建筑工程圖形矢量化研究.pdf

1、工程圖矢量化是將紙質工程圖掃描輸入計算機后，對所得的掃描位圖加以分析、識別，最終重建其中的圖形對象的過程。矢量化研究是圖紙復用、自動理解等應用的基礎，因而是CAD領域的一個熱點，有較高的應用價值。自上世紀70代至今，人們提出了大量的矢量化方法，比較典型的大致可分為：基于細化的識別方法、基于圖形輪廓匹配的識別方法、基于正交方向搜索的識別方法(OZZ)、基于Hough變換的識別方法和基于掃描行結構的識別方法等。這些算法為圖像識別

2、技術的發(fā)展做出了重要貢獻，但其實用程度仍有很大局限性。本文在分析現(xiàn)有矢量化方法的基礎上，總結出現(xiàn)有工程圖示量化方法局限性即過于注重局部信息或者整體信息，忽視了兩者相互依存，相互促進的特征，提出局部——整體矢量化概念，在此新的理念的基礎上，本文提出了一種全新的基于條形塊結構的掃描圖像識別處理方法。本文首先將掃描圖像分解為多個條形塊，提取各條形塊的幾何拓撲特性同時形成條形塊拓撲關系圖——圖元域，然后將整幅圖像的條形塊以圖元域為

3、單元，按照拓撲及形態(tài)特征進行歸類，最后按類識別。本文所述方法比傳統(tǒng)的方法有較大的優(yōu)越性，這是由于本算法是基于條形塊的方法，它比基于細化的傳統(tǒng)方法更有效且有更強的抗干擾性能。在對圖像進行操作時，為了提高處理層次，本文條形塊結構。條形塊結構是圖像具有某種同類特征的局部象素點的合理聚集，反映了相關聯(lián)象素的群體特性，因此它是象素點的高級表現(xiàn)形式，該結構反映了具有某種同類特征的局部象素點的共同特性，可以說是從微觀到宏觀的一種中間過渡

4、形式。為了更好地體現(xiàn)算法的宏觀整體處理策略，本文按條形塊所蘊含的幾何信息及條形塊之間拓撲鄰接關系對條形塊進行歸類，并在歸類過程中濾除圖像噪聲。整體歸類算法是本文的重要算法之一，該算法從人的認知規(guī)律出發(fā)，模擬人的視覺過程，利用條形塊的拓撲關聯(lián)特征及其所表達的內容特性，著重從宏觀角度對圖像線條進行了處理和識別。掃描圖像線條的交叉區(qū)域是識別處理的關鍵區(qū)域。為了提高電腦理解圖像的智能，本文采用智能跟蹤掃描法，該方法在交點處會進行特

5、別處理，同時記錄下交點條形塊信息。這樣，交點條形塊在后續(xù)工作中，只充當普通條形塊的聯(lián)絡員，將普通條形塊有機的聯(lián)合起來。在識別過程中，交點不參與識別，解決了交點區(qū)域難處理問題。智能跟蹤掃描法是本文核心創(chuàng)新點。最后，掃描圖像的矢量化工作十分簡潔。整體歸類操作，將屬于同一的圖形元素的所有條形塊放在一起，形成直線、圓、圓弧和曲線候選鏈表。每一個鏈表就是一個圖形元素。由此，可以根據(jù)個圖形元素的自身特征設計矢量化方法。本文，根據(jù)各圖形

6、元素的特征選擇了合理的矢量化了理論。對于直線，參數(shù)少，型值點豐富，由此采用最小二乘法；對于圓和圓弧，根據(jù)圓和圓弧的幾何特征，即三點決定一個圓的基本原理，進行衍生識別；對于曲線，本文采用基于Bezier曲線擬合理論的Cateljau算法擬合。本文將核心技術智能跟蹤掃描法與傳統(tǒng)的掃描方法通過實驗進行比較，結果表明本文的創(chuàng)新技術很好的克服了傳統(tǒng)方法的缺陷，效果甚佳。關鍵字：工程圖矢量化，圖像處理，條形塊，圖元域，直線矢量化，圓弧矢