第 27卷第 3期
Vol127,No13
西 华 大 学 学 报
(
自 然 科 学 版
)
Journal of Xihua University · Natural Science
2008年 5月
May. 2008
文章编号 : 16732159X
(
2008
)
0320081204
收稿日期: 2008201227
作者简介:肖 斌
(
19842
)
, 男 , 四川资阳人 , 硕士研究生 , 主要从事模式识别、图像处理研究。
一种快速图形识别算法
肖 斌 ,黄襄念
(
西华大学数学与计算机学院 ,四川 成都 610039
)
摘 要 :对一些人类在视觉上存在明显区别的几何图形 ,提出了轮廓搜索 g 折点定位的改进算法。通过搜索
出的轮廓折点 ,根据它的数量 ,以及相邻折点之间连线的相互几何关系 ,最后识别出图形的快速算法。本文对大量
几何测试图形用该算法实验 ,结果证明该识别算法具有运算速度快 ,准确度高的特点 ,在图形发生拉伸 g 旋转等变
形时也能很好对图形进行识别。
关键词 :图形识别 ;轮廓搜索 ;折点定位 ;图形变形
中图分类号 : TP391141 文献标识码 : A
目前对于二值图像的较准确的轮廓提取算法一
般有用折线分段和对分段曲线拟合、多边形近似逼
近、折线近似等方法 ,它们都存在计算量大 ,运算速
度慢的问题。无法将它们用在像在线图形识别这类
对实时性要求较高的应用场合下。本文提出了基于
外法线方向
(
在 211节中给出外法线的解释
)
搜索
封闭图像轮廓 ,和基于折点的图像形状快速识别的
一整套快速算法 ,既能达到较高的准确度又能适应
实时性较高的应用场合下的图形识别。如在线图形
识别。
1 轮廓搜索
一个图形被扫描进计算机后 , 使它生成一个二
值图像矩阵
(
其中 ,图形部分全为白 ,背景部分为
黑 ,为了便于分析 ,将图形部分每个点都用 1表示 ,
背景点用 0表示
)
。通常对扫描进计算机的图像 ,
图形边缘都会有些小锯齿 ,且内部一般无空洞 ,也不
会产生长条形的边缘噪声。图 1
(
a
)
为 1个三角图
形扫描原始图像 ,图 1
(
b
)
为原图像转换成二值图像
矩阵的效果图。
从图 1
(
b
)
可以看出 ,要搜索出图形的轮廓 ,就
是要把二值矩阵里的 ”1”的路径找到。从图中可以
看到并无长条形的尖刺噪声 ,而且整个轮廓都是封
闭的。笔者考虑到算法的实时性应用 ,算法要尽量
简单高效 ,所以采取从左到右 ,从上到下的扫描顺序
搜索轮廓的第一个点。按此种扫描方式 ,本文按逆
时针的方向
(
也可用顺时针 ,算法类似
)
搜索轮廓 ,
可以推出 , 如图 2
(
b
)
,设轮廓第一点在此 3 ×3模
板的 0位置 ,那么第二点只可能从 1位置开始搜索 ,
而不可能出现在 5、6、7、8位置。那么在剩下的 1、
2、3、4位置上肯定能找到第二个轮廓点。至此 ,轮
廓的第一和第二点找到。本文便可以提出沿外法线
方向搜索下一个轮廓点进而搜索出整个图形轮廓。
(
a
)
扫描图像
(
b
)
二值图像矩阵
图 1 三角形原始扫描图像和对应的二值图像矩阵
111 外法线
通过图 2来说明外法线的含义。图 2
(
a
)
中设
X
0
和 X
1
为已搜索到的轮廓中的两个前后相邻点 ,
X
0
在此 3 ×3模板的中心 , X
1
在此模板的左下角 ,通
过对这两点的连线方向的左外侧做垂射线 ,即外法
线方向 ,要搜索的下一点对应到如图 2
(
b
)
就是搜索
7位置的点。
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