使用 OpenCV 检测图像上的矩形人像

Question

我有很多带有人物肖像的年鉴图片，我正在尝试构建一个算法来检测这些肖像。至少，检测正确的矩形肖像。 Example 1 Example 2

我正在尝试调查三个方向：

人脸检测
暗矩形检测（因为肖像通常是较亮背景上较暗的形状）
从 OCR 文本中提取人名

通过结合以上三种算法的结果，我希望得到一些适用于许多不同年鉴页面的方法。

对于矩形检测的任何帮助，我将不胜感激。我从 Java 和 OpenCV 3.

开始

这是我申请的代码 an image:

System.loadLibrary(Core.NATIVE_LIBRARY_NAME);
Mat source = Imgcodecs.imread("Path/to/image", Imgcodecs.CV_LOAD_IMAGE_ANYCOLOR);
Mat destination = new Mat(source.rows(), source.cols(), source.type());

Imgproc.cvtColor(source, destination, Imgproc.COLOR_RGB2GRAY);
Imgproc.GaussianBlur(destination, destination, new Size(5, 5), 0, 0, Core.BORDER_DEFAULT);

int threshold = 100;
Imgproc.Canny(destination, destination, 50, 100);
Imgproc.Canny(destination, destination, threshold, threshold*3);

在这一点上，我有这样的结果：

尝试从上面的边缘找到轮廓：

    List<MatOfPoint> contourDetections = new ArrayList<>();
    Mat hierarchy = new Mat();

    // Find contours
    Imgproc.findContours(destination, contourDetections, hierarchy, Imgproc.RETR_EXTERNAL, Imgproc.CHAIN_APPROX_SIMPLE);

    // Draw contours 
    Imgproc.drawContours(source, contours, -1, new Scalar(255,0,0), 2);

得到这个结果：

但不确定如何从这些轮廓中提取矩形，因为许多线条不完整。

回到边缘并尝试使用 HoughLinesP 找到垂直线和水平线：

    Mat lines = new Mat();
    int thre = 50;
    int minLineSize = 250;
    int lineGap = 80;

    int ignoreLinesShorter = 300;

    Imgproc.HoughLinesP(destination, lines, 1, Math.PI/180, thre, minLineSize, lineGap);

    for(int c = 0; c < lines.rows(); c++) {

        double[] vec = lines.get(c, 0);

        double  x1 = vec[0],
                y1 = vec[1],
                x2 = vec[2],
                y2 = vec[3];

        // Filtering only verticat and horizontal lines
        if(x1 == x2 || y1 == y2) {

            // Filtering out short lines
            if(Math.abs(x1 - x2) > ignoreLinesShorter || Math.abs(y1 - y2) > ignoreLinesShorter) {

              Point start = new Point(x1, y1);
              Point end = new Point(x2, y2);

              // Draw line
              Imgproc.line(source, start, end, new Scalar(0,0,255), 2);
            }
        }
    }

结果：

与轮廓一样，我仍然没有看到可以检测到的正确矩形。你能帮我一个正确的方向吗？也许有更简单的方法来执行此任务？

Answer 1

这不是一个完整的答案，但可能有用。

我用下面的代码得到了下面的图像。

要了解代码，您可以参考我在 http://answers.opencv.org/question/85884

的旧答案

如果它看起来很有希望，我们会一起努力改进它。

#include <opencv2/highgui.hpp>
#include <opencv2/imgproc.hpp>

using namespace cv;

int main(int argc, char** argv)
{
    Mat img = imread("e:/test/twHVm.jpg");
    if (img.empty())
        return -1;

    Mat resized, gray, reduced_h, reduced_w;
    resize(img, resized, Size(), 1, 1);

    cvtColor(resized, gray, CV_BGR2GRAY);

    reduce(gray, reduced_h, 0, REDUCE_AVG);
    reduce(gray, reduced_w, 1, REDUCE_AVG);


    for (int i = 0; i < img.cols; i++)
    {
        if (reduced_h.at<uchar>(0, i) > 200) // this is experimental value
        line(resized, Point(i, 0), Point(i, img.rows), Scalar(0, 255, 0), 1);
    }

    for (int i = 0; i < img.rows; i++)
    {
        if (reduced_w.at<uchar>(i, 0) > 225) // this is experimental value
        line(resized, Point(0, i), Point(img.cols, i), Scalar(0, 255, 0), 1);
    }

    imshow("result", resized);
    waitKey(0);
    return 0;
}

Answer 2

为了检测矩形肖像（爆头），我使用以下方法取得了一些成功。

矩形检测：
一个。转换为灰度
b。将图像边框颜色更改为背景颜色
c。二进制阈值
d.关闭形态变换
e。必要时反转图像
f。查找轮廓
克。根据纵横比和面积选择矩形轮廓
人脸检测：使用 Haar 级联查找包含头像的矩形轮廓。要成为一张爆头肖像，一个矩形应该只包含一张脸，脸的尺寸是根据矩形的大小指定的。例如，当使用 OpenCv CascadeClassifier.detectMultiScale 时，将 minSize=(0.4 * width, 0.3 * height) 设置为面部尺寸，其中高度和宽度是矩形的尺寸。
纵向验证：检查纵向矩形的网格结构。对于网格中缺失的矩形，检查面是否存在。对于现有的矩形，必要时使用网格结构来修正矩形尺寸。

1. Python矩形检测代码（应该很容易转换成Java。）

img = cv2.imread('example.jpg')
gray = cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2GRAY)

# Remove black border by cropping
bw = 6 # border width
ht, wd = img.shape[:2] # height, width
gray = gray[bw:ht-bw, bw:wd-bw]

# HISTOGRAM -- Put histogram function here to determine the following:
bg_color = (235,235,235) # background color
thresh_value = 220

# Add back border with background color
gray = cv2.copyMakeBorder(gray, bw, bw, bw, bw, cv2.BORDER_CONSTANT, value=bg_color)

# Binary Threshold
thresh = cv2.threshold(gray, thresh_value, 255, cv2.THRESH_BINARY)[1] # orig: 235

# Closing Morphological Transformation
kernel = np.ones((5,5),np.uint8)
closing = cv2.morphologyEx(thresh, cv2.MORPH_CLOSE, kernel)

# Invert Image
closing = np.invert(closing)

# Find contours
cnts = cv2.findContours(closing, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
cnts = cnts[0] if len(cnts) == 2 else cnts[1]

# Find portraits by specifying range of sizes and aspect ratios
img_area = ht * wd
for cnt in cnts:
    x,y,w,h = cv2.boundingRect(cnt)
    if w*h < 0.005*img_area or w*h > 0.16*img_area or h/w < 0.95 or h/w > 1.55:
        continue
    cv2.rectangle(img, (x, y), (x+w, y+h), (0, 255, 0), 2)

cv2.imshow('Result', img)
cv2.waitKey(0)

例1结果 (第一张图是反转后的)

示例 2 结果

2。 Python人脸检测代码

def is_headshot(cnt_img):
    gray = cv2.cvtColor(cnt_img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    height, width = cnt_img.shape[:2]
    min_size = int(max(0.4*width, 0.3*height))
    faces = face_cascade.detectMultiScale(gray, 
                                          scaleFactor=1.3, 
                                          minNeighbors=3, 
                                          minSize=(min_size, min_size))
    if len(faces) == 1:
        return True
    else:
        return False

face_cascade = cv2.CascadeClassifier('haarcascade_frontalface_default.xml')
x,y,w,h = cv2.boundingRect(cnt) # bounding rectangle of contour found in code above
if is_headshot(img[y:y+h, x:x+w]):
    cv2.imwrite('headshot.jpg', img[y:y+h, x:x+w])

3。 Python 肖像验证代码
可以使用我在此 Whosebug question 中发布的代码找到网格结构。循环完成网格的结果。每个网格元素由 (x,y,w,h) 定义，其中 w 和 h 可以是上面找到的肖像的平均宽度和高度。使用 shapely.geometry 中的函数 box1.intersection(box2) 来确定是否有缺失或错误的肖像。如果相交区域很小或为零，则可能缺少人像，然后应使用人脸检测进行检查。如果有任何兴趣，我愿意提供更多详细信息。

使用 OpenCV 检测图像上的矩形人像

Detect rectangular portraits of people on images with OpenCV

java

opencv

vision

image-recognition

face-detection