[發(fā)明專利]圖像處理裝置和圖像處理方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710086236.1
• 申請日: 2007-03-09
• 公開（公告）號: CN101114380A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 爰島快行
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社東芝
• 主分類號: G06T11/20
• 分類號: G06T11/20
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 王英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于根據(jù)矢量格式圖形數(shù)據(jù)生成光柵格式圖形數(shù)據(jù)的繪圖技術(shù)。

背景技術(shù)

通過組合諸如點、直線、曲線、矩形、橢圓這樣的圖形要素構(gòu)成的圖像稱作矢量圖形。另一方面，由點陣(像素或點)構(gòu)成的圖像稱作光柵圖形。

通常，在顯示器上顯示的圖像或者由打印機打印的圖像是光柵圖形。因此，當由這些設(shè)備處理矢量圖形時，需要將矢量圖形轉(zhuǎn)換為光柵圖形(光柵化)。光柵化的處理開銷較高，而且需要高性能的計算機用于光柵化復雜的矢量圖形。

另一方面，因為每次顯示矢量圖形都可以生成合適分辨率的光柵圖形，所以不會出現(xiàn)輪廓等的圖像質(zhì)量由于圖像的放大、縮小和變形而惡化的情況。因此，在許多情況下，將諸如圖表和圖畫這樣的、輪廓清晰的人工圖像作為矢量圖形來處理。在許多情況下，將諸如照片這樣的自然圖像作為光柵圖形來處理。

作為矢量圖形的最熟悉的使用實例，字體已經(jīng)是熟知的。在早期的個人電腦(在下文中稱作“PC”)中，由于CPU性能的限制，所以使用光柵格式的字體(位圖字體)。但是，在位圖字體中，必須存儲每個分辨率的字體數(shù)據(jù)，因此，需要大量存儲空間。

隨著CPU性能的提高，當前的PC可以通過下述方式，利用較少的存儲空間，顯示高質(zhì)量的字體，即，預先存儲與分辨率無關(guān)的矢量格式字體(輪廓字體)數(shù)據(jù)，并且在每種情況下，生成對應(yīng)于顯示器或者打印機的合適分辨率的字體。

然而，嵌入移動電話、汽車導航系統(tǒng)等的CPU具有相對低的處理能力。因此，希望能夠減少光柵化矢量圖形所需的計算代價。

近些年來，為了實現(xiàn)以上的目的，已經(jīng)使用了圖形處理單元(GPU)。在使用GPU的光柵化技術(shù)中，使用多個三角形來近似得到曲線。因此，當放大光柵圖形時，光柵圖形具有粗糙的外觀。因為為了平滑地光柵化矢量圖形，需要通過使用大量三角形來提高曲線的近似精度，所以必然要增加存儲容量和處理代價。這里，已提出了一種用于通過使用例如GPU來光柵化矢量圖形的技術(shù)(參考文件：C.Loopand?J.Blinn，Resolution?Independent?Curve?Rendering?usingProgrammable?Graphics?Hardware，參照SIGGRAPH?2005)。在該參考文件中的光柵化技術(shù)的處理包括2階段的處理，即，由CPU執(zhí)行的預處理，以及由GPU執(zhí)行的主處理。

在該參考文件中的光柵化技術(shù)中，不是以三角形為單位來處理矢量圖形，而是以接近曲線的像素為單位來處理。因此，總是可以在不依賴于分辨率的情況下平滑地光柵化曲線。另外，存儲容量和處理代價與分辨率無關(guān)，因此，不需要增加存儲容量和處理代價。

然而，在上述參考文件中的光柵化技術(shù)中，存在以下兩個問題。

(1)預處理代價高。如果圖形的幾何形狀不隨時間而變化，則預處理的代價不會變成嚴重的問題。這是因為執(zhí)行預處理一次之后不需要再次執(zhí)行預處理。但是，當圖形的幾何形狀動態(tài)地變化時，必須在每種情況下再次執(zhí)行預處理，因此，在許多情況下，在整個光柵化處理中預處理將成為瓶頸。

(2)α混合(Alpha?blending)用于抗鋸齒處理(anti-aliasing)。“抗鋸齒處理”是用于消除在光柵化圖形的輪廓線上出現(xiàn)的鋸齒形(臺階狀的失真)的處理。“α混合”是用于通過使用被稱為α值的系數(shù)，半透明地混合兩個像素值的處理。

眾所周知，為了使用α混合，全部圖形對象必須按照深度值排序(深度排序)，并且按照更深位置的圖形的順序來光柵化。深度排序是具有極高代價的處理，并且在很多情況下，會是整個光柵化處理的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個方面的圖像處理裝置的特征在于，其包括：第一數(shù)據(jù)生成單元，其通過針對矢量格式圖形數(shù)據(jù)解析直線輪廓和曲線輪廓來形成直線輪廓三角形和曲線輪廓三角形，從而生成三角形數(shù)據(jù)；第二數(shù)據(jù)生成單元，其根據(jù)三角形數(shù)據(jù)生成模版數(shù)據(jù)；以及第三數(shù)據(jù)生成單元，其參照模版數(shù)據(jù)生成光柵格式圖形數(shù)據(jù)。注意，本發(fā)明不僅可以實現(xiàn)為如上所述的裝置發(fā)明，還可以實現(xiàn)為方法發(fā)明。

附圖說明

圖1是顯示根據(jù)第一實施例的圖像處理裝置的示意結(jié)構(gòu)的框圖；

圖2是顯示矢量格式圖形的一個實例的示圖；

圖3是顯示在參考文件中描述的光柵化技術(shù)的處理流程的流程圖；

圖4是顯示矢量數(shù)據(jù)的一個實例的示意圖；

圖5A和5B是顯示直線輪廓和曲線輪廓的實例的示意圖；

圖6A和6B是顯示凸曲線輪廓和凹曲線輪廓的實例的示意圖；