圍繞任何alpha透明圖像繪製大綱或描邊的算法

Question

不確定這個算法是否有任何名稱我正在開發 - 「生長鄰域算法」聽起來像是一個合適的名稱。那麼我的問題是什麼？

我想畫一個阿爾法透明圖像的筆觸來勾勒它。筆畫的大小應該是用戶可定義的。

我有一個由零和一個填充的數組，將數組的每個項目都視爲像Game of Life中的單元格。具有0的項目是空的（透明像素），具有1的項目是第一代單元（不透明像素），生成的數目由周圍筆劃的大小定義。

這個例子描述了由阿爾法值環繞的長方形：

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 
0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 
0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 
0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 

然後我想，讓那些每隔0代穆爾鄰居周圍長出新的一代。這是第二代（中風1px的） - 這樣的陣列看起來增長，具體如下：

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 2 2 2 2 2 2 0 0 
0 0 2 1 1 1 1 2 0 0 
0 0 2 1 1 1 1 2 0 0 
0 0 2 1 1 1 1 2 0 0 
0 0 2 1 1 1 1 2 0 0 
0 0 2 2 2 2 2 2 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 

第三和第四代（中風的3px）：

4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 
4 3 3 3 3 3 3 3 3 4 
4 3 2 2 2 2 2 2 3 4 
4 3 2 1 1 1 1 2 3 4 
4 3 2 1 1 1 1 2 3 4 
4 3 2 1 1 1 1 2 3 4 
4 3 2 1 1 1 1 2 3 4 
4 3 2 2 2 2 2 2 3 4 
4 3 3 3 3 3 3 3 3 4 
4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 

到目前爲止好。我用下面的代碼片段實現這個簡單的任務：

for (int gen = 1; gen <= 4; gen++) 
{ 
    for (int x = 1; x < arrayWidth - 1; x++) 
    { 
     for (int y = 1; y < arrayHeight - 1; y++) 
     { 
      // See if this cell is in the current generation. 
      if (_generation[x + arrayWidth * y] == gen) 
      { 
       // Generate next generation. 
       for (int i = x - 1; i <= x + 1; i++) 
       { 
        for (int j = y - 1; j <= y + 1; j++) 
        { 
         if (_generation[i + arrayWidth * j] == 0 || _generation[i + arrayWidth * j] > gen) 
         { 
          _generation[i + arrayWidth * j] = gen + 1; 
         } 
        } 
       } 
      } 
     } 
    } 
} 

這種方法完全適用於簡單的形狀，例如像一個矩形。但我怎麼能做到這一點的橢圓？只要我們有一種在細胞中樓梯的模式，我越來越凌亂結果：

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 
0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 
0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 
0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 0 0 0 0 
0 0 0 2 2 1 1 1 1 2 2 0 0 0 
0 0 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 0 0 
0 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 0 
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 
0 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 0 
0 0 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 0 0 
0 0 0 2 2 1 1 1 1 2 2 0 0 0 
0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 

0 0 0 3 3 3 3 3 3 3 3 0 0 0 
0 0 3 3 2 2 2 2 2 2 3 3 0 0 
0 3 3 2 2 1 1 1 1 2 2 3 3 0 
3 3 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 3 3 
3 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 3 
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 
3 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 3 
3 3 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 3 3 
0 3 3 2 2 1 1 1 1 2 2 3 3 0 
0 0 3 3 2 2 2 2 2 2 3 3 0 0 
0 0 0 3 3 3 3 3 3 3 3 0 0 0 

當應用該算法的橢圓形，輪廓看起來是因爲這個問題（左有點奇怪：算法結果，右：請求的結果）：

這裏的問題是，我不希望有發生每次我有這個「樓梯」的格局，那些2個2 3 3重複的數據塊：

1 0 0 0 0 0 0 1 
0 1 0 0 0 0 1 0 
0 0 1 0 0 1 0 0 
0 0 0 1 1 0 0 0 

我想上面的第二和第三代的計算是這樣的：

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 2 2 2 2 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 2 1 1 1 1 2 0 0 0 0 
0 0 0 2 1 1 1 1 1 1 2 0 0 0 
0 0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 0 
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 
0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 
0 0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 0 
0 0 0 2 1 1 1 1 1 1 2 0 0 0 
0 0 0 0 2 1 1 1 1 2 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 2 2 2 2 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 

0 0 0 0 0 3 3 3 3 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 3 2 2 2 2 2 3 0 0 0 
0 0 0 3 2 1 1 1 1 2 3 0 0 0 
0 0 3 2 1 1 1 1 1 1 2 3 0 0 
0 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 0 
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 
0 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 0 
0 0 3 2 1 1 1 1 1 1 2 3 0 0 
0 0 0 3 2 1 1 1 1 2 3 0 0 0 
0 0 0 3 2 2 2 2 2 2 3 0 0 0 
0 0 0 0 3 3 3 3 3 3 0 0 0 0 

我已經試過許多方法來過濾掉那些重複的單元塊，但我不能找到解決的一個簡單而通用的解決方案問題。

任何想法如何得到中風/輪廓就像我從Photoshop或Paint.NET獲得？

謝謝！

乾杯 P

Answer 1

正確的名稱是dilation，檢查形態學操作。你應該嘗試用circle元素擴展，這會給你所要求的結果。

這裏是一個Matlab代碼，顯示它是如何做：

im = imcircle(70); 
im = padarray(im,[20,20]); 
figure;imshow(im); 
im2 = imdilate(im,strel('disk',8)); 
figure;imshow(im2);