从背景中隔离数字

Question

抱歉，我没有正确的术语来提出这个问题，但简单来说，我有几张像这样的图片。白色区域的大小并不总是相同，但大多是矩形。颜色总是一样的。它是一个图像，我需要将图形与白色背景隔离，或者以不同的方式解释，我需要将黑色背景更改为白色...

并使它看起来像这样。

请注意，有些图形触及白色与黑色相交的边缘。

只要工具，库或编程语言完成，它就无关紧要。

Answer 1

以下是使用Imagemagick对此图像起作用的一种方法。首先修剪黑色区域，然后将图像分成3个相等的部分，然后修剪它们，然后压平成白色。修剪和裁剪跟踪原始偏移，因为我不使用+ repage来移除虚拟画布。

magick original.png -fuzz 5% -trim -crop 3x1@ -trim -background white -flatten result.png

请参阅 https://www.imagemagick.org/Usage/crop/#crop_equal https://www.imagemagick.org/Usage/crop/#trim

Answer 2

有趣的问题！我假设你意识到你的小白色窗户没有水平对齐？我们稍后会谈到这一点。我有一个基于＆＃34; squeezebox＆＃34; 或手风琴的有趣方法......

有三个部分，所以我会在每个部分下面做一个横向规则来划分它们。

第1部分

从左侧和右侧挤压您的图像（如挤压箱），直到它只有一个像素宽的列，但与原始列相同：

现在对列进行阈值处理，以便只有完全黑色的水平线保持黑色。在水平线上有窗口或任何白色像素的地方，它变成白色。然后倒转它。

现在，使用最近邻点采样拉伸色谱柱（将挤压箱扩展）恢复到原始大小：

第2部分

现在再次做同样的事情，但是将挤压箱旋转90度后。基本上，我们要将图像压缩到1像素高，阈值并取消它，然后拉伸（延伸垂直旋转的挤压箱）直到它回到原始高度：

第3部分

现在拍摄原始图像并放入一个堆叠，上面有两个黑白条纹，并在每个像素位置选择最亮的像素：

代码如下所示：

#!/bin/bash

# Get width and height
read w h < <(identify -format "%w %h" image.png)
echo $w $h

magick image.png -threshold 50% \
   \( -clone 0 -resize 1x\! -threshold 1% -negate -scale ${w}x${h}\! \) \
   \( -clone 0 -resize x1\! -threshold 1% -negate -scale ${w}x${h}\! \) \
   -evaluate-sequence max result.png

好的，这不错，并且它并不依赖于正好有3个窗口。但是，正如我在开始时所说的那样，小白色窗户没有在它们的顶部对齐，因此你会在窗户周围看到人工制品 - 只在水平方向上，因为在垂直方向上只有一个图像，所以没有任何对齐。基本上，我建议做一点形态学使你的窗户顶部和底部的高度都小3像素，代码看起来像这样：

#!/bin/bash

# Get width and height
read w h < <(identify -format "%w %h" image.png)
echo $w $h

magick image.png -threshold 50% \
   \( -clone 0 -resize 1x\! -threshold 1% -negate -scale ${w}x${h}\! -morphology dilate rectangle:7x7 \) \
   \( -clone 0 -resize x1\! -threshold 1% -negate -scale ${w}x${h}\!                                  \) \
   -evaluate-sequence max result.png

将rectangle:7x7更改为较大的数字，以修剪窗口边缘周围的更多像素。基本上它会削减顶部和底部的一半像素数。因此rectangle:7x7会使您的窗口在顶部和底部缩小3个像素，而rectangle:15x15会使它们缩小7个像素。以下是Anthony Thyssen关于如何使用 ImageMagick 以及特别是形态学的优秀页面link。

Answer 3

这是另一种可能适用于其他图像的方法...克隆，然后将小白色窗口扩大（放大）7个像素，然后再次侵蚀它们，反转并选择最亮的像素：

convert image.png \( +clone -morphology dilate square:7x7 -morphology erode square:7x7 -negate \) -evaluate-sequence max  result.png

Answer 4

这是另一个想法......

convert image.png -threshold 50% \
   \( +clone -morphology edgeout square:3x3 -write step1.png \
      -fill red -draw 'color 0,0 floodfill' -write step2.png \
      -fill black +opaque red -fill black   -write step3.png \
      -opaque red                           -write step4.png \
      -morphology dilate square:3x3         -write step5.png \
   \) -evaluate-sequence max result.png

以下是步骤1-5和结果。您可以从代码中删除所有-write stepX.png部分，它们只是让您可以看到我在做什么：

Step1 - ＆＃34;显示白色区域边缘周围的所有像素＆＃34;

第2步 - ＆＃34;从左上角用红色填充，现在我们的窗口有适当的边缘，这样洪水就不会＆＃34 ;泄漏＆＃34; 进入窗口＆＃34;

第3步 - ＆＃34;将所有非红色的东西变成黑色＆＃34;

第4步 - ＆＃34;将红色的所有内容变为白色＆＃34;

第5步 - ＆＃34;使白色形状变得更大＆＃34;

结果 - ＆＃34;在每个像素位置，选择当前和原始图像中最亮的像素＆＃34;

Answer 5

Mark的形态学方法比这更简单。因此，我建议将其作为迄今为止最好的方法。但这里有一个类似的方法（他的最后两种方法的混合）可能是有意义的。我有include + write tmpX.png来显示步骤。那些可以删除。 （使用Imagemagick 6.9.9.33的Unix语法）

convert original.png \
\( -clone 0 -morphology edgeout square:3 -negate +write tmp1.png \) \
\( -clone 0 -morphology dilate square:3 \
-morphology edge square:3 +write tmp2.png \) \
-delete 0 \
-evaluate-sequence max \
result.png

第1行：读取输入

第2行 - tmp1.png：使用形态学边缘将图像转换为黑色曲线，在白色背景上围绕它们使用黑框（如Mark的另一个例子）。

第3行和第4行 - tmp2.png：使用形态扩张（删除曲线）和边缘，在黑色背景上的白色区域周围创建一个白色轮廓框。

第6行和第7行：result.png使用tmp2.png删除tmp1.png中的黑框，逐个像素地取两个图像之间的最大值。

为了比较，这是马克的优雅方法，我简化了一点：

convert original.png \
\( +clone -morphology close square:3 -negate +write tmp1.png \) \
-evaluate-sequence max \
result.png

第1行：阅读输入

第2行： - tmp1.png：使用形态接近（与扩张和侵蚀相同）来创建一个黑盒子来替换原始中包括黑色曲线的白色区域。方形尺寸可以低至3，但不能低于此值。从曲线末端移除的越小越小。

第3行：通过逐像素计算两个图像之间的最大值，删除原始曲线以外的所有黑色。

Answer 6

@Mack wrote:

  

这种修剪方法适用于这个特定的图像，但是什么   间距不均匀时会发生什么？有一个更好的方法吗   没有修剪和裁剪？

一种方法是将每个白色方块与背景分离成单个图像。我有一个bash unix shell脚本，multicrop2，它会做到这一点。但是对于这个图像，它会产生一个额外的大图像。例如：

magick original.png tmp.png
multicrop2 -b white tmp.png result.png

您可以放弃此处显示的最后一个。

在http://www.fmwconcepts.com/imagemagick/index.html

上查看我的脚本multicrop2

目前，脚本丢失了每个输出图像的虚拟画布。但是我可以添加一个参数来保留它，这样就可以将3个好的图像平铺到白色上，这样单独的图像就可以在适当的位置合并回白色背景。

Answer 7

如果你的意思是用透明度替换白色（在图像编辑器中用a.k.a.color-to-alpha），神奇的公式是：

convert original.png ( -clone 0 -fill "#a0132e" -colorize 100 ) ( -clone 0,1 -compose difference -composite -separate +channel -evaluate-sequence max -auto-level ) -delete 1 -alpha off -compose over -compose copy_opacity -composite output.png

解释here

Answer 8

这里使用高斯模糊作为形态算子的解决方案略有不同。我使用了pyvips，但是很容易用魔法重做。

这个想法是，如果你用一个相当大的西格玛，然后阈值＆gt; 0，您将按高斯半径展开所有白色，从而填充线条。

简洁的一点是，这可以再次使用，阈值翻转会严重侵蚀你扩张的量。只是模糊第二次相同的量，但现在做！= 255，你将拥有背景的形状！按位或与原始图像的解决方案。

import sys
import pyvips

im = pyvips.Image.new_from_file(sys.argv[1], access="sequential")

bg = im.gaussblur(2) > 0
bg = bg.gaussblur(2) != 255

im |= bg

im = im.write_to_file(sys.argv[2])

然后：

python characters.py ~/pics/characters.png x.png

使：

这个的一个很好的功能是没有泛滥，所以你可以流式传输图像。它可以处理任何大小的图像，只需要很少的记忆。

Answer 9

这是使用Imagemagick的另一种相当简单的形态学方法（bottomhat）。在这种情况下，内核大小至少需要为4。见https://www.imagemagick.org/Usage/morphology/#bottom-hat

输入：

convert source.png -morphology bottomhat octagon:4 -negate result.png