[發(fā)明專利]一種高速相機(jī)壓縮圖像快速重建方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710027149.2
• 申請(qǐng)日: 2017-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN106780638A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川精目科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T9/00
• 分類號(hào): G06T9/00
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1.一種高速相機(jī)壓縮圖像快速重建方法，其特征是：首先，根據(jù)高速相機(jī)圖像壓縮標(biāo)記矩陣，將已知像素填充到對(duì)應(yīng)像素位置；然后，進(jìn)行迭代循環(huán)，以未填充像素位置鄰域內(nèi)已知像素的最大值填充未填充像素位置，以未填充像素位置鄰域內(nèi)已知像素的最小值填充未填充像素位置，直到所有未填充像素被填充為止；最后，根據(jù)高速相機(jī)圖像壓縮標(biāo)記矩陣，以未知像素鄰域內(nèi)所有像素的均值作為未知像素估計(jì)值，得到高速相機(jī)壓縮圖像重建圖像，具體操作步驟如下：

第一步：根據(jù)高速相機(jī)圖像壓縮標(biāo)記矩陣F，對(duì)壓縮圖像I_c進(jìn)行像素重排序，得到重排序圖像I_s；

第1.1步：根據(jù)相機(jī)拍攝圖像寬度w、高度h、像素深度b，w、h的單位為像素，取值范圍為（0~10000000），b的單位為bits，取值范圍為（1~100），生成一幅寬度為w、高度為h、像素深度為b的空白圖像I，I中任意像素可表示為p(u,v,q)，u、v分別為像素在圖像中的行坐標(biāo)、列坐標(biāo), q為像素值，q的取值范圍為（0~2^b-1）；

第1.2步：從圖像壓縮標(biāo)記矩陣F左上角開始，按“Z”字型掃描，當(dāng)F(u,v)=1時(shí)，在查找表L中記錄F(u,v)的行坐標(biāo)u、列坐標(biāo)v，得到大小為2*K的查找表L，K為圖像壓縮過(guò)程中保留的像素?cái)?shù)量，K的取值范圍為（0~w*h）；

第1.3步，根據(jù)查找表L中第i個(gè)元素的取值(u,v)，以壓縮圖像I_c中第i個(gè)像素的像素值q，填充空白圖像I中(u,v)位置處像素，依次遍歷整個(gè)查找表L和壓縮圖像I_c，得到重排序圖像I_s；

第二步：將重排序圖像I_s中像素劃分為已知像素集T、未知像素集E：

遍歷重排序圖像I_s中像素p(u,v,q)，當(dāng)F(u,v)=1時(shí)，標(biāo)記為已知像素t；當(dāng)F(u,v)=0時(shí)，標(biāo)記為未知像素e；K個(gè)已知像素t構(gòu)成已知像素集T={t₁,...,t_k}，w*h-K個(gè)未知像素e構(gòu)成未知像素集E={e₁,...}，其中*是乘法操作；

第三步：使用已知像素集T快速估計(jì)未知像素E的取值，進(jìn)行壓縮圖像重建，得到重建圖像I_r，下標(biāo)r表示I_r是重建圖像， 使用已知像素集T快速估計(jì)未知像素E取值的方法是：

定義未填充的未知像素e為e'、定義已填充的未知像素定義為e''；

定義操作a為：遍歷所有未填充的未知像素e'，利用未填充的未知像素e'的鄰域N內(nèi)所有已知像素t和所有已填充的未知像素e''構(gòu)成像素集J，取像素集J的最大值q_x填充e', 下標(biāo)x表示q_x是最大值；

定義操作b為：遍歷所有未填充的未知像素e'，利用未填充的未知像素e'的鄰域N內(nèi)所有已知像素t和所有已填充的未知像素e''構(gòu)成像素集J，取像素集J的最小值q_y填充e', 下標(biāo)y表示q_y是最小值；

執(zhí)行操作a和操作b共n次，n取值范圍為(1~100)，當(dāng)重排序圖像I_s中不存在未填充的未知像素e'時(shí)，根據(jù)圖像壓縮標(biāo)記矩陣F，遍歷所有未知像素e，取未知像素e的鄰域N內(nèi)像素的均值q_m作為未知像素e的估計(jì)值，下標(biāo)m表示q_m是均值，完成壓縮圖像重建，得到重建圖像I_r；

具體實(shí)現(xiàn)如下：

第3.1步：構(gòu)建填充標(biāo)記矩陣F'，令F'=F，F(xiàn)'中元素取值為0或1；當(dāng)F'(u,v)=0時(shí)，表示p(u,v,q)為未填充的未知像素e'；當(dāng)F'(u,v)=1時(shí)，表示p(u,v,q)是已知像素t或已填充的未知像素e''；

第3.2步：計(jì)算F'中所有元素和S=sum(F')，sum是求和操作，當(dāng)S=w*h時(shí)，轉(zhuǎn)入第3.3步，當(dāng)S<w*h時(shí)，執(zhí)行如下操作：

第3.2.1步：遍歷填充標(biāo)記矩陣F'，當(dāng)F'(u,v)=0時(shí)，取重排序圖像I_s中像素p(u,v,q)的鄰域N內(nèi)、對(duì)應(yīng)標(biāo)記F'(u',v')=1的所有像素p'(u',v',q')構(gòu)成像素集J，計(jì)算像素集J的最大值q_x，用最大值q_x代替像素p(u,v,q)，即：q=q_x，并使F'(u,v)=1；

第3.2.2步：遍歷填充標(biāo)記矩陣F'，當(dāng)F'(u,v)=0時(shí)，取重排序圖像中像素p(u,v,q)的鄰域N內(nèi)、對(duì)應(yīng)標(biāo)記F'(u',v')=1的所有像素p'(u',v',q')構(gòu)成像素集J，計(jì)算像素集J的最小值q_y，用最小值q_y填充當(dāng)前像素p(u,v,q)，即：q=q_y，并使F'(u,v)=1；

第3.2.3步：返回第3.2步；

第3.3步：遍歷壓縮圖像標(biāo)記矩陣F，當(dāng)F(u,v)=0時(shí)，取重排序圖像I_s中像素p(u,v,q)鄰域N內(nèi)像素的均值q_m代替像素p(u,v,q)的像素值q，即：q=q_m；當(dāng)F(u,v)=1時(shí)，不處理；得到壓縮重建圖像I_r；

其中，第3.2.1步和第3.2.2步的執(zhí)行順序可交換，(u',v')是鄰域N內(nèi)像素的位置坐標(biāo)，第3.3步中的均值q_m可由鄰域N內(nèi)包括像素p(u,v,q)在內(nèi)的所有像素計(jì)算，也可由鄰域N內(nèi)、除像素p(u,v,q)之外的所有像素計(jì)算；鄰域N可選擇4連通、8連通鄰域，鄰域N尺寸為b*g，b、g的取值范圍為：（1~100）；為提升重建速度，鄰域尺寸優(yōu)先為3*3個(gè)像素，其中*表示乘法操作。