【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及圖像處理，尤其是一種基于游程編碼的快速膨脹方法。
技術(shù)介紹
1、在圖像處理中，二值圖像是一種只包含黑白兩種顏色的圖像，其中黑色通常表示背景，白色表示目標(biāo)對象。膨脹操作是一種形態(tài)學(xué)處理方法，其主要目的是擴(kuò)展圖像中的目標(biāo)對象，使其更加連通或更大。膨脹操作通常應(yīng)用于目標(biāo)檢測、邊緣檢測、圖像分割等領(lǐng)域，是許多圖像處理算法的基礎(chǔ)步驟之一。
2、在傳統(tǒng)的二值圖像處理中，膨脹操作通常使用結(jié)構(gòu)元素(也稱為卷積核)與二值圖像進(jìn)行卷積操作來實現(xiàn)。然而，對于大規(guī)模圖像或?qū)崟r處理應(yīng)用而言，傳統(tǒng)方法可能存在存儲和計算效率方面的挑戰(zhàn)。由于結(jié)構(gòu)元素的尺寸可能較大，因此在整個圖像上執(zhí)行膨脹操作可能會導(dǎo)致不必要的計算開銷和內(nèi)存消耗。
3、針對這些挑戰(zhàn)，游程編碼技術(shù)成為一種有效的解決方案。游程編碼通過將連續(xù)相同像素值的區(qū)域壓縮成游程序列，顯著減少了數(shù)據(jù)存儲空間的需求。這種編碼方法不僅節(jié)省了存儲空間，還提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省Ｔ趫D像處理中，游程編碼常被用于壓縮二值圖像的表示，從而減少傳輸和存儲成本。
4、因此，將游程編碼技術(shù)與二值圖像膨脹操作相結(jié)合，可以有效解決傳統(tǒng)方法中的存儲和計算效率問題。通過優(yōu)化算法執(zhí)行流程和數(shù)據(jù)表示方式，使得膨脹操作在大規(guī)模圖像處理和實時應(yīng)用中更加高效可靠，為圖像處理領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展提供了重要的技術(shù)支持。
5、但是，在現(xiàn)有的二值圖像膨脹操作技術(shù)中存在一些缺點和問題：
6、1、存儲空間需求大：傳統(tǒng)的二值圖像膨脹操作通常需要存儲大量的中間結(jié)果和臨時數(shù)據(jù)，尤其是在處理大規(guī)模圖像
7、2、計算復(fù)雜度高：傳統(tǒng)的膨脹操作通常使用結(jié)構(gòu)元素與二值圖像進(jìn)行卷積操作，這涉及到大量的像素點的運算，計算復(fù)雜度較高，尤其是在結(jié)構(gòu)元素較大或者圖像分辨率較高時。
8、3、內(nèi)存消耗大：由于需要存儲大量的中間結(jié)果和臨時數(shù)據(jù)，膨脹操作可能會占用大量的內(nèi)存資源，特別是在處理大尺寸圖像時，可能會導(dǎo)致內(nèi)存不足或者內(nèi)存分配失敗。
9、4、實時性差：由于計算復(fù)雜度高和內(nèi)存消耗大的特點，傳統(tǒng)的膨脹操作在實時性要求較高的場景下可能無法滿足實時處理的需求，導(dǎo)致延遲較高。
10、這些缺點和問題的產(chǎn)生主要是由于傳統(tǒng)的膨脹操作方法在數(shù)據(jù)表示、計算過程和內(nèi)存管理等方面存在局限性。結(jié)構(gòu)元素卷積操作的方式需要對每個像素點進(jìn)行計算，造成了計算復(fù)雜度高和存儲空間需求大的問題。同時，傳統(tǒng)方法對中間結(jié)果和臨時數(shù)據(jù)的存儲管理可能不夠高效，導(dǎo)致了內(nèi)存消耗大和實時性差的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于游程編碼的快速膨脹方法，通過游程編碼技術(shù)，針對二值圖像膨脹操作提出了一種高效的解決方案；優(yōu)化了存儲空間利用、數(shù)據(jù)傳輸效率和算法執(zhí)行效率，通過預(yù)處理和特殊情況優(yōu)化，減少了不必要的計算開銷，提高了圖像處理的速度和效率，為圖像處理領(lǐng)域帶來了重要的技術(shù)進(jìn)步。
2、本專利技術(shù)解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于游程編碼的快速膨脹方法，包括以下步驟，
3、s1、將一個二值圖像作為輸入?yún)^(qū)域并進(jìn)行游程編碼獲得游程；并輸入膨脹參數(shù)高度和寬度；
4、s2、判斷膨脹參數(shù)高度和寬度是否小于等于0；若是，則返回一個空的區(qū)域；若不是，則進(jìn)行下一步驟；
5、s3、判斷輸入?yún)^(qū)域是否為矩形，若是，則進(jìn)行特殊的膨脹處理；若不是，則進(jìn)行下一步驟；
6、s4、計算可能最大分配游程的數(shù)量，最大游程數(shù)量為輸入?yún)^(qū)域游程數(shù)量乘以輸入膨脹高度；
7、s5、計算需要迭代的次數(shù)：計算高度減1的對數(shù)，再取其整數(shù)部分，得到基礎(chǔ)的迭代次數(shù)；
8、s6、執(zhí)行水平方向膨脹；
9、s7、執(zhí)行垂直方向膨脹；
10、s8、將所有移動后的游程編碼進(jìn)行合并，即將每次移動后得到的游程編碼與上一次迭代的游程編碼進(jìn)行合并。
11、進(jìn)一步的說，本專利技術(shù)所述的步驟s3中，若輸入?yún)^(qū)域為矩形，特殊的膨脹處理方式為：將矩形區(qū)域的起始行和起始列向左上角移動，直到與左上角的裁剪邊界相交；將矩形區(qū)域的終止行和終止列向右下角移動，直到與右下角的裁剪邊界相交；然后根據(jù)調(diào)整后的矩形區(qū)域大小，在裁剪邊界內(nèi)執(zhí)行膨脹操作。
12、進(jìn)一步的說，本專利技術(shù)所述的步驟s4中，如果膨脹高度為1個像素，則執(zhí)行一維的水平膨脹操作；處理步驟如下：首先，根據(jù)輸入游程的行偏移量和列偏移量，計算輸出游程的行和列位置；然后，遍歷輸入游程，根據(jù)行和列的變化情況，合并相鄰的游程或生成新的輸出游程；最后，確定輸出游程的數(shù)量，并更新輸出游程的終止列。
13、進(jìn)一步的說，本專利技術(shù)所述的步驟s5中，基礎(chǔ)的迭代次數(shù)計算方法為：num＝log2(height-1)；其中，height為膨脹高度。
14、進(jìn)一步的說，本專利技術(shù)所述的步驟s6中，水平方向膨脹的方式為：首先，重置輸出區(qū)域，并根據(jù)輸入的行和列偏移量計算新的行、起始列和中止列位置，然后遍歷輸入游程，合并或生成新的輸出游程；最后，設(shè)置輸出游程的終止列，并計算輸出游程的數(shù)量，完成水平方向的膨脹操作。
15、進(jìn)一步的說，本專利技術(shù)所述的步驟s7中，垂直方向膨脹的方式為：初始化一個空的區(qū)域，用于存儲垂直方向膨脹后的結(jié)果；對于每個輸入游程編碼，進(jìn)行以下操作：a.計算該游程編碼的行和列以及終止列；b.分別將游程編碼整體向下移動到指定的次數(shù)為止；c.將移動后的游程編碼添加到結(jié)果區(qū)域中；將結(jié)果區(qū)域返回作為垂直方向膨脹的輸出。
16、進(jìn)一步的說，本專利技術(shù)所述的步驟s8中，在合并過程中，如果兩個游程有重疊部分，則將它們合并成一個更大的游程；并對合并后的游程編碼進(jìn)行排序。
17、進(jìn)一步的說，本專利技術(shù)還包括步驟，
18、s9、在執(zhí)行結(jié)束時，如果需要進(jìn)行裁剪，則進(jìn)行裁剪操作。
19、再進(jìn)一步的說，本專利技術(shù)所述的裁剪的過程包括：確定裁剪的范圍；對最終得到的膨脹結(jié)果進(jìn)行裁剪，確保其僅包含在指定的行和列范圍內(nèi)的游程；如果有游程跨越了裁剪的邊界，則將跨越出裁剪邊界的游程截斷；裁剪后的結(jié)果即為最終的膨脹結(jié)果。
20、本專利技術(shù)的有益效果是，解決了
技術(shù)介紹
中存在的缺陷，通過引入游程編碼技術(shù)，將連續(xù)相同像素值的區(qū)域壓縮成游程序列，從而大幅減少了二值圖像的存儲空間需求，有效節(jié)省了存儲資源；同時，優(yōu)化了算法執(zhí)行流程，通過預(yù)處理和特殊情況的優(yōu)化處理，如對矩形區(qū)域進(jìn)行特殊處理，避免了不必要的計算開銷，提高了算法的執(zhí)行效率和速度；此外，采用游程編碼后的圖像數(shù)據(jù)在傳輸時所需的帶寬更小，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩涌炝藞D像傳輸速度，尤其適用于網(wǎng)絡(luò)傳輸和實時處理場景。綜合而言，本專利技術(shù)不僅節(jié)省了存儲空間，提高了數(shù)據(jù)傳輸效率和算法執(zhí)行速度，還為圖像處理領(lǐng)域帶來了更高的效率和性能，為大規(guī)模圖像處理和實時應(yīng)用場景提供了可靠的技術(shù)支持，推動了相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用前景。
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種基于游程編碼的快速膨脹方法，其特征在于：包括以下步驟，
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于游程編碼的快速膨脹方法，其特征在于：所述的步驟S3中，若輸入?yún)^(qū)域為矩形，特殊的膨脹處理方式為：將矩形區(qū)域的起始行和起始列向左上角移動，直到與左上角的裁剪邊界相交；將矩形區(qū)域的終止行和終止列向右下角移動，直到與右下角的裁剪邊界相交；然后根據(jù)調(diào)整后的矩形區(qū)域大小，在裁剪邊界內(nèi)執(zhí)行膨脹操作。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于游程編碼的快速膨脹方法，其特征在于：所述的步驟S4中，如果膨脹高度為1個像素，則執(zhí)行一維的水平膨脹操作；處理步驟如下：首先，根據(jù)輸入游程的行偏移量和列偏移量，計算輸出游程的行和列位置；然后，遍歷輸入游程，根據(jù)行和列的變化情況，合并相鄰的游程或生成新的輸出游程；最后，確定輸出游程的數(shù)量，并更新輸出游程的終止列。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于游程編碼的快速膨脹方法，其特征在于：所述的步驟S5中，基礎(chǔ)的迭代次數(shù)計算方法為：num＝log2(height-1)；其中，height為膨脹高度。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于游程編碼的快
6.如權(quán)利要求1所述的一種基于游程編碼的快速膨脹方法，其特征在于：所述的步驟S7中，垂直方向膨脹的方式為：初始化一個空的區(qū)域，用于存儲垂直方向膨脹后的結(jié)果；對于每個輸入游程編碼，進(jìn)行以下操作：a.計算該游程編碼的行和列以及終止列；b.分別將游程編碼整體向下移動到指定的次數(shù)為止；c.將移動后的游程編碼添加到結(jié)果區(qū)域中；將結(jié)果區(qū)域返回作為垂直方向膨脹的輸出。
7.如權(quán)利要求1所述的一種基于游程編碼的快速膨脹方法，其特征在于：所述的步驟S8中，在合并過程中，如果兩個游程有重疊部分，則將它們合并成一個更大的游程；并對合并后的游程編碼進(jìn)行排序。
8.如權(quán)利要求1所述的一種基于游程編碼的快速膨脹方法，其特征在于：還包括步驟，
9.如權(quán)利要求8所述的一種基于游程編碼的快速膨脹方法，其特征在于：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于游程編碼的快速膨脹方法，其特征在于：包括以下步驟，
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于游程編碼的快速膨脹方法，其特征在于：所述的步驟s3中，若輸入?yún)^(qū)域為矩形，特殊的膨脹處理方式為：將矩形區(qū)域的起始行和起始列向左上角移動，直到與左上角的裁剪邊界相交；將矩形區(qū)域的終止行和終止列向右下角移動，直到與右下角的裁剪邊界相交；然后根據(jù)調(diào)整后的矩形區(qū)域大小，在裁剪邊界內(nèi)執(zhí)行膨脹操作。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于游程編碼的快速膨脹方法，其特征在于：所述的步驟s4中，如果膨脹高度為1個像素，則執(zhí)行一維的水平膨脹操作；處理步驟如下：首先，根據(jù)輸入游程的行偏移量和列偏移量，計算輸出游程的行和列位置；然后，遍歷輸入游程，根據(jù)行和列的變化情況，合并相鄰的游程或生成新的輸出游程；最后，確定輸出游程的數(shù)量，并更新輸出游程的終止列。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于游程編碼的快速膨脹方法，其特征在于：所述的步驟s5中，基礎(chǔ)的迭代次數(shù)計算方法為：num＝log2(height-1)；其中，height為膨脹高度。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于游程編碼的快...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：都衛(wèi)東，王巖松，和江鎮(zhèn)，戴超凡，吳健雄，
申請(專利權(quán))人：征圖新視江蘇科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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