专利名称：消除图像锯齿效应的后置滤波方法
技术领域：
本发明涉及一种图像滤波方法，特别涉及利用像素的特征判断是否对该像素滤波，从而消除图像锯齿效应(jagged Effects)的后置滤波方法。
在电脑图形制作中，最常见的混叠(aliasing)的表现(manifestation)是锯齿状剪影边缘(jagged silhouette，edges)。而所谓的剪影边缘是一般多边形或任何的表面单元的边界，且与其背景形成高对比状态。为了减少锯齿状剪影边缘所引起的混叠效应，一般采用公知的滤波技术来达成，例如盒状滤波器(boxfilter)、三角形滤波器(triangle filter)、以及高斯与类似整形滤波器(Gaussianand similar shape filter)。
有限制脉冲响应(finite impulse response，FIR)或无限制脉冲响应(infiniteimpulse response，IIR)滤波器可作为数字滤波器(digital filter)。一般而言，2-D(维)FIR滤波器较适合应用于图形图像(graphics image)。FIR滤波器是由一个数值阵列所构成。如图1所示，滤波器阵列100位于图像阵列110上方，且计算出对应位置的数值乘积的和之后，阵列中央的数值为滤波后的像素值。
然而，若将图像中的每个像素均进行滤波，则图像会变的模糊且无法满足感性的(perceptual)图像品质。因此，若仅针对在剪影边缘的像素进行滤波，将可减低锯齿效应并保持其他像素应有的图像清晰度。
本发明概述有鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种利用图素的特征判断是否对该像素滤波，由此消除图像锯齿效应的后置滤波方法。
根据本发明的消除图像锯齿效应的后置滤波方法，该方法是在图像输出之前，根据像素的特征决定是否对该像素进行滤波。该后置滤波方法包含下列步骤(a)判断该像素的Z值是否为零，若该像素的Z值为零则不对该像素进行滤波操作；(b)若该像素的Z值不为零，则判断该像素是否位于Z平面交点，若该像素位于Z平面交点，则对该像素进行滤波操作；(c)若该像素不位于Z平面交点，则判断该像素是否位于一定的Z平面，若该像素没有位于一定的Z平面，则不对该像素进行滤波操作；以及(d)若该像素位于一定的Z平面，则判断该像素的颜色变化是否大于临界值，若该像素的颜色变化大于临界值，则对该像素进行滤波操作。
由于本发明消除图像锯齿效应的后置滤波方法是根据各像素的不同特征决定是否对该像素进行滤波，可防止图像模糊以及满足感性的图像品质。
本发明实施例以下参考
本发明的较佳实施例。
图1为公知数字滤波器的像素滤波示意图。
图2为本发明消除图像锯齿效应的后置滤波方法的第一实施例的流程图。
图3为本发明消除图像锯齿效应的后置滤波方法的第二实施例的流程图。
图4为本发明消除图像锯齿效应的后置滤波方法的第三实施例的流程图。
图5为本发明消除图像锯齿效应的后置滤波方法的第四实施例的流程图。
本发明消除图像锯齿效应的后置滤波方法是利用每个像素的特征，例如Z位置、Z值以及颜色等，判断是否对该像素进行滤波。而仅针对图像的物件边界的点进行滤波处理，除了可因为避免对每一像素均进行滤波而提高处理速度外，还可防止图像模糊以及满足感性的图像品质。
本发明提出的特征判断方法包括Z边界测试、零Z值测试、固定Z值测试以及颜色变化测试等。根据该等测试，可适当地滤波图形图像，而产生更好的感性图像品质。
所谓的Z边界测试是根据一像素的Z值与周围像素的Z值判断该像素是否位于三角形的边界。参考表一与式(1)至(4)说明Z边界测试的一个例子。该例子是判断像素Z(1，1)是否位于三角形的边界。若式(1)至式(4)均成立，则示意像素Z(1，1)位于三角形内，反之，若有一个式子不成立，则像素Z(1，1)位于三角形的边界。式(1)至式(4)中的Zth为一临界值。
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值测试是判断一像素的Z值是否为零。而固定Z值测试是判断一像素的Z值与周围像素的Z值是否近似。以及，颜色变化测试是判断一像素的颜色是否近似周围的像素的颜色。其判断方法是比较一像素的颜色与周围像素的颜色差异是否大于一颜色临界值Cth，若大于临界值Cth则表示判断成立。
图2所示为本发明消除图像锯齿效应的后置滤波方法的第一实施例。该实施例的方法利用Z边界测试判断是否对该像素进行滤波。
步骤S21判断是否所有像素都处理完毕，若所有像素都处理完毕则跳至步骤S29，结束滤波流程；步骤S22读取下一像素资料；步骤S24根据Z边界测试判定该像素是否位于Z平面交点，若该像素位于Z平面交点，则跳至步骤S26，否则跳回步骤S21；步骤S26利用公知滤波方法(例如数字滤波器)滤波该像素，并跳回步骤S21；步骤S29结束。
图3所示为本发明消除图像锯齿效应的后置滤波方法的第二实施例。该实施例的方法利用Z边界测试与零Z值测试判断是否对该像素进行滤波。如此可避免对最上层图像滤波，且可对非最上层图像的边界进行滤波。
步骤S31判断是否所有像素都处理完毕，若所有像素都处理完毕则跳至步骤S39，结束滤波流程；步骤S32读取下一像素资料；步骤S33根据零Z值测试判定该像素是否位于图像最上层，若该像素Z值为零，则表示位于图像最上层，则跳回步骤S31，否则跳至步骤S34；
步骤S34根据Z边界测试判定该像素是否位于Z平面交点，若该像素位于Z平面交点，则跳至步骤S36，否则跳回步骤S31；步骤S36利用公知滤波方法滤波该像素，并跳回步骤S31；步骤S39结束。
图4所示为本发明消除图像锯齿效应的后置滤波方法的第三实施例。该实施例的方法利用Z边界测试、固定Z值测试与颜色变化测试来判断是否对像素进行滤波处理。因此，该实施例不但可对边界点进行滤波，还可对同一Z平面的颜色差异过大的像素进行滤波。
步骤S41判断是否所有像素都处理完毕，若所有像素都处理完毕则跳至步骤S49，结束滤波流程；步骤S42读取下一像素资料；步骤S43根据Z边界测试判断该像素是否位于Z平面交点，若该像素位于Z平面交点，则跳至步骤S46，否则跳至步骤S44；步骤S44根据固定Z值测判定该像素是否位于同一Z平面，若该像素位于同一Z平面，则跳至步骤S45，否则跳回步骤S41；步骤S45根据颜色变化测试判断该像素是否颜色变化过大，若该像素颜色变化过大，则跳至步骤S46，否则跳回步骤S41；步骤S46利用公知滤波方法滤波该像素，并跳回步骤S41；步骤S49结束。
图5所示为本发明消除图像锯齿效应的后置滤波方法的第四实施例。该实施例的方法利用零Z值测试、Z边界测试、固定Z值测试与颜色变化测试来判断是否对像素进行滤波处理。因此，该实施例不但可对边界点进行滤波，还可对同一Z平面的颜色差异过大的像素进行滤波，且可避免对最上层图像进行滤波。
步骤S51判断是否所有像素都处理完毕，若所有像素都处理完毕则跳至步骤S59，结束滤波流程；步骤S52读取下一像素资料；步骤S53根据零Z值测试判定该像素是否位于图像最上层，若该像素Z值为零，则表示位于图像最上层，则跳回步骤S51，否则跳至步骤S54；步骤S54根据Z边界测试判断该像素是否位于Z平面交点，若该像素位于Z平面交点，则跳至步骤S57，否则跳至步骤S55；
步骤S55根据固定Z值测判定该像素是否位于同一Z平面，若该像素位于同一Z平面，则跳至步骤S56，否则跳回步骤S51；步骤S56根据颜色变化测试判断该像素是否颜色变化过大，若该像素颜色变化过大，则跳至步骤S57，否则跳回步骤S51；步骤S57利用公知滤波方法滤波该像素，例如数字滤波器，并跳回步骤S51；步骤S59结束。
本发明的消除图像锯齿效应的后置滤波方法，因为在图形图像输出前利用各像素的Z值或颜色等特征判断是否需要滤波，而非对所有像素滤波，因此可防止图像模糊以及满足感性的图像品质。
以上虽以较佳实施例说明本发明，但并不因此限定本发明的范围，只要不脱离本发明的宗旨，本领域技术人员可进行各种变形或变更。
权利要求
1.一种消除图像锯齿效应的后置滤波方法，该方法是在图像输出之前，根据各像素的特征决定是否对该像素进行滤波，该后置滤波方法包含下列步骤(a)判断该像素的Z值是否为零，若该像素的Z值为零则不对该像素进行滤波操作；以及(b)若该像素的Z值不为零，则判断该像素是否位于Z平面交点，若该像素位于Z平面交点，则对该像素进行滤波操作。
2.如权利要求1所记载的消除图像锯齿效应的后置滤波方法，还包含下列步骤(c)若该像素不位于Z平面交点，则判断该像素是否位于一定的Z平面，若该像素没有位于一定的Z平面，则不对该像素进行滤波操作；以及(d)若该像素位于一定的Z平面，则判断该像素的颜色变化是否大于临界值，若该像素的颜色变化大于临界值，则对该像素进行滤波操作。
3.如权利要求1或2所记载的消除图像锯齿效应的后置滤波方法，其中由数字滤波器进行前述滤波操作。
4.一种消除图像锯齿效应的后置滤波方法，该方法是在图像输出之前，根据像素的特征决定是否对该像素进行滤波，该后置滤波方法包含下列步骤(a)判断该像素的Z值是否为零，若该像素的Z值为零则不对该像素进行滤波操作；(b)若该像素的Z值不为零，则判断该像素是否位于Z平面交点，若该像素位于Z平面交点，则对该像素进行滤波操作；(c)若该像素不位于Z平面交点，则判断该像素是否位于一定的Z平面，若该像素没有位于一定的Z平面，则不对该像素进行滤波操作；以及(d)若该像素位于一定的Z平面，则判断该像素的颜色变化是否大于临界值，若该像素的颜色变化大于临界值，则对该像素进行滤波操作。
5.如权利要求4所记载的消除图像锯齿效应的后置滤波方法，其中由数字滤波器进行前述滤波操作。
全文摘要
一种消除图像锯齿效应的后置滤波方法。包含下列步骤:判断该像素的Z值是否为零,若该像素的Z值为零则不对该像素进行滤波;若该像素的Z值不为零,则判断该像素是否位于Z平面交点,若该像素位于Z平面交点,则对该像素进行滤波;若该像素不位于Z平面交点,则判断该像素是否位于一定的Z平面,若该像素没有位于一定的Z平面,则不对该像素进行滤波;以及若该像素位于一定的Z平面,则判断该像素的颜色变化是否大于临界值,若该像素的颜色变化大于临界值,则对该像素进行滤波。
文档编号G06T5/10GK1377008SQ0111200
公开日2002年10月30日 申请日期2001年3月26日 优先权日2001年3月26日
发明者吕忠晏 申请人:矽统科技股份有限公司