[發明專利]一種球面圖像索引方法及裝置

在審

• 申請號: 202011279655.9
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112364190A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 施云惠;吳剛;尹寶才;王瑾
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G06F16/51
• 分類號: G06F16/51
• 代理公司: 北京市中聞律師事務所 11388
• 代理人: 馮夢洪

1.一種球面圖像索引方法，其特征在于：該方法包括：剖分層次為0的球面三角形T₀ⁱ投影為平面上的直角三角形，8個最大的球面三角形在某點展開并投影成一個平面上的正方形；該排列的中心點為球面上球面坐標為(0°,0°)的點，四個頂點的球面坐標為(±180°,±90°)；令投影后的直角三角形的兩個直角邊與笛卡爾坐標系重合，則球面三角像元用笛卡爾坐標上的整數坐標直接進行索引；

具體步驟為：

(1)定義球面三角像元二進索引的集合D_k為公式(4)

D_k＝{d_k＝(p_k,q_k,m_k),0≤p_k≤N,0≤q_k≤N,m_k∈{0,1}} (4)

經過變形排列后的球面三角像元兩兩結合，合為一組，并生成一個小方塊，方塊左下角的點的整數坐標作為兩個三角像元索引的前兩維p_k和q_k，m_k表示三角形的朝向，0和1分別代表朝上和朝下，0≤k≤n表示剖分層次，是四叉樹的層數，N＝2^2k+3-1為球面三角像元的總數量；

(2)給定任意剖分層次k，球面三角像元的數量，這樣球面圖像的分辨率可以確定，此時根據公式(5)定義二進索引在笛卡爾坐標系下的坐標

c_k＝(x_k,y_k,m_k)＝(p_k2^-k,q_k2^-k,m_k) (5)

其中2^-k為二進索引在剖分層次k的步長。

2.根據權利要求1所述的球面圖像索引方法，其特征在于：該方法在步驟(1)之前還包括建立二進索引與一維索引的轉換：

從剖分層次k＝1始，逐步增加k的值，在此過程中，針對每一個k利用公式(3)計算中對應的a_k，

并用公式(6)計算對應的球面三角像元的笛卡爾坐標c_k，

當k＝n時，獲得c_n，從而通過公式(5)的逆運算得到最終的二進索引(p_n,q_n,m_n)。

3.根據權利要求2所述的球面圖像索引方法，其特征在于：從(p_n,q_n,m_n)生成有序根樹索引i的逆過程，首先計算四叉樹三角地址A_n；為得到A_n，從剖分層次k＝0開始，逐步增加k的值，直至達到最大剖分層次n；在此過程中針對每一個k計算一個判定坐標(u_k,v_k,m_uv)，然后通過該坐標計算該層次對應的a_k，最終生成a₀至a_n的序列；(u_k,v_k,m_uv)用公式(7)計算

對應的a_k通過公式(8)計算得到

4.根據權利要求3所述的球面圖像索引方法，其特征在于：針對區域0之外的區域，在具體計算時進行簡單的坐標平移或旋轉，使之與區域0重合，然后套用區域0的方法進行索引的計算，計算完成后執行原平移或旋轉的逆運算。

5.根據權利要求4所述的球面圖像索引方法，其特征在于：有的區域進行整體旋轉處理，使其三角朝向一致，從而保證二進索引的連續性。