[发明专利]二值线形图像移动圆矢量化方法

摘要

一种二值线形图像移动圆矢量化方法，属计算机数字图像处理技术领域。在线形物图像上画一个圆，在没有分叉的情况下，圆和图像有两条弧相交。连接相交弧的弦并确定弦的中点。让圆心移动到弦的中点，产生新的圆、弦和弦中点，如此重复，形成一系列的弦中点，这些弦中点的连线就是图像中心线。取圆的直径等于弦长乘上一个常数，圆的大小根据局部性质自动调整，考虑线宽、精度、图像边缘噪声枝等3个因素。如果在前进方向碰到多个相交弧段，则出现了线形图像分叉的情况。此时选择其中一个为前进方向，将其余的分叉方向记录进分叉记录表，待处理。本发明具有精度高、抗噪声能力强、线宽自适应、保留线宽信息、无需细化、交叉点识别能力强等特点。

主权项

一种二值线形图像移动圆矢量化方法，其特征在于按如下步骤进行：(1)用常规方法打开一个二值图像文件；(2)确定矢量化起始点：通过鼠标点击图像确定或计算机自动扫描二值图像确定，若采用后一方法确定，则从图像左上角开始，逐行扫描，遇到的首个图像像素点作为起始点；(3)通过起始点确定起始圆心a：通过起始点作垂直于横轴的直线，取该直线通过图像部分的线段中点，过此中点作垂直于纵轴的直线，取纵横两线段中的较短者的中点为起始圆心，并将纵横两线段中较短的线段长度称为“线段长”；(4)取一大于1的实数K和一大于1的实数λ；(5)以线段长的K倍为直径D，以步骤(3)确定的圆心a为圆心画移动圆；画移动圆时先到圆周坐标查找表中查找直径为D的圆周像素坐标，若查到则将查到的圆周像素坐标加上移动圆圆心a的像素坐标，得到移动圆的圆周像素坐标；若查不到则用Bresenham算法生成圆心在原点、直径为D的圆周像素坐标，加上移动圆圆心a的像素坐标，得到移动圆的圆周像素坐标，同时将直径D和圆心在原点的圆周像素坐标添加到圆周坐标查找表中；(6)确定前进方向：对起始圆，设此圆与图像相交有两个弧段，任取其中一个弧段所在的方向为前进方向，将另一个方向记录进分叉记录表，记录下起始圆心a的坐标和线段长，获取前进方向弧段的弦；对非起始圆，则两个弧段中有一个与已矢量化部分相交，另一个不相交，取不相交弧段所在方向为前进方向；(7)连接心弦线：确定弦的中点，记录弦中点坐标作为矢量化的节点，连接圆心与弦中点，得“心弦线”线段；(8)K值调整与否的确定：若心弦线跑出图像，则移动圆太大，缩小K值，令K＝k/λ，按步骤(5)处理；若图像噪声枝严重，则增大K值，令K＝k＊λ，亦按步骤(5)处理；无需调整K值的则按下一步骤(9)处理；(9)检查是否有分叉：若在前进方向有多个相交弧段，则线形图像分叉，应选择其中一个为前进方向，其余分叉方向记录进分叉记录表，记录各自的弦长作为线段长和弦中点作为圆心，待处理；(10)线条是否到头或是否遇到已处理部分的检查：若没有到头也没有遇到已处理部分则按步骤(5)处理，否则按步骤(11)处理；(11)若是线条到头，则按步骤(12)处理，若是遇到已处理部分，则前进方向的最后一条弦和已处理部分相交于一点，在最后一个移动圆内必有一个分叉点a，找出分叉点a，连接该分叉点和最后一个弦中点；寻找分叉点的方法是设最后一个移动圆圆心坐标为(xd，yd)，分叉记录表中的圆心坐标为(x，y)，满足min[(x-xd)2+(y-yd)2]的(x，y)即为所求的分叉点坐标(xa，ya)，将分叉点a从分叉记录表中删除，再按步骤(12)处理；(12)检查分叉记录表是否为空：若非空，则在分叉记录表中读取一个分叉点获得圆心和线段长，并将取中的分叉点在分叉记录表中删除，按步骤(5)处理；否则按下一步骤(13)处理；(13)用鼠标手工点击图像或计算机自动扫描查找新的起始点；(14)若找到新的起始点，按步骤(5)处理，否则按下一步骤(15)处理；(15)根据由所有弦中点组成的节点进行矢量化，消除冗余节点；算法如下：对相邻三节点ki，ki+1，ki+2，用Bresenham画线算法画节点ki和节点ki+2之间的连线，若ki+1刚好在此连线上则删除该节点，否则保留；反复扫描所有节点，直至无节点删除为止；(16)输出结果。