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");
}