CN102073468A - 一种基于视窗系统实现图像边缘融合方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于视窗系统实现图像边缘融合方法，包括以下步骤：（1）创建一个最顶层全屏可见窗口；（2）通过视窗系统获取除最顶层全屏可见窗口外的其余所有窗口的图像并将其按层次排序；（3）将图像自底层往上逐层绘制到最顶层全屏可见窗口；（4）绘制图像边缘融合羽化带；（5）更新最顶层全屏可见窗口的显示。本发明提供的方法无需借助外部硬件设备采集图像，利用视窗系统在本地即可实现图像边缘的融合，并且可以独立控制视窗系统中各窗口图像的渲染效果。
Description
技术领域
本发明涉及图像边缘融合技术，尤其涉及一种基于视窗系统实现图像边缘融合方法。
背景技术
对大画面、多色彩、高亮度、高分辨率历来是人们对视觉感受的追求，传统的电视墙、投影硬拼接屏和箱体拼接墙等很难满足人们在这方面的需要，无缝拼接技术就成了我们研究的主题，随着融合处理技术的出现，它大大地改善了拼接图像的视觉效果，保证了显示图像的完整性和美观性，使显示的图像有了质的差异和提高。
目前实现图像的边缘融合的方法，通常都是使用硬件和软件结合的方式，利用图像边缘融合处理器，获取将要显示的源图像，复制数据，以生成重叠投影区域，将重叠图像的边缘羽化，然后再进行显示，用户通过控制软件的管理界面，进行信号选择、设置显示布局、画面处理等。
通过这样的方式，虽然能够实现图像的边缘融合效果，但是不能实现对各窗口图像的渲染效果的控制，灵活性比较低，并且需要于外部的硬件设备采集源图像，使融合的成本较高，而融合的效果依赖于外部硬件性能状况，在实际使用中存在着不足。
发明内容
本发明提供一种基于视窗系统实现图像边缘融合方法，解决了图像边缘融合依赖外部硬件采集图像而造成融合成本过高，且无法独立控制视窗系统中各窗口图像的渲染效果的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于视窗系统实现图像边缘融合方法，包括以下步骤：
（1）创建一个最顶层全屏可见窗口；
（2）通过视窗系统获取除最顶层全屏可见窗口外的其余所有窗口的图像并将其按层次排序；
（3）将图像自底层往上逐层绘制到最顶层全屏可见窗口；
（4）绘制图像边缘融合羽化带；
（5）更新最顶层全屏可见窗口的显示。
由于本发明利用视窗系统在本地即可实现图像的边缘融合，无需借助外部硬件采集图像，降低了融合的成本，同时可以对视窗系统中每个窗口图像的形状、透明度独立进行控制，灵活性大大提高，另外，除了实现图像的边缘融合外，还可以实现窗口间图像的融合及窗口特效，增强了用户的感官享受。
附图说明
图1为本发明基于视窗系统实现图像边缘融合方法的流程图；
图2为本发明基于视窗系统实现图像边缘融合方法的一个实施例中将图像绘制到最顶层全屏可见窗口的流程图。
具体实施方式
在本发明方法的具体实施例中：
1、通过视窗系统可以实时获取所有窗口的图像，窗口在系统中的层次，视窗的显示范围，包括窗口在系统中的偏移量(x，y)，窗口的宽度与高度值w，h。
2、变形控制面，变形控制面为一个用于对整个视窗系统的图像变形进行控制而建立的坐标面模型，该变形控制面通过控制界面由用户进行控制，其范围与视窗系统对应，可以通过方程（Xs ，Ys）=S（Xp ，Yp）来实现视窗系统坐标向变形控制面的坐标映射，其中，（Xp ，Yp）为变形前视窗系统的窗口的某个坐标，（Xs ，Ys）为该窗口坐标对应在变形控制面上的坐标。
如图1所示，本发明技术方案包括以下步骤：
（1）创建一个最顶层全屏可见窗口；
该全屏窗口作为用来绘制总图像的窗口，显示范围与视窗系统一致，窗口的坐标与视窗系统一一对应。
（2）通过视窗系统获取除最顶层全屏可见窗口外的其余所有窗口图像并按窗口层次排序；
具体地，视窗系统实时获取每个窗口上的图像，窗口的层次，以及该窗口的显示范围，将窗口层次依据层次高低从顶部向底部排序，层次越低越靠近底部。
（3）将图像自底层往上逐层绘制到最顶层全屏可见窗口；
具体地，从底层开始，视窗系统实时将获取到的图像，由下往上逐层将图像绘制到顶层全屏可见窗口上，得到一个拼接的总图像。
（4）绘制图像边缘融合羽化带，边缘羽化后可产生光滑的全景重叠，显示出一个没有缝隙更加明亮、高分辨率的整幅图像。
（5）更新最顶层全屏可见窗口的显示，即可在最顶层全屏可见窗口显示一幅经过边缘融合的总图像。
为了更好理解本发明的技术方案，以下实施例对本发明的方法作进一步详细描述。
对于步骤（3）的绘制的方法，具体包括步骤：
计算窗口图像像素对应在变形控制面的坐标；
(b)将图像像素按其对应在变形控制面的坐标依次绘制到最顶层全屏可见窗口上。
对于步骤(a)，其具体步骤包括：
a)视窗系统获取窗口在视窗系统中的偏移量及宽、高，并根据这些数据计算图像像素在视窗系统中的坐标；
b)根据坐标映射方程计算图像像素对应在变形控制面上的坐标。
对于步骤a)，要计算图像的每一个像素对应在变形控制面的坐标需要耗费极大的系统资源，而根据图像的特性，在实际应用中，图像像素可以采用插值算法来完成绘制，所以可以不全部计算。
作为一个实施例， 计算的方法具体包括步骤：
先将窗口像素构建成一个[M+1]*[N+1]规模的点阵，其中M+1为每行的点阵数，N+1为每列的点阵数，可知图像像素所属点阵在窗口中的坐标值Point（m，n），m∈[0，M]，n∈ [0，N]；
对于M与N的取值，可根据实施本专利的使用者实际情况而定，M与N取值越大绘制像素的坐标就越准确。一个较佳的优选值，M与N都取值100。
再根据以下公式计算坐标：
X p =x + （float）m / M*w
Y p =y + （float）n / N*h
（Xs ，Ys）=S（Xp ，Yp）
式中，（Xp ，Yp）为变形前视窗系统的窗口的某个像素的坐标，（Xs ，Ys）为该像素对应在变形控制面上的坐标；x，y为窗口在系统中偏移量的坐标值，w，h为窗口的宽度与高度。
对于步骤(b)，采用的绘制技术包括Opengl、DirectDraw、GDI 绘图技术，作为一个实施例，以下采用Opengl技术结合附图来详述绘制的过程，如图2所示，绘制的方法包括以下步骤：
1）使用最顶层全屏可见窗口创建绘图环境，并启用颜色混合；
2）将该窗口图像像素格式转换为ARGB格式，用户设定图像中各点对应像素的透明度A的值；
3）使用窗口为转换格式后的图像创建、更新纹理；
4）采用纹理坐标映射，将纹理坐标（u，v）映射到变形控制面坐标（Xs ，Ys）处，其中，u=（float）m / M ，v=（float）n / N，Opengl自动在各纹理坐标间进行插值计算，将图像纹理像素绘制到最顶层全屏可见窗口上，作为一个实施例，Opengl采用线性插值的算法进行插值计算。
上述步骤中涉及的坐标与步骤(a)中的坐标一致。
本发明技术相对采用硬件实现边缘融合的另一大优势是除了能实现图像的边缘融合外，同时还可以对视窗系统中任何一个窗口图像的透明度以及形状进行独立控制。
本发明方法中的图像绘制是实时绘制的，视窗系统以一定的频率实时获取图像并将其绘制在最顶层全屏可见窗口上，在边缘融合的图像上选取某个窗口，可以改变该窗口图像形状或者图像透明度，在下一次绘制后即可以得到新的边缘融合图像。
在步骤（3）之前，用户通过鼠标选取指定窗口，改变其属性中的透明度A值，在下一次绘制该窗口的过程中，视窗系统会在绘制该窗口图像的步骤(b)中的2）步骤对A值进行重新设定，绘制完成后即可实现对边缘融合图像中某个窗口的图像透明度的改变；
在步骤（3）之前，用户还可以改变图像的形状，通常改变图像形状的方法是先设置窗口形状控制点，再通过拖曳控制点来实现改变图像形状的变化，图像的形状控制点越多，变形就越精细，具体设置控制点的数量根据实施本专利的使用者实际情况而定，用户用鼠标选取指定窗口，设置该窗口形状控制点，用鼠标拖曳形状控制点就可以改变窗口图像的形状。
控制点为分布在窗口上的点阵行列，下一次绘制该窗口的过程中，在计算图像像素对应在变形控制面的坐标时，将每一行及每一列形状控制点都构建贝塞尔曲线。
每条贝塞尔曲线方程为：Line=Bezier(Anchors[t] )
其中，Anchors[t]为贝塞尔曲线上的t个变形控制点，每个变形控制点在窗口中的坐标（xt，yt）可以根据每行与每列控制点的数量及窗口的宽与高值计算，再将每行与每列贝塞尔曲线分别插值M份与N份，构建成一个图像所属窗口像素的 [M+1]*[N+1]规模的点阵，拖曳控制点实现图像变形时会引起贝塞尔曲线变化，根据贝塞尔曲线方程以及变形控制点坐标，计算变形后的图像像素所属点阵在窗口中的坐标值Point（m，n），再根据步骤(a)与步骤(b)中的其它步骤，完成变形后的图像像素绘制，优选地，采用4行4列的变形控制点进行变形。
本实施例的其它特征与上述实施例相同，在此不做赘述。
另外，本发明的方法除了实现图像的边缘融合外，还可以实现窗口间图像的融合及窗口特效，增强了用户的感官享受。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于视窗系统实现图像边缘融合方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）创建一个最顶层全屏可见窗口；
（2）通过视窗系统获取除最顶层全屏可见窗口外的其余所有窗口的图像并将其按层次排序；
（3）将图像自底层往上逐层绘制到最顶层全屏可见窗口；
（4）绘制图像边缘融合羽化带；
（5）更新最顶层全屏可见窗口的显示。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将图像自底层往上逐层绘制到最顶层全屏可见窗口步骤中绘制的方法包括步骤：
(a)计算图像像素对应在变形控制面的坐标，其中，变形控制面为一个用于对整个视窗系统的图像变形进行控制而建立的坐标面模型，其范围与视窗系统对应，通过坐标映射方程实现视窗系统向变形控制面的坐标映射；
(b)将图像像素按其对应在变形控制面的坐标依次绘制到最顶层全屏可见窗口上。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算图像像素对应在变形控制面的坐标步骤具体包括步骤：
a)视窗系统获取窗口在视窗系统中的偏移量及宽、高，并根据这些数据计算图像像素在视窗系统中的坐标；
b)根据坐标映射方程计算图像像素对应在变形控制面上的坐标。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述视窗系统获取窗口在视窗系统中的偏移量及宽、高，并根据这些数据计算图像像素在视窗系统中的坐标步骤中计算坐标的方法包括步骤：
将窗口像素构建成有若干数量规模的点阵；
将所述偏移量与图像像素所属点阵在所述窗口中的坐标值相加得到其在视窗系统中的坐标。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述点阵中的像素采用线性插值算法绘制到最顶层全屏可见窗口。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将图像像素按其对应在变形控制面的坐标依次绘制到最顶层全屏可见窗口上包括步骤：
1）使用最顶层全屏可见窗口创建绘图环境，并启用颜色混合；
2）将该图像像素格式转换为ARGB格式，并设定A的值，其中，A为透明度，RGB为颜色值；
3）为转换格式后的图像创建、更新纹理；
4）采用纹理坐标映射，将图像纹理像素绘制到最顶层全屏可见窗口上对应在变形控制面的坐标处。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将图像像素按其对应在变形控制面的坐标依次绘制到最顶层全屏可见窗口上，采用的绘制技术包括Opengl、DirectDraw、GDI 绘图技术。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将图像自底层往上逐层绘制到最顶层全屏可见窗口步骤前，还可以包括步骤：改变指定窗口图像的透明度。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将图像自底层往上逐层绘制到最顶层全屏可见窗口步骤前，还可以包括步骤：改变指定窗口图像的形状。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述改变指定窗口图像的形状步骤包括步骤：用鼠标选取指定窗口，设置窗口形状控制点，用鼠标拖曳所述形状控制点改变所述窗口图像的形状。
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