图像连通域检测的2路算法Code
本文算法描述参考链接：http://blog.csdn.net/icvpr/article/details/10259577
两遍扫描法：
（1）第一次扫描：
访问当前像素B(x,y)，如果B(x,y) == 1：
a、如果B(x,y)的领域中像素值都为0，则赋予B(x,y)一个新的label：
label += 1， B(x,y) = label；
b、如果B(x,y)的领域中有像素值 > 1的像素Neighbors：
1）将Neighbors中的最小值赋予给B(x,y):
B(x,y) = min{Neighbors}
2）记录Neighbors中各个值（label）之间的相等关系，即这些值（label）同属同一个连通区域；
labelSet[i] = { label_m, .., label_n }，labelSet[i]中的所有label都属于同一个连通区域（注：这里可以有多种实现方式，只要能够记录这些具有相等关系的label之间的关系即可）
（2）第二次扫描：
完成扫描后，图像中具有相同label值的像素就组成了同一个连通区域。访问当前像素B(x,y)，如果B(x,y) > 1：
a、找到与label = B(x,y)同属相等关系的一个最小label值，赋予给B(x,y)；
算法代码：
从直觉上看，二路法比堆栈法要快，其实速度只有堆栈法的1/5 - 1/10,代码如下：
//使用两遍扫描法//查找所有的连通域
//简单方法，使用1-0矩阵//使用列标记的方法，收集所有的连通域
//需要使用倒排索引
bool CD2DetectInPic::searchConBy2Way(
const cv::Mat& _binImg,
float valueForeB, float valueForeUp,
std::vector<std::vector<cv::Point > > &foreAreas)
{
int vFore = 255;
int vBack = 0;
foreAreas.resize(0);
cv::Mat _lableImg;
if (_binImg.channels()>1)
{
cv::cvtColor(_binImg,_lableImg,cv::COLOR_BGR2GRAY);
}
else
{
_binImg.copyTo(_lableImg);
}
//一遍扫描，得出前景和背景点，进行标记
//背景点标记为0，前景点标记为1
#ifdef SHOW_TEMP
cv::imshow("",_lableImg);//cv::waitKey(0);
#endif
IplImage imageLabel = _lableImg;
for (int i=0;i< imageLabel.height;++i)
{
char* pI = (char*)imageLabel.imageData + i * imageLabel.widthStep;
for (int j=0;j<imageLabel.width;++j )
{
if ( *pI >=valueForeB &&*pI <=valueForeUp)//避开单一值失误！
{
*pI = vFore;
}
else
{
*pI = vBack;
}
++pI;
}
}
//对label图像进行遍历，寻找连通域//对Mark矩阵，进行修改，不修改标识矩阵
cv::Mat imageMark(&imageLabel);
cv::Mat imageMarkRe = imageMark.clone();
//使用线扫描的方法进行分离合并
//使用set集合表示相等关系
#ifdef SHOW_TEMP
cv::imshow("imageMarkRe",imageMarkRe);//
cv::waitKey(1);
#endif
std::stack<std::pair<int,int> > neighborPixels;
//使用另外一个Label矩阵，用于记载当前点属于哪个连通域
cv::Mat conAreaLocMat = cv::Mat::zeros(_binImg.rows,_binImg.cols,CV_8UC1);
cv::bitwise_not(conAreaLocMat,conAreaLocMat);
IplImage imageConAreaLoc = conAreaLocMat;
std::vector<std::pair<cv::Point,uchar> > conAreas(imageMark.cols);
std::vector<std::vector<cv::Point> > conPointsAreas(0);
//第n个连通域
int counter =0;//用于标记为第N个连通域
int idx =0;//用于哈希索引
//设置重复集合//用于最后合并连通域
//std::vector<std::vector<int> > overlapVec(0);
//std::set<int,int> overlapSet;
std::multimap<int,int> overlapMap;//使用多值哈希
//对第一行进行连通域划分
{
char* pLabel = (char*)imageLabel.imageData + 0* imageLabel.widthStep;
char* pLoc = (char*)imageConAreaLoc.imageData + 0* imageConAreaLoc.widthStep;
int lastL = *pLabel;
if (vFore == lastL)
{
++counter;
*pLoc = counter;//计数从1开始，索引从0开始
//++idx;
std::pair<int,int> p(counter,idx);
overlapMap.insert(p);//插入索引
}
else
{
*pLoc = -1;
}
int lastLoc = *pLoc;
++pLabel;
++pLoc;
for (int n=1; n< imageMark.cols; ++n)
{
if (vFore == *pLabel )//若标记为连通域，则进行标记
{
if ( *pLabel==lastL )//若和上一个像素联通，则标记为上一个的标记
{
*pLoc = lastLoc;
}
else
{//若上一个为0，则增加标记符号，为新的标记
++counter;
*pLoc = counter;
++idx;
std::pair<int,int> p(counter,idx);
overlapMap.insert(p);//插入索引
//std::cout<< idx << "_" <<counter<<std::endl;
}
}
else
{
*pLoc = -1;//若遇到第n个点为变化点，标记为第n个连通域的位置
}
lastL = *pLabel;
lastLoc = *pLoc;
++pLoc;
++pLabel;
}
}
//对图片每一行进行寻找连通域，必须遍历
for (int m =1; m<imageMark.rows; ++m )
{
//对第一个像素进行指派
//上一行的指针
char* pLabelFore = (char*)imageLabel.imageData + (m-1)* imageLabel.widthStep;
char* pLocFore = (char*)imageConAreaLoc.imageData + (m-1)* imageConAreaLoc.widthStep;
//这一行的指针
char* pLabel = (char*)imageLabel.imageData + m* imageLabel.widthStep;
char* pLoc = (char*)imageConAreaLoc.imageData + m* imageConAreaLoc.widthStep;
//标记第一个点，以上一行为准
int foreL = *pLabelFore;
int foreLoc = *pLocFore;
int lastL = *pLabel;
if (*pLabel == foreL)//若和上一行的值相等，则连通域位置和上一行的第一个值相等
{
*pLoc = *pLocFore;
}
else
{
if ( vFore == *pLabel)
{
//若为连通域，则增加标记符号，为新的标记
++counter;
*pLoc = counter;
++idx;
std::pair<int,int> p(counter,idx);
overlapMap.insert(p);//插入索引
//std::cout<< idx << "_" <<counter<<std::endl;
}
else
{
*pLoc = -1;
}
}
int lastLoc = *pLoc;
for (int n=0; n< imageMark.cols-1; ++n)
{
//寻找每一行的连通域
lastL = *pLabel;//上一个像素的标记
lastLoc = *pLoc;//上一个像素的连通域位置
//到下一个像素
++pLabel;
++pLoc;
++pLabelFore;
++pLocFore;
foreL = *pLabelFore;//上一行此位置像素的值
foreLoc = *pLocFore;//上一个像素的连通域位置
if (vBack == *pLabel )//若当前label为0
{
*pLoc = -1;
}
else
{
if (*pLabel != foreL )//若当前label不等于上一行像素的label
{
if (*pLabel != lastL )
{//若当前label不等于上一个像素的label，则表示为新的连通域起始，新建集合
//若为连通域，则增加标记符号，为新的标记
++counter;
*pLoc = counter;
++idx;
std::pair<int,int> p(counter,idx);
overlapMap.insert(p);//插入索引
//std::cout<< idx << "_" <<counter<<std::endl;
}
else
{//若当前label等于上一个像素的label，则为连通，直接赋值
*pLoc = lastLoc;
}
}
else
{//若等于前一行像素，就麻烦了！
if (*pLabel != lastL)//若不等于上一个的像素label，则赋值为上一行的标记
{
*pLoc = foreLoc;
}
else
{
if (foreLoc == lastLoc)//若前一个和前一行相等
{
*pLoc = foreLoc;
}
else
{//若前一个和前一行不相等
//若等于前一个像素，需要合并集合//标记相同集合
*pLoc = foreLoc;
//合并哈希表
//查找到值所在的哈希索引
int idxF = ( *overlapMap.find(foreLoc) ).first;
int idxFL =( *overlapMap.find(lastLoc) ).first;//map寻找的为key，而不是值
int L1 = ( *overlapMap.find(foreLoc) ).second;
int L2 = ( *overlapMap.find(lastLoc) ).second;
if (L1 != L2)//若不在一个索引中，可以删除
{
//将当前值插入到索引之中，不增加idx索引
//必须先删除再插入，以免误删除
//去除掉旧的 键值 对
//overlapMap.erase(idxFL);//一个参数为key，是错误的
//int x = overlapMap.erase(lastLoc);
overlapMap.erase(idxFL);
//std::pair<int,int> p(idxF,lastLoc);
std::pair<int,int> p(lastLoc,L1);
overlapMap.insert(p);
}
else
{
}
}
}
}
}
}
}
SYSTEMTIME sys;
GetLocalTime( &sys );
int MileTs = sys.wSecond;int MileT = sys.wMilliseconds;
//直接查找到位置
conPointsAreas.resize(overlapMap.size());
IplImage imageConArea= imageConAreaLoc;
for (int i=0;i< imageConArea.height;++i)
{
char* pI = (char*)imageConArea.imageData + i * imageConArea.widthStep;
for (int j=0;j<imageConArea.width;++j )
{
if (*pI >0)
{
cv::Point p(j,i);
int idx = (*overlapMap.find((int)*pI)).second-1;
conPointsAreas[idx ].push_back(p);
}
++pI;
}
}
int validVec =0;
foreAreas.resize(validVec);
for (int i=0;i< conPointsAreas.size();++i)
{
if (conPointsAreas[i].size() >0 )
{
++validVec;
foreAreas.push_back(conPointsAreas[i]);
}
}
GetLocalTime( &sys );
int MileT2 = sys.wMilliseconds;
int DetaT = MileT2 - MileT;
std::cout<< std::endl;
std::cout<< "The CopyVec time is :"<< DetaT<<"mS..........."<< std::endl;
std::cout<< std::endl;
conPointsAreas.resize(0);
return true;
}
