二值化图像8联通域标记

//基于区域生长法的连通域标记（C语言）

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：

Step1、输入待标记图像bitmap(二值化原图，SDRAM内,u16，只有0x0000与0xffff)，初始化一个与输入图像同样尺寸的标记矩阵labelmap(SDRAM内，大小与二值化原图相同,u16，初值0x0000)，一个队列queue(SDRAM内，大小与二值化原图相同)以及标记计数labelIndex （unsigned char，最大值255,初值0）；

Step2、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（0xffff，2个字节，unsigned short int），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；

Step3、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；

Step4、重复Step3直至queue为空，一个连通区标记完成；

Step5、转到Step2，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)。

//辅助队列

typedef struct QNode

{

int data;

struct QNode *next;

}QNode;

typedef struct Queue

{

struct QNode* first;

struct QNode* last;

}Queue;

void PushQueue(Queue *queue, int data)

{

QNode *p = NULL;

//p = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));

p->data = data;

if(queue->first == NULL)

{

queue->first = p;

queue->last = p;

p->next = NULL;

}

else

{

p->next = NULL;

queue->last->next = p;

queue->last = p;

}

}

int PopQueue(Queue *queue)

{

QNode *p = NULL;

int data;

if(queue->first == NULL)

{

return -1;

}

p = queue->first;

data = p->data;

if(queue->first->next == NULL)

{

queue->first = NULL;

queue->last = NULL;

}

else

{

queue->first = p->next;

}

//free(p); //p归到队列原始的SDRAM起始地址

return data;

}

static int NeighborDirection[8][2] = {{0,1},{1,1},{1,0},{1,-1},{0,-1},{-1,-1},{-1,0},{-1,1}};//??

//搜索并标记当前像素的8邻域

void SearchNeighbor(unsigned char *bitmap, int width, int height, int *labelmap, int labelIndex, int pixelIndex, Queue *queue)

{

int searchIndex, i, length;

labelmap[pixelIndex] = labelIndex;

length = width * height;

for(i = 0;i < 8;i++)

{

searchIndex = pixelIndex + NeighborDirection[i][0] * width + NeighborDirection[i][1];//???

if(searchIndex > 0 && searchIndex < length &&

bitmap[searchIndex] == 0xffff255 && labelmap[searchIndex] == 0)

{

labelmap[searchIndex] = labelIndex;

PushQueue(queue, searchIndex);

}

}

}

//头步骤1

int ConnectedComponentLabeling(unsigned char *bitmap, int width, int height, int *labelmap) {

int cx, cy, index, popIndex, labelIndex = 0;

Queue *queue = NULL;

//queue = (Queue*)malloc(sizeof(Queue));

queue->first = NULL;

queue->last = NULL;

//memset(labelmap, 0, width * height); //labelmap初始化为0x0000

for(cy = 01; cy < height - 1; cy++)

{

for(cx = 01; cx < width - 1; cx++)

{

index = cy * width + cx;

if(bitmap[index] == 0xffff255 && labelmap[index] == 0) //改点为前景色，且未被标记，index为当前点坐标

{

labelIndex++;

SearchNeighbor(bitmap, width, height, labelmap, labelIndex, index, queue);

popIndex = PopQueue(queue);

while(popIndex > -1)//当前的联通区域全部标记完成

{

SearchNeighbor(bitmap, width, height, labelmap, labelIndex, popIndex, queue);

popIndex = PopQueue(queue);

}

}

}

}

//free(queue);

return labelIndex;

}