[发明专利]一种基于逐行扫描的二值图像边界跟踪方法

说明书

本发明公开一种基于逐行扫描的二值图像边界跟踪方法，应用于图像处理领域，针对现有图像边界跟踪算法不能同时兼顾边界跟踪的速度和准确度的问题；本发明首先，标记出目标轮廓上的像素点；然后，按照每行像素点从左到右的顺序，从上到下逐行扫描二值图像，当遇到一个未放入任何边界片段的边界轮廓点时，依次对其摩尔邻域内P1，P2，P3，P6位置的边界轮廓点执行边界连接判断操作，最后逐行扫描结束，输出目标的有序边界轮廓。

技术领域

本发明属于图像处理领域，特别涉及一种二值图像边界跟踪技术。

背景技术

二值图像是一种特殊的图像表现形式，组成图像的每个像素只有黑色和白色两种颜色。二值图像在图像处理领域中有非常重要的作用，如便于对图像的轮廓进行分析、匹配、识别等。

边界跟踪一种获得二值图像中目标轮廓的方法。在一些图像处理的应用中，如基于轮廓特征的模式识别，需要按照特定顺序排列的目标边界轮廓像素点，边界跟踪算法可以解决该问题。摩尔邻域跟踪法是一种经典且实用的边界跟踪算法，该算法的原理每当遇到一个属于目标的像素点，返回到上一步所在的像素点，然后按顺时针方向遍历该像素点的摩尔邻域，直到遇到下一个属于目标的像素点，重复上述操作直到满足设定的终止条件。该算法的性能较为优异，但是存在一个较大的问题，即选择合适的算法终止条件使得同时兼顾边界跟踪的速度和准确度。

发明内容

本发明提出一种基于逐行扫描的二值图像边界跟踪方法，从原理上解决难以选择合适的边界跟踪算法终止条件使得同时兼顾边界跟踪速度和准确度的问题。

本发明采用的技术方案为：一种基于逐行扫描的二值图像边界跟踪方法，包括：

S1、对二值图像中的像素点按照从左到右顺序，从上到下逐行扫描，若当前像素点的上下前后四个位置的摩尔邻域点中至少存在一个黑色像素点以及一个白色像素点，则将当前像素点标记为目标轮廓上的像素点；

S2、判断当前目标轮廓上的像素点是否与其摩尔邻域点中的某个点相连，若相连则执行步骤S4，否则执行步骤S3；

S3、执行新增边界片段操作，然后返回步骤S2；

S4、执行加入边界片段操作，将当前目标轮廓上的像素点加入边界片段；

S5、当扫描完所有的目标轮廓上的像素点，得到目标形状完整的有序边界轮廓点坐标信息。

本发明的有益效果：本发明的方法定义了新增边界片段、边界连接判断、加入边界片段三种基础操作，来对二值图像边界进行跟踪，首先根据当前像素点上下左右4个摩尔邻域点中黑色像素点和白色像素点的个数，对目标轮廓上的像素点进行标记；然后对标记的目标轮廓上的像素点根据边界连接判断操作，进行新增边界片段操作，然后执行加入边界片段操作，最终获得目标形状完整的有序边界轮廓点坐标信息；本发明方法从原理上改进了现有的二值图像边界跟踪算法所存在的难以同时兼顾边界跟踪速度和准确度的问题。

附图说明

图1为P点的摩尔邻域点标记示意图；

图2为P与P2相连的第一类情况示意图；

其中，(a)为P1和P5是白色，且P3和P6全为黑色的情况，(b)为P1和P5是白色，且P3为黑色P6为白色的情况，(c)为P1和P5是白色，且P3为黑色P6为白色的情况；

图3为P与P2相连的第二类情况示意图；

其中，(a)为P3和P6是白色，且P1和P5全为黑色的情况，(b)为P3和P6是白色，且P1为黑色P5为白色的情况，(c)为P3和P6是白色，且P1为黑色P5为白色的情况；

图4为P与P1斜向连接的示意图；

其中，(a)为P2为黑色P5为白色的情况，(b)为P2为白色P5为黑色的情况；