窝牛号

python代码实现OpenCV 轮廓近似原理

什么是轮廓近似?

Contour approximation 使用Ramer - Douglas - Peucker (RDP)算法,旨在通过减少给定阈值的顶点来简化折线。通俗地说,我们采用一条曲线并减少其顶点数量,同时保留其大部分形状。我将在这里给出算法的粗略概念。给定曲线的起点和终点,算法将首先找到距离连接两个参考点的线最大距离的顶点。让我们将其称为max_point。如果max_point距离小于阈值,我们会自动忽略起点和终点之间的所有顶点,使曲线成为一条直线。如果max_point超出阈值,我们将递归重复该算法,现在将其max_point作为参考之一,并重复检查过程。

假如,我们要 开发一个自动导航的机器人,在机器人导航的过程中,必然会搜集大量的路径数据,进而指导机器人的前进,但是很多时候,路径上的拐点很多,这就加大了计算的负担,如何能尽可能地保留原始路径数据,又可以降低大量的计算,这就需要路径的一些估算,这就要使用到本次的路径轮廓近似原理。

原始路径

轮廓近似后的图片

cv2.approxPolyDP实现轮廓近似原理34;C:/Users/angel/Desktop/image.png&34;Image&34;Thresh& 在阈值图像中找到最大的轮廓 cnts = cv2.findContours(thresh.copy(), cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE) 在输出图像上绘制轮廓的形状,计算 边界框,并显示轮廓中的点数 output = image.copy() cv2.drawContours(output, [c], -1, (0, 255, 0), 3) (x, y, w, h) = cv2.boundingRect(c) text = &34;.format(len(c)) cv2.putText(output, text, (x, y - 5), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.5, (0, 255, 0), 1) print(&34;.format(text)) cv2.imshow(&34;, output) cv2.waitKey(0)

使用 OpenCV 的findContours函数,我们可以挑选出给定图像中所有可能的轮廓,我们使用了RETR_EXTERNAL参数,它只返回可用轮廓的单一表示,使用的另一个参数是CHAIN_APPROX_SIMPLE。这将删除单个链线连接中的许多顶点,这些顶点本质上是冗余的。然后我们从轮廓数组中抓取最大的轮廓,并使用drawContours函数把外框形状画出来。

外框轮廓

for eps in np.linspace(0.001, 0.05, 10): peri = cv2.arcLength(c, True) approx = cv2.approxPolyDP(c, eps * peri, True) output = image.copy() cv2.drawContours(output, [approx], -1, (0, 255, 0), 3) text = &34;.format(eps, len(approx)) cv2.putText(output, text, (x, y - 5), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.5, (0, 255, 0), 1) print(&34;.format(text)) cv2.imshow(&34;, output) cv2.waitKey(0)

我们需要一个 value eps,它将作为测量顶点的阈值,利用此阈值进行轮廓近似计算的参数

在第2行,使用 计算轮廓的周长cv2.arcLength函数。然后我们使用该cv2.approxPolyDP函数,启动轮廓近似过程(第3行)。eps×peri乘积值充当近似精度,通过遍历不同的eps,进行轮廓的近似计算。

通过运行代码,我们可以看出,随着eps值不断增加,其轮廓顶点数不断减少,直到顶点数量不再减少为止,这表明轮廓近似算法确实有效。

[INFO] original, num_pts=402 [INFO] eps=0.0010, num_pts=30 [INFO] eps=0.0064, num_pts=25 [INFO] eps=0.0119, num_pts=18 [INFO] eps=0.0173, num_pts=15 [INFO] eps=0.0228, num_pts=14 [INFO] eps=0.0282, num_pts=10 [INFO] eps=0.0337, num_pts=7 [INFO] eps=0.0391, num_pts=6 [INFO] eps=0.0446, num_pts=5 [INFO] eps=0.0500, num_pts=5

轮廓近似原理图

当然,在应用中,我们需要找到合适的eps的值,以便在保证轮廓精度的情况下,降低计算的成本。

本站所发布的文字与图片素材为非商业目的改编或整理,版权归原作者所有,如侵权或涉及违法,请联系我们删除

窝牛号 wwww.93ysy.com   沪ICP备2021036305号-1