線や曲線部分で生じるにじみを軽減することのできる描画装置を得ることを目的とする。
この発明に係る描画装置は、直線データをピクセル画素上に配置し、直線データからの距離に応じて各ピクセルの輝度値を決定することで描画を行う描画装置において、斜線の始点と終点のピクセル画素座標を抽出する端点抽出部と、斜線が位置するピクセル画素の中心を基準点として決定する基準点決定部と、端点抽出部で抽出した始点と終点のピクセル画素内の点を結んだ候補線を生成する候補線生成部と、候補線生成部で生成した候補線と基準点との距離の総和が最も小さい候補線を選択する候補線選択部と、斜線を、候補線選択部で選択された候補線に補正するデータ補正部とを備えたものである。
この発明に係る描画装置は、斜線の候補線を、斜線が位置するピクセル画素上の中心点である基準点と比較して、最も距離の総和が小さい候補線を選択し、この候補線で斜線を補正するようにしたものである。これにより、斜線で生じるにじみを軽減し、文字等の視認性を向上することができる。
この発明の実施の形態１の描画装置を示す機能ブロック図である。 この発明の描画装置を実現するコンピュータシステムの構成図である。 この発明の実施の形態１の描画装置の動作シーケンスを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１の描画装置の動作シーケンスに対応した処理結果を示す説明図である。 ストロークの線とレンダリング結果との関係を示す説明図である。 この発明の実施の形態１の描画装置を適用した例を示す説明図である。 この発明の実施の形態１〜４の描画装置を文字に適用した例を示す説明図である。 この発明の実施の形態２の描画装置を示す機能ブロック図である。 この発明の実施の形態３の描画装置を示す機能ブロック図である。 この発明の実施の形態３の描画装置の動作シーケンスを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３の描画装置の動作シーケンスに対応した処理結果を示す説明図である。 この発明の実施の形態３の描画装置における直線分割の説明図である。 この発明の実施の形態３の描画装置における分割点の処理を示す説明図である。 この発明の実施の形態４の描画装置を示す機能ブロック図である。 この発明の実施の形態４の描画装置の補正位置テーブルを示す説明図である。
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による描画装置の機能ブロック図である。
本実施の形態による描画装置は、図示のように、端点抽出部１０１、基準点決定部１０２、候補線生成部１０３、候補線選択部１０４、データ補正部１０５を備えている。尚、描画装置はコンピュータによって実現され、端点抽出部１０１〜データ補正部１０５は、それぞれの機能に対応したソフトウェアと、これらのソフトウェアを実行するＣＰＵやメモリ等のハードウェアから構成されている。あるいは、端点抽出部１０１〜データ補正部１０５の少なくともいずれかの機能部を専用のハードウェアで構成してもよい。
図２は、描画装置を実現するコンピュータシステムの構成図である。
図示のコンピュータシステムは、演算プロセッサ１、システムメモリ２、アプリケーションプログラム３、バス４を備えている。演算プロセッサ１は、ＣＰＵなどに代表される演算プロセッサである。システムメモリ２は、演算プロセッサ１の命令コードやデータを保持するための記憶部である。アプリケーションプログラム３は、演算プロセッサ１上で実行されるプログラムであり、上述した端点抽出部１０１〜データ補正部１０５を実現するためのプログラムを含んでいる。このアプリケーションプログラム３が、メモリにコピーしたフォントデータを解析し、画像化する処理の中で、補正位置演算処理を行うものである。また、バス４は、演算プロセッサ１とシステムメモリ２とを接続するためのシステムバスである。
図１に示す端点抽出部１０１は、斜線の始点と終点のピクセル画素座標を抽出する機能部である。基準点決定部１０２は、斜線が位置するピクセル画素の中心を基準点として決定する機能部である。候補線生成部１０３は、端点抽出部１０１で抽出した始点と終点のピクセル画素内の点を結んだ直線の候補線を生成する機能部である。候補線選択部１０４は、候補線生成部１０３で生成した候補線と基準点との距離の総和が最も小さい候補線を選択する機能部である。データ補正部１０５は、斜線を、候補線選択部１０４で選択された候補線に補正する機能部である。
次に、実施の形態１の描画装置の動作について説明する。
図３は、描画装置の動作シーケンスを示すフローチャートである。また、図４は、描画装置の動作シーケンスに対応した処理結果を示す説明図である。
先ず、端点抽出部１０１は、フォントデータからストロークのデータを取得し、斜線の始点および終点座標を取得する。それらの座標を四捨五入し、各点が存在するピクセル座標を取得する（ステップＳＴ１０１）。図４（ａ）は、斜線のストロークデータを示しており、図４（ｂ）は、ステップＳＴ１０１によって抽出したピクセル座標である。
次に、基準点決定部１０２は、補正位置計算に用いる基準点を求める（ステップＳＴ１０２）。本発明は、低解像度のフォントを主なターゲットとしており、１６ドット幅などの小さいサイズの文字では、線幅が１ドットで表現される。このとき、図５（ａ）に示すように、ピクセル画素の中心から外れた線分をレンダリングした場合、２ドット幅でかつ薄い線分が描画される（図５（ｂ）参照）。これに対し、図５（ｃ）に示すように線分がピクセル画素の中心を通るとき、１ドット幅の鮮明な線分が描画できる（図５（ｄ）参照）。つまり、線分がピクセル画素の中心を通ることが、最も鮮明でにじみの少ない線が描画できる。よって、斜線を描画する場合も同様に、斜線が各ピクセル画素を通過する際、ピクセル画素の中心に近いところを通過するように斜線の始点・終点を補正する。この計算を行う上で斜線が通るべき基準となる点群を決定する必要がある。これには、線分描画で一般的に使用されるブレゼンハムのアルゴリズムを用いる。ブレゼンハムのアルゴリズムは、直線の描画を小数演算なしに行い、高速に動作を可能としたアルゴリズムである。
基準点決定部１０２では、ステップＳＴ１０１で求めた始点と終点のピクセル座標を入力とし、それらを結ぶ線分を構成するピクセル座標群を算出する。始点および終点を含むこれらの点を基準点とする。ブレゼンハムのアルゴリズムでは、斜線のｘｙ成分のうち大きい値を持つ方を軸とし、１ピクセル毎に点を生成するため、基準点の個数は最初に与えられた斜線の始点・終点の位置に依存する。即ち、基準点Ｌは斜線のｘｙ成分のうち、大きい値のもので決定する。例えば、図４（ｃ）に示すように、斜線の両端点が（０，０）、（２，３）の場合、斜線のｘ成分よりｙ成分のほうが長くなる。そして、ｙ＝１、２で新たに点を生成することになり、基準点は全てで４つとなる。このようにして基準点を決定し、これらの基準点からの距離が短くなるように斜線の位置を補正する。
次に、候補線生成部１０３は、最適な補正斜線の候補線をＭ本生成する（ステップＳＴ１０３）。これらの斜線は、ステップＳＴ１０２で求めた基準点からの距離を計算することにより、最適位置を決定する。斜線の位置を補正する際には、文字のバランスを大きく崩さないため、斜線の始点・終点の補正範囲を各点が存在するピクセル画素内に抑える。図４（ｄ）に示すように、各点の画素内から任意の点を選択し、それらを結んで複数の斜線を生成する。斜線の生成個数Ｍは、補正の精度に依存しており、ユーザにより設定する。例えば、各ピクセル画素内で、０．１ピクセル刻みに点を取り、各画素において点を１００個ずつ生成する。そして、それらを結んで１００００本の斜線を生成する。
次に、候補線選択部１０４では、ステップＳＴ１０３で生成したＭ本の候補線に対し、候補線と基準点との距離を計算する（ステップＳＴ１０４）。図４（ｅ）は、斜線と基準点との距離関係について図示している。１つの斜線につき基準点は複数（Ｌ個）あるため、これらの全ての基準点との距離を求め、合計を求める。これを生成した全て（Ｍ本）の斜線に対して算出する。そして、候補線選択部１０４は、これらの数値が最小となる斜線をＭ本の総和結果から選択し（ステップＳＴ１０５）、データ補正部１０５は、その位置に補正する（図４（ｆ）参照）。
１つの斜線に対して、実施の形態１を適用した例を図６に示しており、図６（ａ）は補正前の斜線のレンダリング結果、図６（ｂ）は補正後の斜線のレンダリング結果である。補正前では、輝度値が分散し線分がぼやけて見えるのに対し（図中、矢印Ａ参照）、補正後では、線分が鮮明になりにじみを軽減している（図中、矢印Ｂ参照）。また、図７には「あ」の文字に適用した結果を示しており、「あ」の一画目が斜線部分である。斜線の補正処理を行うことにより、斜線部分のぼやけが軽減されている。
以上説明したように、実施の形態１の描画装置によれば、直線データをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで描画を行う描画装置において、斜線の始点と終点のピクセル画素座標を抽出する端点抽出部と、斜線が位置するピクセル画素の中心を基準点として決定する基準点決定部と、端点抽出部で抽出した始点と終点のピクセル画素内の点を結んだ候補線を生成する候補線生成部と、候補線生成部で生成した候補線と基準点との距離の総和が最も小さい候補線を選択する候補線選択部と、斜線を、候補線選択部で選択された候補線に補正するデータ補正部とを備えたので、斜線で生じるにじみを軽減し、文字等の視認性を向上することができる。
また、実施の形態１の描画プログラムによれば、直線データをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで描画を行う描画装置を実現するコンピュータを、斜線の始点と終点のピクセル画素座標を抽出する端点抽出部と、斜線が位置するピクセル画素の中心を基準点として決定する基準点決定部と、端点抽出部で抽出した始点と終点のピクセル画素内の点を結んだ候補線を生成する候補線生成部と、候補線生成部で生成した候補線と基準点との距離の総和が最も小さい候補線を選択する候補線選択部と、斜線を、候補線選択部で選択された候補線に補正するデータ補正部として機能させるようにしたので、斜線で生じるにじみを軽減し、文字等の視認性を向上することのできる描画装置をコンピュータ上に実現することができる。
実施の形態２．
実施の形態１で行う斜線のにじみ改善手法では、文字の中の斜線の補正を行う度に複数回の距離計算を行うため、その計算量が多いという問題がある。そこで、実施の形態２では、斜線の補正処理を高速化するため、斜線の始点・終点をピクセル画素の中心へ補正することによってにじみを改善する例を示す。
図８は、実施の形態１の描画装置を示す機能ブロック図である。
実施の形態２の描画装置は、端点抽出部２０１、端点位置補正部２０２、データ補正部２０３を備えている。端点抽出部２０１は、実施の形態１における端点抽出部１０１と同様に、斜線の始点と終点のピクセル画素座標を抽出するものである。端点位置補正部２０２は、端点抽出部２０１で抽出された始点と終点の位置をピクセル画素の中心に補正するものである。データ補正部２０３は、端点位置補正部２０２で補正された始点と終点を結ぶ直線を斜線の補正データとして補正を行うものである。
実施の形態２では、斜線の始点・終点の位置がピクセル画素の中心に補正されるため、その始点・終点においてにじみがなくなることが保証される。また、短い斜線に関して、実施の形態１で求めた斜線の補正点がピクセル画素の中心となるケースが多いため、斜線の始点・終点のピクセル画素中心への補正処理は有効である。斜線の座標をピクセル画素の中心に補正する処理は、点の位置を代入するのみであるため、処理に要する時間は大きく削減することができる。
以上説明したように、実施の形態２の描画装置によれば、直線データをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで描画を行う描画装置において、斜線の始点と終点のピクセル画素座標を抽出する端点抽出部と、端点抽出部で抽出された始点と終点の位置をピクセル画素の中心に補正する端点位置補正部と、補正された始点と終点を結ぶ直線を斜線の補正データとするデータ補正部とを備えたので、斜線で生じるにじみを軽減し、文字等の視認性を向上することができると共に、処理の高速化を図ることができる。
実施の形態３．
実施の形態３は、曲線データを対象としてそのにじみを改善するようにした例であり、図９に実施の形態３の描画装置の機能ブロック図を示す。
実施の形態３の描画装置は、曲線データ抽出部３０１、端点位置補正部３０２、候補線生成部３０３、直線分割部３０４、基準点決定部３０５、候補線選択部３０６、データ補正部３０７を備えている。
曲線データ抽出部３０１は、曲線データの始点と終点と制御点とを抽出する機能部である。端点位置補正部３０２は、曲線データ抽出部３０１で抽出された始点と終点の位置をピクセル画素の中心に補正する機能部である。候補線生成部３０３は、端点位置補正部３０２で補正された始点と終点の位置と、制御点のピクセル画素内の複数の位置とに基づいて、曲線の候補線を生成する機能部である。直線分割部３０４は、候補線生成部３０３で生成された候補線を直線分割する機能部である。基準点決定部３０５は、分割した直線が通過するピクセル画素の中心を基準点として決定する機能部である。候補線選択部３０６は、分割した直線と基準点との距離と、分割点における曲線の接線と分割点が存在するピクセル画素の中心値との距離の総和が最も小さい候補線を選択する機能部である。データ補正部３０７は、曲線を、候補線選択部３０６で選択された候補線に補正する機能部である。
また、実施の形態３においても、描画装置はコンピュータによって実現され、曲線データ抽出部３０１〜データ補正部３０７は、それぞれの機能に対応したソフトウェアと、これらのソフトウェアを実行するＣＰＵやメモリ等のハードウェアから構成されている。あるいは、少なくともいずれかの機能部を専用のハードウェアで構成してもよい。
次に、実施の形態３の動作について説明する。図１０は、実施の形態３の動作シーケンスを示すフローチャートである。
本実施の形態で扱う曲線データは２次スプライン曲線であり、図１１（ａ）に示すように、曲線は始点・終点・制御点の３点から構成される。曲線の補正も、実施の形態１，２で説明した斜線の補正と同様に、曲線が通るピクセル画素の中心からの距離の総和が最小になるように計算する。先ず、曲線データ抽出部３０１では、フォントデータから曲線データを取得し、曲線の始点・終点・制御点座標を取得する。それらの座標を四捨五入し、各点が存在するピクセル座標を取得する（ステップＳＴ２０１）。
次に、端点位置補正部３０２は、始点と終点の補正を実施する（ステップＳＴ２０２）。これは、実施の形態２で示した斜線補正との整合性を考慮し、ピクセル画素の中心に補正を行う（図１１（ｂ）参照）。これにより計算量削減の効果もある。
次に、候補線生成部３０３では、最適な補正曲線の候補線を複数（Ｍ本）生成する（ステップＳＴ２０３）。この処理では、斜線のときと同様に、曲線の制御点の位置を補正する際、文字のバランスを大きく崩さないため、斜線の始点・終点の補正範囲を制御点が存在するピクセル画素内に抑える。図１１（ｃ）に示すように、この制御点の位置を変更し、曲がり方の異なる曲線を複数生成する。Ｍ本の曲線の生成個数は、補正の精度に依存しており、ユーザにより設定する。例えば、ピクセル内で、０．１ピクセル刻みに点を取り、点を１００個生成する。そして曲線を１００個生成する。
次に、直線分割部３０４では、ステップＳＴ２０３で生成した各曲線に対し、距離計算を行うため、直線分割化を行う（ステップＳＴ２０４）。実際に曲線を描画するときは、図１２に示すように複数の直線（Ｎ本）に分割して描画する。分割数Ｎは、曲線の曲率に依存して決定する。そして、分割した各直線に対し、実施の形態１と同様の距離計算を適用する（ステップＳＴ２０５→ステップＳＴ２０７）。すなわち、生成したＭ本の候補線全てに対し、かつ、それぞれのＮ本の分割直線の全てに対して、基準点Ｌとの距離を求める。
一方、分割した点は、異なる方向ベクトルを持つ２線の支点となるため、各々の方向ベクトルを持つ線に対して距離を算出することになり、距離の計算を２回実行してしまう。この冗長な計算を防ぐため、各直線の計算時には距離計算を行わず、分割点における距離計算は別途ステップＳＴ２０８、ステップＳＴ２０９で行う。すなわち、ステップＳＴ２０６における距離計算部分の判断ステップにおいて、分割点以外の点を計算するときは、ステップＳＴ２０７に進んで生成した分割直線と基準点との距離を総和に加え、分割点における距離を計算するときは、ステップＳＴ２０８〜ステップＳＴ２０９の処理を行う。なお、ステップＳＴ２０７における分割直線と基準点との距離を求める処理は実施の形態１における処理と同様である。
ステップＳＴ２０８では、図１３に示すように、分割点は曲線上の点にあるため、曲線の分割点における接線を求める（図中、矢印Ａ参照）。そして、ステップＳＴ２０９で、この接線とピクセル画素の中心との距離を算出する（図中、矢印Ｂ参照）。この数値を加算して距離総和を求める。候補線選択部３０６は、１つの曲線について、複数の直線の距離計算の総和を求めることにより、曲線の評価値を決定する（図１１（ｄ）参照）。候補線選択部３０６は、これらの計算を、生成した全ての曲線について算出する。最後に、候補線選択部３０６は、求めた数値が最小となる曲線を選択し（ステップＳＴ２１０）、データ補正部３０７は、ステップＳＴ２０１で抽出された制御点の位置を、選択された曲線の制御点の位置に補正する（図１１（ｅ）参照）。
以上の動作により、曲線の位置の補正を行う。実際に「あ」の文字に適用した結果は図７に示しており、「あ」の下の部分は曲線で構成されている。
以上説明したように、実施の形態３の描画装置によれば、曲線データをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで描画を行う描画装置において、曲線の始点と終点と制御点のピクセル画素座標を抽出する曲線データ抽出部と、曲線データ抽出部で抽出された始点と終点の位置をピクセル画素の中心に補正する端点位置補正部と、端点位置補正部で補正された始点と終点の位置と、制御点のピクセル画素内の複数の位置とに基づいて、候補線を生成する候補線生成部と、候補線生成部で生成された候補線を分割点で直線分割する直線分割部と、分割した直線が通過するピクセル画素の中心を基準点として決定する基準点決定部と、分割した直線と基準点との距離と、分割点における曲線の接線と分割点が存在するピクセル画素の中心値との距離の総和が最も小さい候補線を選択する候補線選択部と、曲線を、候補線選択部で選択された候補線に補正するデータ補正部とを備えたので、曲線で生じるにじみを軽減し、文字等の視認性を向上することができる。
また、実施の形態３の描画プログラムによれば、曲線データをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで描画を行う描画装置を実現するコンピュータを、曲線の始点と終点と制御点のピクセル画素座標を抽出する曲線データ抽出部と、曲線データ抽出部で抽出された始点と終点の位置をピクセル画素の中心に補正する端点位置補正部と、端点位置補正部で補正された始点と終点の位置と、制御点のピクセル画素内の複数の位置とに基づいて、候補線を生成する候補線生成部と、候補線生成部で生成された候補線を分割点で直線分割する直線分割部と、分割した直線が通過するピクセル画素の中心を基準点として決定する基準点決定部と、分割した直線と基準点との距離と、分割点における曲線の接線と分割点が存在するピクセル画素の中心値との距離の総和が最も小さい候補線を選択する候補線選択部と、曲線を、候補線選択部で選択された候補線に補正するデータ補正部として機能させるようにしたので、曲線で生じるにじみを軽減し、文字等の視認性を向上することのできる描画装置をコンピュータ上に実現することができる。
実施の形態４．
実施の形態３で行う曲線のにじみ改善手法において、複数回の距離計算を行うため、計算量が多いという問題がある。そこで、曲線の補正処理を高速化するため、実施の形態４では、曲線の制御点の補正点をデータベース化する。図１４に実施の形態４の描画装置の機能ブロック図を示す。
実施の形態４の描画装置は、曲線データ抽出部４０１、端点位置補正部４０２、補正位置テーブル４０３、データ補正部４０４を備えており、曲線データ抽出部４０１および端点位置補正部４０２の機能については、実施の形態３の曲線データ抽出部３０１および端点位置補正部３０２と同様である。補正位置テーブル４０３は、曲線データの始点と終点の位置をピクセル画素の中心にした場合の制御点の補正位置を示すデータベースであり、実施の形態３における候補線生成部３０３と直線分割部３０４と基準点決定部３０５と候補線選択部３０６により求められた補正位置を示している。
図１５は、補正位置テーブル４０３の説明図である。
補正位置テーブル４０３には、曲線の始点と終点、および、始点と制御点を結ぶ２本のベクトルデータと、そのときの制御点の補正位置とを保持する。ベクトルデータを保持する際、始点を（０，０）の位置に固定し、ｘ軸上、ｙ軸上および第一象限にベクトルが位置するようにする。そして、ベクトルの方向が補正位置テーブル４０３に該当しない場合、テーブル内のデータの符号の一方または両方をマイナスにして該当するベクトルを検索し、補正位置を求める。これにより、メモリ量を削減できる。また、この制御点の補正位置のデータは、実施の形態３で説明した図１０のフローチャートに示すような計算をオフラインで行うことによって決定する。
実際に制御点を補正する際には、補正位置テーブル４０３から参照する処理だけを実行することにより、処理のリアルタイム性が向上する。
以上説明したように、実施の形態４の描画装置によれば、曲線データをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで描画を行う描画装置において、曲線の始点と終点と制御点とを抽出する曲線データ抽出部と、曲線データ抽出部で抽出された始点と終点の位置をピクセル画素の中心に補正する端点位置補正部と、曲線の始点と終点の位置をピクセル画素の中心にした場合の制御点の補正位置を示す補正位置テーブルと、端点位置補正部で補正した始点と終点と、補正位置テーブルから求めた制御点とに基づいて曲線を補正するデータ補正部とを備えたので、曲線で生じるにじみを軽減し、文字等の視認性を向上することができると共に、処理の高速化を図ることができる。
また、実施の形態４の描画装置によれば、補正位置テーブルは、実施の形態３における候補線生成部と直線分割部と基準点決定部と候補線選択部とにより求められた候補線に対応した制御点の位置を示すようにしたので、精確な制御点の位置とすることができる。
なお、上記各実施の形態では、文字を対象として説明したが、これに限定されるものではなく、斜線や曲線を含む画像であれば同様に適用可能である。
また、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
１０１，２０１ 端点抽出部、１０２、３０５ 基準点決定部、１０３，３０３ 候補線生成部、１０４，３０６ 候補線選択部、１０５，２０３，３０７，４０４ データ補正部、２０２，３０２，４０２ 端点位置補正部、３０１，４０１ 曲線データ抽出部、４０３ 補正位置テーブル。
この発明に係る描画装置は、ストロークで描かれたスケーラブルフォントを画像化する描画装置において、斜線の始点と終点のピクセル画素座標を抽出する端点抽出部と、斜線が位置するピクセル画素の中心を基準点として決定する基準点決定部と、端点抽出部で抽出した始点と終点のピクセル画素内の点を結んだ候補線を生成する候補線生成部と、候補線生成部で生成した候補線と基準点との距離の総和が最も小さい候補線を選択する候補線選択部と、斜線を、候補線選択部で選択された候補線に補正するデータ補正部とを備えたものである。
基準点決定部１０２では、ステップＳＴ１０１で求めた始点と終点のピクセル座標を入力とし、それらを結ぶ線分を構成するピクセル座標群を算出する。始点および終点を含むこれらの点を基準点とする。ブレゼンハムのアルゴリズムでは、斜線のｘｙ成分のうち大きい値を持つ方を軸とし、１ピクセル毎に点を生成するため、基準点の個数は最初に与えられた斜線の始点・終点の位置に依存する。即ち、基準点の数Ｌは斜線のｘｙ成分のうち、大きい値のもので決定する。例えば、図４（ｃ）に示すように、斜線の両端点が（０，０）、（２，３）の場合、斜線のｘ成分よりｙ成分のほうが長くなる。そして、ｙ＝１、２で新たに点を生成することになり、基準点は全てで４つとなる。このようにして基準点を決定し、これらの基準点からの距離が短くなるように斜線の位置を補正する。
以上説明したように、実施の形態１の描画装置によれば、ストロークで描かれたスケーラブルフォントを画像化する描画装置において、斜線の始点と終点のピクセル画素座標を抽出する端点抽出部と、斜線が位置するピクセル画素の中心を基準点として決定する基準点決定部と、端点抽出部で抽出した始点と終点のピクセル画素内の点を結んだ候補線を生成する候補線生成部と、候補線生成部で生成した候補線と基準点との距離の総和が最も小さい候補線を選択する候補線選択部と、斜線を、候補線選択部で選択された候補線に補正するデータ補正部とを備えたので、斜線で生じるにじみを軽減し、文字等の視認性を向上することができる。
また、実施の形態１の描画プログラムによれば、ストロークで描かれたスケーラブルフォントを画像化する描画装置を実現するコンピュータを、斜線の始点と終点のピクセル画素座標を抽出する端点抽出部と、斜線が位置するピクセル画素の中心を基準点として決定する基準点決定部と、端点抽出部で抽出した始点と終点のピクセル画素内の点を結んだ候補線を生成する候補線生成部と、候補線生成部で生成した候補線と基準点との距離の総和が最も小さい候補線を選択する候補線選択部と、斜線を、候補線選択部で選択された候補線に補正するデータ補正部として機能させるようにしたので、斜線で生じるにじみを軽減し、文字等の視認性を向上することのできる描画装置をコンピュータ上に実現することができる。
以上説明したように、実施の形態２の描画装置によれば、ストロークで描かれたスケーラブルフォントを画像化する描画装置において、斜線の始点と終点のピクセル画素座標を抽出する端点抽出部と、端点抽出部で抽出された始点と終点の位置をピクセル画素の中心に補正する端点位置補正部と、補正された始点と終点を結ぶ直線を斜線の補正データとするデータ補正部とを備えたので、斜線で生じるにじみを軽減し、文字等の視認性を向上することができると共に、処理の高速化を図ることができる。
次に、候補線生成部３０３では、最適な補正曲線の候補線を複数（Ｍ本）生成する（ステップＳＴ２０３）。この処理では、斜線のときと同様に、曲線の制御点の位置を補正する際、文字のバランスを大きく崩さないため、曲線の制御点の補正範囲を制御点が存在するピクセル画素内に抑える。図１１（ｃ）に示すように、この制御点の位置を変更し、曲がり方の異なる曲線を複数生成する。Ｍ本の曲線の生成個数は、補正の精度に依存しており、ユーザにより設定する。例えば、ピクセル内で、０．１ピクセル刻みに点を取り、点を１００個生成する。そして曲線を１００個生成する。
以上説明したように、実施の形態３の描画装置によれば、ストロークで描かれたスケーラブルフォントを画像化する描画装置において、曲線の始点と終点と制御点のピクセル画素座標を抽出する曲線データ抽出部と、曲線データ抽出部で抽出された始点と終点の位置をピクセル画素の中心に補正する端点位置補正部と、端点位置補正部で補正された始点と終点の位置と、制御点のピクセル画素内の複数の位置とに基づいて、候補線を生成する候補線生成部と、候補線生成部で生成された候補線を分割点で直線分割する直線分割部と、分割した直線が通過するピクセル画素の中心を基準点として決定する基準点決定部と、分割した直線と基準点との距離と、分割点における曲線の接線と分割点が存在するピクセル画素の中心値との距離の総和が最も小さい候補線を選択する候補線選択部と、曲線を、候補線選択部で選択された候補線に補正するデータ補正部とを備えたので、曲線で生じるにじみを軽減し、文字等の視認性を向上することができる。
また、実施の形態３の描画プログラムによれば、ストロークで描かれたスケーラブルフォントを画像化する描画装置を実現するコンピュータを、曲線の始点と終点と制御点のピクセル画素座標を抽出する曲線データ抽出部と、曲線データ抽出部で抽出された始点と終点の位置をピクセル画素の中心に補正する端点位置補正部と、端点位置補正部で補正された始点と終点の位置と、制御点のピクセル画素内の複数の位置とに基づいて、候補線を生成する候補線生成部と、候補線生成部で生成された候補線を分割点で直線分割する直線分割部と、分割した直線が通過するピクセル画素の中心を基準点として決定する基準点決定部と、分割した直線と基準点との距離と、分割点における曲線の接線と分割点が存在するピクセル画素の中心値との距離の総和が最も小さい候補線を選択する候補線選択部と、曲線を、候補線選択部で選択された候補線に補正するデータ補正部として機能させるようにしたので、曲線で生じるにじみを軽減し、文字等の視認性を向上することのできる描画装置をコンピュータ上に実現することができる。
以上説明したように、実施の形態４の描画装置によれば、ストロークで描かれたスケーラブルフォントを画像化する描画装置において、曲線の始点と終点と制御点とを抽出する曲線データ抽出部と、曲線データ抽出部で抽出された始点と終点の位置をピクセル画素の中心に補正する端点位置補正部と、曲線の始点と終点の位置をピクセル画素の中心にした場合の制御点の補正位置を示す補正位置テーブルと、端点位置補正部で補正した始点と終点と、補正位置テーブルから求めた制御点とに基づいて曲線を補正するデータ補正部とを備えたので、曲線で生じるにじみを軽減し、文字等の視認性を向上することができると共に、処理の高速化を図ることができる。

Claims (7)

  1. 直線データをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで描画を行う描画装置において、
    斜線の始点と終点のピクセル画素座標を抽出する端点抽出部と、
    前記斜線が位置するピクセル画素の中心を基準点として決定する基準点決定部と、
    前記端点抽出部で抽出した始点と終点のピクセル画素内の点を結んだ候補線を生成する候補線生成部と、
    前記候補線生成部で生成した候補線と前記基準点との距離の総和が最も小さい候補線を選択する候補線選択部と、
    前記斜線を、前記候補線選択部で選択された候補線に補正するデータ補正部とを備えた描画装置。
  2. 直線データをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで描画を行う描画装置において、
    斜線の始点と終点のピクセル画素座標を抽出する端点抽出部と、
    前記端点抽出部で抽出された始点と終点の位置をピクセル画素の中心に補正する端点位置補正部と、
    前記補正された始点と終点を結ぶ直線を前記斜線の補正データとするデータ補正部とを備えた描画装置。
  3. 曲線データをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで描画を行う描画装置において、
    曲線の始点と終点と制御点のピクセル画素座標を抽出する曲線データ抽出部と、
    前記曲線データ抽出部で抽出された始点と終点の位置をピクセル画素の中心に補正する端点位置補正部と、
    前記端点位置補正部で補正された始点と終点の位置と、前記制御点のピクセル画素内の複数の位置とに基づいて、候補線を生成する候補線生成部と、
    前記候補線生成部で生成された候補線を分割点で直線分割する直線分割部と、
    前記分割した直線が通過するピクセル画素の中心を基準点として決定する基準点決定部と、
    前記分割した直線と前記基準点との距離と、前記分割点における曲線の接線と当該分割点が存在するピクセル画素の中心値との距離の総和が最も小さい候補線を選択する候補線選択部と、
    前記曲線を、前記候補線選択部で選択された候補線に補正するデータ補正部とを備えた描画装置。
  4. 曲線データをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで描画を行う描画装置において、
    曲線の始点と終点と制御点とを抽出する曲線データ抽出部と、
    前記曲線データ抽出部で抽出された始点と終点の位置をピクセル画素の中心に補正する端点位置補正部と、
    前記曲線の始点と終点の位置をピクセル画素の中心にした場合の制御点の補正位置を示す補正位置テーブルと、
    前記端点位置補正部で補正した始点と終点と、前記補正位置テーブルから求めた制御点とに基づいて前記曲線を補正するデータ補正部とを備えた描画装置。
  5. 補正位置テーブルは、請求項３における候補線生成部と直線分割部と基準点決定部と候補線選択部とにより求められた候補線に対応した制御点の位置を示すことを特徴とする請求項４記載の描画装置。
  6. 直線データをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで描画を行う描画装置を実現するコンピュータを、
    斜線の始点と終点のピクセル画素座標を抽出する端点抽出部と、
    前記斜線が位置するピクセル画素の中心を基準点として決定する基準点決定部と、
    前記端点抽出部で抽出した始点と終点のピクセル画素内の点を結んだ候補線を生成する候補線生成部と、
    前記候補線生成部で生成した候補線と前記基準点との距離の総和が最も小さい候補線を選択する候補線選択部と、
    前記斜線を、前記候補線選択部で選択された候補線に補正するデータ補正部として機能させるための描画プログラム。
  7. 曲線データをピクセル画素上に配置し、各ピクセルの輝度値を決定することで描画を行う描画装置を実現するコンピュータを、
    曲線の始点と終点と制御点のピクセル画素座標を抽出する曲線データ抽出部と、
    前記曲線データ抽出部で抽出された始点と終点の位置をピクセル画素の中心に補正する端点位置補正部と、
    前記端点位置補正部で補正された始点と終点の位置と、前記制御点のピクセル画素内の複数の位置とに基づいて、候補線を生成する候補線生成部と、
    前記候補線生成部で生成された候補線を分割点で直線分割する直線分割部と、
    前記分割した直線が通過するピクセル画素の中心を基準点として決定する基準点決定部と、
    前記分割した直線と前記基準点との距離と、前記分割点における曲線の接線と当該分割点が存在するピクセル画素の中心値との距離の総和が最も小さい候補線を選択する候補線選択部と、
    前記曲線を、前記候補線選択部で選択された候補線に補正するデータ補正部として機能させるための描画プログラム。
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