在 C++ 中计算图像骨架的最快方法

Posted 2023-02-22

【中文标题】在 C++ 中计算图像骨架的最快方法

【英文标题】：Fastest way to calculate skeleton of image in C++

【发布时间】：2018-04-23 14:57:06

【问题描述】：

我正在使用 OpenCV (C++) 并希望以最快的方式找到图像的骨架。

输入图像hand_bw为：

到目前为止，这就是我所拥有的：

cv::Mat skel(hand_bw.size(), CV_8UC1, cv::Scalar(0));
cv::Mat temp(hand_bw.size(), CV_8UC1);
cv::Mat element = cv::getStructuringElement(cv::MORPH_ELLIPSE, cv::Size(3, 3));
bool done; 
int i = 0;
do

    cv::morphologyEx(hand_bw, temp, cv::MORPH_OPEN, element);
    cv::bitwise_not(temp, temp);
    cv::bitwise_and(hand_bw, temp, temp);
    cv::bitwise_or(skel, temp, skel);
    cv::erode(hand_bw, hand_bw, element);
    double max;
    cv::minMaxLoc(hand_bw, 0, &max);
    done = (max == 0);
    i = i+1;
 while (!done);
cv::imshow("Skeleton", skel); 

对应的输出是：

在 C++（可能是动态编程）中实现此结果的最快方法是什么？时间是我的主要限制。

【问题讨论】：

我从来没有遇到过不能更快的 C++ 程序。所以“是”。一般来说？ “让它去”是一个糟糕的 SO 问题。

我不确定您如何使用它，但我几乎 100% 确定还有另一种 OpenCV 方法可以执行该操作。无论如何，您是否尝试过重构该代码以使用 OpenCV 的透明 API？

你能发布输出帧吗？

这是一个研究问题。有关于此的论文，尽管通常是针对 3D 场景的。研究“快速近似凸分解”

@Meghana OpenCV 的透明 API 是一个非常易于使用的 API，它使昂贵的操作（如您的）能够使用硬件（如 GPU）使其更快。这是一个简单的教程：learnopencv.com/opencv-transparent-api

【参考方案1】：

您可以通过侵蚀连续层并记住“边缘”（即在上一次迭代中被擦除的像素）来获得有效的解决方案。因此，不是每次都处理整个图像，而是处理一个小得多的子集，使算法运行的时间与图像区域准成比例。

当执行腐蚀通道时，您保留像素以便擦除它们会修改局部连通性。

【讨论】：

您能否详细说明存储“边缘”的信息有什么帮助？被腐蚀的部分不存在了，下一次腐蚀必须在整个对象上再次处理，对吧？

@Meghana：在任何过程中，只需要处理具有异质邻域的白色像素。因此，您保留这些列表并在每次删除时更新列表。