[发明专利]一种栅格图像边缝路径及边缝拓扑结构的生成方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种栅格图像边缝路径及边缝拓扑结构的生成方法及系统。

背景技术

在图像处理中，彩色图像边界检测技术有着极其广阔的应用前景，在图像识别、匹配、三维重建、图像检索、图像分割等诸多热点领域都有着重要的作用。

边界检测算法很多，但在边界候补像素点生成后，边界链表追踪算法上效果较好的有边缝追踪算法(四邻域追踪)及八邻域追踪算法两种。边缝追踪算法(四邻域追踪)一般采用直接计算水平、竖直方向上的边缝梯度来追踪边界，定位较为精确，但是由于只有四个邻域方向，且边缝梯度具有不稳定性，生成的边缝边界极易断裂；八邻域追踪算法一般采用计算像素点梯度幅度，在八个方向上追踪梯度幅度来追踪边界，具有较好的连续性，可是定位精度只能达到像素级，不够精确。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种栅格图像边缝路径及边缝拓扑结构的生成方法及系统，使生成的边界具有更准确的定位精度、更好的连续性及更丰富的边界信息。

本发明提供一种栅格图像边缝路径及边缝拓扑结构的生成方法，该方法包括如下步骤：

S1：选定栅格图像，通过梯度幅度图的计算，进行边界检测计算，得到所述图像的边界点；

S2：选取步骤S1中一个边界点，根据像素点梯度幅度进行邻域追踪，得到下一个边界点；

S 3：所述下一个边界点结合前一个边界点参照水平、竖直方向的边缝梯度转化为边缝路径；

S4：针对所有边界点，重复步骤S2～S3，直至完成整幅栅格图像的边缝路径。

进一步，如上所述的栅格图像边缝路径及边缝拓扑结构的生成方法，该方法还包括，记录步骤S2～S4中边缝路径信息，以及交叉点的信息，生成边缝拓扑结构，其中边缝拓扑结构由边界信息组及交叉点信息组组成。

进一步，如上所述的栅格图像边缝路径及边缝拓扑结构的生成方法，边界信息组包括边界链表、边界起始交叉点位置及边界终止交叉点位置三部分；交叉点信息组包括交叉点坐标位置及交叉点连接的边界指针两个部分。

进一步，如上所述的栅格图像边缝路径及边缝拓扑结构的生成方法，步骤(S1)中，对栅格图像的两个方向梯度进行融合，得到所述图像的梯度幅度图，再通过非最大抑制算法和磁滞算法，得到边界点候补图像。

进一步，如上所述的栅格图像边缝路径及边缝拓扑结构的生成方法，步骤(S2)中，在根据边界点对照像素点梯度幅度进行邻域追踪时，遇到一个边界点的四个或八个相邻方向上存在三个或三个以上不相邻边界点的情况，本条边界结束，记录交叉点信息，在本条边界外剩余方向生成新的边界继续追踪。

进一步，如上所述的栅格图像边缝路径及边缝拓扑结构的生成方法，步骤(S3)中，转化边缝路径包括：

(I)边缝起点位置的选取；

(II)边缝路径的转化；

(III)重复步骤(II)直至遇到下一个交叉点，或整条边缝路径结束。

进一步，如上所述的栅格图像边缝路径及边缝拓扑结构的生成方法，步骤(I)中，边缝起点位置的选取包括：

(a)第一个边界点不为交叉点的边缝起点位置为与第二边界点不共有的最大边缝梯度的以第一个边界点为中心，最大边缝梯度边缝中心的逆时针方向上的边缝点为边缝起点；

(b)第一个边界点为交叉点的边缝起点位置为与第二边界点共有的边缝上两个点中，除共有边缝外另一个边缝梯度较大的点。

进一步，如上所述的栅格图像边缝路径及边缝拓扑结构的生成方法，步骤(II)中，边缝路径的转化包括：

(a)计算从边缝起点围绕像素中心沿顺时针与逆时针两个方向进行旋转，遇到与第二边界点共有的边缝点就停止；

(b)寻找两条路径中未被标记走过的路径，若都未标记走过，选择路径平均边缝强度较大的路径；

(c)交叉点上路径外的走过的路径标记为走过。

进一步，如上所述的栅格图像边缝路径及边缝拓扑结构的生成方法，该方法还包括，图像边缝路径生成后，遍历交叉点，修正交叉点处边缝交点位置及边缝路径，交叉点会有如下两种情况：

①交叉点为孤立点时，舍弃四个边缝梯度中最弱的一个边界路径，即将该点分配到与其颜色最相近的区域，不能从该边连接边缝路径；

②交叉点为粘连点时，沿交叉点外轮廓连接边缝路径，舍弃一条最弱边缝梯度的边界路径。

进一步，如上所述的栅格图像边缝路径及边缝拓扑结构的生成方法，交叉点为孤立点时，还包括：