[发明专利]一种像素空间掩码矩阵的像素类型的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及电视节目制作领域的字幕渲染技术，具体涉及一种在基于像 素空间掩码矩阵模型的字幕渲染中像素空间掩码矩阵的像素类型的确定方 法。

背景技术

由于电视字幕具有独立的表意功能，作为一种必备的电视节目要素，电视 字幕是一种重要的电视图文的展现形式。随着电视频道、节目内容的细分，各 个部门的分工也更加专业化，对于不同类型节目的制作，以单一类型的字幕系 统已很难满足要求。另外，电视节目的日益多样性和电视观众欣赏、鉴赏水平 的不断提高，也要求电视字幕的应用模式必然朝着多样性的方向发展。

从广义的角度来说，电视字幕所处理的字幕对象可以分为图形和文字两个 部分。图形包括各种规则形状的图形、由基本图形元素组成的复合图形和任意 不规则图形，文字包括世界上各种语种的文字。

从计算机展现的角度来说，字幕对象渲染的最终目的是根据图形化的矢量 信息和图像纹理，采用数字图像处理的相关算法，得到由32位RGBA表示的像 素组成的一帧图像。因此将字幕对象归一化为一种图形表达形式，有利于数字 图像处理算法的统一化。

从计算机图形学的角度来说，可以将所有类型的字幕对象视为由一系列直 线和曲线组成的图形。计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中 表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。 图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属 性组成。从处理技术上来看，图形主要分为两类，一类是基于线条信息表示的， 如工程图、等高线地图、曲面的线框图等，另一类是明暗图，也就是通常所说 的真实感图形。计算机图形学一个主要的目的就是要利用计算机产生令人赏心 悦目的真实感图形。为此，必须建立图形所描述的场景的几何表示，再用某种 光照模型，计算在假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。

在计算机图形学中，Bezier曲线是一种重要的多项式参数曲线。平面中的 任意N(N>＝2)个点都可以构成一个Bezier曲线。这N个点称为Bezier曲线的 控制顶点，N个点组成的多边形称为Bezier曲线的控制多边形。在字幕渲染技 术中，可以使用Bezier曲线来表达所有字幕对象的矢量信息，将字幕对象的原 始矢量轮廓转化为二次Bezier曲线，并将一个内部自相交Bezier封闭曲线分 成多个封闭轮廓，根据交点将一条Bezier线段分割成若干条首尾相连的线段， 在字幕矢量轮廓中确定每一条Bezier线段的内边/外边属性，根据内边/外边属 性对字幕矢量轮廓进行规并整理，最终得到若干不相交的封闭轮廓。然后，将 字幕对象的矢量轮廓离散化为直线段，计算字幕对象的多边形矢量轮廓的属性， 进一步根据多边形的方向和加边类型，创建出用来加内边和外边的多边形矢量 轮廓。

当针对字幕对象的矢量信息进行上述处理后，对字幕进行渲染，渲染引擎 创建像素空间掩码矩阵模型，该模型为一个二维矩阵模型，对应最终渲染后的 像素空间，矩阵中每个像素点包括以下属性数据：①一个像素到边界的最短距 离Border，②一个像素到最外侧边的侧边方向的距离Side，③经过一个像素的 所有边界围成的多边形的面积Area，④一个像素的类型Type，⑤一个像素是否 已经进行了反走样处理的标志bAntialiasing。

由于在将字幕对象的原始矢量轮廓(Bezier封闭曲线)离散化成由直线段 组成的封闭多边形之后，可以将原来的像素空间放大512倍，即一个像素被分 成了512份。像素的坐标空间由原来的(0，0，1，1)浮点数坐标空间转换为 (0，0，512，512)整数坐标空间。此时的一个像素被表示成了一个正方形区域，其 初始面积为512×512。以上的Border、Side、Area的值都是在512×512的坐 标空间中，因此，可以将以上这些数据当作一个像素的掩码。

像素空间掩码矩阵的像素类型一般分为边界像素、轮廓内像素和轮廓外像 素，边界像素是指字幕对象的矢量轮廓线段经过的像素，轮廓内像素是指包含 在字幕对象的多边形矢量轮廓内的像素，轮廓外像素是指位于字幕对象的多边 形矢量轮廓外的像素。确定像素空间掩码矩阵的像素类型能够为字幕渲染提供 可靠的依据，保证对原始图像的每个像素的色彩进行准确的赋值。

发明内容