一种二值图像连通区域并行化检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种二值图像连通区域并行化检测方法及系统，所述方法包括：发起多路计算，将图像分割为多个部分；对分割后的每个部分独立地进行极值构造；将各部分的计算结果进行同步，得到与原图像尺寸相同的数据结果；对所述数据结果进行扫描以获得极值点的个数及位置，该方法只需要一次扫描、比较，所需存储空间小，逻辑简单，能够并行计算，速度快，效率高，尤其适用于大量连通区域检测问题。

【技术实现步骤摘要】
一种二值图像连通区域并行化检测方法及系统
本专利技术涉及二值图像连通区域检测领域，尤其涉及一种二值图像连通区域并行化检测方法及系统。
技术介绍
在高通量生物检测中，数据图像中大量的反应位点识别是核心步骤之一。图像经过前期处理后得到反映芯片孔位形态的二值图像。如何在该图像中快速确定连通区域的个数、中心位置以及尺寸(即孔的个数、位置、尺寸)是识别技术的关键，直接影响图像检测算法的性能。目前的连通区域检测算法主要是基于游程编码。该方法的思路为：首先对二值图像进行一次完整的扫描，标记所有目标像素点的同时，得到并记录等价标记对。等价标记对(以下简称等价对)的产生是由于扫描次序的不同，导致开始时认为是两个不同的连通区域，后来随着扫描的深入，又发现这两个区域是连通的。所以，需要记录等价对，以表明它们隶属于同一个连通区域，以便第一次扫描结束后进行修正。在整个游程标记过程中，同时需要考虑及处理若干特殊情况。该算法存在以下问题：首先，需要反复扫描、比较，所需存储空间大，逻辑复杂；其次，无法并行计算，速度慢、效率低下；最后，对于大量连通区域检测问题效率较低。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述情况而作出，其目的是提供一种二值图像连通区域并行化检测方法及系统，只需要一次扫描、比较，所需存储空间小，逻辑简单，能够并行计算，速度快，效率高，尤其适用于大量连通区域检测问题。根据本专利技术的一个方面，提供一种二值图像连通区域并行化检测方法，所述方法包括：发起多路计算，将图像分割为多个部分。对分割后的每个部分独立地进行极值构造。将各部分的计算结果进行同步，得到与原图像尺寸相同的数据结果。对所述数据结果进行扫描以获得极值点的个数及位置。进一步地，在对分割后的每个部分独立地进行极值构造时，每一部分均执行一个相同的极值构造函数。优选的，所述对分割后的每个部分独立地进行极值构造为并行进行。优选的，所述扫描为一次。进一步地，所述极值点的个数为图像连通区域的个数，每个所述极值点的位置对应与之相对应的图像连通区域的位置。根据本专利技术的另一方面，提供一种二值图像连通区域并行化检测系统，包括：主模块，用于发起多路计算，将图像分割为多个部分，并将各部分的计算结果进行同步，得到与原图像尺寸相同的数据结果；极值构造模块，用于对分割后的每个部分独立地进行极值构造；极值检测模块，用于对所述数据结果进行扫描以获得极值点个数及位置。进一步地，所述主模块通过主函数将图像按照行列等分为子图像。进一步地，所述极值构造模块通过极值构造函数对所述子图像进行腐蚀，并累加，从而形成极值点。进一步地，所述极值检测模块通过极值检测函数对合并后图像进行均值滤波，所述极值检测模块通过主函数对滤波后的图像进行检测，标记极值点的个数及位置。进一步地，所述极值点的个数为图像连通区域的个数，每个所述极值点的位置对应与之相对应的图像连通区域的位置。附图说明图1是本专利技术的二值图像连通区域并行化检测方法处理流程图；图2是本专利技术的二值图像连通区域并行化检测系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例的图像连通区域示意图；图4是本专利技术实施例的图像分割示意图；图5是本专利技术实施例的数字PCR检测结果示意图；图6是本专利技术实施例的数字PCR检测结果示意图的局部放大图；图7是本专利技术实施例的点位标记结果示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。本专利技术提供一种二值图像连通区域并行化检测方法及系统，只需要一次扫描、比较，所需存储空间小，逻辑简单，能够并行计算，速度快，效率高，尤其适用于大量连通区域检测问题。图1是本专利技术的二值图像连通区域并行化检测方法处理流程图。如图1所示，一种二值图像连通区域并行化检测方法，所述方法包括步骤：步骤101，发起多路计算，将图像分割为多个部分。通过主函数将图像按照行列等分为子图像，并将每个子图像送入并行的线程或kernel。步骤102，对分割后的每个部分独立地进行极值构造。步骤103，将各部分的计算结果进行同步，得到与原图像尺寸相同的数据结果。通过极值构造函数对每个部分(即每个子图像)进行腐蚀，并累加，从而形成极值点。极值构造函数的参数包括：腐蚀宽度(根据图像中连通区域的大小要求设定，影响运行速度，默认为1，此时速度最慢)，腐蚀次数(默认为腐蚀至全部为0)。步骤104，对所述数据结果进行扫描以获得极值点的个数及位置。通过极值检测函数对合并后图像进行均值滤波，滤波的窗口宽度等于腐蚀宽度。并通过主函数对滤波后的图像进行检测，标记极值点的个数及位置。这其中，主函数扫描图像，标记两类点：1.极值点：灰度值不小于所有相邻像素的点。对于凸区域的检测，计算已完成，极值点为连通区域中心点，极值点个数为区域个数(在芯片位点识别中此数值为唯一关心的输出结果，无需标记第二类点)。2.鞍点：纵向极大横向极小的点(或纵向极小横向极大)。从极值点向外膨胀，遇到零点或鞍点停止。共享鞍点的极值点被标记为相同区域。步骤104中，极值点的个数为图像连通区域的个数，每个所述极值点的位置对应与之相对应的图像连通区域的位置。步骤102中，在对分割后的每个部分独立地进行极值构造时，每一部分均执行一个相同的极值构造函数。步骤102中，对分割后的每个部分独立地进行极值构造为并行进行。步骤104中，扫描的次数为一次。图2是本专利技术的二值图像连通区域并行化检测系统的结构示意图。如图2所示，一种二值图像连通区域并行化检测系统，包括：主模块201，用于发起多路计算，将图像分割为多个部分，并将各部分的计算结果进行同步，得到与原图像尺寸相同的数据结果；极值构造模块202，用于对分割后的每个部分独立地进行极值构造；极值检测模块203，用于对所述数据结果进行扫描以获得极值点个数及位置。主模块201通过主函数将图像按照行列等分为子图像，并将每个子图像送入并行的线程或kernel。极值构造模块202通过极值构造函数对所述子图像进行腐蚀，并累加，从而形成极值点。极值构造函数的参数包括：腐蚀宽度(根据图像中连通区域的大小要求设定，影响运行速度，默认为1，此时速度最慢)，腐蚀次数(默认为腐蚀至全部为0)。极值检测模块203通过极值检测函数对合并后图像进行均值滤波，滤波的窗口宽度等于腐蚀宽度。极值检测模块203通过主函数对滤波后的图像进行检测，标记极值点的个数及位置。这其中，主函数扫描图像，标记两类点：1.极值点：灰度值不小于所有相邻像素的点。对于凸区域的检测，计算已完成，极值点为连通区域中心点，极值点个数为区域个数(在芯片位点识别中此数值为唯一关心的输出结果，无需标记第二类点)。2.鞍点：纵向极大横向极小的点(或纵向极小横向极大)。从极值点向外膨胀，遇到零点或鞍点停止。共享鞍点的极值点被标记为相同区域。其中，极值点的个数为图像连通区域的个数，每个所述极值点的位置对应与之相对应的图像连通区域的位置。实施例对于一幅由0，1构成的二值图像，本专利技术的二值图像连通区域并行化检测方法对图像中的连通区域进行识别，输出连通区域的个数。例如图3中有3个连通区域。本专利技术的二值图像连通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二值图像连通区域并行化检测方法，其特征在于，所述方法包括：发起多路计算，将图像分割为多个部分；对分割后的每个部分独立地进行极值构造；将各部分的计算结果进行同步，得到与原图像尺寸相同的数据结果；对所述数据结果进行扫描以获得极值点的个数及位置。

【技术特征摘要】
1.一种二值图像连通区域并行化检测方法，其特征在于，所述方法包括：发起多路计算，将图像分割为多个部分；对分割后的每个部分独立地进行极值构造；将各部分的计算结果进行同步，得到与原图像尺寸相同的数据结果；对所述数据结果进行扫描以获得极值点的个数及位置；其中，在对分割后的每个部分独立地进行极值构造时，每一部分均执行相同的极值构造函数；所述图像分割的多个部分是通过主函数按照行列等分为子图像实现的；所述极值构造函数对所述子图像进行腐蚀，并累加，从而形成极值点；所述扫描是指通过极值检测函数对合并后图像进行均值滤波；所述扫描以获得极值点的个数及位置是通过主函数对滤波后的图像进行检测后实现的。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述对分割后的每个部分独立地进行极值构造为并行进行。3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述扫描为一次。4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述极值点的个数为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘元杰，俞育德，刘文文，魏清泉，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11