利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2012105045349
申请人: 常州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-11-12
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种快速骨骼化二值数字图像中图形的方法,设二值图像中二值中的一种像素值为前景像素,另一种为背景像素,其特征在于包括以下步骤:(1)扫描图像并计算局部最大值;

(2)基于距离函数的算法生成图形骨骼:所述骨骼为图形局部上,在图像坐标空间中具有连续坐标的,最大内切圆圆心的坐标集合;所述图形骨骼具有若干分支;

(3)删除错误的骨骼分支,包括

(3a)找出骨骼端点:找出由步骤(2)产生的错误图形骨骼分支的骨骼端点,与所述错误图形骨骼分支的骨骼端点在图像坐标空间中坐标值差异等于0或1的,非当前骨骼端点的8个像素中没有或仅有一个局部最大值;所述骨骼端点为在二值图像坐标空间中邻域内仅一侧有前景像素的前景像素;

(3b)删除错误的骨骼分支:从步骤(3a)找出的骨骼端点出发,沿该骨骼端点所在的骨骼分支找出交汇点,判断所述交汇点是否是真实交汇点;如果是真实交汇点,则删除骨骼端点与该交汇点之间的骨骼分支;所述真实交汇点邻域内具有多个前景像素,且该点是局部最大值;

其中,所述局部最大值是指图形局部上最大内切圆半径的近似正整数值;所述图形局部是指图形内部包含图形边界,且不包含背景像素的一块连续区域;所述图形是指在图像坐标空间中,由前景像素所组成的,内部不存在背景像素的一块封闭区域;所述图形边界是指属于图形的,前景像素与背景像素之间不存在其他像素的前景像素的集合;所述图像坐标空间是指使用正整数坐标表示和记录图像像素间相对空间位置的矩阵;邻域是指图像坐标空间中与特定像素坐标值差异小于或等于一个给定数值m的像素的集合;所述距离函数是指用于计算前景像素与其所在图形的图形边界的欧式距离值的方法;局部最大值空间为用于存储局部最大值的,与原二值图像具有相同图像坐标空间的一个存储空间。

2.如权利要求1所述的一种快速骨骼化二值数字图像中图形的方法,其特征在于:设正向扫描的顺序为从上至下逐行检查每行,在每一行中从左向右检查每个像素;反向扫描的顺序为从下至上逐行检查每行,在每一行中从右向左检查每个像素;

所述的步骤(1)包括:

(1a)正向扫描计算:在二值图像坐标空间中按正向扫描的顺序检查每一个像素,如果被检查的像素是前景像素,则检查该前景像素邻域左上角,将所述邻域左上角像素中的欧式距离近似正整数值赋予该前景像素;

(1b)反向扫描计算:在二值图像坐标空间中按反向扫描的顺序检查每一个像素,如果被检查的像素是前景像素,则检查该前景像素邻域右下角,将所述邻域右下角像素中的欧式距离近似正整数值赋予该前景像素;

(1c)找出局部最大值:建立局部最大值空间中的与所述图像的维数相同的图像,设为对应图像;按正向或反向扫描的顺序检查原图像坐标空间的每个像素,如果该像素为前景像素,则检查其整个邻域,如果其值不小于邻域中像素的最大值,则将该像素值赋予对应图像上具有与该像素相同坐标值的对应像素,否则将0赋予其对应像素;

(1d)删除孤立的最大值:在局部最大值空间中找到前景像素,并删除邻域内仅存在背景像素的前景像素;

其中,步骤(1a)和步骤(1b)没有先后顺序;

欧式距离近似正整数值计算公式为

式(1)中,X表示一幅二值数字图像;B表示一个球心位于图形边界的可移动球体;·表示细化运算,即将所选定的前景像素的值设为背景像素;n表示细化次数;N表示正整数集合;p表示二值图像中图形包含的一个前景像素;distx(p)表示p的欧式距离的近似正整数值。

3.如权利要求2所述的一种快速骨骼化二值数字图像中图形的方法,其特征在于:所述的步骤(2)包括:

(2a)细化图形:在局部最大值的基础上,重复剥离像素以重复删除图形边界,得到包含骨骼和产生该骨骼的原图形中部分像素的近似骨骼;所述剥离像素依次包括剥离北侧像素、剥离南侧像素、剥离东侧像素和剥离西侧像素;

(2b)细化骨骼为单位像素宽:在步骤(2a)的基础上,在二值图像坐标空间中细化由局部最大值空间中所聚集的局部最大值导致的超过单位像素宽的骨骼分支,最终得到单位像素宽的近似骨骼。

4.如权利要求3所述的一种快速骨骼化二值数字图像中图形的方法,其特征在于:设相交数为:在二值图像中,选择任意一个前景像素,从其邻域内任意像素出发,依次经过每个邻域像素,至回到出发像素为止,像素值发生变化的总次数,记做χ;当前景像素的邻域大小为3×3,且χ=2时,所述步骤(2a)中的重复剥离像素的剥离判断条件还包括前景像素的邻域内至少有2个前景像素。

5.如权利要求1-4中任一项所述的一种快速骨骼化二值数字图像中图形的方法,其特征在于:当前景像素的邻域大小为3×3时,所述的步骤(3b)为:以步骤(3a)中得到的骨骼端点为起点,沿该骨骼端点所在的骨骼分支移动,直到骨骼分支交汇点停止;移动的条件为在二值图像坐标空间中邻域内仅一侧有前景像素和在局部最大值空间中邻域内存在0个或1个局部最大值;当不满足移动条件时,判断移动结束点是否是真实交汇点,所述真实交汇点在图像坐标空间中邻域内具有多个前景像素,并在局部最大值空间中邻域内存在至少

2个局部最大值;如果是真实交汇点,将骨骼端点和交汇点之间的骨骼分支删除;如果不是真实交汇点,则在移动结束后,则继续移动并在每次移动中都检查当前点是否是真实交汇点,抵达真实交汇点后,删除骨骼端点和交汇点之间的骨骼分支。

6.如权利要求5所述的一种快速骨骼化二值数字图像中图形的方法,其特征在于:设相交数为:在二值图像中,选择任意一个前景像素,从其邻域内任意像素出发,依次经过每个邻域像素,至回到出发像素为止,像素值发生变化的总次数,记做χ;所述真实交汇点的判断条件为χ≥4并且邻域中的局部最大值数量大于或等于3。