• Qt-OpenCV学习笔记--识别图形轮廓并计算图形坐标

    概述

    思路：将获得的图像进行修正，然后识别图形轮廓，最后计算图形坐标。

    整体方案是基本函数和基本操作的综合应用。

    此方案可以用于标签位置检测。

    代码没有经过实际验证，此处仅是做个记录。

    测试代码

    myCV.pro

    1. QT       += core gui
    2.  
    3. greaterThan(QT_MAJOR_VERSION, 4): QT += widgets
    4.  
    5. CONFIG += c++11
    6.  
    7. # You can make your code fail to compile if it uses deprecated APIs.
    8. # In order to do so, uncomment the following line.
    9. #DEFINES += QT_DISABLE_DEPRECATED_BEFORE=0x060000    # disables all the APIs deprecated before Qt 6.0.0
    10.  
    11. SOURCES += \
    12.     main.cpp \
    13.     sm.cpp \
    14.     widget.cpp
    15.  
    16. HEADERS += \
    17.     sm.h \
    18.     widget.h
    19.  
    20. FORMS += \
    21.     widget.ui
    22.  
    23. # Default rules for deployment.
    24. qnx: target.path = /tmp/$${TARGET}/bin
    25. else: unix:!android: target.path = /opt/$${TARGET}/bin
    26. !isEmpty(target.path): INSTALLS += target
    27.  
    28. unix|win32: LIBS += -L$$PWD/../../../../../opencv/install/x64/mingw/lib/ -llibopencv_world454.dll
    29.  
    30. INCLUDEPATH += $$PWD/../../../../../opencv/install/include
    31. DEPENDPATH += $$PWD/../../../../../opencv/install/include

    sm.h

    1. #ifndef SM_H
    2. #define SM_H
    3.  
    4. #include <opencv2/core/core.hpp>
    5. #include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
    6. #include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
    7.  
    8. #include <iostream>
    9.  
    10. class sm
    11. {
    12. public:
    13.     sm();
    14.  
    15. public:
    16.  
    17.     //预处理
    18.     static cv::Mat pretreatment(cv::Mat src, int width, int height);
    19.     //后处理
    20.     static std::vector<cv::RotatedRect> postTreatment (cv::Mat src);
    21.     //坐标排序
    22.     static void sortPoints(cv::RotatedRect rect,cv::Point2f pts[]);
    23.     //获取轮廓
    24.     static std::vector<std::vector<cv::Point> > getContour(cv::Mat src, int threshold1, int threshold2);
    25.     //裁切
    26.     static cv::Mat cutBorder (cv::Mat src,int number);
    27. };
    28.  
    29. #endif // SM_H

    widget.h

    1. #ifndef WIDGET_H
    2. #define WIDGET_H
    3.  
    4. #include 
    5.  
    6. QT_BEGIN_NAMESPACE
    7. namespace Ui { class Widget; }
    8. QT_END_NAMESPACE
    9.  
    10. class Widget : public QWidget
    11. {
    12.     Q_OBJECT
    13.  
    14. public:
    15.     Widget(QWidget *parent = nullptr);
    16.     ~Widget();
    17.  
    18. private slots:
    19.     void on_pushButton_clicked();
    20.  
    21.     void on_pushButton_2_clicked();
    22.  
    23. private:
    24.     Ui::Widget *ui;
    25. };
    26. #endif // WIDGET_H

    main.cpp

    1. #include "widget.h"
    2.  
    3. #include 
    4.  
    5. int main(int argc, char *argv[])
    6. {
    7.     QApplication a(argc, argv);
    8.     Widget w;
    9.     w.show();
    10.     return a.exec();
    11. }

    sm.cpp

    1. #include "sm.h"
    2.  
    3. #include <opencv2/core/core.hpp>
    4. #include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
    5. #include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
    6.  
    7. #include <QDebug>
    8.  
    9. sm::sm()
    10. {
    11.  
    12. }
    13.  
    14. cv::Mat sm::pretreatment(cv::Mat src,int width, int height)
    15. {
    16.     //定义输出对象
    17.     cv::Mat dst;
    18.  
    19.     //获得轮廓
    20.     std::vector<std::vector<cv::Point>> contours;
    21.     contours = sm::getContour(src,100,200);
    22.  
    23.     //先要判断所有图形是否全部内嵌
    24.     if (contours.size()!=1)
    25.     {
    26.         qDebug()<<"图像加载错误，请重新加载！";
    27.         return dst;
    28.     }
    29.  
    30.     //获得矩形
    31.     cv::RotatedRect box;
    32.     box = cv::minAreaRect(contours[0]);
    33.     qDebug()<<"矩形的角度："<<box.angle;
    34.  
    35.     //获得矩形的顶点数组
    36.     cv::Point2f pts[4];
    37.     sm::sortPoints(box,pts);
    38.  
    39.     //校正
    40.     double x = 2;
    41.     double y = 1.5;
    42.  
    43.     pts[0].x = pts[0].x+x;
    44.     pts[0].y = pts[0].y+y;
    45.     pts[1].x = pts[1].x-x;
    46.     pts[1].y = pts[1].y+y;
    47.     pts[2].x = pts[2].x-x;
    48.     pts[2].y = pts[2].y-y;
    49.     pts[3].x = pts[3].x+x;
    50.     pts[3].y = pts[3].y-y;
    51.  
    52.     //变换数组
    53.     cv::Point2f pts_src[4];
    54.     pts_src[0]=pts[0];
    55.     pts_src[1]=pts[1];
    56.     pts_src[2]=pts[2];
    57.     pts_src[3]=pts[3];
    58.     //对应数组
    59.     cv::Point2f ps_dst[4];
    60.     ps_dst[0] = cv::Point2f(0,0);
    61.     ps_dst[1] = cv::Point2f(width,0);
    62.     ps_dst[2] = cv::Point2f(width,height);
    63.     ps_dst[3] = cv::Point2f(0,height);
    64.     //变换矩阵
    65.     cv::Mat M = getPerspectiveTransform(pts_src,ps_dst);
    66.     //输出图像的大小
    67.     cv::Size size(width,height);
    68.     //透视变换
    69.     warpPerspective(src,dst,M,size);
    70.     //打印
    71.     qDebug()<<"矩形的宽度："<<dst.size().width;
    72.     qDebug()<<"矩形的高度："<<dst.size().height;
    73.  
    74.     qDebug()<<"图像预处理完成";
    75.  
    76.     //返回结果
    77.     return dst;
    78. }
    79.  
    80. std::vector<cv::RotatedRect> sm::postTreatment(cv::Mat src)
    81. {
    82.     //获得轮廓
    83.     std::vector<std::vector<cv::Point>> contours;
    84.     contours = sm::getContour(src,100,200);
    85.  
    86.     //定义输出对象
    87.     std::vector<cv::RotatedRect> RotatedRect(contours.size());
    88.  
    89.     //获得矩形
    90.     for (uint i=0;i<contours.size();i++)
    91.     {
    92.         RotatedRect[i] = minAreaRect(contours[i]);
    93.     }
    94.  
    95.     qDebug()<<"后处理完成";
    96.  
    97.     //返回结果
    98.     return RotatedRect;
    99. }
    100.  
    101. void sm::sortPoints(cv::RotatedRect rect, cv::Point2f pts[])
    102. {
    103.     //获得中心点
    104.     cv::Point2f p0;
    105.     p0=rect.center;
    106.  
    107.     //获得顶点
    108.     cv::Point2f p[4];
    109.     rect.points(p);
    110.  
    111.     //排序
    112.     for (int i= 0;i<4;i++)
    113.     {
    114.         if( p[i].x<p0.x && p[i].y<p0.y )
    115.             pts[0]=p[i];
    116.         else if( p[i].x>p0.x && p[i].y<p0.y )
    117.             pts[1]=p[i];
    118.         else if( p[i].x>p0.x && p[i].y>p0.y )
    119.             pts[2]=p[i];
    120.         else
    121.             pts[3]=p[i];
    122.     }
    123.  
    124.     //打印
    125.     qDebug()<<"中心点："<<p0.x<<"-"<<p0.y;
    126.     qDebug()<<"第1个点："<<pts[0].x<<"-"<<pts[0].y;
    127.     qDebug()<<"第2个点："<<pts[1].x<<"-"<<pts[1].y;
    128.     qDebug()<<"第3个点："<<pts[2].x<<"-"<<pts[2].y;
    129.     qDebug()<<"第4个点："<<pts[3].x<<"-"<<pts[3].y;
    130.  
    131.     qDebug()<<"点的排序完成";
    132.  
    133. }
    134.  
    135. std::vector<std::vector<cv::Point>> sm::getContour(cv::Mat src,int threshold1,int threshold2)
    136. {
    137.     //初步处理
    138.     cv::Mat dst_gray,
    139.             dst_blur,
    140.             dst_canny,
    141.             dst_dilate;
    142.     //灰度处理
    143.     cv::cvtColor(src,dst_gray,cv::COLOR_BGR2GRAY);
    144.     //cv::imshow("dst_gray",dst_gray);
    145.     //高斯模糊
    146.     cv::GaussianBlur(dst_gray,dst_blur,cv::Size(3,3),0,0);
    147.     //cv::imshow("dst_blur",dst_blur);
    148.     //边缘检测
    149.     cv::Canny(dst_blur,dst_canny,threshold1,threshold2);
    150.     //cv::imshow("dst_canny",dst_canny);
    151.     //膨胀
    152.     cv::dilate(dst_canny,dst_dilate,cv::Mat());
    153.     //cv::imshow("dst_dilate",dst_dilate);
    154.  
    155.     //检测轮廓
    156.     std::vector<std::vector<cv::Point>> contours;
    157.     findContours(dst_dilate,contours,cv::RETR_EXTERNAL,cv::CHAIN_APPROX_NONE);
    158.     //drawContours(src,contours,-1,cv::Scalar(255,0,255),cv::FILLED);
    159.     //cv::imshow("src",src);
    160.  
    161.     //打印轮廓数量
    162.     qDebug()<<"轮廓数量："<<contours.size();
    163.     //打印轮廓坐标
    164.     for (uint i=0;i<contours.size();i++)
    165.     {
    166.         for(uint j=0;j<contours[i].size();j++)
    167.         {
    168.             qDebug()<<"轮廓坐标："<<contours[i][j].x<<"--"<<contours[i][j].y;
    169.         }
    170.     }
    171.  
    172.     qDebug()<<"获取轮廓完成";
    173.  
    174.     //返回结果
    175.     return contours;
    176. }
    177.  
    178. cv::Mat sm::cutBorder(cv::Mat src, int number)
    179. {
    180.     //定义输出对象
    181.     cv::Mat dst;
    182.     cv::Mat dst_temp;
    183.  
    184.     //定义裁切矩形
    185.     cv::Point p_start(number,number);
    186.     cv::Point p_end(src.size().width-number,src.size().height-number);
    187.     cv::Rect rect(p_start,p_end);
    188.  
    189.     //裁切
    190.     dst_temp=src(rect).clone();//这个地方是个坑！若不克隆，仅仅是局部显示，不进行真正的裁切！！！
    191.  
    192.     //缝补
    193.     cv::copyMakeBorder(dst_temp,dst,number,number,number,number,cv::BORDER_REPLICATE);
    194.  
    195.     qDebug()<<"裁切完成";
    196.  
    197.     //返回结果
    198.     return dst;
    199. }
    200.  
    201.

    widget.cpp

    1. #include "widget.h"
    2. #include "ui_widget.h"
    3.  
    4. #include <QFileDialog>
    5.  
    6. #include <iostream>
    7. #include <QDebug>
    8.  
    9. #include "sm.h"
    10.  
    11. Widget::Widget(QWidget *parent)
    12.     : QWidget(parent)
    13.     , ui(new Ui::Widget)
    14. {
    15.     ui->setupUi(this);
    16. }
    17.  
    18. Widget::~Widget()
    19. {
    20.     delete ui;
    21. }
    22.  
    23.  
    24. void Widget::on_pushButton_clicked()
    25. {
    26.     //获取路径
    27.     QString qstr = ui->lineEdit->text();
    28.     //转换
    29.     std::string str = qstr.toStdString();
    30.  
    31.     //加载图像
    32.     std::string path =str;
    33.     cv::Mat src = cv::imread(path);
    34.     //判断是否加载成功
    35.     if(src.empty())
    36.     {
    37.         qDebug()<<"加载图片失败！";
    38.         return;
    39.     }
    40.  
    41.     //图像预处理
    42.     cv::Mat dst_p;
    43.     //获取数据
    44.     QString width = ui->lineEdit_2->text();
    45.     QString height = ui->lineEdit_3->text();
    46.     //qstring转int
    47.     int width_i = width.toInt();
    48.     int height_i = height.toInt();
    49.     //预处理
    50.     dst_p = sm::pretreatment(src,width_i,height_i);
    51.     //判断预处理是否成功
    52.     if(dst_p.empty())
    53.     {
    54.         qDebug()<<"图像预处理失败！";
    55.         return;
    56.     }
    57.  
    58.     //裁切
    59.     cv::Mat dst_c;
    60.     dst_c = sm::cutBorder(dst_p,20);
    61.  
    62.     //后处理
    63.     std::vector<cv::RotatedRect> rects;
    64.     rects = sm::postTreatment(dst_c);
    65.  
    66.     //打印结果
    67.     std::vector<std::vector<cv::Point>> box(rects.size());
    69.     for (uint i=0;i<rects.size();i++)
    70.     {
    71.         //打印坐标
    72.         qDebug()<<"矩形"<<i<<":"<<rects[i].center.x;
    73.         qDebug()<<"矩形"<<i<<":"<<rects[i].center.y;
    74.  
    75.         double a = rects[i].center.x;
    76.         double b = rects[i].center.y;
    77.  
    78.         QString str1 = QString::number(a,'f',2);
    79.         QString str2 = QString::number(b,'f',2);
    80.         QString str3 = QString::number(i);
    81.  
    82.         QString str = "矩形"+str3+"的坐标是:"+str1+"--"+str2;
    83.  
    84.         ui->textBrowser->append(str);
    85.  
    86.         //获得矩形顶点
    87.         cv::Point2f ps[4];
    88.         rects[i].points(ps);
    89.         box[i].push_back(ps[0]);
    90.         box[i].push_back(ps[1]);
    91.         box[i].push_back(ps[2]);
    92.         box[i].push_back(ps[3]);
    93.  
    94.         //绘制矩形
    95.         polylines(dst_c,box[i],1,cv::Scalar(0,255,0),2,8,0);
    96.  
    97.     }
    98.     //打印空行
    99.     ui->textBrowser->append(" ");
    100.     //显示
    101.     cv::imshow("dst_c",dst_c);
    102. }
    103.  
    104. void Widget::on_pushButton_2_clicked()
    105. {
    106.     QString fileName = QFileDialog::getOpenFileName(this,"选择一个图片",".","*.jpg *.png *.bmp");
    107.     if(!fileName.isEmpty())
    108.     {
    109.         ui->lineEdit->setText(fileName);
    110.         ui->label_6->setPixmap(fileName);
    111.     }
    112.  
    113. }

    widget.ui

    测试结果

     

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