光栅图像矢量化研究及应用

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1、摘要摘要近年来，光栅图像矢量化是CAD&CG领域的热门研究课题。其在工程图纸、地图等的扫描输入和数控切割、雕刻中均有应用。刺绣制品因其特有的审美价值和装饰功能一直以来深受人们喜爱，电脑刺绣也应运而生，此时，刺绣打版系统中刺绣画稿的设计及打版效率成了刺绣品生产效率的瓶颈。目前，著名的刺绣打版系统可以对输入的矢量图形实现自动打版，但刺绣画稿的设计仍采取交互输入图形或在参考图像上勾画图形的方式，其效率仍然不高。本文提出运用光栅图像矢量化的方法辅助矢量刺绣画稿的快速设计。对黑白线画稿图像的预处理、色彩均

2、匀以色块表现图案的彩色图像的分割、点链的提取以及拟合等几个问题开展研究。主要内容包括：1．针对黑白线划稿图像中可能存在的斑点噪声、线划粘连、线划断裂，给出了相应的快速有效处理方法。2．综合现有文献的线划点链的提取方法，提出了一种尽可能不改变原始线划拓扑关系及尽量少线划条数的点链提取方法，达到预期目的。3．根据输入的彩色图像特点提出了两种有效的分割方法。在噪声色调与主色调相近的情况下，考虑到图像中人视觉感知的图案信息不仅与其中的色块色调有关，还与色块的面积及空间位置有关，采取了先基于色调信息对图像

3、进行色彩聚类，而后根据色块的空间位置及面积信息对色块进行合并的分割方法；在噪声色调与主色调相差很远的情况下，则采取交互式的色块区域生长的方法。实验表明两种方法的运用兼顾了处理的效率和分割的效果，分割后的图像适宜于刺绣画稿设计。4．以直线段和圆弧为点链拟合图元，采取遗传算法直接对点链进行线段和圆弧的一步拟合方法，给出了相关参数和处理步骤。实验表明该方法能较好的克服量化误差，拟合的线划平滑，特征点定位准确。本文的创新点在于：提出一种先颜色聚类而后区域合并的彩色图像分割方案，给出了图像中连通区域位置关

4、系的表达方法和快速求取方法，该方法成功地应用于自动的图像小面积噪声区域去除和交互式的图像区域合并，从而实现快速有效的彩色图像分割。广东T业大学T学硕_}

5、学位论文关键词：图像矢量化；CAD；彩色图像分割；边界跟踪；拟合；刺绣IIAbstractInrecentyears，theresearchsubjectonrasterimagetovectorgraphicsconversion(R2V、isincreasinglypopularinthefieldofCAD&CG．Itappliestos

6、canningandrecognizingofengineeringdrawings，mapsaswellasNCcutting，carving．Embroiderieshavebeenfavoredbymanypeoplebecauseoftheirspecialaestheticanddecorativefeatures．embroideringwithcomputerhaveemergedconsequently．Atthistime，designmentefficiencyofsketc

7、hintheembroideryCADsystemhasbecomethebottleneckofembroideriesmanufactureefficiency．Presently,theembroideryCADsystemCangenerateneedlecodeautomaticallyonlyifthevectorgraphicsisprovided．Butthesketchisdesignedbythemeansofhand—drawndirectlyoroutliningrefe

8、rencedimage．Thereforeitshoweduptheinefficiencyofthisway．Inthisdissertation，Theschemethatembroiderysketchisdesignedrapidlyisproposed，whichisusingrasterimagetovectorgraphicsconversion．Severalproblemsstandinginneedofsolutionsareinvestigated，whichinclude

9、spretreatmentoftheblack-whitehand—drawnlineimage，segmentationofthecolorimagethatpatternsbysomebigareacolorregions，pointschainoftargetextractionandfitting．Themaincontributionsofthisdissertationaresummarizedasfollows：Firstly,consideringspecklenoise，sep