由断点出发可并行实现的边缘连接算法

摘要

本发明属于数字图像处理技术领域，具体为一种由断点出发可并行实现的边缘连接算法。本发明通过展开一个边长自适应的搜索框，并在其最外层边框范围内搜索可连接边缘点。从若干个可连接边缘点中筛选出最接近边缘线延长方向的边缘点作为待连接边缘点，最后将断点与待连接边缘点进行互连。整过算法可以在断点之间以并行的方式执行；算法中用到的运算只有加法和减法，没有任何其他复杂运算；可连接边缘点的搜索空间被最大程度地优化缩小；所以本发明具有其他边缘连接算法无法达到的高效率，使用以并行处理为主的GPU进行执行只需几个毫秒即可完成对512*512大小的图像的边缘连接。

主权项

由断点出发可并行实现的高速边缘连接方法，其特征在于具体步骤为：步骤1，对边缘图像进行断点检测、标记；步骤2，由断点起沿断点所在边缘线逆向追踪标记边缘点2*L次，L为用户指定参数；步骤3，在断点处展开边长为2*L的正方形搜索框，在外边框位置搜索被标记点和可连接边缘点；步骤4，根据搜索到被标记点的中心对称点位置，重新安排外边框搜索顺序对可连接边缘点重新搜索，优先搜索靠近中心对称点的可连接边缘点并确定为待连接边缘点；步骤5，将待连接边缘点和断点进行连接；步骤1中，将边缘图像所有断点分为3类，分别是线断点、三角断点和方形断点；搜索所有边缘点周围8领域范围，确定哪些边缘点为断点并做独一无二的标记；若搜索到周围8领域中均没有边缘点的孤立像素点，则作为噪声去除；步骤2中，以断点为起点搜索周围8领域，将搜索到的所有边缘点都用断点标记色标记；以8领域中最接近边缘线延长方向的边缘点作为下一次搜索的中心点，上一个中心点作为方向点，重复上述操作2*L次；在标记边缘点时，若遇到其他断点标记色，则记录此标记色，同时结束追踪标记操作；若在标记过程中无边缘点可标记时，结束标记操作；步骤3中，以断点为中心展开一个边长为2*L的正方形搜索框，L的初始值为用户定义的最小L值，记为min_L，搜索范围是搜索框外边框的8*L个像素格；搜索出现在外边框至少一个被当前断点标记色或是在步骤2保存的其他断点标记色着色的边缘点，和至少一个除去这两种标记色以外的其他边缘点；如果没有搜到一个除去这两种标记色以外的其他边缘点，则扩大搜索框边长为2*(L+del_L)，del_L为用户指定的L值每次扩大的增量，用户同时还要指定一个最大L值，记为max_L，当L+del_L大于max_L时，结束当前断点的连接算法；扩大搜索框边长的同时也要相应增加反向追踪标记的像素数；重新存储新搜索框外边框像素坐标信息并重复之前的搜索内容；搜索结束后保存可连接边缘点和被标记点的搜索结果；步骤4中，对于在步骤3中未搜索到被标记点的情况，则将步骤3中搜索到的可连接边缘点作为待连接的边缘点；若在步骤3中搜索到了被标记点，则对被标记点做中心对称操作，根据中心对称点的位置重新安排在外边框像素格的搜索顺序，优先搜索靠近中心对称点的坐标；一旦搜索到非断点标记色着色的可连接边缘点，则将其确定为待连接边缘点。