邊界跟蹤

二值圖像的邊界跟蹤（Boundary tracing，也稱 輪廓跟蹤即contour tracing）可以被認為是一種識別數字區域邊界像素的圖像分割技術。邊界跟蹤是分析區域的第一步操作。

算法

邊界跟蹤的算法有：

• Square跟蹤算法
• Moore鄰域跟蹤算法
• 徑向掃描 （radical sweep）
• Theo Pavlidis算法
• 一種使用向量幾何的泛化的算法：
• 一種分割區域為開、閉子區域的算法：

Square 跟蹤算法

Square跟蹤算法簡單但有效。它的行為完全基于格子是白格還是黑格（假設白格是形狀的一部分）。首先，從左上到右上逐行掃描。進入第一個白格後，算法的核心部分就開始了。它主要包括兩個規則：

• 如果在白格，左轉
• 如果在黑格，右轉

需要記錄進入當前格的過程，這樣才能定義左和右方向。

public void GetBoundary(byte[,] image)
{
    for (int j = 0; j < image.GetLength(1); j++)
        for (int i = 0; i < image.GetLength(0); i++)
            if (image[i, j] == 255)               // Found first white pixel
                SquareTrace(new Point(i, j));
}

public void SquareTrace(Point start)
{
    HashSet<Point> boundaryPoints = new HashSet<Point>();  // Use a HashSet to prevent double occurrences
    // We found at least one pixel
    boundaryPoints.Add(start);

    // The first pixel you encounter is a white one by definition, so we go left. 
    // Our initial direction was going from left to right, hence (1, 0)
    Point nextStep = GoLeft(new Point(1, 0));               
    Point next = start + nextStep;
    while (next != start)
    {
        // We found a black cell, so we go right and don't add this cell to our HashSet
        if (image[next.x, next.y] == 0)
        {
            next = next - nextStep
            nextStep = GoRight(nextStep);
            next = next + nextStep;
        }
        // Alternatively we found a white cell, we do add this to our HashSet
        else
        {
            boundaryPoints.Add(next);
            nextStep = GoLeft(nextStep);
            next = next + nextStep;
        }
    }
}

private Point GoLeft(Point p) => new Point(p.y, -p.x);
private Point GoRight(Point p) => new Point(-p.y, p.x);

參見

• 尋路
• 曲線描邊
• 鏈碼
• 像素聯通性
• 最佳化問題