调整扫描线填充以检测离散对象

Question

我正在尝试在Python中检测到足够接近颜色的连续区域。我独立地偶然发现了8路递归泛光填充算法（当发现的和所需的RGB颜色之间的欧几里德距离超过阈值时终止），这在小规模下工作得很好，但在200万像素图像上导致堆栈溢出。

Stack Overflow和Wikipedia指向扫描线填充作为答案，但我发现的每个解释都是在C ++中或者用已知顶点填充多边形。有人能指出一个类似于递归洪水填充的情况的良好伪代码解释吗？

由于缺乏正式的数学（我在高中时期），我正在研究图像分割。如果对K-Means有类似的简单英语解释，那就是太好了。 OpenCV看起来很有前途，但看起来我得到的只是一个颜色扁平的图像;所有我关心的是x，y中对象中的像素列表。

Answer 1

扫描线洪水填充的想法如下

1. 给你初始点（种子）（x，y）
2. 尽可能向左走，直到没有填充像素（x-1，y）或你到达x = 0
3. 你到达的x将是扫描线的开始;保留两个标志“寻找上面的洞穴”和“寻找下面的洞穴”，两者都初始化为真
4. 这是扫描线循环的开始。检查上面的像素（x，y-1）是否要填充，现在考虑上面的标志和像素有4种情况：
   • 如果“看上面”是真的并且要填充像素，那么你找到了一个“新洞穴”，在“待办事项列表”中存储（x，y-1）并将“看上面”标记为假
   • 如果“look above”为false且像素未填充则当前洞穴已完成，您需要查找另一个洞穴，因此只需将“look_above”标记为true
   • 在其他情况下（看上面是真的，像素是不填充的，或者看上面是假的，像素是要填充的）你什么都不做
5. 使用“look below”标志和像素颜色（x，y + 1）重复相同的推理
6. 绘制像素（x，y）并移动到（x + 1，y），从（5）开始重复，除非您移动的像素不会被绘制。
7. 如果“待办事项列表”中有任何内容，请选择并使用您在待办事项列表中找到的坐标（1）返回（1）

这是4连接洪水填充的版本。对于8连接填充，您还需要在启动扫描线时检查（x-1，y-1）和（x-1，y + 1）处的洞穴，并且需要检查洞穴（x + 1，y） -1）和扫描线末端的（x + 1，y + 1）（如果相应的标志为真）。

在扫描线上移动时，您想要做的是将图片中的绿点添加到您的待办事项列表中：



请注意，种子的数量不会是“最小”（例如，示例中的前两个“上面的种子”将最终在同一个洞穴中，因此实际上只需要其中一个）。存储它们所需的堆栈量通常远小于逐像素递归方法所需的量。

限制所需内存量的另一种可能方法是使用前沿绘制算法：

1. 您将初始种子（x，y）放在current_active列表中并将其绘制成
2. 初始化next_active列表以清空
3. 对于current_active列表中的每个像素，检查需要绘制的邻居：当您找到一个绘制它并将其添加到next_active列表
时
4. 当你完成设置current_active列表到next_active列表并从2重复，除非列表为空

您可以在this video中查看两种算法的示例。