在 Java 中计算形状方向（图像分析）答案

【问题标题】：Calculate shape orientation in Java (Image analysis)在 Java 中计算形状方向（图像分析）
【发布时间】：2012-02-12 12:56:38
【问题描述】：

我有一张这样的图片：

我需要计算它的方向。在这种情况下，形状指向屏幕的左上角。只要 3 或 4 次计算的平均值在实际方向的 5 度左右以内（它会稍微移动），精度就不是很重要。

谁能指出我的算法来做到这一点？我不介意方向是作为双精度还是向量返回。

【问题讨论】：

你总是知道形状应该是什么样子吗？你知道旋转的中心在哪里吗？形状总是一样大小吗？
@PeterLang - 认真的吗？你必须链接图像？我认为这是一个成功的巨魔。
没有巨魔。这是一个 T 形，但我使用颜色阈值来恢复形状。显然，使用此方法的边缘不会完美，因此它会返回如上所示的形状。我们可以试着保持认真吗？旋转中心几乎是形状的质心，并且大小始终相同（变化不会超过百分之几）。形状应该是一样的。唯一发生变化的情况是光照变化太快以至于相机无法应对，我们错过了一些像素。上面的例子是一个“好”的例子。

标签： java image geometry shape

【解决方案1】：

如果图像总是T形，你可以简单地得到最远的一对像素，然后从这两个~~either~~中找到最远的一对（T的边缘），找到哪个是离其他两个更远，从那个到这两个的中点画一条线。

你可以进一步细化它，然后通过比较中间线和底边的边缘来找到 T 的底边，并调整角度和偏移量，直到它实际上在中间。

【讨论】：

但是，如果我找到离它们最远的那对，它会再次找到它们自己吗？如果我们从搜索中排除这些点，那么它只会找到它们旁边的像素，因为 T 并不完美，因此很可能是不对称的。
这是我使用的方法，但是当 T 由于光照改变形状时，它确实会失败。这超出了我最初问题的范围，但有什么想法吗？

【解决方案2】：

我想最终的解决方案是不可能的，因为需要图像识别。我会将 2D 图像投影到轴上，即获取图像的宽度和高度，并从这些值中获取方向向量，并将它们作为组件。

【讨论】：

这听起来正是我所需要的，但我该如何“投射”它呢？
你是如何表示图像的？通常它是二维数组。然后对每一行求和——你会得到一个总计列，并且对每一列求和——你会得到一个总计行。拥有这一行和列确定存在的范围。取决于您对白色和彩色像素的值。假设您的x 范围从x1 到x2 和y 从y1 到y2。那么你的向量是{x2-x1, y2-y1}。您还需要知道哪里是开始，哪里是结束。可能您可以通过“胖”部分的位置来确定这一点。

【解决方案3】：

首先，有几个假设：

中心和质心“接近”
T 的下降杆比横杆长

首先，确定图像的边界矩形并找到图像沿该矩形的点。对于沿线的点并且彼此之间有一定的距离（比如 5 个像素来选择一个值），您只需要从该集群中获取 1 个点。最后你应该有 3 个点，即一个三角形。三角形的最短边应该是横杆（来自假设 2），即找到彼此最接近的两个点。垂直于穿过这两个点的线的线就是你的方向线，即找到它与水平轴之间的角度。

【讨论】：

【解决方案4】：

我会尝试morphological skeletonization 来简化图像，然后使用一些简单的算法来确定骨骼较长腿的方向。

【讨论】：

这看起来棒极了。我当然有兴趣尝试。

【解决方案5】：

最终的解决方案是使用Convex Hull Algorithm，它会找到将形状包围起来所需的最小点数。

【讨论】：