四角形と三角形の中から三角形だけ抽出する(特定形状の抽出)

四角形と三角形が混在する画像から、三角形のみを抽出します。
opencvのcv2.findContours関数で領域を抽出、cv2.approxPolyDP関数で輪郭の近似図形を求め、近似図形が三角形(頂点の数が3)の場合に輪郭を縁どります。

円の数を数える

環境

windows10 home
Anaconda 3/ jupyter notebook 5.6.0
Python 3.7.0
OpenCV 4.0.0

準備

以下のコードでランダムな向きと大きさの三角形と四角形の混在した画像(figures.png)を生成します。

import cv2
import random
import math
import numpy as np

def tri(x, y):
    radius = random.uniform(20,40)
    rotate = random.uniform(0,120)
    pts = np.array(((x+int(radius*math.cos(rotate/360*2*math.pi)), y+int(radius*math.sin(rotate/360*2*math.pi))),
                    (x+int(radius*math.cos((rotate+120)/360*2*math.pi)), y+int(radius*math.sin((rotate+120)/360*2*math.pi))),
                    (x+int(radius*math.cos((rotate+240)/360*2*math.pi)), y+int(radius*math.sin((rotate+240)/360*2*math.pi)))))
    cv2.fillPoly(img, [pts], (0, 150, 0), cv2.LINE_AA)   
    
def square(x, y):
    radius = random.uniform(20,40)
    rotate = random.uniform(0,90)
    pts = np.array(((x+int(radius*math.cos(rotate/360*2*math.pi)), y+int(radius*math.sin(rotate/360*2*math.pi))),
                    (x+int(radius*math.cos((rotate+90)/360*2*math.pi)), y+int(radius*math.sin((rotate+90)/360*2*math.pi))),
                    (x+int(radius*math.cos((rotate+180)/360*2*math.pi)), y+int(radius*math.sin((rotate+180)/360*2*math.pi))),
                    (x+int(radius*math.cos((rotate+270)/360*2*math.pi)), y+int(radius*math.sin((rotate+270)/360*2*math.pi)))))
    cv2.fillPoly(img, [pts], (0, 150, 0), cv2.LINE_AA)
    
img = np.zeros((400, 400, 3), np.uint8)  
img[:,:,:] = 245

for y in range(50,400,100):
    for x in range(50,400,100):
        switch = random.choice([0, 1])
        if switch == 0:
            tri(x, y)
        else:
            square(x, y)
            
cv2.imwrite('figures.png', img)

三角形と四角形が8個ずつ描画されました。

f:id:T_A_T:20201117211424p:plain
figures.png

コード

import cv2
import numpy as np

img = cv2.imread('figures.png') # 画像読み出し
img_gray = cv2.imread('figures.png', cv2.IMREAD_GRAYSCALE) # 画像をグレイスケールで読み出し
_, threshold = cv2.threshold(img_gray, 125, 255, cv2.THRESH_BINARY) # 画像を二値化
contours, _ = cv2.findContours(threshold, cv2.RETR_TREE, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE) # 領域検出

triangles = 0  # 三角形カウント用
#抽出した領域を1つずつ取り出し輪郭を近似する。三角形の場合、輪郭を赤くする
for cnt in contours:
    epsilon = 0.1*cv2.arcLength(cnt, True)
    approx = cv2.approxPolyDP(cnt, epsilon, True)
    if len(approx) == 3: 
        cv2.drawContours(img, [approx], 0, (0, 0, 255), 2)
        triangles += 1

print(triangles)  # 三角形の数を表示
cv2.imwrite('triangles.png',img)  # 三角形の輪郭を加えた画像を保存