专利名称：数码图片拼图系统及利用该系统进行马赛克拼图方法
技术领域：
本发明涉及一种图片处理系统及处理方法，特别是涉及一种利用小图拼接制作大图的处理系统及处理方法。
背景技术：
马赛克拼图主要运用于抽象艺术图像的表达，利用图片像素接近的原理，将图像的每个色彩点，用不同的马赛克材料拼贴出来，远观的效果与源图接近。针对某一源图，利用马赛克拼图原理，可以采用各种色彩相近的小图逐一替换主图上的某一对应色块，拼接出一幅巨大的拼图，拼图远观，与源图效果十分相似，拼图近观，各小图内容清楚。采用马赛克拼图的原理，已经成为以小图拼大图，制作大型图片的重要图像处理 技术。因为其独特的艺术魅力，吸引不少人从事这种图像处理技术的研究。不少人借助Adobe公司的优秀图像处理软件Photoshop,手工完成小图拼大图的任务。这种做法,一方面工作量巨大需用成千上万不同的小片拼成大图，另一方面，由于技术手段有限以及操作者的主观感受不同，拼出的大图，总体效果与源图偏差较大，相似度不高。目前的拼图装置使用的拼图方法，其共性就是一次拼图，最终用户和制图专业方共同参与，用户大量参与，制图或制图专业公司投入大量精力用于拼图，因拼图有一定的随机性，需反复尝试调整小图的各种参数，反复大量运算以求得最佳拼接效果，使制图过程及其复杂，速度慢而成本高。由于其处理复杂，制作成本高，目前仅能应用于海报，杂志封面等少数场合。
发明内容
本发明的目的是提供一种数码图片拼图系统，解决在马赛克拼图过程中巨型拼图的细节效果无法把握，整体拼图质量不高，需要耗费大量人力成本的技术问题。本发明的另一个目的是利用上述数码图片拼图系统实现一种马赛克拼图方法，提高马赛克拼图的质量，节约人力成本。本发明的数码图片拼图系统，包括存储装置，用于存储输入数据、处理过程中的中间数据和结果数据，其中还包括图库处理装置、源图处理装置、图片拼接装置和最终拼图装置，图库处理装置，用于对素材图片进行剪裁处理，建立不同尺寸的高分辨率图库；将高分辨率图库中图片按比例缩小，形成对应的低分辨率图库；将低分辨率图库中图片的颜色信息转换为相应的特征数据，形成低分辨率图库信息数据；源图处理装置，用于接收用户的选择参数、设定数据和源图，形成源图第一副本、源图第二副本，生成源图第二副本局部颜色特征数据；图片拼接装置，用于对比源图第二副本局部与选定图库中低分辨率图片的颜色特征数据，确定与每一局部对应的颜色特征最接近的低分辨率图片，生成低分辨率图片的索引信息；将确定的各低分辨率图片的颜色特征与源图第二副本的颜色特征加权融合，并拼接形成完整的示意拼图；最终拼图装置，用于将对应源图第二副本的低分辨率图片替换为相应的高分辨率图片；形成源图第三副本，高分辨率图片的颜色特征与源图第三副本的颜色特征进行加权融合，并拼接形成最终高分辨率拼图。在所述图片拼接装置中，所述各低分辨率图片局部与源图第二副本局部加权融合的加权策略为靠近中心部分的源图第二副本局部的加权融合系数大于靠近边缘的源图第二副本局部的加权融合系数；在所述最终拼图装置中，所述各高分辨率图片局部与源图第三副本局部加权融合的加权策略为靠近中心部分的源图第三副本局部的加权融合系数大于靠近边缘的源图第三副本局部的加权融合系数。所述图库处理装置包括第一处理单元、第二处理单元和第三处理单元；
第一处理单元，用于将作为拼图素材的图片分类，逐一裁剪，每张图片形成不同宽高比例的副本，同一宽高比例的同一题材的图片副本形成高分辨率图片图库；第二处理单元，用于读取存储装置中的各高分辨率图片图库的高分辨率图片，按比例生成对应的低分辨率图片，形成对应低分辨率图片图库；第三处理单元，用于计算出每一个低分辨率图片局部的颜色特征数据，形成低分辨率图库信息数据。所述源图处理装置包括第四处理单元和第五处理单元；第四处理单元，用于根据选定的低分辨率图片图库形成源图第一副本，确定低分辨率图片的数量；裁剪源图第一副本形成源图第二副本；第五处理单元，用于计算源图第二副本每个局部的颜色特征数据。所述图片拼接装置包括第六处理单元；第六处理单元，用于从所述低分辨率图片图库中检索出与源图第二副本各局部的颜色特征数据误差最小的低分辨率图片，生成索引信息；根据加权策略，完成源图第二副本各局部与对应低分辨率图片的融合，形成示意拼图。所述最终拼图装置包括第七处理单元；第七处理单元，用于根据所述索引信息确定对应高分辨率图片图库中的高分辨率图片，形成高分辨率拼图；将源图第二副本缩放到高分辨率拼图相同尺寸，形成源图第三副本；根据加权策略，完成源图第三副本各局部与对应高分辨率图片的融合，形成最终高分辨率拼图。所述数码图片拼图系统包括服务端和客户端，所述存储装置包括图库存储装置、数据存储装置；服务端包括所述图库处理装置、图库存储装置、图片信息转换装置和服务端数据收发装置，客户端包括所述源图处理装置、客户端数据收发装置、图片拼接装置、数据存储装置和最终拼图装置；图库存储装置，用于存储各高分辨率图库、对应的低分辨率图库和图库信息数据，及服务端数据，响应客户端的数据请求，将数据通过服务端数据收发装置转发客户端；服务端数据收发装置，用于转发客户端的数据请求和接收客户端发送的数据，将响应数据发送到客户端；客户端数据收发装置，用于发送客户端的数据请求和数据，接收服务端的响应数据；数据存储装置，用于存储图片拼接过程中产生的临时数据文件、图片、副本和拼图；图片信息转换装置，用于接收客户端请求，将客户端发送的低分辨率图片索引信息转换为相应高分辨率图库中的高分辨率图片索引信息，从图库存储装置中读取相应的高分辨率图片，通过服务端数据收发装置发送至客户端。根据上述的数码图片拼图系统进行马赛克拼图处理的方法，其中包括以下步骤步骤一、利用图库处理装置对素材图片进行剪裁处理形成各高分辨率图片图库及对应的低分辨率图片图库，将低分辨率图片图库中的图片颜色特征数据形成图库信息数据；步骤二、用户利用标准用户接口输入源图、选择参数、设定数据； 步骤三、利用源图处理装置对源图进行处理，形成源图第一副本、源图第二副本，生成源图第二副本每个局部的颜色特征数据；步骤四、利用图片拼接装置对比源图第二副本每个局部的颜色特征数据与低分辨率图库信息数据，确定源图第二副本各局部对应的颜色特征数据误差最小的低分辨率图片；根据加权策略，依据源图第二副本各局部的颜色特征数据，改变对应各低分辨率图片的颜色特征数据，将处理后的各低分辨率图片形成示意拼图；步骤五、利用最终拼图装置将示意拼图中各低分辨率图片替换为对应的高分辨率图片形成高分辨率拼图，生成源图第三副本；根据加权策略，依据源图第三副本各局部的颜色特征数据，改变对应各高分辨率图片的颜色特征数据，将处理后的各高分辨率图片形成最终高分辨率拼图；步骤六、利用标准用户接口输出最终高分辨率拼图。所述步骤六前，包括以下步骤数码图片拼图系统根据电子结算系统的反馈数据判断电子结算过程是否完成，当电子结算过程完成时执行后续步骤。根据上述的数码图片拼图系统进行马赛克拼图处理的方法，其中包括以下步骤步骤100，在服务端利用图库处理装置将各素材图片进行剪裁，形成各种尺寸的高分辨率图片，将同一尺寸的高分辨率图片形成高分辨率图片库，为高分辨率图片库中每个图片生成相同宽高比的低分辨率图片，形成对应的低分辨率图片图库，记录每个低分辨率图片的颜色特征数据；步骤200，在客户端根据用户选定图库的图片比例和最终拼图的尺寸，客户端从服务端获得低分辨率图片图库，利用源图处理装置确定所需低分辨率图片数量和排列方式，将输入源图放大并裁剪源图边缘，形成源图第二副本；步骤300，利用图片拼接装置对比源图第二副本局部与低分辨率图片的颜色特征，确定与每一局部对应的颜色特征最接近的低分辨率图片，并生成确定的低分辨率图片的索引信息；将确定的各低分辨率图片与源图第二副本的颜色特征加权融合，拼接成完整的示意拼图；步骤400，客户端最终拼图装置将确定的低分辨率图片的索引信息提交给服务端，服务端根据电子结算系统反馈的确认数据，利用图片信息转换装置根据索引信息将对应的高分辨率图片图库中的相应图片返回客户端，客户端将对应源图第二副本的低分辨率图片替换为相应的高分辨率图片；并将源图第二副本放大至对应尺寸，形成源图第三副本，高分辨率图片与源图第三副本对应局部的颜色特征进行加权融合，形成最终高分辨率拼图。本发明数码图片拼图系统中实现了图库图片的分步处理，实现了图片按不同尺寸划分图库，实现了高分辨率图片通过成比例的低分辨率图片的索引，利用低分辨率图片与高分辨率图片的相关性，获得了高分辨率图片各个局部的颜色特征。使得拼图过程中的大量图片颜色特征数据计算可以在服务端完成，并且可以将处理数据应用在所有的拼图过程中，实现了拼图数据的分步处理和共享，极大缩短了拼图时间。本发明数码图片拼图系统可以快速在图库中选定与源图各部分色彩差值最小的图片，形成示意拼图供用户选择，最终形成高分辨率拼图，生成的最终拼图由图片库中选中的高分辨率图片经源图修正，相互融合而成，与源图相似度高，色彩配比精确，通过设定各装置的处理参数，更改加权策略中各位置的加权融合系数，拼图质量和效果可以快速调整。利用本发明数码图片拼图系统实现的拼图方法，可以在服务器端或客户端快速、 大量的完成马赛克拼图，充分利用服务端和客户端的计算机处理能力，并实现了与电子结算和快捷支付的结合，缩短了用户的服务请求与响应周期。下面结合附图对本发明的数码图片拼图系统和方法作进一步说明。
图I为本发明数码图片拼图系统的第一种实施例的结构示意图；图2为本发明数码图片拼图系统的第一种实施例的数据流向示意图；图3为利用本发明数码图片拼图系统的第一种实施例进行图片处理的流程图一；图4为利用本发明数码图片拼图系统的第一种实施例进行图片处理的流程图二 ；图5为利用本发明数码图片拼图系统的第一种实施例进行图片处理的流程图三；图6为利用本发明数码图片拼图系统的第一种实施例进行图片处理的流程图四；图7为利用本发明数码图片拼图系统的第一种实施例进行图片处理的流程图五；图8为本发明数码图片拼图系统的第二种实施例的结构示意图；图9为本发明数码图片拼图系统的第二种实施例数据流向示意图；图10为利用本发明数码图片拼图系统的第二种实施例进行图片处理的流程图。
具体实施例方式在本发明数码图片拼图系统的第一种实施例中，包括服务端和客户端两部分。如图I所示，服务端包括图库处理装置01、图库存储装置02、图片信息转换装置03和服务端数据收发装置04，客户端包括客户端数据收发装置05、源图处理装置06、图片拼接装置07、数据存储装置08和最终拼图装置09，本发明的数码图片拼图系统根据使用者输入的源图和选定的图库，生成示意拼图，并根据示意拼图的信息将相应的高分辨率图片与源图融合处理，形成最终的巨幅马赛克拼图。图库处理装置01，用于对素材图片进行剪裁处理，建立不同尺寸的高分辨率图库；将高分辨率图库中图片按比例缩小，形成对应的低分辨率图库；将低分辨率图库中图片的颜色信息根据需要按不同的色彩模式，如RGB色彩模式，或CMYK色彩模式，转换为相应的颜色特征数据，形成低分辨率图库信息数据，本实例中以RGB色彩模式为例说明；图库存储装置02，用于存储各高分辨率图库、对应的低分辨率图库和图库信息数据，及服务端数据，响应客户端的数据请求，将数据通过服务端数据收发装置04转发客户端;图片信息转换装置03，用于响应客户端请求，将客户端发送的低分辨率图片索引信息转换为相应高分辨率图库中的高分辨率图片索引信息，从图库存储装置02中读取相应的高分辨率图片，通过服务端数据收发装置04发送至客户端；服务端数据收发装置04，用于转发客户端的数据请求和接收客户端发送的数据，将响应数据发送到客户端；客户端数据收发装置05，用于发送客户端的数据请求和数据，接收服务端的响应 数据；源图处理装置06，用于将输入的源图按确定的低分辨率图库图片比例和示意拼图尺寸，进行放大处理，确定所需低分辨率图片数量和排列方式；裁剪源图边缘，形成源图第二副本；图片拼接装置07，用于对比源图第二副本局部与低分辨率图片的颜色特征，确定与每一局部对应的颜色特征最接近的低分辨率图片，生成确定的低分辨率图片的索引信息；将确定的各低分辨率图片与源图第二副本的颜色特征加权融合，拼接成完整的示意拼图；数据存储装置08，用于存储图片拼接过程中产生的临时数据文件、图片、副本和拼图；最终拼图装置09，用于将对应源图第二副本的低分辨率图片替换为相应的高分辨率图片；并将源图第二副本放大至对应尺寸，形成源图第三副本，高分辨率图片与源图第三副本对应局部的颜色特征进行加权融合，形成最终高分辨率拼图。图库处理装置01，将海量素材图片按用户策略进行分类，将每一类图片处理为不同宽高比的高分辨率图片库,并为每一个高分辨率图片图库中的图片逐一生成对应宽高比的低分辨率图片，形成对应各高分辨率图片图库的低分辨率图片图库，并计算低分辨率图片图库中每个低分辨率图片的不同位置的R、G、B色彩通道的强度值，形成低分辨率图库信息数据。源图处理装置06，接收用户提交的源图和设定的拼图尺寸，依据用户选定的高分辨率图片图库，设定需要使用的低分辨率图片的横向数量和纵向数量，确定整张示意拼图的像素尺寸，按示意拼图的像素尺寸将用户提交的源图边缘剪裁，形成并存储源图第二副本。图片拼接装置07，生成低分辨率图片对应的源图第二副本的局部源图的不同位置的R、G、B色彩通道的强度值并存储，将源图第二副本的每个局部源图的不同位置的R、G、B色彩通道的强度值与高分辨率图片图库对应的低分辨率图片图库中的每幅图片的R、G、B色彩通道的强度值对比，取得与每个源图第二副本的局部源图误差最小的低分辨率图片，根据加权策略，依据源图第二副本各像素信息，逐一像素改变各低分辨率图片中每一像素的红、绿、蓝三个通道的强度值，并将处理后的各低分辨率图片形成示意拼图。最终拼图装置09，将示意拼图中的低分辨率图片替换为对应的高分辨率图片图库中的图片，形成高分辨率拼图，并将源图第二副本放大到对应尺寸形成源图第三副本，根据加权策略，依据源图第三副本各像素信息，逐一像素改变高分辨率拼图中每一像素的红、绿、蓝三个通道的强度值，形成最终高分辨率拼图。如图2所示，图库处理装置01包括第一处理单元011、第二处理单元012和第三处理单元013。第一处理单元011，用于将作为拼图素材的图像分类，逐一裁剪，每张图片形成不同宽高比例的副本，同一宽高比例的同一题材的图片副本形成高分辨率图片图库，各高分辨率图片图库存储在图库存储装置02中；第二处理单元012，用于读取图库存储装置02中的各高分辨率图片图库的高分辨率图片，按比例生成对应的低分辨率图片，形成对应低分辨率图片图库，存储在图库存储装置02中；第三处理单元013，用于逐一读取图库存储装置02中的低分辨率图片，将图片按 宽高比例划分为若干局部小图，局部小图数量为宽比例数值X高比例数值，统计出每一个局部小图在RGB色彩模式中红、绿、蓝三个通道的强度值，将各低分辨率图片每一个局部小图的红、绿、蓝三个通道的强度值存储在图库存储装置02中，作为低分辨率图库信息数据。源图处理装置06包括第四处理单元061和第五处理单元062。第四处理单元061，用于向服务端的图库存储装置02提出数据请求，将输入的源图存储在数据存储装置08中；依据确定的低分辨率图片图库，设定需要横向使用的整张低分辨率图片的数量，将源图宽高成比例缩放，使源图宽度缩放到与横向使用的低分辨率图片的横向像素之和相同的尺寸，形成源图第一副本，存储在数据存储装置08中；根据源图第一副本的高度，设定需要纵向使用的整张低分辨率图片的数量；依据横向低分辨率图片与纵向低分辨率图片确定源图第二副本的宽、高尺寸，根据源图第二副本的宽、高尺寸裁剪源图第一副本的边缘，形成源图第二副本，存储在数据存储装置08中；第五处理单元062，用于从数据存储装置08中读取源图第二副本，将源图第二副本分割成横向为横向低分辨率图片数量，纵向为纵向低分辨率图片数量的第二副本局部源图，并将第二副本局部源图存储在数据存储装置08中，每块第二副本局部源图的尺寸与低分辨率图片尺寸相同；将每个第二副本局部源图按照低分辨率图片的局部小图数量分割为相应数量的局部源图小图；逐一计算每个第二副本局部源图的局部源图小图的红、绿、蓝三个通道的强度值，并存储在数据存储装置08中。图片拼接装置07包括第六处理单元071。第六处理单元071，用于自源图第二副本中心位置的第二副本局部源图，向源图第二副本边缘，逐一选定第二副本局部源图，将第二副本局部源图的局部源图小图的红、绿、蓝三个通道的强度值，与选定的低分辨率图片图库中的每个低分辨率图片的对应的局部小图的红、绿、蓝三个通道的强度值进行对应比较，并将相应误差求和，得到每一个第二副本局部源图与各低分辨率图片的色彩差值，并存储在数据存储装置08中；确定选定的低分辨率图片图库中与每个第二副本局部源图色彩差值最小的低分辨率图片，生成各低分辨率图片的索引信息，并记录在数据存储装置08中；根据加权策略，依据源图第二副本各像素信息，逐一像素改变各低分辨率图片中每一像素的红、绿、蓝三个通道的强度值进行加权融合，并将处理后的各低分辨率图片形成示意拼图并存储在数据存储装置08中。
加权策略在于，使源图中需要重点表现的图像内容对应的源图第二副本局部的加权融合系数大于其他的源图第二副本局部的加权融合系数。一种常用的加权策略为靠近中心部分的源图第二副本局部的加权融合系数大于靠近边缘的源图第二副本局部的加权融合系数。另一种常用的加权策略为亮度变化剧烈的源图第二副本局部的加权融合系数大于亮度变化平缓的源图第二副本局部的加权融合系数。最终拼图装置09包括第七处理单元091。第七处理单元091，用于向服务端发出数据请求，将色彩差值最小低分辨率图片的索引信息发送至服务端，接收服务端响应的对应高分辨率图片或其索引信息，并将高分辨率图片存储在数据存储装置08中；按示意拼图中各低分辨率图片的排列顺序，将各低分辨率图片替换为对应的高分辨率图片，形成高分辨率拼图，并存储在数据存储装置08中，读取源图第二副本，将源图第二副本缩放到高分辨率拼图相同尺寸，形成源图第三副本，并存储在数据存储装置08中，根据加权策略，依据源图第三副本各像素信息，逐一像素改变高分辨率拼图中每一像素的红、绿、蓝三个通道的强度值进行加权融合，形成最终高分辨率拼图，并存储在数据存储装置08中。加权融合过程采用与图片拼接装置07相同的加权策略。 如图3所示，利用本发明的数码图片拼图系统的第一种实施例进行的马赛克拼图方法包括以下步骤步骤100，在服务端利用图库处理装置01将各素材图片进行剪裁，形成各种尺寸的高分辨率图片，将同一尺寸的高分辨率图片形成高分辨率图片库，为高分辨率图片库中每个图片生成相同宽高比的低分辨率图片，形成对应的低分辨率图片图库，记录每个低分辨率图片的颜色特征数据；步骤200，在客户端根据选定图库的图片比例和最终拼图的尺寸，客户端从服务端获得低分辨率图片图库，利用源图处理装置06确定所需低分辨率图片数量和排列方式，将输入源图放大并裁剪源图边缘，形成源图第二副本；步骤300，利用图片拼接装置07对比源图第二副本局部与低分辨率图片的颜色特征，确定与每一局部对应的颜色特征最接近的低分辨率图片，并生成确定的低分辨率图片的索引信息；将确定的各低分辨率图片与源图第二副本的颜色特征加权融合，拼接成完整的不意拼图；步骤400，客户端最终拼图装置09将确定的低分辨率图片的索引信息提交给服务端，服务端利用图片信息转换装置03根据索引信息将对应的高分辨率图片图库中的相应图片返回客户端，客户端将对应源图第二副本的低分辨率图片替换为相应的高分辨率图片；并将源图第二副本放大至对应尺寸，形成源图第三副本，高分辨率图片与源图第三副本对应局部的颜色特征进行加权融合，形成最终高分辨率拼图。如图4所示，步骤100中，包括以下步骤步骤110，利用第一处理单元011将按题材分类的素材图片逐一裁剪，每张图片形成不同宽高比例的副本，同一宽高比例的同一题材的图片副本形成高分辨率图片图库，各图片图库存储在图库存储装置02中；步骤120，利用第二处理单元012读取第一存储器012中的各高分辨率图片图库的图片，按比例生成对应的低分辨率图片，形成对应低分辨率图片图库，存储在图库存储装置02中；
步骤130，利用第三处理单元013逐一读取图库存储装置02中的低分辨率图片，将图片按宽高比例划分为若干局部小图，局部小图数量为宽比例数值X高比例数值，统计出每一个局部小图在RGB色彩标准中红、绿、蓝三个通道的强度值，将各低分辨率图片每一个局部小图的红、绿、蓝三个通道的强度值存储在图库存储装置02中，作为低分辨率图库信息数据。如图5所示，步骤200中，包括以下步骤步骤210，利用第四处理单元061向服务端的图库存储装置02提出数据请求，接收相应的低分辨率图片图库，将输入的源图、确定的图库和最终拼图参数存储在数据存储装置08中；步骤220，计算出横向使用的整张低分辨率图片的数量；步骤230，将源图宽度缩放到与横向使用的低分辨率图片的横向像素之和相同的尺寸，形成源图第一副本，存储在数据存储装置08中； 步骤240，根据源图第一副本的高度，设定需要纵向使用的整张低分辨率图片的数量;步骤250，根据横向低分辨率图片与纵向低分辨率图片确定源图第二副本的宽、高尺寸；步骤260，根据源图第二副本的宽、高尺寸裁剪源图第一副本的边缘，形成源图第二副本，存储在数据存储装置08中；步骤270，利用第五处理单元062，将源图第二副本分割成横向为横向低分辨率图片数量，纵向为纵向低分辨率图片数量的第二副本局部源图，并将第二副本局部源图存储在数据存储装置08中；步骤280，将每个第二副本局部源图按照低分辨率图片的局部小图数量分割为相应数量的局部源图小图；逐一计算每个第二副本局部源图的局部源图小图的红、绿、蓝三个通道的强度值，并存储在数据存储装置08中。如图6所示，步骤300中，包括以下步骤步骤310，利用第六处理单元071，自源图第二副本中心位置的第二副本局部源图，向源图第二副本边缘，逐一选定第二副本局部源图，将第二副本局部源图的局部源图小图的红、绿、蓝三个通道的强度值与选定的低分辨率图片图库中的每个低分辨率图片的对应的局部小图的红、绿、蓝三个通道的强度值进行对应比较，并将相应误差求和，得到每一个第二副本局部源图与各低分辨率图片的色彩差值，并存储在数据存储装置08中；步骤320，确定选定的低分辨率图片图库中与每个第二副本局部源图色彩差值最小的低分辨率图片，并形成色彩差值最小低分辨率图片的索引信息存储在数据存储装置08中；步骤330，将各彩差值最小的低分辨率图片按相应第二副本局部源图排列顺序，根据加权策略，依据源图第二副本各像素信息，逐一像素改变各低分辨率图片中每一像素的红、绿、蓝三个通道的强度值，并将处理后的各低分辨率图片拼接形成示意拼图。如图7所示，步骤400中，包括以下步骤在完成互联网电子结算后，步骤410，利用第七处理单元091，向服务端的图片信息转换装置03发送包含色彩差值最小低分辨率图片的索引信息的数据请求，接收响应的对应高分辨率图片并存储在数据存储装置08中；步骤420，按示意拼图中各低分辨率图片的排列顺序，将各低分辨率图片替换为对应的高分辨率图片，形成高分辨率拼图，将源图第二副本缩放到高分辨率拼图相同尺寸，形成源图第三副本，根据加权策略，依据源图第三副本各像素信息，逐一像素改变高分辨率拼图中每一像素的红、绿、蓝三个通道的强度值，形成最终高分辨率拼图，并存储在数据存储装置08中。利用本发明的数码图片拼图系统拼图的一种具体处理过程如下例如一种高分辨率图片图库的图片像素为320x240，对应的低分辨率图片图库的图片为32x24，宽高比例为4:3，低分辨率图片局部小图数量为分3行排列，每行4个。每个局部小图的红、绿、蓝三个通道的强度值可以根据局部小图的颜色特征统计出。当根据用户提供的源图和根据用户需求设定了需要的整张横向低分辨率图片数 量为40后，即确定了示意拼图的横向尺寸，将源图扩大到相同横向尺寸，形成源图第一副本，根据同比例扩大的源图第一副本纵向尺寸，即可确定整张纵向低分辨率图片数量为30。根据横向低分辨率图片数量和纵向低分辨率图片数量可以确定示意拼图尺寸，依据示意拼图尺寸裁剪源图第一副本的边缘，生成源图第二副本。具体样例如下假如源图像素为300x212，将源图扩大到相同横向尺寸1280(32像素40张小图)，对应的纵向尺寸的整数像素值为905 (1280x212/300后四舍五入取整)形成源图第一副本，根据同比例扩大的源图第一副本纵向尺寸，即可确定整张纵向低分辨率图片数量为37 (212/((300x3)/(40x4))后去掉小数点后数字取整)。根据横向低分辨率图片数量和纵向低分辨率图片数量可以确定示意拼图尺寸，依据示意拼图尺寸裁剪源图第一副本的上下边缘，生成源图第二副本横向尺寸1280 (32像素x40张小图)，纵向尺寸为888 (37x24)，上下边缘共裁剪掉17个像素，即分别裁掉8个和9个像素，放大或缩小及裁剪的目的是让以后的运算都在整数的横竖小图数及整数的像素下进行。客户端从服务端读取1200张低分辨率图片，分割源图第二副本，每个低分辨率图片对应一个第二副本局部源图，对应低分辨率图片的12个局部小图的第二副本局部源图的局部源图小图的红、绿、蓝三个通道的强度值可以根据局部源图小图的颜色特征统计出。并将每个第二副本局部源图的局部源图小图的红、绿、蓝三个通道的强度值存储记录。每个第二副本局部源图的局部源图小图的像素为8x8 ((32/4) X (24/3))个，每个像素都有RGB值，具体颜色特征计算方法就是64个对应红色值向加后除以64，就是红色的平均值，64个对应绿色值向加后除以64，就是绿色的平均值，64个对应蓝色值向加后除以64，就是蓝色的平均值，依次计算4x3个局部源图小图的对应颜色平均值。将每一个第二副本局部源图的局部源图小图与选定低分辨率图片图库中的逐一低分辨率图片的对应局部小图的R、G、B颜色强度值比较，计算出色彩差值，确定对应的最小色彩差值的低分辨率图片，最终确定组成示意拼图的全部低分辨率图片的索引信息。将源图第二副本与示意拼图融合。方法就是将源图第二副本各像素的R、G、B数值作为加权数据(简称P)，低分辨率图片的R、G、B数值作为基础数据(简称Q)，根据用户设定的不同位置的加权融合系数(简称η)改变示意拼图各像素的R、G、B数值。经计算后生成的融合的示意拼图各像素的融合值为[P · n+Q · (l-n)]/100。
加权融合系数根据低分辨率图片在示意拼图中的位置设定。靠近中心部分的加权融合系数就要高于30%，边缘的加权融合系数就要低于30%，比如拼图由1200张小图组成，拼图时由中心向外扩散顺序拼图，前100张的加权融合系数为35%，随后100张的加权融合系数为34%，依次递减，最后的100张加权融合系数只有25%。用户与服务器端完成相应的电子结算处理过程，客户端将色彩差值最小的低分辨率图片的索引信息发送至服务端，通过图片信息转换装置03获得相应的高分辨率图片，替换示意拼图中对应的低分辨率图片形成高分辨率拼图。将源图第二副本缩放到高分辨率拼图相同尺寸，形成源图第三副本，根据用户设定的加权融合系数，依据源图第三副本各像素信息，逐一像素改变高分辨率拼图中每一像素的红、绿、蓝三个通道的强度值，融合生成最终高分辨率拼图。在本发明数码图片拼图系统的第二种实施例中，为了简化第一种实施例的系统结构，充分利用服务端的计算机处理能力，在第一种实施例中由客户端完成的源图处理、拼接成完整的示意拼图、形成最终高分辨率拼图的数据处理都在服务端的服务器上完成。
如图8所示，本发明数码图片拼图系统的第二种实施例，包括图库处理装置Ola、图库存储装置02a、源图处理装置06a、图片拼接装置07a、数据存储装置08a和最终拼图装置09a，使用者通过第二种实施例提供的网页、电子信箱等标准用户接口，本发明的数码图片拼图系统接收需要处理的源图和选择参数、设定数据，生成示意拼图。当使用者完成相应的电子结算处理过程后，根据示意拼图的信息将相应的高分辨率图片与源图融合处理，形成最终的巨幅马赛克拼图。本发明的数码图片拼图系统将最终高分辨率拼图和相应的高分辨率图片通过标准用户接口发送给使用者。图库处理装置01a，用于对素材图片进行剪裁处理，建立不同尺寸的高分辨率图库；将高分辨率图库中图片按比例缩小，形成对应的低分辨率图库；将低分辨率图库中图片的颜色信息转换为相应的特征数据，形成低分辨率图库信息数据；图库存储装置02a，用于存储各高分辨率图库、对应的低分辨率图库和图库信息数据；源图处理装置06a，用于将从标准用户接口输入的源图按确定的低分辨率图库图片比例和示意拼图尺寸，进行放大处理，确定所需低分辨率图片数量和排列方式；裁剪源图边缘，形成源图第二副本；图片拼接装置07a，用于对比源图第二副本局部与低分辨率图片的颜色特征，确定与每一局部对应的颜色特征最接近的低分辨率图片，生成确定的低分辨率图片的索引信息；将确定的各低分辨率图片与源图第二副本的颜色特征加权融合，拼接成完整的示意拼图；数据存储装置08a，用于存储图片拼接过程中产生的临时数据文件、图片、副本和拼图；最终拼图装置09a，用于将对应源图第二副本的低分辨率图片替换为相应的高分辨率图片；并将源图第二副本放大至对应尺寸，形成源图第三副本，高分辨率图片局部与源图第三副本对应局部的颜色特征进行加权融合，形成最终高分辨率拼图，通过标准用户接口传送给最终用户。在本实施例中，即可以采用RGB色彩模式中的红、绿、蓝三个通道的强度值作为图片颜色的特征数据，也可以采用CMYK色彩模式中的青色、品红色、黄色和黑色四个通道的强度值作为图片颜色的特征数据。如图9所示，图库处理装置Ola包括第一处理单元01 la、第二处理单元012a和第三处理单元013a。第一处理单元011a，用于将作为拼图素材的图像分类，逐一裁剪，每张图片形成不同宽高比例的副本，同一宽高比例的同一题材的图片副本形成高分辨率图片图库，各高分辨率图片图库存储在图库存储装置02a中；第二处理单元012a，用于读取图库存储装置02中的各高分辨率图片图库的高分辨率图片，按比例生成对应的低分辨率图片，形成对应低分辨率图片图库，存储在图库存储装置02a中；第三处理单元013a，用于逐一读取图库存储装置02中的低分辨率图片，将图片按宽高比例划分为若干局部小图，局部小图数量为宽比例数值X高比例数值，统计出每一 个局部小图在RGB色彩标准中红、绿、蓝三个通道的强度值，将各低分辨率图片每一个局部小图的红、绿、蓝三个通道的强度值存储在图库存储装置02a中，作为低分辨率图库信息数据。源图处理装置06a包括第四处理单元061a和第五处理单元062a。第四处理单元061a，用于根据系统标准用户接口接收的源图和选择参数、设定数据，将源图存储在数据存储装置08a中，确定低分辨率图片图库，设定需要横向使用的整张低分辨率图片的数量；将源图宽高成比例缩放，使源图宽度缩放到与横向使用的低分辨率图片的横向像素之和相同的尺寸，形成源图第一副本，存储在数据存储装置08a中；根据源图第一副本的高度，设定需要纵向使用的整张低分辨率图片的数量；依据横向低分辨率图片与纵向低分辨率图片确定源图第二副本的宽、高尺寸，根据源图第二副本的宽、高尺寸裁剪源图第一副本的边缘，形成源图第二副本，存储在数据存储装置08a中；第五处理单元062a，用于将源图第二副本分割成横向为横向低分辨率图片数量，纵向为纵向低分辨率图片数量的第二副本局部源图，并将第二副本局部源图存储在数据存储装置08a中，每块第二副本局部源图的尺寸与低分辨率图片尺寸相同；将每个第二副本局部源图按照低分辨率图片的局部小图数量分割为相应数量的局部源图小图；逐一计算每个第二副本局部源图的局部源图小图的红、绿、蓝三个通道的强度值，并存储在数据存储装置08a中。图片拼接装置07a包括第六处理单元071a。第六处理单元071a，用于自源图第二副本中心位置的第二副本局部源图，向源图第二副本边缘，逐一选定第二副本局部源图，将第二副本局部源图的局部源图小图的红、绿、蓝三个通道的强度值，与选定的低分辨率图片图库中的每个低分辨率图片的对应的局部小图的红、绿、蓝三个通道的强度值进行对应比较，并将相应误差求和，得到每一个第二副本局部源图与各低分辨率图片的色彩差值，并存储在数据存储装置08a中；确定选定的低分辨率图片图库中与每个第二副本局部源图色彩差值最小的低分辨率图片，生成各低分辨率图片的索引信息，并记录在数据存储装置08a中；根据加权策略，依据源图第二副本各像素信息，逐一像素改变各低分辨率图片中每一像素的红、绿、蓝三个通道的强度值进行加权融合，并将处理后的各低分辨率图片形成示意拼图并存储在数据存储装置08a中。
加权融合的加权策略在于，使源图中需要重点表现的图像内容对应的源图第二副本局部的加权融合系数大于其他的源图第二副本局部的加权融合系数。一种常用的加权策略为靠近中心部分的源图第二副本局部的加权融合系数大于靠近边缘的源图第二副本局部的加权融合系数。另一种常用的加权策略为亮度变化剧烈的源图第二副本局部的加权融合系数大于亮度变化平缓的源图第二副本局部的加权融合系数。最终拼图装置09a包括第七处理单元091a。第七处理单元091a，用于根据色彩差值最小低分辨率图片的索引信息索引图库存储装置02a中对应的高分辨率图片，并将高分辨率图片存储在数据存储装置08a中；按示意拼图中各低分辨率图片的排列顺序，将各低分辨率图片替换为对应的高分辨率图片，形成高分辨率拼图，并存储在数据存储装置08a中，读取源图第二副本，将源图第二副本缩放到高分辨率拼图相同尺寸，形成源图第三副本，并存储在数据存储装置08a中，根据加权策略，依据源图第三副本各像素信息，逐一像素改变高分辨率拼图中每一像素的红、绿、蓝三个通道的强度值进行加权融合，形成最终高分辨率拼图，并存储在数据存储装置08中。加权融合过程采用与图片拼接装置07a相同的加权策略。 如图10所示，利用本发明的数码图片拼图系统的第二种实施例进行的马赛克拼图方法，包括以下步骤步骤510，数码图片拼图系统通过图库处理装置Ola对素材图片进行剪裁处理，利用第一处理单元Olla形成各高分辨率图片图库，利用第二处理单元012a形成对应低分辨率图片图库，利用第三处理单元013a形成低分辨率图片颜色特征数据，形成低分辨率图片图库的图库信息数据；步骤520，使用者通过数码图片拼图系统提供的标准用户接口输入源图、选择参数、设定数据；步骤530，源图处理装置06a根据选择参数、设定数据对源图进行处理，利用第四处理单元061a形成源图第一副本、源图第二副本，利用第五处理单元062a计算出源图第二副本的局部颜色特征数据；步骤540，图片拼接装置07a根据源图第二副本的局部颜色特征数据和低分辨率图库信息数据，确定源图第二副本各局部对应的低分辨率图片，利用第六处理单元071a计算出与源图第二副本各局部的颜色特征数据误差最小的低分辨率图片；根据加权策略，依据源图第二副本各像素信息，逐一像素改变各低分辨率图片中每一像素的颜色特征数据，将处理后的各低分辨率图片形成示意拼图；步骤550，使用者通过数码图片拼图系统提供的标准用户接口获得示意拼图，完成相应的电子结算过程；步骤560，数码图片拼图系统根据电子结算系统的反馈数据判断电子结算过程是否完成；步骤570，当电子结算过程完成时，最终拼图装置09a将与形成示意拼图的低分辨率图片相应的高分辨率图片合成最终高分辨率拼图，利用第七处理单元091a，将示意拼图中各低分辨率图片替换为对应的高分辨率图片形成高分辨率拼图，将源图第二副本转换为与高分辨率拼图同尺寸的源图第三副本；根据加权策略，依据源图第三副本各像素信息，逐一像素改变各高分辨率图片中每一像素的颜色特征数据，将处理后的各高分辨率图片形成最终高分辨率拼图；步骤580，数码图片拼图系统通过标准用户接口向用户提供最终高分辨率拼图、相应的高分辨率图片。使用本方法既可以充分利用服务器的处理能力，又可以实现图形文件的版权管理，利用各种单子结算平台实现素材图片利润最大化，降低系统运行成本。以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范 围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
权利要求
1.一种数码图片拼图系统，包括存储装置，用于存储输入数据、处理过程中的中间数据和结果数据，其特征在于还包括图库处理装置(01、01a)、源图处理装置(06、06a)、图片拼接装置(07、07a)和最终拼图装置(09、09a)， 图库处理装置(01、01a)，用于对素材图片进行剪裁处理，建立不同尺寸的高分辨率图库；将高分辨率图库中图片按比例缩小，形成对应的低分辨率图库；将低分辨率图库中图片的颜色信息转换为相应的特征数据，形成低分辨率图库信息数据； 源图处理装置(06、06a)，用于接收用户的选择参数、设定数据和源图，形成源图第一副本、源图第二副本，生成源图第二副本局部颜色特征数据； 图片拼接装置(07、07a)，用于对比源图第二副本局部与选定图库中低分辨率图片的颜色特征数据，确定与每一局部对应的颜色特征最接近的低分辨率图片，生成低分辨率图片的索引信息；将确定的各低分辨率图片的颜色特征与源图第二副本的颜色特征加权融合，并拼接形成完整的示意拼图； 最终拼图装置(09、09a)，用于将对应源图第二副本的低分辨率图片替换为相应的高分辨率图片；形成源图第三副本，高分辨率图片的颜色特征与源图第三副本的颜色特征进行加权融合，并拼接形成最终高分辨率拼图。
2.根据权利要求I所述的数码图片拼图系统，其特征在于在所述图片拼接装置(07、07a)中，所述各低分辨率图片局部与源图第二副本局部加权融合的加权策略为使源图中需要重点表现的图像内容对应的源图第二副本局部的加权融合系数大于其他的源图第二副本局部的加权融合系数； 在所述最终拼图装置(09、09a)中，所述各高分辨率图片局部与源图第三副本局部加权融合的加权策略使源图中需要重点表现的图像内容对应的源图第三副本局部的加权融合系数大于其他的源图第三副本局部的加权融合系数。
3.根据权利要求I或2所述的数码图片拼图系统，其特征在于所述图库处理装置(01、01a)包括第一处理单元(011、011a)、第二处理单元(012、012a)和第三处理单元(013、013a)； 第一处理单元(011、011a)，用于将作为拼图素材的图片分类，逐一裁剪，每张图片形成不同宽高比例的副本，同一宽高比例的同一题材的图片副本形成高分辨率图片图库； 第二处理单元(012、012a)，用于读取存储装置中的各高分辨率图片图库的高分辨率图片，按比例生成对应的低分辨率图片，形成对应低分辨率图片图库； 第三处理单元(013、013a)，用于计算出每一个低分辨率图片局部的颜色特征数据，形成低分辨率图库信息数据。
4.根据权利要求3所述的数码图片拼图系统，其特征在于所述源图处理装置(06、06a)包括第四处理单元(061、061a)和第五处理单元(062、062a)； 第四处理单元(061、061a)，用于根据选定的低分辨率图片图库缩放形成源图第一副本，确定低分辨率图片的数量；裁剪源图第一副本形成源图第二副本； 第五处理单元(062、062a)，用于计算源图第二副本每个局部的颜色特征数据。
5.根据权利要求4所述的数码图片拼图系统，其特征在于所述图片拼接装置(07、07a)包括第六处理单元(071、071a)； 第六处理单元(071、071a)，用于从所述低分辨率图片图库中检索出与源图第二副本各局部的颜色特征数据误差最小的低分辨率图片，生成索引信息；根据加权策略，完成源图第二副本各局部与对应低分辨率图片的融合，形成示意拼图。
6.根据权利要求5所述的数码图片拼图系统，其特征在于所述最终拼图装置(09、09a)包括第七处理单元(091、091a)； 第七处理单元(091、091a)，用于根据所述索引信息确定对应高分辨率图片图库中的高分辨率图片，形成高分辨率拼图；将源图第二副本放大到高分辨率拼图相同尺寸，形成源图第三副本；根据加权策略，完成源图第三副本各局部与对应高分辨率图片的融合，形成最终高分辨率拼图。
7.如根据权利要求6所述的数码图片拼图系统，其特征在于所述数码图片拼图系统包括服务端和客户端，所述存储装置包括图库存储装置(02)、数据存储装置(08);服务端包括所述图库处理装置(01)、图库存储装置(02)、图片信息转换装置(03)和服务端数据收发装置(04)，客户端包括所述源图处理装置(06)、客户端数据收发装置(05)、图片拼接装置(07)、数据存储装置(08)和最终拼图装置(09)； 图库存储装置(02)，用于存储各高分辨率图库、对应的低分辨率图库和图库信息数据，及服务端数据，响应客户端的数据请求，将数据通过服务端数据收发装置(04)转发客户端; 服务端数据收发装置(04)，用于转发客户端的数据请求和接收客户端发送的数据，将响应数据发送到客户端； 客户端数据收发装置(05)，用于发送客户端的数据请求和数据，接收服务端的响应数据； 数据存储装置(08)，用于存储图片拼接过程中产生的临时数据文件、图片、副本和拼图； 图片信息转换装置(03)，用于接收客户端请求，将客户端发送的低分辨率图片索引信息转换为相应高分辨率图库中的高分辨率图片索引信息，从图库存储装置(02)中读取相应的高分辨率图片，通过服务端数据收发装置(04 )发送至客户端。
8.根据权利要求I至7任一所述的数码图片拼图系统进行马赛克拼图处理的方法，其特征在于包括以下步骤 步骤一、利用图库处理装置(01、01a)对素材图片进行剪裁处理形成各高分辨率图片图库及对应的低分辨率图片图库，将低分辨率图片图库中的图片颜色特征数据形成图库信息数据； 步骤二、用户利用标准用户接口输入源图、选择参数、设定数据； 步骤三、利用源图处理装置(06、06a)对源图进行处理，形成源图第一副本、源图第二副本，生成源图第二副本每个局部的颜色特征数据； 步骤四、利用图片拼接装置(07、07a)对比源图第二副本每个局部的颜色特征数据与低分辨率图库信息数据，确定源图第二副本各局部对应的颜色特征数据误差最小的低分辨率图片；根据加权策略，依据源图第二副本各局部的颜色特征数据，改变对应各低分辨率图片的颜色特征数据，将处理后的各低分辨率图片形成示意拼图； 步骤五、利用最终拼图装置(09、09a)将示意拼图中各低分辨率图片替换为对应的高分辨率图片形成高分辨率拼图，生成源图第三副本；根据加权策略,依据源图第三副本各局部的颜色特征数据，改变对应各高分辨率图片的颜色特征数据，将处理后的各高分辨率图片形成最终高分辨率拼图； 步骤六、利用标准用户接口输出最终高分辨率拼图。
9.根据权利要求8所述的进行马赛克拼图处理的方法，其特征在于所述步骤五前，包括以下步骤 数码图片拼图系统根据电子结算系统的反馈数据判断电子结算过程是否完成 ，当电子结算过程完成时执行后续步骤。
10.根据权利要求I至7任一所述的数码图片拼图系统进行马赛克拼图处理的方法，其特征在于包括以下步骤 步骤100，在服务端利用图库处理装置(01)将各素材图片进行剪裁，形成各种尺寸的高分辨率图片，将同一尺寸的高分辨率图片形成高分辨率图片库，为高分辨率图片库中每个图片生成相同宽高比的低分辨率图片，形成对应的低分辨率图片图库，记录每个低分辨率图片的颜色特征数据； 步骤200，在客户端根据用户选定图库的图片比例和最终拼图的尺寸，客户端从服务端获得低分辨率图片图库，利用源图处理装置(06)确定所需低分辨率图片数量和排列方式，将输入源图放大并裁剪源图边缘，形成源图第二副本； 步骤300，利用图片拼接装置(07)对比源图第二副本局部与低分辨率图片的颜色特征，确定与每一局部对应的颜色特征最接近的低分辨率图片，并生成确定的低分辨率图片的索引信息；将确定的各低分辨率图片与源图第二副本的颜色特征加权融合，拼接成完整的不意拼图； 步骤400，客户端最终拼图装置(09)将确定的低分辨率图片的索引信息提交给服务端，服务端根据电子结算系统反馈的确认数据，利用图片信息转换装置(03)根据索引信息将对应的高分辨率图片图库中的相应图片返回客户端，客户端将对应源图第二副本的低分辨率图片替换为相应的高分辨率图片；并将源图第二副本放大至对应尺寸，形成源图第三副本，高分辨率图片与源图第三副本对应局部的颜色特征进行加权融合，形成最终高分辨率拼图。
全文摘要
本发明数码图片拼图系统涉及一种图片处理系统。还包括图库处理装置、源图处理装置、图片拼接装置和最终拼图装置，图库处理装置处理素材图片生成对应的高、低分辨率图库，并形成低分辨率图库信息数据；源图处理装置裁剪原图，生成源图第二副本，及源图第二副本局部颜色特征数据；图片拼接装置确定与每一源图第二副本局部对应的颜色特征最接近的低分辨率图片并形成索引数据，融合第二副本与低分辨率图片形成示意拼图；最终拼图装置根据索引数据获取对应的高辨率图片，放大源图第二副本生成源图第三副本，融合高辨率图片与源图第三副本形成最终高分辨率拼图。本系统可以有效提高拼图速度和质量。同时提供一种与电子结算过程结合的拼图方法。
文档编号G06T5/50GK102831593SQ20121025696
公开日2012年12月19日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者陈华 申请人:陈华