[發(fā)明專利]一種基于二次B樣條曲線的簡單曲線平滑方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611256356.7
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106600663B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高飛;汪敏倩;徐云靜;蔡益超;葛一粟;盧書芳;毛家發(fā);肖剛
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06T11/20
• 分類號: G06T11/20;G06T5/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

一種基于二次B樣條曲線的簡單曲線平滑方法，屬于計算機輔助設(shè)計及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。它先對圖像進行二值化，并通過細(xì)化，將圖像中存在的曲線變成單像素曲線，再對于圖像中的每條曲線V_i從起點到終點進行間隔取樣，將不在取樣點上的點從曲線V_i中剔除，得到新的曲線V_i，對每條新的曲線V_i，通過循環(huán)每次選取三個點作為控制點繪制二次B樣條曲線，將圖像中不光滑的曲線平滑。通過使用本發(fā)明的方法對圖像中的曲線進行平滑操作，它可以有效地把圖像中的不光滑曲線段變得光滑，而且平滑操作之后的曲線相對于原始曲線基本上沒有缺損，與實際曲線偏離不會很大，并且可以通過自己調(diào)整間隔大小來調(diào)控曲線平滑的程度大小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計算機輔助設(shè)計及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種將圖像中不光滑曲線進行平滑的基于二次B樣條曲線的簡單曲線平滑方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代工業(yè)與計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，為了滿足激光切割等加工任務(wù)的需要，我們經(jīng)常需要得到物體精確的外邊緣輪廓。通常經(jīng)過邊緣檢測直接提取的邊緣輪廓都是不光滑的，與物體實際邊緣輪廓有所偏差。通過曲線平滑技術(shù)就可以使這些不光滑的曲線變得光滑，更加接近物體真實邊緣輪廓。

當(dāng)前有許多平滑曲線的方法，其中與本發(fā)明較接近的技術(shù)方案為：文獻(周焰,王祖喜,李德華。基于弧長參數(shù)的曲線自適應(yīng)平滑算法。紅外與激光工程,2000,29(1):25-29)提出了一種基于Freeman鏈碼和以弧長為參數(shù)的離散空間曲線的自適應(yīng)平滑算法，該算法首先將空間曲線沿弧長方向進行分解，然后針對分解后的曲線的各個部分，利用Freeman鏈碼計算其平滑窗口的大小，并在窗口中進行平滑，最后，將各個部分合成，從而得到光滑的曲線，該算法雖然可以在一定程度上解決圖像處理中曲線存在的不光滑問題，但是計算每段曲線平滑窗口大小的過程比較繁瑣，而且平滑之后的結(jié)果可能出現(xiàn)有些相鄰點之間的距離小于一個像素單位，或者有些相鄰點之間的距離大于一個像素單位，需要分別進行合并與插值操作，比較麻煩；文獻(郭文輝。BEZIER曲線平滑算法的改進。微電子學(xué)與計算機,1991(12):37-38)提出了一種改進的BEZIER曲線平滑算法，該算法對于給定的若干個控制點a₁,a₂,…,a_n，主要是當(dāng)控制點個數(shù)大于4時，由a₁,a₂,a₃,a₄作出從a₁到a₂的平滑曲線，并取曲線尾最靠近a₂的點和a₃,a₄,a₅一起作出從a₂到a₃的平滑曲線，以此類推，最后取最靠近a_(n-3)的點和a_(n-2),a_(n-1),a_n一起作出從a_(n-3)到a_n的平滑曲線，該算法是在給定一列點的基礎(chǔ)上得到一條光滑曲線，而不能直接應(yīng)用于一條不光滑的曲線的平滑操作，而且在過程中需要多次取點，比較麻煩，基于BEZIER曲線的特性，任意一個控制點發(fā)生變化，都會對整條曲線產(chǎn)生影響，局部修改能力差；文獻(馬士玲,馬俊，劉志丹。一種基于節(jié)點插入技術(shù)的B樣條曲線平滑方法。計算機時代,2008(12):8-9,47)提出了一種三次均勻B樣條曲線節(jié)點插入算法，通過對Tailor級數(shù)的分析，結(jié)合其數(shù)學(xué)特點，推導(dǎo)出節(jié)點插入公式，根據(jù)公式生成均勻三次B樣條曲線段，達(dá)到平滑的效果，該方法雖然能夠得到比較好的平滑效果，但是計算比較復(fù)雜；發(fā)明專利(張婷。申請?zhí)枺?01210082537.8，名稱：一種基于貝塞爾曲線使圖形平滑的方法。)提出了一種基于貝塞爾曲線使圖形平滑的方法，該方法將圖形中需要進行平滑的區(qū)域中的所有相連的折線按順序計算生成所有控制點，根據(jù)這些控制點和折線之間的連接點生成貝塞爾曲線，實現(xiàn)圖形平滑的效果，該平滑算法主要針對由折線組成的具有明顯折角的曲線，可以使折角部分變得平滑，但是對于凹凸不平的雜亂曲線是不適用的。