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opencv_ex30-彩色或灰階轉HSV格式cvtColor、灰階圖像可調式邊緣檢測Canny、從邊緣圖找輪廓的點findContours、輪廓點進行多邊形擬合approxPolyDP、求包

2021/12/25
jashliaoeuwordpress
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opencv_ex30-彩色或灰階轉HSV格式cvtColor、灰階圖像可調式邊緣檢測Canny、從邊緣圖找輪廓的點findContours、輪廓點進行多邊形擬合approxPolyDP、求包覆最小斜矩形minAreaRect、求包覆圓形minEnclosingCircle、橢圓擬合fitEllipse、最小面積矩形擬合minAreaRect、產生亂數RNG、凸殼convexHull、畫輪廓線drawContours


GITHUB: https://github.com/jash-git/CPP_opencv249_ex


    OpenCV canny
        void Canny(InputArray image, OutputArray edges, double threshold1, double threshold2, int apertureSize=3, bool L2gradient=false)

            src：輸入圖，單通道8位元圖。
            dst：輸出圖，尺寸、型態和輸入圖相同。
            threshold1：第一個閾值。
            threshold2：第二個閾值。
            apertureSize ：Sobel算子的核心大小。
            L2gradient ：梯度大小的算法，預設為false。

    OpenCV找輪廓
        void findContours(InputOutputArray image, OutputArrayOfArrays contours, int mode, int method, Point offset=Point())

            image：輸入圖，使用八位元單通道圖，所有非零的像素都會列入考慮，通常為二極化後的圖。
            contours：包含所有輪廓的容器(vector)，每個輪廓都是儲存點的容器(vector)，所以contours的資料結構為vector< vector>。
            hierarchy：可有可無的輸出向量，以階層的方式記錄所有輪廓。
            mode：取得輪廓的模式。
                CV_RETR_EXTERNAL：只取最外層的輪廓。
                CV_RETR_LIST：取得所有輪廓，不建立階層(hierarchy)。
                CV_RETR_CCOMP：取得所有輪廓，儲存成兩層的階層，首階層為物件外圍，第二階層為內部空心部分的輪廓，如果更內部有其餘物件，包含於首階層。
                CV_RETR_TREE：取得所有輪廓，以全階層的方式儲存。
            method：儲存輪廓點的方法，有以下幾種可選擇：
                CV_CHAIN_APPROX_NONE：儲存所有輪廓點。
                CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE：對水平、垂直、對角線留下頭尾點，所以假如輪廓為一矩形，只儲存對角的四個頂點。

    凸殼(Convex Hull)是一個計算幾何中的概念，簡單的說，在給定二維平面上的點集合，凸殼就是將最外層的點連接起來的凸多邊型，它能包含點集合中的所有點，在影像處理中，通常是找到某個物件後，用來填補空隙，或者是進一步的進行物件辨識。
        void convexHull(InputArray points, OutputArray hull, bool clockwise=false, bool returnPoints=true)

        points：輸入資訊，可以為包含點的容器(vector)或是Mat。
        hull：輸出資訊，包含點的容器(vector)。
        lockwise：方向旗標，如果true是順時針，false是逆時針。

    OpenCV畫輪廓線
        void drawContours(InputOutputArray image, InputArrayOfArrays contours, int contourIdx, const Scalar& color, int thickness=1, int lineType=8, InputArray hierarchy=noArray(), int maxLevel=INT_MAX, Point offset=Point())

            image：輸入輸出圖，會將輪廓畫在此影像上。
            contours：包含所有輪廓的容器(vector)，也就是findContours()所找到的contours。
            contourIdx：指定畫某個輪廓。
            color：繪製的顏色。
            lineType：繪製的線條型態。
            hierarchy：輪廓階層，也就是findContours()所找到的hierarchy。
            maxLevel：最大階層的輪廓，可以指定想要畫的輪廓，有輸入hierarchy時才會考慮，輸入的值代表繪製的層數。

    對圖像輪廓點進行多邊形擬合-approxPolyDP
        void approxPolyDP(InputArray curve, OutputArray approxCurve, double epsilon, bool closed)

        參數詳解;
        InputArray curve:一般是由圖像的輪廓點組成的點集
        OutputArray approxCurve：表示輸出的多邊形點集
        double epsilon：主要表示輸出的精度，就是另個輪廓點之間最大距離數，5,6,7，，8，，,,，
        bool closed：表示輸出的多邊形是否封閉

    求包覆最小斜矩形
        RotatedRect minAreaRect(InputArray points)

        points：輸入資訊，可以為包含點的容器(vector)或是Mat。
        返回包覆輸入資訊的最小斜矩形。

    求包覆圓形
        void minEnclosingCircle(InputArray points, Point2f& center, float& radius)

        points：輸入資訊，可以為包含點的容器(vector)或是Mat。
        center：包覆圓形的圓心。
        radius：包覆圓形的半徑。

    橢圓擬合

        RotatedRect fitEllipse(InputArray points)
        輸入：二維點集，要求擬合的點至少為6個點。存儲在std::vector<> or Mat

    最小面積矩形擬合

        RotatedRect minAreaRect(InputArray points)
        InputArray points：表示輸入的點集

#include 
#include 
#include 
#include 

#include 
#include 

#include 
#if defined(WIN32)
    #define  TIMEB    _timeb
    #define  ftime    _ftime
    typedef __int64 TIME_T;
#else
    #define TIMEB timeb
    typedef long long TIME_T;
#endif

using namespace cv;
using namespace std;

void Pause()
{
    printf("Press Enter key to continue...");
    fgetc(stdin);
}

Mat src, dst;
const char* output_win = "findcontours-demo";
int threshold_value = 100;
int threshold_max = 255;
RNG rng;
void Demo_Contours(int, void*);
int main()
{
	Mat srcImg = imread("input.png");
	if (!srcImg.data)
    {
		printf("could not load image...\n");
	}
    else
    {
        namedWindow("input-image", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
        imshow("input-image",srcImg);
        namedWindow(output_win, CV_WINDOW_AUTOSIZE);
        cvtColor(srcImg, src, CV_BGR2GRAY);

        const char* trackbar_title = "Threshold Value:";
        createTrackbar(trackbar_title, output_win, &threshold_value, threshold_max, Demo_Contours);
        Demo_Contours(0, 0);
    }
    waitKey(0);
    Pause();
    return 0;
}
void Demo_Contours(int, void*) {
	Mat canny_output;
	vector< vector > contours;
	vector hierachy;

    /*
    OpenCV canny
        void Canny(InputArray image, OutputArray edges, double threshold1, double threshold2, int apertureSize=3, bool L2gradient=false)
            src：輸入圖，單通道8位元圖。
            dst：輸出圖，尺寸、型態和輸入圖相同。
            threshold1：第一個閾值。
            threshold2：第二個閾值。
            apertureSize ：Sobel算子的核心大小。
            L2gradient ：梯度大小的算法，預設為false。
    */
	Canny(src, canny_output, threshold_value, threshold_value * 2, 3, false);//threshold(src, canny_output, threshold_value, threshold_max, THRESH_BINARY);
    /*
    OpenCV找輪廓
        void findContours(InputOutputArray image, OutputArrayOfArrays contours, int mode, int method, Point offset=Point())
            image：輸入圖，使用八位元單通道圖，所有非零的像素都會列入考慮，通常為二極化後的圖。
            contours：包含所有輪廓的容器(vector)，每個輪廓都是儲存點的容器(vector)，所以contours的資料結構為vector< vector>。
            hierarchy：可有可無的輸出向量，以階層的方式記錄所有輪廓。
            mode：取得輪廓的模式。
                CV_RETR_EXTERNAL：只取最外層的輪廓。
                CV_RETR_LIST：取得所有輪廓，不建立階層(hierarchy)。
                CV_RETR_CCOMP：取得所有輪廓，儲存成兩層的階層，首階層為物件外圍，第二階層為內部空心部分的輪廓，如果更內部有其餘物件，包含於首階層。
                CV_RETR_TREE：取得所有輪廓，以全階層的方式儲存。
            method：儲存輪廓點的方法，有以下幾種可選擇：
                CV_CHAIN_APPROX_NONE：儲存所有輪廓點。
                CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE：對水平、垂直、對角線留下頭尾點，所以假如輪廓為一矩形，只儲存對角的四個頂點。
    */
	findContours(canny_output, contours, hierachy, RETR_TREE, CHAIN_APPROX_SIMPLE, Point(0, 0));

    vector< vector > hull(contours.size());
	for (size_t i = 0; i < contours.size(); i++)
    {
        /*
        凸殼(Convex Hull)是一個計算幾何中的概念，簡單的說，在給定二維平面上的點集合，凸殼就是將最外層的點連接起來的凸多邊型，它能包含點集合中的所有點，在影像處理中，通常是找到某個物件後，用來填補空隙，或者是進一步的進行物件辨識。
            OpenCV凸殼
            void convexHull(InputArray points, OutputArray hull, bool clockwise=false, bool returnPoints=true)
            points：輸入資訊，可以為包含點的容器(vector)或是Mat。
            hull：輸出資訊，包含點的容器(vector)。
            lockwise：方向旗標，如果true是順時針，false是逆時針。
        */
        convexHull(contours[i], hull[i], false, true);
	}

	vector< vector > contours_ploy(contours.size());
	vector ploy_rects(contours.size());
	vector ccs(contours.size());
	vector radius(contours.size());

	vector minRects(contours.size());
	vector myellipse(contours.size());

	for (size_t i = 0; i < contours.size(); i++) {
        /*
        對圖像輪廓點進行多邊形擬合-approxPolyDP
            void approxPolyDP(InputArray curve, OutputArray approxCurve, double epsilon, bool closed)
            參數詳解;
            InputArray curve:一般是由圖像的輪廓點組成的點集
            OutputArray approxCurve：表示輸出的多邊形點集
            double epsilon：主要表示輸出的精度，就是另個輪廓點之間最大距離數，5,6,7，，8，，,,，
            bool closed：表示輸出的多邊形是否封閉
        */
		approxPolyDP(Mat(contours[i]), contours_ploy[i], 3, true);
		/*
        求包覆最小斜矩形
            RotatedRect minAreaRect(InputArray points)
            points：輸入資訊，可以為包含點的容器(vector)或是Mat。
            返回包覆輸入資訊的最小斜矩形。
		*/
		ploy_rects[i] = boundingRect(contours_ploy[i]);
		/*
        求包覆圓形
            void minEnclosingCircle(InputArray points, Point2f& center, float& radius)
            points：輸入資訊，可以為包含點的容器(vector)或是Mat。
            center：包覆圓形的圓心。
            radius：包覆圓形的半徑。
		*/
		minEnclosingCircle(contours_ploy[i], ccs[i], radius[i]);

		if (contours_ploy[i].size() > 5) {
            /*
            OpenCV中提供橢圓擬合：
                RotatedRect fitEllipse(InputArray points)
                輸入：二維點集，要求擬合的點至少為6個點。存儲在std::vector<> or Mat
            */
			myellipse[i] = fitEllipse(contours_ploy[i]);
			/*
            最小面積的矩形
                RotatedRect minAreaRect(InputArray points)
                InputArray points：表示輸入的點集
			*/
			minRects[i] = minAreaRect(contours_ploy[i]);
		}
	}

	dst = Mat::zeros(src.size(), CV_8UC3);//CV_8UC3	位元深度為8，無負號，通道數3 -> 0~255,BGR

	RNG rng(12345);
	for (size_t i = 0; i < contours.size(); i++) {

		Scalar color = Scalar(rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255));
		Scalar color01 = Scalar(rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255));

    /*
    OpenCV畫輪廓線
        void drawContours(InputOutputArray image, InputArrayOfArrays contours, int contourIdx, const Scalar& color, int thickness=1, int lineType=8, InputArray hierarchy=noArray(), int maxLevel=INT_MAX, Point offset=Point())
            image：輸入輸出圖，會將輪廓畫在此影像上。
            contours：包含所有輪廓的容器(vector)，也就是findContours()所找到的contours。
            contourIdx：指定畫某個輪廓。
            color：繪製的顏色。
            lineType：繪製的線條型態。
            hierarchy：輪廓階層，也就是findContours()所找到的hierarchy。
            maxLevel：最大階層的輪廓，可以指定想要畫的輪廓，有輸入hierarchy時才會考慮，輸入的值代表繪製的層數。
    */
		drawContours(dst, contours, i, color, 1, 8, hierachy, 0, Point(0, 0));
		drawContours(dst, hull, i, color01, 1, 8, vector(), 0, Point(0,0));

        Scalar color02 = Scalar(rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255));
        Scalar color03 = Scalar(rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255));
		if (contours_ploy[i].size() > 5) {
			ellipse(dst, myellipse[i], color02, 1, 8);

            Point2f pts[4];
			minRects[i].points(pts);
			for (int r = 0; r < 4; r++) {
				line(dst, pts[r], pts[(r + 1) % 4], color03, 1, 8);
			}
		}

	}

	imshow(output_win, dst);
}



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