一种基于像素空间掩码矩阵的纹理贴图方法技术

本发明专利技术涉及电视节目制作领域的字幕渲染技术，具体涉及一种基于像素空间掩码矩阵的纹理贴图方法。该方法按照一定的贴图顺序，根据像素空间掩码矩阵和纹理矩阵，在贴图半径内部对原始图像的每个像素的色彩进行赋值，同时对半径边缘的像素进行反走样处理。通过渲染区的灵活划分，可以实现多层图元渲染的效果，使字幕边缘更加圆滑，层次更加丰富，整体效果更加精美。从而便于频道节目包装，提高收视质量，提升电视节目制播机构的整体形象，满足公众的欣赏要求，为电视节目制播机构取得更好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电视节目制作领域的字幕渲染技术，具体涉及。
技术介绍
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。由于某一渲染区 (渲染基元为一个像素)的渲染属性取决于其相对于曲线轮廓封闭环域的位置，如何按照 一定的贴图顺序在贴图半径内部对原始图像的每个像素的色彩进行准确的赋值，是实现字3幕渲染方法的关键所在。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述基于曲线轮廓封闭环域和像素空间掩码的字幕渲染技 术的实现原理，提供，从而实现在贴图半径内 部对原始图像的每个像素色彩的准确赋值。 本专利技术的技术方案如下，包括如下 步骤 (1)建立与原始图像具有相同维数的像素空间掩码矩阵和纹理图像矩阵； (2)确定用于字幕对象渲染的纹理贴图的顺序； (3)根据字幕对象加边的类型和边的厚度确定纹理贴图的半径MinR和MaxR ; (4)根据需要贴图的图像中的像素点的位置，进行色彩的赋值或反走样处理。 进一步，如上所述的基于像素空间掩码矩阵的纹理贴图方法，步骤(2)中字幕对 象渲染的纹理贴图的顺序为内边、面、外边、侧边、影子。 进一步，如上所述的基于像素空间掩码矩阵的纹理贴图方法，步骤(3)中针对N条内边，设每条边的厚度为S[i]， i G [O，N-l]，则 第1条内边的MinR = 0， MaxR = S[O];第2条内边的MinR = S[O]， MaxR = MinR+S[l];第i条内边的MinR = S[l]+S[2]+. . . +S[i_2]， MaxR = MinR+S[i_l];第N条内边的MinR = S[1] +S[2] + +S[N_2] ， MaxR = MinR+S[N_l]。 进一步，如上所述的基于像素空间掩码矩阵的纹理贴图方法，步骤(3)中针对面，在不加内边的情况下，MinR = 0， MaxR =像素空间掩码矩阵中像素点到字幕对象曲线轮廓边界的距离的最大值；在加内边的情况下，MinR =所有内边厚度之和，MaxR =像素空间掩码矩阵中像素点到字幕对象曲线轮廓边界的距离的最大值。 进一步，如上所述的基于像素空间掩码矩阵的纹理贴图方法，步骤(3)中针对M条外边，设每条边的厚度为W[i]， i G [O，M-l]，则 第1条外边的MinR = 0， MaxR = W[O]; 第2条外边的M nR = W[O] ， MaxR = MinR+W[l];第i条外边的MinR = W[l]+W[2]+. .+W[i-2]， MaxR = MinR+W[i-l];第M条外边的MinR = W[l]+W[2]+. . . +W[M_2] ， MaxR = MinR+W[M_l]。 进一步，如上所述的基于像素空间掩码矩阵的纹理贴图方法，步骤(3)中针对侧边，MinR =所有外边厚度之和，MaxR = MinR+侧边厚度。 进一步，如上所述的基于像素空间掩码矩阵的纹理贴图方法，步骤(3)中针对影 子，MinR =所有外边厚度之和，MaxR = MinR+影子厚度。 进一步，如上所述的基于像素空间掩码矩阵的纹理贴图方法，步骤(4)中如果需 要贴图的图像中的像素点在纹理贴图半径MinR和MaxR所表示的两条等高线围成的区域 内，则直接进行色彩赋值；如果需要贴图的图像中的像素点在纹理贴图半径MinR和MaxR所 表示的两条等高线上，则根据像素空间掩码矩阵索引处对应的经过该像素的所有边界围成 的多边形的面积Area值进行反走样处理。 更进一步，如上所述的基于像素空间掩码矩阵的纹理贴图方法，步骤(4)中，设需 要贴图的图像中的像素点为P[i] [j]，如果P[i] [j]在纹理贴图半径MinR和MaxR所表示的 两条等高线围成的区域内，则P[i][j]的色彩值为:腿(P[i][j]) =RGBA(T[i][j]);如 果P[i] [j]在纹理贴图半径MinR和MaxR所表示的两条等高线上，则P[i] [j]的色彩值为 RGBA(P[i] [j]) = RGBA(P[i] [j]) X (l-M[i] [j] Area)+RGBA (T [i] [j]) XM[i] [j].Area ; 其中， RGBA(P[i] [j])为需要贴像中索引[i， j]处的RGBA的值； RGBA(T[i] [j])为纹理图像矩阵中索引[i， j]处的RGBA的值； M[i][j].Area为像素空间掩码矩阵中索引[i， j]处对应的经过该像素的所有边界围成的多边形的面积Area值。 本专利技术的有益效果如下本专利技术按照一定的贴图顺序，根据像素空间掩码矩阵和 纹理矩阵，在贴图半径内部对原始图像的每个像素的色彩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于像素空间掩码矩阵的纹理贴图方法，包括如下步骤：（１）建立与原始图像具有相同维数的像素空间掩码矩阵和纹理图像矩阵；（２）确定用于字幕对象渲染的纹理贴图的顺序；（３）根据字幕对象加边的类型和边的厚度确定纹理贴图的半径ＭｉｎＲ和ＭａｘＲ；（４）根据需要贴图的图像中的像素点的位置，进行色彩的赋值或反走样处理。

【技术特征摘要】
一种基于像素空间掩码矩阵的纹理贴图方法，包括如下步骤(1)建立与原始图像具有相同维数的像素空间掩码矩阵和纹理图像矩阵；(2)确定用于字幕对象渲染的纹理贴图的顺序；(3)根据字幕对象加边的类型和边的厚度确定纹理贴图的半径MinR和MaxR；(4)根据需要贴图的图像中的像素点的位置，进行色彩的赋值或反走样处理。2. 如权利要求l所述的基于像素空间掩码矩阵的纹理贴图方法，其特征在于步骤(2)中字幕对象渲染的纹理贴图的顺序为内边、面、外边、侧边、影子。3. 如权利要求1或2所述的基于像素空间掩码矩阵的纹理贴图方法，其特征在于步骤(3)中针对N条内边，设每条边的厚度为S[i]，i G [O，N-l]，则 第1条内边的MinR = O，MaxR = S[O]; 第2条内边的MinR = S[O]，MaxR = MinR+S[l]; 第i条内边的MinR = S[l]+S[2]+. . . +S[i_2]， MaxR = MinR+S[i_l]; 第N条内边的MinR = S[l]+S[2]+. +S[N_2] ， MaxR = MinR+S[N_l]。4. 如权利要求1或2所述的基于像素空间掩码矩阵的纹理贴图方法，其特征在于步 骤(3)中针对M条外边，设每条边的厚度为W[i]， i G [O，M-l]，则第1条外边的MinR = 0， MaxR = W[O];第2条外边的MinR = W[O] ， MaxR = MinR+W[l];第i条外边的MinR = W[l]+W[2]+. +W[i_2] ， MaxR = MinR+W[i_l];第M条外边的MinR = W[l]+W[2]+. +W[M_2] ， MaxR = MinR+W[M_l]。5. 如权利要求1或2所述的基于像素空间掩码矩阵的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴正斌，
申请(专利权)人：新奥特北京视频技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]