平面域中軸生成方法分析與研究的中期報告

平面域中軸生成方法分析與研究的中期報告摘要本文是對平面域中軸生成方法的分析與研究的中期報告。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)驗驗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重要工作，可應(yīng)用于醫(yī)學(xué)影像、計算機(jī)輔助設(shè)計等領(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)驗結(jié)果分析我們使用Matlab對該方法進(jìn)行了實(shí)驗，并與現(xiàn)有方法進(jìn)行了比較。實(shí)驗結(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)驗驗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)的檢測和合并，等距線的密度計算等。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].計算機(jī)應(yīng)用研究,2012,29(6):2088-2090.[2]K.N.Chaudhury.Advancesindigitalgeometryprocessing[C].DAGM-S