Java基于opencv—矫正图像

Posted 2021-01-06 奇迹迪

更多的时候，我们得到的图像不可能是正的，多少都会有一定的倾斜，就比如下面的

我们要做的就是把它们变成下面这样的

我们采用的是寻找轮廓的思路，来矫正图片；只要有明显的轮廓都可以采用这种思路

具体思路：
1、先用opencv提供的canny函数，进行一次边缘检测
2、再用opencv提供的findContours函数，寻找图像的轮廓，从中间结果种，找到最大的轮廓，就是我们图像的最外面的轮廓
3、得到最终轮廓后，计算矩形轮廓与水平的夹角，然后旋转图像
4、最后我们在从旋转后的图像中，把我们感兴趣的切割出来，就可以了

我们实际的实现一下

先用opencv提供的canny函数，进行一次边缘检测；具体的函数就不再讲解，百度上非常多

/**
	 * canny算法，边缘检测
	 * 
	 * @param src
	 * @return
	 */
	public static Mat canny(Mat src) {
		Mat mat = src.clone();
		Imgproc.Canny(src, mat, 60, 200);
		HandleImgUtils.saveImg(mat , "C:/Users/admin/Desktop/opencv/open/x/canny.jpg");
		return mat;
	}

再用opencv提供的findContours函数，寻找图像的轮廓，从中间结果种，找到最大的轮廓，就是我们图像的最外面的轮廓

/**
	 * 返回边缘检测之后的最大矩形,并返回
	 * 
	 * @param cannyMat
	 *            Canny之后的mat矩阵
	 * @return
	 */
	public static RotatedRect findMaxRect(Mat cannyMat) {

		List<MatOfPoint> contours = new ArrayList<MatOfPoint>();
		Mat hierarchy = new Mat();

		// 寻找轮廓
		Imgproc.findContours(cannyMat, contours, hierarchy, Imgproc.RETR_EXTERNAL, Imgproc.CHAIN_APPROX_NONE,
				new Point(0, 0));

		// 找出匹配到的最大轮廓
		double area = Imgproc.boundingRect(contours.get(0)).area();
		int index = 0;

		// 找出匹配到的最大轮廓
		for (int i = 0; i < contours.size(); i++) {
			double tempArea = Imgproc.boundingRect(contours.get(i)).area();
			if (tempArea > area) {
				area = tempArea;
				index = i;
			}
		}

		MatOfPoint2f matOfPoint2f = new MatOfPoint2f(contours.get(index).toArray());

		RotatedRect rect = Imgproc.minAreaRect(matOfPoint2f);

		return rect;
	}

得到最终轮廓后，计算矩形轮廓与水平的夹角，然后旋转图像

/**
	 * 旋转矩形
	 * 
	 * @param src
	 *            mat矩阵
	 * @param rect
	 *            矩形
	 * @return
	 */
	public static Mat rotation(Mat cannyMat, RotatedRect rect) {
		// 获取矩形的四个顶点
		Point[] rectPoint = new Point[4];
		rect.points(rectPoint);

		double angle = rect.angle + 90;

		Point center = rect.center;

		Mat CorrectImg = new Mat(cannyMat.size(), cannyMat.type());

		cannyMat.copyTo(CorrectImg);

		// 得到旋转矩阵算子
		Mat matrix = Imgproc.getRotationMatrix2D(center, angle, 0.8);

		Imgproc.warpAffine(CorrectImg, CorrectImg, matrix, CorrectImg.size(), 1, 0, new Scalar(0, 0, 0));

		return CorrectImg;
	}

最后我们在从旋转后的图像中，把我们感兴趣的切割出来，就可以了

/**
	 * 把矫正后的图像切割出来
	 * 
	 * @param correctMat
	 *            图像矫正后的Mat矩阵
	 */
	public static void cutRect(Mat correctMat , Mat nativeCorrectMat) {
		// 获取最大矩形
		RotatedRect rect = findMaxRect(correctMat);
		
		Point[] rectPoint = new Point[4];
		rect.points(rectPoint);
		
		int startLeft = (int)Math.abs(rectPoint[0].x);
		int startUp = (int)Math.abs(rectPoint[0].y < rectPoint[1].y ? rectPoint[0].y : rectPoint[1].y);
		int width = (int)Math.abs(rectPoint[2].x - rectPoint[0].x);
		int height = (int)Math.abs(rectPoint[1].y - rectPoint[0].y);
		
		System.out.println("startLeft = " + startLeft);
		System.out.println("startUp = " + startUp);
		System.out.println("width = " + width);
		System.out.println("height = " + height);
		
		for(Point p : rectPoint) {
			System.out.println(p.x + " , " + p.y);
		}
		
		Mat temp = new Mat(nativeCorrectMat , new Rect(startLeft , startUp , width , height ));
		Mat t = new Mat();
		temp.copyTo(t);
		
		HandleImgUtils.saveImg(t , "C:/Users/admin/Desktop/opencv/open/x/cutRect.jpg");
	}

整合整个过程

/**
	 * 矫正图像
	 * 
	 * @param src
	 * @return
	 */
	public static void correct(Mat src) {
		// Canny
		Mat cannyMat = canny(src);

		// 获取最大矩形
		RotatedRect rect = findMaxRect(cannyMat);

		// 旋转矩形
		Mat CorrectImg = rotation(cannyMat , rect);
		Mat NativeCorrectImg = rotation(src , rect);
		
		
		//裁剪矩形
		cutRect(CorrectImg , NativeCorrectImg);
		
		HandleImgUtils.saveImg(src, "C:/Users/admin/Desktop/opencv/open/x/srcImg.jpg");

		HandleImgUtils.saveImg(CorrectImg, "C:/Users/admin/Desktop/opencv/open/x/correct.jpg");
	}

测试代码

/**
	 * 测试矫正图像
	 */
	public void testCorrect() {
		System.loadLibrary(Core.NATIVE_LIBRARY_NAME);
		Mat src = HandleImgUtils.matFactory("C:/Users/admin/Desktop/opencv/open/x/x7.jpg");
		HandleImgUtils.correct(src);
	}

Java方面opencv的例子还是蛮少的，代码都是自己参考博客写的，照顾不周的地方，请见谅

本项目的所有代码地址：https://github.com/YLDarren/opencvHandleImg