ChatGPT解决这个技术问题 Extra ChatGPT

如何检测圣诞树?

哪些图像处理技术可用于实现检测以下图像中显示的圣诞树的应用程序?

https://i.stack.imgur.com/nmzwj.png

https://i.stack.imgur.com/YowlH.png

我正在寻找适用于所有这些图像的解决方案。因此,需要训练 haar 级联分类器或模板匹配的方法并不是很有趣。

我正在寻找可以用任何编程语言编写的东西,只要它只使用开源技术。该解决方案必须使用在此问题上共享的图像进行测试。有 6 个输入图像,答案应该显示处理每个图像的结果。最后,对于每个输出图像,必须绘制红线以围绕检测到的树。

您将如何以编程方式检测这些图像中的树木?

我们是否允许使用一些图像进行训练,或者是否应该使用所有提供的图像进行验证?无论哪种方式,很酷的竞争:D
@karlphillip,您希望我们使用这些图像进行测试并使用其他图像进行训练吗?只是不清楚训练集是什么。
@karlphillip:我的建议:放弃“开源”要求。您使用什么语言/框架并不重要。图像处理/计算机视觉算法与语言无关,所以如果你可以在 MATLAB 中编写它,你当然可以使用 OpenCV 或你喜欢的任何其他框架......另外我仍然不清楚你认为什么是训练/测试图像!
@karlphillip 感谢您动员我们所有人为您的“追求”做出贡献!这是一个很好的机会,可以高效地花几个小时,但最重要的是,看看可以找到多少种不同的方法来解决一个问题……希望你在 1 月 1 日再做一次(也许是圣诞老人的挑战?;-))
好的,我改写了问题以删除竞争元素。我认为这应该让它独立存在就好了。

s
stachyra

我有一种方法,我认为它很有趣,并且与其他方法有点不同。与其他方法相比,我的方法的主要区别在于图像分割步骤的执行方式——我使用了 Python scikit-learn 中的 DBSCAN 聚类算法;它针对查找可能不一定具有单个清晰质心的无定形形状进行了优化。

在顶层,我的方法相当简单,可以分为大约 3 个步骤。首先,我应用一个阈值(或者实际上,两个独立且不同的阈值的逻辑“或”)。与许多其他答案一样,我假设圣诞树将是场景中较亮的对象之一,因此第一个阈值只是一个简单的单色亮度测试;在 0-255 范围内(黑色为 0,白色为 255)值高于 220 的任何像素都将保存为二进制黑白图像。第二个阈值试图寻找红色和黄色的灯光,这在六幅图像的左上角和右下角的树木中尤为突出,并在大多数照片中普遍存在的蓝绿色背景中脱颖而出。我将 rgb 图像转换为 hsv 空间,并要求色调在 0.0-1.0 范围内小于 0.2(大致对应于黄色和绿色之间的边界)或大于 0.95(对应于紫色和红色之间的边界)另外我需要明亮、饱和的颜色:饱和度和值都必须高于 0.7。两个阈值程序的结果在逻辑上“或”-ed 在一起,得到的黑白二值图像矩阵如下所示:

https://i.stack.imgur.com/iIkWV.png

您可以清楚地看到,每张图像都有一个大的像素簇,大致对应于每棵树的位置,另外一些图像还有一些其他的小簇,它们要么对应于某些建筑物窗户中的灯光,要么对应于一个地平线上的背景场景。下一步是让计算机识别这些是单独的集群,并用集群成员 ID 号正确标记每个像素。

对于这个任务,我选择了 DBSCAN。相对于其他可用的聚类算法,DBSCAN 的典型行为有一个很好的视觉比较here。正如我之前所说,它适用于无定形形状。 DBSCAN 的输出,每个集群以不同的颜色绘制,如下所示:

https://i.stack.imgur.com/rWSqn.png

在查看此结果时,需要注意一些事项。首先是 DBSCAN 要求用户设置一个“接近度”参数以调节其行为,这有效地控制了一对点必须分开的程度,以便算法声明一个新的单独集群,而不是将测试点聚集到已经存在的集群。我将此值设置为每个图像对角线大小的 0.04 倍。由于图像的大小从大约 VGA 到大约 HD 1080 不等,因此这种与比例相关的定义至关重要。

另一点值得注意的是,在 scikit-learn 中实现的 DBSCAN 算法具有内存限制,这对于本示例中的一些较大图像来说相当具有挑战性。因此,对于一些较大的图像,我实际上必须“抽取”(即,仅保留每 3 个或第 4 个像素并丢弃其他像素)每个簇以保持在此限制内。由于这种剔除过程,在一些较大的图像上很难看到剩余的单个稀疏像素。因此,仅出于显示目的,上述图像中的颜色编码像素已被有效地“扩张”了一点点,以便更好地突出。这纯粹是为了叙述而进行的整容手术;尽管在我的代码中有提到这种膨胀的评论,但请放心,它与任何实际重要的计算无关。

一旦集群被识别和标记,第三步也是最后一步很容易:我只取每个图像中最大的集群(在这种情况下,我选择根据成员像素的总数来衡量“大小”,尽管可以同样容易地使用某种类型的度量物理范围的度量)并计算该集群的凸包。然后凸包成为树边界。通过这种方法计算的六个凸包如下图红色所示:

https://i.stack.imgur.com/sl6Ar.jpg

源代码是为 Python 2.7.6 编写的,它依赖于 numpyscipymatplotlibscikit-learn。我把它分成了两部分。第一部分负责实际的图像处理:

from PIL import Image
import numpy as np
import scipy as sp
import matplotlib.colors as colors
from sklearn.cluster import DBSCAN
from math import ceil, sqrt

"""
Inputs:

    rgbimg:         [M,N,3] numpy array containing (uint, 0-255) color image

    hueleftthr:     Scalar constant to select maximum allowed hue in the
                    yellow-green region

    huerightthr:    Scalar constant to select minimum allowed hue in the
                    blue-purple region

    satthr:         Scalar constant to select minimum allowed saturation

    valthr:         Scalar constant to select minimum allowed value

    monothr:        Scalar constant to select minimum allowed monochrome
                    brightness

    maxpoints:      Scalar constant maximum number of pixels to forward to
                    the DBSCAN clustering algorithm

    proxthresh:     Proximity threshold to use for DBSCAN, as a fraction of
                    the diagonal size of the image

Outputs:

    borderseg:      [K,2,2] Nested list containing K pairs of x- and y- pixel
                    values for drawing the tree border

    X:              [P,2] List of pixels that passed the threshold step

    labels:         [Q,2] List of cluster labels for points in Xslice (see
                    below)

    Xslice:         [Q,2] Reduced list of pixels to be passed to DBSCAN

"""

def findtree(rgbimg, hueleftthr=0.2, huerightthr=0.95, satthr=0.7, 
             valthr=0.7, monothr=220, maxpoints=5000, proxthresh=0.04):

    # Convert rgb image to monochrome for
    gryimg = np.asarray(Image.fromarray(rgbimg).convert('L'))
    # Convert rgb image (uint, 0-255) to hsv (float, 0.0-1.0)
    hsvimg = colors.rgb_to_hsv(rgbimg.astype(float)/255)

    # Initialize binary thresholded image
    binimg = np.zeros((rgbimg.shape[0], rgbimg.shape[1]))
    # Find pixels with hue<0.2 or hue>0.95 (red or yellow) and saturation/value
    # both greater than 0.7 (saturated and bright)--tends to coincide with
    # ornamental lights on trees in some of the images
    boolidx = np.logical_and(
                np.logical_and(
                  np.logical_or((hsvimg[:,:,0] < hueleftthr),
                                (hsvimg[:,:,0] > huerightthr)),
                                (hsvimg[:,:,1] > satthr)),
                                (hsvimg[:,:,2] > valthr))
    # Find pixels that meet hsv criterion
    binimg[np.where(boolidx)] = 255
    # Add pixels that meet grayscale brightness criterion
    binimg[np.where(gryimg > monothr)] = 255

    # Prepare thresholded points for DBSCAN clustering algorithm
    X = np.transpose(np.where(binimg == 255))
    Xslice = X
    nsample = len(Xslice)
    if nsample > maxpoints:
        # Make sure number of points does not exceed DBSCAN maximum capacity
        Xslice = X[range(0,nsample,int(ceil(float(nsample)/maxpoints)))]

    # Translate DBSCAN proximity threshold to units of pixels and run DBSCAN
    pixproxthr = proxthresh * sqrt(binimg.shape[0]**2 + binimg.shape[1]**2)
    db = DBSCAN(eps=pixproxthr, min_samples=10).fit(Xslice)
    labels = db.labels_.astype(int)

    # Find the largest cluster (i.e., with most points) and obtain convex hull   
    unique_labels = set(labels)
    maxclustpt = 0
    for k in unique_labels:
        class_members = [index[0] for index in np.argwhere(labels == k)]
        if len(class_members) > maxclustpt:
            points = Xslice[class_members]
            hull = sp.spatial.ConvexHull(points)
            maxclustpt = len(class_members)
            borderseg = [[points[simplex,0], points[simplex,1]] for simplex
                          in hull.simplices]

    return borderseg, X, labels, Xslice

第二部分是一个用户级脚本,它调用第一个文件并生成上面的所有图:

#!/usr/bin/env python

from PIL import Image
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.cm as cm
from findtree import findtree

# Image files to process
fname = ['nmzwj.png', 'aVZhC.png', '2K9EF.png',
         'YowlH.png', '2y4o5.png', 'FWhSP.png']

# Initialize figures
fgsz = (16,7)        
figthresh = plt.figure(figsize=fgsz, facecolor='w')
figclust  = plt.figure(figsize=fgsz, facecolor='w')
figcltwo  = plt.figure(figsize=fgsz, facecolor='w')
figborder = plt.figure(figsize=fgsz, facecolor='w')
figthresh.canvas.set_window_title('Thresholded HSV and Monochrome Brightness')
figclust.canvas.set_window_title('DBSCAN Clusters (Raw Pixel Output)')
figcltwo.canvas.set_window_title('DBSCAN Clusters (Slightly Dilated for Display)')
figborder.canvas.set_window_title('Trees with Borders')

for ii, name in zip(range(len(fname)), fname):
    # Open the file and convert to rgb image
    rgbimg = np.asarray(Image.open(name))

    # Get the tree borders as well as a bunch of other intermediate values
    # that will be used to illustrate how the algorithm works
    borderseg, X, labels, Xslice = findtree(rgbimg)

    # Display thresholded images
    axthresh = figthresh.add_subplot(2,3,ii+1)
    axthresh.set_xticks([])
    axthresh.set_yticks([])
    binimg = np.zeros((rgbimg.shape[0], rgbimg.shape[1]))
    for v, h in X:
        binimg[v,h] = 255
    axthresh.imshow(binimg, interpolation='nearest', cmap='Greys')

    # Display color-coded clusters
    axclust = figclust.add_subplot(2,3,ii+1) # Raw version
    axclust.set_xticks([])
    axclust.set_yticks([])
    axcltwo = figcltwo.add_subplot(2,3,ii+1) # Dilated slightly for display only
    axcltwo.set_xticks([])
    axcltwo.set_yticks([])
    axcltwo.imshow(binimg, interpolation='nearest', cmap='Greys')
    clustimg = np.ones(rgbimg.shape)    
    unique_labels = set(labels)
    # Generate a unique color for each cluster 
    plcol = cm.rainbow_r(np.linspace(0, 1, len(unique_labels)))
    for lbl, pix in zip(labels, Xslice):
        for col, unqlbl in zip(plcol, unique_labels):
            if lbl == unqlbl:
                # Cluster label of -1 indicates no cluster membership;
                # override default color with black
                if lbl == -1:
                    col = [0.0, 0.0, 0.0, 1.0]
                # Raw version
                for ij in range(3):
                    clustimg[pix[0],pix[1],ij] = col[ij]
                # Dilated just for display
                axcltwo.plot(pix[1], pix[0], 'o', markerfacecolor=col, 
                    markersize=1, markeredgecolor=col)
    axclust.imshow(clustimg)
    axcltwo.set_xlim(0, binimg.shape[1]-1)
    axcltwo.set_ylim(binimg.shape[0], -1)

    # Plot original images with read borders around the trees
    axborder = figborder.add_subplot(2,3,ii+1)
    axborder.set_axis_off()
    axborder.imshow(rgbimg, interpolation='nearest')
    for vseg, hseg in borderseg:
        axborder.plot(hseg, vseg, 'r-', lw=3)
    axborder.set_xlim(0, binimg.shape[1]-1)
    axborder.set_ylim(binimg.shape[0], -1)

plt.show()

@lennon310 的解决方案是集群。 (k-均值)
@stachyra 在提出更简单的方法之前,我也考虑过这种方法。我认为这有很大的潜力可以扩展和推广,以便在其他情况下也能产生良好的结果。您可以尝试使用神经网络进行聚类。像 SOM 或神经气体这样的东西会做得很好。尽管如此,伟大的建议和我的赞许!
@Faust & Ryan Carlson:谢谢,伙计们!是的,我同意投票系统,虽然它可以很好地裁决在几个小时内提交的 2 或 3 个简短答案,但在涉及长时间播放的长答案的比赛时存在严重偏见.一方面,早期提交的意见在后期提交甚至可供公众审查之前就开始积累投票。如果答案都很长,那么一旦建立了适度的领先优势,通常就会产生“从众效应”,因为人们只会对第一个问题投赞成票,而不会费心去阅读其余的问题。
@stachyra 好消息朋友!最热烈的祝贺,愿这标志着您新的一年的开始!
@lennon310:我还没有在这个问题上尝试过局部最大检测过滤器,但如果你想自己探索它,scipy 包括 this one。我的这个项目的 Python 源代码非常短,以至于我实际上能够 100% 发布它;实际上,您需要做的就是将我的两个代码片段复制并粘贴到单独的 .py 文件中,然后在我使用阈值的同一位置替换对 scipy.ndimage.filters.maximum_filter() 的调用。
G
Gabriel Ambrósio Archanjo

编辑注意:我编辑这篇文章是为了(i)按照要求单独处理每个树图像,(ii)考虑对象亮度和形状以提高结果的质量。

下面介绍了一种考虑对象亮度和形状的方法。换句话说,它寻找具有三角形形状和显着亮度的物体。它是用 Java 实现的,使用 Marvin 图像处理框架。

第一步是颜色阈值。这里的目标是将分析重点放在具有显着亮度的物体上。

输出图像:

https://i.imgur.com/xHvRzRE.png

https://i.imgur.com/064pUHZ.png

源代码:

public class ChristmasTree {

private MarvinImagePlugin fill = MarvinPluginLoader.loadImagePlugin("org.marvinproject.image.fill.boundaryFill");
private MarvinImagePlugin threshold = MarvinPluginLoader.loadImagePlugin("org.marvinproject.image.color.thresholding");
private MarvinImagePlugin invert = MarvinPluginLoader.loadImagePlugin("org.marvinproject.image.color.invert");
private MarvinImagePlugin dilation = MarvinPluginLoader.loadImagePlugin("org.marvinproject.image.morphological.dilation");

public ChristmasTree(){
    MarvinImage tree;

    // Iterate each image
    for(int i=1; i<=6; i++){
        tree = MarvinImageIO.loadImage("./res/trees/tree"+i+".png");

        // 1. Threshold
        threshold.setAttribute("threshold", 200);
        threshold.process(tree.clone(), tree);
    }
}
public static void main(String[] args) {
    new ChristmasTree();
}
}

在第二步中,图像中最亮的点被放大以形成形状。这个过程的结果是具有显着亮度的物体的可能形状。应用洪水填充分割,检测到断开的形状。

输出图像:

https://i.imgur.com/XY2jOdl.png

https://i.imgur.com/1Ois6pN.png

源代码:

public class ChristmasTree {

private MarvinImagePlugin fill = MarvinPluginLoader.loadImagePlugin("org.marvinproject.image.fill.boundaryFill");
private MarvinImagePlugin threshold = MarvinPluginLoader.loadImagePlugin("org.marvinproject.image.color.thresholding");
private MarvinImagePlugin invert = MarvinPluginLoader.loadImagePlugin("org.marvinproject.image.color.invert");
private MarvinImagePlugin dilation = MarvinPluginLoader.loadImagePlugin("org.marvinproject.image.morphological.dilation");

public ChristmasTree(){
    MarvinImage tree;

    // Iterate each image
    for(int i=1; i<=6; i++){
        tree = MarvinImageIO.loadImage("./res/trees/tree"+i+".png");

        // 1. Threshold
        threshold.setAttribute("threshold", 200);
        threshold.process(tree.clone(), tree);

        // 2. Dilate
        invert.process(tree.clone(), tree);
        tree = MarvinColorModelConverter.rgbToBinary(tree, 127);
        MarvinImageIO.saveImage(tree, "./res/trees/new/tree_"+i+"threshold.png");
        dilation.setAttribute("matrix", MarvinMath.getTrueMatrix(50, 50));
        dilation.process(tree.clone(), tree);
        MarvinImageIO.saveImage(tree, "./res/trees/new/tree_"+1+"_dilation.png");
        tree = MarvinColorModelConverter.binaryToRgb(tree);

        // 3. Segment shapes
        MarvinImage trees2 = tree.clone();
        fill(tree, trees2);
        MarvinImageIO.saveImage(trees2, "./res/trees/new/tree_"+i+"_fill.png");
}

private void fill(MarvinImage imageIn, MarvinImage imageOut){
    boolean found;
    int color= 0xFFFF0000;

    while(true){
        found=false;

        Outerloop:
        for(int y=0; y<imageIn.getHeight(); y++){
            for(int x=0; x<imageIn.getWidth(); x++){
                if(imageOut.getIntComponent0(x, y) == 0){
                    fill.setAttribute("x", x);
                    fill.setAttribute("y", y);
                    fill.setAttribute("color", color);
                    fill.setAttribute("threshold", 120);
                    fill.process(imageIn, imageOut);
                    color = newColor(color);

                    found = true;
                    break Outerloop;
                }
            }
        }

        if(!found){
            break;
        }
    }

}

private int newColor(int color){
    int red = (color & 0x00FF0000) >> 16;
    int green = (color & 0x0000FF00) >> 8;
    int blue = (color & 0x000000FF);

    if(red <= green && red <= blue){
        red+=5;
    }
    else if(green <= red && green <= blue){
        green+=5;
    }
    else{
        blue+=5;
    }

    return 0xFF000000 + (red << 16) + (green << 8) + blue;
}

public static void main(String[] args) {
    new ChristmasTree();
}
}

如输出图像所示,检测到多个形状。在这个问题中,图像中只有几个亮点。但是,实施此方法是为了处理更复杂的场景。

在下一步中,将分析每个形状。一种简单的算法检测具有类似于三角形的图案的形状。该算法逐行分析对象形状。如果每条形状线的质心几乎相同(给定阈值)并且质量随着 y 的增加而增加,则物体具有三角形形状。形状线的质量是该线中属于该形状的像素数。想象一下,您将对象水平切片并分析每个水平段。如果它们彼此集中,并且从第一段到最后一段的长度以线性模式增加,则您可能有一个类似于三角形的对象。

源代码:

private int[] detectTrees(MarvinImage image){
    HashSet<Integer> analysed = new HashSet<Integer>();
    boolean found;
    while(true){
        found = false;
        for(int y=0; y<image.getHeight(); y++){
            for(int x=0; x<image.getWidth(); x++){
                int color = image.getIntColor(x, y);

                if(!analysed.contains(color)){
                    if(isTree(image, color)){
                        return getObjectRect(image, color);
                    }

                    analysed.add(color);
                    found=true;
                }
            }
        }

        if(!found){
            break;
        }
    }
    return null;
}

private boolean isTree(MarvinImage image, int color){

    int mass[][] = new int[image.getHeight()][2];
    int yStart=-1;
    int xStart=-1;
    for(int y=0; y<image.getHeight(); y++){
        int mc = 0;
        int xs=-1;
        int xe=-1;
        for(int x=0; x<image.getWidth(); x++){
            if(image.getIntColor(x, y) == color){
                mc++;

                if(yStart == -1){
                    yStart=y;
                    xStart=x;
                }

                if(xs == -1){
                    xs = x;
                }
                if(x > xe){
                    xe = x;
                }
            }
        }
        mass[y][0] = xs;
        mass[y][3] = xe;
        mass[y][4] = mc;    
    }

    int validLines=0;
    for(int y=0; y<image.getHeight(); y++){
        if
        ( 
            mass[y][5] > 0 &&
            Math.abs(((mass[y][0]+mass[y][6])/2)-xStart) <= 50 &&
            mass[y][7] >= (mass[yStart][8] + (y-yStart)*0.3) &&
            mass[y][9] <= (mass[yStart][10] + (y-yStart)*1.5)
        )
        {
            validLines++;
        }
    }

    if(validLines > 100){
        return true;
    }
    return false;
}

最后,每个形状类似于三角形且具有显着亮度的位置(在本例中为圣诞树)在原始图像中突出显示,如下所示。

最终输出图像:

https://i.imgur.com/KT8AVEt.jpg

https://i.imgur.com/3P2GUT2.jpg

最终源代码:

public class ChristmasTree {

private MarvinImagePlugin fill = MarvinPluginLoader.loadImagePlugin("org.marvinproject.image.fill.boundaryFill");
private MarvinImagePlugin threshold = MarvinPluginLoader.loadImagePlugin("org.marvinproject.image.color.thresholding");
private MarvinImagePlugin invert = MarvinPluginLoader.loadImagePlugin("org.marvinproject.image.color.invert");
private MarvinImagePlugin dilation = MarvinPluginLoader.loadImagePlugin("org.marvinproject.image.morphological.dilation");

public ChristmasTree(){
    MarvinImage tree;

    // Iterate each image
    for(int i=1; i<=6; i++){
        tree = MarvinImageIO.loadImage("./res/trees/tree"+i+".png");

        // 1. Threshold
        threshold.setAttribute("threshold", 200);
        threshold.process(tree.clone(), tree);

        // 2. Dilate
        invert.process(tree.clone(), tree);
        tree = MarvinColorModelConverter.rgbToBinary(tree, 127);
        MarvinImageIO.saveImage(tree, "./res/trees/new/tree_"+i+"threshold.png");
        dilation.setAttribute("matrix", MarvinMath.getTrueMatrix(50, 50));
        dilation.process(tree.clone(), tree);
        MarvinImageIO.saveImage(tree, "./res/trees/new/tree_"+1+"_dilation.png");
        tree = MarvinColorModelConverter.binaryToRgb(tree);

        // 3. Segment shapes
        MarvinImage trees2 = tree.clone();
        fill(tree, trees2);
        MarvinImageIO.saveImage(trees2, "./res/trees/new/tree_"+i+"_fill.png");

        // 4. Detect tree-like shapes
        int[] rect = detectTrees(trees2);

        // 5. Draw the result
        MarvinImage original = MarvinImageIO.loadImage("./res/trees/tree"+i+".png");
        drawBoundary(trees2, original, rect);
        MarvinImageIO.saveImage(original, "./res/trees/new/tree_"+i+"_out_2.jpg");
    }
}

private void drawBoundary(MarvinImage shape, MarvinImage original, int[] rect){
    int yLines[] = new int[6];
    yLines[0] = rect[1];
    yLines[1] = rect[1]+(int)((rect[3]/5));
    yLines[2] = rect[1]+((rect[3]/5)*2);
    yLines[3] = rect[1]+((rect[3]/5)*3);
    yLines[4] = rect[1]+(int)((rect[3]/5)*4);
    yLines[5] = rect[1]+rect[3];

    List<Point> points = new ArrayList<Point>();
    for(int i=0; i<yLines.length; i++){
        boolean in=false;
        Point startPoint=null;
        Point endPoint=null;
        for(int x=rect[0]; x<rect[0]+rect[2]; x++){

            if(shape.getIntColor(x, yLines[i]) != 0xFFFFFFFF){
                if(!in){
                    if(startPoint == null){
                        startPoint = new Point(x, yLines[i]);
                    }
                }
                in = true;
            }
            else{
                if(in){
                    endPoint = new Point(x, yLines[i]);
                }
                in = false;
            }
        }

        if(endPoint == null){
            endPoint = new Point((rect[0]+rect[2])-1, yLines[i]);
        }

        points.add(startPoint);
        points.add(endPoint);
    }

    drawLine(points.get(0).x, points.get(0).y, points.get(1).x, points.get(1).y, 15, original);
    drawLine(points.get(1).x, points.get(1).y, points.get(3).x, points.get(3).y, 15, original);
    drawLine(points.get(3).x, points.get(3).y, points.get(5).x, points.get(5).y, 15, original);
    drawLine(points.get(5).x, points.get(5).y, points.get(7).x, points.get(7).y, 15, original);
    drawLine(points.get(7).x, points.get(7).y, points.get(9).x, points.get(9).y, 15, original);
    drawLine(points.get(9).x, points.get(9).y, points.get(11).x, points.get(11).y, 15, original);
    drawLine(points.get(11).x, points.get(11).y, points.get(10).x, points.get(10).y, 15, original);
    drawLine(points.get(10).x, points.get(10).y, points.get(8).x, points.get(8).y, 15, original);
    drawLine(points.get(8).x, points.get(8).y, points.get(6).x, points.get(6).y, 15, original);
    drawLine(points.get(6).x, points.get(6).y, points.get(4).x, points.get(4).y, 15, original);
    drawLine(points.get(4).x, points.get(4).y, points.get(2).x, points.get(2).y, 15, original);
    drawLine(points.get(2).x, points.get(2).y, points.get(0).x, points.get(0).y, 15, original);
}

private void drawLine(int x1, int y1, int x2, int y2, int length, MarvinImage image){
    int lx1, lx2, ly1, ly2;
    for(int i=0; i<length; i++){
        lx1 = (x1+i >= image.getWidth() ? (image.getWidth()-1)-i: x1);
        lx2 = (x2+i >= image.getWidth() ? (image.getWidth()-1)-i: x2);
        ly1 = (y1+i >= image.getHeight() ? (image.getHeight()-1)-i: y1);
        ly2 = (y2+i >= image.getHeight() ? (image.getHeight()-1)-i: y2);

        image.drawLine(lx1+i, ly1, lx2+i, ly2, Color.red);
        image.drawLine(lx1, ly1+i, lx2, ly2+i, Color.red);
    }
}

private void fillRect(MarvinImage image, int[] rect, int length){
    for(int i=0; i<length; i++){
        image.drawRect(rect[0]+i, rect[1]+i, rect[2]-(i*2), rect[3]-(i*2), Color.red);
    }
}

private void fill(MarvinImage imageIn, MarvinImage imageOut){
    boolean found;
    int color= 0xFFFF0000;

    while(true){
        found=false;

        Outerloop:
        for(int y=0; y<imageIn.getHeight(); y++){
            for(int x=0; x<imageIn.getWidth(); x++){
                if(imageOut.getIntComponent0(x, y) == 0){
                    fill.setAttribute("x", x);
                    fill.setAttribute("y", y);
                    fill.setAttribute("color", color);
                    fill.setAttribute("threshold", 120);
                    fill.process(imageIn, imageOut);
                    color = newColor(color);

                    found = true;
                    break Outerloop;
                }
            }
        }

        if(!found){
            break;
        }
    }

}

private int[] detectTrees(MarvinImage image){
    HashSet<Integer> analysed = new HashSet<Integer>();
    boolean found;
    while(true){
        found = false;
        for(int y=0; y<image.getHeight(); y++){
            for(int x=0; x<image.getWidth(); x++){
                int color = image.getIntColor(x, y);

                if(!analysed.contains(color)){
                    if(isTree(image, color)){
                        return getObjectRect(image, color);
                    }

                    analysed.add(color);
                    found=true;
                }
            }
        }

        if(!found){
            break;
        }
    }
    return null;
}

private boolean isTree(MarvinImage image, int color){

    int mass[][] = new int[image.getHeight()][11];
    int yStart=-1;
    int xStart=-1;
    for(int y=0; y<image.getHeight(); y++){
        int mc = 0;
        int xs=-1;
        int xe=-1;
        for(int x=0; x<image.getWidth(); x++){
            if(image.getIntColor(x, y) == color){
                mc++;

                if(yStart == -1){
                    yStart=y;
                    xStart=x;
                }

                if(xs == -1){
                    xs = x;
                }
                if(x > xe){
                    xe = x;
                }
            }
        }
        mass[y][0] = xs;
        mass[y][12] = xe;
        mass[y][13] = mc;   
    }

    int validLines=0;
    for(int y=0; y<image.getHeight(); y++){
        if
        ( 
            mass[y][14] > 0 &&
            Math.abs(((mass[y][0]+mass[y][15])/2)-xStart) <= 50 &&
            mass[y][16] >= (mass[yStart][17] + (y-yStart)*0.3) &&
            mass[y][18] <= (mass[yStart][19] + (y-yStart)*1.5)
        )
        {
            validLines++;
        }
    }

    if(validLines > 100){
        return true;
    }
    return false;
}

private int[] getObjectRect(MarvinImage image, int color){
    int x1=-1;
    int x2=-1;
    int y1=-1;
    int y2=-1;

    for(int y=0; y<image.getHeight(); y++){
        for(int x=0; x<image.getWidth(); x++){
            if(image.getIntColor(x, y) == color){

                if(x1 == -1 || x < x1){
                    x1 = x;
                }
                if(x2 == -1 || x > x2){
                    x2 = x;
                }
                if(y1 == -1 || y < y1){
                    y1 = y;
                }
                if(y2 == -1 || y > y2){
                    y2 = y;
                }
            }
        }
    }

    return new int[]{x1, y1, (x2-x1), (y2-y1)};
}

private int newColor(int color){
    int red = (color & 0x00FF0000) >> 16;
    int green = (color & 0x0000FF00) >> 8;
    int blue = (color & 0x000000FF);

    if(red <= green && red <= blue){
        red+=5;
    }
    else if(green <= red && green <= blue){
        green+=30;
    }
    else{
        blue+=30;
    }

    return 0xFF000000 + (red << 16) + (green << 8) + blue;
}

public static void main(String[] args) {
    new ChristmasTree();
}
}

这种方法的优点是它可能适用于包含其他发光物体的图像,因为它分析了物体的形状。

圣诞节快乐!

编辑注 2

讨论了该解决方案的输出图像与其他一些图像的相似性。事实上,它们非常相似。但这种方法不只是分割对象。它还在某种意义上分析了物体的形状。它可以处理同一场景中的多个发光物体。事实上,圣诞树不一定是最亮的。我只是为了丰富讨论而放弃它。样本中存在一种偏见,即只寻找最亮的物体,你就会找到树木。但是,我们真的要在这一点上停止讨论吗?在这一点上,计算机真正识别出类似于圣诞树的物体有多远?让我们试着缩小这个差距。

下面给出一个结果来说明这一点:

输入图像

https://i.stack.imgur.com/qlJAa.jpg

输出

https://i.stack.imgur.com/ScklT.jpg


那很有意思。我希望在单独处理每个图像时,您可以获得相同的结果。我在 4 小时前编辑了这个问题,让你发布答案来具体说明这一点。如果您可以使用这些结果更新您的答案,那就太棒了。
@Marvin 在您的三角形检测中,您是如何处理质量波动的?它不是一个严格的三角形,随着 y 的变化,质量不是单一的
@user3054997:这是另一点。正如我发布的那样,该算法不寻求严格的三角形形状。它分析每个对象并考虑一棵树,该树“类似于”具有简单标准的三角形:对象的质量用于随着 y 的增加而增加,并且每个水平对象段的质量中心几乎彼此集中.
@Marvin我的解决方案非常简单,我也在回答中说明了这一点。顺便说一句,它比您的第一个解决方案效果更好。如果我没记错的话,在你的第一个答案中,你谈到了特征描述符来检测小的光纹理,这不是你在这里做的。我只是说您当前的方法和结果与我的更相似,而不是您的第一个解决方案。当然我不希望你承认,我只是为了记录。
@sepdek 这里有几个解决方案确实比我的要好得多,但它们仍然获得了我一半的赞成票。从其他解决方案中“获得灵感”并没有错。我也看到了您的解决方案,我无话可说,您在我之后发布了它们,而我的“想法”并不是那么原始,以至于您只是抄袭了我。但是马文是唯一一个在我之前发布并在看到我使用相同算法后编辑的解决方案......至少他可以说“是的,我喜欢你的解决方案并且我重用了它”没有错,只是一个游戏。
s
smeso

这是我简单而愚蠢的解决方案。它基于这样的假设,即树将是图片中最亮和最大的东西。

//g++ -Wall -pedantic -ansi -O2 -pipe -s -o christmas_tree christmas_tree.cpp `pkg-config --cflags --libs opencv`
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <iostream>

using namespace cv;
using namespace std;

int main(int argc,char *argv[])
{
    Mat original,tmp,tmp1;
    vector <vector<Point> > contours;
    Moments m;
    Rect boundrect;
    Point2f center;
    double radius, max_area=0,tmp_area=0;
    unsigned int j, k;
    int i;

    for(i = 1; i < argc; ++i)
    {
        original = imread(argv[i]);
        if(original.empty())
        {
            cerr << "Error"<<endl;
            return -1;
        }

        GaussianBlur(original, tmp, Size(3, 3), 0, 0, BORDER_DEFAULT);
        erode(tmp, tmp, Mat(), Point(-1, -1), 10);
        cvtColor(tmp, tmp, CV_BGR2HSV);
        inRange(tmp, Scalar(0, 0, 0), Scalar(180, 255, 200), tmp);

        dilate(original, tmp1, Mat(), Point(-1, -1), 15);
        cvtColor(tmp1, tmp1, CV_BGR2HLS);
        inRange(tmp1, Scalar(0, 185, 0), Scalar(180, 255, 255), tmp1);
        dilate(tmp1, tmp1, Mat(), Point(-1, -1), 10);

        bitwise_and(tmp, tmp1, tmp1);

        findContours(tmp1, contours, CV_RETR_EXTERNAL, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE);
        max_area = 0;
        j = 0;
        for(k = 0; k < contours.size(); k++)
        {
            tmp_area = contourArea(contours[k]);
            if(tmp_area > max_area)
            {
                max_area = tmp_area;
                j = k;
            }
        }
        tmp1 = Mat::zeros(original.size(),CV_8U);
        approxPolyDP(contours[j], contours[j], 30, true);
        drawContours(tmp1, contours, j, Scalar(255,255,255), CV_FILLED);

        m = moments(contours[j]);
        boundrect = boundingRect(contours[j]);
        center = Point2f(m.m10/m.m00, m.m01/m.m00);
        radius = (center.y - (boundrect.tl().y))/4.0*3.0;
        Rect heightrect(center.x-original.cols/5, boundrect.tl().y, original.cols/5*2, boundrect.size().height);

        tmp = Mat::zeros(original.size(), CV_8U);
        rectangle(tmp, heightrect, Scalar(255, 255, 255), -1);
        circle(tmp, center, radius, Scalar(255, 255, 255), -1);

        bitwise_and(tmp, tmp1, tmp1);

        findContours(tmp1, contours, CV_RETR_EXTERNAL, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE);
        max_area = 0;
        j = 0;
        for(k = 0; k < contours.size(); k++)
        {
            tmp_area = contourArea(contours[k]);
            if(tmp_area > max_area)
            {
                max_area = tmp_area;
                j = k;
            }
        }

        approxPolyDP(contours[j], contours[j], 30, true);
        convexHull(contours[j], contours[j]);

        drawContours(original, contours, j, Scalar(0, 0, 255), 3);

        namedWindow(argv[i], CV_WINDOW_NORMAL|CV_WINDOW_KEEPRATIO|CV_GUI_EXPANDED);
        imshow(argv[i], original);

        waitKey(0);
        destroyWindow(argv[i]);
    }

    return 0;
}

第一步是检测图片中最亮的像素,但我们必须区分树本身和反射其光线的雪。在这里,我们尝试在颜色代码上应用一个非常简单的过滤器来排除雪:

GaussianBlur(original, tmp, Size(3, 3), 0, 0, BORDER_DEFAULT);
erode(tmp, tmp, Mat(), Point(-1, -1), 10);
cvtColor(tmp, tmp, CV_BGR2HSV);
inRange(tmp, Scalar(0, 0, 0), Scalar(180, 255, 200), tmp);

然后我们找到每个“明亮”的像素:

dilate(original, tmp1, Mat(), Point(-1, -1), 15);
cvtColor(tmp1, tmp1, CV_BGR2HLS);
inRange(tmp1, Scalar(0, 185, 0), Scalar(180, 255, 255), tmp1);
dilate(tmp1, tmp1, Mat(), Point(-1, -1), 10);

最后我们加入两个结果:

bitwise_and(tmp, tmp1, tmp1);

现在我们寻找最大的明亮物体:

findContours(tmp1, contours, CV_RETR_EXTERNAL, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE);
max_area = 0;
j = 0;
for(k = 0; k < contours.size(); k++)
{
    tmp_area = contourArea(contours[k]);
    if(tmp_area > max_area)
    {
        max_area = tmp_area;
        j = k;
    }
}
tmp1 = Mat::zeros(original.size(),CV_8U);
approxPolyDP(contours[j], contours[j], 30, true);
drawContours(tmp1, contours, j, Scalar(255,255,255), CV_FILLED);

现在我们几乎完成了,但由于下雪,仍有一些不完善的地方。为了切断它们,我们将使用圆形和矩形构建一个蒙版来近似树的形状以删除不需要的部分:

m = moments(contours[j]);
boundrect = boundingRect(contours[j]);
center = Point2f(m.m10/m.m00, m.m01/m.m00);
radius = (center.y - (boundrect.tl().y))/4.0*3.0;
Rect heightrect(center.x-original.cols/5, boundrect.tl().y, original.cols/5*2, boundrect.size().height);

tmp = Mat::zeros(original.size(), CV_8U);
rectangle(tmp, heightrect, Scalar(255, 255, 255), -1);
circle(tmp, center, radius, Scalar(255, 255, 255), -1);

bitwise_and(tmp, tmp1, tmp1);

最后一步是找到我们树的轮廓并在原始图片上绘制它。

findContours(tmp1, contours, CV_RETR_EXTERNAL, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE);
max_area = 0;
j = 0;
for(k = 0; k < contours.size(); k++)
{
    tmp_area = contourArea(contours[k]);
    if(tmp_area > max_area)
    {
        max_area = tmp_area;
        j = k;
    }
}

approxPolyDP(contours[j], contours[j], 30, true);
convexHull(contours[j], contours[j]);

drawContours(original, contours, j, Scalar(0, 0, 255), 3);

很抱歉,但目前我的连接不好,所以我无法上传图片。我稍后会尝试做。

圣诞节快乐。

编辑:

这是最终输出的一些图片:

https://i.stack.imgur.com/rAyBQ.png


你好!确保您的答案符合所有要求:有 6 个输入图像,并且答案应显示处理每个图像的结果;。
你好!您可以将文件名作为 CLI 参数传递给我的程序:./christmas_tree ./*.png。它们可以任意多,按任意键一个接一个地显示结果。这是错的吗?
没关系,但您仍然需要上传图像并在您的问题中分享它们,以便线程的查看者可以实际看到您的结果。让人们看到你做了什么会提高你获得选票的机会;)
我正在尝试为此找到解决方案,我遇到了一些连接问题。
伟大的!现在您可以使用以下代码在答案中重新缩放它们:<img src="http://i.stack.imgur.com/nmzwj.png" width="210" height="150"> 只需将链接更改为图片;)
l
lennon310

我在 Matlab R2007a 中编写了代码。我使用 k-means 粗略地提取了圣诞树。我将仅使用一张图像显示我的中间结果,并使用所有六张图像显示最终结果。

首先,我将 RGB 空间映射到 Lab 空间,这可以增强其 b 通道中红色的对比度:

colorTransform = makecform('srgb2lab');
I = applycform(I, colorTransform);
L = double(I(:,:,1));
a = double(I(:,:,2));
b = double(I(:,:,3));

https://i.stack.imgur.com/NriSS.png

除了色彩空间中的特征外,我还使用了与邻域相关的纹理特征,而不是每个像素本身。在这里,我线性组合了 3 个原始通道(R、G、B)的强度。我这样格式化的原因是因为图片中的圣诞树上都有红灯,有时还有绿色/有时蓝色的照明。

R=double(Irgb(:,:,1));
G=double(Irgb(:,:,2));
B=double(Irgb(:,:,3));
I0 = (3*R + max(G,B)-min(G,B))/2;

https://i.stack.imgur.com/4sk2C.png

我在 I0 上应用了一个 3X3 局部二值模式,使用中心像素作为阈值,通过计算高于阈值的平均像素强度值与低于阈值的平均值之间的差值来获得对比度。

I0_copy = zeros(size(I0));
for i = 2 : size(I0,1) - 1
    for j = 2 : size(I0,2) - 1
        tmp = I0(i-1:i+1,j-1:j+1) >= I0(i,j);
        I0_copy(i,j) = mean(mean(tmp.*I0(i-1:i+1,j-1:j+1))) - ...
            mean(mean(~tmp.*I0(i-1:i+1,j-1:j+1))); % Contrast
    end
end

https://i.stack.imgur.com/ttcA1.png

因为我总共有 4 个特征,所以我会在我的聚类方法中选择 K=5。 k-means 的代码如下所示(来自 Andrew Ng 博士的机器学习课程。我之前上过课程,我自己在他的编程作业中编写了代码)。

[centroids, idx] = runkMeans(X, initial_centroids, max_iters);
mask=reshape(idx,img_size(1),img_size(2));

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
function [centroids, idx] = runkMeans(X, initial_centroids, ...
                                  max_iters, plot_progress)
   [m n] = size(X);
   K = size(initial_centroids, 1);
   centroids = initial_centroids;
   previous_centroids = centroids;
   idx = zeros(m, 1);

   for i=1:max_iters    
      % For each example in X, assign it to the closest centroid
      idx = findClosestCentroids(X, centroids);

      % Given the memberships, compute new centroids
      centroids = computeCentroids(X, idx, K);

   end
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
function idx = findClosestCentroids(X, centroids)
   K = size(centroids, 1);
   idx = zeros(size(X,1), 1);
   for xi = 1:size(X,1)
      x = X(xi, :);
      % Find closest centroid for x.
      best = Inf;
      for mui = 1:K
        mu = centroids(mui, :);
        d = dot(x - mu, x - mu);
        if d < best
           best = d;
           idx(xi) = mui;
        end
      end
   end 
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
function centroids = computeCentroids(X, idx, K)
   [m n] = size(X);
   centroids = zeros(K, n);
   for mui = 1:K
      centroids(mui, :) = sum(X(idx == mui, :)) / sum(idx == mui);
   end

https://i.stack.imgur.com/656Lz.png

由于程序在我的计算机上运行非常慢,我只运行了 3 次迭代。通常停止标准是 (i) 迭代时间至少 10 次,或 (ii) 质心不再变化。根据我的测试,增加迭代可能会更准确地区分背景(天空和树木、天空和建筑物……),但在圣诞树提取方面并没有显示出剧烈的变化。另请注意,k-means 不能不受随机质心初始化的影响,因此建议多次运行程序进行比较。

在 k-means 之后,选择具有最大强度 I0 的标记区域。并使用边界跟踪来提取边界。对我来说,最后一棵圣诞树是最难提取的,因为那张图片中的对比度不像前五棵那样高。我的方法中的另一个问题是我在 Matlab 中使用 bwboundaries 函数来跟踪边界,但有时也包括内部边界,正如您可以在第 3、第 5、第 6 个结果中观察到的那样。圣诞树内的黑暗面不仅没有与被照亮的一面聚集在一起,而且还导致了如此多的微小内部边界跟踪(imfill并没有太大改善)。总之我的算法还有很大的提升空间。

https://i.stack.imgur.com/LbM9l.png

一些publication表明mean-shift可能比k-means更稳健,许多graph-cut based algorithms在复杂的边界分割上也很有竞争力。我自己写了一个均值偏移算法,它似乎可以更好地提取没有足够光线的区域。但是均值偏移有点过度细分,需要一些合并策略。它在我的电脑上跑得比 k-means 还要慢得多,恐怕我不得不放弃它。我热切期待看到其他人会在这里使用上面提到的那些现代算法提交出色的结果。

然而,我始终相信特征选择是图像分割的关键组成部分。通过适当的特征选择,可以最大化对象和背景之间的边距,许多分割算法肯定会起作用。不同的算法可能会将结果从 1 提高到 10,但特征选择可能会将其从 0 提高到 1。

圣诞节快乐 !


感谢你的回答!我只是想指出,Matlab 不是开源,但 Scilab 是。我也希望看到这个答案与其他答案竞争。 ;)
谢谢卡尔。 Octave 是另一个开源软件,它与 Matlab 共享几乎相同的编码语法:mathworks.fr/matlabcentral/answers/14399-gnu-octave-vs-matlab
有趣,我不知道,谢谢!你的代码可以在 Octave 上运行吗?
我还没有测试,但我认为没问题:)
@ lennon310 我认为如果您放弃边界并获得凸包,您将摆脱孔洞问题。请记住,凸包是包含集合中所有点的最小区域。
s
sepdek

这是我使用传统图像处理方法的最后一篇文章......

在这里,我以某种方式将我的其他两个建议结合起来,取得了更好的结果。事实上,我看不出这些结果如何更好(尤其是当您查看该方法产生的蒙版图像时)。

该方法的核心是三个关键假设的组合:

图像在树区应该有很大的波动 图像在树区应该有更高的强度 背景区域应该有低强度并且大部分是蓝色的

考虑到这些假设,该方法的工作原理如下:

将图像转换为 HSV 使用 LoG 过滤器过滤 V 通道 对 LoG 过滤图像应用硬阈值以获得“活动”蒙版 A 将硬阈值应用于 V 通道以获得强度蒙版 B 应用 H 通道阈值以捕获低强度蓝色区域进入背景掩码 C 使用 AND 组合掩码以获得最终掩码 扩大掩码以扩大区域并连接分散的像素 消除小区域并获得最终仅代表树的掩码

这是 MATLAB 中的代码(同样,该脚本会加载当前文件夹中的所有 jpg 图像,而且这远不是一段优化的代码):

% clear everything
clear;
pack;
close all;
close all hidden;
drawnow;
clc;

% initialization
ims=dir('./*.jpg');
imgs={};
images={}; 
blur_images={}; 
log_image={}; 
dilated_image={};
int_image={};
back_image={};
bin_image={};
measurements={};
box={};
num=length(ims);
thres_div = 3;

for i=1:num, 
    % load original image
    imgs{end+1}=imread(ims(i).name);

    % convert to HSV colorspace
    images{end+1}=rgb2hsv(imgs{i});

    % apply laplacian filtering and heuristic hard thresholding
    val_thres = (max(max(images{i}(:,:,3)))/thres_div);
    log_image{end+1} = imfilter( images{i}(:,:,3),fspecial('log')) > val_thres;

    % get the most bright regions of the image
    int_thres = 0.26*max(max( images{i}(:,:,3)));
    int_image{end+1} = images{i}(:,:,3) > int_thres;

    % get the most probable background regions of the image
    back_image{end+1} = images{i}(:,:,1)>(150/360) & images{i}(:,:,1)<(320/360) & images{i}(:,:,3)<0.5;

    % compute the final binary image by combining 
    % high 'activity' with high intensity
    bin_image{end+1} = logical( log_image{i}) & logical( int_image{i}) & ~logical( back_image{i});

    % apply morphological dilation to connect distonnected components
    strel_size = round(0.01*max(size(imgs{i})));        % structuring element for morphological dilation
    dilated_image{end+1} = imdilate( bin_image{i}, strel('disk',strel_size));

    % do some measurements to eliminate small objects
    measurements{i} = regionprops( logical( dilated_image{i}),'Area','BoundingBox');

    % iterative enlargement of the structuring element for better connectivity
    while length(measurements{i})>14 && strel_size<(min(size(imgs{i}(:,:,1)))/2),
        strel_size = round( 1.5 * strel_size);
        dilated_image{i} = imdilate( bin_image{i}, strel('disk',strel_size));
        measurements{i} = regionprops( logical( dilated_image{i}),'Area','BoundingBox');
    end

    for m=1:length(measurements{i})
        if measurements{i}(m).Area < 0.05*numel( dilated_image{i})
            dilated_image{i}( round(measurements{i}(m).BoundingBox(2):measurements{i}(m).BoundingBox(4)+measurements{i}(m).BoundingBox(2)),...
                round(measurements{i}(m).BoundingBox(1):measurements{i}(m).BoundingBox(3)+measurements{i}(m).BoundingBox(1))) = 0;
        end
    end
    % make sure the dilated image is the same size with the original
    dilated_image{i} = dilated_image{i}(1:size(imgs{i},1),1:size(imgs{i},2));
    % compute the bounding box
    [y,x] = find( dilated_image{i});
    if isempty( y)
        box{end+1}=[];
    else
        box{end+1} = [ min(x) min(y) max(x)-min(x)+1 max(y)-min(y)+1];
    end
end 

%%% additional code to display things
for i=1:num,
    figure;
    subplot(121);
    colormap gray;
    imshow( imgs{i});
    if ~isempty(box{i})
        hold on;
        rr = rectangle( 'position', box{i});
        set( rr, 'EdgeColor', 'r');
        hold off;
    end
    subplot(122);
    imshow( imgs{i}.*uint8(repmat(dilated_image{i},[1 1 3])));
end

结果

https://i.stack.imgur.com/O0lOK.jpg

高分辨率结果仍然available here!
Even more experiments with additional images can be found here.


好东西!请确保您的其他答案也遵循此格式。要竞争赏金,您必须使用开源技术,不幸的是,Matlab 不是其中之一。但是,SciLab 和 Octave 是并且它们提供了相似的语法和功能。 ;)
@karlphillip不知何故这个问题最终有一个Matlab标签。如果开源真的是必须的,我建议删除它。
@sepdek 非常好,也许仍然可以做一些事情来在最终图片中包含“洞”。 (添加所有被批准像素完全包围的像素?!)
感谢@DennisJaheruddin 的建议。我在第一张图像中只有几个洞,这是最难处理的。但解决方案实际上很简单。可以微调控制算法的几个阈值,并且不会有漏洞。
@karlphillipthanx 人!我很高兴你发现我的方法很有趣。另外,我要祝贺您选择了最优雅的解决方案,而不是得票最多的解决方案!!!
A
AdamF

我的解决步骤:

获取 R 通道(来自 RGB) - 我们在此通道上进行的所有操作: 创建感兴趣区域 (ROI) 阈值 R 通道,最小值为 149(右上图) 扩大结果区域(左中图) 在计算的 roi 中检测 eges。树有很多边缘(右中图)扩张结果腐蚀半径更大(左下图)选择最大(按区域)对象 - 这是结果区域 ConvexHull(树是凸多边形)(右下图)边界框(右下图 - grren 框)

https://i.stack.imgur.com/R1b30.jpg

第一个结果——最简单但不是开源软件——“Adaptive Vision Studio + Adaptive Vision Library”:这不是开源的,但原型制作速度非常快:

https://i.stack.imgur.com/s3WVl.jpg

下一步。我们想要开源解决方案。将 AVL 过滤器更改为 OpenCV 过滤器:这里我做了一些小改动,例如边缘检测使用 cvCanny 过滤器,为了尊重 roi,我确实将区域图像与边缘图像相乘,以选择我使用 findContours + contourArea 的最大元素,但想法是相同的。

https://www.youtube.com/watch?v=sfjB3MigLH0&index=1&list=UUpSRrkMHNHiLDXgylwhWNQQ

https://i.stack.imgur.com/e1Tnk.jpg

我现在无法显示带有中间步骤的图像,因为我只能放置 2 个链接。

好的,现在我们使用开源过滤器,但它还不是完全开源的。最后一步 - 移植到 C++ 代码。我在 2.4.4 版本中使用了 OpenCV

https://i.stack.imgur.com/k1r9r.jpg

c++ 代码也很短:

#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/opencv.hpp"
#include <algorithm>
using namespace cv;

int main()
{

    string images[6] = {"..\\1.png","..\\2.png","..\\3.png","..\\4.png","..\\5.png","..\\6.png"};

    for(int i = 0; i < 6; ++i)
    {
        Mat img, thresholded, tdilated, tmp, tmp1;
        vector<Mat> channels(3);

        img = imread(images[i]);
        split(img, channels);
        threshold( channels[2], thresholded, 149, 255, THRESH_BINARY);                      //prepare ROI - threshold
        dilate( thresholded, tdilated,  getStructuringElement( MORPH_RECT, Size(22,22) ) ); //prepare ROI - dilate
        Canny( channels[2], tmp, 75, 125, 3, true );    //Canny edge detection
        multiply( tmp, tdilated, tmp1 );    // set ROI

        dilate( tmp1, tmp, getStructuringElement( MORPH_RECT, Size(20,16) ) ); // dilate
        erode( tmp, tmp1, getStructuringElement( MORPH_RECT, Size(36,36) ) ); // erode

        vector<vector<Point> > contours, contours1(1);
        vector<Point> convex;
        vector<Vec4i> hierarchy;
        findContours( tmp1, contours, hierarchy, CV_RETR_TREE, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE, Point(0, 0) );

        //get element of maximum area
        //int bestID = std::max_element( contours.begin(), contours.end(), 
        //  []( const vector<Point>& A, const vector<Point>& B ) { return contourArea(A) < contourArea(B); } ) - contours.begin();

            int bestID = 0;
        int bestArea = contourArea( contours[0] );
        for( int i = 1; i < contours.size(); ++i )
        {
            int area = contourArea( contours[i] );
            if( area > bestArea )
            {
                bestArea  = area;
                bestID = i;
            }
        }

        convexHull( contours[bestID], contours1[0] ); 
        drawContours( img, contours1, 0, Scalar( 100, 100, 255 ), img.rows / 100, 8, hierarchy, 0, Point() );

        imshow("image", img );
        waitKey(0);
    }


    return 0;
}

哪个编译器可以无错误地构建这个程序?
我使用 Visual Studio 2012 构建它。您应该使用支持 c++11 的 c++ 编译器。
我没有可用的系统。您能重写 std::max_element() 调用吗?我也想奖励你的回答。我想我有 gcc 4.2。
好的,这是 c++11 功能;)我更改了上面的源代码。请立即尝试。
好的,谢谢。我测试了它,它很漂亮。一旦这个问题被重新打开(其他用户必须帮助我),我可以设置另一个赏金来奖励你。恭喜!
a
alko

...另一个老式的解决方案 - 纯粹基于 HSV 处理:

将图像转换为 HSV 颜色空间 根据 HSV 中的启发式方法创建遮罩(见下文) 对遮罩应用形态膨胀以连接断开的区域 丢弃小区域和水平块(记住树是垂直块) 计算边界框

关于 HSV 处理中的启发式方法:

色调 (H) 在 210 - 320 度之间的所有内容都被丢弃为蓝色洋红色,应该在背景或非相关区域中,值 (V) 低于 40% 的所有内容也被丢弃,因为太暗而无法显示相关的

当然,人们可以尝试许多其他可能性来微调这种方法......

这是 MATLAB 代码来解决这个问题(警告:代码远未优化!!!我使用了不推荐用于 MATLAB 编程的技术,只是为了能够跟踪过程中的任何内容——这可以大大优化):

% clear everything
clear;
pack;
close all;
close all hidden;
drawnow;
clc;

% initialization
ims=dir('./*.jpg');
num=length(ims);

imgs={};
hsvs={}; 
masks={};
dilated_images={};
measurements={};
boxs={};

for i=1:num, 
    % load original image
    imgs{end+1} = imread(ims(i).name);
    flt_x_size = round(size(imgs{i},2)*0.005);
    flt_y_size = round(size(imgs{i},1)*0.005);
    flt = fspecial( 'average', max( flt_y_size, flt_x_size));
    imgs{i} = imfilter( imgs{i}, flt, 'same');
    % convert to HSV colorspace
    hsvs{end+1} = rgb2hsv(imgs{i});
    % apply a hard thresholding and binary operation to construct the mask
    masks{end+1} = medfilt2( ~(hsvs{i}(:,:,1)>(210/360) & hsvs{i}(:,:,1)<(320/360))&hsvs{i}(:,:,3)>0.4);
    % apply morphological dilation to connect distonnected components
    strel_size = round(0.03*max(size(imgs{i})));        % structuring element for morphological dilation
    dilated_images{end+1} = imdilate( masks{i}, strel('disk',strel_size));
    % do some measurements to eliminate small objects
    measurements{i} = regionprops( dilated_images{i},'Perimeter','Area','BoundingBox'); 
    for m=1:length(measurements{i})
        if (measurements{i}(m).Area < 0.02*numel( dilated_images{i})) || (measurements{i}(m).BoundingBox(3)>1.2*measurements{i}(m).BoundingBox(4))
            dilated_images{i}( round(measurements{i}(m).BoundingBox(2):measurements{i}(m).BoundingBox(4)+measurements{i}(m).BoundingBox(2)),...
                round(measurements{i}(m).BoundingBox(1):measurements{i}(m).BoundingBox(3)+measurements{i}(m).BoundingBox(1))) = 0;
        end
    end
    dilated_images{i} = dilated_images{i}(1:size(imgs{i},1),1:size(imgs{i},2));
    % compute the bounding box
    [y,x] = find( dilated_images{i});
    if isempty( y)
        boxs{end+1}=[];
    else
        boxs{end+1} = [ min(x) min(y) max(x)-min(x)+1 max(y)-min(y)+1];
    end

end 

%%% additional code to display things
for i=1:num,
    figure;
    subplot(121);
    colormap gray;
    imshow( imgs{i});
    if ~isempty(boxs{i})
        hold on;
        rr = rectangle( 'position', boxs{i});
        set( rr, 'EdgeColor', 'r');
        hold off;
    end
    subplot(122);
    imshow( imgs{i}.*uint8(repmat(dilated_images{i},[1 1 3])));
end

结果:

https://i.stack.imgur.com/gOCs4.jpg


您好,感谢您的回答。请花一点时间阅读要求部分,以确保您的答案符合所有说明。您忘记共享生成的图像。 ;)
@karlphillip sepdek 没有足够的声誉来分享图片,我根据他的链接和说明将图片移到了答案正文中。但不确定这些是否正确,请随时评论这部分。
@alko 我知道,谢谢。但是您共享的某些图像不在输入集中。答案必须显示处理问题上共享的所有 6 张图像的结果。
@karlphillip 那是他的照片,不是我的。这就是我所说的“评论这部分”的意思;)
抱歉造成问题...不是我的意图。我已将所有图像包含在初始数据集中,并对其进行了更多增强,以证明我的概念是稳健的......
s
sepdek

一些老式的图像处理方法......这个想法是基于图像在通常更暗和更平滑的背景(或某些情况下的前景)上描绘被照亮的树木的假设。被点亮的树区更“有活力”,强度更高。过程如下:

转换为灰度级 应用 LoG 过滤以获得最“活跃”的区域 应用密集阈值以获得最亮的区域 结合前 2 个以获得初步蒙版 应用形态膨胀以扩大区域并连接相邻组件 根据以下条件消除小的候选区域他们的面积大小

你得到的是每个图像的二进制掩码和边界框。

https://i.stack.imgur.com/C402E.jpg

MATLAB 上的代码如下:该代码在包含 JPG 图像的文件夹中运行。加载所有图像并返回检测到的结果。

% clear everything
clear;
pack;
close all;
close all hidden;
drawnow;
clc;

% initialization
ims=dir('./*.jpg');
imgs={};
images={}; 
blur_images={}; 
log_image={}; 
dilated_image={};
int_image={};
bin_image={};
measurements={};
box={};
num=length(ims);
thres_div = 3;

for i=1:num, 
    % load original image
    imgs{end+1}=imread(ims(i).name);

    % convert to grayscale
    images{end+1}=rgb2gray(imgs{i});

    % apply laplacian filtering and heuristic hard thresholding
    val_thres = (max(max(images{i}))/thres_div);
    log_image{end+1} = imfilter( images{i},fspecial('log')) > val_thres;

    % get the most bright regions of the image
    int_thres = 0.26*max(max( images{i}));
    int_image{end+1} = images{i} > int_thres;

    % compute the final binary image by combining 
    % high 'activity' with high intensity
    bin_image{end+1} = log_image{i} .* int_image{i};

    % apply morphological dilation to connect distonnected components
    strel_size = round(0.01*max(size(imgs{i})));        % structuring element for morphological dilation
    dilated_image{end+1} = imdilate( bin_image{i}, strel('disk',strel_size));

    % do some measurements to eliminate small objects
    measurements{i} = regionprops( logical( dilated_image{i}),'Area','BoundingBox');
    for m=1:length(measurements{i})
        if measurements{i}(m).Area < 0.05*numel( dilated_image{i})
            dilated_image{i}( round(measurements{i}(m).BoundingBox(2):measurements{i}(m).BoundingBox(4)+measurements{i}(m).BoundingBox(2)),...
                round(measurements{i}(m).BoundingBox(1):measurements{i}(m).BoundingBox(3)+measurements{i}(m).BoundingBox(1))) = 0;
        end
    end
    % make sure the dilated image is the same size with the original
    dilated_image{i} = dilated_image{i}(1:size(imgs{i},1),1:size(imgs{i},2));
    % compute the bounding box
    [y,x] = find( dilated_image{i});
    if isempty( y)
        box{end+1}=[];
    else
        box{end+1} = [ min(x) min(y) max(x)-min(x)+1 max(y)-min(y)+1];
    end
end 

%%% additional code to display things
for i=1:num,
    figure;
    subplot(121);
    colormap gray;
    imshow( imgs{i});
    if ~isempty(box{i})
        hold on;
        rr = rectangle( 'position', box{i});
        set( rr, 'EdgeColor', 'r');
        hold off;
    end
    subplot(122);
    imshow( imgs{i}.*uint8(repmat(dilated_image{i},[1 1 3])));
end

不要忘记上传生成的图像,就像浮士德所做的那样。
我是这里的菜鸟,所以我无法上传图片。请查看我描述中提供的链接的结果。
好的,但是您仍然必须像其他人一样使用在问题上共享的图像。处理它们后,将其上传到某处并编辑您的答案以添加链接。稍后我将编辑您的答案并将图像放入其中。
该链接现在似乎包含正确的图像。
C
Christian

使用与我所看到的完全不同的方法,我创建了一个通过灯光检测圣诞树的 脚本。结果总是一个对称的三角形,如果需要的话,还有像树的角度(“肥度”)这样的数值。

该算法的最大威胁显然是靠近(大量)或在树前(在进一步优化之前的更大问题)的灯。编辑(添加):它不能做什么:找出是否有圣诞树,在一张图像中找到多棵圣诞树,正确检测拉斯维加斯中间的圣诞树,检测严重弯曲的圣诞树,颠倒或切碎... ;)

不同的阶段是:

计算每个像素的附加亮度 (R+G+B)

将每个像素顶部的所有 8 个相邻像素的值相加

按这个值排列所有像素(最亮的优先) - 我知道,不是很微妙......

选择其中N个,从顶部开始,跳过那些太接近的

计算这些前 N 的中位数(给我们树的近似中心)

从中间位置向上开始,在一个加宽的搜索光束中从选定的最亮的那些中寻找最顶部的光(人们倾向于在最顶部放置至少一盏灯)

从那里,想象线条左右向下 60 度(圣诞树不应该那么胖)

减小 60 度,直到 20% 的最亮灯光在这个三角形之外

找到三角形最底部的光,为您提供树的较低水平边界

完毕

标记说明:

树中心的大红叉:前 N 个最亮灯的中位数

从那里向上的虚线:树顶的“搜索光束”

较小的红十字:树顶

非常小的红十字:所有前 N 个最亮的灯

红色三角:呃!

源代码:

<?php

ini_set('memory_limit', '1024M');

header("Content-type: image/png");

$chosenImage = 6;

switch($chosenImage){
    case 1:
        $inputImage     = imagecreatefromjpeg("nmzwj.jpg");
        break;
    case 2:
        $inputImage     = imagecreatefromjpeg("2y4o5.jpg");
        break;
    case 3:
        $inputImage     = imagecreatefromjpeg("YowlH.jpg");
        break;
    case 4:
        $inputImage     = imagecreatefromjpeg("2K9Ef.jpg");
        break;
    case 5:
        $inputImage     = imagecreatefromjpeg("aVZhC.jpg");
        break;
    case 6:
        $inputImage     = imagecreatefromjpeg("FWhSP.jpg");
        break;
    case 7:
        $inputImage     = imagecreatefromjpeg("roemerberg.jpg");
        break;
    default:
        exit();
}

// Process the loaded image

$topNspots = processImage($inputImage);

imagejpeg($inputImage);
imagedestroy($inputImage);

// Here be functions

function processImage($image) {
    $orange = imagecolorallocate($image, 220, 210, 60);
    $black = imagecolorallocate($image, 0, 0, 0);
    $red = imagecolorallocate($image, 255, 0, 0);

    $maxX = imagesx($image)-1;
    $maxY = imagesy($image)-1;

    // Parameters
    $spread = 1; // Number of pixels to each direction that will be added up
    $topPositions = 80; // Number of (brightest) lights taken into account
    $minLightDistance = round(min(array($maxX, $maxY)) / 30); // Minimum number of pixels between the brigtests lights
    $searchYperX = 5; // spread of the "search beam" from the median point to the top

    $renderStage = 3; // 1 to 3; exits the process early


    // STAGE 1
    // Calculate the brightness of each pixel (R+G+B)

    $maxBrightness = 0;
    $stage1array = array();

    for($row = 0; $row <= $maxY; $row++) {

        $stage1array[$row] = array();

        for($col = 0; $col <= $maxX; $col++) {

            $rgb = imagecolorat($image, $col, $row);
            $brightness = getBrightnessFromRgb($rgb);
            $stage1array[$row][$col] = $brightness;

            if($renderStage == 1){
                $brightnessToGrey = round($brightness / 765 * 256);
                $greyRgb = imagecolorallocate($image, $brightnessToGrey, $brightnessToGrey, $brightnessToGrey);
                imagesetpixel($image, $col, $row, $greyRgb);
            }

            if($brightness > $maxBrightness) {
                $maxBrightness = $brightness;
                if($renderStage == 1){
                    imagesetpixel($image, $col, $row, $red);
                }
            }
        }
    }
    if($renderStage == 1) {
        return;
    }


    // STAGE 2
    // Add up brightness of neighbouring pixels

    $stage2array = array();
    $maxStage2 = 0;

    for($row = 0; $row <= $maxY; $row++) {
        $stage2array[$row] = array();

        for($col = 0; $col <= $maxX; $col++) {
            if(!isset($stage2array[$row][$col])) $stage2array[$row][$col] = 0;

            // Look around the current pixel, add brightness
            for($y = $row-$spread; $y <= $row+$spread; $y++) {
                for($x = $col-$spread; $x <= $col+$spread; $x++) {

                    // Don't read values from outside the image
                    if($x >= 0 && $x <= $maxX && $y >= 0 && $y <= $maxY){
                        $stage2array[$row][$col] += $stage1array[$y][$x]+10;
                    }
                }
            }

            $stage2value = $stage2array[$row][$col];
            if($stage2value > $maxStage2) {
                $maxStage2 = $stage2value;
            }
        }
    }

    if($renderStage >= 2){
        // Paint the accumulated light, dimmed by the maximum value from stage 2
        for($row = 0; $row <= $maxY; $row++) {
            for($col = 0; $col <= $maxX; $col++) {
                $brightness = round($stage2array[$row][$col] / $maxStage2 * 255);
                $greyRgb = imagecolorallocate($image, $brightness, $brightness, $brightness);
                imagesetpixel($image, $col, $row, $greyRgb);
            }
        }
    }

    if($renderStage == 2) {
        return;
    }


    // STAGE 3

    // Create a ranking of bright spots (like "Top 20")
    $topN = array();

    for($row = 0; $row <= $maxY; $row++) {
        for($col = 0; $col <= $maxX; $col++) {

            $stage2Brightness = $stage2array[$row][$col];
            $topN[$col.":".$row] = $stage2Brightness;
        }
    }
    arsort($topN);

    $topNused = array();
    $topPositionCountdown = $topPositions;

    if($renderStage == 3){
        foreach ($topN as $key => $val) {
            if($topPositionCountdown <= 0){
                break;
            }

            $position = explode(":", $key);

            foreach($topNused as $usedPosition => $usedValue) {
                $usedPosition = explode(":", $usedPosition);
                $distance = abs($usedPosition[0] - $position[0]) + abs($usedPosition[1] - $position[1]);
                if($distance < $minLightDistance) {
                    continue 2;
                }
            }

            $topNused[$key] = $val;

            paintCrosshair($image, $position[0], $position[1], $red, 2);

            $topPositionCountdown--;

        }
    }


    // STAGE 4
    // Median of all Top N lights
    $topNxValues = array();
    $topNyValues = array();

    foreach ($topNused as $key => $val) {
        $position = explode(":", $key);
        array_push($topNxValues, $position[0]);
        array_push($topNyValues, $position[1]);
    }

    $medianXvalue = round(calculate_median($topNxValues));
    $medianYvalue = round(calculate_median($topNyValues));
    paintCrosshair($image, $medianXvalue, $medianYvalue, $red, 15);


    // STAGE 5
    // Find treetop

    $filename = 'debug.log';
    $handle = fopen($filename, "w");
    fwrite($handle, "\n\n STAGE 5");

    $treetopX = $medianXvalue;
    $treetopY = $medianYvalue;

    $searchXmin = $medianXvalue;
    $searchXmax = $medianXvalue;

    $width = 0;
    for($y = $medianYvalue; $y >= 0; $y--) {
        fwrite($handle, "\nAt y = ".$y);

        if(($y % $searchYperX) == 0) { // Modulo
            $width++;
            $searchXmin = $medianXvalue - $width;
            $searchXmax = $medianXvalue + $width;
            imagesetpixel($image, $searchXmin, $y, $red);
            imagesetpixel($image, $searchXmax, $y, $red);
        }

        foreach ($topNused as $key => $val) {
            $position = explode(":", $key); // "x:y"

            if($position[1] != $y){
                continue;
            }

            if($position[0] >= $searchXmin && $position[0] <= $searchXmax){
                $treetopX = $position[0];
                $treetopY = $y;
            }
        }

    }

    paintCrosshair($image, $treetopX, $treetopY, $red, 5);


    // STAGE 6
    // Find tree sides
    fwrite($handle, "\n\n STAGE 6");

    $treesideAngle = 60; // The extremely "fat" end of a christmas tree
    $treeBottomY = $treetopY;

    $topPositionsExcluded = 0;
    $xymultiplier = 0;
    while(($topPositionsExcluded < ($topPositions / 5)) && $treesideAngle >= 1){
        fwrite($handle, "\n\nWe're at angle ".$treesideAngle);
        $xymultiplier = sin(deg2rad($treesideAngle));
        fwrite($handle, "\nMultiplier: ".$xymultiplier);

        $topPositionsExcluded = 0;
        foreach ($topNused as $key => $val) {
            $position = explode(":", $key);
            fwrite($handle, "\nAt position ".$key);

            if($position[1] > $treeBottomY) {
                $treeBottomY = $position[1];
            }

            // Lights above the tree are outside of it, but don't matter
            if($position[1] < $treetopY){
                $topPositionsExcluded++;
                fwrite($handle, "\nTOO HIGH");
                continue;
            }

            // Top light will generate division by zero
            if($treetopY-$position[1] == 0) {
                fwrite($handle, "\nDIVISION BY ZERO");
                continue;
            }

            // Lights left end right of it are also not inside
            fwrite($handle, "\nLight position factor: ".(abs($treetopX-$position[0]) / abs($treetopY-$position[1])));
            if((abs($treetopX-$position[0]) / abs($treetopY-$position[1])) > $xymultiplier){
                $topPositionsExcluded++;
                fwrite($handle, "\n --- Outside tree ---");
            }
        }

        $treesideAngle--;
    }
    fclose($handle);

    // Paint tree's outline
    $treeHeight = abs($treetopY-$treeBottomY);
    $treeBottomLeft = 0;
    $treeBottomRight = 0;
    $previousState = false; // line has not started; assumes the tree does not "leave"^^

    for($x = 0; $x <= $maxX; $x++){
        if(abs($treetopX-$x) != 0 && abs($treetopX-$x) / $treeHeight > $xymultiplier){
            if($previousState == true){
                $treeBottomRight = $x;
                $previousState = false;
            }
            continue;
        }
        imagesetpixel($image, $x, $treeBottomY, $red);
        if($previousState == false){
            $treeBottomLeft = $x;
            $previousState = true;
        }
    }
    imageline($image, $treeBottomLeft, $treeBottomY, $treetopX, $treetopY, $red);
    imageline($image, $treeBottomRight, $treeBottomY, $treetopX, $treetopY, $red);


    // Print out some parameters

    $string = "Min dist: ".$minLightDistance." | Tree angle: ".$treesideAngle." deg | Tree bottom: ".$treeBottomY;

    $px     = (imagesx($image) - 6.5 * strlen($string)) / 2;
    imagestring($image, 2, $px, 5, $string, $orange);

    return $topN;
}

/**
 * Returns values from 0 to 765
 */
function getBrightnessFromRgb($rgb) {
    $r = ($rgb >> 16) & 0xFF;
    $g = ($rgb >> 8) & 0xFF;
    $b = $rgb & 0xFF;

    return $r+$r+$b;
}

function paintCrosshair($image, $posX, $posY, $color, $size=5) {
    for($x = $posX-$size; $x <= $posX+$size; $x++) {
        if($x>=0 && $x < imagesx($image)){
            imagesetpixel($image, $x, $posY, $color);
        }
    }
    for($y = $posY-$size; $y <= $posY+$size; $y++) {
        if($y>=0 && $y < imagesy($image)){
            imagesetpixel($image, $posX, $y, $color);
        }
    }
}

// From http://www.mdj.us/web-development/php-programming/calculating-the-median-average-values-of-an-array-with-php/
function calculate_median($arr) {
    sort($arr);
    $count = count($arr); //total numbers in array
    $middleval = floor(($count-1)/2); // find the middle value, or the lowest middle value
    if($count % 2) { // odd number, middle is the median
        $median = $arr[$middleval];
    } else { // even number, calculate avg of 2 medians
        $low = $arr[$middleval];
        $high = $arr[$middleval+1];
        $median = (($low+$high)/2);
    }
    return $median;
}


?>

https://i.stack.imgur.com/7eRx6.jpg

https://i.stack.imgur.com/zpklP.jpg


i
ifryed

我将python与opencv一起使用。

我的算法是这样的:

首先,它从图像中获取红色通道 对红色通道应用阈值(最小值 200)然后应用形态梯度,然后执行“闭合”(膨胀后腐蚀)然后它在平面中找到轮廓并选择最长的轮廓。

https://i.stack.imgur.com/HvrPQ.jpg

编码:

import numpy as np
import cv2
import copy


def findTree(image,num):
    im = cv2.imread(image)
    im = cv2.resize(im, (400,250))
    gray = cv2.cvtColor(im, cv2.COLOR_RGB2GRAY)
    imf = copy.deepcopy(im)

    b,g,r = cv2.split(im)
    minR = 200
    _,thresh = cv2.threshold(r,minR,255,0)
    kernel = np.ones((25,5))
    dst = cv2.morphologyEx(thresh, cv2.MORPH_GRADIENT, kernel)
    dst = cv2.morphologyEx(dst, cv2.MORPH_CLOSE, kernel)

    contours = cv2.findContours(dst,cv2.RETR_TREE,cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)[0]
    cv2.drawContours(im, contours,-1, (0,255,0), 1)

    maxI = 0
    for i in range(len(contours)):
        if len(contours[maxI]) < len(contours[i]):
            maxI = i

    img = copy.deepcopy(r)
    cv2.polylines(img,[contours[maxI]],True,(255,255,255),3)
    imf[:,:,2] = img

    cv2.imshow(str(num), imf)

def main():
    findTree('tree.jpg',1)
    findTree('tree2.jpg',2)
    findTree('tree3.jpg',3)
    findTree('tree4.jpg',4)
    findTree('tree5.jpg',5)
    findTree('tree6.jpg',6)

    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()

if __name__ == "__main__":
    main()

https://i.stack.imgur.com/REehg.jpg

我的算法假设树上有光,在左下角的树中,顶部的光比其他树少。