CN116823619A - 一种重叠图集生成底图的方法及其系统 - Google Patents

Abstract

一种重叠图集生成底图的方法，所述方法为：在界面场景中随机放置若干张图片作为图集，将图集作为一个初始解，并将初始解添加到当前解的顶部作为默认解；任意选择一张图片作为模板，循环遍历剩下的所有图片，剩下的任意一张图片与模板之间若存在相同部分，则在相同部分的位置将图片与模板进行叠加，组成新的图片矩形，遍历结束，产生的新的图集底图作为新解，获取新解的面积；比较新解的面积和当前解的面积，若新解优于当前解，将新解添加到当前解的顶部作为优先解，并把新解作为当前图集的底图；进行迭代搜索，直到筛选叠加完所有图片，取得最优解；输出最优解，即输出最后生成的图集底图，有效减少显存占用，提高渲染效率。

Description

一种重叠图集生成底图的方法及其系统

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别是一种重叠图集生成底图的方法及其系统。

背景技术

在广告设计和海报设计等领域，经常需要将多个不同的图像组合起来，形成图集底图。这个过程需要考虑图像的大小、位置和重叠情况，以及底图的大小和位置等因素。而且有很多部分纹理重叠，如果都显示出来，占用了非常多的显存空间，影响图片渲染效率。

现有技术主要是使用传统的搜索算法，但是由于搜索空间巨大，传统的搜索算法无法在短时间内得到最优解，而且生成的图集底图重叠部分很多，占用了很多不必要的空间，降低了图片渲染效率。

发明内容

为克服上述现有技术主要是使用传统的搜索算法，但是由于搜索空间巨大，传统的搜索算法无法在短时间内得到最优解，而且生成的图集底图重叠部分很多，占用了很多不必要的空间，降低了图片渲染效率。

本发明采用以下解决方案：

一种重叠图集生成底图的方法，所述方法步骤如下：

步骤1：在界面场景中随机放置若干张图片作为图集，将图集作为一个初始解，并将初始解添加到当前解的顶部作为默认解；

步骤2：任意选择一张图片作为模板，循环遍历剩下的所有图片，剩下的任意一张图片与模板之间若存在相同部分，则在相同部分的位置将图片与模板进行叠加，组成新的图片矩形，遍历结束，产生的新的图集底图作为新解，获取新解的面积；

步骤3：把新解的面积和当前解的面积进行比较，比较两者面积获取更小面积的图集底图，若新解的面积小于当前解的面积，则将新解添加到当前解顶部为优先解，并把新解作为当前图集的底图；

步骤4：进行迭代搜索，重复步骤2-3，直到筛选叠加完所有图片，以当前解顶部第一个优先解作为最优解；

步骤5：输出最优解，即输出最后生成的图集底图。

进一步的，所述初始解指的是第一次将若干张图片随机排列后生成的底图，即初始底图，一张初始底图只有一个初始解。

进一步的，步骤2进一步具体为：解析若干张图片的纹理信息，所述图片的纹理信息包括图片的宽度、图片的高度、图像纹理中的特征点，任意选择一张图片作为模板，模板和其他图片通过匹配特征点是否一致来判断是否可以进行重叠，如果具有相同的特征点，则将模版与图片之间按照相对方向进行平移，进行叠加，组成新的图片矩形，如果还有重叠，继续重叠组合成新的图片矩形，遍历结束，产生新的图集底图，并将新的图集底图作为新解，获取新解的面积。

进一步的，步骤3进一步具体为：把新解的面积和当前解的面积进行比较，比较两者面积获取更小面积的图集底图，若新解的面积小于当前解的面积，则将新解添加到当前解顶部。

进一步的，模板与具有相同特征点的图片之间平移和叠加具体通过图片平移拼接算法实现，所述图片平移拼接算法为：

定义拼接后的图片大小，根据拼接图片的数量和大小来确定最终拼接后的图片大小；

对于每张要拼接的图片，确定其在拼接后图片中的位置；

将每张图片平移到其在拼接后图片中的位置，平移可以通过将图片的像素值复制到对应位置来实现；

将平移后的图片合并成一张拼接后的图片，合并可以通过将每张图片的像素值按照其在拼接后图片中的位置进行赋值来实现；

重复以上步骤，直到所有要拼接的图片都平移到拼接后图片中的合适位置。

进一步的，一种重叠图集生成底图的系统，所述系统包括：输入模块、新解生成模块、底图面积比较模块、最优解生成模块、输出模块；

进一步的，所述当前解即存放所有初始解的列表；

所述新解生成模块用于任意选择一张图片作为模板，循环遍历剩下的所有图片，剩下的任意一张图片与模板之间若存在相同部分，则在相同部分的位置将图片与模板进行叠加，组成新的图片矩形，遍历结束，产生的新的图集底图作为新解，获取新解的面积；

所述底图面积比较模块用于把新解的面积和当前解的面积进行比较，比较两者面积获取更小面积的图集底图，若新解的面积小于当前解的面积，则将新解添加到当前解顶部为优先解，并把新解作为当前图集的底图；

所述最优解生成模块用于进行迭代搜索，重复执行新解生成模块底图面积比较模块，直到筛选叠加完所有图片，以当前解顶部第一个优先解作为最优解；

所述输出模块用于输出最优解，即输出最后生成的图集底图。

进一步的，所述初始解指的是第一次将若干张图片随机排列后生成的底图，即初始底图，一张初始底图只有一个初始解。

新解生成模块进一步具体为：解析若干张图片的纹理信息，所述图片的纹理信息包括图片的宽度、图片的高度、图像纹理中的特征点，任意选择一张图片作为模板，模板和其他图片通过匹配特征点是否一致来判断是否可以进行重叠，如果具有相同的特征点，则将模版与图片之间按照相对方向进行平移，进行叠加，组成新的图片矩形，如果还有重叠，继续重叠组合成新的图片矩形，遍历结束，产生新的图集底图，并将新的图集底图作为新解，获取新解的面积。

进一步的，所述当前解即存放所有初始解的列表。

进一步的，模板与具有相同特征点的图片之间平移和叠加具体通过图片平移拼接算法实现，所述图片平移拼接算法为：

定义拼接后的图片大小，根据拼接图片的数量和大小来确定最终拼接后的图片大小；

对于每张要拼接的图片，确定其在拼接后图片中的位置；

将每张图片平移到其在拼接后图片中的位置，平移可以通过将图片的像素值复制到对应位置来实现；

将平移后的图片合并成一张拼接后的图片，合并可以通过将每张图片的像素值按照其在拼接后图片中的位置进行赋值来实现；

重复以上步骤，直到所有要拼接的图片都平移到拼接后图片中的合适位置。

本发明的有益效果在于：

本发明提供了一种重叠图集生成底图的方法及其系统，主要是通过将多个小尺寸纹理图片，合并成一个大图，基于模拟退火算法解决小纹理图片之间的冲突问题，避免他们重叠或者超出大图的范围，有效减少显存占用，提高渲染效率，适用于多种不同类型的图像和底图，具有较好的可扩展性和可定制性。

附图说明

图1为本发明方法的流程图；

图2为本发明系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

请参见图1，一种重叠图集生成底图的方法，所述方法步骤如下：

步骤1：在界面场景中放置若干张图片作为图集，将图集作为一个初始解，并将初始解添加到当前解的顶部作为默认解；

步骤2：任意选择一张图片作为模板，循环遍历剩下的所有图片，剩下的任意一张图片与模板之间若存在相同部分，则在相同部分的位置将图片与模板进行叠加，组成新的图片矩形，遍历结束，产生的新的图集底图作为新解，获取新解的面积；

步骤3：把新解的面积和当前解的面积进行比较，比较两者面积获取更小面积的图集底图，若新解的面积小于当前解的面积，则将新解添加到当前解顶部为优先解，并把新解作为当前图集的底图；

步骤4：进行迭代搜索，重复步骤2-3，直到筛选叠加完所有图片，以当前解顶部第一个优先解作为最优解；

步骤5：输出最优解，即输出最后生成的图集底图。

模拟退火算法的本质是一个穷举加比较的算法，通过穷举来递推函数并通过比较进行舍弃，直至获得最优解。模拟退火算法的思想就是来源于物理的退火原理。先在一个高温状态下(相当于算法随机搜索)，然后逐渐退火，在每个温度下(相当于算法的每一次状态转移)徐徐冷却(相当于算法局部搜索)，最终达到物理基态(相当于算法找到最优解)。而本发明方案则是基于该算法思路进行优化改进，结合图片平移拼接算法(将两张或多张图片按照相同的方向和距离进行平移，然后进行叠加)，实现生成重叠图集底图的方法。图片平移拼接算法具体的算法步骤如下：

1.定义拼接后的图片大小，根据拼接图片的数量和大小来确定最终拼接后的图片大小。

2.对于每张要拼接的图片，确定其在拼接后图片中的位置。

3.将每张图片平移到其在拼接后图片中的位置。平移可以通过将图片的像素值复制到对应位置来实现。

4.将平移后的图片合并成一张拼接后的图片。合并可以通过将每张图片的像素值按照其在拼接后图片中的位置进行赋值来实现。

5.重复以上步骤，直到所有要拼接的图片都平移到拼接后图片中的合适位置。

下面结合一个具体实施例来对本发明进行进一步说明：

一种重叠图集生成底图的方法，所述方法步骤如下：

步骤一：在美术人员提供多张图片，需要将其整合成一个图集时，首先需要将这些图片随机放置在界面场景中，进行默认的图片放置方式，生成由多张图片组成的一个初始图集组合，图集作为一个初始解，并将初始解添加到当前解的顶部作为默认解；

步骤二：解析若干张图片的纹理信息，所述图片的纹理信息包括图片的宽度、图片的高度、图像纹理中的特征点，任意选择一张图片作为模板，模板和其他图片通过匹配特征点来判断是否可以进行重叠，例如边缘、角点(角点指的是图像中具有突出、高变化率的像素点)等，如果具有相同的特征点，则将模版与图片之间按照相对方向进行平移，进行叠加，组成新的图片矩形，如果还有重叠，继续重叠组合成新的图片矩形，遍历结束，产生新的图集底图，并将新的图集底图作为新解，获取新解的面积。

由于具有相同特征点的部分(即重叠图片的面积)也是个图片矩形，可以根据图片矩形的长度和宽度计算出面积。图片矩形的面积等于图片矩形的长度乘以图片矩形的宽度，所有图片的重叠面积则是将所有的单个重叠图片的矩形面积相加即可。

步骤三：即把新解生成的图集底图的面积和当前解的图集底图面积进行比较，比较两者面积获取更小面积的图集底图，若新解的面积小于当前解的面积，则将新解添加到当前解顶部。

步骤四：由于初始解并不是最优解，多个图片还存在着非常多的重叠部分，所以需要继续求出图集底图的新解，因此，需要在界面场景中继续筛选图片，即进行迭代搜索，重复步骤二至步骤三，直到筛选叠加完所有图片，以当前解顶部第一个优先解作为最优解。

步骤五：输出最优解，即输出最后生成的图集底图。

请参见图2，一种重叠图集生成底图的系统，所述系统包括：输入模块、新解生成模块、底图面积比较模块、最优解生成模块、输出模块；

所述输入模块用于在界面场景中放置若干张图片作为图集，将图集作为一个初始解，并将初始解添加到当前解的顶部作为默认解；

所述新解生成模块用于任意选择一张图片作为模板，循环遍历剩下的所有图片，剩下的任意一张图片与模板之间若存在相同部分，则在相同部分的位置将图片与模板进行叠加，组成新的图片矩形，遍历结束，产生的新的图集底图作为新解，获取新解的面积；

所述底图面积比较模块用于把新解的面积和当前解的面积进行比较，比较两者面积获取更小面积的图集底图，若新解的面积小于当前解的面积，则将新解添加到当前解顶部为优先解，并把新解作为当前图集的底图；

所述最优解生成模块用于进行迭代搜索，重复执行新解生成模块底图面积比较模块，直到筛选叠加完所有图片，以当前解顶部第一个优先解作为最优解；

所述输出模块用于输出最优解，即输出最后生成的图集底图。

所述初始解指的是第一次将若干张图片从大到小按顺序分行排列后生成的底图，即初始底图，一张初始底图只有一个初始解。

新解生成模块进一步具体为：解析若干张图片的纹理信息，所述图片的纹理信息包括图片的宽度、图片的高度、图像纹理中的特征点，任意选择一张图片作为模板，模板和其他图片通过匹配特征点是否一致来判断是否可以进行重叠，如果具有相同的特征点，则将模版与图片之间按照相对方向进行平移，进行叠加，组成新的图片矩形，如果还有重叠，继续重叠组合成新的图片矩形，遍历结束，产生新的图集底图，并将新的图集底图作为新解，获取新解的面积。

本发明中，模板与具有相同特征点的图片之间平移和叠加具体通过图片平移拼接算法实现，所述图片平移拼接算法为：

定义拼接后的图片大小，根据拼接图片的数量和大小来确定最终拼接后的图片大小；

对于每张要拼接的图片，确定其在拼接后图片中的位置；

将每张图片平移到其在拼接后图片中的位置，平移可以通过将图片的像素值复制到对应位置来实现；

将平移后的图片合并成一张拼接后的图片，合并可以通过将每张图片的像素值按照其在拼接后图片中的位置进行赋值来实现；

赋值指的是将每张图片的像素值赋值给拼接后图片相应位置的像素值。例如，假设拼接后图片的某个位置为(x,y)，我们可以通过赋值操作将平移后图片中对应位置的像素值赋值给拼接后图片的像素值，即将平移后图片中的像素值复制到拼接后图片对应位置上。赋值的目的是将平移后的每张图片合并到一张拼接后的图片中，形成一张完整的图片。这样，拼接后的图片将包含所有平移后图片的内容。赋值实现合并方法：在拼接后的图片中确定每张平移后的图片的位置，计算出每张图片的起始坐标。根据起始坐标，将每张图片的像素值复制到拼接后的图片对应的位置上。完成所有图片的像素值赋值后，拼接后的图片即可得到。

在本发明中，所述当前解即存放所有初始解的列表。

总之，本发明提供了一种重叠图集生成底图的方法及其系统，主要是通过将多个小尺寸纹理图片，合并成一个大图，基于模拟退火算法解决小纹理图片之间的冲突问题，避免他们重叠或者超出大图的范围，有效减少显存占用，提高渲染效率，适用于多种不同类型的图像和底图，具有较好的可扩展性和可定制性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种重叠图集生成底图的方法，其特征在于，所述方法步骤如下：

步骤1：在界面场景中随机放置若干张图片作为图集，将图集作为一个初始解，并将初始解添加到当前解的顶部作为默认解；

步骤2：任意选择一张图片作为模板，循环遍历剩下的所有图片，剩下的任意一张图片与模板之间若存在相同部分，则在相同部分的位置将图片与模板进行叠加，组成新的图片矩形，遍历结束，产生的新的图集底图作为新解，获取新解的面积；

步骤3：把新解的面积和当前解的面积进行比较，比较两者面积获取更小面积的图集底图，若新解的面积小于当前解的面积，则将新解添加到当前解顶部为优先解，并把新解作为当前图集的底图；

步骤4：进行迭代搜索，重复步骤2-3，直到筛选叠加完所有图片，以当前解顶部第一个优先解作为最优解；

步骤5：输出最优解，即输出最后生成的图集底图。

2.根据权利要求1所述的一种重叠图集生成底图的方法，其特征在于，所述初始解指的是第一次将若干张图片随机排列后生成的底图，即初始底图，一张初始底图只有一个初始解。

3.根据权利要求1所述的一种重叠图集生成底图的方法，其特征在于，步骤2进一步具体为：解析若干张图片的纹理信息，所述图片的纹理信息包括图片的宽度、图片的高度、图像纹理中的特征点，任意选择一张图片作为模板，模板和其他图片通过匹配特征点是否一致来判断是否可以进行重叠，如果具有相同的特征点，则将模版与图片之间按照相对方向进行平移，进行叠加，组成新的图片矩形，如果还有重叠，继续重叠组合成新的图片矩形，遍历结束，产生新的图集底图，并将新的图集底图作为新解，获取新解的面积。

4.根据权利要求1所述的一种重叠图集生成底图的方法，其特征在于，所述当前解即存放所有初始解的列表。

5.根据权利要求3所述的一种重叠图集生成底图的方法，其特征在于，模板与具有相同特征点的图片之间平移和叠加具体通过图片平移拼接算法实现，所述图片平移拼接算法为：

定义拼接后的图片大小，根据拼接图片的数量和大小来确定最终拼接后的图片大小；

对于每张要拼接的图片，确定其在拼接后图片中的位置；

将每张图片平移到其在拼接后图片中的位置，平移可以通过将图片的像素值复制到对应位置来实现；

将平移后的图片合并成一张拼接后的图片，合并可以通过将每张图片的像素值按照其在拼接后图片中的位置进行赋值来实现；

重复以上步骤，直到所有要拼接的图片都平移到拼接后图片中的合适位置。

6.一种重叠图集生成底图的系统，其特征在于，所述系统包括：输入模块、新解生成模块、底图面积比较模块、最优解生成模块、输出模块；

所述输入模块用于在界面场景中放置若干张图片作为图集，将图集作为一个初始解，并将初始解添加到当前解的顶部作为默认解；

所述新解生成模块用于任意选择一张图片作为模板，循环遍历剩下的所有图片，剩下的任意一张图片与模板之间若存在相同部分，则在相同部分的位置将图片与模板进行叠加，组成新的图片矩形，遍历结束，产生的新的图集底图作为新解，获取新解的面积；

所述底图面积比较模块用于把新解的面积和当前解的面积进行比较，比较两者面积获取更小面积的图集底图，若新解的面积小于当前解的面积，则将新解添加到当前解顶部为优先解，并把新解作为当前图集的底图；

所述最优解生成模块用于进行迭代搜索，重复执行新解生成模块底图面积比较模块，直到筛选叠加完所有图片，以当前解顶部第一个优先解作为最优解；

所述输出模块用于输出最优解，即输出最后生成的图集底图。

7.根据权利要求6所述的一种重叠图集生成底图的系统，其特征在于，所述初始解指的是第一次将若干张图片随机排列后生成的底图，即初始底图，一张初始底图只有一个初始解。

8.根据权利要求6所述的一种重叠图集生成底图的系统，其特征在于，新解生成模块进一步具体为：解析若干张图片的纹理信息，所述图片的纹理信息包括图片的宽度、图片的高度、图像纹理中的特征点，任意选择一张图片作为模板，模板和其他图片通过匹配特征点是否一致来判断是否可以进行重叠，如果具有相同的特征点，则将模版与图片之间按照相对方向进行平移，进行叠加，组成新的图片矩形，如果还有重叠，继续重叠组合成新的图片矩形，遍历结束，产生新的图集底图，并将新的图集底图作为新解，获取新解的面积。

9.根据权利要求6所述的一种重叠图集生成底图的系统，其特征在于，所述当前解即存放所有初始解的列表。

10.根据权利要求8所述的一种重叠图集生成底图的系统，其特征在于，模板与具有相同特征点的图片之间平移和叠加具体通过图片平移拼接算法实现，所述图片平移拼接算法为：

定义拼接后的图片大小，根据拼接图片的数量和大小来确定最终拼接后的图片大小；

对于每张要拼接的图片，确定其在拼接后图片中的位置；

将每张图片平移到其在拼接后图片中的位置，平移可以通过将图片的像素值复制到对应位置来实现；

将平移后的图片合并成一张拼接后的图片，合并可以通过将每张图片的像素值按照其在拼接后图片中的位置进行赋值来实现；

重复以上步骤，直到所有要拼接的图片都平移到拼接后图片中的合适位置。