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C++：opencv计算轮廓周长--cv::arcLength

article 2024/9/23 13:16:11

cv::arcLength 是 OpenCV 中用于计算轮廓的周长或曲线长度的函数。它是计算图像轮廓特征时非常有用的工具，特别是在处理形状分析、对象检测等任务时。

函数原型

double cv::arcLength(const cv::InputArray& curve, bool closed);

curve: 输入的曲线或轮廓，通常是一个 cv::Mat 或 std::vector<cv::Point>，表示轮廓的点集。
closed: 布尔值，指定曲线是否闭合。true 表示曲线是闭合的（即首尾相连），false 表示曲线是不闭合的（即没有闭合回到起点）。

返回值

返回一个 double 类型的值，表示曲线或轮廓的长度（周长）。

使用示例

以下是如何使用 cv::arcLength 计算轮廓周长的示例代码：

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

int main() {
    // 创建一个简单的矩形轮廓
    std::vector<cv::Point> contour = {
        cv::Point(0, 0),
        cv::Point(0, 1),
        cv::Point(1, 1),
        cv::Point(1, 0)
    };

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

    // 计算闭合轮廓的周长
    double perimeter = cv::arcLength(contourMat, true);

    // 输出结果
    std::cout << "The perimeter of the contour is: " << perimeter << std::endl;

    return 0;
}

详细解释

输入参数:
- curve: 轮廓的点集，可以是 std::vector<cv::Point> 或 cv::Mat。每个点表示轮廓上的一个点。
- closed: 布尔值，指定轮廓是否闭合。true 表示轮廓首尾相连，false 表示轮廓没有闭合。
计算方法:
- 闭合轮廓: 如果轮廓闭合，cv::arcLength 计算所有相邻点对之间的直线距离，并在计算最后一个点和第一个点之间的距离来完成闭合。
- 非闭合轮廓: 仅计算所有相邻点对之间的直线距离，不需要考虑首尾连接。
实际应用:
- 形状分析: 计算物体的周长以帮助判断物体的大小、形状特征等。
- 对象检测: 在图像处理中，获取轮廓的周长是进行物体检测和跟踪的常用步骤。
- 特征提取: 用于提取图像中的几何特征，例如测量轮廓的复杂度。

内部实现

算法: cv::arcLength 函数通常通过对轮廓上相邻点对的欧几里得距离进行累加来估算曲线的长度。对于闭合曲线，它还计算首尾点之间的距离。
距离计算: 欧几里得距离是用来计算两个点之间的直线距离的标准方式。

示例代码 - 更复杂的轮廓

以下是一个示例，演示如何使用 cv::arcLength 处理更复杂的轮廓，例如多边形和曲线：

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

int main() {
    // 创建一个复杂轮廓（例如一个简单的多边形）
    std::vector<std::vector<cv::Point>> contours;
    std::vector<cv::Point> polygon = {
        cv::Point(10, 10),
        cv::Point(20, 10),
        cv::Point(30, 20),
        cv::Point(20, 30),
        cv::Point(10, 20)
    };
    contours.push_back(polygon);

    // 计算每个轮廓的周长
    for (size_t i = 0; i < contours.size(); ++i) {
        double perimeter = cv::arcLength(contours[i], true);
        std::cout << "The perimeter of contour " << i << " is: " << perimeter << std::endl;
    }

    return 0;
}