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C++：opencv多边形逼近二值图轮廓--cv::approxPolyDP

article 2024/9/21 19:49:48

cv::approxPolyDP 是 OpenCV 中一个用于多边形逼近的函数。它通过 Douglas-Peucker 算法将复杂的轮廓简化为更少的点，这在图像处理和计算机视觉中非常有用。例如，简化的轮廓可以帮助提高形状分析和轮廓检测的效率。

函数原型

void cv::approxPolyDP(
    const cv::InputArray& curve, 
    cv::OutputArray& approxCurve, 
    double epsilon, 
    bool closed
);

参数解释

curve:
- 类型: cv::InputArray
- 描述: 输入的轮廓或曲线，通常是由 cv::findContours 函数返回的点集。它包含了一系列的点，表示一个轮廓或曲线。
approxCurve:
- 类型: cv::OutputArray
- 描述: 输出的近似轮廓。函数将处理后的近似多边形存储在这个参数中。它将被填充为简化后的点集。
epsilon:
- 类型: double
- 描述: 逼近精度的控制参数，表示允许的最大误差。它是原始轮廓到近似多边形的最大距离。epsilon 值越小，逼近的多边形越接近原始轮廓；epsilon 值越大，逼近的多边形越粗糙。
- 计算方式: epsilon 通常是轮廓周长的一个比例，如 0.01 * cv::arcLength(curve, true)，其中 0.01 是一个示例比例，实际应用中可以根据需求调整。
closed:
- 类型: bool
- 描述: 指定轮廓是否闭合。如果 true，函数将假定轮廓是闭合的，即首尾相连；如果 false，函数将假定轮廓是不闭合的。

函数功能

cv::approxPolyDP 使用 Douglas-Peucker 算法对输入的轮廓进行多边形逼近，简化轮廓的点集，减少点的数量。这个函数常用于：

轮廓简化: 将复杂的轮廓简化为更少的点，以便于进一步分析和处理。
形状识别: 简化轮廓可以帮助识别和分析图像中的几何形状。
数据压缩: 减少点的数量，有助于减少数据量，提高处理速度。

示例代码

以下是一个示例，展示如何使用 cv::approxPolyDP 简化一个轮廓：

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <vector>
#include <iostream>

int main() {
    // 创建一个示例轮廓（例如，一个复杂的多边形）
    std::vector<cv::Point> contour = {
        cv::Point(0, 0),
        cv::Point(10, 0),
        cv::Point(10, 10),
        cv::Point(5, 15),
        cv::Point(0, 10)
    };

    // 将轮廓转换为 cv::Mat 类型
    cv::Mat contourMat(contour);

    // 用于存储近似轮廓
    std::vector<cv::Point> approxCurve;

    // 计算 epsilon，设定为轮廓长度的 10%
    double epsilon = 0.1 * cv::arcLength(contourMat, true);

    // 执行多边形逼近
    cv::approxPolyDP(contourMat, approxCurve, epsilon, true);

    // 输出结果
    std::cout << "Original contour size: " << contour.size() << std::endl;
    std::cout << "Approximated contour size: " << approxCurve.size() << std::endl;

    // 打印近似轮廓的点
    for (const auto& point : approxCurve) {
        std::cout << "(" << point.x << ", " << point.y << ") ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

解释

创建轮廓:
- 示例中创建了一个多边形轮廓，表示一个简单的复杂形状。
计算 epsilon:
- epsilon 设置为轮廓周长的 10%，控制多边形逼近的精度。这个值可以根据实际需求进行调整。
调用 cv::approxPolyDP:
- 使用 cv::approxPolyDP 进行轮廓简化，将轮廓简化为更少的点，并存储在 approxCurve 中。
输出:
- 打印原始轮廓和简化后的轮廓的点数，以及简化后的轮廓点坐标，以展示简化效果。