Система компьютерного замощения фотографиями тайл-изображения и их коллерование под заданный образ
Полезная модель относится к области компьютерной графики, а именно - к цифровой обработке массива изображений для генерации и редактировании тайл-изображений по цветовым характеристикам без нарушения размеров, пропорций и взаимного расположения элементов каждого изображения. Технический результат от использования полезной модели заключается в повышении качества тайл-изображений и расширения функциональных возможностей. Устройство содержит сервер, базу данных, целевое изображение обработанное с возможностью закачивания в сервер, статическую и динамическую сетки, наносимые на целевое изображение, массив тайлов, исходные изображения, средство цветовой обработки массива тайлов и исходных изображений, генерирующий компьютер, средство преобразования массива тайлов в электронный вид, средство подготовки тайлов для печати на принтере фиг.1 - в бюлл,.1 н.п. и 8 з.п. ф-лы, 6 илл.
Полезная модель относится к области компьютерной графики, а именно - к устройствам цифровой обработки массива изображений для генерации и редактирования тайл-изображений (плитка, мозаика) по цветовым характеристикам без нарушения размеров, пропорций и взаимного расположения элементов каждого изображения.
Генерация тайл-изображений (тайл-фотографий) как идея пришла давно, но реализовалась только в настоящее время. В Интернете опубликовано много подобных работ «ручного» изготовления, которые давно копируются с компьютера на компьютер и завораживают своим масштабом исполнения.
Тайл-изображением может быть картина или фотография, составленная из большого числа исходных изображений (массива тайлов), при уменьшении которой визуально видна другая фотография или картина.
Как правило, тайл-изображение имеет значительный объем по сравнению с обычными фотографиями. При уменьшении тайл-фотографий частицы мозаики уменьшаются и визуально сливаются, образуя цельное изображение.
Для производства тайл-изображения собирается база исходных изображений (массив тайлов), которые будут использованы далее как компоненты мозаики для воспроизведения целевого изображения. В идеале база исходных фото должна содержать 256ЛЗ разных изображений, полностью покрывающих все множество цветовых комбинаций из трех цветов, обозначаемых как R, G, В.
Целевое изображение разбивается на ячейки, каждая из которых анализируется и вместо него вставляется наиболее подходящее изображение из массива тайлов исходных изображений.
Наиболее сложной проблемой при создании тайл-изображений является цветографическое систематизирование (коллерование) исходных изображений по цветовым характеристикам образа целевого изображения подвергаемого замощению изображениями из исходного массива. Эта проблема усугубляется ограничениями, налагаемыми как используемыми методами сопоставления цветовых характеристик, так и распространенным применением квадратной формы ячеек для исходных изображений вспомогательных технологических сеток, покрывающих целевое изображение.
Известна система компьютерного замещения фотографиями тайл-изображения и их коллерование под заданный образ, содержащая сервер, базу данных, целевое изображение обработанное с возможностью закачивания в сервер, сетку, наносимую на целевое изображение, массив тайлов, исходные изображения, средство цветовой обработки массива тайлов и исходных изображений, генерирующий компьютер, средство преобразования массива тайлов в электронный вид, средство подготовки тайлов для печати на принтере (патент US6137498, МПК G06T 11/60, 2000 г.).
Данное техническое решение является наиболее близким к изобретению, поэтому принято за прототип.
Недостатком прототипа являются невысокое качество окончательного тайл-изображения и ограниченные возможности вследствие использование исходных тайлов, имеющих только квадратную форму.
Кроме того, в устройство по патенту США допускает использование только метода минимизации среднеквадратичного отклонения таила от исходного изображения по трем цветовым каналам с общепринятым обозначением R (red - красный), G (green - зеленый), В (blue - синий). При этом подбирается похожее по цвету исходное изображение и оно используется для генерация тайл-фотографии.
Как и во всех устройствах, генерирующих тайл-фотографии, загружаемая фотография разбивается на квадратную сетку. При этом, вставляя в эту сетку другие фотографии, которые не обязательно квадратные, приходится их либо обрезать, либо непропорционально сжимать. Тем самым теряется качество.
Технический результат от использования полезной модели заключается в повышении качества тайл-изображений и расширения функциональных возможностей.
Указанный технический результат достигается за счет использования классификатора для разделения массива тайлов по тематике целевого изображения, статической и динамической сеток и за счет объединения средства цветовой обработки со средством коллерования массива тайлов.
Возможности использования заявленного технического решения расширяются и за счет его использования в случае, если нет точного соответствия. Тогда берется похожее исходное изображение и немного изменяется его цветовая палитра так, что она становится подходящей для данного места в тайл-изображении. Т.е. при одинаковом массиве исходных тайлов изображений заявленная система генерирует тайл-изображения более высокого качества.
Функциональные возможности устройства также расширяются за счет того, что система работает не с фиксированной сеткой, а она может меняться, подстраиваясь под размеры исходных фотографий, причем исходные фотографии не искажаются.
Кроме того, данное устройство базы данных позволяет решить еще две задачи: генерировать тайл-фотографии, составленные из изображений разной. тематики, используя классификаторы и быстро и точно сопоставлять исходные изображения и элементы целевого изображения за счет предварительно просчитанных средних цветов изображений.
Ниже приведены общие и частные существенные признаки, характеризующие причинно-следственную связь полезной модели с указанным техническим результатом.
Система компьютерного замощения фотографиями тайл-изображения и их коллерование под заданный образ, содержащая сервер, базу данных, целевое изображение обработанное с возможностью закачивания в сервер, сетку, наносимую на целевое изображение, массив тайлов, исходные изображения, средство цветовой обработки массива тайлов и исходных изображений, генерирующий компьютер, средство преобразования массива тайлов в электронный вид, средство подготовки тайлов для печати на принтере. Указанная база данных снабжена классификатором для разделения массива тайлов по тематике целевого изображения, упомянутая сетка подразделена на статическую и динамическую. Статическая сетка выполнена с возможностью разделения исходного изображения на элементы фиксированных размеров, а динамическая сетка имеет возможность разделения целевого изображения на элементы в процессе генерации таил изображения с изменением размеров ячеек в зависимости от размеров исходных изображений с сохранением параметров последних при непропорциональном растяжении или сужении ячеек. Указанное средство цветовой обработки объединено со средством коллерования массива тайлов основанного на возможности выбора необходимого цвета каждого таила посредством генерирующего компьютера. Для этого цвет таила сопоставляется с соответствующей ячейкой массива тайлов целевого изображения до получения точного соответствия среднего цвета участка целевого изображения со средним цветом исходного изображения. В случае отсутствия точного совпадения использования ближайшего по среднему цвету исходное изображение и корректировки его, имеется возможность пропорционального изменения значения цветов на изображении так, что его среднее значение становится равным среднему значению цвета таила на целевом изображении. Целевое изображения выполнено в виде фотографии. Целевое изображения выполнено в виде картины или художественно-графические произведения. Исходные изображения выполнены в виде фотографий.
Исходные изображения выполнены в виде текстов или буквенно-цифровых или шрифтовых комбинаций. Ячейки указанной статической координатной сетки выполнены в виде квадратов. Ячейки указанной статической координатной сетки выполнены в виде прямоугольников. Ячейки указанной статической координатной сетки выполнены в виде треугольников. Ячейки указанной статической координатной сетки выполнены в виде шестиугольников.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где: на фиг.1 представлен блок-схема системы; на фиг.2 - таил-изображение; на фиг.3 - сетка на целевом изображении треугольными ячейками; на фиг.4 - сетка на целевом изображении со смещенными прямоугольными треугольными ячейками; на фиг.5 - сетка на целевом изображении с прямоугольными ячейками.
Система компьютерного замещения фотографиями тайл-изображения 1 (фиг.2) и их коллерование под заданный образ состоит из сервера (фиг.1), на который подается целевое изображение, базы данных снабженную классификатором для разделения массива тайлов 2 (фиг.6) по тематике целевого изображения, статическую и динамическую сетки, при этом статическая сетка выполнена с возможностью разделения исходного изображения на элементы фиксированных размеров, а динамическая сетка имеет возможность разделения целевого изображения на элементы в процессе генерации таил изображения с изменением размеров ячеек в зависимости от размеров исходных изображений с сохранением параметров последних при непропорциональном растяжении или сужении ячеек, Средство цветовой обработки объединено со средством коллерования массива тайлов основанного на возможности выбора цвета каждого таила и коллерования его под нужное цветовое отображение.
Система включает в себя генерирующий компьютер, средство преобразования массива тайлов в электронный вид, средство подготовки тайлов для печати на принтере.. В качестве изображений могут использоваться фотографии, картины, шрифтовые и текстовые изображения.
Форма ячеек 3 сеток может быть различной: квадратной (фиг.5), прямоугольной (фиг.4), треугольной (фиг.3) и т.п.
Используя систему загружают на сервер целевую фотографию как в браузере, так и используя специальные протоколы, реализованные в системе. На сервере хранится база данных исходных изображений, собранная на этапе подготовки сервера к работе. Целевая фотография ставится в очередь на генерацию тайл-фотографии на одном из генерирующих компьютеров. Генерирующий компьютер, используя заданный алгоритм производит тайл-изображение и передает его на печать или выкладывает для просмотра/скачивания в электронном виде.
База данных исходных изображений имеет своеобразную структуру, и размещена в основном элементе, которым является классификатор, позволяющий определять тематику исходного изображения. Для каждого исходного изображения заранее просчитывается средний цвет по всем цветовым каналам и хранится в отдельном поле базы данных. Каждая исходная фотография масштабируется предварительно и приводится к размерам, приблизительно равным размерам изображений, используемых непосредственно при составлении мозаики.
На целевое изображение накладывается статическая и динамическая сетки, ячейки которой образуют массив тайлов, которые будут использоваться в итерациях основного тела алгоритма. Статическая, сетка разбивает исходное изображение на частицы фиксированных размеров. Динамическая - разбивает целевое изображение на частицы в процессе генерации тайл-изображения. Размеры ячеек динамической сетки могут легко меняться, подстраиваясь под размеры исходных фотографий, таким образом, качество исходных фотографии не теряется при непропорциональном растягивании, сужении.
Цикл по всем тайлам выполняется до тех пор, пока все тайлы не будут обработаны и не будет сгенерирована тайл-фотографии. Когда все тайлы закончились - тайл-фотография готова и может быть использована для отображения, скачивания, печати.
На очередной итерации цикла, извлекается следующий таил из массива тайлов, вычисляется средний цвет этого таила по трем цветовым каналам R-G-B. В итоге получается усредненное значение цвета для выбранного таила.
После этого, необходимо при помощи запроса к базе данных извлечь из нее исходное изображение, которое имеет такой же в точности средний цвет или ближайших (ближайший цвет вычисляется при помощи оценки суммы модулей отклонений по всем трем цветовым каналам).
Если найдено точное совпадение по среднему цвету, то масштабируется исходное изображение до заданных размеров и размещается на соответствующей позиции производимого тайл-изображения.
Если точное совпадение не найдено, то алгоритм использует ближайшее по среднему цвету исходное изображение и корректирует его, пропорционально изменяя значения цветов на изображении так, что его среднее значение становится равным среднему значению цвета таила. Тем самым получается точное совпадение, что гарантирует максимально хорошее для визуального восприятия качество уменьшенной тайл-фотографии.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники известным из научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках не выявило средство, которому присущи признаки, идентичные всем признакам, содержащимся в предложенной заявителем формуле полезной модели, включая характеристику назначения. Т.е., совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна и не тождественна каким-либо известным техническим решениям, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".
Данное техническое решение промышленно применимо, поскольку в описании к заявке и названии полезной модели указано его назначение, оно может быть изготовлено промышленным способом и использовано для повышения качества тайл-изображений и расширения функциональных возможностей системы путем использование координатных сеток с ячейками различной формы и компьютерного подбора цвета сопоставляемых элементов по усредненным параметрам, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, а отличительные признаки устройства позволяют получить заданный технический результат, т.е. являются существенными.
Полезная модель в том виде, как она охарактеризована в каждом из пунктов формулы, может быть осуществлена с помощью средств и методов, описанных в прототипе, ставшим общедоступным до даты приоритета полезной модели. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".
Устройство работает следующим образом.
На сервер загружают целевое изображение и на него накладывают координатную сетку, ячейки которой образуют массив тайлов, перед этим комплектуют базу данных исходных изображений для заполнения ячеек, затем их сортируют и размещают в ячейки координатной сетки в соответствии с цветографическими характеристиками целевого изображения, генерируют тайл-изображение и преобразуют его в цифровой вид с возможностью передачи электронными средствами и печати на принтере.
В процессе комплектации базы данных осуществляют разделение массива тайлов 2 (фиг.6) по тематике целевого изображения посредством классификатора (фиг.1), размещенного в базе данных, затем используют статическую и динамическую координационные сетки, так, что статическая сетка разбивает исходное изображение на элементы фиксированных размеров, а динамическая сетка разбивает целевое изображение на элементы в процессе генерации тайл-изображения.
Динамическая сетка имеет возможность изменения размеров ячеек в зависимости от размеров исходных изображений с возможностью сохранения их параметров при непропорциональном растяжении или сужении ячеек. В процессе коллерования фотографий массива тайлов под заданный конечный образ тайл-изображения, вычисляют средний цвет таила целевого изображения. Затем подбирают исходное изображение по сумме модулей отклонений по всем трем цветовым каналам R-G-B, причем сопоставление изображений осуществляют на генерирующем компьютере до получения точного соответствия среднего цвета участка целевого изображения со средним цветом исходного изображения или выбирается то изображение, которое имеет минимальное значение суммы модулей разности средних цветов таила и соответствующего исходного изображения при отсутствии точного совпадения цветов, Затем это исходное изображение корректируется путем пропорционального изменения значения цветов на изображении так, что его среднее значение становится равным среднему значению цвета таила на целевом изображении. Затем каждое исходное изображение масштабируют до заданных размеров и вставляют его на соответствующую позицию изготовляемого таил изображения,
Использование устройства дает возможность повысить качество тайл-изображений и расширить функциональные возможности путем обеспечения точного соответствия цвета по всем трем каналам R-G-B и максимально приближения цвета в случае, если нет его точного соответствия, а также за счет работы системы с сеткой, которая может меняться, подстраиваясь под размеры исходных фотографий без искажения последних.
Данная технология позволяет повысить качество получаемых таил изображений, что также повышает их художественную ценность. При целевом использовании технология может быть успешно применена и в развлекательных целях.
1. Система компьютерного замощения фотографиями тайл-изображения и их коллерование под заданный образ, содержащая сервер, базу данных, целевое изображение, обработанное с возможностью закачивания в сервер, сетку, наносимую на целевое изображение, массив тайлов, исходные изображения, средство цветовой обработки массива тайлов и исходных изображений, генерирующий компьютер, средство преобразования массива тайлов в электронный вид, средство подготовки тайлов для печати на принтере, отличающаяся тем, что указанная система снабжена классификатором базы данных для разделения массива тайлов по тематике целевого изображения, упомянутая сетка подразделена на статическую и динамическую, при этом статическая сетка выполнена с возможностью разделения исходного изображения на элементы фиксированных размеров, а динамическая сетка имеет возможность разделения целевого изображения на элементы в процессе генерации тайл-изображения с изменением размеров ячеек в зависимости от размеров исходных изображений с сохранением параметров последних при непропорциональном растяжении или сужении ячеек, указанное средство цветовой обработки объединено со средством коллерования массива тайлов, выполненного с возможностью выбора необходимого цвета каждого тайла посредством генерирующего компьютера.
2. Система компьютерного замощения фотографиями тайл-изображения и их коллерование под заданный образ по п.1, отличающаяся тем, что целевое изображения выполнено в виде фотографии.
3. Система компьютерного замощения фотографиями тайл-изображения и их коллерование под заданный образ по п.1, отличающаяся тем, что целевое изображения выполнено в виде картины или художественно-графические произведения.
4. Система компьютерного замощения фотографиями тайл-изображения и их коллерование под заданный образ по п.1, отличающаяся тем, что исходные изображения выполнены в виде фотографий.
5. Система компьютерного замощения фотографиями тайл-изображения и их коллерование под заданный образ по п.1, отличающаяся тем, что исходные изображения выполнены в виде текстов или буквенно-цифровых или шрифтовых комбинаций.
6. Система компьютерного замощения фотографиями тайл-изображения и их коллерование под заданный образ по п.1, отличающаяся тем, что ячейки указанной статической координатной сетки выполнены в виде квадратов.
7. Система компьютерного замощения фотографиями тайл-изображения и их коллерование под заданный образ по п.1, отличающаяся тем, что ячейки указанной статической координатной сетки выполнены в виде прямоугольников.
8. Система компьютерного замощения фотографиями тайл-изображения и их коллерование под заданный образ по п.1, отличающаяся тем, что ячейки указанной статической координатной сетки выполнены в виде треугольников.
9. Система компьютерного замощения фотографиями тайл-изображения и их коллерование под заданный образ по п.1, отличающаяся тем, что ячейки указанной статической координатной сетки выполнены в виде шестиугольников.
