如何从python中检测到的边缘点检测平行四边形

Question

我正在阅读图像并试图检测图像中的平行四边形。我使用Hough变换创建了一个包含边缘点（局部峰值）的数组 （p = x cos（theta）+ y sin（theta））。我得到了大约2300个边缘点（X，Y），我不知道如何从中获取/提取平行四边形。在2300个边缘点中，一些边缘点为圆形，三角形包括平行四边形。

如果我开始考虑边缘点（X，Y），那么它将不起作用，因为它们不仅是平行四边形和边缘点的顶点都是大数（2300点）。

[EDIT1]

我已将边缘点存储在 test_img 中，并且它包含像素值。 test_img [point.getX（），point.getY（）] = 255

test_img.size = 2343

在绘制上面的test_image之后“plt.imshow（test_img，cmap =”gray“）”我得到的图像如下

任何帮助都将受到高度赞赏。

Answer 1

更新：此代码是在OP给出任何示例之前编写的。它应该与点云一起使用。然而，它找不到几乎平行四边形的图像。

一种天真的方法是为每对点计算(dx, dy)并将它们保存在一个字典中。 dict的值是点对的列表。如果有超过1对，则每对组合将形成一个平行四边形。

效率不高（O(n**2)），但仍可以使用2300分。它比简单地测试每个4元组的点数要高效得多。

这是一个快速而肮脏的实现：

from random import randint, random
from collections import defaultdict
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.patches as patches

# N = 2300
# width = 3000
# height = 2000
N = 180
width = 3000
height = 2000
points = [(randint(0, width), randint(0, height)) for _ in range(N)]
points = list(set(points))  # unique points
n = len(points)

plt.scatter(*zip(*points), linewidth=0.001)

vectors = defaultdict(list)

for i in range(n):
    x1, y1 = points[i]
    for j in range(i + 1, n):
        x2, y2 = points[j]
        vectors[(x2 - x1, y2 - y1)].append((i, j))

ax = plt.gca()
for vector, pairs in vectors.items():
    if len(pairs) > 1:
        # TODO: Consider every combination if len(pairs) > 2
        a, b, c, d = points[pairs[0][0]], points[pairs[0][1]], points[pairs[1][1]], points[pairs[1][0]]
        ax.add_patch(patches.Polygon(xy=[a, b, c, d], fill=False, color=[random(), random(), random()]))

plt.show()

这里的输出在3000 * 2000网格中有180个点：

有2300分，你可能会发现很多平行四边形。

Answer 2

鉴于你已经有了整齐的边缘，你可以尝试应用linear regression来提取直线边缘：

1. 选择属于边缘的随机点及其N个邻居，并将其放入列表L。调整寻找邻居的程序以处理小的差距。
2. 计算适合L中数据的行。跟踪线参数（角度，偏移和MSE）。
3. 继续添加批次邻居并重新计算线性模型，直到MSE开始上升。
4. 你可能找到了一个线段！它的MSE接近于零，它足够长吗？如果是，请在某处存储该行的估计参数。
5. 从图片中排除L的像素。
6. 转到＃1。

在你收集了这些片段之后，找到类似平行四边形的东西应该是非常简单的。

Answer 3

你很幸运能获得相当干净和连续的边缘。

您可以通过Douglas-Peucker程序以合适的直线度公差对线段进行分段。保持足够长的段*。

您还可以尝试填补近距离和良好对齐的线段之间的间隙，以及重建断角（*然后只在重建后过滤长度）。

如果一切顺利，您应该能够获得如下所述的描述，并通过分析边/角图来推断出四边形。 （注意形状重叠处的寄生角。）