用于在任何alpha透明图像周围绘制轮廓或笔划的算法

Question

不确定我目前正在开发的此算法是否有任何名称 - ＆＃34;增长邻域算法＆＃34;听起来像一个合适的名字。那我的问题是什么？

我想在Alpha透明图像周围绘制一个笔划来勾画它。笔划的大小应该是用户可定义的。

我有一个由零和1填充的数组，将数组中的每个项目视为生命游戏中的单元格。 0为0的项目为空（透明像素），1为1的项目为第1代单元格（非透明像素），代数由周围笔划的大小定义。

此示例描绘了一个由Alpha值包围的矩形：

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 1 1 1 0 0 0
0 0 0 1 1 1 1 0 0 0
0 0 0 1 1 1 1 0 0 0
0 0 0 1 1 1 1 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

然后我想通过围绕每一代0代Moore邻居让这些人成长为新一代。它是第二代（1px的笔划） - 因此阵列看起来如下：

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 2 2 2 2 2 2 0 0
0 0 2 1 1 1 1 2 0 0
0 0 2 1 1 1 1 2 0 0
0 0 2 1 1 1 1 2 0 0
0 0 2 1 1 1 1 2 0 0
0 0 2 2 2 2 2 2 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

第3代和第4代（3px中风）：

4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
4 3 3 3 3 3 3 3 3 4
4 3 2 2 2 2 2 2 3 4
4 3 2 1 1 1 1 2 3 4
4 3 2 1 1 1 1 2 3 4
4 3 2 1 1 1 1 2 3 4
4 3 2 1 1 1 1 2 3 4
4 3 2 2 2 2 2 2 3 4
4 3 3 3 3 3 3 3 3 4
4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

到目前为止一切顺利。我通过以下代码片段实现了这个简单的任务：

for (int gen = 1; gen <= 4; gen++)
{
    for (int x = 1; x < arrayWidth - 1; x++)
    {
        for (int y = 1; y < arrayHeight - 1; y++)
        {
            // See if this cell is in the current generation.
            if (_generation[x + arrayWidth * y] == gen)
            {
                // Generate next generation.
                for (int i = x - 1; i <= x + 1; i++)
                {
                    for (int j = y - 1; j <= y + 1; j++)
                    {
                        if (_generation[i + arrayWidth * j] == 0 || _generation[i + arrayWidth * j] > gen)
                        {
                            _generation[i + arrayWidth * j] = gen + 1;
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
}

这种方法适用于简单的形状，例如矩形。但是我怎么能做椭圆呢？一旦我们在牢房里有一种阶梯状态，我就会得到凌乱的结果：

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0
0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0
0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0
0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0
0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 0 0 0 0
0 0 0 2 2 1 1 1 1 2 2 0 0 0
0 0 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 0 0
0 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 0
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0
0 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 0
0 0 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 0 0
0 0 0 2 2 1 1 1 1 2 2 0 0 0
0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 3 3 3 3 3 3 3 3 0 0 0
0 0 3 3 2 2 2 2 2 2 3 3 0 0
0 3 3 2 2 1 1 1 1 2 2 3 3 0
3 3 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 3 3
3 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 3
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3
3 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 3
3 3 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 3 3
0 3 3 2 2 1 1 1 1 2 2 3 3 0
0 0 3 3 2 2 2 2 2 2 3 3 0 0
0 0 0 3 3 3 3 3 3 3 3 0 0 0

将此算法应用于椭圆时，由于此问题，轮廓看起来有点怪异（左：算法结果，右：请求结果）：

这里的问题是我不希望每次有这样的2 2和3 3重复块时会出现这样的情况＆＃34;楼梯＆＃34;图案：

1 0 0 0 0 0 0 1
0 1 0 0 0 0 1 0
0 0 1 0 0 1 0 0
0 0 0 1 1 0 0 0

我希望上面的第二代和第三代计算看起来像这样：

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 2 2 2 2 0 0 0 0 0
0 0 0 0 2 1 1 1 1 2 0 0 0 0
0 0 0 2 1 1 1 1 1 1 2 0 0 0
0 0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 0
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0
0 0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 0
0 0 0 2 1 1 1 1 1 1 2 0 0 0
0 0 0 0 2 1 1 1 1 2 0 0 0 0
0 0 0 0 0 2 2 2 2 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 3 3 3 3 0 0 0 0 0
0 0 0 0 3 2 2 2 2 2 3 0 0 0
0 0 0 3 2 1 1 1 1 2 3 0 0 0
0 0 3 2 1 1 1 1 1 1 2 3 0 0
0 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 0
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3
0 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 0
0 0 3 2 1 1 1 1 1 1 2 3 0 0
0 0 0 3 2 1 1 1 1 2 3 0 0 0
0 0 0 3 2 2 2 2 2 2 3 0 0 0
0 0 0 0 3 3 3 3 3 3 0 0 0 0

我已尝试过多种方法来过滤掉那些重复的单元格块，但我无法找到解决问题的简单通用解决方案。

有关如何获得笔画/轮廓的任何想法，就像我从Photoshop或Paint.NET获得的那样？

谢谢！

干杯 P

Answer 1

正确的名称是dilation，检查形态操作。您应该尝试使用circle元素进行扩张，这将为您提供所需的结果。

这是一个Matlab代码，显示了它是如何完成的：

im = imcircle(70);
im = padarray(im,[20,20]);
figure;imshow(im);
im2 = imdilate(im,strel('disk',8));
figure;imshow(im2);