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：
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package com.gloomyfish.image.transform; import java.awt.color; import java.awt.image.bufferedimage; 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); } } |
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