基于MATLAB的二值图像骨架提取与细化系统

资 源 简 介

本项目实现了一种高效二值图像细化算法，通过改进邻域判定与多轮迭代策略，在保持拓扑结构的同时提取单像素宽度骨架，适用于图像分析预处理。

详 情 说 明

基于改进型骨架提取算法的二值图像细化系统

项目介绍

本项目开发了一个专门针对二值图像进行骨架提取和细化的独立算法系统。通过引入改进的邻域判定机制与多轮迭代策略，能有效消除冗余像素，在保持原始图像拓扑结构的前提下，生成宽度为单像素的骨架线条。该算法针对传统细化方法容易造成的骨架断裂、端点冗余等问题进行了优化，特别适用于手写文字、工程图纸等线条图像的骨架提取。

功能特性

• 改进的细化算法：采用改进的Zhang-Suen快速并行细化算法，结合多尺度邻域分析技术
• 自适应迭代控制：智能判定迭代终止条件，避免过度细化或细化不足
• 拓扑结构保持：有效维持原始图像的连通性和关键特征点
• 多重输出支持：

- 生成单像素宽度的骨架图像 - 提供细化过程量化指标（迭代次数、骨架像素统计等） - 输出拓扑完整性评估报告

• 可视化对比：支持原始图像与细化结果的并排显示，生成骨架节点拓扑关系示意图

使用方法

1. 准备输入图像：确保输入为二值图像（单通道，像素值0或255），建议使用PNG、BMP或JPG格式
2. 运行系统：执行主程序文件，系统将自动处理输入图像
3. 查看结果：系统将输出细化后的骨架图像、处理过程数据和可视化对比图
4. 结果分析：根据生成的评估报告分析细化效果，包括拓扑完整性等指标

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 硬件要求：至少4GB内存，支持标准图像处理操作
• 图像要求：输入图像需为有效的二值化结果，建议预先去除显著噪声

文件说明

主程序文件整合了系统的核心处理流程，实现了图像读取与预处理、改进型骨架提取算法的执行、迭代过程的控制与监控、细化结果的生成与输出、量化评估指标的计算以及可视化对比图的创建等功能。该文件作为系统的入口点，协调各算法模块协同工作，确保整个细化过程的高效完成。