详解基于Matlab的空心散点检测

更新时间：2022年02月28日 11:37:54 作者：slandarer

这篇文章主要介绍了如何利用Matlab实现空心散点检测，文中的示例代码讲解详细，对我们学习Matlab有一定的帮助，感兴趣的可以跟随小编了解一下

问题描述

有一张这样的图片，如何提取里面的红色圈圈坐标，并且连接这些坐标形成两个封闭的环路？

过程展示

图像导入

oriPic=imread('test1.png');

subplot(2,2,1)
imshow(oriPic)

依据RGB值图像二值化

原理就是图中颜色种类比较少，只有红黑白，而红色和白色都是R通道数值较大，因此我们可以利用这一点进行图像分割

% 删除红色外的部分并构造二值图
grayPic=rgb2gray(oriPic);
grayPic(oriPic(:,:,1)<250)=255;
grayPic(grayPic<250)=0;

%subplot(2,2,2)
figure
imshow(grayPic)

图像腐蚀

对于白色来说是腐蚀，对于黑色来说是膨胀，这一步是为了让那些有缺口的小圆圈将缺口补起来

% 图像膨胀，使未连接边缘连接
SE=[0 1 0;1 1 1;0 1 0];
bwPic=imerode(grayPic,SE);

figure
imshow(bwPic)

图像边缘清理

就是把和边缘连接的不被黑色包围的区域变成黑色：

% 边缘清理：保留圆圈联通区域
bwPic=imclearborder(bwPic);
%subplot(2,2,3)
figure
imshow(bwPic)

联通区域查找与坐标均值计算

现在每一个白点都是一个坐标区域，我们检测所有联通区域并计算各个区域的重心即可：

% 获取每一个联通区域
[LPic,labelNum]=bwlabel(bwPic);

% 计算每一个联通区域 坐标均值
pointSet=zeros(labelNum,2);
for i=1:labelNum
    [X,Y]=find(LPic==i);
    Xmean=mean(X);
    Ymean=mean(Y);
    pointSet(i,:)=[Xmean,Ymean];
end

% 画个图展示一下
%subplot(2,2,4)
figure
imshow(bwPic)
hold on
scatter(pointSet(:,2),pointSet(:,1),'r','LineWidth',1)

可以看出定位结果还是非常准确的：

圈查找

就以一个点开始不断找最近的点呗，没啥好说的：

n=1;
while ~isempty(pointSet)
    circleSetInd=1;
    for j=1:length(pointSet)
        disSet=sqrt(sum((pointSet-pointSet(circleSetInd(end),:)).^2,2));
        [~,ind]=sort(disSet);
        ind=ind(1:5);
        [~,~,t_ind]=intersect(circleSetInd,ind);
        ind(t_ind)=[];
        if ~isempty(ind)
            circleSetInd=[circleSetInd;ind(1)];
        else
            circleSet{n}=pointSet(circleSetInd,:);
            pointSet(circleSetInd,:)=[];
            n=n+1;
            break
        end
    end
end

figure
imshow(oriPic)
hold on
for i=1:n-1
plot(circleSet{i}(:,2),circleSet{i}(:,1),'LineWidth',2)
end

这效果就很美滋滋：

完整代码

function redPnt
oriPic=imread('test1.png');
%subplot(2,2,1)
figure
imshow(oriPic)

% 删除红色外的部分并构造二值图
grayPic=rgb2gray(oriPic);
grayPic(oriPic(:,:,1)<250)=255;
grayPic(grayPic<250)=0;
%subplot(2,2,2)
figure
imshow(grayPic)

% 图像膨胀，使未连接边缘连接
SE=[0 1 0;1 1 1;0 1 0];
bwPic=imerode(grayPic,SE);
figure
imshow(bwPic)

% 边缘清理：保留圆圈联通区域
bwPic=imclearborder(bwPic);
%subplot(2,2,3)
figure
imshow(bwPic)

% 获取每一个联通区域
[LPic,labelNum]=bwlabel(bwPic);

% 计算每一个联通区域 坐标均值
pointSet=zeros(labelNum,2);
for i=1:labelNum
    [X,Y]=find(LPic==i);
    Xmean=mean(X);
    Ymean=mean(Y);
    pointSet(i,:)=[Xmean,Ymean];
end


%subplot(2,2,4)
figure
imshow(bwPic)
hold on
scatter(pointSet(:,2),pointSet(:,1),'r','LineWidth',1)

n=1;
while ~isempty(pointSet)
    circleSetInd=1;
    for j=1:length(pointSet)
        disSet=sqrt(sum((pointSet-pointSet(circleSetInd(end),:)).^2,2));
        [~,ind]=sort(disSet);
        ind=ind(1:5);
        [~,~,t_ind]=intersect(circleSetInd,ind);
        ind(t_ind)=[];
        if ~isempty(ind)
            circleSetInd=[circleSetInd;ind(1)];
        else
            circleSet{n}=pointSet(circleSetInd,:);
            pointSet(circleSetInd,:)=[];
            n=n+1;
            break
        end
    end
end

figure
imshow(oriPic)
hold on
for i=1:n-1
plot(circleSet{i}(:,2),circleSet{i}(:,1),'LineWidth',2)
end

end

其它形状空心散点检测

来波正方形试试：

可以看出效果还是很棒的，当然大家可以根据实际情况自行更改图像腐蚀模板形状，如果散点是其它颜色请自行更改第一步的图像分割条件。

后注：

若是因为点较为密集而导致圈形路径内部白色区域没被清除，可能会将内部区域也算作散点造成错误，解决方法是计算每个联通区域面积并剔除远远大于区域面积中位数的联通区域：

问题出现原因的图片描述：

如图所示种间那一大片区域也被算作散点

更改后代码如下：

function redPnt
oriPic=imread('test2.png');
figure
imshow(oriPic)

% 删除红色外的部分并构造二值图
grayPic=rgb2gray(oriPic);
grayPic(oriPic(:,:,1)<250)=255;
grayPic(grayPic<250)=0;
figure
imshow(grayPic)

% 图像膨胀，使未连接边缘连接
SE=[0 1 0;1 1 1;0 1 0];
bwPic=imerode(grayPic,SE);
figure
imshow(bwPic)

% 边缘清理：保留圆圈联通区域
bwPic=imclearborder(bwPic);
figure
imshow(bwPic)

% 获取每一个联通区域
[LPic,labelNum]=bwlabel(bwPic);

% 筛掉超大区域
pointSizeSet=zeros(1,labelNum);
for i=1:labelNum
    pointSizeSet(i)=sum(sum(LPic==i));
end
[~,ind]=find(pointSizeSet>10*median(pointSizeSet));

% 计算每一个联通区域 坐标均值
pointSet=zeros(labelNum,2);
for i=1:labelNum
    [X,Y]=find(LPic==i);
    Xmean=mean(X);
    Ymean=mean(Y);
    pointSet(i,:)=[Xmean,Ymean];
end
pointSet(ind,:)=[];


figure
imshow(bwPic)
hold on
scatter(pointSet(:,2),pointSet(:,1),'r','LineWidth',1)

n=1;
while ~isempty(pointSet)
    circleSetInd=1;
    for j=1:length(pointSet)
        disSet=sqrt(sum((pointSet-pointSet(circleSetInd(end),:)).^2,2));
        [~,ind]=sort(disSet);
        ind=ind(1:min(5,length(ind)));
        [~,~,t_ind]=intersect(circleSetInd,ind);
        ind(t_ind)=[];
        if ~isempty(ind)
            circleSetInd=[circleSetInd;ind(1)];
        else
            circleSet{n}=pointSet(circleSetInd,:);
            pointSet(circleSetInd,:)=[];
            n=n+1;
            break
        end
    end
end

figure
imshow(oriPic)
hold on
for i=1:n-1
plot(circleSet{i}(:,2),circleSet{i}(:,1),'LineWidth',2)
end

end

注：

2016版本及以前可能这句：

disSet=sqrt(sum((pointSet-pointSet(circleSetInd(end),:)).^2,2));

会出现数组大小不匹配问题，可以将其改为：

tempMat=repmat(pointSet(circleSetInd(end),:),[size(pointSet,1),1]);
disSet=sqrt(sum((pointSet-tempMat).^2,2));

以上就是详解基于Matlab的空心散点检测的详细内容，更多关于Matlab空心散点检测的资料请关注脚本之家其它相关文章！

您可能感兴趣的文章:

C语言中数据是如何存储在内存中的
使用编程语言进行编程时，需要用到各种变量来存储各种信息。变量保留的是它所存储的值的内存位置。这意味着，当您创建一个变量时，就会在内存中保留一些空间。您可能需要存储各种数据类型的信息，操作系统会根据变量的数据类型，来分配内存和决定在保留内存中存储什么
2022-04-04
C语言实现音乐播放器的示例代码
这篇文章主要和大家分享了一个C语言的小DEMO，可以实现音乐播放器功能，文中的示例代码讲解详细，具有一定的借鉴价值，需要的可以参考一下
2023-02-02
C语言实现的循环单链表功能示例
这篇文章主要介绍了C语言实现的循环单链表功能,结合实例形式分析了基于C语言实现的循环单链表定义、创建、添加、删除、打印、排序等相关操作技巧,需要的朋友可以参考下
2018-04-04
C语言冒泡排序算法代码详解
大家好，本篇文章主要讲的是C语言冒泡排序算法代码详解，感兴趣的同学赶快来看一看吧，对你有帮助的话记得收藏一下
2022-01-01
C++11新特性之智能指针(shared_ptr/unique_ptr/weak_ptr)
这篇文章主要介绍了C++11新特性之智能指针,包括shared_ptr, unique_ptr和weak_ptr的基本使用，感兴趣的小伙伴们可以参考一下
2016-08-08
C语言scandir函数获取文件夹内容的实现
scandir 函数用于列举指定目录下的文件列表,本文主要介绍了C语言scandir函数获取文件夹内容的实现,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下
2024-03-03
关于在C程序中处理UTF-8文本的方法详解
这篇文章主要给大家介绍了关于在C程序中处理UTF-8文本的相关资料，文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，需要的朋友们下面来一起看看吧。
2017-11-11
C语言实现房屋管理系统
这篇文章主要为大家详细介绍了C语言实现房屋管理系统，文中示例代码介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下
2019-12-12
OpenCV实现单目尺寸估计的案例详解
这篇文章主要介绍了通过OpenCV如何实现单目尺寸估计，文中的示例代码讲解详细，对我们学习和工作有一定的参考价值，感兴趣的可以了解一下
2022-01-01
C语言实现斗地主的核心算法
本文给大家分享的是使用C语言实现的斗地主游戏的核心算法，主要实现了面向对象设计，洗牌、发牌、判断牌型、比较牌的大小、游戏规则等算法。通过这个斗地主小项目的练习，提高了我的面向对象设计能力，加深了对算法的理解。最近把这些设计和算法分享给大家。
2015-03-03