交互式图像目标轮廓编辑与选取系统

资 源 简 介

本系统旨在开发一个高效、直观的图像交互处理工具，利用MATLAB图形用户界面实现对图像中目标物体轮廓的精确编辑与选取。系统的核心功能允许用户通过简单的鼠标操作完成复杂的图像标注任务，包括手动绘制多边形轮廓、动态添加或删除轮廓控制点、通过鼠标拖拽微调已存在的边界形状以及实时选取特定的目标区域。通过集成MATLAB的ROI交互机制，用户可以在高分辨率图像上进行精细化操作，系统会自动计算轮廓的闭合性和连通性。该工具在实际应用中具有显著价值，特别适用于医疗影像分析中的病灶手动勾画、计算机视觉训练数据集的物体边界标

详 情 说 明

基于MATLAB的交互式鼠标目标轮廓编辑与选取系统

项目介绍

本系统是一款基于MATLAB开发的高效图像交互处理工具，旨在解决复杂图像中目标物体轮廓的精确标注、编辑与分析问题。系统通过构建直观的图形用户界面（GUI），集成了MATLAB先进的ROI（感兴趣区域）交互机制，实现了从原始图像加载到最终形状特征提取的全流程工作模式。该系统在医疗影像分析（如病灶勾画）、计算机视觉数据集训练（如语义分割标注）、工业缺陷检测以及地理遥感目标识别等领域具有极高的实用价值。用户无需编写复杂代码，即可通过鼠标操作完成对高分辨率图像中多个目标的精细化轮廓定义。

功能特性

• 多格式图像支持：兼容常规位图（JPG, PNG, BMP, TIF）以及专业级的医学DICOM影像数据。
• 交互式多边形绘制：采用非参数化实时绘制技术，支持通过连续点击生成闭合的多边形区域。
• 动态顶点编辑：允许用户对已生成的轮廓进行二次调整，支持拖拽现有端点、添加新控制点或删除冗余点。
• 智能平滑处理：内置样条插值算法，可将具有棱角的多边形自动转化为平滑曲线，更真实地还原物理边界。
• 实时几何分析：自动计算选中目标的面积、周长、质心位置及顶点数量，并即时反馈至信息面板。
• 并发多目标管理：支持在同一张图像上创建和管理多个独立的ROI对象，通过点击即可任意切换当前选定目标。
• 掩膜生成与导出：一键生成与原图尺寸一致的二值化掩膜图像（Mask），并可在后台控制台输出所有顶点的精确坐标。

系统要求

• MATLAB 版本：推荐使用 R2018b 及以上版本（系统依赖其内置的新版 ROI 类库）。
• 工具箱需求：必须安装 Image Processing Toolbox（图像处理工具箱）。
• 操作系统：Windows、macOS 或 Linux 均可运行。

使用方法

1. 启动系统后，点击“加载图像”按钮，在弹出的窗口中选择本地图像文件。
2. 点击“绘制新轮廓”，鼠标指针变为十字准星，在目标边缘依次点击点位，双击鼠标左键或右键点击最后一点完成闭合。
3. 通过鼠标左键直接点击图中的轮廓线可将其选中（选中状态显示为黄色线段，非选中状态为红色）。
4. 选中轮廓后，可拖动其端点修改形状；若需平滑边界，点击“平滑当前轮廓”；若需查看尺寸数据，点击“计算统计参数”。
5. 所有轮廓绘制完成后，点击“生成二值掩膜”可预览最终分割结果并获取坐标列表。
6. 使用“删除选定轮廓”或“清空所有”功能管理当前编辑任务。

功能实现细节与逻辑分析

1. 主框架与数据持久化 系统启动时初始化一个全屏显示的图形窗口，并定义了核心数据结构 appData。该结构利用 MATLAB 的 guidata 机制进行状态维护，其中包含了图像句柄、ROI 对象数组（Cell 数组形式存储）、当前选中的对象索引、以及原始像素数据。这种设计确保了在不同回调函数调用之间，图像状态和用户绘制的几何数据能够保持一致并实时同步。

2. 图像预处理逻辑 在图像加载模块中，系统具备自动识别文件后缀的能力。针对 DICOM 格式，程序会调用 dicomread 进行读取，并利用 mat2gray 进行归一化处理，最后转换为 uint8 格式以便于在 GUI 界面中正常显示。加载新图像前，系统会自动调用清除函数，防止旧的 ROI 数据污染新任务。

3. 交互式 ROI 控制机制 系统核心基于 drawpolygon 类实现。通过 addlistener 监听器绑定了 ROIClicked 事件，当用户在轴坐标系内点击任意一个已存在的轮廓时，系统会自动触发索引更新函数，改变选定对象的颜色属性（从红色变更为黄色），从而实现可视化的交互反馈。这种机制允许用户在复杂的多个叠加轮廓中进行精准的属性操作。

4. 样条插值平滑算法 这是系统提升标注质量的关键功能。平滑处理逻辑首先提取多边形当前的顶点坐标位置，为了保证闭合性，会在数据末尾补齐起始点。随后，系统利用 interp1 函数结合 'spline'（三次样条插值）模式，将原本的顶点密度提高 5 倍。通过这种数学重采样，可以将粗糙的手绘边缘转化为平滑的自然曲线，并重新赋值给 ROI 的 Position 属性。

5. 几何参数计算 几何属性的提取通过离散数学方法实现：面积计算利用 polyarea 函数基于顶点向量求得；周长则通过计算相邻顶点间的欧几里得距离并进行累加获得；质心则通过对所有顶点坐标取算术平均值确定。所有结果均格式化为字符串，动态显示在操作面板下方的 text 控件中。

6. 掩膜融合与数据输出 在生成掩膜阶段，系统遍历所有存储在 appData.ROIs 中的对象，利用 createMask 函数逐一生成逻辑掩膜，随后通过逻辑“或（OR）”运算将多个不连续的目标合并为一张完整的二值图像。最终，系统会弹出一个新窗口，对比展示原始图像轮廓与生成的 Mask 掩膜，同时在命令行窗口通过 fprintf 循环打印出每个目标的顶点绝对坐标，方便数据导出。

界面元素说明

• 图像显示区域： 占据主界面左侧的大部分空间，支持坐标轴动态缩放。
• 操作面板： 集中了所有的功能指令按钮，具有良好的视觉反馈。
• 信息显示框： 实时向用户提供操作指引、错误警告以及计算出的几何分析结果。