/// <summary>
/// Автоматическое наращивание регионов по значению глубины
/// </summary>
/// <param name="depthMapValues">Значения карт глубины и размер шаблона для каждой карты глубины</param>
/// <param name="depthDeviation">Отклонение глубины</param>
/// <param name="MinRegionSize">Минимальный размер региона (количество шаблонов ,которые помещаются в регион)</param>
/// <param name="writeToFile">Флаг записи результатов в файл</param>
/// <param name="path">Путь (если не задан, то "")</param>
public static List <int[, ]> AutoRegionGrowing(List <ResultsFromRegionGrowing> depthMapValues, double depthDeviation, int minRegionSize, bool writeToFile, string path = "")
{
List <int[, ]> matrixRegions = new List <int[, ]>();
int count = 1; // Счетчик карт глубины
foreach (var depthMapValue in depthMapValues)
{
Stopwatch timer = Stopwatch.StartNew(); // Старт секундомера для диагностики работы алгоритма
Tracer.Info($"\nНаращивание регионов для {count}-й карты глубины...");
List <int> deleteRegions = new List <int>();
// Иницилизация матрицы и изображения с регионами
int[,] regionsMatrix = new int[depthMapValue.DepthMapValue.GetLength(0), depthMapValue.DepthMapValue.GetLength(1)];
Bitmap regionsImage = new Bitmap(depthMapValue.DepthMapValue.GetLength(0), depthMapValue.DepthMapValue.GetLength(1));
Random rnd = new Random(); // Рандом для задания случайного цвета для каждого региона
int regionValue = 1; // Первый регион = 1, затем они увеличиваются на 1
for (int i = 0; i < regionsMatrix.GetLength(0); i += depthMapValue.TemplateSize)
{
for (int j = 0; j < regionsMatrix.GetLength(1); j += depthMapValue.TemplateSize)
{
if (regionsMatrix[i, j] == 0) // Если это не отмеченный регион
{
// Создание уникального региона
RegionUniqueness regionUniqueness = new RegionUniqueness(regionValue, Color.FromArgb(rnd.Next(20, 236), rnd.Next(20, 236), rnd.Next(20, 236)));
// Наращивание региона
GrowRegion(new Point(i, j), depthMapValue.DepthMapValue, depthDeviation, (minRegionSize * (depthMapValue.TemplateSize * depthMapValue.TemplateSize)),
regionUniqueness, ref regionsMatrix, ref regionsImage, ref deleteRegions);
regionValue++; // Следующий регион будет на 1 больше
}
}
}
regionsImage.Save($@"{path}\RG\imageRegion{count + 1}.bmp");
ClearSmallRegions(ref regionsMatrix, ref regionsImage, depthMapValue.TemplateSize, deleteRegions);
matrixRegions.Add(regionsMatrix);
timer.Stop(); // Остановка таймера
Tracer.Info($"Наращивание регионов для {count}-й карты глубины завершено. Это заняло {timer.ElapsedMilliseconds} мс.");
if (writeToFile)
{
string outputMatrixRegion = $@"{path}\RG\matrixRegion{count}.txt"; // Путь к матрицы с отмеченными регионами
Tracer.Info($"Запись {count}-й матрицы с регионами в файл {outputMatrixRegion}...");
FileHelper.WriteMatrix(outputMatrixRegion, regionsMatrix, ' '); // Сохранение матрицы с регионами в файл
string outputImageRegion = $@"{path}\RG\imageRegion{count}.bmp"; // Путь к изображению с отмеченными регионами
Tracer.Info($"Запись {count}-го изображения с регионами в файл {outputImageRegion}...\n");
regionsImage.Save(outputImageRegion); // Сохранение изображения в файл
}
count++; // Увеличение счетчика карт глубины
}
return(matrixRegions);
}
/// <summary>
/// Разрастание области по значению глубины
/// </summary>
/// <param name="point">Точка с потенциальным регионом</param>
/// <param name="depthMapValue">Значение карты глубины</param>
/// <param name="depthDeviation">Отклонение глубины</param>
/// <param name="minRegionSize">Минимальный размер региона</param>
/// <param name="regionUniqueness">Уникальность региона (значение и цвет)</param>
/// <param name="regionsMatrix">Матрица регионов</param>
/// <param name="regionsImage">Изображение регионов</param>
/// <param name="deleteRegions">Регионы, которые нужно будет удалить</param>
private static void GrowRegion(Point point, double[,] depthMapValue, double depthDeviation, int minRegionSize, RegionUniqueness regionUniqueness, ref int[,] regionsMatrix, ref Bitmap regionsImage, ref List <int> deleteRegions)
{
Queue <Point> points = new Queue <Point>(); // Очередь точек (они постояянно добавляются в методе CheckPoint, если это точка региона)
points.Enqueue(point); // Добавление стратовой точки в очередь
regionsMatrix[point.X, point.Y] = regionUniqueness.RegionValue; // Стартовая точка принадлежит к искомому региону
regionsImage.SetPixel(point.X, point.Y, regionUniqueness.ColorValue); // Закрашиваем стартовую точку
double depthValue = depthMapValue[point.X, point.Y]; // Считаем, что значение глубины в точке эталонное
int pixelsInRegion = 0;
double[] parameters = new double[] // Массив параметров для проверки приндлежности точки к искомому региону
{
depthValue - depthDeviation, // Левая граница параметра проверки глубины
depthValue + depthDeviation, // Правая граница параметра проверки глубины
};
while (true) // Цикл закончится тогда, когда закочатся все точки в очереди
{
Point tempPoint;
if (points.Count > 0) // Пока есть точки в очереди
{
tempPoint = points.Dequeue();
}
else // Иначе выход из цикла
{
break;
}
if (tempPoint.X > 0) // Тогда проверяем точку слева от центра
{
CheckPoint(new Point(tempPoint.X - 1, tempPoint.Y), parameters, points, depthMapValue, regionsMatrix, regionsImage, regionUniqueness, ref pixelsInRegion);
}
if (tempPoint.X > 0 && tempPoint.Y > 0) // Тогда проверяем точку слева сверху от центра
{
CheckPoint(new Point(tempPoint.X - 1, tempPoint.Y - 1), parameters, points, depthMapValue, regionsMatrix, regionsImage, regionUniqueness, ref pixelsInRegion);
}
if (tempPoint.Y > 0) // Тогда проверяем точку сверху от центра
{
CheckPoint(new Point(tempPoint.X, tempPoint.Y - 1), parameters, points, depthMapValue, regionsMatrix, regionsImage, regionUniqueness, ref pixelsInRegion);
}
if (tempPoint.X < depthMapValue.GetLength(0) - 1 && tempPoint.Y > 0) // Тогда проверяем точку справа сверху от центра
{
CheckPoint(new Point(tempPoint.X + 1, tempPoint.Y - 1), parameters, points, depthMapValue, regionsMatrix, regionsImage, regionUniqueness, ref pixelsInRegion);
}
if (tempPoint.X < depthMapValue.GetLength(0) - 1) // Тогда проверяем точку справа от центра
{
CheckPoint(new Point(tempPoint.X + 1, tempPoint.Y), parameters, points, depthMapValue, regionsMatrix, regionsImage, regionUniqueness, ref pixelsInRegion);
}
if (tempPoint.X < depthMapValue.GetLength(0) - 1 && tempPoint.Y < depthMapValue.GetLength(1) - 1) // Тогда проверяем точку справа снизу от центра
{
CheckPoint(new Point(tempPoint.X + 1, tempPoint.Y + 1), parameters, points, depthMapValue, regionsMatrix, regionsImage, regionUniqueness, ref pixelsInRegion);
}
if (tempPoint.Y < depthMapValue.GetLength(1) - 1) // Тогда проверяем точку снизу от центра
{
CheckPoint(new Point(tempPoint.X, tempPoint.Y + 1), parameters, points, depthMapValue, regionsMatrix, regionsImage, regionUniqueness, ref pixelsInRegion);
}
if (tempPoint.X > 0 && tempPoint.Y < depthMapValue.GetLength(1) - 1) // тогда проверяем точку слева снизу от центра
{
CheckPoint(new Point(tempPoint.X - 1, tempPoint.Y + 1), parameters, points, depthMapValue, regionsMatrix, regionsImage, regionUniqueness, ref pixelsInRegion);
}
}
if (pixelsInRegion < minRegionSize)
{
deleteRegions.Add(regionUniqueness.RegionValue); // Добавление региона
}
}
/// <summary>
/// Проверка точки на принадлежность к искомому региону
/// </summary>
/// <param name="point">Точка, которую необходимо проверить</param>
/// <param name="parameters">Параметры для проверки</param>
/// <param name="points">Очередь точек (если точка удовлетворяет условию, то добавить её в эту очередь)</param>
/// <param name="depthValues">Значения глубины</param>
/// <param name="regionsMatrix">Матрица, в которой будет выделяться регион</param>
/// <param name="regionsImage">Изображение регионов</param>
/// <param name="regionUniqueness">Уникальность региона (цвет и номер)</param>
/// <param name="pixelsInRegion">Пикселей в регионе</param>
private static void CheckPoint(Point point, double[] parameters, Queue <Point> points, double[,] depthValues, int[,] regionsMatrix, Bitmap regionsImage, RegionUniqueness regionUniqueness, ref int pixelsInRegion)
{
if (regionsMatrix[point.X, point.Y] != 0)
{
return; // Если точка помечена, то выйти из метода
}
if (depthValues[point.X, point.Y] >= parameters[0] && depthValues[point.X, point.Y] <= parameters[1]) // Если глубина в точке удовлетворяют условию, то это искомый регион
{
pixelsInRegion += 1; // Счетчик пикселей для этого региона
regionsMatrix[point.X, point.Y] = regionUniqueness.RegionValue; // Присваиваем точке номер региона
regionsImage.SetPixel(point.X, point.Y, regionUniqueness.ColorValue); // Рисуем пиксель, принадлежащий этому региону с уникальным цветом
points.Enqueue(new Point(point.X, point.Y)); // Добавление точки в очередь, чтобы из неё строились новые точки и регионы продалжали расти
}
else
{
regionsMatrix[point.X, point.Y] = 0; // Иначе это не наш регион
}
}