平面域中軸生成方法分析與研究的中期報(bào)告

平面域中軸生成方法分析與研究的中期報(bào)告摘要本文是對(duì)平面域中軸生成方法的分析與研究的中期報(bào)告。本文首先簡要介紹了中軸生成方法的研究背景和意義，然后分析了現(xiàn)有的中軸生成方法，包括距離變換方法、骨架提取方法、分支點(diǎn)合并方法和等距線方法等。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于分支點(diǎn)合并和等距線的中軸生成方法，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的可行性和效果。最后，討論了該方法存在的問題和今后的研究方向。關(guān)鍵詞：中軸生成、距離變換、骨架提取、分支點(diǎn)合并、等距線1.引言中軸生成是數(shù)字圖像處理中的一項(xiàng)重要工作，可應(yīng)用于醫(yī)學(xué)影像、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。中軸是指在平面域中，與圖形邊緣相切的一條封閉曲線或開放曲線。中軸具有良好的形態(tài)、尺度、旋轉(zhuǎn)等不變性，能夠有效地描述圖形的形狀。因此，中軸生成方法的研究一直是數(shù)字圖像處理領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題之一。2.現(xiàn)有中軸生成方法的分析現(xiàn)有中軸生成方法主要有距離變換方法、骨架提取方法、分支點(diǎn)合并方法和等距線方法等。2.1距離變換方法距離變換方法是將圖像中所有像素點(diǎn)到圖形邊緣的距離計(jì)算出來，然后根據(jù)距離值生成中軸。這種方法可適用于二值圖像，但對(duì)于灰度或彩色圖像較為困難，且中軸生成結(jié)果具有較大誤差。2.2骨架提取方法骨架提取方法是通過圖形的骨架提取生成中軸。該方法可適用于各種形狀的圖形，但骨架提取過程中可能會(huì)出現(xiàn)斷裂、細(xì)節(jié)丟失等問題，影響中軸的質(zhì)量。2.3分支點(diǎn)合并方法分支點(diǎn)合并方法是在圖形邊緣上找到分支點(diǎn)，并對(duì)分支點(diǎn)進(jìn)行合并，使其成為一條連續(xù)的中軸。該方法可適用于各種形狀的圖形，并且能夠較好地保留圖形的細(xì)節(jié)。2.4等距線方法等距線方法是將圖像中一定距離范圍內(nèi)的像素點(diǎn)連接起來，形成一條連續(xù)的中軸。該方法適用于各種形狀的圖形，但中軸的質(zhì)量取決于等距線的密度和步長，如果選擇不合適，將會(huì)影響中軸的質(zhì)量。3.中軸生成方法的改進(jìn)基于上述現(xiàn)有方法的分析，我們提出了一種基于分支點(diǎn)合并和等距線的中軸生成方法。該方法首先利用分支點(diǎn)合并方法找到圖形邊緣上的分支點(diǎn)，并進(jìn)行合并。然后，通過等距線方法生成中軸。為了保證中軸的質(zhì)量，我們使用了一種動(dòng)態(tài)等距線方法，即在距離圖形邊緣較遠(yuǎn)處，等距線的密度較小，而在距離邊緣較近處，等距線的密度較大，以此保證中軸的質(zhì)量。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析我們使用Matlab對(duì)該方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并與現(xiàn)有方法進(jìn)行了比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能夠較好地保留圖形的細(xì)節(jié)，且中軸的形態(tài)與現(xiàn)有方法相比更加符合圖形的形狀。5.結(jié)論與展望本文提出了一種基于分支點(diǎn)合并和等距線的中軸生成方法，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其可行性和效果。但是，該方法仍存在一些問題需要進(jìn)一步研究，如分支點(diǎn)的檢測(cè)和合并，等距線的密度計(jì)算等。未來的研究方向可能是將該方法應(yīng)用于三維形狀中軸生成等相關(guān)領(lǐng)域。參考文獻(xiàn)[1]黃巍.圖像處理中的中軸生成方法[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,2012,29(6):2088-2090.[2]K.N.Chaudhury.Advancesindigitalgeometryprocessing[C].DAGM-S