C#使用OpenCV剪切圖像中的圓形和矩形的示例代碼

更新時間：2021年03月08日 11:25:07 作者：kiba518

這篇文章主要介紹了C#使用OpenCV剪切圖像中的圓形和矩形,本文給大家介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下

前言

本文主要介紹如何使用OpenCV剪切圖像中的圓形和矩形。

準(zhǔn)備工作

首先創(chuàng)建一個Wpf項目——WpfOpenCV，這里版本使用Framework4.7.2。

然后使用Nuget搜索【Emgu.CV】，如下圖。

這里的Emgu.CV選擇4.3.0.3890版本，然后安裝Emgu.CV和Emgu.CV.runtime.windows。

使用OPenCV剪切矩形

現(xiàn)在，我們進(jìn)入項目，進(jìn)行OPenCV的調(diào)用。

首先引入命名空間，如下：

using Emgu.CV;
using Emgu.CV.CvEnum;
using Emgu.CV.Structure;
using System.Drawing;
using System.Windows.Forms;

然后編寫矩形剪切函數(shù)——CutRectangleImage。

函數(shù)里，我們先將圖像進(jìn)行縮放，這樣可以有效的減少檢測到的矩形數(shù)量。

再將圖片處理成灰度模式，然后再高斯模糊，再邊緣化。

然后，我們就可以在圖片里查找圖形輪廓了，當(dāng)輪廓有三個頂點(diǎn)，那么它是三角形，如果有四個頂點(diǎn)，那么它是四邊形；我們要截取矩形，所以這里要加一個角度的判斷，四個角必須都在80-100度之間。

取到了頂點(diǎn)后，在依據(jù)頂點(diǎn)剪切圖片就可以了。

下面是截取矩形的代碼，代碼中只截取了寬度最大的那個矩形。

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);
  //將圖像轉(zhuǎn)換為灰度
  UMat grayImage = new UMat();
  CvInvoke.CvtColor(srcNewSize, grayImage, ColorConversion.Bgr2Gray);
  //使用高斯濾波去除噪聲
  CvInvoke.GaussianBlur(grayImage, grayImage, new Size(3, 3), 3);
  UMat cannyEdges = new UMat();
  CvInvoke.Canny(grayImage, cannyEdges, 60, 180);//通過邊緣化，然后取出輪廓
   
  #region 取三角形和矩形的頂點(diǎn)坐標(biāo)
  List<Triangle2DF> triangleList = new List<Triangle2DF>();
  List<RotatedRect> boxList = new List<RotatedRect>(); //旋轉(zhuǎn)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);
        //僅考慮面積大于50的輪廓
        if (CvInvoke.ContourArea(approxContour, false) > 50)
        {
          if (approxContour.Size == 3) //輪廓有3個頂點(diǎn)：三角形
          {
            System.Drawing.Point[] pts = approxContour.ToArray();
            triangleList.Add(new Triangle2DF(pts[0], pts[1], pts[2]));
          }
          else if (approxContour.Size == 4) //輪廓有4個頂點(diǎn)
          {
            #region 檢測角度，如果角度都在 [80, 100] 之間，則為矩形
            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圖片 
  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();
    //這里對取到的頂點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行了加寬，因?yàn)榫匦慰赡艽嬖诮嵌龋@里沒有進(jìn)行角度旋轉(zhuǎn)，所以加寬了取值范圍就可以取到完整的圖了
    rectangleTemp = new Rectangle(rectangleTemp.X * scale, rectangleTemp.Y * scale, rectangleTemp.Width * scale + scale, rectangleTemp.Height * scale + scale);
    
    //取最大的矩形圖片
    if (rectangleTemp.Width > maxWidth)
    {
      maxWidth = rectangleTemp.Width;
      rectangle = rectangleTemp;
    }
  }
  src.Draw(rectangle, new Bgr(System.Drawing.Color.Red), 4);//在圖片中畫線
  CvInvoke.Imwrite("原始圖片.bmp", src); //保存原始圖片
  CvInvoke.cvSetImageROI(src.Ptr, rectangle);//設(shè)置興趣點(diǎn)—ROI（region of interest ）
  var clone = src.Clone();
  CvInvoke.Imwrite("剪切的矩形圖片.bmp", clone); //保存結(jié)果圖 
  #endregion
  src.Dispose();
  srcNewSize.Dispose();
  grayImage.Dispose();
}

然后編寫一個打開文件的函數(shù)，在成功打開文件后調(diào)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);
  }
}

然后運(yùn)行項目，點(diǎn)擊剪切矩形文件。

然后到debug文件夾下，查看結(jié)果。

測試結(jié)果如下圖所示：

圖中紅線為檢測到矩形后，手動畫上去的矩形輪廓。

使用OPenCV剪切圓形

編寫矩形剪切函數(shù)——CutCircleImage。

函數(shù)里，我們依然先將圖像進(jìn)行縮放，為了有效的減少檢測到的圓形數(shù)量。

再將圖片處理成灰度模式，然后再高斯模糊。

然后再使用霍夫圓檢測函數(shù)，獲取圓的圓心和半徑。

最后再根據(jù)圓心和半徑計算出最小矩形，然后將圓剪切并保存。

代碼如下：

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);
  //將圖像轉(zhuǎn)換為灰度
  UMat grayImage = new UMat();
  CvInvoke.CvtColor(srcNewSize, grayImage, ColorConversion.Bgr2Gray);
  //使用高斯濾波去除噪聲
  CvInvoke.GaussianBlur(grayImage, grayImage, new Size(3, 3), 3);
  //霍夫圓檢測
  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;//圓心
    var radius = circle.Radius;//半徑
    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("原始圖片.bmp", srcNewSize); //保存原始圖片
  if (maxRadius == 0)
  {
    MessageBox.Show("沒有圓形");
  }
  CvInvoke.cvSetImageROI(srcNewSize.Ptr, rectangle);//設(shè)置興趣點(diǎn)—ROI（region of interest ）
  var clone = srcNewSize.Clone();
  CvInvoke.Imwrite("剪切的圓形圖片.bmp", clone); //保存結(jié)果圖 
  src.Dispose();
  srcNewSize.Dispose();
  grayImage.Dispose();
}

運(yùn)行項目進(jìn)行測試，結(jié)果如下：