[发明专利]一种快速骨骼化二值数字图像中图形的方法

权利要求书

1.一种快速骨骼化二值数字图像中图形的方法，设二值图像中二值中的一种像素值为前景像素，另一种为背景像素，其特征在于包括以下步骤：

（1）扫描图像并计算局部最大值；

（2）基于距离函数的算法生成图形骨骼：所述骨骼为图形局部上，在图像坐标空间中具有连续坐标的，最大内切圆圆心的坐标集合；所述图形骨骼具有若干分支；

（3）删除错误的骨骼分支，包括

（3a）找出骨骼端点：找出由步骤（2）产生的错误图形骨骼分支的骨骼端点，与所述错误图形骨骼分支的骨骼端点在图像坐标空间中坐标值差异等于0或1的，非当前骨骼端点的8个像素中没有或仅有一个局部最大值；所述骨骼端点为在二值图像坐标空间中邻域内仅一侧有前景像素的前景像素；

（3b）删除错误的骨骼分支：从步骤（3a）找出的骨骼端点出发，沿该骨骼端点所在的骨骼分支找出交汇点，判断所述交汇点是否是真实交汇点；如果是真实交汇点，则删除骨骼端点与该交汇点之间的骨骼分支；所述真实交汇点邻域内具有多个前景像素，且该点是局部最大值；

其中，所述局部最大值是指图形局部上最大内切圆半径的近似正整数值；所述图形局部是指图形内部包含图形边界，且不包含背景像素的一块连续区域；所述图形是指在图像坐标空间中，由前景像素所组成的，内部不存在背景像素的一块封闭区域；所述图形边界是指属于图形的，前景像素与背景像素之间不存在其他像素的前景像素的集合；所述图像坐标空间是指使用正整数坐标表示和记录图像像素间相对空间位置的矩阵；邻域是指图像坐标空间中与特定像素坐标值差异小于或等于一个给定数值m的像素的集合；所述距离函数是指用于计算前景像素与其所在图形的图形边界的欧式距离值的方法；局部最大值空间为用于存储局部最大值的，与原二值图像具有相同图像坐标空间的一个存储空间。

2.如权利要求1所述的一种快速骨骼化二值数字图像中图形的方法，其特征在于：设正向扫描的顺序为从上至下逐行检查每行，在每一行中从左向右检查每个像素；反向扫描的顺序为从下至上逐行检查每行，在每一行中从右向左检查每个像素；

所述的步骤（1）包括：

（1a）正向扫描计算：在二值图像坐标空间中按正向扫描的顺序检查每一个像素，如果被检查的像素是前景像素，则检查该前景像素邻域左上角，将所述邻域左上角像素中的欧式距离近似正整数值赋予该前景像素；

（1b）反向扫描计算：在二值图像坐标空间中按反向扫描的顺序检查每一个像素，如果被检查的像素是前景像素，则检查该前景像素邻域右下角，将所述邻域右下角像素中的欧式距离近似正整数值赋予该前景像素；

（1c）找出局部最大值：建立局部最大值空间中的与所述图像的维数相同的图像，设为对应图像；按正向或反向扫描的顺序检查原图像坐标空间的每个像素，如果该像素为前景像素，则检查其整个邻域，如果其值不小于邻域中像素的最大值，则将该像素值赋予对应图像上具有与该像素相同坐标值的对应像素，否则将0赋予其对应像素；

（1d）删除孤立的最大值：在局部最大值空间中找到前景像素，并删除邻域内仅存在背景像素的前景像素；

其中，步骤（1a）和步骤（1b）没有先后顺序；

欧式距离近似正整数值计算公式为

∀p∈X,distX(p)=min{n∈N,p not in(X·nB)}---(1)]]>

式（1）中，X表示一幅二值数字图像；B表示一个球心位于图形边界的可移动球体；·表示细化运算，即将所选定的前景像素的值设为背景像素；n表示细化次数；N表示正整数集合；p表示二值图像中图形包含的一个前景像素；dist_x(p)表示p的欧式距离的近似正整数值。