CN101625847A - 一种大尺寸非压缩数字图像的快速显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大尺寸非压缩数字图像的快速显示方法。现有方法显示时间长，占用内存多。本发明方法首先在二进制格式下读取非压缩数字图像文件的文件头，获得图像的宽度为W象素、高度为H象素、每象素比特数为B比特。读取文件头中的该数字图像的颜色映射查找表T并保存，其次调用操作系统所提供的应用程序接口函数，获取系统当前的显示分辨率及系统的颜色映射表；然后设置初始缩放比例系数，设置图像初始纵向显示位置为H₀＝1，初始横向显示位置为W₀＝1；最后对原始图像数据进行抽取并显示。本发明方法可以方便地进行大尺寸非压缩数字图像的显示，显示速度快、占用内存低。

Description

一种大尺寸非压缩数字图像的快速显示方法

技术领域

本发明属于数字图像显示技术领域，具体涉及一种大尺寸非压缩数字图像的快速显示方法。

背景技术

目前，计算机上数字图像的显示，其原理主要是将图像中所有象素的颜色数据读入计算机内存中，再交由图像显示卡上的显存进行处理和显示。对于大尺寸数字图像来说，由于其象素非常多，要将所有的图像数据读入，势必会花费很长的数据读入时间，从而使得整个图像显示时间很长，而且要占用大量的计算机内存，影响其实用性。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提出一种计算机上大尺寸非压缩数字图像的快速显示方法，所占用的计算机内存小，图像显示速度快。

本发明方法的具体步骤是：

步骤(1).在二进制格式下读取非压缩数字图像文件的文件头，获得图像的宽度为W象素、高度为H象素、每象素比特数为B比特。读取文件头中的该数字图像的颜色映射查找表T并保存(查找表T中保存的是图像中每一象素B比特颜色数据到真彩色的映射)。

步骤(2)调用操作系统所提供的应用程序接口(Application ProgramInterface，API)函数，获取系统当前的显示分辨率及系统的颜色映射表；显示分辨率为W_S×H_S×B_S，系统的颜色映射表为T_S，其中W_S为系统显示宽度，单位为象素；H_S为系统显示高度，单位为象素；B_S为系统显示颜色深度，单位为比特。

步骤(3)选取H/H_S与W/W_s这两个比值之中的较大值记为Rmax，设置初始缩放比例系数R为Rmax，并保存R的当前值；设置图像初始纵向显示位置为H₀＝1，初始横向显示位置为W₀＝1。

步骤(4)根据缩放比例系数R、初始纵向显示位置H₀、初始横向显示位置W₀对原始图像数据进行抽取并显示，通过纵向拖动、横向拖动查看超出屏幕显示部分的图像内容，通过放大按钮查看图像的细节，通过缩小按钮查看图像的概览。

所述的对原始图像数据进行抽取并显示的具体步骤为：

①在二进制格式下，略过图像文件头部分，从图像数据第H₀行开始，每隔R行，连续读入一行即W个象素的原始图像数据，共计读取H_S行。若H/R＞H_S，纵向拖动条出现并可拖动，设置纵向显示位置最大值Vmax为(H-H_S)/R，允许进行各种纵向拖动，包括步进向上拖动、步进向下拖动、单页向上拖动、单页向下拖动、拖到当前纵向位置、拖到最顶端、拖到最底端；若H/R≤H_S，纵向拖动条消失。

若纵向拖动条出现，则拖动纵向拖动条进行图像纵向上的浏览，不同拖动方式的具体步骤为：

所述的步进向上拖动为设置初始纵向显示位置为H₀＝H₀-VSize，若H₀＜1则重置H₀＝1，重新对原始图像数据进行抽取并显示，其中VSize为纵向步进象素个数，1≤VSize＜Vmax；

所述的步进向下拖动为设置初始纵向显示位置为H₀＝H₀+VSize，若H₀＞Vmax则重置H₀＝Vmax，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

所述的单页向上拖动为设置初始纵向显示位置为H₀＝H₀-VPageSize，若H₀＜1则重置H₀＝1，重新对原始图像数据进行抽取并显示，其中VPageSize为纵向拖动一页的象素个数，1≤VPageSize＜Vmax；

所述的单页向下拖动为设置初始纵向显示位置为H₀＝H₀+VPageSize，若H₀＞Vmax则重置H₀＝Vmax，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

所述的拖到当前纵向位置为设置初始纵向显示位置为H₀＝VCurr，重新对原始图像数据进行抽取并显示，其中VCurr为当前纵向位置，1≤VCurr＜Vmax；

所述的拖到最顶端为设置初始纵向显示位置为H₀＝1，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

所述的拖到最底端为设置初始纵向显示位置为H₀＝Vmax，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

②对所读入的每一行图像数据从第W₀个象素开始，每隔R象素抽取出一个象素，每行共计抽取出W_S个象素。若W/R＞W_S，横向拖动条出现并可拖动，设置横向显示位置最大值Hmax为(W-W_S)/R，允许进行各种横向拖动：步进向左拖动、步进向右拖动、单页向左拖动、单页向右拖动、拖到当前横向位置、拖到最左端、拖到最右端等；若W/R≤W_S，横向拖动条消失。

若横向拖动条出现，则拖动横向拖动条进行图像横向上的浏览，不同拖动方式的具体步骤为：

所述的步进向左拖动为设置初始横向显示位置为W₀＝W₀-HSize，若W₀＜1则重置W₀＝1，重新对原始图像数据进行抽取并显示，其中HSize为横向步进象素个数，1≤HSize＜Hmax；

所述的步进向右拖动为设置初始横向显示位置为W₀＝W₀+HSize，若W₀＞Hmax则重置W₀＝Hmax，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

所述的单页向左拖动为设置初始横向显示位置为W₀＝W₀-HPageSize，若W₀＜1则重置W₀＝1，重新对原始图像数据进行抽取并显示，其中HPageSize为横向拖动一页的象素个数，1≤HPageSize＜Hmax；

所述的单页向右拖动为设置初始横向显示位置为W₀＝W₀+HPageSize，若W₀＞Hmax则重置W₀＝Hmax，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

所述的拖到当前横向位置为设置初始横向显示位置为W₀＝HCurr，重新对原始图像数据进行抽取并显示，其中HCurr为当前横向位置，1≤VCurr＜Vmax；

所述的拖到最左端为设置初始横向显示位置为W₀＝1，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

拖到最右端为设置初始横向显示位置为W₀＝Hmax，重新对原始图像数据进行抽取并显示。

③将所抽取出的每个象素进行颜色变换，即通过查颜色映射表T将B比特原始图像颜色映射到真彩色，再查颜色映射表T_S将该真彩色对应的B_S比特颜色信息作为变换后的图像颜色。变换后得到的W_S×H_S×B_S比特数据作为显示图像的数据。

④调用显卡驱动程序，将所得的W_S×H_S×B_S比特数据送入显卡的显存进行显示。

通过“放大”按钮查看图像的细节的具体步骤为：

a.每按一次“放大”按钮，则修改R为R＝R/2；

b.若R＞1，设置初始纵向显示位置为H₀＝H₀/2，若H₀＜1则重置H₀＝1，设置初始横向显示位置为W₀＝W₀/2，若W₀＜1则重置W₀＝1；若R≤1，则重置R＝1，设置初始纵向显示位置为H₀＝1，设置初始横向显示位置为W₀＝1；

c.重新对原始图像数据进行抽取并显示。

通过“缩小”按钮查看图像概览的具体步骤为：

d.每按一次“缩小”按钮，则修改R为R＝R×2；

e.若R＜Rmax，设置初始纵向显示位置为H₀＝H₀×2，若H₀＞Vmax则重置H₀＝Vmax，设置初始横向显示位置为W₀＝W₀×2，若W₀＞Hmax则重置W₀＝Hmax；若R≥Rmax，则重置R＝Rmax，设置初始纵向显示位置为H₀＝1，设置初始横向显示位置为W₀＝1；

f.重新对原始图像数据进行抽取并显示。

本发明方法通过图像数据抽取、横纵向拖动以及缩放完成了大尺寸非压缩数字图像的快速显示。利用显示分辨率有限这一特点，在图像显示时首先对原始数据进行有规律的抽取既可以保持原始数据的基本信息，同时减少了对内存的消耗，从而大大提高了图像显示的效率；通过缩放与横纵向拖动可以显示图像的任何细节部分。本发明可以方便地进行大尺寸非压缩数字图像的快速显示，该方法显示速度快，占用内存少。

具体实施方式

大尺寸非压缩数字图像快速显示的具体步骤是：

步骤(1)在二进制格式下读取非压缩数字图像文件的文件头，获得图像的宽度为W象素、高度为H象素、每象素比特数为B比特。保存该数字图像的颜色映射查找表T(T中保存的是图像中每一象素B比特颜色数据到真彩色的映射)。

步骤(2)调用操作系统所提供的应用程序接口(Application ProgramInterface，API)函数获取系统当前的显示分辨率为W_S×H_S×B_S，系统的颜色映射表为T_S。其中W_S为系统显示宽度，单位为象素；H_S为系统显示高度，单位为象素；B_S为系统显示颜色深度，单位为比特。

步骤(3)记H/H_S与W/W_s的较大值为Rmax，设置初始缩放比例系数R为Rmax，并保存R的当前值；设置图像初始纵向显示位置为H₀＝1，初始横向显示位置为W₀＝1。

步骤(4)根据缩放比例系数R、初始纵向显示位置H₀、初始横向显示位置W₀对原始图像数据进行抽取并显示，通过纵向拖动、横向拖动查看超出屏幕显示部分的图像内容，通过放大按钮查看图像的细节，通过缩小按钮查看图像的概览。

对原始图像数据进行抽取并显示的具体步骤为：

①在二进制格式下，略过图像文件头部分，从图像数据第H₀行开始，每隔R行，连续读入一行即W个象素的原始图像数据，共计读取H_S行。若H/R＞H_S，纵向拖动条出现并可拖动，设置纵向显示位置最大值Vmax为(H-H_S)/R，允许进行各种纵向拖动：步进向上拖动、步进向下拖动、单页向上拖动、单页向下拖动、拖到当前纵向位置、拖到最顶端、拖到最底端等；若H/R≤H_S，纵向拖动条消失。

②对所读入的每一行图像数据从第W₀个象素开始，每隔R象素抽取出一个象素，每行共计抽取出W_S个象素。若W/R＞W_S，横向拖动条出现并可拖动，设置横向显示位置最大值Hmax为(W-W_S)/R，允许进行各种横向拖动：步进向左拖动、步进向右拖动、单页向左拖动、单页向右拖动、拖到当前横向位置、拖到最左端、拖到最右端等；若W/R≤W_S，横向拖动条消失。

③将所抽取出的每个象素进行颜色变换，即通过查颜色映射表T将B比特原始图像颜色映射到真彩色，再查颜色映射表T_S将该真彩色对应的B_S比特颜色信息作为变换后的图像颜色。变换后得到的W_S×B_S比特数据作为显示图像的一行图像数据。

④调用显卡驱动程序，将所得的W_S×H_S×B_S比特数据送入显卡的显存进行显示。

若纵向拖动条出现，则拖动纵向拖动条进行图像纵向上的浏览，不同拖动方式的具体步骤为：

步进向上拖动：设置初始纵向显示位置为H₀＝H₀-VSize，若H₀＜1则重置H₀＝1，重新对原始图像数据进行抽取并显示，其中VSize为纵向步进象素个数，1≤VSize＜Vmax；

步进向下拖动：设置初始纵向显示位置为H₀＝H₀+VSize，若H₀＞Vmax则重置H₀＝Vmax，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

单页向上拖动：设置初始纵向显示位置为H₀＝H₀-VPageSize，若H₀＜1则重置H₀＝1，重新对原始图像数据进行抽取并显示，其中VPageSize为纵向拖动一页的象素个数，1≤VPageSize＜Vmax；

单页向下拖动：设置初始纵向显示位置为H₀＝H₀+VPageSize，若H₀＞Vmax则重置H₀＝Vmax，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

拖到当前纵向位置：设置初始纵向显示位置为H₀＝VCurr，重新对原始图像数据进行抽取并显示，其中VCurr为当前纵向位置，1≤VCurr＜Vmax；

拖到最顶端：设置初始纵向显示位置为H₀＝1，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

拖到最底端：设置初始纵向显示位置为H₀＝Vmax，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

若横向拖动条出现，则拖动横向拖动条进行图像横向上的浏览，不同拖动方式的具体步骤为：

步进向左拖动：设置初始横向显示位置为W₀＝W₀-HSize，若W₀＜1则重置W₀＝1，重新对原始图像数据进行抽取并显示，其中HSize为横向步进象素个数，1≤HSize＜Hmax；

步进向右拖动：设置初始横向显示位置为W₀＝W₀+HSize，若W₀＞Hmax则重置W₀＝Hmax，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

单页向左拖动：设置初始横向显示位置为W₀＝W₀-HPageSize，若W₀＜1则重置W₀＝1，重新对原始图像数据进行抽取并显示，其中HPageSize为横向拖动一页的象素个数，1≤HPageSize＜Hmax；

单页向右拖动：设置初始横向显示位置为W₀＝W₀+HPageSize，若W₀＞Hmax则重置W₀＝Hmax，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

拖到当前横向位置：设置初始横向显示位置为W₀＝HCurr，重新对原始图像数据进行抽取并显示，其中HCurr为当前横向位置，1≤VCurr＜Vmax；

拖到最左端：设置初始横向显示位置为W₀＝1，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

拖到最右端：设置初始横向显示位置为W₀＝Hmax，重新对原始图像数据进行抽取并显示。

通过“放大”按钮查看图像的细节的具体步骤为：

a.每按一次“放大”按钮，则修改R为R＝R/2；

b.若R＞1，设置初始纵向显示位置为H₀＝H₀/2，若H₀＜1则重置H₀＝1，设置初始横向显示位置为W₀＝W₀/2，若W₀＜1则重置W₀＝1；若R≤1，则重置R＝1，设置初始纵向显示位置为H₀＝1，设置初始横向显示位置为W₀＝1；

c.重新对原始图像数据进行抽取并显示。

通过“缩小”按钮查看图像概览的具体步骤为：

d.每按一次“缩小”按钮，则修改R为R＝R×2；

e.若R＜Rmax，设置初始纵向显示位置为H₀＝H₀×2，若H₀＞Vmax则重置H₀＝Vmax，设置初始横向显示位置为W₀＝W₀×2，若W₀＞Hmax则重置W₀＝Hmax；若R≥Rmax，则重置R＝Rmax，设置初始纵向显示位置为H₀＝1，设置初始横向显示位置为W₀＝1；

f.重新对原始图像数据进行抽取并显示。

本发明的一个实施例中，打开一幅29586×11368象素的8比特灰度图像，在显示分辨率为1024*768的真彩屏幕上显示，当完全放大到原始尺寸(即R＝1)时，所占用的内存为不到2M字节，图像的任何部分均可查看，查看的时间小于300毫秒。而同一幅图像在同样的计算机上，用已有商业软件打开进行显示时，所占用的内存超过490M，查看的时间超过15秒。

Claims (1)

1、一种大尺寸非压缩数字图像的快速显示方法，其特征在于该方法的具体步骤是：

步骤(1).在二进制格式下读取非压缩数字图像文件的文件头，获得图像的宽度为W象素、高度为H象素、每象素比特数为B比特；读取文件头中的该数字图像的颜色映射查找表T并保存；

步骤(2)调用操作系统所提供的应用程序接口函数，获取系统当前的显示分辨率及系统的颜色映射表；显示分辨率为W_S×H_S×B_S，系统的颜色映射表为T_S，其中W_S为系统显示宽度，单位为象素；H_S为系统显示高度，单位为象素；B_S为系统显示颜色深度，单位为比特；

步骤(3)选取H/H_S与W/W_s这两个比值之中的较大值记为Rmax，设置初始缩放比例系数R为Rmax，并保存R的当前值；设置图像初始纵向显示位置为H₀＝1，初始横向显示位置为W₀＝1；

步骤(4)根据缩放比例系数R、初始纵向显示位置H₀、初始横向显示位置W₀对原始图像数据进行抽取并显示，通过纵向拖动、横向拖动查看超出屏幕显示部分的图像内容，通过放大按钮查看图像的细节，通过缩小按钮查看图像的概览；

所述的对原始图像数据进行抽取并显示的具体步骤为：

①在二进制格式下，略过图像文件头部分，从图像数据第H₀行开始，每隔R行，连续读入一行即W个象素的原始图像数据，共计读取H_S行；若H/R＞H_S，纵向拖动条出现并可拖动，设置纵向显示位置最大值Vmax为(H-H_S)/R，允许进行各种纵向拖动：步进向上拖动、步进向下拖动、单页向上拖动、单页向下拖动、拖到当前纵向位置、拖到最顶端、拖到最底端等；若H/R≤H_S，纵向拖动条消失；

若纵向拖动条出现，则拖动纵向拖动条进行图像纵向上的浏览，不同拖动方式的具体步骤为：

所述的步进向上拖动为设置初始纵向显示位置为H₀＝H₀-VSize，若H₀＜1则重置H₀＝1，重新对原始图像数据进行抽取并显示，其中VSize为纵向步进象素个数，1≤VSize＜Vmax；

所述的步进向下拖动为设置初始纵向显示位置为H₀＝H₀+VSize，若H₀＞Vmax则重置H₀＝Vmax，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

所述的单页向上拖动为设置初始纵向显示位置为H₀＝H₀-VPageSize，若H₀＜1则重置H₀＝1，重新对原始图像数据进行抽取并显示，其中VPageSize为纵向拖动一页的象素个数，1≤VPageSize＜Vmax；

所述的单页向下拖动为设置初始纵向显示位置为H₀＝H₀+VPageSize，若H₀＞Vmax则重置H₀＝Vmax，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

所述的拖到当前纵向位置为设置初始纵向显示位置为H₀＝VCurr，重新对原始图像数据进行抽取并显示，其中VCurr为当前纵向位置，1≤VCurr＜Vmax；

所述的拖到最顶端为设置初始纵向显示位置为H₀＝1，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

所述的拖到最底端为设置初始纵向显示位置为H₀＝Vmax，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

②对所读入的每一行图像数据从第W₀个象素开始，每隔R象素抽取出一个象素，每行共计抽取出W_S个象素；若W/R＞W_S，横向拖动条出现并可拖动，设置横向显示位置最大值Hmax为(W-W_S)/R，允许进行各种横向拖动：步进向左拖动、步进向右拖动、单页向左拖动、单页向右拖动、拖到当前横向位置、拖到最左端、拖到最右端等；若W/R≤W_S，横向拖动条消失；

若横向拖动条出现，则拖动横向拖动条进行图像横向上的浏览，不同拖动方式的具体步骤为：

所述的步进向左拖动为设置初始横向显示位置为W₀＝W₀-HSize，若W₀＜1则重置W₀＝1，重新对原始图像数据进行抽取并显示，其中HSize为横向步进象素个数，1≤HSize＜Hmax；

所述的步进向右拖动为设置初始横向显示位置为W₀＝W₀+HSize，若W₀＞Hmax则重置W₀＝Hmax，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

所述的单页向左拖动为设置初始横向显示位置为W₀＝W₀-HPageSize，若W₀＜1则重置W₀＝1，重新对原始图像数据进行抽取并显示，其中HPageSize为横向拖动一页的象素个数，1≤HPageSize＜Hmax；

所述的单页向右拖动为设置初始横向显示位置为W₀＝W₀+HPageSize，若W₀＞Hmax则重置W₀＝Hmax，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

所述的拖到当前横向位置为设置初始横向显示位置为W₀＝HCurr，重新对原始图像数据进行抽取并显示，其中HCurr为当前横向位置，1≤VCurr＜Vmax；

所述的拖到最左端为设置初始横向显示位置为W₀＝1，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

拖到最右端为设置初始横向显示位置为W₀＝Hmax，重新对原始图像数据进行抽取并显示；

③将所抽取出的每个象素进行颜色变换，即通过查颜色映射表T将B比特原始图像颜色映射到真彩色，再查颜色映射表T_S将该真彩色对应的B_S比特颜色信息作为变换后的图像颜色；变换后得到的W_S×H_S×B_S比特数据作为显示图像的数据；

④调用显卡驱动程序，将所得的W_S×H_S×B_S比特数据送入显卡的显存进行显示；

通过“放大”按钮查看图像的细节的具体步骤为：

a.每按一次“放大”按钮，则修改R为R＝R/2；

b.若R＞1，设置初始纵向显示位置为H₀＝H₀/2，若H₀＜1则重置H₀＝1，设置初始横向显示位置为W₀＝W₀/2，若W₀＜1则重置W₀＝1；若R≤1，则重置R＝1，设置初始纵向显示位置为H₀＝1，设置初始横向显示位置为W₀＝1；

c.重新对原始图像数据进行抽取并显示；

通过“缩小”按钮查看图像概览的具体步骤为：

d.每按一次“缩小”按钮，则修改R为R＝R×2；

e.若R＜Rmax，设置初始纵向显示位置为H₀＝H₀×2，若H₀＞Vmax则重置H₀＝Vmax，设置初始横向显示位置为W₀＝W₀×2，若W₀＞Hmax则重置W₀＝Hmax；若R≥Rmax，则重置R＝Rmax，设置初始纵向显示位置为H₀＝1，设置初始横向显示位置为W₀＝1；

f.重新对原始图像数据进行抽取并显示。