OpenCV3.0 Examples学习笔记（16）-minarea.cpp-minAreaRect，minEnclosingTriangle，minEnclosingCircle获取点集外接形状

这个系列的目的是通过对OpenCV示例，进一步了解OpenCV函数的使用，不涉及具体原理。

简介

Example运行截图

Example分析

Example代码

简介

本文记录了对OpenCV示例 minarea.cpp 的分析。

资料地址：http://docs.opencv.org/3.0.0/d4/d32/minarea_8cpp-example.html

这个示例主要演示了如何使用 minAreaRect， minEnclosingTriangle，minEnclosingCircle 函数。

示例涉及 minAreaRect。

minAreaRect

主要求得包含点集最小面积的矩形，这个矩形是可以有偏转角度的，可以与图像的边界不平行。

函数原型：

CV_EXPORTS_W RotatedRect minAreaRect( InputArray points );

参数说明：

points：表示输入的点集。（vector<Point> points，或Mat(points)）。

返回值说明：

RotatedRect，包含了外接矩形的中心center、大小size以及角度angle。

注意：示例使用了RotatedRect的函数points， void points(Point2f pts[]) const;，函数用于返回RotatedRect的4个顶点，具体使用如下：

Point2f vtx[4];

box.points(vtx);

// Draw the bounding box

for( i = 0; i < 4; i++ )

line(img, vtx[i], vtx[(i+1)%4], Scalar(0, 255, 0), 1, LINE_AA);

minEnclosingTriangle

获取点集最小外接三角形

函数原型：

CV_EXPORTS_W double minEnclosingTriangle( InputArray points, CV_OUT OutputArray triangle );

参数说明：

points：表示输入的点集.（vector<Point> points，或Mat(points)）；

triangle ：表示三角形三个顶点的坐标（vector<Point2f> triangle;）。

注意：绘制三角形代码如下：

// Draw the triangle

for( i = 0; i < 3; i++ )

line(img, triangle[i], triangle[(i+1)%3], Scalar(255, 255, 0), 1, LINE_AA);

minEnclosingCircle

获取点集最小外接圆形

函数原型：

CV_EXPORTS_W void minEnclosingCircle( InputArray points,

CV_OUT Point2f& center, CV_OUT float& radius );

参数说明：

points：表示输入的点集（vector<Point> points，或Mat(points)）；

center：表示圆心；

radius：表示原的半径。

注意：绘制圆形代码如下：

// Draw the circle

circle(img, center, cvRound(radius), Scalar(0, 255, 255), 1, LINE_AA);

Example运行截图

Example分析

1.创建预览图

Mat img(500, 500, CV_8UC3);

2.创建随机

RNG& rng = theRNG();

注意：

（1） theRNG()函数返回一个默认的随机数生成器。

3.在for循环中反复观察，直到按键盘ESC，q，Q任意一键，则退出

for(;;)

{

...

char key = (char)waitKey();

if( key == 27 || key == 'q' || key == 'Q' ) // 'ESC'

break;

}

return 0;

4.详细分析循环中处理过程

4.1.获取1-100随机数count（作为测试样本点数量），并声明i作为遍历count的计数器

int i, count = rng.uniform(1, 101);

4.2.存储测试样本点

vector<Point> points;

4.3.在图像中间位置随机生成测试样本点

// Generate a random set of points

for( i = 0; i < count; i++ )

{

Point pt;

pt.x = rng.uniform(img.cols/4, img.cols*3/4);

pt.y = rng.uniform(img.rows/4, img.rows*3/4);

points.push_back(pt);

}

4.4.调用minAreaRect获取点集最小外接矩形

// Find the minimum area enclosing bounding box

RotatedRect box = minAreaRect(Mat(points));

4.5.调用minEnclosingTriangle获取点集最小外接三角形

// Find the minimum area enclosing triangle

vector<Point2f> triangle;

minEnclosingTriangle(points, triangle);

4.6.调用minEnclosingCircle获取点集最小外接圆形

// Find the minimum area enclosing circle

Point2f center, vtx[4];

float radius = 0;

minEnclosingCircle(Mat(points), center, radius);

4.7.使用RotatedRect函数points，返回RotatedRect4个顶点

box.points(vtx);

4.8.设置预览图背景为黑色

img = Scalar::all(0);

4.9.绘制测试样本点

// Draw the points

for( i = 0; i < count; i++ )

circle( img, points[i], 3, Scalar(0, 0, 255), FILLED, LINE_AA );

4.10.绘制矩形

// Draw the bounding box

for( i = 0; i < 4; i++ )

line(img, vtx[i], vtx[(i+1)%4], Scalar(0, 255, 0), 1, LINE_AA);

4.11.绘制三角形

// Draw the triangle

for( i = 0; i < 3; i++ )

line(img, triangle[i], triangle[(i+1)%3], Scalar(255, 255, 0), 1, LINE_AA);

4.12.绘制圆

// Draw the circle

circle(img, center, cvRound(radius), Scalar(0, 255, 255), 1, LINE_AA);

注意：

函数 cvRound, cvFloor, cvCeil 用一种舍入方法将输入浮点数转换成整数。

（1）cvRound 返回和参数最接近的整数值。

（2）cvFloor 返回不大于参数的最大整数值。

（3）cvCeil 返回不小于参数的最小整数值。

4.13.显示预览图

imshow( "Rectangle, triangle & circle", img );

Example代码

#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"

#include <iostream>

using namespace cv;
using namespace std;

static void help()
{
    cout << "This program demonstrates finding the minimum enclosing box, triangle or circle of a set\n"
         << "of points using functions: minAreaRect() minEnclosingTriangle() minEnclosingCircle().\n"
         << "Random points are generated and then enclosed.\n\n"
         << "Press ESC, 'q' or 'Q' to exit and any other key to regenerate the set of points.\n\n"
         << "Call:\n"
         << "./minarea\n"
         << "Using OpenCV v" << CV_VERSION << "\n" << endl;
}

int main( int /*argc*/, char** /*argv*/ )
{
    help();

    Mat img(500, 500, CV_8UC3);
    RNG& rng = theRNG();

    for(;;)
    {
        int i, count = rng.uniform(1, 101);
        vector<Point> points;

        // Generate a random set of points
        for( i = 0; i < count; i++ )
        {
            Point pt;
            pt.x = rng.uniform(img.cols/4, img.cols*3/4);
            pt.y = rng.uniform(img.rows/4, img.rows*3/4);

            points.push_back(pt);
        }

        // Find the minimum area enclosing bounding box
        RotatedRect box = minAreaRect(Mat(points));

        // Find the minimum area enclosing triangle
        vector<Point2f> triangle;

        minEnclosingTriangle(points, triangle);

        // Find the minimum area enclosing circle
        Point2f center, vtx[4];
        float radius = 0;
        minEnclosingCircle(Mat(points), center, radius);
        box.points(vtx);

        img = Scalar::all(0);

        // Draw the points
        for( i = 0; i < count; i++ )
            circle( img, points[i], 3, Scalar(0, 0, 255), FILLED, LINE_AA );

        // Draw the bounding box
        for( i = 0; i < 4; i++ )
            line(img, vtx[i], vtx[(i+1)%4], Scalar(0, 255, 0), 1, LINE_AA);

        // Draw the triangle
        for( i = 0; i < 3; i++ )
            line(img, triangle[i], triangle[(i+1)%3], Scalar(255, 255, 0), 1, LINE_AA);

        // Draw the circle
        circle(img, center, cvRound(radius), Scalar(0, 255, 255), 1, LINE_AA);

        imshow( "Rectangle, triangle & circle", img );

        char key = (char)waitKey();
        if( key == 27 || key == 'q' || key == 'Q' ) // 'ESC'
            break;
    }

    return 0;
}

参考资料：

1.《 minAreaRect函数》

2.《 OpenCV API Reference 》

3.《 cvRound 》

OpenCV3.0 Examples学习笔记（16）-minarea.cpp-minAreaRect，minEnclosingTriangle，minEnclosingCircle获取点集外接形状

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