[發(fā)明專(zhuān)利]基于離散曲線(xiàn)演化的骨架剪枝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710053534.0
• 申請(qǐng)日: 2007-10-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101140660A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉文予;白翔;李勸男;劉海容
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T5/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T5/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專(zhuān)利中心
• 代理人: 曹葆青

1.一種基于離散曲線(xiàn)演化的骨架剪枝方法，其步驟包括：

(1)對(duì)二值圖像I作歐氏距離變換，求出圖像的距離變換；

(2)找出骨架S(I)中任一骨架點(diǎn)s_J的生成點(diǎn)Tan(s_j)，其中骨架S(I)為二值圖像I提取的骨架；

(3)按照下述過(guò)程對(duì)圖像二值圖像I進(jìn)行處理，得到圖像的輪廓分割H(I)：

(3.1)連接二值圖像I邊緣上的所有象素，得到m個(gè)多邊形Pⁱ，1≤i≤m，記Pⁱ的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)為n_i，頂點(diǎn)的集合為{v₁ⁱ，v₂ⁱ...，v_n1ⁱ}，邊的集合為{c₁ⁱ，c₂ⁱ...，c_n1ⁱ}；

(3.2)以多邊形Pⁱ的頂點(diǎn)v_kⁱ，1≤k≤n_i，以及以頂點(diǎn)v_kⁱ為公共端點(diǎn)的兩邊c_k-1ⁱ和c_kⁱ組成一個(gè)拱，用下式計(jì)算每個(gè)拱的重要性度量值K(c_k-1ⁱ，c_kⁱ)：

$K(c_{k-1}^i,c_k^i)=\frac{\mathrm{\β}(c_{k-1}^i,c_k^i)l\left(c_{k-1}^i\right)l\left(c_k^i\right)}{l\left(c_{k-1}^i\right)+l\left(c_k^i\right)}$

其中β(c_k-1ⁱ，c_kⁱ)是c_k-1ⁱ和c_kⁱ之間的拐角，即c_k-1ⁱ和c_kⁱ所成的角度，l(c_k-1ⁱ)和l(c_kⁱ)分別是用多邊形P_i的周長(zhǎng)歸一化后的c_k-1ⁱ和c_kⁱ的長(zhǎng)度；刪除K(c_i-1^k，c_i^k)值最小的頂點(diǎn)v_kⁱ，并連接與v_kⁱ相鄰的兩個(gè)頂點(diǎn)v_k-1ⁱ和v_k+1ⁱ形成新邊，得到多邊形P₁ⁱ；

(3.3)計(jì)算P₁ⁱ與Pⁱ之間的平均距離D_av(P₁ⁱ)，D_av(P_kⁱ)定義為Pⁱ上點(diǎn)與其對(duì)應(yīng)在P_kⁱ上的邊的平均距離；若$D_{\mathrm{av}}\left(P_1^i\right)\≤T_1,$T₁為閾值，重復(fù)步驟(3.2)，否則進(jìn)入步驟(4)；

(3.4)設(shè)P_kⁱ的所有凸頂點(diǎn)為{tv₁^ik，tv₂^ik，...，tv_mik^ik}，m_ik為P_kⁱ中凸頂點(diǎn)個(gè)數(shù)；對(duì)${\mathrm{tv}}_t^{\mathrm{ik}}\∈\{{\mathrm{tv}}_1^k,{\mathrm{tv}}_2^k,...,{\mathrm{tv}}_{m_{\mathrm{ik}}}^k\},$連接tv_t^ik到所有凹頂點(diǎn)，并求連線(xiàn)在圖像內(nèi)部的連線(xiàn)的距離的最小值D_l(tv_t^ik)；對(duì)D_l(tv_t^ik)與T₂進(jìn)行比較，如果$D_l\left({\mathrm{tv}}_t^{\mathrm{ik}}\right)\<T_2,$T₂為閾值，則在P_kⁱ中刪除tv_t^ik，并連接與tv_t^ik相鄰的兩個(gè)凸頂點(diǎn)tv_t-1^ik和tv_t+1^ik，否則，保留該凸頂點(diǎn)；刪除所有滿(mǎn)足上述條件的凸頂點(diǎn)，得到新的多邊形P_k+1ⁱ；

(3.5)設(shè)P_k+1ⁱ的所有凸頂點(diǎn)為{u₁ⁱ，u₂ⁱ，...，u_ni′ⁱ}，n_i^′是P_k+1ⁱ上的凸頂點(diǎn)個(gè)數(shù)；則P_i可被P_k+1ⁱ的凸頂點(diǎn)集分割成n_i^′段子弧$H\left(P^i\right)=\left\{\right[u_1^i,u_2^i],[u_2^i,u_3^i],...,[u_{n_i^{\′}-1}^i,u_{n_i^{\′}}^i],[u_{n_i^{\′}}^i,u_1^i\left]\right\},$二值圖像I的輪廓分割H(I)為：H(I)＝{H(Pⁱ)，1≤i≤m}；

(4)如果骨架S(I)中的某一骨架點(diǎn)s_j的生成點(diǎn)Tan(s_j)在二值圖像I的某一輪廓分割上，則將該骨架點(diǎn)s_j刪除；遍歷所有骨架點(diǎn)，刪除生成點(diǎn)在同一輪廓分割上的骨架點(diǎn)，得到剪枝后的骨架S′(I)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(2)按下述過(guò)程找出骨架S(I)中所有骨架點(diǎn)的生成點(diǎn)：

(2.1)對(duì)骨架S(I)中的任一骨架點(diǎn)s_j，求出它與二值圖像I輪廓上所有輪廓點(diǎn)的歐氏距離；

(2.2)將與骨架點(diǎn)s_j的歐氏距離等于s_j的距離場(chǎng)場(chǎng)值的輪廓點(diǎn)標(biāo)記為s_j的生成點(diǎn)，記為T(mén)an(s_j)；

(2.3)遍歷骨架S(I)中所有的骨架點(diǎn)，并標(biāo)記所有骨架點(diǎn)的生成點(diǎn)。