รุ่นแก้ไขเมื่อ 11:28, 5 สิงหาคม 2559

เนื้อหา

1 Contours : Getting Started
2 Contour Features

Contours : Getting Started

วัตถุประะสงค์

เข้าใจว่าอะไรคือ Contour (เส้นชั้น ความสูง)
รู้วิธีการเขียนเส้นชั้นความสูงและหาเส้นชั้นความสูง
เรียนรู้การใช้งานฟังก์ชั่น : cv2.findContours(), cv2.drawContours()

อะไรคือ เส้นชั้นความสูง

รูปทรงที่สามารถอธิบายได้ว่า เส้นไหนเป็นเส้นโค้งโดยร่วมแบบต่อเนื่อง โดยมีสีที่หรือความเข้มของรูปทรงที่เป็นเส้นชั้น ในการใช้นั้น จะมีีเครื่องมือที่มีประโยชน์ที่เหมาะสำหรับการวิเคราะห์รูปทรงและการตรวจสอบวัตถุและการเรียนรู้

- เพื่อความถูกต้องดีกว่าใช้ภาพไบนารี ดังนั้นก่อนที่จะหาเส้นชั้นความสูง ควรใช้เกณฑ์ในการตรวจหาด้วย Canny Edge Detection

- ฟังก์ชั่น findContours จะปรับเปลี่ยนภาพที่นำเข้ามา ดังนั้นหากคุณต้องการทั้งภาพที่นำเข้าและภาพที่หาเส้นชั้นความสูงแล้ว จะต้องนำไปเก็บไว้เป็นตัวแปรอื่นๆ

- ใน OpenCV การหาเส้นชั้นความสูงเป็นเหมือนการหาวัตถุสีขาวจากพื้นหลังสีดำ ดังนั้นจำวัตถุที่จะพบควรเป็นสีขาวและพื้นหลังควรเป็นสีดำ

CODE

import numpy as np
import cv2

im = cv2.imread('test.jpg')
imgray = cv2.cvtColor(im,cv2.COLOR_BGR2GRAY)
ret,thresh = cv2.threshold(imgray,127,255,0)
im2, contours, hierarchy = cv2.findContours(thresh,cv2.RETR_TREE,cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)

วิธีการวาดเส้นชั้นความสูง

การวาดรูปเส้นชั้นความสูง ฟังก์ชั่น cv2.drawContours() ถูกนำมาใช้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการวาดรูปทรงใด ๆ ที่ให้คุณมีจุดเขตแดน อาร์กิวเมนต์แรกคือภาพที่ต้นฉบับที่นำเข้ามาส่วนอาร์กิวเมนต์ที่สองภาพที่แสดงเส้นชั้นความสูงที่ควรจะผ่านเป็นโปรแกรม Python ในอาร์กิวเมนต์ที่สามคือดัชนีของเส้นชั้นความสูง (มีประโยชน์เมื่อวาดเส้นชั้นความสูงของแต่ละส่วน. ในการวาดเส้นชั้นความสูงทั้งหมดผ่านมีค่า -1) และข้อโต้แย้งที่เหลือเป็นสีและความหนา เป็นต้น

การวาดรูปเส้นชั้นความสูง

cv2.drawContours(img, contours, -1, (0,255,0), 3)

สำหรับการวาด Individual Contour

cv2.drawContours(img, contours, 3, (0,255,0), 3)

แต่ส่วนมากของเวลาที่ด้านล่างวิธีการจะเป็นประโยชน์:

cnt = contours[4]
cv2.drawContours(img, [cnt], 0, (0,255,0), 3)

วิธีการประมาณเส้นชั้นความสูง

นี่คืออาร์กิวเมนต์ที่สามของฟังก์ชั่น cv2.findContours มันจะมีอะไรแสดงได้จริง?

ข้างต้นที่เราบอกว่าขอบเขตเส้นชั้นความสูงของรูปทรงที่มีความเข้มข้นเหมือนกัน โดยจะเก็บ (x, y) พิกัดเขตแดนของรูปร่าง แต่ไม่ได้เก็บพิกัดทั้งหมด ที่ระบุไว้นั้นจะได้โดยวิธีการประมาณ เส้นชั้นความสูงนี้

ด้านล่างภาพของรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า แสดงให้เห็นถึงเทคนิคนี้ เพียงแค่ วาดวงกลมบนพิกัดทั้งหมดในอาร์เรย์รูปร่าง (วาดเส้นสีฟ้า) ภาพแรกแสดงให้เห็นถึงจุดที่มี
- cv2.CHAIN_APPROX_NONE (734 จุด)

และภาพที่สองแสดงให้เห็นว่าเป็นในแนวเดียวกัน

- cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE (เฉพาะ 4 จุด) มาดูกันว่าวิธีไหนจะประหยัดการใช้ memory กว่ากัน

Contour Features

วัตถุประสงค์

เพื่อหาสิ่งที่คุณสมบัติแตกต่างกันของรูปทรงเส้นความสูงเช่นพื้นที่, ปริมณฑล, เซนทรอยด์, กล่อง ฯลฯ
จะได้เห็นทุกๆฟังก์ชั่นแบบเต็มรูปแบบ

Moments

Image Moment จะช่วยเรื่องการคำนวณ โดยบาง Features เหมือนจุดศูนย์กลางมวลของวัตถุพื้นที่ของวัตถุ ฯลฯ ตรวจสอบหน้าวิกิพีเดียในช่วงเวลาที่ภาพ
โดยฟังก์ชั่น cv2.moments() จะให้ทั้งหมดของ dictionary ของค่าที่คำนวณ

Example Code

import cv2
import numpy as np

img = cv2.imread('star.jpg',0)
ret, thresh = cv2.threshold(img,127,255,0)
contours , hierarchy = cv2.findContours(thresh,1,2)

cnt = contours[0]
M = cv2.moments(cnt)
print M

จาก Moment นี้ คุณจะเห็นได้ชัดว่าข้อมูลของพื้นที่ , centroid และอื่นๆนั้น จะมีค่าความสัมพันธ์ ตามสูตร คือ

cx = int(M['m10']/M['m00'])
cy = int(M['m01']/M['m00'])

Contour Area

ในฟังก์ชั่นนี้จะได้ พื้นที่ของเส้นชั้นความสูงโดย ใช้คำสั่งที่ชื่อว่า cv2.contourArea() หรือ ได้จาก M['m00']

area = cv2.contourArea(cnt)

Contour Perimeter

นอกจากนี้ยังเรียกใช้ฟังก์ชั้นเพื่อหาค่า arc length โดยจะใช้คำสั่ง cv2.arcLength() และใช้ 2 parameter หรือ 2 argument ในการเรียกใช้

perimeter = cv2.arcLength(cnt,True)

Contour Approximation

Example Code

epsilon = 0.1*cv2.arcLength(cnt,True)
approx = cv2.approxPolyDP(cnt,epsilon,True)

Result

Convex Hull

Image Example

Code

hull = cv2.convexHull(points[, hull[, clockwise[, returnPoints]]
และ
hull = cv2.convexHull(cnt)

Checking Convexity

เป็นฟังก์ชั่นการตรวจสอบว่าเป็นเส้นโค้งนูนหรือไม่ ใช้คำสั่งชื่อว่า cv2.isContourConvex()

Code Example

k = cv2.isContourConvex(cnt)

Bounding Rectangle

Straight Bounding Rectangle

Code Example

x,y,w,h = cv2.boundingRect(cnt)
cv2.rectangle(img,(x,y),(x+w,y+h),(0,255,0),2)

Rotated Rectangle

Code Example

rect = cv2.minAreaRect(cnt)
box = cv2.boxPoints(rect)
box = np.int0(box)
cv2.drawContours(img,[box],0,(0,0,255),2)

Image Result

Minimum Enclosing Circle

ในการทำวงกลมล้อมรอบ Object นั้นทำได้ด้วยคำสั่งชื่อว่า cv2.minEnclosingCicle()

Code Example

(x,y),radius = cv2.minEnclosingCircle(cnt)
center = (int(x),int(y))
radius = int(radius)
cv2.circle(img,center,radius,(0,255,0),2)

Image Result

Fitting an Ellipse

ในการวาดลงรีทับนั้นใช้คำสั่งดังด้านล่างนี้

Code Example

ellipse = cv2.fitEllipse(cnt)
cv2.ellipse(img,ellipse,(0,255,0),2)

Image Result

Fitting a Line

เรื่องนี้จะเป็นการวาดเส้นทับรูปภาพ

Code Example

rows,cols = img.shape[:2]
[vx,vy,x,y] = cv2.fitLine(cnt, cv2.DIST_L2,0,0.01,0.01)
lefty = int((-x*vy/vx) + y)
righty = int(((cols-x)*vy/vx)+y)
cv2.line(img,(cols-1,righty),(0,lefty),(0,255,0),2)

Image Result

@@ แถว 56: / แถว 56: @@
 [[ไฟล์:None.jpg]]
 </center>
+<br>
+= Contour Features =
+== วัตถุประสงค์ ==
+* เพื่อหาสิ่งที่คุณสมบัติแตกต่างกันของรูปทรงเส้นความสูงเช่นพื้นที่, ปริมณฑล, เซนทรอยด์, กล่อง ฯลฯ
+* จะได้เห็นทุกๆฟังก์ชั่นแบบเต็มรูปแบบ
+== Moments ==
+* Image Moment จะช่วยเรื่องการคำนวณ โดยบาง Features เหมือนจุดศูนย์กลางมวลของวัตถุพื้นที่ของวัตถุ ฯลฯ ตรวจสอบหน้าวิกิพีเดียในช่วงเวลาที่ภาพ
+* โดยฟังก์ชั่น cv2.moments() จะให้ทั้งหมดของ dictionary ของค่าที่คำนวณ
+=== Example Code ===
+<pre>
+import cv2
+import numpy as np
+img = cv2.imread('star.jpg',0)
+ret, thresh = cv2.threshold(img,127,255,0)
+contours , hierarchy = cv2.findContours(thresh,1,2)
+cnt = contours[0]
+M = cv2.moments(cnt)
+print M
+</pre>
+จาก Moment นี้ คุณจะเห็นได้ชัดว่าข้อมูลของพื้นที่ , centroid และอื่นๆนั้น จะมีค่าความสัมพันธ์ ตามสูตร คือ  [[ไฟล์:Selection 068.png ]]
+<pre>
+cx = int(M['m10']/M['m00'])
+cy = int(M['m01']/M['m00'])
+</pre>
+== Contour Area ==
+* ในฟังก์ชั่นนี้จะได้ พื้นที่ของเส้นชั้นความสูงโดย ใช้คำสั่งที่ชื่อว่า cv2.contourArea() หรือ ได้จาก M['m00']
+<pre>
+area = cv2.contourArea(cnt)
+</pre>
+== Contour Perimeter ==
+* นอกจากนี้ยังเรียกใช้ฟังก์ชั้นเพื่อหาค่า arc length โดยจะใช้คำสั่ง cv2.arcLength() และใช้ 2 parameter หรือ 2 argument ในการเรียกใช้
+<pre>
+perimeter = cv2.arcLength(cnt,True)
+</pre>
+== Contour Approximation ==
+=== Example Code ===
+<pre>
+epsilon = 0.1*cv2.arcLength(cnt,True)
+approx = cv2.approxPolyDP(cnt,epsilon,True)
+</pre>
+=== Result ===
+<center>[[ไฟล์:Approx.jpg]]</center>
+== Convex Hull ==
+=== Image Example ===
+<center>[[ไฟล์:Convexitydefects.jpg]]</center>
+=== Code ===
+<pre>
+hull = cv2.convexHull(points[, hull[, clockwise[, returnPoints]]
+และ
+hull = cv2.convexHull(cnt)
+</pre>
+== Checking Convexity ==
+* เป็นฟังก์ชั่นการตรวจสอบว่าเป็นเส้นโค้งนูนหรือไม่  ใช้คำสั่งชื่อว่า cv2.isContourConvex()
+=== Code Example ===
+<pre>
+k = cv2.isContourConvex(cnt)
+</pre>
+== Bounding Rectangle ==
+===  Straight Bounding Rectangle ===
+==== Code Example ====
+<pre>
+x,y,w,h = cv2.boundingRect(cnt)
+cv2.rectangle(img,(x,y),(x+w,y+h),(0,255,0),2)
+</pre>
+=== Rotated Rectangle ===
+==== Code Example ====
+<pre>
+rect = cv2.minAreaRect(cnt)
+box = cv2.boxPoints(rect)
+box = np.int0(box)
+cv2.drawContours(img,[box],0,(0,0,255),2)
+</pre>
+==== Image Result ====
+<center>[[ไฟล์:Boundingrect.png]]</center>
+== Minimum Enclosing Circle ==
+* ในการทำวงกลมล้อมรอบ Object นั้นทำได้ด้วยคำสั่งชื่อว่า cv2.minEnclosingCicle()
+=== Code Example ===
+<pre>
+(x,y),radius = cv2.minEnclosingCircle(cnt)
+center = (int(x),int(y))
+radius = int(radius)
+cv2.circle(img,center,radius,(0,255,0),2)
+</pre>
+=== Image Result ===
+<center>[[ไฟล์:Circumcircle.png]]</center>
+== Fitting an Ellipse ==
+* ในการวาดลงรีทับนั้นใช้คำสั่งดังด้านล่างนี้
+=== Code Example ===
+<pre>
+ellipse = cv2.fitEllipse(cnt)
+cv2.ellipse(img,ellipse,(0,255,0),2)
+</pre>
+=== Image Result ===
+<center>[[ไฟล์:Fitellipse.png]]</center>
+== Fitting a Line ==
+* เรื่องนี้จะเป็นการวาดเส้นทับรูปภาพ
+=== Code Example ===
+<pre>
+rows,cols = img.shape[:2]
+[vx,vy,x,y] = cv2.fitLine(cnt, cv2.DIST_L2,0,0.01,0.01)
+lefty = int((-x*vy/vx) + y)
+righty = int(((cols-x)*vy/vx)+y)
+cv2.line(img,(cols-1,righty),(0,lefty),(0,255,0),2)
+</pre>
+=== Image Result ===
+<center>[[ไฟล์:Fitline.jpg]]</center>

ผลต่างระหว่างรุ่นของ "Contours in OpenCV"

รุ่นแก้ไขเมื่อ 11:28, 5 สิงหาคม 2559

เนื้อหา

Contours : Getting Started

วัตถุประะสงค์

อะไรคือ เส้นชั้นความสูง

CODE

วิธีการวาดเส้นชั้นความสูง

วิธีการประมาณเส้นชั้นความสูง

Contour Features

วัตถุประสงค์

Moments

Example Code

Contour Area

Contour Perimeter

Contour Approximation

Example Code

Result

Convex Hull

Image Example

Code

Checking Convexity

Code Example

Bounding Rectangle

Straight Bounding Rectangle

Code Example

Rotated Rectangle

Code Example

Image Result

Minimum Enclosing Circle

Code Example

Image Result

Fitting an Ellipse

Code Example

Image Result

Fitting a Line

Code Example

Image Result