一种基于等高线的光栅图像矢量化方法

摘要

本发明公开一种基于等高线的光栅图像矢量化方法。先由光栅图像生成相应的灰度图，然后以平滑后的灰度图建立图像高度场；提取高度场中的等高点，并确定其颜色；由等高点建立等高线的参数曲线数学表示，并确定等高线上任一点的颜色。带有颜色信息的参数曲线集合即为光栅图像的矢量化表示。由矢量化表示重建光栅图像时，先根据待建光栅图像的大小对矢量化的参数曲线施行缩放和离散化操作，确定其在待建图像中所占据的各个像素的位置与颜色；将着色像素作为初始数据，采用颜色扩散方法重建矢量表示的光栅图像。本发明可对各种光栅图像进行多尺度矢量化处理，并能利用相关参数来控制矢量图的数据量，由矢量表示可重建出多分辨率的光栅图像。

主权项

一种基于等高线的光栅图像矢量化方法，其步骤是：(1)对光栅图像进行灰度化预处理：令即将矢量化的光栅图像为源图像I₁，将源图像I₁转化成为灰度图I₂，即：若源图像I₁本身即为灰度图像，则令I₂＝I₁；若源图像I₁为彩色图像，则通过对彩色图像进行灰度化处理，得到灰度图I₂；(2)对灰度图进行滤波预处理：运用数字图像平滑滤波算子对光栅图像的灰度图I₂进行平滑处理，过滤灰度图I₂中的噪声信号，柔化图像中的颜色突变，得到去噪后的灰度图I₃；(3)提取矢量化采样点：将灰度图I₃中像素的灰度值作为高程值，建立图像的高度场；利用输入的系列等高值参数提取出灰度图高度场中的等高点,称为采样点，并通过确定各等高点对应的颜色值，得到带有颜色信息的采样点；(4)采样点的参数曲线拟合：采用参数曲线拟合方法由采样点建立各条等高线的参数曲线C₁；并由各采样点的颜色信息确定参数曲线C₁上不同点颜色的函数关系式，从而得到附加了颜色信息的参数曲线C₂；由各条曲线C₂构成的曲线集，即为原光栅图像的矢量化表示；(5)矢量化表示的光栅化：根据设定的分辨率，对矢量化表示中的各条参数曲线C₂进行成比例缩放，得到与所设分辨率一致的矢量化表示的参数曲线C₃，并同步地对参数曲线C₃上的颜色对应关系进行调整；将参数曲线C₃在新设定分辨率的图像上进行光栅化离散处理，确定其在待建图像中所占据的各个像素位置；然后根据参数曲线C₃上附加的颜色信息，计算参数曲线C₃所占据的各个像素的颜色值，并将计算出颜色值的各个像素点归入待建图像原始像素点集合S；(6)颜色扩散：以原始像素点集合S作为待建图像的原始信息，将其中的像素点作为颜色扩散源；通过模拟热传导等过程，由颜色扩散源计算待建光栅图像中未定义像素的颜色值，重建出矢量图像的光栅化表示。