提取具有指定宽高比的子图像

Extracting subimage with a specified aspect ratio

本文关键字：高比 图像 提取      更新时间：2023-10-16

我需要从图像中提取一个对象。我知道对象在图像中的位置，即对象所在的区域:该区域以一对坐标[xmin, ymin]和[xmax, ymax]提供。

我想修改这个区域的坐标(从而以适当的方式增加高度和宽度)，以便提取具有指定宽高比的子图像。因此，我们有以下约束:

  1. 为避免切割对象不正确，区域的宽度和高度不得减小;
  2. 边界检查:区域大小的调整必须确保新坐标在图像内;
  3. 子图像的宽度/高度比例应该近似等于指定的长宽比。

如何解决这个问题?

UPDATE:一个可能的解决方案

我的问题的解决方案主要是Mark在这个答案中提出的算法。该算法的结果是一个比原始区域更宽或更高的新区域，并且能够在不移动原始区域中心的情况下获得非常接近指定的新长宽比(如果可行，则取决于该区域在原始图像中的位置)。该算法得到的区域可以通过以下算法进一步处理，以使宽高比更接近指定值。

for left=0:(xmin-1),                      // it tries all possible combinations
    for right=0:(imgWidth-xmax),          // of increments of the region size
        for top=0:(ymin-1),               // along the four directions
            for bottom=0:(imgHeight-ymax),
                x1 = xmin - left;
                x2 = xmax + right;
                y1 = ymin - top;
                y2 = ymax + bottom;
                newRatio = (x2 - x1) / (y2 - y1);
                if (newRatio == ratio)
                    rect = [x1 y1 x2 y2];
                    return;
                end
            end
        end
    end
end

例子… 976行1239列的图片;一个初始区域[xmin ymin xmax ymax] = [570 174 959 957].

第一个算法(主处理)。

  • 输入:初始区域和图像大小。
  • 输出:产生新的区域r1 = [568 174 960 957]，宽度= 392，高度= 783，所以宽高比等于0.5006。

第二个算法(后处理)。

  • 输入:区域r1.
  • 输出:新区域r2 = [568 174 960 958]，宽度= 392，高度= 784，所以宽高比等于0.5。
obj_width = xmax - xmin
obj_height = ymax - ymin
if (obj_width / obj_height > ratio)
{
    height_adjustment = ((obj_width / ratio) - (ymax - ymin)) / 2;
    ymin -= height_adjustment;
    ymax += height_adjustment;
    if (ymin < 0)
    {
        ymax -= ymin;
        ymin = 0;
    }
    if (ymax >= image_height)
        ymax = image_height - 1;
}
else if (obj_width / obj_height < ratio)
{
    width_adjustment = ((obj_height * ratio) - (xmax - xmin)) / 2;
    xmin -= width_adjustment;
    xmax += width_adjustment;
    if (xmin < 0)
    {
        xmax -= xmin;
        xmin = 0;
    }
    if (xmax >= image_width)
        xmax = image_width - 1;
}

让我们从你的区域开始:一个w x h以点p为中心的矩形。您希望扩展此区域，使其具有宽高比r。这个想法是扩展宽度或高度:

  1. (微不足道的情况下)如果 w h / = = r ,然后返回。
  2. 计算 w h ' = x r 。
    • 如果w'> w，则生成的区域宽度w'，高度h，中心p。
    • 否则，生成的区域宽度w，高度h' = w/r，中心p。
  3. 移动中心p以跟随图像的边缘，如果它必须被剪切，例如，如果生成区域的左上角点在图像的外面:让u =生成区域的左上角点，并且d = (min(u.x，0)， min(u.y，0))。那么，最终的中心将是p' = p - d。该区域的右下方也类似。
  4. 将生成的区域剪辑到图像。
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