[发明专利]图像处理装置和图像处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于根据矢量格式图形数据生成光栅格式图形数据的绘图技术。

背景技术

通过组合诸如点、直线、曲线、矩形、椭圆这样的图形要素构成的图像称作矢量图形。另一方面，由点阵(像素或点)构成的图像称作光栅图形。

通常，在显示器上显示的图像或者由打印机打印的图像是光栅图形。因此，当由这些设备处理矢量图形时，需要将矢量图形转换为光栅图形(光栅化)。光栅化的处理开销较高，而且需要高性能的计算机用于光栅化复杂的矢量图形。

另一方面，因为每次显示矢量图形都可以生成合适分辨率的光栅图形，所以不会出现轮廓等的图像质量由于图像的放大、缩小和变形而恶化的情况。因此，在许多情况下，将诸如图表和图画这样的、轮廓清晰的人工图像作为矢量图形来处理。在许多情况下，将诸如照片这样的自然图像作为光栅图形来处理。

作为矢量图形的最熟悉的使用实例，字体已经是熟知的。在早期的个人电脑(在下文中称作“PC”)中，由于CPU性能的限制，所以使用光栅格式的字体(位图字体)。但是，在位图字体中，必须存储每个分辨率的字体数据，因此，需要大量存储空间。

随着CPU性能的提高，当前的PC可以通过下述方式，利用较少的存储空间，显示高质量的字体，即，预先存储与分辨率无关的矢量格式字体(轮廓字体)数据，并且在每种情况下，生成对应于显示器或者打印机的合适分辨率的字体。

然而，嵌入移动电话、汽车导航系统等的CPU具有相对低的处理能力。因此，希望能够减少光栅化矢量图形所需的计算代价。

近些年来，为了实现以上的目的，已经使用了图形处理单元(GPU)。在使用GPU的光栅化技术中，使用多个三角形来近似得到曲线。因此，当放大光栅图形时，光栅图形具有粗糙的外观。因为为了平滑地光栅化矢量图形，需要通过使用大量三角形来提高曲线的近似精度，所以必然要增加存储容量和处理代价。这里，已提出了一种用于通过使用例如GPU来光栅化矢量图形的技术(参考文件：C.Loopand J.Blinn，Resolution Independent Curve Rendering usingProgrammable Graphics Hardware，参照SIGGRAPH 2005)。在该参考文件中的光栅化技术的处理包括2阶段的处理，即，由CPU执行的预处理，以及由GPU执行的主处理。

在该参考文件中的光栅化技术中，不是以三角形为单位来处理矢量图形，而是以接近曲线的像素为单位来处理。因此，总是可以在不依赖于分辨率的情况下平滑地光栅化曲线。另外，存储容量和处理代价与分辨率无关，因此，不需要增加存储容量和处理代价。

然而，在上述参考文件中的光栅化技术中，存在以下两个问题。

(1)预处理代价高。如果图形的几何形状不随时间而变化，则预处理的代价不会变成严重的问题。这是因为执行预处理一次之后不需要再次执行预处理。但是，当图形的几何形状动态地变化时，必须在每种情况下再次执行预处理，因此，在许多情况下，在整个光栅化处理中预处理将成为瓶颈。

(2)α混合(Alpha blending)用于抗锯齿处理(anti-aliasing)。“抗锯齿处理”是用于消除在光栅化图形的轮廓线上出现的锯齿形(台阶状的失真)的处理。“α混合”是用于通过使用被称为α值的系数，半透明地混合两个像素值的处理。

众所周知，为了使用α混合，全部图形对象必须按照深度值排序(深度排序)，并且按照更深位置的图形的顺序来光栅化。深度排序是具有极高代价的处理，并且在很多情况下，会是整个光栅化处理的瓶颈。

发明内容

根据本发明的一个方面的图像处理装置的特征在于，其包括：第一数据生成单元，其通过针对矢量格式图形数据解析直线轮廓和曲线轮廓来形成直线轮廓三角形和曲线轮廓三角形，从而生成三角形数据；第二数据生成单元，其根据三角形数据生成模版数据；以及第三数据生成单元，其参照模版数据生成光栅格式图形数据。注意，本发明不仅可以实现为如上所述的装置发明，还可以实现为方法发明。

附图说明

图1是显示根据第一实施例的图像处理装置的示意结构的框图；

图2是显示矢量格式图形的一个实例的示图；

图3是显示在参考文件中描述的光栅化技术的处理流程的流程图；

图4是显示矢量数据的一个实例的示意图；

图5A和5B是显示直线轮廓和曲线轮廓的实例的示意图；

图6A和6B是显示凸曲线轮廓和凹曲线轮廓的实例的示意图；