在OpenCV中测量给定角度处轮廓的宽度

Question

在OpenCV中给定一个轮廓，可以通过使用cv2.boundingRect(contour)来提取宽度和高度。这将返回一个边界矩形的宽度和高度，如左图所示。

给定角度，是否可能提取旋转边界矩形的宽度/高度，如右图所示？

我想测量移动物体的长度，但我需要在运动方向上测量长度，这有时可能与水平线成45度角。

我知道有一种方法可以获取旋转的边界矩形，使用cv2.minAreaRect和cv2.boxPoints，但我需要的旋转不总是匹配最小区域矩形，因此我需要能够以某种方式指定角度。

我只需要旋转宽度和高度值，如果这样更容易的话，我并不需要旋转轮廓。

- Erlend D.

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旋转对象并再次应用边界框，使用getRotationMatrix2D函数。 - ldgorman

为什么不呢？如果你拥有一个角度，那么你可以画出两条垂直的线。计算每个点到每条直线的距离，然后计算 max_dist - min_dict，你就能得到宽和高。 - Kinght 金

Answer 1

作为我的评论：为什么不呢。假设你有一个角度，那么你可以画出两条垂直的线。计算每个点到每条线的距离，然后计算最大距离和最小距离之差，你就能得到宽度和高度。

我的母语是中文，而且我不擅长英语写作。所以我把它转化成了代码：

#!/usr/bin/python3
# 2017.12.13 22:50:16 CST
# 2017.12.14 00:13:41 CST
import numpy as np

def calcPointsWH(pts, theta=0):
    # 计算离散点在特定角度的长宽
    # Measuring width of points at given angle
    th = theta * np.pi /180
    e = np.array([[np.cos(th), np.sin(th)]]).T
    es = np.array([
    [np.cos(th), np.sin(th)],
    [np.sin(th), np.cos(th)],
    ]).T
    dists = np.dot(pts,es)
    wh = dists.max(axis=0) - dists.min(axis=0)
    print("==> theta: {}\n{}".format(theta, wh))

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请使用这颗钻石进行测试：

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pts = np.array([[100, 200],[200,  26],[300, 200],[200, 373]], np.int32)
for theta in range(0,91, 30):
    calcPointsWH(pts, theta)


==> theta: 0
[ 200.  347.]
==> theta: 30
[ 173.60254038  300.51081511]
==> theta: 60
[ 300.51081511  173.60254038]
==> theta: 90
[ 347.  200.]

现在是 2017.12.14 00:20:55 CST，晚安。

- Kinght 金

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谢谢，这似乎正是我想要的。我并不打算让你真的做所有的工作，但我非常感激！ :) - Erlend D.

Answer 2

使用

cv2.minAreaRect(cnt)

这里您可以找到这里完整的示例和解释。

编辑：实际上，您需要的是minAreaRect，从一个定向矩形中取宽度和高度有什么问题？

- Moia

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谢谢，但除非我想错了，最小包围矩形不总是朝着移动方向“面对”。例如，在@Silencer的钻石案例中：最小包围矩形将保持不变，但移动方向不会。 - Erlend D.

这听起来有点奇怪，你能加上一些图像示例来说明你代码中正在发生的事情吗？（或许还可以加上一小段代码片段） - Moia

考虑这个以45度角移动的100x100正方形：https://i.imgur.com/PvHyHL6.png cv2.minAreaRect将返回一个看起来与正方形完全相同的矩形，对吗？这将给我一个宽度为100，高度为100。但由于正方形以45度角移动，我想要在45度角处的宽度，大约是141。因此，minAreaRect不起作用（除非我们旋转矩形，这可能是一个解决办法，但然后我需要帮助实际旋转 :)） - Erlend D.

这与你所问的完全无关。那个正方形的角度为0度，无论方向如何。Silencer的菱形具有45°，加上kPI°，完全取决于您的参考系统。而一个旋转45°的100x100像素正方形的宽度仍然是100。 - Moia

抱歉，我的问题显然没有表达清楚。正如我在问题中试图说明的那样，形状实际上永远不会被旋转，但是移动方向可能会改变。我需要在运动方向上的宽度。Silencer的解决方案似乎正好计算了这一点。 - Erlend D.

只需测量从物体中心到新位置处物体中心的线长即可，甚至不需要知道角度。 - Moia