[发明专利]超高分辨率平台下的海量影像并行处理显示方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及海量影像数据的显示技术，具体为超高分辨率平台下的海量影像并行处理显示方法及系统。

背景技术

图像是提高三维显示质量、增强显示细节、提高虚拟现实真实度的有效手段。随着计算机图像技术的不断发展，尤其是在地理信息、卫星地图、医学图像、环境检测等领域，图像的信息量不断增加，这也使得图像的数据量越来越大，单张图片的数据量已达到十几GB甚至几百GB。对于如此庞大的海量影像数据，要进行快速的图像显示、图像浏览、图像处理和图像测量等都十分困难，单机处理能力已无法胜任这些海量信息的显示处理需求了。一般的单机图形硬件输出仅支持4096×4096或8192×8192的纹理大小，限制了海量影像的输出显示分辨率，无法实现超高分辨率海量影像的显示。

现有海量数据影像显示技术主要包括以下两类：

第一类，利用图形图像处理库直接加载整个图像数据进行显示。海量影像处理的主要难题是数据信息量大，难以一次载入显存进行操作。海量影像显示也就意味着更多的数据读写和传输，在显示和存储之间就会有更多数据传递。虽然显卡的存储能力和传输带宽每年都在增加，然而仍不能满足越来越大的图像数据显示要求。

第二类，采用Clip map方法，载入图像的部分数据到内存中，只载入当前显示中心周围的数据块。但是该技术需要大量的纹理存储硬件，并且对硬件有特殊的要求，对系统要求比较苛刻，支持他的高层应用也比较少，实现成本高而且可移植性比较低。

以上述两类技术为代表的现有海量数据影像显示技术存在以下缺点：

(1)数据加载时间长，处理速度慢，刷新速度慢。因为海量影像图片含有的数据信息量比较大，采用普通加载方法读取整个图像的数据将导致图像数据的加载时间过长。

(2)占用的内存多。普通加载需要加载整个海量影像数据，所以占用的内存会随着影像的大小而增加；当海量影像图像数据量过大时，处理和显示速度慢，影响系统性能，甚至导致系统死机和崩溃；从而导致能处理的海量影像文件的大小受限。

(3)渲染效率低，显示分辨率低，可移植性差。

发明内容

为了解决现有技术对海量影像数据加载时间长、所占用内存多、显示分辨率低的技术问题，本发明提供超高分辨率平台下的海量影像并行处理显示方法及系统，提高了数据加载速度，显示效果稳定而不易受到海量影像数据量大小的影响，可支持海量影像的亿像素超高分辨率显示。

本发明超高分辨率平台下的海量影像并行处理显示方法采用如下技术方案：超高分辨率平台下的海量影像并行处理显示方法，包括以下步骤：

第一步，对海量影像进行多分辨率抽样，即对原始图像进行逐层抽样生成具有不同分辨率的多细节层次图层；在所述多细节层次图层中最高分辨率图层对应原始图像，最低分辨率图层的像素与显示屏幕中图像显示窗口的像素比例最接近1:1；

第二步，对第一步中所述多细节层次图层进行分块处理，即对所述多细节层次图层中每个分辨率图层的数据按固定大小的网格进行划分，分割成固定大小的数据块；

第三步，通过物理纹理页表和虚拟纹理页表对当前需要显示的图层实现虚拟纹理动态加载，所述当前需要显示的图层根据当前显示屏幕中图像显示窗口像素从所述多细节层次图层中选择出来；

第四步，更新物理纹理页表和虚拟纹理页表，然后对虚拟纹理页表寻址找出当前数据块在物理纹理页表中的坐标，使用着色器对图像进行显示渲染输出；

所述当前需要显示图层的数据块加载后存放在物理纹理页表中，所述虚拟纹理页表记录当前需要显示图层的数据块与物理纹理页表中存放的数据块之间的位置对应关系。

优选的，所述第三步包括以下步骤：

A1，根据当前显示屏幕中图像显示窗口的大小，从多细节层次图层中选择出与当前显示屏幕中图像显示窗口像素比例最接近1:1的图层作为当前需要显示的图层；当前显示屏幕中图像显示窗口与所述当前需要显示的图层的重叠区域即为当前需要显示的图层区域，所述当前需要显示的图层区域中包含的所有数据块判定为当前需要显示图层的数据块；

A2，将当前需要显示图层的数据块更新到物理纹理页表中；

A3，修改虚拟纹理页表中当前需要显示图层的数据块在物理纹理页表中的索引值，所述索引值指出所述当前需要显示图层的数据块在物理纹理页表中的存储位置。

在所述步骤A2中若物理纹理页表中没有所述当前需要显示图层的数据块，则读取所述当前需要显示图层的数据块，并替换掉物理纹理页表中最长时间没有使用的数据块。