一種鏈碼與圖論技術(shù)相結(jié)合的圖像曲線提取方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鏈碼與圖論技術(shù)相結(jié)合的圖像曲線提取方法。本發(fā)明利用鏈碼方式提取線段有序點(diǎn)，然后根據(jù)所有線段的端點(diǎn)、不同線段的交點(diǎn)，利用圖論技術(shù)對所有線段進(jìn)行重組，最終得到所有連續(xù)曲線的有序序列。相交曲線會產(chǎn)生不同路徑的閉合和非閉合曲線，這會大大增加提取難度，本發(fā)明利用圖論技術(shù)解決了該相交技術(shù)難題,克服了現(xiàn)有方法的不足；同時采用鏈碼方式提取曲線，中間數(shù)據(jù)存儲是采用自己實(shí)現(xiàn)的動態(tài)數(shù)組，從而增加了處理斷點(diǎn)連續(xù)的能力，達(dá)到了很好的效果。
【專利說明】
一種鏈碼與圖論技術(shù)相結(jié)合的圖像曲線提取方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于計算機(jī)視覺領(lǐng)域，涉及到圖像中曲線的提取方法，特別涉及到鏈碼與圖論技術(shù)相結(jié)合的圖像曲線提取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]曲線提取是計算機(jī)視覺領(lǐng)域的一個基本問題，有著重要的理論意義和廣泛的應(yīng)用價值，可以應(yīng)用在圖像處理中，其中包括一些工業(yè)應(yīng)用中。通過鏈碼方式得到曲線序列已經(jīng)有過很多的研究，但是對于圖像中不同曲線相交的情況，這方面研究甚少。
[0003]目前常用的圖像曲線提取方法有基于EM迭代的曲線提取算法，EM算法是機(jī)器學(xué)習(xí)、模式分類領(lǐng)域用于重估特征分布參數(shù)的重要方法。該算法主要通過兩個步驟來實(shí)現(xiàn)，首先是E步驟(Expectat1n，利用現(xiàn)有樣本對未知變量分布進(jìn)行估計)，利用兩個先驗(yàn)點(diǎn)采用切線導(dǎo)向法預(yù)測出下一個目標(biāo)點(diǎn)。之后是M步驟(Maximum，對位置變量的分布進(jìn)行最大后驗(yàn)估計)，對目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，將搜索到的黑游程正中間的點(diǎn)作為最終目標(biāo)點(diǎn)。還有提取算法是掃描圖像曲線輪廓關(guān)鍵點(diǎn)及其提取處理算法，該算法可自動逐行檢測掃描行中的黑游程，當(dāng)相繼行中的黑游程滿足一定的條件準(zhǔn)則時即可取出相應(yīng)的黑游程邊界點(diǎn)，并形成關(guān)鍵點(diǎn)，依據(jù)這些關(guān)鍵點(diǎn)，利用B樣條曲線理論來擬合曲線，最終即可實(shí)現(xiàn)對圖像曲線的提取。這兩種方法的缺點(diǎn)是搜索過程復(fù)雜，計算量大并且計算過程復(fù)雜，當(dāng)交叉曲線過多的時，不利于提取，并且沒有進(jìn)行斷點(diǎn)連續(xù)處理的能力。
[0004]中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院的專利，申請?zhí)枮镃N2013104444859，“圖像特征曲線提取方法及系統(tǒng)”，提出了一種圖像特征曲線提取方法，通過近似曲線和調(diào)和向量場得到最優(yōu)的特征曲線。優(yōu)點(diǎn)是得到的圖像特征曲線能夠保證光滑和彎曲特征，缺點(diǎn)是會出現(xiàn)失真，不能原原本本還原成原曲線，不適應(yīng)對大規(guī)模曲線相交情況，同時也沒有考慮到斷點(diǎn)連續(xù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供了一種鏈碼與圖論技術(shù)相結(jié)合的圖像曲線提取方法。
[0006]本發(fā)明提供了一種鏈碼與圖論技術(shù)相結(jié)合的圖像曲線提取方法，包括:
[0007]步驟100，利用MATLAB工具庫對圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到單一像素寬度的二值圖。
[0008]步驟200，對步驟100所得的二值圖進(jìn)行掃描，并對掃描后所得圖像上每個灰度值非O的像素點(diǎn)進(jìn)行處理，得到端點(diǎn)數(shù)組D1、交點(diǎn)數(shù)組Jl和結(jié)果圖，具體過程如下:步驟201，如果灰度值非O的像素點(diǎn)周圍的8鄰域中沒有灰度值為非O的像素點(diǎn)，則該像素點(diǎn)為孤立的噪聲點(diǎn)，讓其灰度值為O去除噪聲點(diǎn)。步驟202，如果灰度值非O的像素點(diǎn)周圍的8鄰域內(nèi)只有一個灰度值為255的像素點(diǎn)，則該像素點(diǎn)為曲線的端點(diǎn)，將這些端點(diǎn)保存到端點(diǎn)數(shù)組Dl中。步驟203，如果灰度值非O的像素點(diǎn)周圍的8鄰域中灰度值為255的像素點(diǎn)的數(shù)目大于等于3，則該像素點(diǎn)為曲線相交處的交點(diǎn)，將這些交點(diǎn)保存到交點(diǎn)數(shù)組JI中；去除曲線中這些交點(diǎn)，得到結(jié)果圖。
[0009]步驟300，處理步驟200所得結(jié)果圖，得到端點(diǎn)數(shù)組D2，并提取連接端點(diǎn)的曲線段，具體過程如下:步驟301，掃描步驟200所得的結(jié)果圖，得到所有端點(diǎn)，將這些端點(diǎn)保存到端點(diǎn)數(shù)組D2中。步驟302，對于步驟200所得結(jié)果圖，利用步驟301所得端點(diǎn)數(shù)組D2以及8鄰域鏈碼方式，即8鄰域順時針?biāo)阉鳎鶕?jù)端點(diǎn)搜索以及曲線中點(diǎn)的連通關(guān)系將所有連接端點(diǎn)的曲線段序列有序化提取出來，這些曲線段都是非閉合曲線。
[0010]步驟400，對步驟203所得交點(diǎn)數(shù)組Jl進(jìn)行分類，得到交點(diǎn)數(shù)組J2;提取連接端點(diǎn)與交點(diǎn)的曲線段，并添加到相應(yīng)的曲線中，具體過程如下:步驟401，利用8鄰域鏈碼方式將交點(diǎn)數(shù)組Jl中所有鄰域連通的交點(diǎn)歸為一類，從而得到若干類交點(diǎn)集合;對于每一類交點(diǎn)集合，統(tǒng)計其中每個交點(diǎn)周圍8鄰域中點(diǎn)的個數(shù)，選擇個數(shù)最多的交點(diǎn)作為中心交點(diǎn)，將這些中心交點(diǎn)保存到交點(diǎn)數(shù)組J2中。步驟402，將步驟401所得的若干類交點(diǎn)集合與交點(diǎn)數(shù)組J2進(jìn)行組合，并通過曲線首末端點(diǎn)的8領(lǐng)域搜索每一類交點(diǎn)集合，在交點(diǎn)集合找到后，提取相應(yīng)中心交點(diǎn)到曲線端點(diǎn)的曲線段，把曲線段添加到對應(yīng)的曲線中；組合過程中，通過外部給定設(shè)置的半徑參數(shù)，使得盡可能多的不連接但相互間距離小于直徑的端點(diǎn)包含在同一個圓中，圓心坐標(biāo)為所有端點(diǎn)的中心點(diǎn)，所述中心點(diǎn)為所有端點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)的平均值，這種圓心是新產(chǎn)生的交點(diǎn)；更新端點(diǎn)數(shù)組D2，即從端點(diǎn)數(shù)組D2中去除這些端點(diǎn)，同時更新交點(diǎn)數(shù)組J2，即把這些端點(diǎn)加到交點(diǎn)數(shù)組J2中；提取圓心到所有端點(diǎn)的曲線段，并將曲線段添加到相應(yīng)的曲線中。
[0011 ]步驟500，將步驟400所得的全部曲線轉(zhuǎn)化成圖的結(jié)構(gòu)，獲取所有頂點(diǎn)之間的路徑，具體過程如下:步驟501，將步驟400所得曲線的首末端點(diǎn)轉(zhuǎn)化成圖的頂點(diǎn)，曲線轉(zhuǎn)化成圖的邊，相同端點(diǎn)的不同曲線用不同的邊表示，端點(diǎn)和邊都用數(shù)字進(jìn)行編號，得到由邊和點(diǎn)組成的圖；圖的頂點(diǎn)編號和圖的邊編號唯一，兩頂點(diǎn)之間有多條邊;步驟502，生成一個曲線首末端點(diǎn)到編號的映射，同時生成端點(diǎn)數(shù)組D2和交點(diǎn)數(shù)組J2到數(shù)字編號的映射;步驟503，通過棧實(shí)現(xiàn)深度優(yōu)先遍歷函數(shù)獲取所有頂點(diǎn)之間的路徑，閉合曲線是從端點(diǎn)到端點(diǎn)，非閉合曲線是從交點(diǎn)到交點(diǎn)，順序不同但是邊和點(diǎn)相同的路徑是同一條路徑。
[0012]步驟600，根據(jù)步驟501所得圖頂點(diǎn)和圖邊的編號及步驟502所得映射，將步驟503所得全部路徑還原成曲線，實(shí)現(xiàn)曲線重組，進(jìn)而得到需要的閉合和非閉合曲線，每一條曲線都是由有序序列點(diǎn)組成，所有曲線放進(jìn)曲線鏈表中，輸出是曲線結(jié)構(gòu)體鏈表序列。
[0013]有益效果:本發(fā)明利用鏈碼方式提取線段有序點(diǎn)，然后根據(jù)所有線段的端點(diǎn)、不同線段的交點(diǎn)，利用圖論技術(shù)對所有線段進(jìn)行重組，最終得到所有連續(xù)曲線的有序序列;利用圖論技術(shù)解決了相交曲線會產(chǎn)生不同路徑的閉合和非閉合曲線這一技術(shù)難題，克服了現(xiàn)有方法的不足。同時采用鏈碼方式提取曲線，中間數(shù)據(jù)存儲是采用自己實(shí)現(xiàn)的動態(tài)數(shù)組，從而增加了處理斷點(diǎn)連續(xù)的能力，達(dá)到了很好的效果。
【附圖說明】
[0014]圖1是非閉合曲線和閉合曲線相交測試圖。
[0015]圖2是非閉合曲線和閉合曲線相交測試結(jié)果圖一。
[0016]圖3是非閉合曲線和閉合曲線相交測試結(jié)果圖二。
[0017]圖4是非閉合曲線和閉合曲線相交測試結(jié)果圖三。
[0018]圖5是非閉合曲線和閉合曲線相交測試結(jié)果圖四。
[0019]圖6是非閉合曲線和閉合曲線相交測試結(jié)果圖五。
[0020]圖7是非閉合曲線和閉合曲線相交測試結(jié)果圖六。
[0021]其中，圖1是第一張輸入測試圖像，經(jīng)過方法處理得到了3條非閉合曲線和3條閉合曲線。把結(jié)果曲線序列輸出到圖像得到了 6幅結(jié)果圖像。圖2是圖1處理后得到第一條非閉合曲線轉(zhuǎn)化成的結(jié)果圖，圖3是圖1處理后得到的第二條非閉合曲線轉(zhuǎn)化成的結(jié)果圖，圖4是圖1處理后得到的第三條非閉合曲線轉(zhuǎn)化成的結(jié)果圖，圖5是圖1處理后得到的第一條閉合曲線轉(zhuǎn)化成的結(jié)果圖，圖6是圖1處理后得到的第二條閉合曲線轉(zhuǎn)化成的結(jié)果圖，圖7是圖1處理后得到的第三條閉合曲線轉(zhuǎn)化成的結(jié)果圖。
[0022]圖8是閉合曲線相交測試圖。
[0023]圖9是閉合曲線相交測試結(jié)果圖一。
[0024]圖10是閉合曲線相交測試結(jié)果圖二。
[0025]圖11是閉合曲線相交測試結(jié)果圖三。
[0026]圖12是閉合曲線相交測試結(jié)果圖四。
[0027]圖13是閉合曲線相交測試結(jié)果圖五。
[0028]圖14是閉合曲線相交測試結(jié)果圖六。
[0029]其中，圖8是第二張輸入測試圖像，經(jīng)過方法處理得到了6條閉合曲線。把結(jié)果曲線序列輸出到圖像得到了 6幅結(jié)果圖像。圖9是圖8處理后得到的第一條閉合曲線轉(zhuǎn)化成的結(jié)果圖，圖10是圖8處理后得到的第二條閉合曲線轉(zhuǎn)化成的結(jié)果圖，圖11是圖8處理后得到的第三條閉合曲線轉(zhuǎn)化成的結(jié)果圖，圖12是圖8處理后得到的第四條閉合曲線轉(zhuǎn)化成的結(jié)果圖，圖13是圖8處理后得到的第五條閉合曲線轉(zhuǎn)化成的結(jié)果圖，圖14是圖8處理后得到的第六條閉合曲線轉(zhuǎn)化成的結(jié)果圖。
[0030]圖15是帶斷點(diǎn)測試圖。
[0031]圖16是帶斷點(diǎn)測試結(jié)果圖一。
[0032]圖17是帶斷點(diǎn)測試結(jié)果圖二。
[0033]圖18是帶斷點(diǎn)測試結(jié)果圖三。
[0034]圖19是帶斷點(diǎn)測試結(jié)果圖四。
[0035]圖20是帶斷點(diǎn)測試結(jié)果圖五。
[0036]圖21是帶斷點(diǎn)測試結(jié)果圖六。
[0037]其中，圖15是第三張輸入測試圖像，經(jīng)過方法處理并且進(jìn)行了斷點(diǎn)連接，同樣得到3條非閉合曲線和3條閉合曲線。把結(jié)果曲線序列輸出到圖像得到了 6幅結(jié)果圖像。圖16是圖15處理后得到第一條非閉合曲線轉(zhuǎn)化成的結(jié)果圖，圖17是圖15處理后得到的第二條非閉合曲線轉(zhuǎn)化成的結(jié)果圖，圖18是圖15處理后得到的第三條非閉合曲線轉(zhuǎn)化成的結(jié)果圖，圖19是圖15處理后得到的第一條閉合曲線轉(zhuǎn)化成的結(jié)果圖，圖20是圖15處理后得到的第二條閉合曲線轉(zhuǎn)化成的結(jié)果圖，圖21是圖15處理后得到的第三條閉合曲線轉(zhuǎn)化成的結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]為使本發(fā)明解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容。
[0039]請參照圖1至圖7，圖8至圖14，圖15至圖21本實(shí)施例的鏈碼與圖論技術(shù)相結(jié)合的圖像曲線提取方法，包括以下步驟:
[0040]步驟1:利用MATLAB工具庫對圖1進(jìn)行預(yù)處理，得到單一像素寬度的二值圖，具體過程如下:
[0041 ]步驟1-1，利用MATLAB工具庫里的rgb2gray函數(shù)將圖1轉(zhuǎn)化為灰度圖。
[0042]步驟1-2，利用MATLAB工具庫里的im2bw函數(shù)對步驟1-1所得灰度圖進(jìn)行二值化處理生成二值圖。
[0043]步驟1-3，利用MATLAB工具庫里的bwmorph函數(shù)對步驟1-2所得二值圖進(jìn)行細(xì)化處理，得到單一像素寬度的二值圖。
[0044]步驟2:對步驟1-3所得的二值圖進(jìn)行掃描，并對掃描后所得圖像上每個灰度值非O的像素點(diǎn)進(jìn)行處理，得到端點(diǎn)數(shù)組D1、交點(diǎn)數(shù)組Jl和結(jié)果圖，具體過程如下:
[0045]步驟2-1，如果灰度值非O的像素點(diǎn)周圍的8鄰域中沒有灰度值為非O的像素點(diǎn)，則該像素點(diǎn)為孤立的噪聲點(diǎn)，操作是讓其灰度值為O來去除噪聲點(diǎn)。
[0046]步驟2-2，如果灰度值非O的像素點(diǎn)周圍的8鄰域內(nèi)只有一個灰度值為255的像素點(diǎn)，則該像素點(diǎn)為曲線的端點(diǎn)，操作是將這些端點(diǎn)保存到端點(diǎn)數(shù)組Dl中。
[0047]步驟2-3，如果灰度值非O的像素點(diǎn)周圍的8鄰域中灰度值為255的像素點(diǎn)的數(shù)目大于等于3，則該像素點(diǎn)為曲線相交處的點(diǎn)，操作是將這些交點(diǎn)保存到交點(diǎn)數(shù)組Jl中，并且去除曲線中這種點(diǎn)。在實(shí)際圖像中，對于每兩條曲線相交處，得到的可能不止一個點(diǎn)，而是包括很多點(diǎn)。即對于每個相交處，都會產(chǎn)生一些符合要求的點(diǎn)集，需要把這些點(diǎn)都存儲到交點(diǎn)數(shù)組Jl中，并且去除曲線中的這些點(diǎn)，得到結(jié)果圖。
[0048]步驟3:處理步驟2所得結(jié)果圖，得到端點(diǎn)數(shù)組D2，并提取連接端點(diǎn)的曲線段，具體過程如下:
[0049]步驟3-1，掃描步驟2所得的結(jié)果圖，得到所有端點(diǎn)，將這些端點(diǎn)保存到端點(diǎn)數(shù)組D2中。這些端點(diǎn)不僅包含了第一次掃描得到的端點(diǎn)也包含了原相交曲線去除交點(diǎn)后新產(chǎn)生的端點(diǎn)。
[0050]步驟3-2，對于步驟2所得結(jié)果圖，利用步驟3-1所得端點(diǎn)數(shù)組D2以及8鄰域鏈碼方式(即8鄰域順時針?biāo)阉?，根據(jù)端點(diǎn)搜索以及曲線中點(diǎn)的連通關(guān)系將所有連接端點(diǎn)的曲線段序列有序化提取出來。這些曲線段都是非閉合曲線。
[0051]步驟4:對步驟2-3所得交點(diǎn)數(shù)組Jl進(jìn)行分類，得到交點(diǎn)數(shù)組J2;提取連接端點(diǎn)與交點(diǎn)的曲線段，并添加到相應(yīng)的曲線中，具體過程如下:
[0052]步驟4-1，利用8鄰域鏈碼方式將交點(diǎn)數(shù)組Jl中所有鄰域連通的點(diǎn)歸為一類，從而得到若干類交點(diǎn)集合;對于每一類交點(diǎn)集合，統(tǒng)計其中每個點(diǎn)周圍8鄰域中點(diǎn)的個數(shù)，選擇個數(shù)最多的點(diǎn)作為中心交點(diǎn)，將這些中心交點(diǎn)保存到交點(diǎn)數(shù)組J2中。分類后交點(diǎn)集合的個數(shù)即為交點(diǎn)數(shù)組J 2中點(diǎn)的個數(shù)。
[0053]步驟4-2，將步驟4-1所得的若干類交點(diǎn)集合與交點(diǎn)數(shù)組J2進(jìn)行組合，并通過曲線首末端點(diǎn)的8領(lǐng)域搜索每一類交點(diǎn)集合，在交點(diǎn)集合找到后，提取相應(yīng)中心交點(diǎn)到曲線端點(diǎn)的曲線段，把曲線段添加到對應(yīng)的曲線中；組合過程中，同時需要考慮斷點(diǎn)連續(xù)的問題，通過外部給定設(shè)置的半徑參數(shù)，使得盡可能多的不連接但相互間距離小于直徑的端點(diǎn)包含在同一個圓中，圓心坐標(biāo)為所有端點(diǎn)的中心點(diǎn)(所有端點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)的平均值)，這種圓心是新產(chǎn)生的交點(diǎn)。更新端點(diǎn)數(shù)組D2即從端點(diǎn)數(shù)組D2中去除這些端點(diǎn)，同時更新交點(diǎn)數(shù)組J2即把這些端點(diǎn)加到交點(diǎn)數(shù)組J2中。提取圓心到所有端點(diǎn)的曲線段，并將曲線段添加到相應(yīng)的曲線中。
[0054]步驟5:將步驟4所得的全部曲線轉(zhuǎn)化成圖的結(jié)構(gòu)，通過算法獲取所有頂點(diǎn)之間的路徑，具體過程如下:
[0055]步驟5-1，將步驟4所得曲線的首末端點(diǎn)轉(zhuǎn)化成圖的頂點(diǎn)，曲線轉(zhuǎn)化成圖的邊，相同端點(diǎn)的不同曲線用不同的邊表示，端點(diǎn)和邊都用數(shù)字進(jìn)行編號，得到由邊和點(diǎn)組成的圖。圖的頂點(diǎn)編號和圖的邊編號都是唯一的，兩頂點(diǎn)之間會有多條邊。
[0056]步驟5-2，生成一個曲線首末端點(diǎn)到編號的映射，同時生成端點(diǎn)數(shù)組D2和交點(diǎn)數(shù)組J2到數(shù)字編號的映射。
[0057]步驟5-3，通過棧實(shí)現(xiàn)深度優(yōu)先遍歷函數(shù)獲取所有頂點(diǎn)之間的路徑。由于存在閉合曲線和非閉合曲線，兩種曲線對應(yīng)的路徑不一樣，閉合曲線是從端點(diǎn)到端點(diǎn)，非閉合曲線是從交點(diǎn)到交點(diǎn)，因此獲取時需要實(shí)現(xiàn)不同的深度優(yōu)先遍歷函數(shù)，并且認(rèn)為順序不同但是邊和點(diǎn)相同的路徑是同一條路徑。所以獲取閉合曲線時還需要判斷兩條路徑是不是同一條。
[0058]步驟6:根據(jù)步驟5-1所得圖頂點(diǎn)和圖邊的編號及步驟5-2所得映射，將步驟5-3所得全部路徑(由數(shù)字編號序列組成)還原成曲線從而實(shí)現(xiàn)曲線重組，進(jìn)而得到需要的閉合和非閉合曲線。每一條曲線都是由有序序列點(diǎn)組成，所有曲線放進(jìn)曲線鏈表中，輸出是曲線結(jié)構(gòu)體鏈表序列。將結(jié)果曲線序列轉(zhuǎn)化為圖像得到了 6幅結(jié)果圖像，如圖2—圖7。
[0059]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鏈碼與圖論技術(shù)相結(jié)合的圖像曲線提取方法，其特征在于，所述鏈碼與圖論技術(shù)相結(jié)合的圖像曲線提取方法包括: 步驟10，利用MATLAB工具庫對圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到單一像素寬度的二值圖； 步驟200，對步驟100所得的二值圖進(jìn)行掃描，并對掃描后所得圖像上每個灰度值非O的像素點(diǎn)進(jìn)行處理，得到端點(diǎn)數(shù)組D1、交點(diǎn)數(shù)組Jl和結(jié)果圖，具體過程如下: 步驟201，如果灰度值非O的像素點(diǎn)周圍的8鄰域中沒有灰度值為非O的像素點(diǎn)，則該像素點(diǎn)為孤立的噪聲點(diǎn)，讓其灰度值為O去除噪聲點(diǎn)； 步驟202，如果灰度值非O的像素點(diǎn)周圍的8鄰域內(nèi)只有一個灰度值為255的像素點(diǎn)，則該像素點(diǎn)為曲線的端點(diǎn)，將這些端點(diǎn)保存到端點(diǎn)數(shù)組Dl中； 步驟203，如果灰度值非O的像素點(diǎn)周圍的8鄰域中灰度值為255的像素點(diǎn)的數(shù)目大于等于3，則該像素點(diǎn)為曲線相交處的交點(diǎn)，將這些交點(diǎn)保存到交點(diǎn)數(shù)組Jl中；去除曲線中這些交點(diǎn)，得到結(jié)果圖； 步驟300，處理步驟200所得結(jié)果圖，得到端點(diǎn)數(shù)組D2，并提取連接端點(diǎn)的曲線段，具體過程如下: 步驟301，掃描步驟200所得的結(jié)果圖，得到所有端點(diǎn)，將這些端點(diǎn)保存到端點(diǎn)數(shù)組D2中； 步驟302，對于步驟200所得結(jié)果圖，利用步驟301所得端點(diǎn)數(shù)組D2以及8鄰域鏈碼方式，即8鄰域順時針?biāo)阉?，根?jù)端點(diǎn)搜索以及曲線中點(diǎn)的連通關(guān)系將所有連接端點(diǎn)的曲線段序列有序化提取出來，這些曲線段都是非閉合曲線； 步驟400，對步驟203所得交點(diǎn)數(shù)組Jl進(jìn)行分類，得到交點(diǎn)數(shù)組J2;提取連接端點(diǎn)與交點(diǎn)的曲線段，并添加到相應(yīng)的曲線中，具體過程如下: 步驟401，利用8鄰域鏈碼方式將交點(diǎn)數(shù)組Jl中所有鄰域連通的交點(diǎn)歸為一類，從而得到若干類交點(diǎn)集合;對于每一類交點(diǎn)集合，統(tǒng)計其中每個交點(diǎn)周圍8鄰域中點(diǎn)的個數(shù)，選擇個數(shù)最多的交點(diǎn)作為中心交點(diǎn)，將這些中心交點(diǎn)保存到交點(diǎn)數(shù)組J2中； 步驟402，將步驟401所得的若干類交點(diǎn)集合與交點(diǎn)數(shù)組J2進(jìn)行組合，并通過曲線首末端點(diǎn)的8領(lǐng)域搜索每一類交點(diǎn)集合，在交點(diǎn)集合找到后，提取相應(yīng)中心交點(diǎn)到曲線端點(diǎn)的曲線段，把曲線段添加到對應(yīng)的曲線中；組合過程中，通過外部給定設(shè)置的半徑參數(shù)，使得盡可能多的不連接但相互間距離小于直徑的端點(diǎn)包含在同一個圓中，圓心坐標(biāo)為所有端點(diǎn)的中心點(diǎn)，所述中心點(diǎn)為所有端點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)的平均值，這種圓心是新產(chǎn)生的交點(diǎn)；更新端點(diǎn)數(shù)組D2，即從端點(diǎn)數(shù)組D2中去除這些端點(diǎn)，同時更新交點(diǎn)數(shù)組J2，即把這些端點(diǎn)加到交點(diǎn)數(shù)組J2中；提取圓心到所有端點(diǎn)的曲線段，并將曲線段添加到相應(yīng)的曲線中； 步驟500，將步驟400所得的全部曲線轉(zhuǎn)化成圖的結(jié)構(gòu)，獲取所有頂點(diǎn)之間的路徑，具體過程如下: 步驟501，將步驟400所得曲線的首末端點(diǎn)轉(zhuǎn)化成圖的頂點(diǎn)，曲線轉(zhuǎn)化成圖的邊，相同端點(diǎn)的不同曲線用不同的邊表示，端點(diǎn)和邊都用數(shù)字進(jìn)行編號，得到由邊和點(diǎn)組成的圖；圖的頂點(diǎn)編號和圖的邊編號唯一，兩頂點(diǎn)之間有多條邊； 步驟502，生成一個曲線首末端點(diǎn)到編號的映射，同時生成端點(diǎn)數(shù)組D2和交點(diǎn)數(shù)組J2到數(shù)字編號的映射； 步驟503，通過棧實(shí)現(xiàn)深度優(yōu)先遍歷函數(shù)獲取所有頂點(diǎn)之間的路徑，閉合曲線是從端點(diǎn)到端點(diǎn)，非閉合曲線是從交點(diǎn)到交點(diǎn)，順序不同但是邊和點(diǎn)相同的路徑是同一條路徑； 步驟600，根據(jù)步驟501所得圖頂點(diǎn)和圖邊的編號及步驟502所得映射，將步驟503所得全部路徑還原成曲線，實(shí)現(xiàn)曲線重組，進(jìn)而得到需要的閉合和非閉合曲線，每一條曲線都是由有序序列點(diǎn)組成，所有曲線放進(jìn)曲線鏈表中，輸出是曲線結(jié)構(gòu)體鏈表序列。
【文檔編號】G06T7/00GK106097350SQ201610421447
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月15日 公開號201610421447.5, CN 106097350 A, CN 106097350A, CN 201610421447, CN-A-106097350, CN106097350 A, CN106097350A, CN201610421447, CN201610421447.5
【發(fā)明人】賈棋, 徐秀娟, 許真珍, 趙小薇, 王倩, 王宇新, 劉斌
【申請人】大連理工大學(xué)