Làm thế nào tôi có thể tìm thấy cực đại cục bộ trong một hình ảnh trong MATLAB?

Question

Tôi có một hình ảnh trong MATLAB:

y = rgb2gray(imread('some_image_file.jpg')); 

và tôi muốn làm một số xử lý trên đó:

pic = some_processing(y); 

và tìm ra cực đại địa phương của đầu ra. Đó là, tất cả các điểm trong y lớn hơn tất cả các nước láng giềng của họ.

Tôi dường như không thể tìm thấy chức năng MATLAB để làm điều đó một cách độc đáo. Điều tốt nhất tôi có thể đưa ra là:

[dim_y,dim_x]=size(pic); 
enlarged_pic=[zeros(1,dim_x+2); 
       zeros(dim_y,1),pic,zeros(dim_y,1); 
       zeros(1,dim_x+2)]; 

% now build a 3D array 
% each plane will be the enlarged picture 
% moved up,down,left or right, 
% to all the diagonals, or not at all 

[en_dim_y,en_dim_x]=size(enlarged_pic); 

three_d(:,:,1)=enlarged_pic; 
three_d(:,:,2)=[enlarged_pic(2:end,:);zeros(1,en_dim_x)]; 
three_d(:,:,3)=[zeros(1,en_dim_x);enlarged_pic(1:end-1,:)]; 
three_d(:,:,4)=[zeros(en_dim_y,1),enlarged_pic(:,1:end-1)]; 
three_d(:,:,5)=[enlarged_pic(:,2:end),zeros(en_dim_y,1)]; 
three_d(:,:,6)=[pic,zeros(dim_y,2);zeros(2,en_dim_x)]; 
three_d(:,:,7)=[zeros(2,en_dim_x);pic,zeros(dim_y,2)]; 
three_d(:,:,8)=[zeros(dim_y,2),pic;zeros(2,en_dim_x)]; 
three_d(:,:,9)=[zeros(2,en_dim_x);zeros(dim_y,2),pic]; 

Và sau đó xem nếu tối đa dọc theo chiều thứ 3 xuất hiện trong lớp 1 (có nghĩa là: three_d(:,:,1)):

(max_val, max_i) = max(three_d, 3); 
result = find(max_i == 1); 

Có thêm thanh lịch cách để làm điều này? Điều này có vẻ như một chút của một kludge.

Answer 1

bw = pic > imdilate(pic, [1 1 1; 1 0 1; 1 1 1]); 

Answer 2

Nếu bạn có Image Processing Toolbox, bạn có thể sử dụng chức năng IMREGIONALMAX:

BW = imregionalmax(y); 

Biến BW sẽ là một ma trận logic kích thước giống như y với những người chỉ ra cực đại địa phương và zero khác.

LƯU Ý: Như bạn chỉ ra, IMREGIONALMAX sẽ tìm maxima mà là lớn hơn hoặc bằng hàng xóm của họ. Nếu bạn muốn loại trừ maxima lân cận có cùng giá trị (nghĩa là tìm tối đa là các pixel đơn), bạn có thể sử dụng hàm BWCONNCOMP. Sau đây nên loại bỏ điểm trong BW rằng có bất kỳ nước láng giềng, chỉ để lại pixel duy nhất:

CC = bwconncomp(BW); 
for i = 1:CC.NumObjects, 
    index = CC.PixelIdxList{i}; 
    if (numel(index) > 1), 
    BW(index) = false; 
    end 
end 

Answer 3

Ngoài ra, bạn có thể sử dụng nlfilter và cung cấp chức năng của riêng bạn để được áp dụng cho từng khu phố.

Chức năng "find strict max" chỉ đơn giản là kiểm tra xem trung tâm của khu phố có lớn hơn tất cả các yếu tố khác trong khu phố đó, luôn là 3x3 cho mục đích này hay không. Do đó:

I = imread('tire.tif'); 
BW = nlfilter(I, [3 3], @(x) all(x(5) > x([1:4 6:9]))); 
imshow(BW) 

Answer 4

hay, chỉ cần sử dụng tuyệt vời: extrema2.m

Answer 5

Ngoài imdilate, mà là ở Image Processing Toolbox, bạn cũng có thể sử dụng ordfilt2.

ordfilt2 sắp xếp các giá trị trong vùng lân cận địa phương và chọn giá trị thứ n. (The MathWorks example chứng minh làm thế nào để thực hiện một bộ lọc max.) Bạn cũng có thể thực hiện một công cụ tìm 3x3 đỉnh với ordfilt2 với logic sau:

1. Xác định một miền 3x3 rằng không bao gồm các điểm ảnh trung tâm (8 pixel) .

   >> mask = ones(3); mask(5) = 0 % 3x3 max 
   mask = 
       1  1  1 
       1  0  1 
       1  1  1 
   

2. Chọn giá trị lớn nhất (8) với ordfilt2.

   >> B = ordfilt2(A,8,mask) 
   B = 
       3  3  3  3  3  4  4  4 
       3  5  5  5  4  4  4  4 
       3  5  3  5  4  4  4  4 
       3  5  5  5  4  6  6  6 
       3  3  3  3  4  6  4  6 
       1  1  1  1  4  6  6  6 
   

3. Hãy so sánh sản lượng này với giá trị trung tâm của mỗi khu vực (chỉ A):

   >> peaks = A > B 
   peaks = 
       0  0  0  0  0  0  0  0 
       0  0  0  0  0  0  0  0 
       0  0  1  0  0  0  0  0 
       0  0  0  0  0  0  0  0 
       0  0  0  0  0  0  1  0 
       0  0  0  0  0  0  0  0