位图矢量化转换技术的研究

【摘要】随着人类社会的发展，图形已经深入的融入到了人们生活的方方面面。从书籍杂志中的图片到街头小巷的广告海报，从互联网的视频图像到电子地图，从服装图饰到工业制图，图形在工业、医学、IT产业等领域起着至关重要的作用。通过计算机技术与工业设计的结合，运用CAD技术使得工程设计发生了重大发展。人们只需通过计算机输入工件参数，或者通过扫描已有的工件，便可通过计算机控制机床完成生产，大大提高了工作效率。同时，早期的设计图纸由于受到保存环境的影响，亟需将设计图形进行数字化保存。然而，保存数量巨大的设计图纸数据，势必耗费大量人力物力。通过自动输入与智能识别技术，将普通图像进行矢量化处理，可以有效的解决上述问题，方便数据的保存和利用，加速产品的升级发展。本文首先介绍图像预处理技术，列举了图形图像的特点，就位图矢量化过程中的第一个步骤图像预处理进行了阐述，详细介绍了数字化、几何变换、归一化、平滑、复原和增强等步骤，并对分割阈值选取，图像复原过程，图像增强方法，图像平滑方法做了详细介绍分析，而且对比了不同方法的优势。其次阐述了矢量化的产生及图像矢量化的一般步骤，详细介绍了边界重复法、距离交换法、适当骨架化法、基于Hough变换的方法、基于轮廓的方法、基于稀疏像素的方法等常用图像矢量化的传统算法。介绍了基于稀疏像素的方法工作步骤，通过对比各个算法的优缺点，得出适合本文的算法——基于Hough变换改进的方法，即在经典的Hough变换之前，先对图像进行预处理，如多边形提取，或者三次贝塞尔拟合来获得坐标的数据等。最后对基于改进的Hough变换的数据流向做了详细的说明，着重对开发环境和设计原则做了简要的叙述。利用matlab设计了面向对象的操作软件。分别对多边形提取法和贝塞尔拟合法进行了应用：利用多边形提取法对球体和五角星两种对象进行了矢量化处理，得到了二者的矢量图；利用贝塞尔拟合法对人体头颅和球体进行了矢量化处理得到了二者的矢量图。两种方法都明显地改善了图像的锯齿现象。同时对两种方法做了对比试验，发现多边形提取法对由直线组成的效果较好，而贝塞尔拟合法对曲线组成的效果较好。
【作者】梁宏锟；
【导师】郭晓新；
【作者基本信息】吉林大学，软件工程，2014，硕士
【关键词】矢量化；图像预处理；Hough变换；贝塞尔拟合；

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