[發明專利]一種像素空間掩碼矩陣的像素面積的確定方法

有效

• 申請號: 200810225863.3
• 申請日: 2008-11-04
• 公開（公告）號: CN101764942A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 吳正斌;袁慧晶
• 申請（專利權）人: 新奧特(北京)視頻技術有限公司
• 主分類號: H04N5/278
• 分類號: H04N5/278;G06T11/00;G06T15/00;G06T1/00
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所 11311
• 代理人: 田明;任曉航

技術領域

本發明涉及電視節目制作領域的字幕渲染技術，具體涉及一種在基于像 素空間掩碼矩陣模型的字幕渲染中像素空間掩碼矩陣的像素面積的確定方 法。

背景技術

由于電視字幕具有獨立的表意功能，作為一種必備的電視節目要素，電視 字幕是一種重要的電視圖文的展現形式。隨著電視頻道、節目內容的細分，各 個部門的分工也更加專業化，對于不同類型節目的制作，以單一類型的字幕系 統已很難滿足要求。另外，電視節目的日益多樣性和電視觀眾欣賞、鑒賞水平 的不斷提高，也要求電視字幕的應用模式必然朝著多樣性的方向發展。

從廣義的角度來說，電視字幕所處理的字幕對象可以分為圖形和文字兩個 部分。圖形包括各種規則形狀的圖形、由基本圖形元素組成的復合圖形和任意 不規則圖形，文字包括世界上各種語種的文字。

從計算機展現的角度來說，字幕對象渲染的最終目的是根據圖形化的矢量 信息和圖像紋理，采用數字圖像處理的相關算法，得到由32位RGBA表示的像 素組成的一幀圖像。因此將字幕對象歸一化為一種圖形表達形式，有利于數字 圖像處理算法的統一化。

從計算機圖形學的角度來說，可以將所有類型的字幕對象視為由一系列直 線和曲線組成的圖形。計算機圖形學的主要研究內容就是研究如何在計算機中 表示圖形、以及利用計算機進行圖形的計算、處理和顯示的相關原理與算法。 圖形通常由點、線、面、體等幾何元素和灰度、色彩、線型、線寬等非幾何屬 性組成。從處理技術上來看，圖形主要分為兩類，一類是基于線條信息表示的， 如工程圖、等高線地圖、曲面的線框圖等，另一類是明暗圖，也就是通常所說 的真實感圖形。計算機圖形學一個主要的目的就是要利用計算機產生令人賞心 悅目的真實感圖形。為此，必須建立圖形所描述的場景的幾何表示，再用某種 光照模型，計算在假想的光源、紋理、材質屬性下的光照明效果。

在計算機圖形學中，Bezier曲線是一種重要的多項式參數曲線。平面中的 任意N(N>＝2)個點都可以構成一個Bezier曲線。這N個點稱為Bezier曲線的 控制頂點，N個點組成的多邊形稱為Bezier曲線的控制多邊形。在字幕渲染技 術中，可以使用Bezier曲線來表達所有字幕對象的矢量信息，將字幕對象的原 始矢量輪廓轉化為二次Bezier曲線，并將一個內部自相交Bezier封閉曲線分 成多個封閉輪廓，根據交點將一條Bezier線段分割成若干條首尾相連的線段， 在字幕矢量輪廓中確定每一條Bezier線段的內邊/外邊屬性，根據內邊/外邊屬 性對字幕矢量輪廓進行規并整理，最終得到若干不相交的封閉輪廓。然后，將 字幕對象的矢量輪廓離散化為直線段，計算字幕對象的多邊形矢量輪廓的屬性， 進一步根據多邊形的方向和加邊類型，創建出用來加內邊和外邊的多邊形矢量 輪廓。

當針對字幕對象的矢量信息進行上述處理后，對字幕進行渲染，渲染引擎 創建像素空間掩碼矩陣模型，該模型為一個二維矩陣模型，對應最終渲染后的 像素空間，矩陣中每個像素點包括以下屬性數據：①一個像素到邊界的最短距 離Border，②一個像素到最外側邊的側邊方向的距離Side，③經過一個像素的 所有邊界圍成的多邊形的面積Area，④一個像素的類型Type，⑤一個像素是否 已經進行了反走樣處理的標志bAntialiasing。

由于在將字幕對象的原始矢量輪廓(Bezier封閉曲線)離散化成由直線段 組成的封閉多邊形之后，可以將原來的像素空間放大512倍，即一個像素被分 成了512份。像素的坐標空間由原來的(0，0，1，1)浮點數坐標空間轉換為 (0，0，512，512)整數坐標空間。此時的一個像素被表示成了一個正方形區域，其 初始面積為512×512。以上的Border、Side、Area的值都是在512×512的坐 標空間中，因此，可以將以上這些數據當作一個像素的掩碼。

當像素空間掩碼矩陣模型中的Border、Side、Area和Type的值都已經產生 后，就可以根據字幕渲染紋理屬性對字幕對象進行貼圖處理，在貼圖的過程中 進行邊緣像素的反走樣處理。在對邊界像素進行反走樣貼圖處理時，需要用到 經過一個像素的所有邊界圍成的多邊形的面積Area(簡稱像素面積)，而且，還 可以依據該像素面積值判斷當前像素是否為邊界像素，因此，如何確定像素空 間掩碼矩陣的像素面積，對于基于像素空間掩碼矩陣模型的字幕渲染方法來說 非常重要。

發明內容