实现二值图像连通区标记之区域生长法

http://blog.csdn.net/songzitea/article/details/26105609

连通区标记是最基本的图像处理算法之一。该算法中，按从左至右、从上至下的顺序，对整幅图像进行扫描，通过比较每个前景像素的邻域进行连通区标记，并创建等效标记列表。最后，合并等效标记列表，并再次扫描图像以更新标记。算法的优点的是通俗易懂，缺点是需要两次扫描图像，效率不高。

区域生长法利用区域生长的思想，一次生长过程可以标记一整个连通区，只需对图像进行一次扫描就能标记出所有连通区。算法描述如下：

  1. 输入待标记图像bitmap，初始化一个与输入图像同样尺寸的标记矩阵labelmap，一个队列queue以及标记计数labelIndex；
  2. 按从左至右、从上至下的顺序扫描bitmap，当扫描到一个未被标记的前景像素p时，labelIndex加1，并在labelmap中标记p（相应点的值赋为labelIndex），同时，扫描p的八邻域点，若存在未被标记的前景像素，则在labelmap中进行标记，并放入queue中，作为区域生长的种子；
  3. 当queue不为空时，从queue中取出一个生长种子点p1，扫描p1的八邻域点，若存在未被标记过的前景像素，则在labelmap中进行标记，并放入queue中；
  4. 重复3直至queue为空，一个连通区标记完成；
  5. 转到2，直至整幅图像被扫描完毕，得到标记矩阵labelmap和连通区的个数labelIndex。

该算法最坏情况下，将对每个像素点都进行一次八邻域搜索，算法复杂度为O(n)。

[cpp] view plain copy
 
 print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. typedef struct QNode{  
  2.     int data;  
  3.     struct QNode *next;  
  4. }QNode;  
  5.   
  6. typedef struct Queue{  
  7.     struct QNode* first;  
  8.     struct QNode* last;  
  9. }Queue;  
  10.   
  11. void PushQueue(Queue *queue, int data){  
  12.     QNode *p = NULL;  
  13.     p = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));  
  14.     p->data = data;  
  15.     if(queue->first == NULL){  
  16.         queue->first = p;  
  17.         queue->last = p;  
  18.         p->next = NULL;  
  19.     }  
  20.     else{  
  21.         p->next = NULL;  
  22.         queue->last->next = p;  
  23.         queue->last = p;  
  24.     }  
  25. }  
  26.   
  27. int PopQueue(Queue *queue){  
  28.     QNode *p = NULL;  
  29.     int data;  
  30.     if(queue->first == NULL){  
  31.         return -1;  
  32.     }  
  33.     p = queue->first;  
  34.     data = p->data;  
  35.     if(queue->first->next == NULL){  
  36.         queue->first = NULL;  
  37.         queue->last = NULL;  
  38.     }  
  39.     else{  
  40.         queue->first = p->next;  
  41.     }  
  42.     free(p);  
  43.     return data;  
  44. }  
  45.   
  46. static int NeighborDirection[8][2] = {{0,1},{1,1},{1,0},{1,-1},{0,-1},{-1,-1},{-1,0},{-1,1}};  
  47.   
  48. void SearchNeighbor(unsigned char *bitmap, int width, int height, int *labelmap,   
  49.                     int labelIndex, int pixelIndex, Queue *queue){  
  50.     int searchIndex, i, length;  
  51.     labelmap[pixelIndex] = labelIndex;  
  52.     length = width * height;  
  53.     for(i = 0;i < 8;i++){  
  54.         searchIndex = pixelIndex + NeighborDirection[i][0] * width + NeighborDirection[i][1];  
  55.         if(searchIndex > 0 && searchIndex < length &&   
  56.             bitmap[searchIndex] == 255 && labelmap[searchIndex] == 0){  
  57.             labelmap[searchIndex] = labelIndex;  
  58.             PushQueue(queue, searchIndex);  
  59.         }  
  60.     }  
  61. }  
  62.   
  63. int ConnectedComponentLabeling(unsigned char *bitmap, int width, int height, int *labelmap){  
  64.     int cx, cy, index, popIndex, labelIndex = 0;  
  65.     Queue *queue = NULL;  
  66.     queue = (Queue*)malloc(sizeof(Queue));  
  67.     queue->first = NULL;  
  68.         queue->last = NULL;  
  69.     memset(labelmap, 0, width * height);  
  70.     for(cy = 1; cy < height - 1; cy++){  
  71.         for(cx = 1; cx < width - 1; cx++){  
  72.             index = cy * width + cx;  
  73.             if(bitmap[index] == 255 && labelmap[index] == 0){  
  74.                 labelIndex++;  
  75.                 SearchNeighbor(bitmap, width, height, labelmap, labelIndex, index, queue);  
  76.   
  77.                 popIndex = PopQueue(queue);  
  78.                 while(popIndex > -1){  
  79.                 SearchNeighbor(bitmap, width, height, labelmap, labelIndex, popIndex, queue);  
  80.                     popIndex = PopQueue(queue);  
  81.                 }  
  82.             }  
  83.         }  
  84.     }  
  85.     free(queue);  
  86.     return labelIndex;  
  87. }  
【推广】 免费学中医，健康全家人
原文地址：https://www.cnblogs.com/zkwarrior/p/5807491.html