如何找到最佳四边形以逼近OpenCV轮廓？

Question

我有一个OpenCV轮廓c，它的形状接近四边形，但它可以有4到数十个点。

我想找到最接近轮廓c的四边形q（一种方法是最小化它们之间差异的面积）。

我目前使用的是

q = cv2.approxPolyDP(c, 0.02 * cv2.arcLength(c, True), closed=True)

但结果并不总是一个四边形。我已经尝试过像cv2.approxPolyDP()，cv2.arcLength()这些方法和如何强制approxPolyDP()只返回最佳的4个角点？-Opencv 2.4.2（例如二分查找），但它并不总是产生四边形。

还有其他方法（可能使用除了approxPolyDP以外的东西）来找到轮廓的最佳四边形逼近吗？

注意：另一个相关问题是基于最大四边形轮廓裁剪图像OpenCV，但它没有解决此问题。

- Basj

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确实更困难。 - user1196549

看看各种AR标记使用的算法和它们的检测方法。不，OpenCV没有一个简单可用的函数来保留边缘（并推断真正的角点）。approxPolyDP是旧东西，它“保留”角点，但完全破坏（移动）了边缘。也许有人应该做一个GSoC项目，实现其中一些方法，或者从aruco代码中重构相关部分。它有一些改进方法（如apriltag等）。 - undefined

@Y_Z，你能发一篇带有示例代码的回答吗？这可能是一个很好的解决方案！ - undefined

请发布您的输入图片。我们需要看一个例子！ - undefined

请访问https://www.researchgate.net/publication/303329343_Least-squares_Fitting_of_Polygons。 - undefined

Answer 1

我最近遇到了一个类似的问题，但是与其用一个普通的四边形来近似轮廓，我尝试用一个矩形来近似它。希望我的解决方案对你的问题也有帮助。

我使用了cv.minAreaRect方法。这个方法可以找到一组点的最小面积包围的旋转矩形。 在Python的OpenCV中，一个旋转矩形由(center_x, center_y), (width, height), angle_in_degrees构成。我建议你查看this link，以避免对返回的angle_in_degrees值产生困惑，并获取关于"minAreaRect"方法的更多有用信息。

下面是"minAreaRect"方法的一个简单使用示例：

import cv2

def check_rectangle_approx(contour):
    rectangle = cv2.minAreaRect(contour)
    (center_x, center_y), (width, height), angle = rectangle

    return width * height - cv2.contourArea(contour) < SOME_THERSHOLD_VLAUE

在我的情况下，由于我接近矩形轮廓，minAreaRect() 返回了相当不错的近似值。希望对你也是一样的情况。

- Y_Z