采用旋转tin多级加密网的影像数字化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及影像数字处理领域的影像数字化方法。
【背景技术】
[0002]国家发明专利ZL201110110155.7的采用旋转TIN网的多边形影像数字化方法的旋转TIN网中三角形间的交错分散和呼应配合较其它布局虽有所提高，但与更高水平的实际需要相比仍有不足，以及采样单元划分时，只在三角形边上两点控制的条件下考虑，没有在三角形内三点控制的条件下考虑的缺陷。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种采用旋转TIN多级加密网的影像数字化方法，以解决采用旋转TIN网的多边形影像数字化方法的旋转TIN网中三角形间的交错分散和呼应配合较其它布局虽有所提高，但与更高水平的实际需要相比仍有不足，以及采样单元划分时，只在三角形边上两点控制的条件下考虑，没有在三角形内三点控制的条件下考虑的缺陷。它包括下述步骤:一、确定基础正方形的边长；二、在基础正方形的四个顶点各布置一个控制点，在基础正方形内分散布置3个控制点a、b、cj#a、b、c三点连接成三角形，将a、b、c三点分别与最近的基础正方形顶点连接，从余下的一个基础正方形顶点分别与基础正方形内与其较近的两个三角形顶点连线，形成基本单元1(图1);三、把基本单元I逆时针旋转90度形成一次单元体2 (图2)，把基本单元I逆时针旋转180度形成二次单元体3 (图3)，把基本单元I逆时针旋转270度形成三次单元体4 (图4);四、用基本单元1、一次单元体2、二次单元体3和三次单元体4按照左上、左下、右下、右上的位置拼接成一个正方形的配套单元(图5)，配套单元中相邻两个基本单元公共边上只有顶点处的两个控制点时，公共边两侧、分处于两个基本单元之内的三角形顶点处的控制点相连?’五、以配套单元为复制单位，重复平移复制配套单元，形成大的旋转网，相邻两个配套单元中的相邻两个基本单元的公共边上只有顶点处的两个控制点时，公共边两侧的、分处于两个基本单元之内的三角形顶点处的控制点相连，形成初始旋转TIN采样网络(图6)，所述初始旋转TIN采样网络是去除基础正方形相邻两个顶点处控制点连线的所有控制点与相邻控制点之间的连线，网络中相邻两个控制点间连线的长度在基础正方形边长的0.20?0.85倍范围内，所有三角形中所有的内角都应大于18度；六、依次分别选择配套单元中的一个单元作为采样网络的起点可得到初始旋转TIN网络的4个亚方案，在4个亚方案中选择一个；七、设基础正方形的边长为L，当 3 个采样点的具体位置为 a (0.3L，0.3L)，b (0.4L，0.75L)，c (0.8L，0.4L)时，从 a、b、c三点分别到与其最近的正方形顶点的距离与对角线长度之比，从余下的第四个顶点到ab、ac.bc三条连线中与其最近的连线的距离与对角线长度之比均分别为0.3,0.333,0.316和0.413 ;如果以0.191，0.382，0.618，0.809和1.382五个黄金分割点和0.5、I两个数据结合起来组成的0.191，0.382，0.5,0.618，0.809，I和1.382七个数据作为参照点，旋转TIN中各三角形的边、角比例及多层次几何图形间的长、宽比等148项比例数据分别与上述七个数据中最近的数据点差值的平均值为0.032，均方差为0.0318，故作者将该网称为二维多方向耦合模糊黄金分割的旋转式三角网，以下简称为RG-TIN ;八、在所选择的初始旋转TIN网的局部或全部三角形的重心、内心或任意点设一个加密点，分别连接三角形内的加密点与该加密点所在三角形的三个顶点，分别连接三角形内的加密点和与该加密点所在三角形有公共边的三个三角形内的加密点，并使连接后的各三角形均符合任一三角形的外接圆内不包含其它三角形顶点、任一三角形的最小内角最大化原则，所形成的由三组规律性弯曲变化的方向组成的新网络称为初始旋转TIN网的一级加密网，当在RG-TIN基本网基础上进行第一级加密并连接时所得加密网称为RG-TIN的一级加密网(图7);九、在初始旋转TIN网一级加密网的局部或全部三角形的重心、内心或任意点设一个加密点，按照一级加密网的连接方式连接，并使之符合一级加密网的任一三角形的外接圆内不包含其它三角形顶点、任一三角形的最小内角最大化的原则，所形成的由三组规律性弯曲变化的方向组成的新网络称为初始旋转TIN网的二级加密网，当在RG-TIN—级加密网基础上进行第二级加密并连接时所得加密网称为RG-TIN的二级加密网(图8);十、在初始旋转TIN网二级加密网的局部或全部三角形的重心、内心或任意点设一个加密点，按照一级加密网的连接方式连接，并使之符合一级加密网的任一三角形的外接圆内不包含其它三角形顶点、任一三角形的最小内角最大化的原则，所形成的由三组规律性弯曲变化的方向组成的新网络称为初始旋转TIN网的三级加密网，当在RG-TIN 二级加密网基础上进行第三级加密并连接时所得加密网称为RG-TIN的三级加密网(图9) H^一、按照步骤八、九、十中的三角形内加密法和连接法加密η (η为大于零的整数)次并连接，所形成的由三组规律性弯曲变化的方向组成的新网络称为初始旋转TIN网的η级加密网，当在RG-TIN的η_1级加密网基础上进行第η级加密井连接所得加密网称为RG-TIN的η级加密网；十二、选择旋转TIN网的η级加密网或RG-TIN的η级加密网中的一种作为采样网；十三、在所选用采样网的基础上，按照步骤八、九或十中的三角形重心或内心加密法和连接法再一次加密并连接，形成新的加密网，以新加密网中各三角形作为采样单元。当采样单元内有特征点时，以特征点的亮度值作为该采样单元的亮度值；当采样单元内没有特征点时，以采样单元内控制点的亮度值作为该采样单元的亮度值。十四、完成合成数字化影像的其它内容。
[0004]发明的优点
[0005]1、构网方便、快速、算法简单、便于程序控制；
[0006]2、RG-TIN中的方向数是基本网的2倍；
[0007]3、在不考虑边界约束的条件下，RG-TIN的三角形数是基本网的31咅；
[0008]4、RG-TIN中的各项比例大比率接近于黄金分割；
[0009]5、RG-TIN的加密网中形成了三个方向弯曲变化的网络，可对点状、线状和面状体进行很好的控制，提高图形、图像的保真程度；
[0010]6、设i为采样点排数，j为采样点列数，i与j均大于4X2(n 1}+1，较正方形网节省采样点数量为，
[0011]a(i/(4X2(n 1})-l/(4X2(n 1})).(j/(4X2(n 1}) + (4X2(n 1}-l)/(4X2(n 1)))+a(j/(4X2(n 1})-1/(4Χ2(η D)).(i/(4X2(n 1}) + (4X2(n 1}-1) / (4 X 2(n 1}))+b (i/(4 X 2(n 1Vl/(4X2(nl))).(j/(4X2(n 1})-l/(4X2(n 1}))-c0
[0012]式中，a为n级R-TIN基础正方形单一边上采样点数量减2，b为与η级R-TIN同级的正方形网的基础正方形内采样点数量与η级R-TIN基础正方形内采样点数量减之差，c为η级R-TIN基础正方形边上去除顶点处采样点之外的采样点数量之和；
[0013]7、RG-TIN将规则网、TIN、复杂网络、分形、模糊优化和黄金分割有机地结合起来，在节省控制点的情况下，它具有的多方向椭圆性、正方形性和最小距离性，以及好的连接稳定性和过渡性，使它可以用来很好地控制建模体多方向变化的连续渐变性。
【附图说明】
[0014]图1是实施方式一中基本单元I的示意图，图2是实施方式一中一次单元体2的示意图，图3是实施方式一中二次单元体3的示意图，图4是实施方式一中三次单元体4的示意图，图5是实施方式一中配套单元的示意图，图6是实施方式一中以配套单元为复制单位，进行平移复制的采样网示意图，图7是RG-TIN的一级加密网示意图，图8是RG-TIN的二级加密网示意图，图9是RG-TIN的三级加密网示意图。
【具体实施方式】
[0015]【具体实施方式】一:下面结合图1至图9说明本实施方式。本实施方式包括下述步骤:一、以60mm作为基础正方形的边长L ;二、在基础正方形的四个顶点各布置一个控制点，在基础正方形内分散布置三个控制点，四个顶点的平面坐标分别为(0，0)，(L，0)，(L，L)和(0，L)，a 点为(0.3L，0.3L)，b 点为(0.75L，0.4L)，c 点为(0.4L，0.8L)，将 a、b、c 三点连接成三角形，将a、b、c三点分别与最近的基础正方形顶点连接，从余下的一个基础正方形顶点分别与基础正方形内与其较近的两个三角形顶点连线，形成基本单元1(图1);三、把基本单元I逆时针旋转90度形成一次单元体2 (图2)，把基本单元I逆时针旋转180度形成二次单元体3 (图3)，把基本单元I逆时针旋转270度形成三次单元体4 (图4);四、用基本单元1、一