区域生长算法

Question

大家好。我真的很难弄清楚这一个的逻辑，并希望你可以帮助我。在我继续之前，我只是想让你知道我是业余程序员和初学者，没有任何正式的计算机科学培训，所以请耐心等待。 ：D另外，我使用的是Python，但我可以使用Java或类似的东西。

Anywho，我希望实现一个Region Growing用于一个基本的Drawbot。 以下是关于区域增长的文章：http://en.wikipedia.org/wiki/Region_growing

我设想的方式，抽奖所依据的形象将符合以下标准：

• 在任意颜色深度下，图像尺寸最多为3x3英寸

• 图像将是白色背景上的黑色连续形状

• 形状可以位于背景的任何位置。

我已经考虑过这个问题的以下解决方案。虽然有些工作在一定程度上，但每个都在性能或可行性方面存在一些相当大的缺陷（至少对我来说似乎不可行）。此外，因为这是一个Drawbot，这需要用一条连续的线来完成。然而，这并不意味着我不能回溯，它只消除了多个起点（种子）的可能性。

考虑的方法：

随机漫步：

随机散步解决这个问题是我的第一直觉。我想，实现这一目标的随机游走程序看起来像这样：

伪python ......

Cells To Visit = Number of Black Cells
Cells Visited = 0
MarkColor = red
While Cells Visited < Cells To Visit:
    if currentcell is black:
        Mark Current Cell As Visited #change pixel to red
        Cells Visited +=1
    neighbors = Get_Adjacent_Cells() #returns cells either black or red
    next cell = random.choose(neighbors)
    currentCell = next cell

虽然我认为这是可行的，但在我看来它是非常无效并且不能保证良好的结果，但为了实际完成某些事情，我可能最终会尝试这个......我的逻辑是否在伪代码中甚至含糊不清？

清扫模式：

对我来说，这种方法似乎是最难实现的。我的想法是，我可以在形状的一个极端选择一个起点（例如最左边的最低点）。从那里它将向右绘制，仅在x轴上移动，直到它击中白色像素。从这里开始，它将在y轴上向上移动一个像素，然后在x轴上向左移动，直到达到白色像素。如果它正上方的像素发生白色，则在x轴上回溯，直到它在其上方找到黑色像素。

这种进一步检查的方法有一些重大缺点。 当面对这样的形状时：

结果如下：

即使我告诉它在一段时间后开始扫地，中间腿仍然会被忽视。

4/8已连接的邻居：

http://en.wikipedia.org/wiki/8-connected_neighborhood

这种方法在我看来是最强大和最有效的，但在这一点上我无法完全弄明白，我也不能想到如何实现它而不会留下一些被忽视的区域

在每个细胞中，我会看到相邻的黑色细胞，设计一些方法来排列我应该首先访问哪一个，访问所有这些，并重复该过程，直到所有细胞都被覆盖。

我在这里看到的问题首先是处理完成此任务所必需的数据结构，并且只是弄清楚它背后的逻辑。

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这些是我能够想到的最佳解决方案。 感谢您花时间阅读本文，我意识到它很长，但我认为我应该尽可能明确。任何和所有建议将不胜感激...谢谢！

编辑：

我还研究了迷宫生成和求解算法，但不知道如何在这里实现。我对迷宫求解算法的理解是它们依赖于迷宫的通道具有相等的宽度。我当然可能错了。

Answer 1

基本区域的增长，伪代码看起来像：

seed_point // starting point
visited // boolean array/matrix, same size as image
point_queue // empty queue

point_queue.enqueue( seed_point )
visited( seed_point ) = true

while( point_queue is not empty ) {
    this_point = point_queue.dequeue()
    for each neighbour of this_point {
        if not visited( neighbour ) and neighbour is black/red/whatever
            point_queue.enqueue( neighbour )
            visited( neighbour ) = true
    }
}

// we are done. the "visited" matrix tells
// us which pixels are in the region

我不明白你提到的排名在哪里。我错过了什么吗？

Answer 2

我对这个很长的问题感到困惑。

您确定不只是尝试flood fill吗？

Answer 3

一种简单的技术可以帮助一些迷宫解决问题，一只手放在墙上，可能会有所帮助。

但请注意，如果您选择了一个随机起点，您可能会选择一个点，无论您从那里出发，都会阻挡一部分。也就是说，如果你是以一小时玻璃形状开始的话，你只能填一半。

Answer 4

这是一个关于编写递归迷宫求解器的非常精彩的小截屏视频：http://thinkcode.tv/catalog/amazing-python/

我认为它可能会为您解决的问题提供一些想法。

此外，这是我在观看截屏视频http://pastie.org/1854582后写的一个小的递归迷宫解决脚本。不需要相等宽度的通道，唯一需要的是开放空间，墙壁和某种结束条件，在这种情况下，找到迷宫的尽头。

如果你不想去递归，你可以做的另一件事是使用“回溯”方法。您可以在此页面上看到它在随机生成的迷宫中使用的一个小例子： http://weblog.jamisbuck.org/2011/2/7/maze-generation-algorithm-recap（页面上的第一个示例）。

这听起来有意义吗？如果是，请告诉我您是否希望我更详细地解释一下。

编辑：

这似乎是关于在python http://www.daniweb.com/software-development/python/threads/148874

中进行洪水填充的非常好的讨论