本文主要實作實作了和講解圖像細化算法，引用論文 “牟少敏,杜海洋,蘇平,查緒恒,陳光藝.一種改進的快速并行細化算法[J].微電子學與計算機,2013,(第1期)” ，免費下載下傳位址點選打開連結（直接在http://www.ucdrs.superlib.net/中搜尋也可）。
zhang的算法是經典的細化算法，具有速度快、保持細化後 曲線的連通性和無毛刺産生等優點，但它細化後的結果不能保證曲線紋路為單一像素，細化不徹底。
先介紹幾個基本概念：
1.目标點和背景點：目标點指像素值為1的點，與此對應，背景點像素值為0.
2.8鄰域：如圖所示，設有任意像素點 P，P的8鄰點即以P為中心的 3×3 區域中除了 P 點以外的P2到P的8個點。
3.邊界點：屬于目标點，且其8領域中至少有一個為背景點。
4.端點：屬于邊界點，且其8領域中至少有一個為目标點。
Zhang快速并行細化算法執行過程對邊界點進行如下操作：
經過細化後的圖像并非是單像素的。
牟少敏,杜海洋等提出了對zhang算法的改進，以實作單像素化。
經過分析 Zhang 算法 的原理和細化後的圖像 ，發現導緻細化後紋路非單一像素原 因是因為部分該删除的點由于不滿足 Zhang 細化算法删除條件 1．2S (P ) 一1 而被遺漏掉 ，将這些點分為三類． 如圖 3～圖 5 所 示
為了易于識别和計算這類點，将8領域點進行二進制編碼，從P2到P9進行二進制編碼，如下如所示
對所有遺漏目标點的8領域進行編碼，并轉為十進制，第一類點轉化結果為65、5、20和80，第二類點轉化結果為:13、97、22、208、67、88、52和133，第三類點轉化結果為141、99、54和216。
在掃描過程中上述16種目标點不能全部删除，否則會出現斷點。适當選取删除點，已達到最好的細化結果。實驗發現删除以下組合中的10個點最為良好。第一類4種全部删除，編碼組合為{65,5,20,80}，第二類中選擇4種删除，編碼組合為{13,22,52,133},第三類種删除2個，編碼組合為{141,54}，總的删除點集合為{65,5,20,80,13,22,52,133,141,54}
改進後的算法描述如下
實作代碼如下：
void zhang_thinimage_improve(Mat &srcimage)//單通道、二值化後的圖像
{
vector<Point> deletelist1;
int Zhangmude[9];
int nl = srcimage.rows;
int nc = srcimage.cols;
while (true)
{
for (int j = 1; j<(nl - 1); j++)
{
uchar* data_last = srcimage.ptr<uchar>(j - 1);
uchar* data = srcimage.ptr<uchar>(j);
uchar* data_next = srcimage.ptr<uchar>(j + 1);
for (int i = 1; i<(nc - 1); i++)
{
if (data[i] == 255)
{
Zhangmude[0] = 1;
if (data_last[i] == 255) Zhangmude[1] = 1;
else Zhangmude[1] = 0;
if (data_last[i + 1] == 255) Zhangmude[2] = 1;
else Zhangmude[2] = 0;
if (data[i + 1] == 255) Zhangmude[3] = 1;
else Zhangmude[3] = 0;
if (data_next[i + 1] == 255) Zhangmude[4] = 1;
else Zhangmude[4] = 0;
if (data_next[i] == 255) Zhangmude[5] = 1;
else Zhangmude[5] = 0;
if (data_next[i - 1] == 255) Zhangmude[6] = 1;
else Zhangmude[6] = 0;
if (data[i - 1] == 255) Zhangmude[7] = 1;
else Zhangmude[7] = 0;
if (data_last[i - 1] == 255) Zhangmude[8] = 1;
else Zhangmude[8] = 0;
int whitepointtotal = 0;
for (int k = 1; k < 9; k++)
{
//得到1的個數
whitepointtotal = whitepointtotal + Zhangmude[k];
}
if ((whitepointtotal >= 2) && (whitepointtotal <= 6))
{
//得到01的個數
int ap = 0;
if ((Zhangmude[1] == 0) && (Zhangmude[2] == 1)) ap++;
if ((Zhangmude[2] == 0) && (Zhangmude[3] == 1)) ap++;
if ((Zhangmude[3] == 0) && (Zhangmude[4] == 1)) ap++;
if ((Zhangmude[4] == 0) && (Zhangmude[5] == 1)) ap++;
if ((Zhangmude[5] == 0) && (Zhangmude[6] == 1)) ap++;
if ((Zhangmude[6] == 0) && (Zhangmude[7] == 1)) ap++;
if ((Zhangmude[7] == 0) && (Zhangmude[8] == 1)) ap++;
if ((Zhangmude[8] == 0) && (Zhangmude[1] == 1)) ap++;
//計算bp
int bp=0;
bp+=Zhangmude[1];
bp+=Zhangmude[2]<<1;
bp+=Zhangmude[3]<<2;
bp+=Zhangmude[4]<<3;
bp+=Zhangmude[5]<<4;
bp+=Zhangmude[6]<<5;
bp+=Zhangmude[7]<<6;
bp+=Zhangmude[8]<<7;
if (ap == 1||bp==65||bp==5||bp==20||bp==80||bp==13||bp==22||bp==52||bp==133||bp==141||bp==54)
{
if ((Zhangmude[1] * Zhangmude[7] * Zhangmude[5] == 0) && (Zhangmude[3] * Zhangmude[5] * Zhangmude[7] == 0))
{
deletelist1.push_back(Point(i, j)); //滿足條件，去除該點
}
}
}
}
}
}
if (deletelist1.size() == 0) break;
for (size_t i = 0; i < deletelist1.size(); i++)
{
Point tem;
tem = deletelist1[i];
uchar* data = srcimage.ptr<uchar>(tem.y);
data[tem.x] = 0;
}
deletelist1.clear();
for (int j = 1; j<(nl - 1); j++)
{
uchar* data_last = srcimage.ptr<uchar>(j - 1);
uchar* data = srcimage.ptr<uchar>(j);
uchar* data_next = srcimage.ptr<uchar>(j + 1);
for (int i = 1; i<(nc - 1); i++)
{
if (data[i] == 255)
{
Zhangmude[0] = 1;
if (data_last[i] == 255) Zhangmude[1] = 1;
else Zhangmude[1] = 0;
if (data_last[i + 1] == 255) Zhangmude[2] = 1;
else Zhangmude[2] = 0;
if (data[i + 1] == 255) Zhangmude[3] = 1;
else Zhangmude[3] = 0;
if (data_next[i + 1] == 255) Zhangmude[4] = 1;
else Zhangmude[4] = 0;
if (data_next[i] == 255) Zhangmude[5] = 1;
else Zhangmude[5] = 0;
if (data_next[i - 1] == 255) Zhangmude[6] = 1;
else Zhangmude[6] = 0;
if (data[i - 1] == 255) Zhangmude[7] = 1;
else Zhangmude[7] = 0;
if (data_last[i - 1] == 255) Zhangmude[8] = 1;
else Zhangmude[8] = 0;
int whitepointtotal = 0;
for (int k = 1; k < 9; k++)
{
whitepointtotal = whitepointtotal + Zhangmude[k];
}
if ((whitepointtotal >= 2) && (whitepointtotal <= 6))
{
int ap = 0;
if ((Zhangmude[1] == 0) && (Zhangmude[2] == 1)) ap++;
if ((Zhangmude[2] == 0) && (Zhangmude[3] == 1)) ap++;
if ((Zhangmude[3] == 0) && (Zhangmude[4] == 1)) ap++;
if ((Zhangmude[4] == 0) && (Zhangmude[5] == 1)) ap++;
if ((Zhangmude[5] == 0) && (Zhangmude[6] == 1)) ap++;
if ((Zhangmude[6] == 0) && (Zhangmude[7] == 1)) ap++;
if ((Zhangmude[7] == 0) && (Zhangmude[8] == 1)) ap++;
if ((Zhangmude[8] == 0) && (Zhangmude[1] == 1)) ap++;
int bp=0;
bp+=Zhangmude[1];
bp+=Zhangmude[2]<<1;
bp+=Zhangmude[3]<<2;
bp+=Zhangmude[4]<<3;
bp+=Zhangmude[5]<<4;
bp+=Zhangmude[6]<<5;
bp+=Zhangmude[7]<<6;
bp+=Zhangmude[8]<<7;
if (ap == 1||bp==65||bp==5||bp==20||bp==80||bp==13||bp==22||bp==52||bp==133||bp==141||bp==54)
{
if ((Zhangmude[1] * Zhangmude[3] * Zhangmude[5] == 0) && (Zhangmude[3] * Zhangmude[1] * Zhangmude[7] == 0))
{
deletelist1.push_back(Point(i, j));
}
}
}
}
}
}
if (deletelist1.size() == 0) break;
for (size_t i = 0; i < deletelist1.size(); i++)
{
Point tem;
tem = deletelist1[i];
uchar* data = srcimage.ptr<uchar>(tem.y);
data[tem.x] = 0;
}
deletelist1.clear();
}
}
zhang方法
改進方法
改進方法剔除的點
如有對論文作者造成侵權，請與我聯系删除