CN108932292B - 一种大范围遥感影像快速多分辨率调度显示方法 - Google Patents

一种大范围遥感影像快速多分辨率调度显示方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大范围遥感影像快速多分辨率调度显示方法，包括如下内容：计算最佳分辨率对应的影像金字塔的层数，将该层瓦片映射到屏幕空间，判断瓦片的长高是否都大于屏幕的长高，若是即为最佳大小，调用当前最佳分辨率瓦片层显示；当瓦片长和高至少有一个小于屏幕空间的长和高时：若屏幕上同时加载的瓦片数量未超过4，则不进行调整；若加载的瓦片数量大于4，则向影像金字塔上层搜索低分辨率但是更大的瓦片，直到影像金字塔的某一层的瓦片映射到屏幕空间后，长和高都大于屏幕空间的长和高，停止搜索，调用该层的瓦片进行显示。本发明可减少系统内存开销，提高影像加载速度，且控制屏幕加载的瓦片数不超过四张，保证了内存使用量的稳定。

Description

一种大范围遥感影像快速多分辨率调度显示方法
技术领域
本发明涉及地理信息与云计算技术，尤其涉及一种大范围遥感影像快速多分辨率调度显示方法。
背景技术
高分辨率的大尺度影像往往拥有非常大的数据量，可以达到GB级别。直接对其进行显示，会占用大量的内存资源，且加载时间长、操作速度缓慢。对于此类影像数据的常用显示方法是对原始数据进行处理，制作影像金字塔瓦片文件，在显示过程中根据视点位置加载相应的瓦片进行显示。但在实际显示过程中存在以下问题：1、如果加载的瓦片尺寸略小于屏幕尺寸受视点位置和瓦片分割方式的影响，不同视点所需要加载的瓦片数量差异较大。在极端情况下需要加载的瓦片数量为9张。这使得设备需要预留足够的多的内存才能保证影像的正常加载与显示。对于内存资源有限的移动设备来说，无法保证内存使用的稳定和图片加载速度的稳定。2、如果加载的瓦片尺寸远大于屏幕尺寸，也会加大设备的内存消耗，减缓影像的显示速度。
发明内容
发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种大范围遥感影像快速多分辨率调度显示方法，以减少显示时加载瓦片的数量的同时减小瓦片的尺寸，提高显示速度。
技术方案：一种大范围遥感影像快速多分辨率调度显示方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)对原始影像进行处理，生成影像金字塔；
(2)计算最佳分辨率对应的影像金字塔的层数；
(3)将最佳分辨率层的瓦片映射到屏幕空间，判断瓦片的长和高是否都大于屏幕的长和高，若是即为最佳大小，调用当前最佳分辨率瓦片层显示；
(4)当瓦片长、高至少有一个小于对应屏幕空间的长、高时，进行如下判断：
若调用当前最佳分辨率瓦片层显示时屏幕上同时加载的瓦片数量没有超过4块，则不进行调整；
若加载的瓦片数量大于4块，则向影像金字塔上层搜索低分辨率但是更大的瓦片，直到影像金字塔的某一层的瓦片映射到屏幕空间后，长和高都大于屏幕空间的长和高，则停止搜索，调用该层的瓦片进行显示。
所述步骤(1)包括如下内容：
(1.1)L为影像金字塔的层数，原始影像的尺寸为M×N，即为影像金字塔第0层；将第0层划分为4L块瓦片，瓦片尺寸为m0×n0，其中
Figure BDA0001676875060000025
(1.2)对第0层原始影像进行采样，相邻的4张瓦片合成一张瓦片，瓦片内每4个像素合成一个像素；采样完成后，即为影像金字塔第1层；影像金字塔第一层的尺寸仍为M×N，瓦片块数为4L-1，瓦片尺寸为m1×n1，其中
Figure BDA0001676875060000021
Figure BDA0001676875060000022
分辨率是原始影像的四分之一；
(1.3)对第i层影像进行采样，相邻的4张瓦片合成一张瓦片，瓦片内每4个像素合成一个像素；采样完成后，即为影像金字塔第i+1层；影像金字塔第i+1层的尺寸仍为M×N，瓦片块数为4L-i-1，瓦片尺寸为mi+1×ni+1，其中
Figure BDA0001676875060000023
Figure BDA0001676875060000024
分辨率是第i层影像的四分之一；
(1.4)采样完成后，将完整的影像金字塔数据存入硬盘。
所述步骤(2)包括如下内容：
(2.1)假设屏幕的水平方向长为J，垂直方向高为H，则屏幕空间大小为JH；计算min︱JH-MN/4n︱时n的值，n为自然数；
(2.2)由下到上搜索影像金字塔的第n层，该层即为最佳分辨率对应的影像金字塔的层数，此时瓦片的大小为长M/2n，高N/2n。
所述步骤(3)具体为：若M/2n﹥J且N/2n﹥H，则屏幕上同时调用的瓦片块数为1块、2块或4块，瓦片的数量不超过4块，加载时满足显示要求。
所述步骤(4)包括如下内容：
(4.1)若M/2n＜＝J和N/2n＜＝H中的至少一个为真，但是屏幕上同时调用的瓦片块数不超过4块，则仍调用该层的瓦片来显示；
(4.2)若M/2n＜＝J和N/2n＜＝H中的至少一个为真，且屏幕上同时调用的瓦片块数超过4块，则加载时不能满足显示要求，从最佳分辨率对应的影像金字塔图层向上搜索低分辨率但是更大的瓦片，直到瓦片的长和高都大于屏幕空间的长和高，选择此时的图层上的瓦片进行加载，此时屏幕上同时调用的瓦片块数不会超过4块。
有益效果：本发明和现有技术相比，显著进步在于：本发明保证了显示大范围遥感影像时瓦片的最大加载数量不超过4张，提高了影像的加载与显示效率，同时保证了内存使用量的稳定，在内存有限的设备上进行显示时可以保证设备的正常工作。
附图说明
图1为本发明的步骤流程图；
图2为所选择的瓦片的水平和垂直方向的像素个数都略大于屏幕的水平和垂直方向的像素个数时，同时调用最多块数的情况；
图3为所选择的瓦片的水平和垂直方向的像素个数有一个或都小于屏幕的水平和垂直方向的像素个数时，同时调用6块的情况。
图4为所选择的瓦片的水平和垂直方向的像素个数有一个或都小于屏幕的水平和垂直方向的像素个数时，同时调用9块的情况。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明中的关键技术和具体实现方法进行详细说明。
如图1所示，本发明的大范围遥感影像快速多分辨率显示调度方法，包括以下步骤：
步骤1：对原始影像进行处理，生成影像金字塔，具体步骤如下：
(1.1)L为影像金字塔的层数，原始影像的尺寸为M×N，即为影像金字塔第0层。将第0层划分为4L块瓦片，瓦片尺寸为m0×n0，其中
Figure BDA0001676875060000031
(1.2)对第0层原始影像进行采样，相邻的4张瓦片合成一张瓦片，瓦片内每4个像素合成一个像素。采样完成后，即为影像金字塔第1层。影像金字塔第一层的尺寸仍为M×N，瓦片块数为4L-1，瓦片尺寸为m1×n1，其中
Figure BDA0001676875060000032
Figure BDA0001676875060000041
分辨率是原始影像的四分之一；
(1.3)对第i层影像进行采样，相邻的4张瓦片合成一张瓦片，瓦片内每4个像素合成一个像素。采样完成后，即为影像金字塔第i+1层。影像金字塔第i+1层的尺寸仍为M×N，瓦片块数为4L-i-1，瓦片尺寸为mi+1×ni+1，其中
Figure BDA0001676875060000042
Figure BDA0001676875060000043
分辨率是第i层影像的四分之一；
(1.4)采样完成后，将完整的影像金字塔数据存入硬盘。
步骤2、计算最佳分辨率对应的影像金字塔的层数，具体步骤如下：
瓦片越小，加载的速度越快。但是瓦片过小会导致同时加载的瓦片数量过多，也会减慢显示速度。最佳分辨率指：瓦片空间映射到屏幕空间后对应的大小和屏幕空间大小的差的绝对值为最小。
(2.1)假设屏幕的水平方向长为J，垂直方向高为H，则屏幕空间大小为LH；计算min︱JH-MN/4n︱时n的值，n为自然数；
(2.2)由下到上搜索影像金字塔的第n层，该层即为最佳分辨率对应的影像金字塔的层数，此时瓦片的大小为长M/2n，高N/2n。
需要说明的是，当瓦片尺寸大于屏幕时，无论视窗位置在哪里，加载的瓦片数量都不会超过4张。而当瓦片尺寸小于屏幕时，所加载的瓦片数量最多为9张。使用该调度方法的目的就是保证屏幕同时加载的瓦片数量不超过4张的同时尽量减小瓦片尺寸。
步骤3、将最佳分辨率层的瓦片映射到屏幕空间，判断瓦片的长和高是否都大于屏幕空间的长和高，若是即为最佳大小(能保证调度不超过四块)；直接调用当前最佳分辨率瓦片层显示；图2为所选择的瓦片的水平和垂直方向的像素个数都略大于屏幕的水平和垂直方向的像素个数时，同时调用最多块数的情况；
步骤4、若M/2n＜＝J和N/2n＜＝H中的至少一个为真，但是屏幕上同时调用的瓦片块数不超过4块，则仍调用该层的瓦片来显示；若M/2n＜＝J和N/2n＜＝H中的至少一个为真，且屏幕上同时调用的瓦片块数超过4块，则加载时不能满足显示要求，从最佳分辨率对应的影像金字塔图层向上搜索低分辨率但是更大的瓦片，直到瓦片的长和高都大于屏幕空间的长和高，选择此时的图层上的瓦片进行加载，此时屏幕上同时调用的瓦片块数不会超过4块了，满足显示要求。图3、图4分别为所选择的瓦片的水平和垂直方向的像素个数有一个或都小于屏幕的水平和垂直方向的像素个数时，同时调用6块、9块的情况。

Claims (1)

1.一种大范围遥感影像快速多分辨率调度显示方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)对原始影像进行处理，生成影像金字塔；包括如下内容：
(1.1)L为影像金字塔的层数，原始影像的尺寸为M×N，即为影像金字塔第0层；将第0层划分为4L块瓦片，瓦片尺寸为m0×n0，其中
Figure FDA0003219480700000011
(1.2)对第0层原始影像进行采样，相邻的4张瓦片合成一张瓦片，瓦片内每4个像素合成一个像素；采样完成后，即为影像金字塔第1层；影像金字塔第一层的尺寸仍为M×N，瓦片块数为4L-1，瓦片尺寸为m1×n1，其中
Figure FDA0003219480700000012
Figure FDA0003219480700000013
分辨率是原始影像的四分之一；
(1.3)对第i层影像进行采样，相邻的4张瓦片合成一张瓦片，瓦片内每4个像素合成一个像素；采样完成后，即为影像金字塔第i+1层；影像金字塔第i+1层的尺寸仍为M×N，瓦片块数为4L-i-1，瓦片尺寸为mi+1×ni+1，其中
Figure FDA0003219480700000014
Figure FDA0003219480700000015
分辨率是第i层影像的四分之一；
(1.4)采样完成后，将完整的影像金字塔数据存入硬盘；
(2)计算最佳分辨率对应的影像金字塔的层数；包括如下内容：
(2.1)假设屏幕的水平方向长为J，垂直方向高为H，则屏幕空间大小为JH；计算min︱JH-MN/4n︱时n的值，n为自然数；
(2.2)由下到上搜索影像金字塔的第n层，该层即为最佳分辨率对应的影像金字塔的层数，此时瓦片的大小为长M/2n，高N/2n；
(3)将最佳分辨率层的瓦片映射到屏幕空间，判断瓦片的长和高是否都大于屏幕的长和高，若是即为最佳大小，调用当前最佳分辨率瓦片层显示；具体为：若M/2n﹥J且N/2n﹥H，则屏幕上同时调用的瓦片块数为1块、2块或4块，瓦片的数量不超过4块，加载时满足显示要求；
(4)当瓦片长、高至少有一个小于对应屏幕空间的长、高时，进行如下判断：若调用当前最佳分辨率瓦片层显示时屏幕上同时加载的瓦片数量没有超过4块，则不进行调整；若加载的瓦片数量大于4块，则向影像金字塔上层搜索低分辨率但是更大的瓦片，直到影像金字塔的某一层的瓦片映射到屏幕空间后，长和高都大于屏幕空间的长和高，则停止搜索，调用该层的瓦片进行显示；
具体包括如下内容：
(4.1)若M/2n＜＝J和N/2n＜＝H中的至少一个为真，但是屏幕上同时调用的瓦片块数不超过4块，则仍调用该层的瓦片来显示；
(4.2)若M/2n＜＝J和N/2n＜＝H中的至少一个为真，且屏幕上同时调用的瓦片块数超过4块，则加载时不能满足显示要求，从最佳分辨率对应的影像金字塔图层向上搜索低分辨率但是更大的瓦片，直到瓦片的长和高都大于屏幕空间的长和高，选择此时的图层上的瓦片进行加载。
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