[发明专利]一种从正方形栅格图像向六边形栅格图像的理想转换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从正方形栅格图像向六边形栅格图像的理想转换方法，它属于信号处理与图像处理技术领域。

背景技术

尽管现实中的离散成像系统主要基于正方形栅格，理论上，对于频谱圆带限的模拟图像信号，其采样效率最高的采样方案为正六边形采样栅格，而实际光学系统绝大多数为中心圆对称的，其输出的模拟图像信号是频谱圆带限的，因此，实际成像系统的最优采样方案是六边形采样栅格。理论结果指出：和常规正方形采样及处理相比，六边形采样不但采样效率高（数据量减小13.4%），还具有更高的计算效率（计算量节省25%-58%），而且相同条件下滤波器性能更高等优点。另一方面，六边形栅格具有更好的几何特性，比如更好的对称性、相邻等距性以及相邻一致性等；相比之下，正方形栅格的对称性要差一些，特别是，在栅格中任一点与其相邻点的关系上，对角方向距离要大一些，且出现相邻关系的模糊性。特别地，六边形栅格在生物视觉系统中广为存在，比如，在昆虫的复眼结构及人眼视网膜感光细胞结构中都可以发现六边形结构，因此，六边形采样及处理对于计算机视觉研究及应用具有很大吸引力。近年来，特别是仿生处理研究的兴起，六边形栅格图像处理获得更多的关注，在图像边缘检测、图像配准、图像恢复、超声图像处理等方面得到应用。

由于实际成像器件普遍采用正方形栅格，因此，在目前缺乏实际硬件条件下，要获得六边形栅格采样图像数据，一般需要从正方形栅格采样数据转换得到，其理论基础是对正方形栅格采样数据进行理想化模拟化恢复之后再进行六边形栅格采样。在实际应用中，人们常使用比较简单的插值核函数完成栅格转换中的插值处理，比如二维最近邻插值、双线性插值及双三次插值等。Dimitri Van De Ville等人提出使用六边形样条函数构造插值核函数，Laurent Condat等人提出一种基于三步剪切变换的转换方法。此外，还有一种可以称做“像素聚类”的转换方法，它首先把每一个像素扩充到数倍大小，然后再把几个像素合并到一起构成一个近似的六边形像素。

在上述各种正方形栅格向六边形栅格转换方法中，它们的插值运算均不是理想的插值处理，这意味着这样的栅格转换存在误差，而插值误差必然影响后续的六边形栅格上的图像处理。为了衡量栅格转换之中的产生的插值误差，需要一个基准信号。针对这个问题，本发明提出一种从正方形栅格图像向六边形栅格图像的理想转换方法。

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