(57)【要約】  複数のサンプル点（３２１−３２４）から生成される複数のサンプル値から画素値を生成する方法及びデバイスが提供される。方法は、複数のサンプル値を生成することと、当該画素値を決定するために当該複数のサンプル値に重み付けすることとを含む。各サンプル値は、サンプル領域（３１１−３１４）内の複数の候補サンプル点（３２１−３２４）のうちの１つから生成される。サンプル領域は、画素の２つの境界線が交差する角に位置する。サンプル領域のサイズは、画素のサイズより小さい。デバイスは、本発明による方法を実行するように構成される。
2008521102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサンプル値から画素値を生成する方法であって、
複数のサンプル値を生成する工程と、
前記画素値を決定するために前記複数のサンプル値に重み付けする工程と、
サンプル領域（３１１−３１４）内の複数の候補サンプル点（３２１−３２４）のうちの１つから各サンプル値を生成する工程であって、前記サンプル領域が前記画素の２つの境界線が交差する角に位置し、前記サンプル領域のサイズが前記画素（３０５）のサイズより小さいことを特徴とする方法。
【請求項２】
ある特定の画素値を決定するために生成された前記複数のサンプル値のうち少なくとも１つを、別の画素の前記画素値を決定する場合に利用する工程を備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
サンプルパターンに従って前記複数のサンプル値を生成する工程を備え、該サンプルパターンは、隣接画素の画素値を決定するためにサンプル値を生成する際のサンプルパターンとは異なることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
１つの画素の前記画素値を決定するために４つのサンプル値を利用する工程を備え、前記４つのサンプル値の各々は、別個のサンプル領域（３１１−３１４）内のサンプル点（３２１−３２４）から生成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記画素（３０５）の２つの境界線が交差する角を中心とするサンプル領域（３１１−３１４）内のサンプル点（３２１−３２４）から各サンプル値を生成する工程を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
ｎ×ｎのサブ画素を含むサンプル領域（３１１−３１４）から各サンプル値を生成する工程を備え、前記画素（３０５）はｐ×ｐのサブ画素を含み、ｐはｎより大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
サンプル点（３２１−３２４）から１つの画素の前記画素値を決定するための各サンプル値を生成する工程を備え、該１つの画素の前記画素値を決定するためのサンプル値を生成するための各サンプル点は、前記画素の中心からｘ方向に異なる距離及び前記画素の中心からｙ方向に異なる距離に位置することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
第１のサンプル領域（３１１）の１列１行目に位置する第１のサンプル点（３２１）から第１のサンプル値を生成する工程と、
第２のサンプル領域（３１２）の２列２行目に位置する第２のサンプル点（３２２）から第２のサンプル値を生成する工程と、
第３のサンプル領域（３１３）の２列１行目に位置する第３のサンプル点（３２３）から第３のサンプル値を生成する工程と、
第４のサンプル領域（３１４）の１列２行目に位置する第４のサンプル点（３２４）から第４のサンプル値を生成する工程とを備え、
前記第１のサンプル領域、前記第２のサンプル領域、前記第３のサンプル領域及び前記第４のサンプル領域の各々は、前記画素（３０５）の２つの境界線が交差する異なる角を中心とすることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
画素の中心におけるサンプル位置から追加のサンプル値を生成する工程を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
複数のサンプル値から画素値を生成するデバイスであって、
複数のサンプル値を生成するサンプリング手段（２０４）と；
前記画素値を決定するために、前記複数のサンプル値に重み付けする重み付け手段（２０１）とを備え、
前記サンプリング手段（２０４）は、サンプル領域（３１１−３１４）内の複数の候補サンプル点（３２１−３２４）のうちの１つから各サンプル値を生成するように構成され、前記サンプル領域は前記画素の２つの境界線が交差する角に位置し、前記サンプル領域のサイズは前記画素（３０５）のサイズより小さいことを特徴とするデバイス。
【請求項１１】
前記サンプリング手段（２０４）は、
ある特定の画素値を決定するために生成される前記複数のサンプル値のうち少なくとも１つを、別の画素の前記画素値を決定する場合に利用するように構成されることを特徴とする請求項１０記載のデバイス。
【請求項１２】
前記サンプリング手段（２０４）は、サンプルパターンに従って前記複数のサンプル値を生成するように構成され、該サンプルパターンは、隣接画素の画素値を決定するためにサンプル値を生成する際のサンプルパターンとは異なることを特徴とする請求項１０又は１１記載のデバイス。
【請求項１３】
前記サンプリング手段（２０４）は、１つの画素の前記画素値を決定するために４つのサンプル値を利用し、別個のサンプル領域（３１１−３１４）内のサンプル点（３２１−３２４）から前記４つのサンプル値の各々を生成するように構成されることを特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記サンプリング手段（２０４）は、前記画素（３０５）の２つの境界線が交差する角を中心とするサンプル領域（３１１−３１４）内のサンプル点（３２１−３２４）から各サンプル値を生成するように構成されることを特徴とする請求項１０乃至請求項１３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記サンプリング手段（２０４）は、ｎ×ｎのサブ画素を含むサンプル領域（３１１−３１４）から各サンプル値を生成するように構成され、前記画素（３０５）はｐ×ｐのサブ画素を含み、ｐはｎより大きいことを特徴とする請求項１０乃至請求項１４のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記サンプリング手段（２０４）は、
サンプル点（３２１−３２４）から１つの画素の前記画素値を決定するために各サンプル値を生成するように構成され、該１つの画素の前記画素値を決定するためのサンプル値を生成するための各サンプル点は、前記画素の中心からｘ方向に異なる距離及び前記画素の中心からｙ方向に異なる距離に位置することを特徴とする請求項１０乃至請求項１５のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記サンプリング手段（２０４）は、
第１のサンプル領域（３１１）の１列１行目に位置する第１のサンプル点（３２１）から第１のサンプル値を生成し、
第２のサンプル領域（３１２）の２列２行目に位置する第２のサンプル点（３２２）から第２のサンプル値を生成し、
第３のサンプル領域（３１３）の２列１行目に位置する第３のサンプル点（３２３）から第３のサンプル値を生成し、
第４のサンプル領域（３１４）の１列２行目に位置する第４のサンプル点（３２４）から第４のサンプル値を生成するように更に構成され、
前記第１のサンプル領域、前記第２のサンプル領域、前記第３のサンプル領域及び前記第４のサンプル領域の各々は、前記画素（３０５）の２つの境界線が交差する異なる角を中心とすることを特徴とする請求項１６記載のデバイス。
【請求項１８】
前記サンプリング手段は、画素の中心におけるサンプル位置から追加のサンプル値を生成するように構成されることを特徴とする請求項１０乃至請求項１７のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１９】
請求項１０乃至請求項１８のいずれか１項に記載の画素値を生成するデバイスを備えることを特徴とする電子装置。
【請求項２０】
前記電子装置は、移動無線端末、ページャ、通信機、電子オーガナイザ、スマートフォン、携帯情報端末又はコンピュータであることを特徴とする請求項１９記載の電子装置。
【請求項２１】
前記装置は移動電話（１）であることを特徴とする請求項１９記載の装置。
【請求項２２】
コンピュータに、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の方法を実行させるためのコンピュータプログラム。
【請求項２３】
請求項２２に記載のコンピュータプログラムを格納したコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
一般に、本発明は、グラフィック処理に関し、特に、アンチエイリアスグラフィック映像を低い計算コスト及び高いフレームレートで生成する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エイリアシングは、コンピュータグラフィックスの初期から、静止画又は動画をディスプレイに提供する際に問題となってきた。この問題は、例えば画素の中心から生成される１つのサンプルがレンダリングされる色を判定するのに利用される時に発生する。
【０００３】
エイリアス映像の低画質を抑制する１つの方法は、アンチエイリアシング技術を使用することである。そのような技術の１つは、スーパーサンプリングである。スーパーサンプリングは、適切な映像品質を提供するが、計算負荷が大きいためにフレームレートが低いという欠点を有する。更に詳細には、スーパーサンプリングは、画面に表示される最終的な解像度より高い解像度で映像を生成する。これは、表示される画素毎に複数のサンプル値を生成することにより行なわれる。すなわち、各画素の値はサンプル値の重み付き和となる。例えば、表示される各画素は、画素の境界線内のサブ画素から得られる４つのサンプル値のグループのフィルタリングされた和又は重み付き和を含んでもよい。これは、グラフィックスハードウェアが、画素毎の単一のサンプルと比較して、表示される各画素に対して４倍のサンプルを処理する必要があることを意味する。
【０００４】
特許文献１は、スーパーサンプリング方式を利用するシステムを開示する。各画素は、サンプル点が配置されるサブ画素のグリッドを規定するある程度細かい網目状のグリッドに分割される。サンプル点は、画素の範囲内に種々の構成で配置されてもよい。サンプル点パターンの構成は、表示される画素毎に繰り返される。各画素に対する最終値は、上述に従ってサブ画素内で得られる３つ以上のサンプル値の重み付き和を含む。この方法の欠点は、各画素の処理のために３つ以上のサンプル値が計算され且つメモリから検索される必要があるため、実質的な計算能力及びメモリ能力を必要とすることである。
【０００５】
アンチエイリアス画素を生成するための計算負荷を低減するために、マルチサンプリング方式と呼ばれる改良されたスーパーサンプリング方式が使用されてもよい。マルチサンプリング方式の重要な概念は、サンプル間の計算を共有することである。更に、マルチサンプリング方式は、隣接する画素間でサンプル値を共有できる（尚、これは共有計算と同一ではない）。後者のマルチサンプリング方式は、サンプル共有方式と呼ばれる。
【０００６】
米国Santa ClaraのNVIDIA株式会社のGeForce3グラフィックス処理ユニットは、マルチサンプリング及び画素間のサブサンプルの共有をサポートするハードウェアを提供する。マルチサンプリング方式は、「Ｑｕｉｎｃｕｎｘ」と呼ばれ、サイコロの「５」の形のサンプルパターンを提供する。すなわち、５つのサンプル値が最終画素の値を計算するのに使用される。しかし、サンプル点の場所のために、画素毎に２つのサンプル値のみが計算される必要があり、残りのサンプル値は隣接する画素に対して生成されるサンプル値に基づく。中心のサンプル値は重み０．５を与えられ、その周囲のサンプル値はそれぞれ重み０．１２５を与えられる。その後のステップにおいて、生成された画素値は、通常のスーパーサンプリング方式と同様にフィルタリングされる。
【０００７】
Ｑｕｉｎｃｕｎｘ方式に関する詳細な情報は、NVIDIA株式会社の「Technical Brief, HRAA: 高解像度アンチエイリアシング・マルチサンプリング（High-Resolution Anti-aliasing through Multisampling）」に記載されている。
【０００８】
移動無線端末、移動電話、電子オーガナイザ、スマートフォン等のポータブル電子機器は、バッテリ容量が制限されている。メモリアクセスは、ポータブル電子機器の利用可能なバッテリ容量から考えると、かなりの電力を消費する。更に、そのような機器のメモリ容量は制限されることが多い。従って、グラフィックス処理は可能な限り効率的であるのが好ましいことが多く、アンチエイリアス映像を提供するためのメモリアクセスは最小限に保持される。Ｑｕｉｎｃｕｎｘ方式は、従来技術において周知の他のスーパーサンプリング方式又はマルチサンプリング方式より効率的であるが、依然として実質的な計算能力を必要とする。
【０００９】
従って、アンチエイリアス映像を生成するための計算負荷は、現代の電子グラフィックスシステムにおいて問題である。計算能力が減少し且つメモリ容量が制限されたデバイスにおいて、アンチエイリアス方式が画像を生成するのに使用される場合、この問題はより深刻になる。
【００１０】
特許文献２は、サンプル点パターンを判定する方法を開示する。各サンプル点パターンは、隣接する画素のサンプル点パターンの鏡像であり且つそのパターンとは異なる。サンプル点パターンは、画素のエッジ毎に１つのサンプル点を有する。サンプルは、隣接する画素間で共有される。
【特許文献１】国際公開第ＷＯ００／３３２５６号明細書
【特許文献２】欧州特許第Ａ−１，４３１，９２０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の目的は、アンチエイリアス映像に対する画素値を生成する方法及びデバイスを提供することである。その方法及びデバイスにおいて、必要とする計算力は少なく、少なくとも必要とされるメモリは、アンチエイリアス映像を生成する周知の関連技術と比較して低減される。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は、本発明の第１の側面に従って、複数のサンプル点から生成される複数のサンプル値から画素値を生成する方法により達成される。サンプル値は、画素値を決定するために重み付けされる。各サンプル値は、サンプル領域内のサンプル点から生成される。サンプル点の位置は、サンプル領域内にある複数の候補位置から得られる。サンプル領域は、画素の２つの境界線が交差する角に位置し、サンプル領域のサイズは、画素のサイズより小さい。一実施形態において、サンプル領域は、画素の２つの境界線が交差する角を中心とする。
【００１３】
サンプル領域は、前記画素の２つの境界線が交差する角を中心としてもよい。サンプル点は、サンプル領域内の任意の場所に位置していてもよい。
【００１４】
１つの画素の画素値を決定するための各サンプル値は、サンプル点から生成されてもよく、そのサンプル点は、画素の中心からｘ方向に異なる距離及び画素の中心からｙ方向に異なる距離に位置する。
【００１５】
１つの画素の画素値を決定するために生成される前記複数のサンプル点のうち１つのみが、画素の境界線に対して４５度の同一想像線上に位置していてもよい。
【００１６】
上記目的はまた、本発明の第２の側面に従って、複数のサンプル値から画素値を生成する装置により達成される。デバイスは、複数のサンプル値を生成するように構成されるサンプリング手段と；前記画素値を決定するために、前記複数のサンプル値に重み付けするように構成される重み付け手段とを具備する。前記サンプリング手段は、サンプル領域内のサンプル点から各サンプル値を生成するように構成される。サンプル点は、サンプル領域内に位置する複数の候補サンプル点から得られる。サンプル領域は、画素の２つの境界線が交差する角に位置し、サンプル領域のサイズは、画素のサイズより小さい。一実施形態において、サンプル領域は、画素の２つの境界線が交差する角を中心とする。
【００１７】
サンプリング手段は、前記画素の２つの境界線が交差する角を中心とするサンプル領域内のサンプル点から各サンプル値を生成するように構成されてもよい。更に、サンプリング手段は、ｎ×ｎのサブ画素を含むサンプル領域から各サンプル値を生成するように構成されてもよく、前記画素はｐ×ｐのサブ画素を含み、ｐはｎより大きい。
【００１８】
本発明の更なる実施形態は、従属請求項において定義される。
【００１９】
生成された画素値がアンチエイリアス画像を生成することは、本発明の利点である。更に、サンプル値が隣接する画素間で共有されてもよいことは、本発明の利点である。また、画素配列の殆どの画素に対して平均して１つのサンプル値のみが計算される必要があり、アンチエイリアシング効果を提供する他のマルチサンプリング方式と比較して、必要とされる計算力及びメモリが減少されることは利点である。本発明におけるメモリ要求は、画素の中心の単純なサンプルを使用し且つ隣接する画素間のサンプルを共有せずに、結果としてアンチエイリアシング効果を提供しない従来のサンプリング方式と同等である。従って、アンチエイリアシング効果が達成されるが、必要とされるメモリは、従来のサンプリング方式と比較しても増加しない。更に、本発明でのメモリ要求は上記従来のサンプリング方式と同等であるため、従来のサンプリング方式を実現するハードウェアは、本発明による方法を実行するために更新されてもよい。
【００２０】
用語「具備する」は、本明細書において使用される場合、記載される特徴、数字、ステップ又は構成要素の存在を指定するために使用されるが、１つ以上の他の特徴、数字、ステップ、構成要素又はそれらの集合の存在又は追加を除外するわけではないことが強調されるべきである。
【００２１】
本発明の更なる目的、特徴及び利点は、添付の図面を参照し、本発明の以下の詳細な説明を読むことにより明らかとなるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明によるデバイス及び方法が実現される電子装置を示す。この例において、電子装置は移動電話１として実現されるが、それに限定されない。画素値は、画素配列の殆どの画素に対して平均して１つの新しいサンプル値のみを生成することにより決定されてもよい。従って、本発明を実現するのに必要とされる計算量及びメモリ容量は少なくて済み、本発明は、移動無線端末、ページャ、通信機、電子オーガナイザ、スマートフォン又はパーソナルデジタルアシスタント（携帯情報端末、ＰＤＡ）等のメモリ及びバッテリ容量が制限されるポータブル電子デバイスにおいて有用である。しかし、本発明は、コンピュータ等の固定電子デバイスにおいて実現されてもよい。
【００２３】
移動電話１は、ユーザと移動電話１との対話のためのマンマシンインタフェースを具備する。マンマシンインタフェースは、ＬＣＤディスプレイ又はタッチパネル等のディスプレイ２を含む。ディスプレイ２において、２Ｄグラフィックス（フラッシュ又はＳＶＧ（スケーラブルベクターグラフィックス）アニメーション等）及び３Ｄグラフィックス等のグラフィックスが表示される。以下に説明するように、アンチエイリアシング効果を提供するために、ディスプレイに示されるオブジェクトは、本発明の方法に従ってサンプリングされる。
【００２４】
図２は、線又はポリゴンを描画するシステムの一例を示すブロック図である。ＣＰＵ（中央処理装置）２０１は、データバス２０３によりメモリ２０２に接続される。メモリ２０２は、システムにより実行されるアプリケーションプログラムのコード部分等のコンピュータ可読命令又はコード手段を含んでもよい。アプリケーションプログラムは、２Ｄグラフィックスアニメーション（ＳＶＧアニメーション等）又は３Ｄグラフィックスゲームを描画するプログラムであってもよい。ＣＰＵ２０１は、メモリ２０２から命令を検索し、特定のタスクを実行するためにそれら命令を実行する。ＣＰＵ２０１のタスクは、ディスプレイ２０５に描画されるオブジェクトに関する情報をＧＰＵ２０４（グラフィックス処理装置）に提供することであってもよい。ＧＰＵ２０４は、プロセッサ、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、ハードワイヤードロジック等の別個のハードウェア構成要素として提供されてもよい。あるいは、ＧＰＵ２０４は、ソフトウェア及びハードウェアの組合せで実現されるか、又はソフトウェアで提供され且つＣＰＵ２０１により実行されてもよい。ＧＰＵ２０４は、データバス２０３に接続される。あるいは又はそれに加えて、ＧＰＵ２０４は、別個のデータバス２０６によりＣＰＵ２０１に接続される。大量の情報がＣＰＵ２０１とＧＰＵ２０４との間で転送される場合、別個のデータバス２０６は高速データバスであってもよい。別個のデータバス２０６におけるデータ転送は、通常のデータバス２０３のデータトラフィックを妨害しない。
【００２５】
ディスプレイメモリ２０７は、データバス２０３に接続され、ディスプレイ２０５に描画される映像（フレーム）に関してＧＰＵ２０４から送信される情報を格納する。ディスプレイメモリは、サンプル値等の各サンプルの情報を格納するサンプルバッファ２０７ａ及びカラーバッファ２０７ｂを含む。カラーバッファ２０７ｂは、先の画像のレンダリングの完了後、ディスプレイ２０５に表示される画素の色等の生成された画素値を保持する。あるいは、サンプルバッファ及びカラーバッファに対して同一のメモリが利用される。全ての三角形をサンプルバッファにレンダリングした後、サンプル値は、サンプルバッファ内で所定の位置の画素に変換されてもよい。その後、バッファは、カラーバッファとして使用される。あるいは、画素をディスプレイに移動させる時、その実行中に変換を行なうことも可能である。
【００２６】
ＣＰＵ２０１とＧＰＵ２０４との間の相互接続と同様に、ディスプレイメモリ２０７は、別個の高速バス（不図示）によりＧＰＵ２０４に直接接続されてもよい。また、ディスプレイメモリ２０７は、メモリ２０２の一部を形成してもよい。通常、ＧＰＵ２０４及びディスプレイメモリ２０７が画像の連続ストリームを生成するのに使用されるため、それら２つのユニット間のリンクが可能な限り速く且つデータバス２０３の通常のトラフィックを妨げない場合、それは利点となるだろう。
【００２７】
ある特定の画素の値を決定するために、ＣＰＵ２０１又はＧＰＵ２０４は、複数のサンプル値をサンプルバッファ２０７ａから検索し、画素値を計算し且つ計算した画素値をカラーバッファ２０７ｂに格納する。
【００２８】
ディスプレイメモリ２０７は、共有データバス２０３又は別個の高速バス２０９によりＶＤＡＣ２０８（ビデオデジタルアナログ変換器）に接続される。ＶＤＡＣ２０８は、カラーバッファ２０７ｂから情報を読み出し、それをＲＧＢ（赤色、緑色、青色）コンポジット信号等のアナログ信号に変換する。ＲＧＢコンポジット信号は、個々の画素を描画するためにディスプレイ２０５に提供される。
【００２９】
上述のように、線及びポリゴンのアンチエイリアス表現を生成するために、種々の技術が使用されてきた。図３ａは、各画素に対する複数のサンプル点において生成される複数のサンプルを含むマルチサンプリング方式の一実施形態を示す。一実施形態によると、各画素は、ｐ×ｐのサブ画素に分割される。各サンプル値は、サンプル領域内に位置する複数のサンプル点のうちの１つから生成される。サンプル領域は、画素値が決定される画素の２つの境界線が交差する角に位置する。サンプル領域のサイズは、画素のサイズより小さい。各サンプル領域は、ｎ×ｎのサブ画素等の複数のサブ画素を含んでもよい。サンプル領域のサイズが画素のサイズより小さいため、ｎはｐより小さい。
【００３０】
図３ａは、３×３の画素の配列を示す。図中、各画素は３×３のサブ画素に分割される。しかし、これは単なる例であり、各画素は任意の数のサブ画素を有することができる。図３ａにおいて、中心の画素３０５のサンプル値を決定するためのサンプルが示される。サンプル領域３１１、３１２、３１３、３１４は、画素の境界線の交差する角に位置する。本実施形態において、サンプル領域３１１−３１４は、中心の画素３０５の２つの境界線の交点をそれぞれ中心とする２×２のサブ画素を含む。しかし、例えばサンプル領域３１１−３１４のサブ画素数が奇数である場合、サンプル領域３１１−３１４は、当該交点を中心とする必要はない。
【００３１】
各サンプル領域３１１−３１４は、サンプル領域３１１−３１４の各サブ画素の中心にある１つのサンプル点のような、複数の候補サンプル点又はサンプルの場所を含む。しかし、サンプル点は、サンプル領域の範囲内の任意の場所に位置していてもよく、例えばランダムに選択されてもよい。一実施形態によると、サンプル値は、当該複数の候補サンプル点のうちの１つから生成される。１つの画素値を生成するために、複数のサンプル値が利用される。図３ａの実施形態において、以下に説明するように、異なるサンプル領域から生成される４つのサンプル値が利用される。しかし、必要なアンチエイリアシング効果の品質に応じて、４つ未満のサンプル値が利用されてもよい。４つの異なるサンプル領域から画素値を決定するためにサンプル値を生成することは、適切なアンチエイリアシング効果を提供するという利点を有する。
【００３２】
図３ａにおいて、サンプル領域は、２×２のサブ画素を含み、従って４つの可能なサンプル点を含む。本実施形態においてサンプル値が生成されるサンプル点３２１、３２２、３２３、３２４は、１つのサンプル点のみが各サンプル領域３１１−３１４内に位置するように配置される。更に、１つの画素の画素値を決定するための各サンプル点は、画素の中心からｘ方向に異なる距離及び画素の中心からｙ方向に異なる距離に位置していてもよい。これは、１番上のサンプル点３２１及び３２２がサブ画素の同一行に位置せず、且つ、１番下のサンプル点３２３、３２４がサブ画素の同一行に位置しない場合、適切なアンチエイリアシング方式を提供するため利点である。第１のサンプル点３２１は、画素配列３２０の３列３行目に位置していてもよく、第２のサンプル点３２２は、画素配列３２０の７列４行目に位置していてもよい。第３のサンプル点は、画素配列３２０の４列６行目に位置していてもよく、第４のサンプル点３２４は、画素配列３２０の６列７行目に位置していてもよい。図３ａの実施形態において、１つの画素の画素値を決定するためのサンプル値を生成するための各サンプル点は、画素の中心からｘ方向に異なる距離及び画素の中心からｙ方向に異なる距離に位置する。従って、画素の中心からｘ方向及びｙ方向に同一距離に位置する２つのサンプル点は存在しない。エイリアシングに関して最も重要なエッジである略垂直なエッジ及び略水平なエッジに対して、サンプリング方式が適切なアンチエイリアス映像を生成するため、上記のことは利点である。
【００３３】
更に、サンプル点３２１、３２２、３２３、３２４のうち１つずつが画素３０５の境界線に対して４５度の同一想像線３３１、３３２、３３３、３３４上にそれぞれ位置していてもよいことが図３ａから分かる。ここで、サンプル値は、それらサンプル点から生成され且つ利用される。しかし、以下の実施形態において示すように、図３ａの実施形態が必須ではない。１つの画素の画素値を決定するためのサンプル値の１つのサンプル点が、４５度の同一想像線上にそれぞれ位置することには、利点がある。例えば、垂直なエッジが図３ａの左側に位置し、オブジェクトは、エッジの左側が白色であり、エッジの右側が黒色であると考える。エッジが右に移動すると、エッジはサンプル点と干渉し始める。第１に、サンプル点３２１が交差し且つ明るくなる。これは、４つのサンプル点のうち１つが明るくなったため、画素の輝度が黒色（０．００）から暗い灰色（０．２５）になることを意味する。第２に、エッジはサンプル点３２３を通過し、画素を灰色（０．５）にする。同様に、サンプル点３２４及び３２２と交差し、画素を明るい灰色（０．７５）から白色（１．００）にする。その結果、サンプル点が４５度の同一想像線上に位置しない場合、階調飛びはなく、エッジは、サンプル点が４５度の同一想像線上に位置する場合よりぎざぎざが少なく見える。これは、略垂直又は略水平であるエッジにとって特に重要である。
【００３４】
複数のサンプル領域内のサンプル点３２１、３２２、３２３、３２４の位置付けは、隣接する画素間のサンプル共有を助長する。上述の実施形態において、画素値を決定するためのサンプル値の平均数を２つ以上に増加することなく、最大４つのサンプル値が共有されてもよい。これは、必要とされるメモリ容量及び計算力が相対的に小さいため利点である。
【００３５】
図３ｂ及び３ｃは、４×６の画素配列３５０、３６０におけるアンチエイリアシングサンプリング方式の別の実施形態を示す。それら実施形態において、サンプル値は、画素の２つの境界線が交差する角に位置するサンプル領域の複数のサンプル点のうちの１つから生成される。サンプル領域は当該角を中心とするが、必ずしも当該角を中心とする必要はない。１つのサンプル領域から生成される各サンプル値は、４つの隣接する画素の画素値を決定する際に使用されてもよい。それら実施形態において、追加のサンプル値は各画素の中心から生成される。そのようなサンプル値は、図３ａの実施形態において生成されてもよい。しかし、各画素の中心から生成されるサンプル値は必須ではなく、画素毎の平均サンプル数を２つに増加する。一方では、より大きな重みが中心のサンプル値に与えられるため、品質は向上し、テクスチャマッピングはより適切に見える。
【００３６】
ある特定の画素の画素値を決定するために、当該ある特定の画素と関連付けられる各サンプル値は、ある特定の重みを与えられる。重みの和は１となるべきである。従って、サンプル値の数が４つであり且つ平均が使用される場合、各重みは値０．２５を与えられる。しかし、他の重みが使用されてもよく、例えば、画素値が判定されるべき画素の境界線内に位置するサンプル値には重み０．４を与え、他の３つのサンプル値には重み０．２を与える。他の実施形態において、他の重みが可能であり、それぞれの場合においてテストされ且つ評価される必要がある。
【００３７】
図４は、４×６の画素配列４２０におけるアンチエイリアシング方式の一実施形態を示す。図中、中央の２×４の画素は、十分な数のサンプルを有する。図４から分かるように、画素配列４２０の中央の３つのサンプル領域４０１、４０２、４０３は、サンプル点４１１、４１２、４１３を含む。それらサンプル点において、サンプル値が生成されてもよく、各サンプル値は４つの画素の画素値を決定する際に使用される。サンプル点４１１から生成されるサンプル値は、画素４２１、４２２、４２３及び４２４の画素値を決定するために利用される。サンプル点４１２から生成されるサンプル値は、画素４２３、４２４、４２５及び４２６の画素値を決定するために利用される。サンプル点４１３から生成されるサンプル値は、画素４２５、４２６、４２７及び４２８の画素値を決定するために利用される。
【００３８】
図４を考察すると、図３ａに示されるサンプルパターンが利用されることは明らかであり、サンプル値は最大４つの画素間で共有されてもよい。このサンプル方式の場合、隣接するパターンにトラバースすると、サンプルパターンは変化し、周期は２である。パターンは、隣接する画素間でサンプル点を共有できるように変化する。殆どのサンプル値（画素の相対的に大きなグリッドに対する）は、４つの画素に対して１度のみ生成される必要があり、計算コストは、サンプル値毎に０．２５である。図４、図３ｂ及び図３ｃの矩形構造は、繰り返されないパターンよりラスター化するのが容易である。
【００３９】
その結果、本発明によるサンプリング方式を使用することにより、ディスプレイ２、２０５上の１番上の画素及び１番左側の画素以外の全ての画素、あるいは１番下の画素及び１番右側の画素以外の全ての画素は、各画素の最終値を判定するために、平均で１つ（0.25+0.25+0.25+0.25=1）の新しいサンプル値の計算を必要とする。これは、平均で２つ以上のサンプル値が各画素値を決定するために生成され且つレンダリングされるアンチエイリアス映像を生成する必要がある周知のマルチサンプリング構成と比較すると重要な改良点である。
【００４０】
画素においてサンプル値を生成すると決定されたサンプル点は、サブ画素の行を左から右へ走査することによりサンプル値を生成するためにトラバースされてもよい。あるいは、メモリの使用をより効果的にするために、走査方向は、サブ画素１行おきに変更されてもよい。しかし、他の実施形態において、任意のトラバース方式はマルチサンプリング方式と関連して実現される。
【００４１】
本発明によるマルチサンプリング方式を使用することにより、画素の最終値を計算するために、ディスプレイメモリ２０７へのアクセスは４回のみ必要となる。しかし、後続する１回以上の画素値の計算において必要とされるサンプルを一時的に格納するためにオンチップキャッシュメモリ等の追加の小さな高速メモリ（不図示）を提供することにより、ディスプレイメモリ２０７に対する必要なアクセスを最低１回まで減少することが可能になる。サンプル値の先の行及び先のサンプル値を含むオンチップメモリが必要とされる。新しいサンプル値を読み出すことにより、それを行バッファの１つ前及び２つ前のサンプル値と組み合わせることが可能になる。その後、行バッファは先のサンプル値で更新される必要があり、先のサンプル値は新しいサンプル値で更新される必要がある。Ｑｕｉｎｃｕｎｘ方式と共にこの方法を使用することにより、画素の最終値を計算するために最低２回のメモリアクセスが必要になる。フィルタリングがメモリ帯域幅の使用におけるコストを非常に多くするため、それは重大な相違点である。
【００４２】
図５ａは、高品質のアンチエイリアス映像を生成する方法の一実施形態を示すフローチャートである。ステップ６１０において、ＣＰＵ２０１は、アプリケーションプログラム（例えば、コンピュータゲーム）を実行し、ディスプレイ上で２Ｄ表現に変換される３Ｄオブジェクト等のオブジェクト（通常、三角形等のポリゴン）を生成する。
【００４３】
次のステップ６２０において、ＣＰＵ２０１又はＧＰＵ２０４は、照明、クリッピング、変形、投影等のディスプレイ上のオブジェクトの見え方に影響を与える種々の視覚パラメータを計算する。コンピュータグラフィックスにおいて３Ｄオブジェクトを作成する際、三角形が通常使用されるため、三角形の頂点の画素座標が最終的に計算される。
【００４４】
ステップ６３０において、テクスチャの適切な投影が行なわれることを保証するために、ＣＰＵ又はＧＰＵ２０４は、ポリゴンにわたるテクスチャ座標を補間する。更にＣＰＵ２０１又はＧＰＵ２０４は、１つ以上の色、テクスチャ座標の別のセット、フォグ等を補間してもよい。また、ＣＰＵ２０１又はＧＰＵ２０４は、ｚバッファテストを実行し、最終画素が適切な色を得ることを保証する。
【００４５】
図５ｂは、図５ａのステップ６３０をより詳細に示すフローチャートである。ステップ６３１は、ポリゴン（例えば、三角形）セットアップ段階であり、ＣＰＵ２０１又はＧＰＵ２０４は、ポリゴン全体にわたり使用される補間データを計算する。
【００４６】
ステップ６３２において、ポリゴンのトラバースが実行され、ＣＰＵ２０１又はＧＰＵ２０４は、ポリゴンの範囲内となるサンプル点を識別する。この識別を実行する多くの異なる方法が存在する。単純な方法は、水平行を１つずつ走査することである。
【００４７】
ステップ６３３において、サンプル値は、ポリゴン内の各サンプル点に対して生成される。また、ｚテスト及びアルファテストは、このステップで実行されてもよい。生成されたサンプル値は、サンプルバッファ２０７ａに格納されてもよい。
【００４８】
ステップ６３４において、ポリゴン内にサンプル点が更に存在するかを判定する。ステップ６３４の回答がｙｅｓである場合にはステップ６３２に戻り、ｎｏの場合にはステップ６３５に進む。
【００４９】
ステップ６３５において、レンダリングするポリゴンが更に存在するかを判定する。ステップ６３５の回答がｙｅｓである場合にはステップ６３１に戻り、ｎｏの場合にはステップ６３６に進む。
【００５０】
ステップ６３６において、全画面フィルタリングが実行される。すなわち、画面の全ての画素に対する画素値は、特定の画素と関連付けられるサンプル値を共に重み付けすることにより生成される。少なくとも生成された複数のサンプル値のサブセットは、上述のように、複数の画素の画素値を決定するために利用される。各画素値は、ある特定の画素に対する複数のサンプル値に重み付けすることにより計算される。ＧＰＵ２０４又はＣＰＵ２０１は、サンプルバッファ２０７ａからサンプルを検索し且つ画素値を形成するためにそれらサンプルに重み付けするように構成される重み付け手段を提供してもよい。各サンプル値は、例えばテクスチャ情報及び補間済み色情報を含んでもよい。計算された画素値は、サンプルバッファ２０７ａに書き込まれる。映像の全てのポリゴンが処理された後、サンプルバッファ２０７ａは、高解像度の形式（最終画像の画素毎に平均１つのサンプル）で映像を含む。可視の画素のみがこの段階で処理される。可視でない画素、すなわち先に描画されたポリゴンの背後にある画素は、最終的な映像に寄与しない。
【００５１】
本発明は、特定の実施形態を参照して説明された。しかし、本発明の範囲内において、上述以外の実施形態が可能である。本発明の範囲内において、ハードウェア又はソフトウェアにより方法を実行する上述以外の方法ステップが提供されてもよい。本発明の種々の特徴及びステップは、上述以外の組合せに組み合わされてもよい。本発明の範囲は、添付の請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明による処理ユニットを具備する電子装置を示す正面図である。
【図２】図１の電子装置のある特定の構成要素を示すブロック図である。
【図３ａ】複数の画素、サンプル領域及び当該領域内のサンプルに対するサンプル点の場所の第１の実施形態を示す概略図である。
【図３ｂ】、
【図３ｃ】サンプル領域内のサンプルの別の位置を示す概略図である。
【図４】複数の画素、複数のサンプル領域及び複数のサンプル点を示す概略図である。
【図５ａ】、
【図５ｂ】本発明による方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図１】
2008521102.tif 000003
【図２】
2008521102.tif 000004
【図３ａ】
2008521102.tif 000005
【図３ｂ】
2008521102.tif 000006
【図３ｃ】
2008521102.tif 000007
【図４】
2008521102.tif 000008
【図５ａ】
2008521102.tif 000009
【図５ｂ】
2008521102.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成18年2月19日(2006.2.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサンプル値から画素値を生成する方法であって、
単一サンプルを、複数のサンプル領域のそれぞれから選択する工程であって、各サンプル領域は前記画素の２つの境界線が交差する角に位置し、各サンプル領域のサイズは前記画素（３０５）のサイズより小さく、各サンプル領域は部分的に前記画素の外側及び内側に位置する工程と、
前記画素値を前記選択されたサンプル値から生成する工程であって、少なくとも１つの前記サンプルは、前記画素の外側に位置している、工程と
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
ある特定の画素値を決定するために生成された前記複数のサンプル値のうち少なくとも１つを、別の画素の前記画素値を決定する場合に利用する工程を備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
サンプルパターンに従って前記複数のサンプル値を生成する工程を備え、該サンプルパターンは、隣接画素の画素値を決定するためにサンプル値を生成する際のサンプルパターンとは異なることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
１つの画素の前記画素値を決定するために４つのサンプル値を利用する工程を備え、前記４つのサンプル値の各々は、別個のサンプル領域（３１１−３１４）内のサンプル点（３２１−３２４）から生成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記画素（３０５）の２つの境界線が交差する角を中心とするサンプル領域（３１１−３１４）内のサンプル点（３２１−３２４）から各サンプル値を生成する工程を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
ｎ×ｎのサブ画素を含むサンプル領域（３１１−３１４）から各サンプル値を生成する工程を備え、前記画素（３０５）はｐ×ｐのサブ画素を含み、ｐはｎより大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
サンプル点（３２１−３２４）から１つの画素の前記画素値を決定するための各サンプル値を生成する工程を備え、該１つの画素の前記画素値を決定するためのサンプル値を生成するための各サンプル点は、前記画素の中心からｘ方向に異なる距離及び前記画素の中心からｙ方向に異なる距離に位置することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
第１のサンプル領域（３１１）の１列１行目に位置する第１のサンプル点（３２１）から第１のサンプル値を生成する工程と、
第２のサンプル領域（３１２）の２列２行目に位置する第２のサンプル点（３２２）から第２のサンプル値を生成する工程と、
第３のサンプル領域（３１３）の２列１行目に位置する第３のサンプル点（３２３）から第３のサンプル値を生成する工程と、
第４のサンプル領域（３１４）の１列２行目に位置する第４のサンプル点（３２４）から第４のサンプル値を生成する工程とを備え、
前記第１のサンプル領域、前記第２のサンプル領域、前記第３のサンプル領域及び前記第４のサンプル領域の各々は、前記画素（３０５）の２つの境界線が交差する異なる角を中心とすることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
画素の中心におけるサンプル位置から追加のサンプル値を生成する工程を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
複数のサンプル値から画素値を生成するデバイスであって、
単一サンプルを、複数のサンプル領域のそれぞれから選択するサンプリング手段（２０４）であって、各サンプル領域が前記画素の２つの境界線が交差する角に位置し、各サンプル領域のサイズは前記画素（３０５）のサイズより小さく、各サンプル領域が部分的に前記画素の外側及び内側に位置する、サンプリング手段（２０４）と、
前記画素値を前記選択されたサンプル値から算出する算出手段であって、少なくとも１つの前記サンプルが前記画素の外側に位置している、算出手段と
を備えることを特徴とするデバイス。
【請求項１１】
前記サンプリング手段（２０４）は、
ある特定の画素値を決定するために生成される前記複数のサンプル値のうち少なくとも１つを、別の画素の前記画素値を決定する場合に利用するように構成されることを特徴とする請求項１０記載のデバイス。
【請求項１２】
前記サンプリング手段（２０４）は、サンプルパターンに従って前記複数のサンプル値を生成するように構成され、該サンプルパターンは、隣接画素の画素値を決定するためにサンプル値を生成する際のサンプルパターンとは異なることを特徴とする請求項１０又は１１記載のデバイス。
【請求項１３】
前記サンプリング手段（２０４）は、１つの画素の前記画素値を決定するために４つのサンプル値を利用し、別個のサンプル領域（３１１−３１４）内のサンプル点（３２１−３２４）から前記４つのサンプル値の各々を生成するように構成されることを特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記サンプリング手段（２０４）は、前記画素（３０５）の２つの境界線が交差する角を中心とするサンプル領域（３１１−３１４）内のサンプル点（３２１−３２４）から各サンプル値を生成するように構成されることを特徴とする請求項１０乃至請求項１３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記サンプリング手段（２０４）は、ｎ×ｎのサブ画素を含むサンプル領域（３１１−３１４）から各サンプル値を生成するように構成され、前記画素（３０５）はｐ×ｐのサブ画素を含み、ｐはｎより大きいことを特徴とする請求項１０乃至請求項１４のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記サンプリング手段（２０４）は、
サンプル点（３２１−３２４）から１つの画素の前記画素値を決定するために各サンプル値を生成するように構成され、該１つの画素の前記画素値を決定するためのサンプル値を生成するための各サンプル点は、前記画素の中心からｘ方向に異なる距離及び前記画素の中心からｙ方向に異なる距離に位置することを特徴とする請求項１０乃至請求項１５のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記サンプリング手段（２０４）は、
第１のサンプル領域（３１１）の１列１行目に位置する第１のサンプル点（３２１）から第１のサンプル値を生成し、
第２のサンプル領域（３１２）の２列２行目に位置する第２のサンプル点（３２２）から第２のサンプル値を生成し、
第３のサンプル領域（３１３）の２列１行目に位置する第３のサンプル点（３２３）から第３のサンプル値を生成し、
第４のサンプル領域（３１４）の１列２行目に位置する第４のサンプル点（３２４）から第４のサンプル値を生成するように更に構成され、
前記第１のサンプル領域、前記第２のサンプル領域、前記第３のサンプル領域及び前記第４のサンプル領域の各々は、前記画素（３０５）の２つの境界線が交差する異なる角を中心とすることを特徴とする請求項１６記載のデバイス。
【請求項１８】
前記サンプリング手段は、画素の中心におけるサンプル位置から追加のサンプル値を生成するように構成されることを特徴とする請求項１０乃至請求項１７のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１９】
請求項１０乃至請求項１８のいずれか１項に記載の画素値を生成するデバイスを備えることを特徴とする電子装置。
【請求項２０】
前記電子装置は、移動無線端末、ページャ、通信機、電子オーガナイザ、スマートフォン、携帯情報端末又はコンピュータであることを特徴とする請求項１９記載の電子装置。
【請求項２１】
前記装置は移動電話（１）であることを特徴とする請求項１９記載の装置。
【請求項２２】
コンピュータに、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の方法を実行させるためのコンピュータプログラム。
【請求項２３】
請求項２２に記載のコンピュータプログラムを格納したコンピュータ可読媒体。
【国際調査報告】
2008521102.tif 000011
2008521102.tif 000012
2008521102.tif 000013