二值图像连通域标记算法与代码

这里列举二值图像连通域标记算法包括直接扫描标记算法和二值图像连通域标记快速算法
一、直接扫描标记算法把连续区域作同一个标记，常见的四邻域标记算法和八邻域标记算法。
1、 四邻域标记算法：
1） 判断此点四邻域中的最左，最上有没有点，如果都没有点，则表示一个新的区域的开始。
2） 如果此点四邻域中的最左有点，最上没有点，则标记此点为最左点的值；如果此点四邻域中的最左没有点，最上有点，则标记此点为最上点的值。
3） 如果此点四邻域中的最左有点，最上都有点，则标记此点为这两个中的最小的标记点，并修改大标记为小标记。
2、 八邻域标记算法：
1） 判断此点八邻域中的最左，左上，最上，上右点的情况。 如果都没有点，则表示一个新的区域的开始。
2） 如果此点八邻域中的最左有点，上右都有点，则标记此点为这两个中的最小的标记点，并修改大标记为小标记。
3） 如果此点八邻域中的左上有点，上右都有点，则标记此点为这两个中的最小的标记点，并修改大标记为小标记。
4） 否则按照最左，左上，最上，上右的顺序，标记此点为四个中的一个。
代码实现：

#include <list>
#include <vector>
#include <algorithm>
//连通区域属性结构
typedef struct tagMarkRegion
{
std::list<POINT> MarkPointList;//点列表
RECT rect;
}MarkRegion;
 
//定义MarkMap 结构，用来存放等价对
typedef struct tagEqualMark
{    int MarkValue1;    //标记值
int MarkValue2;    //标记值
} EqualMark;
 
//定义MarkMapping 结构，用来存放标记映射关系
typedef struct tagMarkMapping
{    int nOriginalMark;   //第一次扫描的标记
int nMappingMark;  //等价整理之后对应标记
} MarkMapping;
 
/*
功能说明：八连通标记
参数说明：I，表示图像数据指针
           ImageWidth,表示图像宽
           ImageHeight，表示图像高
           off，表示偏移量
           nFlag,表示指定标记
           iColorType，表示颜色类型，（黑点，白点）
           markInfo，表示连通区域属性信息
返回值：连通点数量，int类型
*/
int FillAreaFlag33(LPINT I,int ImageWidth,int ImageHeight,long off,int nFlag,int iColorType,MarkRegion &markInfo)
{
     bool bNew;
     RECT rect;
     int m,n,i,j,k,nDot=1,offset,offtemp,yMin;
     int dxy[8],x,y;
     dxy[0]=-ImageWidth-1;     dxy[1]=-ImageWidth;                  dxy[2]=-ImageWidth+1;
     dxy[3]=-1;                                                                                     dxy[4]=1;
     dxy[5]=ImageWidth-1;       dxy[6]=ImageWidth;          dxy[7]=ImageWidth+1;
     rect.left=65535; rect.right=-1;
     rect.bottom=65535;   rect.top=-1;
     markInfo.MarkPointList.clear();
     POINT ptTmp;
     if(I[off]==iColorType && I[off]!=nFlag)//黑点同时未被标记的情况
     {
         I[off]=nFlag;
         x=off%ImageWidth;
         y=off/ImageWidth;
         ptTmp.x = x;
         ptTmp.y = y;
         markInfo.MarkPointList.push_back(ptTmp);
         if(x<rect.left)
              rect.left=x;
         if(x>rect.right)
              rect.right=x;
         if(y<rect.bottom)
              rect.bottom=y;
         if(y>rect.top)
              rect.top=y;
     }
     else
     {
         return 0;
     }

     for(i=y; i<ImageHeight; i++)
     {
         bNew=false;
         yMin=i;
         for(j=0; j<ImageWidth; j++)
         {
              offset=i*ImageWidth+j;
              if(I[offset]==nFlag)
              {
                   for(k=0; k<8; k++)//八邻域搜索
                   {
                       if(i==0 && k<=2)
                            continue;
                       if(i==ImageHeight-1 && k>=5)
                            continue;
                       if(j==0 && (k==0 || k==3 || k==5))
                            continue;
                       if(j==ImageWidth-1 && (k==2 || k==4 || k==7))
                            continue;
                       offtemp=offset+dxy[k];
                       if(I[offtemp]==iColorType && I[offtemp]!=nFlag)
                       {
                            I[offtemp]=nFlag;
                            nDot++;
                            m=offtemp/ImageWidth;
                            n=offtemp%ImageWidth;
                            ptTmp.x = n;
                            ptTmp.y = m;
                            markInfo.MarkPointList.push_back(ptTmp);
                            if(n < rect.left)
                                 rect.left=n;
                            if(n > rect.right)
                                 rect.right=n;
                            if(m < rect.bottom)
                                 rect.bottom=m;
                            if(m > rect.top)
                                 rect.top=m;
                            y=offtemp/ImageWidth;
                            if(y<=yMin)
                            {
                                 yMin=y;
                                 if(!bNew)
                                     bNew=true;
                            }
                       }
                   }
              }
         }
         if(bNew)
         {
              i=yMin-1;
         }
     }
     markInfo.rect.left = rect.left;
     markInfo.rect.right = rect.right;
     markInfo.rect.top = rect.top;
     markInfo.rect.bottom = rect.bottom;
     return nDot;
}
 
/*
功能说明：四连通标记
参数说明：I，表示图像数据指针
ImageWidth,表示图像宽
ImageHeight，表示图像高
off，表示偏移量
nFlag,表示指定标记
iColorType，表示颜色类型，（黑点，白点）
markInfo，表示连通区域属性信息
返回值：连通点数量，int类型
*/

int FillAreaFlag22(LPINT I,int ImageWidth,int ImageHeight,long off,int nFlag,int iColorType,MarkRegion &markInfo)
{
     bool bNew;
     RECT rect;
     int m,n,i,j,k,nDot=1,offset,offtemp,yMin;
     int dxy[4],x,y;
     dxy[0]=-ImageWidth;     dxy[1]=1;                
     dxy[2]=ImageWidth;      dxy[3]=-1;
     rect.left=65535; rect.right=-1;
     rect.bottom=65535;   rect.top=-1;
     markInfo.MarkPointList.clear();
     POINT ptTmp;
     if(I[off]==iColorType && I[off]!=nFlag)//黑点同时未被标记的情况
     {
         I[off]=nFlag;
         x=off%ImageWidth;
         y=off/ImageWidth;
         ptTmp.x = x;
         ptTmp.y = y;
         markInfo.MarkPointList.push_back(ptTmp);
         if(x<rect.left)
              rect.left=x;
         if(x>rect.right)
              rect.right=x;
         if(y<rect.bottom)
              rect.bottom=y;
         if(y>rect.top)
              rect.top=y;
     }
     else
     {
         return 0;
     }
 
     for(i=y; i<ImageHeight; i++)
     {
         bNew=false;
         yMin=i;
         for(j=0; j<ImageWidth; j++)
         {
              offset=i*ImageWidth+j;
              if(I[offset]==nFlag)
              {
                   for(k=0; k<4; k++)//四邻域搜索
                   {
                       if(i==0 && k==0)
                            continue;
                       if(i==ImageHeight-1 && k==2)
                            continue;
                       if(j==0 && k==3)
                            continue;
                       if(j==ImageWidth-1 && k==1)
                            continue;
                       offtemp=offset+dxy[k];
                       if(I[offtemp]==iColorType && I[offtemp]!=nFlag)
                       {
                            I[offtemp]=nFlag;
                            nDot++;
                            m=offtemp/ImageWidth;
                            n=offtemp%ImageWidth;
                            ptTmp.x = n;
                            ptTmp.y = m;
                            markInfo.MarkPointList.push_back(ptTmp);
                            if(n < rect.left)
                                 rect.left=n;
                            if(n > rect.right)
                                 rect.right=n;
                            if(m < rect.bottom)
                                 rect.bottom=m;
                            if(m > rect.top)
                                 rect.top=m;
                            y=offtemp/ImageWidth;
                            if(y<=yMin)
                            {
                                 yMin=y;
                                 if(!bNew)
                                     bNew=true;
                            }
                       }
                   }
              }
         }
         if(bNew)
         {
              i=yMin-1;
         }
    }
     markInfo.rect.left = rect.left;
     markInfo.rect.right = rect.right;
     markInfo.rect.top = rect.top;
     markInfo.rect.bottom = rect.bottom;
     return nDot;
}