找出包含一条线的周围矩形区域

Question

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我的问题仅涉及OpenCV/Matplotlib。然而，为了理解问题，请耐心听我讲一下机器学习/计算机视觉方面的内容：

我正在处理地图数据集上的图像分割问题。我将使用完全卷积网络（FCN）来解决这个问题。

现在，FCN需要一个对应的分割图像作为输入图像。例如：

左侧图像是实际图像，右侧图像是图像的适当“注释”。基本上，每个对象（类）都被其自己的颜色完全填充 - 汽车、道路、建筑等。

现在，在我的情况下，我正在处理平面图数据。示例平面图像如下：

这些图像中相关的实体包括墙壁、门等。

问题是，我已经获取了大量这种图像的注释数据，但它们并不是以上述形式进行注释的。墙壁被注释为简单的线条——这意味着它们只有1像素的厚度，并且实际上并没有填充实际图像中墙壁的区域/厚度。请参见以下示例：

在上面的图片中，可以看到左上角有两条代表墙壁的线。虽然墙很厚，但我作为注释数据只有那些粉色的1像素宽的线。

然而，我需要的实际上是完整的填充区域墙壁。例如：

现在我想做的是，以编程方式将这些线转换为填充区域，即基于每堵墙的线条数据，我希望创建一个包含这些线条的墙的填充版本。

因此，问题本质上是： 如果我有一个矩形区域内的细线，是否可以以某种方式获得它所代表的整个矩形区域？如果可以，我可以用它的颜色填充它，并按需要注释。 我们可以做出一些假设： - 线条始终代表它们所在的墙 - 墙通常是较粗的线条，只有与图像其余部分相比较暗的颜色

重新进行数据标注将非常困难和昂贵，因此我希望知道是否可以通过编程实现此目标。

我对opencv和matplotlib的了解非常有限，因此可能会问一些初学者问题。如果是这种情况，请告诉我需要阅读的算法或函数。

谢谢。

- Bhavul

很抱歉，我没有理解为什么要对这个问题进行投票。如果你们能告诉我原因，那就太好了。即使有人能简单地指点我一下，我也会很高兴的。 - Bhavul

2个回答

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通常情况下，您可以使用简单的“填充”算法，就像Mariana的答案中建议的那样。但是，您只需要扩展到给定行的范围内--不能继续沿着该办公区域的西墙延伸。我假设每个最终结果都将是与绘图轴对齐的矩形。

相反，您需要一种“波前”填充方法：在南北方向（超过一个像素的线条尺寸）上扩展整个线条，只要所有相邻的像素都是灰色的。然后在东西方向上执行相同的操作。您可以通过将线条复制到相邻的像素行/列来执行扩展。

我不知道有哪个软件包直接支持此功能，但大多数软件都会执行矢量化的复制粘贴或等效更改。

- Prune

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可以查看英文原文，
原文链接

- Mariana Mascarenhas de Carvalh · Accepted Answer

我会编辑我的答案来涵盖@Prune的条件。我可能会尝试一些逻辑，比如：

寻找粉色线条。 为了做到这一点，您可以查看：如何在opencv中检测线条。这部分的结果是一个包含检测到线段端点的数组。
查找每条线的方向。 考虑一条线的端点：[x1;y1]和[x2;y2]。如果(x2-x1)>(y2-y1)，则该线是水平的。否则，该线是垂直的。
查找新的端点。如果线是水平的，从最左边（较小的x）的端点向左移动，直到找到深灰色像素。一旦找到它，它将成为您的新左端点（x1'）。对于“最右边”（较大的x）的端点，执行相同的操作，这次向右移动，以便找到x2'。 如果线是垂直的，从下面（较小的y）的端点向下移动，直到找到深灰色像素。一旦找到它，它将成为您的新下端点（y1'）。对于上面（较大的y）的端点，执行相同的操作，这次向上移动，以便找到y2'。
绘制矩形，以便涂上新墙。 如果墙的宽度是恒定的，并且粉色线条是居中的，则可以从这里简单地绘制矩形。 如果线是水平的，矩形的左上角坐标为[x1';y1+墙宽一半]，右下角坐标为[x2'; y2-墙宽一半]。 如果线是垂直的，矩形的左上角坐标为[x1-墙宽一半;y1']，右下角坐标为[x2; y2'-墙宽一半]。

如果第四个条件没有满足，请告诉我。在这种情况下，例如水平线，我们需要沿着水平线向上/向下迭代，寻找暗像素之间更小的距离，然后获取这些y坐标来帮助绘制矩形。