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Cv2.BoundingRect()是 OpenCV 中一个用于获取轮廓外接矩形的函数。
它计算一个给定轮廓的最小外接矩形，并返回矩形的坐标和尺寸。
这对于目标检测、形态分析和图像处理非常有用。
一、核心原理
- Cv2.BoundingRect() 函数的核心原理是通过给定的轮廓（即一系列的点）计算一个矩形，使得所有点都在矩形的内部。
该矩形是轮廓的最小外接矩形，不要求矩形与图像的坐标轴平行。
二、功能详解
Cv2.BoundingRect() 的功能是返回给定轮廓的最小外接矩形。
该矩形为水平或竖直的矩形（即与坐标轴平行），能完全包围轮廓中的所有点。通过这个矩形，我们可以轻松获得轮廓的定位信息（如位置和尺寸），常用于目标检测、区域选择、ROI（感兴趣区域）提取等任务。输入： 一个轮廓点集（通常是通过 Cv2.FindContours() 获取的轮廓）。
输出： 返回一个 Rect 类型对象，包含矩形的位置（左上角坐标）和尺寸（宽度和高度）。
三、参数
Rect Cv2.BoundingRect(Point[] points);
- points（输入参数）：
一个表示轮廓的点集。通常是通过 Cv2.FindContours() 函数得到的轮廓，类型为 Point[]。这些点通常是轮廓的边界点。
注意：- 输入的点集 points 必须是一个封闭的轮廓集合。
- 如果轮廓包含多个子轮廓，函数会返回包含所有轮廓点的外接矩形。
- 返回值：
返回一个 Rect 类型的对象，表示轮廓的最小外接矩形。该矩形的坐标通常是 x, y，表示矩形左上角的坐标，宽度和高度分别为矩形的宽度和高度。
Rect 对象包含以下属性：- x：矩形左上角的 x 坐标。
- y：矩形左上角的 y 坐标。
- width：矩形的宽度。
- height：矩形的高度。
四、使用注意事项分析
矩形不一定是物体的最精确边界：
Cv2.BoundingRect() 总是计算与坐标轴平行的矩形，而不是最小外接矩形。因此，对于旋转的物体，返回的矩形可能会有较大的空白区域。轮廓的预处理：
如果轮廓包含噪声或不规则点，可能会导致返回的矩形过大或不准确。因此，预处理步骤（如边缘检测、轮廓平滑）在实际应用中至关重要。多个轮廓：
当轮廓包含多个子轮廓时，Cv2.BoundingRect() 会计算所有点的外接矩形。因此，在处理多个物体时，要注意这个特性，可能需要分别计算每个子轮廓的外接矩形。
五、运行时间优化方法
Cv2.BoundingRect() 本身的复杂度通常为 O(n)，其中 n 是轮廓的点数。因此，在计算多个轮廓时，整体的时间复杂度会线性增加。优化方法包括：
减少轮廓点数量：
可以在调用 Cv2.FindContours() 时通过设置适当的阈值来减少轮廓点的数量，避免计算过多不必要的点。批处理多个轮廓：
当需要处理多个轮廓时，可以考虑批量计算最小外接矩形，避免重复的计算和冗余操作。轮廓合并：
对于较小且相邻的轮廓，可以尝试合并它们，减少计算负担。
六、示例
using OpenCvSharp;
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 读取图像
Mat image = Cv2.ImRead("shapes.png", ImreadModes.Grayscale);
// 二值化图像
Mat binaryImage = new Mat();
Cv2.Threshold(image, binaryImage, 128, 255, ThresholdTypes.Binary);
// 查找轮廓
Point[][] contours;
HierarchyIndex[] hierarchy;
Cv2.FindContours(binaryImage, out contours, out hierarchy, RetrievalModes.External, ContourApproximationModes.ApproxSimple);
// 处理每个轮廓
foreach (var contour in contours)
{
Rect boundingRect = Cv2.BoundingRect(contour); // 获取外接矩形
// 绘制矩形
Cv2.Rectangle(image, boundingRect, new Scalar(0, 255, 0), 2);
}
// 显示结果图像
Cv2.ImShow("Bounding Rects", image);
Cv2.WaitKey(0);
}
}
七、相似算法
Cv2.MinAreaRect()：
MinAreaRect() 返回的是一个旋转矩形（即最小面积矩形），而不仅仅是与坐标轴平行的矩形。这对于处理旋转或不规则形状的物体特别有用，适合场景中物体不是完全垂直或水平的情况。Cv2.FitEllipse()：
对于椭圆形或弯曲的物体，Cv2.FitEllipse() 通过拟合一个椭圆来获得物体的外接框。这个方法在处理形状为椭圆的目标时，比 BoundingRect() 更加精准。Cv2.RotatedRect：
RotatedRect 是一种结构，表示旋转矩形，可以用来存储并处理与坐标轴不对齐的矩形框。它在某些应用场景中比普通的 BoundingRect() 更加灵活和精准。
八、资料
技能拾荒者《40-OpenCVSharp —- Cv2.BoundingRect()函数功能（轮廓外接矩形）详解》
https://blog.csdn.net/weixin_45590420/article/details/143950757
