如何找到对象（形状）的方向？ - Python Opencv答案

【问题标题】：How to find the orientation of an object (shape)? - Python Opencv如何找到对象（形状）的方向？ - Python Opencv
【发布时间】：2021-06-02 16:56:48
【问题描述】：

我的图像总是这样：

但我需要将它们旋转成这样：

但要做到这一点，我需要找到对象的方向，知道对象的较薄部分必须在左侧。总之，图像是翅膀，翅膀的起点必须在左侧，翅膀的末端必须在右侧。

我希望有人能给我一个建议，我尝试了很多不同的策略，但到目前为止都没有好的结果。

【问题讨论】：

获取旋转的边界框并使用它的方向。见docs.opencv.org/4.1.1/d3/dc0/… 和pyimagesearch.com/2017/02/20/text-skew-correction-opencv-python

标签： python opencv image-processing rotation

【解决方案1】：

这是 Python/OpenCV 中的一种方式。

阅读图片
转为灰度
阈值
获取外轮廓
从外轮廓获取 minAreaRect 点和角度
获取旋转矩形的顶点
画出旋转的矩形
根据需要校正角度
打印角度
保存带有旋转矩形的图像

输入：

import cv2
import numpy as np

# load image as HSV and select saturation
img = cv2.imread("wing2.png")
hh, ww, cc = img.shape

# convert to gray
gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

# threshold the grayscale image
ret, thresh = cv2.threshold(gray,0,255,0)

# find outer contour
cntrs = cv2.findContours(thresh, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
cntrs = cntrs[0] if len(cntrs) == 2 else cntrs[1]

# get rotated rectangle from outer contour
rotrect = cv2.minAreaRect(cntrs[0])
box = cv2.boxPoints(rotrect)
box = np.int0(box)

# draw rotated rectangle on copy of img as result
result = img.copy()
cv2.drawContours(result,[box],0,(0,0,255),2)

# get angle from rotated rectangle
angle = rotrect[-1]

# from https://www.pyimagesearch.com/2017/02/20/text-skew-correction-opencv-python/
# the `cv2.minAreaRect` function returns values in the
# range [-90, 0); as the rectangle rotates clockwise the
# returned angle trends to 0 -- in this special case we
# need to add 90 degrees to the angle
if angle < -45:
    angle = -(90 + angle)
 
# otherwise, just take the inverse of the angle to make
# it positive
else:
    angle = -angle

print(angle,"deg")

# write result to disk
cv2.imwrite("wing2_rotrect.png", result)

cv2.imshow("THRESH", thresh)
cv2.imshow("RESULT", result)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

返回角度：0.8814040422439575 度

带有旋转矩形的图像：

【讨论】：

如何回答“物体的较薄部分必须在左侧”？
"angle = rotrect[-1]"：-1 的魔力从何而来？
@alx 只是返回元组的最后一项是角度。

【解决方案2】：

您必须计算主轴（它基于 PCA）。它可以让您很好地了解主要方向，然后您可以相应地旋转图像。

正如评论指出的那样，您现在必须测试薄部分是否位于图像的右侧，为此您使用质心/重心：如果质心位于边界框的左侧，那么机翼的方向很好。

这是完整的算法：

计算主方向（主轴，使用 PCA 计算）
根据主轴方向旋转图像。
计算边界框和质心/重心
如果质心在左侧，则您的图像方向正确，否则将其旋转 180°。

这是结果...

【讨论】：

它没有。 PCA 将给出主要方向，由机翼的厚部分高度加权。必须执行另一个操作来回答它。
我使用了自己的 Java 库。我确信所有这些操作都存在于 Python 中。

【解决方案3】：

我多次使用这个python library 进行面向对象检测，以完成类似的任务。这是一个可训练的神经网络，用于检测物体的位置和方向。当您知道方向角度后，您可以使用 opencv 将对象旋转到所需的角度。您需要标记一些图像来训练网络。

【讨论】：