二值图像中目标物体轮廓的边界跟踪算法

《二值图像中目标物体轮廓的边界跟踪算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com第32卷第1期大连海事大学学报V0I．32No．12006年2月JournalofDalianMaritimeUniversityFeb2006文章编号：1006—7736(2006)O1—0062—03二值图像中目标物体轮廓的边界跟踪算法王福生，齐国清(大连海事大学信息工程学院，辽宁大连116026)摘要：分析了二值图像识别中常见的边界跟踪算法，在此基础上提出一种通用性强的边界跟踪算法，能够根据上一边界点的位置判断轮廓走向．在搜索下一个边界点时，只需要对候选的5个点进行判断，便

2、可以找到下一个边界点的位置，从而减少丁搜索的次数，使得边界跟踪的时大为减少．算法对于轮廓不封闭的线段也可以一次扫描得到其轮廓信息．实验表明，算法不仅速度快，而且轮廓识别准确．对于目标物较复杂的图像，算法更能体现出其优越性．关键词：图像识别；二值图像；边界跟踪；目标物体轮廓；模式识别中图分类号：TP391．41文献标识码：A0引言1传统的边界跟踪算法在模式识别领域，图像的形状特性是特征提一种常见的边界跟踪算法是“虫随”法．它采取的重要指标，很多情况下，只有知道了图像的形用如下的规则处理．状特征才能定量地对图像作进一步分析⋯．而边

3、一个理想的小虫从白色背景向黑色背景像素界轮廓的确定又是研究形状特征的前提，也是区域前进，该黑色像素区域表示为一个闭合的轮计算机对图像自动识别的前提，它对特征描述、识廓．当小虫进入到了黑色像素中时，小虫就向左转别和理解等高层次的处理有着重大的影响．弯并继续向下一个像素运动．如果下一个像素也边界跟踪是一种基于梯度的图像分割方法．是黑色，则小虫再次左转，如果下一个像素是白从梯度图的一个边界点出发，通过对先前一个边色，则小虫向右转．这一过程持续下去直到小虫到界点的考虑而确定下一个新的边界点¨．传统的达其运动开始点才停止．这种方法存在以

4、下问题：边界跟踪法一般有“虫随”法、光栅扫描法、T算法(1)目标的某些小凸部可能被迂回过去，如等．但这些方法都要多次重复才能得到结果，有时图1右下角小凸所示．若要避免这种情况，必须多也可能出现反复跟踪某局部区域，使程序陷入死选一些起始点并取不同起始方向重复进行，然后循环．文献[6]中的目标邻域点边界跟踪法是在取相同的轨迹作为目标轮廓．重复的次数视图像“虫随”法的基础上衍生而来，它克服了“虫随”法的复杂程度而定．但即使重复多次也未必能避免的缺点，一次循环就可准确得到目标物的轮廓，实这种问题．验效果较好．在此基础上，本文提出的算法

5、能够根(2)小虫可能会掉进陷阱，即围绕某个局部据上一边界点的位置判断轮廓走向，从而减少了封闭的区域重复爬行，回不到起始点．为避免这个搜索次数，提高了搜索效率．目标物图像越复杂，问题，可以让小虫有记忆功能，使小虫在当前不正越能显示出它的优越性．确路线时能够记住它走过的步子并由原路退回．收稿日期：2005—09—01．作者简介：王福生(1980一)，男，i[宁大连人，研究生；E—mail：foxwfs@sina．c()m维普资讯http://www.cqvip.com第1期王福生，等：二值图像中目标物体轮廓的边界跟踪算法63由于有

6、回路返回过程，小虫所走的步数为原来简2(b)所示．现在的问题是确定在8邻域内按怎样单小虫所走步数的两倍．显然，对于某些复杂图的规则搜索，才能迅速有效地找到下一个边界点．像，这种方法的运算量太大，甚至无法实现．而且(x一1．Y一1)(x一1，y)(x一1，Y+1)在选择起始点时就有可能已经“踏”在陷阱中了，(X，Y一1)(X，y)(X，Y+1)(X+1．Y一1)(X+1，y)(x+1，Y+1)从而出现误判．(a)坐标表示—■·一一I3214P0567(b)位置编码表示图28邻域位置表示根据前一点和当前点的相互位置可以大致确定出边

7、界的走向，因此在对下一点的搜寻时不必再对当前点的8邻域进行计算比较，而可以根据前一点P和当前点C在位置上的不同(共8种可能的方向)，对边缘方向上的5个像素进行计算比较即可(如图3所示)，这样将减少相当的计算量．图l“虫随”法确定目标边界光栅扫描法通过采用设定一定阈值对图像进行多次行扫描和列扫描实现跟踪．该方法的缺点是要不断调整阈值，而且扫描严重依赖于光栅田园圈扫描的方向性，还要多次行扫描、列扫描配合使用．由于阈值选择的盲目性和行扫描、列扫描的次墨数的不确定性，因此很难得到目标物的准确轮廓．轮廓编码中用到的T(Trace)算法也

8、可以用田前一点P■当前点cII候选点N来跟踪区域的边界等值线．T算法是4邻域搜索图3搜索的候选点与前一点的位置关系算法，其搜索规则与进入方向有关，搜索效率不因此可以得出寻找下一边界点的准则如下：高，且无法克服内孔洞(边界)的存在对算法的影设当前点P(z，Y)在上一边界点C的8