CN102930520B

CN102930520B - 一种碎片镶嵌图片的生成方法

Info

Publication number: CN102930520B
Application number: CN201210389083.9A
Authority: CN
Inventors: 迟冬祥
Original assignee: Shanghai Dianji University
Current assignee: Shanghai Dianji University
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2012-10-15
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2032-10-15
Also published as: CN102930520A

Abstract

本发明提供一种碎片镶嵌图片的生成方法，包括目标图片分割处理、复制一切片、确定所述切片平移后的目标位置、将所述切片平移并镶嵌至目标位置、完成镶嵌图片等多个步骤，有效解决现有技术存在的图片数据库过大、收集图片成本较高、数据库占用资源较多等技术问题。本发明优点在于，提供一种碎片镶嵌图片的生成方法，以计算机为工具，基于目标图片自动、快速地生成镶嵌画，不需要图片数据库，从目标图片自身之中复制、移动并镶嵌切片图片到目标区域，即可达到碎片镶嵌效果。

Description

一种碎片镶嵌图片的生成方法

技术领域

本发明涉及数字图像处理领域，特别涉及一种碎片镶嵌图片的生成方法。

背景技术

图像镶嵌技术是指将多幅小图像（照片、数字图案、字母图案、色块等等）排列拼接成一幅大图像，图像观赏者与图像的距离不同，该图片的视觉效果也不同。当距离较近时，观赏者看到的是一幅幅小的图像排列在一起，甚至可以看到其中各个小图像的细节；当距离较远时，观赏者更注意大图像的整体视觉效果，原来的小图像成为大图像的一部分色块，即使观赏者能分辨清楚小图像的局部细节，但大图像的整体视觉效果更明显，更引人注意。

现有的图像镶嵌技术，主要包括如下步骤：（1）将一张大图片（以下或称目标图片）分割为多个小块区域；（2）对每个小块区域，在图片数据库中寻找与之最为相似的图片；（3）替换该小块区域，得到一幅镶嵌的目标图片。这种方法的缺点在于，为了得到很好的镶嵌效果，需要一个很大的图片数据库，调用图片麻烦。上述技术进一步还可以包括如下步骤，目标图片分割为多个小块区域之后，对于各个小块区域，将数据库图片的色彩做趋向于小块区域色彩的变换，以达到色彩相似的效果。这种方法的缺点在于，数据库图片的色彩变换虽然提升了目标图片的镶嵌色彩效果，但是数据库图片色彩的改变却降低了目标图镶嵌的视觉效果。

此外，日本佩特媒体株式会社于2009年1月7日申请的发明专利《镶嵌图片生成装置、方法及程序》（申请号：200980102220.6）是目前该领域中比较进步的技术。在该专利申请文件中记载的技术方案中，在分割目标图片之后，计算各个小块区域的颜色基本浓度值作为目标浓度值，再根据素材库（图片数据库）中的图片的基本颜色的平均浓度值进行颜色校正：在保持基本色彩浓度分布的情况下向目标浓度值调整。该技术的不足之处在于：由于色彩的校正，虽然增加了目标图片整体镶嵌的视觉效果，但是数据库图片的色彩已经改变了，因此镶嵌图片的细节（填充各个分割小块区域的数据库图片）已经失真了。另外镶嵌图片本身需要数据库图片的支持，通常为了达到好的镶嵌效果，这个数据库图片的数量很大，收集足够多的图片成本较高、占用资源较多。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种碎片镶嵌图片的生成方法，有效解决现有技术存在的图片数据库过大、收集图片成本较高、数据库占用资源较多等技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种碎片镶嵌图片的生成方法，包括如下步骤：

（1）将目标图片进行分割处理，将所述目标图片平均分割成4个以上的矩形区域，每一矩形区域内的图片为切片；

（2）复制任一未镶嵌的切片；

（3）确定所述切片平移后的镶嵌位置，确保所述镶嵌位置位于所述目标图片的区域内，所述切片的位移与所述切片的尺寸成正比；

（4）将所述切片复制、平移并镶嵌至镶嵌位置；

（5）判断是否所有切片都已经复制、平移并镶嵌完毕，若是，执行步骤（6），若否，返回步骤（2）；

（6）完成镶嵌图片。

所述分割处理包括如下步骤：

（101）判断是否存在可分割的待处理图片；若是，执行步骤（102），若否，执行步骤（103）；

（102）将所述待处理图片平均分割成4个大小、形状相同的矩形区域，每一矩形区域内的图片为新的待处理图片，返回步骤（101）；

（103）确认每一矩形区域内的图片为切片，分割处理完成。

判断是否存在可分割的待处理图片，包括如下步骤：

（201）判断待处理图片是彩色图还是灰度图：如果是彩色图，执行步骤（202）；若为灰度图，执行步骤（203）

（202）将所述彩色图片转为灰度图片；

（203）判断待处理图片区域内灰度值的最大值与最小值之差是否大于预设差值阈值，若是，执行步骤（204）；若否，执行步骤（205）；

（204）确定存在可分割的待处理图片；

（205）确定不存在可分割的待处理图片。

其中，所述步骤（203）还可以为判断待处理图片区域内熵值是否大于熵值阈值，若是，执行步骤（204）；若否，执行步骤（205）。

所述镶嵌包括复制和覆盖。

本发明优点在于，提供一种碎片镶嵌图片的生成方法，以计算机为工具，基于目标图片自动、快速地生成镶嵌画，不需要图片数据库，从目标图片自身之中复制、移动并镶嵌切片图片到目标区域，即可达到碎片镶嵌效果。

附图说明

图1所示为本发明中碎片镶嵌图片生成方法的流程图；

图2所示为本发明中分割处理方法的流程图；

图3所示为本发明中判断是否存在可分割的待处理图片的方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明的具体实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本发明。应当理解，尽管结合其优选的具体实施方案描述了本发明，但这些实施方案拟阐述，而不是限制本发明的范围。

实施例1

如图1所示，图中所示为一种碎片镶嵌图片的生成方法，包括步骤（1）—（5）。

一种碎片镶嵌图片的生成方法，包括如下步骤：

步骤（1），将目标图片进行分割处理，将所述目标图片平均分割成4个以上的相同的矩形区域，每一矩形区域内的图片为切片。此处的目标图片，是指待处理的完整图片，也可以称为初始图片。所述切片，是指目标图片被切割后形成的矩形图片。

如图2所示，图中所示为一种碎片镶嵌图片的分割处理方法，即将目标图片分割成4个切片，包括如下步骤：

（101）判断是否存在可分割的待处理图片；若是，执行步骤（102），若否，执行步骤（103）。切片是指不能再被平均切割的图片，此处的待处理图片是指已经被平均切割过、还可能被进一步平均切割成切片的图片。其中，待处理图片是否可分割的判断标准为预定的分割准则，预定的分割准则是指判断能否继续分割某一图片切片区域的规则或方法。准则制定的依据需要考虑当前待分割图片区域的色彩值或灰度值，即准则应该依赖于待分割图片区域的色彩和灰度信息，具体地说，对于灰度图片来说，若初始图片所处区域内灰度值的最大值与最小值之差大于其预设差值阈值，或者，图片区域内灰度值的熵值大于预设的熵值阈值，则可以确定图片需要继续被分割，否则不必再分割；对于彩色图片，首先将其R、G、B值加权平均，转换为灰度图片，再按照前述灰度切片的分割准则进行分割。

（102）将所述待处理图片平均分割成4个大小、形状相同的矩形区域，每一矩形区域内的图片为新的待处理图片，返回步骤（101）。

（103）确认每一矩形区域内的图片为切片，分割处理完成。

所述切片特征数量取决于分割图片区域的方式，分割越细致、分割的区域个数越多，得到描述图片色彩的特征信息就越多。

如图3所示，图中所示为本发明中判断是否存在可分割的待处理图片的方法，判断是否存在可分割的待处理图片，包括如下步骤：

（201）判断待处理图片是彩色图还是灰度图：如果是彩色图，执行步骤（202）；若为灰度图，执行步骤（203）。

（202）将所述彩色图片转为灰度图片。将彩色图片的R、G、B值加权平均，转换为灰度图片，再按照下述灰度切片的分割准则进行分割。

（203）判断待处理图片内灰度值的最大值与最小值之差是否大于预设差值（预设的灰度值的最大值与最小值之差）阈值，若是，执行步骤（204）；若否，执行步骤（205）；预设差值阈值指的是灰度值的最大值与最小值之差的预设阈值。

（204）确定存在可分割的待处理图片。

（205）确定不存在可分割的待处理图片。

其中，所述步骤（203）还可以为

（206）判断待处理图片区域内熵值是否大于熵值阈值，若是，执行步骤（204）；若否，执行步骤（205）。

对于灰度图片来说，判断图片区域内灰度值的最大值与最小值之差是否大于预设阈值：假设当前图片区域内灰度值的最大值是A，最小值是B，阈值为T，如果A-B>T，那么就均匀分割当前图片区域为4个区域；否则不分割当前图片区域。假设灰度值以0～255表示，即 0<=A<=255，0<=B<=255，阈值范围根据图片灰度分布情况设置范围为0<=T<=127。

对于灰度图片来说，判断图片区域内灰度值的熵值是否大于其阈值：假设灰度值以0～255表示，该待分割区域的熵值表示为E=-∑ (p_i*log₂(p_i))，其中p_i（i=0~255）为在当前待分割区域中，各个灰度值（0～255）出现的概率值，那么阈值范围根据图片灰度分布情况设置范围为0<=T<=3。

对于彩色图片来说，假设各个色彩的强度值以0～255表示，每个像素的色彩强度值分别为AR、AG、AB，即 0<=AR<=255，0<=AG<=255，0<=AB<=255，那么可以采用等权值转换该像素，计算灰度值的公式为Y=(AR+AG+AB)/3。彩色图片将其R、G、B三色加权平均，转化为灰度图片，然后再如上述灰度图片的方式处理。

步骤（2），复制任一未镶嵌的切片；

目标图片IMG总体尺寸为R×C，描述为IMG（R，C）。对于目标图片的一个切片图片，尺寸为A×B像素，描述为TILE0（r01:r02,c01:c02），r01、r02、c01、c02分别是切片区域的起止行数和列数，A=r02-r01+1，B=c02-c01+1。

步骤（3），确定所述切片平移后的镶嵌位置，确保所述镶嵌位置位于所述目标图片的区域内，所述切片的位移与所述切片的尺寸成正比。

镶嵌后位置所在区域，尺寸为A×B像素，描述为TILE1（r11:r12,c11:c12），r11、r12、c11、c12分别是目标位置的起止行数和列数，A=r12-r11+1，B=c12-c11+1。

计算偏移量（1）行偏移rr=A×c×randr，列偏移cc=B×c×randc；其中c是偏移量控制系数，0<c<5，randr和randc是介于-1～+1的随机数。（2）目标位置所在区域参数：r11=r01+rr，c11=c01+cc，r12=r02+rr，c12=c02+cc。判定是否1≤r11≤A且1≤r12≤A且1≤c11≤B且1≤c12≤B：若是，则保留目标位置信息；若否，重新计算偏移量，以放置目标位置超出原目标图片范围。

步骤（4），将所述切片复制、平移并镶嵌至镶嵌位置。所述镶嵌包括复制和覆盖，也就是说将一切片复制、平移到镶嵌位置，表达为IMG（r11:r12，c11:c12）=IMG（r01:r02，c01:c02），也就是将切片覆盖镶嵌目标位置区域。

步骤（5），判断是否所有切片都已经复制、平移并镶嵌完毕，若是，执行步骤（6），若否，返回步骤（2）。

步骤（6），完成镶嵌图片。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种碎片镶嵌图片的生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将目标图片进行分割处理，将所述目标图片分割成4个以上的矩形区域，每一矩形区域内的图片为切片；

（2）复制任一未镶嵌的切片；

（4）将所述切片复制、平移并镶嵌至镶嵌位置，记录该切片为已镶嵌的切片；

（6）完成镶嵌图片；

其中，步骤3）确定所述切片平移后的镶嵌位置，包括如下步骤：

（301）将一切片的初始位置区域描述为TILE0（r01:r02,c01:c02）；其中，r01、r02分别是该切片初始位置区域的起止行数，c01、c02分别是该切片初始位置区域的起止列数，所述切片初始位置区域的尺寸为A×B像素，A=r02-r01+1，B=c02-c01+1；

（302）将所述切片平移后的位置区域描述为TILE1（r11:r12,c11:c12）；其中，r11、r12分别是该切片镶嵌位置区域的起止行数，c11、c12分别是该切片镶嵌位置区域的起止列数；

（303）计算偏移量，行偏移rr=A×c×randr，列偏移cc=B×c×randc；其中，c是偏移量控制系数，0<c<5，randr和randc是介于-1～+1的随机数；

（304）根据所述偏移量计算所述镶嵌位置区域的参数；r11=r01+rr，c11=c01+cc，r12=r02+rr，c12=c02+cc；以及

（305）判定是否1≤r11≤A且1≤r12≤A且1≤c11≤B且1≤c12≤B：若是，则保留镶嵌位置信息；若否，返回步骤303），重新计算偏移量。

2.如权利要求1所述的一种碎片镶嵌图片的生成方法，其特征在于，所述分割处理包括如下步骤：

（103）确认每一矩形区域内的图片为切片，分割处理完成。

3.如权利要求2所述的一种碎片镶嵌图片的生成方法，其特征在于，判断待处理图片是否存在可分割的待处理图片，包括如下步骤：

（202）将所述彩色图片转为灰度图片；

（203）判断所述待处理图片区域内灰度值的最大值与最小值之差是否大于预设差值阈值，若是，执行步骤（204）；若否，执行步骤（205）；

（204）确定存在可分割的待处理图片；

（205）确定不存在可分割的待处理图片。

4.如权利要求3所述的一种碎片镶嵌图片的生成方法，其特征在于，所述步骤（203）还可以为判断待处理图片区域内熵值是否大于熵值阈值，若是，执行步骤（204）；若否，执行步骤（205）。

5.如权利要求1所述的一种碎片镶嵌图片的生成方法，其特征在于，所述镶嵌包括复制和覆盖。