OPENCV图形计算面积、弧长API讲解（1）

一.OPENCV图形面积、弧长计算的API介绍

之前我们已经把图形轮廓的检测、画框等功能讲解了一遍。那今天我们主要结合轮廓检测的API去计算图形的面积，这些面积可以是矩形、圆形等等。图形面积计算和弧长计算常用于车辆识别、桥梁识别等重要功能，常用的API如contourArea、arcLength、minAreaRect、boundingRect、rectangle、line等等。

1.contourArea的API讲解

作用：计算轮廓的曲线面积，也就是去计算图像本身的面积，计算的过程一般是用微积分等方式去计算。

CV_EXPORTS_W double contourArea( InputArray contour, bool oriented = false );
第一个参数：contour指的是每一个轮廓的数据，也称之为轮廓的点
第二个参数：oriented表示的是某一个方向上轮廓的面积值
返回值：计算后的轮廓面积

2.arcLength的API讲解

作用：是计算轮廓的周长，也就是图形形状本身的曲线弧度周长

CV_EXPORTS_W double arcLength( InputArray curve, bool closed );
第一个参数：curve轮廓曲线的2D像素点
第二个参数：closed轮廓或者曲线是否闭合标志，true表示闭合
返回值：计算后的轮廓周长

3.minAreaRect的API讲解

作用：是计算最小的外接矩形，最小外接矩形指的是找到一个矩形能够完全包裹所有的给定点，并且这个矩形是最小的。

如下图：从下图我们可以看到8这个形状，被minAreaRect的矩形包围了。这个矩形包含了整个形状的所有点，更重要的这个矩形具有旋转功能，这个8实际上有倾斜的角度，而这个最小矩形也能够完美包含进来。

CV_EXPORTS_W RotatedRect minAreaRect( InputArray points );
第一个参数：points输入的二维点数，可以Mat类型也可以是std::vector的向量类型
返回值：RotatedRect的矩形对象， 它表示的是一个轮廓的最小外接矩形，

我们来看看RotatedRect结构体成员变量

center：旋转矩形的质心

size：旋转矩形的宽度和高度

angle：顺时针的旋转角度。

RotatedRect的四个点的确定

 

在RotatedRect中矩形四个点通常用Point2f来表示，其中p[0]点的确定是最关键的，p[0]的位置通常分为两种情况：

1. 如果当前最小外接矩形没有与坐标轴平行，则Y坐标最大的为点p[0]，如2,3,4三张图
2. 如果当前最小矩形和坐标轴平行，则有两个Y坐标最大的点，如图1

4.boundingRect的API讲解

作用：是计算图形轮廓垂直边界的最小矩形，这个矩形必须要和图像是上下边界平行的。

我们看上图：我们还是看8这个形状依然还是之前的位置，然后boundingRect产生的矩形对整个8进行垂直边界包围。

CV_EXPORTS_W Rect boundingRect( InputArray array );
第一个参数：array输入的灰度图像或者2D点集，数据类型为vector或者Mat矩阵数据
返回值：Rect的矩形对象，它表示的是物体轮廓的最大外接矩形。我们来看看Rect主要的成员变量

Rect结构体

x：矩形的x坐标轴

y： 矩形的y坐标轴

width：矩形的宽度

height：矩形的高度

 5.rectangle的API讲解

 作用：是绘制矩形，它有两种表示形式

1.以两个顶点的方式画矩形

void cv::rectangle(InputOutputArray img,Point pt1,Point pt2,const Scalar & color,int  thickness = 1,int  lineType = LINE_8, int  shift = 0)

第一个参数：输入的矩阵图像数据

第二个参数：pt1是矩形的一个顶点，左上角的顶点

第三个参数：pt2矩形中与pt1相对的顶点，也就是两个点在对角线上，也就是右下角的顶点

第四个参数：Scalar颜色的标量

第五个参数：thickness线宽

第六个参数：lineType线的类型，默认是LINE_8就行，具体的类型如下图：

第七个参数：shift坐标的小数点位，默认为0就可以

2.以Rect的方式画矩形

void cv::rectangle(InputOutputArray img,Rect rec,const Scalar & color, int  thickness = 1,int  lineType = LINE_8, int  shift = 0)  

第一个参数：输入的矩阵图像数据

第二个参数：Rect的结构体，我们来看看这个Rect的重要成员变量

x：矩形的x坐标轴

y： 矩形的y坐标轴

width：矩形的宽度

height：矩形的高度

第三个参数：Scalar颜色的标量

第四个参数：thickness线宽，默认是1

第五个参数：lineType线的类型，默认是LINE_8就行，line的类型如下:

第六个参数：shift坐标点的小数点位

6.line的API讲解

 作用：是通过两个点绘制直线

CV_EXPORTS_W void line(InputOutputArray img, Point pt1, Point pt2, const Scalar& color,int thickness = 1, int lineType = LINE_8, int shift = 0);

第一个参数：输入的矩阵图像数据

第二个参数：pt1是线的起始坐标，也就是图上x1坐标和y1坐标
第三个参数：pt2是线的终点坐标，也就是图上x2坐标和y2坐标

第四个参数：Scalar是颜色标量，绘制直线的颜色
第五个参数：thickness它是线的粗细程度，默认为1

第六个参数：lineType线的类型，默认是LINE_8就行，具体的类型

第七个参数：shift坐标点的小数点位数