基于FPGA的直线反走样算法研究
反走样技术的研究
反走样技术的研究摘要反走样技术是提高光栅图形显示质量的重要技术之一。
研究如何消除或减缓走样现象，给人视觉上产生更舒适光滑的图形，在图形界面已成为人机交互主流方式的今天，具有一定的应用价值。
在查阅了大量文献资料的基础上，本文从现有的反走样技术（如普通区域取样、普通过取样、加权过取样）入手，对反走样的理论基础和实现技术进行了分析研究。
普通区域取样是将直线看成具有一定宽度的狭小矩形，当直线与像素相交时，求出两者相交区域的面积，然后根据相交区域的面积来确定像素的亮度值，从而达到反走样效果。
而过取样是在提高分辨率下用点取样方法计算，然后对几个像素的属性进行平均得到较低分辨率下的像素属性。
由于需要对每个像素进行处理，因此速度比区域取样明显慢了很多。
普通区域取样和过取样都是在整数坐标上进行的,而WU像素反走样算法采用了非整数坐标改进,视觉效果比前两者更好。
本文的研究重点在直线段反走样、曲线反走样和图像处理速度方面进行了研究和改进。
为了提高过取样的速度，充分利用直线段像素可能存在的多段相似性，算法对其中的一段进行反走样处理后，其余各段只要简单地复制即可，比普通过取样算法明显具有优势，速度提高了很多，也为并行处理提供了可能。
在现有的反走样文献中，对曲线反走样提及较少，本文对圆的反走样算法及实现进行了分析探讨，充分利用圆的八对称性，以加权过取样算法为基础在画圆的同时进行反走样。
第三方面的工作是如何提高编程实现速度，常用的一种技术是利用Pixels[]方法，它通过对像素点逐个进行处理，分别对红色、绿色、蓝色分量进行处理来实现图形的反走样。
这个方法虽然简单、直观，但处理速度缓慢。
通过对Delphi图像处理机制的分析及实验，提出了利用Scnaline方法的改进方案，使处理速度提高到Pixels[]方法的50倍左右。
关键词:反走样，区域取样，过取样本文由天空乐园大学生旅游网整理分享一、研究背景光栅图形显示器是目前使用最广泛的图形显示器，因为它具有以下优点：光栅扫描显示器具有固定的刷新顺序，扫描从屏幕的左上角开始，从左到右，从上到下的顺序进行刷新，从而刷新控制部件得以简化，节约了成本。
基于Bresenham算法的反走样直线整数生成算法
基于Bresenham算法的反走样直线整数生成算法
牛连强;邵中
【期刊名称】《沈阳工业大学学报》
【年(卷),期】2009(031)006
【摘要】为了实现简单、快速的光滑直线绘制,利用修改的Bresenham直线生成算法,提出了一个完全利用整数运算实现的两点宽像素级反走样直线逐点绘制算法.该算法根据距离差控制参数产生候选点与理想直线间的精确距离,进而控制两个同时被点亮的像素点的亮度.利用区间近似消除了算法中的整数乘除法运算,并利用周期性和对称性提高了算法的效率.分析表明,新算法仅比Bresenham直线生成算法多用几次整数比较运算和簿记工作,具有较高的光滑直线生成速度,且易于硬件和算法语言的实现.
【总页数】5页(P686-690)
【作者】牛连强;邵中
【作者单位】沈阳工业大学,软件学院,沈阳,110023;沈阳工业大学,软件学院,沈阳,110023
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.基于Bresenham算法的整数反走样椭圆生成算法 [J], 牛连强;邵中;吴澎
2.一种基于Bresenham算法的直线快速反走样技术 [J], 舒若;张焕春;经亚枝
3.直线与典型曲线的统一反走样整数生成算法 [J], 牛连强;邵中
4.基于Bresenham算法的直线周期性生成 [J], 赵婷婷
5.基于FPGA的反走样直线生成算法研究 [J], 王文栋;李开宇;杨盛亚
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一种基于FPGA的相位测量方法
一种基于FPGA的相位测量方法
陈兴文;高彦龙;苏运动
【期刊名称】《大连民族学院学报》
【年(卷),期】2004(6)3
【摘要】讨论了相位测量和相位检测的原理,给出了基于FPGA的相位测量方案.通过FPGA和单片机构成的双片系统,实现相位等精度恒误差测量.系统具有测量信号频带范围宽、相位测量误差小等优点,有较高的实际应用价值.
【总页数】3页(P37-39)
【作者】陈兴文;高彦龙;苏运动
【作者单位】大连民族学院,机电工程系,辽宁,大连,116600;大连民族学院,机电工程系,辽宁,大连,116600;大连民族学院,机电工程系,辽宁,大连,116600
【正文语种】中文
【中图分类】TP216+.1
【相关文献】
1.一种基于残周期正弦波拟合的相位差测量方法 [J], 梁志国
2.一种基于序列和反褶序列精密初相位计算的新型正弦频率测量方法 [J], 李军;王越超;李锋
3.基于FPGA的相位差测量方法研究及实现 [J], 冷凯;公茂法;王益红
4.一种基于幅度相位修正的高精度时间间隔测量方法 [J], 陈国军;贾学东;朱蕊;李敏;李仲
5.一种基于连续相位优化的三维形貌测量方法 [J], 李辰;刘建明;何晴
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基于FPGA的二维图形快速生成和反走样实现
基于FPGA的二维图形快速生成和反走样实现
韩丽娜;李振兴;史楠
【期刊名称】《现代科学仪器》
【年(卷),期】2018(000)004
【摘要】针对传统的Wu反走样算法和指数函数修正方法的缺陷,提出一种基于一元二次修正方法的图像生成与处理方法.文章首先就图像走样进行分析,并详细阐述了传统走样的问题,然后针对指数函数在图像修正上存在运算量大,并且修正效果不佳的问题,采用一元二次函数对修正模块进行修正.最后,采用搭建FPGA系统的方式,对上述方法进行验证.结果表明,在处理二维直线图像上,一元二次函数修正具有明显的优势.
【总页数】4页(P63-66)
【作者】韩丽娜;李振兴;史楠
【作者单位】咸阳师范学院图形图像研究所陕西咸阳 712000;西安石油大学计算机学院陕西西安 710065;西安石油大学计算机学院陕西西安 710065;西安石油大学计算机学院陕西西安 710065
【正文语种】中文
【中图分类】TP39
【相关文献】
1.反走样字符图形叠加算法与FPGA快速实现 [J], 全颖;夏伟杰;周建江
2.二维图形加速技术研究及其FPGA实现 [J], 高齐;熊庭刚;秦信刚
3.基于FPGA的直线反走样算法研究 [J], 贾银亮;张焕春;经亚枝
4.基于FPGA的去反走样黑边锯齿视频叠加方法设计 [J], 张杰;王昱煜;苗莉;于小燕
5.基于FPGA的反走样直线生成算法研究 [J], 王文栋;李开宇;杨盛亚
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反走样字符图形叠加算法与FPGA快速实现
反走样字符图形叠加算法与FPGA快速实现全颖;夏伟杰;周建江【摘要】In order to improve the display effect of anti-aliased symbol and video superposition in the airborne head-up display system,a kind of anti-aliased symbol and video overlay algorithm is proposed and is realized on FPGA.By adding the background fusion calcula-tion,the adj acent edges of anti-aliased symbol and video is smooth.Two DDR3 are used to store the video and graphic data respectively, both parallel process to improve the overall performance of the system.Optimization of the implementation process of background fusion algorithm,the complexity of the DDR3 interrupt is reduced.The experiment results show that the overall performance of the system is improved,and the overlay fusion image has good effect and high flexibility,which is suitable for the display system of the airborne cockpit.%为了提高机载平视显示系统中反走样字符图形与背景视频叠加输出的显示效果，提出一种反走样字符图形与视频叠加算法并通过FPGA快速实现。
基于对称的反走样直线生成算法
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基于对称 的反走样直线 生成 算法
楼 剑涛 王 秀和 ，
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１ ． 浙江大学 计算机科学 与技 术学院 ， 杭州 ３ ０ ２ １０ ７
２防灾科技学院 ， 京 １ １０ ． 北 ０６１ １ ｏｌ ｅｏ ｏ ｕｅ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏｏ ｙ Ｚ ｅｉ ｇ ＵｆＣ ｍｐ ｔ Ｓ ｉ ｅａ ｄ Ｔ ｃｎ ｌｇ ， ｈｊ ｎ ｎｖｒｉ ， ｎ ｚ ｏ １０ ７ Ｃ ｉａ Ｃ ｅ ｒ ｎ ａ ｔ
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小角度直线反走样的改进Wu算法
小角度直线反走样的改进Wu算法李铂，周建江*，夏伟杰，吴连慧【摘要】摘要：直线是机载座舱显示画面中最基本的图元，其显示质量对于整个画面的显示效果影响较大，尤其是小角度下直线显示的“麻花”现象一直是影响显示效果的关键问题之一。
为了提高小角度下直线的显示效果，本文提出了一种基于Wu算法的亮度渐变改进算法。
该算法通过渐进地展现直线从轴方向上的亮度变化过程，减少亮度畸变，有效地改进了显示效果。
通过Matlab 仿真和FPGA实现，验证了该算法反走样后的小角度直线显示效果明显优于其他算法，而且结合中点画线法后，绘制时间与Wu算法相当。
同时该算法还可改善大角度直线和圆弧的显示效果，消除了大角度直线的边缘锯齿，解决了圆弧在小角度部分的虚化问题。
因此本文算法可用于对实时性和显示效果要求高的机载座舱显示系统，以缓解飞行员的视觉疲劳。
【期刊名称】液晶与显示【年(卷),期】2014(029)004【总页数】6【关键词】关键词:座舱显示；反走样；改进Wu算法；小角度；FPGA实现1 引言随着科技的进步及军事的需求，新一代机载座舱图形显示系统需快速美观地生成动态飞行参数、图形供飞行员掌控，为了缓解飞行员的视觉压力、减少误操作，提高图形的显示质量很有必要。
本文致力于研究可用于机载座舱图形显示系统的直线反走样算法，系统最初选用Wu算法[1]来完成直线的反走样，该算法通过调整直线路径上的像素亮度，平滑了整条直线，相比于未反走样的直线，视觉效果要好很多，原理也相对简单，但小角度直线的显示效果不够理想，存在明显的“麻花”现象，动态效果更是如“游动的鱼”，易造成飞行员的误判。
目前基于Wu反走样的改进算法有很多[2-8]，但基本未对小角度直线的“麻花”现象给予特殊处理，显示效果不够理想。
本文从“麻花”现象原因出发，分析了两种常用的改进算法，通过Matlab旋转字符仿真效果的比较，提出一种新的直线反走样算法，小角度直线显示效果远优于Wu算法，且对大角度直线和圆弧的反走样依旧适用。
一种基于加权区域采样的直线反走样生成算法
一种基于加权区域采样的直线反走样生成算法
杭后俊;付勇
【期刊名称】《计算机技术与发展》
【年(卷),期】2009(019)006
【摘要】直线反走样生成算法是光栅化图形算法中的重要内容.主要讨论了一种离散化的加权区域采样方法.将一个像素均匀分割成若干个子像素,根据每个子像素在像素中的位置赋予它们一定的权值.讨论了如何计算一个像素对线段的贡献(也即是该像素的灰度).对Bresenham画线算法进行了改进,给出了一种反走样算法.从实验的结果看,该算法具有比较明显的反走样效果;和传统的反走样算法相比,文中算法效率更优.
【总页数】4页(P138-141)
【作者】杭后俊;付勇
【作者单位】安徽师范大学,数学计算机科学学院,安徽,芜湖,241000;合肥工业大学,计算机科学技术系,安徽,合肥,230009
【正文语种】中文
【中图分类】TP301.6
【相关文献】
1.基于Bresenham算法的反走样直线整数生成算法 [J], 牛连强;邵中
2.一种基于整数坐标的亚像素精度区域采样反走样算法 [J], 徐小良;洪波
3.基于对称的反走样直线生成算法 [J], 楼剑涛;王秀和
4.光栅图形反走样的加权区域采样算法 [J], 章立亮;周琼
5.基于FPGA的反走样直线生成算法研究 [J], 王文栋;李开宇;杨盛亚
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第２ １卷 第 ２期 ２１ ０ １年 ２月
计 算 机 技 术 与 发 展
Ｃ ＯＭＰＵ Ｒ ＥＣＨＮ ＯＧＹ ＴＥ Ｔ ＯＬ ＡＮＤ ＤＥＶＥＬ ＭＥＮ ＯＰ Ｔ
Ｖ １２ Ｎ ． ｏ． ｌ ｏ２
Ｆｅ ２ ｂ． ０１ｌ
基 于 Ｆ ＧＡ 的直 线 反 走 样 算 法 研 究 Ｐ
贾银 亮 ， 张焕春 ， 亚枝 经
（ 南京航 空航 天 大 学 自动化 学 院 ， 苏 南京 ２ ０ １ ） 江 １０ ６
摘 要： 反走样 是计算 机 图形学 的基 本 问题 。为 了提 高直 线 反走 样 的效 率 ， 针对 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ硬 件 实现 的特 点 ， 结合 经 典 的 Ｗｕ
件实现 。经计算 机和 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ分 别实现 验证 ， 算法 的反走样效 果较 好 ， 算速度 快 于 Ｗｕ反走 样算 法并 能通 过 Ｆ Ｇ 新 运 Ｐ Ａ进 一
步提高速 度 。
关 键词 ： 反走 样 ； 算法 ；Ｐ Ａ ｗｕ ＦＧ 中图分类 号 ：Ｐ ９ ． ２ Ｔ ３ １ ７ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ：６ ３ ６ ９ （ ０ ０ — ０ ６ ０ １７ — ２ Ｘ ２ １ ） ２ ０ ２ — ４ １
ａ ｔ ｌａ ｉ ｇ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｈ ｒ ｃｅ ｓｏ Ｐ ｎ ｉ ｉｓｎ ｃ ｏ ｄ ｎ Ｏ ｔ ｅ ｃ ａ ａ ｔｒ ｆ Ｆ ＧＡ ｏ ｉ ｒ ｖ ｆ ｃ ｅ ｃ ａ ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｅ ｉ ｎ ｙ．Ｔ ｅ ｎ ｗ ｌ ｏ ｉ ｍ ｎ ｅ ｇ ａ ｓ ａｅ ｏ ａ ｈ ｐ ｘ ｌａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｉ ｈ ｅ ａｇ ｒ ｈ ｆ ｄ ｔ ｒ ｙ ｃ ｆｅ ｃ ｉ ｅ ｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔ ｉ ｈ ｌ ｔ ｅ ｄ ｓａ ｃ ｅ ｗｅ ｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｆａ ｐ ｘ ｌａ ｄ ｔ ｅ ｌ ｅ ｈ ｉｔｎ ｅ ｂ ｔ ｅ ｈ ｅ ｔ ｒｏ ｉ ｅ ｎ ｈ ｉ ．Ａ ｅ ｕ ｒ ｎ ｅ ｍｅ ｏ ｓｂ ｉ Ｏ ｆ ｒ ｃ ｓ ｈ ｒ ｙ ｃ ｌ ｈ ｎ ｅ ｂ ｔ ｅ ｎ ｎ ｉ ｈ ｎ ｒｃ ｒｅ ｃ ｔ ｄ ｗａ ｕ ｌ ｔ ｏ ｅ ａ ｔ ｔ ｅ ｇ ａ ｓ ａｅ ｃ ａ ｇ ｅ ｈ ｔ ｗ ｅ ｅｇ ・ ｂ ｕ ｉ ｇ ｐ ｘ ｌ ｓｎ ｎ ｅ ｅ ｈ ｆ ．ａ ｄ ｔ ｎ ａ ｄ ｃ ｍｐ ｏ ｒｎ ｉ ｅｓ ｕ ｉ ｇ ｉ ｔ ｇ ｒｓ ｉｔ ｄ ｉ ｏ ｉ ｎ ｏ ￣ｅ．Ｓ ｔ ｓｃ ｎｖ ｎｅ ｔ ｏ ｒ ａ ｉｅ ｏ ａ ｄ ｒ ．Ｔｈ ｅ ｕ ｔｓ ｏｗｎ ｔ ａ ｅ ａ ｔａｉ ｓ Ｏ ｉ ｗａ ｏ ｅ ｉｎ ｅ ｌ ｎ ｈ ｒ ｗａ ｅ ｔ ｚ ｅｒｓｌ ｈ ｔｔ ｉｌ — ｈ ｈ ｎ ａ ｉ ｇ ｓ ｅ ｄ ｗａ ｍｐ ｏ ｅ ｄ ｔ ｅ ｅ ｃｅ ｃ ａ ｅ ｆ ｒｈ ｒｉ ｒ ｖ ｄ ｕ ｉ ｇ Ｆ ＧＡ． ｎ ｐ ｅ ｓ ｉ ｒ ｖ ｄ ａ ｈ ｆ ｉ ｎ ｙ ｃ ｎ ｂ ｕ ｔ ｅ ｍｐ ｏ ｅ ｓｎ Ｐ ｎ ｉ Ｋｅ ｒ ｓ ａ ｔ ｌ ｓ ｇ； ｕ ａ ｇ ｒｔ ｍ ； Ｐ ｙ ｗｏ ｄ ： ｎ ｉ ｉ ｉ ａ ａ ｎ Ｗ ｌ ｏ ｉｈ Ｆ ＧＡ
反走样算 法 ， 出一种 新 的直线反走 样算 法 。该算 法根据 像 素 点 中心到 理想 直 线 的距 离来 计 算灰 度 值 ， 生 成直 线 时预 提 在
测直线 相邻像 素点之 问 的灰 度值变 化 ， 并建 立递推 公式 ， 用整数 移位 、 使 加法 和 比较来 完成 直线 反 走样 ， 计算 简单 ， 于硬 便
Ｎａ ｊ ｇ ２ ０ Ｃｈｎ ） ｎｉ １０１ ｎ ６． ｉａ
Ａｂｓｒ ｃ ： ｔ ｌ ｓｎ ｓ ｏ ｅｏ ｅｂ ｓｃｍａ ｔｒ ｎ ｃ ｍｐ ｔｒｇ ａ ｈ ｃ ．Ｂａ ｅ ｎ Ｗ ｕ ａ ｇ ｒｔ ｍ ， ｅ ａｇ ｒ ｈ ｗａ ｒ ｓ ｎ ｅ ｏ ｎ ｔ ａ ｔ Ａｎ ｉ ｉ ｉ ｇ ｗａ ｎ ｆｔ ａ ｉ ｔ ｓｉ ｏ ｕ ｅ ｒ ｐ ｉｓ ａａ ｈ ｅ ｓｄｏ ｌｏｉ ｈ ａ ｎ ｗ ｌ ｏ ｉ ｍ ｓｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｆ ｒｌ ｅ ｔ ｉ
的 虽 然 提 高 了 反 走 样 效 果 ， 计 算 量 却 大 幅 增 但
。这 些 改 进 算 法 提 升 幅 度 有 限 ， 且 难 以 由 硬 而
Ｏ 引 言
理 想ห้องสมุดไป่ตู้的 直 线是 连 续 的 ， 光 栅 显 示 器 用 一 系列 离 而
的消除了乘除运算 ， 但却需 要三角 函数运算 ； 的 有 虽然进行 了一些算 法优 化 ， 但运算 仍显 复杂
加
。有
散 的像素点来表示 ～条直线 ， 这将 导致所 显示 的直 线
呈 现 锯 齿 状 ， 响显 示 效 果 。锯 齿 是 走 样 现 象 的一 种 ， 影 减 轻 或 者 除 去 走样 现 象 的技 术称 为反 走 样 。 ｗｕ 线 反 走 样算 法是 反 走 样 技 术 较 早 使 用 的方 直