在给定一条线的情况下找到周围的矩形区域

Question

我的问题仅与 OpenCV / Matplotlib 有关。但是，要理解这个问题，请耐心等待几行 ML / 计算机视觉方面的内容：

我正在研究平面图数据集的图像分割问题。我将使用全卷积网络（FCN）来做同样的事情。

现在，FCN 需要一个图像，一个相应的分割图像。 例如：

左边的图像是实际图像，而右边的图像是图像的正确“注释”。本质上，每个对象（类）都完全用自己的颜色填充——汽车、道路、建筑物等。

现在，就我而言，我正在处理平面图数据。示例平面图图像如下所示：

此类图像中的相关实体是墙壁、门等。

问题我已经为大量此类图像添加了注释数据，但是没有以上述形式进行注释。墙壁被注释为简单的线条 --- 这意味着它们只有 1px 厚，实际上并没有填充实际图像中墙壁的区域/厚度。请参阅以下示例：

请参见上图左上角代表墙壁的 2 条线。虽然墙很厚，但我作为注释数据的只是那些粉红色的 1px 粗线。

但是，我实际上需要的是完全填充墙壁区域。例如：

我现在想做的是，以编程方式将这些线条转换为填充区域，即，基于每个墙壁的线条数据，我希望创建这些线条所在的墙壁的填充版本。

所以，基本上问题是这样的： 如果我在矩形区域内有一条细线，我能否以某种方式获得它所代表的整个矩形区域？如果可以的话，我可以用它的颜色填充它，我可以注释它的需要方式。

我们可以做出一些假设： - 线条将始终代表它们所在的墙壁 - 与图像的其余部分相比，墙壁通常是较粗的线条，只有一些较暗的颜色

再次对数据进行注释将非常困难且成本高昂，因此我问这个问题是否可以通过编程方式实现。

我对 opencv 和 matplotlib 知之甚少，因此这可能是一个新手问题。这可能是一件非常非常简单的事情。在这种情况下，请让我知道我需要阅读的算法或功能。

谢谢。

Answer 1

通常，您可以为此使用简单的“填充”算法，如 Mariana 的回答中所建议的那样。但是，您只需要延伸到给定的线——您不能继续沿着该办公区的西墙向下延伸。我假设每个最终结果都是一个与绘图轴对齐的矩形。

相反，您需要“波前”填充：将整条线向南和向北延伸（线尺寸超过一个像素）直至全部 em> 的相邻像素是灰色的。然后对东西方向做同样的事情。您可以通过将线复制到相邻的像素行/列来执行扩展。

我不知道有哪个包会直接支持这个，但大多数会做矢量化复制粘贴或等效更改。

Answer 2

编辑我的答案以涵盖@Prune 条件。 我可能会尝试一些逻辑，例如：

1. 查找粉色线条。为此，您可以查看：how to detect lines in opencv。这部分的结果是一个包含检测到的线段端点的数组。
2. 找出每条线的方向。考虑一条线的端点：[x1;y1] 和 [x2;y2]。如果 (x2-x1)>(y2-y1)，则线是水平的。否则，这条线是垂直的。
3. 寻找新的端点。如果线是水平的，从“最左”（较小的 x）端点向左移动，直到找到深灰色像素。一旦你找到它，它将成为你新的左端点 (x1')。对“最右”（较大的 x）端点执行相同操作，这次向右移动，找到 x2'。 如果线是垂直的，从下（较小的 y）端点向下移动，直到找到深灰色像素。一旦你找到它，它将是你新的下端点 (y1')。对上（较大的 y）端点做同样的事情，这次向上移动，所以你找到 y2'。
4. 画一个矩形，为你的新墙画。如果墙的宽度是固定的，粉色线是集中的，从这里你可以简单地画一个矩形。 如果直线是水平的，矩形的左上角坐标是[x1';y1+墙宽的一半]，右下角坐标是 [x2'; y2-墙宽的一半]。 如果直线是垂直的，矩形的左上角坐标是[x1-half of wall width;y1']，右下角坐标是 [x2; y2'-墙宽的一半].

如果不满足第四个条件，请告诉我。在这种情况下，例如，对于水平线，我们需要沿着水平线向上/向下迭代，寻找暗像素之间的较小距离，然后获取这个 y 坐标来帮助绘制矩形。