从图像中提取满足特定条件的形状答案

【问题标题】：Extracting Shapes that meet a certain criteria from an Image从图像中提取满足特定条件的形状
【发布时间】：2016-02-12 16:46:09
【问题描述】：

假设我有一张图像，我想从中提取某些形状。这张图片有很多形状，但我只关心用对角线填充的形状。这样的图像可能如下所示：

由于我只关心其中有对角线的形状，因此我尝试使用此图像来生成如下所示的形状：

目前，我正在尝试使用卷积来做到这一点。我首先将图像与此矩阵进行卷积： ]

这会产生如下所示的图像：这在提取我正在寻找的信息方面做得相当好，但现在我想让它看起来像我理想的最终图像。

我当前流程的下一步是对图像进行模糊处理，在对图像进行模糊处理后，我使用阈值来获得如下所示的结果。

这非常接近我想要的，但我有点卡住了。你们知道解决这个问题的更好方法吗？最终目标是编写一个软件，该软件将获取具有此类特征的任何图像，并以这种方式提取它们。

感谢您的宝贵时间！

【问题讨论】：

标签： image-processing computer-vision image-manipulation feature-extraction gimp

【解决方案1】：

很好的问题。我将直接从命令行尝试使用 ImageMagick - 它已安装在大多数 Linux 发行版上，并且可用于 OSX 和 Windows。它具有 C++、C#、.Net、Python、Perl、PHP 等的绑定。

我会选择 Hit and Miss 风格的形态学，其对角线内核如下：

convert tetris.png -negate     \
   -morphology hit-and-miss "3x3: 1,0,0 0,1,0 0,0,1" result.png

一旦你有了它，你可能需要一种方法来定位对角线阴影区域。一种方法是将所有像素“squidge” 放入一个像素宽的列中 - 想象一下同时压入两侧，直到图片只是一个细列。你也可以垂直做同样的事情——想象在图像顶部放置一个重物，直到它压扁到只有一个像素高。像这样：

convert tetris.png -negate -morphology hit-and-miss "3x3: 1,0,0 0,1,0 0,0,1" -resize 1x2200! -scale 25x2200! -normalize tall.png

convert tetris.png -negate -morphology hit-and-miss "3x3: 1,0,0 0,1,0 0,0,1" -resize 3400x1! -scale 3400x25! -normalize wide.png

上面的最后一个-scale 只是为了让它足够宽以至于可以看到——你真的不需要那个。

然后您可以要求以文本格式输出，并查找颜色从黑色变为灰色或白色阴影的位置，这就是形状边缘的坐标。像这样：

convert tetris.png -negate -morphology hit-and-miss "3x3: 1,0,0 0,1,0 0,0,1" -resize 1x2199! -normalize -alpha off -depth 8 txt:

# ImageMagick pixel enumeration: 1,2199,255,gray
0,0: (0,0,0)  #000000  gray(0)
0,1: (0,0,0)  #000000  gray(0)
0,2: (0,0,0)  #000000  gray(0)
0,3: (0,0,0)  #000000  gray(0)
0,4: (0,0,0)  #000000  gray(0)
...
...
0,184: (0,0,0)  #000000  gray(0)
0,185: (0,0,0)  #000000  gray(0)
0,186: (0,0,0)  #000000  gray(0)
0,187: (257,257,257)  #010101  gray(1)
0,188: (3855,3855,3855)  #0F0F0F  gray(15)   <= Transition from black = start of shape
0,189: (3855,3855,3855)  #0F0F0F  gray(15)
0,190: (3855,3855,3855)  #0F0F0F  gray(15)
0,191: (3855,3855,3855)  #0F0F0F  gray(15)
0,192: (3855,3855,3855)  #0F0F0F  gray(15)
0,193: (3855,3855,3855)  #0F0F0F  gray(15)
0,194: (3855,3855,3855)  #0F0F0F  gray(15)
0,195: (3855,3855,3855)  #0F0F0F  gray(15)
0,196: (3855,3855,3855)  #0F0F0F  gray(15)
0,197: (3855,3855,3855)  #0F0F0F  gray(15)
0,198: (3855,3855,3855)  #0F0F0F  gray(15)
0,199: (3855,3855,3855)  #0F0F0F  gray(15)
0,200: (3855,3855,3855)  #0F0F0F  gray(15)
0,201: (3855,3855,3855)  #0F0F0F  gray(15)
0,202: (3855,3855,3855)  #0F0F0F  gray(15)
...
....
0,324: (3855,3855,3855)  #0F0F0F  gray(15)
0,325: (3855,3855,3855)  #0F0F0F  gray(15)
0,326: (3855,3855,3855)  #0F0F0F  gray(15)
0,327: (4883,4883,4883)  #131313  gray(19)
0,328: (19789,19789,19789)  #4D4D4D  gray(77)   <= Fatter part of shape
0,329: (20817,20817,20817)  #515151  gray(81)
0,330: (20817,20817,20817)  #515151  gray(81)
0,331: (20817,20817,20817)  #515151  gray(81)

所以你可以看到你的形状从 188 像素开始，到 328 像素的脂肪部分。

另外，在您的原始图像上进行连接组件分析（也称为Blob 分析），如下所示：

convert tetris.png                                    \
  -define connected-components:verbose=true           \
  -define connected-components:area-threshold=100000  \
  -connected-components 8 -auto-level output.png

输出

Objects (id: bounding-box centroid area mean-color):
  0: 3399x2199+0+0 1774.2,1149.3 5390079 srgba(255,255,255,1)
  7: 2045x1180+405+187 1475.1,930.4 1681486 srgba(255,255,255,1)
  40: 546x334+1753+1661 2025.5,1827.5 182364 srgba(255,255,255,1)
  6: 2057x1192+399+181 1580.7,839.8 117980 srgba(0,0,0,1)
  5: 702x146+621+149 971.5,221.5 102492 srgba(255,255,255,1)

如果我在输出第二行的方框里画，你可以看到：

convert tetris.png -stroke red -fill none -draw "rectangle 405,187 2450,1367" x.png

您可能会查看红色边界框的面积（1681486 像素）和/或其形状（2045x1180），以考虑其比例以及它们是否与您寻找的图案框的形状和大小相匹配，即它的方形程度是或不是。

【讨论】：

这太棒了！正是我正在寻找的解决方案类型:)
非常好，很高兴它有帮助。 Anthony Thyssen 提供了关于如何在此处使用 ImageMagick 的精彩资源imagemagick.org/Usage 祝您项目顺利，并记住 Stack Overflow 上免费提供新问题。

【解决方案2】：

您能否将结果后处理为像素的平均邻域，并设置一个阈值，将邻域中的所有像素分配为黑色或白色？通过使用大小为边缘“锯齿”伪影周期的方形邻域，您将通过填充“谷”并消除“峰”来平滑边缘。

【讨论】：