OpenCV實現物體的凸包檢測的範例程式碼

2022-08-11 18:01:24

1、凸包

什麼是凸包？

解釋：給定二維平面上的點集，凸包就是將最外層的點連線起來構成的凸邊形，它是包含點集中所有的點。

如下：用人手圖來舉例說明凸缺陷概念。手周圍深色的線描畫出凸包，A到H被標出的區域是凸包的各個“缺陷”，這些凸度缺陷提供了手以及手狀態的特徵表現的方法。

2、尋找凸包：convexHull()函數

說明：convexHull()函數用於尋找影象點集中的凸包。

void convexHull(InputArray points,OutputArray hull,bool clockwise=false,bool returnPoints=true)

第一個引數：輸入的二維點集，可以填Mat型別或者std::vector

第二個引數：輸出引數，函數呼叫後找到的凸包。

第三個引數：操作方向的識別符號。當此識別符號為True時，輸出的凸包為順時針方向。否則為逆時針方向。

第四個引數：操作識別符號，預設值True。當識別符號為真時，函數返回各個凸包的各個點。否則，它返回凸包各點的指數。

3、函數解析之theRNG()

函數說明：返回預設的亂數生成器。如果需要使用生成器獲得一個亂數或者初始化一個陣列，可以使用 randu 或者 randn代替。但想要在一個迴圈中產生很多亂數，那麼使用此函數檢索生成器，會很快。

RNG &rng = theRNG();  //用其參照來接收theRNG函數返回的亂數生成器（RNG就是亂數生成器的類）

4 、circle()函數【回憶】

void circle(CV_IN_OUT Mat& image, Point center, int radius, const Scalar& color, int thickness=1, int lineType=8);

image：為影象，單通道多通道都行，不需要特殊要求

center：為畫圓的圓心座標

radius：為圓的半徑

color：為設定圓的顏色，比如用CV_RGB(255, 0,0)設定為紅色， CV_RGB(255,255,255)設定為白色，CV_RGB(0, 0,0)設定為黑色

thickness：為設定圓線條的粗細，值越大則線條越粗，為負數則是填充效果,-1表示繪製實心圓

lineType：表示線形。OpenCV中有三種可以選擇LINE_4、LINE_8、LINE_AA。其中LINE_4表示採用4鄰接的方式繪製，LINE_8表示採用8鄰接的方式繪製，

LINE_AA表示高斯濾波抗鋸齒。

5、基礎範例程式：凸包檢測基礎

說明：隨機生成3~103個座標值隨機的彩色點，然後將這些點連線起來

#include<opencv2/opencv.hpp>
#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include<iostream>
using namespace std;
using namespace cv;
int main()
{
    //初始化變數和隨機值
    Mat image(500, 500, CV_8UC3);
    RNG & rng = theRNG();
    while (1)
    {
        char key;
        int count = (unsigned)rng % 100 + 3;//隨機生成點的數量
        cout << count << endl;
        vector<Point> points;//點值
        //隨機生成點座標
        for (int i = 0; i < count; i++)
        {
            Point point;
            point.x = rng.uniform(image.cols / 4, image.cols * 3 / 4);//uniform() 方法將隨機生成下一個實數，它在[x,y]範圍內。
            point.y = rng.uniform(image.rows / 4, image.rows * 3 / 4);
            if(i<10)
                cout << "(" << point.x << "," << point.y << ")" << endl;
            points.push_back(point);//C++ vector::push_back 會先建立臨時物件，然後將臨時物件拷貝到容器中
        }
        //檢測凸包
        vector<int> hull;
        convexHull(Mat(points), hull, true);    
        //繪製出隨機顏色的點
        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);
        }
        //準備引數
        int hullcount = (int)hull.size();//凸包邊數
        Point point0 = points[hull[hullcount - 1]];//連線凸包邊的座標點
        //    cout << hull[0] <<":"<< hull.size()<<endl;
        //繪製凸包的邊
        for (int i = 0; i < hullcount; i++)
        {
            Point point = points[hull[i]];
            line(image, point0, point, Scalar(255, 255, 255), 2, LINE_AA);
            point0 = point;
        }
        imshow("凸包檢測", image);
        key = (char)waitKey();
        if (key == 27 || key == 'q' || key == 'Q')
            break;
    }
    return 0;
}