open3d+opencv实现矩形框裁剪点云操作（C++）

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1，引言

  针对彩色图和深度图以及相机内参可以合成点云，而对某一区域的点云数据截取，可以通过二维ROI区域截取深度图及彩色图出来。不过不能整张图像裁剪，其图像大小不能变，把除了截取区域外的给置为0就行了。

2，相关测试数据资源如下

  本人上传了一个用于三维重建测试的公开数据集，内含彩色图、深度图、相机内参、相机位姿等相关数据，可用于相关测试
https://download.csdn.net/download/qq_44870829/90236553

3，彩色图、深度图和相机内参

4，C++代码

#include <string>
#include <iostream>
#include "Open3D/Open3D.h"
#include <opencv2/opencv.hpp>

using namespace std;


open3d::geometry::Image o3d_cv(const cv::Mat& A) {
	open3d::geometry::Image B;
	int bytes_per_channel = (A.depth() / 2 + 1);//refer to the fuction depth
	B.Prepare(A.cols, A.rows, A.channels(), bytes_per_channel);
	std::memcpy(B.data_.data(), A.data, A.total() * A.channels() * bytes_per_channel);
	return B;
}

int main(int argc, char* argv[]) {

	//--------------------------------------1，相关参数----------------------------------
	//要截取的ROI区域大小
	int x = 285;
	int y = 363;
	int w = 150;
	int h = 120;

    //相机内参设置
	int width = 640;   // 输入图像的宽度
	int height = 480;  // 输入图像的高度
	double fx = 585; // x轴焦距 
	double fy = 585; // y轴焦距
	double cx = 320; // 相机原点的x坐标
	double cy = 240; // 相机原点的y坐标

	// 方式一
	auto intrinsic = open3d::camera::PinholeCameraIntrinsic(width, height, fx, fy, cx, cy); // 使用自定义内参
	 方式二
	open3d::camera::PinholeCameraIntrinsic intrinsic = open3d::camera::PinholeCameraIntrinsic();
	intrinsic.SetIntrinsics(width, height, fx, fy, cx, cy);
	//open3d::camera::PinholeCameraIntrinsic intrinsic = open3d::camera::PinholeCameraIntrinsic(
	//	open3d::camera::PinholeCameraIntrinsicParameters::PrimeSenseDefault); // 使用默认内参

    // -RGBD图像参数设置
	double depth_scale = 1000.0; // 深度值的缩放倍数
	double depth_trunc = 3.0;    // 深度值的截断系数
	bool convert_rgb_to_intensity = false; // 是否将彩色图转为强度图

	//-------------------------------------2,读取图像并裁剪-------------------------------------
	//用opencv读取二维彩色图及深度图像，将某一ROI区域裁剪出来，然后再进行点云生成
	cv::Mat colorimg = cv::imread("frame-000276.color.jpg");
	cv::Mat depthimg = cv::imread("frame-000276.depth.png", -1);  //深度图要读取原图

	//制作ROI区域掩膜
	cv::Mat templateImg_color = cv::Mat::zeros(colorimg.size(), colorimg.type());
	cv::Mat mask = cv::Mat::zeros(colorimg.size(), colorimg.type());
	cv::rectangle(mask, cv::Point(x, y), cv::Point(x + w, y + h), cv::Scalar(255, 255, 255), -1);//矩形的两个顶点，两个顶点都包括在矩形内部
	colorimg.copyTo(templateImg_color, mask);

	cv::Mat templateImg_depth = cv::Mat::zeros(depthimg.size(), depthimg.type());
	cv::Mat mask2 = cv::Mat::zeros(depthimg.size(), CV_8UC1);
	cv::rectangle(mask2, cv::Point(x, y), cv::Point(x + w, y + h), cv::Scalar(255, 255, 255), -1);//矩形的两个顶点，两个顶点都包括在矩形内部
	//cv::bitwise_and();
	depthimg.copyTo(templateImg_depth, mask2);

	//-------------------------------------3，显示未裁剪前的原始点云-------------------------------------
	open3d::geometry::Image color_o = o3d_cv(colorimg);
	open3d::geometry::Image depth_o = o3d_cv(depthimg);
	// 生成RGBD图像
	std::shared_ptr<open3d::geometry::RGBDImage> rgbd_image_o = open3d::geometry::RGBDImage::CreateFromColorAndDepth(
		color_o,                    // 输入的彩色图像
		depth_o,                    // 输入的深度图像
		depth_scale,              // 深度值的缩放倍数
		depth_trunc,              // 深度值大于该值将被截断为0
		convert_rgb_to_intensity);// 设置是否将彩色图像转为强度图
   // RGBD转点云
	auto pcd_o = open3d::geometry::PointCloud::CreateFromRGBDImage(*rgbd_image_o, intrinsic);
	open3d::visualization::DrawGeometries({ pcd_o });

	//-------------------------------------4，显示并保存裁剪后的点云-------------------------------------
	open3d::geometry::Image color = o3d_cv(templateImg_color);
	open3d::geometry::Image depth = o3d_cv(templateImg_depth);

	直接使用open3d读取图像
	//open3d::geometry::Image color, depth;
	//open3d::io::ReadImage("0.png", color); // 读取彩色图像
	//open3d::io::ReadImage("0_depth.png", depth); // 读取深度图像

	//将裁剪后的深度图及彩色图转换成点云并显示保存

	//输出图像基本信息
	open3d::utility::LogInfo("Reading RGBD image : ");
	open3d::utility::LogInfo("     Color : {:d} x {:d} x {:d} ({:d} bits per channel)",
		color.width_, color.height_, color.num_of_channels_,
		color.bytes_per_channel_ * 8);
	open3d::utility::LogInfo("Depth : {:d} x {:d} x {:d} ({:d} bits per channel)",
		depth.width_, depth.height_, depth.num_of_channels_,
		depth.bytes_per_channel_ * 8);

	// 生成RGBD图像
	std::shared_ptr<open3d::geometry::RGBDImage> rgbd_image = open3d::geometry::RGBDImage::CreateFromColorAndDepth(
		color,                    // 输入的彩色图像
		depth,                    // 输入的深度图像
		depth_scale,              // 深度值的缩放倍数
		depth_trunc,              // 深度值大于该值将被截断为0
		convert_rgb_to_intensity);// 设置是否将彩色图像转为强度图
    // RGBD转点云
	auto pcd = open3d::geometry::PointCloud::CreateFromRGBDImage(*rgbd_image, intrinsic);
	open3d::visualization::DrawGeometries({ pcd });

	//5.保存点云文件 保存
	open3d::io::WritePointCloudToPCD("moban.pcd", *pcd, false);
	//open3d::io::WritePointCloudToPCD("search.pcd", *pcd, false);

	return 0;
}

5，最终效果

未裁剪前的点云

裁剪后的点云