一种3D打印文件的压缩方法技术

本发明专利技术公开了一种3D打印文件的压缩方法，包括如下步骤：步骤（1）遍历所有层的图像数据，将像素值小于设定值的数据设置为0，保存新的图像数据；步骤（2）遍历所有层的图像数据，获取当前层与上一层的像素值差异图，判断并标记每一层为差异层、非差异层或者基准层；步骤（3）根据像素值将所有数据分类：有效数据、灰度数据和无效数据；步骤（4）前层若是基准层，则将该层的所有数据分类编码；当前若是差异层，则将该层的差异图分类编码；当前层若是非差异层，则记录其层数；步骤（5）重复步骤（4）直至所有层已编码或者已记录层数。本发明专利技术通过无效数据过滤、相邻层图像数据做差和分类编码的方式有效压缩3D打印文件的储存大小。压缩3D打印文件的储存大小。压缩3D打印文件的储存大小。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印文件的压缩方法


[0001]本专利技术属于数据处理领域，具体涉及一种3D打印文件的压缩方法。

技术介绍

[0002]在3D光固化打印机中，打印文件是由一张张3D模型切片图和一部分参数组合而成的一种记录性文件。打印文件主要记录3D模型切片后的大量的层图像数据，对复杂度高和体积较大的模型来说，由于信息量巨大，往往导致该类型的记录性文件过大。比如目前常见格式的打印文件，svg文件或者简单打包文件等，一个打印文件就超过2GB。
[0003]在3D光固化打印机的软件控制系统中，往往由于硬件成本、嵌入式软件架构等导致可用的运行内存相对十分有限，而目前常见的压缩位图（如png）和矢量图（如svg）加载都需要先开辟同图像大小的内存，一次完整加载图像后，才能一并传递给“显存”。目前常见的4KLCD打印机需要开辟8MB，6K打印需要开辟20MB内存。为了加快效率或者支持其他功能等，需要额外开辟同大小内存，而部分运行内存只有128MB。以上方式很容易导致运行内存占用过高，从而导致系统不稳定。因此，需要一种3D打印文件的压缩方法，降低3D模型切片图的内存。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对光固化打印机中，打印文件过大问题和内存中层图像大小占用过大，提出一种3D打印文件的压缩方法，通过无效数据过滤、相邻层图像数据做差和分类编码的方式解决打印文件过大问题。
[0005]一种3D打印文件的压缩方法，包括如下步骤：步骤（1）过滤数据：遍历所有层的图像数据，将像素值小于设定值的数据设置为0，保存新的图像数据。
[0006]图片的背景通常为像素值较小的数据，这些数据可以统一设置为0便于后期数据的分类。
[0007]步骤（2）获取差异图并标记每一层：遍历所有层的图像数据，获取当前层与上一层的像素值的差异图，判断并标记每一层为差异层、非差异层或者基准层。
[0008]3D模型切片后可能会有一些切片图片相同，例如圆柱模型的每一个切片图都相同，因此这些相同的切片图层被标记为非差异层，若该层与上一层有差异，则标记为差异层。连续相同的非差异层中，第一个出现的非差异层标记为基准层。
[0009]步骤（3）数据分类：根据像素值将所有数据分为三类：有效数据、灰度数据和无效数据。
[0010]在3D光固化打印中，有效数据是光强值最大的部分，无效数据是光强值为0的部分，灰度数据是其余的部分，光强值越大，光固化树脂固化越快。
[0011]步骤（4）根据当前层类型和数据类型编码：当前层若是基准层，则将该层的所有数据根据有效数据、灰度数据和无效数据进行分类编码；当前若是差异层，则将该层的差异图
根据有效数据、灰度数据和无效数据进行分类编码；当前层若是非差异层，则记录其层数。
[0012]非差异层不需要每一层都编码，只要记录基准层的所有数据和该基准层的连续非差异层的层数即可。对于差异层，只需将该差异层的差异图进行编码，无需将该差异层所有的图像数据进行编码。读取的时候将差异图叠加到上一层的图像数据上，即可生成该差异层的图像数据。有效数据和无效数据的像素值都是固定的，而且通常为连续的，因此只需要记录其长度，无需记录每个数据的像素值。灰度数据的数值不同，每个灰度数据都要进行编码。该步骤通过非差异层记录层数、差异层的差异图编码、数据分类编码三个方法有效压缩3D打印图片的储存大小。
[0013]步骤（5）重复步骤（4）直至所有层已编码或者已记录层数。
[0014]优选的，步骤（1）中，设定值的范围为10
‑
100。设定值越高，过滤数据越多，降低打印精度；设定值越低，过滤数据越少，压缩效果越差，因此需要根据3D模型的实际情况对设定值进行选择。
[0015]优选的，步骤（2）中，若当前层与上一层像素值没有区别，则标记当前层非差异层，连续相同的非差异层中，第一个出现的非差异层标记为基准层；若当前层与上一层像素值有区别，则标记当前层为差异层。通过区别差异层、非差异层和基准层，便于后期压缩非差异层和差异层。
[0016]优选的，步骤（2）中，生成差异图时，设
△
diffPix=当前层像素值
‑
上一层像素值，若
△
diffPix≥0，直接保存
△
diffPix；若
△
diffPix<0，保存255+
△
diffPix。
[0017]优选的，步骤（3）中，有效数据为像素值=255，灰度数据为0<像素值<255，无效数据为像素值=0。有效数据为模型主体部分，灰度数据为模型轮廓，无效数据为背景。
[0018]优选的，步骤（4）中，具体编码步骤如下：步骤a.遍历该层每一行内的每一个数据；步骤b.找到当前行下一连续段第一个非无效数据位置；该步骤找到3D模型的边缘；步骤c.把当前累计的连续的无效数据进行编码写入无效数据队列；该步骤将3D模型边缘之前的无效数据（即背景）编写进无效数据队列；步骤d.把当前非无效数据放入非无效数据队列；该步骤把3D模型的数据放入非无效数据队列；步骤e.遍历索引值加一后，重复步骤d，直到找到第一个无效数据位置；该步骤找到3D模型另一个边缘；步骤f.将非无效数据队列中的有效数据和灰度数据分别进行编码；该步骤将灰度数据进行编码，有效数据可根据其连续长度进行压缩；步骤g.无效数据长度累加1；步骤h.重复步骤b
‑
g，直至当前行最后一个像素值；步骤i.遍历下一行，重复步骤a
‑
h，直至遍历该层所有行。
[0019]优选的，步骤（4）中的步骤f中，具体步骤如下：对非无效数据队列统计连续相同值长度得到连续相同值长度数组I，遍历连续相同值长度数组I，提取连续相同值大于2的值，对连续相同值大于2的值前后的连续相同值小于等于2的值分别做加法，得到连续相同值长度数组II，连续相同值长度数组II描述了非无效数据队列中连续相同值长度大于2的分布
情况；遍历连续相同值长度数组II，对其中长度大于1的有效数据进行有效数据编码，对其余部分进行灰度数据编码。
[0020]优选的，编码过程中，若超过数据编码最大长度，对数据进行分段同方式编码。
[0021]由于采用上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过无效数据过滤、相邻层图像数据做差和分类编码的方式解决打印文件过大问题，能有效压缩3D打印图片的储存大小。具体有益效果如下：1、3D打印图片背景，即无效数据，若每个都编码，则会占用了许多内存，因此过滤这些无效数据，使其像素值均为0，便于后期数据分类，同样也便于无效数据的编码。
[0022]2、分辨出差异层、非差异层基准层之后，非差异层不需要每一层都编码，只要记录基准层的所有数据和该基准层的连续非差异层的层数即可，差异层只需将该差异层的差异图进行编码，无需将该差异层所有的图像数据进行编码，从而压缩3D打印图片的储存大小。
[0023]3、有效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印文件的压缩方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤（1）过滤数据：遍历所有层的图像数据，将像素值小于设定值的数据设置为0，保存新的图像数据；步骤（2）获取差异图并标记每一层：遍历所有层的图像数据，获取当前层与上一层的像素值的差异图，判断并标记每一层为差异层、非差异层或者基准层；步骤（3）数据分类：根据像素值将所有数据分为三类：有效数据、灰度数据和无效数据；步骤（4）根据当前层类型和数据类型编码：当前层若是基准层，则将该层的所有数据根据有效数据、灰度数据和无效数据进行分类编码；当前若是差异层，则将该层的差异图根据有效数据、灰度数据和无效数据进行分类编码；当前层若是非差异层，则记录其层数；步骤（5）重复步骤（4）直至所有层已编码或者已记录层数。2.根据权利要求1所述一种3D打印文件的压缩方法，其特征在于：步骤（1）中，设定值的范围为10
‑
100。3.根据权利要求1所述一种3D打印文件的压缩方法，其特征在于：步骤（2）中，若当前层与上一层像素值没有区别，则标记当前层非差异层，连续相同的非差异层中，第一个出现的非差异层标记为基准层；若当前层与上一层像素值有区别，则标记当前层为差异层。4.根据权利要求1所述一种3D打印文件的压缩方法，其特征在于：步骤（2）中，生成像素值差异图时，设
△
diffPix=当前层像素值
‑
上一层像素值，若
△
diffPix≥0，则直接保存
△
diffPix；若
△
diffPix<0，则保存255+
△...

【专利技术属性】
技术研发人员：章国挺，林鹏，
申请(专利权)人：浙江闪铸三维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：