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C#使用OpenCV剪切图像中的圆形和矩形

前言

本文主要介绍如何使用OpenCV剪切图像中的圆形和矩形。

准备工作

首先创建一个Wpf项目——WpfOpenCV,这里版本使用Framework4.7.2。

然后使用Nuget搜索【Emgu.CV】,如下图。

C#使用OpenCV剪切图像中的圆形和矩形

这里的Emgu.CV选择4.3.0.3890版本,然后安装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。

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。

C#使用OpenCV剪切图像中的圆形和矩形

然后到debug文件夹下,查看结果。

测试结果如下图所示:

C#使用OpenCV剪切图像中的圆形和矩形

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:

C#使用OpenCV剪切图像中的圆形和矩形

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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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 C#使用OpenCV剪切图像中的圆形和矩形

 

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