[發明專利]灰度上色

無效

• 申請號: 94118998.8
• 申請日: 1994-11-23
• 公開（公告）號: CN1089459C
• 公開（公告）日: 2002-08-21
• 發明（設計）人: Ｄ·Ｐ·麥卡錫;Ｄ·Ｅ·雷諾茲
• 申請（專利權）人: 惠普公司
• 主分類號: G06F3/033
• 分類號: G06F3/033
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 杜有文,王岳

本發明涉及繪制對計算機系統的手寫輸入，尤其是涉及平滑以光筆為基礎的計算機的用戶所畫的線條。

以光筆為基礎的計算機通常是便攜式的，因此需要輕型的輸入/輸出顯示屏。顯示器通常是這些設備中最昂貴的部件，并且通常采用LCD(液晶顯示器)屏幕。能夠接收手寫輸入的設備通常包括一支光筆/觸針供用戶在顯示屏上進行手寫輸入。這些設備包括一個傳感器用于檢測與屏幕相關的手寫用戶輸入。

術語“手寫輸入”意在包羅書寫、繪圖及其它一切劃線方式在內的用戶用光筆在一臺以光筆為基礎的計算機的輸入屏上所進行的各種輸入。本發明也適用于允許用光筆以外的其它可資利用的設備與/或直接用手指寫、畫及劃的計算機上，如果它們存在的話。

采用某種型式的光筆傳感器來捕集LCD上的書寫早先是通過計算光筆的位置并從已知的上一個的光筆的位置畫出一個線段或樣條而完成。畫線段或樣條的算法通常包含適當時簡單地點亮或熄滅曲線上的象素。這種描繪得到的效果是失真的，即在當今常用的90dpi(點每英寸)LCD屏分辨率上顯示一條鋸齒相當明顯的線。

采用灰度的等級而不是單純的黑與白能使一個圖象呈現比實際更高的分辨率，并有助于在一臺以光筆為基礎的計算機中建立較平滑的線條外觀。在本說明書中，名詞′n級灰度′表示灰度級的實際數目，而不是存儲各灰度值所需的位數。例如，4級灰度需要2位存儲器。

利用灰度來達到畫在計算機屏幕上的線條的反走樣的一種已知的方法為“部分上色”法，一本有用的參考文獻為Addison?Wesley1990年出版的名為“Computer?Graphics：Principles?and?Practice”(計算機圖形學：原理與實踐)的書。部分上色包含根據所畫的(理論上的)線條復蓋象素的份額來計算象素的上色程度。這是一種相對粗糙的方法，其優點為成本低但能夠得到的結果的質量是相當有限的。

另一種利用灰度的方法便是與本發明相關的方法，其中包含數字采樣與濾波。????

概括地說，為了在計算機屏幕上繪制一個圖象，必須采樣，即數字化該圖象。走樣便是采樣一個包含尼奎斯特(Nyquist)極限以上頻率的連續圖象的直接后果。對于采樣頻率f，連續圖象的最大頻率必須小于f/2。如果這一條件不能滿足，則對較高頻率的采樣會導致產生使得到圖象失真的多余的低頻成分。為了防止這一問題，該連續圖象必須在采樣前通過在f/2上截止的一個低通濾波器。

在IEEE計算機圖形學與應用，9(1)：75-79，1989年1月，中的Blinn的名為“What?we?need?around?here?is?more?aliasing”(我們在這里所需要的是更多的走樣)的論文是反走樣的一般課題的有用背景參考資料。

考慮到將手寫輸入繪制在一個計算機屏幕上的問題，總是希望能夠以最精細的可能分辨率即一個象素的線寬來繪制，然而，這是數字化失真中的最壞情況，因為這時手繪的線條沿它們的長度在全寬度與可忽略的寬度之間跳動。

本發明旨在提供一種具有顯示手寫輸入裝置的計算機，其中為了使所畫的線平滑并改善其外觀，手寫輸入是反走樣的。

本發明提供一種計算機，包括：

使用戶能進行手寫輸入的裝置；

具有第一分辨率并能用至少四級灰度顯示圖象的一個顯示器；

用于捕集手寫輸入并能從中導出第二分辨率(“高分辨率圖象”)上的一個圖象定義的傳感裝置，其中第二分辨率是高于第一分辨率的；

應用高分辨率圖象中增加的信息，在第一分辨率上顯示手寫輸入(“輸出”)的一個反走樣版本的裝置。

上面采用了名詞“圖象定義”來包羅傳感裝置所定義而用戶從未見到與/或從未作為一個復合圖象存儲的圖象以及作為一個復合圖象顯示與/或存儲的圖象的情況。

本發明具有增量地即動態地實現手寫輸入的反走樣的優點，從而在畫出它們時得到的線條對用戶顯得更為光滑。

本系統最好包括用于對該高分辨率圖象進行濾波及用于對經過濾波的高分辨率圖象進行采樣以便產生輸出的裝置。

在將要描述的實施例中，第二分辨率便是筆傳感器的分辨率。

計算機最好包括用于只將濾波裝置作用在將出現在輸出中的高分辨率圖象的元素上的裝置。

在一個較佳實施例中，計算機包括用于處理高分辨率圖象的有關元素的裝置而不論它們是否以前已經被處理過。在該實施例中，更可取的是具有用于將超過最高灰度級的輸出元素設置成最高灰度級的裝置。