專利名稱：一種使掃描波形平滑的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離散數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種使掃描波形平滑的方法和裝置。
背景技術(shù)：
目前的嵌入式設(shè)備一般顯示的都為光柵圖，即以離散的整數(shù)像素組成的曲線或圖形。繪制曲線或圖形時(shí)，可能出現(xiàn)鋸齒狀、局部細(xì)節(jié)失真、小范圍數(shù)據(jù)丟失等失真現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為走樣。為校正不充分采樣而使圖形邊界光滑以減少鋸齒的過(guò)程叫反走樣?，F(xiàn)有的反走樣方法大致可以分為兩類:一類為提高采樣頻率，增加采樣點(diǎn)，該方法首先在一個(gè)比實(shí)際屏幕有更高分辨率的虛擬屏幕中繪制圖形，再采用某種平均算法得到實(shí)際屏幕中各像素點(diǎn)的顏色屬性，并分別對(duì)其設(shè)置；第二類為利用過(guò)渡顏色調(diào)整圖像的后調(diào)整方法，即將像素點(diǎn)擴(kuò)充為覆蓋周圍幾個(gè)像素點(diǎn)的有限區(qū)域，繪制圖形時(shí)，對(duì)圖形邊緣的每個(gè)有限區(qū)域進(jìn)行采樣，根據(jù)區(qū)域的背景顏色與圖形的顏色來(lái)調(diào)整區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)的顏色屬性，從而光順圖形邊緣以減小走樣現(xiàn)象。第一類方法代價(jià)較高且只能減輕而不能完全消除走樣現(xiàn)象。第二類方法是實(shí)現(xiàn)反走樣的主流方法，如Wu反走樣算法。很多后調(diào)整方法可以達(dá)到很好的處理效果，基本解決一般計(jì)算機(jī)繪圖中的反走樣問(wèn)題，但該類方法常常因需要大量的數(shù)據(jù)處理，占用系統(tǒng)資源大及計(jì)算速度較慢，而不適用于嵌入式系統(tǒng)。此外，目前也有不少改進(jìn)的簡(jiǎn)易后調(diào)整算法應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)掃描波形的顯示過(guò)程，并達(dá)到一定的平滑效果。但由于在嵌入式系統(tǒng)掃描波形顯示的過(guò)程中，通常只記錄了當(dāng)前時(shí)刻及前一時(shí)刻的顯示值，利用這種簡(jiǎn)易的算法只能完成前一時(shí)刻到當(dāng)前時(shí)刻極短時(shí)間內(nèi)的反走樣處理，無(wú)法進(jìn)行掃描前的多點(diǎn)處理，作用的有效區(qū)域小。目前這種方法大多只適用于垂直于時(shí)間軸方向(縱向)掃描線的走樣，而不適用于平行于時(shí)間軸方向(橫向)的掃描線走樣。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)調(diào)整反走樣處理方法的系統(tǒng)資源占用率高、計(jì)算速度慢及不適用于橫向掃描曲線的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種使掃描波形平滑的方法和裝置。本發(fā)明公開(kāi)了一種使掃描波形平滑的方法，包括:S1.利用空間混色原理對(duì)曲線走樣區(qū)域像素點(diǎn)的顏色屬性進(jìn)行預(yù)處理和記錄；S2.在掃描波形過(guò)程中記錄前一時(shí)刻及當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)值；S3.判斷所述的數(shù)值是否屬于走樣區(qū)域/走樣類型；若是，進(jìn)入步驟S4，若否，返回步驟S2 ；S4.根據(jù)所述的走樣區(qū)域/走樣類型選擇顏色屬性，光順圖形邊緣以減少走樣現(xiàn)象。在本發(fā)明所述的使掃描波形平滑的方法中，所述步驟SI前還包括步驟SO:對(duì)掃描參數(shù)進(jìn)行初始化，所述的掃描參數(shù)包括:不同顏色的存放數(shù)組、像數(shù)個(gè)數(shù)判定參數(shù)以及掃描線的種類數(shù)值。在本發(fā)明所述的使掃描波形平滑的方法中，所述的存放數(shù)組及像素個(gè)數(shù)判定參數(shù)均有8個(gè)。在本發(fā)明所述的使掃描波形平滑的方法中，所述的掃描線的種類有2種。在本發(fā)明所述的使掃描波形平滑的方法中，所述的曲線為:單一 /多色的字體、圖形/圖像邊輪廓線、直線、曲線。本發(fā)明公開(kāi)了一種使掃描波形平滑的裝置，用于實(shí)現(xiàn)上述的方法，包括:顏色屬性預(yù)處理單元:利用空間混色原理對(duì)曲線走樣區(qū)域像素點(diǎn)的顏色屬性進(jìn)行預(yù)處理和記錄；數(shù)值記錄單元:與所述的顏色屬性預(yù)處理單元相連，用于在掃描波形過(guò)程中記錄前一時(shí)刻及當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)值；走樣判斷單元:與所述的數(shù)值記錄單元相連，用于判斷所述的數(shù)值是否屬于走樣區(qū)域/走樣類型；反走樣實(shí)現(xiàn)單元:與所述的走樣判斷單元相連,用于根據(jù)所述的走樣區(qū)域/走樣類型選擇顏色屬性，光順圖形邊緣以減少走樣現(xiàn)象。在本發(fā)明所述的使掃描波形平滑的裝置中，還包括初始化單元，與所述的顏色屬性預(yù)處理單元相連，用于對(duì)掃描參數(shù)進(jìn)行初始化，所述的掃描參數(shù)包括:不同顏色的存放數(shù)組、像數(shù)個(gè)數(shù)判定參數(shù)以及掃描線的種類。在本發(fā)明所述的使掃描波形平滑的裝置中，所述的存放數(shù)組及像數(shù)個(gè)數(shù)判定參數(shù)均有8個(gè)。在本發(fā)明所述的使掃描波形平滑的裝置中，所述的掃描線的種類有2種。在本發(fā)明所述的使掃描波形平滑的裝置中，所述的曲線為:單一 /多色的字體、圖形/圖像邊輪廓線、直線、曲線。實(shí)施本發(fā)明的使掃描波形平滑的方法和裝置，具有以下有益的技術(shù)效果:1.可以較好實(shí)現(xiàn)單一顏色掃描曲線各個(gè)方向的反走樣處理；2.空間占用少、計(jì)算速度塊，反走樣直線的生成速度快，在低分辨率的顯示環(huán)境中有良好的效果；3.適用于嵌入式系統(tǒng)掃描波形的顯示。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一種使掃描波形平滑的方法流程圖；圖2為顏色數(shù)組各元素對(duì)應(yīng)顏色示例圖；圖3線段類型示例圖；圖4(a)為1、2個(gè)像素時(shí)的鋸齒示例圖反走樣處理前的示意圖；圖4(b)為圖4(a)中像素反走樣處理后的示意圖；圖5 (a)反走樣處理前掃描波形；圖5 (b)反走樣處理后掃描波形；圖6為本發(fā)明實(shí)施例一種使掃描波形平滑的裝置模塊方框圖。
具體實(shí)施例方式為詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說(shuō)明。光柵圖也叫做位圖、點(diǎn)陣圖、像素圖，簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是最小單位由像素構(gòu)成的圖，只有點(diǎn)的信息，縮放時(shí)會(huì)失真。每個(gè)像素有自己的顏色，類似電腦里的圖片都是像素圖，你把它放很大就會(huì)看到點(diǎn)變成小色塊了。在光柵圖形顯示器上繪制非水平且非垂直的直線或多邊形邊界時(shí)，或多或少會(huì)呈現(xiàn)鋸齒狀或臺(tái)階狀外觀。這是因?yàn)橹本€、多邊形、色彩邊界等是連續(xù)的，而光柵則是由離散的點(diǎn)組成，在光柵顯示設(shè)備上表現(xiàn)直線、多邊形等，必須在離散位置采樣。由于采樣不充分重建后造成的信息失真，就叫走樣(aliasing)。而用于減少或消除這種效果的技術(shù)，就稱為反走樣(antialiasing)。計(jì)算機(jī)生成圖像時(shí)通常存在三種走樣現(xiàn)象中的兩種:鋸齒形邊以及圖形細(xì)節(jié)或紋理繪制失真，第三種現(xiàn)象出現(xiàn)在顯示非常微小對(duì)象的場(chǎng)合?；旧戏醋邩臃椒煞譃閮深悺５谝活愂翘岣叻直媛始丛黾硬蓸狱c(diǎn)(提高采樣頻率)。然而，CRT光柵掃描設(shè)備顯示非常精細(xì)光柵的能力是有限的，因此人們通常是在較高分辨率上對(duì)光柵進(jìn)行計(jì)算，然后采用某種平均算法(濾除高頻分量)得到較低分辨率的象素的屬性，并顯示在分辨率較低的顯示器上，這種方法稱為超采樣或后置濾波。另一類反走樣是把像素作為一個(gè)有限區(qū)域，對(duì)區(qū)域采樣來(lái)調(diào)整像素的亮度，以光順邊界來(lái)減小鋸齒現(xiàn)象，這種方法等價(jià)于圖像的前置濾波。而本發(fā)明采用新的差值算法，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比前置濾波及后置濾波更為簡(jiǎn)單。請(qǐng)參閱圖1，一種使掃描波形平滑的方法，包括:SO:對(duì)掃描參數(shù)進(jìn)行初始化,所述的掃描參數(shù)包括:不同顏色的存放數(shù)組、像數(shù)個(gè)數(shù)判定參數(shù)以及掃描線的種類數(shù)值。掃描參數(shù)進(jìn)行初始化:首先對(duì)不同顏色屬性的存放數(shù)組colXn [η]進(jìn)行初始化，一般地，對(duì)于單一色曲線，存放數(shù)組及像素個(gè)數(shù)判定參數(shù)均為8個(gè)，掃描線的種類為2種可滿足要求。若有η+1個(gè)像素，則各相鄰數(shù)組元素之間的差值為C0l0r_Value/(n+l)。以η = 7時(shí)的單一黑色掃描曲線為例，如圖2所示，數(shù)組各相鄰元素的差值為255/8，即:colXn
=255*7/8 ；colXn [I] = 255*6/8 ；colXn[7] = 255/8 ；在圖2中的colX7[7]各元素對(duì)應(yīng)顏色示例圖中，可以看出，colXn [O]至colXn[7]黑色由淺變深，表示差值由大變小，反映失真度越來(lái)越小，換向話說(shuō)，越靠近c(diǎn)olXn[7]，反走樣實(shí)現(xiàn)程度愈小。對(duì)像素個(gè)數(shù)的判定參數(shù)PixelNum及掃描線段的種類LineNum進(jìn)行初始化，并根據(jù)前一時(shí)刻像素和當(dāng)前時(shí)刻像素的顯示位置對(duì)PixelNum(取值范圍0_7)及LineNum(取值為I或2)的取值進(jìn)行更新和賦值。S1.利用空間混色原理對(duì)曲線走樣區(qū)域像素點(diǎn)的顏色屬性進(jìn)行預(yù)處理和記錄；曲線為:單一 /多色的字體、圖形/圖像邊輪廓線、直線、曲線。
S2.在掃描波形過(guò)程中記錄前一時(shí)刻及當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)值；S3.判斷所述的數(shù)值是否屬于走樣區(qū)域/走樣類型；若是，進(jìn)入步驟S4，若否，返回步驟S2 ；該步驟內(nèi)容主要分以下3部分:根據(jù)LineNum的值判定掃描曲線的類型，LineNum = I表示最初繪制的第一條線段，該線段尚未出現(xiàn)鋸齒；LineNUm= 2表示與前一線段交點(diǎn)處出現(xiàn)鋸齒的其余種類的曲線，如圖3所示,粗線條部分為L(zhǎng)ineNum = I,細(xì)線條色部分為L(zhǎng)ineNum = 2:根據(jù)PixelNum的值判定掃描線走樣區(qū)域包含的像素組成個(gè)數(shù)。PixelNum = η表示該段線段由η+1個(gè)像素組成。圖4(a)給出了 η = O、I兩種情況下，即分別包含1、2個(gè)像素時(shí)的鋸齒示例圖反走樣處理前的示意圖，圖4(b)為上述像素反走樣處理后的示意圖。S4.根據(jù)所述的走樣區(qū)域/走樣類型選擇顏色屬性，光順圖形邊緣以減少走樣現(xiàn)象。根據(jù)1、2中LineNum和PixelNum的值,結(jié)合當(dāng)前像素的顯示坐標(biāo)值x,y及對(duì)應(yīng)的colXn [η]中的顏色值,顯示該情況下掃描線段。同時(shí)修改LineNum和PixelNum的取值,用于后續(xù)線段顯示方式的判定，其效果如圖5(a)及圖5(b)所示。其中，圖5(a)反走樣處理前掃描波形，圖5(b)反走樣處理后掃描波形。請(qǐng)參閱圖6、一種使掃描波形平滑的裝置，用于上述的方法，包括:初始化單元5、顏色屬性預(yù)處理單元10、數(shù)值記錄單元20、走樣判斷單元30、反走樣實(shí)現(xiàn)單元40。初始化單元5,與顏色屬性預(yù)處理單元10相連,用于對(duì)掃描參數(shù)進(jìn)行初始化,所述的掃描參數(shù)包括:不同顏色的存放數(shù)組、像數(shù)個(gè)數(shù)判定參數(shù)以及掃描線的種類。顏色屬性預(yù)處理單元10:利用空間混色原理對(duì)曲線走樣區(qū)域像素點(diǎn)的顏色屬性進(jìn)行預(yù)處理和記錄；數(shù)值記錄單元20:與顏色屬性預(yù)處理單元10相連，用于在掃描波形過(guò)程中記錄前一時(shí)刻及當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)值；走樣判斷單元30:與數(shù)值記錄單元20相連，用于判斷所述的數(shù)值是否屬于走樣區(qū)域/走樣類型；反走樣實(shí)現(xiàn)單元40:與走樣判斷單元30相連,用于根據(jù)所述的走樣區(qū)域/走樣類型選擇顏色屬性，光順圖形邊緣以減少走樣現(xiàn)象。對(duì)于單色曲線，存放數(shù)組及像數(shù)個(gè)數(shù)判定參數(shù)為8個(gè)，掃描線的種類為2種即可滿足要求，但是，本文所述使掃描波形平滑的方法和裝置不僅僅適用于曲線，還可以適用于:單一 /多色的字體、圖形/圖像邊輪廓線、直線。也就是說(shuō):該方法和裝置可以應(yīng)用于直線，還可以應(yīng)用于曲線的反走樣處理；該方法和裝置可以應(yīng)用于字體、圖形或圖像邊輪廓的反走樣處理；該方法和裝置可以應(yīng)用于單一顏色下的曲線、輪廓的反走樣處理，還可以應(yīng)用于彩色曲線、輪廓等的處理。實(shí)施本發(fā)明的一種使掃描波形平滑的方法和裝置，具有以下有益的技術(shù)效果:可以較好實(shí)現(xiàn)單一顏色掃描曲線各個(gè)方向的反走樣處理；空間占用少、計(jì)算速度塊，反走樣直線的生成速度快，在低分辨率的顯示環(huán)境中有良好的效果；
適用于嵌入式系統(tǒng)掃描波形的顯示。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種使掃描波形平滑的方法，其特征在于，包括: 51.利用空間混色原理對(duì)曲線走樣區(qū)域像素點(diǎn)的顏色屬性進(jìn)行預(yù)處理和記錄； 52.在掃描波形過(guò)程中記錄前一時(shí)刻及當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)值； 53.判斷所述的數(shù)值是否屬于走樣區(qū)域/走樣類型；若是，進(jìn)入步驟S4，若否，返回步驟S2 ； 54.根據(jù)所述的走樣區(qū)域/走樣類型選擇顏色屬性，光順圖形邊緣以減少走樣現(xiàn)象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使掃描波形平滑的方法，其特征在于，所述步驟SI前還包括步驟SO:對(duì)掃描參數(shù)進(jìn)行初始化，所述的掃描參數(shù)包括:不同顏色的存放數(shù)組、像數(shù)個(gè)數(shù)判定參數(shù)以及掃描線的種類數(shù)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的使掃描波形平滑的方法，其特征在于，所述的存放數(shù)組及像素個(gè)數(shù)判定參數(shù)均有8個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的使掃描波形平滑的方法，其特征在于，所述的掃描線的種類有2種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使掃描波形平滑的方法，其特征在于，所述的曲線為:單一/多色的字體、圖形/圖像邊輪廓線、直線、曲線。
6.一種使掃描波形平滑的裝置，用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括: 顏色屬性預(yù)處理單元:利用空間混色原理對(duì)曲線走樣區(qū)域像素點(diǎn)的顏色屬性進(jìn)行預(yù)處理和記錄； 數(shù)值記錄單元:與所述的顏色屬性預(yù)處理單元相連，用于在掃描波形過(guò)程中記錄前一時(shí)刻及當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)值； 走樣判斷單元:與所述的數(shù)值記錄單元相連，用于判斷所述的數(shù)值是否屬于走樣區(qū)域/走樣類型； 反走樣實(shí)現(xiàn)單元:與所述的走樣判斷單元相連，用于根據(jù)所述的走樣區(qū)域/走樣類型選擇顏色屬性，光順圖形邊緣以減少走樣現(xiàn)象。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的使掃描波形平滑的裝置，其特征在于，還包括初始化單元，與所述的顏色屬性預(yù)處理單元相連，用于對(duì)掃描參數(shù)進(jìn)行初始化，所述的掃描參數(shù)包括:不同顏色的存放數(shù)組、像數(shù)個(gè)數(shù)判定參數(shù)以及掃描線的種類。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的使掃描波形平滑的裝置，其特征在于，所述的存放數(shù)組及像數(shù)個(gè)數(shù)判定參數(shù)均有8個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的使掃描波形平滑的裝置，其特征在于，所述的掃描線的種類有2種。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的使掃描波形平滑的裝置，其特征在于，所述的曲線為:單一/多色的字體、圖形/圖像邊輪廓線、直線、曲線。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種使掃描波形平滑的方法，包括S1.利用空間混色原理對(duì)曲線走樣區(qū)域像素點(diǎn)的顏色屬性進(jìn)行預(yù)處理和記錄；S2.在掃描波形過(guò)程中記錄前一時(shí)刻及當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)值；S3.判斷所述的數(shù)值是否屬于走樣區(qū)域/走樣類型；S4.根據(jù)所述的走樣區(qū)域/走樣類型選擇顏色屬性，光順圖形邊緣以減少走樣現(xiàn)象。本發(fā)明還公開(kāi)了使掃描波形平滑裝置。本發(fā)明使掃描波形平滑方法和裝置能較好實(shí)現(xiàn)單一顏色掃描曲線各個(gè)方向的反走樣處理；空間占用少、計(jì)算速度塊。
文檔編號(hào)G06T5/00GK103186884SQ201110456159
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者張志新 申請(qǐng)人:北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司