[发明专利]一种索引质量图优先级队列的快速包裹相位展开算法

摘要

本发明提供了一种索引质量图优先级队列的快速包裹相位展开算法，首先生成拉普拉斯相位差分质量图；然后根据图像大小预先设定质量分级数，对照质量图建立质量分级优先索引图；接着建立双层优先级查找结构，取代洪水填充算法中传统的邻接表结构；最后利用洪水填充算法进行包裹相位展开。本发明能够提高包裹相位的展开速度，并且在图像尺寸增大时具有更明显的优势；同时设计一种高可靠性的拉普拉斯相位差分质量图，以满足实际包裹相位展开的精度要求。

主权项

1.一种索引质量图优先级队列的快速包裹相位展开算法，其特征在于包括下述步骤：步骤一，定义原点为图像左上角，x轴方向水平向左，y轴方向竖直向下，设图像上任一像素点的坐标为(i，j)，则像素点(i，j)水平方向上的二阶差分值为：垂直方向上的二阶差分值为：式中为包裹相位，W[·]为包裹算子，定义像素点(i，j)的拉普拉斯相位差分质量值遍历各个像素点，生成拉普拉斯相位差分质量图；步骤二，根据图像大小动态设定分级数其中m,n分别为图像的高和宽，INT表示取整运算；求质量值分级区间间隔其中MAXq、MINq分别为最大质量值和最小质量值；计算质量值q对应的分级优先索引号其中q为当前要被分级的质量值；求出所有像素点处对应的分级优先索引号，得到质量分级优先索引图；步骤三，建立一个长度为分级数Grade的数组，作为质量分级优先查找表，数组元素的下标即为分级优先索引号，索引号越小表示质量值越小，质量越高，优先级也越高，就越先被展开；数组中的元素为指针，分别指向已建立的Grade个优先级队列的头结点，所述优先级队列用最小堆数据结构实现，作为双层优先级查找结构，以取代洪水填充算法中的邻接表；步骤四，利用洪水填充算法进行包裹相位展开，具体步骤如下：1)在质量图中寻找质量值最小的点作为相位展开的起始中心点，其相位作为起始相位，标记为已展开，再将其四邻域点相对于中心点分别进行相位展开，并将所述四邻域点依次插入双层优先级查找结构中对应的优先级队列，标记所述四邻域点为已展开；2)搜索双层优先级查找结构中的分级优先查找表，找到优先级由高到低第一个指向非空优先级的队列；建立指针pMax指向当前在分级优先查找表中优先级最高的非空优先级队列；初始化时pMax指向分级优先查找表优先级最低处，建立指针pInsert指向当前邻域点插入的优先级队列在分级优先查找表中的位置，如果pInsert优先级大于pMax，更新pMax为pInsert；否则，不更新；如果在洪水填充的过程中，pMax指向的优先级队列变为空，则pMax向分级优先查找表中次优先级的方向移动，直到找到非空优先级队列的位置，将该位置指向的优先级队列头结点取出，作为新的相位展开中心点；对其未标记为已展开的四邻域点以该点为中心分别进行相位展开，并将这些四邻域点依次插入双层优先级查找结构中对应的优先级队列，标记所述四邻域点为已展开；3)重复步骤2)，直到包裹相位图中所有点都已标记为展开，此时包裹相位展开结束，得到初始相位。