点与多边形测试(Point-in-Polygon Test)

我们有了轮廓，或，我们使用了一些点围出一个范围。现在我们有了一个新的点，我们想要计算这个点是否在范围当中。

这时我们就能使用“点与多边形测试”。

double pointPolygonTest(InputArray contour, Point2f pt, bool measureDist) 该函数计算该点是在轮廓内围，外围还是在边缘上(或与顶点重合)。它分别返回正(内围)，负(外围)或零(边缘)值。当measureDist = false时，返回值分别为+1，-1或0。否则true，则返回值是该点与最近的轮廓边之间的有符号距离。

参数

contour     —— 输入轮廓。
pt          —— 需测试的点。
measureDist —— 如果为true，则该函数估计从点到最近的轮廓边的有符号距离。否则，该功能仅检查该点是否在轮廓内。

double

示范

我们使用这张图为例：

这个图像会比较简单，我们先导入图像，然后以灰度图格式进行阈值二进制化图像，再检测轮廓。

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <vector> 

using namespace cv; 
using namespace std; 

Mat gray; 
vector<vector<Point> > contours; 
void onMouseHandle(int, int, int, int, void*); 

int main() {
     gray = imread("contour-map.jpg", 0); 
     threshold(gray, gray, 180, 255, THRESH_BINARY_INV); 
...

白色的形状都明显看得出了，我们就可以检测这些轮廓。

...
     // 检测轮廓
     findContours(gray, contours, RETR_EXTERNAL, CHAIN_APPROX_SIMPLE); 

     // 显示所有轮廓
     Mat canvas(gray.size(), CV_8UC3, Scalar::all(255)); // 创建空Mat
     drawContours(canvas, contours, -1, Scalar::all(127), -1); 
...

我们设置鼠标操作函数。获取鼠标坐标，我们与其和所有轮廓进行点与多边形测试，在范围内的轮廓我们以红色绘之。

...
     // 设置鼠标操作回调函数
     namedWindow("window");
     setMouseCallback("window", onMouseHandle); 

     // 等待键盘输入退出
     imshow("window", canvas); 
     waitKey(0); 
     destroyAllWindows(); 

     return 0; 
}

void onMouseHandle(int event, int x, int y, int flags, void* param) { 
     // 新Mat
     Mat canvas(gray.size(), CV_8UC3, Scalar::all(255)); 

     if (event == CV_EVENT_MOUSEMOVE) {   //鼠标移动消息
          for (int i=0; i<contours.size(); ++i) {
               // 点与多变形测试
               double distance = pointPolygonTest(contours[i], Point(x, y), true); 

               // 在轮廓内
               if (distance >= 0) {
                    drawContours(canvas, contours, i, Scalar(0,0,200), -1); 

               // 不在轮廓内
               } else {
                    drawContours(canvas, contours, i, Scalar::all(127), -1); 
               }
          }
          imshow("window", canvas); 
     }
}

结果如下：