二值光栅图像的最佳边缘欧拉回路生成方法技术

技术编号:2952523 阅读:247 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开一种二值光栅图像的前景像素边缘提取方法,包括,步骤一,将光栅图像中的每一前景像素采用四个边缘矢量表示,边缘矢量相互叠加形成整个光栅图像的边缘矢量图;步骤二,将步骤一中生成的边缘矢量图中的每一边缘矢量插补一条逆矢量;步骤三,采用深度优先方式遍历步骤二生成的矢量图生成欧拉回路;步骤四,将步骤三中生成的欧拉回路的路径中处于同一条直线上的连续线段合并成一条线段。本方法从铺设地板砖中得到启发,采用矢量加法生成边缘,能快速、准确找到最佳欧拉回路,使边缘提取效率提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于在激光雕刻的先进制造与自动控制领域的图像处理方法,具体涉及一种。
技术介绍
光栅图像是一种广泛使用的图像表示形式,常见的位图、JPEG、TIFF等图像格式都属于光栅图像。其基本原理在于用离散的像素表示连续的图像。这些像素被组织成排列整齐二维阵列,就成了常见的光栅图像。在激光雕刻领域,许多雕刻图案本身是以光栅图像形式生成的,同时,目前的大部分的激光雕刻图案不是彩色的,因此二值光栅图像的处理就成为激光雕刻领域非常重要的一部分,其中二值光栅图像中前景像素边缘回路的提取效率将极大关系到整个二值光栅图像处理的效率。目前在行业内普遍应用的处理方法主要存在如下缺点1.图像边缘的生成过程中需要依次判断当前像素与上下左右像素的关系,故边缘提取效率低。2.不能找到欧拉回路,这就意味着连续的图像边缘可能被分成多条边缘线而分次雕刻,降低了工作效率。3.找到的回路不是最佳,就是说,不能保证所找到的回路弯折最少,使激光雕刻效率降低。
技术实现思路
本专利技术所欲解决的技术问题是提供一种边缘提取效率高、能快速、准确找到最佳欧拉回路的二值光栅图像的边缘生成方法。本专利技术所采用的技术方案是,包括如下步骤步骤一,将光栅图像中的每一前景像素采用四个边缘矢量表示,边缘矢量相互叠加形成整个光栅图像的边缘矢量图;步骤二,将步骤一中生成的边缘矢量图中的每一边缘矢量插补一条逆矢量;步骤三,采用深度优先方式遍历步骤二生成的矢量图生成欧拉回路;步骤四,将步骤三中生成的欧拉回路的路径中处于同一条直线上的连续线段合并成一条线段。所述步骤一包括将边缘矢量图中互逆的矢量相互抵消的步骤。所述步骤三中在遍历过程中遍历到每一个节点以后,优先选择正对着的那个点作为路径中下一个节点。所述步骤三包括以下步骤第一步,从边缘矢量图中找到一个边缘矢量,将该矢量推入矢量栈中;第二步,从矢量栈中弹出一个矢量 ,若该矢量 在边缘矢量图中已不存在,则重复第二步;将矢量 填加到当前路径中,然后从边缘矢量图中删去矢量 及 的逆矢量;遍历矢量 所指向的节点发出的各矢量,将这些矢量依次推入栈中,且与矢量 在同一条直线上的矢量最后入栈;若矢量 所指向的节点就是当前路径的起始节点,则当前路径搜索完毕,当前路径压入路径栈中,清空当前路径;重复第二步直至矢量栈为空,则将路径栈中的各条路径连接在一起形成欧拉回路路径;第三步,清空路径栈,然后重复第一步,直至边缘矢量图中无矢量为止。本专利技术采用上述技术方案所达到的效果是本方法从铺设地板砖中得到启发,采用矢量加法生成边缘,边缘的生成是不需要条件判断的,省去了条件判断中的效率损失;本方法能够得到欧拉回路,使原二值光栅图形中的连通体的边缘一定可以“一笔画成”,并且本方法可以保证找到这条一笔画的路径。对于存在多个一笔画路径的边缘,本方法提取弯折最少的路径。附图说明图1是光栅图形局部样例。图2是每个前景像素抽象为“地板砖”后的边缘图。图3是图1所示的光栅图经过“地板砖”抽象方法之后形成的边缘有向图。图4是另一光栅图形局部样例。图5是图4所示光栅图像经过“地板砖”抽象之后形成的有向图。图6是图5所示的有向图经过“地板砖”抽象方法之后形成的边缘有向图。图7是“地板砖”抽象方法形成边缘矢量图的流程示意图。图8是又一光栅图形局部样例。图9是经过“地板砖方法”之后形成的边缘有向图。图10是经过逆矢量插补之后的边缘有向图。图11是经过一次深度遍历图10的边缘有向图找到的一条回路。图12是经过一次深度遍历图10的边缘有向图找到的另一条回路。具体实施例方式本方法的实现主要包含四个步骤第一个步骤是将光栅图像中的前景像素抽象以铺设地板砖的方式排在一起,使其每一块“地板砖”的边缘矢量相互叠加形成整个图像的边缘矢量;第二个步骤是为步骤一中生成的边缘矢量图中的每一边缘矢量插补一条逆矢量;第三个步骤是通过深度优先遍历步骤二生成的矢量图生成欧拉回路,并且在遍历到每一个节点以后,优先选择正对着的那个点作为路径中下一个节点,这样可以使生成的欧拉回路弯折最少。第四个步骤是将步骤三中生成的欧拉回路中本身处于同一条直线上并且连续的线段合并成一条线段,这样生成的路径有利于提高激光雕刻的效率。具体分别描述如下第一步边缘矢量图生成假如某个二值光栅图像的局部片段如图1所示,将图像的每一个像素抽象成一块带有四个边缘矢量的“地板砖”,由像素组成的图像则抽象成以多块“地板砖”排列在一起,如图2所示即为每个前景像素抽象为“地板砖”的边缘图。图2中的边缘矢量顺时针旋转与逆时针旋转皆可,本专利技术仅以顺时针旋转为例,逆时针旋转可以参考顺时针旋转的处理方法。每一像素经过“地板砖”抽象后,在图1中所示的光栅图形局部样例的像素边缘排列起来后将形成如图3所示的边缘矢量图。对于前景像素相邻的情况,其相邻边缘矢量将相互抵消。如图4所示另一二值光栅图像局部片段,经过“地板砖”抽象之后,图4所示的光栅图像的像素边缘即形成如图5所示的有向图,经过“地板砖”方法,互逆的矢量将相互抵消,形成的边缘矢量图如图6所示。整个边缘矢量图的生成过程如图7所示。第二步插补逆矢量对第一步生成的边缘矢量图插补逆矢量。之所以要对第一步生成的边缘矢量图进行插补逆矢量处理,是因为,如果不这样,则找到的欧拉回路将是弯折最多的,例如图3中的边缘有向图,弯折最少的欧拉回路应该是abcdefghkfcma,弯折总数为8,而如果不插补逆矢量找到的欧拉回路为abcfghkfedcma,弯折总数为12。如图8所示的又一二值光栅图像局部片段,经过第一步处理之后形成的边缘矢量图如图9所示,再经过插补逆矢量之后形成的有向图如图10所示。插补逆矢量的具体方法为遍历边缘矢量图中的每一条矢量并为其添加逆矢量。这样做是不会添加重复的矢量到原图中的,因为原矢量若有逆矢量存在,则在“地板砖”方法中必已消掉,步骤一生成的矢量图中每一条矢量都不存在逆矢量。第三步生成欧拉回路本方法以深度优先方式遍历边缘矢量图以寻找欧拉回路。具体描述如下1.从边缘矢量图中找到一个边缘矢量,将该矢量推入矢量栈中;2.从矢量栈中弹出一个矢量(记为 ),若该矢量在边缘矢量图中已不存在,则重复步骤2;将矢量 填加到当前路径中,然后从边缘矢量图中删去矢量 遍历矢量 听指向的节点发出的各条矢量,将这几条矢量依次推入栈中,注意与矢量 在同一条直线上的矢量最后入栈;若矢量 所指向的节点就是当前路径的起始节点,则当前路径搜索完毕,当前路径压入路径栈中,清空当前路径;重复步骤2直至矢量栈为空,则将路径栈中的各条路径连接在一起形成欧拉路径。3.清空路径栈,然后重复步骤1,直至边缘矢量图中无矢量为止。步骤2中曾描述将路径栈中的各条路径连接成欧拉回路。具体方法如下因为理论分析证明,到矢量栈为空时,路径栈中的各条路径将形成欧拉回路。简要分析如下因为路径栈中的各条路径都是同一次深度优先遍历中得到的,所以这几条路径是连通的,也就是说,是可以连接在一起的。另外,每个前景像素形成的边缘矢量图的每个顶点的度数为2,矢量叠加以后,如果发生矢量抵消也是两个两个抵消的,因此最终形成的边缘矢量图的每个顶点的度数值可能是2或4,根据图论,其中的连通体有欧拉回路存在。并且路径栈中的各条路径的连接点度数只可能为4,这样不同的回路就能够连接成一条大的回路,这条回路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二值光栅图像的最佳边缘欧拉回路生成方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤一,将光栅图像中的每一前景像素采用四个边缘矢量表示,边缘矢量相互叠加形成整个光栅图像的边缘矢量图;步骤二,将步骤一中生成的边缘矢量图中的每一边 缘矢量插补一条逆矢量;步骤三,采用深度优先方式遍历步骤二生成的矢量图生成欧拉回路;步骤四,将步骤三中生成的欧拉回路的路径中处于同一条直线上的连续线段合并成一条线段。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:高云峰郭建廷
申请(专利权)人:深圳市大族激光科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:94[中国|深圳]

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