一种二值图像连通区域并行化检测方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及二值图像连通区域检测领域，尤其涉及一种二值图像连通区域并行化检测方法及系统。
【背景技术】
[0002]在高通量生物检测中，数据图像中大量的反应位点识别是核心步骤之一。图像经过前期处理后得到反映芯片孔位形态的二值图像。如何在该图像中快速确定连通区域的个数、中心位置以及尺寸(即孔的个数、位置、尺寸)是识别技术的关键，直接影响图像检测算法的性能。
[0003]目前的连通区域检测算法主要是基于游程编码。该方法的思路为:首先对二值图像进行一次完整的扫描，标记所有目标像素点的同时，得到并记录等价标记对。等价标记对(以下简称等价对)的产生是由于扫描次序的不同，导致开始时认为是两个不同的连通区域，后来随着扫描的深入，又发现这两个区域是连通的。所以，需要记录等价对，以表明它们隶属于同一个连通区域，以便第一次扫描结束后进行修正。在整个游程标记过程中，同时需要考虑及处理若干特殊情况。该算法存在以下问题:首先，需要反复扫描、比较，所需存储空间大，逻辑复杂；其次，无法并行计算，速度慢、效率低下；最后，对于大量连通区域检测问题效率较低。
【发明内容】
[0004]本发明鉴于上述情况而作出，其目的是提供一种二值图像连通区域并行化检测方法及系统，只需要一次扫描、比较，所需存储空间小，逻辑简单，能够并行计算，速度快，效率高，尤其适用于大量连通区域检测问题。
[0005]根据本发明的一个方面，提供一种二值图像连通区域并行化检测方法，所述方法包括:
[0006]发起多路计算，将图像分割为多个部分。
[0007]对分割后的每个部分独立地进行极值构造。
[0008]将各部分的计算结果进行同步，得到与原图像尺寸相同的数据结果。
[0009]对所述数据结果进行扫描以获得极值点的个数及位置。
[0010]进一步地，在对分割后的每个部分独立地进行极值构造时，每一部分均执行一个相同的极值构造函数。
[0011]优选的，所述对分割后的每个部分独立地进行极值构造为并行进行。
[0012]优选的，所述扫描为一次。
[0013]进一步地，所述极值点的个数为图像连通区域的个数，每个所述极值点的位置对应与之相对应的图像连通区域的位置。
[0014]根据本发明的另一方面，提供一种二值图像连通区域并行化检测系统，包括:
[0015]主模块，用于发起多路计算，将图像分割为多个部分，并将各部分的计算结果进行同步，得到与原图像尺寸相同的数据结果；
[0016]极值构造模块，用于对分割后的每个部分独立地进行极值构造；
[0017]极值检测模块，用于对所述数据结果进行扫描以获得极值点个数及位置。
[0018]进一步地，所述主模块通过主函数将图像按照行列等分为子图像。
[0019]进一步地，所述极值构造模块通过极值构造函数对所述子图像进行腐蚀，并累加，从而形成极值点。
[0020]进一步地，所述极值检测模块通过极值检测函数对合并后图像进行均值滤波，所述极值检测模块通过主函数对滤波后的图像进行检测，标记极值点的个数及位置。
[0021]进一步地，所述极值点的个数为图像连通区域的个数，每个所述极值点的位置对应与之相对应的图像连通区域的位置。
【附图说明】
[0022]图1是本发明的二值图像连通区域并行化检测方法处理流程图；
[0023]图2是本发明的二值图像连通区域并行化检测系统的结构示意图；
[0024]图3是本发明实施例的图像连通区域示意图；
[0025]图4是本发明实施例的图像分割示意图；
[0026]图5是本发明实施例的数字PCR检测结果示意图；
[0027]图6是本发明实施例的数字PCR检测结果示意图的局部放大图；
[0028]图7是本发明实施例的点位标记结果示意图。
【具体实施方式】
[0029]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
[0030]本发明提供一种二值图像连通区域并行化检测方法及系统，只需要一次扫描、比较，所需存储空间小，逻辑简单，能够并行计算，速度快，效率高，尤其适用于大量连通区域检测问题。
[0031]图1是本发明的二值图像连通区域并行化检测方法处理流程图。
[0032]如图1所示，一种二值图像连通区域并行化检测方法，所述方法包括步骤:
[0033]步骤101，发起多路计算，将图像分割为多个部分。
[0034]通过主函数将图像按照行列等分为子图像，并将每个子图像送入并行的线程或kernel ο
[0035]步骤102，对分割后的每个部分独立地进行极值构造。
[0036]步骤103，将各部分的计算结果进行同步，得到与原图像尺寸相同的数据结果。
[0037]通过极值构造函数对每个部分(即每个子图像)进行腐蚀，并累加，从而形成极值点。极值构造函数的参数包括:腐蚀宽度(根据图像中连通区域的大小要求设定，影响运行速度，默认为I，此时速度最慢)，腐蚀次数(默认为腐蚀至全部为O)。
[0038]步骤104，对所述数据结果进行扫描以获得极值点的个数及位置。
[0039]通过极值检测函数对合并后图像进行均值滤波，滤波的窗口宽度等于腐蚀宽度。
[0040]并通过主函数对滤波后的图像进行检测，标记极值点的个数及位置。这其中，主函数扫描图像，标记两类点:
[0041]1.极值点:灰度值不小于所有相邻像素的点。对于凸区域的检测，计算已完成，极值点为连通区域中心点，极值点个数为区域个数(在芯片位点识别中此数值为唯一关心的输出结果，无需标记第二类点)。
[0042]2.鞍点:纵向极大横向极小的点(或纵向极小横向极大)。从极值点向外膨胀，遇到零点或鞍点停止。共享鞍点的极值点被标记为相同区域。
[0043]步骤104中，极值点的个数为图像连通区域的个数，每个所述极值点的位置对应与之相对应的图像连通区域的位置。
[0044]步骤102中，在对分割后的每个部分独立地进行极值构造时，每一部分均执行一个相同的极值构造函数。
[0045]步骤102中，对分割后的每个部分独立地进行极值构造为并行进行。
[0046]步骤104中，扫描的次数为一次。
[0047]图2是本发明的二值图像连通区域并行化检测系统的结构示意图。
[0048]如图2所示，一种二值图像连通区域并行化检测系统，包括:
[0049]主模块201，用于发起多路计算，将图像分割为多个部分，并将各部分的计算结果进行同步，得到与原图像尺寸相同的数据结果；
[0050]极值构造模块202，用于对分割后的每个部分独立地进行极值构造；
[0051]极值检测模块203，用于对所述数据结果进行扫描以获得极值点个数及位置。
[0052]主模块201通过主函数将图像按照行列等分为子图像，并将每个子图像送入并行的线程或kernel。
[0053]极值构造模块202通过极值构造函数对所述子图像进行腐蚀，并累加，从而形成极值点。极值构造函数的参数包括:腐蚀宽度(根据图像中连通区域的大小要求设定，影响运行速度，默认为I，此时速度最慢)，腐蚀次数(默认为腐蚀至全部为O)。
[0054]极值检测模块203通过极值检测函数对合并后图像进行均值滤波，滤波的窗口宽度等于腐蚀宽度。
[0055]极值检测模块203通过主函数对滤波后的图像进行检测，标记极值点的个数及位置。这其中，主函数扫描图像，标记两类点:
[0056]1.极值点:灰度值不