[发明专利]一种二维二值图像完全距离变换的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，更具体的说，是涉及一种二维二值图像完全距离变换的方法及装置。

背景技术

距离变换是对数字图像的一项重要的预处理操作，经距离变换后的数字图像具有良好的旋转、平移及比例不变性，因而它在图像处理技术各个领域中都起着重要作用。

对二值图像进行距离变换是指把二值图像中的每一个像素的像素值变换成离其最近的背景像素与该像素的距离的过程。二值图像中的像素可分为背景像素(像素值为0)和目标像素(像素值为1)两类，而背景像素的距离变换值为零。

可以利用近似距离变换方法以及完全距离变换方法对二值图像进行距离变换，近似距离变换方法的基本思想是：利用图像处理里常用到的一个近似模板运算，计算从图形外移动到图形内某点的最短距离，模板内标识的距离值通常是欧式距离的取整近似值，同时模板也不可能始终沿着边界轮廓的法向方向移动，因此这类方法一定是有误差，如城市街区距离、棋盘距离、倒角距离等。

完全距离变换是求取每一个像素距离其最近的背景像素的精确欧式距离。传统方法分别计算每个像素与所有背景像素的距离，导致计算时间较长。

综上，现有距离变换的方法具有如下缺点：第一，近似方法存在误差而不适用于对精度要求严格的图像进行处理，如医学图像；第二，传统完全距离变换方法运行时间较长。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种二维二值图像完全距离变换的方法及装置，以克服现有技术中计算距离变换的方法存在误差而不适用于对精度要求严格的图像进行处理以及运算时间长的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种二维二值图像完全距离变换的方法，所述二值图像的尺寸为m×n，包括：预处理步骤，所述预处理步骤为确定第一函数或确定第二函数，所述第一函数用于确定第i行中距离任一像素最近的背景像素的位置，所述第二函数用于确定第j列中距离所述任一像素最近的背景像素的位置，其中，1≤i≤m，1≤j≤n，i与j均为整数，所述方法还包括：

利用所述第一函数分别在所述二值图像的每行中搜索距离所述任一像素最近的背景像素，或利用所述第二函数分别在所述二值图像的每列中搜索距离所述任一像素最近背景像素；

从各个所述距离所述任一像素最近的背景像素中确定出与所述任一像素距离最近的第一背景像素，计算所述任一像素与所述第一背景像素的第一完全距离，并将所述第一完全距离作为所述任一像素的完全距离变换值。

优选地，所述任一像素位于所述二值图像的第x行，第y列，用(x,y)表示所述任一像素在二值图像中的位置，以(x,y)为分界点，将第x行分为左侧和右侧，将第y列分为上方和下方，所述确定第一函数具体包括：

确定用于计算所述二值图像第x行左侧距离所述任一像素(x,y)最近的背景像素所在列数的第一子函数，及用于计算所述二值图像第x行右侧距离所述任一像素(x,y)最近的背景像素所在列数的第二子函数，其中，1≤x≤m，1≤y≤n；

根据所述第一子函数及所述第二子函数，确定所述第一函数；

所述确定第二函数具体包括：

确定用于计算所述二值图像第y列上方距离所述任一像素最近的背景像素所在行数的第三子函数，及用于计算所述二值图像第y列下方距离所述任一像素最近的背景像素所在行数的第四子函数；

根据所述第三子函数及所述第四子函数，确定所述第二函数。

优选地，所述第一子函数具体为L[x，y]：