基于DiffusionCurve的图像矢量化方法研究

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1、硕士学位论文题目：基于DiffusionCurve的图像矢量化方法研究研究生刘洪陈专业计算机软件与理论指导教师吴向阳副教授完成日期2014年1月杭州电子科技大学硕士学位论文基于DiffusionCurve的图像矢量化方法研究研究生：刘洪陈指导教师：吴向阳副教授2014年1月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterTheResearchonimagevectorizationbasedonDiffusionCurveCandidate:HongchenLiuSuperv

2、isor:AssociateProf.XiangyangWuJanurary，2014杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文

3、工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日杭州电子科技大学硕士学位论文摘要随着计算机软件与硬件的飞速发展，图像处理技术在社会的诸多领域得到广泛的应用。对光栅点阵图像进行分析、识别并重建其中图形对象的图像矢量化技术也在诸如工程图纸、地图等的扫描输入、数控切割、雕花等得到广泛应用。

4、但是由于图像的复杂性，各种图像矢量化算法都有一定的局限性，限制了图像矢量化在其他领域的应用。因此，图像矢量化算法仍在不断发展，此种技术依然有着广阔的研究空间。论文主要讨论了曲线颜色扩散（diffusioncurve）的矢量化方法。首先将彩色图片转为灰度图，然后再利用边缘检测方法获得图片的轮廓信息，根据原彩色图片保存轮廓信息（诸如坐标，颜色值等），最后根据得到的轮廓信息利用雅克比迭代法还原原始图像。本文的主要工作如下：首先，我们对提取图像轮廓的方法进行了改进，原方法中利用经典的Canny边缘检测方法获得图片的轮廓，但经典的Canny边缘检测方法是将彩色图片转为灰

5、度图再求图片像素点的梯度值，得到的梯度值不能完全反映彩色图像中像素点的梯度值，有时得到的边缘并不完整。我们利用求解张量梯度的方法，求解图片中每个像素点的梯度值，再根据求得的梯度值选取图像的边缘点。利用改进后的方法得到的图片的轮廓更加完整和简练。其次，我们对还原图像的算法进行了改进，原方法中为了得到轮廓两侧的颜色值信息，需要对得到的轮廓进行两次Bezier拟合，然后根据拟合后的Bezier曲线，利用快速生成Voronoi图的算法渲染出Voronoi图，利用生成的Voronoi图求得所有非轮廓点到轮廓点的最近距离，最后根据求得的距离进行雅克比迭代来还原图像。该方法

6、拟合了两次Bezier曲线，两次渲染了Voronoi图，我们利用数学形态学中膨胀的方法改进了该方法，我们只需要拟合一次Bezier曲线，渲染一次Voronoi即可还原出原图像。最后，针对原算法不能还原颜色分布不均匀的图片（即使可以还原原始图片，效果也很不理想）的缺点。我们提出利用赋予轮廓点重要性的方法，来改变某些轮廓点对其他非轮廓点的影响，从而还原出颜色分布不均的图片。关键词:矢量化，颜色扩散，泊松方程，轮廓，重要性I杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofcomputersoftwareandhardwa

7、re,imageprocessingtechnologyhasbeenwidelyusedinmanyareasofsociety.Dotrasterimageanalysis,recognitionandreconstructiontechniqueinwhichtheimagevectorgraphicobjectsarealsowidelyusedinengineering,suchasdrawings,mapsandotherscanninginput,CNCcutting,carvingandsoon.However,duetothecomplexi

8、tyoftheimage,anyima