專利名稱：一種提高灰度字形顯示質量的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及字符信息處理技術領域，尤其涉及一種提高灰度字形顯示質量 的方法及裝置。
背景技術：
現有技術中常用的字形數據處理方式有點矩陣方式和曲線輪廓方式。點矩 陣方式實際是單色位圖的方式，字形效果如圖l所示。點矩陣方式針對某種尺 寸的點陣，通過點的選中與否，最終形成所需的點陣字形。此方式適用于低分辨率的字形顯示，具備不隨顯示設備分辨率的變化而發生變化的優點；不足之處在于所需的存儲空間會隨著字符數量的增多而線性地增大；另外，對于某種尺寸的字形，必須單獨提供字形數據，不具備縮放的功能。曲線輪廓方式，是 另一種重要的字形數據處理方式，此方法采用曲線封閉輪廓來描述字形，使用 時配合相關的字體引擎進行尺寸縮放、填充后將字形轉換為位圖。所述字體引 擎是計算機內部將曲線字形還原為位圖的計算機程序，采用離散的像素點，通 過控制這些像素點，來產生最終顯示用的位圖。另外，為了改善最終字形的顯示質量，某些標準格式的字庫格式，還提供 字形調整機制，可以通過程序控制的方式在尺寸縮放后完成字形的調整，從而 達到較高的顯示質量。采用此種方式處理的字形數據通過曲線方式來存儲，具 備通過無級平滑縮放而保持字體風格不變等優點。并且可以采用灰度填充方 式，解決伴隨黑白模式的鋸齒等問題。但灰度的使用在將鋸齒效應弱化的同時， 也帶來了 一系列其他的問題，其中最主要的問題是最終得到的字形出現虛化， 在一定程度上影響閱讀的質量。為了改善曲線輪廓方式下灰度字形的顯示質量，首先介紹一下目前常見的
字形填充技術。曲線字形常用的填充方式包括以下幾種如圖l所示，單色位圖的方式。在這種方式下，離散區域中的像素點要么 被認為是當前圖形的 一部分，要么不是。判斷是否為當前圖形的 一部分的原貝'J, 一般是通過判定當前^f象素點的中心是否在字形封閉回路確定的區域內部，如果 是，則被認為是當前圖形的一部分；當在區域的邊界線上時，也會被認為是當 前圖形的一部分。如圖2所示，灰度位圖的方式。此方式下根據像素點落在字形封閉回路確 定的區域內的比例，被賦予一定的灰度，此方式解決黑白模式下出現的鋸齒等 問題的同時，也引入了新的不足之處，容易產生字形虛化的現象。如圖3所示，針對液晶顯示器的方式。鑒于液晶的顯示方式中，每個像素 點是由三基色三個子像素點組成的，基于基色像素點進行顯示，相當于將當前 水平方向上可用的"像素"點數提高到原來的3倍，從而可以明顯改善顯示的質 量。此方式不足之處在于只能應用在液晶顯示器上。由此可見，無論采用何種填充方法，問題產生的根源均在于曲線字形轉化 為位圖的過程，是一個由連續的區域表達方式轉換為離散的區域表達方式的過 程，是一個可用顯示單元驟減的過程。即使顯示位置不同，也會造成顯示結果 的不同。如圖4所示， 一個圓由于所處位置不同，最終獲得的位圖也不同，并 且圓的對稱性也遭到了破壞。為了忠實與連續區域的原始圖形，離散區域的位 圖在生成時有必要進行一定的處理。現有的曲線字體引擎內含調整的機制，使得字形存儲時不僅僅存儲曲線字 形的拓樸數據，還可以針對這些數據，在一定的情況下，進行所需的調整，從 而達到調整最終字形的目的。調整的方法，現有技術提出了一種尋找直線最佳 顯示角度的方法，此方法通過建立直線顯示角度與顯示周期的目標函數，求得 最佳的顯示角度和顯示周期，從而達到改進直線顯示質量的目的，此方法針對 單色位圖方式的顯示方式，可以顯著的改善字形的顯示質量，但不能解決灰度 位圖方式下的字形虛化的問題。 發明內容本發明實施例提供了 一種提高灰度字形顯示質量的方法及裝置，用以解決 現有技術中存在的灰度字形顯示效果差的問題。本發明實施例提供的方法包括確定需要采用灰度位圖方式進行填充的字形回路上的端點的位置，并根據端點的位置信息，確定位于網格之外的端點；通過將所述位于網格之外的端點移動到網格上，調整所述字形回路的起始 端和終止端覆蓋完整網;f各。本發明實施例提供的裝置包括端點位置確定單元，用于確定需要采用灰度位圖方式進行填充的字形回路 上的端點的位置，并根據端點的位置信息，確定位于網格之外的端點；端點位置調整單元，用于通過將所述位于網格之外的端點移動到網格上， 調整所述字形回if各的起始端和終止端覆蓋完整網;f各。本發明實施例，確定需要采用灰度位圖方式進行填充的字形回路上的端點 的位置；通過將所述字形回路上的位于網格之外的端點移動到網格上，調整所 述字形回路的起始端和終止端覆蓋完整網格。實現了對灰度字形的調整，并且， 使得調整后的灰度字形覆蓋更多的完整網格，從而提高了灰度字形的顯示效 果。
圖1為單色位圖方式下的字形顯示示意圖；圖2為灰度位圖方式下的字形顯示示意圖；圖3為液晶顯示器方式下的字形顯示示意圖；圖4為由于字形的顯示位置不同造成不同的顯示結果的示意圖；圖5為本發明實施例待調整的字形回路示意圖6為本發明實施例提供的方法流程示意圖；圖7為本發明實施例提供的調整后的字形回路示意圖；圖8為未經本發明實施例提供的方法進行調整的灰度字形回路的顯示效果圖；圖9為經過本發明實施例提供的方法調整后的灰度字形回路的顯示效果圖；圖IO為本發明實施例提供的裝置結構示意圖。
具體實施方式
本發明實施例，提供了一種提高灰度字形顯示質量的方法及裝置。通過分 析灰度位圖方式下，產生字形虛化的原因，基于原字形封閉輪廓，對影響最終 字形顯示效果的特征點，進行微調，在字形封閉輪廓變形最小的前提下，使得 調整后的字形封閉輪廓覆蓋盡量多的完整的離散網格，達到改善字形的顯示質 量的目的。灰度字形回路(簡稱字形回路或回路)，本發明實施例中的灰度字形回路由直 線和二次B樣條曲線構成。參見圖5，點0到點1之間的線為直線，點3到點 4之間的線為直線，另外兩^:曲線為二次B樣條曲線。在本發明實施例中，點 0和點1稱為起始端，點4和點3稱為終止端。點2為曲線13的控制點，點5 為曲線04的控制點。本發明實施例中提到的對字形回路上的點進行的圓整，是指字體引擎在將 字形回路還原為位圖時，首先需要縮放到相應的字符尺寸，此時字形回路上的點，常常并不落在實際的網格上，為了保證字形回路上的點落在實際網格上， 對字形回路上的點所進行的調整。本發明實施例在水平、豎直方向上，對灰度字形回路進行的調整操作，具 體包括對回路的起始端、終止端、控制點的調整操作，以及回路厚度的保持操 作。下面介紹一下本發明具體實施例。參見圖6，本發明實施例提供的具體方法包括5601、 調整灰度字形回路中各點的順序。為了方便灰度字形回路中各點的索引，首先將回路中的點進行重新排序， 以保證回路中的點是固定表示回路的起始端或終止端的。例如，排序后的結果如圖5所示，當然，也可以有其他方式的排序結果。5602、 判斷灰度字形回路是否為近直線回路，如果是，則進行步驟S603; 否則，結束。判斷灰度字形回路是否為近直線回路的具體方法包括根據二次B樣條曲 線的控制線與該二次B樣條曲線相切的性質，可以得出二次B樣條曲線的兩 個端點處的切線方向及大小，進而根據正交直線曲率的關系，可以得出兩端點 處法線的方向，從而求得兩法線的夾角，設定夾角閾值，當兩個法線的夾角小 于該閾值時，確定回路為近直線回路，可以采用本發明實施例提供的技術方案 對回路進行調整。例如，設定夾角閾值為5度。參見圖5,當曲線13的兩個法 線的夾角和曲線04的兩個法線的夾角均小于5度時，進行S603。5603、 在水平方向上，調整回路起始端和終止端的端點。其中，需要先調整水平方向上最左端和最右端的端點，以保證字形的變形 最小。5604、 在垂直方向上，調整回路起始端和終止端的端點。其中，需要先調整垂直方向上最上端和最下端的端點，以保證字形的變形 最小。5605、 在水平方向上，調整回路的控制點。例如，對圖5中點2的調整，會改變曲線13的位置。5606、 在垂直方向上，調整回路的控制點。其中，步驟S603和S604的順序可以互換；步驟S605和S606的順序可以 互換。下面參見圖7,詳細說明通過發明實施例提供的方法是如何實現對灰度字 形回路的調整的。步驟一設定調整方向為水平方向，對回路的起始端和終止端進行調整， 以保證回路兩端在水平方向上跨越完整的網格，從而保證回路兩端的灰度效果。具體包括首先，將回路左下側的點4移動到距其最近的水平網格上。然 后，將點4設定為基準點，移動另一端點3，以保證此點與基準點在水平方向 上的距離不變。進一步，為了保證if爭越完整的網格，采用圓整到網格邊界的圓 整方式，對點3進行圓整，即采用四舍五入的方式處理點3和點4之間調整后 的距離。接下來，對點l進行調整，為了保證回路外形在水平方向上的拓樸尺 寸，移動點1以保證與基準點4在水平方向上的距離不變。進一步，對點l進 行圓整。最后，切換點1為基準點，移動點0,以保證點0與基準點1在水平 方向上的距離不變。進一步，對點0進行圓整。步驟二設定調整方向為垂直方向，對回路的起始端和終止端進行調整， 以保證回路兩端在垂直方向上跨越完整的網格，從而進一步保證回路兩端的灰度效果。具體包括首先，將回路左下側的點4移動到距其最近的垂直網格邊界。 然后，將點4設定為基準點，移動另一端點3，以保證點3和基準點在同一高 度上。接下來，移動點1，以保證此點與基準點在垂直方向上的距離不變。進 一步，為了保證跨越完整網格數，采用圓整到網格邊界的圓整方式，對點l進 行圓整，即采用四舍五入的方式處理點1和點4之間調整后的距離。最后，將 點1設為基準點，移動點0,以保證點0和基準點在同一高度上。步驟三將調整方向設定為水平方向，設定點l為基準點，將點2移動到 與其相同的水平坐標處。接下來，設定點4為基準點，將點5移動到與其相同 的水平坐標處。 步驟四將調整方向設定為垂直方向，通過調整點2和點5的垂直高度， 使得調整后的回路厚度與調整前的回路厚度保持一 致。具體包括首先，求得調整前點1到線04之間的距離。然后，通過試湊 法求得調整后點2的垂直坐標，同時，保證調整后點4和點5之間的距離等于 點1和點2之間的距離，并且該距離為網格單位的整數倍。其中，通過所述試 湊法確定點2的垂直坐標的步驟包括將點1的垂直坐標作為點2的垂直坐標 的初始值，進行循環，循環次數為13次，每次循環將初始值加l,并計算加1 后的點2到調整前的線05 (即圖5中所示的線05)之間的距離與調整前點1 到線04之間的距離的差值。循環后，統計13次循環中得到的差值，將差值最 小的那次循環中的點2的垂直坐標作為點2的最終坐標，>^人而確定了點2的位 置。對點5的調整同理。通過上述一系列的調整之后，回路的起始端和終止端^爭越了完整的網格。 并且，通過調整點2和點5的位置，保證了調整后的回路厚度與調整前的回路 厚度一致。圖8所示，為調整前的回路的顯示效果圖；圖9所示，為采用本發 明實施例提供的方法調整后的回路的顯示效果圖。可見通過采用本發明實施例 提供的技術方案對回路進行調整后，明顯提高了回路的顯示效果。下面介紹一下本發明實施例提供的裝置。參見圖10,本發明實施例提供的裝置包括端點位置確定單元101、近直 線回路判定單元102、端點位置調整單元103和控制點調整單元104。所述端點位置確定單元101,用于確定需要采用灰度位圖方式進行填充的 字形回路上的端點的位置，并根據端點的位置信息，確定位于網格之外的端點。所述字形回路由直線和二次B樣條曲線構成，并且，所述二次B樣條曲 線為接近于直線的二次B樣條曲線。所述近直線回路判定單元102,用于根據所述二次B樣條曲線的控制線與 該二次B樣條曲線相切的關系，確定所述二次B樣條曲線兩端點處的切線方 向；根據所述切線方向，確定所述兩端點處的法線的夾角；當所述夾角小于一
閾值時，確定所述二次B樣條曲線為接近于直線的二次B樣條曲線，并觸發 所述端點位置調整單元。
所述端點位置調整單元103,用于通過將所述位于網4各之外的端點移動到
網格上，調整所述字形回路的起始端和終止端覆蓋完整網格。
所述控制點調整單元104，用于將所述二次B樣條曲線的控制點移至與該 二次B樣條曲線的端點相同的水平坐標處，并且，保持所述字形回路的厚度不 變，其中，所述二次B樣條曲線的端點為所述字形回路最左端的端點或最右端 的端點。
所述端點位置調整單元103包括水平調整單元1031和垂直調整單元 1032，并且，所述水平調整單元1031包括設置參考點單元10311、第一調整 單元10312、第二調整單元10313和第三調整單元10314;所述垂直調整單元 1032包括第四調整單元10321、第五調整單元10322、第六調整單元10323 和第七調整單元10324。
所述設置參考點單元10311，用于在水平方向上，將所述字形回路上的最 左端的端點和最右端的端點中的一個端點作為第一參考點，將另外一個端點作 為第二參考點；
所述第一調整單元10312,用于將所述第一參考點移至距離該第一參考點 最近的垂直網格上；
所述第二調整單元10313，用于移動所述第一參考點的第一相鄰點和所述 第二參考點，以使所述第一相鄰點和所述第二參考點，與所述第一參考點的水 平距離保持不變，然后，將所述第一相鄰點和所述第二參考點圓整到網格上；
所述第三調整單元10314,用于移動所述第二參考點的第二相鄰點，以使 所述第二相鄰點與所述第二參考點的水平距離保持不變，然后，將所述第二相 鄰點圓整到網格上。
所述第四調整單元10321,用于在垂直方向上，將所述第一參考點移至距 離所述第一參考點最近的水平網格上；
所述第五調整單元10322,用于移動所述第一相鄰點至與所述第一參考點 相同的水平網沖各上；所述第六調整單元10323,用于將所述第二參考點移至距離所述第二參考 點最近的水平網格上；所述第七調整單元10324,用于移動所述第二相鄰點至與所述第二參考點 相同的水平網格上。綜上所述，本發明實施例，對灰度字形回路的端點進行調整，將不在網格 上的端點調整到網格上，使得回路兩端覆蓋完整的網格。并且，對回路的控制 點進行調整，以保證回路厚度不變。因此，本發明在盡量保持字形原有形狀的 前提下，使得調整后的回路覆蓋了盡可能多的完整網格，從而在采用灰度位圖 方式的進行填充時，達到明顯改善位圖填充效果的作用。另夕卜，本發明實施例， 并不限于對所有的回路均進行調整，如果回路已經符合調整后的要求，則保持 不變，因此，本發明避免了將回路最終顯示質量變壞的可能性。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發 明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及 其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1、 一種提高灰度字形顯示質量的方法，其特征在于，該方法包括確定需要采用灰度位圖方式進行填充的字形回路上的端點的位置，并根據 端點的位置信息，確定位于網格之外的端點；通過將所述位于網格之外的端點移動到網格上，調整所述字形回路的起始 端和終止端覆蓋完整網格。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述字形回路由直線和二 次B樣條曲線構成；則該方法還包括將所述二次B樣條曲線的控制點移至與該二次B樣條 曲線的端點相同的水平坐標處，并且，保持所述字形回路的厚度不變，其中， 所述二次B樣條曲線的端點為所述字形回路最左端的端點或最右端的端點。
3、 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述二次B樣條曲線為接 近于直線的二次B樣條曲線；則該方法還包括確定所述二次B樣條曲線為接近于直線的二次B樣條曲 線的步驟根據所述二次B樣條曲線的控制線與該二次B樣條曲線相切的關系，確 定所述二次B樣條曲線兩端點處的切線方向；根據所述切線方向，確定所述兩端點處的法線的夾角；當所述夾角小于一閾值時，確定所述二次B樣條曲線為接近于直線的二次 B樣條曲線。
4、 根據權利要求l、 2或3所述的方法，其特征在于，在水平方向上， 將所述字形回路上的最左端的端點和最右端的端點中的一個端點作為第一參考點，將另外一個端點作為第二參考點；將所述第一參考點移至距離該第一參考點最近的垂直網格上； 移動所述第一參考點的第一相鄰點和所述第二參考點，以使所述第一相鄰點和所述第二參考點，與所述第一參考點的水平距離保持不變，然后，將所述 第一相鄰點和所述第二參考點圓整到網格上；移動所述第二參考點的第二相鄰點，以使所述第二相鄰點與所述第二參考 點的水平距離保持不變，然后，將所述第二相鄰點圓整到網格上。
5、 根據權利要求4所述的方法，其特征在于，在垂直方向上， 將所述第 一參考點移至距離所述第 一參考點最近的水平網格上； 移動所述第一相鄰點至與所述第一參考點相同的水平網格上； 將所述第二參考點移至距離所述第二參考點最近的水平網格上； 移動所述第二相鄰點至與所述第二參考點相同的水平網格上。
6、 一種提高灰度字形顯示質量的裝置，其特征在于，該裝置包括 端點位置確定單元，用于確定需要采用灰度位圖方式進行填充的字形回路上的端點的位置，并根據端點的位置信息，確定位于網格之外的端點；端點位置調整單元，用于通過將所述位于網格之外的端點移動到網格上， 調整所述字形回路的起始端和終止端覆蓋完整網格。
7、 根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述字形回路由直線和二 次B樣條曲線構成；則所述裝置還包括控制點調整單元，用于將所述二次B樣條曲線的控制點移至與該二次B 樣條曲線的端點相同的水平坐標處，并且，保持所述字形回路的厚度不變，其 中，所述二次B樣條曲線的端點為所述字形回路最左端的端點或最右端的端 點。
8、 根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述二次B樣條曲線為接 近于直線的二次B樣條曲線；則所述裝置還包括近直線回路判定單元，用于根據所述二次B樣條曲線的控制線與該二次B 樣條曲線相切的關系，確定所述二次B樣條曲線兩端點處的切線方向；根據所 述切線方向，確定所述兩端點處的法線的夾角；當所述夾角小于一閾值時，確 定所述二次B樣條曲線為接近于直線的二次B樣條曲線，并觸發所述端點位置調整單元。
9、 根據權利要求6、 7或8所述的裝置，其特征在于，所述端點位置調整 單元包括設置參考點單元，用于在水平方向上，將所述字形回路上的最左端的端點 和最右端的端點中的一個端點作為第一參考點，將另外一個端點作為第二參考 點；第一調整單元，用于將所述第一參考點移至距離該第一參考點最近的垂直 網格上；第二調整單元，用于移動所述第一參考點的第一相鄰點和所述第二參考 點，以使所述第一相鄰點和所述第二參考點，與所述第一參考點的水平距離保 持不變，然后，將所述第一相鄰點和所述第二參考點圓整到網格上；第三調整單元，用于移動所述第二參考點的第二相鄰點，以使所述第二相 鄰點與所述第二參考點的水平距離保持不變，然后，將所述第二相鄰點圓整到 網格上。
10、 根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述端點位置調整單元還 包括第四調整單元，用于在垂直方向上，將所述第一參考點移至距離所述第一 參考點最近的水平網格上；第五調整單元，用于移動所述第一相鄰點至與所述第一參考點相同的水平 網格上；第六調整單元，用于將所述第二參考點移至距離所述第二參考點最近的水 平網格上；第七調整單元，用于移動所述第二相鄰點至與所述第二參考點相同的水平 網格上。
全文摘要
本發明公開了一種提高灰度字形顯示質量的方法及裝置，用以解決現有技術中存在的灰度字形顯示效果差的問題。本發明方法包括確定需要采用灰度位圖方式進行填充的字形回路上的端點的位置，并根據端點的位置信息，確定位于字形回路最外邊界上的端點；通過將所述位于網格之外的端點移動到網格上，調整所述字形回路的起始端和終止端覆蓋完整網格。本發明用于對灰度字形進行調整，以提高灰度字形的顯示效果。
文檔編號G06T11/40GK101123001SQ200710122529
公開日2008年2月13日 申請日期2007年9月26日 優先權日2007年9月26日
發明者劉曉林, 唐英敏, 夏立寧, 明 李 申請人:北大方正集團有限公司;北京大學;北京北大方正電子有限公司