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利用opencv逼近二值影象的邊界點，並過濾不需要的邊界，達到尋邊效果。（轉載請說明出處）

阿新 • • 發佈：2019-01-12

二值化影象；

利用黑白畫素值求差，得到邊緣點；

過濾邊緣點找到合適區域；

利用cvFitLine2D擬合線。

做的比較粗糙，搜尋時間在10ms左右，希望有研究opencv的朋友斧正。

效果預覽：

、

void CvProcess::FindLine(
						 IplImage* orgImg ,//原始影象
						 IplImage*runImg,//顯示用影象
						 CvRect rec,//roi
						 int thredValue,//二值化閾值
						 int lineAccuracy,//搜尋精度
						 int SearchDirection,//搜尋方向
						 int EdgePolarity)//搜尋方式 黑到白 白到黑

{	
	cvCopy(orgImg,runImg);//原始影象拷貝到顯示影象用於顯示
	IplImage* thrdImg = cvCreateImage(//建立一個單通道二值影象用於各種處理
		cvSize(orgImg->width,orgImg->height), 
		IPL_DEPTH_8U, 
		1);	
	//將原始影象轉換為單通道灰度影象
	cvCvtColor(runImg,thrdImg,CV_BGR2GRAY);
	//二值化處理
	cvThreshold(			
		thrdImg,
		thrdImg,
		thredValue,
		255,
		CV_THRESH_BINARY);

	// 	cvNamedWindow("");
	// 	cvShowImage("",thrdImg);	
	if(rec.width>0&&rec.width<IMAGE_WIDTH&&rec.height>0&&rec.width<IMAGE_HEIGHT)//判斷是否有適合的ROI區域
	{   //設定ROI
		cvSetImageROI(runImg,rec);
		cvSetImageROI(thrdImg,rec);		

		//搜尋邊界
		CvPoint2D32f *EdgePoint2D = //用於儲存搜尋到的所有邊界點
			(CvPoint2D32f *)malloc((IMAGE_HEIGHT*IMAGE_WIDTH) * sizeof(CvPoint2D32f));
		CvPoint2D32f *RelEdgePoint2D =//用於儲存搜尋到的正確的點
			(CvPoint2D32f *)malloc((IMAGE_HEIGHT*IMAGE_WIDTH) * sizeof(CvPoint2D32f));
		int EdgePoint2DCount=0;//點計數
		int RelEdgePoint2DCount=0;	//真實點計數	
		float *line = new float[4];	//用於畫逼近線
		byte ftData=0,secData=0;	//搜尋邊界點所需資源
		//得到ROI區域內的搜尋線
		std::vector<CLine> searchlines = GetRecLines(rec,lineAccuracy,SearchDirection);
		switch(SearchDirection)//搜尋方向
		{
		case TB :	
			//上到下縱向搜尋
			for (int i=0;i<thrdImg->roi->width;i++)
			{
				for (int j=0;j<thrdImg->roi->height-1;j++)
				{   //上下搜尋所有的差值大於200的點
					ftData=CV_IMAGE_ELEM(thrdImg,uchar,thrdImg->roi->yOffset+j,thrdImg->roi->xOffset+i);//利用巨集直接得到結果		
					//ftData=(thrdImg->imageData + i * thrdImg->widthStep)[j];//注意這裡是 寬度用的是 widthStep 而不是 width
					secData=CV_IMAGE_ELEM(thrdImg,uchar,thrdImg->roi->yOffset+j+1,thrdImg->roi->xOffset+i);		
					switch(EdgePolarity)
					{
					case B2W:
						if(secData-ftData>200)//黑到白
						{
							for(int n=0;n<searchlines.size();n++)//搜尋在搜尋線上的點
							{
								if (searchlines[n].PTS.x==i&&searchlines[n].PTS.y<j
									&&searchlines[n].PTE.y>j)
								{
									EdgePoint2D[EdgePoint2DCount]=cvPoint2D32f(i,j); 	
								}
							}									
							if (EdgePoint2DCount>0)//大於2點時比較
							{							
								bool realPoint=TRUE;
								//刪除X座標相同的縱向點，減少逼近時誤判機率
								for (int m=1;m<=EdgePoint2DCount;m++)
								{   
									if(EdgePoint2D[EdgePoint2DCount].x == EdgePoint2D[EdgePoint2DCount-m].x)
									{
										realPoint=FALSE;                           
									}
								}  							
								if(realPoint)//得到非重複點並畫出
								{							
									RelEdgePoint2D[RelEdgePoint2DCount]=cvPoint2D32f(i,j);
									cvCircle(runImg,cvPoint(i,j),
										1,CV_RGB(255,0,0),2, CV_AA,0);	//畫點
									RelEdgePoint2DCount++;														
								}
							}   
							EdgePoint2DCount++;
						}
						break;

					case W2B:
						if(ftData-secData>200)//白到黑
						{
							for(int n=0;n<searchlines.size();n++)//搜尋在搜尋線上的點
							{
								if (searchlines[n].PTS.x==i&&searchlines[n].PTS.y<j
									&&searchlines[n].PTE.y>j)
								{
									EdgePoint2D[EdgePoint2DCount]=cvPoint2D32f(i,j); 	
								}
							}									
							if (EdgePoint2DCount>0)//大於2點時比較
							{							
								bool realPoint=TRUE;
								//刪除X座標相同的縱向點，減少逼近時誤判機率
								for (int m=1;m<=EdgePoint2DCount;m++)
								{   
									if(EdgePoint2D[EdgePoint2DCount].x == EdgePoint2D[EdgePoint2DCount-m].x)
									{
										realPoint=FALSE;                           
									}
								}  							
								if(realPoint)//得到非重複點並畫出
								{							
									RelEdgePoint2D[RelEdgePoint2DCount]=cvPoint2D32f(i,j);
									cvCircle(runImg,cvPoint(i,j),
										1,CV_RGB(255,0,0),2, CV_AA,0);	//畫點
									RelEdgePoint2DCount++;														
								}
							}   
							EdgePoint2DCount++;
						}
						break;
					}
				}
			} 							
			if(RelEdgePoint2DCount>2)//當找到的點大於2時在搜尋逼近線
			{	//找出逼近線					
				cvFitLine2D(RelEdgePoint2D,RelEdgePoint2DCount, CV_DIST_L1,NULL,0.01,0.01,line);  	
				CvPoint FirstPoint;//起點
				CvPoint LastPoint;//終點
				FirstPoint.x=int (line[2]-1000*line[0]);
				FirstPoint.y=int (line[3]-1000*line[1]);
				LastPoint.x=int (line[2]+1000*line[0]);
				LastPoint.y=int (line[3]+1000*line[1]);
				cvLine( runImg, FirstPoint, LastPoint, CV_RGB(255,0,0), 1, CV_AA);//畫出逼近線		
			}
			break;

		case LR :
			//左到右橫向搜尋
			for (int j=0;j<thrdImg->roi->height;j++)		
			{
				for (int i=0;i<thrdImg->roi->width-1;i++)
				{
					ftData=CV_IMAGE_ELEM(thrdImg,uchar,thrdImg->roi->yOffset+j,thrdImg->roi->xOffset+i);//利用巨集直接得到結果		
					//ftData=(thrdImg->imageData + i * thrdImg->widthStep)[j];//注意這裡是 寬度用的是 widthStep 而不是 width
					secData=CV_IMAGE_ELEM(thrdImg,uchar,thrdImg->roi->yOffset+j,thrdImg->roi->xOffset+i+1);		
					switch(EdgePolarity)
					{
					case B2W:
						if(secData-ftData>200)//黑到白
						{
							for(int n=0;n<searchlines.size();n++)//point in searchlines
							{
								if (searchlines[n].PTS.y==j&&searchlines[n].PTS.x<i
									&&searchlines[n].PTE.x>i)
								{
									EdgePoint2D[EdgePoint2DCount]=cvPoint2D32f(i,j); 	
								}
							}									
							if (EdgePoint2DCount>0)//大於2點時比較
							{							
								bool realPoint=TRUE;
								for (int m=1;m<=EdgePoint2DCount;m++)//刪除y座標相同的橫向點
								{   
									if(EdgePoint2D[EdgePoint2DCount].y == EdgePoint2D[EdgePoint2DCount-m].y)
									{
										realPoint=FALSE;                           
									}
								}  							
								if(realPoint)//得到非重複點並畫出
								{							
									RelEdgePoint2D[RelEdgePoint2DCount]=cvPoint2D32f(i,j);
									cvCircle(runImg,cvPoint(i,j),
										1,CV_RGB(255,0,0),2, CV_AA,0);	//畫點
									RelEdgePoint2DCount++;														
								}
							}   
							EdgePoint2DCount++;
						}
						break;

					case W2B:
						if(ftData-secData>200)//白到黑
						{
							for(int n=0;n<searchlines.size();n++)//找出在搜尋線上的點
							{
								if (searchlines[n].PTS.y==j&&searchlines[n].PTS.x<i
									&&searchlines[n].PTE.x>i)
								{
									EdgePoint2D[EdgePoint2DCount]=cvPoint2D32f(i,j); 	
								}
							}									
							if (EdgePoint2DCount>0)//大於2點時比較
							{							
								bool realPoint=TRUE;
								for (int m=1;m<=EdgePoint2DCount;m++)//刪除X座標相同的縱向點
								{   
									if(EdgePoint2D[EdgePoint2DCount].y == EdgePoint2D[EdgePoint2DCount-m].y)
									{
										realPoint=FALSE;                           
									}
								}  							
								if(realPoint)//得到非重複點並畫出
								{							
									RelEdgePoint2D[RelEdgePoint2DCount]=cvPoint2D32f(i,j);
									cvCircle(runImg,cvPoint(i,j),
										1,CV_RGB(255,0,0),2, CV_AA,0);	//draw points
									RelEdgePoint2DCount++;														
								}
							}   
							EdgePoint2DCount++;
						}
						break;
					}
				}
			} 
			//搜尋逼近線							
			if(RelEdgePoint2DCount>2)
			{					
				cvFitLine2D(RelEdgePoint2D,RelEdgePoint2DCount, CV_DIST_L1,NULL,0.01,0.01,line);  	
				CvPoint FirstPoint;//起點
				CvPoint LastPoint;//終點
				FirstPoint.x=int (line[2]-1000*line[0]);
				FirstPoint.y=int (line[3]-1000*line[1]);
				LastPoint.x=int (line[2]+1000*line[0]);
				LastPoint.y=int (line[3]+1000*line[1]);
				cvLine( runImg, FirstPoint, LastPoint, CV_RGB(255,0,0), 1, CV_AA);//畫出逼近線			
			}
			break;	
		}
		//釋放資源
		free(EdgePoint2D); 		
		free(RelEdgePoint2D);
		delete[] line;
		searchlines.clear();
		cvResetImageROI(runImg);	
		cvResetImageROI(thrdImg);
		DrawRecLines(runImg,rec,lineAccuracy,SearchDirection);
	}

	//釋放資源
	cvReleaseImage(&thrdImg);
}

//畫ROI時候 連帶畫出搜尋線
void CvProcess::DrawRecLines(IplImage* runImg,CvRect rec,int lineAccuracy,int SearchDirection)
{
	cvRectangleR(runImg,rec,CV_RGB(0,255,0),1, CV_AA,0);
	CvPoint RecPS=cvPoint(rec.x,rec.y),
		RecPE=cvPoint(rec.x+rec.width,rec.y+rec.height);
	switch(SearchDirection)
	{
	case TB :
		for (int i=1;i<lineAccuracy;i++)
		{
			CvPoint Ps=cvPoint(((double)rec.width/lineAccuracy)*i+RecPS.x,RecPS.y);
			CvPoint Pe=cvPoint(((double)rec.width/lineAccuracy)*i+RecPS.x,RecPE.y);	
			cvLine(runImg,Ps,Pe,CV_RGB(0,255,255),1, CV_AA,0);
		}      
		break;
	case LR :
		for (int i=1;i<lineAccuracy;i++)
		{
			CvPoint Ps=cvPoint(RecPS.x,((double)rec.height/lineAccuracy)*i+RecPS.y);
			CvPoint Pe=cvPoint(RecPE.x,((double)rec.height/lineAccuracy)*i+RecPS.y);
			cvLine(runImg,Ps,Pe,CV_RGB(0,255,255),1, CV_AA,0);
		}      
		break;
	}

}

//得到ROI內部搜尋線
std::vector<CLine> CvProcess::GetRecLines(CvRect rec,int lineAccuracy,int SearchDirection)
{
	std::vector<CLine> SearchLines;
	CLine line;
	rec.x=0;//座標轉換值ROI區域
	rec.y=0;
	CvPoint RecPS=cvPoint(rec.x,rec.y),
		RecPE=cvPoint(rec.x+rec.width,rec.y+rec.height);
	switch(SearchDirection)
	{
	case TB :
		for (int i=1;i<lineAccuracy;i++)
		{
			line.PTS=cvPoint(((double)rec.width/lineAccuracy)*i+RecPS.x,RecPS.y);
			line.PTE=cvPoint(((double)rec.width/lineAccuracy)*i+RecPS.x,RecPE.y);	
			SearchLines.push_back(line);		
		}     
		break;
	case LR :
		for (int i=1;i<lineAccuracy;i++)
		{
			line.PTS=cvPoint(RecPS.x,((double)rec.height/lineAccuracy)*i+RecPS.y);
			line.PTE=cvPoint(RecPE.x,((double)rec.height/lineAccuracy)*i+RecPS.y);	
			SearchLines.push_back(line);		
		}     
		break;	
	}

	return SearchLines;

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