matlab從曲線圖提取資料

摘要： 同學用 肉體 一頓飯讓我幫他做下這個DDL 樣圖是一張非常扭曲的三虛線圖 他甚至想OCR識別x軸y軸座標單位 上谷歌查了查，對於曲線圖提取資料基本上是手動在曲線上取幾個點，然後由這個幾個點開始遍歷領域點，判斷領域點是否是黑色，然後再遍...

同學用

肉體

一頓飯讓我幫他做下這個DDL

樣圖是一張非常扭曲的三虛線圖

他甚至想OCR識別x軸y軸座標單位

• 上谷歌查了查，對於曲線圖提取資料基本上是手動在曲線上取幾個點，然後由這個幾個點開始遍歷領域點，判斷領域點是否是黑色，然後再遍歷這個黑色點的領域，最終找出一條最長的線便是曲線，一種類似曲線擬合的做法？
• 知乎專欄 提供了一種思路，先把曲線圖上無關資訊去掉，然後提取最大的連通區域，就是所需要的 實線 ，只可惜樣例圖要做的是 虛線 。
  第一種方法是同學AA想要的， 不過英國人嘛 ，只告訴他要這樣做，並沒有告訴他基本思想，所以我們基於第二種方法拓展嘗試一下。

清洗影象

提取真實區域

想要的真實區域就是下圖中使用紅框標出的區域

法1

一開始的想法是先在圖片的(end*0.8:end-10,)區域中霍夫變換識別出下邊框，然後取下邊框的(,1:10)部分識別左邊框，取左邊框的最上端座標和下邊框的最右端座標，作為分割影象的基準，真實區域就分割出來了。

• 提取下邊框很順利
  
• 提取左邊框不是很順利
  
• 提取右邊框也不是很順利
  
• 提取上邊框很順利
  雖然和計劃的有所偏差，但通過上邊框的最左端座標和下邊框的最右段座標，作為分割影象的基準，得到的真實影象理論上是相同的。

法2

再次清洗影象

為了方便起見，下文中“圖”、“影象”指的是上一步中得到的真實影象，而不是原始影象。

對於得到的影象，仍然存在邊框、刻度線、右下角標識區域等無關資訊。

• 邊框可以直接通過上一步法1中得到的邊框座標陣列去掉。
• 刻度線以左邊框的刻度線為例，遍歷影象(,1:5)範圍內，若該點是黑點，則從該點開始，向右尋找最大的直線區域，去除。
  樣例圖中存在曲線與刻度線相交的情況，我採用的方法是對於該點，如果24領域中的黑點總數大於一個閾值，則認為該點是曲線上的點，保留。
• 右下角標識區域直接找取聯通區域，如果該連通區域的大小大於閾值，認為是標識區域，去除。
  得到的結果影象，邊界存在問題，有待改進：
  

分離曲線

三條曲線都不是實線，沒法通過找最大聯通區域的方法逐個分離，但因為不同曲線中實線部分的長度是不一樣的，所以可以貪心一下，從第1列開始，以某個閾值add_len為步長，找最大連通區域，再進行拼接，以圖中最上面一條曲線為例：

• 首先取影象(:,1:10)區域中的最大聯通區域，或者取3個聯通區域，認為聯通區域在列上的座標極小值為其高度值，高度值越小則越高，最高者則為想要取得最上面一條曲線。
  
• 然後取得該聯通區域中最右端的點n1(x,y)，再取(:,y+1:y+add_len)中的n個聯通區域，對於每個聯通區域，找出其最左端的點n2(x1,y1)，求n1與n2之間的歐式距離，認為歐式距離最短的就是該曲線在(:,y+1:y+add_len)的部分，然後重複該步，直到y值無限接近於影象最右端。
• 對於上一步也有不同的做法，取得該聯通區域中最右端的點n1(x,y)，在從i=1開始迴圈，取(:,y+1:y+add_len)中的i個最大聯通區域，對於第i個區域，他的面積總是第i大的，找出其最左端的點n2(x1,y1)，求n1與n2之間的歐式距離，若歐式距離小於某個閾值，則認為該聯通區域是該曲線在(:,y+1:y+add_len)的部分，然後重複該步，直到y值無限接近於影象最右端。
  過程如圖：
  兩種做法進行比較，得出的曲線基本相同。
  取得最上端曲線a如圖所示：
  然後將該曲線在圖中去除，再重複之前的做法，取得第二條曲線b。對於第二條曲線，add_len需要改小，歐式距離的閾值需要改大。
  將第二條曲線去除，得到第三條曲線c
  可以看出第三條曲線的影象存在噪點，可以用一個區域對噪點清洗，得到第三條曲線c
  

匯出資料

將a,b,c的座標值與影象的size相除，再乘上單位，即可得到資料。