CN101082980A - 一种新型的交点配对填充算法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型的奇偶配对填充算法，属于数字图像处理领域。填充是一种在图像和图形处理中最基本而又最重要的问题。本算法与现有其他方法相比具有节约内存，速度快等优点。其技术方案为：根据获得的某图像区域的以1，2，3构成的顶点链编码表示的边界，利用填充自动机A，用填充色直接在图像上标记出区域内的每个右端点像素，以及记录图像区域的每个左端点像素于一个数组中；逐一取出数组中的像素，以该像素为起始点对其以及其右边的像素进行填充直到遇到由填充自动机A标出的区域右端点为止，填充即告完成。其适用于数字图像处理中的图像的显示，获得两个物体中的共同区域，获得两个区域的关系，或者存储二值图像。

Description

一种新型的交点配对填充算法

技术领域

本发明涉及一种图像区域的交点配对填充算法，属于计算机图像处理技术领域。

背景技术

图像区域填充在图像处理和计算机图形学领域的一个被探讨了许多年的基本和重要的问题。在图像科学技术中经常采用这个技术来完成图像显示和图像分析，例如为了获得两个物体中的共同区域，获得两个区域的关系，或者存储二值图像。计算机图形学领域中经常使用区域填充来为区域着色。虽然当前计算机硬件速度快速提高，然而发展一种有效的填充算法依然十分必要。传统的填充算法可以被分成两类：一类是基于扫描线与图像边界间交点的奇偶配对的，另一类是基于种子生长。目前的许多基于扫描线与图像边界点间交点奇偶配对的算法虽然具有速度快的优点，但是由于存在将水平扫描线与图像区域边界相交顶点计为一个或两个交点的问题而使算法的复杂度大大增加，使该算法的优点无法充分显示出来。后一类算法要用算法实现自动寻找种子点是很难的，如果要遍历所有的内部像素点既耗时间又耗内存。

在计算机图形学领域，边界通常被描述为一系列的坐标点。因而，在它的边界内进行填充的填充算法与前面提到的填充算法的原理没有很大区别。在数字图像处理领域中，边界通常由链编码来加以描述，因此，在边界所包围的区域内进行填充的填充算法与计算机图形学领域中的填充算法有所不同，当然也都是以上述两种算法为原型的。在图像处理领域上，现有的基于奇偶配对的算法普遍存在的问题是在实现过程中需要申请更多的内存来完成配对点的存储，而基于种子填充的算法普遍存在的问题是寻找有效的种子点十分耗费时间。

发明内容

本发明的目的是为了进一步提高数字图像处理中的填充的效率，提供一种有效、快速、耗资源少的填充算法。

目前他人提出的基于奇偶配对的算法(边界的表示方式为顶点链编码)的主要思想是：记录所有左右两个紧贴图像区域的边界像素点于一个数组中，再对数组中的所有坐标点按y值进行排序，并且当y值相同时，按x值进行排序，将排好序后的数组中的坐标点一一配对，然后进行扫描线填充。可以看到，这个算法中需要一个较大数组来记录边界的像素点用于填充配对，且进行交点配对的时间复杂度是很高的。

本发明的技术方案是这样来实现的，它借助于边界标定自动机获得以

这样格式存储的顶点链编码边界，其中(x₀，y₀)是边界追踪的首点，

是该顶点链编码边界的是首个行走方向，n是链编码的编码数，c_i是第i个编码，其中i＝1，2，3。通过填充这种形式的边界来完成填充。具体步骤为：

1.构造填充自动机A，使其完成2个工作：1个工作是找到图像区域中所有图像区域右端点像素并对它们用填充色进行标记；另一个工作是找到顶点链编码边界所对应的图像区域中所有左端点像素并用一个数组记录下这些点。填充自动机A顺序遍历顶点链编码表示的图像区域边界，就能够完成以上两步工作。在遍历时，根据表1所示的状态迁移，来决定填充自动机A的行走方向和行走位置以及所要进行的操作。其中的

和

是由链编码确定的自动机的行走方向。根据表1的状态迁移，当填充自动机A的行走方向为

且遇到编码l、2、3时，启动一个子程序A，该子程序完成对这个链编码所对应的图像区域上的右边像素的填充色填充；当填充自动机A的行走方向为

且分别遇到链编码为1、2、3时，启动一个子程序B，该子程序完成记录边界所对应的图像区域的左端像素的记录并存于一个数组的工作。

表1.自动机A的状态迁移映射和输出映射

2.当填充自动机A完成了第1步的操作以后，逐一取出数组中的坐标点P，以这个坐标点为起始点对其以及其右边的与P点具有相同y值的坐标点用填充色进行填充，直到遇到已经标记过的图像区域的右端像素为止。

3.当完成1，2两步操作之后，填充即告完成。

本发明是一种新型的奇偶配对的填充算法，其克服了传统的奇偶配对可能造成的配对困难，配对耗时间耗内存的局面，同时也没有寻找种子点耗时的弊端。本算法在填充时，不需要配对遍历链编码后所获得的关键点，而且它只需要保存上文所叙述的他人的奇偶配对的填充算法中所要保存的点的一半，就可以完成填充，因此算法的效率得以大大提高。

附图说明

图1所示的

和

是由链编码确定的自动机A的行走方向。

图2中所示的是第1步完成时，其中的红色部分即为填充色(对于二值图像而言一般为黑色)，填充的像素为图像区域的右端像素。

图3为一个示例。

具体实施方式

以一条待填充的链为例，来介绍整个填充的实施过程。已知有链(6，1)(1)22122222222332131222221131313133123123131231122221231312323222212212222222222222222221。

1.填充自动机A开始工作。可以从链编码中得知首点的行走方向

根据首个编码2，对照表1，可以得到下一个行走方向仍旧为 以及下一个边界的坐标值(7，1)，同时根据表1，也可以知道这个并不是一个应该被处理的点，因此不会调用子程序A或者子程序B。略过当中的一些点，当当前点的坐标(9，2)时，此时当前的行走方向为

下一个编码为2，根据表1的状态迁移，可以得到下一个行走方向为 以及下一个边界的坐标值为(9，3)，并且调用子程序A，对(9，2)左边的点(8，2)用填充色标记；填充自动机A继续行走，当当前点的坐标为(12，20)时，此时当前的行走方向为

下一个编码为2，根据表1的状态迁移，此时可以得到下一个行走方向为

以及下一个边界的坐标值为(12，19)，并且调用子程序B，在数组中记录下当前点所对应的图像区域的左端点(13，20)。其他的各点不再一一列举。

2.填充自动机A完成工作之后，取出数组中的点，例如(13，20)，从这个点开始(该点也需要置填充色)，用填充色向右填色，直到遇到(18，20)停止填色。

3.完成上面2步后，填充即告完成。

Claims (1)

1.一种新型的奇偶配对填充算法，其特点在于有效、快速、内存消耗低的填充图像区域。具体步骤为：

(1)使用填充自动机A做2个工作：用填充色标记出边界上图像区域的右端点；寻找图像区域的左端点并记录在一个数组中。

(2)填充自动机A完成工作后，逐一取出数组中的像素，以该像素为其始点对其以及其右边的像素进行填充直到遇到由填充自动机A标出的区域右端点为止。

(3)填充完成。

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