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      剝筍式骨架化的影像處理方法

      文檔序號:6577062閱讀:154來源:國知局
      專利名稱:剝筍式骨架化的影像處理方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明是有關(guān)于一種影像處理方法,且特別是有關(guān)于一種剝筍式骨架化的 影像處理方法。
      背景技術(shù)
      在許多工程系統(tǒng)中,都需利用影像識別的技術(shù)作為系統(tǒng)中不同步驟、區(qū)塊 的檢驗或判斷。舉例來說,半導(dǎo)體制程中,每當(dāng)一次制程完畢后,多需以影像 識別系統(tǒng)去檢驗制作完成的工件,以判斷是否符合制程良率,例如,是檢驗光 阻的線寬、線距等。另外,以制作鍵盤為例,鍵盤上所有的文字符號,如英文 字母、注音符號、數(shù)字等,是在鍵盤的所有按鍵組裝完成后才印制到按鍵上, 在印制完成后,還需檢驗這些文字符號是否印制正確才可出廠販賣。
      隨著影像識別的技術(shù)發(fā)展,對于精確度以及處理速度的要求也日益增加, 因此,如何以較為有效且快速的方式擷取影像的特征成為一值得探討之問題。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明提供了一種剝筍式骨架化的影像處理方法,是以對稱的方式逐層剝 除像素點,將影像骨架化為一個像素點寬度的線條,以大量簡化原始影像的像 素點,使影像得以藉由較為精簡與高效率的方式儲存。
      根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提出了一種剝筍式骨架化的影像處理方法,其包 括歩驟擷取一字符的原始影像,其中,原始影像具有多個像素點,而這些像 素點是以一數(shù)組(即陣列)的形式排列;二值化這些像素點的數(shù)據(jù)值,使原始 影像轉(zhuǎn)換為一個二值化影像;依序沿著該數(shù)組的四個方向讀取此二值化影像的 像素點的數(shù)據(jù)值,以找出該字符于這些方向的多個邊緣像素點,并根據(jù)這些邊 緣像素點各別的周圍像素點的數(shù)據(jù)值去判斷是否轉(zhuǎn)換這些邊緣像素點為空白像 素點;以及,重復(fù)上一步驟,直到影像中的線條寬度減為一個像素點的寬度, 藉此以將字符的原始影像轉(zhuǎn)換為一骨架化影像。
      為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂,下文特舉實施例,并配合所附圖,作詳細(xì)說明如下。


      圖1為依照本發(fā)明實施例的一種剝筍式骨架化的影像處理方法的流程圖。
      圖2繪示圖1的步驟S30進一步包含數(shù)個步驟的示意圖。 圖3為圖2的歩驟中于不同方向的邊緣像素點的轉(zhuǎn)換進一步包含的多個步 驟的示意圖。
      圖4A至圖4E為一個二值化影像及其對應(yīng)數(shù)據(jù)值逐步轉(zhuǎn)換的示意圖。
      具體實施例方式
      請參照圖1,其繪示了本發(fā)明較佳實施例的一種剝筍式骨架化的影像處理方 法的流程圖。剝筍式骨架化的影像處理方法包括步驟S10至S40。首先,如步驟 S10所示,擷取一字符的一原始影像,其中,原始影像具有多個像素點,這些像 素點以一數(shù)組(即陣列)的形式排列。然后,如步驟S20所示,二值化這些像 素點的數(shù)據(jù)值,使原始影像轉(zhuǎn)換為一個二值化影像。接著,如步驟S30所示, 依序沿著數(shù)組的四個方向讀取此二值化影像的像素點的數(shù)據(jù)值,以找出字符在 這些方向的多個邊緣像素點,并根據(jù)各邊緣像素點的周圍像素點的數(shù)據(jù)值去判 斷是否轉(zhuǎn)換該邊緣像素點為空白像素點。然后,如步驟S40所示,重復(fù)上一步 驟直到影像中的線條寬度減為一個像素點的寬度,以將字符的原始影像轉(zhuǎn)換為 一骨架化影像。
      請參照圖2,上述步驟S30更包括數(shù)個步驟S31至S35。如步驟S31所示,
      沿著數(shù)組的第一方向找出該字符于第一方向的邊緣像素點,并根據(jù)第一方向的 邊緣像素點其周圍像素點的資料值,判斷是否將第一方向的邊緣像素點轉(zhuǎn)換為
      空白像素點,以將該二值化影像轉(zhuǎn)換后儲存為一第一影像。接著,如步驟S32 所示,沿著數(shù)組的第二方向讀取該第一影像,以找出該字符于第二方向的邊緣 像素點,并根據(jù)第二方向的邊緣像素點其周圍像素點的資料值,判斷是否將第 二方向的邊緣像素點轉(zhuǎn)換為空白像素點,以將該第一影像轉(zhuǎn)換后儲存為一第二 影像。
      然后,如步驟S33所示,沿著數(shù)組的第三方向讀取第二影像,以找出該字 符于第三方向的邊緣像素點,并根據(jù)第三方向的邊緣像素點其周圍像素點的資 料值,判斷是否將第三方向的邊緣像素點轉(zhuǎn)換為空白像素點,以將該第二影像 轉(zhuǎn)換后儲存為一第三影像。接著,如步驟S34所示,沿著數(shù)組的第四方向讀取該第三影像,以找出該字符于第四方向的邊緣像素點,并根據(jù)第四方向的邊緣 像素點其周圍像素點的資料值,判斷是否將第四方向的邊緣像素點轉(zhuǎn)換為空白 像素點,以將該第三影像轉(zhuǎn)換后儲存為一第四影像。
      以較佳的實施方式而言,數(shù)組的第二方向與第一方向相反,而第三方向垂
      直第一方向,且第四方向與第三方向相反。當(dāng)四個方向轉(zhuǎn)換完成后,如步驟S35
      所示,判斷影像中的線條寬度是否為一個像素點的寬度,若是,表示已完成影
      像的骨架化過程。若否,則回到步驟S31,以繼續(xù)下一層像素點的轉(zhuǎn)換(或移除)。 請參照圖3,上述步驟S31至S34于不同方向的邊緣像素點的轉(zhuǎn)換實質(zhì)上更 包括多個步驟,如步驟S401至S407。以下并請參照圖4A至圖4E,其繪示一 個二值化影像及其對應(yīng)數(shù)據(jù)值逐步轉(zhuǎn)換的示意圖,圖式中的各格點代表一個像 素點。
      本實施例在步驟S10中所擷取的字符例如為字符H,其原始影像例如為一 個8-bit的影像,而其數(shù)據(jù)值(灰階值)介于0至255之間。于二值化后的二值 化影像100如圖4A所示。二值化影像100的像素點Pi,j (其中—1 17, j=l 13) 以數(shù)組的形式排列,填滿的格點對應(yīng)原始影像線條所在的位置。
      于前述的步驟S20中,當(dāng)二值化時,先給定一門坎值,再將像素點的資料 值與該門坎值相比。若是一像素點的資料值大于或等于該門坎值時,代表該像 素點為一亮點,或代表該像素點為白色背景,可將其資料值設(shè)為O;若是一像素 點的資料值小于該門坎值時,則代表該像素點為一暗點,或代表為該字符的部 分線條所在位置,可將其數(shù)據(jù)值設(shè)為l。如圖4A下方的數(shù)組所示,二值化影像 100的像素點對應(yīng)得數(shù)據(jù)值為1或0,其中,字符線條所在位置的數(shù)據(jù)值為1, 其余則為0。
      如第圖3中步驟S401所示,讀取目前處理的影像的邊緣像素點的數(shù)據(jù)值。 如圖4A所示,沿著數(shù)組的第一方向D1找出字符H于第一方向D1的邊緣像素 點例如是像素點P2,12、 P3,12、 P4,12至P3,12、 P2,4、 P3,4至P7,4、 Pll,4、 P12,4 至P16,4。轉(zhuǎn)換時,是逐一讀取并處理這些邊緣像素點。
      接著,如步驟S402所示,判斷是否為可處理的像素點。其中,每當(dāng)欲轉(zhuǎn)換 一個邊緣像素點時,是使該欲轉(zhuǎn)換的邊緣像素點位于一個3 X 3矩陣之中心位置, 并根據(jù)位在該3X3矩陣的其它八個位置的周圍像素點的數(shù)據(jù)值,去判斷是否將 該欲轉(zhuǎn)換的邊緣像素點轉(zhuǎn)換為空白像素點。
      6ro i i
      0 0、
      1 0 1 0
      以像素點P2,12為例,以其為中心的3X3矩陣的數(shù)據(jù)值可以表示成
      其中,第1列以及第3行的資料值皆為0,可判斷出像素點P2,12并非位在單一 像素點寬度的位置,故為一可處理的邊緣像素點。
      然后,如步驟S403所示,判斷所處理的像素點是否為一角落點。當(dāng)所處理 的像素點為一角落點時,若是將該像素點轉(zhuǎn)換為空白像素點,則會使字符線條 產(chǎn)生缺角的情形,因此,若是像素點為一角落點,較佳地保留該像素點。此步 驟中,當(dāng)欲轉(zhuǎn)換的邊緣像素點的周圍像素點的數(shù)據(jù)符合一角落點數(shù)據(jù)時,則保 留該欲轉(zhuǎn)換的邊緣像素點。舉例來說,角落點數(shù)據(jù)包括下列條件
      「o00、「010、「o i0)「0 0
      01011010
      、o10乂、o0、o o0v、o io乂
      上述矩陣中的空白位置是對應(yīng)所欲轉(zhuǎn)換的像素點的數(shù)據(jù)值。若是周圍像素 點的資料符合上述任一條件,則表示該像素點為一角落點而無須轉(zhuǎn)換,并回到
      步驟S401,讀取下一個邊緣像素點,例如是像素點P3,12。由于像素點P2,12 及其周圍像素點的數(shù)據(jù)值并未符合上述任一條件,因此進行到下一步驟。
      接著,如步驟S404所示,判斷所欲轉(zhuǎn)換的像素點是否為連接點。當(dāng)該像素 點為一連接點時,若是將其轉(zhuǎn)換為空白像素點,則會使字符線條產(chǎn)生不連續(xù)的 問題。因此,若是該像素點為一連接點,則保留該像素點。此步驟中,當(dāng)欲轉(zhuǎn) 換的邊緣像素點的周圍像素點的數(shù)據(jù)符合一連接點數(shù)據(jù)時,則保留該欲轉(zhuǎn)換的 邊緣像素點。舉例來說,連接點數(shù)據(jù)包括下列條件
      A) 1 0、 0 1 0 1 0
      A) o o 1 1
      0 1 0
      0 1 0
      1 0 0 1 0
      0 1 0
      1 1
      0 0 0
      「x1「X0X、「XXX、fx0
      00X1001X
      、xXx」、x0XJ、x1、、x0x乂
      7<formula>formula see original document page 8</formula>
      上述矩陣中的空白位置對應(yīng)所欲轉(zhuǎn)換的像素點的數(shù)據(jù)值,x代表無須比對的
      資料值。若是符合上述任一條件,則表示該像素點為一連接點而無須轉(zhuǎn)換(或
      移除),并接著回到步驟S401,讀取下一個邊緣像素點,例如是像素點P3,12。
      由于像素點P2,12及其周圍像素點的資料值也并未符合上述任一條件,表示 像素點P2,12既不是角落點,也不是連接點,因此,如步驟S405所示,移除該 像素點,也就是將像素點P2,12其數(shù)據(jù)值1轉(zhuǎn)換為0,以使像素點P2,12變?yōu)榘?色背景,并另外儲存一暫時影像以取代目前處理的影像,以用于下一邊緣像素 點的轉(zhuǎn)換。以圖4A為例,原本圖式上方像素點P2,12的位置會變成白色背景, 圖式下方像素點P2,12對應(yīng)的數(shù)據(jù)值1會變成0。
      接著,如步驟S406所示,判斷是否結(jié)束該方向上像素點的轉(zhuǎn)換。由于第一 方向Dl上仍有其它邊緣像素點P3,12、 P4,12至P16,12等未處理,故回到步驟 S401,讀取下一個邊緣像素點的數(shù)據(jù)值,例如是像素點P3,12的資料值,并進一 步判斷是否重復(fù)上述步驟S402至S406。
      第一方向D1的所有邊緣像素點于處理后所儲存的第一影像200與其數(shù)據(jù)值 如圖4B所示。之后如步驟S407所示,讀取另一方向的邊緣像素點。
      緊接著,是處理第二方向的邊緣像素點,其中,是沿著第4B圖的第一影像 200其數(shù)組的第二方向D2找出字符H于第二方向D2的邊緣像素點例如是像素 點P2,2、 P3,2至P15,2、 P16,2等。同樣重復(fù)上述步驟S401至S406,以處理第 一影像于第二方向D2的邊緣像素點,處理后所儲存的第二影像300則如圖4C 所示。
      之后是處理第三方向D3的邊緣像素點,如像素點P16,3、 P10,4、 P10,5至 PIO,IO與P16,11。所欲處理之像素點P16,3或P16,11其與周圍像素點的數(shù)據(jù)值
      可以表示成
      <formula>formula see original document page 8</formula>
      此資料值可判定邊緣像素點P16,3與P16,11皆位在單一像素點寬度的位置, 故不需再進行細(xì)化處理。直接處理其它像素點,例如是像素點P10,4。同樣重復(fù)上述步驟S401至S406,以處理第三方向D3上的邊緣像素點,處理后所儲存的 第三影像400則如圖4D所示,其中,前述像素點P10,4至P10,10皆已變?yōu)榘咨?背景,其對應(yīng)的資料值則為O。
      最后則是對第四方向D4的邊緣像素點P2,3、 P8,4、 P8,5至P8,10與P2,11 做轉(zhuǎn)換。由于與前述步驟相同,故不再重復(fù)說明,其轉(zhuǎn)換后所儲存的第四影像 500及其對應(yīng)的數(shù)據(jù)值如第4E圖所示。
      當(dāng)四個方向的邊緣像素點皆轉(zhuǎn)換后,如圖2的步驟S35所示,判斷影像中 的線條寬度是否為一個像素點的寬度。由于圖4E的第四影像500的所有線條寬 度為單一像素點的寬度,因此,表示已完成影像的骨架化過程。若否,則回到 步驟S31,以繼續(xù)下一層像素點的轉(zhuǎn)換,直到將影像骨架化成具有單一像素點寬 度的線條。
      本發(fā)明上述實施例所揭露的剝筍式骨架化的影像處理方法,是先將原始影 像轉(zhuǎn)換為一個二值化影像,再以對稱的方式逐層剝除影像的像素點,例如是先 后從二個相反的方向?qū)⒂跋窬€條的邊緣像素點剝除,再從另二個相反的方向進 行一次剝除邊緣像素點的動作,并重復(fù)這些步驟,進而將影像骨架化為一個像 素點寬度的線條,且可同時保留二值化影像的所有圖形化結(jié)構(gòu)性信息,如線條 的位置、方向和長度。如此一來,可大量簡化原始影像的像素點,使影像得以 藉由較為精簡與高效率的方式儲存。由于進行骨架化與線萃取可大幅降低數(shù)據(jù) 儲存量,且可自動建立點與線的鄰接位置和相對關(guān)系,可更進一步應(yīng)用在自動 檢驗系統(tǒng)、圖像識別系統(tǒng)等,以有效提升影像識別的效率。
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      權(quán)利要求
      1. 一種剝筍式骨架化的影像處理方法,包括a. 擷取一字符的原始影像,其中,該原始影像具有復(fù)數(shù)個像素點,且該些像素點以一數(shù)組的形式排列;b. 二值化該些像素點的數(shù)據(jù)值,使該原始影像轉(zhuǎn)換為一個二值化影像;c. 依序沿著該數(shù)組的四個方向讀取該二值化影像的像素點的數(shù)據(jù)值,以找出該字符于該些方向的復(fù)數(shù)個邊緣像素點,并根據(jù)各該些邊緣像素點的周圍像素點的數(shù)據(jù)值去判斷是否轉(zhuǎn)換各該些邊緣像素點為空白像素點;以及d. 重復(fù)步驟c直到影像中的線條寬度減為一個像素點的寬度,以將該字符的該原始影像轉(zhuǎn)換為一骨架化影像。
      2. 如權(quán)利要求1所述的影像處理方法,其特征在于所述二值化影像的該些 像素點的數(shù)據(jù)值為l或0。
      3. 如權(quán)利要求1所述的影像處理方法,其特征在于所述步驟c包括cl.沿著一第一方向找出該字符于該第一方向的邊緣像素點,并根據(jù)該第一 方向的邊緣像素點其周圍像素點的資料值,判斷是否將該第一方向的邊緣像素 點轉(zhuǎn)換為空白像素點,以將該二值化影像轉(zhuǎn)換后儲存為一第一影像;c2.沿著一第二方向讀取該第一影像,以找出該字符于該第二方向的邊緣像 素點,并根據(jù)該第二方向的邊緣像素點其周圍像素點的資料值,判斷是否將該 第二方向的邊緣像素點轉(zhuǎn)換為空白像素點,以將該第一影像轉(zhuǎn)換后儲存為一第 二影像;c3.沿著一第三方向讀取該第二影像,以找出該字符于該第三方向的邊緣像 素點,并根據(jù)該第三方向的邊緣像素點其周圍像素點的資料值,判斷是否將該 第三方向的邊緣像素點轉(zhuǎn)換為空白像素點,以將該第二影像轉(zhuǎn)換后儲存為一第 三影像;以及c4.沿著一第四方向讀取該第三影像,以找出該字符于該第四方向的邊緣像 素點,并根據(jù)該第四方向的邊緣像素點其周圍像素點的資料值,判斷是否將該 第四方向的邊緣像素點轉(zhuǎn)換為空白像素點,以將該第三影像轉(zhuǎn)換后儲存為一第 四影像。
      4. 如權(quán)利要求3所述的影像處理方法,其特征在于所述第二方向與所述第 一方向相反,所述第三方向垂直該第一方向,而所述第四方向與該第三方向相反。
      5. 如權(quán)利要求3所述的影像處理方法,其特征在于每轉(zhuǎn)換一邊緣像素點后, 則儲存一暫時影像,用以下一邊緣像素點的轉(zhuǎn)換。
      6. 如權(quán)利要求3所述的影像處理方法,其特征在于每當(dāng)欲轉(zhuǎn)換一邊緣像素點時,即使該欲轉(zhuǎn)換的邊緣像素點位于一個3X3矩陣的中心位置,并根據(jù)位在 該3X3矩陣的其它八個位置的周圍像素點的數(shù)據(jù)值,去判斷是否將該欲轉(zhuǎn)換的 邊緣像素點轉(zhuǎn)換為空白像素點。
      7. 如權(quán)利要求3所述的影像處理方法,其特征在于當(dāng)欲轉(zhuǎn)換的邊緣像素點 的周圍像素點的數(shù)據(jù)符合一連接點數(shù)據(jù)時,則保留該欲轉(zhuǎn)換的邊緣像素點。
      8. 如權(quán)利要求3所述的影像處理方法,其特征在于當(dāng)欲轉(zhuǎn)換的邊緣像素點 的周圍像素點的數(shù)據(jù)符合一角落點數(shù)據(jù)時,則保留該欲轉(zhuǎn)換的邊緣像素點。
      全文摘要
      一種剝筍式骨架化的影像處理方法,包括步驟擷取一字符的原始影像,其中,原始影像具有多個像素點,而這些像素點系以一數(shù)組的形式排列;二值化這些像素點的數(shù)據(jù)值,使原始影像轉(zhuǎn)換為一個二值化影像;依序沿著該數(shù)組的四個方向讀取此二值化影像的像素點的數(shù)據(jù)值,以找出該字符于這些方向的多個邊緣像素點,并根據(jù)這些邊緣像素點各別的周圍像素點的數(shù)據(jù)值去判斷是否轉(zhuǎn)換這些邊緣像素點為空白像素點;以及,重復(fù)上一步驟,直到影像中的線條寬度減為一個像素點的寬度,藉此以將字符的原始影像轉(zhuǎn)換為一骨架化影像。
      文檔編號G06K9/54GK101504726SQ20091012643
      公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日
      發(fā)明者賴榮基 申請人:蘇州達方電子有限公司;達方電子股份有限公司
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