2値化された画像の線​状物体長さの推定方法​に関しまして

2値化された画像の線状物体の長さを推定する方法について質問があります。画像は射影変換が適用されており、実際の物体長さとピクセル単位長さ[mm / px]は既知です。問題は形状によって推定誤差（30〜40mm）が生じる点です。 アドバイスお願い致します。

%% Searching endpoints
% input image_size :350×540(logical)
idx_skel = Image;%      idx_skel : image applied bwskel
endpoints = zeros(2,2);
for i = 2:349
       for j = 2:539
            l_sum = idx_skel(i-1,j-1) + idx_skel(i-1,j) +  idx_skel(i-1,j+1) +  idx_skel(i,j-1) +  idx_skel(i,j+1) +  idx_skel(i+1,j-1) + idx_skel(i+1,j) + idx_skel(i+1,j+1);
                if idx_skel(i,j) == 1 && l_sum == 1 && endpoints(1,1) == 0
                    endpoints(1,1) = i;
                    endpoints(1,2) = j;
                         elseif idx_skel(i,j) == 1 &&  l_sum == 1 && endpoints(1,1) ~= 0
                                endpoints(2,1) = i;
                                endpoints(2,2) = j;
                end
       end
end

%%  Calculating total length 
x_px =2;%         unit-length of columns [mm/px]
y_px =2;%         unit-length of rows [mm/px]

num_cols = abs(endpoints(1,2)-endpoints(2,2)) +1;
one = zeros(num_cols,2);
for i = 1:num_cols
    one(i,1) = endpoints(1,2) + (i-1);
end

for i = endpoints(1,2):endpoints(2,2)%      find '1' index every column
    K = find(idx_skel(:,i),1);
    one(i +1 - endpoints(1,2),2) = K;
end

L =0;
for i = 1:num_cols-1
    L_sum = sqrt(((one(i+1,1) - one(i,1))*x_px).^2 + ((one(i+1,2) - one(i,2))*y_px).^2);%       approximate to staraight line
    L = L + L_sum;%     L : total length
end

Answer 1

[Shunichi Kusano]

こんにちは。

関数を使って次のようにやってみました。

3つの画像で線の長さは本当は一緒なんでしょうか。

それぞれ試してみたところ次のようになりました（単位:px）。

image1 - 396.6792

image2 - 394.6420

image3 - 395.8294

function length = lineLength(image)
    % 白画素の位置を取得
    stats = regionprops(image, "PixelList");
    p = [stats.PixelList];
    % 各画素の座標値がサンプリング点座標である
    % これは離散値（整数）なのでそのまま点間の距離を測ると実際より長くなる。なので移動平均を使って滑らか（実数）にする
    p_smooth = movmean(p, 5, 1);
    % 各点間の距離を出す
    distances = sqrt(diff(p_smooth(:,1)).^2 + diff(p_smooth(:,2)).^2);
    % 足し合わせて線の長さの近似値を得る
    length = sum(distances);
end

ちなみにbwmorphという関数の中でendpointをとってくることが出来ますし、find関数でもfor文の中でやられているようなことは高速にできるかと思います。いろいろな関数があるのでうまく使って楽しちゃってください。

[Wired_Arms]

Shunichi Kusano 様

回答ありがとうございます。移動平均の使用がキーポイントだったのですね。

線の長さに関しまして、撮影した物体は同一ですので細線化もしくは射影変換の際に生じた誤差だと考えております。