[发明专利]一种图像连通域双次扫描双重标记方法

说明书

技术领域

本发明属于图像分析与识别技术领域，涉及一种图像标记方法，尤其是一种图像连通域双次扫描双重标记方法。

背景技术

图像连通域标记是模式识别、计算机视觉和人工智能等领域中最基本的操作。通过标记运算，图像中相互连通的像素点被赋予相同的标记，从而实现图像中目标对象的识别。在指纹识别、字符识别、人脸识别、自动检测、医学图像分析和计算机辅助诊断等通过计算机自动识别图像目标对象的工程应用中，连通域标记都是必不可少的重要过程。

由于连通域标记是图像像素级的处理，其运算较为耗时，这不利于实际工程应用，故提高标记效率是各种标记方法致力于解决的关键问题。在交通拥堵监测、自动监视和目标跟踪等实时应用中，连通域高效标记算法的需求更为明显。因此，人们以提高标记速度为目标，对图像连通域标记开展了较为广泛的研究，提出了各种标记算法，但这些方法存在逻辑复杂、程序实现困难等共性问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种图像连通域双次扫描双重标记方法，用以快速地标定图像中的连通域，该方法通过对目标像素点分配两重相互关联的标记来实现图像复杂连通域的标定，具有原理简单、程序实现容易的优点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种图像连通域双次扫描双重标记方法，包括以下步骤：

1）对图像进行虚拟边界填补，以避免前邻像素点访问地址的溢出；

2）首次扫描图像，判断当前像素点和前邻像素点的状态，确定当前像素点的临时标记，并通过二重标记建立临时标记之间的连通关系；

3）等价解析双重标记序列，将所有连通的临时标记指向相同的二重标记；

4）再次扫描图像，重置各像素点的标记。

进一步的，上述步骤1）具体按照以下进行：

用P(i,j)表示大小为W×H的图像中像素点(i,j)的值，若P(i,j)=1，则该像素点(i,j)为需要标记的目标，而若P(i,j)=0，则无需对像素点(i,j)进行标记；采用8像素点邻域形式，像素点(i,j)的前邻域Fs(i,j)记为：

Fs(i,j)＝{(i-1,j-1),(i,j-1),(i+1,j-1),(i-1,j)}    (1)

将图像沿i正负方向分别填补一列非目标像素点，同时沿j正负方向分别填补一行非目标像素点，从而将图像扩展为含虚拟边界的大小为(W+2)×(H+2)的图像；填补之后，扫描过程中只访问原始图像像素点，即访问填补之后图像中[2,W+1]×[2,H+1]的像素点区域。

进一步的，上述步骤2）按照以下方法进行：

采用自下向上，从左到右的光栅扫描方式对图像进行顺序遍历，若当前像素点(i,j)的值P(i,j)＝0，则该像素点为无需标记的非目标像素点，忽略该像素点并继续访问下一个像素点；若P(i,j)＝1，则按照最优访问路径判断前邻像素点的标记状态，并根据以下三种情形进行相应的操作：

（1）前邻像素点中无目标像素点，则将该像素点的值分配为临时标记l，并将该临时标记的二重标记U(l)置为临时标记，即：

P(i,j)=lU(l)=l---(2)]]>

式中，l为自然数，其初始值为1，采用l为某像素点分配临时标记之后，其值由增量Δl＝1进行更新；

（2）前邻像素点中含有目标像素点，且不存在连通子域在当前像素点处的合并，则当前像素点的值取首次访问到的前邻目标像素点的值，即：

P(i,j)＝P(s,t)  (s,t)∈Fs(i,j)    (3)