使用matlab进行洪水填充

Posted 2023-03-12

【中文标题】使用matlab进行洪水填充

【英文标题】：Flood Fill using matlab

【发布时间】：2013-01-09 15:00:17

【问题描述】：

我是 MATLAB 新手，我正在尝试在 matlab 中使用 algorithm 实现洪水填充，我不知道我做错了什么可能是我没有正确使用递归函数，但我仍然没有出错，这段代码让我的matlab关闭 我正在使用以下代码，我从早上开始尝试对其进行调试，但未能找到问题

function [ colored_Image ] = floodFill( image, target_Loc_x, target_Loc_y, targetColor, replacementColor )
colored_Image = image;

if (target_Loc_x >= 1) && (target_Loc_x <= size(image,1)) && (target_Loc_y >= 1) && (target_Loc_y <= size(image,2))
    if image(target_Loc_x,target_Loc_y) == targetColor
        colored_Image(target_Loc_x,target_Loc_y) = replacementColor;
        colored_Image = floodFill(colored_Image,target_Loc_x ,target_Loc_y + 1, targetColor, replacementColor); 
        colored_Image = floodFill(colored_Image,target_Loc_x + 1,target_Loc_y, targetColor, replacementColor);
        colored_Image = floodFill(colored_Image,target_Loc_x,target_Loc_y - 1, targetColor, replacementColor);
        colored_Image = floodFill(colored_Image,target_Loc_x - 1,target_Loc_y, targetColor, replacementColor);
    end

end


end

使用

调用这个函数

image = floodFill(im,1,1,0,127);
imshow(image);

im 是我的 200 x 200 的矩阵图像我想要我的黑色（0）到灰色（127），任何帮助将不胜感激

【参考方案1】：

您可能正在达到 Matlab 的递归限制。我的电脑没有崩溃，但产生了这个错误：

达到最大递归限制 500。使用 set(0,'RecursionLimit',N) 更改限制。请注意，超出您的可用堆栈 space 可能会使 MATLAB 和/或您的计算机崩溃。

解决这个问题的方法是重写floodFill，使其不使用递归。还有一些alternative algorithms on Wikipedia。

另外：aardvarkk's answer 对 Matlab 的 column-major 索引提出了重要的一点。您可以通过交换所有 x 和 y 变量来修复您的函数。

【参考方案2】：

我认为这有两个问题：

a) 您似乎按照(x,y) 的顺序索引image 矩阵。 MATLAB 矩阵按列顺序排列，因此您必须（不直观地）按(y,x) 的顺序对它们进行索引。所以这行：

image(target_Loc_x,target_Loc_y)

应该是：

image(target_Loc_y,target_Loc_x)

在彩色图像中设置值时也是如此。另请注意，size(image,1) 将给出y 方向的大小，而不是x！

b) 您正在使用递归函数来执行非常简单的操作。它很快就达到了 MATLAB 的递归限制。在 200x200 图像中，您将拥有 40,000 深度的调用堆栈，而 MATLAB 默认情况下只允许递归限制为 500。为什么不尝试这样的事情呢：

colored_image = image;
colored_image(colored_image == targetColor) = replacementColor;

【讨论】：

最后的代码 sn-p 不适用于洪水填充。它将使用目标颜色更改所有像素，而不仅仅是连接的像素。

@shoelzer 好点。无论如何，我误解了原始代码 sn-p 来填充整个图像，但你是对的 - 只有当你选择的第一个像素是目标颜色时，它才会真正做任何事情。

【参考方案3】：

%（假设您的图像已加载到 img 并且您正在填充“值”） 函数洪水（x，y，img，值） %MATLAB 没有友好队列？使用java 导入 java.util.LinkedList q = 链表（）； %洪水填充图像 初始 = img(y,x); q.add([y, x]); 而 q.size() > 0 pt = q.removeLast(); y = pt(1); x = pt(2); if (img(y+1, x) == 初始) img(y+1,x) = 值； q.add([y+1, x]); 结尾 如果（img（y-1，x）==初始） img(y-1,x) = 值； q.add([y-1, x]); 结尾 if (img(y, x+1) == 初始) img(y,x+1) = 值； q.add([y, x+1]); 结尾 如果（img（y，x-1）==初始） img(y,x-1) = 值； q.add([y, x-1]); 结尾 结尾 结尾

因为 matlab 的递归限制非常低，所以我从来没有使用递归调用来填充洪水。另外，因为它似乎没有合适的队列（如果我错了，请纠正我）从 java 中导入一个更容易。

这没有做任何边界检查（所以如果洪水击中边缘就会失败......简单的解决方法是在你的图像周围放置一个边框，或者在索引 img 之前只检查 x 和 y。

【参考方案4】：

对@Jason 的回答进行了一些修复——我添加了边界检查，即填充颜色与初始颜色不同（否则为无限递归）并返回结果。工作，但很慢。

function img = flood(x,y,img,value)
    % http://***.com/questions/14238083/flood-fill-using-matlab
    import java.util.LinkedList
    q = LinkedList();

    initial = img(y,x);
    dims = size(img);
    if (value == initial) 
        error('cant flood fill as initial==value');
    end

    q.add([y, x]);

    while q.size() > 0

        pt = q.removeLast();
        y = pt(1);
        x = pt(2);

        if (y < dims(1) && img(y+1, x) == initial) % step down
            img(y+1,x) = value;
            q.add([y+1, x]); 
        end
        if (y > 1 && img(y-1, x) == initial) % step up
            img(y-1,x) = value;
            q.add([y-1, x]); 
        end
        if (x < dims(2) && img(y, x+1) == initial) % step right
            img(y,x+1) = value;
            q.add([y, x+1]); 
        end
        if (x > 1 && img(y, x-1) == initial) % step left
            img(y,x-1) = value;
            q.add([y, x-1]); 
        end
    end
end

【讨论】：

我已经合并了来自匿名评论者的错误修复。谢谢