opencv 6 图像轮廓与图像分割修复 2 使用多边形将轮廓包围

使用多边形将轮廓包围

返回外部矩阵边界（boundingRect()函数）

寻找最小包围矩形（minAreaRect()函数）

寻找最小包围圆形（minEnclosingCircle函数）

用椭圆拟合二维点集（fitEllipse()函数)

逼近多边形曲线（approxPolyDP()函数）

基础示例：创建包围轮廓的矩形边界

#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"

#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"

using namespace cv;

using namespace std;

//-----------------------------------【ShowHelpText( )函数】-----------------------------

//          描述：输出一些帮助信息

//----------------------------------------------------------------------------------------------

static void ShowHelpText()

{

	//输出欢迎信息和OpenCV版本

	printf("\n\n\t\t\t   当前使用的OpenCV版本为：" CV_VERSION);

	printf("\n\n  ----------------------------------------------------------------------------\n");

	//输出一些帮助信息

	printf("\n\n\n\t\t\t欢迎来到【矩形包围示例】示例程序~\n\n");

	printf("\n\n\t按键操作说明: \n\n"

		"\t\t键盘按键【ESC】、【Q】、【q】- 退出程序\n\n"

		"\t\t键盘按键任意键 - 重新生成随机点，并寻找最小面积的包围矩形\n");

}

int main()

{

	//改变console字体颜色

	system("color 1F");

	//显示帮助文字

	ShowHelpText();

	//初始化变量和随机值

	Mat image(600, 600, CV_8UC3);

	RNG& rng = theRNG();

	//循环，按下ESC,Q,q键程序退出，否则有键按下便一直更新

	while (1)

	{

		//参数初始化

		int count = rng.uniform(3, 103);//随机生成点的数量

		vector<Point> points;//点值

		//随机生成点坐标

		for (int i = 0; i < count; i++)

		{

			Point point;

			point.x = rng.uniform(image.cols / 4, image.cols * 3 / 4);

			point.y = rng.uniform(image.rows / 4, image.rows * 3 / 4);

			points.push_back(point);

		}

		//对给定的 2D 点集，寻找最小面积的包围矩形

		RotatedRect box = minAreaRect(Mat(points));

		Point2f vertex[4];

		box.points(vertex);

		//绘制出随机颜色的点

		image = Scalar::all(0);

		for (int i = 0; i < count; i++)

			circle(image, points[i], 3, Scalar(rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255)), FILLED, LINE_AA);

		//绘制出最小面积的包围矩形

		for (int i = 0; i < 4; i++)

			line(image, vertex[i], vertex[(i + 1) % 4], Scalar(100, 200, 211), 2, LINE_AA);

		//显示窗口

		imshow("矩形包围示例", image);

		//按下ESC,Q,或者q，程序退出

		char key = (char)waitKey();

		if (key == 27 || key == 'q' || key == 'Q') // 'ESC'

			break;

	}

	return 0;

}

基础示例：创建包围轮廓的圆形边界、

#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"

#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"

using namespace cv;

using namespace std;

//-----------------------------------【ShowHelpText( )函数】----------------------------------

//          描述：输出一些帮助信息

//----------------------------------------------------------------------------------------------

static void ShowHelpText()

{

	//输出欢迎信息和OpenCV版本

	printf("\n\n\t\t\t   当前使用的OpenCV版本为：" CV_VERSION );

	printf("\n\n  ----------------------------------------------------------------------------\n");

	//输出一些帮助信息

	printf("\n\n\t\t\t欢迎来到【寻找最小面积的包围圆】示例程序~\n");

	printf("\n\n\t按键操作说明: \n\n"

		"\t\t键盘按键【ESC】、【Q】、【q】- 退出程序\n\n"

		"\t\t键盘按键任意键 - 重新生成随机点，并寻找最小面积的包围圆\n" );

}

int main(  )

{

	//改变console字体颜色

	system("color 1F");

	//显示帮助文字

	ShowHelpText();

	//初始化变量和随机值

	Mat image(600, 600, CV_8UC3);

	RNG& rng = theRNG();

	//循环，按下ESC,Q,q键程序退出，否则有键按下便一直更新

	while(1)

	{

		//参数初始化

		int count = rng.uniform(3, 103);//随机生成点的数量

		vector<Point> points;//点值

		//随机生成点坐标

		for(int  i = 0; i < count; i++ )

		{

			Point point;

			point.x = rng.uniform(image.cols/4, image.cols*3/4);

			point.y = rng.uniform(image.rows/4, image.rows*3/4);

			points.push_back(point);

		}

		//对给定的 2D 点集，寻找最小面积的包围圆

		Point2f center;

		float radius = 0;

		minEnclosingCircle(Mat(points), center, radius);

		//绘制出随机颜色的点

		image = Scalar::all(0);

		for( int i = 0; i < count; i++ )

			circle( image, points[i], 3, Scalar(rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255)), FILLED, LINE_AA );

		//绘制出最小面积的包围圆

		circle(image, center, cvRound(radius), Scalar(rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255)), 2, LINE_AA);//cvRound四舍五入

		//显示窗口

		imshow( "圆形包围示例", image );

		//按下ESC,Q,或者q，程序退出

		char key = (char)waitKey();

		if( key == 27 || key == 'q' || key == 'Q' ) // 'ESC'

			break;

	}

	return 0;

}

综合示例程序：使用多边形包围轮廓

#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"

#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"

using namespace cv;

using namespace std;

//-----------------------------------【宏定义部分】--------------------------------------------

//  描述：定义一些辅助宏

//------------------------------------------------------------------------------------------------

#define WINDOW_NAME1 "【原始图窗口】"        //为窗口标题定义的宏

#define WINDOW_NAME2 "【效果图窗口】"        //为窗口标题定义的宏

//-----------------------------------【全局变量声明部分】--------------------------------------

//  描述：全局变量的声明

//-----------------------------------------------------------------------------------------------

Mat g_srcImage;

Mat g_grayImage;

int g_nThresh = 50;//阈值

int g_nMaxThresh = 255;//阈值最大值

RNG g_rng(12345);//随机数生成器

//-----------------------------------【全局函数声明部分】--------------------------------------

//   描述：全局函数的声明

//-----------------------------------------------------------------------------------------------

void on_ContoursChange(int, void*);

static void ShowHelpText();

//-----------------------------------【main( )函数】--------------------------------------------

//   描述：控制台应用程序的入口函数，我们的程序从这里开始执行

//-----------------------------------------------------------------------------------------------

int main()

{

	//【0】改变console字体颜色

	system("color 1F");

	//【0】显示欢迎和帮助文字

	ShowHelpText();

	//【1】载入3通道的原图像

	g_srcImage = imread("1.jpg", 1);

	if (!g_srcImage.data) { printf("读取图片错误，请确定目录下是否有imread函数指定的图片存在~！ \n"); return false; }

	//【2】得到原图的灰度图像并进行平滑

	cvtColor(g_srcImage, g_grayImage, COLOR_BGR2GRAY);

	blur(g_grayImage, g_grayImage, Size(3, 3));

	//【3】创建原始图窗口并显示

	namedWindow(WINDOW_NAME1, WINDOW_AUTOSIZE);

	imshow(WINDOW_NAME1, g_srcImage);

	//【4】设置滚动条并调用一次回调函数

	createTrackbar(" 阈值:", WINDOW_NAME1, &g_nThresh, g_nMaxThresh, on_ContoursChange);

	on_ContoursChange(0, 0);

	waitKey(0);

	return(0);

}

//----------------------------【on_ContoursChange( )函数】---------------------------------

//      描述：回调函数

//-------------------------------------------------------------------------------------------------

void on_ContoursChange(int, void*)

{

	//定义一些参数

	Mat threshold_output;

	vector<vector<Point>> contours;

	vector<Vec4i> hierarchy;

	// 使用Threshold检测边缘

	threshold(g_grayImage, threshold_output, g_nThresh, 255, THRESH_BINARY);

	// 找出轮廓

	findContours(threshold_output, contours, hierarchy, RETR_TREE, CHAIN_APPROX_SIMPLE, Point(0, 0));

	// 多边形逼近轮廓 + 获取矩形和圆形边界框

	vector<vector<Point> > contours_poly(contours.size());

	vector<Rect> boundRect(contours.size());

	vector<Point2f>center(contours.size());

	vector<float>radius(contours.size());

	//一个循环，遍历所有部分，进行本程序最核心的操作

	for (unsigned int i = 0; i < contours.size(); i++)

	{

		approxPolyDP(Mat(contours[i]), contours_poly[i], 3, true);//用指定精度逼近多边形曲线

		boundRect[i] = boundingRect(Mat(contours_poly[i]));//计算点集的最外面（up-right）矩形边界

		minEnclosingCircle(contours_poly[i], center[i], radius[i]);//对给定的 2D点集，寻找最小面积的包围圆形

	}

	// 绘制多边形轮廓 + 包围的矩形框 + 圆形框

	Mat drawing = Mat::zeros(threshold_output.size(), CV_8UC3);

	for (int unsigned i = 0; i < contours.size(); i++)

	{

		Scalar color = Scalar(g_rng.uniform(0, 255), g_rng.uniform(0, 255), g_rng.uniform(0, 255));//随机设置颜色

		drawContours(drawing, contours_poly, i, color, 1, 8, vector<Vec4i>(), 0, Point());//绘制轮廓

		rectangle(drawing, boundRect[i].tl(), boundRect[i].br(), color, 2, 8, 0);//绘制矩形

		circle(drawing, center[i], (int)radius[i], color, 2, 8, 0);//绘制圆

	}

	// 显示效果图窗口

	namedWindow(WINDOW_NAME2, WINDOW_AUTOSIZE);

	imshow(WINDOW_NAME2, drawing);

}

//-----------------------------------【ShowHelpText( )函数】----------------------------------

//      描述：输出一些帮助信息

//----------------------------------------------------------------------------------------------

static void ShowHelpText()

{

	//输出欢迎信息和OpenCV版本

	printf("\n\n\t\t\t   当前使用的OpenCV版本为：" CV_VERSION);

	printf("\n\n  ----------------------------------------------------------------------------\n");

	//输出一些帮助信息

	printf("\n\n\n\t欢迎来到【创建包围轮廓的矩形和圆形边界框】示例程序~\n\n");

	printf("\n\n\t按键操作说明: \n\n"

		"\t\t键盘按键【ESC】- 退出程序\n\n"

		"\t\t滑动滚动条 - 改变阈值\n\n");

}