ตรวจจับขอบการเชื่อมต่อโดยเครื่องตรวจจับขอบ

ฉันมีภาพไบนารีที่ได้รับจากเครื่องตรวจจับขอบแสนรู้ ไม่มีการตรวจจับขอบในศูนย์และฉันต้องเข้าร่วม การเชื่อมต่อของขอบเป็นการวางแนวและขึ้นอยู่กับพื้นที่ใกล้เคียง ฉันจำเป็นต้องเชื่อมต่อจุดยอดถ้าพวกเขาอยู่ต่ำกว่าเกณฑ์ (พูดน้อยกว่า 5 พิกเซลระยะทาง) หากคุณสมบัติเชิงเส้นเกือบของฉันมุ่งเน้นอย่างดีเกณฑ์นี้ควรจะผ่อนคลาย (นี่เป็นกรณีที่ดีที่สุด)

ฉันลองแปลง Hough แล้ว แต่ก็ไม่ได้ผลสำหรับฉันเพราะฉันไม่มีเส้นตรง การขยายและการกัดเซาะก็ไม่ดีเช่นกัน พวกเขาทำให้ภาพยุ่งเหยิง

วิธีที่ฉันพยายามคือการตรวจจับจุดยอดและโหนด (ใน MATLAB ด้วยbwmorph) ก่อนจากนั้นสร้างใบไม้เป็นคุณลักษณะแยกต่างหาก สิ่งนี้ทำได้ดังนี้:

1. การสแกนในหน้าต่าง 3x3 มองหาเพื่อนบ้าน
2. สำรวจวัตถุที่เชื่อมต่อที่สมบูรณ์
3. พยายามให้พอดีกับเส้น (หรืออาจเป็นพหุนามกำลังสอง)
4. ตรวจสอบฟีเจอร์โดยฟีเจอร์ถ้ามันคุ้มค่าการเชื่อมต่อหรือไม่

การดำเนินการไม่ตรงไปตรงมาเนื่องจากส่วนการตัดสินใจที่ต้องเชื่อมต่อจุดยอดเป็นเรื่องยุ่งยาก

นี่อาจไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาที่สมบูรณ์ แต่จะให้ทิศทางที่ดี

โดยพื้นฐานแล้วเกณฑ์สำคัญในการกล่าวว่าขอบนั้นตรงกันคืออะไร การไล่ระดับสีของ "ขอบ" นั้นตรงกับขอบและระยะทางที่เหมาะสมกับระยะขอบต่อเนื่อง

หากคุณมีขอบเรขาคณิตเช่นเส้นตรงยาว Hough จะทำงานได้อย่างราบรื่นทันที แต่สิ่งนี้จะไม่ทำงานเมื่อขอบเป็นโค้งโดยพลการ ในกรณีนี้คุณยังสามารถนึกถึงเส้นโค้งเป็นส่วนคงที่ที่ฉลาดพอสมควร (ดีพอในกรณีของคุณ) ดังนั้นคุณควรใช้ Hough ในพื้นที่ คือคุณสามารถใช้รูปภาพเพียงเล็กน้อย (พูดบล็อก) คำนวณ Hough และระบุจุดสูงสุด จากสิ่งนี้คุณสามารถระบุได้ว่าการขจัดความรุนแรงคือการสร้างช่องว่างที่มีความหมายถ้าเป็นเช่นนั้นให้มันหรือทำต่อไป

เมื่อเติมเต็มช่องว่างเล็ก ๆ แล้วคุณสามารถขยายให้กว้างขึ้นเพื่อให้ได้ขนาดที่ใหญ่ขึ้น ยอดเขาจะมากขึ้น แต่คุณอาจเลือกน้อยลง

นั่นจะไม่ตรงไปตรงมาแน่นอน ... คุณสามารถลองทำงานกับโครงสร้างกราฟได้ทั้งหมด ขั้นแรกให้ดึงพิกเซลที่เชื่อมต่อทั้งหมดออกจากภาพและแทรกลงในกราฟที่มีโหนดใกล้เคียงเชื่อมต่อกับขอบ คุณสามารถละทิ้งกราฟที่มีขนาดเล็กกว่าโหนด M บางจำนวน (เพื่อยกเว้นจุดเล็ก ๆ ที่ไม่เกี่ยวข้องกับภาพ)

ในตอนท้ายของกระบวนการนี้คุณจะมีชุดกราฟตัดการเชื่อมต่อ (ตัดสินจากภาพของคุณนี่ไม่ใช่ต้นไม้เพราะมีรอบในนั้น)

คุณสามารถค้นหาจุด extremal ของแต่ละกราฟ (พิกเซล extremal ในรอบนอกของแต่ละกราฟ) โดยเริ่มต้นจากโหนดสุ่มบางอย่างและทำDFS

ในตอนท้ายของกระบวนการนี้คุณจะมีชุดของพิกัดพิกเซลสำหรับกราฟแต่ละกราฟที่สอดคล้องกับจุด Extremal ที่การเชื่อมต่อมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้น

ตอนนี้คุณสามารถลองเชื่อมต่อเพื่อนบ้านที่เป็นจุดสุดขั้ว (ด้วยระยะทาง <= 5) เพียงแค่เป็นเส้นตรง

แต่ถ้าคุณต้องการคำนึงถึงความชันของส่วนของเส้นตรงที่นำไปสู่พิกเซลสุดขั้วนั้นคุณสามารถลอง "พอดีกับเส้น" กับ N pixels PRIOR ก่อนเพื่อไปให้ถึงพิกเซลสุดขั้วนั้น ดังนั้นถ้า N = 5 ดังนั้น 5 พิกเซลสุดท้ายของสาขาจะถูกใช้ในการประมาณหนึ่งบรรทัด

ดังนั้นสำหรับคู่เพื่อนบ้านที่ใกล้เคียงที่สุดตอนนี้คุณยังมีอีกสิ่งหนึ่งที่จะใช้เป็นเกณฑ์ในการตัดสินว่าควรเชื่อมต่อสองส่วนหรือไม่ (เช่นระยะทางเอ็กซ์ตรีมมากที่สุด <= 5 พิกเซลและความลาดชันโดยประมาณเท่ากัน)

เพื่อลดผลกระทบของเสียงรบกวนที่อาจทำให้เส้นของคุณดูขรุขระใกล้กับเคล็ดลับของสาขา (และทำให้การประเมินความชันของคุณบิดเบือน) คุณสามารถลองใช้ขั้นตอนการทำให้เข้าใจง่ายในกราฟของคุณ (นี่คืออีกจุดหนึ่ง (นอกเหนือจาก DFS ด้านบน) ทำงานกับโครงสร้างกราฟ) ตัวอย่างเช่นคุณสามารถลบโหนดที่ตามมาของกราฟที่จะทำให้เส้น "โค้ง" ที่มุมมากกว่าตัดบางส่วน (สำหรับสิ่งที่ซับซ้อนมากขึ้นโปรดดูที่นี่ ) ด้วยวิธีนี้คุณจะได้รับการปรับแต่งเส้น "เรียบง่าย" โดยประมาณกับทิศทางของส่วนที่ใหญ่กว่าของกลุ่มที่เกิดจากพิกเซลภาพ

ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการเชื่อมต่อที่ดีสำหรับกรณีส่วนใหญ่ (ตัดสินจากภาพที่คุณโพสต์) แต่ก็ยังทำให้คุณมีความท้าทายอยู่บ้าง ตัวอย่างเช่นรูปแบบการขัดจังหวะที่เป็นรูปตัว "Y" ที่สาขาใดสาขาหนึ่งถูกขัดจังหวะใกล้จุดเชื่อมต่อจะเชื่อมต่อได้อย่างไร (เช่นคุณมีโค้ง "ต่อเนื่อง" ที่จะต้องเชื่อมต่อกับส่วนของเส้นที่ "กลมกลืน" กับมัน) บางทีคุณสามารถตรวจสอบว่ากรณีดังกล่าวเป็นเรื่องธรรมดาและแก้ไขเกณฑ์การเชื่อมต่อของคุณในภายหลัง

นอกจากนี้อาจเป็นการดีที่จะตรวจสอบว่าคุณสามารถปรับปรุงการได้มาซึ่งรูปภาพของคุณได้อย่างไร (เพิ่มความละเอียดเช่น)