目錄
- 關于調參的一些思考
- 分析圖像的一些角度
- 面積、周長、矩形度、圓形度、寬長比
- 例1:找出汽車輪轂圓孔(從輪廓和連通域兩個角度)
- 例2:找出芯片中間正方形物體
- 例3:桌面上橘色物體
- 總結
關于調參的一些思考
合理的參數設置,應該是基于對需要解決的問題的一些已知條件。如需要提取的線段的長度范圍,需要定位的工件的尺寸、大小(面積)、形狀,周長,矩形度,圓形度等。
分析圖像的一些角度
1.從算法上
圖像降噪,直方圖增強,二值化,頻率分析,圖像形態學,幾何信息 提取,特征提取,等各種數學方法。 盡可能多的輸出結果。
2.從策略上
篩選出實際需要的結果。
把握需要的信息和干擾信息的本質差距。
面積、周長、矩形度、圓形度、寬長比
這里不做具體分析,以后專門寫一篇筆記。
例1:找出汽車輪轂圓孔(從輪廓和連通域兩個角度)
原圖:
分析:
1、獲取二值圖像(選用二值化閾值或者canny算子掃描)
2、通過findContours函數尋找連通域,輪廓則是對應連通域的輪廓
3、通過minAreaRect函數獲取輪廓最小矩形框(可旋轉),利改矩形框的特征來鎖定目標(這里我們限制,矩形框的長寬比值在1附近,并且矩形框的寬度大于10)
4、對鎖定的輪廓,通過drawContours函數繪制輪廓(注意參數,倒數第二個填-1則為填該改輪廓,類似漫水填充,不過漫水填充不能獲取輪廓特征)
另一種思路:
1、獲取二值圖像(這里為了使圓圈內部為白,使用反閾值)
2、利用connectedComponentsWithStats函數獲取連通域矩陣
3、通過狀態矩陣statsMat,來獲取連通域最小外接四邊形 (bounding box)的 x, y, width,height和面 積(像素數量)
4、通過四邊形的條件來限制
思路1代碼:
int main()
{cv::Mat srcMat = imread("D:\\opencv_picture_test\\rim.png", 1);Mat dstMat, binMat;cvtColor(srcMat, dstMat, COLOR_BGR2GRAY);threshold(dstMat, binMat, 0, 255, THRESH_OTSU);imshow("bin", binMat);//通過findContours函數尋找連通域vector<vector<Point>> contours;vector<Vec4i> hierarchy;findContours(binMat, contours, RETR_LIST,CHAIN_APPROX_NONE);//繪制輪廓,內填充for (int i = 0; i < contours.size(); i++) {RotatedRect rbox = minAreaRect(contours[i]);if (fabs(rbox.size.width * 1.0 / rbox.size.height - 1) < 0.1 && rbox.size.width > 10)drawContours(srcMat, contours, i, Scalar(0, 255, 255), -1, 8);}imshow("rim", srcMat);waitKey(0);
}
二值圖:
框定圖:
思路2代碼:
int main()
{Mat lableMat;Mat statsMat;Mat centerMat;Mat srcMat = imread("D:\\opencv_picture_test\\輪廓\\rim.png", 1); //讀取灰度Mat dstMat;cvtColor(srcMat, srcMat, COLOR_BGR2GRAY);//調用閾值函數threshold(srcMat, dstMat, 120, 255,THRESH_BINARY_INV);//腐蝕操作//Mat element = getStructuringElement(MORPH_ELLIPSE, Size(9,9)); //morphologyEx(dstMat,dstMat, MORPH_ERODE, element); int nComp = cv::connectedComponentsWithStats(dstMat,lableMat,statsMat,centerMat,8,CV_32S);for (int i = 1; i < nComp; i++){cout << "pixels = " << statsMat.at<int>(i, 4) << endl;cout << "width = " << statsMat.at<int>(i, 2) << endl;cout << "height = " << statsMat.at<int>(i, 3) << endl;cout << endl;}for (int i = 1; i < nComp; i++){Rect bndbox;bndbox.x = statsMat.at<int>(i, 0);bndbox.y = statsMat.at<int>(i, 1);bndbox.width = statsMat.at<int>(i, 2);bndbox.height = statsMat.at<int>(i, 3);if (fabs(bndbox.width * 1.0 / bndbox.height - 1) < 0.1 && bndbox.width > 30)rectangle(srcMat, bndbox, CV_RGB(255, 255, 255), 1, 8, 0);}imshow("src", srcMat);//imshow("dst", dstMat);waitKey(0);
}
效果圖:
例2:找出芯片中間正方形物體
原圖:
分析:
1、獲取二值圖像(選用二值化閾值或者canny算子掃描)
2、通過findContours函數尋找連通域,輪廓則是對應連通域的輪廓
3、通過minAreaRect函數獲取輪廓最小矩形框(可旋轉),利改矩形框的特征來鎖定目標(這里我們限制,矩形框的長寬比值在1附近,并且矩形框的寬度大于10)
4、對鎖定的輪廓,通過drawContours函數繪制輪廓
5、通過輪廓外最小矩形的四個頂點坐標,來繪制邊框
另一種思路:
1、獲取二值圖像(這里為了使圓圈內部為白,使用反閾值)
2、利用connectedComponentsWithStats函數獲取連通域矩陣
3、通過狀態矩陣statsMat,來獲取連通域最小外接四邊形 (bounding box)的 x, y, width,height和面 積(像素數量)
4、通過四邊形的條件來限制
思路1代碼:
*--------------------------【練習2】矩形框-------------------------------------*/
int main()
{cv::Mat srcMat = imread("D:\\opencv_picture_test\\輪廓\\die_on_chip.png", 1);Mat dstMat, binMat;cvtColor(srcMat, dstMat, COLOR_BGR2GRAY);threshold(dstMat, binMat, 0, 255, THRESH_OTSU);imshow("bin", binMat);//通過findContours函數尋找連通域vector<vector<Point>> contours;vector<Vec4i> hierarchy;findContours(binMat, contours, RETR_LIST, CHAIN_APPROX_NONE);//繪制輪廓for (int i = 0; i < contours.size(); i++) {RotatedRect rbox = minAreaRect(contours[i]);if (fabs(rbox.size.width * 1.0 / rbox.size.height - 1) < 0.1 && rbox.size.width > 10){drawContours(srcMat, contours, i, Scalar(0, 255, 255), 1, 8);Point2f vtx[4];rbox.points(vtx);for (int j = 0; j < 4; ++j) {cv::line(srcMat, vtx[j], vtx[j < 3 ? j + 1 : 0], Scalar(0, 0, 255), 3, LINE_AA);}}}imshow("die_on_chip", srcMat);waitKey(0);
}
思路2代碼:
*--------------------------【練習1連通域解法】-------------------------------------*/int main()
{Mat lableMat;Mat statsMat;Mat centerMat;Mat srcMat = imread("D:\\opencv_picture_test\\輪廓\\die_on_chip.png", 1); //讀取灰度Mat dstMat;cvtColor(srcMat, srcMat, COLOR_BGR2GRAY);//調用閾值函數threshold(srcMat, dstMat, 120, 255,THRESH_BINARY);//腐蝕操作//Mat element = getStructuringElement(MORPH_ELLIPSE, Size(9,9)); //morphologyEx(dstMat,dstMat, MORPH_ERODE, element); int nComp = cv::connectedComponentsWithStats(dstMat,lableMat,statsMat,centerMat,8,CV_32S);for (int i = 1; i < nComp; i++){cout << "pixels = " << statsMat.at<int>(i, 4) << endl;cout << "width = " << statsMat.at<int>(i, 2) << endl;cout << "height = " << statsMat.at<int>(i, 3) << endl;cout << endl;}for (int i = 1; i < nComp; i++){Rect bndbox;bndbox.x = statsMat.at<int>(i, 0);bndbox.y = statsMat.at<int>(i, 1);bndbox.width = statsMat.at<int>(i, 2);bndbox.height = statsMat.at<int>(i, 3);if (fabs(bndbox.width * 1.0 / bndbox.height - 1) < 0.2 && statsMat.at<int>(i, 4)>=1200)rectangle(srcMat, bndbox, CV_RGB(0, 255, 255), 1, 8, 0);}imshow("src", srcMat);//imshow("dst", dstMat);waitKey(0);
}
效果圖:
例3:桌面上橘色物體
分析:
1、RGB轉HSV圖
2、將HSV通道分離,獲取三個通道值
3、對S通道進行二值化處理
4、接下來按照上面兩題的思路,找輪廓,框定。、
代碼:
//*--------------------------【練習3】矩形框-------------------------------------*/
int main()
{cv::Mat srcMat = imread("D:\\opencv_picture_test\\輪廓\\topic1.jpg", 1);Mat dstMat, binMat;cvtColor(srcMat, dstMat, COLOR_BGR2HSV);vector<Mat> channels;split(dstMat, channels);//namedWindow("H", WINDOW_NORMAL);//WINDOW_NORMAL允許用戶自由伸縮窗口//imshow("H", channels.at(0));namedWindow("S", WINDOW_NORMAL);//WINDOW_NORMAL允許用戶自由伸縮窗口imshow("S", channels.at(1));//namedWindow("V", WINDOW_NORMAL);//WINDOW_NORMAL允許用戶自由伸縮窗口//imshow("V", channels.at(2));//將S通道的圖像復制,然后處理Mat S_Mat;channels.at(1).copyTo(S_Mat);//namedWindow("S", WINDOW_NORMAL);//WINDOW_NORMAL允許用戶自由伸縮窗口//imshow("S", S_Mat);threshold(S_Mat, binMat, 120, 255, THRESH_BINARY);namedWindow("bin", WINDOW_NORMAL);//WINDOW_NORMAL允許用戶自由伸縮窗口imshow("bin", binMat);//通過findContours函數尋找連通域vector<vector<Point>> contours;vector<Vec4i> hierarchy;findContours(binMat, contours, RETR_LIST, CHAIN_APPROX_NONE);//繪制輪廓for (int i = 0; i < contours.size(); i++) {RotatedRect rbox = minAreaRect(contours[i]);if (fabs(rbox.size.width * 1.0 / rbox.size.height - 1) < 0.3 && rbox.size.width > 10){drawContours(srcMat, contours, i, Scalar(0, 255, 255), 1, 8);Point2f vtx[4];rbox.points(vtx);for (int j = 0; j < 4; ++j) {cv::line(srcMat, vtx[j], vtx[j < 3 ? j + 1 : 0], Scalar(255, 255, 255), 2, LINE_AA);}}}namedWindow("topic1", WINDOW_NORMAL);//WINDOW_NORMAL允許用戶自由伸縮窗口imshow("topic1", srcMat);waitKey(0);return 0;}
S通道圖:
用S通道進行二值化:
框定圖:
總結
從目前來看,框定目標物體我們從輪廓和連通域都可以。
其中,利用minAreaRect函數可以獲取輪廓最小矩形框的參數值,也包括了輪廓的部分信息。
利用connectedComponentsWithStats獲取連通域,可從中獲取的連通域信息。
利用這些信息,結合矩形度、圓形度、寬長比等數學特征則可以剔除一些不符合特征的備選項。