TWI311730B - Image rendering method and image rendering apparatus using anisotropic texture mapping - Google Patents

Description

1311730 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 映射之影像再現方法 本發明係關於一種使用異向性材質 及影像再現裝置。

【先前技術】 :發明大體上係關於一種影像再現方法及一種 裝置。本發明係關於（例如）異向性材質映射。 近年來，已1貞著地增強了影像再絲置之效能。 、數位影像資料由一組像素表示。當執行像素過程時，會 添加表示物件之一表面之圖μ /圓安 玲 α _月/圖案或材料特性的影像（材 )。藉此’實現了更詳細之表示。此過程稱為”材質映射、 可自藉由將像素《彡回至材f上而獲得之f彡像（像素佔據 面積）來瞭解材質上每一像素之位置。在一些情況下，佔據 面積由於材質上之異向性而失真。在此等情況下，估計異 向性之方向並使用一些過濾來重建材質，如（例如）1989年6 月之 Berkeley之 University of California之 Computer Science Division的第 UCB/CSD 89/516號報告中之Paul S. Heckbert 的 Fundamentals of Texture Mapping and Image Warping (Masters Thesis)"所揭示。 然而，在此方法中，在訊框緩衝器上考慮以像素為中心 之常態分佈（高斯）。將常態分佈投影回至材質上並應用橢圓 形失真之過濾器（橢圓加權平均）。從而，需要大量計算且計 异成本报高。此不適合於硬體實施。 在 Open GL Extension(oss.sgi.com/projects/ogl_sample/ I09739.doc 1311730 registry/EXT/texn^fUter—ani_Gpie圳之首頁中揭示了 另一方法。在此方法中，百如；丄々L丄 了精由多次使用]VIIP映射電路來減 > »十π成本。然、而’由於像素之佔據面積之形狀較不類似 ，於矩形目此異向性之計算趨向於更加困難。結果，影像 ，， 會模糊且影像再現之精度會降低。 . 【發明内容】 考慮到上述問題而提出本發明，且本發明之目的為提供 籲—種影像再現方法及—種影像再現裝置，其在減少計算成 本同時可增強影像再現之精度。 根據本發明之-態樣之一影像再現方法包括： 根據圖形資訊產生像素； 判定藉由將像素投影於—材f上而獲得之—佔據面積之 異向性的一方向，在該材質上一組紋素安置於uv座標上， 異向性之該方向藉由比較該材質上之該佔據面積在至少三 個不同方向上之長度而判定；及 • ㈣異向性之該方向執行一聰映射之取樣，及執行該像 素之材質映射。 ‘ 根據本發明之—態樣的一影像處理裝置包括： • :光栅處理器，其產生對應於待再現之一圖形之像素， h等像素包括於藉由以—矩陣劃分—圖形搶製區域而獲得 之複數個像素中； 複數個像素處理部分，其為由該光柵處理器產生之該等 像素執行再現過程，藉此形成一訊框緩衝器，在該訊框緩 衝器上一組該等像素安置於xy座標上； 109739.doc 1311730 一材質單元，装 吳執仃一用於將一材皙涞士二JA 程，在該材質上^ l 柯質添加至像素之過 …紋素安置於_標上；及 複數個兒情興 # , α 八褚存由該等像素處理部分及兮;jy· # 凡再現之該等像素之資料， 丨刀及4材質單 該材質單元包括： 一 Μ分電路，i呌曾 之至少：個方^ 座㈣於該訊框缓衝器上 個方向上的微分係數；

一微分向量計瞀雷炊 „ 計算該等❹座於該微分㈣之該計算結果 ^之该4至少三個方向上之微分向量.刀 ^選擇電路，其基於該微分向量計算電路之該結果選擇 4 Μ二個方向中之_者作為該等材質座標上之像素米 狀之/異向性軸’在該方向上該微分向量之量值為最大/ 【實施方式】 現將參看圖1描述根據本發明之第—實施例的影像再現 方法及衫像再現裝置。圖丨為展示根據此實施例之—影像再 現處理器系統LSI 1 0之方塊圖。 如圖1中所示，根據第一實施例之影像再現處理器系統 LSI 10包括—主機處理器2〇、一 1/〇處理器3〇、一主記憶體 4〇及一圖形處理器5〇。該主機處理器2〇及該圖形處理器％ 經由一處理器匯流排BUS連接以便可相互通訊。 主機處理器20包括一主處理器η、1/〇部分η至μ及複數 個數位訊號處理器（DSP)25。此等電路塊經由一局部網路 LN1而連接以便可相互通訊。該主處理器2丨控制主機處理 器2〇中之個別電路塊的運作。該I/O部分22經由主機處理器 109739.doc 1311730 20與外界之間之1/0處理器3〇來執行資料傳輸/接收。該ι/〇 邛刀23執行與主圮憶體4〇之間之資料傳輸/接收。該I/。部分 24經由處理器匯流排Bus來執行與圖形處理器咒之間之資 ，料傳輸/接收。該等數位訊號處理器25基於自主記憶體4〇或 * 外界讀出之資料來執行訊號處理。 I/O處理器30將主機處理器2〇連接至（例如）一通用匯流 ^ 諸如HDD或DVD(數位化通用光碟）驅動器之周邊裝 瞻置及一網路。在此情況下，可將HDD或Dv〇驅動器嵌入 中或可將其提供於LSI 1〇之外部。 主記憶體40儲存運作主機處理器2〇所必需之程式。程式 係自（例如）HDD(未圖示）讀出並被載入主記憶體仙中。 圖形處理器50包括一 DMA(直接記憶體存取）控制器5工、 I/O部分52及53以及-算術過程部分54。歸入控制器51控制 2機處理器20與圖形處理㈣之間之通訊以及算術過程部 刀54内之通訊。1/〇部分52經由處理器匯流排刪控制自/ ，至主機處理器20之輸入/輸出。1/〇部分53控制（例如）自/至諸 如PCI匯流排之各種通用匯流排之輸入/輸出、纟訊〆視訊輪 入/輸出及自/至外部記憶體之輸入/輸出。算術過程部分Μ 執行影像處理算術運算。 算術過程部分54包括一朵嫵考^ 光柵處理裔55、複數個像素遮影 益56-0至56-3及一局部記愔艚t , 加 隐體57在此實施例中，像素遮影 為之數目為4。然而，像素遮影器之數目不限於*且可為8、 3 2專等。現參看圖2，P η '' 兄/有口2杬述异術過程部分54之結構。 為异術過程部分5 4之方塊圖。

1 〇9739.dOC 1311730 圖3展示材質單元63中 ^ ^ ^ 執異向性材質映射之部分。下女 描述了異向性材質映射。 下文 光柵處理器55判定由η 到疋由待再現之圖形 内插來自圖形之頂點座棹 之、，且像素並 .^ 的參數值。關於每一像夸，並秋 參數計算色彩及其他屬彳 y、基於 ^ , 、將计异結果錯存於—訊框缕 衝中。該訊框缓衝器A _ 杧級 文中由（x，y)表示。 私i座棕在下 當執行像㈣科，映射―表 案或材料特性之影像（材之表面的—圖片/圖 此過程稱為材質映射^細之表不。 . 材為為—维紋素（texel)陣列。下 令，紋素之座標由（u,v)表示。其“ ）早歹J下文 ^ 土本上，將紋素之座標作為 參數中之-者給至圖形的每知作為 於具有由光栅處理器55內括，· °將每—像素（其位 内插之座標的訊框緩衝5|上）浐旦/ 至材質上而獲得之影德彳庙主发衡益上）技影 ,, ^像素佔據面積）視將紋辛座;pf 物件及投影轉換之方十 I /丄,、口至 映射時，必需將一此、風各 田要執仃材質 濾應用於佔據面積内之紋素上。 圖4及圖5展示此過 不上 。。 祅之機制。圖4為說明對瘅於@ 器之多邊形的概念圖。相…—同， 卞應於减緩衝 上，如圈4中所- 又疋圓形像素存在於訊框緩衝器 如圖4中所不。亦假定對應於 幅傾斜。接著，如圖 # ，形關於視線大 向上大大伸長了之^中戶佔據面積呈現出在一特定方 在此稱為”異向性方向，，。因此， 使嗲算对去" m之樣子添加至像素中，且 便》亥4紋素經文—些過渡。 用於材質單元63之過诸古达或舱 濾方法為又線性過濾及Μιρ映射。在 109739.doc -10- 1311730 雙線性過濾中，獲取給定像素之材質座標之四個相鄰紋素 並使用該等四個紋素來執行線性内插。此過濾過程由取樣 器72執行。

在MIP映射中，在記憶體中準備了具有不同解析度之複數 個經預過濾之影像（MIP映射）。根據佔據面積之大小選擇具 有適當解析度之影像。若MIP映射之數目為N，貝彳⑶-⑼」）) 稱為’’MIP映射等級"。若MIP映射等級增加丄，則影像在寬 度與高度上之大小均減半。MIP映射等級由表示材質之精細 度等級之值L〇D選擇。值L0D由參數計算器7〇計算。、 在伯據面積在給定方向伸長之情況下，即，在佔據面積 具有異向性之情況下，取樣器72根據異向性之方向多次執 行ΜΪΡ映射之取樣。表示取樣點之數目之值an助及取樣之 方向(du，dV)由參數計算器70計算。另外，座標計算器”基 於（dii，dv)及ANISO計算取樣點之材質座標。 土 系檟…3累積在複數個點處之瓣映射之取樣結果並將 藉由以ANIS0除經累積之值而獲得之平均值作為最终社果 輸出。材質快取記憶體7 4儲存自局部記憶體5 7讀出之材質 資料。取樣器72計算所必需之材質資料的記憶體位址，並 將材質資料讀出請求發出至材質快取記憶體74。若所必* 之貢料未儲存於材質快取記憶體74中，_示材質快^ 憶體74自局部記憶體讀出資料。 、 接者&述具有上述結構之圖形處理器％之運 =意異向性材質映射。圖6為說明由圖形處理器％執= 圖开/再現過程的流程圖。 109739.doc 1311730 §待再現一圖形時 55中(步_〇)。圖形二 輸入至光柵處理器 彩資訊。隨後，光栅處(例如）圖形之頂點座標及色 據之位置相對應之 ；;由待再現之圖形所佔 影器56-0至56·3中之任、1所產生之像素傳遞至像素遮 資料分配單元60、 賴分配單元6G(步驟SU)。 元64 H 以四個為單位將像素分配至像素遮影器單 再現過程(步=)單，行影像再現程式並執 驟 12)。隨後，將俊夸自推| 送至材質單元63 將像素自像素遮影器單元64發 衧寶早心3，且該材質單元6 叫。若完成了材質映射， f映射（步驟

中並結束㈣（f14)。料切麵局部記憶體W —材質映射之結果被傳回像素遮影器單元64中之 理中：:rfr之結果儲存於局部記憶體中。在像素處 並能夠執行其他指令…果自材…x出材質"求’ 素遮影器單元64可使用自二材二Γ63傳回為止。像 :象素處理， ·或可發出另一材質請求； = 局部記情护φ 〇 A # /A * 口木傾存於 所書寫”遮影器單元64根據由程式設計者 看來作，因此提供上述自由度。就此種意義 ，在圖6中，可將材質映射（步驟S13)看 程（步驟S12)之一部分。 象素^術過 容接圖著二看Γ及圖7描述步驟⑴中之材質映射之詳細内 圖7為材質映射之流程圖。 百先’將像素資料自像素遮影器單元“中之任—者輪入 I09739.doc -12- 1311730 至材質單元63(步驟S20)。在圖3中，輸入（2χ2)像素p〇〇、 P〇l、plO及pll之資料。四個像素之⑽座標值表示如下： p00 ： (pOO.u, pOO.v) • p〇l · (pOl.u, pOl.v) • pl〇 · (plO.u, plO.v) pll : (pll.u，pll.v)。 圖8及圖9展示一個像素在xy座標上之形狀之實例以及一 φ 佔據面積在uv座標上之形狀之實例。 隨後，參數計算器70基於以上座標計算ANIS〇 、LOD及 (du，dv)(步驟S21)。參看圖1〇之流程圖詳細描述步驟S21中 之過程。 參數計算器70首先得到訊框緩衝器上之材質座標在〇。方 向（X軸）及90。方向（y軸）上的偏微分係數如/心、如/办、心/心 及dv/dy(步骤S30)。偏微分係數由以下方程式（2)獲得： du/dx=((pl〇.u-p〇〇.u) + (piiu_p〇1 u))/2 • du/dy=((pl0.v-p〇〇.v)+(pH.v.p〇1 v))/2 dv/dx=((p〇l.u-p〇〇.u)+(plLu.pl〇 u))/2 dv/dy=((p〇l.v-p〇〇.v) + (pll>v_pl〇 y))/2 (2) 此外，參數計算器70得到材質座標在相對於乂軸成45。方 向（1轴）及135。方向（1*軸）上的偏微分係數此/和、du/^、dv/dr 及dwd卜如圖u中所示（步驟S31)。此等偏微分係數由以下 方程式（3)獲得： du/dl=(pll.u-p〇〇.u)/v^ dv/dl = (pll.v-p〇〇.v)/v^ 109739.doc -13- 1311730 du/dr=(pl0.u-p01.u)/V2 dv/dr=(pl0.v-p0 1 .v)/V2 ...(3) 以W做除法以便消除像素之對角線長度。 隨後，計算ANISO及LOD。不僅關於X軸及y軸而且關於1 軸及r轴來執行ANISO及LOD之計算。下文中，將X軸及y軸 之ANISO及LOD稱為ANISOxy及LODxy，而將1轴及r軸之 ANISO及 LOD稱為 ANISOlr及 LODlr。 材質單元63首先得到Pmax及Pm in以便計算ANISOxy及 LODxy(步驟S32)。圖12說明此過程。圖12為uv座標系統並 展示像素之佔據面積。 如圖12中所示，Pmax為矩形佔據面積之四個側邊之較長 側邊的長度，而？1!^11為較短側邊之長度。因此，？1113乂及？11^11 可由以下方程式（4)及（5)給出： Pmax=max (|(du/dx, dv/dx)|, |(du/dy, dv/dy)|) ..•(4) Pmin=min (|(du/dx, dv/dx)|, |(du/dy, dv/dy)|) -.-(5) 其中max及min為用於獲得最大值及最小值之函數。 ANISOxy藉由使用Pm ax及Pmin而由以下方程式（6)給出： ANISOxy=min (ceil(Pmax/Pmin), MAXANISO) ...(6) 在方程式（6)中，ceil為用於將小數部分上捨入為整數之 函數，而MAXANISO為取樣點之數目的最大值。簡言之， 兩者，意即佔據面積（較長側邊之長度/較短侧邊之長度）與 取樣點之最大指定數目，中之較小者為ANISOxy。LODxy 109739.doc -14 - 1311730 由以下方程式（7)給出： LODxy=l〇g2(pmax/ANIS〇xy) ••⑺ 以上述方式’得到了 ANISOxy及LODxy。 ' 接著’材質單元63得到Qmax及Qmin以便計算ANISOlr及 * LODlr(步驟S33)。圖13說明此過程。圖13為猜座標系統並 展示與圖12中所示之相同的像素之佔據面積。 如圖13中所示，Qmax對應於佔據面積之較長對角線之長 鲁度’而Qmin對應於較短對角線之長度。因此，Qmax及卩爪出 可由以下方程式（8)及（9)給出：

Qmax=max (I(du/dl, dv/dl)|, |(du/dr, dv/dr)|) ...(8) Qmin=min (|(du/dl, dv/dl)|, |(du/dr, dv/dr)|) …(9) ANISOlr藉由使用Qmax及Qmin而由 以下方程式（10)給出：

ANIS01r=min (ceil(Qmax/Qmin), MAXANISO) …(10) 簡言之’兩者，意即佔據面積（較長對角線之長度/較短對 角線之長度）與取樣點之隶大指定數目，中之較小者為 ANISOlr。另一方面，LODlr由以下方程式（π)給出： LODlr=log2(Qmax/ANIS01r) 以上述方式，得到了 ANISOlr及LODlr。 接著’計算取樣方向（du，dv)。如同ANISO及LOD—般， 不僅關於X軸及y軸而且關於1軸及r軸來計算（du, dv)。下文 中’將X軸及y軸之du及dv稱為duxy及dvxy，而將1軸及r袖之 du及 dv稱為 dulr及 dvlr。 109739.doc 15 1311730 材質單元63首先比較丨（du/dx，dv/dx)|與丨（du/dy, dv/dy)丨以 便計算duxy及dvxy(步驟S34)。若比較結果為|(du/dx, dv/dx)|g|du/dy，dv/dy)|(步驟S35)，則由以下方程式（12)判 定 duxy及 dvxy(步驟 S36): duxy=du/dx dvxy=dv/dx ...(12) 具體言之，在圖12中所示之實例中，沿軸D1安置取樣點。 若比較結果為 |(du/dx, dv/dx)|<|(du/dy，dv/dy)|，則由以下 方程式（13)判定duxy及dvxy(步驟S37): duxy=du/dy dvxy=dv/dy ...(13) 具體言之，在圖12中所示之實例中，沿軸D2安置取樣點。 隨後，材質單元63比較丨（du/dl, dv/dl)|與丨（du/dr，dv/dr)|以 便計算dulr及dvlr(步驟S38)。若比較結果為|(du/dl, dWdl)| g |(du/dr，dv/dr)丨（步驟S3 9)，則由以下方程式（14)判定dulr 及 dvlr(步驟 S40): dulr=du/dl dvlr=dv/dl ...(14) 具體言之，在圖13中所示之實例中，沿軸D3安置取樣點。 若比較結果為 |(du/dl，dv/dl)|<|(du/dr, dv/dr)|，則由以下 方程式（1 5)判定dulr及dvlr(步驟S4 1): dulr=du/dr dvlr=dv/dr ...(15) 具體言之，在圖1 3中所示之實例中，沿軸D4安置取樣點。 109739.doc -16- 1311730 接著，最終判定ANISO、LOD及（du, dv)。對於此等值而 言，選擇已關於具有較高異向性之軸而計算之值。可基於 Pmax/Pmin及Qmax/Qmin計算異向性之程度。因此，可選擇 此等值中之較大者。然而，Pmax/Pmin與Qmax/Qmin之間之 量值的關係等效於Pmax與Qmax之間之量值的關係。因此， 材質單元63比較Pmax與Qmax(步驟S42)。 若比較結果為？11^乂2(5111&\(步驟843)，則八^[180、1^0〇 及（du，dv)可由以下方程式（16)給出（步驟S44): ANISO=ANISOxy LOD=LODxy # (du, dv) = (duxy, dvxy) ...(16) 另一方面，若 Pmax<Qmax，則 ANISO、LOD及（du，dv)可由 以下方程式（17)給出（步驟S45): ANIS0=ANIS01r LOD=LODlr (du, dv)=(dulr, dvlr) ...(17) 簡言之，若Pmax 2 Qmax，則藉由將矩形之四個側邊之較長 側邊及較短側邊視作異向性之長轴及短軸來執行過濾。若 Pmax<Qmax，則藉由將矩形之較長對角線及較短對角線視 作異向性之長軸及短軸來執行過滤。 在如上所述地計算了參數之後，座標計算器7 1計算取樣 點之材質座標（u，v)(圖7中之步驟S22)。若取樣點之數目為 N(N為整數且為1、2、…、ANISO)，則由以下方程式（18) 計算材質座標： 109739.doc 1311730 (u-du/2+ddu χΝ, v-dv/2+ddv xm 在圖12及圖13中所示之實例t ’ . 右 Qmax>pmax且 ANISO= 4 ’則取樣點如圖14所示。圖14展 展不材為座標。在圖14中， ddu及ddv為取樣點之間之偏移， 由以下方程式（19)給出： ddu=du/(ANISO+l) ddv=dv/(ANISO +1) ...(19) 接著，關於由方程式⑽所給出之座標，取樣㈣藉由基 於由方程式（16)或⑼所給出之咖選擇適當的MIP映射等 級來執行取樣（步驟S23)。累積器73計算複數個取樣操作之 取樣結果的平均值（步驟S24)。以此方式，完成材質映射。 根據如上所述之本發明之再現震置及再現方法，獲得了 以下有利效應（1)。 ⑴在防止成本增加之同時’以精確地近似之佔據面積執 行異向性過濾為可能的。 使用根據本發明之結構，#計算了㈣座標之偏微分係 •數時，考慮到了與X軸成45。及135。角之丨軸及r軸以及χ軸及乂 軸如圖1 1中所示。具體言之，除了關於佔據面積之側邊 計算的LOD之外，關於佔據面積之兩個對角線計算了 L〇Dlr。此外，得到了沿對角線及取樣方向（dulr, dvlr)之取 樣點的數目ANISOlr。比較pmax與Qmax。若Pmax較大，則

將關於佔據面積之側邊而得到之值用作L〇D、ANis〇及 (du，dv)。若Qmax較大，則將關於佔據面積之對角線而得到 之值用作LOD'ANISO及（du, dv)。因此，與先前技術相比， 可更精確地計算異向性。換言之，可使得由於複數個MIP -IS- 109739.doc 1311730 映射刼作而被覆蓋之區域 a更接近於佔據面積之形狀。藉由 使用MIP映射，可抑制管 稭由 本之增加；可增強材質映射之 月度’且叮"加再現装置之再現精度。 舉例而言，考康春、 …田什^偏楗分係數時僅考慮x軸及y軸之 ::況。假定佔據面積之形狀為矩形，如圖15及圖叫所示。 :77一則可正確地計算異㈣。此亦應用於本實 Γ 況’且將八咖Xy、L〇吻及（dwy)用作 ANIS0、L0D 及（du，d y)用作 )、向右僅考慮X軸及y軸，則里 向性之計算誤差隨著佔櫨 、h、 耆佔據面積之形狀變得更加不同於矩形 形狀而增加。舉例而言， t 右佔據面積之形狀變得更接 形形狀（如圖17中所千、g p 甲所不）且PmaXgPmin，料估所得之 性之程度為小的。若佔插品拉 右佔據面積之形狀為理想菱形且

Pmax=Pmin，則1誠难丛法 幻”破砰估為理想之各向同性。 在W T之映射等效於 簡早ΜΙΡ映射。然而’在本 隹枣貫轭例中，若Pmax=Pmin，則

QmaX>PmaX。因此，判定沿較長對角線之方向為異向性之 方向。因此，即使佔據面積具有理想菱形形狀，亦可執 異向性過濾、。同時，為了划6 為了列疋異向性’採用一種考慮佔據 面積之面積來替代Pmin的方法為可能的 '然而，盘此方法 相比較’根據本實施例之計算方法可在佔據面積之形狀更 接近愛形形狀之情況下達成較高的近似佔據面積之精度。 接著，描述了根據本發明之第二實施例之—影像再現褒 置及一影像再現方法。在第二實施例中，修正了第一實施 例中之計算公式以使其適於基於硬體之架構。由於以二： I09739.doc 19 Ι3Π730 之結構及再現方法為第一 貫施例所共用，因此省略了對其

du/dl=pll.u-pOO.u dv/dl=pll.v-p〇〇.v du/dr=pl〇.u-p01.u du/dr=pl0.v-p〇l.v (2〇) 消除了方程式（3)中之以W所做之除法。原因為基於p範數 得到了向量之絕對值，且未得到範數其自身但得到了其平 癱方。藉此，平方根之計算變得多餘。方程式（20)中所省略之 以W所做之除法之修正可在方程式（22)中以2做除法來執 行。L2范數由以下方程式（21)給出： L2範數：|(x, Υ)|=λ/(χ2 + υ2) ...(21) 用於個別向量之範數由以下方程式（22)給出： |(du/dx, dv/dx)|2 = (du/dx)2 + (dv/dx)2 |(du/dy, dv/dy)|2 = (du/dy)2 + (dv/dy)2 |(du/dl, dv/dl)|2 = ((du/dl)2 + (dv/dl)2)/2 |(du/dr, dv/dr)|2 = ((du/dr)2 + (dv/dr)2)/2 ...(22) 109739.doc -20- 1311730 此等範數之間之量值關係可藉由使用平方值來判定。 具體言之，將第一實施例中之方程式（4)、（5)、（8)及（9) 修正成以下方程式（23)至（26):

Pmax =max (|(du/dx, dv/dx)| , |(du/dy, dv/dy)|2) ...(23)

Pmin2 = min (|(du/dx, dv/dx)|2, |(du/dy, dv/dy) |2) ...(24)

Qmax2=max (|(du/dl, dv/dl)|2, |(du/dr, dv/dr)|2) ...(25)

Qmin2=min (|(du/dl, dv/dl)|2, |(du/dr, dv/dr)|2) ...(26) 下文將描述關於x軸方向及y轴方向之計算。由於與1軸方 向及r軸方向相關之計算相類似，因此省略了對其之描述。 為了簡化隨後階段之計算，將ANISO限於2的冪。在方程 式（6)中，Pmax/Pmin之小數部分被上捨入成一整數。在本 實施例中，獲得了一接近於Pmax/Pmin的值之2的冪。現假 定Pmax2由尾數部分Mmax及指數部分Emax表示，且Pmin2 由尾數部分Mmin及指數部分Emin表示。舉例而言，可由以 下方程式（27)及（28)計算ANISOxy : ANISO_EXP=(Emax-Emin-m+BIAS)/2 ...(27) ANISOxy=min (2 ANIS0-EXP, MAXANISO) ...(28) 若Mmax<Mmin，則m=l。否則，m=0。可得出方程式（27) 及（28)，因為Pmax/Pmin可由以下等式（29)表示： Pmax/Pmin=(Pmax2/Pmin2)1/2 = 109739.doc -21 - 1311730 ((Mmax/Mmin) x2(Emax-Emin))1/2 ...(29) 當Mmax<Mmin時，指數部分減小1。因而，m = i。當將

Pmax/Pmin之值捨入為2的冪時，BIAS調整上捨入/下捨入。 在BIAS = 0之情況下，當Pmax/Pmin在[2n，2n + 1](n: —整數） 之範圍内時，ANISO為2η且因此將其下捨入。在]31八5 = 2之 情況下’當Pmax/Pmin在[2η，2η+1](η : —整數）之範圍内時， ANISO為2 且因此將其上捨入。在BIASM之情況下，當 Pmax/Pmin 在[V^x2n，你\2"+丨]之範圍内時，ANIS(^2n+1 且變為上捨入與下捨入之間的邊界值。 假定在方程式（28)中’ MAXANISO為2的冪。 因此，省略了方程式（6)中之除法。 由於ANISO為2的幂，因此藉由將第一實施例中之方程式 (7)修正成以下方程式（3〇)來計算 LODxy = l〇g2 (pmax2/(2ANIS〇_Exp)2)/2 = log2 (Mmax x2(Emax'2 xaniso εχρκ,α —)/2 ...(30)

具體吕之，自Pmax2之i匕制加、L , 和數邛分減去ANISO—EXP之雙倍 並計算減法結果之以2 Λ麻沾拟知 又。 馬底的對數。以mx2^式所表示之奋 數的對數由以下方程式（S1)來計算： 只 ...(31) 表來計算l〇g2(m) ’或可在尾數 範圍内之前提下由以下方程式 l〇g2(mx2e)=e + l〇g2(m) 在方程式（31)中，可參考_ 部分m經正規化於u，2]之 (32)近似出 i〇g2(m): l〇g2(m)=m -藉由以上修正 省略了方程 式（7)中之除法。 I09739.doc •22· •••(32) 1311730 安置取樣點之方向（du，dv)與方程式（12)及（13)中之方向 相同。然而，由於向量範數保持為平方值，因此在不計算 平方根之情況下執行與此等平方值的比較。若 |(du/dx, dv/dx)|2^ |(du/dy, dv/dy)|2, 貝1J * duxy=du/dx dVXy=dWdx ...(33) 在圖12中所示之實例中，沿轴D1安置取樣點。若丨⑽紙 dv/dx)|2<|(du/dy，dv/dy)|2，則 duxy=du/dy dvxy=dv/dy • ••(34) 將上述修正應用於方程式（1〇)、（11)、（14)及（15)，並最 終由方程式（16)及（17)判定ANISO、LOD及（du, dv)。 藉由修正方程式（18)及（19)而由以下方程式（35)及（36)得 到取樣點之材質座標：

...(35)

(u-du/2-ddu/2 + ddu χΝ, v-dv/2-ddv/2 + ddv χΝ) ddu = du/ANISO

ddv=dv/ANISO 在方程式（36)中，由於八犯8〇為2的冪，因此除法變成指數 部分之減法。將方程式（1 9)中之以（ANIS〇 +丨）所做之除法變 為以ANISO所做之除法。若座標由方程式計算，則取樣 點不關於初始材質座標（u, v)對稱。因此，在方程式〇5)中， 以（-ddu/2，-ddv/2)之偏移進行修正。在此情況下，可藉由自 指數部分減去1來計算du/2、dv/2、ddu/2及ddv/2。 109739.doc -23 · 1311730 藉由使用根據本實施例之計算方法，除了會獲得第一實 施例之上述有利效應（1)之外，亦可獲得以下有利效應（2)。 (2)可簡化材質單元之硬體架構。 •根據上述方法（如方程式（2〇)所指示），可自偏微分省略以 ，万所做之除法。用於修正以W所做之除法的方程式（22)中 的以2所做之除法可藉由自指數部分減去1來執行。因此， 可簡化電路配置，且可減少計算成本。 • 另外’如方程式（28)中所指示，ANISO由2之冪來表示。 因此，在ANISO之計算中，可僅考慮指數部分ANIS〇_EXp。 在此情況下，在方程式（27)及（28)中執行整數算術運算。由 於無需小數部分之計算，因此可簡化電路配置。此外，可 省略方程式（6)中之除法。另外，為了得到m的值僅需要方 私式（27)中之尾數部分Mmax與Mmin之間之量值關係。因 此，此等值Mmax及Mmin之精度可為低的。因此，可降低 方％式（23)至（26)中之向量範數之尾數部分的精度，且可減 φ 少計算成本。 由於將ANISO捨入為2的冪，因此在影像品質與計算速度 之間會出現取捨。在八犯8〇藉由設定BIAS = 〇而被捨入為2 的較小冪之情況下，取樣點之數目變得少於正常所需之數 目且影像品質降低了。然而，由於取樣次數減少，因此計 异速度增加。反之，在藉由設定BIAS=2來執行捨入為2的 較大幂之情況下，影像品質增加但計算速度降低。因此， 藉由設定BIAS = 1 ’可獲得中間的影像品質及計算速度。儘 管為了確保影像品質增加了取樣次數，但僅增加了相同過 109739.doc -24- 1311730 私之重複次數，因此將不會增加電路之面積。 此外，藉由使用方程式（30)、（31)及（32)之修正，可省略 LOD計算時之除法及對數運算。 如上所述，藉由修正此實施例中之計算公式，可簡化電 .路配置且可減少計算成本。圖18及圖19展示在使用此實施 例之方法的情況下之取樣點。圖18及圖19展示材質座標上 佔據面積。圖1 8展示對應於x軸方向之側邊被判定為異向 鲁=之長轴的情況’且圖19展示對應於!轴方向之對角線被判 定為異向性之長軸的情況。 如圖18中所示’取樣點之間之間距恤、ddv大於方程式 (18)及（19)之情況。然而，由於所有取樣點皆位於佔據面積 之内，因此過濾品質不會大大改變。在圖19之情況下，第 -實施例中之方程式(14)中省略了以^所做之除法。因 此，取樣點之間之間距ddu'ddv亦增加了。然而，由於所 有取樣點皆位於佔據面積之内，因此過濾品質不會降低。

接著，描述根據本發明之第三實施例之一影像再現裝 置。此實施例與-實現包括於第-實施例之材質單元63中 之參數計算器70的硬體架構有關。在其他方面，第三實施 例為第-實_所共用’因此省略了對共用部分之描述。 圖2〇為參數計算㈣之方塊圖。如_中所示，表數計 异器70包含—偏微分單元8Q、—㈣咐數計W及 一參數❹單元82 °將在下文詳細描述此等單元。 圖21為偏微分單元雷软

Dn 之電路圓。如圖21中所示，偏微分 早凡8〇包含—X微分電路9G、1微分電路9卜微分電路 109739.doc •25· 1311730 92及一 r微分電路93。該χ微分電路9〇包括減法器ι〇〇及 1〇卜一加法器102及一除法器1〇3。該減法器100執行（pll u) 與（P〇l.u)之間之減法以及化丨丨…與&儿幻之間之減法。該 . 減法器101執行（P10.u)與（pOO.u)之間之減法以及（ρι〇·ν)* • (ρ〇〇·ν)之間之減法。該加法器102加上減法器1 〇〇之減法結 果及減法器101之減法結果。除法器1〇3以2除加法器102之 加法結果。從而’獲得方程式（2)中所指示之du/dx& dv/dx。 • 7微分電路91包括減法器1 〇4及105、一加法器1 〇6及一除 法态107。該減法器1〇4執行（pu.u)與（pl〇u)之間之減法以 及（Pll.v)與（pl〇.v)之間之減法。該減法器ι〇5執行（p〇1 u) 與（P〇〇_u)之間之減法以及（p01 v)與（p〇〇 v)之間之減法。該 加法器1 06加上減法器1 〇4之減法結果及減法器1 〇5之減法 結果。該除法器107以2除加法器1〇6之加法結果。從而，獲 得方程式（2)中所指示之du/dy及dv/dy。 1微分電路92包括一減法器1〇8及一除法器1〇9。該減法器 • 1〇8執行（Pn.u)與（P〇〇.u)之間之減法以及（pll.v)與（ρ00·ν) 之間之減法。該除法器109以万除減法器1〇8之減法結果。 • 從而’獲得方程式（3)中所指示之du/d]^dv/£U。 !·微分電路93包括一減法器110及一除法器ιη。該減法器 11〇執行（plO.u)與（p0 i .u)之間之減法以及（pl〇 v)與（p〇1 v)之 間之減法。該除法器i丨丨以A除減法器j丨〇之減法結果。從 而’獲得方程式（3)中所指示之du/dr&dv/dr。 圖22為（Xy，Ir)參數計算單元8 1之電路圖。如圖22中所 不，參數計异單元81包含一χι軸座標計算器12〇、__yr軸座 109739.doc -26- 1311730 才不δ十昇态121及一選擇器I]〗。 °亥Χ1軸座私§十异器12〇執行與方程式（4)、（5)、（8)及（9)中 之X及1相關之計算且包括平方計算器123及124、一加法器 125及一平方根計算器126。該平方計算器計算（此/如)2 •及（du/dl)2。該平方計算器⑶計算（dWdx)2及（dv/dl)2。該加 法器125執行由平方計算器123及124所獲得之（du/dx)2與 (dv/dx)之加法以及（du/dl)2與（dv/dl)2的加法。該平方根計 •算器I26計算加法器125之計算結果的平方根。結果，獲得 了以下方程式（37)中所指示之Νχ及N1 :

Nx=/~ ((du/dx)2 + (dv/dx)2) ((du/dl)2 + (dv/dl)2) (37) yi軸座;什算益12 l執行與方程式（4)、（5)、（8)及（9)中之 y及r相關之計算且包括平方計算器in及128、一加法器i29 及一平方根計算器130。平方計算器127計算（du/dy)2及 (du/dr)2。平方計算器128計算（dv/dy)2及（dv/dr)2。加法器129 •執行由平方計算器I27及128所獲得之（dn/dy)2與（dv/dy)2之 加法以及（du/dr)2與（dWd〇2的加法。平方根計算器n〇計算 .加法器129之計算結果的平方根。結果，獲得了以下方程式 (38)中所指示之Ny及Nr : ((du/dy)2 + (dv/dy)2)

Nr=,/~ ((du/dr)2 + (dv/dr)2) (38) 選擇器122包括一比較器131及選擇器電路132至135。比 較器13 1比較Nx與Ny以及N1與Nr。 當比較器13 1之比較結果為NxgNy時選擇器電路132將 109739.doc -27· 1311730

Nx作為Pmax輸出；且當比較結果為Nx<Ny時將Ny作為Pmax 輸出。另外，當NlgNr時選擇器電路132將N1作為Qmax輸 出；且當Nl<Nr時將Nr作為Qmax輸出。選擇器電路133根據 與選擇器電路132之規則相反之規則來選擇Nx或Ny及N1或 Nr並將選定之值作為Pmin及Qmin輸出。 當比較器131之比較結果為NxgNy時選擇器電路134將 du/dx作為duxy輸出；且當比較結果為Nx<Ny時將du/dy作為 duxy輸出。此外，當NlgNr時選擇器電路134將du/dl作為 dulr輸出；且當Nl<Nr時將du/dr作為dulr輸出。 當比較器131之比較結果為NxgNy時選擇器電路135將 dv/dx作為dvxy輸出；且當比較結果為Nx<Ny時將dv/dy作為 dvxy輸出。此外，當NlgNr時選擇器電路135將dv/dl作為 dvlr輸出；且當Nl<Nr時將dv/dr作為dvlr輸出。 以此方式，執行方程式（4)、（5)、（8)、（9)、（12)至（15)及 (21)。 圖23為參數決策單元82之電路圖。參數決策單元82執行 方程式（6)、（7)、（10)、（11)、（16)及（17)。如圖23中所示， 參數決策單元82包括一選擇器140、一 ANISO計算器141及 一 LOD計算器142。選擇器140包括一比較器143及選擇器電 路144至147。比較器143比較Pm ax與Qmax。 當比較器143之比較結果為Pmaxg Qmax時，選擇器電路 144輸出Pm ax;且當比較結果為Pm ax <Qmax時，輸出Qmax。 當PmaxgQmax時，選擇器電路145輸出Pmin ;且當 Pmax<Qmax時，輸出Qmin。當Pmax g Qmax時，選擇器電 109739.doc -28- 1311730 路146將duxy作為最終du輸出；且當Pmax<Qmax時，將dulr 作為最終du輸出。當Pmaxg Qmax時，選擇器電路147將dvxy 作為最終dv輸出；且當Pmax<Qmax時，將dvlr作為最終dv ' 輸出。 - ANls〇計算器141包括一除法器148、一捨入部分149及一 選擇器電路15〇。除法器148對選擇器電路144與145之輸出 執行除法（Pmax/Pmin)或（Qmax/Qmin)。捨入部分149將除法 φ 器148之計算結果之小數部分上捨入成一整數。選擇器電路 15〇選擇捨入部分149之輸出與MAXANISO中的較小者並將 選定值作為最終ANISO輸出。 L〇D計算器142包括一除法器151及一對數計算器152。除 去益i5i對選擇器電路144之輸出與選擇器電路15〇之輸出 執行除法（Pmax/ANISO)或（Qmax/ANIS〇)。對數計算器152 計算除法器151之輸出之對數（1〇g2)並將計算結㈣為最終 LOD輸出。 1此方式’可計算LOD、細⑽及咖»。可藉由以不 同週期執行計算來使用相同電路執行偏微分單元8〇及 10參數計算單元81中之與xy轴及lr軸相關之計算。具體言 之’在偏微分單元咐，可將用於禮標之偏微分的電路用 於V座標之偏微分。另外，在（xy，lr)參數計算單元81中，可 ，方向相_之參數計算電路用於與^向相關之參數 5卞异。更不必說，提供兩個分別 盥lr軸相關夕4 ^ xy軸相關之計算及 /、ir釉相關之計异的相同電路為可能的。 接著，描述根據本發明之第四實施例之-影像再現裝 109739.doc -29- 1311730 置。此實施例與實現包括於第二實施例之 Α _ 啊"買單7〇63中之 參數計鼻器70的硬體架構相關。下文將僅描述與 例之不同點。 一π Μ 參數計算器7()之塊配置與圊对所示相同。圖Μ 分單元80之電路圖。如圖24中所示，偏微分單元8〇藉由自 已結合第三實施例描述之圖21中所示的結構移除除法器 109及111而建構。方程式（2)及（2〇)由此結構執行。

圖25為（xy，lr)參數計算單元81之方塊圖。如圖乃中所 示，參數計算單元8!藉由分別由除法器10〇及選擇器電路 161以及除法器162及選擇器電路j 63來替代提供於已結合 第三實施例描述之圖22中所示之結構的平方根計算器 及13 0而建構。 關於X軸及y軸，選擇器電路161選擇加法器125之計算結 果（（du/dx)2)+(dv/dx)2)並將其作為Nx輸出；且選擇器電路 163選擇加法器129之計算結果（（du/dy^+ov/dy)2)並將其 Φ 作為Ny輸出。關於1軸及1*軸，除法器160及162以2除加法器 I25及I29之輸出。將除法結果（（（du/d^ + ov/d〗）2)/2)及 (((du/dr)2+(dv/dr)2)/2)作為N1及Nr輸出。即，執行方程式 (22)。根據Nx與Ny及N1與Nr之比較結果，選擇器122輸出方 程式（23)至（26)、（33)及（34)之執行結果。 圖26為參數決策單元82之電路圖。參數決策單元82執行 方程式（27)、（28)、（30)、（31)及（32)。不同於第三實施例， 由 Pmax2、Pmin2、Qmax2及 Qmin2取代 Pmax、Pmin、Qmax 及Qmin。選擇器140具有與第三實施例中之結構相同之結 109739.doc -30- 1311730 構。如已結合第二貫施例描述，pmax2及Qmax2由尾數部分

Mmax及指數部分Emax表示；且Pmin2及Qmin2由尾數部分

Mmin及指數部分Emin表示。因此，選擇器電路144輸出 . Pmax2或Qmax2之尾數部分Mmax及指數部分Emax ;且選擇 * 器電路145輸出Pmin：^ Qmin2之尾數部分Mmin及指數部分 • Emin 〇 ANISO計算器141包括一比較器164、選擇器電路165及 φ I50、一減法器166、一加法器167、一除法器168及—冪計 异器169。比較器比較Mmax與Mmin。當在比較器164中 MmaX<Mmin時，選擇器電路165選擇〇，而在其他情況下選 擇1並將選定之值作為方程式（27) t (BIAS=1)之 BIAS)=m’輸出。減法器166計算（Emax_Emin)。加法器i67 加上減法器166之輸出及選擇器電路165之輸出。除法器i68 以2除加法器167之輸出並輸出由方程式（27)給出之 ANISO_EXP。隨後’冪計算器ι69計算2 aniso_exp。可藉由 φ將”1"向左（向上位元側）移動輸入值之量而以二進位表示來 執行冪之計算。選擇器電路15〇選擇冪計算器169之輸出與 .MAXANISO中之較小者並執行方程式（28)。結果，獲得最 終ANISO。在第二實施例中，由方程式（28)計算之值並非最 終ANISO。然而，在本實施例中，在比較了 pmax與卩爪仏 之後計算ANISO。因此，在此階段獲得之值變為最終使用 之 AN1SO。 LOD計算器i42執行方程式（3〇)，且包括減法器17〇及 171、一加法器172以及一除法器173。減法器17〇自1^111以減 109739.doc 1311730 去1。藉此，執行方程式（32)之近似值並可計算出 log2(Mmax)。減法器 171 計算 log2(2(Emax-2xANIs〇_ExP))。即， 計算（Emax-2xANISO_EXP)。可藉由將加法器167之輸出 (Emax-Emin+m')之最低有效位元LSB設定為零來獲得 (2><ANISO一EXP)。因此，減法器171將藉由將加法器167之 輸出之LSB設定為零而獲得之結果自Emax減去。此後，加 法器I72加上減法器170及1W之輸出。結果，獲得 1〇g2(MmaXx2^-2-nS〇_EXP))。隨後，除法器\73以2除: 法器172之輸出並完成方程式（3〇)之計算。因此，獲得最終 LOD。在第二實施例中，如同ANIS〇一般，已將由方程式⑽ 計算之㈣述為並非最終L〇D。然而，在本實施例中，在 比較了 與扣狀之後計算出·。因此，在此階段獲得 之值變為最終使用之L〇d。 猎由使用如上所咸结 — 所述之弟二貫施例之計算方法，可省 ▲所做之除法以及對數計算。盥第；z實於如$社& 較，組件之數目揭士 弟—實靶例之結構相比 量小，故τ ά θ σ 了。然而’由於在每一部分中之計算 里小，故可減少實際電路面積。 卞异 如上所述，根據本發明之第一5笛一 裝置及影像再現 之影像再現 _ _ 田執饤異向性材質昧Μ B主 w / 不僅猎由考慮沿佔據面積之側邊的方^映料，異向性 據面積之對角 、向而且藉由考慮沿佔 邊與較短側邊幾乎相：來判定。即使在佔據面積之較長側 向性。結果，*向性^情況下’亦可以較高精度判定異 影像品質之材質映射。=精度增強了且可執行具有較高 109739.doc 匕，可改良影像再現裝置中之影 >32- 1311730 像再現之精度。 在上述實施例之步驟S35、S39及S43中，將分支條件分別 設定為|(du/dx, dv/dx)|2|(du/dy，dv/dy)|、|(du/dl, dv/dl)|g |(du/dr, dv/dr)丨及Pmaxg Qmax。或者，可將此等條件設定為 |(du/dx, dv/dx)|>|(du/dy5 dv/dy)| ' |(du/dl, dv/dl)|>|(du/dr, dv/dr)丨及Pmax>Qmax。原因為：當兩個待比較之值相等時， 無論基於xy方向計算還是基於lr方向計算，皆獲得相同之計 算結果。 在圖1 0中，可在步驟S33之後比較Pmax與Qmax。若Pmax 大於Qmax，則無需步驟S38至S43以及S45中之計算。在相 反之情況下，無需步驟S34至S37以及S42至S44。此外，如 第三及第四實施例中，在步驟S32及S33中，可僅計算 Pmax、Pmin、Qmax及 Qmin，且可比較了 Pmax與 Qmax之後 計算ANISO及LOD。藉此，可在不執行步驟S43至S45中之 選擇的情況下計算最終ANISO及LOD。 此外，在上述實施例中，將與X轴成45°及135°之1軸及r 軸視作如圖11中所示。然而，待添加至X軸及y轴之轴的角 度不限於與X轴所成之45°及135°且可自由設定。此外，待 添加至X軸及y軸之軸的數目不限於兩個。舉例而言，可添 加一個軸或三個或三個以上之軸。除了不必設定X軸及y轴 之外，亦不必設定待添加之軸。舉例而言，當考慮三個軸 時，使用X軸以及與X軸成120°及240°之兩個軸為可能的。 隨著軸之數目的增加，計算量相應地增加。可考慮到與所 需影像品質之間之取捨來設定軸之數目。舉例而言，圖27 109739.doc -33- 1311730 展示僅添加一個軸（z軸）之情況。即使軸之 ^ q两j，仍可藉 由比較三個軸之最長轴與最短軸來執行異向性之計算。在 圖27中’佔據面積具有橢圓形形狀。在上述實施例：，為 描述之方便起見，假定你據面積為矩形。然而，佔據面積 可為橢圓形（如圖27中所示）且佔據面積之形狀不受限制。 根據第一至第四實施例之影像處理裝置可適用於（例如） 遊戲機、本藉飼服器、電視、行動資訊終端等等。圖以為 提供於-包括根據第-至第四實施例之影像處理裳置的數 位TV中之-數位板的方塊圖。使用數位板來控制通訊資 訊’諸如視訊/音訊。如圖28中所示，數位板ιι〇〇包含一前 端單元mo、一影像繪製處理器系統112〇、一數位輸入單 元mo、A/D轉換器1140及1180、一重像減少單元115〇、一 3D YC分離單元1160、—彩色解碼器117〇、— lan過程⑶ 1190、一LAN終端1200、一橋式媒體控制器LSI 121〇、一卡 片才曰1220、一快閃s己憶體123〇及一大容量記憶體（例如，動 態隨機存取記憶體（DRAM))124〇。前端單元111〇包括數位 調譜器模、組⑴认⑴2、— 0FDM(正交分頻多王）解調單元 1113及一 QPSK(正交相移鍵控）解調單元〗丨。 〜像、曰製處理器系統112 〇包含一傳輸/接收電路1丨2丨、一 MPEG2解碼器1122、一圖形引擎1123、一數位格式轉換器 1124及一處理器1125。舉例而言，圖形引擎n23及處理器 1125對應於已結合第一至第四實施例描述之圖形處理器％ 及主機處理器20。 在上述結構中，地面數位廣播波、BS(廣播衛星）數位廣 \Q9139.doc -34- 1311730 播波及11G度CS(通訊衛星）數位廣播波由前端單元⑴〇解 調。另夕卜，地面類比廣播波及DVD/VTR訊號由3d yc分離 單元ii6(m及彩色解碼㈣爾碼。將輯調/經解碼之訊 號輸入至影像繪製處理器系統112〇並由傳輸/接收電路心 .刀離成視Λ、音訊及資料。在視訊方面，視訊資訊經由 MPEG2解碼@ 1122輸人至圖形引擎U23。圖形引擎ιΐ23隨 後由實施例中所描述之方法再現一物件。 φ 圖29為包括根據第一至第四實施例之影像處理裳置的記 錄/重現裝置的方塊圖。如圖29中所示，一記錄/重現裝置 1300包含一刖置放大器131〇、—馬達驅動器、一記憶 體1330、一影像資訊控制電路1340、一使用者I/F CPU 1350、一快閃記憶體136〇、一顯示器i3?〇、一視訊輸出單 元13 80及一音訊輸出單元139〇。 影像資訊控制電路1340包括一記憶體介面1341、一數位 訊號處理器1342、一處理器1343、一視訊處理器1345及一 •音讯處理器1344。舉例而言，視訊處理器1345及數位訊號 處理盗1 342對應於已結合第一至第四實施例描述之圖形處 理器50及主機處理器2〇。 使用上述結構，將自前置放大器13 10讀出之視訊資料輸 入至影像育訊控制電路134〇。隨後，將圖形資訊自數位訊 號處理器1342輸入至視訊處理器1345。視訊處理器1345藉 由本發明之實施例中所描述之方法繪製物件。 在上述數位TV或記錄/重現裝置之情況下，尤其在具有 3D圖形功能之情況下，可獲得上述有利效應。 109739.doc -35- 1311730 可使用電腦由軟體來實施第— ^ 王弟四貧鈿例中所描述之 異向性材質映射。即，可使CPU執行圖附所說明之過程。 在此情況下’:將執行圖1G中所說明之過程的程式儲存於 δ己錄媒體中。藉此，可自由載 、 a田戰逑矛王式且可在各種硬體中 施根據本實施例之圖形再現方法。 【圖式簡單說明] 圖1為展示根據本發明之第—實施例之—影像處理裝置 之方塊圖； \

圖2為展不根據本發明楚| , 豕+货明之第一貫施例之包括於圖形處理 器中之算術過程部分的方塊圖； 圖3為展示根據本發明之第—實施例之包括於算術過程 部分中之一材質單元的方塊圖； 圖4為展示根據本發明之第一實施例之影像處理方法中 之訊框缓衝器與一多邊形之間之關係的圖式； 圖5為一根據本發明之第一實施例之影像處理方法中之 一材質的示意圖； 圖6為說明根據本發明之第一實施例之一影像處理方法 的流程圖； 圖7為說明根據本發明之第一實施例之一影像處理方法 的流程圖； 圖8為一根據本發明之第一實施例之影像處理方法中之 一訊框緩衝器的示意圖； 圖9為一根據本發明之第—實施例之影像處理方法中之 —材質的示意圖； 109739.doc -36· 1311730 圖1 〇為說明根摅 的流程圖；據本發明之第-實施例之-影像處理方法 圖11為根據本發明之第-實施例之影像處理方法中之 一訊框緩衝器的示意圖； 甲之 圖12為展不根據本發明之第—實施例之影像處理方 #質上的—佔據面積的示意圖； 圖U為展不根據本發明之第一實施例之影像處理方 之-材質上的_佔據面積的示意圖； 圖14為展不根據本發明之第-實施例之影像處理方法中 之-材質上的-佔據面積的示意圖； 圖丨5為展示根據本發明之第一實施例之影像處理方法中 之材質上的-佔據面積的示意圖； 圖16為展示根據本發明之第一實施例之影像處理方法中 之=材質上的一佔據面積的示意圖； 圖17為展示根據本發明之第一實施例之影像處理方法中 之:材質上的一佔據面積的示意圖； 圖1 8為展不根據本發明之第二實施例之影像處理方法中 之材質上的—佔據面積的示意圖； 圖1 9為展示根據本發明之第二實施例之影像處理方法中 之材質上的一佔據面積的示意圖； 圖20為展不根據本發明之第三實施例之包括於一材質單 元中之—參數計算器的方塊圖； 圖21爲度 —χ 展不根據本發明之第三實施例之包括於材質單元 中之—偏微分單元的方塊圖； 109739.doc •37· 1311730 圖22為展示根據本 = 办 个知月之弟一實施例之包括於材質罩_ 中之— Uy，lr)參數計算單元的方塊圖； ^ 圖23為展示根據本發明之第=眚 ‘中之H… 月之弟-貝施例之包括於材質單 T之參數決桌單元的方塊圖； 疋 -圖24為展示根據本發明之第四實施例之包括 中之-偏微分單元的方塊圖； 村質早疋 圖25為展示根據本發明第 包括於㈣單元 #中之-（xy’h·)參數計算單元的方塊圖； 圖26為展示根據本發明之第四實施例之 中之一參數決策單元的方塊圖； 材負早凡 =展示根據本發明之第一至第四實施例之 、 材資上的一佔據面積的示意圖； 圖28為包括根據本發明篦 — 裝置的-數一方塊圖;及—至知貫施例之影像處理 巍f置的為包括根據本發明之第—至第四實施例之影像處理 鲁裝置的-記錄/重現裝置的方塊圖。 10 20 影像再現處理 主機處理器 21 主處理器 22 I/O部分 23 I/O部分 24 I/O部分 25 數位訊號處理 I09739.doc -38- 1311730

30 I/O處理器 40 主記憶體 50 圖形處理器 51 DMA控制器 52 I/O部分 53 I/O部分 54 算術過程部分 55 光柵處理器 56-0 像素遮影器0 56-1 像素遮影器1 56-2 像素遮影器2 56-3 像素遮影器3 57 局部記憶體 60 資料分配單元 63 材質單元 64 像素遮影器單元 70 參數計算器 71 座標計算器 72 取樣器 73 累積器 74 材質快取記憶體 80 偏微分單元 81 (xy, lr)參數計算單元 82 參數決策單元 109739.doc -39- 1311730 128 平方計算器 129 加法器 130 平方根計算器 131 比較器 132 選擇器電路 133 選擇器電路 134 選擇器電路 135 選擇器電路 140 選擇器 141 ANISO計算器 142 LOD計算器 143 比較器 144 選擇器電路 145 選擇器電路 146 選擇器電路 147 選擇器電路 148 除法器 149 捨入部分 150 選擇器電路 15 1 除法器 152 對數計算器 160 除法器 161 選擇器電路 162 除法器 109739.doc -41 - 1311730 163 選擇器電路 164 比較器 165 選擇器電路 166 減法器 167 加法器 168 除法器 169 冪計算器 170 減法器 171 減法器 172 加法器 173 除法器 1100 數位板 1110 前端單元 1111 數位調諧器模組 1112 數位調諧器模組 1113 正交分頻多工解調單元 1114 正交相移鍵控解調單元 1120 影像繪製處理器系統 1121 傳輸/接收電路 1122 MPEG2解碼器 1123 圖形引擎 1124 數位格式轉換器 1125 處理器 1130 數位輸入單元 109739.doc -42- 1311730

1140 A/D轉換器 1150 重像減少單元 1160 3D YC分離單元 1170 彩色解碼器 1180 A/D轉換器 1190 LAN過程LSI 1200 LAN終端 1210 橋式媒體控制器LSI 1220 卡片槽 1230 快閃記憶體 1240 大容量記憶體 1300 記錄/重現裝置 13 10 前置放大器 13 20 馬達驅動器 1330 記憶體 1340 影像資訊控制電路 1341 記憶體介面 1342 數位訊號處理器 1343 處理器 1344 音訊處理器 1345 視訊處理器 1350 使用者I/F CPU 1360 快閃記憶體 1370 顯示器 • 43 - 109739.doc 1311730 1380 視訊輸出單元 1390 音訊輸出單元

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Claims (1)

1. 131WSQ)·號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(98年2月） 十、申請專利範圍： 1. 一種影像再現方法，其特徵為其包含： 根據圖形資訊產生像素（p00、p0l、pl〇、pll); 判定藉由將該像素（p00、p01、pl0、pll)投影於一材質 上而獲得之一佔據面積之異向性的一方向（D1至D4)，在 β亥材質上一組紋素安置於uv座標上，異向性之該方向⑴1 至D4)係II由比較該#質上之該伯據面積在至少三個不 同方向（x軸、y軸、1軸、Γ軸）上之長度而判定；及 根據異向性之該方向執行一 MIp映射之取樣 並執行該像素（P00、p01、pl0、pU)之材質映射。 2. 如叫求項1之方法，其特徵為：當判定了該異向性時，比 較分別對應於一X軸方向及一y轴方向之該佔據面積之長 度（Pmax、Pmin)與分別對應於一1軸方向及一r軸方向之該 佔據面積之長度（Qmax、Qmin)，其中該X軸方向、該又軸 方向、該1軸方向及該r軸方向屬於一訊框緩衝器，在該訊 框緩衝盗上一組該等像素存在於巧座標上，且該1軸與該X 轴成45。，且該r軸與該X軸成135。。 3·如請求項1之方法，其特徵為異向性之一方向之該判 括： 執行該佔據面積上之一材質座標11及^^關於_χ軸、一^ 軸、—1軸及一r軸之偏微分，藉此得到du/dx、du/扑、 du/dr、du/cU、dv/dx、dv/dy、dv/dr及dv/cH，其巾該χ軸、 ^轴、該i軸及該1•軸屬於一訊框緩衝器，在該訊框緩衝 益上一組該等像素（p0〇、p(H、pl〇、pll)存在於巧座標上， 109739-980218.doc 1311730 »亥X軸、該y軸、該1軸及該r軸在該訊框 向延伸； 冑器上向不同方 藉由使用 du/dx、dv/dx、du/dy及 dv/dy 來 * V 绿/Jr 异—對應於 該佔據面積之-較長側邊之一長度的值‘Χ 用d祕、㈣卜㈣心灿來計算—對應於該佔據面^ 之—車父長對角線之一長度的值Qmax ;及 若Pmax大於Qmax，則判定沿該較長側 ^ ΙΛ. ^ ^ 问為異 2性之❹向，及若Q職大於Pmax，則判定沿該較長對 角線之一方向為異向性之該方向。 4·Γ=3之方法，其特徵為該偏微分係藉由使用相鄰的 ㈣像素之間之該等材質座標之差來執行。 5.如請求項3之方法，其特徵為異向性之—方向之該 —步包括： 與-ΜΙΡ映射之該取樣係沿該佔據面積之該較 邊執行之情況相關的第—精細度等級（L〇Dxy)及— ==映射之該取樣係沿該佔據面積之該較長對角線 ^凊況相關的第二精細度等級（L⑽r);及 右將“亥較長側邊之該方向判定為異向性之該方向， 第—精細度等級（L〇DXy)在一材質映射中判定 及若將沿該較長對角線之該方向判定為 之該方向，則使用該第二精細度等級（L0Dlr)判 該MIP映射等級。 疋 MW之方法’其特徵為該第一精細度等級（L0Dxy) 之該㈣括藉由使用du/dx、dv/dx、d，及dwdy來計 109739-980218.doc 1311730 算一對應於該佔據面積之一較短側邊之一長度的值 Pmin ;及使用該Pmax與該Pmin之間之一比率來計算一第 一取樣數目（ANISOxy)， 該第二精細度（LODlr)之該計算包括藉由使用、 dv/dl、du/dr及dv/dr來計算一對應於該佔據面積之一較短 對角線之一長度的值Qmin ;及使用該Qmax與該Qmin之間 之一比率來計算一第二取樣數目（ANISOlr)，及 右將沿β較長側邊之該方向判定為異向性之該方向， 則執行與該第一取樣數目（ANISOxy)同樣多次數之該ΜΙρ 映射的該取樣，及若將沿該較長對角線之該方向判定為 異向性之該方向，則執行與該第二取樣數目（ANIS〇lr)同 樣多次數之該MIP映射的該取樣。 7. 如請求項6之方法，其特徵為該Pmax與該pmin之間之該比 率及該Qmax與該Qmin之間之該比率由2的一冪來表示。 8. 如請求項丨之方法，其特徵為該佔據面積具有一矩形形 狀。 9. 一種影像再現方法，其特徵為其包含： 根據圖形資訊產生像素（p00、p〇1、pl〇、pU); 判定藉由將該像素（p00、ρ(Π、pl0、pll)投影於一材質 上而獲得之一佔據面積的異向性的一方向（D1至D4)，在 該材貝上—組紋素安置於uv座標上，異向性之該方向（D1 至D4)由該佔據面積之長度相對於-訊框緩衝ϋ上之長 度的變化率來判定，在該訊框緩衝器上一組該等像素安 置於一維座標上’關於該訊框緩衝器上之至少三個不同 109739-98021B.doc 1311730 方向上之該佔據面積之長度比較該變化率；及 根據異向性之該方向（D1至D4)執行一 MIP映射之取 樣，及執行該像素（p〇〇、p〇l、plO、pll)之材質映射。 10.如請求項9之方法，其特徵為關於該訊框緩衝器之_父轴 方向及一y軸方向比較該變化率’及關於該訊框緩衝器之 一 1軸方向及一 r軸方向比較該變化率，其中該丨軸與該χ軸 成45。’且該r軸與該X軸成135。。 11·如請求項9之方法，其特徵為異向性之一方向之該判定包 括： 執行該佔據面積上之一材質座標u&v關於該父軸、該y 軸、該1軸及該r軸之偏微分，藉此得到du/dx、du/dy、 du/dr、du/cH、dv/dx、dv/dy、dv/dr及 dv/cU，其中該 χ轴、 該y軸、該1轴及該r軸在該訊框緩衝器上向不同方向延伸； 猎由使用du/dx、dv/dx、du/dy及dv/dy來計算一對應於 該佔據面積之-較長側邊之一長度的值Nx,及藉:使 用du/dl、dv/dl、du/dr及dv/dr來計算—對應於該佔據面積 之一較長對角線之一長度的值Qmax ;及 若Pmax大於Qmax，則判定沿該較長側邊之—方向 =該:向，且若—大於。max，則判定沿該較長對 角線之一方向為異向性之該方向。 12. —種影像處理裝置，其特徵為其包含： -光柵處理器(55)，其產生對應於 C00r、plG、pll)，”___= 』刀-圖开"會製區域而獲得之複數個像素中 109739-980218.doc 1311730 複數個像素遮影器單元(64)，其為由該光柵處理器⑼ 產生之該等像#(_、pG1、plG、pU)執行再現過程，藉 此形成-訊框緩衝器，在該訊框緩衝器上—組該等像素 (p〇〇、p01、pl〇、pll)安置於 ^座標上， 材質早tl(63)’其執行—用於將—材f添加至該像素 (p〇 p01 pl〇、pl”之過程’在該材質上一組紋素安置 於uv座標上，·及 二己隐體（57) ’其儲存由該等像素遮影器單元⑽及該 材質單元（63)再現之該等像素_、PG1、pH)、pll)之資 该材質單元（63)包括： 微刀電路（90至93)，其計算該等材質座標關於該訊框 緩衝器上之至少三個方向的微分係數； 一座標計算器⑽、121),其基於該微分電路障Μ) 之該計算結果’計算該等材質座標之該等至少三個方向 上之微分向量；及 -選擇H(14G)，其基於該座標計算器（12()、丨川之該 結果，選擇該等$少二桐古^^ ifr 寻^一個方向中之-者作為該等材質座 標上之像素形狀之一異向性 、门性軸，在該方向上該微分向量 之量值為最大。 13. 如請求項12之裝置，其特糌盔# & # , ^ 丹符徵為该座標計算器（120、121) §十算s亥等微分係數之平方， 丁及使用該等微分值之該等平 方計算該等微A向量之該量值的平方，及 该選擇器（140)比較該等微分，詈 风刀向I之該量值之該等平 方0 109739-980218.doc