光栅路径跟踪算法答案

【问题标题】：Raster path following algorithms光栅路径跟踪算法
【发布时间】：2010-12-03 20:58:21
【问题描述】：

我有一个类似于下图的栅格值（白色是高值，黑色背景值为零）。

我正在尝试编写某种路径跟踪代码，从其中一行的末尾开始并跟踪到另一端，通过可能的最高值（即，选择的像素越白在这条线上更好）但仍然到达另一端。

我已经为此苦苦挣扎了一段时间，似乎无法得到任何我尝试工作的东西。所以我想知道，是否已经针对此类问题开发了通用算法？我做了很多搜索，但大多数路径算法似乎都设计用于矢量/网络，而不是像这样的栅格网格。

有什么想法吗？

【问题讨论】：

这是一个经典的成本距离问题，已经为栅格数据开发了很多次。例如，在 R 中，您可以使用 gdistance 包。
谢谢@RobertH - 这看起来像一个有用的包。我仍在苦苦挣扎的一点是，当我不一定知道线条的起点和终点在哪里时如何做到这一点：也就是说，我也必须识别线条的终点！如果您对此有任何想法，请告诉我。
可能是这样，假设白色是大于 250 的值：r <- raster('file'); start <- which(r[1,] > 250); end <- ncell(r) -ncol(cell) + which(r[nrow(r), ] > 250) 从开始到结束，您可以计算坐标，如xyFromCell(r, start)

标签： algorithm raster

【解决方案1】：

最简单的想法大概是使用A* algorithm，其中每个像素就是一个节点，节点的代价就是像素暗度。

更新：找到一个不错的tutorial。

【讨论】：

【解决方案2】：

一种方法：

过滤图像以使其更接近仅黑白像素。
在白色像素之间画一条线。为此，请从一个白色像素开始。从该像素到其他白色像素之间画一条线，距离为 2（或 3 左右），但忽略前一条线附近的像素。继续前进，直到您覆盖了与一条线不相近的每个像素（2 或 3 个像素）。您必须在此处进行一些小调整才能使其正常工作。
连接已绘制线条的端点。如果有两个端点彼此靠近（1 或 2 像素？），将它们连接起来。您最终应该得到由许多短段组成的几行，可能带有一些循环和分叉。
去除线条中的任何小环，并在分叉处分隔线条，这样您就有了由许多短段组成的几条线。
减少分数。对于每条线，检查它是否几乎是直的。如果是这样，请删除所有内部点。如果不是，请递归检查线的两半，直到达到最小线段长度。
您可以选择通过该点拟合一条样条曲线。
利润。

需要进行一些调整才能使其正常工作，但可以通过这种方式进行。另一种变体是勾勒出白色部分，如果它们的宽度超过 1 或 2 或 3 个像素，然后将双线组合起来。

【讨论】：

【解决方案3】：

我认为您不需要遗传算法或任何可笑的东西；好的老式递归和动态编程就足够了。我最初的想法是，您应该能够通过进行广度优先搜索来实现您的目标。从您的起点开始，您访问所有得分高于路径值的邻居——所有单元格从无穷大开始，黑色单元格的成本将是无穷大，这些是您可以修剪的路径）。一旦到达目的地，如果可以到达，您应该能够回溯以找到路径。这是贪婪的，但如果你的路径表现得像这样，那应该没问题。

对于具有更多灰色和曲折的路径，将光栅图像转换为图形可能是个好主意，边缘权重是邻居的灰度值（或灰度值的差异，取决于关于这些数据的实际含义）。因此，您应该能够根据该解释使用任何算法来获得最短路径。

【讨论】：

感谢您的回复。抱歉 - 我的意思是一种通用算法，它适用于各种寻路问题，而不是专门针对某些特定问题的算法。我将研究广度优先搜索。
Opps... 这就是您整天盯着屏幕时会发生的事情。当 1/I/l 或 o/0 混淆时，你有字体问题，当 r/t 混淆时，你有精神问题。但在这种情况下，一旦将光栅图像转换为图形，或将其视为图形，您应该能够使用任何最短路径算法。

【解决方案4】：

如果您是大规模这样做或进行研究，您可能会尝试使用 http://en.wikipedia.org/wiki/Ant_colony_optimization，但如果您这样做是为了赚钱，请选择类似洪水填充 http://en.wikipedia.org/wiki/Flood_fill

【讨论】：