DE3688803T2

DE3688803T2 - Bildverarbeitungssystem.

Info

Publication number: DE3688803T2
Application number: DE86303043T
Authority: DE
Inventors: Kenjiro Cho
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-04-25
Filing date: 1986-04-22
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2006-04-23
Also published as: JPS61246877A; US4817172A; EP0199587A2; EP0199587A3; EP0199587B1; DE3688803D1; JPH0438020B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Umwandeln von durch Linien festgelegten Mustern, wie zum Beispiel Schriftzeichen, das in Verbindung mit einem Verarbeitungssystem für graphische Muster verwendet wird, das Vektordaten für die Verarbeitung von durch Linien festgelegten Mustern verwendet, und insbesondere auf ein Bildverarbeitungssystem, bei dem aus Vektordaten bestehende Umrißliniendaten des durch Linien festgelegten Musters bewegt werden, indem die Vorzeichen der Komponenten der Normalenvektoren der Umrißliniendaten bestimmt werden, so daß die Breiten bezüglich der vertikalen und der horizontalen Richtung des durch Linien festgelegten Musters unabhängig voneinander geändert werden können.

Verwandter Stand der Technik

Das Verfahren, das Schriftzeichen in Form von Vektordaten verarbeitet, ist auf Grund seines großen Datenkomprimierungsverhältnisses und seiner hohen Qualität, mit der graphische Muster dargestellt werden, die eine gewünschte Umwandlung des graphischen Musters, wie Vergrößerung, Verkleinerung und ähnliches, durchgemacht haben, sehr vorteilhaft. Jedoch sind bei der herkömmlichen Musterumwandlung, wenn zum Beispiel das in Fig. 7A gezeigte Zeichen "H" einer proportionalen Vergrößerung unterzogen wird, die sich ergebenden umgewandelten Zeichen von der Art wie die in Fig. 7B und Fig. 7C gezeigten. Daher ist, falls ein Zeichen maßstäblich vergrößert oder verkleinert wird, das Verhältnis der auf die vertikale Richtung bezogenen Breite zu der auf die horizontale Richtung bezogenen Breite konstant und die relative Breite der beiden Richtungen läßt sich nicht verändern.
Ein Beispiel für ein dem Stand der Technik entsprechendes Verfahren zum Darstellen eines Bildes ist in der europäischen Patentanmeldung Nr. 0 137 856 offenbart.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Erfindungsgemäß ist ein Bildverarbeitungssystem, das eine Speichervorrichtung zum Speichern von die Umrisse einer Figur repräsentierenden Daten in Form von Folgen von durch Vektoren verbundenen Punkten aufweist, charakterisiert durch
eine eine Richtung bestimmende Einrichtung, die an jedem der Punkte eine Richtung mit im wesentlichen gleichem Winkel zu beiden an den Punkt angrenzenden Vektoren festlegt;
eine Einrichtung zum Verbreitern der Figur jeweils voneinander unabhängig entweder in horizontaler Richtung oder in vertikaler Richtung, indem jeder der Punkte um eine horizontale Komponente oder um eine vertikale Komponente von einem festgelegten Abstand in der jeweiligen Richtung bewegt wird, die durch die Bestimmungseinrichtung für den Fall der Verbreiterung der Figur in entweder der horizontalen oder der vertikalen Richtung festgelegt ist; und
eine Einrichtung zum Verschmälern der Figur jeweils voneinander unabhängig entweder in horizontaler Richtung oder in vertikaler Richtung, indem jeder der Punkte, wenn die Figur entweder in der horizontalen oder in der vertikalen Richtung verschmälert wird, in einer zur horizontalen Komponente entgegengesetzten Richtung oder in einer zur vertikalen Komponente entgegengesetzten Richtung bewegt wird.
Erfindungsgemäß ist ein Bildverarbeitungsverfahren, bei dem die Umrisse einer Figur repräsentierende Daten in Form von durch Vektoren verbundenen Punkten gespeichert werden, dadurch charakterisiert, daß
an jedem der Punkte eine Richtung mit im wesentlichen gleichem Winkel zu beiden an den Punkt angrenzenden Vektoren festgelegt wird;
die Figur jeweils voneinander unabhängig entweder in horizontaler Richtung oder in vertikaler Richtung verbreitert wird, indem jeder der Punkte um eine horizontale Komponente oder um eine vertikale Komponente von einem festgelegten Abstand in der jeweiligen Richtung für den Fall bewegt wird, daß die Figur entweder in der horizontalen oder der vertikalen Richtung verbreitert wird; und
die Figur jeweils voneinander unabhängig entweder in horizontaler Richtung oder in vertikaler Richtung verschmälert wird, indem jeder der Punkte, wenn die Figur entweder in der horizontalen oder in der vertikalen Richtung verschmälert wird, in einer zur horizontalen Komponente entgegengesetzten Richtung oder in einer zur vertikalen Komponente entgegengesetzten Richtung bewegt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bildverarbeitungssystems darstellt;
Fig. 2 ist ein Beispiel für Vektordaten der Umrisse eines Schriftzeichens "P";
Fig. 3 zeigt Normalenvektoren zu den Vektordaten nach Fig. 2;
Fig. 4A stellt die Umwandlung des Schriftzeichens nach Fig. 2 hinsichtlich der vertikalen Breite dar;
Fig. 4B zeigt Vektordaten des Schriftzeichens, nach Durchlaufen der Umwandlung nach Fig. 4A;
Fig. 5 stellt eine erfindungsgemäße Näherungslösung der Normalenvektoren dar;
Fig. 6A und 6B zeigen Beispiele für Schriftzeichen, die sich der Erfindung entsprechend ergeben; und
Fig. 7A, 7B und 7C zeigen Beispiele für Schriftzeichen, die sich gemäß dem Stand der Technik ergeben.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Das Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden. Bei dem Bildverarbeitungssystem der Erfindung können die zu verarbeitenden Objekte Bilder, graphische Muster, Schriftzeichen und ähnliches beinhalten. Das System kann offensichtlich aus einem zusammengesetzten Gerät oder aus einem einheitlichen Gerät bestehen.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das das Ausführungsbeispiel des Bildverarbeitungsgerätes der Erfindung zeigt. In der Figur repräsentieren jeweils Bezugsnummer 1 einen Vektorrechner, Bezugsnummer 2 einen Vektordatenspeicher, Bezugsnummer 3 einen Mustergenerator und Bezugsnummer 4 einen Musterzwischenspeicher.
Zeichendaten (oder Bilddaten) sind im Vektordatenspeicher 2 in Form von Vektordaten gespeichert. Der Vektorrechner 1 empfängt von einer äußeren Schaltung einen Ausführungsbefehl und liest nötige Daten von dem Vektordatenspeicher 2. Der Vektorrechner 1 verarbeitet die ausgelesenen Vektordaten, um die nötigen Daten zu erhalten, die ihrerseits dem Mustergenerator 3 zugeführt werden. Der Mustergenerator 3 entwickelt die Vektordaten als numerische Daten zu einem tatsächlichen Vektormuster und schreibt sie in den Musterzwischenspeicher 4. Das geschriebene Muster wird dann als ein die verarbeiteten Daten darstellendes Ausgangssignal zu einer äußeren Schaltung hin ausgelesen.
Die Umrisse eines Schriftzeichens werden durch eine Folge von Vektordatenpunkten, repräsentiert durch Symbole , mit geraden und/oder gekrümmten Liniensegmenten zwischen den Punkten dargestellt.
Die Richtungen der einzelnen Vektordaten und dementsprechend die Reihenfolge der Punkte sind, wie durch die Pfeile angezeigt, so angeordnet, daß die Innenseite des graphischen Musters (Innenseite des Umrisses) sich immer auf der rechten Seite relativ zur jeweiligen Richtung der einzelnen Vektordaten befindet.
Die Normalenvektoren an jeweiligen Punkten sind in Fig. 3 gezeigt. Gemäß Fig. 3 sind die Normalenvektoren zur Außenseite des Umrisses hin gerichtet, was sich aus der vorstehend erwähnten Reihenfolge der Punkte ergibt.
Wenn nur die Breite bezüglich der vertikalen Richtung des Musters vergrößert werden soll, muß nur das Vorzeichen der x-Komponente eines jeden Normalenvektors beachtet werden und der Punkt wird um einen vorbestimmten Betrag in Richtung der x-Komponente des Normalenvektors bewegt. Ein Beispiel für ein Zeichen, das durch Bewegen der Punkte des Zeichens nach Fig. 2 auf diese Weise verarbeitet wird, ist in Fig. 4 gezeigt.
In Fig. 4A, die das Verfahren zum Vergrößern der Breite darstellt, repräsentieren Symbole die Punkte vor dem Verfahren, während Symbole Δ die. Punkte nach dem Verfahren repräsentieren. Fig. 4B zeigt die Umrisse des auf diese Weise erhaltenen Zeichens. Um andererseits die Breite bezüglich der vertikalen Richtung des Musters zu verkleinern, wird der. Punkt in zu der x-Komponente des Normalenvektors entgegengesetzten Richtung bewegt. Ähnlich werden, was die Breite entlang der horizontalen Richtung des Musters anbelangt, nur die Vorzeichen der y-Komponenten der Normalenvektoren zum Vergrößern oder Verkleinern der Breite in Betracht gezogen.
Mittels vorstehender Verfahren ist es möglich, die Breiten bezüglich der vertikalen und der horizontalen Richtung der Umrisse eines Schriftzeichens unabhängig voneinander zu vergrößern oder zu verkleinern. Es ist anzumerken, daß die Bewegungsrichtung der Punktfolge der Vektordaten nur von den Vorzeichen der x- und y-Komponenten der Normalenvektoren abhängt. Deshalb ist es nicht notwendig, für jeden Punkt einen genauen Normalenvektor zu verwenden, sondern es kann ein Näherungswert unter Verwendung eines vereinfachten Algorithmus zur Anwendung kommen.
Eine auf dieses Ausführungsbeispiel angewandte näherungsweise. Lösung für einen Normalenvektor soll gemäß Fig. 5 beschrieben werden. Fig. 5 zeigt eine Vektordatenpunktfolge Pn-1(xn-1, yn-1), Pn(xn, yn) und Pn+1(xn+1, yn+1) und Vektoren Vn und Vn+1t, die die Punkte miteinander verbinden.
Die Beziehung zwischen den einzelnen Punkten und den Vektoren Vn und Vn+1 läßt sich durch folgende Gleichungen ausdrücken:
Wenn ein Tangentenvektor t&sub1; dadurch definiert ist, daß er die gleichen Winkel α und β hat, dann läßt sich der Tangentenvektor t&sub1; durch die folgende Gleichung ausdrücken, da die Hälfte des Winkels zwischen den Vektoren Vn+1 und Vn durch Addition der Einheitsvektoren derselben erhalten wird:
Der Normalenvektor (Einheitsvektor n, der senkrecht zum Tangentenvektor t(tx, ty) steht und im Verhältnis zu der Richtung der Vektoren nach links zeigt) ist gegeben durch:
n = (-ty, tx) . . . (3)
Aus den Gleichungen (1), (2) und (3) ergibt sich:
wobei
Der Näherungswert für den Normalenvektor kann wie im vorangehenden ermittelt werden. In diesem Fall wird, falls nur die Breite entlang der vertikalen Richtung des Musters einer Verarbeitung unterzogen wird, die y-Komponente des Normalenvektors nicht benötigt und umgekehrt.
Nachdem das Schriftzeichen dem vorstehend beschriebenen Verbreiterungs- oder Verschmälerungsverfahren unterzogen worden ist, wird eine Umwandlung, wie eine Vergrößerung, Verkleinerung oder Drehung ausgeführt. Beispiele für eine solche auf das in Fig. 7A gezeigte Zeichen angewendete Umwandlung sind in Fig. 6A und 6B gezeigt, wobei das vergrößerte Zeichen, dessen Breite außerdem bezüglich der vertikalen Richtung vergrößert ist, in Fig. 6A gezeigt ist und das vergrößerte Zeichen, dessen Breite außerdem bezüglich der horizontalen Richtung vergrößert ist, in Fig. 6B gezeigt ist.
Wie aus der vorangehenden Beschreibung der Erfindung zu ersehen ist, ist es möglich, die Breiten bezüglich der vertikalen und der horizontalen Richtung eines durch Linien festgelegten Musters (z. B. eines graphischen Musters) unabhängig voneinander zu verändern, indem die Vorzeichen der Normalenvektoren bestimmt und die Umrißliniendaten bewegt werden. Ferner ermöglicht die Anwendung der Erfindung auf Zeichen das leichte Lesen von unterschiedlichen gestalteten Zeichen.

Claims

1. Bildverarbeitungssystem, das eine Speichervorrichtung (2) zum Speichern von die Umrisse einer Figur repräsentierenden Daten in Form von Folgen von durch Vektoren verbundenen Punkten aufweist, gekennzeichnet durch

eine eine Richtung bestimmende Einrichtung, die an jedem der Punkte eine Richtung mit im wesentlichen gleichem Winkel zu beiden an den Punkt angrenzenden Vektoren festlegt;

eine Einrichtung zum Verbreitern der Figur jeweils voneinander unabhängig entweder in horizontaler Richtung oder in vertikaler Richtung, indem jeder der Punkte um eine horizontale Komponente oder um eine vertikale Komponente von einem festgelegten Abstand in der jeweiligen Richtung bewegt wird, die durch die Bestimmungseinrichtung für den Fall der Verbreiterung der Figur in entweder der horizontalen oder der vertikalen Richtung festgelegt ist; und

eine Einrichtung zum Verschmälern der Figur jeweils voneinander unabhängig entweder in horizontaler Richtung oder in vertikaler Richtung, indem jeder der Punkte, wenn die Figur entweder in der horizontalen oder in der vertikalen Richtung verschmälert wird, in einer zur horizontalen Komponente entgegengesetzten Richtung oder in einer zur vertikalen Komponente entgegengesetzten Richtung bewegt wird.

2. Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 1, das eine Rasterpunktdatenspeichervorrichtung (4) zum Speichern der mittels der Bewegungseinrichtung bewegten Punkte in Form von Rasterpunktdaten enthält.

3. Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Bestimmungseinrichtung jedes Vorzeichen an Hand einer Komponente des zugehörigen Normalenvektors

bestimmt, und bei dem die Komponente aus der Gruppe gewählt wird, die aus einer x-Komponente und einer y-Komponente des zugehörigen Normalenvektors besteht.

4. Bildverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei es sich bei der Richtung um die Richtung einer vorbestimmten Komponente eines Normalenvektors der Umrißinformationen handelt.

5. Bildverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die in der Rasterpunktdatenspeichervorrichtung gespeicherten Rasterpunktdaten von Daten, wie sie durch Darstellen der in ihrer ursprünglichen Form belassenen Vektordaten als Rasterpunkte erzielt werden würden, verschieden sind.

6. Bildverarbeitungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, das eine Steuerungsvorrichtung aufweist, die bestimmt, ob sich jeder der Punkte im Verhältnis zur festgelegten Richtung in positivem Sinn oder in negativem Sinn bewegt.

7. Bildverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche bis 5, das eine Steuerungsvorrichtung aufweist, die die Richtung an Hand einer durch die Punktfolge erhaltenen Normalkomponente bestimmt.

8. Bildverarbeitungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, das eine Vorrichtung zur Interpolation von Flächen zwischen den Punkten enthält, die durch die in der Rasterpunktdatenspeichervorrichtung gespeicherten Rasterpunktdaten dargestellt sind.

9. Bildverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 8, bei dem die Rasterpunktdatenspeichervorrichtung durch die Darstellung des Bildes mit Rasterpunkten erhaltene Muster speichert, wobei das Bild einen eine Breite aufweisenden Bildabschnitt enthält, und bei dem jedes der in der Rasterpunktdatenspeichervorrichtung gespeicherten Muster einen dem Bildabschnitt entsprechenden Abschnitt mit einer Breite aufweist, die von der Breite des Bildabschnittes verschieden ist.

10. Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 4, das darüberhinaus eine Vorrichtung enthält, die entscheidet, ob der von der Bewegungsvorrichtung ausgeführte Bewegungsvorgang hinsichtlich der Richtung in positivem oder in negativem Sinn sein soll, wobei der Verlauf der Punktfolge von der Bewegungsvorrichtung bewegt wird.

11. Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 4, wobei die Umwandlungsvorrichtung eine Vorrichtung enthält, die (1) eine Vergrößerung und/oder (2) eine Drehung der Bildinformationen durchführt.

12. Bildverarbeitungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer Vorrichtung zum Durchführen von Rotationsverarbeitungen der einer Verbreiterung oder Verschmälerung unterworfenen, in Form von Vektoren vorliegenden Daten.

13. Bildverarbeitungsverfahren, bei dem die Umrisse einer Figur repräsentierende Daten in Form von Folgen von durch Vektoren verbundenen Punkten gespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, daß

an jedem der Punkte eine Richtung mit im wesentlichen gleichem Winkel zu beiden an den Punkt angrenzenden Vektoren festgelegt wird;

die Figur jeweils voneinander unabhängig entweder in horizontaler Richtung oder in vertikaler Richtung verbreitert wird, indem jeder der Punkte um eine horizontale Komponente oder um eine vertikale Komponente von einem festgelegten Abstand in der jeweiligen Richtung für den Fall bewegt wird, daß die Figur entweder in der horizontalen oder der vertikalen Richtung verbreitert wird; und

die Figur jeweils voneinander unabhängig entweder in horizontaler Richtung oder in vertikaler Richtung verschmälert wird, indem jeder der Punkte, wenn die Figur entweder in der horizontalen oder in der vertikalen Richtung verschmälert wird, in einer zur horizontalen Komponente entgegengesetzten Richtung oder in einer zur vertikalen Komponente entgegengesetzten Richtung bewegt wird.

14. Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 13, bei dem die bewegten Punkte in Form von Rasterpunktdaten gespeichert werden.

15. Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei dem jedes Vorzeichen an Hand einer Komponente des zugehörigen Normalenvektors bestimmt wird, und bei dem die Komponente aus der Gruppe gewählt wird, die aus einer x-Komponente und einer y-Komponente des zugehörigen Normalenvektors besteht.

16. Bildverarbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei es sich bei der Richtung um die Richtung einer vorbestimmten Komponente eines Normalenvektors der Umrißinformationen handelt.

17. Bildverarbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die gespeicherten Rasterpunktdaten von Daten, wie sie durch Darstellen der in ihrer ursprünglichen Form belassenen Vektordaten als Rasterpunkte erzielt werden würden, verschieden sind.

18. Bildverarbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, bei dem bestimmt wird, ob sich jeder der Punkte im Verhältnis zur festgelegten Richtung in positivem Sinn oder in negativem Sinn bewegt.

19. Bildverarbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, bei dem die Richtung an Hand einer durch die Punktfolge erhaltenen Normalkomponente bestimmt wird.

20. Bildverarbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, bei dem die Flächen zwischen den Punkten, die durch die gespeicherten Rasterpunktdaten dargestellt sind, interpoliert werden.

21. Bildverarbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, bei dem durch die Darstellung des Bildes mit Rasterpunkten erhaltene Muster gespeichert werden, wobei das Bild einen eine Breite aufweisenden Bildabschnitt enthält, und bei dem jedes der gespeicherten Muster einen dem Bildabschnitt entsprechenden Abschnitt mit einer Breite aufweist, die von der Breite des Bildabschnittes verschieden ist.

22. Bildverarbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 21, bei dem darüberhinaus entschieden wird, ob der von der Bewegungsvorrichtung ausgeführte Bewegungsvorgang hinsichtlich der Richtung in positivem oder in negativem Sinn sein soll, wobei der Verlauf der Punktfolge von der Bewegungsvorrichtung bewegt wird.

23. Bildverarbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 22, wobei (1) die Vergrößerung und/oder (2) die Drehung der Bildinformationen durchgeführt werden/wird.

24. Bildverarbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 23, bei dem Rotationsverarbeitungen der einer Verbreiterung oder Verschmälerung unterworfenen, in Form von Vektoren vorliegenden Daten durchgeführt werden.