MATLAB可视化手动抠图

by HPC_ZY

在做图像处理的时，常常需要对目标（感兴趣区域）进行分割，有时需要人工提取目标（抠图）。通过提供坐标范围进行提取，不够直观且难以一次成功。所以实现了一个简易的、可视化的、手动取点的抠图代码，分享给大家。
效果图如下：

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第一步：手动选点

核心函数： [x, y, button] = ginput(N)，用于获取鼠标所在坐标。其中，
x,y为鼠标坐标；
button为键位，返回值为1（左键），2（滚轮），3（右键）；
N为记录点击的次数。

• 准备工作
  显示图像，并初始化数组。

[M,N,D]=size(im);
figure
imshow(im)
k=0;
p=[];

• 手动选点
  由于选取点数不确定，不能预设N值。所以通过数据按键来判断是否继续。

hold on
while 1
    [x,y,flag]=ginput(1);
    if flag==1
        k=k+1;
        p(k,1:2)=round([y,x]); % 交换，取整保存
        plot(x,y,'b.','MarkerSize',20) % 标记
   else
        break
    end
end
hold off

为了使当前选取范围更直观，可连接各选取点。修改后如下：

hold on
while 1
    [x,y,flag]=ginput(1);
    if flag==1
        k=k+1;
        p(k,1:2)=round([y,x]); % 交换，取整保存
        plot(x,y,'b.','MarkerSize',20) % 标记
        if k>1
           line([p(k-1,2),p(k,2)],[p(k-1,1),p(k,1)],'LineWidth',2) 
        end
    else
        line([p(1,2),p(k,2)],[p(1,1),p(k,1)],'LineWidth',2) 
        break
    end
end
hold off

注意：由于图像像素坐标索引与xy坐标系相反，所以要交换位置。

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第二步：生成蒙板

主要方法：按序连接所有点形成封闭图形，并进行填充生成蒙板。

• 编写脚本函数，实现连线功能
  核心原理：根据公式y-y0=k(x-x0)，可计算线段表达式，从而通过取整确定线段覆盖的像素位置。详细计算过程不再赘述，实现如下：

% 其中 p0,p1为两个点的坐标，a为蒙板
function a=pixelcontect(a,p0,p1)

a(p0(1),p0(2))=1;
a(p1(1),p1(2))=1;
dis=p1-p0;
gap=((-1).^double(dis<0));
absdis=abs(dis);
more=max(absdis);
less=min(absdis);

if absdis(1)>=absdis(2)
    dir1=[gap(1),0];
    dir2=[0,gap(2)];
else
    dir2=[gap(1),0];
    dir1=[0,gap(2)];
end

lmp=less/more;
i=0;j=0;
while i<more
    p0=p0+dir1;
    a(p0(1),p0(2))=1;
    i=i+1;
 if i<more
        p1=p1-dir1;
        a(p1(1),p1(2))=1;
        i=i+1;
    end
 if j/i<lmp
        if j<less
            p0=p0+dir2;
            a(p0(1),p0(2))=1;
            j=j+1;
        end
        if j<less
           p1=p1-dir2;
            a(p1(1),p1(2))=1;
            j=j+1;
        end
    end
end

end % 函数结束

• 循环调用，完成全点连接
  初始化蒙板，循环调用标记区域轮廓。

mask=zeros(M,N);
for i=1:k
    if i<k
        mask=pixelcontect(mask,p(i,:),p(i+1,:)); % 依次连接所有点
    else
        mask=pixelcontect(mask,p(i,:),p(1,:)); % 末尾与起点相连
    end
end

• 填充模板

mask=imfill(mask,'hole');

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第三步：提取目标

out=mask.*im; 

注意：此处默认图像为double类型，可根据自己实际类型调整上述代码，否则报错-矩阵类型不一致。

若处理彩色图像，可加入以下代码

if D>1 
   mask=cat(3,mask,mask,mask); 
end

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最后

我们可以获得
1 p —— 标记点的坐标
2 mask —— 蒙板
3 out —— 目标图像

最后附上完整代码（简易版）

%% 主函数
function [out,mask,p]=manseg(im)
% 准备工作
[M,N,D]=size(im);
figure
imshow(im)
k=0;
p=[];

% 手动选点
hold on
while 1
    [x,y,flag]=ginput(1);
    if flag==1
        k=k+1;
        plot(x,y,'b.','MarkerSize',20)
        p(k,1:2)=round([y,x]);
        if k>1
           line([p(k-1,2),p(k,2)],[p(k-1,1),p(k,1)],'LineWidth',2) 
        end
    else
        line([p(1,2),p(k,2)],[p(1,1),p(k,1)],'LineWidth',2) 
        break
    end
end
hold off

% 生成蒙板
mask=zeros(M,N);
for i=1:k
    if i<k
        mask=pixelcontect(mask,p(i,:),p(i+1,:));
    else
        mask=pixelcontect(mask,p(i,:),p(1,:));
    end
end
mask=imfill(mask,'hole');

if D>1
   mask=cat(3,mask,mask,mask); 
end

% 提取目标
out=mask.*im; % 注意：由于mask类型是double，所以用户输入的im也改成double，否则报错类型不匹配。

end

%% 子函数
function a=pixelcontect(a,p0,p1)
% ---------详见上文
end

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补充

很多选手提出第44行代码报错的问题，调用的时候进行如下操作即可

im = double(im); % 假设im是你要处理的图片,且类型为uint8
[out,mask,p]=manseg(im);
out = uint8(out); % 转回uint8

因为我在处理图像之前喜欢归一化（im2double()），所以就不存在这些问题.

由于不少网友在使用中遇到问题，现将测试代码上传
https://download.csdn.net/download/xsz591541060/11151459