[发明专利]一种改进的Zhang并行图像细化算法

说明书

本发明公开了一种改进的Zhang并行图像细化算法，对需要细化的灰度图像进行二值化处理；对以细化目标点为中心的8邻域像素点进行分析，若满足细化条件则进行标记，当对图像中所有边界点检验完毕后，将标记的点去除；在处理后的图像上进一步以细化目标点为中心的8邻域像素点进行二次分析，若满足细化条件则进行二次标记，当图像中所有边界点检验完毕后，将标记的点去除；循环执行上述标记过程，直至删除所有满足以上条件的点，即得最终的细化结果。本发明方法提升了细化结果拓扑结构的完整性和平滑性，还提高了算法的运行效率。

技术领域

本发明涉及图像处理技术，具体涉及一种改进的Zhang并行图像细化算法。

背景技术

图像细化是将图像的线条从多像素宽度减少到单位像素宽度，简称骨架化。细化效果的好坏直接影响后期图像处理的效果。对于二值图像已经有不少细化算法，对比文件1(Zhang TY,Suen C Y.A fast parallel algorithm for thinning digital patterns[J].Comm ACM,1984,27:236-239.)提出Zhang快速并行细化算法，具有速度快、细化后曲线连通、无毛刺等优点，但是细化不彻底，不能保证细化后的曲线纹路为单一像素，某些情况下还会过量删除像素点，改变源图像的拓扑结构。对比文件2(Holt C M,Stewart A,ClintM,et al.An improved parallel thinning algorithm[J].Communications of the ACM,1987,30(2):156-160.)对Zhang细化算法进行了改进，进一步提高了算法的运算速度，但细化效果并没有提升，细化后的拓扑结构仍易发生变化。对比文件3(Zhang快速并行细化算法的扩展[J].福建工程学院学报,2006,4(1):89-92.)在Zhang细化算法运行结束以后，对不是单像素宽的细化像素点进行检测删除，并对断点情况进行修复，但是增加了算法的遍历图像的次数，降低了算法的运行效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的Zhang并行图像细化算法，提高算法的细化效果和运行效率。

实现本发明目的的技术解决方案是：1、一种改进的Zhang并行图像细化算法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、图像预处理：对需要细化的灰度图像进行二值化处理；

步骤2、边界条件标记：对以细化目标点为中心的8邻域像素点进行分析，若满足细化条件则进行标记，当对图像中所有边界点检验完毕后，将标记的点去除，标记的具体条件如下：

或

其中，P1为中心点，其8邻域点按照顺时针方向分别命名为P2到P9，其中P2位于P1的正上方，N(P₁)是P₁的8邻域中非零点的个数；S(P₁)是P₁的8邻域点顺时针转一圈中值由0变到1的次数，若满足第一个式子的三个条件或第二个式子的四个条件，则对边界点进行标记；

步骤3、二次标记：在步骤2处理后的图像上进一步以细化目标点为中心的8邻域像素点进行二次分析，若满足细化条件则进行二次标记，当图像中所有边界点检验完毕后，将标记的点去除，标记的具体条件如下：

或

步骤4、循环迭代：循环执行步骤2与步骤3，直至删除所有满足以上条件的点，即得最终的细化结果。

作为一种具体实施方式，步骤1中，利用Otsu法进行二值化阈值选择。