用于大型影像的多尺度圖像分割結果快速可視化方法技術

一種用于大型影像的多尺度圖像分割結果快速可視化方法：對原始的影像進行區域分割及存儲時，將原始的影像分割為若干區域，每個區域內部的像素都使用相應的ID值標識，得到對象ID影像，建立影像金字塔。當用戶瀏覽時，預先加載影像金字塔中分辨率最低層的影像；根據用戶操作判斷用戶操作之后的空間分辨率，確定選擇抽取影像金字塔相應層的數據，根據當前視圖范圍讀取影像金字塔相應層中相應的像素；在繪制分割結果的邊緣時，遍歷每個像素并使用最鄰近采樣判斷是否為邊界；當用戶在當前視圖范圍中用鼠標點選某個區域時，首先判斷鼠標點擊的像素的ID值，然后將相同ID值的像素高亮顯示。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于遙感影像分割
，特別是涉及一種針對大型影像的多尺度圖像分割結果快速可視化方法。
技術介紹
遙感影像分割技術是遙感影像處理領域一直以來的重點研究問題之一，遙感影像分割結果如何存儲和可視化也是每個遙感影像分割系統必須解決的事情，目前常用的解決方法是用矢量形式來存儲和可視化影像的分割結果。矢量數據是用(x，y)坐標對、坐標串和封閉的坐標串表示實體要素點、線、面的位置及其空間關系的一種數據格式。它適宜表達離散的空間實體要素。在面向對象的影像分割結果可視化中，影像分割結果由大量的面狀對象構成，表示分割之后的邊緣，邊緣又由大 量的像素點構成。保存這些信息非常復雜，需要將像素點抽象成矢量數據的點對象，記錄其空間坐標，并保存分割結果邊緣和點的對應關系，以及每個邊緣構成的面之間的相互關系。矢量數據的存儲系統目前應用以及比較成熟，主要分為文件存儲和數據庫管理系統存儲兩種形式，前者如ESRI公司的Coverage、Shapefile等，后者如ESRI公司的GeoDatabase、ArcSDE,甲骨文公司的 Oracle Spatial 等。由于矢量數據數據量大，空間結構復雜，有時還要存儲對象之間的拓撲關系，導致矢量數據可視化時速度一直不能令人滿意。尤其對于大型影像的多尺度圖像分割結果來說，更是如此，分割結果是幅柵格影像，其像素數量巨大，轉換成矢量數據形式之后，存在大量的點對象存在，影響可視化的速度。TIFF (Tag Image File Format)圖像文件是圖形圖像處理中常用的格式之一，對圖像信息的存放靈活多變，支持多種色彩系統，而且獨立于操作系統，因此得到了廣泛應用。但是，在各種地理信息系統、攝影測量與遙感等應用中，要求圖像具有地理編碼信息，例如圖像所在的坐標系、比例尺、經緯度等等。對于存儲和讀取這些信息，純TIFF格式的圖像文件是很難做到的。GeoTIF作為TIFF的一種擴展，在TIFF的基礎上定義了一些GeoTag (地理標簽)，來對各種坐標系統、橢球基準、投影信息等進行定義和存儲，使圖像數據和地理數據存儲在同一圖像文件中，這樣就為廣大用戶制作和使用帶有地理信息的圖像提供了方便的途徑。相關文獻 劉永學，李滿春，毛亮.基于邊緣的多光譜遙感圖像分割方法.遙感學報，2006年5月第10卷第3期；譚衢霖，劉正軍，沈偉.一種面向對象的遙感影像多尺度分割方法.北京交通大學學報自然科學版，2007年第4期；李建松.《地理信息系統原理》武漢大學出版社，2006. 8;陳飛翔，周治武，張建兵.基于動態規劃算法的矢量數據壓縮改進算法.計算機應用，2008年第I期；王建，杜道生.矢量數據向柵格數據轉換的一種改進算法.地理與地理信息科學，2004年第I期；牛芩濤，盛業華.GeoTIFF圖像文件的數據存儲格式及讀寫.四川測繪，2004年9月第27卷第3期待。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術提出一種在保證分割效果的前提下，能提高大型多尺度影像分割結果可視化速度的方法。本專利技術的技術方案為一種，對原始的影像進行區域分割并存儲分割之后的結果；當用戶瀏覽時讀取相應存儲數據，實現快速可視化，支持快速點擊查詢對象，利用最鄰近采樣法繪制分割邊界； 對原始的影像進行區域分割并存儲分割之后的結果包括以下步驟， 步驟I. 1，將原始的影像分割為若干區域，為不同區域分配不同的ID值，每個區域內部的像素都使用相應的ID值標識，得到對象ID影像； 步驟I. 2，將步驟I所得對象ID影像作為一幅單波段影像保存為GeoTifT文件并存儲，每個像素的波段值為像素的ID值； 步驟I. 3，使用面積占優法將對象ID影像進行抽稀處理，建立影像金字塔，影像金字塔中任意相鄰兩層中，上層的一個像素代表下層對應的四個像素； 當用戶瀏覽時，執行以下步驟， 步驟2. 1，預先加載影像金字塔中分辨率最低層的影像； 步驟2. 2，根據用戶操作信息判斷操作之后的空間分辨率，確定選擇抽取影像金字塔相應層的數據，根據當前視圖范圍從GeoTiff文件中讀取影像金字塔相應層中相應的像素，包括當前視圖范圍內以及當前視圖范圍的右側一列和下方一行的像素； 步驟2. 3，根據步驟2. 2讀取的影像金字塔相應層中相應的像素繪制，在繪制分割結果的邊緣時，遍歷每個像素并使用最鄰近采樣判斷是否為邊界， 對某像素判斷是否為邊界的實現方法為，設該像素的值為VI，相鄰的右側和下方的像素的值為V2和V3,如果Vl和V2、V3中存在有至少一個值不相同，則把該像素標記為邊緣色，否則，標記為普通色。步驟2. 4，當用戶在當前視圖范圍中用鼠標點選某個區域時，首先判斷鼠標點擊的像素的ID值，然后將相同ID值的像素高亮顯示。而且，以分塊的方式將步驟I. I分割所得對象ID影像存儲在GeoTiff文件中，每次寫入和讀取影像數據時以塊為單位，支持快速可視化。本專利技術將大型影像的多尺度圖像分割結果分塊存儲在GeoTiff文件，并且使用面積占優法建立了影像金字塔?？梢暬瘯r，可以快速讀取屏幕區域內的影像，具有較快的可視化速度，支持快速放大、縮小和瀏覽。由于圖像分割邊緣的每個像素值都保存了下來，本專利技術支持無極放大功能，不會出現當放大到非常高的分辨率時，邊緣變得不清楚的情況。而且圖像分割的邊界繪制時，相鄰的多邊形使用一條共同邊，不會有裂縫出現。本專利技術還改進了矢量對象可視化實現方式，點擊查詢某個對象，只要找到和點擊的像素ID值相同的像素即可，大大加快了點擊查詢的速度。附圖說明圖I為本專利技術實施例的影像分割結果表示方法示意 圖2為本專利技術實施例的面積占優法建立影像金字塔示意圖；圖3為本專利技術實施例的分割結果邊界繪制示意圖。具體實施例方式 影像金字塔的建立是由原始影像按一定規則生成的由細到粗不同分辨率的影像集，在同一的空間參照下，根據用戶需要以不同分辨率進行存儲與顯示，形成分辨率由粗到細、數據量由小到大的金字塔結構。影像金字塔每層的空間分辨率都不同，在用戶瀏覽過程中，比如放大、縮小或者平移操作，都要先計算出操作之后的空間分辨率以及當前視圖范圍內會顯示的地圖坐標的范圍，然后從影像金字塔中選擇分辨率最接近的影像來顯示，并且根據當前的視圖范圍決定顯示該層金字塔上哪幾塊的影像。金字塔是一種能對柵格影像按逐級降低分辨率的拷貝方式存儲的方法。通過選擇一個與顯示區域相似的分辨率，只需進行少量的查詢和少量的計算，從而減少顯示時間。影像金子塔的構建方法有很多，常見的有中心點法，面積占優法，重要性法，百分比法等。大型影像文件由于像素數量巨大，往往占用大量的磁盤空間，所以存儲時常使用一些壓縮方式，常見的有鏈式編碼、行程編碼、塊式編碼、四叉樹編碼等，對于一般影像文件 來說壓縮之后的文件大小常常會有較大降低，不過，相應的影像的讀取速度也有一定的影像。為了得到更快的可視化速度，本專利技術存儲影像文件時不進行任何壓縮。本專利技術的技術方案提供可視化方案，包括對原始的影像進行區域分割及存儲，以及當用戶瀏覽時讀取相應存儲數據并顯示用戶點選的區域的具體方式。具體實施時可由本領域技術人員采用計算機軟件技術實現自動運行流程。以下結合附圖和實施例詳細說明本專利技術技術方案。對原始的影像進行區域分割并存儲分割之后的結果包括以下步驟 步驟I. 1，將原始的影像分割本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于大型影像的多尺度圖像分割結果快速可視化方法，其特征在于：對原始的影像進行區域分割并存儲分割之后的結果；當用戶瀏覽時讀取相應存儲數據，實現快速可視化，支持快速點擊查詢對象，利用最鄰近采樣法繪制分割邊界；？對原始的影像進行區域分割并存儲分割之后的結果包括以下步驟，步驟1.1，將原始的影像分割為若干區域，為不同區域分配不同的ID值，每個區域內部的像素都使用相應的ID值標識，得到對象ID影像；步驟1.2，將步驟1所得對象ID影像作為一幅單波段影像保存為GeoTiff文件并存儲，每個像素的波段值為像素的ID值；？？步驟1.3，使用面積占優法將對象ID影像進行抽稀處理，建立影像金字塔，影像金字塔中任意相鄰兩層中，上層的一個像素代表下層對應的四個像素；當用戶瀏覽時，執行以下步驟，步驟2.1，預先加載影像金字塔中分辨率最低層的影像；步驟2.2，根據用戶操作信息判斷操作之后的空間分辨率，確定選擇抽取影像金字塔相應層的數據，根據當前視圖范圍從GeoTiff文件中讀取影像金字塔相應層中相應的像素，包括當前視圖范圍內以及當前視圖范圍的右側一列和下方一行的像素；步驟2.3，根據步驟2.2讀取的影像金字塔相應層中相應的像素繪制，在繪制分割結果的邊緣時，遍歷每個像素并使用最鄰近采樣判斷是否為邊界，對某像素判斷是否為邊界的實現方法為，設該像素的值為V1，相鄰的右側和下方的像素的值為V2和V3，如果V1和V2、V3中存在有至少一個值不相同，則把該像素標記為邊緣色，否則，標記為普通色；步驟2.4，當用戶在當前視圖范圍中用鼠標點選某個區域時，首先判斷鼠標點擊的像素的ID值，然后將相同ID值的像素高亮顯示。...

【技術特征摘要】
1.一種用于大型影像的多尺度圖像分割結果快速可視化方法，其特征在于對原始的影像進行區域分割并存儲分割之后的結果；當用戶瀏覽時讀取相應存儲數據，實現快速可視化，支持快速點擊查詢對象，利用最鄰近采樣法繪制分割邊界； 對原始的影像進行區域分割并存儲分割之后的結果包括以下步驟， 步驟I. 1，將原始的影像分割為若干區域，為不同區域分配不同的ID值，每個區域內部的像素都使用相應的ID值標識，得到對象ID影像； 步驟I. 2，將步驟I所得對象ID影像作為一幅單波段影像保存為GeoTifT文件并存儲，每個像素的波段值為像素的ID值； 步驟I. 3，使用面積占優法將對象ID影像進行抽稀處理，建立影像金字塔，影像金字塔中任意相鄰兩層中，上層的一個像素代表下層對應的四個像素； 當用戶瀏覽時，執行以下步驟， 步驟2. 1，預先加載影像金字塔中分辨率最低層的影像； 步驟2. 2，根據用戶操作信息判斷操作之后的空間分辨率，確定選...

【專利技術屬性】
技術研發人員：咼維，朱欣艷，范利偉，胡濤，
申請(專利權)人：武漢大學，
類型：發明
國別省市：