回答編集履歴
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追記
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中心の推定ができたならば，先ほどとほぼ同様に，推定した中心を通るさまざまな向きの直線に対して黒画素群の座標を投影することを考えれば，その投影結果の最大最小に対する２次元座標（投影した直線上の座標）を考えることができ，これらの点を「外周上の点群」だとして楕円フィッティングに用いることができそうです．
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前処理である程度小領域をつぶしたら，
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あとはもう何も考えずに全エッジ点を用いてRANSACで楕円探しちゃえば？という方法もあるかも…？
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誤記修正
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@@ -20,4 +20,4 @@
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中心の推定ができたならば，先ほどとほぼ同様に，推定した中心を通るさまざまな向きの直線に対して黒画素群の座標を投影することを考えれば，その投影結果の最大最小に対する
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中心の推定ができたならば，先ほどとほぼ同様に，推定した中心を通るさまざまな向きの直線に対して黒画素群の座標を投影することを考えれば，その投影結果の最大最小に対する２次元座標（投影した直線上の座標）を考えることができ，これらの点を「外周上の点群」だとして楕円フィッティングに用いることができそうです．
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