
图 1 标记算法流程
本文快速二值图像连通域标记算法分为三个环节:
1.图像初步标记:为每个像素赋予临时标记,并且将临时标记的等价关系记录在等价表中
2.整理等价表:这一环节分为两个步骤:
(1)将具有等价关系的临时标记全部等价为其中的最小值;
(2)对连通区域以自然数顺序重新编号,得到临时标记与最终标记之间的等价关系。
3.图像代换:对图像进行逐像素代换,将临时标记代换为最终标记.经过3个环节处理后,算法输出标记后的图像,图像中连通域按照由上到下,由左至右出现的顺序被标以连续的自然数。
2.1 图像初始标记
标记算法符号约定:算法在逆时钟方向检测连通域时用w1,w2表示连续两行的图像数据,在紧接着的顺时钟方向连通域检测时用k0,k表示连续两行经过逆时钟方向标记后的图像数据。 其在工作窗口的位置在图2、3中分别说明;对初始逆时针方向临时标记用Z表示。Z初始标记值为1。
二值图像连通域标记算法采用8连通判断准则,通过缩小标记范围剔除了图像的边界效应。为了简化标记处理过程,使标记处理在硬件对一帧图像传输操作时间内结束,标记处理利用中间数据缓存分为连续的两种类型,其中类型1用于直接图像序列传输,硬件发起图像序列传输时,类型1采用逆时钟顺序连通域检测,对2×3工作窗口中的二值像素进行初始标记。类型2对经过类型1初始标记过的图像数据再进行水平方向的连通域检测和归并,然后把标记结果存入图像存储区。
图像初始标记类型1:
步骤1读取像素w1(2)、w1(1)、w1(0)、w0(2)、w0(1),以及相应的二值像素值。
步骤2读取像素w0(1),按照逆时针方向依次与w1(0)、w1(1)、w1(2)、w0(2)比较,若w0(1)= w1(0),则k0(1)=k(2);若w0(1)= w1(1),则k0(1)=k(1);若w0(1)= w1(2),则k0(1)=k(0);若w0(1)= w0(2),则k0(1)=k0(0);否则(即w0(1)≠(w1(2)、w1(1)、w1(0)、w0(2)),k0(1)= Z;Z ++。
步骤3写入等价关系表,以Z为地址将Z写入等价关系数组。

图 2 逆时钟方向初始标记的工作窗
图像初始标记类型2:
步骤1判断经过逆时针方向标记后,如果w0(1)= w0(2)= 1,而标记灰度k0(1)≠ k0(0),则进行下一步骤。
步骤2 假设k0(1)> k0(0),判断lab(k0(1))=k0(1)或者lab(k0(1))=k0(0),则lab(k0(1))=k0(0),否则对标记数组进行追踪置换。跳转至步骤3。
步骤3 假设k0(1)< k0(0),判断lab(k0(0))=k0(0)或者lab(k0(0))=k0(1),则lab(k0(0))=k0(1),否则对标记数组进行追踪置换。
追踪置换方法:步骤2的追踪置换令t= lab(k0(0));若lab(t)≠ t,则令t= lab(t),重复执行,直lab(t)=t;步骤3的追踪置换令t1= lab(k0(1)),对lab(k0(1))同样执行上述追踪过程。

图 3 水平方向初始标记的工作窗