基于动态系统计算的数字图像处理——自动机若干问题研究

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1、摘要数字图像本质是2．D矩阵，其处理方法足进行各种图像变换。从这种角度来说，图像可以认为是一个动态离散系统，因此动态系统理沦在图像处理f’口j题中有着广泛应用。本文的研究对象是黑白二值的文档图像。研究内容是将动态系统的自动机理论与图形链编码理论相结合，构建了基于图像边界链码的自动机，实现了若干图像算法，并解决了二值图像处理中的一些实际问题。作为自动机的应用，本文还研究了交通问题中的自动机模型。最后本文编制了基于图像和文字信息分离的表格文字填写识别软件。本文的研究成果如下：1．将自动机理论与图像处理中的链编码理论相结合，创建了

2、基于八方向Freeman链码的边界自动机，定义了状态映射关系，研究了边界自动机在二值图像中的实现算法。2．将图形学中的栅栏算法移植到基于Freeman链码的边界自动机中，提出了一种新的基于链码的自动机区域填充算法。利用自动机运行得到的边界链码，通过对边界上的左右端点到栅栏间的像素取补来填充区域。算法能填充任意复杂图像区域，不需要辅助内存空间和标记边界色。3．在研究二值图像边界的单向标记和双向标记算法基础上提出了完整的边界标记规则。该规则不仅考虑图像区域的左右边界，还考虑了上下边界因素，足一种更加完善的边界点标记分类方法。基于

3、本文边界标记规则提出了一种快速求取图像行长度的算法。根据自动机进行图像边界标记时的跟踪方向，确定图像区域的左右边界，快速求得封闭区域每一行的长度。本文还应用图像行长度算法进行了图像面积和图像矩的快速计算。4．在对现有表格软件分析的基础上。提出了一种新的表格填写识别软件的设计方案。设计思想是将原始表格通过扫描仪输入成为数宁图像。把所填内容以图像处理中的文字添加方式填入到图像中。本软件可以很好地解决将填写信息打印在原始表格上的难题。软件定义了一种高效的图像和格式化文字混排的文件格式，保存时将图像和文字信息分离存储。填写类似表格时

4、，只需修改填充文字就可以实现表格数据的更新。摘要5．应用边界自动机研究了表格图像单元格的识别算法，并进行了二值表格图像倾斜校正算法的设计。本文开发的软件中将两种算法加以了实现，在实际应用中表现良好。关键词：图像处理，自动机，边界标记，区域填充，链编码，表格识别nAbstractABSTRACTDigitalimageisa2-Dmatrix．ImageprocessingmayberealizedbyIinearmatrixtransformmethod．AnimagematrixCOUIdbeseena2一Dlineard

5、iscretedynamicsystem．Thealgorithmandmethodofthedynamicsystemcanbeusedintoimageprocessing．Thisdissertationdiscussesthealgorithmandtheapplicationofautomatontheoryonblack—whiteimageprocessing．Imageprocessingandautomatonarecombinedintheresearchonimageedgeproblem．Anewau

6、tomatonbasedonFreemanchaincodearepresented．Themodeloftrafficisproposedastheapplicationofautomatontheory．Atlast，asoftwarehasprogrammedtosolvetheimageformproblem．Inthisdissertation，researchworkshavebeenlaunchedinthefollowingaspects：1．Theautomatonforimageedgeispropose

7、dbasedonautomatonandeight·directionFreemanchaincode．Therealizationofthechaincodeautomatonhasbeenusedintheresearchonimageedgeprocessing．2．TherasterfillingalgorithmofcomputergraphicstheoryistransplantedintoanewnlIingalgorithmbasedonchaincode．Anewboundarypointclassify

8、ingmethodisdefinedbyusingboundaryFreemanchaincode．Theautomatonfillspixelsbetweenleftpointorrightpointofcontourandrasterlinewithcomplementoperatio