[发明专利]一种基于改进漫水填充算法的栅格图像矢量化方法

权利要求书

1.一种基于改进漫水填充算法的栅格图像矢量化方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤S10：取原始图像，对其进行图像锐化，得到包含边缘信息的图像；步骤S20：点击原始图像，以步骤S10得到的图像作为掩模，通过漫水填充算法，对相应图块进行填充；步骤S30：利用空洞填充算法对步骤S20得到的图块进行修补；步骤S40：根据步骤S30得到的图像，利用Freeman链码轮廓跟踪算法，找到图块轮廓的坐标点集合；步骤S50：根据步骤S40得到的坐标点集合，利用多边形拟合算法，对坐标点数目抽稀，得到关键坐标点集合，并将其之间的连线有序绘制出来，形成轮廓，得到最终的矢量化图像；

其总体模型的算法步骤为：

第(1)步：读取原始图像记作origin， 并且读出图像高度记作h，图像宽度记作w，

第(2)步：将origin转为灰度图像gray， 计算公式为

gray(y,x)＝w₁·origin(y,x,0)+w₂·origin(y,x,1)+w₃·origin(y,x,2)，

第(3)步：对gray进行高斯模糊，得到的图像记作guass， 计算公式为

第(4)步：利用索贝尔算子，对guass进行运算，获取边缘信息，得到的图像记作sobel，计算公式为

第(5)步：将sobel作为掩模，对origin进行漫水填充，得到的图像记作rawBlock；

第(6)步：对rawBlock进行空洞填充，得到的图像记作processedBlock；

第(7)步：利用Freeman链码轮廓跟踪算法，找到processedBlock轮廓的坐标点集合，记作rawCoords；

第(8)步：利用多边形拟合算法，对rawCoords数目抽稀，得到关键坐标点集合，记作processedCoords，并将其之间的连线有序绘制出来，形成轮廓，得到最终的矢量化图像；

以上表达式中各参数和算符的意义为：

gray(y,x)表示灰度图像gray第y行第x列的像素值；

origin(y,x,0)表示真彩图像origin第y行第x列第0通道像素值；origin(y,x,1)、origin(y,x,2)以此类推；

w₁、w₂、w₃是利用大量图片计算出得出的经验值；

表示图像的卷积运算。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进漫水填充算法的栅格图像矢量化方法，其特征在于：第(5)步与第(6)步相结合构成了一种改进的漫水填充算法，该算法利用空洞填充的办法，能够对漫水填充后不理想的结果，进行二次填充，达到图像修补的作用；

该算法漫水填充部分的详细步骤为：

第(1)步：设值val等于15；

第(2)步：将sobel作为掩模图像，并获取点击原始图像origin后的起始坐标点，记作(seedY,seedX)；

第(3)步：建立一张空白图像rawBlock；

第(4)步：建立空栈stack，并将(seedY,seedX)压入栈中；

第(5)步：如果stack为空栈，则转到第(13)步；否则，转到第(6)步；

第(6)步：从stack栈顶弹出一个坐标点，记作(y,x)；

第(7)步：rawBlock(y,x)填色；

第(8)步：如果origin(seedY,seedX)与origin(y,x-1)像素值差小于val，将(y,x-1)压入stack；

第(9)步：如果origin(seedY,seedX)与origin(y,x+1)像素值差小于val，将(y,x+1)压入stack；

第(10)步：如果origin(seedY,seedX)与origin(y-1,x)像素值差小于val，将(y-1,x)压入stack；

第(11)步：如果origin(seedY,seedX)与origin(y+1,x)像素值差小于val，将(y+1,x)压入stack；

第(12)步：返回第(5)步；

第(13)步：结束；

该算法空洞填充部分的详细步骤为：

第(1)步：设计数值i等于0，设值ratio为0.2；

第(2)步：用最小的矩形去裁剪rawBlock中的图块，得到的图像记作block，图像高记作blockH；

第(3)步：如果i小于blockH，则转到第(4)步；否则，转到第(8)步；

第(4)步：找到图像第i行里，第一个白色像素索引记作start，最后一个白色像素索引记作end；

第(5)步：取出start和之end间这一段，记作line，表达式为

line＝block(i,j)，j∈[start,end]∩Z

第(6)步：找出line中的所有一段段的黑色像素集合，记作blackSet，对于blackSet中每一个元素blackElement,若其长度与line长度比值小于ratio，则将其填充为白色；否则不做操作；

第(7)步：计数值i增加1，并返回第(3)步；

第(8)步：结束。