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C++和OpenCV实现圆拟合

2023-07-06 08:46:03 深夜i -- --

C++ OpenCV 圆拟合计算机视觉图像处理

圆拟合是图像处理中常用的技术之一，它可以对图像中的圆形对象进行识别和定位，这对于机器视觉等领域非常重要。本文将介绍如何使用C++和OpenCV实现圆拟合。

首先，我们需要了解圆拟合的原理。在一幅图像中，圆可看作是一组具有相同距离R的像素点的集合，可以用圆心坐标(x, y)和半径R来表示。因此，如果我们可以找到一组点，满足它们都位于同一圆上，则可以用最小二乘法拟合出一个圆。

在OpenCV中，实现圆拟合的函数为HoughCircles，它使用Hough变换和投票机制来检测圆。下面是使用HoughCircles函数实现圆拟合的C++代码：


#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
using namespace cv;
using namespace std;
int main()
{
  Mat img = imread("circle.png", IMREAD_GRAYSCALE); // 读取灰度图像
  if (img.empty())
  
    cout << "Can't read image" << endl;
    return -1;
  
  Mat img_blur;
  GaussianBlur(img, img_blur, Size(5, 5), 0, 0); // 高斯滤波，去除噪声
  vector<Vec3f> circles;
  HoughCircles(img_blur, circles, HOUGH_GRADIENT, 1, img.rows / 8, 200, 100, 0, 0); // 圆拟合
  for (size_t i = 0; i < circles.size(); i++)
  {
    Point center(cvRound(circles[i][0]), cvRound(circles[i][1]));
    int radius = cvRound(circles[i][2]);
    circle(img, center, radius, Scalar(0, 0, 255), 3, LINE_AA); // 画出拟合的圆
  }
  namedWindow("Circle Detection", WINDOW_NORMAL);
  imshow("Circle Detection", img); // 显示结果
  waitKey(0);
  destroyAllWindows();
  return 0;
}

上述代码首先读取了一张灰度图像，然后进行了高斯滤波，将图像进行平滑处理，去除噪声。接着，使用HoughCircles函数对图像进行圆拟合。该函数的参数依次为：输入图像、输出的圆向量、Hough变换方法、圆心距离的分辨率、最小圆半径、Canny边缘阈值、圆心阈值、最小投票数、最小半径差。其中，Hough变换方法指定为HOUGH_GRADIENT，表示使用梯度算子对图像进行边缘检测。

最后，代码使用OpenCV提供的函数circle将拟合出的圆画在原始图像上，并将结果显示出来。

总的来说，使用C++和OpenCV实现圆拟合并不复杂，只需要熟悉函数的使用方法，理解算法原理即可。圆拟合对于图像处理和机器视觉等领域具有广泛的应用前景，相信读者可以根据本文简单易懂的代码，轻松地掌握圆拟合的实现技巧。

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