一种数字图像轮廓提取方法

摘要

一种数字图像轮廓提取方法，涉及一种数字图像处理技术。1）观察被分割图像，初始化曲线；2）初始化速度演化函数，得到速度演化图像V；3）对步骤1）得到的初始化二值图像A进行膨胀操作，得到图像E，E是膨胀所得的图像，B为3×3的结构元素，该结构元素的值；4）更新水平集函数，即更新二值图像A；5）返回步骤3）继续操作。针对FPGA的特点，提出基于形态水平集的轮廓提取算法，不需浮点运算且对每个像素采用并行方式计算；采用Handel-C语言，比传统硬件描述语言快速高效；图像处理子模块中的Dilation和Erosion子模块，采用改进结构的电路，使得只要扫描图像一遍就能得到整个模板操作的图像效果。

主权项

1.一种数字图像轮廓提取方法，其特征在于包括以下步骤：1）观察被分割图像，初始化一个长为long个像素，宽为width个像素的曲线，long和width是一个整数，该曲线称为C，其中long和width可以根据被分割图像来进行设定，设定的原则为该曲线完全在目标图像内部，在图像上，初始化水平集函数，得到初始化二值图像A；所述初始化水平集函数依据的公式如下：（公式1）其中x表示像素点所在位置，t表示时间变量；2）初始化速度演化函数，得到速度演化图像V，令$V=\left\{\begin{array}{cc}0& ,F=\mathrm{0,1}\\ 1& ,F=-1\end{array}\right.$（公式2）其中F为速度演化函数，初始化演化函数依据的公式如下：（公式3）3）对步骤1）得到的初始化二值图像A进行膨胀操作，得到图像E，E是膨胀所得的图像，B为3×3的结构元素，该结构元素的值，可根据具体图像的形状和尺寸来设定，$E=A\oplus B$（公式4）其中的膨胀操作定义如下：$A\oplus B=\left\{c\right|c=a+b,a\in A,b\in B\}$（公式5）其中a表示A中的一个像素，b表示B中的一个像素，c表示该操作后新图像的一个像素；4）更新水平集函数，即更新二值图像A：（公式6）其中的腐蚀操作定义如下：AΘB＝{c|c+b∈A,b∈B}        （公式7）其中a,b,c的含义同公式5；5）返回步骤3）继续操作；图像轮廓的提取过程是一迭代过程，通过膨胀与腐蚀操作得到目标轮廓，当迭代满足以下两个条件之一时，停止迭代，图像轮廓提取结束：（a）连续的两次目标轮廓图像一样；（b）迭代次数达到设定的最大值。