Python 自适应扫描线填充以检测离散对象

我试图在Python中检测颜色足够接近的连续区域。我独立地偶然发现了8路递归泛光填充算法（当发现的RGB颜色和所需RGB颜色之间的欧几里德距离超过阈值时终止），该算法在小规模下效果很好，但会在200万像素图像上导致堆栈溢出

堆栈溢出和维基百科点到扫描线填充作为答案，但我发现的每一个解释都是在C++中或关于填充具有已知顶点的多边形。有人能给我一个很好的伪代码来解释类似于递归洪水填充的情况吗

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由于缺乏正式的数学知识（我在上高中），我在研究图像分割方面遇到了困难。如果对K-Means或类似的东西有一个简单的英语解释，那也太好了。OpenCV看起来很有希望，但看起来我得到的只是一个彩色的扁平图像；我所关心的是对象x，y处的像素列表。

扫描线整体填充的思想如下

您将获得初始点（种子）（x，y）

尽可能向左移动，直到像素（x-1，y）不被填充或达到x=0为止

到达的x将是扫描线的起点；保持两个标志“查找上方洞穴”和“查找下方洞穴”，这两个标志都初始化为true

这是扫描线循环的开始。检查上面的像素（x，y-1），如果要填充，现在考虑到上面看标志和像素，有4种情况：

• 如果“向上看”为真，并且要填充像素，则发现一个“新洞穴”，将（x，y-1）存储在“待办事项列表”中，并将“向上看”标记为假
• 如果“上面看”为假，并且像素不需要填充，则当前洞穴已完成，您需要寻找另一个洞穴，因此只需将“上面看”标记为真
• 在其他情况下（上面看是真的，像素不被填充，或者上面看是假的，像素被填充），你们什么也不做

使用“look Down”（向下看）标志和像素颜色（x，y+1）重复相同的推理

绘制像素（x，y）并移动到（x+1，y），从（5）开始重复，除非移动到的像素不会被绘制

如果“待办事项列表”中有任何内容，请将其挑选出来，并使用在待办事项列表中找到的坐标（x，y）返回（1）

这是用于4连接洪水填充的版本。对于8连接填充，启动扫描线时，还需要检查（x-1，y-1）和（x-1，y+1）处的洞穴，并且需要检查扫描线末端的洞穴（x+1，y-1）和（x+1，y+1）（如果相应的标志为真）

在扫描线上移动时，您要做的是将图片中的绿点添加到您的待办事项列表中：

请注意，种子的数量不会是“最小的”（例如，示例中的前两个“以上种子”将在同一个洞穴中结束，因此实际上只需要其中一个）。不过，存储它们所需的堆栈量通常比逐像素递归方法所需的堆栈量小得多

限制所需内存量的另一种可能方法是使用边界绘制算法：

将初始种子（x，y）放入

current\u active

列表并绘制它

将下一个激活的

列表初始化为空

对于

current\u active

列表中的每个像素，检查需要绘制的相邻像素：当您找到一个像素时，将其绘制并添加到

next\u active

列表中

完成后，将

current\u active

列表设置为

next\u active

列表，并从2开始重复，除非列表为空

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您可以在中看到这两种算法的示例。

Wow！谢谢你提供的信息。扫描线现在终于有意义了。实际上，我对“前沿”算法更感兴趣，它似乎是我所做的迭代等价物。为什么Python很容易处理30000多个项目列表，但当我尝试递归深度超过10000时失败了？我实际上使用了您的“frontier”方法，因为它似乎最接近原始想法，而且速度非常快。仍然有趣的是，为什么它比递归方法快得多，尽管…@jacobbaer:CPython不处理无限递归，因为它依赖于解释器中的C堆栈，并且C堆栈上的限制有时非常低。您可以使用

sys.setrecursionlimit

提高python限制，但是如果将其设置得太高，您只会使python本身崩溃，而不会得到异常。还要注意，Python不处理尾部调用优化，纯函数式编程视图也没有得到真正认可。递归当然可以，但深度递归（例如使用递归遍历链表）是个坏主意。@6502如何检查您是否已经归档了一行，这样您就不会多次上下检查像素，或者检查多个像素是不可避免的。填充扫描线时，您会看到“上方”（即y-1）每次你看到一个新的光圈，你都会放置一个种子，但只有一个，直到你看到天花板再次关闭。假设向上看，你看到

1100001111100011111011111

你只需要在第三、第十二和第二十位置放置一个种子。当然，可能不需要放置种子，因为多个孔可能是同一个洞穴的一部分，但如果不进行全局搜索，您将无法知道。