一种正六边形采样栅格的数据存储与寻址方法技术

一种用于正六边形栅格采样数据的存储与寻址方法。该方法基于对一幅矩形形状模拟图像的正六边形栅格采样数据的存储与寻址。在六边形采样中，其采样矢量互不正交，对于数据的存储与寻址带来很大障碍。本发明专利技术使用一个中间模块，把采样数据的坐标定位与数组存储分离开来，对存储数组中数据的操作通过该中间模块完成，从而避免了算法在理论上与实际数据存取之间的矛盾。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种正六边形采样数据的存储与寻址方法，具体地说，是针对矩形图像的正六边形采样数据的存储与寻址。属于信号处理与图像处理

技术介绍
现在处于数字时代，即信号为数字形态，以及进行数字处理。而现实中的常用信号(比如语音信号、声音信号、图像信号等)多数为模拟信号，因而，一般需要使用模数转换器(A/D)将其转换为数字信号，再进行数字信号的存储与处理。对于模拟图像信号的米样，它和声音信号的米样有所不同。声音信号是一维信号，对其采样只需要一个常数(采样周期或采样频率)就可以描述采样参数。而图像信号属于二维信号，它位于一个平面上，对其采样需要两个线性独立的向量才能完整描述，而且，采样向量并不唯一，即存在多种米样方案。如前所述，对图像信号的采样有多种采样方案。常用的为矩形采样栅格，即两个采样向量正交。在这种方案之下，采样点可以方便地通过正交坐标系描述，而且可以方便地映射到一个二维数组中进行存取；因而，其在现实中获得最为广泛的应用，包括采样设备、处理算法及显示设备。从采样效率角度看，矩形栅格并不是最优的，有理论指出[1]:对于成像系统中广为存在的频谱圆带限图像信号，其采样效率最高的采样方案为正六边形采样栅格。有文献进一步研究了六边形采样的数据处理，结果表明[2]:和常规矩形采样及处理相比，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。六边形栅格具有更好的几何特性，包括对称性、相邻一致性、相邻等距性等方面。六边形在现实中也广为存在，比如蜂窝形状，而且，在昆虫的复眼及人眼视网膜感光细胞中，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。但是，对于六边形采样数据的存储及使用不如矩形栅格直观。假如对一幅矩形形状的图像进行正六边形采样，并把数据存储到一个二维数组中，那么，如果像坐标系中一样对数据进行存取，就需要把一个平行四边形区域进行存储[3]，这样浪费了许多存储资源。假如仅存储采样数据，发现奇数行与偶数行数据与相邻数据在数组中的相对位置不同，因而需要两个不同的滤波器进行分别处理[4]。还有一种存储方案，它采用两个数组单独存放奇数行数据与偶数行数据[5]，优点是可以对奇数行和偶数行进行统一的寻址和处理，但其坐标个数为三个，和坐标系不一致，因而，在算法表达式上发生根本的改变。针对上述问题，提出一种六边形采样数据的存储与寻址方法。[I] PETERSEN D P，MIDDLETON D. Sampling and Reconstruction ofWave-Number-Limi ted Functions in N-Dimensional Euclidean Spaces [ J].Information and Control, 1962，5(4): 279-323.MERSEREAU R M. The processing of hexagonalIy sampled two-dimensionalsignals[J]. Proceedings of the IEEE, 1979, 67(6): 930 - 949.SNYDERW E, QI H, SANDER ff. A coordinate system for hexagonal pixels[C].//Proceedings of the SPIE, 1999.STAUNTONR C. Hexagonal Sampling in Image Processing[J]. Advances inImaging and Electron Physics, 1999, 107: 231-307.RUMMELTN I, WILSON J N. Array set addressing: enabling technologyfor the efficient processing of hexagonalIy sampled imagery[J]. Journal ofElectronic Imaging, 2011, 20(2): 023012.
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种六边形采样数据的存储与寻址方法，使用该方法，一方面可以通过采样坐标系中的坐标值对数据进行直观地寻址，另一方面可以使用仅对有效数据进行存储的数组存储方式。对矩形形状的模拟图像进行正六边形栅格采样，然后把采样数据存储到一个二维数组中。描述一个米样点数据，有两种地址方式一种是米样栅格坐标系中的坐标值，另一种是存储数组中的单元位置。在算法中使用坐标值而不是直接使用数组单元位置对采样点数据发出地址请求，通过一个专门的数据寻址实现模块完成坐标值向数组位置的映射，然后使用数组位置正确地找到该采样数据。对数据的读取过程为向数据寻址模块发出读数据请求，同时把坐标值提供给数据寻址模块；数据寻址模块完成地址转换，在存储数组中找到正确存储单元，并把数据读出返回。对数据的写入过程为向数据寻址模块发出写数据请求，同时把坐标值与需要写入的数值提供给数据寻址模块；数据寻址模块完成地址转换，在存储数组中找到正确存储单元，并把数据写入该地址单元。附图说明图I是对矩形形状的模拟图像进行正六边形栅格采样，并对采样数据使用二维数组存储的不意图。图2是采样数据在一个正六边形采样栅格所对应坐标系中的示意图。图3是在采样坐标系中对二维数组中数据的寻址与存取实现示意图。图I示意性地说明了对一个矩形形状模拟图像进行正六边形采样并进行二维数组存储。它包括矩形模拟图像(11)、对模拟图像的正六边形栅格采样(12)、对采样数据的二维数组存储(13);并示意了采样处理(14)与数据存储(15)过程，还示意了采样数据与二维数组存储单元之间的对应关系(16)。图2示意了一个正六边形采样栅格的坐标系。它包括坐标系的原点(21)、坐标轴u (23)、坐标轴V (22);并包含了一个正六边形(24)，用于示意正六边形栅格采样，其边长长度为d。图3示意了在坐标系中对二维数组中某个采样点数据的存取过程。它包括一个正六边形采样栅格的坐标系(31)、一个数据寻址实现模块(32)、一个用于数据存储的二维数组(33);示意了通过坐标值向数据寻址实现模块发出数据存取请求(36)、数据寻址实现模块向二维数组给出存取要求(37)，还包括某采样点的坐标值(Ui，Vi)对应于二维数组的单元地址(I^ci)的示意(34)，以及使用坐标值(Ui，Vi)向数据寻址实现模块发出存取请求(35)、数据寻址实现模块向数组单元地址(ri，Ci)发出存取要求(38)。图I中的(12)和图3中的(31)指向相同；图I中的(13)和图3中的(33)指向相同。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术进行详细说明。对图I中的矩形形状模拟图像(11)进行正六边形栅格采样(14)，得到相应的采样数据(12);假设采样数据一共有nR行，每一行有nC个采样数据，即奇数行与偶数行的采样个数相等；然后把采样数据存储到(15) 一个二维数组(13)，且二维数组的大小为nR行nC列，还规定行与列的起始位置均为O ;以行作为单位建立采样数据与二维数组存储空间的对应，且每一行中采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于正六边形栅格采样的数据存储与寻址方法，其特征在于：对矩形形状的模拟图像（11）进行正六边形栅格采样（12），并对采样数据使用二维数组（13）进行存储；使用采样点数据时，通过其在采样栅格坐标系（31）中的坐标值进行定位，不是直接使用其在二维数组（33）中存储单元的位置进行定位；使用一个数据寻址实现模块（32）完成坐标值向二维数组单元位置的映射，并完成数据值的传递与存取操作。

【技术特征摘要】
1.一种用于正六边形栅格采样的数据存储与寻址方法，其特征在于对矩形形状的模拟图像(11)进行正六边形栅格采样(12)，并对采样数据使用二维数组(13)进行存储；使用采样点数据时，通过其在采样栅格坐标系(31)中的坐标值进行定位，不是直接使用其在二维数组(33)中存储单元的位置进行定位；使用一个数据寻址实现模块(32)完成坐标值向二维数组单元位置的映射，并完成数据值的传递与存取操作。2.根据权利要求I所述的数据存储方法，其特征在于对采样数据使用二维数组...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相国，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：