[發明專利]超大紋理圖像的處理方法

有效

• 申請號: 201210053110.5
• 申請日: 2012-03-02
• 公開（公告）號: CN102663664A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 趙正旭
• 申請（專利權）人: 石家莊鐵道大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;G06T5/50
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 米文智

技術領域

本發明涉及航天測控可視化技術領域，具體涉及一種超大紋理圖像的處理方法。

背景技術

隨著航天工業的發展，對航天測控可視化提出了更高的要求。在保證可視化系統反應速度的前提下，要求看到更多的細節。然而很多情況下,?實時渲染的天體模型都需要使用巨量圖像數據作為紋理，這類圖像的數據量隨著精度提高呈幾何倍數增加,一些高精度天體數據都以TB為單位，現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和工作站的內存。現行的技術通過整片不經處理的方法進行調用，顯然無法滿足TB級紋理圖像的調入。特別是航空航天領域對于實時性的要求非常高，任何數據都要在毫秒級進行響應，紋理圖像的調用不能占用太多CPU時間、內存空間以及IO接口設備。可以說超大紋理圖像的處理已經成為航天測控可視化領域的一塊短板，要想在航天飛行可視化領域有所突破必然要解決這一關鍵性問題。

目前對于超大紋理圖像的處理方法主要是按照區域進行金字塔式的分割調用，分片進行讀取，前期數據處理量大，普通機器的運算能力已經不能滿足GB級數據的處理了，更不要說TB級數據；并且在文件存儲和調用方面，目前所有技術都是采用隨機排布的文件存儲方式，在缺少索引的情況下，調用過程會引起大量的CPU和內存等待，并且由于缺乏相應的算法規范和具體的實現方法，有些技術還僅僅停留在理論階段。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種以分級分割取代整片調用、以樹狀結構存儲取代隨機存儲的超大紋理圖像處理方法，大大提高了數據調用速度的前提下，最大限度的保留了超大紋理圖像信息的完整和真實性。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：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

將多張衛星或望遠鏡采集的原始超大紋理圖像文件進行數字化，然后進行拼接；

將拼接之后的超大紋理圖像文件調整成統一的亮度、對比度和色度；

調整超大紋理圖像文件，使其長寬像素數為2的正整數次冪，形成超大源圖像文件；

（2）超大源圖像文件的分割處理

根據所述超大源圖像文件的分辨率確定其分割級數n；

根據所述超大源圖像文件的分割級數，調整其分辨率，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數為2¹⁰⁺ⁿ*2⁹⁺ⁿ；

給所述每個分割原圖像文件設定分割標記，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數為512*512；

按照分割標記將分割原圖像文件數據讀入到內存中，然后按照樹狀結構文件命名方式將分割文件存儲到硬盤中；

將上述分割文件數據進行壓縮處理，并設定文件索引；

（3）超大源圖像文件的調用、渲染處理

按照客觀環境中人眼分辨率，根據三維空間中不同的視距調用不同級數的分割文件；

利用所述分割文件的樹狀存儲結構將所需的文件檢索到，并讀取到內存中，然后將其進行解壓和分塊操作，最終通過計算機顯示系統進行輸出。

本發明的有益效果如下：本發明充分利用現有計算機的運算能力，以分級分割取代整片調用，最大限度得減少對CPU、內存、IO接口的占用；以樹狀結構存儲取代隨機存儲，使文件檢索過程對系統的消耗減少到最低，提高紋理信息的渲染和調用速度，使得普通PC機和低檔工作站也可以對天體表面超大紋理圖像數據進行調用和渲染，提高了信息處理的效率。本發明集超大紋理圖像數據的分割、調用、渲染技術于一身，大大提高了數據調用速度，最大限度的保留了超大紋理圖像信息的完整和真實性。

具體實施方式

以衛星采集的地球表面圖像文件為例，對其進行分割、調用和渲染處理過程如下：

（1）圖像文件物理特征處理：

衛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則球面且衛星外界影響發生偏移抖動等，條帶狀的原始圖像并不能完美的拼合，因此需要進行處理。首先進行條帶部分的合并，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，為了使數據更為精準我們選擇2的15次冪，即32768作為初始圖像的長，將初始圖像轉化為長為32768像素，寬為16384像素的源圖像。