CN114882199A - 一种基于像素级图像融合的深度设计图生成方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于像素级图像融合的深度设计图生成方法和系统，针对现有技术中存在的无法满足对图像进行像素级的设计，以及设计3D效果图时无法使图像的3D效果完成展现出来的问题，本发明的技术方案包括：获取一张带有矢量元素的SVG文件；选择SVG文件中某个单一元素，通过规定的分辨率对SVG文件进行栅格化处理，得到栅格化坐标点，然后在栅格化坐标点上绘制像素点，生成位图数据；对栅格化后的位图数据进行截获，然后通过设定的阈值对其进行二值化，生成二值化图像，然后对二值化图像进行距离变换，得到每个像素点距离线条的边缘距离；根据像素点到线条的边缘距离及剖面形态，计算雕刻的深度，生成深度设计图。

Description

一种基于像素级图像融合的深度设计图生成方法和系统

技术领域

本发明属于计算机图像融合技术领域，具体涉及一种基于像素级图像融合的深度设计图生成方法和系统。

背景技术

图像融合(Image Fusion)是指将多源信道所采集到的关于同一目标的图像数据经过图像处理和计算机技术等，最大限度的提取各自信道中的有利信息，最后综合成高质量的图像，以提高图像信息的利用率、改善计算机解译精度和可靠性、提升原始图像的空间分辨率和光谱分辨率。

现有的技术中，大多为简单的图像融合以及图像的生成，并没有针对图像像素级的深度进行设计，并且通过相邻元素之间的距离计算得出每个元素点的深度值，但是值仅仅是在0-255之间取值。

现有技术中存在以下技术问题：

现有的图像融合无法满足对图像进行像素级的设计，光刻机雕刻时，设计3D效果图时无法使图像的3D效果完成展现出来。

发明内容

针对现有技术中存在的无法满足对图像进行像素级的设计，以及设计3D效果图时无法使图像的3D效果完成展现出来的问题，本发明提出了一种基于像素级图像融合的深度设计图生成方法和系统，其目的为：能够实现对高分辨率的像素图进行像素级的操作，通过不同像素的深度设计能够使近似3D效果的图形展示出来。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：提供一种基于像素级图像融合的深度设计图生成方法，包括：

S1:获取一张带有矢量元素的SVG文件；

S2:选择SVG文件中某个单一元素，通过规定的分辨率对SVG文件进行栅格化处理，得到栅格化坐标点，然后在栅格化坐标点上绘制像素点，生成位图数据；

S3：对栅格化后的位图数据进行截获，截获后线条是黑色，背景是白色，通过设定的阈值对其进行二值化，生成二值化图像，然后对二值化图像进行距离变换，得到每个像素点距离线条的边缘距离；

S4:根据像素点到线条的边缘距离及剖面形态，计算光刻机所需雕刻的深度，生成深度设计图。

较优的，本发明S2中，对图像进行栅格化具体为：

根据矢量路径，在贝塞尔曲线下，得到两个控制点之间的贝塞尔曲线插值，贝塞尔曲线公式为：

整理得到贝塞尔曲线插值公式为：

B(t)＝P₀+(P₁-P₀)t＝(1-t)P₀+tP₁,t∈[0,1]

然后得到每一个位置的栅格化坐标点，然后在栅格化坐标点上绘制像素点，从而得出栅格化后的位图。

本发明使用的贝塞尔曲线为现有技术中的贝塞尔曲线。

较优的，本发明S3中，距离变换包括曼哈顿距离变换方式和欧氏距离变换方式。

较优的，本发明S4中，根据剖面形态，若为V型槽，则计算雕刻深度的公式为：

depth＝min(D,s+dtanθ)

其中，D为最大深度，s为肩高，d为边缘距离，θ为斜面倾角；

若剖面形态为U型槽，则计算雕刻深度的公式为：

其中，r为椭圆弧的长短径比。

本发明还提出一种基于像素级图像融合的深度设计图生成系统，包括：

矢量图加载模块：用于获取带有矢量元素的SVG文件；

栅格化模块：选择SVG文件中某个单一元素，通过规定的分辨率对SVG文件进行栅格化处理，得到栅格化坐标点，然后在栅格化坐标点上绘制像素点，生成位图数据；

边缘距离计算模块：对栅格化后的位图数据进行截获，截获后线条是黑色，背景是白色，通过设定的阈值对其进行二值化，生成二值化图像，然后对二值化图像进行距离变换，得到每个像素点距离线条的边缘距离；

像素深度计算模块：根据像素点到线条的边缘距离及剖面形态，计算光刻机所需雕刻的深度，生成深度设计图；

显示缓存模块：用于将位图数据进行融合，然后进行屏幕显示。

较优的，本发明栅格化模块中，对图像进行栅格化具体为：

根据矢量路径，在贝塞尔曲线下，得到两个控制点之间的贝塞尔曲线插值，贝塞尔曲线公式为：

整理得到贝塞尔曲线插值公式为：

B(t)＝P₀+(P₁-P₀)t＝(1-t)P₀+tP₁,t∈[0,1]

然后得到每一个位置的栅格化坐标点，然后在栅格化坐标点上绘制像素点，从而得出栅格化后的位图。

本发明使用的贝塞尔曲线为现有技术中的贝塞尔曲线。

较优的，本发明边缘距离计算模块中，距离变换包括曼哈顿距离变换方式和欧氏距离变换方式。

较优的，本发明像素深度计算模块中，根据剖面形态，若为V型槽，则计算雕刻深度的公式为：

depth＝min(D,s+dtanθ)

其中，D为最大深度，s为肩高，d为边缘距离，θ为斜面倾角；

若剖面形态为U型槽，则计算雕刻深度的公式为：

其中，r为椭圆弧的长短径比。

相比现有技术，本发明的技术方案具有如下优点/有益效果：

1.本发明能够在高分辨率的像素图下进行像素级的操作，针对不同像素进行深度的设计使图形的3D效果更加丰富完善。

2.本发明通过梯度平滑算法，使最终光刻机雕刻出的图形更加平滑，更加接近设计原始的元素版纹。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例1的流程示意图。

图2是本发明实施例1的深度剖面形态示意图。

具体实施方式

为使本发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

实施例1：

如图1所示，本发明提出了一种基于像素级图像融合的深度设计图生成方法，包括：

S1:获取一张带有矢量元素的SVG文件；

S2:选择SVG文件中某个单一元素，通过12700的分辨率对SVG文件进行栅格化处理，得到栅格化坐标点，然后在栅格化坐标点上绘制像素点，生成位图数据；

S2中，对图像进行栅格化具体为：

根据矢量路径，在贝塞尔曲线下，得到两个控制点之间的贝塞尔曲线插值，贝塞尔曲线公式为：

整理得到贝塞尔曲线插值公式为：

B(t)＝P₀+(P₁-P₀)t＝(1-t)P₀+tP₁,t∈[0,1]

然后得到每一个位置的栅格化坐标点，然后在栅格化坐标点上绘制像素点，从而得出栅格化后的位图。

本申请使用的贝塞尔曲线为现有技术中的贝塞尔曲线。

S3：对栅格化后的位图数据进行截获，截获后线条是黑色，背景是白色，以254 为阈值，对其进行二值化，生成二值化图像，然后对二值化图像进行距离变换，得到每个像素点距离线条的边缘距离。层级信息是一个给定的以距离为自变量的函数，将距离变换求得的距离代入该函数中即可求得每一像素点的层级信息。

S3中，距离变换包括曼哈顿距离变换方式和欧氏距离变换方式。

S4:根据像素点到线条的边缘距离及剖面形态，如图2所示，计算光刻机所需雕刻的深度，生成深度设计图。

S4中，根据剖面形态，若为V型槽，则计算雕刻深度的公式为：

depth＝min(D,s+dtanθ)

其中，D为最大深度，s为肩高，d为边缘距离，θ为斜面倾角；

若剖面形态为U型槽，则计算雕刻深度的公式为：

其中，r为椭圆弧的长短径比。

本发明还提出一种基于像素级图像融合的深度设计图生成系统，包括：

矢量图加载模块：用于获取带有矢量元素的SVG文件；

栅格化模块：选择SVG文件中某个单一元素，通过规定的分辨率对SVG文件进行栅格化处理，得到栅格化坐标点，然后在栅格化坐标点上绘制像素点，生成位图数据；

栅格化模块中，对图像进行栅格化具体为：

根据矢量路径，在贝塞尔曲线下，得到两个控制点之间的贝塞尔曲线插值，贝塞尔曲线公式为：

整理得到贝塞尔曲线插值公式为：

B(t)＝P₀+(P₁-P₀)t＝(1-t)P₀+tP₁,t∈[0,1]

然后得到每一个位置的栅格化坐标点，然后在栅格化坐标点上绘制像素点，从而得出栅格化后的位图。

边缘距离计算模块：对栅格化后的位图数据进行截获，截获后线条是黑色，背景是白色，通过设定的阈值对其进行二值化，生成二值化图像，然后对二值化图像进行距离变换，得到每个像素点距离线条的边缘距离；

边缘距离计算模块中，距离变换包括曼哈顿距离变换方式和欧氏距离变换方式。

像素深度计算模块：根据像素点到线条的边缘距离及剖面形态，计算光刻机所需雕刻的深度，生成深度设计图；

像素深度计算模块中，根据剖面形态，若为V型槽，则计算雕刻深度的公式为：

depth＝min(D,s+dtanθ)

其中，D为最大深度，s为肩高，d为边缘距离，θ为斜面倾角；

若剖面形态为U型槽，则计算雕刻深度的公式为：

其中，r为椭圆弧的长短径比。

显示缓存模块：用于将位图数据进行融合，然后进行屏幕显示。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，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 (8)

1.一种基于像素级图像融合的深度设计图生成方法，其特征在于，包括：

S1:获取一张带有矢量元素的SVG文件；

S2:选择SVG文件中某个单一元素，通过规定的分辨率对SVG文件进行栅格化处理，得到栅格化坐标点，然后在栅格化坐标点上绘制像素点，生成位图数据；

S3：对栅格化后的位图数据进行截获，截获后线条是黑色，背景是白色，通过设定的阈值对其进行二值化，生成二值化图像，然后对二值化图像进行距离变换，得到每个像素点距离线条的边缘距离；

S4:根据像素点到线条的边缘距离及剖面形态，计算光刻机所需雕刻的深度，生成深度设计图。

2.根据权利要求1所述的一种基于像素级图像融合的深度设计图生成方法，其特征在于，S2中，对图像进行栅格化具体为：

根据矢量路径，在贝塞尔曲线下，得到两个控制点之间的贝塞尔曲线插值，贝塞尔曲线公式为：

整理得到贝塞尔曲线插值公式为：

B(t)＝P₀+(P₁-P₀)t＝(1-t)P₀+tP₁,t∈[0,1]

然后得到每一个位置的栅格化坐标点，然后在栅格化坐标点上绘制像素点，从而得出栅格化后的位图。

3.根据权利要求1所述的一种基于像素级图像融合的深度设计图生成方法，其特征在于，S3中，距离变换包括曼哈顿距离变换方式和欧氏距离变换方式。

4.根据权利要求1所述的一种基于像素级图像融合的深度设计图生成方法，其特征在于，S4中，根据剖面形态，若为V型槽，则计算雕刻深度的公式为：

depth＝min(D,s+dtanθ)

其中，D为最大深度，s为肩高，d为边缘距离，θ为斜面倾角；

若剖面形态为U型槽，则计算雕刻深度的公式为：

其中，r为椭圆弧的长短径比。

5.一种基于像素级图像融合的深度设计图生成系统，其特征在于，包括：

矢量图加载模块：用于获取带有矢量元素的SVG文件；

栅格化模块：选择SVG文件中某个单一元素，通过规定的分辨率对SVG文件进行栅格化处理，得到栅格化坐标点，然后在栅格化坐标点上绘制像素点，生成位图数据；

边缘距离计算模块：对栅格化后的位图数据进行截获，截获后线条是黑色，背景是白色，通过设定的阈值对其进行二值化，生成二值化图像，然后对二值化图像进行距离变换，得到每个像素点距离线条的边缘距离；

像素深度计算模块：根据像素点到线条的边缘距离及剖面形态，计算光刻机所需雕刻的深度，生成深度设计图；

显示缓存模块：用于将位图数据进行融合，然后进行屏幕显示。

6.根据权利要求5所述的一种基于像素级图像融合的深度设计图生成系统，其特征在于，栅格化模块中，对图像进行栅格化具体为：

根据矢量路径，在贝塞尔曲线下，得到两个控制点之间的贝塞尔曲线插值，贝塞尔曲线公式为：

整理得到贝塞尔曲线插值公式为：

B(t)＝P₀+(P₁-P₀)t＝(1-t)P₀+tP₁,t∈[0,1]

然后得到每一个位置的栅格化坐标点，然后在栅格化坐标点上绘制像素点，从而得出栅格化后的位图。

7.根据权利要求5所述的一种基于像素级图像融合的深度设计图生成系统，其特征在于，边缘距离计算模块中，距离变换包括曼哈顿距离变换方式和欧氏距离变换方式。

8.根据权利要求5所述的一种基于像素级图像融合的深度设计图生成系统，其特征在于，像素深度计算模块中，根据剖面形态，若为V型槽，则计算雕刻深度的公式为：

depth＝min(D,s+dtanθ)

其中，D为最大深度，s为肩高，d为边缘距离，θ为斜面倾角；

若剖面形态为U型槽，则计算雕刻深度的公式为：

其中，r为椭圆弧的长短径比。

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