RotateRect(旋转矩形)的倾斜旋转变换矫正

在Opencv中的图像处理中，经常要用到minAreaRect()函数求最小外接矩形，该函数的返回值就是一个RotatedRect类对象。

RotatedRect类定义如下：

class CV_EXPORTS RotatedRect
{
　　public:
　　//! various constructors
　　RotatedRect();
　　RotatedRect(const Point2f& center, const Size2f& size, float angle);
　　RotatedRect(const CvBox2D& box);

　　//! returns 4 vertices of the rectangle
　　void points(Point2f pts[]) const;
　　//! returns the minimal up-right rectangle containing the rotated rectangle
　　Rect boundingRect() const;
　　//! conversion to the old-style CvBox2D structure
　　operator CvBox2D() const;

　　Point2f center; //< the rectangle mass center
　　Size2f size; //< width and height of the rectangle
　　float angle; //< the rotation angle. When the angle is 0, 90, 180, 270 etc., the rectangle becomes an up-right rectangle.
};

类中定义了矩形的中心点center、尺寸size（包括width、height）、旋转角度angle共3个成员变量；

points()函数用于求矩形的4个顶点，boundingRect()函数求包含最小外接矩形的，与坐标轴平行（或垂直）的最小矩形。

正确理解这些变量在图形中的对应关系，是正确应用该类的基础。先上示意图：

根据上图，说明以下几点：

1.  Opencv采用通用的图像坐标系，左上角为原点O(0,0)，X轴向右递增，Y轴向下递增，单位为像素。

2. 矩形4个顶点位置的确定，是理解其它各变量的基础，其中p[0]点是关键。

顶点p[0]的位置可以这样理解：

ⓐ 如果没有对边与Y轴平行，则Y坐标最大的点为p[0]点，如矩形(2)(3)(4)；

ⓑ 如果有对边与Y轴平等，则有两个Y坐标最大的点，此时，取左侧的点为p[0]点，如矩形(1)。

3. p[0]~p[3]按顺时针次序依次排列。

4. p[0]到p[3]之间的距离宽width，其邻边为高height。

5. 角度angle以穿过p[0]，且平行于X轴的直线为始边，按逆时针方向旋转到宽边p[0]p[3]所经过的角度，

取负值，取值范围为(-90, 0]。

6. 中心点center为矩形对角线的交点。

#include<opencv2/opencv.hpp>

using namespace std;

void main(){
    string path = "";
    Mat img = imread(path);
    Mat img_gray;
    cvtColor(img,img_gray,COLOR_BGR2GRAY);
    Mat thresh_img(img.size(),CV_8UC1);
    threshold(img_gray, thresh_img,230,255,THRESH_BINARY_INV);

    imshow("thresh",thresh_img);
    waitKey();

    vector<vector<Point>> contours;
    findContours(thresh_img, contours,CV_RET_EXTERNAL,CV_CHAIN_APPROX_NONE);
    RotatedRect mr = minAreaRect(Mat(contours[0]));
    Mat Drawing(img.size(), img.type(), Scalar(255,255,255));
    Point2f vectpoint[4];
    mr.points(vectpoint);
    for (int i = 0; i < 4; i++){
        line(Drawing, vectpoint[(i+1)%4], Scalar(255,0,0),2);
    }
    imshow("drawing",Drawing);
    waitkey();

    float angle = 0.0;
    Size si = mr.size;
    if (mr.size.width <= mr.size.height){
        angle = mr.angle + 90;
        int tm = si.width;
        si.width = si.height;
        si.height = tm;
        //swap(si.width, si.height);
    } else {
        angle = mr.angle;
    }
    Mat rotmat = getRotationMatrix2D(mr.center, angle, 1);

    Mat deal_img;
    warpAffine(img, deal_img, rotmat, img.size(), CV_INTER_CUBIC);

    imshow("deal_img",deal_img);
    waitkey();
    gerRectSubpix(deal_img, si, mr.center, rRect);
    imshow("截取的的矩形区域",rRect);
    waitKey();
}