(七)OpenCV-Python学习—几何形状拟合

　　通过阈值分割提取图像中的目标物体前景，或者边缘提取目标物体的轮廓，在这些前景中可以寻找感兴趣的几何形状，如直线，圆，三角形，矩形等。

1. 点集的最小外包

　　opencv中提供了拟合像素点的最小外包旋转矩形，最小外包直立矩形，最小外包圆，最小外包三角形和最小凸包，其对应函数使用如下：

最小外包旋转矩形

　　opencv 中函数minAreaRect()计算坐标点集的最小外包面积矩形，返回矩形的中心坐标点，宽和高，以及旋转角度，一般再通过函数boxPoints()能活得矩形框的四个顶点坐标，两个函数的参数和返回值说明如下：

center, size, angle = cv2.minAreaRect(points)
points: 坐标点array，数据类型为数据类型为int32或者float32
        points = np.array([[154, 154],[253, 171], [154, 176],[248, 204]], np.int32)
center: 旋转矩形的中心点
size: 矩形的宽，高; 结果可能为(h, w)或者(w, h)
angle: 相对于x轴正方向的旋转角度，顺时针旋转为正数，逆时针旋转为负数，在(-90, 0)之间

　vertices = cv2.boxPoints(box)
　　　　box: 为minAreaRect()的返回值
　　　　　　box = (center, size, angle), 注意为一个元组，最外面括号不能少
　　　　　　box = ((201.00001525878906, 179.00001525878906),
　　　　　　　　　　(33.37017059326172,101.1060562133789), -80.25636291503906)
　vertices：返回矩形的四个顶点坐标
　　　　vertices=[[248.00002 204.00002]，
　　　　[148.35243 186.88881]，
　　　　[154.00002 154.00002]，
　　　　[253.6476 171.11122]]

　　返回值中旋转角度值得注意一下：

　　　　1. 旋转角度θ是水平轴（x轴）逆时针旋转，与碰到的矩形的第一条边的夹角。并且这个边的边长是width，另一条边边长是height。也就是说，在这里，width与height不是按照长短来定义的。
　　　　2. 在opencv中，坐标系原点在左上角，相对于x轴，逆时针旋转角度为负，顺时针旋转角度为正。所以，θ∈（-90度，0]。

(七)OpenCV-Python学习—几何形状拟合

　　下面为minAreaRect() 的使用代码和示例：

#coding:utf-8

import cv2
import numpy as np

def draw_rect(img_file, points):
    img = cv2.imread(img_file)
    center, size, angle = cv2.minAreaRect(points)   #中心点坐标，尺寸，旋转角度
    print(center, size, angle)
    vertices= cv2.boxPoints((center, size, angle))
    print(vertices)

    for i in range(4):
        point1 = vertices[i, :]
        point2 = vertices[(i+1)%4, :]
        cv2.line(img, tuple(point1), tuple(point2), (0, 0, 255), 2)

    cv2.imshow("img", img)
    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()

if __name__ == "__main__":
    img_file = r"D:\data\timg.jpg"

    points1 = np.array([[154, 154],[253, 171], [154, 176],[248, 204]], np.int32)  # 数据类型为int32或者float32
    draw_rect(img_file, points1)


    # points2 = np.array([[148, 171], [247, 153], [253, 186], [154, 204]], np.int32)
    # draw_rect(img_file, points2)

minAreaRect()