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为轮廓创建边界框和圆形

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原作者Ana Huamán
兼容性OpenCV >= 3.0

目标

在本教程中,您将学习如何:

理论

代码

本教程代码如下所示。您也可以从 这里 下载。

#include <iostream>
using namespace cv;
using namespace std;
Mat src_gray;
int thresh = 100;
RNG rng(12345);
void thresh_callback(int, void* );
int main( int argc, char** argv )
{
CommandLineParser parser( argc, argv, "{@input | stuff.jpg | input image}" );
Mat src = imread( samples::findFile( parser.get<String>( "@input" ) ) );
if( src.empty() )
{
cout << "无法打开或找到图像!\n" << endl;
cout << "用法:" << argv[0] << " <输入图像>" << endl;
return -1;
}
cvtColor( src, src_gray, COLOR_BGR2GRAY );
blur( src_gray, src_gray, Size(3,3) );
const char* source_window = "Source";
namedWindow( source_window );
imshow( source_window, src );
const int max_thresh = 255;
createTrackbar( "Canny 阈值:", source_window, &thresh, max_thresh, thresh_callback );
thresh_callback( 0, 0 );
waitKey();
return 0;
}
void thresh_callback(int, void* )
{
Mat canny_output;
Canny( src_gray, canny_output, thresh, thresh*2 );
vector<vector<Point> > contours;
findContours( canny_output, contours, RETR_TREE, CHAIN_APPROX_SIMPLE );
vector<vector<Point> > contours_poly( contours.size() );
vector<Rect> boundRect( contours.size() );
vector<Point2f>centers( contours.size() );
vector<float>radius( contours.size() );
for( size_t i = 0; i < contours.size(); i++ )
{
approxPolyDP( contours[i], contours_poly[i], 3, true );
boundRect[i] = boundingRect( contours_poly[i] );
minEnclosingCircle( contours_poly[i], centers[i], radius[i] );
}
Mat drawing = Mat::zeros( canny_output.size(), CV_8UC3 );
for( size_t i = 0; i< contours.size(); i++ )
{
Scalar color = Scalar( rng.uniform(0, 256), rng.uniform(0,256), rng.uniform(0,256) );
drawContours( drawing, contours_poly, (int)i, color );
rectangle( drawing, boundRect[i].tl(), boundRect[i].br(), color, 2 );
circle( drawing, centers[i], (int)radius[i], color, 2 );
}
imshow( "Contours", drawing );
}
用于命令行解析。
定义 utility.hpp:890
n 维密集数组类
定义 mat.hpp:829
MatSize size
定义 mat.hpp:2177
bool empty() const
如果数组没有元素,则返回 true。
随机数生成器。
定义 core.hpp:2874
用于指定图像或矩形大小的模板类。
定义 types.hpp:335
std::string String
定义 cvstd.hpp:151
#define CV_8UC3
定义 interface.h:90
void imshow(const String &winname, InputArray mat)
在指定的窗口中显示图像。
int main(int argc, char *argv[])
定义 highgui_qt.cpp:3
定义 core.hpp:107
STL 命名空间。

解释

主函数相当简单,从注释可以看出,我们执行以下操作:

  • 打开图像,将其转换为灰度并模糊它以去除噪声。
CommandLineParser parser( argc, argv, "{@input | stuff.jpg | input image}" );
Mat src = imread( samples::findFile( parser.get<String>( "@input" ) ) );
if( src.empty() )
{
cout << "无法打开或找到图像!\n" << endl;
cout << "用法:" << argv[0] << " <输入图像>" << endl;
return -1;
}
cvtColor( src, src_gray, COLOR_BGR2GRAY );
blur( src_gray, src_gray, Size(3,3) );
  • 创建一个标题为“源”的窗口,并在其中显示源文件。
const char* source_window = "Source";
namedWindow( source_window );
imshow( source_window, src );
  • source_window上创建一个轨迹条,并为其分配一个回调函数。通常,回调函数用于对某种信号做出反应,在本例中是轨迹条的状态变化。需要显式调用一次thresh_callback来同时显示“轮廓”窗口和“源”窗口。
const int max_thresh = 255;
createTrackbar( "Canny 阈值:", source_window, &thresh, max_thresh, thresh_callback );
thresh_callback( 0, 0 );

回调函数执行所有有趣的工作。

Mat canny_output;
Canny( src_gray, canny_output, thresh, thresh*2 );
  • 查找轮廓并将它们保存到向量contourhierarchy中。
vector<vector<Point> > contours;
findContours( canny_output, contours, RETR_TREE, CHAIN_APPROX_SIMPLE );
  • 对于每个找到的轮廓,我们现在应用多边形逼近,精度为±3,并声明曲线必须闭合。之后,我们为每个多边形找到一个边界矩形并将其保存到boundRect中。最后,我们为每个多边形找到最小外接圆,并将其保存到centerradius向量中。
vector<vector<Point> > contours_poly( contours.size() );
vector<Rect> boundRect( contours.size() );
vector<Point2f>centers( contours.size() );
vector<float>radius( contours.size() );
for( size_t i = 0; i < contours.size(); i++ )
{
approxPolyDP( contours[i], contours_poly[i], 3, true );
boundRect[i] = boundingRect( contours_poly[i] );
minEnclosingCircle( contours_poly[i], centers[i], radius[i] );
}

我们已经找到所需的一切,剩下的就是绘图。

  • 创建一个新的无符号8位字符Mat,填充为零。它将包含我们将要绘制的所有图形(矩形和圆形)。
Mat drawing = Mat::zeros( canny_output.size(), CV_8UC3 );
  • 对于每个轮廓:选择一个随机颜色,绘制轮廓、边界矩形和最小外接圆。
for( size_t i = 0; i< contours.size(); i++ )
{
Scalar color = Scalar( rng.uniform(0, 256), rng.uniform(0,256), rng.uniform(0,256) );
drawContours( drawing, contours_poly, (int)i, color );
rectangle( drawing, boundRect[i].tl(), boundRect[i].br(), color, 2 );
circle( drawing, centers[i], (int)radius[i], color, 2 );
}
  • 显示结果:创建一个名为“轮廓”的新窗口,并在其中显示我们添加到 drawings 中的所有内容。
imshow( "Contours", drawing );

结果

结果如下: