抗锯齿系统及方法
【专利说明】抗循齿系统及方法
[0001] 本申请是申请日为2006年5月29日、申请号为200680018152. 8的发明专利申请 的分案申请。
[000引交叉引用
[000引 与本申请同时提交的、由Philip J. Rogers、Jeffrey Qieng、Dmit:ry Semiannokov 和Raja Koduri发明的美国申请号为11/139,917的"Multiple Video Processing Unit(VPU)Memo:ry Ma卵ing";
[0004]与本申请同时提交的、由Timo化yM.Kelley、Jona化anLCampbell和David A.Gotwalt发明的美国申请号为 11/140, 163 的"ApplyNon-HomogeneousPropertiesto MultipleVideoProcessingUnits(VPUs)"；
[0005] 与本申请同时提交的、由RajaKoduri、Timo化yM.Kelley和Domin;LkBehr所发明 的美国申请号为11/140, 114 的"化过1116SynchronizationinMultipleVideoProcessing Unit(VPU)Systems";
[0006]与本申请同时提交的、由SyedA化arHussain、JamesHunkins和Jacques Vallieres所发明的美国申请号为 11/139, 744 的"SynchronizingMultipleCardsin MultipleVideoProcessingUnit(VPU)Systems";
[0007] 与本申请同时提交的、由James化nkins和RajaKoduri所发明的美国申请号为 11/140, 165 的"CompositinginMultipleVideoProcessingUnit(VPU)Systems";
[000引 与本申请同时提交的、由Jona化anLCampbell和MauriceRibble所发明的美 国申请号为ll/l39,893 的"DynamicLoadBalancinginMultipleVideoProcessing Unit(VPU)Systems";
[0009]于 2005 年 5 月 27 日提交的、由Yaoqiang(George)Xie和RoumenSaltchev所 发明的美国申请号为 11/140,040 的"ComputingDevicewithFlexiblyConfigurable ExpansionSlots，andMethodofOperation''。
[0010] 在此将每个上述申请的内容全部引用臥供参考。
技术领域
[0011] 本发明属于图形和视频处理领域。
【背景技术】
[0012] 图形和视频处理硬件和软件逐年继续地变得更加有能力并且更加易于获得。图形 和视频处理电路典型情况下存在于计算机系统中的附加卡（add-oncard)上，但是也可臥 位于主板本身上。图形处理器负责创建由监视器所显示的图像。在早期的基于文本的个人 计算机巧C)中，这是一个相对简单的任务。然而，现代有图形能力的操作系统的复杂性已 经显著地增加了要显示的信息量。实际上，现在要由系统的主处理器或中央处理器（CPU) 来进行图形处理是不切实际的。结果，显示动作典型情况下已经被移交给越来越智能的图 形卡，所述图形卡包括被称为图形处理单元（graphicsprocessingunits,GPU)或视频处 理单元（VPU)的专用的协处理器。
[0013] 在理论上，可W由计算机系统利用已知方法来生成非常高质量的复杂视频。然 而，在大部分计算机系统中，质量、速度和复杂度受成本的限制。例如，当存储器需求和计 算复杂度增加时，成本增加。一些系统是在远高于正常成本限制的情况下创建的，诸如用 于军事飞行模拟器的显示系统。该些系统常常是非常少量生产的整体上一种类型一台 (one-of-a-kind)的计算机系统。然而，W可接受的速度生成高质量的复杂视频对于相当 "高端"的消费者级系统来说也可能会迅速变得价格高得惊人。因此创建还能够大量生产同 时还具有不断改进的整体质量和能力的VPU和VPU系统是一个正面临的挑战。
[0014] 另一挑战是创建该样一种VPU和VPU系统；其可W输送可接受的更高质量的视频、 不要求过多的存储器、W所期望的速度操作、并且可与现有的计算机系统无缝兼容。
[0015] 存在着一般需要在质量与性能之间做出某些折衷的视频处理的各个方面。一个例 子就是校正银齿（aliasing),通常被称作是抗银齿（anti-aliasing)或"AA"。银齿是由于 擅染处理的人工因素出现在所显示的帖中而产生的公知的效应。擅染由VPU来执行，且包 括绘制要显示的像素。银齿包括边缘银齿及表面银齿。边缘银齿会在应当看上去平滑的 边缘中产生阶梯。表面银齿包括闪现（flashing)或"弹出（poping)"非常细小的多角形， 往往被称为莫尔图案（moirepatterns)。用于减轻该些效应的现有AA技术包括多重采样 (multisampling)及超采样（supersampling))。多重采样通过创建像素的多个样本解决边 缘银齿，所述像素的多个样本用于产生像素之间的中间点。对所述多个样本进行平均W确 定所显示像素的色值。多重采样的图像中的所显示边缘具有柔化的阶梯效应。多重采样对 于表面银齿没有效果。
[0016] 超采样既解决边缘银齿又解决表面银齿。然而，超采样比多重采样在计算上更加 耗时，很少在消费者系统中使用。像素中屯、携带纹理信息，而不是像素。在超采样中，利用 不同的像素中屯、来多次擅染每一个像素W产生多个颜色值，然后对所述颜色值进行平均， W给出最终的像素颜色。该为整个图像给出一种柔化效应。
[0017] 在传统系统中进行多重采样或进行超采样效率差的原因之一在于，像素数据必须 不止一次地穿过在VPU中的视频处理流水线W创建对于像素或者像素中屯、的偏移样本。该 增加了计算量并且增加了处理时间。
【发明内容】
[0018] 根据本发明的第一方面，一种视频处理设备，包括：
[0019] 多个视频处理单元（VPU)，其中，每个VPU处理与一个或多个视频帖相对应的数 据，所述处理包括所述对一个或多个帖的像素进行采样W产生多个样本从而使得每个VPU 产生不同的样本；W及
[0020] 连结模块，用于从每个VPU中接收所述多个样本，并且在输出视频帖中组合所述 样本。
[0021] 根据本发明的第二方面，一种系统包括：
[0022] 至少一个驱动器，用于从视频应用程序接收视频数据；
[0023] 多个视频处理单元（VPU)，禪合于所述至少一个驱动器，且用于从所述至少一个驱 动器中接收命令和数据W处理来自所述视频应用程序的所述视频数据，其中，所述命令包 括向每一个所述VPU的发出的不同的抗银齿命令，所述抗银齿命令指导每一个所述VPU对 同一组视频数据执行不同的抗银齿操作。
[0024] 根据本发明的第=方面，提出了一种用于处理视频数据的方法，该方法包括：
[0025] 为多个视频处理单元（VPU)产生命令，其中，所述命令包括用于处理特定视频帖 的数据和指令，并且其中，所述指令中的至少一些专用于一个或多个特定VPU，所述指令包 括抗银齿指令；
[0026] 所述多个VPU中的每一个根据所述命令处理所述视频数据，所述处理包括对所述 视频数据执行至少一种抗银齿操作，W产生用于所述特定视频帖的输出数据；W及
[0027] 组合来自每个所述VPU的所述输出数据，W产生输出视频帖，其中，所述输出视频 帖的抗银齿系数大于来自任何一个所述VPU的任何所述输出数据的抗银齿系数。
[002引根据本发明的第四方面，提出了一种用于在包括多个处理单元的系统中执行抗银 齿的方法，该方法包括：
[0029] 所述多个处理单元中的每一个都对视频数据执行不同的抗银齿操作；W及
[0030] 把所述不同抗银齿操作的结果进行组合，W产生帖数据。
[0031] 根据本发明的第五方面，一种用于执行抗银齿的设备，包括：
[0032] 至少一个驱动器，用于从应用程序接收视频数据；
[0033] 多个专用处理单元，禪合于所述至少一个驱动器，并且用于从所述至少一个驱动 器接收命令和数据W处理来自所述应用程序的所述视频数据，其中，所述命令包括向所述 多个处理单元中的每一个发出的不同的抗银齿命令，所述命令指导所述多个处理单元中的 每一个对所述视频数据执行不同的抗银齿操作；W及
[0034] 至少一个合成器，用于接收所述不同抗银齿操作的结果，并且将其进行组合W产 生帖数据。
[0035] 根据本发明的第六方面，一种处理器设备，包括：
[0036] 视频处理电路，用于：
[0037] 接收命令和数据，所述命令和数据包括用于帖的像素数据和处理命令；
[003引对所述像素数据执行抗银齿操作，其中，所述抗银齿操作可从包含W下各项的组 中选出：根据可选抗银齿系数的多重采样、根据可选抗银齿系数的超采样、W及时间域抗银 齿；化及
[0039] 将所述抗银齿操作的结果传送给合成器，W便与由其他视频处理电路对所述像素 数据执行的其他操作结果进行组合。
[0040] 根据本发明的第走方面，一种用于控制抗银齿操作的用户接口方法，包括：
[0041] 接收用户输入，W配置多个视频处理单元（VPU)来允许抗银齿；
[0042] 接收用户输入，W配置多个视频处理单元（VPU)来禁止抗银齿；W及
[0043] 接收用户输入，W配置多个视频处理单元（VPU)来执行抗银齿，包括每一个所述 VPU对像素数据执行不同的抗银齿操作。
[0044] 根据本发明的第八方面，提供了视频处理单元（VPU)，包括：
[0045] 至少一个驱动器，用于从视频应用程序接收视频数据，W构成用于产生帖数据的 命令和数据，所述命令和数据包括抗银齿命令和数据，其中，所述抗银齿命令和数据包括与 产生像素数据的第一子集相关的第一子集，W及与产生像素数据的后续子集相关的至少一 个后续子集，其中，使所述至少一个后续子集可用于由在该VPU外部的至少一个视频处理 流水线进行的处理，W产生像素数据的至少一个后续子集；
[0046] 视频处理流水线，用于接收所述的命令和数据的第一子集，W进行处理来产生所 述的像素数据的第一子集；
[0047] 至少一个合成器，用于对所述的像素数据的第一子集和所述的像素数据的至少一 个第二子集进行接收及组合，W产生所述帖数据来进行显示。
[0048] 根据本发明的第九方面，提供了一种视频处理单元（VPU)，包括：
[0049] 视频处理流水线，用于接收包含抗银齿命令和数据在内的命令和数据的子集，W 进行处理来产生像素数据的相应子集，其中，所述视频处理流水线还用于向合成器传送所 述的像素数据的子集，W与像素数据的另一个子集相结合来产生帖数据。
[0化0] 根据本发明的第十方面，一种其上存储有指令的计算机可读介质，当被处理时，所 述指令用于创建可执行W下方法的电路，所述方法包括：
[0化1] 接收命令和数据，所述命令和数据包括用于帖的像素数据和处理命令；
[0052] 对所述像素数据执行抗银齿操作，其中，所述抗银齿操作可从包含W下各项的组 中选出：根据可选抗银齿系数的多重采样、根据可选抗银齿系数的超采样、W及时间域抗银 齿；化及