專利名稱：超大紋理圖像的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航天測控可視化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種超大紋理圖像的處理方法。
背景技術(shù)：
隨著航天工業(yè)的發(fā)展，對航天測控可視化提出了更高的要求。在保證可視化系統(tǒng)反應(yīng)速度的前提下，要求看到更多的細(xì)節(jié)。然而很多情況下，實(shí)時渲染的天體模型都需要使用巨量圖像數(shù)據(jù)作為紋理，這類圖像的數(shù)據(jù)量隨著精度提高呈幾何倍數(shù)増加，一些高精度天體數(shù)據(jù)都以TB為單位，現(xiàn)有的顯卡根本無法將其全部載入顯存，甚至無法全部載入普通PC和工作站的內(nèi)存。現(xiàn)行的技術(shù)通過整片不經(jīng)處理的方法進(jìn)行調(diào)用，顯然無法滿足TB級紋理圖像的調(diào)入。特別是航空航天領(lǐng)域?qū)τ趯?shí)時性的要求非常高，任何數(shù)據(jù)都要在毫秒級進(jìn)行響應(yīng)，紋理圖像的調(diào)用不能占用太多CPU時間、內(nèi)存空間以及IO接ロ設(shè)備?？梢哉f超大紋理圖像的處理已經(jīng)成為航天測控可視化領(lǐng)域的ー塊短板，要想在航天飛行可視化領(lǐng)域有所突破必然要解決這ー關(guān)鍵性問題。目前對于超大紋理圖像的處理方法主要是按照區(qū)域進(jìn)行金字塔式的分割調(diào)用，分片進(jìn)行讀取，前期數(shù)據(jù)處理量大，普通機(jī)器的運(yùn)算能力已經(jīng)不能滿足GB級數(shù)據(jù)的處理了，更不要說TB級數(shù)據(jù)；并且在文件存儲和調(diào)用方面，目前所有技術(shù)都是采用隨機(jī)排布的文件存儲方式，在缺少索引的情況下，調(diào)用過程會引起大量的CPU和內(nèi)存等待，并且由于缺乏相應(yīng)的算法規(guī)范和具體的實(shí)現(xiàn)方法，有些技術(shù)還僅僅停留在理論階段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供ー種以分級分割取代整片調(diào)用、以樹狀結(jié)構(gòu)存儲取代隨機(jī)存儲的超大紋理圖像處理方法，大大提高了數(shù)據(jù)調(diào)用速度的前提下，最大限度的保留了超大紋理圖像信息的完整和真實(shí)性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種超大紋理圖像的處理方法，步驟如下
(1)超大紋理圖像物理特征的處理
X將多張衛(wèi)星或望遠(yuǎn)鏡采集的原始超大紋理圖像文件進(jìn)行數(shù)字化，然后進(jìn)行拼接；
%將拼接之后的超大紋理圖像文件調(diào)整成統(tǒng)ー的亮度、對比度和色度； f調(diào)整超大紋理圖像文件，使其長寬像素?cái)?shù)為2的正整數(shù)次冪，形成超大源圖像文
件； (2)超大源圖像文件的分割處理
I；根據(jù)所述超大源圖像文件的分辨率確定其分割級數(shù)n ；
I；根據(jù)所述超大源圖像文件的分割級數(shù)，調(diào)整其分辨率，每ー級生成ー張分割原圖像文件，所述第n級分割原圖像文件的長寬像素?cái)?shù)為21(l+n*29+n ；
: 給所述每個分割原圖像文件設(shè)定分割標(biāo)記，使每個分割原圖像文件生成2n+1個分割文件，所述姆個分割文件的長寬像素?cái)?shù)為512*512 ；
f.按照分割標(biāo)記將分割原圖像文件數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)存中，然后按照樹狀結(jié)構(gòu)文件命名方式將分割文件存儲到硬盤中；
%將上述分割文件數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，并設(shè)定文件索引；
(3)超大源圖像文件的調(diào)用、渲染處理
エ按照客觀環(huán)境中人眼分辨率，根據(jù)三維空間中不同的視距調(diào)用不同級數(shù)的分割文
件；
f利用所述分割文件的樹狀存儲結(jié)構(gòu)將所需的文件檢索到，并讀取到內(nèi)存中，然后將其進(jìn)行解壓和分塊操作，最終通過計(jì)算機(jī)顯示系統(tǒng)進(jìn)行輸出。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明充分利用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力，以分級分割取代整片調(diào)用，最大限度得減少對CPU、內(nèi)存、IO接ロ的占用；以樹狀結(jié)構(gòu)存儲取代隨機(jī)存儲，使文件檢索過程對系統(tǒng)的消耗減少到最低，提高紋理信息的渲染和調(diào)用速度，使得普通PC機(jī)和低檔工作站也可以對天體表面超大紋理圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用和渲染，提高了信息處理的效率。本發(fā)明集超大紋理圖像數(shù)據(jù)的分割、調(diào)用、渲染技術(shù)于一身，大大提高了數(shù)據(jù)調(diào)用速度，最大限度的保留了超大紋理圖像信息的完整和真實(shí)性。
具體實(shí)施例方式以衛(wèi)星采集的地球表面圖像文件為例，對其進(jìn)行分割、調(diào)用和渲染處理過程如下
(I)圖像文件物理特征處理
衛(wèi)星采集的地球表面圖像是條帶狀掃描的地球圖像，由于地球表面為非規(guī)則球面且衛(wèi)星外界影響發(fā)生偏移抖動等，條帶狀的 原始圖像并不能完美的拼合，因此需要進(jìn)行處理。首先進(jìn)行條帶部分的合并，通過圖像編輯將重和部分剔除，并處理整個圖像的亮度、對比度、色度形成一副長為54582像素，寬為27291像素的初始圖像。通過計(jì)算，初始圖像的長小于2的16次冪但大于2的15次冪，為了使數(shù)據(jù)更為精準(zhǔn)我們選擇2的15次冪，即32768作為初始圖像的長，將初始圖像轉(zhuǎn)化為長為32768像素，寬為16384像素的源圖像。(2)圖像文件的分割處理
表I
芬割級數(shù)I紋理圖像數(shù)I紋理圖像覆蓋度I寬度像素I單像素分辨率I同等大小
021801024 40km_2MB
18902048 20km:8MB
232454096 IOkm:32MB
312822. 58K5km: 128MB
4[512[11.25[l6K \2. 5km1512MB
權(quán)利要求
1. 一種超大紋理圖像的處理方法，其特征在于，其方法步驟如下(1)超大紋理圖像物理特征的處理3將多張衛(wèi)星或望遠(yuǎn)鏡采集的原始超大紋理圖像文件進(jìn)行數(shù)字化，然后進(jìn)行拼接； f將拼接之后的超大紋理圖像文件調(diào)整成統(tǒng)一的亮度、對比度和色度； f調(diào)整超大紋理圖像文件，使其長寬像素?cái)?shù)為2的正整數(shù)次冪，形成超大源圖像文件；(2)超大源圖像文件的分割處理X根據(jù)所述超大源圖像文件的分辨率確定其分割級數(shù)n ；兮根據(jù)所述超大源圖像文件的分割級數(shù)，調(diào)整其分辨率，每一級生成一張分割原圖像 文件，所述第n級分割原圖像文件的長寬像素?cái)?shù)為21(l+n*29+n ；f給所述每個分割原圖像文件設(shè)定分割標(biāo)記，使每個分割原圖像文件生成2n+1個分割 文件，所述每個分割文件的長寬像素?cái)?shù)為512*512 ；丨|丨按照分割標(biāo)記將分割原圖像文件數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)存中，然后按照樹狀結(jié)構(gòu)文件命名 方式將分割文件存儲到硬盤中；f將上述分割文件數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，并設(shè)定文件索引；(3)超大源圖像文件的調(diào)用、渲染處理工按照客觀環(huán)境中人眼分辨率，根據(jù)三維空間中不同的視距調(diào)用不同級數(shù)的分割文件；兮利用所述分割文件的樹狀存儲結(jié)構(gòu)將所需的文件檢索到，并讀取到內(nèi)存中，然后將 其進(jìn)行解壓和分塊操作，最終通過計(jì)算機(jī)顯示系統(tǒng)進(jìn)行輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超大紋理圖像的處理方法，包括如下步驟超大紋理圖像物理特征的處理；超大源圖像文件的分割處理；超大源圖像文件的調(diào)用、渲染處理。本發(fā)明的有益效果如下充分利用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力，以分級分割取代整片調(diào)用，最大限度得減少對CPU、內(nèi)存、IO接口的占用；以樹狀結(jié)構(gòu)存儲取代隨機(jī)存儲，使文件檢索過程對系統(tǒng)的消耗減少到最低，提高紋理信息的渲染和調(diào)用速度，使得普通PC機(jī)和低檔工作站也可以對天體表面超大紋理圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用和渲染，提高了信息處理的效率。本發(fā)明集超大紋理圖像數(shù)據(jù)的分割、調(diào)用、渲染技術(shù)于一身，大大提高了數(shù)據(jù)調(diào)用速度，最大限度的保留了超大紋理圖像信息的完整和真實(shí)性。
文檔編號G06T5/50GK102663664SQ201210053110
公開日2012年9月12日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者趙正旭 申請人:石家莊鐵道大學(xué)