KR101025475B1

KR101025475B1 - Anti-aliasing Method and Apparatus

Info

Publication number: KR101025475B1
Application number: KR1020090053826A
Authority: KR
Inventors: 백명현; 이인균; 김병주; 하창수; 이환용
Original assignee: 계명대학교 산학협력단; 주식회사 휴원
Priority date: 2009-06-17
Filing date: 2009-06-17
Publication date: 2011-04-04
Also published as: KR20100135454A

Abstract

본 발명은 안티 에일리어싱 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르는 안티 에일리어싱 방법은, 픽셀 내에 드로잉되는 이미지에 대한 안티 에일리어싱이 요청되면, 픽셀내에 다수의 서브 스캔 라인을 형성하는 단계; 상기 다수의 서브 스캔 라인과 상기 이미지가 겹쳐지는 구간들을 검출하는 단계; 상기 구간들의 합을 상기 다수의 서브 스캔 라인의 수로 나누어 커버리지 값을 산출하는 단계; 상기 커버리지 값에 대응되는 색상값의 색으로 상기 픽셀을 채우는 단계;를 구비함을 특징으로 한다. The present invention relates to an anti-aliasing method and apparatus. The anti-aliasing method according to the present invention comprises: forming an anti-aliasing for an image drawn in a pixel, if a plurality of sub-scan lines are formed in the pixel; Detecting sections in which the plurality of sub scan lines overlap the image; Calculating a coverage value by dividing the sum of the intervals by the number of sub-scan lines; And filling the pixel with a color of a color value corresponding to the coverage value.

안티 에일리어싱, 그래픽 Anti-aliasing, graphics

Description

Anti-aliasing Method and Apparatus

본 발명은 컴퓨터 그래픽 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안티 에일리어싱(anti-aliasing) 방법 및 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to computer graphics technology, and more particularly, to an anti-aliasing method and apparatus.

컴퓨터 그래픽에서는 섬세한 모양을 가진 사물을 일정 픽셀 단위로 화면에 나타내어야 하기 때문에 공간적인 에일리어싱(aliasing)이 야기된다. In computer graphics, spatial aliasing is caused because an object having a delicate shape must be displayed on a screen in units of pixels.

도 1의 (a)는 원래의 그래픽이고, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)를 픽셀로 표현한 것으로, 도 1의 (b)는 원래의 그래픽에 대해 부드럽지 못하게 표현되는 문제가 있었으며, 이를 계단현상 또는 에일리어싱이라 한다. (A) of FIG. 1 is an original graphic, and (b) of FIG. 1 is a pixel representation of (a) of FIG. 1, and (b) of FIG. This is called staircase phenomenon or aliasing.

상기한 에일리어싱을 최소화하기 위한 종래 기술로는 영역 샘플링 방법, 슈퍼 샘플링 방법, 멀티 샘플링 방법 등이 있다. Conventional techniques for minimizing the above-described aliasing include an area sampling method, a super sampling method, a multi sampling method, and the like.

상기 영역 샘플링 방법은 도 2에 도시한 바와 같이 어떤 선이나 면이 픽셀을 통과할 때에 픽셀에 걸치는 면적에 비례하여 해당 픽셀의 색상값을 결정하는 것이다. 예를 들어, 도 2의 (a)에서 검은 물체가 차지하는 면적을 1, 백색 배경이 차지하는 면적을 2라고 하면, 픽셀의 색상값은 (백색*2+검정*1)/(픽셀의 면적)에 의해 결정된다. 이러한 영역 샘플링 방법은 가장 정확한 방법이기는 하나 속도가 느린 단점이 있었다.As shown in FIG. 2, the area sampling method determines a color value of a pixel in proportion to the area of the pixel when a line or plane passes through the pixel. For example, if the area occupied by the black object is 1 and the area occupied by the white background is 2 in FIG. 2A, the color value of the pixel is equal to (white * 2 + black * 1) / (area of the pixel). Is determined by This area sampling method is the most accurate but has the disadvantage of being slow.

그리고 상기 슈퍼 샘플링 방법은 도 3에 도시한 바와 같이 픽셀을 더 작은 단위로 분할하여 영역 안의 점의 개수를 결정하는 방법이다. 즉 하나의 픽셀을 묵시적으로 4(2*2) 개의 부분화소로 분할하여 화소 밝기를 계산한 후에 평균을 취하여 하나의 픽셀 단위로 산출하는 것이다. 이러한 슈퍼 샘플링 방법은 상기한 영역 샘플링보다 속도가 빠르긴 하나 정확도가 떨어지는 문제가 있었다. The super sampling method is a method of determining the number of points in an area by dividing pixels into smaller units as shown in FIG. 3. That is, one pixel is implicitly divided into 4 (2 * 2) subpixels, the pixel brightness is calculated, and then averaged and calculated in units of one pixel. This super sampling method is faster than the area sampling but has a problem of inferior accuracy.

그리고 상기 멀티 샘플링 방법은 라인의 경계부분만 슈퍼 샘플링 방식으로 계산하는 것으로, 전체 픽셀을 부분 화소로 분할하여 계산을 하는 방식이 아니라 한 픽셀이 도형으로 다 채워지지 않는 부분만 슈퍼 샘플링 방식을 사용하여 색상값을 산출하는 것이다. 이러한 멀티 샘플링 방법은 슈퍼 샘플링보다 시간이 절약되는 장점이 있으나 연산의 정확도가 떨어지는 문제가 있었다. In addition, the multi-sampling method calculates only the boundary portion of the line by the super sampling method. Instead of dividing the entire pixel into partial pixels, the multi-sampling method uses the super sampling method only in the part where one pixel is not filled with the figure. It is to calculate the color value. This multisampling method has the advantage of saving time compared to supersampling, but has a problem of inferior accuracy of computation.

본 발명은 안티 에일리어싱을 위한 계산 과정을 단순화할 수 있으며, 안티 에일리어싱의 오차를 최소화할 수 있는 안티 에일리어싱 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an anti-aliasing method and apparatus that can simplify the calculation process for anti-aliasing and can minimize the error of anti-aliasing.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 안티 에일리어싱 방법은 픽셀 내에 드로잉되는 이미지에 대한 안티 에일리어싱이 요청되면, 픽셀내에 다수의 서브 스캔 라인을 형성하는 단계; 상기 다수의 서브 스캔 라인과 상기 이미지가 겹쳐지는 구간들을 검출하는 단계; 상기 구간들의 합을 상기 다수의 서브 스캔 라인의 수로 나누어 커버리지 값을 산출하는 단계; 상기 커버리지 값에 대응되는 색상값의 색으로 상기 픽셀을 채우는 단계;를 구비함을 특징으로 한다.An anti-aliasing method according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a plurality of sub-scan lines in a pixel when anti-aliasing of an image drawn in the pixel is requested; Detecting sections in which the plurality of sub scan lines overlap the image; Calculating a coverage value by dividing the sum of the intervals by the number of sub-scan lines; And filling the pixel with a color of a color value corresponding to the coverage value.

상기한 본 발명에 따른 안티 에일리어싱은 안티 에일리어싱을 위한 계산 과정을 단순화할 수 있으며, 안티 에일리어싱의 오차를 최소화할 수 있는 효과가 있다. The anti-aliasing according to the present invention described above can simplify the calculation process for anti-aliasing and can minimize the error of anti-aliasing.

상기한 본 발명에 따른 안티 에일리어싱을 이행하는 장치의 구성을 도 4를 참조하여 설명한다. The configuration of an apparatus for implementing anti-aliasing according to the present invention described above will be described with reference to FIG.

상기 안티 에일리어싱 장치는 제어모듈(100), 메모리부(102), 사용자 인터페 이스 장치(104), 디스플레이 장치(106), 통신모듈(108)로 구성된다. The anti-aliasing device includes a control module 100, a memory unit 102, a user interface device 104, a display device 106, and a communication module 108.

상기 제어모듈(100)은 본 발명에 따른 안티 에일리어싱을 이행한다. The control module 100 implements anti-aliasing according to the present invention.

상기 메모리부(102)는 상기 제어모듈(100)의 프로그램 수행을 위한 저장영역을 제공한다.The memory unit 102 provides a storage area for program execution of the control module 100.

상기 사용자 인터페이스 장치(104)는 사용자로부터의 각종 명령 및 정보를 입력받아 상기 제어모듈(100)에 제공한다. The user interface device 104 receives various commands and information from a user and provides them to the control module 100.

상기 디스플레이 장치(106)는 상기 제어모듈(100)의 제어에 따른 정보를 표시한다. The display device 106 displays information according to the control of the control module 100.

상기 통신모듈(108)은 상기 제어모듈(100)과 외부기기간의 통신을 이행한다. The communication module 108 performs communication between the control module 100 and an external device.

상기한 안티 에일리어싱 장치에 적용가능한 본 발명에 따른 안티 에일리어싱 방법을 도 5의 흐름도를 참조하여 설명한다. An anti-aliasing method according to the present invention applicable to the above anti-aliasing apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG. 5.

상기 제어모듈(100)은 사용자 인터페이스(104)를 통해 안티 에일리어싱이 요청되는지를 체크한다(200단계). 상기 안티 에일리어싱의 대상이 되는 이미지 데이터는 통신모듈(108)을 통해 입력되거나, 사용자 인터페이스(104)를 통한 사용자 조작에 따라 생성된 것일 수 있다. The control module 100 checks whether anti-aliasing is requested through the user interface 104 (step 200). The image data that is the object of the anti-aliasing may be input through the communication module 108 or may be generated according to a user manipulation through the user interface 104.

상기 제어모듈(100)은 사용자에 의한 안티 에일리어싱이 요청되면, 안티 에일리어싱을 위해 픽셀 내에 하나 이상의 서브 스캔 라인을 형성한다(204단계). 여기서, 상기 하나 이상의 서브 스캔 라인은 수평으로 균등분할되어 위치하는 형태 및, 수직으로 균등분할되어 위치하는 형태 및, 수평으로 중앙에 근접하여 위치하는 형태 및, 수직으로 중앙에 근접하여 위치하는 형태 및, 수평으로 랜덤하게 위치하 는 형태 및, 수직으로 랜덤하게 위치하는 형태 및, 수직 및 수평으로 균등분할되어 위치하는 형태 및, 수직 및 수평으로 중앙에 근접하여 위치하는 형태 및, 수직 및 수평으로 랜덤하게 위치하는 형태 중 어느 하나가 선택될 수 있으며, 상기 서브 스캔 라인의 수 역시 선택될 수 있다. 상기 서브 스캔 라인의 형태 및 수는 안티 에일리어싱 대상이 되는 이미지 데이터 및 이미지 처리 효율에 대응되게 사용자가 선택하거나 맵핑 테이블을 통해 자동 선택될 수 있다. When anti-aliasing is requested by the user, the control module 100 forms one or more sub scan lines in the pixel for anti-aliasing (step 204). Here, the one or more sub-scan lines are horizontally equally divided and positioned vertically, equally divided and positioned horizontally, horizontally positioned close to the center, vertically positioned close to the center, and , Randomly positioned horizontally, vertically randomly positioned, vertically and horizontally equally divided, vertically and horizontally located close to the center, vertically and horizontally randomly One of the shapes may be selected, and the number of the sub scan lines may also be selected. The shape and number of the sub-scan lines may be selected by a user or automatically selected through a mapping table to correspond to image data and image processing efficiency that are anti-aliasing targets.

상기한 하나 이상의 서브 스캔 라인의 형성이 완료된 후에, 상기 제어모듈(100)은 안티 에일리어싱 대상이 되는 픽셀내에 드로잉할 이미지와 하나 이상의 서브 스캔 라인이 겹치는 구간들을 검출한다(206단계). After the formation of the at least one sub scan line is completed, the control module 100 detects sections in which the image to be drawn and the at least one sub scan line overlap in the pixel to be anti-aliased (step 206).

상기 하나 이상의 서브 스캔 라인이 겹치는 구간이 결정되면, 상기 제어모듈(100)은 상기 검출된 구간의 합을 상기 하나 이상의 서브 스캔 라인수로 나누어 커버리지 값을 산출한다(208단계). 여기서, 상기 커버리지 값의 연산을 위해서는 덧셈과 시프트를 통한 연산이 사용되므로, 커버리지 값을 산출하기 위한 연산속도가 향상된다. When the section in which the one or more sub scan lines overlap is determined, the control module 100 calculates a coverage value by dividing the sum of the detected sections by the number of the one or more sub scan lines (step 208). In this case, since calculation through addition and shift is used to calculate the coverage value, the calculation speed for calculating the coverage value is improved.

상기한 커버리지 값의 연산이 완료되면, 상기 제어모듈(100)은 산출된 커버리지 값에 대응되는 색상값으로 해당 픽셀을 채운다(210단계). When the calculation of the coverage value is completed, the control module 100 fills the corresponding pixel with a color value corresponding to the calculated coverage value (step 210).

상기 제어모듈(100)은 상기한 과정을 사용자가 요청한 이미지 데이터에 대응되는 모든 픽셀에 대해 반복하여 이행한다(212단계).The control module 100 repeats the above process for all pixels corresponding to the image data requested by the user (step 212).

상기한 본 발명에 따른 안티 에일리어싱의 수행과정을 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한다. An anti-aliasing process according to the present invention described above will be described with reference to FIGS. 6 to 8.

상기 도 6의 (a)는 픽셀에 드로잉하고자 하고자 하는 이미지를 도시한 것이며, 도 6의 (b)는 픽셀내에 수평으로 균등하게 두 개의 서브 스캔 라인을 형성한 것을 도시한 것이다. 상기 도 6의 (b)를 참조하면, 상기 서브 스캔 라인들과 이미지가 겹쳐지는 부분에 대한 구간이 A~C로 표식되어 있다. FIG. 6A illustrates an image to be drawn on a pixel, and FIG. 6B illustrates two sub scan lines formed horizontally and evenly within the pixel. Referring to (b) of FIG. 6, a section for the portion where the sub scan lines overlap the image is marked with A to C.

상기 제어모듈(100)은 상기 서브 스캔 라인과 이미지가 겹쳐지는 구간 A~C의 합과 상기 서브 스캔 라인의 수를 나누어 커버리지 값을 산출하여, 그에 대응되는 색상값의 색으로 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이 해당 픽셀을 채운다. The control module 100 calculates a coverage value by dividing the sum of the intervals A to C where the sub scan line and the image overlap with the number of the sub scan lines, and calculates a coverage value as shown in FIG. Fill the pixel as shown in

상기 도 7의 (a)는 중심에 근접하게 서브 스캔 라인들을 형성한 것을 예시한 것으로, 도 7의 (b)는 랜덤하게 서브 스캔 라인들을 형성한 것이다. FIG. 7A illustrates sub scan lines formed close to a center, and FIG. 7B illustrates random sub scan lines.

그리고, 도 8의 (a)는 수평으로 형성한 서브 스캔 라인에 수평 이미지가 드로잉되는 경우를 도시한 것으로, 픽셀내에 수평 이미지가 포함됨에도 불구 수평 서브 스캔 라인으로는 검출할 수 없다. 이에 서브 스캔 라인을 격자 형상으로 형성하여 상기 수평 이미지를 검출할 수 있음을 도시한 것이 도 8의 (b)이다. FIG. 8A illustrates a case where a horizontal image is drawn on a horizontally formed sub scan line, and cannot be detected as a horizontal sub scan line even though the horizontal image is included in the pixel. FIG. 8B illustrates that the horizontal image can be detected by forming a sub scan line in a lattice shape.

이와 같이 본 발명은 서브 스캔 라인의 수 및 형태를 조절하여, 연산속도를 유지하면서도 안티 에일리어싱의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. As described above, the present invention can improve the reliability of anti-aliasing while maintaining the operation speed by adjusting the number and shape of the sub scan lines.

도 1은 일반적인 에일리어싱 효과를 예시한 도면. 1 illustrates a general aliasing effect.

도 2 내지 도 3은 종래의 안티 에일리어싱 방법에 따른 영상처리예를 도시한 도면. 2 to 3 show examples of image processing according to a conventional anti-aliasing method.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안티 에일리어싱 장치의 구성도. 4 is a block diagram of an anti-aliasing device according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안티 에일리어싱 방법의 흐름도. 5 is a flowchart of an anti-aliasing method according to a preferred embodiment of the present invention.

도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 안티 에일리어싱에 따른 영상처리예를 도시한 도면. 6 to 8 show examples of image processing according to anti-aliasing according to the present invention;

Claims

In the anti-aliasing method,

If anti-aliasing of the image being drawn in the pixel is requested, forming a plurality of sub scan lines in the pixel;

Detecting sections in which the plurality of sub scan lines overlap the image;

Calculating a coverage value by dividing the sum of the intervals by the number of sub-scan lines;

Filling the pixel with a color of a color value corresponding to the coverage value;

The plurality of sub scan lines,

Horizontally equally divided and positioned vertically, equally divided and positioned horizontally, horizontally positioned close to the center, vertically positioned close to the center, horizontally randomly positioned, and Is selected one of the form of randomly positioned vertically, the form of equally divided horizontally and vertically, the form of vertically and horizontally proximate to the center, and the form of randomly positioned vertically and horizontally. An anti-aliasing method characterized by the above-mentioned.

delete

The method of claim 1,

The number and shape of the plurality of sub scan lines is

Selected by the user,

And a mapping table which maps the shape and processing speed of the image and the number and shape of the plurality of sub scan lines.

In the anti-aliasing device,

Various commands or user interface devices from a user;

Memory devices;

When anti-aliasing of an image drawn in a pixel is requested through the user interface device, a plurality of sub scan lines are formed in the pixel,

Detecting sections in which the plurality of sub scan lines overlap with the image,

A coverage value is calculated by dividing the sum of the intervals by the number of sub-scan lines;

And a control module that fills the pixel with a color of a color value corresponding to the coverage value.

The plurality of sub scan lines,

Horizontally equally divided and positioned vertically, equally divided and positioned horizontally, horizontally positioned close to the center, vertically positioned close to the center, horizontally randomly positioned, and Is selected one of the form of randomly positioned vertically, the form of equally divided horizontally and vertically, the form of vertically and horizontally proximate to the center, and the form of randomly positioned vertically and horizontally. An anti-aliasing device characterized by the above-mentioned.

delete

The method of claim 4, wherein

The control module,

The number and shape of the plurality of sub scan lines,

Selected by the user through the user interface device;

And selecting through a mapping table in which the shape and processing speed of the image and the number and shape of the plurality of sub scan lines are mapped.