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注： 这篇文章用的OpenCV版本是3.4.0
在机器视觉领域，经常会遇到圆环形的场景，比如零部件、瓶口等等
对于这类圆环形的场景，许多传统的视觉处理算法难以应用，比如滤波器、卷积核这种见方的工具
因此，用OpenCV实现了如下的圆环区域展开成矩形长条的方法
Mat CircleToRectangle(const Mat & circle, const Point & Center, int Radius, int RingStride)
{
Mat rectangle;
rectangle = Mat::zeros(Size(Radius * CV_PI * 2, RingStride), CV_8UC1);
int nl = rectangle.rows; // number of lines
int nc = rectangle.cols * rectangle.channels(); // total number of elements per line
for (int j = 0; j < nl; j++) {
// get the address of row j
uchar* data = rectangle.ptr<uchar>(j);
for (int i = 0; i < nc; i++) {
// process each pixel ---------------------
double theta = CV_PI * 2.0 / float(nc) * float(i + 1);
double rho = Radius - j - 1; //-1防止超界
int position_x = (float)Center.x + rho * (float)std::cos(theta) + 0.5;// +0.5四舍五入
int position_y = (float)Center.y - rho * (float)std::sin(theta) + 0.5;// +0.5四舍五入
data[i] = circle.at<uchar>(position_y, position_x);
// end of pixel processing ----------------
} // end of line
}
return rectangle;
}
其中，输入为
Mat& circle：输入的圆环形原始图像
Point Center: 原始图像中圆环的圆心
int Radius: 原始图像中圆环的半径
int RingStride:圆环的宽度
最终生成的矩形长条，以圆环的外周长为长，以圆环的宽度为高
函数中，从圆环的最外圈开始遍历，最外圈即对应着矩形中的第一行，宽度为多少，则矩形中就有多少行
以圆心为中心构成极坐标系，则圆环上任意一点可以用rho和theta来表示
再根据公式计算出该点在图上的真是坐标，把像素值赋给矩形框中对应的位置
下面看一下实际的效果，以某汽车零部件为例
下图是已经分割好的某汽车零部件的局部
已知该圆环的圆心，半径，以及圆环的宽度，应用以上的函数，得到如下结果
可以看到，圆环展开的效果较好，圆环的细节都被较好的保留，且圆环轮廓的直线度也很高
update 19-06-20
有同学和我反映圆的一些点没有被采样，如图
白色的点为被采样的点，黑色的点为未被采样的点
这个问题肯定无法避免，毕竟是从圆形到矩形。如果以恒定的采样频率，一定会存在数据的丢失，或数据的重复
但是我们可以根据需求，灵活调整采样频率，可以修改rectangle.cols
rectangle.cols越大，采样频率越高，反之则越低。
