二值圖像分析之輪廓分析

圖像的二值化

在先前的文章二值圖像分析:案例實戰(文本分離+硬幣計數)中已經介紹過,什麼是圖像的二值化以及二值化的做用。java

此次,咱們藉助cv4j來實現簡單的基於內容的圖像分析。git

輪廓分析(Contour Analysis)

輪廓(Contours),指的是有相同顏色或者密度,鏈接全部連續點的一條曲線。檢測輪廓的工做對形狀分析和物體檢測與識別都很是有用。github

完整的輪廓分析大體是這樣的:
第一步,先對圖片進行二值化。固然,也能夠直接用Canny進行檢測邊緣,在本文中咱們採用二值化。算法

CV4JImage cv4JImage = new CV4JImage(bitmap);
        Threshold threshold = new Threshold();
        threshold.process((ByteProcessor)(cv4JImage.convert2Gray().getProcessor()),Threshold.THRESH_OTSU,Threshold.METHOD_THRESH_BINARY,255);
        image1.setImageBitmap(cv4JImage.getProcessor().getImage().toBitmap());複製代碼

第二步,連通組件標記。canvas

ConnectedAreaLabel connectedAreaLabel = new ConnectedAreaLabel();
        connectedAreaLabel.setFilterNoise(true);
        int[] mask = new int[cv4JImage.getProcessor().getWidth() * cv4JImage.getProcessor().getHeight()];
        connectedAreaLabel.process((ByteProcessor)cv4JImage.getProcessor(),mask,null,false);

        SparseIntArray colors = new SparseIntArray();
        Random random = new Random();

        int height = cv4JImage.getProcessor().getHeight();
        int width = cv4JImage.getProcessor().getWidth();
        int size = height * width;
        for (int i = 0;i<size;i++) {
            int c = mask[i];
            if (c>=0) {
                colors.put(c, Color.argb(255, random.nextInt(255),random.nextInt(255),random.nextInt(255)));
            }
        }

        cv4JImage.resetBitmap();
        Bitmap newBitmap = cv4JImage.getProcessor().getImage().toBitmap();

        for(int row=0; row<height; row++) {
            for (int col = 0; col < width; col++) {

                int c = mask[row*width+col];
                if (c>=0) {
                    newBitmap.setPixel(col,row,colors.get(c));
                }
            }
        }

        image2.setImageBitmap(newBitmap);複製代碼

在識別出的連通組件上進行着色,顏色是隨機產生的。dom

輪廓分析一.jpeg

第三步,進行輪廓分析。post

// 輪廓分析
        Bitmap thirdBitmap = Bitmap.createBitmap(newBitmap);
        ContourAnalysis ca = new ContourAnalysis();
        List<MeasureData> measureDatas = new ArrayList<>();
        ca.process((ByteProcessor)(cv4JImage.convert2Gray().getProcessor()),mask,measureDatas);

        Canvas canvas = new Canvas(thirdBitmap);
        Paint paint = new Paint();
        paint.setColor(Color.WHITE);
        for (MeasureData data:measureDatas) {
            canvas.drawText(data.toString(),data.getCp().x,data.getCp().y,paint);
        }
        image3.setImageBitmap(thirdBitmap);複製代碼

輪廓分析二.jpeg

咱們提供了ContourAnalysis類來實現輪廓分析。最後,在識別的物體中心添加了一段文字描述。

把第三步的結果放大,能夠看到具體的描述內容。包含了物體的質心、輪廓旋轉的角度、面積(像素的面積)以及圓度(測量輪廓爲圓的可能性)
spa

輪廓分析三.jpeg

將這些描述內容打印到日誌中。
.net

打印日誌.jpeg

ContourAnalysis採用幾何距的算法。 矩是描述圖像特徵的算子,主要應用於圖像檢索和識別 、圖像匹配 、圖像重建 、數字壓縮 、數字水印及運動圖像序列分析等。3d

一階矩和零階矩用來計算某個形狀的重心。

一階矩和零階矩.jpeg

其中,M00是零階矩,M十、M01是一階矩。ic和jc是圖像的重心座標。

二階矩用來計算形狀的方向。

二階矩.jpeg

那麼物體的方向,
計算物體形狀的方向.jpeg

好了,算法介紹到這裏,若是對ContourAnalysis類感興趣,能夠查閱cv4j 的代碼。

總結

cv4jgloomyfish和我一塊兒開發的圖像處理庫,純java實現,目前還處於早期的版本。本週咱們修復了一些以前的bug。下週,咱們開始作直方圖。

該系列先前的文章:
基於邊緣保留濾波實現人臉磨皮的算法
二值圖像分析---案例實戰(文本分離+硬幣計數)
Java實現高斯模糊和圖像的空間卷積
Java實現圖片濾鏡的高級玩法
Java實現圖片的濾鏡效果

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