[发明专利]基于积分图的二值图像降噪方法以及二值图像处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术，具体涉及二值图像降噪技术。 

背景技术

数字化的二值图像在工程中的应用非常广泛，如模式识别和机器视觉等领域中的应用大都要求先将采集到的图像进行二值化，以进行后续的图像分析。原始图像通常存在噪声，尽管已经提出很多二值化方法，但也无法避免二值化图像中噪声的存在，这样会影响对图像的后续处理，所以对二值化图像进行降噪是必要的。 

对二值图像降噪的方法与对真彩图像和灰度图像的方法不尽相同，因为二值图像的噪声不同于一般灰度图像或真彩图像中的椒盐噪声和高斯白噪声。假设二值图像中白色像素代表前景图像，黑色像素代表背景，归纳起来，二值图像中的噪声有以下三种：(1)黑色背景中存在白色的孤立小区域，称之为斑点；(2)白色前景图案的边缘存在微小的凹陷，称之为孔洞；(3)白色前景图案的边缘存在微小的突起，称之为毛刺。 

针对二值图像噪声特点，目前提出了很多针对二值图像降噪的方法。《Mathematicalmorphology and its applications to image and signal processing》(参见J Goutsias，L Vincent，D S Bloomberg.Mathematical morphology and its application to image andsignal processing[M].Boston：Kluwer Academic Publisher，2000)提出用数学形态学方法进行降噪，通过腐蚀运算或膨胀运算来达到降噪的目的。使用形态学进行降噪，针对不同的图像，模板和模板运算次数的选择就有所不同，并且，形态学方法是用一个特定的结构元素组对整幅图像进行遍历处理，不会对噪声和有效信息区别对待，所以在降噪过程中为了彻底去除噪声，容易将图像中的有效信息去除，这样将不利于后面的特征参数计算。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种将噪声点提取并删除，保证目标图像的形状特性不受降噪过程影响的基于积分图的二值图像降噪方法；还为实现该方法提供了一种二值图像处理系统。 

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，基于积分图的二值图像降噪方法，包括以下步骤： 

a、沿自左向右、自上而下的方向，逐点计算前景像素点的第一积分图值；沿自右向左、自下而上的方向，逐点计算前景像素点的第二积分图值； 

b、判断前景像素点对应的第一积分图值与第二积分图值之和是否小于设定阈值，如是， 该前景像素点为噪声点，删除该前景像素点；如否，保留该前景像素点。 

所述前景像素点的第一积分图值为sum1(d)＝sum1(b)+sum1(c)-sum1(a)+1； 

所述前景像素点的第二积分图值为sum2(d)＝sum2(e)+sum2(f)-sum2(g)+1； 

其中，d表示当前前景像素点，a表示位于当前前景像素点左上方的相邻像素点，b表示位于当前前景像素点正上方的相邻像素点，c表示位于当前前景像素点正左方的相邻像素点；e表示位于当前前景像素点正左方的相邻像素点；f表示位于当前前景像素点正下方的相邻像素点；g表示位于当前前景像素点右下方的相邻像素点；sum1(·)表示当前像素点与图像最左上方像素点之间形成的矩形区域的像素值之和；sum2(·)表示当前像素点与图像最右下方像素点之间形成的矩形区域的像素值之和；sum1(·)、sum2(·)的初值均为0。 

图像处理系统，包括图像采集模块、图像二值化模块，其特征在于，还包括二值图像降噪模块，所述二值图像降噪模块包括处理单元、第一积分图值寄存器、第二积分图值寄存器、积分图值求和寄存器、阈值寄存器； 

所述处理单元用于从左向右、自上而下提取二值图像各点像素值，进行各前景像素点的第一积分图值计算，将计算结果存入第一积分图值寄存器；从右向左、自下而上提取二值图像各点像素值，进行各前景像素点的第二积分图值计算，将计算结果存入第二积分图值寄存器；将各前景像素点对应的第一积分图值、第二积分图值进行求和，将各前景像素点对应的求和结果存入积分图值求和寄存器；将预设阈值与各前景像素点对应的求和结果进行比较，删除求和结果小于预设阈值的前景像素点，保留求和结果大于或等于预设阈值的前景像素点； 

所述第一积分图值寄存器用于寄存各前景像素点的第一积分图值； 

所述第二积分图值寄存器用于寄存各前景像素点的第二积分图值； 

所述积分图值求和寄存器用于寄存各前景像素点对应的求和结果。