一种基于二值图的特征提取的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于二值图的特征提取的方法及装置，包括：对二值图按行进行连续扫描，通过标签赋值算法对输入的二值图进行标签标记，并输出标记图；对标记图的连通域按行进行检测，当检测到连通域结束时，输出标记图中对应像素位置的标签值并进行保存；对与二值图对应的原始图像按行进行连续扫描，对原始图像和标记图的特征量进行逐像素统计，并将与较大标签值对应的特征量合并到与较小标签值对应的特征量中以得到合并特征量，输出并保存合并特征量。本发明专利技术能够减少标记时标签的数目，减少了硬件设备资源的占用，同时，能够输出连通域结束时的像素对应的标签值和合并特征量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于二值图的特征提取的方法及装置
本专利技术属于图像处理
，尤其涉及一种基于二值图的特征提取的方法及装置。
技术介绍
连通域标记算法是图像处理领域中的基本处理方法，具体为通过检测二值图中的像素值分布，分别标对不同的连通域并对连通域赋予唯一的标签值。自连通域标记算法被提出以来，发展出了多种算法，例如基于二次扫描的标签等价方法、决策树方法等，一般二次扫描方法总是在初次标记中产生大量的临时标签，需要后续的合并进而进行二次标记，最后输出连通域的特征量。对于实时处理的系统，如嵌入式系统，由于二值图标记算法的串行特点，难以通过增加计算单元的形式进行加速。因此，基于一次扫描的连通域分析成为硬件实现时研究的主流，该方式不关心后续标记图，能提取出包围框等特征量。但是此方法不能计算标记图周长和图像特征。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提出一种新的基于二值图的特征提取的方法，减少初次标记时等效标签的数量，并输出标记图及等价关系，以期至少部分地解决上述已有技术中的不足之处。本专利技术实施方式的第一方面中，提供了一种基于二值图的特征提取的方法包括：对二值图按行进行连续扫描，通过标签赋值算法对输入的上述二值图进行标签标记，并输出标记图；对上述标记图的连通域按行进行检测，当检测到上述连通域结束时，输出上述标记图中对应像素位置的标签值并进行保存；对与二值图对应的原始图像按行进行连续扫描，对上述原始图像和上述标记图的特征量进行逐像素统计，并将与较大标签值对应的特征量合并到与较小标签值对应的特征量中以得到合并特征量，输出并保存上述合并特征量；其中，上述合并特征量包括包围框、形心计算量、质心计算量和等价标签。在本专利技术的一个实施例中，上述通过标签赋值算法对输入的二值图进行标签标记包括：在上述二值图图像周围填充0值像素；依次检测相邻两行的上述连通域分布，对第一行中的上述连通域依次进行赋值标记；检测第二行中的连通域与上述第一行中的连通域的连通状态，并对上述第二行中的连通域进行赋值标记，其中，若上述第二行中的连通域与上述第一行中的连通域相连，则将上述第一行中的连通域的赋值标记赋予第二行中的连通域；按从左至右的顺序检测当前行中的连通域的赋值标记，若上述当前行中存在两个连通域的赋值标记，则将较大值的赋值标记更新为较小值的赋值标记。在本专利技术的另一个实施例中，上述对上述二值图的连通域按行进行检测包括：检测当前行连通域的邻接类型；将8邻接连通域转换为4邻接连通域。在本专利技术的又一个实施例中，上述当检测到上述连通域结束时，将结束时的上述标记图上对应的像素位置的标签值输出包括：依次对相邻两行连通团按从1至N进行循环数值标记，其中，N表示二值图的列数，上述连通团由当前行中相连的连通域组成；根据上述数值标记建立当前连通团的链表，其中，上述链表包括当前行同属一个连通域的第一个标记Head、同属于一个连通域的下一个连通团的标记Next、同属于一个连通域的最后一个标记Tail；检测第二行中的连通团与上述第一行中的连通团的连通状态，建立上述第二行连通团的链表；若当前行连通团与下一行连通团不相连，且上述当前连通团链表中的Head和Next相同，则将当前连通团中的最后一个连通域的赋值标记输出。在本专利技术的再一个实施例中，上述检测第二行中的连通团与上述第一行中的连通团的连通状态，建立第二行连通团的链表包括：若上述第二行中的连通团与上述第一行中的连通团相连，且上述第一行连通团为当前连通域的第一个标记，则当前行标记的Head和当前行标记的Next的Head指向下一行标记；若上述第二行中的连通团与上述第一行中的连通团相连，且上述第一行连通团不是当前连通域的第一个标记，则下一行标记的Head指向当前行标记的Head，当前行标记的Head的Tail的Next和当前行标记的Head的Tail指向下一行标记。在本专利技术的再一个实施例中，上述输出上述标记图中对应像素位置的标签值并进行保存包括：将输出的标签值存储到FIFO中。在本专利技术的再一个实施例中，上述将与较大标签值对应的特征量合并到与较小标签值对应的特征量中以得到合并特征量包括：构建2×2的框选窗，并通过上述框选窗逐像素对标记图进行框选；将上述框选窗内较大标签值对应的特征量合并到较小标签值对应的特征量中。在本专利技术的再一个实施例中，上述形心计算量包括：连通域像素数目、连通域横向坐标和、连通域纵向坐标和；上述质心计算量包括连通域像素灰度和、连通域横向灰度与坐标乘积之和、连通域纵向灰度与坐标乘积之和。在本专利技术的再一个实施例中，上述输出并保存上述合并特征量包括：将合并上述特征量保存至存储单元中；从FIFO中读取保存的连通域结束时，上述标记图中对应像素位置的标签值；将上述标签值作为地址，从存储单元中读取上述地址中保存的特征量；将上述包围框、上述形心计算量、上述质心计算量和上述等价标签的特征量打包并输出。本专利技术实施方式的第二方面中，提供了一种基于二值图的特征提取装置，包括：二值图像标记模块，用于对二值图按行进行连续扫描，通过标签赋值算法对输入的上述二值图进行标签标记，并输出标记图；连通域结束标签提取模块，用于对上述标记图的连通域按行进行检测，当检测到上述连通域结束时，输出上述标记图中对应像素位置的标签值并进行保存；特征量统计模块，用于对与二值图对应的原始图像按行进行连续扫描，对上述原始图像和上述标记图的特征量进行逐像素统计；特征量合并模块，用于将与较大标签值对应的特征量合并到与较小标签值对应的特征量中以得到合并特征量；特征量输出模块，用于输出并保存上述合并特征量。本专利技术提供的基于二值图的特征提取的方法，通过使用标签赋值算法，对相邻两行连通域的连通性进行判定，并依次在各连通域之间传播最小标签值，减少了标记时标签的数目，同时减少了硬件设备资源的占用。本专利技术提供的基于二值图的特征提取的方法，能够同时将连通域结束时的像素对应的标签值进行提取，节省后续的工作，提高二值图特征提取的效率。本专利技术提供的基于二值图的特征提取的方法，能够同时输出标记图和等价标签值、以及相应连通域的特征量，能够实时提供给后续应用进行后续特征提取的相应数据。附图说明图1是本专利技术实施例提供的基于二值图的特征提取的方法流程图。图2是本专利技术实施例提供的基于二值图的特征提取的方法流程图。图3是本专利技术实施例提供的通过标签赋值算法对输入的二值图进行标签标记的方法流程图。图4是本专利技术实施例提供的当检测到连通域结束时，将结束时的标记图上对应的像素位置的标签值输出的方法流程图。图5是本专利技术实施例提供的基于二值图的特征提取装置的结构示意图；图中：M1、二值图像标记模块；M2、连通域结束标签提取模块；M3、特征量统计模块；M4、特征量合并模块；M5、特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于二值图的特征提取的方法，其特征在于，包括：/n对二值图按行进行连续扫描，通过标签赋值算法对输入的所述二值图进行标签标记，并输出标记图；/n对所述标记图的连通域按行进行检测，当检测到所述连通域结束时，输出所述标记图中对应像素位置的标签值并进行保存；/n对与二值图对应的原始图像按行进行连续扫描，对所述原始图像和所述标记图的特征量进行逐像素统计，并将与较大标签值对应的特征量合并到与较小标签值对应的特征量中以得到合并特征量，输出并保存所述合并特征量；其中，所述合并特征量包括包围框、形心计算量、质心计算量和等价标签，所述等价标签为同一连通域中的不同标签值。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于二值图的特征提取的方法，其特征在于，包括：
对二值图按行进行连续扫描，通过标签赋值算法对输入的所述二值图进行标签标记，并输出标记图；
对所述标记图的连通域按行进行检测，当检测到所述连通域结束时，输出所述标记图中对应像素位置的标签值并进行保存；
对与二值图对应的原始图像按行进行连续扫描，对所述原始图像和所述标记图的特征量进行逐像素统计，并将与较大标签值对应的特征量合并到与较小标签值对应的特征量中以得到合并特征量，输出并保存所述合并特征量；其中，所述合并特征量包括包围框、形心计算量、质心计算量和等价标签，所述等价标签为同一连通域中的不同标签值。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过标签赋值算法对输入的二值图进行标签标记包括：
在所述二值图图像周围填充0值像素；
依次检测相邻两行的所述连通域分布，对第一行中的所述连通域依次进行赋值标记；
检测第二行中的连通域与所述第一行中的连通域的连通状态，并对所述第二行中的连通域进行赋值标记，其中，若所述第二行中的连通域与所述第一行中的连通域相连，则将所述第一行中的连通域的赋值标记赋予第二行中的连通域；
按从左至右的顺序检测当前行中的连通域的赋值标记，若所述当前行中存在两个连通域的赋值标记，则将较大值的赋值标记更新为较小值的赋值标记。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述二值图的连通域按行进行检测包括：
检测当前行连通域的邻接类型；
将8邻接连通域转换为4邻接连通域。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当检测到所述连通域结束时，将结束时的所述标记图上对应的像素位置的标签值输出包括：
依次对相邻两行连通团按从1至N进行循环数值标记，其中，N表示二值图的列数，所述连通团由当前行中相连的连通域组成；
根据所述数值标记建立当前连通团的链表，其中，所述链表包括当前行同属一个连通域的第一个标记Head、同属于一个连通域的下一个连通团的标记Next、同属于一个连通域的最后一个标记Tail；
检测第二行中的连通团与所述第一行中的连通团的连通状态，建立所述第二行连通团的链表；
若当前行连通团与下一行连通团不相连，且所述当前连通团链表中的Head和Next相同，则将当前连通团中的最后一个连通域的赋值标记输出。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述检测第二行中的连通团与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周洪涛，窦润江，刘力源，刘剑，吴南健，
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