一種用於處理二值圖像無孔區域周長的方法
2023-06-04 11:27:56 1
專利名稱：一種用於處理二值圖像無孔區域周長的方法
技術領域：
本發明涉及的是一種數字圖像處理技術。公開了一種計算二值圖像無孔區域 周長的計算方法。
背景技術：
區域的周長是區域的重要特徵之一，周長參數在模式識別當中有著廣泛而 重要的應用，因此區域周長的計算成為了特徵提取的重要內容之一。基於圖像的周長精密測量(電腦開發與應用.第19巻，第4期.34~38頁.2006 年)中公開的方法，基於Sobel的改進算法和二次多項式插值法相結合得到亞像 素級邊緣，利用多邊形周長近似計算得到圓周長，該算法應用於小尺寸圖像測量 系統。金屬圖像處理算法的研究(北京理工大學學報.第20巻，第6期，668 671 頁，2000年)中公開的方法，研究提高金屬圖像面積和周長的計算精度，對計 算圖像像素的經典鏈碼方法加以改進，利用改進的鏈碼方法計算圖像的周長和面 積時考慮了圖像邊界的拐點和小的鋸齒邊，利用本算法圖像面積和周長的計算 誤差最大不超過2%。利用四元樹結構計算黑白二值圖像周長的方法(計算機工 程.第31巻，第18期.169~171頁，2005年)中提出一種基於四元樹數據結構的算 法，計算黑白二值圖像周長。A Probability Model for Simple Closed Random Curves (IEEETransONInformationTheory,Vol. IT陽27，NO. 3,376~381. 1981)中，利 用Gibssian模型計算在離散方格上的簡單閉合曲線的平均周長。 發明內容本發明的目的在於提供一種可快速、有效地得出二值圖像中各無孔區域的周 長的方法。本發明的目的是這樣實現的1、 讀入一幅無孔二值圖像，將其存入一個二維數組A中；2、 對二值圖像數組A進行標記，得到標記圖像並存入二維數組B中；3、 把區域個數寄存器Accounter，周長P和已計算完的區域個數k初始化 為0，為B的每一個標號區域開闢一個數據結構，該數結構包含一個計數器和 一個寄存器，分別為對應標號的己掃描邊界像素數計數器ScanedCounter，邊 界像素個數寄存器PixelAccounter，將各個數據結構的計數器和寄存器初始化為O;4、 計算標記圖像B中各無孔區域的邊界像素數，並將其存入對應的 PixelAccounter寄存器中；5、 k對應的區域標號為k+l'，掃描k對應的標記區域；6、 如果掃描點是該區域的邊界點，轉入7，否則回到6;7、 將該點標號取反，如果已掃描邊界像素數計數器ScanedCounter大於0， 使已掃描邊界像素數計數器ScanedCounter自加1;8、 判斷該點是否存在相鄰邊界像素點，如果存在，且該點為4-鄰域內的 邊界點，使周長P自加1，如果為對角鄰點則使周長自加^並使該點成為新的 掃描點，如果不存在相鄰邊界點則轉入9;9、 使周長P自加1，然後判斷對應標號的邊界像素個數PixelAccounter 是否等於己掃描的邊界像素數ScanedCounter，如果相等，轉入10，否則轉入 5;10、 使k自加1;11、 如果k等於區域個數Accounter，則結束，否則轉入5。 本發明還可以包括1、 步驟(3)所述的的已掃描邊界像素數計數器ScanedCounter和邊界像 素個數寄存器PixelAccounter對於每一個標號都存在這樣的計數器和寄存器， 而區域個數寄存器Accounter，周長P和已計算完的區域個數k對於所有標號 都是唯一的。2、 步驟(4)所述的邊界像素個數是指用8-連通定義的邊界像素總數。3、 步驟(8)所述的相鄰邊界像素點是指沒有被取反的邊界像素點，即邊 界像素點為正。4、 步驟(9)所述，在判斷對應標號的邊界像素個數PixelAccounter是否等於已掃描的邊界像素數ScanedCoimter之前使周長P自加1。5、 步驟(9)所述的要判斷對應標號的邊界像素個數PixelAccounter是否等於已掃描的邊界像素數ScanedCounter才能決定是否轉入(10)。利用本發明所公開的計算二值圖像無孔區域周長的方法，可快速、有效地計 算出二值圖像中各無孔區域的周長。《基於圖像的周長精密測量》一文中在圖像預處理部分利用中值濾波器將尖 銳的邊緣作為一種非正常情況去掉了，而本發明適應這種情況，能夠對尖銳邊緣 進行計算。《金屬圖像處理算法的研究》 一文同樣也迴避了尖銳邊緣的問題，當 出現尖銳邊緣時，這兩篇文章提出的方法就不適用了，而尖銳邊緣恰是圖像中經 常出現的情況。
圖l為具有標號n的一個無孔區域標記圖像；圖2為對圖1進行邊界計算的一個中間步驟； 圖3為在圖2基礎上繼續掃'描的一種結果。
具體實施方式
下面結合示意圖說明本發明的具體實施方式
。1. 讀入一幅二值圖像；2. 對其進行標記，假設其中第n個區域的標記如圖l所示；3. 初始化各變量Accounter=0， P=0, ki,第n個區域對應的PixelAccounter=0: ScanedAccounter=0;4. 計算各標記區域邊界像素點數量，得到第n個區域的PixelAccounte^6;5. 設左上點的坐標為(0， 0),向右為x軸正方向，向下為y軸正方向。下 同。當對標號為n的區域進行掃描時，首先掃描到(0， 0)點，判斷其 為邊界點，並且存在相鄰邊界點(1， 0)。將(0， 0)點的標號取反，P 自力口l。將(1， 0)點作,為新的掃描點，如此重複中間的一個歩驟如圖2 所示， 一直至!J (2， 1)點，如圖3所示。此時Accounter=n-l, P=3， ScanedAccounter=4 ， k=4;6. 此時，(2， 1)點沒有相鄰像素為該區域的邊界,P二P+1， P變為4;該點 稱為"陷阱點"，因為它邊界點沒有完全被掃描，該點卻找不到相鄰的邊 界點。7. 此時，ScanedAccounter不等於PixelAccounter，對該區域重新進行掃描， 掃描到(0， 1)點，判斷ScanedAccounter>0， P-P+1，P變為5;將(0， 1)點標號取反，ScanedAccounter自力[]1，此時ScanedAccounter=5。繼 續掃描至(0， 2)點，將該點標號取反，ScanedAccounter自加1，此時 ScanedAccounter=6。此時(0， 2)點沒有相鄰像素為該區域的邊界,執行 P=P+1， P變為6。 ScanedAccounter=PixelAccounter，第n個標記區域周 長計算結束，如此反覆， 一直計算完所有的標記區域。8. 本例中最後P=6，而圖1所示標記區域的實際周長為4 + 2V^，偏差為 12.13%，在實際計算中偏差是存在的，主要是由於陷阱點的存在所造成 的。由於實際計算時，區域的面積要遠大於圖l，而且陷阱點個數極少， 甚至沒有，存在的偏差時在容許範圍之內的。
權利要求
1.一種用於處理二值圖像無孔區域周長的方法，其特徵在於(1)讀入一幅無孔二值圖像，將其存入一個二維數組A中；(2)對二值圖像數組A進行標記，得到標記圖像並存入二維數組B中；(3)把區域個數寄存器Accounter，周長P和已計算完的區域個數k初始化為0，為B的每一個標號區域開闢一個數據結構，該數結構包含一個計數器和一個寄存器，分別為對應標號的已掃描邊界像素數計數器ScanedCounter，邊界像素個數寄存器PixelAccounter，將各個數據結構的計數器和寄存器初始化為0；(4)計算標記圖像B中各無孔區域的邊界像素數，並將其存入對應的PixelAccounter寄存器中；(5)k對應的區域標號為k+1，掃描k對應的標記區域；(6)如果掃描點是該區域的邊界點，轉入7，否則繼續掃描；(7)將該點標號取反，如果已掃描邊界像素數計數器ScanedCounter大於0，使已掃描邊界像素數計數器ScanedCounter自加1；(8)判斷該點是否存在相鄰邊界像素點，如果存在，且該點為4-鄰域內的邊界點，使周長P自加1；如果為對角鄰點則使周長自加，返回(8)並使該點成為新的掃描點。如果不存在相鄰邊界點則轉入9；(9)使周長P自加1，然後判斷對應標號的邊界像素個數PixelAccounter是否等於已掃描的邊界像素數ScanedCounter，如果相等，轉入10，否則轉入5；(10)使k自加1；(11)如果k等於區域個數Accounter，則結束，否則轉入5。
2. 根據權利要求2所述的用於處理二值圖像無孔區域周長的方法，其特 徵在於步驟(3)所述的的已掃描邊界像素數計數器ScanedCounter和邊界像 素個數寄存器PixelAccounter對於每一個標號都存在這樣的計數器和寄存器， 而區域個數寄存器Accounter，周長P和已計算完的區域個數k對於所有標號 都是唯一的。
3. 根據權利要求3所述的用於處理二值圖像無孔區域周長的方法，其特 徵在於步驟(4)所述的邊界像素個數是指用8-連通定義的邊界像素總數。
4. 根據權利要求4所述的用於處理二值圖像無孔區域周長的方法，其特 徵在於步驟(8)所述的相鄰邊界像素點是指沒有被取反的邊界像素點，即邊界像素點為正。
5. 根據權利要求5所述的用於處理二值圖像無孔區域周長的方法，其特 徵在於步驟(9)所述，在判斷對應標號的邊界像素個數PixelAccounter是 否等於已掃描的邊界像素數ScanedCounter之前使周長P自加1。
6. 根據權利要求6所述的用於處理二值圖像無孔區域周長的方法，其特 徵在於步驟(9)所述的要判斷對應標號的邊界像素個數PixelAccounter是 否等於已掃描的邊界像素數ScanedCounter才能決定是否轉入(10)。
全文摘要
本發明涉及數字圖像處理技術領域，公開了一種用於計算二值圖像無孔區域周長的方法。首先將各無孔區域進行標號，計算各無孔區域的邊界像素點個數，然後分別計算各無孔區域周長。在計算各無孔區域周長的過程中，當前邊界點如果其8-鄰域內沒有邊界點時要判斷已掃描過的像素點數是否等於該區域的邊界點像素個數，以防止錯誤的結束掃描而得到錯誤的計算結果。
文檔編號G06T7/00GK101236652SQ20081006406
公開日2008年8月6日 申請日期2008年3月3日 優先權日2008年3月3日
發明者卞紅雨, 朱殿堯, 沈鄭燕, 王廣新 申請人:哈爾濱工程大學