matlab8方向边界链码

边界链码是用于表示图像边界的一种方法，8方向边界链码指的是使用8个方向（上、下、左、右、左上、右上、左下、右下）来描述边界的链码。

在MATLAB中，可以使用bwboundaries函数来获取二值图像的边界坐标，并使用bwtraceboundary函数来计算8方向边界链码。具体步骤如下：

1. 读取二值图像并使用bwboundaries获取边界坐标。

I = imread('binary_image.png');
[B,L] = bwboundaries(I,'noholes');

2. 对每个边界坐标使用bwtraceboundary计算8方向边界链码。

boundary = B{1}; % 获取第一个边界坐标
dir = [0 1; -1 1; -1 0; -1 -1; 0 -1; 1 -1; 1 0; 1 1]; % 定义8个方向
code = zeros(size(boundary,1),1); % 初始化链码
for i = 2:size(boundary,1)
    delta = boundary(i,:) - boundary(i-1,:); % 计算当前点与前一个点的差值
    [~,idx] = ismember(delta,dir,'rows'); % 查找差值在哪个方向
    code(i) = mod(idx-1,8); % 将方向编号转换为0~7
end

计算完毕后，code变量保存的就是8方向边界链码。注意，链码的起点可以是任意一个边界点，但通常选择最左上角的点作为起点。

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matlab轮廓提取链码

### MATLAB 中使用链码进行轮廓提取

在MATLAB中，链码是一种有效的方法来表示和分析图像中的对象边界。这种方法不仅能够简化边界的表达方式，还能进一步用于计算诸如周长和面积这样的几何属性。

#### 链码的工作原理

链码通过追踪目标区域边缘像素之间的相对位置变化来进行编码[^1]。对于每一个新的边缘像素，记录下相对于前一个像素的方向改变量作为链码的一部分。这种编码方案使得即使是非常复杂的形状也能被简洁地描述出来。

#### 实现过程概述

为了实现这一功能，在MATLAB环境中通常会经历以下几个阶段：

- **预处理**：读取输入图片并转换成二值化形式以便更容易识别前景与背景；
- **边缘检测**：应用Canny或其他类型的边缘探测算子找出物体的外缘；
- **起点选取**：找到一条闭合路径上的任意一点作为起始点；
- **方向遍历**：按照顺时针或逆时针顺序沿边界移动，同时记录每次转向的角度差形成最终的链码序列；

下面给出一段具体的MATLAB代码示例，展示了如何完成上述流程：

% 读入灰度图并转为二值图
I = imread('example.png');
BW = imbinarize(rgb2gray(I));

% 应用 Canny 边缘检测获取边界信息
edges = edge(BW, 'Canny');

% 查找连通分量（即寻找封闭曲线）
CC = bwconncomp(edges);
stats = regionprops(CC,'Area','Perimeter','PixelIdxList');

% 对于每个连通域绘制其对应的链码轨迹
figure;
imshow(label2rgb(CC.LabelMatrix));
hold on;

for i=1:length(stats)
    % 获取当前连通区的所有像素坐标
    pixels = CC.PixelIdxList{i};
    
    % 将线性索引转化为二维坐标
    [rows, cols] = ind2sub(size(edges),pixels);

    % 初始化第一个点的位置以及前进方向
    pos = [cols(1); rows(1)];
    dir = randi([0,7],1); 

    chainCode = [];
    while true
        newPos = nextPosition(pos,dir);
        
        if ~ismember(newPos,pixels) || isequal(newPos,pos(:,end))
            break; 
        end
        
        chainCode(end+1)=mod(dir,8)+1;
        pos(:,end+1)=newPos;
        [~,dir]=max(sum(bsxfun(@eq,[pos(:,end)-newPos]',[-1,-1;-1,0;-1,1;...
             0,-1;0,1;1,-1;1,0;1,1]),2)); %#ok<BSXFUN>
    end
    
    plot(pos(1,:),pos(2,:),'r.-'); % 绘制链码路径
end

function p = nextPosition(current,direction)
switch direction
case {0}
    p=[current(1)+1,current(2)];
case {1}
    p=[current(1)+1,current(2)+1];
case {2}
    p=[current(1),current(2)+1];
case {3}
    p=[current(1)-1,current(2)+1];
case {4}
    p=[current(1)-1,current(2)];
case {5}
    p=[current(1)-1,current(2)-1];
case {6}
    p=[current(1),current(2)-1];
case {7}
    p=[current(1)+1,current(2)-1];
otherwise
    error('Invalid Direction')
end
end

这段程序首先加载了一张名为`example.png`的测试图像，并对其进行了必要的预处理操作。接着运用了经典的Canny边缘检测算法得到初步的结果。最后部分则是核心逻辑——构建了一个循环结构用来逐步探索整个边界直至回到出发点为止，期间不断更新当前位置及其对应的方向编号构成完整的链码串列。