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    公开号:WO1986001154A1
    申请号:PCT/DE1985/000265
    申请日:1985-08-02
    公开日:1986-02-27
    发明作者:Peter Krumhauer
    申请人:H. Berthold Aktiengesellschaft；
    IPC主号:G09G1-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren zum Kodieren und Verfahren und Vor¬ richtung zum Dekodieren von Schriftzeichen und graphischen Elementen für die elektronische und elektromechanische Wiedergabe
    [0002] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kodieren und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum De¬ kodieren von Schriftzeichen und graphischen Elementen für die elektronische und elektro¬ mechanische Wiedergabe unter Verwendung von Polynomen.
    [0003] Aus der DE-AS 24 22 464 sind ein Verfahren zum Kodieren von Schriftzeichen für den photo¬ elektronischen Lichtsatz, ein entsprechendes Dekodierverfahren und ein Zeichengenerator zur
    [0004] Darstellung der kodierten Schriftzeichen bekannt, bei denen die Schriftzeichen auf der Basis eines normierten Quadrates als Normalraster entsprechend den Koordinaten eines Ausgangspunktes der Außenlinien des Zeichens als Digitalzahlen kodiert 1 werden und weiter gemäß veränderlichen Para¬ metern dieser Außenlinien, wie Steigungen und Krümmungen, definiert sind. Hierzu werden Befehle für eine Krümmungsanderung verwendet. Die Erzeugung einer geraden ansteigenden 5 oder abfallenden Linie, die auf einem
    [0005] Steigungsänderungsbefehl basierenden Berechnun¬ gen beruht, erfordert aber eine hohe Speicher¬ kapazität für eine große Anzahl Steigungs¬ informationen, insbesondere wenn gerade, 0 geneigte Strecken als Schriftzeichen- umrißlinienabschnitte ohne Stufen in einer hohen typographischen Qualität zu erzeugen sind. Deswegen kann zur Bildung einer Außenlinie mit gerader Steigung ein spezieller Befehl 5 vorgesehen werden, der inkrementale Änderungen von Y-Koordinatenwerten beinhaltet. Dieser spezielle Befehl gibt an, wie, ausgehend von einem Ausgangspunkt, der Y-Koordinatenwert für jedes konstante X-Koordinateninkrement o zu verändern ist. Zu jedem speziellen Befehl gehört deswegen die Angabe einer Anzahl von X-Inkrementen und damit von Berechnungs¬ zyklen für die eine Veränderung der Y-Koordinate oder der Steigung oder der Krümmung auszurechnen 5 ist. Der bekannte Zeichengenerator benötigt eine große Speicherkapazität zur Speicherung .von Steigungsinformationen für typographisch hochwertige Schriftzeichen sowie zur Speicherung der Anzahrl von Berechnungsschritten, für welche die speziellen Befehle gelten sollen. Außerdem sind die Berechnungen relativ aufwendig und benötigen eine große Rechenzeit.
    [0006] Die DE-PS 2 953 600 beschreibt ein Setzgerät zur automatischen Generierung von Schriftzeichen mit einem Schriftspeicher, der für jedes abzubildende Schriftzeichen in einem Normal¬ raster die ersten und zweiten Koordinaten von Ausgangspunkten zweier Umrißlinien bezogen auf den Ursprung des Normalrasters und eine Vielzahl geradliniger, sich aufein¬ anderfolgend entlang des Schriftzeichen¬ umrisses von dem Ausgangspunkt aus erstrecken¬ der Vektoren als Digitalzahlen speichert. Die Vektoren werden dabei jeweils durch eine erste, den ersten Koordinatenabstand und eine zweite, den zweiten Koordinatenabstand von einem Vektorende zum anderen darstellende Digitalzahl festgelegt. Bei dieser Art der Schriftzeichengenerierung ist die Qualität der einzelnen Schriftzeichen nicht sehr gut und bei einer Verbesserung der Qualität durch Verringerung der Vektorlänge wird die zu verarbeitende Datenmenge stark vergrößert.
    [0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Kodieren und Dekodieren und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Dekodieren von Schriftzeichen und graphischen . Elementen für die elektronische und elektro- mechanische Wiedergabe zu schaffen, die es ermöglichen, bei möglichst geringem Rechen- und Daten- und somit Speicheraufwand glatte und ästhetische Konturen hoher Qualität zu erzeugen, wobei die Dekodierung möglichst schnell durchgeführt werden soll. Diese Auf¬ gabe wird erfindungsgemäß durch die kenn¬ zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und/oder des Anspruchs 2 und des nebengeordneten Vorrichtungsanspruchs gelöst. T/DE85/00265
    [0008] - 4 - .
    [0009] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine sehr gute Qualität der generierten Schrift¬ zeichen und graphischen Elemente erreicht, wobei geringe Datenmengen benötigt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt eine Dekodierung in hoher Geschwindigkeit, wobei ihr Aufbau einfach und somit kosten¬ günstig ist.
    [0010] Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der vorliegenden Erfindung möglich.
    [0011] Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: .
    [0012] Fig. 1 die schematische schaltungsge- mäße Ausgestaltung der Dekodier¬ vorrichtung,
    [0013] Fig. 2 die Beschalt ng des Datenspeichers und der Ablaufsteuerung der erfindungsgemäßen Dekodiervor¬ richtung,
    [0014] Fig. 3 ein Zustandsdiagra m zur Be¬ schreibung des Dekodiervorganges,
    [0015] Fig. 4 die Schaltung des Addierwerkes,
    [0016] Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung der Addierer, Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel der
    [0017] FilterSchaltung,
    [0018] Fig. 7 eine SpeicherSchaltung für die Speicherung der die Konturen definierenden
    [0019] Durchstoßpunkte, und
    [0020] Fig. 8 einen Teil einer Kontur, an der ein Beispiel für die Auswahl der Durchstoßpunkte aus den Konturpunkten darge¬ stellt ist.
    [0021] Für die elektronische #und/oder elektromechanische Wiedergabe von Schriftzeichen und graphischen
    [0022] Elementen,z.B. für das Fotosetzverfahren, werden in jeweils unterschiedlichen Schriftbildern eine Vielzahl von Zeichen benötigt, wobei die Viel¬ zahl von Zeichen einer Schriftart als Zeichen- satz bezeichnet wird. Die Zeichen werden in kodierter Form gespeichert, beispielsweise auf einer Floppy-Disk, wobei in der Fotosetzmaschine beispielsweise der Elektronenstrahl eines Bild¬ schirmes abhängig von den gespeicherten und an- schließend dekodierten Daten angesteuert wird.
    [0023] Die zu kodierenden Zeichen liegen entweder in mathematischer Form oder in graphischer Form vor und müssen in der Weise umgewandelt werden, daß sie ohne zu großen Speicheraufwand ge¬ speichert und beim Dekodieren schnell in die gewünschte Form umgesetzt werden können. ι ' •
    [0024] ) In einem ersten Schritt werden die Konturen der Zeichen unter Verwendung von Spline- Funktionen dargestellt, die z.B. auf kubischen Polynomen basieren. Die vorgegebenen und zu kodierende Zeichen setzen sich dann aus Teilstücken von Kurven zusammen, die alle durch Polynome beschrieben werden. Falls die Ver¬ wendung der im vorliegenden Ausführungsbeispiel angeführten kubischen Polynomen die Genauig¬ keitsanforderungen nicht erfüllt, können auch höherwertige Polynome angewandt werden.
    [0025] Die Lauflänge der einzelnen Polynome bzw. die Länge der einzelnen Kurventeilstücke werden bei jeweils vorgegebenem Zeichen durch die Qualitätsanforderungen bestimmt. Durch Vergleich des betrachteten Kurvenstückes des Ausgangs- Zeichens mit dem durch das mit Hilfe der Spline- Funktion berechnete Polynom definierte Kurven¬ teilstück wird unter Berücksichtigung der vor- gegebenen maximalen Abweichung zwischen Polynom¬ kurve und Ausgangszeichen die maximale und somit optimierte Lauflänge des Polynoms ermittelt. Ist die gewünschte Qualität bei einer vorgege¬ benen Lauflänge nicht erreicht bzw. weit über- schritten, so wird die Lauflänge des Polynoms verringert bzw. vergrößert und der Vergleich wird erneut durchgeführt, wobei der Vorgang solange wiederholt wird,bis die Optimierung erreicht ist.
    [0026] Bei steigender Steilheit der Kurven der zu kodierenden Zeichen im x-y Koordinatensystem würden die Polynome immer kürzer.Dies bedeutete, daß sich die Zahl der Polynome unzulässig erhöhte. Durch einen Wechsel von x-orientierten (horizontalen) 1 Polynomen y=f(x) zu y-orientierten (vertikalen) Polynomen x=f(y) an den Kurvenstücken größerer Steilheit werden weniger Polynome zur Darstellung eines Zeichens, beispielsweise des Buchstabens 0 notwendig, so daß 'S*ρeicherraum eingespart wird.
    [0027] 5 Der Wechsel von einem horizontalen Polynom auf ein vertikales Polynom und umgekehrt wird bei einem Steigungswinkel der Tangente von + 45°, d.h. bei y' = + 1 vorgenomme .
    [0028] 0 Jedes vorgegebene, zu kodierend Zeichen wird somit von einer Vielzahl von horizontalen und vertikalen Polynomen y = ax 3 + bx2 + ex + d bzw. x = ay 3 + by2 + cy + d (oder höherer Ordnung) definiert. In einem Speicher, beispielsweise 5 einer Diskette, werden die kodierten Zeichen ge¬ speichert, wobei pro Zeichen angegeben wird, wieviel Konturen vorhanden sind und wieviel Polynome pro Kontur verwandt werden. Für jedes Polynom werden die Polynomfaktoren a, b, c, o eine Kennziffer, um welches Polynom es sich handelt (vertikal, horizontal), und die Anfangskoordinaten des Polynoms gespeichert. Zur weiteren Daten¬ komprimierung kann anstelle dieses Polynom¬ faktors und/oder der Anfangskoordinaten c jedes Polynoms die Differenz zwischen den
    [0029] Startkoordinaten des einen Polynoms und des nächsten bzw. die Differenz zwischen Anfangs- und Endkoordinaten jedes Polynoms gespeichert werden, die.weniger Bit benötigt, wobei dann zusätzlich die Startkoordinaten jeder Kontur zur Verfügung stehen müssen. Für einen Zeichensatz werden die oben ange¬ gebenen Informationen hinsichtlich Anzahl der Konturen pro Zeichen, Anzahl der Polynome pro Kontur und den Polynomen zugeordnete Polynomfaktoren, Aήfangskoordinaten und Kennziffern über die Art des Polynoms für jedes Zeichen beispielsweise auf der Floppy-Disk festgehalten, so daß sie jederzeit zur Verfügung stehen.
    [0030] Bei einer Dekodierung werden die gespeicherten Daten im vorliegenden Ausführungsbeispiel in die Fotosetzmaschine geladen. Es erfolgt dann eine Umrechnung in Konturpunkte, die normalerweise mit hohem Rechenaufwand ver- bunden wäre, da die jeweiligen Koordinaten der durch die kubischen Polynome beschriebenen Zeichen durch Potenzieren bzw. Multiplizieren berechnet werden müßten. Um die zeitaufwendigen Berechnungen zu vermeiden,' wird bei der vor- liegenden Erfindung ein Verfahren angewandt, bei dem die interessierenden Werte der Polynome durch fortwährende Paralleladdition erzeugt werden. Durch die Verlagerung auf Additionsvorgänge wird eine schnelle Auswertung möglich, da eine Summenbildung sehr viel weniger Zeit benötigt als das Multiplizieren bzw.
    [0031] Potenzieren. An dem Beispiel eines Polynoms y = x 3 + 2x2 +,3x + 4 (Polynomfaktoren a = 1, b.= 2, c = 3, d = 4) soll die"Paralleladdition dargestellt werden.
    [0032] Dafür werden vier Startwerte K, L, M, N definiert, wobei K dem y-Wert, M der zweiten Ableitung und N der dritten Ableitung entspricht. L weicht um den Wert a/4 von der ersten Ableitung ab.
    [0033] Wie zu erkennen ist, ergibt sich ein neuer K- Wert aus der Addition des vorherigen K-Wertes mit dem L-Wert, der neue L-Wert aus der Addition aus dem alten L-Wert und dem M-Wert und entsprechend der M-Wert aus der Addition des alten M-Wertes und des N-Wertes.
    [0034] Da die Startwerte von der Größe, der Drehung und Neigung der Zeichen abhängig sind, ist es nicht sinnvoll, diese bei der Kodierung zu speichern, sondern es werden, wie oben be¬ schrieben, die Polynomfaktoren für die Speicherung herangezogen.
    [0035] Im folgenden soll die Dekodierschaltung näher beschrieben werden. Die Daten der Zeichen werden von der Floppy-Disk in einen Zwischenspeicher des die Dekodierschaltung aufweisenden Belichters, Druckers oder Bildschirmanordnung oder dergleichen gelesen und in Werte umgerechnet, die die jeweilige gewünschte Schriftgröße, eine Dehnung, eine Drehung des* Zeichens oder eine Neigung, d.h. Kursivstellung berücksichtigen. Alle not- wendigen Werte werden matrixartig, dem jeweiligen Polynom zugeordnet, in einem Speicher gespeichert.
    [0036] Fig. 1 zeigt einen schematischen Überblick der DekodierSchaltung entsprechend der vorliegenden Erfindung, wobei die Steuerung der Übersichtlichkeit wegen weggelassen ist und in Fig. 2 getrennt mit einer genaueren Angabe des Speichers nach Fig. 1 und dessen Inhalt dargestellt wird.
    [0037] In dem Speicher 1 sind nach der Datenübergabe vom steuernden Rechnersystem {Doppelpfeil in Fig. 2) folgende Größen gespeichert:
    [0038] Y X - Angabe der Polynomrichtung
    [0039] (1 - horizontal, 0 - vertikal)
    [0040] AO - Anfangswert der Abszisse des Polynoms, wobei "Abszisse" dahingehend definiert ist, daß sie für horizontale Polynome in x-Richtung und für vertikale Polynome in y- ichtung läuft
    [0041] E - Endabszisse bzw. Koordinate, wobei
    [0042] "Koordinate" dahingehend definiert ist, daß sie für horizontale Polynome in y-Richtung und für vertikale Polynome in x-Richtung läuft
    [0043] AB, NK, EC - Kennzeichen für den Abbruch über die Abszisse oder die Koordinate, Kennzeichen für den Beginn einer neuen Kontur und Kennzeichen für das Ende eines Zeichens
    [0044] K, L, M, N - Startwerte, wobei K gleichzeitig die Anfangskoordinate ist
    [0045] S-, SO, S+ - Angabe über den Abszissenfortschritt in Abhängigkeit von AK (Koordinatenänderung) D - Angabe über die allgemeine Laufrichtung des Polynoms in bezug auf das Abbruch¬ kriterium AB (wenn z.B. AB kennzeichnet, daß die Kontur über die Abszisse abge¬ brochen wird, zeigt D = 1, daß das Polynom in steigende Abszissenrichtung verläuft.
    [0046] Abhängig von der Steuerung werden von einem Addierwerk ADW nach Fig. 1 die im Speicher 1 für jedes Polynom gespeicherten Startwerte K, L, M, N ausgelesen und für die oben ange¬ führte Addition zur Bestimmung der y- bzw. y-Werte verwendet, während K zur weiteren Ver¬ arbeitung an einen mit dem Addierwerk ADW verbundenen Adressierer ADR 1 geliefert wird. In dem Adressierer ADR 1 werden die Koordinaten x, y, d.h. Adressen für einen in Form einer Bitmap ausgebildeten Matrixspeicher 2 gebildet. Dazu werden aus dem Speicher 1 die Werte YX, S-, SO, S+ und AO, E an den Adressierer ADR 1 geliefert. Die Kursivstellung, die Dehnung und die Drehung des Zeichens werden durch S-, SO und S+ und durch die Bestimmung der Startwerte K, L, M, N berücksichtigt. So gibt die Schritt¬ weite für die Abszisse die Koordinate wieder, wobei die Schrittweite bei unverzerrter Wieder¬ gabe 1 ist. Die Größen S-, S+ bezeichnen den Offset bei Dehnung, Drehung bzw. bei Kursiv¬ stellung, wobei die Auswahl des Offsets ab¬ hängig von-der Änderung der Koordinate K ist. Daher wird K im Addierwerk ADW hinsichtlich der Änderung des ersten Nachkommabits überwacht und es wird ein Kennsignal UK an den Adressierer ADR 1 gegeben.'Weiterhin wird im Adressierer ADR 1 überwacht, ob die Endabszisse bzw. -koordinate E überlaufen wurde und gegebenenfalls - 12 - ein Steuerbefehl NP für die Bearbeitung des nächsten Polynoms gegeben. Die inADR'1)bestimm¬ ten, die Konturpunkte des Zeichens angebenden x, y-Werte werden hinsichtlich ihrer Änderung zu den x ,,, y ., Werten des vorangehenden Konturpunktes im Adressierer ADR O überwacht, der folgende Signale liefert: Ax, Ay = 1 bei positiver Abweichung, Δ ,Δ = -1 bei negativer Abweichung undΔxrΔ = 0 wenn keine Änderung des aktuellen Punktes zum vor- hergehenden Punkt vorhanden ist. Außerdem wird im Adressierer ADR O die jeweiligen xold' vold Werte gespeichert.
    [0047] Die x, y bzw. xol(ä, yold Werte 9eben grund- sätzlich auch die Steuerkoordinaten für den die Zeichen, beispielsweise auf dem Bildschirm sichtbar machenden Elektronenstrahl wieder. Dabei geht die Abtastung beispielsweise senkrecht vor sich, d.h. bei einem bestimmten x-Wert wird der Strahl entsprechend dn y-Koordi¬ naten hell bzw. dunkel getastet. Nicht alle festgelegten Konturpunkte können Steuer¬ koordinaten, im folgenden als Durchstoßpunkte bezeichnet, für das Ein- bzw. Ausschalten des Abtaststrahles sein, beispielsweise können auf einem x-Wert mehrere y-Werte liegen, wobei der Strahl nur einmal eingeschaltet und einmal ausgeschaltet werden soll. Daher müssen aus der Menge.der Konturpunkte die Durchstoßpunkte ausgefiltert werden. Die Bestimmung der Durch¬ stoßpunkte erfolgt in der Schaltung FILTER, die im wesentlichen einen Speicher aufweist, in dem eine Wahrheitstabelle gespeichert ist. In dieser Wahrheitstabelle werden abhängig von.Δy und Ax, d.h. von der Änderung eines x, y-Wertes zu dem vorangehenden xQld, vold~ ert und von der allgemeinen y-Richtung die Durchsto߬ punkte ausgewählt. Dabei werden die Signale Fl, FO erzeugt, die einen zwischen dem Adressierer ADR 1 und dem Adressierer ADR 0 und dem Mätrix- Speicher 2 geschalteten Schalter 3 steuern, der entweder die x, y oder -die xQι^, y -.^-Koordinate oder beide oder keine der beiden an den Matrix- speichεr 2 weiterleitet.
    [0048] Die Wahrheitstabelle wurde unter Berücksichtiσung der drei KriterienΔx, Δy und der jeweiligen allgemeinen y-Richtung empirisch so ermittelt, daß beim Durch¬ laufen einer Kontur für jede x-Koordinate sich eine gerade Anzahl von Durchstoßpunkten ergibt.
    [0049] Ein Beispiel für die Wirkungsweise der Schaltung FILTER zeigt Fig. 8, in der der Verlauf einer Kontur in einer bitmap dargestellt ist, wobei Punkte die in ADRl bereitgestellten Konturpunkte darstellen und Kreise die aus ihnen durch FILTER herausge¬ filterten Durchstoßpunkte.
    [0050] Beim Erzeugen des Konturpunktes 92 ist die allge¬ meine y-Richtung FY=-1 (91),Δy=-l und x=+l. Aus diesen Eingangswerten liefert die Wahrheitstabelle als Ausgangssignal Fl, d.h.,der aktuelle Kontur¬ punkt 92 wird zum Durchstoßpunkt. Bei der Erzeugung der Konturpunkte 93 und 94 liegen die selben Para¬ meter vor, so daß auch diese zu Durchstoßpunkten werden.
    [0051] Beim Übergang von 94 auf 95 istΔx=o.- Mit dieser veränderten Eingangsgröße liefert die Wahrheits¬ tabelle kein Signal; 95 - wie dann auch 96 und 97 - werden daher zunächst nicht als Durchstoßpunkt gespeichert. - 13a - Beim Übergang von 97 auf 98 und auf die folgenden Konturpunkte 99 und 100 ist A x=-l. Die neue Kombination der Eingangswerte: FY=-l,Δ =-l, Δy=-1 erzeugt in der Wahrheitstabelle das Signal FO, d.h., der' vorangegangene Kontur- punkt 97, der mit x-old und y-old in ADRO vorliegt, wird zum Durchstoßpunkt. Genauso erzeugen die Konturpunkte 99 und 100 rückwirkend die Durchstoßpunkte 98 und 99.
    [0052] Fig. 8 zeigt, daß durch diese Wirkungsweise der Wahrheitstabelle die Schaltung FILTER für jede x-Koordinate jeweils eine gerade Anzahl von Durchstoßpunkteri erzeugt.
    [0053] - 14 -
    [0054] Für andere Darstellungarten kann mit Hardware¬ oder Software-Mitteln die zwischen den Durch¬ stoßpunkten einer x-Koordinate liegenden Pixel jeweils mit "1" oder "O" gefüllt werden, so daß aus der Matrix der Durchstoßpunkt eine Bitmap des gefüllten Zeichens entsteht. Diese Bitmap kann dann von allen graphikfähigen Geräten, z.B. Matrixdrucker oder Terminal-Bildschirmen dargestellt werden.
    [0055] Der Speicher 2 ist als Matrix bzw. als Bitmap organisiert, wobei das durch die von den x, y- bzw. x , ,, y , ,-Koordinaten vorgegebener Adresse adressierte Bit invertiert wird und damit vor¬ läufig als Durchstoßpunkt gilt. Wird das Bit noch einmal angesprochen, so wird es als Durch¬ stoßpunkt wieder gelöscht. Zusätzlich ist ein weiterer Speicher 4 vorgesehen, dessen Speicher¬ plätze in der Weise ausgebildet sind, daß jeder x-Koordinate ein Bit zugeordnet ist. Wird in dem Matrixspeicher 2 ein Durchstoßpunkt einge¬ schrieben, so wird gleichzeitig das dem x-Wert zugeordnete Bit im Speicher 4 invertiert. Nach¬ dem das Zeichen abgearbeitet ist, stehen in dem Matrixspeicher 2 die das Zeichen definierenden Durσhstoßpunkte und in den Speicherplätzen des Speichers 4 muß der Zustand der Bits dem Ursprünglichen Zustand entsprechen, da eine gerade Anzahl von Invertierungen vorgenommen sein sollte. Ist dieser Fall nicht gegeben, ist eine ungerade Anzahl von Durchstoßpunkten vor¬ handen, so daß der Elektronenstrahl zum Schluß eingeschaltet bliebe und sogenannte "glitches" entstünden, die bei der Darstellung von Zeichen unbedingt vermieden werden müssen. Falls durch den Speicherinhalt des Speichers 4 ein "glitch" - 15 - angezeigt wird, so wird bei der Ansteuerung des Elektronenstrahls alle dem x-Wert zuge¬ ordneten y-Koordinaten weggelassen und durch die des vorhergehenden x-Wertes ersetzt.
    [0056] Fig. 2 zeigt einen Teil der Dekodierschaltung und ist insbesondere auf die Ablaufsteuerung
    [0057] 10 gerichtet, wobei die Steuerung mit Hilfe des Zustandsdiagramms nach Fig. 3 erläutert werden soll« Die Ablaufsteuerung weist sechs Steuereingänge und sechs Funktionsausgänge auf und bekommt ein Startsignal von und liefert ein Endsignal an den steuernden Rechner und erhält außerdem den Systemtakt. Da die gesamte DekodierSchaltung sehr schnell arbeiten soll, kann ein Mikroprozessor nur bei Verringerung der Geschwindigkeit verwendet werden. Die Ablaufsteuerung 10 kann beispielsweise als Gatterlogik (gate array) , als programmable array logic (PAL) mit Register, als PROM mit dem Register oder als State sequencer ausgebildet sein, die jeweils für bestimmte Eingangszustände bestimmte Ausgangszustände liefern.
    [0058] Nach dem Startsignal vom nicht zur Erfindung gehörenden steuernden Rechner wird die gesamte DekodierSchaltung initiiert (INIT DECODER 21) , d.h. die Ablaufsteuerung 10 löscht einen mit ihr verbundenen Polynomadresszähler 11 (mit CP-Signal) , lädt die nächste (erste)
    [0059] Kontur K, adressiert die Daten des nächsten (ersten) Polynoms (LP) über den Polynomzähler
    [0060] 11 und lädt sie in das Addierwerk ADW, läßt das nächste Pixel (PI) (die nächsten Koordinaten) . im Addierwerk ADW und den Adressierer ADR 1 - 16 - bestimmen. In dem Zustand 22 "Next Pixel" werden in dem Addierwerk ADW das nächste K, in den Adressierern ADR 1 und ADR O die neuen und alten Koordinaten x, y; x ιd/ yoι<-ι der Konturpunkte und in "dem Filterbaustein FILTER die Steuersignale FO, Fl (überführe den Inhalt von ADR O, ADR 1 in den Matrixspeicher 2) be¬ stimmt. Wird an die Ablaufsteuerung 10 kein Steuersignal FO, Fl und NP (nächstes Polynom) geliefert, ein Zustand, der beispielsweise bei Λx = 0 auftritt, so wird, durch die
    [0061] Schleife 23 angedeutet, die nächste Koordinate (Next Pixel 22) bestimmt, wobei die Ablauf¬ steuerung 10 das Funktionssignal PI liefert. Wann die Schleife 23 und alle anderen Schleifen 25, 26, 28, 29, 31, 32, 34 durchgeführt werden, wird durch die links angegebenen Verknüpfungen bestimmt, beispielsweise bedeutet bei Schleife 23 NP • FÖ~ • FΪ kein Signal NP und kein Signal FO und kein Signal Fl vorhanden. Für die erfindungs- wesentliche Offenbarung wird ausdrücklich auf die Fig. 3 Bezug genommen. Ist FO gleich 1, d.h. als Steuersignal aktiv, so wird in den Zustand 24 "Write FO" übergegangen und die Ablauf¬ steuerung 10 gibt die FunktionsSignale WR "Schreibe Koordinate in den Matrixspeicher 2" und FA
    [0062] "Adress-Select für WR" (Wähle x, y, oder xQld,
    [0063] -Old
    [0064] Ist am Ausgang von FILTER auch Fl vorhanden bzw. gleich 1, so wird Zustand 27 angesprochen und die Ablaufsteuerung 10 liefert das Schreib¬ signal WR und das Auswahlsignal FA. Wenn ein Polynom abgearbeitet ist, erhält die Ablauf¬ steuerung das Steuersignal NP und im Zustands- diagramm Fig. 3 wird der Zustand 30 "Next Polynom" - 17 - erreicht, wobei entweder die Daten des nächsten Polynoms LP geladen und die nächsten Koordinaten x, y mit PI berechnet werden oder das Signal NK "Nächste Kontur" in den Zustand 33 oder 77 leitet. Zur Vermeidung von Glitches muß der Kontur- Startpunkt gesondert behandelt werden. Ist die allgemeine y-Richtung negativ (d.h. FY = O) , wird der letzte berechnete Konturpunkt noch einmal invertiert (Zustand close, 77) . Beim Ende des Zeichens wird das in dem Speicher 1 gespeicherte Signal EC abgerufen und der Zustand 35 END er- reicht. Die restliche Funktionsweise ist aus der Fig. 3 unter Berücksichtigung der obigen Aus¬ führungen ohne weiteres zu erkennen.
    [0065] Das Zustandsdiagramm legt, wie schon oben i angedeutet, die logische Verknüpfung und somit die Beschaltung de"r beispielsweise als Gatter¬ logik ausgebildeten Ablaufsteuerung 10 fest.
    [0066] In den Fig. 4 bis 7 sind das Addierwerk ADW, die Adressierer ADR 1 und ADR O, die FilterSchaltung FILTER und die Speicher 2, 4 aus der Fig. 1 im einzelnen dargestellt. Fig. 4 zeigt das Addierwerk ADW, das ein N Register 40, ein M Register 41, ein L Register 42 und ein K Register 43 aufweist, denen bis auf das K Register 43 jeweils ein Addierer 44, 45, 46 zugeordnet, d.h. nachgeschaltet sind. Dem M Register 41, dem L Register 42 und dem K Register 43 vorge- schaltet sind als Schalter arbeitende Multi- plexer 47, 48, 49. Zu Beginn des Dekodierens, d.h. beim Initialisieren und beim Übergang von einem Polynom auf das andere werden ab¬ hängig vom Signal LP (bei LP = 1 oder high) die N, M, L und K-Werte in die Register - 18 - 40, 41, 42, 43 aus dem Speicher 1 geschrieben, wobei M, L und K über die zugehörigen Multi- plexer 47, 48, 49 laufen. Als Antwort auf das Signal PI werden die jeweiligen Werte den Addierern 44, 45, 46 zugeführt, wobei bei- spielsweise in dem Addierer 44 der N-Wert mit de ••M-Wert addiert wird und, da kein LP Signal am Multiplexer 47 anliegt, dieser Wert als neuer M-Wert in das M-Register eingeschrieben wird. Parallel dazu arbeiten in entsprechender Weise die Addierer 45 und 46, so daß am Ausgang 50 der neue K-Wert liegt.
    [0067] In einem mit dem K-Register 43 verbundenen Änderungsdetektor 51 wird festgestellt, ob das höchste Nachko mabit von K sich geändert hat und wie, und es wird ein Ausgangssignal UK geliefert, das beispielsweise +1 bei einer positiven, -1 bei einer^negativen Änderung und 0 ist, wenn sich nichts geändert hat.
    [0068] Die Fig. 5 zeigt den Adressierer ADR 1 im oberen Teil und den Adressierer ADR 0 im unteren Teil. ADR 1 weist einen Multiplexer 52 auf, der abhängig von dem Steuersignal UK, S+, SO oder S- an einen Addierer 53 durchschaltet, wobei S+, SO und S- die jeweilige Schrittweite für die Abszisse der Konturpunkte,vorgeben. Der Ausgang des Addierers 53* ist mit einem Eingang jeweils eines Multiplexers 54, 55 verbunden, deren jeweilige Ausgänge an ein x-Register 56 und ein y-Register 57 angeschlossen sind. An weiteren Eingängen der Multiplexer 54, 55 liegen der K-Wert als Koordinate und der AO-Wert als Anfangsabszisse. Abhängig von den Steuersignalen YX - 19 -
    [0069] (horizontales oder vertikales Polynom) und LP (load polynom) wird einer der Eingänge selektiert, und zwar für das Register 56 K bei YX = 0 und LP = O, der Ausgang des Addierers 53 bei YX = 1 und LP = 0, LP = 1 und für das Y-Register 57 der Ausgang des Addierers 53 bei YX = 0 und LP = 0, K bei YX = 1 und LP = 0 und LP = 1.
    [0070] In dem Adressierer ADR1 wird auch festgestellt, ob das Ende eines Polynoms erreicht worden ist. Der Multiplexer 59 wählt einen Vergleichswert V aus dem X- bzw. dem Y-Register(56, 57)aus. Aus den beiden Eingangsgrößen AB und YX ermittelt er den Wert, über den abgebrochen werden muß. Horizontale Polynome mit Abbruch über die Abszisse und vertikale Polynome mit Abbruch über die Koordinate ergeben einen Abbruch über das X-Register, die anderen Polynome ergeben einen Abbruch über das Y-Register. Der Vergleichswert V wird dann im Vergleicher 75 mit dem Endwert E verglichen. Der Vergleicher liefert drei verschiedene Werte V = E, .V< E und V E. Die Logikschaltung 76 er¬ kennt aus dem Vergleichsergebnis und der Polynom- Laufrichtung D das Ende eines Polynoms. Ein Polynom ist genau dann beendet, wenn das Polynom vorwärts läuft und der Vergleichswert V größer is,t, als der Endwert E oder wenn das Polynom rückwärts läuft, und der Vergleichswert kleiner ist als der* Endwert.
    [0071] Die x- und y-Werte werden dem Adressierer ADR 0 zugeführt und jeweils in einem x -. ,, y . ,- Register 61, 62*, das beispielsweise als Schiebe¬ register ausgebildet sein kann, gespeichert, wobei jeweils auch der vorhergehende Wert - 20 -
    [0072] ^ xold' ^old 9esPeicner"t ist. In jeweils einem Vergleicher 63, 64 wird festgestellt, ob der aktuelle x-, y-Wert sich zu dem vorhergehenden x ,,, y . -Wert geändert hat und es werden Δ x, Δ y-Signale an'die FilterSchaltung
    [0073] 5 FILTER ausgegeben, die + 1 sind, wenn x bzw. y größer oder kleiner als der vorhergehende
    [0074] Wert xol.d, bzw. y•Ol.α, und 0 sind, wenn der x bzw. y-Wert gleich geblieben ist.
    [0075] 0 Fig. 6 zeigt die Filterschaltung FILTER, die aus einem Multiplexer 64, einem FY-Register 65 und einem Speicher 66 besteht. Dem Multiplexer stehen zwei Eingangssignale FYO und FY' zur Verfügung, wobei bei dem Steuersignal LK 5 für eine nächste Kontur FYO als Anfangswert selektiert wird. FYO ist für alle Fälle 1 und FY' bezeichnet die allgemeine y-Richtung, die in jedem Schritt neu bestimmt wird.
    [0076] o In dem Speicher 66 ist eine Wahrheitstabelle gespeichert, die abhängig von der allgemeinen y-Richtung der Kontur FY und den Abweichungen eines Punktes zum vorhergehendenΔx, Δy, die die 5 Auswahl der neuen oder alten Konturpunkte bestimmenden Signale FO, Fl liefert, mit denen, wie oben beschrieben, die Bestimmung der Konturpunkte als Durchstoßpunkte erfolgt.
    [0077] In Fig. 7 sind die Schalteranordnung 3, der
    [0078] Matrixspeicher 2 und der Speicher 4 dargestellt, wobei zusätzlich eine schematisch angedeutete Ausleseschaltung 70 vorgesehen ist. Die Schalteranordnung 3 besteht aus den Multi- plexern 67, 68, die abhängig von dem Signal FA - 21 -
    [0079] 1 (FA = 1 entspricht Fl; FA = 0 entsprichtFO) den aktuellen oder den vorhergehenden Konturpunkt als Durchstoßpunkt weiterleiten, und zwar in den Matrixspeicher 2, für den er eine x- und y-Ad esse bildet. Die Inver- 5 tierung des durch die x-, y-Adresse vor¬ gegebenen Speicherinhalt - zu Beginn des Dekodierens werden alle Speicherplätze beispielsweise auf O gesetzt - erfolgt über ein NOR-Gatter 71, dessen Ausgang mit dem
    [0080] 10 DATA-IN des Matrixspeichers 2 und dessen
    [0081] Eingänge 72, 72 mit der Ausleseschaltung 70 verbunden sind, wobei Eingang 73 zusätzlich an den DATA-OUT angeschlossen ist und Eingangs¬ leitung 72 als Löschleitung dient. Die bei
    [0082] ^5 Führen eines Signals die Speicherinhalte löscht, d.h. auf 0 setzt. Das Eingangssignal wird über den DATA-OUT und das NOR-Gatter 71 invertiert zurückgeführt.
    [0083] 2Q Der der Glitchsicherung dienende Speicher 4 wird nur durch die x-Koordinate adressiert, deren Inhalt mit Hilfe des NOR-Gatters 74 invertiert wird.
    [0084] 25 Für das Auslesen der Daten aus dem Matrixspeicher 2 bzw. dem Speicher 4 liefert die Auslese¬ schaltung 70 Adressen an die Multiplexer 67, 68 und außerdem ein Read-Signal, das die Multi¬ plexer 67, .68 auf Durchschalten der Adressen
    [0085] _ schaltet. Bei Vorhandensein des Read-Signals an den Read-Write-Eingängen der Speicher 2, 4 werden die gespeicherten Daten über DATA-OUT ausgelesen. Die. Ausleseschaltung 70 kann mit einer Auswerteschaltung, beispielsweise der Ansteuerschaltung für den Belichter oder auch - 22 - einen weiteren Speicher oder dergleichen verbunden sein.
    权利要求:
    Claims

    - 23 -
    1 Patentansprüche
    1. Verfahren zum Kodieren von Schriftzeichen und graphischen Elementen für die elektro¬ nische und elektromechanische Wiedergabe
    5 unter Verwendung von Polynomen, g e - k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Verfahrensschritte: Bestimmen der Anzahl der Konturen pro Zeichen, 0 Vorgeben von Grenzen zwischen y = f (x)
    (horizontalen) und x = f (y) (vertikalen)
    Polynomen,
    Bestimmen der Anzahl der Polynome für eine
    Kontur und Optimieren ihrer Lauflänge durch 5 Vergleich mit der Kontur des vorgegebenen Schriftzeichens und abhängig von dem die Qualität der Wiedergabe der Zeichen bestimmen¬ den Fehler und Speichern einer Kennzahl über die Art des Polynoms, der Anfangs- bzw. o Endkoordinaten und der Polynomfaktoren für • alle Polynome aller Konturen eines Schrift¬ zeichens.
    2. Verfahren zum Dekodieren von Schriftzeichen, 5 die entsprechend dem Verfahren nach Anspruch 1 definiert sind, wobei die Zeichen durch parallele Linien auf einem Darstellungselement dargestellt werden, deren Beginn und Ende durch von x, y-Koordinaten angegebenen 0 Durchstoßpunkte bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die schriftgrößen¬ unabhängigen Polynomfaktoren der einzelnen Polynome jeder Kontur eines Zeichens in schriftgrößenabhängige Startwerte, beispiels- 5 weise bei einem Polynom dritter Ordnung vier - Startwerte K, L, M, N umgewandelt und ge¬ speichert werden, wobei K dem eigentlichen Funktionswert des Polynoms, L der ersten Ableitung, M der zweiten Ableitung und N der dritten Ableitung entspricht, daß jeweils für jeden neuen Konturpunkt ein neuer K-Wert durch Addieren des vorherigen K-Wertes und L-Wertes, ein neuer L-Wert durch Addieren des vorherigen L-Wertes und des M-Wertes und ein neuer M-Wert durch Addieren des vorherigen M-Wertes und N-Wertes festgelegt werden, daß unter Verwendung der vorgegebenen Schritt¬ weite der parallelen Linien und des jeweils bestimmten K-Wertes und unter Berücksichtigung der Art des Polynoms die x, y-Koordinaten der Konturpunkte des Schriftzeichens bestimmt werden, wobei die x , ,, y , ,-Koordinaten des vorherigen Konturpunktes zwischengespeichert werden, daß die x, y-Koordinaten des aktuellen
    Konturpunktes mit den xQ-ιd y .,-Koordinaten des vorherigen Konturpunktes verglichen werden und eine positive und/oder negative Abweichung festgestellt wird, und daß ab- hängig von der jeweiligen allgemeinen y- Richtung der Kontur und den Abweichungen aus den Konturpunkten die Durchstoßpunkte ausgewählt und gespeichert werden.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Durchstoßpunkte in Form einer Bitmap gespeichert werden, wobei das jeweils durch die x, y-Koordinaten des Durchstoßpunktes adressierte Bit des Speichers invertiert wird. - 25 -
    1 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Glitchsicherung die x-Koordinaten aller Durchstoßpunkte in der Weise gespeichert werden, daß das jeweils durch die x-Koordinate adressierte
    5 Bit des x-Koordinaten-Speichers invertiert wird, wobei nach der Speicherung aller Durchstoßpunkte des Zeichens der jeweilige Speicherinhalt des x-Koordinaten-Speichers angibt, ob eine gerade oder ungerade Anzahl 0 von Invertierungen vorgenommen wurde.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet', daß abhängig von der Art des jeweiligen Polynoms (horizontal, 5 vertikal) der K-Wert als y-Startkoordinate oder x-Startkoordinate der Konturpunkte gewählt wird.
    6. Vorrichtung zum Dekodieren von Sσhriftzeichen o und graphischen Elementen für die elektronische und elektromechanische Wiedergabe unter Ver¬ wendung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (1) vorgesehen ist, in dem für jede Kontur 5 eines Zeichens eine Vielzahl von Polynomen in Form von Anfangs- und/oder Endkoordinaten (AO, E) von schriftgrößenabhängigen Start¬ werten (K,L,M,N) einer Kennzahl über die Art des -Polynoms (y,x) (horizontal, vertikal) 0 gespeichert sind, daß der Speicher (1) mit dem Addierwerk (ADW) verbunden ist, in dem unter Verwendung der jeweils ge¬ speicherten Startwerte die folgenden K, L, M, N-Werte des nächsten Polynompunktes berechenbar sind, wobei K am Ausgang des - 26 - Addierwerkes (ADW) anliegt, daß ein erster Adressierer (ADR1) vorgesehen ist, der den von dem Addierwerk (ADW) vorgegebenen K-Wert und die vorgegebene Schrittweite der parallelen Linien den x-, y-Koordinaten der Konturpunkte zuordnet, daß der erste
    Adressierer (ADR1) mit einem zweiten
    Adressierer (ADRO) verbunden ist, in dem die xol,d,, yol,d,-Koordinaten des jeweils vor- herigen Konturpunktes gespeichert sind und der die RichtungsabweichungAx, Δy zwischen dem aktuellen und dem vorherigen Konturpunkt durch Vergleich bestimmt, daß die Filter¬ schaltung (FILTER) vorgesehen ist, die eine Wahrheitstabelle in einem Speicher (66) enthält, und abhängig von der allgemeinen y-Richtung (steigend oder fallend) und den Koordinatenabweichungen Δx, Δy eine neue all¬ gemeine y-Richtung und Steuersignale liefert, daß die Adressierer (ADR1, ADRO) über einen Schalter (3) mit einem die Durchstoßpunkte speichernden Speicher (2) verbunden sind, wobei der Schalter (3) abhängig von den von der Filterschaltung (FILTER) gelieferten Steuersignalen die Ausgänge des ersten Adressierers (ADR1) und/oder des zweiten Adressierers (ADRO) zu dem Speicher (2) durchschaltet, und daß eine Ablaufsteuerung (10) vorgesehen ist, die das Addierwerk (ADW}, die Adressierer (ADRl, ADRO) und die Filter- Schaltung (FILTER) steuert. - 27; - Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Speicher (1) ebenfalls eine Angabe über die allgemeine Laufrichtung (D) (vorwärts oder rückwärts) speichert.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Speicher (2) als Matrix¬ speicher ausgebildet ist, wobei die von den Adressierern (ADR1, ADRO) gelieferten Koordinaten die Adressen des Matrixspeichers bilden.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die jeweiligen Speicherinhalte des Matrixspeichers (2) bei Adressierung . invertiert werden.
    10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Speicher (4) vorgesehen ist, der durch die x-Koordinaten der Durchstoßpunkte adressiert wird und dessen jeweilige Speicherinhalte bei Adressierung invertiert werden.
    11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste
    Adressierer (ADR1) ein x- und ein y-Register .(56,57) aufweist, denen jeweils ein gesteuerter Schalter (54,55) vorgeschaltet sind und daß die Schalter (54,55) abhängig von der Art des Polynoms und vom Vorliegen eines Polynomstarts entweder den K-Wert oder den die Schritt¬ weite (S-, SO, S+) beinhaltenden nächsten Abszissen-Wert oder die Anfangsabszisse (AO) des nächsten Polynoms durchschalten. - 28 - 12. Vprrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Adressierer (ADR1) einen Vergleicher (75,76) aufweist, der die aktuelle x- oder y-Koordinate des Konturpunktes mit der Endkoordinate oder Endabszisse (E) des Polynoms vergleicht und bei Überlauf ein Signal (NP) an die Ablaufsteuerung (10) liefert, die das nächste Polynom im Speicher (1) adressiert.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Ablaufsteuerung (10) mit einem Polynomzähler (11) verbunden ist, dessen Zählerstand jeweils die Adresse für den Speicher (1) bildet.
    14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Adressierer (ADRO) ein x ,,- und ein yold~ Register (61,62) aufweist, die die Koordinaten des vorhergehenden Konturpunktes speichern.
    15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten Adressierer (ADRO) Vergleicher (63,69) vor- gesehen sind, die die x, y-Koordinaten des aktuellen Konturpunktes mit den x , ,, y0ld~ . Koordinaten des vorhergehenden Konturpunktes vergleichen und jeweils ein Signal für die Abweichung in positiver, in negativer Richtung und bei Gleichheit liefern.
    16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablauf¬ steuerung (10) als PAL (progra mable array logic) mit Register, als PROM mit Register, - 29 - als state sequencer oder als Gatterfeld ausgebildet ist.
    17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die ge- steuerten Schalter als Multiplexer ausge¬ bildet sind.
    18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Konturende und im Falle einer negativen allgemeinen y-Richtung am Konturende der Konturstartpunkt im Speicher (2) invertiert wird.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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