彩色圖像邊緣提取矢量化論文

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1、彩色圖像邊緣提取矢量化畢業(yè)論文目錄第一章緒論61.1引言61.1.1矢量的概念61.1.2課題的目的和研究意義61.2國內(nèi)外彩色圖像輪廓提取和矢量化的現(xiàn)狀及發(fā)展71.2.1彩色圖像輪廓提取現(xiàn)狀及發(fā)展71.2.2矢量化的已有的成果和未來71.3論文主要工作及章節(jié)安排8第二章彩色圖像邊緣檢測92.1彩色顏色模型92.2彩色圖像邊緣檢測算法92.2.1傳統(tǒng)的彩色圖像邊緣檢測92.2.2基于彩色信息區(qū)分度的彩色邊緣檢測112.2.3利用顏色空間變換實現(xiàn)邊緣檢測132.2.4四元數(shù)與彩色圖像邊緣檢測142.3本章小結(jié)15第三章矢量化算法163.1矢量化基本思想163.2矢量化技

2、術(shù)分類163.2.1基于細(xì)化的矢量化163.2.2基于非細(xì)化的矢量化算法173.2.3整體矢量化算法19第四章輪廓提取和矢量化的具體實現(xiàn)2244.1BMP文件格式簡介224.2基于顏色三角形的彩色圖像邊緣檢測224.2.1基于三角形周長的邊緣檢測的原理234.2.2利用Prewitt算子定義三角形周長和角度的梯度244.3.1動態(tài)分割擬合原理和步驟294.3.2圖元顏色屬性的確定294.3.3矢量化圖的顯示30第五章結(jié)論33致謝34參考文獻(xiàn)35443第一章緒論第一章緒論1.1引言1.1.1矢量的概念計算機中圖像文件的格式主要有兩大類：一類是位圖文件格式，另一類是矢量圖

3、文件格式。位圖也稱光柵圖或點陣圖，它把一幅圖分成許多柵格圖素，稱每一個柵格為一個像素點，簡稱像素(pixel)。位圖就是一組描述每個圖素點的數(shù)據(jù)。位圖圖像文件格式適用于有復(fù)雜顏色和灰度級變化的圖，如照片、繪畫、數(shù)字化視頻圖像等。矢量圖用幾何圖形的特征數(shù)據(jù)及其屬性來描述圖像，如一條線用其兩個端點的坐標(biāo)來描述，一段圓弧用其起點和終點坐標(biāo)、圓心坐標(biāo)及半徑來描述。矢量圖的最小單位是圖元，如直線、圓弧、橢圓弧等基本圖形。矢量圖圖像文件格式適用于線性圖，如機械圖形、建筑圖形、地理等高線圖等。CAD／CAM系統(tǒng)中所用的都是矢量圖。線性圖用矢量圖描述的數(shù)據(jù)量比用光柵圖描述的小得多。對

4、光柵圖像進(jìn)行分析、識別并重建其中圖形對象的過程稱為矢量化。1.1.2課題的目的和研究意義33第一章緒論圖像邊緣檢測是數(shù)字圖像處理的重要內(nèi)容，是進(jìn)行圖像分割、圖像分析、物體別等深層次處理的關(guān)鍵步驟。隨著計算機硬件設(shè)備的高速發(fā)展和計算機視覺研究的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的灰度圖像處理方法已經(jīng)不能滿足很多應(yīng)用的需求。針對彩色圖像的邊緣檢測方法逐漸興盛起來。圖像的矢量化在很多領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用，例如制作在網(wǎng)上非常流行的精美的生動形象的矢量動畫，實現(xiàn)彩色地圖的GIS系統(tǒng)，光柵圖像以像素為表示單元，因此對圖像的編輯只能通過像素級操作進(jìn)行，不易進(jìn)行各種變換，如圖像的旋轉(zhuǎn)、縮放等。并且以像素

5、表示的圖像中往往存在大量的冗余信息，存儲量過大，例如一張AO尺寸的工程圖紙用300dpi的分辨率、單色掃描后得到的圖像文件大小在15MB左右，這對一般的圖紙管理系統(tǒng)是一筆很大的開銷。而矢量圖用直線、圓弧等基本幾何圖形來描述，因此只需對這些幾何圖形的參數(shù)進(jìn)行存儲，例如直線只需存儲其端點坐標(biāo)，圓弧只需存儲其圓心坐標(biāo)、半徑、起點和終點，這樣就可在不損失圖像信息的前提下大幅度減少存儲空間，還能靈活高效的對圖像進(jìn)行編輯，因此研究光柵圖像的矢量化具有很高的實際應(yīng)用價值。1.2國內(nèi)外彩色圖像輪廓提取和矢量化的現(xiàn)狀及發(fā)展1.2.1彩色圖像輪廓提取現(xiàn)狀及發(fā)展自1977年Nevatia發(fā)

6、表第一篇彩色圖像邊緣檢測論文以來，人們提出了許多種彩色圖像邊緣檢測方法。對于這些方法，可以按照它們所采用的顏色空間進(jìn)行歸類，但更常見的歸類方法是將它們分為合成和矢量方法兩類。所謂合成方法，是將灰度圖像邊緣檢測算法分別應(yīng)用到彩色圖像的三個顏色空間分量上，其結(jié)果再通過某種特定的方法合成。而矢量方法是將彩色圖像的每一個像素點看作顏色空間中的一個三維矢量，利用空間矢量的各種特性來進(jìn)行彩色圖像邊緣檢測。對于這兩大類方法而言，合成方法相對比較簡單快速，在彩色圖像邊緣檢測的早期使用較多，但它沒有考慮到各個顏色空間分量之間的相關(guān)性，從而對某些類型的邊緣不能進(jìn)行有效地檢測。例如那些在不

7、同空間分量中強度相同但方向相反的邊緣，使用合成方法將檢測不到。而矢量方法由于合理利用了空間矢量的特性，很好解決了相關(guān)性問題，因此其檢測效果也普遍更為理想。目前對彩色圖像邊緣檢測的研究就主要集中在這個方面，出現(xiàn)了大量利用矢量特性來進(jìn)行彩色圖像邊緣檢測的算法。1.2.2矢量化的已有的成果和未來從70年代開始，矢量化研究的學(xué)術(shù)論文開始出現(xiàn)。最初的應(yīng)用范圍很窄，主要處理地圖，方法也較單一。80年代中后期，CAD系統(tǒng)的應(yīng)用需要將大量紙質(zhì)工程圖轉(zhuǎn)換成CAD系統(tǒng)能夠處理的格式，從而引發(fā)了對工程圖矢量化的硬究。90年代是矢量化研究的高潮，成立了一些專門性的組織并召開