python计算机视觉opencv矩形轮廓顶点位置确定

 更新时间:2022年05月20日 15:45:10   作者:qq_47150350  
这篇文章主要为大家介绍了python计算机视觉opencv矩形轮廓顶点位置确定,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助,祝大家多多进步,早日升职加薪

一、问题的引入

opencv在图像处理方面有着非常强大的功能,当我们需要使用opencv进行一些图像的矫正工作时,我们通常需要找到原图的一些关键点,然后计算变换后的图像坐标,最后通过仿射变换或者透视变换获得自己想要的矫正图像,比如将一张拍歪了的纸进行矫正,我们的首要任务就是找到原图的一些关键点,通常的做法就是找纸张的4个顶点。

二、问题的解决方法

第一步我们肯定要找到纸张相应的矩形轮廓,这里可以二值化再找,也可以使用一些算子查找,而本文的重点是解决怎样根据矩形轮廓去确定它具体的4个顶点的位置。

方法一:

使用线性规划的方法,在opencv的坐标系下使用x+y=z1和x-y=z2两条直线去切轮廓,分别当z1取最大时(x,y)是右下点,最小时是左上点;当z2取最大时(x,y)是右上点,最小时是左下点,如下图:

这个方法单独从轮廓的角度来说,只要旋转的角度不要刚刚好是45°或者135°,这个方法就没有问题,它得到的就是轮廓相对应的右下点、左上点、右上点、左下点,但不是原目标的相应点,就好像当纸张旋转超过45°时,这个方法得到的对于轮廓来说是正确的,但对于纸张来说就不对了,如下图:

这个时候如果按之前的一样进行矫正就会得到一个横放的纸张,这样里面的字都是横的,就不是我们想要的了所以这个方法要用来矫正的话,就需要对图像的旋转角度有一个计算和判断,可以通过下面代码获取角度:

#cnt:输入轮廓,angle:返回角度
(x,y),(MA,ma),angle = cv2.fitEllipse(cnt)

方法二

这个方法首先要使用轮廓获得其最小面积矩,然后观察研究矩形的性质可以根据当前的形状给出适合的x,y判断式,观察下图:

#找轮廓最小矩 cnt:轮廓  box:4个点无规律
rect = cv2.minAreaRect(cnt)
box = cv2.boxPoints(rect)

对于这样一个高比宽长的矩形,我们的方法是先将4个点按y从小到大进行排序,再取前两个按x从小到大进行排序,小的那个是左下,大的那个是右下;最后取后两个也按x从小到大进行排序,小的那个是左上,大的那个是右上。假如是一个宽比高长的矩形,我们就可以先按x的大小进行排序。这个从代码角度实现可能更为简洁,适用特定轮廓,对角度要求就更宽泛了些,除非旋转到了像上图右边一样的状况,而这种矫正一般出现的机率非常小。

三、一些实现代码

1、下面是使用方法一实现的顶点定位

import numpy as np
import cv2
def get4points(img: np.ndarray, thed, n):
    """
    :param img  the color image which shape is [height, width, depth]
    :return 4 point locations in list or tuple, for example: [[x1, y1], [x2, y2], [x3, y3], [x4, y4]]
    """
    #灰度和二值化
    gray = cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    ret, binary = cv2.threshold(gray,thed,255,cv2.THRESH_BINARY)
    # 搜索轮廓
    contours, hierarchy = cv2.findContours(
        binary,
        cv2.RETR_LIST,
        cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
    #按轮廓长度选取需要轮廓
    len_list = []
    for i in range(len(contours)):
        len_list.append(len(contours[i]))
    #选第二长的
    sy = np.argsort(np.array(len_list))[-n]
    #寻找顶点
    sum_list = []
    dif_list = []
    for i in contours[sy]:
        sum = i[0][0]+i[0][1]
        sum_list.append(sum)
        dif_list.append(i[0][0]-i[0][1])
    id_lb = np.argsort(np.array(sum_list))
    id_lb2 = np.argsort(np.array(dif_list))
    lu_id , rd_id = id_lb[0] , id_lb[-1]
    ld_id , ru_id = id_lb2[0] , id_lb2[-1]
    points = np.array([contours[sy][lu_id][0],contours[sy][rd_id][0],contours[sy][ld_id][0],contours[sy][ru_id][0]])
    return points , contours , sy

2、下面是使用方法2实现的顶点定位

def getpoints(binary: np.ndarray  , num: int ):
    # 搜索轮廓
    contours, hierarchy = cv2.findContours(
        binary,
        cv2.RETR_LIST,
        cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
    #按轮廓位置最左(x最小)选取
    x_list = []
    for i in contours:
        x_sum = 0
        for kk in i:
            x_sum += kk[0][0]
        x_av = x_sum/len(i)
        x_list.append(x_av)
    sy = np.argsort(np.array(x_list))[num]
    cnt = contours[sy]
    #找轮廓最小矩
    rect = cv2.minAreaRect(cnt)
    box = cv2.boxPoints(rect)
    return box , contours , sy
def findpoints(points):
    #区分矩形顶点位置
    point_y=sorted(points,key=lambda t:t[1])
    lu, ru =sorted(point_y[:2],key=lambda t:t[0])
    ld, rd =sorted(point_y[2:],key=lambda t:t[0])
    return [list(lu), list(ld), list(ru),list(rd)]

3、下面是一些展示代码

#展示顶点
def show_points(img , points):
    point_size = 8
    point_color = (0, 0, 255) # BGR
    thickness = 4 # 可以为 0 、4、8
    points_list = [tuple(i) for i in np.int32(points).reshape(-1,2)]
    for point in points_list:
        cv2.circle(img, point, point_size, point_color, thickness)
    img = cv2.resize(img,(808,808))
    cv2.imshow('img',img)
    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()
    # cv2.imwrite('dd.jpg',img)
#展示轮廓
def show_Contour(img , contours , sy):
    cv2.drawContours(img, contours , sy , (25, 254, 0), 4)
    img = cv2.resize(img,(808,808))
    cv2.imshow('img',img)
    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()
    # cv2.imwrite('mm.jpg',img)

以上就是python计算机视觉opencv矩形轮廓顶点位置确定的详细内容,更多关于python opencv矩形轮廓顶点定位的资料请关注脚本之家其它相关文章!

相关文章

  • python自动化八大定位元素讲解

    python自动化八大定位元素讲解

    这篇文章主要介绍了python自动化八大定位元素讲解,本篇文章通过简要的案例,讲解了该项技术的了解与使用,以下就是本文的详细内容,需要的朋友可以参考下
    2021-07-07
  • python实现俄罗斯方块

    python实现俄罗斯方块

    这篇文章主要为大家详细介绍了python实现俄罗斯方块,文中示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2018-06-06
  • 远程部署工具Fabric详解(支持Python3)

    远程部署工具Fabric详解(支持Python3)

    这篇文章主要介绍了远程部署神器 Fabric,支持Python3 ,Fabric 出场了。Fabric 是一个远程部署神器,它可以在本地执行远程服务器的命令。,需要的朋友可以参考下
    2019-07-07
  • 一文教你掌握Python中Lambda表达式的5种实用技巧

    一文教你掌握Python中Lambda表达式的5种实用技巧

    在Python编程的宇宙里,有一个强大而灵活的工具经常被高效的程序员所利用——那就是Lambda表达式,下面就让我们深入了解Lambda表达式的妙用吧
    2024-01-01
  • python 3.7.0 安装配置方法图文教程

    python 3.7.0 安装配置方法图文教程

    这篇文章主要为大家详细介绍了python 3.7.0 安装配置方法图文教程,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2018-08-08
  • python求绝对值的三种方法小结

    python求绝对值的三种方法小结

    今天小编就为大家分享一篇python求绝对值的三种方法小结,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧
    2019-12-12
  • python实现验证码识别功能

    python实现验证码识别功能

    这篇文章主要为大家详细介绍了python实现验证码识别功能,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2018-06-06
  • Python爬取qq music中的音乐url及批量下载

    Python爬取qq music中的音乐url及批量下载

    这篇文章主要给大家介绍了利用Python爬取qq music中的音乐url及实现批量下载的相关资料,文中给出了详细的介绍和示例代码,相信对大家具有一定的参考价值,需要的朋友们下面来一起看看吧。
    2017-03-03
  • 通过Plotly实现交互式数据可视化的流程步骤

    通过Plotly实现交互式数据可视化的流程步骤

    在数据科学和数据分析领域,数据可视化是一种非常重要的技术,Plotly 是一个功能强大的 Python 可视化库,它可以帮助我们创建交互式的数据可视化图表,本文将介绍如何使用 Plotly 实现交互式数据可视化,需要的朋友可以参考下
    2024-05-05
  • Django框架中的对象列表视图使用示例

    Django框架中的对象列表视图使用示例

    这篇文章主要介绍了Django框架中的对象列表视图使用示例,Django是重多Python人气web框架中最为著名的一个,需要的朋友可以参考下
    2015-07-07

最新评论