C实现Hilditch 细化算法.doc

Hilditch 细化算法的C#实现 Hilditch 细化算法是经典的二值图像细化算法，然而，在网上却很难找到一个详细、正确的介绍和实现。可以找到一辆个 Hilditch 算法的C实现，但缺乏注释，代码可读性也很差。在期刊网上找到几篇论文，提及了Hilditch 算法，结果一篇说的罗哩罗嗦根本看不懂，另一篇说的说的易懂，却是错误的！拿来主义是行不通了，于是只好结合着这几个论文和代码，从头写 Hilditch 细化算法。 假设像素p的3×3邻域结构为： Hilditch 细化算法的步骤为： 对图像从左向右从上向下迭代每个像素，是为一个迭代周期。在每个迭代周期中，对于每一个像素p，如果它同时满足6个条件，则标记它。在当前迭代周期结束时，则把所有标记的像素的值设为背景值。如果某次迭代周期中不存在标记点（即满足6个条件的像素），则算法结束。假设背景值为0，前景值为1，则： 6个条件为： （I）：p 为1，即p不是背景； （2）：x1,x3,x5,x7不全部为1（否则把p标记删除，图像空心了）； （3）：x1~x8 中，至少有2个为1（若只有1个为1，则是线段的端点。若没有为1的，则为孤立点）； （4）：p的8连通联结数为1； 联结数指在像素p的3*3邻域中，和p连接的图形分量的个数： 上图中，左图的4连通联结数是2，8连通联结数是1，而右图的4联通联结数和8联通联结数都是2。 4连通联结数计算公式是： 8连通联结数计算公式是： 其中， ? 至于公式怎么来的就不管了，直接用就行了。 （5）假设x3已经标记删除，那么当x3为0时，p的8联通联结数为1； （6）假设x5已经标记删除，那么当x5为0时，p的8联通联结数为1。 ====== 在程序中，我使用的是这样的邻域编码： 为了方便计算联结数，以0作为前景，1作为背景。程序如下（完整程序见：/svn/trunk/src/Orc.SmartImage.Common/UnmanagedImage/ImageU8.cs）： /// summary /// 计算八联结的联结数，计算公式为： ///???? (p6 - p6*p7*p0) + sigma(pk - pk*p(k+1)*p(k+2)), k = {0,2,4) /// /summary /// param name=list/param /// returns/returns private unsafe Int32 DetectConnectivity(Int32* list) { ??? Int32 count = list[6] - list[6] * list[7] * list[0]; ??? count += list[0] - list[0] * list[1] * list[2]; ??? count += list[2] - list[2] * list[3] * list[4]; ??? count += list[4] - list[4] * list[5] * list[6]; ??? return count; } private unsafe void FillNeighbors(Byte* p, Int32* list, Int32 width, Byte foreground = 255) { ??? // list 存储的是补集，即前景点为0，背景点为1，以方便联结数的计算 ??? list[0] = p[1] == foreground ? 0 : 1; ??? list[1] = p[1 - width] == foreground ? 0 : 1; ??? list[2] = p[-width] == foreground ? 0 : 1; ??? list[3] = p[-1 - width] == foreground ? 0 : 1; ??? list[4] = p[-1] == foreground ? 0 : 1; ??? list[5] = p[-1 + width] == foreground ? 0 : 1; ??? list[6] = p[width] == foreground ? 0 : 1; ??? list[7] = p[1 + width] == foreground ? 0 : 1; } /// summary /// 使用 hilditch 算法进行细化 /// /summary public unsafe void Thinning(Byte foreground = 255) { ??? Byte* start = this.Start; ??? Int32 width = this.Widt