OpenCV之直线曲线拟合

博客介绍了OpenCV中的三种拟合算法。直线拟合fitLine需输入二维点数组等参数;椭圆拟合fitEllipse针对二维点集,用最小二乘法拟合,输出椭圆最小外接矩形;多边形拟合approxPolyDP采用道格拉斯 - 普克算法,根据输入点集输出近似多边形。

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直线拟合fitLine

void fitLine( InputArray points, OutputArray line, int distType,
              double param, double reps, double aeps );

points:二维点的数组或vector

line:输出直线,Vec4f (2d)或Vec6f (3d)的vector

distType:距离类型

param:距离参数

reps:径向的精度参数

aeps:角度精度参数

距离类型可取以下值:

 椭圆拟合fitEllipse

RotatedRect fitEllipse( InputArray points );

points:二维点集,要求拟合的点至少为6个点。存储在std::vector<>或者Mat

输出:RotatedRect 类型的矩形,是拟合出椭圆的最小外接矩形。

该函数使用的是最小二乘的方法进行拟合的。

多边形拟合approxPolyDP

void approxPolyDP( InputArray curve,OutputArray approxCurve,
                        double epsilon, bool closed);

curve:输入的点集
approxCurve:输出的点集,当前点集是能最小包容指定点集的。画出来即是一个多边形。
epsilon:指定的精度,也即是原始曲线与近似曲线之间的最大距离。
closed:若为true,则说明近似曲线是闭合的;反之,若为false,则断开。

该函数采用是道格拉斯-普克算法(Douglas-Peucker)来实现。

### 使用 OpenCV 处理或绘制曲线 OpenCV 是一种强大的计算机视觉库,主要用于图像处理和视频分析。尽管它主要专注于这些领域,但它也提供了足够的灵活性来实现一些基本的绘图功能,比如绘制直线、矩形、圆形以及更复杂的曲线。 以下是关于如何使用 OpenCV 来绘制曲线的相关说明: #### 1. 基本原理 为了在 OpenCV 中绘制一条曲线,通常会通过一系列离散点近似表示该曲线。可以利用 `cv::line` 函数连接多个点形成平滑的线条效果[^1]。如果需要更加精确和平滑的效果,则可以通过插值算法生成更多的中间点并将其依次相连。 #### 2. 实现方法 下面是一个简单的例子展示如何基于给定的数据集创建三条随机生成的小波浪状曲线,并将它们叠加在一起显示出来: ```cpp #include <opencv2/opencv.hpp> #include <vector> using namespace cv; using namespace std; int main(){ Mat img(480,640,CV_8UC3,Scalar(255,255,255)); vector<Point> points[3]; double y_values[] = {70,90,110}; RNG rng; for(int j=0;j<3;++j){ for(double x=0;x<img.cols;x+=2){ Point pt(x,y_values[j]+rng.uniform(-20.,20.)); points[j].push_back(pt); } polylines(img,true,&points[j],points[j].size(),false,Scalar(rng.uniform(0,255),rng.uniform(0,255),rng.uniform(0,255)),2.LINE_AA); } imshow("Curves",img); waitKey(); } ``` 此代码片段展示了如何定义三个不同的Y轴偏移量以区分每条独立路径;接着,在循环过程中不断改变X位置的同时调整相应的高度变化范围从而模拟自然波动现象。最后调用了`polylines()`函数一次性完成所有节点连线操作。 对于某些特定形状如圆弧等复杂几何图形来说,可以直接采用极坐标转换方式计算目标轨迹上的各个采样点座标后再传入上述流程当中去渲染最终图案[^2]。 #### 注意事项 - 当涉及到大量密集型运算时应考虑性能优化问题。 - 如果追求极致美观度的话可能还需要额外引入第三方专用图表控件或者框架配合工作。 ---
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