检测物体上“尾巴”的存在

Question

我有一组物体，它们可能是球形的或细长的，它们的一端或两端可能有也可能没有尾状结构。尾巴可长可短。它也可能有一条曲线。

我目前正在查看由regionprops返回的信息，并试图看看是否有什么东西跳出来，可以用来区分法线和尾部。我也在尝试一些形态学操作。

我目前的想法是先进行打开操作，然后与原始掩模进行比较，但我不确定这在存在细长单元的情况下是否足够可靠，而且我还没有找到“完美”的结构元素。

由于我在 IA 领域的经验并不丰富（更多的是中级水平），我认为接触并看看其他人是否有任何我尚未考虑过的想法可能是个好主意。

测试图像如下。 有效动态范围是 12 位，但我已经将它们标准化，以便更容易查看。

这里有一些“正常”可供比较：

附注我不太关心正在使用哪种语言，也不需要代码示例。 不过，我正在使用 MATLAB，以防有人想深入研究实现。

Answer 1

如果您想在问题中使用数学形态学，您有两种解决方案：

1. 您已经知道尾部宽度（大约是像素数）。然后，您执行大小相当的礼帽，就像只有尾部被切入打开操作一样，因此出现在结果中。
2. 尾部具有不同的宽度（差异太大而无法近似），然后您使用定向开口的最小答案。您应用许多带有定向结构元素的开口（但长度小于细胞核尺寸），并保留最小答案。尾巴会消失，然后将此图像减去原始图像。

另一种解决方案是计算细胞骨架和距离图。如果你的细胞有尾巴，那么骨架的更多像素将与边界有很短的距离。

最后一个解决方案是使用形状索引。通常，如所引用的，长轴和短轴之间的比率就足够了。但是，如果您的细胞确实拉长且尾部扭曲，那么您可以使用测地线直径与面积之间的比率来替换此形状指数（Coster 和 Chermant，1985 年，书籍）：4/Pi x S / D^2，其中S 为表面，D 为测地线直径。