基于行程編碼的快速區域腐蝕算法及裝置制造方法及圖紙

一種基于行程編碼的快速區域腐蝕算法及裝置，包括：對圖像感興趣區域進行行程編碼；選取矩形結構元對編碼后的感興趣區域進行腐蝕操作；并將該腐蝕操作表示為矩形結構元鏡像后所有像素點相對于其原點的向量對感興趣區域各行程平移結果的交集。本發明專利技術能夠有效降低內存占用，縮短耗時。

Fast region etching algorithm and device based on range coding

A fast algorithm and regional corrosion device based on run length encoding includes: the image region of interest for run length encoding; select rectangular structure element of the encoding region of interest for corrosion operation; and the corrosion operation is relative to the origin of the vector representation region of interest in the itinerary to the intersection of all the pixel translation results the rectangular structure element image. The invention can effectively reduce memory occupation and shorten time consuming.

【技術實現步驟摘要】
基于行程編碼的快速區域腐蝕算法及裝置
本專利技術涉及圖像處理領域，尤其涉及圖像感興趣區域腐蝕的實現。
技術介紹
形態學腐蝕算法是圖像處理領域中常用的預處理算法，主要用于縮小感興趣區域、獲取邊緣、連接不同區域以便于后續處理等。目前已有的感興趣區域腐蝕算法，針對圖像的像素點進行操作，其像素點表示方法可分為兩種：1)每個像素點采用八位表示，即像素值可取0到255；2)每個像素點采用1位表示，即像素值為0與1。這兩種像素表示方法在進行腐蝕操作時原理基本一致，數學表達式為：表示用結構元B對感興趣區域A進行腐蝕，表達式的意思是結構元(即結構元B關于其原點的鏡像)在感興趣區域A所在的圖像內平移，結構元完全包含于感興趣區域A的所有位置的集合即為腐蝕所得結果。其中，方法1)比方法2)慢，因為計算機對一位的訪問與計算的速度要快于八位；另外，方法1)的內存占用量是方法2)的八倍?，F有基于像素點的操作方法存在速度慢、占用內存大、對感興趣區域的操作受圖像的寬高限制、需訪問圖像內所有像素點等缺點。也就是說，現有的感興趣區域腐蝕算法耗時長且占用內存多,對處于圖像邊界的像素點腐蝕會受限制。另一方面，針對像素點進行操作的算法通常采用直徑較小的結構元，對于腐蝕結構元直徑超過3個像素甚至幾十上百個像素時就需通過多次調用算子實現，其耗時也會成幾十上百倍增長。在實際工業應用中往往要求實時對圖像進行處理，對算法的耗時要求嚴格，現有的這種算法難以滿足實際應用的需要。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提出一種基于行程編碼的快速區域腐蝕算法，能夠有效地降低內存占用，并縮短耗時。本專利技術為解決其技術問題所提供的一種基于行程編碼的快速區域腐蝕算法，該算法包括：對圖像感興趣區域進行行程編碼；選取矩形結構元對編碼后的感興趣區域進行腐蝕操作；其中，該腐蝕操作表示為矩形結構元鏡像后所有像素點相對于其原點的向量對感興趣區域各行程平移結果的交集。進一步地，所述腐蝕操作具體包括：求取矩形結構元列方向腐蝕向量及行方向腐蝕向量；使用所述列方向腐蝕向量對感興趣區域進行列方向腐蝕操作；使用所述行方向腐蝕向量對列方向腐蝕操作后的感興趣區域進行行方向腐蝕操作；對行方向腐蝕操作的結果求交集；其中，列方向腐蝕向量包括矩形結構元起始列任一像素、終止列任一像素相對于原點向量的列方向分量；行方向腐蝕向量包括矩形結構元各行任一像素相對于原點向量的行方向分量；矩形結構元的原點是該矩形結構元的重心。進一步地，所述腐蝕操作也可以包括：求取矩形結構元行方向腐蝕向量及列方向腐蝕向量；使用所述行方向腐蝕向量對感興趣區域進行行方向腐蝕操作；使用所述列方向腐蝕向量對行方向腐蝕操作后的感興趣區域進行列方向腐蝕操作；對列方向腐蝕操作的結果求交集；其中，行方向腐蝕向量包括矩形結構元起始行任一像素、終止行任一像素相對于原點向量的行方向分量；列方向腐蝕向量包括矩形結構元各列任一像素相對于原點向量的列方向分量；矩形結構元的原點是該矩形結構元的重心。本專利技術同時提供一種基于行程編碼的快速區域腐蝕裝置，該裝置包括：第一模塊，用于對圖像感興趣區域進行行程編碼；第二模塊，用于選取矩形結構元對編碼后的感興趣區域進行腐蝕操作，所述腐蝕操作表示為矩形結構元鏡像后所有像素點相對于其原點的向量對感興趣區域各行程平移結果的交集。進一步地，所述第二模塊包括：向量求取單元，用于求取矩形結構元列方向腐蝕向量及行方向腐蝕向量；腐蝕操作單元，用于使用所述列方向腐蝕向量對感興趣區域進行列方向腐蝕操作；使用所述行方向腐蝕向量對列方向腐蝕操作后的感興趣區域進行行方向腐蝕操作；并對行方向腐蝕操作的結果求交集；其中，列方向腐蝕向量包括矩形結構元起始列任一像素、終止列任一像素相對于原點向量的列方向分量；行方向腐蝕向量包括矩形結構元各行任一像素相對于原點向量的行方向分量；矩形結構元的原點是該矩形結構元的重心。進一步地，所述第二模塊也可以包括：向量求取單元，用于求取矩形結構元行方向腐蝕向量及列方向腐蝕向量；腐蝕操作單元，用于使用所述行方向腐蝕向量對感興趣區域進行行方向腐蝕操作；使用所述列方向腐蝕向量對行方向腐蝕操作后的感興趣區域進行列方向腐蝕操作；對列方向腐蝕操作的結果求交集；其中，行方向腐蝕向量包括矩形結構元起始行任一像素、終止行任一像素相對于原點向量的行方向分量；列方向腐蝕向量包括矩形結構元各列任一像素相對于原點向量的列方向分量；矩形結構元的原點是該矩形結構元的重心。本專利技術的有益效果在于，通過對圖像感興趣區域進行行程編碼，將結構元對感興趣區域的腐蝕由針對圖像像素點的操作方式轉換為針對行程的操作方式，降低了內存占用，提高了運算效率；同時通過選取矩形結構元對圖像的感興趣區域進行腐蝕，將腐蝕操作表示為矩形結構元鏡像后所有像素點相對于其原點的向量對感興趣區域各行程平移結果的交集，由于矩形結構元自身的形狀特點，使得向量對感興趣區域各行程的平移過程更為簡化，進一步縮短耗時，使腐蝕的實現更為高效。同時本專利技術的算法對矩形結構元的大小變化不敏感，無論采用3×3結構元還是100×100結構元對圖像區域進行腐蝕耗時增加不明顯，占用內存在很大程度上得以減少。附圖說明下面將結合附圖及實施例對本專利技術作進一步說明，附圖中：圖1為本專利技術的行程編碼示意圖；圖2為本專利技術的行程編碼流程圖；圖3為本專利技術的矩形結構元示意圖；圖4為本專利技術算法的流程示意圖；圖5為本專利技術列方向腐蝕向量對感興趣區域腐蝕作用示意圖；圖6為本專利技術算法采用圖3所示矩形結構元進行腐蝕的結果示意圖。具體實施方式現結合附圖，對本專利技術的較佳實施例作詳細說明。本專利技術提出一種基于行程編碼的快速區域腐蝕算法，其對圖像進行行程編碼，所有操作均針對編碼后的圖像。雖然沒有針對像素點操作的腐蝕算法直觀，但是其速度與內存占用卻優于針對像素點操作的算法，而且脫離了圖像例如：寬、高，與區域形狀的限制。本專利技術算法適用的
包括，但不限于：圖像處理Blob分析時縮小感興趣區域、與膨脹算法組合成開閉操作及求區域幾何特征參數等。本專利技術算法包括：對圖像感興趣區域進行行程編碼；以及選取矩形結構元對編碼后的感興趣區域進行腐蝕操作。首先對圖像感興趣區域進行行程編碼。不同灰度值的像素點組合在一起構成圖像，由于像素點灰度值的不同使得圖像呈現出不同的圖案，圖像處理中常需要對圖像進行分割以獲得感興趣的區域?，F有算法中感興趣區域通常直接用像素點表示，例如：開源庫OpenCV的ROI，像素點表示感興趣區域存在的一個弊端是內存占用大。以8位深度的灰度圖來說，若一片感興趣區域含30萬個像素點，則其內存占用量MemoryUsage＝300000bytes，約為292KB，若采用行程編碼方式，內存占用量可能低至3KB，二者相差近100倍，可見行程編碼圖像對減少程序資源的占用是有效的。行程可分為行行程與列行程兩種，行行程結構包含行程所在行號Row、行程起始列Cb與行程終止列Ce；列行程包含行程所在列號Col、行程起始行Rb與行程終止行Re。本專利技術的行程編碼既可以基于行行程實現，也可以基于列行程實現。以基于行行程進行編碼為例，感興趣區域的每一行中連續像素點組成的一段區域稱為一個行程。唯一標示一個行程需提供行號，起始列與終止列。一個行程內包含的像素的點數沒有限本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于行程編碼的快速區域腐蝕算法，其特征在于，該算法包括：對圖像感興趣區域進行行程編碼；選取矩形結構元對編碼后的感興趣區域進行腐蝕操作；其中，該腐蝕操作表示為矩形結構元鏡像后所有像素點相對于其原點的向量對感興趣區域各行程平移結果的交集。

【技術特征摘要】
1.一種基于行程編碼的快速區域腐蝕算法，其特征在于，該算法包括：對圖像感興趣區域進行行程編碼；選取矩形結構元對編碼后的感興趣區域進行腐蝕操作；其中，該腐蝕操作表示為矩形結構元鏡像后所有像素點相對于其原點的向量對感興趣區域各行程平移結果的交集。2.根據權利要求1所述的算法，其特征在于，所述腐蝕操作具體包括：求取矩形結構元列方向腐蝕向量及行方向腐蝕向量；使用所述列方向腐蝕向量對感興趣區域進行列方向腐蝕操作；使用所述行方向腐蝕向量對列方向腐蝕操作后的感興趣區域進行行方向腐蝕操作；對行方向腐蝕操作的結果求交集；其中，列方向腐蝕向量包括矩形結構元起始列任一像素、終止列任一像素相對于原點向量的列方向分量；行方向腐蝕向量包括矩形結構元各行任一像素相對于原點向量的行方向分量；所述矩形結構元的原點是該矩形結構元的重心。3.根據權利要求2所述的算法，其特征在于，所述使用列方向腐蝕向量對感興趣區域進行列方向腐蝕操作的計算式為：其中，cb、ce分別為感興趣區域各行程的起始列、終止列，cb’、ce’分別為感興趣區域經列方向腐蝕操作后各行程的起始列、終止列，分別為矩形結構元起始列任一像素、終止列任一像素相對于原點向量的列方向分量。4.根據權利要求2所述的算法，其特征在于，所述使用行方向腐蝕向量對列方向腐蝕操作后的感興趣區域進行行方向腐蝕操作的計算式為：其中，row為感興趣區域各行程的行，row’為感興趣區域經行方向腐蝕操作后各行程的行，為矩形結構元各行任一像素相對于原點向量的行方向分量。5.根據權利要求2所述的算法，其特征在于，所述對圖像感興趣區域進行行程編碼的步驟包括：圖像分割獲得其感興趣區域；以感興趣區域最小行最小列為第一個行程的起始點，依次按行提取連續的像素點片段為一個行程。6.根據權利要求1所述的算法，其特征在于，所述腐蝕操作具體包括：求取矩形結構元行方向腐蝕向量及列方向腐蝕向量；使用所述行方向腐蝕向量對感興趣區域進行行方向腐蝕操作；使用所述列方向腐蝕向量對行方向腐蝕操作后的感興趣區域進行列方向腐...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曾友，李文科，陳鵬宇，張澤雄，
申請(專利權)人：昂納自動化技術深圳有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44