Cvbox2D（RotatedRect）的解析与应用

       

Cvbox2D（RotatedRect）的解析与应用 

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         在Opencv中，通过函数调用或传参数通常会遇到CvBox2D类型的结构体。如对对给定的 2D 点集或某一轮廓点集，进行椭圆拟合或寻找最小面积的包围矩形，使用函数：

CvBox2D box = cvFitEllipse2( contours);CvBox2D boxRect = cvMinAreaRect2(contours);

其中CvBox2D的定义如下：

typedef struct CvBox2D{    CvPoint2D32f center;  /* Center of the box.                          */    CvSize2D32f  size;    /* Box width and length.                       */    float angle;          /* Angle between the horizontal axis           */                          /* and the first side (i.e. length) in degrees */}CvBox2D;

注意夹角 angle 是水平轴逆时针旋转，与碰到的第一个边（不管是高还是宽）的夹角，如下图：

通过对opencv底层实现的查看，可知函数 cvBoxPoints(box[count], point); 是用于求取盒子的顶点的函数，该函数cvBoxPoints的定义如下：

void cvBoxPoints( CvBox2D box, CvPoint2D32f pt[4] ) { double angle = box.angle*CV_PI/180. float a = (float)cos(angle)*0.5f; float b = (float)sin(angle)*0.5f; pt[0].x = box.center.x - a*box.size.height - b*box.size.width; pt[0].y = box.center.y + b*box.size.height - a*box.size.width; pt[1].x = box.center.x + a*box.size.height - b*box.size.width; pt[1].y = box.center.y - b*box.size.height - a*box.size.width; pt[2].x = 2*box.center.x - pt[0].x; pt[2].y = 2*box.center.y - pt[0].y; pt[3].x = 2*box.center.x - pt[1].x; pt[3].y = 2*box.center.y - pt[1].y; }

简单证明此函数的计算公式。计算x可由下面三个方程求得：

pt[1].x - pt[0].x = width*sin(angle) pt[2].x - pt[1].x = height*cos(angle) pt[2].x - pt[0].x = 2(box.center.x - pt[0].x)

y可同理求得。

    由下面函数可以讲求得的点画出来：

void DrawBox(CvBox2D box,IplImage* img) { CvPoint2D32f point[4]; int i; for ( i=0; i<4; i++) { point[i].x = 0; point[i].y = 0; } cvBoxPoints(box, point); //计算二维盒子顶点 CvPoint pt[4]; for ( i=0; i<4; i++) { pt[i].x = (int)point[i].x; pt[i].y = (int)point[i].y; } cvLine( img, pt[0], pt[1],CV_RGB(255,0,0), 2, 8, 0 ); cvLine( img, pt[1], pt[2],CV_RGB(255,0,0), 2, 8, 0 ); cvLine( img, pt[2], pt[3],CV_RGB(255,0,0), 2, 8, 0 ); cvLine( img, pt[3], pt[0],CV_RGB(255,0,0), 2, 8, 0 ); } 

  

    另外，由于Opencv的升级，在2.x以上的版本中，可以使用RotatedRect类来代替CvBox2D的使用，而且RotatedRect功能更强大，使用更方便，其定义如下：

class CV_EXPORTS RotatedRect{public:    //! various constructors    RotatedRect();    RotatedRect(const Point2f& center, const Size2f& size, float angle);    RotatedRect(const CvBox2D& box);    //! returns 4 vertices of the rectangle    void points(Point2f pts[]) const;    //! returns the minimal up-right rectangle containing the rotated rectangle    Rect boundingRect() const;    //! conversion to the old-style CvBox2D structure    operator CvBox2D() const;    Point2f center; //< the rectangle mass center    Size2f size;    //< width and height of the rectangle    float angle;    //< the rotation angle. When the angle is 0, 90, 180, 270 etc., the rectangle becomes an up-right rectangle.};

通过调用boundingRect（）函数就可以直接获得外接矩形，而通过调用Points()函数就可以取得四个顶点。

参考资料：

1、CvBox2D: http://blog.csdn.net/mine1024/article/details/6044856

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