OpenCV - 将曲线拟合到一组点

时间:2014-04-06 19:29:46

标签: c++ opencv image-processing

这是我的帖子:OpenCV - Remove "white" artifacts from image and fit a curve

我通过在任何给定位置查找对角线上的点来移除图像中的无关白点。我的结果现在看起来像这样:

remove diag

现在,我想为图像中的其余点拟合曲线。我一直在浏览OpenCV中以前的帖子,其中有些人建议使用approxPolyDP。是否有更简单的方法来拟合曲线并在OpenCV中显示它?

这里使用Hough曲线的想法对我来说有点过于复杂,因为我的图像基本上是二元的:http://homepages.inf.ed.ac.uk/rbf/BOOKS/BANDB/LIB/bandb4_3.pdf

最终图像是w256 x h1024的(0-255)灰度图像。

编辑

我只是使用线段连接图像中的点。但是,我想通过为所有这些曲线拟合平滑曲线来连接点。我搜索了SO这样的方法,但找不到方法。

connect

1 个答案:

答案 0 :(得分:2)

我认为catmul-rom spline将是您完成任务的不错选择。

您可以在此处找到实施方案: http://www.codeproject.com/Articles/30838/Overhauser-Catmull-Rom-Splines-for-Camera-Animatio

回答AHF的评论(将其放在Qix的建议中):

此代码草图允许您使用鼠标编辑样条线,它使用this link中的文件(附加到您的项目:overhauser.cpp overhauser.hpp和vec3.hpp):

鼠标左键添加/移动一个点,右移除。

代码不是很难,所以我做了1通道修改(为了紧凑)。

我猜你会理解这个想法。

enter image description here

#include <iostream>
#include <vector>
#include <stdio.h>
#include <functional>
#include <algorithm>
#include <numeric>
#include <cstddef>
#include "opencv2/opencv.hpp"
#include <iostream>
#include <fstream>
#include "overhauser.hpp"

using namespace std;
using namespace cv;

Mat result;
Mat Img;

vector<cv::Point2f> pts;
Mat curvesImg;
int selectedPt=-1;
CRSpline* spline = 0;

unsigned char LUT_RED[256];

// a case-insensitive comparison function:
bool mycomp (Point2f p1, Point2f p2)
{
    return p1.x<p2.x;
}

float dist(Point2f p1,Point2f p2)
{
    return sqrt((p1.x-p2.x)*(p1.x-p2.x)+(p1.y-p2.y)*(p1.y-p2.y));
}

int findNEarestPt(Point2f pt, float maxDist)
{
    float minDist=FLT_MAX;
    int ind=-1;
    for(int i=0;i<pts.size();++i)
    {
        float d=dist(pt,pts[i]);
        if(minDist>d)
        {
            ind=i;
            minDist=d;
        }
    }
    if(minDist>maxDist)
    {
        ind=-1;
    }
    return ind;
}

float F(float t,float x)
{
  vec3 rv = spline->GetInterpolatedSplinePoint(t);
  return x-rv.x;
}

float solveForX(float x)
{
    float a=0,b=1.0,c,e=1e-5;
    c=(a+b)/2;
    while( (fabs(b-a)>e) && (F(c,x)!=0) )
    {
        if (F(a,x)*F(c,x)<0)
        {
            b=c;
        }
        else
        {
            a=c;
        }
        c=(a+b)/2;
    }
return c;
}


int ind=-1;

void mouseHandler(int event, int x, int y, int flags, void* param)
{
    Point2f m;
    m.x=x;
    m.y=y;
    curvesImg=Scalar(0,0,0);

    switch (event)
    {
    case cv::EVENT_RBUTTONDOWN:
        ind=findNEarestPt(m,5);
        if (ind==-1)
        {

        }else
        {
            pts.erase(pts.begin()+ind);
            ind=-1;
        }
        break;
    case cv::EVENT_LBUTTONDOWN:
        ind=findNEarestPt(m,5);
        if (ind==-1)
        {
            pts.push_back(m);
            selectedPt=pts.size()-1;
        }else
        {
            selectedPt=ind;
        }
        break;
    case cv::EVENT_MOUSEMOVE:
        if(ind!=-1)
        {
            pts[selectedPt].x=m.x;
            pts[selectedPt].y=m.y;
        }
        break;
    case cv::EVENT_LBUTTONUP:
        ind=-1;
        break;
    }

    std::sort(pts.begin(),pts.end(),mycomp);
    if(pts.size()>0)
    {
        pts[pts.size()-1].x=curvesImg.cols;
        pts[0].x=0;
    }

    for(int i=0;i<pts.size();++i)
    {
        circle(curvesImg,pts[i],5,Scalar(0,255,255),-1,CV_AA);
    }

    if (spline) {delete spline;}
    spline = new CRSpline();

    for (int i=0;i<pts.size();++i)
    {
        vec3 v(pts[i].x,pts[i].y,0);
        spline->AddSplinePoint(v);
    }

    vec3 rv_last(0,0,0);
    if(pts.size()>2)
    {
        for(int i=0;i<256;++i)
        {
            float t=solveForX(i);
            vec3 rv = spline->GetInterpolatedSplinePoint(t);
            unsigned char I=(unsigned char)(rv.y);
            LUT_RED[i]=255-I;
            if(i>1)
            {
                line(curvesImg,Point(rv.x,rv.y),Point(rv_last.x,rv_last.y),Scalar(0,0,255),1);
            }
            rv_last=rv;
        }
    }

    line(curvesImg,Point(0,m.y),Point(curvesImg.cols,m.y),Scalar(0,255,0),1);
    line(curvesImg,Point(m.x,0),Point(m.x,curvesImg.rows),Scalar(0,255,0),1);

    imshow("Result",curvesImg); 

    vector<Mat> ch;
    cv::split(Img,ch);

    LUT(ch[2],Mat(256,1,CV_8UC1,LUT_RED),ch[2]);

    cv::merge(ch,result);

    imshow("Transformed",result);   
}
// ---------------------------------
// 
// ---------------------------------
//==============================================================================

int main( int argc, char** argv )
{

    for (int i=0;i<256;++i)
    {
        LUT_RED[i]=i;
    }

    namedWindow("Image",cv::WINDOW_NORMAL);
    namedWindow("Result");
    namedWindow("Transformed");

    Img=imread("D:\\ImagesForTest\\lena.jpg",1);

    imshow("Image",Img);

    curvesImg=Mat::zeros(256,256,CV_8UC3);
    setMouseCallback("Result", mouseHandler, NULL);
    waitKey(0);

    getchar();
}