專利名稱：采用旋轉(zhuǎn)配套網(wǎng)的圖形、圖像高保真縮放方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像、圖形縮放方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的地形測繪方面的地形圖、其它圖形和圖像在縮放時都是用正方形或長方形 網(wǎng)格來作為標識標高的采樣點。采用正方形或長方形網(wǎng)格的缺陷是1、它只考慮平面坐標， 沒有考慮第三維數(shù)據(jù)分布的合理性。2、沒有考慮地形沿走向和坡向兩方向變化的趨勢性； 3、沒有考慮相鄰三角形的有機呼應配合對地形進行更好的控制；3、一個區(qū)域使用一種固定 的網(wǎng)密度，形成在某一網(wǎng)密度下沒有相對密集區(qū)和相對稀疏區(qū)，得到的數(shù)據(jù)是該區(qū)域的總 體平均趨勢，既沒有重點的細致區(qū)，也不能用細致區(qū)的趨勢來推測鄰近稀疏區(qū)的細致化趨 勢。4、沒有考慮在一定網(wǎng)密度下節(jié)省點位或相同的網(wǎng)密度可以覆蓋更大的面積，只是依靠 采樣點數(shù)量的增加解決問題。5、采樣點沿各方向的分散性差，相鄰采樣點間的距離較大。由 于以上問題的存在，使圖像、圖形在縮放時失真問題較嚴重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種采用旋轉(zhuǎn)配套網(wǎng)的圖形、圖像高保真縮放方法，以解決 現(xiàn)有正方形或長方形網(wǎng)在對圖形、圖像進行縮放處理時，只是依靠采樣點數(shù)量的增加解決 失真問題的嚴重缺陷。它包括下述步驟一、確定基礎正方形邊長；二、在基礎正方形的四個頂點各布置 一個采樣點，在基礎正方形內(nèi)分散布置三個采樣點，且上述三個采樣點中任意兩點之間的 距離在基礎正方形的邊長0. 28至0. 85倍之間，一共七個采樣點，最終形成基本單元1 ；三、 把基本單元1逆時針旋轉(zhuǎn)90度形成一次單元體2，把基本單元1逆時針旋轉(zhuǎn)180度形成二 次單元體3，把基本單元1逆時針旋轉(zhuǎn)270度形成三次單元體4 ；四、把一次單元體2設置在 基本單元1的下側(cè)，把三次單元體4設置在基本單元1的右側(cè)，把二次單元體3設置于一次 單元體2的右側(cè)和三次單元體4的下側(cè)，基本單元1、一次單元體2、二次單元體3和三次單 元體4拼接成一個正方形的配套單元 ’五、以配套單元為復制單位，重復復制配套單元并在 平面內(nèi)平移，形成旋轉(zhuǎn)交錯網(wǎng)，保證基礎正方形邊上相鄰的兩個采樣點之外的相鄰的任意 兩個采樣點之間的連線長度在基礎正方形邊長的0. 28至0. 85倍之間；六、在旋轉(zhuǎn)交錯網(wǎng)中 的每個采樣點采集數(shù)據(jù)，在縮放操作時，按照縮放比例，相應改變每兩個相鄰采樣點間的距 罔。本發(fā)明的優(yōu)點是與正方形或長方形網(wǎng)格相比，1、較好地考慮了第三維數(shù)據(jù)分布 的合理性；2、較好地考慮了三角形的方位性對圖形、圖像沿水平和垂直兩方向變化趨勢性 的影響；3、較好地考慮了小區(qū)域內(nèi)三角形間拓撲關(guān)系的互相呼應、配合可以對其圖形、圖像 進行更好地控制的問題；4、正方形或長方形網(wǎng)在網(wǎng)格內(nèi)部只有一個采樣點，其余采樣點都 在網(wǎng)格頂點和邊上，本發(fā)明在基礎正方形內(nèi)分散布置三個采樣點，增加了 200%，形成三角 形分布，因此對圖形、圖像的整體控制很好。在進行縮放處理時，會使地質(zhì)地形圖的失真的程度低于正方形或長方形網(wǎng)格；5、數(shù)據(jù)比較好存儲。正方形格網(wǎng)交點處的數(shù)據(jù)點按矩陣存 儲(用行號和列號隱性表示)，正方形格網(wǎng)內(nèi)的三個數(shù)據(jù)點根據(jù)配套網(wǎng)中四個基本單元的 類型分為四種類型處理，即在標明所在格網(wǎng)中一個格網(wǎng)點的行號和列號的基礎上，再標明 基本單元中的類型(1、2、3、4個基本單元類型中的一種)，就可以方便、迅速地計算處格網(wǎng) 內(nèi)數(shù)據(jù)點的坐標。6、正方形網(wǎng)的采樣點只是沿八個方向分散，本發(fā)明的七點旋轉(zhuǎn)配套網(wǎng)中 的采樣點沿更多的方向分散，采樣點的分散性較正方形網(wǎng)優(yōu)越得多，且在采樣點間很好分 散性的基礎上，基礎正方形邊上相鄰的兩個采樣點之外的相鄰的任意兩個采樣點之間的連 線長度可以縮小到基礎正方形邊長的0. 425至0. 67倍之間，而正方形網(wǎng)中相鄰的任意兩個 采樣點之間的連線長度是基礎正方形邊長的0. 5至0. 71倍之間，即，本發(fā)明在采樣點的分 散性和相鄰采樣點間的距離方面都顯著地優(yōu)于正方形網(wǎng)，且當基礎正方形邊上相鄰的兩個 采樣點之外的相鄰的任意兩個采樣點之間的連線長度在基礎正方形邊長的0. 28至0. 85倍 之間的范圍內(nèi)時都可以達到很好的分散性；7、相對密集區(qū)和相對稀疏區(qū)呈圍鄰關(guān)系。因地 形的趨勢變化呈漸變關(guān)系，因此，可以將相對密集區(qū)的趨勢用于指導相對稀疏區(qū)，使趨勢分 析的整體準確度提高。8、相同信息點數(shù)的覆蓋率較正方形網(wǎng)大，即節(jié)省采樣點。


圖1是實施方式一中基本單元1的示意圖， 圖2是實施方式一中一次單元體2的示意圖，
圖3是實施方式一中二次單元體3的示意圖， 圖4是實施方式一中三次單元體4的示意圖， 圖5是實施方式一中配套單元的示意圖，
圖6是實施方式一中以配套單元為復制單位，進行復制并平移的示意圖。
圖7-(1)是用正方形網(wǎng)進行地形圖縮放的示意圖7-(2)是用旋轉(zhuǎn)配套網(wǎng)進行地形圖縮放的對比示意圖。
圖8是實施方式二中基本單元1的示意圖， 圖9是實施方式二中一次單元體2的示意圖， 圖10是實施方式二中二次單元體3的示意圖， 圖11是實施方式二中三次單元體4的示意圖， 圖12是實施方式二中配套單元的示意圖，
圖13是實施方式二中以配套單元為復制單位，進行復制并平移的示意圖， 圖14是采用實施方案二進行地形圖縮放的對比示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一下面結(jié)合圖1至圖6和圖7-1、圖7-2具體說明本實施方式。本 實施方式包括下述步驟一、確定基礎正方形邊長；具體根據(jù)圖形或圖像的畫素(或像素) 及縮放前圖幅的邊長比例尺確定正方形或長方形網(wǎng)格的邊長，公式為，網(wǎng)格邊長=該方向 圖幅邊長/(該邊長方向的畫素值+1)，若兩方向網(wǎng)格邊長不相等，取其中短的邊長的二倍 作為旋轉(zhuǎn)配套網(wǎng)基礎正方形的邊長，也可以根據(jù)經(jīng)驗和需要來確定；本實施方式中確定正 方形網(wǎng)格的邊長為5m(在圖紙上按比例尺量取)，以正方形網(wǎng)格邊長的二倍10m(在圖紙上按比例尺量取)作為旋轉(zhuǎn)配套網(wǎng)基礎正方形的邊長；二、在基礎正方形的四個頂點各布置 一個采樣點，在基礎正方形內(nèi)分散布置三個采樣點，且上述三個采樣點中任意兩點之間的 距離在基礎正方形的邊長0. 28至0. 85倍之間，一共七個采樣點，最終形成基本單元1 ；如 圖 1 所示，D(0，0)，E(0，10)，F(xiàn)(10，10)，G(10，0)，a(3，3)，b(7. 5,4), c (4，8)，三、把基本單 元1逆時針旋轉(zhuǎn)90度形成一次單元體2，把基本單元1逆時針旋轉(zhuǎn)180度形成二次單元體 3，把基本單元1逆時針旋轉(zhuǎn)270度形成三次單元體4 ；四、把一次單元體2設置在基本單元 1的下側(cè)，把三次單元體4設置在基本單元1的右側(cè)，把二次單元體3設置于一次單元體2 的右側(cè)和三次單 元體4的下側(cè)，基本單元1、一次單元體2、二次單元體3和三次單元體4拼 接成一個正方形的配套單元；五、以配套單元為復制單位，重復復制配套單元并在平面內(nèi)平 移，形成旋轉(zhuǎn)交錯網(wǎng)，保證基礎正方形邊上相鄰的兩個采樣點之外的相鄰的任意兩個采樣 點之間的連線長度在基礎正方形邊長的0. 28至0. 85倍之間；六、在旋轉(zhuǎn)交錯網(wǎng)中的每個采 樣點采集數(shù)據(jù)，在縮放操作時，按照縮放比例，相應改變每兩個相鄰采樣點間的距離，形成 縮放后的圖形、圖像。見示意圖7-1，某區(qū)域的地形等高線采用正方形格網(wǎng)控制，需81個控制點。以 ^ 350m高程范圍內(nèi)的控制點為例，正方形格網(wǎng)中只有3個控制點，控制效果一般。但若采 用旋轉(zhuǎn)配套網(wǎng)控制，只需控制點73個。以< 350m高程范圍內(nèi)的控制點為例，本實施方式中 有5個采樣點?？刂菩Ч黠@好于正方形格網(wǎng)。可見，對于高保真問題而言，采用正方形格 網(wǎng)會使失真問題較嚴重，但若采用旋轉(zhuǎn)配套網(wǎng)，失真問題會得到很大改善。因此可見，旋轉(zhuǎn) 配套網(wǎng)在減少控制點的同時很好地提高地形控制的精度和保真程度，這對于遙感圖像的解 譯、對于三維圖形的制作和縮放等均可起到很好的效果。
具體實施方式
二 本實施方式與實施方式一的不同之處是步驟二中，在基礎正 方形底邊和右邊的中點還各布置一個采樣點，與基礎正方形的四個頂點上的采樣點和基礎 正方形內(nèi)分散布置的三個采樣點相加一共九個采樣點；步驟五中基礎正方形邊上相鄰的兩 個采樣點之外的相鄰的任意兩個采樣點之間的連線長度在基礎正方形邊長的0. 36至0. 71 倍之間；其它步驟與實施方式一都相同。本實施方式的優(yōu)點是與現(xiàn)有的正方形或長方形網(wǎng)格相比，1、在基本單元內(nèi)采樣 點數(shù)量相同(都是九個)的情況下，正方形或長方形網(wǎng)在網(wǎng)格內(nèi)部只有一個采樣點，其余采 樣點都在網(wǎng)格邊上，本發(fā)明在基礎正方形內(nèi)分散布置三個采樣點，增加了 200%，形成三角 形分布，因此對圖形、圖像的整體控制很好。在進行縮放處理時，會使地質(zhì)地形圖的失真的 程度低于正方形或長方形網(wǎng)格；2、在基本單元內(nèi)采樣點數(shù)量相同相同(都是九個)的情況 下，正方形排列時基本單元內(nèi)相鄰采樣點間的距離在基礎正方形邊長的0. 5至0. 71倍之 間，采樣點間平均距離為基礎正方形邊長的0. 554275倍，其中距離最長的有四個，其距離 均為基礎正方形邊長的0. 7071倍；九點旋轉(zhuǎn)交錯排列時基本單元內(nèi)相鄰采樣點間的距離 可以縮小到基礎正方形邊長的0. 41至0. 63倍之間，采樣點間平均距離為基礎正方形邊長 的0. 50倍，縮小了 9. 79%，其中距離最長的只有一個，其距離為基礎正方形邊長的0. 7041 倍，即采樣點間相對距離最長的由四個，減少到一個，減少了 75%，。因此，九點旋轉(zhuǎn)交錯排 列時基本單元內(nèi)采樣點間的相對距離更小、更均勻；3、正方形排列時基本單元內(nèi)采樣點的 排列只沿八個方向分散，沒有交錯分散；九點旋轉(zhuǎn)交錯排列時基本單元內(nèi)以基礎單元的四 個頂點為分別基準點采樣點間均沿十二個方向交錯分散排列，采樣點間排列的方向增加了50% ；且當基礎正方形邊上相鄰的兩個采樣點之外的相鄰的任意兩個采樣點之間的連線長 度在基礎正方形邊長的0. 36至071倍之間的范圍內(nèi)時都可以達到很好的分散性。相鄰采 樣點間位置的交錯分散、有機呼應與配合可以更好地提高圖形和圖像的精度和保真程度。本實施方式與實施方式一相比，1、在基本單元內(nèi)采樣點數(shù)量增加二個；2、本發(fā)明 在采樣點的分散性和相鄰采樣點間的距離方面都明顯地優(yōu)于實施方式一。如圖8所示在基礎正方形的四個頂點各布置四個點，分別為(0，0)，(10,0), (10， 10)和(0，10)，在基礎正方形底邊和右邊的中點個布置二個點，分別為d (5，10)，e(0，5)， 在基礎正方形的內(nèi)部布置三個點，分別為a(0. 1851X10,0. 3724X10)， b (0. 3787X10， 0.822X10)，c(0.6X10，42. 05X10)，一共九個點。見示意圖7-1，某區(qū)域的地形等高線采 用正方形格網(wǎng)控制，需81個控制點。以彡350m高程范圍內(nèi)的控制點為例，正方形格網(wǎng)中只 有3個采樣點，控制效果一般。但若采用九點旋轉(zhuǎn)配套網(wǎng)控制，見示意圖14，同樣的81個控 制點，在彡350m高程范圍內(nèi)的采樣點為6個，可見，控制效果明顯好于正方形格網(wǎng)?？梢姡?對于高保真問題而言，采用正方形格網(wǎng)會使失真問題較嚴重，但若采用九點旋轉(zhuǎn)配套網(wǎng)，失 真問題會得到更好地改善。
具體實施方式
三本實施方式與實施方式一和實施方式二的不同在于分別在實 施方式一和實施方式二的步驟四和步驟五之間還包括步驟A，把配套單元的長度或?qū)挾确?向縮放，使之成為長方形，內(nèi)部的所有采樣點位置按照縮放比例調(diào)整。其它步驟與實施方式 一相同。
權(quán)利要求
1.采用旋轉(zhuǎn)配套網(wǎng)的圖形、圖像高保真縮放方法，其特征在于它包括下述步驟一、確 定基礎正方形邊長；二、在基礎正方形的四個頂點各布置一個采樣點，在基礎正方形內(nèi)分散 布置三個采樣點，且上述三個采樣點中任意兩點之間的距離在基礎正方形的邊長0.觀至 0.85倍之間，一共七個采樣點，最終形成基本單元(1)；三、把基本單元(1)逆時針旋轉(zhuǎn)90 度形成一次單元體O)，把基本單元(1)逆時針旋轉(zhuǎn)180度形成二次單元體(3)，把基本單 元(1)逆時針旋轉(zhuǎn)270度形成三次單元體(4)；四、把一次單元體( 設置在基本單元(1) 的下側(cè)，把三次單元體(4)設置在基本單元(1)的右側(cè)，把二次單元體C3)設置于一次單元 體O)的右側(cè)和三次單元體(4)的下側(cè)，基本單元(1)、一次單元體O)、二次單元體(3)和 三次單元體(4)拼接成一個正方形的配套單元；五、以配套單元為復制單位，重復復制配套 單元并在平面內(nèi)平移，形成旋轉(zhuǎn)交錯網(wǎng)，保證基礎正方形邊上相鄰的兩個采樣點之外的相 鄰的任意兩個采樣點之間的連線長度在基礎正方形邊長的0.觀至0. 85倍之間；六、在旋轉(zhuǎn) 交錯網(wǎng)中的每個采樣點采集數(shù)據(jù)，在縮放操作時，按照縮放比例，相應改變每兩個相鄰采樣 點間的距離，形成縮放后的圖形、圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用旋轉(zhuǎn)配套網(wǎng)的圖形、圖像高保真縮放方法，其特征在于 步驟二中，在基礎正方形底邊和右邊的中點還各布置一個采樣點，與基礎正方形的四個頂 點上的采樣點和基礎正方形內(nèi)分散布置的三個采樣點相加一共九個采樣點；步驟五中基礎 正方形邊上相鄰的兩個采樣點之外的相鄰的任意兩個采樣點之間的連線長度在基礎正方 形邊長的0. 36至0.71倍之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的采用旋轉(zhuǎn)配套網(wǎng)的圖形、圖像高保真縮放方法， 其特征在于在步驟四和步驟五之間還包括步驟A，把配套單元的長度或?qū)挾确较蚩s放，使之 成為長方形，內(nèi)部的所有采樣點位置按照縮放比例調(diào)整。
全文摘要
采用旋轉(zhuǎn)配套網(wǎng)的圖形、圖像高保真縮放方法，本發(fā)明涉及圖形、圖像縮放方法。它解決了現(xiàn)有正方形網(wǎng)在對圖形、圖像進行縮放處理時失真嚴重的缺陷，用于圖形、圖像的縮放處理。它包括下述步驟確定基礎正方形邊長；在基礎正方形的四個頂點各布置一個采樣點，在其內(nèi)分散布置三個采樣點形成基本單元；把基本單元逆時針旋轉(zhuǎn)形成一次、二次和三次單元體；四者拼接成一個正方形的配套單元；以配套單元為復制單位，重復平移復制，形成覆蓋圖形、圖像的旋轉(zhuǎn)配套網(wǎng)；在旋轉(zhuǎn)交錯網(wǎng)中的每個采樣點采集數(shù)據(jù)，在縮放操作時，按照縮放比例，相應改變每兩個相鄰采樣點間的距離，形成縮放后的圖形、圖像。
文檔編號G06T3/40GK102147914SQ20111003389
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者黃桂芝 申請人:黃桂芝