專利名稱：消除圖像鋸齒效應的后置濾波方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像濾波方法，特別涉及利用像素的特征判斷是否對該像素濾波，從而消除圖像鋸齒效應(jagged Effects)的后置濾波方法。
在電腦圖形制作中，最常見的混疊(aliasing)的表現(xiàn)(manifestation)是鋸齒狀剪影邊緣(jagged silhouette，edges)。而所謂的剪影邊緣是一般多邊形或任何的表面單元的邊界，且與其背景形成高對比狀態(tài)。為了減少鋸齒狀剪影邊緣所引起的混疊效應，一般采用公知的濾波技術(shù)來達成，例如盒狀濾波器(boxfilter)、三角形濾波器(triangle filter)、以及高斯與類似整形濾波器(Gaussianand similar shape filter)。
有限制脈沖響應(finite impulse response，F(xiàn)IR)或無限制脈沖響應(infiniteimpulse response，IIR)濾波器可作為數(shù)字濾波器(digital filter)。一般而言，2-D(維)FIR濾波器較適合應用于圖形圖像(graphics image)。FIR濾波器是由一個數(shù)值陣列所構(gòu)成。如圖1所示，濾波器陣列100位于圖像陣列110上方，且計算出對應位置的數(shù)值乘積的和之后，陣列中央的數(shù)值為濾波后的像素值。
然而，若將圖像中的每個像素均進行濾波，則圖像會變的模糊且無法滿足感性的(perceptual)圖像品質(zhì)。因此，若僅針對在剪影邊緣的像素進行濾波，將可減低鋸齒效應并保持其他像素應有的圖像清晰度。
本發(fā)明概述有鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種利用圖素的特征判斷是否對該像素濾波，由此消除圖像鋸齒效應的后置濾波方法。
根據(jù)本發(fā)明的消除圖像鋸齒效應的后置濾波方法，該方法是在圖像輸出之前，根據(jù)像素的特征決定是否對該像素進行濾波。該后置濾波方法包含下列步驟(a)判斷該像素的Z值是否為零，若該像素的Z值為零則不對該像素進行濾波操作；(b)若該像素的Z值不為零，則判斷該像素是否位于Z平面交點，若該像素位于Z平面交點，則對該像素進行濾波操作；(c)若該像素不位于Z平面交點，則判斷該像素是否位于一定的Z平面，若該像素沒有位于一定的Z平面，則不對該像素進行濾波操作；以及(d)若該像素位于一定的Z平面，則判斷該像素的顏色變化是否大于臨界值，若該像素的顏色變化大于臨界值，則對該像素進行濾波操作。
由于本發(fā)明消除圖像鋸齒效應的后置濾波方法是根據(jù)各像素的不同特征決定是否對該像素進行濾波，可防止圖像模糊以及滿足感性的圖像品質(zhì)。
本發(fā)明實施例以下參考


本發(fā)明的較佳實施例。
圖1為公知數(shù)字濾波器的像素濾波示意圖。
圖2為本發(fā)明消除圖像鋸齒效應的后置濾波方法的第一實施例的流程圖。
圖3為本發(fā)明消除圖像鋸齒效應的后置濾波方法的第二實施例的流程圖。
圖4為本發(fā)明消除圖像鋸齒效應的后置濾波方法的第三實施例的流程圖。
圖5為本發(fā)明消除圖像鋸齒效應的后置濾波方法的第四實施例的流程圖。
本發(fā)明消除圖像鋸齒效應的后置濾波方法是利用每個像素的特征，例如Z位置、Z值以及顏色等，判斷是否對該像素進行濾波。而僅針對圖像的物件邊界的點進行濾波處理，除了可因為避免對每一像素均進行濾波而提高處理速度外，還可防止圖像模糊以及滿足感性的圖像品質(zhì)。
本發(fā)明提出的特征判斷方法包括Z邊界測試、零Z值測試、固定Z值測試以及顏色變化測試等。根據(jù)該等測試，可適當?shù)貫V波圖形圖像，而產(chǎn)生更好的感性圖像品質(zhì)。
所謂的Z邊界測試是根據(jù)一像素的Z值與周圍像素的Z值判斷該像素是否位于三角形的邊界。參考表一與式(1)至(4)說明Z邊界測試的一個例子。該例子是判斷像素Z(1，1)是否位于三角形的邊界。若式(1)至式(4)均成立，則示意像素Z(1，1)位于三角形內(nèi)，反之，若有一個式子不成立，則像素Z(1，1)位于三角形的邊界。式(1)至式(4)中的Zth為一臨界值。
表一
Z(0，0)+Z(2，2)-2*Z(1，1)＜Zth…(1)Z(0，1)+Z(2，1)-2*Z(1，1)＜Zth…(2)Z(0，2)+Z(2，0)-2*Z(1，1)＜Zth…(3)Z(1，0)+Z(1，2)-2*Z(1，1)＜Zth…(4)另外，零Z值測試是判斷一像素的Z值是否為零。而固定Z值測試是判斷一像素的Z值與周圍像素的Z值是否近似。以及，顏色變化測試是判斷一像素的顏色是否近似周圍的像素的顏色。其判斷方法是比較一像素的顏色與周圍像素的顏色差異是否大于一顏色臨界值Cth，若大于臨界值Cth則表示判斷成立。
圖2所示為本發(fā)明消除圖像鋸齒效應的后置濾波方法的第一實施例。該實施例的方法利用Z邊界測試判斷是否對該像素進行濾波。
步驟S21判斷是否所有像素都處理完畢，若所有像素都處理完畢則跳至步驟S29，結(jié)束濾波流程；步驟S22讀取下一像素資料；步驟S24根據(jù)Z邊界測試判定該像素是否位于Z平面交點，若該像素位于Z平面交點，則跳至步驟S26，否則跳回步驟S21；步驟S26利用公知濾波方法(例如數(shù)字濾波器)濾波該像素，并跳回步驟S21；步驟S29結(jié)束。
圖3所示為本發(fā)明消除圖像鋸齒效應的后置濾波方法的第二實施例。該實施例的方法利用Z邊界測試與零Z值測試判斷是否對該像素進行濾波。如此可避免對最上層圖像濾波，且可對非最上層圖像的邊界進行濾波。
步驟S31判斷是否所有像素都處理完畢，若所有像素都處理完畢則跳至步驟S39，結(jié)束濾波流程；步驟S32讀取下一像素資料；步驟S33根據(jù)零Z值測試判定該像素是否位于圖像最上層，若該像素Z值為零，則表示位于圖像最上層，則跳回步驟S31，否則跳至步驟S34；
步驟S34根據(jù)Z邊界測試判定該像素是否位于Z平面交點，若該像素位于Z平面交點，則跳至步驟S36，否則跳回步驟S31；步驟S36利用公知濾波方法濾波該像素，并跳回步驟S31；步驟S39結(jié)束。
圖4所示為本發(fā)明消除圖像鋸齒效應的后置濾波方法的第三實施例。該實施例的方法利用Z邊界測試、固定Z值測試與顏色變化測試來判斷是否對像素進行濾波處理。因此，該實施例不但可對邊界點進行濾波，還可對同一Z平面的顏色差異過大的像素進行濾波。
步驟S41判斷是否所有像素都處理完畢，若所有像素都處理完畢則跳至步驟S49，結(jié)束濾波流程；步驟S42讀取下一像素資料；步驟S43根據(jù)Z邊界測試判斷該像素是否位于Z平面交點，若該像素位于Z平面交點，則跳至步驟S46，否則跳至步驟S44；步驟S44根據(jù)固定Z值測判定該像素是否位于同一Z平面，若該像素位于同一Z平面，則跳至步驟S45，否則跳回步驟S41；步驟S45根據(jù)顏色變化測試判斷該像素是否顏色變化過大，若該像素顏色變化過大，則跳至步驟S46，否則跳回步驟S41；步驟S46利用公知濾波方法濾波該像素，并跳回步驟S41；步驟S49結(jié)束。
圖5所示為本發(fā)明消除圖像鋸齒效應的后置濾波方法的第四實施例。該實施例的方法利用零Z值測試、Z邊界測試、固定Z值測試與顏色變化測試來判斷是否對像素進行濾波處理。因此，該實施例不但可對邊界點進行濾波，還可對同一Z平面的顏色差異過大的像素進行濾波，且可避免對最上層圖像進行濾波。
步驟S51判斷是否所有像素都處理完畢，若所有像素都處理完畢則跳至步驟S59，結(jié)束濾波流程；步驟S52讀取下一像素資料；步驟S53根據(jù)零Z值測試判定該像素是否位于圖像最上層，若該像素Z值為零，則表示位于圖像最上層，則跳回步驟S51，否則跳至步驟S54；步驟S54根據(jù)Z邊界測試判斷該像素是否位于Z平面交點，若該像素位于Z平面交點，則跳至步驟S57，否則跳至步驟S55；
步驟S55根據(jù)固定Z值測判定該像素是否位于同一Z平面，若該像素位于同一Z平面，則跳至步驟S56，否則跳回步驟S51；步驟S56根據(jù)顏色變化測試判斷該像素是否顏色變化過大，若該像素顏色變化過大，則跳至步驟S57，否則跳回步驟S51；步驟S57利用公知濾波方法濾波該像素，例如數(shù)字濾波器，并跳回步驟S51；步驟S59結(jié)束。
本發(fā)明的消除圖像鋸齒效應的后置濾波方法，因為在圖形圖像輸出前利用各像素的Z值或顏色等特征判斷是否需要濾波，而非對所有像素濾波，因此可防止圖像模糊以及滿足感性的圖像品質(zhì)。
以上雖以較佳實施例說明本發(fā)明，但并不因此限定本發(fā)明的范圍，只要不脫離本發(fā)明的宗旨，本領(lǐng)域技術(shù)人員可進行各種變形或變更。
權(quán)利要求
1.一種消除圖像鋸齒效應的后置濾波方法，該方法是在圖像輸出之前，根據(jù)各像素的特征決定是否對該像素進行濾波，該后置濾波方法包含下列步驟(a)判斷該像素的Z值是否為零，若該像素的Z值為零則不對該像素進行濾波操作；以及(b)若該像素的Z值不為零，則判斷該像素是否位于Z平面交點，若該像素位于Z平面交點，則對該像素進行濾波操作。
2.如權(quán)利要求1所記載的消除圖像鋸齒效應的后置濾波方法，還包含下列步驟(c)若該像素不位于Z平面交點，則判斷該像素是否位于一定的Z平面，若該像素沒有位于一定的Z平面，則不對該像素進行濾波操作；以及(d)若該像素位于一定的Z平面，則判斷該像素的顏色變化是否大于臨界值，若該像素的顏色變化大于臨界值，則對該像素進行濾波操作。
3.如權(quán)利要求1或2所記載的消除圖像鋸齒效應的后置濾波方法，其中由數(shù)字濾波器進行前述濾波操作。
4.一種消除圖像鋸齒效應的后置濾波方法，該方法是在圖像輸出之前，根據(jù)像素的特征決定是否對該像素進行濾波，該后置濾波方法包含下列步驟(a)判斷該像素的Z值是否為零，若該像素的Z值為零則不對該像素進行濾波操作；(b)若該像素的Z值不為零，則判斷該像素是否位于Z平面交點，若該像素位于Z平面交點，則對該像素進行濾波操作；(c)若該像素不位于Z平面交點，則判斷該像素是否位于一定的Z平面，若該像素沒有位于一定的Z平面，則不對該像素進行濾波操作；以及(d)若該像素位于一定的Z平面，則判斷該像素的顏色變化是否大于臨界值，若該像素的顏色變化大于臨界值，則對該像素進行濾波操作。
5.如權(quán)利要求4所記載的消除圖像鋸齒效應的后置濾波方法，其中由數(shù)字濾波器進行前述濾波操作。
全文摘要
一種消除圖像鋸齒效應的后置濾波方法。包含下列步驟:判斷該像素的Z值是否為零,若該像素的Z值為零則不對該像素進行濾波;若該像素的Z值不為零,則判斷該像素是否位于Z平面交點,若該像素位于Z平面交點,則對該像素進行濾波;若該像素不位于Z平面交點,則判斷該像素是否位于一定的Z平面,若該像素沒有位于一定的Z平面,則不對該像素進行濾波;以及若該像素位于一定的Z平面,則判斷該像素的顏色變化是否大于臨界值,若該像素的顏色變化大于臨界值,則對該像素進行濾波。
文檔編號G06T5/10GK1377008SQ0111200
公開日2002年10月30日 申請日期2001年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月26日
發(fā)明者呂忠晏 申請人:矽統(tǒng)科技股份有限公司