Python OpenCV中cv2.minAreaRect实例解析

在这个文章中，我们将学习如何在感兴趣区域周围画最小面积矩形框。

1.最小面积矩形框

下图显示了两个矩形框，绿色的是普通矩形框，红色的是最小面积矩形框。可以发现，红色的是旋转矩形。

OpenCV提供了一个函数cv2.minAreaRect来寻找最小面积的旋转矩形。将2D点集作为输入，并返回一个Box2D结构，其中包括以下详细信息–（中心(x,y)，（宽度、高度）、旋转角度）。

(center(x,y), (width, height), angle of rotation) = cv2.minAreaRect(points)

但是要绘制一个矩形，我们需要矩形的四个角，因此为了将Box2D结构转换为4个角点，OpenCV提供了另一个函数cv2.boxPoints()，这将Box2D结构作为输入并返回4个角点。4个角点从y最高的点开始按顺时针顺序排列。语法如下：

points = cv2.boxPoints(box)

在绘制矩形之前，需要将4个角点转换为整数类型。可以使用np.int32或者np.int64（不要使用np.int8，因为它允许最大值127并截断）。有时，你可能会看到使用了np.int0，不要混淆，这相当于np.int32或者np.int64，具体取决于你的系统结构。完整的代码如下：

rect = CV2.minAreaRect(cnt)
box = cv2.boxPoints(rect)
box = np.int0(box)

得到四个坐标后，就可以轻松绘制图形了。现在，让我们讨论一下旋转角度。

2.旋转角度

获得四个角点以后，这四个角点从具有最高y的点开始按顺时针顺序排列，如下所示。如果2个点具有相同的最高y，则最右的点是起点。这些点被编号为0，1，2，3（0开始，3结束）。

因此，OpenCV的cv2.minAreaRect()给出的旋转角度实际上是直线（连接起点和终点）与水平线之间的角度，如下所示。

因此角度值始终位于[-90, 0)之间。为什么？因为如果对象旋转超过90°，则使用下一条边来计算与水平面的角度。因此计算出的角度始终位于[-90,0)之间。

实际角度是对象旋转的角度，计算出的角度是cv.minAreaRect()返回的角度。

补充：cv2.minAreaRect输出旋转角度测试

函数使用方法

min_rect = cv2.minAreaRect(cnt)  
# 输入参数cnt是通过findContours识别出来的轮廓信息
# 输出min_rect是一个元组，其中的结构是最小外接矩形的(中心(x,y),(边1长度,边2长度),旋转角度)

简单测试一下对几个角度的矩形和平行四边形的识别效果

图片可能较小，建议放大观看

可以看到，输出的旋转角度和矩形边2的选择有关，具体函数是按照什么规则来确定边1和边2，我还不清楚，但是根据上面的实验结论，大致可以推测出以下规律：

• 规定水平矩阵为上图第一个矩形形状，即长边平行于x轴，短边垂直于x轴，

• 按住水平矩形的左上角，逆时针旋转矩形不超过90度 形成的矩形，长边作为边2；

• 按住水平矩形的左上角，顺时针旋转矩形小于90度 形成的矩形，短边作为边2。

参考目录

https://theailearner.com/tag/cv2-minarearect/

来源：https://blog.csdn.net/weixin_43229348/article/details/125986969