[发明专利]基于平面块集合的图像矢量化表达方法

说明书

本发明公开了一种基于平面块集合的图像矢量化表达方法，属于视频与图像处理技术领域，该方法包括下述步骤：输入任意光栅图像信息以及用户指定的平面块个数。算法首先通过一种映射方法将图像像素点转换为稠密的曲面三角网格；然后根据该三角网格利用迭代方法配合主成分分析方法估计出每个平面块所在平面的参数，使得平面块能够尽可能贴近该三角网格；最后提取出每个平面块的边缘曲线，并利用半曲边结构记录平面块之间的拓扑连接关系。用本方法计算出来的平面块集合结构，可以很好的逼近原始图像。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，特别涉及到一种利用平面块集合表达图像的图像矢量化方法。

背景技术

随着数字图像处理技术的迅速发展，各种各样的图像越来越多地出现在人们的日常工作与生活中。传统的图像一般为光栅图像，其以矩阵的方式记录每个像素点的颜色值。这样一来，我们可以很方便地记录与显示图像。然而，当我们需要对图像做一些更加复杂的操作(如保清晰度缩放等)时，光栅图像这种表达方式就显得不那么灵活了。若采用矢量化的表达方式，则可以实现上述功能。除此之外，矢量化的表达方式还有其他优点，如使得图像更加容易编辑、可实现一定程度上的压缩存储等。

图像矢量化，则是一个将光栅图像转化为对应的矢量图形的过程。转化后的矢量图形可采用诸如点、直线、曲线、多边形、平面、曲面等几何图元的形式来表达输入图像，使得此种表达方式拥有上述优点。

发明内容

在图像的众多矢量化表达方式中，三角网格的方式较为简单直观。但在现有的三角网格表达方式中，三角形顶点的颜色值即取为图像对应像素点的颜色值，这无法保证局部三角形覆盖的区域对输入图像的逼近程度达到最优状态。为解决上述问题，需要寻求一种新的矢量化表达方法，本发明的目的就是提供一种基于平面块集合的图像矢量化方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案为，一种基于平面块集合的图像矢量化表达方法，该方法包括下述步骤：

(1)输入任意光栅图像和平面块个数N；

(2)将光栅图像的像素点连接起来并转换为空间三角网格；具体包括以下子步骤：

(2.1)将光栅图像的每个像素点与其上下左右的四个相邻像素连接起来，形成一个平面四边形网格；

(2.2)给网格的每个顶点的位置坐标增加一个维度，其值为对应像素点的灰度值，将原平面四边形网格转化为曲面四边形网格；

(2.3)在每个四边形单元的对角线处添加一条边使其变成两个三角形，这样便形成了一个曲面三角形网格。

(3)根据给定的平面块个数N计算平面参数；具体包括以下子步骤：

(3.1)在曲面三角形网格中任取N个三角形作为种子，给每个种子赋予一个标签，利用着色算法将标签扩散到整个网格，使得每个三角形均属于某一个简单连通区域，并对每块区域利用主成分分析法计算出一个平面，使得该平面与网格中该区域所有三角形的距离之和最小；

(3.2)选出每块区域中距离其对应平面最近的三角形作为新的种子并再次按步骤3.1方法计算出新的平面；

(3.3)反复执行步骤3.2直至所有区域的三角形与其对应的平面的距离之和不再降低，记录下此时的平面以及区域划分；

(4)根据得出的N个平面提取并存储N个区域对应的封闭边缘线，并利用半曲边结构记录；具体包括以下子步骤：

(4.1)提取出一环邻域中三角形属于两种或两种以上区域的网格顶点对应的像素点作为边缘像素点；

(4.2)按与图像平面垂直的方向将每个区域的所有边缘像素点投影到该区域对应的平面上，并按投影点裁剪对应的平面，将裁剪后的平面称为平面块；