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新的二值图像八近邻边界跟踪和内外边标定算法

作　者: 孙丁
导　师: 顾国庆
学　校: 华东师范大学
专　业: 系统分析与集成
关键词: 二值图像链编码边界跟踪边界标定自动机
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 53次
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内容摘要

链编码是二值图像的一种表示方式,它通过记录图像区域的边界信息,把图像山二维转换为一维链。在压缩存储空间和降低图像处理复杂程度的基础上依然能够不丢失图像的信息。链编码保证了结构化的图像表现和高效率,高比率的图像压缩等诸多优点使得链编码在图像分析处理领域,比如压缩、矩的计算、文档图像分析、字符识别及和模式识别领域有着广泛的应用及重要的价值。从二值图像的存储和传输角度来说,图像编码的复杂度和高效程度是至关重要的。从边界跟踪实现方法的角度分析,目前的边界跟踪算法主要分为两类：类是基于游程,另一类则是基于链编码。采用游程的跟踪算法把每个目标区域按行分割成游程表示,分析邻近游程之间的关系,从而得到区域轮廓。而基于链编码的跟踪算法比较直观,只需在图像的边缘上跟踪,效率较高,但对于多区域多连通图像则容易出现漏追踪、重复追踪、破坏区域连通性的现象,因此在追踪过程中通过标记来避免此类问题。本文在简单的讲述了数字图像的发展历史和目前技术的成熟之处以及发展前景之后分别详细的分析目前主流二值图像边界跟踪算法：游程码算法和四周标定算法的内部实现机制和两个算法优势和不足。并重点阐述了本文提出的新算法如何应用了改进的边界标定自动机和新的竖直方向单侧标记的机制实现了二值图像八近邻的边界标定算法,并在时间和空间复杂上都详尽的探讨和证明了新算法的优势。并且在后面部分的实验中对6种不同类型,不同的容量大小的二值图像分在相同的计算环境和能力下对两种最主要的算法进行了对比测试,在实践中验证了新算法能够完整的保留图像的连接信息和完整性而且目标图像的内外边界能够被完全的获取并准确无误的区分出来。竖直方向的单侧标定过程能够随着图像的遍历同时进行,也就是说算法具有同时性。对图像进行单次遍历就能够得到输出的链编码。在对比结果图中可以清晰的看出坚直方向单侧标定算法在对具有相同的像素数节的不同类型二值图像处理时,所消耗的时间长短波动不大。这就说明了图像的种类和复杂度对新算法的影响度不很明显,算法的可靠性很高。坚直方向单侧标定算法拥有相对较低的算法复杂度和相对较低的算法复杂度。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
目录  8-10
第一章绪论  10-14
  1.1 研究背景  10-12
    1.1.1 链编码表示图像  10
    1.1.2 图像边界的跟踪和链编码的生成  10-12
  1.2 研究的内容  12
  1.3 研究的意义  12
  1.4 本文贡献  12
  1.5 本文结构  12-14
第二章图像处理与链编码简介  14-22
  2.1 数字图像处理简介  14-15
  2.2 数字图像处理主要研究方向  15-16
  2.3 二值图像简介  16
  2.4 链编码简介  16-22
    2.4.1 Freeman链编码  16-18
    2.4.2 Freeman差码  18-19
    2.4.3 缝隙码  19-20
    2.4.4 顶点链编码  20-22
第三章游程码算法  22-33
  3.1 算法概述  22
  3.2 游程码的生成算法  22-25
  3.3 游程码生成链编码算法  25-33
    3.3.1 边界跟踪  26-28
    3.3.2 编码的生成  28-30
    3.3.3 链编码的附加符号  30
    3.3.4 边界的包含关系  30-33
第四章四周标定算法  33-41
  4.1 算法概述  33
  4.2 怎样找到新的边界  33-36
  4.3 如何跟踪边界  36-38
  4.4 怎样判断合适停止跟踪器  38-41
第五章竖直方向单侧标定算法  41-62
  5.1 自动机简介  41
  5.2 现有的自动机模型  41-44
    5.2.1 边界标定自动机的内部状态  42-43
    5.2.2 自动机标定的边界定义  43-44
  5.3 改进的八近邻边界标定自动机  44-51
    5.3.1 八近邻内侧自动机  44-48
    5.3.2 八近邻外侧自动机  48-51
  5.4 边界标定自动机的启动改进  51-52
  5.5 竖直方向的单侧边界标定  52-53
  5.6 在标定过程中判定内外边界的方法  53-57
  5.7 算法复杂度方面的分析  57-62
    5.7.1 时间复杂度  57-60
    5.7.2 空间复杂度  60-62
第六章实验与结果  62-68
  6.1 实验概述  62
  6.2 实验环境描述  62-67
  6.3 结论  67-68
第七章总结与展望  68-70
  7.1 研究内容总结  68
  7.2 研究成果总结  68-69
  7.3 进一步的工作展望  69-70
攻读硕士学位期间参与的项目及发表的学术论文  70-71
参考文献  71-73
致谢  73

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