一种像素空间掩码矩阵的像素面积的确定方法技术

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面积的确定方法。该方法遍历字幕对象的多边形矢量轮廓，针对字幕对象的Ｎ个封闭多边形，遍历多边形中的每条边，计算每条边对所有经过像素的面积贡献的值，将同一个像素的像素面积Ａｒｅａ值进行累加，得到所需结果。该方法针对各种形状的字幕对象原始轮廓，都能合理、准确地计算出经过一个像素的所有轮廓边界围成的多边形面积，从而为像素类型的确定以及边界像素的反走样贴图处理提供了前提和基础，确保了基于像素空间掩码矩阵模型的字幕渲染方法的可实施性。

【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面积的确定方法。
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，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, —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(O，O，l，l)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512X512。以上的Border、 Side、 Area的值都是在512X512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。 当像素空间掩码矩阵模型中的Border、Side、Area和Type的值都已经产生后，就 可以根据字幕渲染纹理属性对字幕对象进行贴图处理，在贴图的过程中进行边缘像素的反 走样处理。在对边界像素进行反走样贴图处理时，需要用到经过一个像素的所有边界围成 的多边形的面积Area(简称像素面积)，而且，还可以依据该像素面积值判断当前像素是否 为边界像素，因此，如何确定像素空间掩码矩阵的像素面积，对于基于像素空间掩码矩阵模 型的字幕渲染方法来说非常重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述基于像素空间掩码矩阵模型的字幕渲染技术的实现原理，提供，通过该方法可以准确的确定经过 一个像素的所有字幕对象矢量轮廓边界围成的多边形的面积。 本专利技术的技术方案如下，包括如 下步骤 (1)遍历字幕对象的多边形矢量轮廓，针对字幕对象的N个封闭多边形，取出一个 多边形Q[i]; (2)遍历多边形Q[i]中的每条边，针对Q[i]中的M条边，取出一条边L[j]; (3)根据边L[j]前后两个端点的坐标，确定边L[j]经过的像素，设L[j]经过了F 个像素，分别是C、C[1]........C[F-1]，F^ 1 ; (4)从L[j]开始，遍历Q[i]中的所有M条边，分别是L[j]到L[M-l]，L[O]到 L[j-l]，将经过像素C[k]的边与像素C[k]的正方形边界的交点坐标计算出来； (5)根据步骤(4)计算出来的交点坐标，由经过像素C[k]的边以及像素C[k]的 正方形边界构成一个多边形，并将该多边形存放在一个临时数组中，如果临时数组中已经 存在一个相同的多边形，就直接转至步骤(6);否则，根据多边形的顶点坐标和个数，采用 多边形面积计算公式计算出边L[j]对像素C[k]的面积贡献的值A[j]，并累加到像素C[k] 原来的像素面积Area值中； (6)重复步骤(4)，直到计算完边L[j]对所有经过像素的面积贡献的值； (7)重复步骤(2)，直到处理完多边形Q[i]中的每条边； (8)重复步骤(1)，直到处理完字幕对象中的每个多边形。 进一步，如上所述的像素空间掩码矩阵的像素面积的确定方法，在步骤(5)中采 用的多边形面积计算公式为A 二 B + G.5 x fabs (Y[u x (X同-X[1+1]》)i=l B = 0. 5 X fabs (Y[。] X (X[N—i]-X[u) +Y[N— X (X[N—2]-X)) 其中，多边形的N个顶点的坐标为:(X ， Y) — (X[N_l] ， Y[N_l])。 本专利技术的有益效果如下在对字幕对象的原始Bezier矢量轮廓离散化为多边形之后，一个像素被分成512份。像素的坐标空间由原来的(O，O，l，l)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 X 512。本专利技术所提供的方法针对各种形状的字幕对象原始轮廓，都能合理、准确地计算出经过一个像素的所有轮廓边界围成的多边形面积，从而为像素类型的确定以及边界像素的反走样贴图处理提供了前提和基础，确保了基于像素空间掩码矩阵模型的字幕渲染方法的可实施性。附图说明 图1为像素空间掩码矩阵的像素面积的确定方法流程图； 图2a为像素空间掩码矩阵的示意图； 图2b为填充了色彩以后的像素空间色彩矩阵示意图； 图3为确定一个封闭多边形经过的像素的像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种像素空间掩码矩阵的像素面积的确定方法，包括如下步骤：（１）遍历字幕对象的多边形矢量轮廓，针对字幕对象的Ｎ个封闭多边形，取出一个多边形Ｑ［ｉ］；（２）遍历多边形Ｑ［ｉ］中的每条边，针对Ｑ［ｉ］中的Ｍ条边，取出一条边Ｌ［ｊ］；（３）根据边Ｌ［ｊ］前后两个端点的坐标，确定边Ｌ［ｊ］经过的像素，设Ｌ［ｊ］经过了Ｆ个像素，分别是Ｃ［０］、Ｃ［１］、．．．．．．、Ｃ［Ｆ－１］，Ｆ≥１；（４）从Ｌ［ｊ］开始，遍历Ｑ［ｉ］中的所有Ｍ条边，分别是Ｌ［ｊ］到Ｌ［Ｍ－１］，Ｌ［０］到Ｌ［ｊ－１］，将经过像素Ｃ［ｋ］的边与像素Ｃ［ｋ］的正方形边界的交点坐标计算出来；（５）根据步骤（４）计算出来的交点坐标，由经过像素Ｃ［ｋ］的边以及像素Ｃ［ｋ］的正方形边界构成一个多边形，并将该多边形存放在一个临时数组中，如果临时数组中已经存在一个相同的多边形，就直接转至步骤（６）；否则，根据多边形的顶点坐标和个数，采用多边形面积计算公式计算出边Ｌ［ｊ］对像素Ｃ［ｋ］的面积贡献的值Ａ［ｊ］，并累加到像素Ｃ［ｋ］原来的像素面积Ａｒｅａ值中；（６）重复步骤（４），直到计算完边Ｌ［ｊ］对所有经过像素的面积贡献的值；（７）重复步骤（２），直到处理完多边形Ｑ［ｉ］中的每条边；（８）重复步骤（１），直到处理完字幕对象中的每个多边形。...

【技术特征摘要】
一种像素空间掩码矩阵的像素面积的确定方法，包括如下步骤(1)遍历字幕对象的多边形矢量轮廓，针对字幕对象的N个封闭多边形，取出一个多边形Q[i]；(2)遍历多边形Q[i]中的每条边，针对Q[i]中的M条边，取出一条边L[j]；(3)根据边L[j]前后两个端点的坐标，确定边L[j]经过的像素，设L[j]经过了F个像素，分别是C、C[1]、......、C[F-1]，F≥1；(4)从L[j]开始，遍历Q[i]中的所有M条边，分别是L[j]到L[M-1]，L到L[j-1]，将经过像素C[k]的边与像素C[k]的正方形边界的交点坐标计算出来；(5)根据步骤(4)计算出来的交点坐标，由经过像素C[k]的边以及像素C[k]的正方形边界构成一个多边形，并将该多边形存放在一个临时数组中，如果临时数组中已经存在一个相同的多边形，就直接转至步骤(6)；否则，根据多边形的顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴正斌，袁慧晶，
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]