CN101968895A - 二维图像转换系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种二维图像转换方法，该方法包括步骤：读取二维图像的图像信息，所述图像信息包括数据格式信息、图像尺寸信息及像素值信息；根据二维图像的数据格式信息确定二维图像的数据格式，根据二维图像的图像尺寸信息确定二维图像的尺寸；根据二维图像的数据格式及尺寸，从读取的像素值信息中提取二维图像的各个像素的像素值，并确定各个像素的二维坐标；根据提取的像素值，计算二维图像的各个像素的灰度值；创建三维网格；及对创建的三维网格进行着色，完成二维图像到三维图像的转换。本发明还提供一种二维图像转换系统。本发明能够将不同格式的二维图像转换为三维图像。

Description

二维图像转换系统及方法
技术领域
本发明涉及一种图像处理系统及方法，特别是关于一种二维图像转换系统及方法。
背景技术
在利用影像量测机台截取工件的影像图片时，所获得的影像图片是二维图像。二维图像查看起来不方便，难以直观地分析影像的边缘过渡情况。相比较来说，三维图像具有更加直观的显示效果。利用三维图像，可以方便地查看图像的细节。此外，在某些应用场合，需要根据三维图像才能做出进一步的信息抽取。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种二维图像转换系统，能够将二维图像转换为三维图像。
此外，还有必要提供一种二维图像转换方法，能够将二维图像转换为三维图像。
一种二维图像转换系统，运行于数据处理设备中，所述数据处理设备包括存储二维图像的存储设备，该系统包括：读取模块，用于从所述存储设备中读取需要转换的二维图像的图像信息，所述图像信息包括数据格式信息、图像尺寸信息及像素值信息；确定模块，用于根据读取的二维图像的数据格式信息确定二维图像的数据格式，根据读取的二维图像的图像尺寸信息确定二维图像的尺寸；提取模块，用于根据二维图像的数据格式及尺寸，从读取的像素值信息中提取二维图像的各个像素的像素值，并确定各个像素的二维坐标；计算模块，用于根据提取的二维图像的各个像素的像素值，计算二维图像的各个像素的灰度值；创建模块，用于以各个像素的二维坐标作为三维空间点的X-Y轴坐标，以各个像素的灰度值作为三维空间点的Z轴坐标，得到各个像素相对应的三维空间点，并以得到的三维空间点为顶点创建三维网格；及着色模块，用于对创建的三维网格进行着色，完成二维图像到三维图像的转换。
一种二维图像转换方法，该方法包括步骤：读取需要转换的二维图像的图像信息，所述图像信息包括数据格式信息、图像尺寸信息及像素值信息；根据读取的二维图像的数据格式信息确定二维图像的数据格式，根据读取的二维图像的图像尺寸信息确定二维图像的尺寸；根据二维图像的数据格式及尺寸，从读取的像素值信息中提取二维图像的各个像素的像素值，并确定各个像素的二维坐标；根据提取的二维图像的各个像素的像素值，计算二维图像的各个像素的灰度值；以各个像素的二维坐标作为三维空间点的X-Y轴坐标，以各个像素的灰度值作为三维空间点的Z轴坐标，得到各个像素相对应的三维空间点，并以得到的三维空间点为顶点创建三维网格；及对创建的三维网格进行着色，完成二维图像到三维图像的转换。
本发明根据二维图像的数据格式提取各个像素的像素值，根据提取的像素值计算各个像素的灰度值，以灰度值作为三维空间点的Z轴坐标创建三维网格并进行着色，从而将不同格式的二维图像转换为三维图像。
附图说明
图1为本发明二维图像转换系统较佳实施例的应用环境示意图。
图2为图1所示二维图像转换系统的功能模块图。
图3为本发明二维图像转换方法较佳实施例的流程图。
图4为二维图像的各个像素的二维坐标的示意图。
图5为转换前的二维图像的示意图。
图6为转换后的三维图像的示意图。
具体实施方式
参阅图1所示，是本发明二维图像转换系统较佳实施例的应用环境示意图。所述二维图像转换系统11运行于数据处理设备10中。所述数据处理设备10可以是计算机或其它任意适用的具备数据处理功能的装置。所述数据处理设备10还包括存储设备12、处理器13及显示设备14。
所述存储设备12用于存储二维图像的图像信息以及二维图像转换系统11的计算机化程序代码。存储设备12可以是数据处理设备10内置的存储器，也可以是数据处理设备10外接的存储器。
所述处理器13执行二维图像转换系统11的计算机化程序代码，将所述二维图像转换为三维图像。
所述显示设备14用于显示转换前的二维图像以及转换后的三维图像。
参阅图2所示，是图1所示二维图像转换系统11的功能模块图。所述二维图像转换系统11包括读取模块200、提取模块210、计算模块220、创建模块230、着色模块240及显示模块250。
所述读取模块200用于从存储设备12读取需要转换的二维图像的图像信息，并将所述二维图像显示在显示设备14上(参阅图5)。所述图像信息包括数据格式信息、图像尺寸信息及像素值信息。
所述读取模块200还用于根据读取的数据格式信息确定所述二维图像的数据格式，根据读取的图像尺寸信息确定所述二维图像的尺寸。对于不同的数据格式，所述像素值信息中每个像素的像素值占不同的位数。
在本实施例中，所述二维图像是RGB图像，R代表红色，G代表绿色，B代表蓝色。RGB图像的每个像素可以用RGB值来表示。RGB值包括红色分量、绿色分量及蓝色分量三个颜色分量。每个颜色分量通常占一个字节。例如，白色的红色分量、绿色分量及蓝色分量都是255(即十六进制数FF)，RGB值是十六进制数FFFFFF。又如，黑色的红色分量、绿色分量及蓝色分量都是0，RGB值是十六进制数000000。
RGB图像包括8位RGB、16位RGB、24位RGB、32位RGB等数据格式。对于8位RGB图像，像素值信息中每个像素的像素值占8位(即1个字节)。对于16位RGB图像，像素值信息中每个像素的像素值占16位(即2个字节)。对于24位RGB图像，像素值信息中每个像素的像素值占24位(即3个字节)。对于32位RGB图像，像素值信息中每个像素的像素值占32位(即4个字节)。
所述二维图像的尺寸指所述二维图像的长度和宽度，所述长度和宽度以像素为单位。例如，对于60×80的二维图像，该二维图像的长度为60像素，宽度为80像素。
所述提取模块210用于根据该二维图像的数据格式及尺寸，从读取的像素值信息中提取所述二维图像的各个像素的像素值，并确定各个像素的二维坐标。一般来说，二维图像的像素值信息按照从左到右、从下到上的顺序记录组成二维图像的各个像素的像素值。相应地，提取模块220从像素值信息中依次提取出二维图像的各个像素的像素值。
例如，若所述二维图像的数据格式是8位RGB，则提取模块210按照从左到右、从下到上的顺序从读取的像素值信息中提取二维图像的各个像素的像素值，提取的每个像素的像素值占8位。又如，若所述二维图像的数据格式是16位RGB，则提取模块210按照从左到右、从下到上的顺序从读取的像素值信息中提取二维图像的各个像素的像素值，提取的每个像素的像素值占16位。
根据二维图像的各个像素在二维图像中的位置，可以确定各个像素的二维坐标。图4表示一个8×8的二维图像，按照从左到右、从下到上的顺序，该二维图像的各个像素的二维坐标依次为(0，0)、(1，0)、(2，0)、(3，0)、(4，0)、(5，0)、(6，0)、(7，0)、(0，1)、(1，1)、(2，1)、(3，1)……(0，7)、(1，7)、(2，7)、(3，7)、(4，7)、(5，7)、(6，7)、(7，7)。
所述计算模块220用于根据提取的二维图像的各个像素的像素值，计算二维图像的各个像素相对应的灰度值。
在本实施例中，提取的各个像素的像素值包括各个像素的RGB值，或者包括各个像素的颜色分量索引值。所述颜色分量包括红色分量、绿色分量及蓝色分量。例如，对于24位RGB图像，提取的各个像素的像素值包括各个像素的RGB值，每个像素的24位像素值中红色分量、绿色分量及蓝色分量从高到低各占8位。又如，对于8位RGB图像，提取的各个像素的像素值包括各个像素的颜色分量索引值，每个像素的8位像素值中最高3位是红色分量索引值，中间3位是绿色分量索引值，最低2位是蓝色分量索引值。再如，对于16位RGB图像，提取的各个像素的像素值包括各个像素的颜色分量索引值，每个像素的16位像素值最高5位是红色分量索引值，中间6位是绿色分量索引值，最低5位是蓝色分量索引值。
若提取的各个像素的像素值包括各个像素的RGB值，则计算模块220根据RGB值到灰度值的换算公式计算各个像素的灰度值。例如，对于24位RGB图像，计算模块220根据提取的各个像素的红色分量、绿色分量和蓝色分量计算各个像素的灰度值。若提取的各个像素的像素值包括颜色分量索引值，则计算模块220根据每个像素的颜色分量索引值取得对应的RGB值，再根据取得的RGB值计算该像素的灰度值。例如，对于16位RGB图像，计算模块220根据提取的每个像素的颜色分量索引值取得该像素的RGB值，再根据取得的RGB值计算该像素的灰度值。用gray表示灰度值，r、g、b分别表示红色分量、绿色分量、蓝色分量，所述RGB值到灰度值的换算公式可以是gray＝r＊0.3+g＊0.59+b＊0.11。
所述创建模块230用于以各个像素的二维坐标作为三维空间点的X-Y轴坐标，以各个像素的灰度值作为三维空间点的Z轴坐标，得到各个像素相对应的三维空间点，并以得到的三维空间点为顶点创建三维网格。例如，一个像素的二维坐标是(5，9)，灰度值是45，则该像素对应的三维空间点是(5，9，45)。若所述二维图像的尺寸为60×80，则创建模块230获得4800个三维空间点，并以获得的4800个三维空间点为顶点创建三维网格。所述三维网格由一系列的多边形构造而成。在本实施例中，所述创建模块230根据三维空间点创建三角网格，所述三角网格由一系列的三角形构造而成。
所述着色模块240用于对创建的三维网格进行着色，完成二维图像到三维图像的转换。例如，着色模块240对构成三角网格的各个三角形进行着色。在本实施例中，所述着色模块240通过贴图(例如纹理贴图)对创建的三维网格进行着色。
所述显示模块250用于将转换后的三维图像显示在显示设备14上。参阅图6所示，为转换后的三维图像的示意图。
参阅图3所示，是本发明二维图像转换方法较佳实施例的流程图。
步骤S301，读取模块200从存储设备12读取需要转换的二维图像的图像信息，并将所述二维图像显示在显示设备14上(参阅图5)。所述图像信息包括数据格式信息、图像尺寸信息及像素值信息。
步骤S302，读取模块200根据读取的数据格式信息确定所述二维图像的数据格式，根据读取的图像尺寸信息确定所述二维图像的尺寸。对于不同的数据格式，所述像素值信息中每个像素的像素值占不同的位数。
在本实施例中，所述二维图像是RGB图像，R代表红色，G代表绿色，B代表蓝色。RGB图像的每个像素可以用RGB值来表示。RGB值包括红色分量、绿色分量及蓝色分量三个颜色分量。每个颜色分量通常占一个字节。例如，白色的红色分量、绿色分量及蓝色分量都是255(即十六进制数FF)，RGB值是十六进制数FFFFFF。又如，黑色的红色分量、绿色分量及蓝色分量都是0，RGB值是十六进制数000000。
RGB图像包括8位RGB、16位RGB、24位RGB、32位RGB等数据格式。对于8位RGB图像，像素值信息中每个像素的像素值占8位(即1个字节)。对于16位RGB图像，像素值信息中每个像素的像素值占16位(即2个字节)。对于24位RGB图像，像素值信息中每个像素的像素值占24位(即3个字节)。对于32位RGB图像，像素值信息中每个像素的像素值占32位(即4个字节)。
所述二维图像的尺寸指所述二维图像的长度和宽度，所述长度和宽度以像素为单位。例如，对于60×80的二维图像，该二维图像的长度为60像素，宽度为80像素。
步骤S303，提取模块220根据该二维图像的数据格式及尺寸，从读取的像素值信息中提取所述二维图像的各个像素的像素值，并确定各个像素的二维坐标。一般来说，二维图像的像素值信息按照从左到右、从下到上的顺序记录组成二维图像的各个像素的像素值。相应地，提取模块220从像素值信息中依次提取出二维图像的各个像素的像素值。
例如，若所述二维图像的数据格式是8位RGB，则提取模块220按照从左到右、从下到上的顺序从读取的像素值信息中提取二维图像的各个像素的像素值，提取的每个像素的像素值占8位。又如，若所述二维图像的数据格式是16位RGB，则提取模块220按照从左到右、从下到上的顺序从读取的像素值信息中提取二维图像的各个像素的像素值，提取的每个像素的像素值占16位。
根据二维图像的各个像素在二维图像中的位置，可以确定各个像素的二维坐标。图4表示一个8×8的二维图像，按照从左到右、从下到上的顺序，该二维图像的各个像素的二维坐标依次为(0，0)、(1，0)、(2，0)、(3，0)、(4，0)、(5，0)、(6，0)、(7，0)、(0，1)、(1，1)、(2，1)、(3，1)……(0，7)、(1，7)、(2，7)、(3，7)、(4，7)、(5，7)、(6，7)、(7，7)。
步骤S304，计算模块220根据提取的二维图像的各个像素的像素值，计算二维图像的各个像素相对应的灰度值。
在本实施例中，提取的各个像素的像素值包括各个像素的RGB值，或者包括各个像素的颜色分量索引值。所述颜色分量包括红色分量、绿色分量及蓝色分量。例如，对于24位RGB图像，提取的各个像素的像素值包括各个像素的RGB值，每个像素的24位像素值中红色分量、绿色分量及蓝色分量从高到低各占8位。又如，对于8位RGB图像，提取的各个像素的像素值包括各个像素的颜色分量索引值，每个像素的8位像素值中最高3位是红色分量索引值，中间3位是绿色分量索引值，最低2位是蓝色分量索引值。再如，对于16位RGB图像，提取的各个像素的像素值包括各个像素的颜色分量索引值，每个像素的16位像素值最高5位是红色分量索引值，中间6位是绿色分量索引值，最低5位是蓝色分量索引值。
若提取的各个像素的像素值包括各个像素的RGB值，则计算模块220根据RGB值到灰度值的换算公式计算各个像素的灰度值。例如，对于24位RGB图像，计算模块220根据提取的各个像素的红色分量、绿色分量和蓝色分量计算各个像素的灰度值。若提取的各个像素的像素值包括颜色分量索引值，则计算模块220根据每个像素的颜色分量索引值取得对应的RGB值，再根据取得的RGB值计算该像素的灰度值。例如，对于16位RGB图像，计算模块220根据提取的每个像素的颜色分量索引值取得该像素的RGB值，再根据取得的RGB值计算该像素的灰度值。用gray表示灰度值，r、g、b分别表示红色分量、绿色分量、蓝色分量，所述RGB值到灰度值的换算公式可以是gray＝r＊0.3+g＊0.59+b＊0.11。
步骤S305，创建模块230以各个像素的二维坐标作为三维空间点的X-Y轴坐标，以各个像素的灰度值作为三维空间点的Z轴坐标，得到各个像素相对应的三维空间点，并以得到的三维空间点为顶点创建三维网格。例如，一个像素的二维坐标是(5，9)，灰度值是45，则该像素对应的三维空间点是(5，9，45)。若所述二维图像的尺寸为60×80，则创建模块230获得4800个三维空间点，并以获得的4800个三维空间点为顶点创建三维网格。所述三维网格由一系列的多边形构造而成。在本实施例中，所述创建模块230根据三维空间点创建三角网格，所述三角网格由一系列的三角形构造而成。
步骤S306，着色模块240对创建的三维网格进行着色，从而完成二维图像到三维图像的转换。例如，着色模块240对构成三角网格的各个三角形进行着色。在本实施例中，所述着色模块240通过贴图(例如纹理贴图)对创建的三维网格进行着色。
步骤S307，显示模块250将转换后的三维图像显示在显示设备14上。参阅图6所示，为转换后的三维图像的示意图。
需要说明的是，在将该二维图像转换为三维图像时，可以根据需要对二维图像中特定颜色的像素(即RGB值等于给定值的像素)设定一个透明度，进而将二维图像中具有特定颜色的像素转换为三维图像中具有特定透明度的区域。
上述实施例以RGB图像为例进行说明，若是其他模式的二维图像，可以先将其他模式的二维图像转换为RGB图像，或者根据其他模式的二维图像的像素值与灰度值的换算关系，计算各个像素相对应的灰度值。

Claims (8)

1.一种二维图像转换系统，运行于数据处理设备中，所述数据处理设备包括存储二维图像的存储设备，其特征在于，该系统包括：
读取模块，用于从所述存储设备中读取需要转换的二维图像的图像信息，所述图像信息包括数据格式信息、图像尺寸信息及像素值信息；
确定模块，用于根据读取的二维图像的数据格式信息确定二维图像的数据格式，根据读取的二维图像的图像尺寸信息确定二维图像的尺寸；
提取模块，用于根据二维图像的数据格式及尺寸，从读取的像素值信息中提取二维图像的各个像素的像素值，并确定各个像素的二维坐标；
计算模块，用于根据提取的二维图像的各个像素的像素值，计算二维图像的各个像素的灰度值；
创建模块，用于以各个像素的二维坐标作为三维空间点的X-Y轴坐标，以各个像素的灰度值作为三维空间点的Z轴坐标，得到各个像素相对应的三维空间点，并以得到的三维空间点为顶点创建三维网格；及
着色模块，用于对创建的三维网格进行着色，完成二维图像到三维图像的转换。
2.如权利要求1所述的二维图像转换系统，其特征在于，该系统还包括显示模块，用于显示转换后的三维图像。
3.如权利要求1所述的二维图像转换系统，其特征在于，所述二维图像是RGB图像。
4.如权利要求1所述的二维图像转换系统，其特征在于，所述三维网格是三角网格。
5.一种二维图像转换方法，适用于数据处理设备，其特征在于，该方法包括步骤：
读取需要转换的二维图像的图像信息，所述图像信息包括数据格式信息、图像尺寸信息及像素值信息；
根据读取的二维图像的数据格式信息确定二维图像的数据格式，根据读取的二维图像的图像尺寸信息确定二维图像的尺寸；
根据二维图像的数据格式及尺寸，从读取的像素值信息中提取二维图像的各个像素的像素值，并确定各个像素的二维坐标；
根据提取的二维图像的各个像素的像素值，计算二维图像的各个像素的灰度值；
以各个像素的二维坐标作为三维空间点的X-Y轴坐标，以各个像素的灰度值作为三维空间点的Z轴坐标，得到各个像素相对应的三维空间点，并以得到的三维空间点为顶点创建三维网格；及
对创建的三维网格进行着色，完成二维图像到三维图像的转换。
6.如权利要求5所述的二维图像转换方法，其特征在于，该方法还包括步骤：显示转换后的三维图像。
7.如权利要求5所述的的二维图像转换方法，其特征在于，所述二维图像是RGB图像。
8.如权利要求5所述的的二维图像转换方法，其特征在于，所述三维网格是三角网格。
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