【小白】Open-CV 学习笔记 - 8.2 寻找和绘制物体的凸包convexHull()

概述

凸包(Convex Hull)是一个计算几何（图形学）中的概念，在一个实数向量空间V中，对于给定集合X，所有包含X的凸集的交集S被称为X的凸包。
X的凸包可以用X内所有点(x1, x2….xn)的线性组合来构造。在二维欧几里得空间中，凸包可以想象为一条刚好包着所有点的橡皮圈，用不严谨的话来讲，给定二维平面上的点集，凸包就是将最外层的点连接起来构成的凸多边形，它能包含点集中所有的点接！

API函数:

void cv::convexHull (   InputArray  points,
                        OutputArray     hull,
                        bool 	clockwise = false,
                        bool    returnPoints = true 
)

参数解释

• points:输入的二维点集，Mat类型数据即可
• hull:输出参数，用于输出函数调用后找到的凸包
• clockwise:操作方向，当标识符为真时，输出凸包为顺时针方向，否则为逆时针方向。
• returnPoints:操作标识符，默认值为true，此时返回各凸包的各个点，否则返回凸包各点的指数，当输出数组时std::vector时，此标识被忽略。

//寻找物体的凸包convexHull
//定义和输出vector容器点坐标
 
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include <vector>
using namespace std;
using namespace cv;
 
int main(int argc, char** argv)
{
	Mat testImage(600, 600, CV_8UC3);//画布大小600x600
	RNG& rng = theRNG();
	//按回车键一直更新
	while (1)
	{
		//int count = (unsigned)rng % 100 + 8;//随机生成点的数量
		int count = rng.uniform(5, 20);//随机产生点的个数
		cout << "凸包包含 " << count << " 个点" << endl;
		cout << "各点坐标如下：" << endl;//输出产生随机点个数
		vector<Point>points;//vector容器存放点坐标
 
		for (int i = 0; i < count; i++)
		{
			Point point;
			//点坐标随机产生
			point.x = rng.uniform(testImage.cols / 5, testImage.cols * 4 / 5); //横坐标x在范围（600/1，600*4/5）随机产生
			point.y = rng.uniform(testImage.rows / 4, testImage.rows * 3 / 4);//纵坐标y在范围（600/4，600*3/4）随机产生
			points.push_back(point);
			cout << "Point" << i + 1 << ": " << point << endl;//依次输出随机产生每个点的坐标
		}
 
		cout << "基于Mat的vector:\n" << Mat(points) << endl;//基于Mat类的vector将以矩阵形式输出坐标
 
		//检测凸包
		vector<int >hull;
		convexHull(Mat(points), hull, true);
 
		testImage = Scalar::all(0);//将画布设置为黑色
		for (int i = 0; i < count; i++)
			circle(testImage, points[i], 5, Scalar(255, 0, 255), -1, 4);//以随机点为圆心，画出半径为5的实心圆（标记作用）
		//参数准备
		int hullcout = (int)hull.size();//凸包的边数
		Point point0 = points[hull[hullcout - 1]];//连接凸包的坐标点
		//依次连接随机点，绘制凸包
		for (int i = 0; i < hullcout; i++)
		{
			Point point = points[hull[i]];
			line(testImage, point0, point, Scalar(0, 255, 255), 1, 4);//连接线条颜色为黄色
			point0 = point;
		}
		//输出
		imshow("凸包绘制检测", testImage);
		char key;
		key = (char)waitKey();
		if (key == 27 || key == 'q' || key == 'Q')//按下ESC 或q 或 Q 退出
			break;
	}
	return 0;
}

综合示例

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
#include <iostream>

using namespace cv;
using namespace std;


//宏定义的部分
#define WINDOW_NAME1 "【原始图窗口】"
#define WINDOW_NAME2 "【效果图窗口】"

//全局变量
Mat g_srcImage, g_grayImage;
int g_nThresh = 50l;
int g_maxThresh = 255;
RNG g_rng(12345);
Mat srcImage_copy = g_srcImage.clone();
Mat g_thresholdImage_output;
vector<vector<Point>> g_vContours;
vector<Vec4i> g_vHierarchy;

//全局函数定义
void on_ThreshChange(int, void *);

//main()函数

int main()
{
    //加载源图像
    g_srcImage = imread("1.jpg");
    //将原图转换成灰度图并且进行模糊降噪处理
    cvtColor(g_srcImage, g_grayImage, COLOR_BGR2GRAY);
    blur(g_grayImage, g_grayImage, Size(3, 3));

    //创建原图窗口
    namedWindow(WINDOW_NAME1, WINDOW_AUTOSIZE);
    imshow(WINDOW_NAME1, g_srcImage);

    //创建滚动条
    createTrackbar("阈值：", WINDOW_NAME1,&g_nThresh,g_maxThresh,on_ThreshChange);
    on_ThreshChange(0, 0);//调用一次进行初始化
    waitKey(0);
    return 0;
}

//回调函数

void on_ThreshChange(int, void *)
{
    //对图像进行二值化，控制阈值
    threshold(g_grayImage, g_thresholdImage_output, g_nThresh, 255, THRESH_BINARY);
    //寻找轮廓
    findContours(g_thresholdImage_output, g_vContours, g_vHierarchy, RETR_TREE, CHAIN_APPROX_SIMPLE, Point(0, 0));
    //遍历每个轮廓点，寻找凸包
    vector<vector<Point> > hull(g_vContours.size());
    for (unsigned int i = 0; i < g_vContours.size(); i++)
    {
        convexHull(Mat(g_vContours[i]), hull[i], false);
    }
    //绘出轮廓及其凸包
    Mat drawing = Mat::zeros(g_thresholdImage_output.size(), CV_8UC3);

    for (unsigned int i = 0; i < g_vContours.size(); i++)
    {
        Scalar color = Scalar(g_rng.uniform(0, 255), g_rng.uniform(0, 255), g_rng.uniform(0, 255));
        drawContours(drawing, hull, i, color, 1, 8, vector<Vec4i>(), 0, Point());
    }
    //显示效果图
    imshow(WINDOW_NAME2, drawing);
}

来源：CSDN

作者：-Bin

链接：https://blog.csdn.net/weixin_43583163/article/details/97657113