OpenCV图像处理中“投影技术”的使用

       本文区分”问题引出“、”概念抽象“、”算法实现“三个部分由表及里具体讲解OpenCV图像处理中“投影技术”的使用，并通过”答题卡识别“”OCR字符分割”“压板识别”“轮廓展开分析”四个的例子具体讲解算法使用。使得读者能够对“投影技术”加速认识和理解，从而在解决具体问题的时候多一个有效方法。

内容将涉及如下：

1. “投影技术”的基本概念

2. “投影技术”的数学抽象

3. “投影技术”的算法实现

4. “投影技术”在“答题卡识别”场景下的使用

5. “投影技术”在“OCR 字符分割”场景下的使用

6. “投影技术”在“压板识别”例子中的使用

7. “投影技术”在“树叶轮廓分析”中的使用

8. 如何在解决实际问题的时候采用灵活的方法

一、问题引出“

        我第一次集中遇到需要“投影”技术解决的问题，是在“答题卡”项目中。

标准图	实际采集图

在这样采集到的图像中，大量存在黑色的定位区块：

如果进一步定位，可以得到这样的结果：

如果做成连续图像

在这波峰波谷中，存在着的“量化”结果，对应了答题卡中的定位关系。

二、概念抽象

在前面的分析里，我们已经基本建立起“投影”的概念。从离散的角度来说，也就是:

局部最大值：F(x)>F(x−1)且F(x)>F(x+1)

局部最小值：F(x)<F(x−1)且F(x)<F(x+1)

类似于求极值、求切线等的情况。

三、算法实现

//投影到x或Y轴上,上波形为vup,下波形为vdown,gap为误差间隔

void projection2(Mat src,vector<int>& vup,vector<int>& vdown,int direction = DIRECTION_X,int gap = 10);

void projection2(Mat src, vector<int>& vup, vector<int>& vdown, int direction, int gap) {
    Mat tmp = src.clone();
    vector<int> vdate;
    if (DIRECTION_X == direction) {
        for (int i = 0; i < tmp.cols; i++) {
            Mat data = tmp.col(i);
            int itmp = countNonZero(data);
            vdate.push_back(itmp);
        }
    }
    else {
        for (int i = 0; i < tmp.rows; i++) {
            Mat data = tmp.row(i);
            int itmp = countNonZero(data);
            vdate.push_back(itmp);
        }
    }
    //整形,去除长度小于gap的零的洞
    if (vdate.size() <= gap)
        return;
    for (int i = 0; i < vdate.size() - gap; i++) {
        if (vdate[i] > 0 && vdate[i + gap] > 0) {
            for (int j = i; j < i + gap; j++) {
                vdate[j] = 1;
            }
            i = i + gap - 1;
        }
    }
    //记录上下沿
    for (int i = 1; i < vdate.size(); i++) {
        if (vdate[i - 1] == 0 && vdate[i] > 0)
            vup.push_back(i);
        if (vdate[i - 1] > 0 && vdate[i] == 0)
            vdown.push_back(i);
    }
}

在具体使用过程中，注意相关控制变量的管理。

四、问题迁移

1、OCR字符分割

通过看字符的特点，里面加了一些单个点的干扰，可以通过纵向投影来过滤，编写代码，查看特征

在这样的OCR识别中，首先可以通过投影的方法，实现字符的分割。

2、

压板识别

在这样的项目中，同样可以通过投影的方法，获得各个压板的准确定位。

3、轮廓展开分析

在类似树叶这样的测量中，可以通过“极坐标转换”，将树叶的这样的曲线转换成可以分析的投影，从而得到比如“树叶有多少个分叉”“有无缺陷”这样的定量信息。

来自为知笔记(Wiz)