Как рисовать эллипсы в пикселях

Обновлено: 24.01.2025

Круговые элементы широко используются в области измерений, таких как калибровка камеры, оценка позы, отслеживание цели и т. Д. Перспективная проекция круга, когда плоскость формирования изображения не параллельна круговой плоскости, перспективная проекция круга является эллипсом, а точка перспективной проекции центра круга не совпадает с центральной точкой эллипса. Это отклонение называется отклонением созвездия эллипса. В связи с этим изучение того, как рисовать высокоточный эллипс, имеет большое значение для точности всей измерительной системы.

Функция рисования эллипса в OpenCV

В соответствии с функцией ellipse (), предоставляемой OpenCV, я инкапсулирую ее в функцию рисования эллипса следующим образом:

Используя эту функцию, мы рисуем эллипс с длинной полуосью 100 пикселей, короткой полуосью 80 пикселей и углом отклонения 0 градусов на плоскости, как показано на рисунке 1.1. Вы можете использовать плагин ImageWatch для наблюдения контура края эллипса, как показано на рисунке 1.2.

Как видно из рисунка выше, контур края эллипса, нарисованного с использованием функции рисования эллипса OpenCV, является зигзагообразным, что очень неблагоприятно для точности обнаружения центра эллипса. После тестирования центр рисунка эллипса имеет низкую точность обнаружения.

Метод двух областей для рисования эллипса

Как нарисовать эллипс с любым углом поворота, любой длиной и короткой осью в данной плоскости изображения, и центр эллипса имеет любое значение, и край эллипса относительно мягкий, это неотложная проблема, которую необходимо решить. Без ограничения общности мы берем координаты центра эллипса, нарисованного в размере изображения 600 × 600 пикселей, как (300,67, 300,35), а длины полуосей равны 80 и 60 соответственно. (Единицами являются все пиксели).

2.1 Предварительный чертеж бинаризованного эллипса

Всегда есть общие уравнения для эллипсов

Это уравнение может быть преобразовано в

Стандартное уравнение эллипса

Для наклонного эллипса угол поворота равен -θ (отрицательное значение для удобства последующего обсуждения), тогда:

Введите стандартное уравнение, чтобы получить повернутое уравнение

Упрощенный, чтобы получить

Блок-схема алгоритма может быть обобщена, как показано на рисунке 2.1. После выполнения шагов в блок-схеме сначала создается скриншот контура края двоичного изображения эллипса, как показано на рисунке 2.2.

2.2 Значение метода области

Затем, чтобы сделать контур края эллипса менее четким, используйте метод области, чтобы переназначить краевые пиксели, используя метод области, чтобы сделать контур контура эллипса более гладким. Метод площади относится к делению размера пикселя границы эллипса на n × n точек и переназначению края эллипса в соответствии с формулой (2.13). В формуле Ia - значение пикселя вне эллипса, Ib - значение пикселя внутри эллипса, а I - переназначенное значение пикселя. (Для значения n здесь, если вам интересно, добро пожаловать на обсуждение и обмен на Планете знаний [Visual IMAX]).

Поток алгоритма с использованием метода площади можно грубо суммировать, как показано на рисунке 2.3.

2.3 Используйте метод площади, чтобы точно нарисовать эллипс

В 2.2 мы по умолчанию нашли контур края эллипса, но в реальной работе поиск контура края эллипса все еще является проблемой, которую нам нужно решить. Здесь мы используем алгоритм поиска из восьми окрестностей, а размер ядра фильтра равен 3, как показано на рисунке 2.4.

Используйте это ядро и весь бинаризованный образ эллипса для выполнения операции свертки.После операции свертки бинаризованного эллипса, полученной в разделе 2.1, если это точка вне эллипса, значение пикселя равно 0, в это время мы переназначаем его на 50, если это точка внутри эллипса, значение пикселя равно 8, и в это время мы переназначаем его на 200. Когда значение пикселя находится в диапазоне от 1 до 7, мы можем рассматривать его как контур края эллипса, как показано на рисунке 2.5. Левое изображение на рис. 2.5 - это эллипс, полученный операцией свертки всего изображения эллипса с помощью метода поиска восьми окрестностей, а правое изображение на рис. 2.5 - диаграмма эффекта после увеличения контура края эллипса.

Для контура края эллипса мы можем использовать метод площади, чтобы переназначить контур края эллипса. Таким образом, алгоритм алгоритма для рисования идеального эллипса с использованием метода площади может быть обобщен, как показано на рисунке 2.6. После переназначения контура края эллипса с использованием метода площади идеальный эллипс рисуется, как показано на рисунке 2.7. Левая часть рисунка - это весь эллипс, а правая часть - скриншот контура эллипса.

Очевидно, что край эллипса, нарисованного с использованием метода площади, более мягкий, а точность обнаружения центра эллипса выше.

Три резюме

В статье в основном анализируются два метода рисования эллипса, и сравнение показывает, что метод области рисования эллипса обладает большей точностью.

четыре

Я до сих пор помню время, когда я изучал обнаружение эллипсов. По дороге на работу и с работы каждый день я часто наблюдал необъяснимые огни на обочине дороги, утреннее солнце и вечерний закат. У меня всегда был вопрос: когда они образовались? Точность обнаружения центра изображения эллипса выше?

Все желающие могут попасть на планету знаний [Visual IMAX] и обменяться знаниями вместе.

Рекомендую к прочтению

Ответить Keyword-Knowledge Planet, отсканировать код, чтобы присоединиться к планете

Делаю так :
1) Выделяю элипс.
2) Делаю выделению Бордер - 1 пиксель.
3) Заливаю.

Но тут возникает проблема. Заливка размазывается. И приходится удалять то, что размазалось, а это неудобно.

Поэтому вопрос, как именно БЫСТРО рисовать эллипс ?