[發明專利]一種用于三維二值圖像連通體標記的臨時標號合并處理的簡化方法

有效

• 申請號: 201811427359.1
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109658522B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 趙曉;何立風;周廣彬;王艷玲;鐘巖
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: G06T19/20
• 分類號: G06T19/20;G06T7/187
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

一種用于三維二值圖像連通體標記的臨時標號合并處理的簡化方法，本發明借助數據類型順序表和單鏈表的操作優點，提出了將兩種存儲結構結合應用于連通體標記處理中臨時標號處理的方法。所提方法用單鏈表存放屬于同一個連通分量的像素地址，用順序表存放每一個連通分量的代表標號和位于單鏈表中的第一像素結點和最后一個像素結點。在合并等價標號時僅需要對單鏈表進行合并操作、修改相應臨時變換的代表標號便可以實現多個臨時標號的合并操作。整個合并過程操作步驟少且簡單易于實現，簡化了連通體合并處理的復雜度，且將掃描圖像的次數由傳統的兩遍掃描減少為一遍掃描，提升了圖像處理的整體性能，特別適用于三維圖像等大數據量圖像的實時處理。

技術領域

本發明涉及圖像處理的基本操作研究技術領域，特別涉及一種用于三維二值圖像連通體標記的臨時標號合并處理的簡化方法。

背景技術

為了識別圖像中的物體，通常要先將圖像中感興趣的物體部分和其他部分區分開，也就是進行常規的圖像二值化處理。有意義的區域像素被稱為物體像素(或前景像素，在三維二值圖像中，像素被稱為體素)，而其他像素則被稱為背景像素。由于同一物體的像素通常具有連通性，一般通過連通體標記來分離圖像中不同的物體，進而提取各個物體的特征，再進行高級別的模式識別。所以，連通體標記處理是提取圖像中各個物體特征的前提，是圖像模式識別領域里極為重要的基本處理之一。

近十年來，二維二值圖像的標記處理研究有了很大的進展，但在三維二值圖像標記處理方面的研究幾乎停滯不前，主要原因是在前幾年里三維圖像還沒有得到廣泛的應用。但近些年來，隨著計算機斷層技術(CT)、核磁共振技術(MRI)、光學、超聲波、聲納、激光等三維成像技術的發展，三維圖像在醫療、礦產探測、3D打印、環境監測等方面開始得到了廣泛的應用。在這些應用中，比如，需要檢測癌變組織的體積，檢測血管中血塊的數目和體積，空氣或水中的懸浮物的數量和大小，材料實驗中結晶體的個數和體積，通過計算部件的體積決定3D打印機所需的材料等。因此，三維二值圖像連通體標記處理的算法研究可以對相關領域提供更有力的技術支持，另外隨著大數據時代的來臨，各個領域海量圖像數據的分析和識別的需求量不斷增多，所以對于三維二值圖像連通體標記處理的高速化研究勢在必行，本項目的研究為促進相關領域的深入發展發揮重要作用。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種用于三維二值圖像連通體標記的臨時標號合并處理的簡化方法，本發明充分利用順序表的隨機訪問特點和單鏈表插入、合并操作的時間復雜度為常數級的優勢，簡化了等價合并處理的過程，為三維二值圖像的更高層次的處理節省了時間。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種用于三維二值圖像連通體標記的臨時標號合并處理的簡化方法，包括以下步驟；

(1)讀入一幅三維二值圖像，將各體素值按照坐標值存放于一維數組中；

(2)依據三維二值圖像的大小，定義一個由順序表和單鏈表組合而成的復合數據類型DS，其中順序表存放標號值和指向單鏈表的指針域，單鏈表將所有屬于同一個連通體的物體體素連接在一起，順序表由一個數據域Label和兩個指針域First和Last構成，數據域Label存放連通體的標號，指針域First指向單鏈表中的第一個結點，另一個指針域Last指向單鏈表中的最后一個節點；構成單鏈表的結點的數據域data為物體體素坐標值，指針域next指向屬于同一個連通體的下一個物體體素；

(3)定義一個存儲容量等于存放圖像的一維數組大小的四分之一的數組Rep，用于存放各臨時標號對應的代表標號；

(4)對存放三維二值圖像的一維數組按照從上到下、自左向右的順序掃描體素，當掃描到一個物體體素時，檢查其26-鄰接體素工作窗中是否有物體體素，若沒有，進入步驟(5)，否則進入步驟(6)；