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轮廓属性

上一教程: 轮廓特征
下一教程: 轮廓:更多功能
本文中,我们将学习如何提取对象的一些常用属性,例如,坚固度、等效直径、蒙版图像、平均强度等。更多特征可在 Matlab regionprops 文档 中找到。

*(注意:质心、面积、周长等也属于该类别,但我们已在上一章中看到它们)*

1. 宽高比

它是对象的边界矩形宽度与高度的比率。

\[宽高比 = \frac{宽度}{高度}\]

x,y,w,h = cv.boundingRect(cnt)
aspect_ratio = float(w)/h
Rect boundingRect(InputArray array)
计算点集或灰度图像的非零像素的右上方边界矩形。

2. 展度

展度是轮廓面积与边界矩形面积的比率。

\[展度 = \frac{目标面积}{边界矩形面积}\]

area = cv.contourArea(cnt)
x,y,w,h = cv.boundingRect(cnt)
rect_area = w*h
extent = float(area)/rect_area
double contourArea(InputArray contour, bool oriented=false)
计算轮廓面积。

3. 坚固度

坚固度是轮廓面积与其凸包面积的比率。

\[坚固度 = \frac{轮廓面积}{凸包面积}\]

area = cv.contourArea(cnt)
hull = cv.convexHull(cnt)
hull_area = cv.contourArea(hull)
solidity = float(area)/hull_area
void convexHull(InputArray points, OutputArray hull, bool clockwise=false, bool returnPoints=true)
查找点集的凸包。

4. 等效直径

等效直径是面积与轮廓面积相同的圆的直径。

\[等效直径 = \sqrt{\frac{4 \times 轮廓面积}{\pi}}\]

area = cv.contourArea(cnt)
equi_diameter = np.sqrt(4*area/np.pi)

5. 方向

方向是目标的指向角。以下方法还给出主轴和副轴的长度。

(x,y),(MA,ma),angle = cv.fitEllipse(cnt)
RotatedRect fitEllipse(InputArray points)
围绕一组二维点拟合椭圆。

6. 遮罩和像素点

在某些情况下,我们可能需要构成该对象的各个点。可按照如下方式执行

mask = np.zeros(imgray.shape,np.uint8)
cv.drawContours(mask,[cnt],0,255,-1)
pixelpoints = np.transpose(np.nonzero(mask))
#pixelpoints = cv.findNonZero(mask)
void drawContours(InputOutputArray image, InputArrayOfArrays contours, int contourIdx, const Scalar &color, int thickness=1, int lineType=LINE_8, InputArray hierarchy=noArray(), int maxLevel=INT_MAX, Point offset=Point())
绘制轮廓线或填充轮廓。

此处提供了两种方法,一种使用 Numpy 函数,另一种使用 OpenCV 函数(最后一行注释),其效果相同。结果也相同,但略有差异。Numpy 以 **(row, column)** 格式给出坐标,而 OpenCV 以 **(x,y)** 格式给出坐标。因此,基本上答案将互换。请注意,行 = y列 = x

7. 最大值、最小值及其位置

我们可以使用掩模图像查找这些参数。

min_val, max_val, min_loc, max_loc = cv.minMaxLoc(imgray,mask = mask)
void minMaxLoc(InputArray src, double *minVal, double *maxVal=0, Point *minLoc=0, Point *maxLoc=0, InputArray mask=noArray())
在数组中查找全局最小值和最大值。

8. 平均颜色或平均强度

以下可查找对象的平均颜色。或者,它可以是灰度模式下对象的平均强度。我们将再次使用相同的掩模来执行此操作。

mean_val = cv.mean(im,mask = mask)
Scalar mean(InputArray src, InputArray mask=noArray())
计算数组元素的平均值(均值)。

9. 极值点

极值点表示对象的最高点、最低点、最右点和最左点。

leftmost = tuple(cnt[cnt[:,:,0].argmin()][0])
rightmost = tuple(cnt[cnt[:,:,0].argmax()][0])
topmost = tuple(cnt[cnt[:,:,1].argmin()][0])
bottommost = tuple(cnt[cnt[:,:,1].argmax()][0])

例如,如果将其应用到印度地图,我将获得以下结果

image

其他资源

练习

  1. MATLAB regionprops 文档中仍有一些功能。尝试实现它们。