Ответ 1
Эта наивная реализация основана на некоторых методах, продемонстрированных в squares.cpp, доступных в OpenCV образец каталога. Следующие сообщения также обсуждают похожие приложения:
- OpenCV С++/Obj-C: Обнаружение листа бумаги/Квадратное обнаружение
- Квадратное обнаружение не находит квадратов
- Найдите уголок статей
@John, приведенный ниже код был протестирован с образцом, который вы предоставили, и другим, который я создал:
Конвейер обработки начинается с findSquares(), упрощения той же функции, реализованной с помощью демонстрации OpenCV squares.cpp. Эта функция преобразует входное изображение в оттенки серого и применяет размытие, чтобы улучшить обнаружение краев (Canny):
Обнаружение кромок хорошее, но для соединения близлежащих линий требуется морфологическая операция (расширение):
После этого мы пытаемся найти контуры (ребра) и собрать квадраты из них. Если бы мы попытались нарисовать все обнаруженные квадраты на входных изображениях, это было бы результатом:
Это выглядит хорошо, но это не совсем то, что мы ищем, поскольку слишком много обнаруженных квадратов. Тем не менее, самая большая площадь на самом деле является карточкой, поэтому отсюда она довольно проста, и мы просто выясняем, какая из квадратов самая большая. Именно это делает findLargestSquare().
Как только мы узнаем самый большой квадрат, мы просто рисуем красные точки в углах квадрата для целей отладки:
Как вы можете видеть, обнаружение не идеальное, но оно кажется достаточно хорошим для большинства целей. Это не надежное решение, и я хотел бы поделиться одним из подходов к решению проблемы. Я уверен, что есть другие способы справиться с этим, что может быть более интересно для вас. Удачи!
#include <iostream>
#include <cmath>
#include <vector>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
#include <opencv2/imgproc/imgproc_c.h>
/* angle: finds a cosine of angle between vectors, from pt0->pt1 and from pt0->pt2
*/
double angle(cv::Point pt1, cv::Point pt2, cv::Point pt0)
{
double dx1 = pt1.x - pt0.x;
double dy1 = pt1.y - pt0.y;
double dx2 = pt2.x - pt0.x;
double dy2 = pt2.y - pt0.y;
return (dx1*dx2 + dy1*dy2)/sqrt((dx1*dx1 + dy1*dy1)*(dx2*dx2 + dy2*dy2) + 1e-10);
}
/* findSquares: returns sequence of squares detected on the image
*/
void findSquares(const cv::Mat& src, std::vector<std::vector<cv::Point> >& squares)
{
cv::Mat src_gray;
cv::cvtColor(src, src_gray, cv::COLOR_BGR2GRAY);
// Blur helps to decrease the amount of detected edges
cv::Mat filtered;
cv::blur(src_gray, filtered, cv::Size(3, 3));
cv::imwrite("out_blur.jpg", filtered);
// Detect edges
cv::Mat edges;
int thresh = 128;
cv::Canny(filtered, edges, thresh, thresh*2, 3);
cv::imwrite("out_edges.jpg", edges);
// Dilate helps to connect nearby line segments
cv::Mat dilated_edges;
cv::dilate(edges, dilated_edges, cv::Mat(), cv::Point(-1, -1), 2, 1, 1); // default 3x3 kernel
cv::imwrite("out_dilated.jpg", dilated_edges);
// Find contours and store them in a list
std::vector<std::vector<cv::Point> > contours;
cv::findContours(dilated_edges, contours, cv::RETR_LIST, cv::CHAIN_APPROX_SIMPLE);
// Test contours and assemble squares out of them
std::vector<cv::Point> approx;
for (size_t i = 0; i < contours.size(); i++)
{
// approximate contour with accuracy proportional to the contour perimeter
cv::approxPolyDP(cv::Mat(contours[i]), approx, cv::arcLength(cv::Mat(contours[i]), true)*0.02, true);
// Note: absolute value of an area is used because
// area may be positive or negative - in accordance with the
// contour orientation
if (approx.size() == 4 && std::fabs(contourArea(cv::Mat(approx))) > 1000 &&
cv::isContourConvex(cv::Mat(approx)))
{
double maxCosine = 0;
for (int j = 2; j < 5; j++)
{
double cosine = std::fabs(angle(approx[j%4], approx[j-2], approx[j-1]));
maxCosine = MAX(maxCosine, cosine);
}
if (maxCosine < 0.3)
squares.push_back(approx);
}
}
}
/* findLargestSquare: find the largest square within a set of squares
*/
void findLargestSquare(const std::vector<std::vector<cv::Point> >& squares,
std::vector<cv::Point>& biggest_square)
{
if (!squares.size())
{
std::cout << "findLargestSquare !!! No squares detect, nothing to do." << std::endl;
return;
}
int max_width = 0;
int max_height = 0;
int max_square_idx = 0;
for (size_t i = 0; i < squares.size(); i++)
{
// Convert a set of 4 unordered Points into a meaningful cv::Rect structure.
cv::Rect rectangle = cv::boundingRect(cv::Mat(squares[i]));
//std::cout << "find_largest_square: #" << i << " rectangle x:" << rectangle.x << " y:" << rectangle.y << " " << rectangle.width << "x" << rectangle.height << endl;
// Store the index position of the biggest square found
if ((rectangle.width >= max_width) && (rectangle.height >= max_height))
{
max_width = rectangle.width;
max_height = rectangle.height;
max_square_idx = i;
}
}
biggest_square = squares[max_square_idx];
}
int main()
{
cv::Mat src = cv::imread("cc.png");
if (src.empty())
{
std::cout << "!!! Failed to open image" << std::endl;
return -1;
}
std::vector<std::vector<cv::Point> > squares;
findSquares(src, squares);
// Draw all detected squares
cv::Mat src_squares = src.clone();
for (size_t i = 0; i < squares.size(); i++)
{
const cv::Point* p = &squares[i][0];
int n = (int)squares[i].size();
cv::polylines(src_squares, &p, &n, 1, true, cv::Scalar(0, 255, 0), 2, CV_AA);
}
cv::imwrite("out_squares.jpg", src_squares);
cv::imshow("Squares", src_squares);
std::vector<cv::Point> largest_square;
findLargestSquare(squares, largest_square);
// Draw circles at the corners
for (size_t i = 0; i < largest_square.size(); i++ )
cv::circle(src, largest_square[i], 4, cv::Scalar(0, 0, 255), cv::FILLED);
cv::imwrite("out_corners.jpg", src);
cv::imshow("Corners", src);
cv::waitKey(0);
return 0;
}