バイナリ画像で重なっている太い線をセグメント化する

Aug 16 2020

さまざまな前処理および検出パイプラインを元の画像に適用した後、以下に示すようなバイナリ画像があります。

写真に見られるように、交差点領域で互いに交差している飛行機のために実際には2つの滑走路(滑走路)があります。私が必要としているのは、両方の滑走路を分割し、それらの輪郭を返すことです。輪郭の特徴に関してopencv関数をチェックしましたが、うまくいきませんでした。cv2.fitLine大丈夫のようですが、輪郭に1本の線しかない場合にのみ機能します。マスクを適用したときに得られる画像は、次のようになります。

回答

3 MarkSetchell Aug 30 2020 at 23:17

ターミナルでImageMagickを使用して実行した可能性のあるアプローチを次に示しますが、PythonでもWandまたはscikit-imageとmedial_axisを使用してほぼ同じことができるはずです。

まず、画像をスケルトン化します。

magick runways.png -threshold 50% -morphology Thinning:-1 Skeleton skeleton.png

次に、「ハフライン検出」を実行して130ピクセルより長いラインを探し、結果を表形式で要求します。

magick skeleton.png -hough-lines 9x9+130 mvg:-

出力

# Hough line transform: 9x9+130
viewbox 0 0 464 589
# x1,y1 x2,y2 # count angle distance
line 297.15,0 286.869,589  # 255 1 476
line 0,591.173 464,333.973  # 189 61 563

これは、2行を検出したことを意味します。

  • 座標297,0から座標286,589までの線で、垂直に対して1度の長さ= 255ピクセル
  • 座標0,591から座標464,333までの線で、垂直に対して61度の長さ= 189ピクセル

説明のために、最初の部分を赤で、2番目の部分を緑で描画します。

magick runways.png                       \
   -fill red  -draw "line 297,0 286,589" \
   -fill lime -draw "line 0,591 464,333" result.png

キーワード:Python、画像処理、スケルトン、スケルトン化、間引き、滑走路、滑走路、交差点、ハフライン検出。

2 sturkmen Aug 30 2020 at 21:19

私は私の古い答えを参照してC ++であなたの問題を解決しようとしました。

いくつかのステップ:

--after finding contours find defect points by convexityDefects

approxPolyDP(contours[i], contours[i], 9, true);
convexHull(contours[i], contoursHull, true);
convexityDefects(contours[i], contoursHull, defects);

バイナリイメージの2つのコピーを作成し、欠陥点を使用して線を引きます

Vec4i defpoint0 = defects[0];
Vec4i defpoint1 = defects[1];
Vec4i defpoint2 = defects[2];
Vec4i defpoint3 = defects[3];
line(bw0, contours[i][defpoint0[2]], contours[i][defpoint1[2]], Scalar(0), 2);
line(bw0, contours[i][defpoint2[2]], contours[i][defpoint3[2]], Scalar(0), 2);

line(bw1, contours[i][defpoint0[2]], contours[i][defpoint3[2]], Scalar(0), 2);
line(bw1, contours[i][defpoint1[2]], contours[i][defpoint2[2]], Scalar(0), 2);

画像から輪郭を見つけて描画します(見つかった輪郭インデックスをハードコーディングしました。改善する必要があります)

findContours(bw0, contours, RETR_EXTERNAL, CHAIN_APPROX_NONE);
drawContours(src, contours, 1, Scalar((rand() & 255), (rand() & 255), (rand() & 255)), 2);

findContours(bw1, contours, RETR_EXTERNAL, CHAIN_APPROX_NONE);
drawContours(src, contours, 2, Scalar((rand() & 255), (rand() & 255), (rand() & 255)), 2);

#include <opencv2/highgui.hpp>
#include <opencv2/imgproc.hpp>
#include <iostream>

using namespace cv;
using namespace std;

int main(int argc, char** argv)
{
    Mat src = imread("e:/test/crossing_lines.png");
    if (src.empty())
        return -1;

    Mat bw,bw0,bw1;
    cvtColor(src, bw, COLOR_BGR2GRAY);
    bw = bw > 127;
    bw0 = bw.clone();
    bw1 = bw.clone();
    // Find contours
    vector<vector<Point> > contours;
    vector<int> contoursHull;
    vector<Vec4i> defects;
    findContours(bw, contours, RETR_EXTERNAL, CHAIN_APPROX_NONE);

    for (size_t i = 0; i < contours.size(); i++)
    {
        if (contourArea(contours[i]) > 500)
        {
            approxPolyDP(contours[i], contours[i], 9, true);
            convexHull(contours[i], contoursHull, true);
            convexityDefects(contours[i], contoursHull, defects);
 
            Vec4i defpoint0 = defects[0];
            Vec4i defpoint1 = defects[1];
            Vec4i defpoint2 = defects[2];
            Vec4i defpoint3 = defects[3];
            line(bw0, contours[i][defpoint0[2]], contours[i][defpoint1[2]], Scalar(0), 2);
            line(bw0, contours[i][defpoint2[2]], contours[i][defpoint3[2]], Scalar(0), 2);

            line(bw1, contours[i][defpoint0[2]], contours[i][defpoint3[2]], Scalar(0), 2);
            line(bw1, contours[i][defpoint1[2]], contours[i][defpoint2[2]], Scalar(0), 2);
        }
    }
    findContours(bw0, contours, RETR_EXTERNAL, CHAIN_APPROX_NONE);
    drawContours(src, contours, 1, Scalar((rand() & 255), (rand() & 255), (rand() & 255)), 2);

    findContours(bw1, contours, RETR_EXTERNAL, CHAIN_APPROX_NONE);
    drawContours(src, contours, 2, Scalar((rand() & 255), (rand() & 255), (rand() & 255)), 2);
    imshow("src", src);
    imshow("bw0", bw0);
    imshow("bw1", bw1);
    waitKey();
    return 0;
}