一种用于航空视频图像叠加的alpha值的获取方法技术

本发明专利技术公开了一种用于航空视频图像叠加的alpha值的获取方法，alpha表示前景图像的叠加系数，alpha值的获取步骤如下：将前景图像转化为灰度图，取灰度图中每个像素点的灰度值gray，除以当前像素点为中心的3x3灰度矩阵中的最大灰度值max，以得到每个像素点的alpha值：alpha＝gray/max。本发明专利技术使得alpha值更接近真实的前景图像，能较好的消除不规则锯齿和黑边，且不引入突兀的亮线等过渡不自然的现象。象。象。

【技术实现步骤摘要】
一种用于航空视频图像叠加的alpha值的获取方法


[0001]本专利技术应用于航空视频图像处理领域，具体涉及一种用于航空视频图像叠加的alpha值的获取方法。

技术介绍

[0002]在航空设计领域，视觉处理技术主要对各种视频图像(例如摄像头视频、雷达视频、红外视频、数字地图、GPU图形)进行视频图像处理，专门针对航空视频领域的处理技术细分为航空视频图像处理技术。
[0003]在航空视频图像处理领域，通常会将各种视频(此处称之为背景图像，参见图1所示)与航空机载字符图形视频(此处称之为前景图像，参见图2所示)叠加后呈现在机舱显示器上供飞行员观看。若在前景图像像素不为0的地方叠加前景，在前景图像像素为0的地方叠加背景，则会在前景图像图元(图元：图像中除黑色背景外的线条、字符、图形等)边缘处出现不规则锯齿和黑边等不良效果，参见图3所示。
[0004]为了保证叠加视频质量，需要对前景图像和背景图像进行反走样叠加，参见图4所示，即在前景图像像素为纯黑处直接叠加背景图像，在前景图像图元内部直接叠加前景图像，只在前景图像的图元与纯黑像素的边缘处进行反走样叠加，叠加公式如下：
[0005]M_data＝F_data+B_data(1
‑
alpha)
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(1)
[0006]其中：M_data表示叠加后图像，F_data表示前景图像(由于航空前景图像图像多为GPU绘制，已经有了反走样效果，因此此处不需要对前景图像F_data再乘以alpha值)，B_data表示背景图像，alpha表示前景图像的叠加系数。
[0007]常用的alpha值一般取一固定系数，但是在前景图像中，必然有的位置亮一点，有的位置暗一点，灰度值上是在[0,255]之间变化，而固定的alpha值则无法均衡到每一个灰度值；亦有alpha值不采用固定系数，而是根据自身的颜色分量而变化，这样的系数虽能较好的适用于不同像素值，但其取值只依据自身像素值，并没有考虑周围像素的影响，在像素值过渡处易导致过渡不自然等缺陷。
[0008]如一种alpha值获取方法，其用像素点的灰度等级信息作为alpha值：
[0009]alpha＝gray/255＝(0.299R+0.587G+0.114B)/255
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(2)
[0010]这种方法得到的alpha值虽能消除黑边，但其未考虑像素点周围的信息，得到的alpha值会偏低。当前景图像灰度较低时，背景图像的权值将很大，若背景图像亮度较高，会导致边缘叠加处亮度偏大，过渡不自然。
[0011]如另一种alpha值获取方法，用像素值中R、G、B的最大值代替灰度值：
[0012]alpha＝max(R,G,B)/255
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(3)
[0013]这种方法虽能改善上一方式的缺陷，但没有消除，当前景图像每个颜色分量都偏低时，依旧会出现边缘叠加处亮度偏大，过渡不自然的现象。

技术实现思路

[0014]为解决上述叠加系数alpha值的需求，本专利技术的专利技术目的在于提供一种用于航空视频图像叠加的alpha值的获取方法，对alpha值进行动态获取，使得alpha值更接近真实的前景图像，能较好的消除不规则锯齿和黑边，且不引入突兀的亮线等过渡不自然的现象。
[0015]本专利技术的专利技术目的通过以下技术方案实现：
[0016]一种用于航空视频图像叠加的alpha值的获取方法，alpha表示前景图像的叠加系数，alpha值的获取步骤如下：
[0017]将前景图像转化为灰度图，取灰度图中每个像素点的灰度值gray，除以当前像素点为中心的3x3灰度矩阵中的最大灰度值max，以得到每个像素点的alpha值：
[0018]alpha＝gray/max。
[0019]对于前景图像中前1行、后1行、左1列、右1列的边界点，直接取alpha值为0。
[0020]依据上述特征，航空视频图像叠加的叠加公式如下：
[0021]M_data＝F_data+B_data(1
‑
alpha)
[0022]其中：M_data表示叠加后图像，F_data表示前景图像，B_data表示背景图像。
[0023]本专利技术的有益效果在于：用当前像素点的灰度值代替子分法中的像素面积，用以当前像素点为中心的3x3灰度矩阵内的最大灰度值代替子分法中的全强度，较好的考虑了周围像素的信号，在边缘处，从纯黑到图元内部，能根据自身及周围像素信息实现动态调节alpha值，使得边缘处过渡的更加自然、真实。
附图说明
[0024]图1为举例说明的背景图像示意图。
[0025]图2为举例说明的前景图像示意图。
[0026]图3前景图像和背景图像直接叠加的效果示意图。
[0027]图4为反走样叠加的流程示意图。
[0028]图5使用子分法的近似面积反走样示意图。
[0029]图6航空视频图像叠加的动态alpha值获取方法流程图。
[0030]图7为前景图像转换为灰度图的效果示意图。
[0031]图8为动态alpha值获取示意图。
[0032]图9为前景图的alpha取值图。
[0033]图10为图9中部分alpha取值放大图。
[0034]图11用于航空视频图像叠加的alpha值的获取方法的效果示意图。
具体实施方式
[0035]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。
[0036]本实施例所示的一种用于航空视频图像叠加的alpha值的获取方法，参考子分法的近似面积反走样对alpha值进行动态获取。
[0037]子方法的近似面积反走样是通过子分与图元边界相交的像素并计算中心在图元内部的子像素数目来估计像素的面积。最优情况下，子像素数等于强度值。对于彩色：
[0038][0039]其中，I(r,g,b)
f
表示前景像素值，I(r,g,b)
b
表示背景像素值，I(r,g,b)表示叠加后的像素值，即为对应的alpha值。
[0040]如图5示例了一个斜率为k＝5/8的图元边界的alpha值取法。图元内部在右侧。与边界相交的每个物理像素子分为子像素(4x4网格)。标记为a的像素有9个子像素的中心在图元内部；标记为b的像素所有子像素都在图元内。像素a用9/16强度生成(即α值取9/16，后面同理)，像素b用全强度生成。像素e和像素f在图元内有4个和13个子像素，分别用1/4和13/16的强度生成。
[0041]基于上述理论，如图6所示，本实施例提出的面向航空视频图像叠加的alpha值获取方法包含灰度提取和动态alpha值获取两步。
[0042]灰度提取：是将前景图像的RGB彩色图转化为灰度图，以用于后续的alpha值获取。其方法是将前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于航空视频图像叠加的alpha值的获取方法，alpha表示前景图像的叠加系数，其特征在于alpha值的获取步骤如下：将前景图像转化为灰度图，取灰度图中每个像素点的灰度值gray，除以当前像素点为中心的3x3灰度矩阵中的最大灰度值max，以得到每个像素点的alpha值：alpha＝gray/max。2.根据权利要求1所述一种用于航空视频图像叠加的alpha值的获取方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：余小庆，杨爱良，朱晓巍，王肖强，
申请(专利权)人：中国航空无线电电子研究所，
类型：发明
国别省市：