一种实现数字图像扇形遮罩的方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种实现数字图像扇形遮罩的方法及其应用，实现利用起始射线约束范围内的扇形区域遮罩，实现简单，利用线性的变换来实现一个非线性区域的遮罩，使得处理非线性区域的遮罩的速度更快，与传统的利用图像处理先找到图像需要添加遮罩的边界，然后再进行图像的遮罩的方法相比，本发明专利技术直接利用数学变换实现遮罩的图像变换达到遮罩的目的，可以节省大量的图像处理资源，从而可以更加高效的实现遮罩的目的，对提高速度减少硬件成本有很大的帮助，将其应用在虚拟仪表盘光带显示上，可以对被指针扫过的区域进行直观的描述。

A method for realizing fan mask in digital image and its application

The invention discloses a method for realizing digital image segment mask and its application, realize the fan-shaped region mask, by starting ray within constraints and simple implementation, to achieve a mask of nonlinear region using linear transformation, the nonlinear region of the mask is faster, and the use of traditional image processing to find images add a mask boundary, and then compared the image mask, the invention directly utilizes the mathematical transform image transform mask mask to achieve image, can save large amounts of physical resources, which can be more efficient to achieve the purpose of improving the speed of mask, reduce the cost of hardware is of great help to the application in the virtual instrument panel display light, can be intuitive description of the pointer sweep of the area.

【技术实现步骤摘要】
一种实现数字图像扇形遮罩的方法及其应用
本专利技术属于计算机图形学
，涉及一种数字图像显示方法及其在虚拟仪表盘上的应用，具体是一种实现数字图像扇形遮罩的方法及其应用。
技术介绍
人机界面(Human-MachineInterface,HMI)是用户和机器之间进行交互的媒介，而仪表盘在提供信息方面有着重要的作用，现今的虚拟仪表盘越来越注重信息提示的直观性，显示进度的过程中随着进度的变化为了给用户一个直观的感官提示，会提供一个颜色的变化显示，比如速度过高的情况下，光带能显示为红色，可以直观的提示用户速度过高。目前，通常利用掩膜对有效区域进行显示，其中，掩膜是一层透明度信息，通过对图像增加透明度的信息从而修改图像的显示区域。仪表盘在显示的过程中是带有指针显示的，指针在仪表盘上扫过的区域就是一块扇形区域，扇形区域可以用两条射线进行约束，如图1所示，这里将两条射线与x轴的正方向的角度称为起始角度和终止角度(即起止角)。美国申请公布专利US20080122858A1，提供了一种检测边界区域的方法，通过划分需要显示的区域来决定需要增加掩膜区域的范围，利用更多的边界像素点找到合适的一个边界进行掩膜的添加，通过像素点的信息对图像进行划分，能够实现图像的特定区域的显示与否，但是其处理方式需要大量的资源进行处理，首先要找到边界的像素就要大量的数学运算，针对线性的边界计算量依然很大。欧姆龙株式会社在实现图像遮罩的行为时，采用面部皮肤的识别，先识别出面部需要遮罩的区域，再利用遮罩的原理对该部分区域进行遮罩。其中，面部识别需要大量的计算工具以及后台大量的数据库进行数据处理，匹配脸部区域，区域识别出来才可以进行遮罩的处理，对计算机的处理速度以及内存空间要求较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种实现数字图像扇形遮罩的方法，利用有限的硬件资源以及线性的方法在图像上实现扇形区域的遮罩，利用遮罩可以约束需要显示的感兴趣区域，在仪表盘中可以对被指针扫过的区域进行直观的描述。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种实现数字图像扇形遮罩的方法，包括以下步骤：步骤S1，建立初始坐标系，将矩形的图形按照中心点以x轴、y轴进行分块，分为四块区域，起始射线与初始坐标轴之间角度为起始角度；步骤S2，用起始角度对坐标系进行旋转，旋转角度就是起始角度的值；步骤S3，从旋转后坐标系的第一象限开始判断，依次判断终止射线是否在第N象限，若终止射线不在第N象限，执行步骤S4，若终止射线在第N象限，执行步骤S5；步骤S4，判断终止角度的射线是已经越过第N象限还是没有到达该象限，若已经越过第一象限的话，显示该象限的内容，对该象限增加一个矩形透明的掩膜，若没有到达第一象限，不显示该象限的内容，对该象限增加一个矩形的不透明的掩膜，并将N进行加1处理，返回步骤S3；步骤S5，计算终止射线在第N象限的角度，按旋转的方向计算终止角度的射线与扫过象限的坐标轴间角度为θ，那么错切的角度就是(90-θ)，旋转的角度是(N-1)*90+θ；步骤S6，将第一象限的掩膜作为初始掩膜，根据步骤S5中的错切角度和旋转角度，分别将第一象限的掩膜通过图像的错切、旋转变换得到第二象限、第三象限和第四象限的掩膜。一种实现数字图像扇形遮罩方法在虚拟仪表盘光带显示上的应用，所述光带在屏幕中的实际位置是在仪表盘上面，初始的情况下无掩膜的作用，不显示光带，以指针的初始位置为起始射线，以指针的最终位置为终止射线，添加掩膜，在指针扫过的区域显示一个光带。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的一种实现数字图像扇形遮罩的方法及其应用，实现利用起始射线约束范围内的扇形区域遮罩，实现简单，利用线性的变换来实现一个非线性区域的遮罩，使得处理非线性区域的遮罩的速度更快，与传统的利用图像处理先找到图像需要添加遮罩的边界，然后再进行图像的遮罩的方法相比，本专利技术直接利用数学变换实现遮罩的图像变换达到遮罩的目的，可以节省大量的图像处理资源，从而可以更加高效的实现遮罩的目的，对提高速度减少硬件成本有很大的帮助，将其应用在虚拟仪表盘光带显示上，可以对被指针扫过的区域进行直观的描述。附图说明下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细描述。图1是扇形区域示意图。图2是本专利技术的方法流程图。图3是图像分区示意图。图4是图像坐标系旋转示意图。图5是图像第一象限掩膜示意图。图6是图像第二象限掩膜示意图。图7是图像第三象限掩膜错切步骤示意图。图8是图像第三象限掩膜旋转步骤示意图。图9是虚拟仪表盘初始状态示意图。图10是虚拟仪表盘掩膜状态示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图2所示，本专利技术提供了一种实现数字图像扇形遮罩的方法，将矩形的图形按照中心点以x轴、y轴分为四块区域，对每块区域分别进行计算，通过旋转坐标系到起始角度得到一个相对的坐标系，只需要判断终止指针在哪个象限就可以实现扇形区域的绘制，其具体包括以下步骤：步骤S1，建立初始坐标系，将矩形的图形按照中心点以x轴、y轴进行分块，分为四块区域，起始射线与初始坐标轴之间角度为起始角度。步骤S2，用起始角度对坐标系进行旋转，旋转角度就是起始角度的值；步骤S3，从旋转后坐标系的第一象限开始判断，依次判断终止射线是否在第N象限(N的取值为1、2、3或4),若终止射线不在第N象限，执行步骤S4，若终止射线在第N象限，执行步骤S5。具体的，判断终止射线与起始射线间的角度，若其大于象限的初始角度小于象限的最大角度就说明在该象限内。步骤S4，判断终止角度的射线是已经越过第N象限还是没有到达该象限，若已经越过第一象限的话，显示该象限的内容，对该象限增加一个矩形透明的掩膜，若没有到达第一象限，不显示该象限的内容，对该象限增加一个矩形的不透明的掩膜，并将N进行加1处理，返回步骤S3。具体的，判断终止射线与起始射线间的角度，如果大于该象限的最大角度，就说明终止射线是越过了这个象限，这个象限的内容全部都要显示，如果小于该象限的初始角度，说明终止射线是没有到达该象限，这个象限的内容是不需要显示的区域。步骤S5，计算终止射线在第N象限的角度，按旋转的方向计算终止角度的射线与扫过象限的坐标轴间角度为θ，那么错切的角度就是(90-θ)，旋转的角度是(N-1)*90+θ，比如终止射线在第三象限，那么旋转的角度就是(180+θ)。步骤S6，将第一象限的掩膜作为初始掩膜，根据步骤S5中的错切角度和旋转角度，分别将第一象限的掩膜通过图像的错切、旋转变换得到第二象限、第三象限和第四象限的掩膜。具体实施时，首先，针对图像进行四个象限的划分，图像的中心点是四个象限的中心点，将矩形区域分为对称的四个矩形区域，如图3所示，每块区域用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ标志表示，标志阴影的区域表示需要显示的部分，起始射线在第一象限里面，终止射线在第三象限，首先对坐标系进行旋转；如图4所示，旋转之后，旋转的角度是起始射线与初始坐标轴之间的起始角，重新划分四个象限，终止射线在第三象限内，第三象限内的内容可以采用第一象限的矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现数字图像扇形遮罩的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，建立初始坐标系，将矩形的图形按照中心点以x轴、y轴进行分块，分为四块区域，起始射线与初始坐标轴之间角度为起始角度；步骤S2，用起始角度对坐标系进行旋转，旋转角度就是起始角度的值；步骤S3，从旋转后坐标系的第一象限开始判断，依次判断终止射线是否在第N象限，若终止射线不在第N象限，执行步骤S4，若终止射线在第N象限，执行步骤S5；步骤S4，判断终止角度的射线是已经越过第N象限还是没有到达该象限，若已经越过第一象限的话，显示该象限的内容，对该象限增加一个矩形透明的掩膜，若没有到达第一象限，不显示该象限的内容，对该象限增加一个矩形的不透明的掩膜，并将N进行加1处理，返回步骤S3；步骤S5，计算终止射线在第N象限的角度，按旋转的方向计算终止角度的射线与扫过象限的坐标轴间角度为θ，那么错切的角度就是(90‑θ)，旋转的角度是(N‑1)*90+θ；步骤S6，将第一象限的掩膜作为初始掩膜，根据步骤S5中的错切角度和旋转角度，分别将第一象限的掩膜通过图像的错切、旋转变换得到第二象限、第三象限和第四象限的掩膜。

【技术特征摘要】
1.一种实现数字图像扇形遮罩的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，建立初始坐标系，将矩形的图形按照中心点以x轴、y轴进行分块，分为四块区域，起始射线与初始坐标轴之间角度为起始角度；步骤S2，用起始角度对坐标系进行旋转，旋转角度就是起始角度的值；步骤S3，从旋转后坐标系的第一象限开始判断，依次判断终止射线是否在第N象限，若终止射线不在第N象限，执行步骤S4，若终止射线在第N象限，执行步骤S5；步骤S4，判断终止角度的射线是已经越过第N象限还是没有到达该象限，若已经越过第一象限的话，显示该象限的内容，对该象限增加一个矩形透明的掩膜，若没有到达第一象限，不显示该象限的内容，对该象限增加一个矩形的不透明的掩...

【专利技术属性】
技术研发人员：王攀，张铖，
申请(专利权)人：苏州速显微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32