專利名稱：一種工程圖紙矢量化過(guò)程中的多線寬自適應(yīng)初步矢量化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程圖紙矢量化識(shí)別方法，特別是對(duì)具有不同線寬的線的復(fù)雜光柵圖的矢量化方法，該方法可廣泛用于工程圖紙識(shí)別、圖像圖形符號(hào)檢測(cè)與識(shí)別等領(lǐng)域以及工業(yè)自動(dòng)化檢測(cè)等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在當(dāng)今的信息社會(huì)中，盡管CAD技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但仍有大量的圖紙信息以紙質(zhì)、圖片的形式保存、管理和適用著。這些工程圖紙往往使一個(gè)系統(tǒng)或者行業(yè)長(zhǎng)時(shí)間積累下來(lái)的，完整的保存了以往的寶貴經(jīng)驗(yàn)，對(duì)以后的設(shè)計(jì)有很好的借鑒作用。其中相當(dāng)一部分還會(huì)在以后的設(shè)計(jì)和制造中被修改和重復(fù)使用。為了復(fù)用這些圖紙，將這些圖紙圖像的信息用計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理，并建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，以大大減少圖紙的更新和維護(hù)耗費(fèi)的人力資源，更加便于存儲(chǔ)、修改、查詢、交流，是必然的發(fā)展趨勢(shì)，具有重要的社會(huì)現(xiàn)實(shí)意義。工程圖矢量化是將工程圖的掃描位圖表達(dá)轉(zhuǎn)化為CAD系統(tǒng)使用的圖形描述矢量實(shí)體，如直線、圓、圓弧、曲線以及字符等，可大大提高圖紙的復(fù)用能力。
完整的矢量化過(guò)程包括有圖像的預(yù)處理、圖像的初步矢量化和圖形檢測(cè)/識(shí)別等操作。其中，圖像的初步矢量化是圖形檢測(cè)/識(shí)別的前期處理過(guò)程，可以單獨(dú)考慮，其輸出結(jié)果是一種對(duì)圖像的圖形信息的緊湊描述結(jié)構(gòu)。因此，在整個(gè)矢量化過(guò)程中具有非常重要的地位。
國(guó)內(nèi)外研究人員針對(duì)圖像初步矢量化過(guò)程提出了一些傳統(tǒng)的算法，如基于細(xì)化的方法、基于輪廓線的方法、基于圖形結(jié)構(gòu)的方法、一般離散像素跟蹤的方法以及正交之字型(簡(jiǎn)稱為OZZ)方法。目前針對(duì)矢量化的研究基本上都是在這些方法的框架下進(jìn)行的，但對(duì)于圖像具有噪聲干擾，僅有離散圖像跟蹤的方法能夠取得比較好的效果，但離散圖像跟蹤的方法對(duì)光柵圖上線寬的要求比較嚴(yán)格，這使得一些具有較細(xì)線寬的線的工程圖的初步矢量化結(jié)果較差。同時(shí)由于采用固定最大跟蹤步長(zhǎng)的方法，使得線寬變化較大的工程圖的初步矢量化結(jié)果精度較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工程圖紙矢量化過(guò)程中的多線寬自適應(yīng)初步矢量化方法，主要解決上述二值圖像的初步矢量化中存在的技術(shù)問(wèn)題，它能夠改拓展可矢量化的光柵圖紙的范圍，改善初步矢量化的結(jié)果，提高初步矢量化的精度，加快初步矢量化的速度。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種工程圖紙矢量化過(guò)程中的多線寬自適應(yīng)初步矢量化方法，其特征在于它包括如下步驟A在客戶端采用跟蹤判定關(guān)鍵點(diǎn)的方法對(duì)光柵圖上黑像素區(qū)域組成的線跟蹤，得到跟蹤初始點(diǎn)；B在客戶端采用線寬自動(dòng)估計(jì)方法和基于線寬的最大跟蹤步長(zhǎng)自動(dòng)選取方法，得到初始線寬和最大跟蹤步長(zhǎng)；C在客戶端采用基于線寬大小的自適應(yīng)跟蹤方法，得到包含中軸點(diǎn)坐標(biāo)位置及寬度信息的中軸點(diǎn)鏈；D在客戶端采用基于中軸點(diǎn)鏈長(zhǎng)度的中軸點(diǎn)鏈優(yōu)劣自動(dòng)判定，并判定是否掃描完畢光柵圖，掃描完畢后輸出數(shù)據(jù)給服務(wù)器端。
所述的步驟A進(jìn)一步包括A1通過(guò)對(duì)光柵圖的掃描，找到一個(gè)黑像素點(diǎn)，作為跟蹤關(guān)鍵點(diǎn)該黑像素點(diǎn)所在的鄰近區(qū)域沒(méi)有被初步矢量化過(guò)；A2從跟蹤關(guān)鍵點(diǎn)出發(fā)，沿某一規(guī)定跟蹤方向跟蹤黑像素區(qū)域，得到新的跟蹤關(guān)鍵點(diǎn)；A3判斷得到的跟蹤關(guān)鍵點(diǎn)性能否達(dá)到理想的狀況，若是，則將此跟蹤關(guān)鍵點(diǎn)作為跟蹤初始點(diǎn)輸出；若否，則執(zhí)行步驟A1。
所述的步驟B進(jìn)一步包括B1從跟蹤起始點(diǎn)出發(fā)，沿上下左右四個(gè)方向跟蹤該點(diǎn)所在的黑像素區(qū)域，得到經(jīng)過(guò)該點(diǎn)的線在這點(diǎn)處的長(zhǎng)寬值，并確定線跟蹤方向；B2對(duì)跟蹤起始點(diǎn)處的寬度值按其大小判定其屬性，分為小線寬和大線寬兩類；若寬度值為小線寬，則最大跟蹤步長(zhǎng)設(shè)為一個(gè)定值；若寬度值為大線寬，則最大跟蹤步長(zhǎng)設(shè)為一個(gè)與該寬度值有關(guān)的量。
所述的步驟C進(jìn)一步包括C1對(duì)于小線寬的線，采用小線寬離散像素跟蹤方法得到中軸點(diǎn)鏈；對(duì)于大線寬的線，采用一般離散像素跟蹤法得到中軸點(diǎn)鏈。
所述的步驟D進(jìn)一步包括D1若中軸點(diǎn)鏈只含有一個(gè)中軸點(diǎn)，則認(rèn)為該中軸點(diǎn)鏈不符合要求，丟棄該中軸點(diǎn)鏈；若中軸點(diǎn)鏈長(zhǎng)度超過(guò)閾值，則將其截?cái)酁閿?shù)個(gè)中軸點(diǎn)鏈；D2在客戶端判定是否掃描完畢光柵圖；若否，則回到步驟A；若是，則將結(jié)果輸出到服務(wù)器端。
藉由上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下有益技術(shù)效果本發(fā)明的多線寬自適應(yīng)初步矢量化方法具有適用范圍廣、矢量化精度高、運(yùn)行速度快等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于工程圖紙矢量化系統(tǒng)的后續(xù)處理以及三維重建等工作具有重要意義和實(shí)用價(jià)值。


圖1是本發(fā)明方法所采用客戶端/服務(wù)器的硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
圖2是本發(fā)明方法的流程示意圖。
圖3是本發(fā)明方法中線寬自動(dòng)估計(jì)方法和基于線寬的最大跟蹤步長(zhǎng)自動(dòng)選取方法的流程示意圖。
圖4是本發(fā)明方法中基于線寬大小的自適應(yīng)跟蹤方法的流程示意圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例中掃描后經(jīng)圖像預(yù)處理得到的實(shí)際工程圖像。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例中采用固定最大跟蹤步長(zhǎng)為8和一般離散像素跟蹤方法初步矢量化處理過(guò)程后得到的圖像。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例中采用固定最大跟蹤步長(zhǎng)為8和自適應(yīng)跟蹤方法(即結(jié)合一般離散像素跟蹤和小線寬離散像素跟蹤兩種方法)初步矢量化處理過(guò)程后得到的圖像。
圖8是本發(fā)明實(shí)施例中采用自動(dòng)估計(jì)最大跟蹤步長(zhǎng)和一般離散像素跟蹤方法初步矢量化處理過(guò)程后得到的圖像。
圖9是本發(fā)明實(shí)施例中采用本發(fā)明的自動(dòng)估計(jì)最大跟蹤步長(zhǎng)和自適應(yīng)跟蹤方法(即結(jié)合一般離散像素跟蹤和小線寬離散像素跟蹤兩種方法)初步矢量化處理過(guò)程后得到的圖像。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
本發(fā)明的實(shí)施例中，采用客戶端/服務(wù)器的硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示?？蛻舳丝梢赃B接圖象采集裝置(如掃描儀)或硬件存儲(chǔ)設(shè)備。因此，圖像的來(lái)源可以是通過(guò)圖像采集裝置掃描得到并送入客戶端或是通過(guò)存儲(chǔ)設(shè)備給出圖像文件得到并送到客戶端。其中，圖像掃描是通過(guò)圖像采集裝置的光電掃描器件將圖紙掃描成為模擬信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字圖像信號(hào)，該圖像信號(hào)通過(guò)USB總線送入到客戶端。
通過(guò)矢量化系統(tǒng)的掃描功能啟動(dòng)掃描程序?qū)D紙進(jìn)行掃描，并對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理后的圖像如圖5所示。掃描后經(jīng)過(guò)客戶端PC機(jī)的矢量化預(yù)處理過(guò)程，得出如圖9所示的圖像，該圖像是一種壓縮率非常高的表示方法，便于在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸，服務(wù)器端接收矢量化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理。
本實(shí)施例中的圖像采集裝置采用松下KV-S3065CWCN型號(hào)的掃描儀，其性能如下掃描元件CIS；
設(shè)計(jì)類型文件掃描儀；掃描范圍227×2540mm；光學(xué)分辨率600×600；色彩位數(shù)黑白(二值，半色調(diào)模式)，灰度(8bit)，彩色(24bit)；掃描速度60ppm/110ipm；傳輸接口Ultra SCSI(SCSI-III)傳輸速率20M-byte/sec，接口器50細(xì)針，USB2.0；掃描介質(zhì)文件；光源性能雙管白色熒光燈。
本實(shí)施例中的客戶端平臺(tái)性能如下CPU主頻Celon 2.66G；內(nèi)存容量516M；運(yùn)行操作系統(tǒng)為Windows XP；一個(gè)并行打印端口，配置為USB端口。
本實(shí)施例中的服務(wù)器采用HP的ProLiant DL380 G4(378735-AA1)，其性能如下CPU類型Xeon DP；CPU頻率(MHz)3000；處理器描述標(biāo)準(zhǔn)處理器數(shù)量1；支持CPU個(gè)數(shù)2；CPU二級(jí)緩存2MB；
運(yùn)行操作系統(tǒng)為Windows 2003 Server。
在客戶端采用的多線寬自適應(yīng)初步矢量化方法流程如圖2所示，各步驟的具體細(xì)節(jié)描述如下1、采用跟蹤判定關(guān)鍵點(diǎn)的方法對(duì)光柵圖上黑像素區(qū)域組成的線跟蹤，得到跟蹤初始點(diǎn)在客戶端通過(guò)矢量化系統(tǒng)的掃描功能啟動(dòng)掃描程序?qū)D紙進(jìn)行掃描，并對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理。主要的預(yù)處理手段為圖像的二值化和圖像的降噪、增強(qiáng)等操作。圖像二值化的主要手段為在客戶端平臺(tái)對(duì)圖像的某一個(gè)部位提取其直方圖，灰度圖像的直方圖提供了在一幅圖像中灰度的分布狀況，利用直方圖提供的這種灰度分布信息來(lái)確定閾值，再用圖像中某個(gè)位置的像素灰度值與這個(gè)閾值作比較，來(lái)確定其二值性，0或者1。圖像預(yù)處理中降噪增強(qiáng)操作主要采用了形態(tài)學(xué)濾波，先進(jìn)行腐蝕操作，然后進(jìn)行膨脹操作，從而形成形態(tài)學(xué)濾波的開(kāi)運(yùn)算對(duì)二值圖像進(jìn)行處理。經(jīng)過(guò)這幾部操作之后得到的圖象為本發(fā)明中涉及的初步矢量化操作所需要的光柵圖像。
跟蹤判定關(guān)鍵點(diǎn)得到跟蹤初始點(diǎn)是在對(duì)圖像掃描的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，當(dāng)一條掃描線‘碰’到第一個(gè)像素正跳變時(shí)(從0到1)，判斷該像素所在的鄰近區(qū)域是否被初步矢量化過(guò)。如果該像素點(diǎn)所在的鄰近區(qū)域曾經(jīng)被初步矢量化過(guò)，則繼續(xù)尋找下一個(gè)正跳變像素點(diǎn)。如果該像素點(diǎn)所在的鄰近區(qū)域沒(méi)有被初步矢量化過(guò)，則像素計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)再次碰到像素負(fù)跳變(從1到0)或計(jì)數(shù)器數(shù)值超過(guò)規(guī)定的閾值時(shí)，停止計(jì)數(shù)，計(jì)算中間的像素位置作為第一個(gè)跟蹤關(guān)鍵點(diǎn)。然后從該像素點(diǎn)出發(fā)，采用同樣的方法向上向下掃描，向上像素計(jì)數(shù)器、向下像素計(jì)數(shù)器分別開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)碰到像素負(fù)跳變(從1到0)或計(jì)數(shù)器數(shù)值超過(guò)規(guī)定的閾值時(shí)，停止計(jì)數(shù)，計(jì)算上下掃描的中心位置作為第二個(gè)跟蹤關(guān)鍵點(diǎn)。然后再左右掃描計(jì)數(shù)，計(jì)算左右掃描的中心位置作為第三個(gè)跟蹤關(guān)鍵點(diǎn)。以此類推直到連續(xù)兩次得到的跟蹤關(guān)鍵點(diǎn)的像素位置相差不到一個(gè)像素，將最后找到的一個(gè)跟蹤關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)為穩(wěn)定的可擴(kuò)展的跟蹤初始點(diǎn)，并將這個(gè)跟蹤初始點(diǎn)作為結(jié)果輸出。
2、采用線寬自動(dòng)估計(jì)方法和基于線寬的最大跟蹤步長(zhǎng)自動(dòng)選取方法，得到初始線寬和最大跟蹤步長(zhǎng)，流程如圖3所示采用類似的掃描計(jì)數(shù)的方法，從跟蹤初始點(diǎn)出發(fā)沿上下左右四個(gè)方向跟蹤，直到像素負(fù)跳變(從1到0)或計(jì)數(shù)器數(shù)值超過(guò)規(guī)定的閾值停止跟蹤。通過(guò)比較上下像素計(jì)數(shù)器數(shù)值之和與左右像素計(jì)數(shù)器數(shù)值之和確定跟蹤初始點(diǎn)的方向是縱向還是橫向。較小的那個(gè)計(jì)數(shù)器數(shù)值之和作為該點(diǎn)的寬度值。如果是縱向的跟蹤初始點(diǎn)，則該點(diǎn)所在的線的跟蹤方向設(shè)為縱向，反之設(shè)為橫向。對(duì)跟蹤起始點(diǎn)處的寬度值按其大小判定其屬性，分為小線寬和大線寬兩類。通常將小于三個(gè)像素的線寬值定為小線寬。
基于線寬的最大跟蹤步長(zhǎng)自動(dòng)選取方法是對(duì)基于一般離散像素跟蹤矢量化方法的改進(jìn)。線的最大跟蹤步長(zhǎng)是作線的跟蹤時(shí)給定的像素計(jì)數(shù)器閾值，當(dāng)計(jì)數(shù)器數(shù)值達(dá)到這個(gè)閾值，則停止計(jì)數(shù)。線的最大跟蹤步長(zhǎng)理論上是一個(gè)與線的寬度值有關(guān)的量，對(duì)于不同線寬的線，最大跟蹤步長(zhǎng)是不相同的。但是基于一般離散像素跟蹤矢量化方法將最大跟蹤步長(zhǎng)簡(jiǎn)單的設(shè)定為常數(shù)，使得對(duì)于光柵圖紙中線寬變化較大的情況時(shí)，矢量化結(jié)果很不精確。本發(fā)明采用的最大跟蹤步長(zhǎng)的自動(dòng)選取方法，設(shè)定最大跟蹤步長(zhǎng)為跟蹤初始點(diǎn)寬度值乘上某個(gè)比例系數(shù)，使得最大跟蹤步長(zhǎng)能對(duì)不同的線作動(dòng)態(tài)調(diào)整。同時(shí)為了防止最大跟蹤步長(zhǎng)過(guò)小，在跟蹤初始點(diǎn)寬度值為小線寬時(shí)，本發(fā)明設(shè)置最大跟蹤步長(zhǎng)為某個(gè)固定的值。將跟蹤初始點(diǎn)及其方向、寬度值輸出，最大跟蹤步長(zhǎng)作為結(jié)果輸出。
圖8、圖9就是采用基于線寬的最大跟蹤步長(zhǎng)自動(dòng)選取方法，對(duì)光柵圖作初步矢量化得到的結(jié)果圖。
3、用基于線寬大小的自適應(yīng)跟蹤方法，得到中軸點(diǎn)鏈和精確線寬信息，流程如圖4所示采用基于線寬大小的自適應(yīng)跟蹤方法是對(duì)基于一般離散像素跟蹤矢量化方法的改進(jìn)。
一般離散像素跟蹤矢量化方法的跟蹤過(guò)程是采用類似于之字型的方法確定含有線段的位置和線寬信息的中軸點(diǎn)鏈。該過(guò)程是整個(gè)初步矢量化過(guò)程的核心。跟蹤過(guò)程是從跟蹤初始點(diǎn)(跟蹤初始點(diǎn)作為中軸點(diǎn)鏈的初始中軸點(diǎn))開(kāi)始跟蹤的，其過(guò)程與跟蹤關(guān)鍵點(diǎn)得到跟蹤初始點(diǎn)的過(guò)程基本類似，但是先在設(shè)定的方向上跟蹤，然后沿垂直于跟蹤方向的兩個(gè)方向跟蹤，并將中間位置作為新的中軸點(diǎn)(每一個(gè)中軸點(diǎn)都包含了其坐標(biāo)位置和該點(diǎn)的寬度信息)，而將垂直于跟蹤方向的跟蹤步長(zhǎng)的值作為中軸點(diǎn)的寬度信息。當(dāng)沿著跟蹤方向上的跟蹤步長(zhǎng)為零時(shí)，認(rèn)為線段跟蹤完畢，輸出中軸點(diǎn)鏈。
本發(fā)明中基于線寬大小的自適應(yīng)跟蹤方法是在原散像素跟蹤矢量化方法跟蹤得到中軸點(diǎn)鏈的情況下，進(jìn)一步修正這條中軸點(diǎn)鏈。當(dāng)跟蹤初始點(diǎn)的寬度值為大線寬時(shí)，不啟動(dòng)小線寬離散像素跟蹤過(guò)程，將一般離散像素跟蹤矢量化方法跟蹤得到中軸點(diǎn)鏈作為最后結(jié)果輸出。但當(dāng)跟蹤初始點(diǎn)的寬度值為小線寬時(shí)，啟動(dòng)小線寬離散像素跟蹤過(guò)程，修正中軸點(diǎn)鏈，并作為結(jié)果輸出。
具體的小線寬離散像素跟蹤過(guò)程相當(dāng)于考慮當(dāng)前中軸點(diǎn)的8領(lǐng)域。在從當(dāng)前中軸點(diǎn)出發(fā)跟蹤新的中軸點(diǎn)時(shí)，考慮兩個(gè)條件。
條件1當(dāng)前中軸點(diǎn)的跟蹤方向上，跟蹤步長(zhǎng)為零。即從當(dāng)前中軸點(diǎn)出發(fā)，沿跟蹤方向走一個(gè)像素位時(shí)，發(fā)生像素負(fù)跳變。
條件2從當(dāng)前中軸點(diǎn)出發(fā)，沿跟蹤方向走一個(gè)像素位，即走到像素負(fù)跳變點(diǎn)時(shí)，則從這個(gè)像素負(fù)跳變點(diǎn)出發(fā)，沿當(dāng)前中軸點(diǎn)的跟蹤方向的正交方向上走一個(gè)像素位(該點(diǎn)位于當(dāng)前中軸點(diǎn)的8領(lǐng)域內(nèi))，又發(fā)生像素正跳變。
若滿足上述兩個(gè)跟蹤條件，則從這個(gè)像素正跳變點(diǎn)出發(fā)采用一般離散像素跟蹤方法跟蹤新的中軸點(diǎn)。若不滿足上述兩個(gè)跟蹤條件，則在當(dāng)前跟蹤方向上跟蹤中軸點(diǎn)的過(guò)程結(jié)束。
4、采用基于中軸點(diǎn)鏈長(zhǎng)度的中軸點(diǎn)鏈優(yōu)劣自動(dòng)判定，并判定是否掃描完畢光柵圖，掃描完畢后輸出數(shù)據(jù)給服務(wù)器端對(duì)于采集到的中軸點(diǎn)鏈，需要判別其優(yōu)劣性。對(duì)于只有一個(gè)中軸點(diǎn)的中軸點(diǎn)鏈，被規(guī)定為不合法，需要丟棄。對(duì)于中軸點(diǎn)鏈的長(zhǎng)度超過(guò)一定的閾值，為了計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方便，將其截?cái)酁閿?shù)個(gè)中軸點(diǎn)鏈。采集得到的中軸點(diǎn)鏈能夠描述具有一定寬度的線的大致形狀和位置，便于進(jìn)一步的矢量化識(shí)別。
當(dāng)經(jīng)過(guò)跟蹤得到初始點(diǎn)，自動(dòng)獲得跟蹤初始點(diǎn)寬度值和動(dòng)態(tài)估計(jì)最大跟蹤步長(zhǎng)，自適應(yīng)跟蹤方法跟蹤中軸點(diǎn)鏈，中軸點(diǎn)鏈優(yōu)劣判定之后，需要判斷是否對(duì)光柵圖掃描完畢。如果沒(méi)有掃描完畢，則重復(fù)上述過(guò)程采集新的中軸點(diǎn)鏈。如果掃描完畢，則將結(jié)果輸出到服務(wù)器端。
本發(fā)明方法的整個(gè)初步矢量化過(guò)程就是記錄這些中軸點(diǎn)的位置信息以及它們的動(dòng)態(tài)寬度信息，也可以利用動(dòng)態(tài)寬度信息計(jì)算某根線段的真實(shí)寬度作為輸出。對(duì)圖5的圖像初步矢量化結(jié)果可得到圖9所示的最終處理后圖像。
對(duì)于一般離散像素跟蹤方法作圖像的初步矢量化是固定最大跟蹤步長(zhǎng)和不考慮小線寬離散像素跟蹤。本發(fā)明的實(shí)施例分別用Matlab軟件編寫(xiě)仿真程序，分別對(duì)以下四種方法作了比較方法1，仿真原始的一般離散像素跟蹤方法，最大跟蹤步長(zhǎng)固定為八個(gè)像素；方法2，在原始的一般離散像素跟蹤方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合小線寬離散像素跟蹤方法，使用自適應(yīng)跟蹤方法；方法3，在原始的一般離散像素跟蹤方法的基礎(chǔ)上，考慮動(dòng)態(tài)獲得最大跟蹤步長(zhǎng)；方法4，采用本發(fā)明的動(dòng)態(tài)獲得最大跟蹤步長(zhǎng)方法和自適應(yīng)跟蹤方法(即結(jié)合一般離散像素跟蹤和小線寬離散像素跟蹤兩種方法)。通過(guò)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例圖5作初步矢量化，分別獲得圖6、圖7、圖8和圖9。同時(shí)也統(tǒng)計(jì)了上述四種圖像初步矢量化方法，采集得到的中軸點(diǎn)鏈的個(gè)數(shù)及其消耗的運(yùn)算時(shí)間。
下表為上述四種方法的Matlab仿真對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的初步矢量化的結(jié)果。

方法4采集到的中軸點(diǎn)鏈的個(gè)數(shù)最少。這是由于這些中軸點(diǎn)鏈質(zhì)量比較高，較為連續(xù)所造成的。這一點(diǎn)可以比較圖5、圖6、圖7、圖8和圖9得到。同時(shí)，方法4所消耗的運(yùn)算時(shí)間是最少的。因此本發(fā)明對(duì)一般離散像素跟蹤方法的改善是較為明顯的。
綜上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。即凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)為本發(fā)明的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求
1.一種工程圖紙矢量化過(guò)程中的多線寬自適應(yīng)初步矢量化方法，其特征在于它包括如下步驟A在客戶端采用跟蹤判定關(guān)鍵點(diǎn)的方法對(duì)光柵圖上黑像素區(qū)域組成的線跟蹤，得到跟蹤初始點(diǎn)；B在客戶端采用線寬自動(dòng)估計(jì)方法和基于線寬的最大跟蹤步長(zhǎng)自動(dòng)選取方法，得到初始線寬和最大跟蹤步長(zhǎng)；C在客戶端采用基于線寬大小的自適應(yīng)跟蹤方法，得到包含中軸點(diǎn)坐標(biāo)位置及寬度信息的中軸點(diǎn)鏈；D在客戶端采用基于中軸點(diǎn)鏈長(zhǎng)度的中軸點(diǎn)鏈優(yōu)劣自動(dòng)判定，并判定是否掃描完畢光柵圖，掃描完畢后輸出數(shù)據(jù)給服務(wù)器端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程圖紙矢量化過(guò)程中的多線寬自適應(yīng)初步矢量化方法，其特征在于所述的步驟A進(jìn)一步包括A1通過(guò)對(duì)光柵圖的掃描，找到一個(gè)黑像素點(diǎn)，作為跟蹤關(guān)鍵點(diǎn)該黑像素點(diǎn)所在的鄰近區(qū)域沒(méi)有被初步矢量化過(guò)；A2從跟蹤關(guān)鍵點(diǎn)出發(fā)，沿某一規(guī)定跟蹤方向跟蹤黑像素區(qū)域，得到新的跟蹤關(guān)鍵點(diǎn)；A3判斷得到的跟蹤關(guān)鍵點(diǎn)性能否達(dá)到理想的狀況，若是，則將此跟蹤關(guān)鍵點(diǎn)作為跟蹤初始點(diǎn)輸出；若否，則執(zhí)行步驟A1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工程圖紙矢量化過(guò)程中的多線寬自適應(yīng)初步矢量化方法，其特征在于所述的步驟B進(jìn)一步包括B1從跟蹤起始點(diǎn)出發(fā)，沿上下左右四個(gè)方向跟蹤該點(diǎn)所在的黑像素區(qū)域，得到經(jīng)過(guò)該點(diǎn)的線在這點(diǎn)處的長(zhǎng)寬值，并確定線跟蹤方向；B2對(duì)跟蹤起始點(diǎn)處的寬度值按其大小判定其屬性，分為小線寬和大線寬兩類；若寬度值為小線寬，則最大跟蹤步長(zhǎng)設(shè)為一個(gè)定值；若寬度值為大線寬，則最大跟蹤步長(zhǎng)設(shè)為一個(gè)與該寬度值有關(guān)的量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工程圖紙矢量化過(guò)程中的多線寬自適應(yīng)初步矢量化方法，其特征在于所述步驟C進(jìn)一步包括C1對(duì)于小線寬的線，采用小線寬離散像素跟蹤方法得到中軸點(diǎn)鏈；對(duì)于大線寬的線，采用一般離散像素跟蹤法得到中軸點(diǎn)鏈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的工程圖紙矢量化過(guò)程中的多線寬自適應(yīng)初步矢量化方法，其特征在于所述的步驟D進(jìn)一步包括D1若中軸點(diǎn)鏈只含有一個(gè)中軸點(diǎn)，則認(rèn)為該中軸點(diǎn)鏈不符合要求，丟棄該中軸點(diǎn)鏈；若中軸點(diǎn)鏈長(zhǎng)度超過(guò)閾值，則將其截?cái)酁閿?shù)個(gè)中軸點(diǎn)鏈；D2在客戶端判定是否掃描完畢光柵圖；若否，則回到步驟A；若是，則將結(jié)果輸出到服務(wù)器端。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種工程圖紙矢量化過(guò)程中的多線寬自適應(yīng)初步矢量化方法，步驟是A.在客戶端采用跟蹤判定關(guān)鍵點(diǎn)的方法對(duì)光柵圖上黑像素區(qū)域組成的線跟蹤，得到跟蹤初始點(diǎn)；B.在客戶端采用線寬自動(dòng)估計(jì)方法和基于線寬的最大跟蹤步長(zhǎng)自動(dòng)選取方法，得到初始線寬和最大跟蹤步長(zhǎng)；C.在客戶端采用基于線寬大小的自適應(yīng)跟蹤方法，得到包含中軸點(diǎn)坐標(biāo)位置及寬度信息的中軸點(diǎn)鏈；D.在客戶端采用基于中軸點(diǎn)鏈長(zhǎng)度的中軸點(diǎn)鏈優(yōu)劣自動(dòng)判定，并判定是否掃描完畢光柵圖，掃描完畢后輸出數(shù)據(jù)給服務(wù)器端。使用上述發(fā)明方法能夠改善初步矢量化的結(jié)果，提高初步矢量化的精度，拓展可矢量化的光柵圖紙的范圍，同時(shí)在一定程度上加快了初步矢量化的運(yùn)算速度。
文檔編號(hào)G06K9/20GK101034436SQ200710039730
公開(kāi)日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2007年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月20日
發(fā)明者顧永明, 陳杰 申請(qǐng)人:永凱軟件技術(shù)(上海)有限公司