C#使用OpenCV剪切图像中的圆形和矩形

2022-06-30 20:55:40

前言

本文sql教程主要介绍java基础教程如何使用OpenCV剪切python基础教程图像中的圆形和矩形。

准备工作

首先创建一个Wpf项目——WpfOpenCV，这里c#教程版本使用Framework4.7.2。

然后使用Nuget搜索【Emgu.CV】，如下图。

这里的Emgu.CV选择4.3.0.3890版本，然后vb.net教程安装Emgu.CV和Emgu.CV.runtime.windows。

使用OPenCV剪切矩形

现在，我们进入项目，进行OPenCV的调用。

首先引入命名空间，如下：

using Emgu.CV;

using Emgu.CV.CvEnum;

using Emgu.CV.Structure;

using System.Drawing;

using System.Windows.Forms;

然后编写矩形剪切函数——CutRectangleImage。

函数里，我们先将图像进行缩放，这样可以有效的减少检测到的矩形数量。

再将图片处理成灰度模式，然后再高斯模糊，再边缘化。

然后，我们就可以在图片里查找图形轮廓了，当轮廓有三个顶点，那么它是三角形，如果有四个顶点，那么它是四边形；我们要截取矩形，所以这里要加一个角度的判断，四个角必须都在80-100度之间。

取到了顶点后，在依据顶点剪切图片就可以了。

下面是截取矩形的代码，代码中只截取了宽度最大的那个矩形。

100

101

102

public void CutRectangleImage(string imagePath)

{

Image<Bgr, Byte> src = new Image<Bgr, byte>(imagePath);

int scale = 1;

if (src.Width > 500)

{

scale = 2;

}

if (src.Width > 1000)

{

scale = 10;

}

if (src.Width > 10000)

{

scale = 100;

}

var size = new Size(src.Width / scale, src.Height / scale);

Image<Bgr, Byte> srcNewSize = new Image<Bgr, byte>(size);

CvInvoke.Resize(src, srcNewSize, size);

//将图像转换为灰度

UMat grayImage = new UMat();

CvInvoke.CvtColor(srcNewSize, grayImage, ColorConversion.Bgr2Gray);

//使用高斯滤波去除噪声

CvInvoke.GaussianBlur(grayImage, grayImage, new Size(3, 3), 3);

UMat cannyEdges = new UMat();

CvInvoke.Canny(grayImage, cannyEdges, 60, 180);//通过边缘化，然后取出轮廓

#region 取三角形和矩形的顶点坐标

List<Triangle2DF> triangleList = new List<Triangle2DF>();

List<RotatedRect> boxList = new List<RotatedRect>(); //旋转的矩形框

using (VectorOfVectorOfPoint contours = new VectorOfVectorOfPoint())

{

CvInvoke.FindContours(cannyEdges, contours, null, RetrType.List, ChainApproxMethod.ChainApproxSimple);

int count = contours.Size;

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

{

using (VectorOfPoint contour = contours[i])

using (VectorOfPoint approxContour = new VectorOfPoint())

{

CvInvoke.ApproxPolyDP(contour, approxContour, CvInvoke.ArcLength(contour, true) * 0.08, true);

//仅考虑面积大于50的轮廓

if (CvInvoke.ContourArea(approxContour, false) > 50)

{

if (approxContour.Size == 3) //轮廓有3个顶点：三角形

{

System.Drawing.Point[] pts = approxContour.ToArray();

triangleList.Add(new Triangle2DF(pts[0], pts[1], pts[2]));

}

else if (approxContour.Size == 4) //轮廓有4个顶点

{

#region 检测角度，如果角度都在 [80, 100] 之间，则为矩形

bool isRectangle = true;

System.Drawing.Point[] pts = approxContour.ToArray();

LineSegment2D[] edges = Emgu.CV.PointCollection.PolyLine(pts, true);

for (int j = 0; j < edges.Length; j++)

{

double angle = Math.Abs(edges[(j + 1) % edges.Length].GetExteriorAngleDegree(edges[j]));

if (angle < 80 || angle > 100)

{

isRectangle = false;

break;

}

#endregion

if (isRectangle) boxList.Add(CvInvoke.MinAreaRect(approxContour));

}

#endregion

#region 保存剪切的最大的矩形图片

Rectangle rectangle = new Rectangle(0, 0, src.Width, src.Height);

int maxWidth = 0;

//boxList = boxList.Where(p => p.Size.Width > 300).ToList();

for (int i = 0; i < boxList.Count(); i++)

{

RotatedRect box = boxList[i];

Rectangle rectangleTemp = box.MinAreaRect();

//这里对取到的顶点坐标进行了加宽，因为矩形可能存在角度，这里没有进行角度旋转，所以加宽了取值范围就可以取到完整的图了

rectangleTemp = new Rectangle(rectangleTemp.X * scale, rectangleTemp.Y * scale, rectangleTemp.Width * scale + scale, rectangleTemp.Height * scale + scale);

//取最大的矩形图片

if (rectangleTemp.Width > maxWidth)

{

maxWidth = rectangleTemp.Width;

rectangle = rectangleTemp;

}

src.Draw(rectangle, new Bgr(System.Drawing.Color.Red), 4);//在图片中画线

CvInvoke.Imwrite("原始图片.bmp", src); //保存原始图片

CvInvoke.cvSetImageROI(src.Ptr, rectangle);//设置兴趣点—ROI（region of interest ）

var clone = src.Clone();

CvInvoke.Imwrite("剪切的矩形图片.bmp", clone); //保存结果图

#endregion

src.Dispose();

srcNewSize.Dispose();

grayImage.Dispose();

}

然后编写一个打开文件的函数，在成功打开文件后调用CutRectangleImage。

private void btnRectangle_Click(object sender, RoutedEventArgs e)

{

System.Windows.Forms.OpenFileDialog frm = new System.Windows.Forms.OpenFileDialog();

frm.Filter = "(*.jpg,*.png,*.jpeg,*.bmp,*.gif)|*.jgp;*.png;*.jpeg;*.bmp;*.gif|All files(*.*)|*.*";

if (frm.ShowDialog() == System.Windows.Forms.DialogResult.OK)

{

CutRectangleImage(frm.FileName);

}

然后运行项目，点击剪切矩形文件。

然后到debug文件夹下，查看结果。

测试结果如下图所示：

图中红线为检测到矩形后，手动画上去的矩形轮廓。

使用OPenCV剪切圆形

编写矩形剪切函数——CutCircleImage。

函数里，我们依然先将图像进行缩放，为了有效的减少检测到的圆形数量。

再将图片处理成灰度模式，然后再高斯模糊。

然后再使用霍夫圆检测函数，获取圆的圆心和半径。

最后再根据圆心和半径计算出最小矩形，然后将圆剪切并保存。

代码如下：

public void CutCircleImage(string imagePath)

{

Image<Bgr, Byte> src = new Image<Bgr, byte>(imagePath);

int scale = 1;

if (src.Width > 500)

{

scale = 2;

}

if (src.Width > 1000)

{

scale = 10;

}

if (src.Width > 10000)

{

scale = 100;

}

var size = new Size(src.Width / scale, src.Height / scale);

Image<Bgr, Byte> srcNewSize = new Image<Bgr, byte>(size);

CvInvoke.Resize(src, srcNewSize, size);

//将图像转换为灰度

UMat grayImage = new UMat();

CvInvoke.CvtColor(srcNewSize, grayImage, ColorConversion.Bgr2Gray);

//使用高斯滤波去除噪声

CvInvoke.GaussianBlur(grayImage, grayImage, new Size(3, 3), 3);

//霍夫圆检测

CircleF[] circles = CvInvoke.HoughCircles(grayImage, HoughModes.Gradient, 2.0, 200.0, 100.0, 180.0, 5);

Rectangle rectangle = new Rectangle();

float maxRadius = 0;

foreach (CircleF circle in circles)

{

var center = circle.Center;//圆心

var radius = circle.Radius;//半径

if (radius > maxRadius)

{

maxRadius = radius;

rectangle = new Rectangle((int)(center.X - radius) * scale,

(int)(center.Y - radius) * scale,

(int)radius * 2 * scale + scale,

(int)radius * 2 * scale + scale);

}

srcNewSize.Draw(circle, new Bgr(System.Drawing.Color.Blue), 4);

}

CvInvoke.Imwrite("原始图片.bmp", srcNewSize); //保存原始图片

if (maxRadius == 0)

{

MessageBox.Show("没有圆形");

}

CvInvoke.cvSetImageROI(srcNewSize.Ptr, rectangle);//设置兴趣点—ROI（region of interest ）

var clone = srcNewSize.Clone();

CvInvoke.Imwrite("剪切的圆形图片.bmp", clone); //保存结果图

src.Dispose();

srcNewSize.Dispose();

grayImage.Dispose();

}

运行项目进行测试，结果如下：

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到此，C#使用OpenCV剪切图像中的圆形和矩形就已经介绍完了。

代码已经传到Github上了，欢迎大家下载。

Github地址： https://github.com/kiba518/OpenCv_CutImage

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