Модификация процедуры распрямления объектов бинарных растровых изображений на основе оси криволинейной симметрии для многоконтурных фигур

В работе предложена модификация процедуры распрямления многоконтурных фигур бинарных растровых изображений на основе оси криволинейной симметрии. Данная модификация учитывает внешний и внутренние контуры анализируемой фигуры при ее разделении на части для последующего распрямления. Каждая часть фигуры соответствует своему фрагменту оси криволинейной симметрии, представляющей собой набор сочлененных отрезков. Для каждой части составляется маска, содержащая точки внешнего контура и внутренних контуров, входящих в нее. Каждая точка любого контура из полученной маски преобразуется – поворачивается и смещается относительно соответствующего фрагмента оси криволинейной симметрии. Для отображения преобразованных контуров учитывается их иерархия, представляющая собой структуру дерева. Цвет закрашивания контура меняется поочередно в зависимости от глубины его вложенности в дереве иерархии. Экспериментальные исследования предложенной модификации продемонстрировали возможность распрямлять фигуры с произвольным количеством внутренних контуров разных форм и разного уровня вложенности. Сравнение площадей преобразованных фигур относительно исходных показало уменьшение количества искажений при распрямлении. Предложенный метод позволяет устранить ограничение на использование жадного алгоритма поиска оси криволинейной симметрии только для объектов без внутренних контуров.

1. Liu J., Liu Y. Curved reflection symmetry detection with self-validation. In: Computer Vision – ACCV 2010: 10th Asian Conference on Computer Vision: Revised Selected Papers: Part IV, 08–12 November 2010, Queenstown, New Zealand. Berlin, Heidelberg: Springer; 2011. P. 102–114. https://doi.org/10.1007/978-3-642-19282-1_9

2. Huang J., Stoter J., Nan L. Symmetrization of 2D Polygonal Shapes Using Mixed-Integer Programming. Computer-Aided Design. 2023;163. https://doi.org/10.1016/j.cad.2023.103572

3. Lee S., Liu Y. Curved glide-reflection symmetry detection. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. 2012;34(2):266–278. https://doi.org/10.1109/TPAMI.2011.118

4. Teo Ch.L., Fermüller C., Aloimonos Y. Detection and segmentation of 2D curved reflection symmetric structures. In: 2015 IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV), 07–13 December 2015, Santiago, Chile. IEEE; 2015. P. 1644–1652. https://doi.org/10.1109/ICCV.2015.192

5. Quan L., Zhang Y., Tang K. Curved reflection symmetric axes on free-form surfaces and their extraction. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering. 2018;15(1):111–126. https://doi.org/10.1109/TASE.2016.2595589

6. Peng H., Long F., Liu X., Kim S.K., Myers E.W. Straightening Caenorhabditis elegans images. Bioinformatics. 2008;24(2):234–242. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btm569

7. Alharbi Sh.S., Willcocks Ch.G., Jackson Ph.T.G., Alhasson H.F., Obara B. Sequential graph-based extraction of curvilinear structures. Signal, Image and Video Processing. 2019;13(5):941–949. https://doi.org/10.1007/s11760-019-01431-6

8. Seredin O., Liakhov D., Lomov N., Kushnir O., Kopylov A. Greedy Algorithm for Fast Finding Curvilinear Symmetry of Binary Raster Images. In: Analysis of Images, Social Networks and Texts: 11th International Conference (AIST 2023), 28–30 September 2023, Yerevan, Armenia. Cham: Springer; 2024. P. 241–251. https://doi.org/10.1007/978-3-031-54534-4_17

9. Jaccard P. Étude comparative de la distribution florale dans une portion des Alpes et du Jura. Bulletin de la Société Vaudoise des Sciences Naturelles. 1901;37:547–579.

10. Lomov N., Seredin O. Dynamic programming for curved reflection symmetry detection in segmented images. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 2023;XLVIII-2/W3-2023:157–163. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLVIII-2-W3-2023-157-2023

11. Bresenham J.E. Algorithm for computer control of a digital plotter. In: Seminal graphics: pioneering efforts that shaped the field. New York: ACM SIGGRAPH; 1998. P. 1–6.