CN105191308B - 用于压缩存储图形数据的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数字的图像数据的压缩。在此将所期望的细节度、即用于不同的图像区域的压缩级设定为不同的值。细节度的设定能够自动地和/或受用户控制地进行。由此能够实现：感兴趣的图像区域以较少的程度被压缩或者完全不被压缩，而不那么感兴趣的图像区域被强烈压缩。

Description

用于压缩存储图形数据的方法

技术领域

本发明涉及料位测量技术、压强测量技术或者流量测量技术。特别地，本发明涉及一种用于料位测量、压强测量或者流量测量的方法、一种用于执行这种方法的处理器、一种具有这样的处理器的测量设备、一种具有这样的处理器的控制设备、一种程序元件以及一种计算机可读的介质。

背景技术

在料位测量、压强测量或者流量测量的领域中的现代的现场设备生成或者需要具有高的细化度的图形数据。而这引起：所生成的或者所需要的数字图像具有大的存储空间需求。特别地，当大量的图像应传输给测量总站时，数据量会成为问题。

因此料位传感器例如能够借助雷达的测量原理或者被引导的微波的测量原理将用于获取测量值而必需的回波曲线作为一系列的单个图像传输给测量总站。

发明内容

本发明的目的是，改进现场设备与测量总站的通信。

根据本发明的第一方面，提出一种用于料位测量、压强测量或者流量测量的方法。在所述方法中首先检测测量数据并且从所检测到的测量数据中生成数字的、由大量像素构造的图像，其中从数字图像中能够读取料位、压强或者流量。此外，确定数字图像的第一图像区域的所期望的第一细节度。此外，确定数字图像的第二图像区域的所期望的第二细节度，其中第一细节度与第二细节度不同。紧接着以反映第一细节度的第一因数压缩第一图像区域。同样地，以反映第二细节度的第二因数压缩第二图像区域。

换言之，即根据所期望的细节度以不同的因数、即不同“程度”地压缩第一图像区域和第二图像区域。

如果第一图像区域的所期望的细节度高，那么该第一图像区域仅略微地压缩或者在某些情况下完全不压缩。而如果第二图像区域的所期望的细节度低，例如因为用户对第二图像区域不是特别感兴趣，那么以高的因数、即“强烈”地压缩该第二图像区域。

也就是说，由此压缩存储数字图像的至少一个图像区域，其中图像的特定的、重要的区域能够根据相应区域的所期望的细节忠实度(细节度)尽可能细节忠实地被存储。

也就是说，使用不同的分辨率，以便存储重要的或者较不重要的图像区域。由此能够有针对性地极其细节忠实地保持图像的重要的区域。

本发明的核心方面在于：压缩数字图像，其方式是，高分辨率地存储用户感兴趣的区域(“重要的区域”)并且以低的分辨率存储其它区域(“较不重要的区域”)。

在过程测量技术中主要使用具有低的传输率的总线***。由此除了节省存储空间外也有利地将因传输压缩的图像信息所引起的总线负荷降低到最小。

数字图像尤其能够是测量曲线，所述测量曲线已由测量设备检测到、例如由料位测量设备检测到。在这种情况下，测量曲线能够是回波曲线。

根据本发明的一个实施方式，对于数字图像的每个像素确定对应于该像素的图像区域应具有何种细节度。

用户例如能够选择特定的图像区域(从而选择像素的特定的组)并且为该图像区域分配其所期望的细节度。在最简单的情况下，能够仅存在两个细节度：高分辨率和低分辨率。如果用户对所选择的图像区域感兴趣，那么用户能够为该图像区域分配“高分辨率的”细节度。紧接着用户例如能够选择另一个区域并且也为该区域分配“高分辨率的”细节度等等。剩余的图像区域随后能够由***自动分类为“低分辨率”。

相反的情况也是可行的：用户选择一个图像区域并且将其分类为“低分辨率”。紧接着用户能够选择其它的图像区域并且将这些图像区域作分类为“低分辨率”。***随后为剩余的图像区域分配高的细节度(“高分辨率”)。

紧接着压缩数字图像数据，其中以低的因数压缩或者完全不压缩分类为高分辨率的图像区域，并且其中以高的因数压缩分类为低分辨率的图像区域。

在此可行的是，在数字的数据记录中为每个像素存储数字图像的所期望的细节度。

也可行的是，将相邻的像素组合为像素组并且在数字的数据记录中存储该像素组应具有何种细节度。

根据本发明的一个实施方式，在检测测量数据时根据对测量设备的设定来确定所期望的第一和/或第二细节度。

也可行的是，执行所述方法的程序实行图像分析并且例如识别特定的图像区域以及将与其相关的图像区域分类为具有高的细节度的区域。

根据本发明的另一个实施方式，所期望的第一和/或第二细节度由用户在生成/记录数字图像之前确定。细节度也能够由用户在生成/记录数字图像之后确定。

也可行的是，用户在生成数字图像之后在其测量设备上或者在计算机上察看所述数字图像并且经由选择功能标记其感兴趣的或者其不是非常感兴趣的图像区域并且确定所述图像区域的细节度。

根据本发明的另一个方面，用于选择图像区域并且用于确定相应的细节度的不同的方法能够彼此组合。因此例如可行的是，测量设备软件确定特定的图像区域本身并且将其分类，并且用户附加地修正所述分类和/或对其它的图像区域进行限定和分类。

特别地，料位测量设备、压强测量设备或者流量测量设备能够构成用于将数字图像的不同的图像区域自动地分为不同的类别，其中所述数字图像由测量数据获得。因此例如能够设置两个类别，其中与第一类别相关联的图像区域以第一因数来压缩，并且与第二类别相关联的图像区域以第二因数来压缩。

特别地，数字图像能够是测量曲线、例如回波曲线，所述回波曲线由料位测量设备从测量数据中生成。对不同的图像区域的分类能够完全自动地由测量设备执行，使得最终测量曲线的不同部段以不同的压缩因数来压缩。此后，能够将被压缩的或者被部分地压缩的测量曲线传输给测量总站。

特别地，也能够提出：测量设备完全自动地确定相应的压缩因数。所有这一切都能够在测量数据或者从中生成的数字图像即测量曲线被传输给测量总站之前发生。由此，能够有效地减少测量设备中的存储空间以及待传输的数据的量。

例如能够提出：料位测量设备在回波曲线中识别到填充料回波并且将填充料回波所处的图像区域以低的压缩因数压缩或者完全不压缩，而将其余的图像区域以较高的压缩因数压缩。也能够提出：测量设备识别回波曲线中的其它回波并且同样仅略微地压缩或者完全不压缩。而所有其余的图像区域以较高的压缩因数来压缩，使得数字图像的数据量相应地减少。

根据本发明的另一个实施方式，第一压缩因数和第二压缩因数不仅反映第一细节度和第二细节度，而且也反映围绕图像区域的相应的像素的像素的颜色。因此越多相同颜色的像素彼此相邻地设置，压缩程度就越强。

根据本发明的另一个方面，提出一种用于执行在上文中和在下文中描述的所述方法的处理器。

根据本发明的另一个方面，提出一种具有这样的处理器的数字照相机。

根据本发明的另一个方面，提出一种具有这样的处理器的测量设备。测量设备尤其能够是料位测量设备、流量测量设备或者压强测量设备。

根据本发明的另一个方面，提出一种具有这样的处理器的过程测量技术的控制设备。控制设备例如是料位测量设备的、压强测量设备的或流量测量设备的控制设备，所述控制设备经由数据总线或者无线的通信连接与测量设备连接，以便从测量设备接收测量数据并且为测量设备设定参数。

特别地，控制设备能够是模块化的评估和操纵设备，所述评估和操纵设备能够插到测量设备上。在料位测量的领域中，控制设备能够以PLICSCOM设备的类型构成。

处理器通常能够构成用于数字的图像处理并且除了在照相机中应用之外也用于在其它***中的应用。例如用于压缩存储医疗技术中的数字的X射线图像或者用于由传感器例如在料位测量的领域中所记录的测量曲线的图像。如已经在上文中所解释的所述方法也能够用来压缩用于测量技术的设备的操作者引导的图像。

根据本发明的另一个方面，提出在上文中并且在下文中所描述的在料位测量的领域中用于压缩用户引导的图像的方法的应用。

根据本发明的另一个方面，提出在上文中并且在下文中所描述的在料位测量的领域中用于压缩测量曲线的图像的方法的应用。

根据本发明的另一个方面，提出一种程序元件，当程序元件在处理器上执行时，所述程序元件引导处理器实施在上文中并且在下文中所描述的方法。

根据本发明的另一个方面，提出一种计算机可读的介质，在所述介质上存储有程序元件，当所述程序元件在处理器上执行时，所述程序元件引导处理器实施在上文中并且在下文中所描述的方法。

在此，程序元件例如是存储在处理器上的软件的部分。此外，该实施方式包括从一开始就已经用于本发明计算机程序元件以及也包括通过升级(Update)促使现有程序用于本发明的计算机程序元件。

附图说明

在下文中参照附图描述本发明的实施例。

图1示出具有11×10个像素的图像。

图2示出图1的具有选定的图像区域的图像。

图3示出用于两级地压缩该图像的一个示例。

图4示出用于更高级地压缩图像的一个示例。

图5示出分别具有根据本发明的一个实施例的处理器的数字照相机和料位测量设备。

附图中的视图是示意性的并且是不按比例的。

如果在下述附图说明中在不同的附图中使用相同的附图标记，那么这些附图标记表示相同的或者类似的元件。但是相同的或者类似的元件也能够通过不同的附图标记表示。

具体实施方式

图1示出由11×10个像素组成的图像。图像的颜色深度例如为8Bit。对于在存储介质上存储数字图像的存储需求因此总计110×3Byte(RGB)＝330Byte。

图像此时能够以压缩的形式被保存为特定的文件格式。在此，在无损的压缩方法和有损的压缩方法之间进行区分。例如根据相同地或者类似地着色的相邻的像素进行压缩。

如果数字图像由照相机生成，那么拍摄者选择例如图像中的应被聚焦的部位。在此应存在清晰度并且在该区域中在数字图像中期望最大程度的详细信息。图像的位于该范围之外的其它的图像区域例如不以该细节忠实度存储。

在借助软件生成图像时也能够发生的是：应尽可能细节忠实地获得待生成的图像的部分并且其它区域可能不需这样细节忠实地被存储。这样的处理软件能够提供确定具有所需要的细节忠实度的图像区域的可能性。

被压缩的数字图像的分辨率(每英寸的像素)能够在整个图像区域上改变，并且对于每个单独的图像区域而言所期望的分辨率(细节忠实)能够在压缩之前以自动地由软件和/或用户控制的方式来确定。对此对于每个像素而言不仅其色值而且其在该图像区域中的当前的和/或期望的细节忠实度被存储。

这些信息因此能够用于以较低的分辨率存储不清晰的或者较不重要的图像区域并且以较高的分辨率存储清晰的或者较为重要的图像区域。

图2示出图1的数字图像，其中选择左上的包括4×5个像素的区域101。数字图像100的区域101与图像的其余区域相比应保持更为详细。换句话说，对于区域101而言设定高的细节度，并且对于其余区域而言设定较低的细节度。

图3示出用于两级地压缩数字的图像数据的一个示例。对于每个像素存储该像素是否应是高分辨率(0)的或者是低分辨率(1)的。为此需要附加的存储位。在压缩时，初始限定的重要的图像区域101在某些情况下在边界处扩展，以便落到“整数倍”上(参见区域102)。为了在高分辨率的区域的边界处不引起图像信息的空隙或者重叠，这是必要的。

因为图像区域103已被确定为具有低的细节度的图像区域，所以在此像素的数量减少到四分之一。存储需求此时仍为53×(3Byte(RGB)+用于细节度信息的1Bit)＝166Byte。

图4示出多级压缩的一个示例，其中设有六个不同的细节度。当然也能够设有更少的或者更多的细节度。在区域101(具有最高的细节度的区域)中，图像数据不被压缩。在区域401中9个像素组成为1个像素。在区域402中，16个像素组成为1个像素。在区域404中，25个像素组成为1个像素，并且在区域403中，36个像素组成为1个像素。

在此对于每个像素也存储分辨率。对此所需要的Bit的数量与所期望的分辨率级的数量相关。在图4的示例中使用六个分辨率级(细节度)(其中级1与图像区域不相关)。为此需要3Bit。

因此，总计28个像素是多余的。因此存储需求为28×(3Byte(RGB)+用于六个分辨率级的3Bit)＝95Byte。

所示出的经压缩的图像仅视为是示例性的。为了确定最佳的压缩能够使用相应的算法，所述算法在考虑不同的分辨率级的情况下确定剩余的方块的数量和由此所产生的总存储需求。

图5示出具有处理器501和镜头502的照相机500。照相机记录数字图像并且处理器处理数字图像。通过处理被压缩的图像随后能够存储在存储装置503上。

照相机500能够是数字的照相机，或者也是具有相应的图像处理技术的X射线检测器，所述X射线检测器用于医疗或者技术研究。

此外示出料位测量设备600，所述料位测量设备具有在上文中所描述的处理器501。在图像数据被发送给控制设备之前，处理器例如能够压缩测量曲线的图像。也可行的是，处理器压缩用户引导的图像，所述图像应在评估和操纵设备的或者PC的显示器上显示。

补充地要指出的是：“包括”和“具有”不排除其他的元件或者步骤，并且“一个”或者“一”不排除多个。此外应指出：参照上述实施例中的一个所描述的特征或者步骤也能够在与其它在上文中所描述的实施例的其它特征或者步骤的组合中使用。权利要求中的附图标记不视为是限制性的。

Claims (11)

1.一种用于料位测量的方法，所述方法具有下述步骤：

检测测量数据；

从被检测的所述测量数据中生成回波曲线的数字图像，所述数字图像由大量像素构造，其中从所述数字图像中能够读取料位；

在所述回波曲线中识别出填充料回波；

确定所述数字图像的第一图像区域的所期望的第一细节度，所述第一图像区域包括所述填充料回波；

确定所述数字图像的其余的第二图像区域的所期望的第二细节度，其中所述第一细节度高于所述第二细节度；

以反映所述第一细节度的第一因数压缩所述第一图像区域；

以第二因数压缩所述第二图像区域，所述第二因数高于所述第一因数并且所述第二因数反映所述第二细节度；

将被压缩的所述数字图像传输给控制设备。

2.根据权利要求1所述的方法，其中为所述数字图像的每个像素确定：对应于所述像素的所述图像区域应具有何种细节度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中对所述数字图像的每个像素存储期望的所述细节度。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中在记录所述数字图像时根据对照相机的设定来确定期望的所述第一细节度或所述第二细节度，或者在检测和/或处理由测量设备记录的测量数据时根据对所述测量设备的设定来确定期望的所述第一细节度或所述第二细节度。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中在生成或者记录所述数字图像之前由用户确定所期望的所述第一细节度或者所述第二细节度。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中在生成或者记录所述数字图像之后由用户确定所期望的所述第一细节度或所述第二细节度。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一因数和所述第二因数不仅反映相应的所述第一细节度或所述第二细节度，而且也反映环绕所述图像区域的相应的像素的像素的颜色。

8.一种用于执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法的处理器。

9.一种具有根据权利要求8所述的处理器的料位测量设备。

10.一种控制设备，该控制设备具有根据权利要求8所述的处理器。

11.一种计算机可读的介质，在所述介质上存储有程序元件，当所述程序元件在处理器上执行时，该程序元件引导所述处理器实施根据权利要求1至7中任一项所述的方法。