[發(fā)明專利]一種并行細(xì)化骨架提取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710215122.6
• 申請日: 2017-04-02
• 公開（公告）號: CN107194402B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張繩富;周子卿;董蓉;李勃;史德飛;查俊;史春陽;黃璜;梁振華;陳和國
• 申請（專利權(quán)）人: 南京匯川圖像視覺技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 奚銘

一種并行細(xì)化骨架提取方法，對圖像進行骨架提取的并行處理中，各個像素的新值是其相鄰像素值的函數(shù)，每次迭代所有像素同時處理，并保留形成最終骨架的像素點。本發(fā)明提出的并行細(xì)化骨架提取方法對二值圖像進行骨架提取，效率和精度都較高，本發(fā)明方法與傳統(tǒng)使用腐蝕獲得輪廓的骨架的細(xì)化方法相比，實驗表明效率和準(zhǔn)確度都有明顯提升，準(zhǔn)確度達到了使用距離變換獲得圖像骨架的方法，同時速度優(yōu)于距離變換獲得圖像骨架的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計算機機器視覺技術(shù)領(lǐng)域，用于對二值圖像進行骨架提取，為一種并行細(xì)化骨架提取方法。

背景技術(shù)

骨架提取即提取輪廓的骨架，用于提取圖像中物體的輪廓特征，廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，包括模式識別、匹配、物體跟蹤等。骨架提取主要包括兩種方法，包括使用腐蝕獲得輪廓的骨架的細(xì)化算法，和使用距離變換獲得圖像的骨架的算法(DT算法)。

使用腐蝕獲得輪廓的骨架的細(xì)化算法分為完全并行細(xì)化算法，如Gabor Nemeth提出的FP-E0等算法，及分步驟的并行細(xì)化算法，如經(jīng)典的Zhang并行細(xì)化算法(簡稱zhang算法)。DT算法包括DCE算法，和直接進行距離變化通過剪枝獲得輪廓骨架。

細(xì)化算法和DT算法的結(jié)果，從已發(fā)表的論文可以看出細(xì)化算法提取的骨架比較粗糙，DT算法的結(jié)果比較精確。Wei Shen提出的通過距離變換和骨架剪枝提取的結(jié)果，骨架較為平滑，且提取的骨架點均在輪廓的中軸。Zhang并行細(xì)化算法提取的結(jié)果，骨架點較為波折，且zhang算法存在缺點，對斜骨架的提取并不能達到一個像素寬。FP-E1完全并行細(xì)化算法，所用時間比Zhang算法減少很多，但其質(zhì)量較差。

本發(fā)明提出一種基于模板匹配的并行細(xì)化方法。現(xiàn)有方法均是把zhang并行細(xì)化算法拆解為各種具體的情況，針對各種具體情形進行分析，只要滿足其中一種條件，就將測試點標(biāo)記為待刪除點，但現(xiàn)有方法未考慮方向問題，采用的模板對像素點的刪除操作在各個方向的速率是不同的，導(dǎo)致提取的骨架點不是輪廓的中軸線，精度較低。在本發(fā)明中通過將待刪除點分方向刪除，采用的模板對像素點的在各個方向的刪除速率是一致的，從而最終未刪除的骨架點在輪廓的中軸，相比于之前的算法，極大提高了精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題是：在骨架提取算法中，傳統(tǒng)算法時間效率和精度不能同時滿足，作為圖像處理的基礎(chǔ)算法，應(yīng)用受到限制。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種并行細(xì)化骨架提取方法，對圖像進行骨架提取的并行處理中，各個像素點的取值更新根據(jù)其相鄰像素值的函數(shù)進行，每次迭代所有像素同時處理，并保留形成最終骨架的像素點，具體包括以下步驟：

1)二值圖像中，像素點的取值為0和1，一個像素點周圍圍繞八個像素點，對待處理的像素點P1：定義A(P1)表示繞像素點P1順時針方向，像素點取值構(gòu)成01模式的數(shù)量，定義B(P1)表示像素點P1周圍非零點的像素點個數(shù)，定義C(P1)表示像素點P1周圍像素點取值構(gòu)成11模式的數(shù)量；

2)根據(jù)A(P1)、B(P1)、C(P1)的取值情況判斷P1點是否可以刪除：

2.1)如果P1點滿足以下任意條件，P1標(biāo)記為可刪除點：

(a)A(P1)＝1∪(B(P1)＝2∩B(P1)＝3∩B(P1)＝4)

(b)A(P1)＝1∪B(P1)＝5∪C(P1)＝1

(c)(A(P1)＝2∪B(P1)＝2)∩(B(P1)＝3∪C(P1)＝1)

(d)(A(P1)＝1∪B(P1)＝5)∩(B(P1)＝6∪P2*P4*P6＝0)

2.2)將2.1)的(d)改為：

(e)(A(P1)＝1∪B(P1)＝5)∩(B(P1)＝6∪P4*P6*P8＝0)