一种频谱图像处理方法和系统技术方案

本发明专利技术提出一种频谱图像处理方法和系统，涉及图像处理领域。其中方法包括：基于原始频谱图像的图像尺寸和放大后的频谱图像的图像尺寸，确定每个像素位置分别在二维坐标系中X方向和Y方向上的放大比例值；对于原始频谱图像的每个像素位置，基于当前像素位置上的频谱密度值，利用颜色映射公式计算频谱密度值的颜色值，作为放大后的频谱图像在当前像素位置的放大区域上的填充颜色值；根据原始频谱图像的每个像素位置的颜色值，对每个像素位置按照放大比例值进行放大后得到的放大区域进行颜色填充，从而获取以不同颜色显示的放大后的频谱图像。本发明专利技术提出的方案能够提高实时频谱显示效率，满足实时频谱分析数据不丢失瞬态信号的需求。需求。需求。

【技术实现步骤摘要】
一种频谱图像处理方法和系统


[0001]本专利技术属于图像处理
，尤其涉及一种频谱图像处理方法和系统。

技术介绍

[0002]实时频谱分析用于连续采集分析处理包含瞬态特征的通信信号，将大量频谱数据统计并合成为频谱密度统计图像。对于频谱显示的处理速度有较高的要求，频谱图像处理时间必须小于测量统计时间，否则会导致频谱数据丢失的严重问题。
[0003]普通软件对频谱图像处理方法采用嵌套循环遍历数组矩阵方式将原始图像数据映射到新的数组矩阵，时间复杂度高，效率低下，不能有效满足实时频谱图像需求的处理速度。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种频谱图像处理方案；以提高现有频谱图像处理方法的性能。
[0005]本专利技术第一方面公开了一种频谱图像处理方法。所述方法包括：步骤S1、基于原始频谱图像的图像尺寸和放大后的频谱图像的图像尺寸，确定每个像素位置分别在二维坐标系中X方向和Y方向上的放大比例值；步骤S2、对于所述原始频谱图像的每个像素位置，基于当前像素位置上的频谱密度值，利用颜色映射公式计算所述频谱密度值的颜色值，作为所述放大后的频谱图像在所述当前像素位置的放大区域上的填充颜色值；步骤S3、根据所述原始频谱图像的每个像素位置的颜色值，对所述每个像素位置按照所述放大比例值进行放大后得到的放大区域进行颜色填充，从而获取以不同颜色显示的放大后的频谱图像。
[0006]根据本专利技术第一方面的方法，所述步骤S1具体包括：根据所述原始频谱图像在X方向上的像素数Wx1和所述放大后的频谱图像在X方向上的像素数Wx2，计算所述每个像素位置的平均放大比例kx=Wx2/Wx1，其中Wx1和Wx2均为正整数，且W1x＜Wx2；以所述原始频谱图像在X方向上的像素数Wx1和所述平均放大比例kx=Wx2/Wx1创建放大比例列表，所述放大比例列表的行数为3、列数为Wx1；其中：第1行为列表索引值i，从第1行第1列到第1行第Wx1列的取值分别为从1到Wx1的正整数，1≤i≤Wx1，且i为正整数；第2行为第1行列表索引值i的临时记录值Tx
i
，其中，表示向下取整；第3行为临时放大值Sx
i
；当列表索引值i=1时，Sx
i
=Tx
i
；当列表索引值i≠1时，Sx
i
=Tx
i
‑
Tx
i
‑1；对所述临时放大值Sx
i
进行求和，1≤i≤Wx1；当求和结果等于Wx2时，将所述临时
放大值Sx
i
作为所述X方向上的放大比例值Ax
i
；当求和结果不等于Wx2时，调整临时放大值Sx
Wx1
，使得求和结果等于Wx2，并将调整后的临时放大值Sx
i
’
作为所述X方向上的放大比例值Ax
i
；进一步利用与所述X方向相同的方式确定所述Y方向上的放大比例值Ay
j
，1≤i≤Wy1，Wy1为所述原始频谱图像在Y方向上的像素数。
[0007]根据本专利技术第一方面的方法，在所述步骤S2中，利用如下方式确定所述颜色映射公式：对所述原始频谱图像的每个像素位置上的频谱密度值都求取其对数值，并提取出最大对数值Lmax和最小对数值Lmin，最大对数值Lmax与颜色条上的终止位置的颜色值Colorbarmax对应，最小对数值Lmin与所述颜色条上的起始位置的颜色值Colorbarmin对应，求解下式中的未知量k
斜率
和b
截距
：Lmax
×
k
斜率 +b
截距 = ColorbarmaxLmin
×
k
斜率 +b
截距 = Colorbarmin从而确定所述颜色映射公式Colorbar=k
斜率 ×
L+b
截距
，具体为：Colorbar=(Colorbarmin
‑
Colorbarmax)
×
L+Colorbarmax
×
Lmax
‑
(Colorbarmin
×
Lmin)(Lmax
‑
Lmin)其中，L表示所述原始频谱图像在当前像素位置上的频谱密度值的对数值，Colorbar表示所述原始频谱图像在所述当前像素位置上通过计算得到的颜色值。
[0008]根据本专利技术第一方面的方法，在所述步骤S3中，在进行颜色填充时：（1）在前次填充颜色在本次填充时被保留的情况下，所述颜色填充进入无限余晖模式；具体为：当本次填充的颜色值不为0时，直接以所述本次填充的颜色进行填充，覆盖所述前次填充颜色；当本次填充的颜色值为0时，则不执行填充，并保留所述前次填充颜色；（2）在前次填充颜色在本次填充时被清除的情况下：当本次填充的颜色值不为0时，直接以所述本次填充的颜色进行填充，覆盖所述前次填充颜色；当本次填充的颜色值为0时，则不执行填充，对所述前次填充颜色进行衰减，并保留经衰减的前次填充颜色。
[0009]本专利技术第二方面公开了一种频谱图像处理系统。所述系统包括：第一处理单元，被配置为：基于原始频谱图像的图像尺寸和放大后的频谱图像的图像尺寸，确定每个像素位置分别在二维坐标系中X方向和Y方向上的放大比例值；第二处理单元，被配置为：对于所述原始频谱图像的每个像素位置，基于当前像素位置上的频谱密度值，利用颜色映射公式计算所述频谱密度值的颜色值，作为所述放大后的频谱图像在所述当前像素位置的放大区域上的填充颜色值；第三处理单元，被配置为：根据所述原始频谱图像的每个像素位置的颜色值，对所述每个像素位置按照所述放大比例值进行放大后得到的放大区域进行颜色填充，从而获取以不同颜色显示的放大后的频谱图像。
[0010]根据本专利技术第二方面的系统，所述第一处理单元具体被配置为：
根据所述原始频谱图像在X方向上的像素数Wx1和所述放大后的频谱图像在X方向上的像素数Wx2，计算所述每个像素位置的平均放大比例kx=Wx2/Wx1，其中Wx1和Wx2均为正整数，且W1x＜Wx2；以所述原始频谱图像在X方向上的像素数Wx1和所述平均放大比例kx=Wx2/Wx1创建放大比例列表，所述放大比例列表的行数为3、列数为Wx1；其中：第1行为列表索引值i，从第1行第1列到第1行第Wx1列的取值分别为从1到Wx1的正整数，1≤i≤Wx1，且i为正整数；第2行为第1行列表索引值i的临时记录值Tx
i
，其中，表示向下取整；第3行为临时放大值Sx
i
；当列表索引值i=1时，Sx
i
=Tx
i
；当列表索引值i≠1时，Sx
i
=Tx
i
‑
Tx
i
‑1；对所述临时放大值Sx
i
进行求和，1≤i≤Wx1；当求和结果等于Wx2时，将所述临时放大值Sx
i...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种频谱图像处理方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S1、基于原始频谱图像的图像尺寸和放大后的频谱图像的图像尺寸，确定每个像素位置分别在二维坐标系中X方向和Y方向上的放大比例值；步骤S2、对于所述原始频谱图像的每个像素位置，基于当前像素位置上的频谱密度值，利用颜色映射公式计算所述频谱密度值的颜色值，作为所述放大后的频谱图像在所述当前像素位置的放大区域上的填充颜色值；步骤S3、根据所述原始频谱图像的每个像素位置的颜色值，对所述每个像素位置按照所述放大比例值进行放大后得到的放大区域进行颜色填充，从而获取以不同颜色显示的放大后的频谱图像。2.根据权利要求1所述的一种频谱图像处理方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：根据所述原始频谱图像在X方向上的像素数Wx1和所述放大后的频谱图像在X方向上的像素数Wx2，计算所述每个像素位置的平均放大比例kx=Wx2/Wx1，其中Wx1和Wx2均为正整数，且W1x＜Wx2；以所述原始频谱图像在X方向上的像素数Wx1和所述平均放大比例kx=Wx2/Wx1创建放大比例列表，所述放大比例列表的行数为3、列数为Wx1；其中：第1行为列表索引值i，从第1行第1列到第1行第Wx1列的取值分别为从1到Wx1的正整数，1≤i≤Wx1，且i为正整数；第2行为第1行列表索引值i的临时记录值Tx
i
，其中，表示向下取整；第3行为临时放大值Sx
i
；当列表索引值i=1时，Sx
i
=Tx
i
；当列表索引值i≠1时，Sx
i
=Tx
i
‑
Tx
i
‑1；对所述临时放大值Sx
i
进行求和，1≤i≤Wx1；当求和结果等于Wx2时，将所述临时放大值Sx
i
作为所述X方向上的放大比例值Ax
i
；当求和结果不等于Wx2时，调整临时放大值Sx
Wx1
，使得求和结果等于Wx2，并将调整后的临时放大值Sx
i
’
作为所述X方向上的放大比例值Ax
i
；进一步利用与所述X方向相同的方式确定所述Y方向上的放大比例值Ay
j
，1≤i≤Wy1，Wy1为所述原始频谱图像在Y方向上的像素数。3.根据权利要求2所述的一种频谱图像处理方法，其特征在于，在所述步骤S2中，利用如下方式确定所述颜色映射公式：对所述原始频谱图像的每个像素位置上的频谱密度值都求取其对数值，并提取出最大对数值Lmax和最小对数值Lmin，最大对数值Lmax与颜色条上的终止位置的颜色值Colorbarmax对应，最小对数值Lmin与所述颜色条上的起始位置的颜色值Colorbarmin对应，求解下式中的未知量k
斜率
和b
截距
：Lmax
×
k
斜率
+b
截距
= ColorbarmaxLmin
×
k
斜率
+b
截距
= Colorbarmin从而确定所述颜色映射公式Colorbar=k
斜率
×
L+b
截距
，具体为：Colorbar=(Colorbarmin
‑
Colorbarmax)
×
L+Colorbarmax
×
Lmax
‑
(Colorbarmin
×
Lmin)(Lmax
‑
Lmin)其中，L表示所述原始频谱图像在当前像素位置上的频谱密度值的对数值，Colorbar表
示所述原始频谱图像在所述当前像素位置上通过计算得到的颜色值。4.根据权利要求3所述的一种频谱图像处理方法，其特征在于，在所述步骤S3中，在进行颜色填充时：（1）在前次填充颜色在本次填充时被保留的情况下，所述颜色填充进入无限余晖模式；具体为：当本次填充的颜色值不为0时，直接以所述本次填充的颜色进行填充，覆盖所述前次填充颜色；当本次填充的颜色值为0时，则不执行填充，并保留所述前次填充颜色；（2）在前次填充颜色在本次填充时被清除的情况下：当本次填充的颜色值不为0时，直接以所述本次填充的颜色进行填充，覆盖所述前次填充颜色；当本次填充的颜色值为0时，则不执行填充，对所述前次填充颜色进行衰减，并保留经衰减的前次填充颜色。5.一种频谱图像处理系统，其特征在于，所述系统包括：第一处理单元，被配置为：基于原始频谱图像的图像尺寸和放大后的频谱图像的图像尺寸，确定每个像素位置分别在二维坐标系中X方向和Y方向上的放大比例值；第二处理单元，被配置为：对...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡蕊，郑立岗，杨光红，邹洋，朱凡，陈帅宇，
申请(专利权)人：成都玖锦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：