获得不规则形状的最佳椭圆拟合

Question

假设我们有一个不规则的形状。我们如何才能获得这种形状的最佳ellipse 拟合？ regionprops 可以为此工作吗？如果是这样，你能指导我吗？

谢谢。

Answer 1

好的，这里有一些代码可以帮助您入门。这绝不是完美的，但这样做很有趣，我希望它会对你有所帮助。代码中最重要的部分实际上是由@Amro 在这个很棒的答案中编写的：check me!。我合并了 Amro 的代码来绘制椭圆（感谢 Amro！）。

正如我在评论中提到的，您可以使用带有几个参数的 regionprops 来估计适合某种形状的椭圆。这些名称是不言自明的，可用于描述椭圆。这是我的假人形状，看起来像一个土豆：

我们将在regionprops 中使用的参数是：

• 'Centroid'
• 'MajorAxisLength'
• 'MinorAxisLength'
• 'Orientation' 和
• 'PixelList'

像素列表用于绘制图像的原始形状。快速而肮脏的方式来查看合身程度。

代码如下：

1) 读取图像，将其转换为黑白（即二进制）并应用 regionprops：

clear all
clc

A = im2bw(imread('DummyEllipse.jpg'));

s = regionprops(A,'Centroid','MajorAxisLength','MinorAxisLength','Orientation','PixelList')

2) 从s结构中恢复参数。请注意，我从结构中访问第二个元素，因为第一个元素对应于绘图区域的边缘（我不知道如何称呼它抱歉）。：

PixList = s(2).PixelList;

x = s(2).Centroid(1);
y = s(2).Centroid(2);
a = s(2).MajorAxisLength/2;
b = s(2).MinorAxisLength/2;
angle = s(2).Orientation;
steps = 50;

3) 将这些参数提供给 Amro 代码以计算椭圆：

%#  @param x     X coordinate
%#  @param y     Y coordinate
%#  @param a     Semimajor axis
%#  @param b     Semiminor axis
%#  @param angle Angle of the ellipse (in degrees)

beta = angle * (pi / 180);
sinbeta = sin(beta);
cosbeta = cos(beta);

alpha = linspace(0, 360, steps)' .* (pi / 180);
sinalpha = sin(alpha);
cosalpha = cos(alpha);

X = x + (a * cosalpha * cosbeta - b * sinalpha * sinbeta);
Y = y + (a * cosalpha * sinbeta + b * sinalpha * cosbeta);

4) 绘制结果：

figure

plot(PixList(:,1),rot90(PixList(:,2),2),'-r') % flip the y coordinates because indexing in Matlab starts form the top of the image.
hold on
plot(X,Y,'k','LineWidth',2)

hold off

这给了我这个：

所以它并不完美，但希望它能帮助您入门。