java图像处理之倒角距离变换

java图像处理之倒角距离变换

图像处理中的倒角距离变换(Chamfer Distance Transform)在对象匹配识别中经常用到，算法基本上是基于3x3的窗口来生成每个像素的距离值，分为两步完成距离变换，第一步从左上角开始，从左向右、从上到下移动窗口扫描每个像素，检测在中心像素x的周围0、1、2、3四个像素，保存最小距离与位置作为结果，图示如下：

第二步从底向上、从右向左，对每个像素，检测相邻像素4、5、6、7保存最小距离与位置作为结果，如图示所：

完成这两步以后，得到的结果输出即为倒角距离变换的结果。完整的图像倒角距离变换代码实现可以分为如下几步：

1.对像素数组进行初始化，所有背景颜色像素点初始距离为无穷大，前景像素点距离为0

2.开始倒角距离变换中的第一步，并保存结果

3.基于第一步结果完成倒角距离变换中的第二步

4.根据距离变换结果显示所有不同灰度值，形成图像

最终结果显示如下(左边表示原图、右边表示CDT之后结果)

完整的二值图像倒角距离变换的源代码如下：

package com.gloomyfish.image.transform;

import java.awt.Color;

import java.awt.image.BufcmUzWhferedImage;

import java.util.Arrays;

import com.gloomyfish.filter.study.AbstractBufferedImageOp;

public class CDTFilter extends AbstractBufferedImageOp {

private float[] dis; // nn-distances

private int[] pos; // nn-positions, 32 bit index

private Color bakcgroundColor;

public CDTFilter(Color bgColor)

{

this.bakcgroundColor = bgColor;

}

@Override

public BufferedImage filter(BufferedImage src, BufferedImage dest) {

int width = src.getWidth();

int height = src.getHeight();

if (dest == null)

dest = createCompatibleDestImage(src, null);

int[] inPixels = new int[width * height];

pos = new int[width * height];

dis = new float[width * height];

src.getRGB(0, 0, width, height, inPixels, 0, width);

// 随机生成距离变换点

int index = 0;

Arrays.fill(dis, Float.MAX_VALUE);

int numOfFC = 0;

for (int row = 0; row < height; row++) {

for (int col = 0; col < width; col++) {

index = row * width + col;

if (inPixels[index] != bakcgroundColor.getRGB()) {

dis[index] = 0;

pos[index] = index;

numOfFC++;

}

}

}

final float d1 = 1;

final float d2 = (float) Math.sqrt(d1 * d1 + d1 * d1);

System.out.println(numOfFC);

float nd, nd_tmp;

int i, in, cols, rows, nearestPixel;

// 1 2 3

// 0 i 4

// 7 6 5

// first pass: forward -> L->R, T-B

for (rows = 1; rows < height - 1; rows++) {

for (cols = 1; cols < width - 1; cols++) {

i = rows * width + cols;

nd = dis[i];

nearestPixel = pos[i];

if (nd != 0) { // skip background pixels

in = i;

in += -1; // 0

if ((nd_tmp = d1 + dis[in]) < nd) {

nd = nd_tmp;

nearestPixel = pos[in];

}

in += -width; // 1

if ((nd_tmp = d2 + dis[in]) < nd) {

nd = nd_tmp;

nearestPixel = pos[in];

}

in += +1; // 2

if ((nd_tmp = d1 + dis[in]) < nd) {

nd = nd_tmp;

nearestPixel = pos[in];

}

in += +1; // 3

if ((nd_tmp = d2 + dis[in]) < nd) {

nd = nd_tmp;

nearestPixel = pos[in];

}

dis[i] = nd;

pos[i] = nearestPixel;

}

}

}

// second pass: backwards -> R->L, B-T

// exactly same as first pass, just in the reverse direction

for (rows = height - 2; rows >= 1; rows--) {

for (cols = width - 2; cols >= 1; cols--) {

i = rows * width + cols;

nd = dis[i];

nearestPixel = pos[i];

if (nd != 0) {

in = i;

in += +1; // 4

if ((nd_tmp = d1 + dis[in]) < nd) {

nd = nd_tmp;

nearestPixel = pos[in];

}

in += +width; // 5

if ((nd_tmp = d2 + dis[in]) < nd) {

nd = nd_tmp;

nearestPixel = pos[in];

}

in += -1; // 6

if ((nd_tmp = d1 + dis[in]) < nd) {

nd = nd_tmp;

nearestPixel = pos[in];

}

in += -1; // 7

if ((nd_tmp = d2 + dis[in]) < nd) {

nd = nd_tmp;

nearestPixel = pos[in];

}

dis[i] = nd;

pos[i] = nearestPixel;

}

}

}

for (int row = 0; row < height; row++) {

for (int col = 0; col < width; col++) {

index = row * width + col;

if (Float.MAX_VALUE != dis[index]) {

int gray = clamp((int) (dis[index]));

inPixels[index] = (255 << 24) | (gray << 16) | (gray << 8)

| gray;

}

}

}

setRGB(dest, 0, 0, width, height, inPixels);

return dest;

}

private int clamp(int i) {

return i > 255 ? 255 : (i < 0 ? 0 : i);

}

}

版权声明：本文内容由网络用户投稿，版权归原作者所有，本站不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。如果您发现本站中有涉嫌抄袭或描述失实的内容，请联系我们jiasou666@gmail.com 处理，核实后本网站将在24小时内删除侵权内容。