本发明涉及计算机数字图像及其处理的工程领域，涉及目标物体实时识别，具体涉及一种基于lr序列的简单多边形中轴线计算方法。
背景技术：
中轴线又称为骨架线，最早是由blum在1967年提出用来描述生物形态的。中轴线可被定义为所有最大圆盘圆心的有序集合，其中最大圆盘完全包含在封闭轮廓内部，并且至少与物体边界相切于两点。很多应用对于中轴计算提出了越来越高的要求，最近两年内引起了近百篇相关文献的关注，甚至中轴计算重新成为热点之一。中轴计算的效率是制约其应用的瓶颈之一。简单多边形的中轴计算，理论上可以精确求解，最大的瓶颈是能否有线性复杂度的算法，现有方法最好的结果是chin等人提出的基于柱状图的方法，其线性复杂度受到质疑。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出基于lr序列的简单多边形的中轴线计算方法，该方法利用中轴线自身树的结构，利用两条边每次生长变为一条边的特点，提高计算中轴线的效率。
本发明的具体步骤如下：
步骤1、初始化由边组成的序列，在初始化状态下包括简单多边形p内每个内角的角平分线，这些在中的边按照其所属内角在p中的顺时针顺序排列，对中的每条边，计算边的endpoint。
步骤2、设顺时针方向为正，逆时针方向为负，利用每条边与其正方向和逆方向的相邻边的相交情况和endpoint确定其l和r标记。
步骤3、对所有边进行分组，根据每条边的lr标记进行分组，拥有边标记的排列符合正则表达式（r*）（l*）的边构成的序列分成一组。
步骤4、对每组内部的边运用生长算法,在生长的过程中要注意干涉处理，首先对每组唯一的rl对进行生长算法，该rl对称为根对。两条边生长后得到一条新的边，根据新的边和其正方向和逆方向边的相交情况以及它们的endpoint计算新得到的边的l和r标记，将参与生长的边从分组中剔除，将新得到的边加入分组。
步骤5、对每一组重复步骤4。假如这时只剩下一个组，则对这一组不断执行步骤4，直到这一组内的边全部交于同一点为止。假如存在多个组，则对每一组执行步骤4，直到生长得到的边在组内其正方向或者是逆方向不存在其它边，将这条边记为b，若b在组内其正方向不存在其它边，逆方向存在其他边，则重判b正方向相邻组外边的标记，若其变为l，则将其加入b所在的分组，继续步骤4；若b在组内其正方向存在其它边，逆方向不存在其他边，则重判b负方向相邻组外边的标记，若其变为r，则将其加入b所在的分组，继续步骤4；若b在组内其正方向不存在其它边，逆方向不存在其他边，则重判b正方向相邻组外边和b负方向相邻组外边的标记，若正方向相邻组外边变为l或者是负方向相邻组外边变为r，都需要将其加入b所在的分组，继续步骤4；若b在组内其正方向不存在其它边，或b在组内其负方向不存在其它边，且没有新的边被加入b，则b停止生长，对其他组执行生长算法。
若对所有组都执行了生长算法且每一组都停止了生长，当发现剩下的边交于同一点的时候，算法结束，若不交于同一点，则回到步骤3。
边的定义：设多边形p的边缘为∂，∂由点和直线构成，从p的内部任意一点离开p的最短路径必然与∂交于一点，记为点a，把p的内部划分为多个区域，每个区域由通过最短路径离开多边形经过∂上同一条线段或者是同一个点的全部点构成，这些区域的边缘由直线和抛物线构成，每条直线或者是抛物线称为边。可知，对于每个区域内部的点而言，以最短路径离开多边形必然经过∂上同一条线段或者是同一个点，这条线段或者是这个点统一称为这个区域的特征边。
对于每条边而言，由于每条边是两个区域的交界线，每个区域有一条对应的特征边，因此从边上的点以最短路径离开多边形可以经过边缘∂上的两条特征边，这两条特征边被称为这条边的轨迹。
确定l,r标记：对于每条边，确定其与其正方向和逆方向的边是否存在endpoint之前的交点，若存在，判断边与正方向和逆方向的边哪条边先相交，若与正方向的边先相交，标记确定为r，若与逆方向的边先相交，标记确定为l，若都不相交，标记确定为3。
所述的边的生长方法，每次对两条边进行生长，这两条边交于同一点，设顺时针方向为正方向，逆时针方向为逆方向，按照正方向排列这两条边，这两条边生长得到的边，其起点为这两条边的交点。
所述的干涉处理方法，假如把每条边看做节点，那么由许多条边生长得到的中轴线可以看做一棵树，假如一条边，将其正方向和逆方向的边看做节点，这条边与其正方向或者是逆方向的边节点的子孙节点相交，那么干涉就发生了。假设边a干涉其旁边的另外一条边b，并和b的子孙节点边c相交，依据步骤4可知，生长是由每个分组最中心的lr对也就是根对开始的，这个lr对称为树的核心节点，假如边c不是核心节点，那么改变其lr标记，并且撤销其全部的祖先节点边，继续进行生长过程，若边c是核心节点，那么撤销其全部祖先节点，改变其lr标记，若c的标记是l，那么把该分组所有r标记全变成l，若c的标记是r，那么把该分组所有l标记全部变成r，然后继续进行生长过程。
本发明的有益效果：本发明利用中轴线自身树的结构,以及每条边和其顺时针方向和逆时针方向边的相交情况，利用两条边每次生长变为一条边的特点，每次生长都会减少一条边，实验表明，本发明可以在线性时间内计算多边形的中轴线，提高了计算多边形中轴线的效率。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明：
本实施例的具体步骤如下：
步骤1、初始化由边组成的序列，在初始化状态下包括简单多边形p内每个内角的角平分线，假设p有6个内角，这些在中的边按照其所属内角在p中的顺时针顺序排列，对中的每条边，计算每条边的endpoint。
步骤2、设顺时针方向为正，逆时针方向为负，利用每条边与其正方向和逆方向的相邻边的相交情况和endpoint确定每条边l和r标记并排列，假设为rrlrrl。
步骤3、对所有边进行分组，根据每条边的lr标记进行分组，拥有边标记的排列符合正则表达式（r*）（l*）的边构成的序列分成一组，这里分为两组，第一组rrl，第二组rrl。
步骤4、对每组内部的边运用生长算法,在生长的过程中要注意干涉处理，首先对每组唯一的rl对进行生长，该rl对称为根对。两条边生长后得到一条新的边，根据新的边和其正方向和逆方向边的相交情况以及它们的endpoint计算新得到的边的l和r标记，将参与生长的边从分组中剔除，将新得到的边加入分组。
步骤5、重复步骤4直到生长得到的边在组内其正方向或者是逆方向不存在其它边，并且当其正方向不存在组内边的时候正方向没有新的边加入，当其负方向不存在组内边的时候负方向没有新的边加入，这里假设向左为负方向，向右为正方向，第一组rrl生长后得到rl，这时第一组其正方向不存在组内边，重判第一组其正方向相邻组外边，设这条相邻边为k，k是第二组的组内负方向第一条边，其标记为r，假设其变为l，则k需要被加入第一组，第一组变为rll，第二组变为ll，由于第二组没有rl对，第二组被解散，第一组继续生长，假设第一组变为rl，其生长得到的边记为k2，其标记为r，k2其负方向不存在组内边，第一组停止生长，由于这时候没有组存在，第一轮生长停止；这时所有边不交于同一点，进入步骤3，重新分组。分组后只有一个组，为rlll，对这一组执行步骤4，生长算法，直到该组剩下的所有边交于同一点，算法结束，由初始边以及生长得到的所有边构成的树状结构即为简单多边形p的中轴线。