根据Blob的几何特征分割ROI区域

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机器视觉中Blob是非常重要的特征,对于Blob的选择可以依据其几何特征,OpenCv中具有专门的
类来解决这个问题:

class CV_EXPORTS_W SimpleBlobDetector : public Feature2D
        {
        public:
        struct CV_EXPORTS_W_SIMPLE Params
        {
        CV_WRAP Params();
        CV_PROP_RW float thresholdStep;//阈值步长
        CV_PROP_RW float minThreshold;//最小阈值
        CV_PROP_RW float maxThreshold;//最大阈值
        CV_PROP_RW size_t minRepeatability;
        CV_PROP_RW float minDistBetweenBlobs;//两个Blob的最小距离

        CV_PROP_RW bool filterByColor//采用颜色分割;
        CV_PROP_RW uchar blobColor;//主要针对色彩的强度,0选择暗的Blob,255选择亮的Blob

        CV_PROP_RW bool filterByArea;//采用最大最小面积分割
        CV_PROP_RW float minArea, maxArea;

        CV_PROP_RW bool filterByCircularity;//采用圆度分割0~1
        CV_PROP_RW float minCircularity, maxCircularity;

        CV_PROP_RW bool filterByInertia;//采用惯性率分割0~1
        CV_PROP_RW float minInertiaRatio, maxInertiaRatio;

        CV_PROP_RW bool filterByConvexity;//采用凹凸度分割0~1
        CV_PROP_RW float minConvexity, maxConvexity;

        void read( const FileNode& fn );
        void write( FileStorage& fs ) const;
        };

        CV_WRAP static Ptr<SimpleBlobDetector>
        create(const SimpleBlobDetector::Params &parameters = SimpleBlobDetector::Params());
        };

该类的使用方法是首先设置参数Params,然后提取满足Param的Blob的重心。SimpleBlobDetector类虽然可以识别出满足条件的Blob,并识别出Blob的重心,但是无法将其作为ROI区域分割开。
为了分割出Blob区域作为ROI区域,本例的主要步骤为:
1.SimpleBlobDetector 选出满足条件的Blob的中心。
2.findContours 查找所有Blob的轮廓。
3.floodFill 漫水填充满足条件的Blob区域。
4.在原图中分割出满足条件的Blob区域作为ROI区域

本例需要注意的有以下几点:
1.SimpleBlobDetector::Param具有默认值,注意初始化。
2.由vector转换为vector 的方法:points.push_back(keypoints[i].pt);

#include <iostream>     
#include <opencv2/opencv.hpp>  
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
#include "opencv2/features2d.hpp"
using namespace cv;
using namespace std;


int main(int argc, char** argv)
{
    cv::Mat imagecolor, Blob, Mask;
    imagecolor = imread("../data/Blob.png");

    //为SimpleBlobDetector设置参数
    SimpleBlobDetector::Params params;
    params.filterByCircularity = true;
    params.filterByConvexity = false;
    params.filterByInertia = true;
    params.filterByArea = true;
    params.filterByColor = false;

    params.minThreshold = 0;
    params.maxThreshold = 255;

    params.blobColor = 255;


    params.minArea = 200;
    params.maxArea = 10000;

    params.minInertiaRatio = 0;
    params.maxInertiaRatio = 0.5;

    params.minCircularity = 0.5;
    params.maxCircularity = 1;

    //提取满足条件的Blob的关键点(中心)
    Ptr<SimpleBlobDetector> detetor = SimpleBlobDetector::create(params);
    vector<KeyPoint> keypoints;
    detetor->detect(imagecolor, keypoints);
    drawKeypoints(imagecolor, keypoints, Mask, Scalar(255, 0, 255), DrawMatchesFlags::DRAW_RICH_KEYPOINTS);

    //查找所有Blob轮廓
    Mat imagegray;
    cvtColor(imagecolor, imagegray, CV_RGB2GRAY);
    vector<vector<Point> > contours;
    vector<Vec4i> hierarchy;
    findContours(imagegray, contours, hierarchy, CV_RETR_TREE, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE, Point(0, 0));
    Mat drawing = Mat::zeros(imagecolor.size(), CV_8UC3);
    for (int i = 0; i < contours.size(); i++)
    {
        drawContours(drawing, contours, i, Scalar(255,255,255), 1, 8, hierarchy, 0, Point());
    }

    //以满足条件的Blob的重心为起始点进行填充(该方案只适合B重心在Blob上的区域)
    vector<Point2f>  points;
    Mat flood;
    for (int i = 0; i < keypoints.size(); i++)
    {
        points.push_back(keypoints[i].pt);
        floodFill(drawing, points[i], Scalar(255,255,255));//注意输入图像为三通道,因此对三个通道都要填充
    }
    cv::Mat element5(2, 2, CV_8U, cv::Scalar(255, 255, 255));
    cv::Mat open;
    cv::morphologyEx(drawing, open, cv::MORPH_OPEN, element5);//开操作去除未被选中的blob的contour

    imagecolor.copyTo(Blob, open);//分割出满足条件的Blob区域


    imshow("Blob", Blob);
    imshow("原图", imagecolor);


    waitKey();

    return 0;
}

原图
ROI区域

import sensor, image, time sensor.reset() sensor.set_pixformat(sensor.RGB565) sensor.set_framesize(sensor.QVGA) sensor.skip_frames(time=1000) # 定义ROI ROI = (80, 60, 160, 120) # 颜色阈值,根据实际目标调整 GRAY_THRESHOLD = (100, 255) # 灰度阈值 def detect_shapes_with_blobs(img): shapes = [] # 在ROI内查找所有灰度值在阈值内的色块 blobs = img.find_blobs([GRAY_THRESHOLD], roi=ROI, merge=True, margin=10) for blob in blobs: # 过滤小区域 if blob.area() < 500: continue # 获取blob的外接矩形 rect = blob.rect() # 计算矩形度 rect_degree = blob.area() / (rect[2] * rect[3]) # 计算圆形度 circularity = 4 * 3.1416 * blob.area() / (blob.perimeter()**2) if blob.perimeter() > 0 else 0 # 根据特征判断形状 if circularity > 0.8: shapes.append(("circle", blob)) elif len(blob.min_rect()) == 4 and rect_degree > 0.85: # 注意:min_rect返回四个角点,但这里我们使用外接矩形的特征 shapes.append(("rectangle", blob)) elif len(blob.min_rect()) == 3: # 注意:min_rect对于三角形也会返回4个点?所以这种方法不直接支持三角形 # 对于三角形,可能需要其他方法 shapes.append(("triangle", blob)) else: # 其他情况 pass return shapes while True: img = sensor.snapshot() # 绘制ROI区域 img.draw_rectangle(ROI, color=(255,0,0)) # 检测形状 shapes = detect_shapes_with_blobs(img) # 绘制结果 for shape_type, blob in shapes: if shape_type == "circle": # 使用最小外接圆 img.draw_circle(blob.enclosing_circle(), color=(0,255,0)) else: # 绘制外接矩形 img.draw_rectangle(blob.rect(), color=(0,255,0)) # 在中心点标注形状 img.draw_string(blob.cx(), blob.cy(), shape_type, color=(0,255,0))
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08-01
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