OpenCV 形狀檢測

Ammar Ali 2022年5月17日
OpenCV 形狀檢測

本教程將討論使用 OpenCV 的 findContours()approxPolyDP() 函式檢測影象中存在的形狀。

使用 OpenCV 的 findContours()approxPolyDP() 函式來檢測影象中存在的形狀

我們可以使用 OpenCV 的 findContours()approxPolyDP() 函式找到影象中存在的形狀。我們可以根據它的角數來檢測形狀。

例如,三角形有 3 個角,正方形有 4 個角,五邊形有 5 個角。

要找到一個形狀的角數,我們必須首先使用 findContours() 函式找到給定影象的輪廓,然後使用 approxPolyDP() 函式找到一個形狀的角或邊數。

我們可以使用 OpenCV 的 findContours() 函式找到給定影象的輪廓,但我們必須在 findContours() 函式中使用二進位制或黑白影象。

要將給定的影象轉換為二進位制,我們必須使用 OpenCV 的 cvtColor()threshold() 函式。

cvtColor() 函式將一種顏色空間轉換為另一種顏色空間,我們將使用它來將 BGR 影象轉換為灰度。threshold() 函式將灰度影象轉換為只有兩個值的二進位制,0 和 255。

我們必須找到 approxPolyDP() 函式的輸出長度以獲取影象的角數,並使用 if-else 語句列印形狀名稱和角數。

我們還可以使用 drawContours() 函式為每個形狀新增不同的顏色。

例如,讓我們檢測 BGR 影象中存在的形狀。請參閱下面的程式碼。

import cv2
import numpy as np

img = cv2.imread('shapes.png')
original = img.copy()

gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
thresh = cv2.threshold(gray, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY + cv2.THRESH_OTSU)[1]

ROI_number = 0
cnts = cv2.findContours(thresh, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
cnts = cnts[0] if len(cnts) == 2 else cnts[1]
for cnt in cnts:
    approx = cv2.approxPolyDP(cnt,0.01*cv2.arcLength(cnt,True),True)
    print(len(approx))
    if len(approx)==5:
        print("Blue = pentagon")
        cv2.drawContours(img,[cnt],0,255,-1)
    elif len(approx)==3:
        print("Green = triangle")
        cv2.drawContours(img,[cnt],0,(0,255,0),-1)
    elif len(approx)==4:
        print("Red = square")
        cv2.drawContours(img,[cnt],0,(0,0,255),-1)
    elif len(approx) == 6:
        print("Cyan = Hexa")
        cv2.drawContours(img,[cnt],0,(255,255,0),-1)
    elif len(approx) == 8:
        print("White = Octa")
        cv2.drawContours(img,[cnt],0,(255,255,255),-1)
    elif len(approx) > 12:
        print("Yellow = circle")
        cv2.drawContours(img,[cnt],0,(0,255,255),-1)

cv2.imshow('image', img)
cv2.imshow('Binary',thresh)
cv2.waitKey()

輸出:

5
Blue = pentagon
6
Cyan = Hexa
8
White = Octa
3
Green = triangle
4
Red = square
14
Yellow = circle

形狀檢測

二進位制影象中的形狀應為白色,背景應為黑色。如你所見,輸出影象中形狀的顏色與原始影象中形狀的顏色不同。

OpenCV 的 findContours()approxPolyDP() 函式的引數

findContours() 函式的第一個引數是二值影象,第二個引數是輪廓檢索方法。

我們使用 cv2.RETR_EXTERNAL,因為我們只需要外部輪廓。第三個引數是用於查詢輪廓的近似方法。

approxPolyDP() 函式的第一個引數是影象的輪廓。第二個是指定逼近精度的引數,第三個用來指定逼近曲線是否閉合。

approxPolyDP() 函式使用 Douglas Peucker 演算法將輪廓形狀近似為另一個形狀。drawContours() 函式用於繪製輪廓。

drawContours() 函式的第一個引數是我們要繪製顏色的影象。第二個引數是輪廓,第三個引數是輪廓的顏色。

第四個引數是線條粗細,如果它的值為負數,顏色將填充形狀。

Author: Ammar Ali
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