Algoritmo para dibujar un contorno o trazo alrededor de cualquier imagen transparente alfa

Question

No estoy seguro de si hay algún nombre para este algoritmo que estoy desarrollando en este momento: "algoritmo de vecindad creciente" suena como un nombre apropiado. Entonces, ¿cuál es mi problema?

Me gustaría dibujar un trazo alrededor de una imagen transparente alfa para delinearlo. El tamaño del trazo debe ser definible por el usuario.

Tengo una matriz llena de ceros y unos, considere cada elemento de la matriz como una celda en Game of Life. Un elemento con 0 está vacío (píxel transparente), un elemento con 1 es una celda de primera generación (píxel no transparente), el número de generaciones se define por el tamaño del trazo circundante.

Este ejemplo representa un rectángulo rodeado de valores alfa:

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 

Entonces me gustaría dejar que los crecen una nueva generación rodeando cada generación 0 Moore vecino. Es la segunda generación (golpe con 1px) - por lo tanto la matriz se ocupa de crecimiento de la siguiente manera:

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 

3ª y 4ª generación (golpe con 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 

Hasta aquí todo bien. Estoy lograr esta tarea sencilla por el siguiente fragmento de código:

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; 
         } 
        } 
       } 
      } 
     } 
    } 
} 

Este enfoque funciona perfectamente para formas simples, como un rectángulo, por ejemplo. Pero, ¿cómo puedo hacer esto para una elipse? Tan pronto como tenemos una especie de patrón de escalera en las células, que estoy obteniendo resultados desordenados:

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 

Al aplicar este algoritmo a una elipse, el esquema se ve un poco raro, porque de este problema (izquierda: resultado algoritmo , a la derecha: resultado solicitado):

El problema aquí es que no quiero tener esos 2 2 y 3 3 bloques duplicados que se producen cada vez que tengo esta "escalera" patrón:

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 

Quiero que la 2ª y 3ª generación cálculos anteriores se ven así:

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 

He intentado numerosos métodos para filtrar los bloques de celdas duplicadas, pero no puedo encontrar una solución fácil y genérico para la solución del problema.

¿Alguna idea sobre cómo obtener un trazo/contorno como el que obtengo de Photoshop o Paint.NET?

Gracias!

Saludos P

Answer 1

El nombre propio es dilation, visita operaciones morfológicas. Debes probar la dilatación con el elemento círculo, esto te dará el resultado solicitado.

Aquí es un código de Matlab que muestra cómo se hace:

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