]> rtime.felk.cvut.cz Git - opencv.git/blob - opencv/doc/cv_struct_shape_analysis.tex
fixed description of contour processing functions. Now vector<Point*> should be expli...
[opencv.git] / opencv / doc / cv_struct_shape_analysis.tex
1 \section{Structural Analysis and Shape Descriptors}
2
3 \ifCPy
4
5 \cvCPyFunc{ApproxChains}
6 Approximates Freeman chain(s) with a polygonal curve.
7
8 \cvdefC{
9 CvSeq* cvApproxChains( \par CvSeq* src\_seq,\par CvMemStorage* storage,\par int method=CV\_CHAIN\_APPROX\_SIMPLE,\par double parameter=0,\par int minimal\_perimeter=0,\par int recursive=0 );
10 }\cvdefPy{ApproxChains(src\_seq,storage,method=CV\_CHAIN\_APPROX\_SIMPLE,parameter=0,minimal\_perimiter=0,recursive=0)-> chains}
11
12 \begin{description}
13 \cvarg{src\_seq}{Pointer to the chain that can refer to other chains}
14 \cvarg{storage}{Storage location for the resulting polylines}
15 \cvarg{method}{Approximation method (see the description of the function \cvCPyCross{FindContours})}
16 \cvarg{parameter}{Method parameter (not used now)}
17 \cvarg{minimal\_perimeter}{Approximates only those contours whose perimeters are not less than \texttt{minimal\_perimeter}. Other chains are removed from the resulting structure}
18 \cvarg{recursive}{If not 0, the function approximates all chains that access can be obtained to from \texttt{src\_seq} by using the \texttt{h\_next} or \texttt{v\_next links}. If 0, the single chain is approximated}
19 \end{description}
20
21 This is a stand-alone approximation routine. The function \texttt{cvApproxChains} works exactly in the same way as \cvCPyCross{FindContours} with the corresponding approximation flag. The function returns pointer to the first resultant contour. Other approximated contours, if any, can be accessed via the \texttt{v\_next} or \texttt{h\_next} fields of the returned structure.
22
23 \cvCPyFunc{ApproxPoly}
24 Approximates polygonal curve(s) with the specified precision.
25
26 \cvdefC{
27 CvSeq* cvApproxPoly( \par const void* src\_seq,\par int header\_size,\par CvMemStorage* storage,\par int method,\par double parameter,\par int parameter2=0 );
28 }\cvdefPy{
29 ApproxPoly(src\_seq, storage, method, parameter=0, parameter2=0)
30 }
31
32 \begin{description}
33 \cvarg{src\_seq}{Sequence of an array of points}
34 \cvarg{header\_size}{Header size of the approximated curve[s]}
35 \cvarg{storage}{Container for the approximated contours. If it is NULL, the input sequences' storage is used}
36 \cvarg{method}{Approximation method; only \texttt{CV\_POLY\_APPROX\_DP} is supported, that corresponds to the Douglas-Peucker algorithm}
37 \cvarg{parameter}{Method-specific parameter; in the case of \texttt{CV\_POLY\_APPROX\_DP} it is a desired approximation accuracy}
38 \cvarg{parameter2}{If case if \texttt{src\_seq} is a sequence, the parameter determines whether the single sequence should be approximated or all sequences on the same level or below \texttt{src\_seq} (see \cvCPyCross{FindContours} for description of hierarchical contour structures). If \texttt{src\_seq} is an array CvMat* of points, the parameter specifies whether the curve is closed (\texttt{parameter2}!=0) or not (\texttt{parameter2} =0)}
39 \end{description}
40
41 The function approximates one or more curves and
42 returns the approximation result[s]. In the case of multiple curves,
43 the resultant tree will have the same structure as the input one (1:1
44 correspondence).
45
46 \cvCPyFunc{ArcLength}
47 Calculates the contour perimeter or the curve length.
48
49 \cvdefC{
50 double cvArcLength( \par const void* curve,\par CvSlice slice=CV\_WHOLE\_SEQ,\par int isClosed=-1 );
51 }\cvdefPy{ArcLength(curve,slice=CV\_WHOLE\_SEQ,isClosed=-1)-> double}
52
53 \begin{description}
54 \cvarg{curve}{Sequence or array of the curve points}
55 \cvarg{slice}{Starting and ending points of the curve, by default, the whole curve length is calculated}
56 \cvarg{isClosed}{Indicates whether the curve is closed or not. There are 3 cases:
57 \begin{itemize}
58   \item $\texttt{isClosed}=0$ the curve is assumed to be unclosed.
59   \item $\texttt{isClosed}>0$ the curve is assumed to be closed.
60   \item $\texttt{isClosed}<0$ if curve is sequence, the flag \texttt{CV\_SEQ\_FLAG\_CLOSED} of \texttt{((CvSeq*)curve)->flags} is checked to determine if the curve is closed or not, otherwise (curve is represented by array (CvMat*) of points) it is assumed to be unclosed.
61 \end{itemize}}
62 \end{description}
63
64 The function calculates the length or curve as the sum of lengths of segments between subsequent points
65
66 \cvCPyFunc{BoundingRect}
67 Calculates the up-right bounding rectangle of a point set.
68
69 \cvdefC{
70 CvRect cvBoundingRect( CvArr* points, int update=0 );
71 }\cvdefPy{BoundingRect(points,update=0)-> CvRect}
72
73 \begin{description}
74 \cvarg{points}{2D point set, either a sequence or vector (\texttt{CvMat}) of points}
75 \cvarg{update}{The update flag. See below.}
76 \end{description}
77
78 The function returns the up-right bounding rectangle for a 2d point set.
79 Here is the list of possible combination of the flag values and type of \texttt{points}:
80
81 \begin{tabular}{|c|c|p{3in}|}
82 \hline
83 update & points & action \\ \hline
84 0 & \texttt{CvContour\*} & the bounding rectangle is not calculated, but it is taken from \texttt{rect} field of the contour header.\\ \hline
85 1 & \texttt{CvContour\*} & the bounding rectangle is calculated and written to \texttt{rect} field of the contour header.\\ \hline
86 0 & \texttt{CvSeq\*} or \texttt{CvMat\*} & the bounding rectangle is calculated and returned.\\ \hline
87 1 & \texttt{CvSeq\*} or \texttt{CvMat\*} & runtime error is raised.\\ \hline
88 \end{tabular}
89
90 \cvCPyFunc{BoxPoints}
91 Finds the box vertices.
92
93 \cvdefC{
94 void cvBoxPoints( \par CvBox2D box,\par CvPoint2D32f pt[4] );
95 }\cvdefPy{BoxPoints(box)-> points}
96
97 \begin{description}
98 \cvarg{box}{Box}
99 \cvarg{pt}{Array of vertices}
100 \end{description}
101
102 The function calculates the vertices of the input 2d box. Here is the function code:
103
104 \begin{lstlisting}
105 void cvBoxPoints( CvBox2D box, CvPoint2D32f pt[4] )
106 {
107     float a = (float)cos(box.angle)*0.5f;
108     float b = (float)sin(box.angle)*0.5f;
109
110     pt[0].x = box.center.x - a*box.size.height - b*box.size.width;
111     pt[0].y = box.center.y + b*box.size.height - a*box.size.width;
112     pt[1].x = box.center.x + a*box.size.height - b*box.size.width;
113     pt[1].y = box.center.y - b*box.size.height - a*box.size.width;
114     pt[2].x = 2*box.center.x - pt[0].x;
115     pt[2].y = 2*box.center.y - pt[0].y;
116     pt[3].x = 2*box.center.x - pt[1].x;
117     pt[3].y = 2*box.center.y - pt[1].y;
118 }
119 \end{lstlisting}
120
121 \cvCPyFunc{CalcPGH}
122 Calculates a pair-wise geometrical histogram for a contour.
123
124 \cvdefC{
125 void cvCalcPGH( const CvSeq* contour, CvHistogram* hist );
126 }\cvdefPy{CalcPGH(contour,hist)-> None}
127
128 \begin{description}
129 \cvarg{contour}{Input contour. Currently, only integer point coordinates are allowed}
130 \cvarg{hist}{Calculated histogram; must be two-dimensional}
131 \end{description}
132
133 The function calculates a
134 2D pair-wise geometrical histogram (PGH), described in
135 \cvCPyCross{Iivarinen97}
136 for the contour. The algorithm considers every pair of contour
137 edges. The angle between the edges and the minimum/maximum distances
138 are determined for every pair. To do this each of the edges in turn
139 is taken as the base, while the function loops through all the other
140 edges. When the base edge and any other edge are considered, the minimum
141 and maximum distances from the points on the non-base edge and line of
142 the base edge are selected. The angle between the edges defines the row
143 of the histogram in which all the bins that correspond to the distance
144 between the calculated minimum and maximum distances are incremented
145 (that is, the histogram is transposed relatively to the \cvCPyCross{Iivarninen97}
146 definition). The histogram can be used for contour matching.
147
148 \cvCPyFunc{CalcEMD2}
149 Computes the "minimal work" distance between two weighted point configurations.
150
151 \cvdefC{
152 float cvCalcEMD2( \par const CvArr* signature1,\par const CvArr* signature2,\par int distance\_type,\par CvDistanceFunction distance\_func=NULL,\par const CvArr* cost\_matrix=NULL,\par CvArr* flow=NULL,\par float* lower\_bound=NULL,\par void* userdata=NULL );
153 }\cvdefPy{CalcEMD2(signature1, signature2, distance\_type, distance\_func = None, cost\_matrix=None, flow=None, lower\_bound=None, userdata = None) -> float}
154
155 \begin{lstlisting}
156 typedef float (*CvDistanceFunction)(const float* f1, const float* f2, void* userdata);
157 \end{lstlisting}
158
159 \begin{description}
160 \cvarg{signature1}{First signature, a $\texttt{size1}\times \texttt{dims}+1$ floating-point matrix. Each row stores the point weight followed by the point coordinates. The matrix is allowed to have a single column (weights only) if the user-defined cost matrix is used}
161 \cvarg{signature2}{Second signature of the same format as \texttt{signature1}, though the number of rows may be different. The total weights may be different, in this case an extra "dummy" point is added to either \texttt{signature1} or \texttt{signature2}}
162 \cvarg{distance\_type}{Metrics used; \texttt{CV\_DIST\_L1, CV\_DIST\_L2}, and \texttt{CV\_DIST\_C} stand for one of the standard metrics; \texttt{CV\_DIST\_USER} means that a user-defined function \texttt{distance\_func} or pre-calculated \texttt{cost\_matrix} is used}
163 \cvarg{distance\_func}{The user-defined distance function. It takes coordinates of two points and returns the distance between the points}
164 \cvarg{cost\_matrix}{The user-defined $\texttt{size1}\times \texttt{size2}$ cost matrix. At least one of \texttt{cost\_matrix} and \texttt{distance\_func} must be NULL. Also, if a cost matrix is used, lower boundary (see below) can not be calculated, because it needs a metric function}
165 \cvarg{flow}{The resultant $\texttt{size1} \times \texttt{size2}$ flow matrix: $\texttt{flow}_{i,j}$ is a flow from $i$ th point of \texttt{signature1} to $j$ th point of \texttt{signature2}}
166 \cvarg{lower\_bound}{Optional input/output parameter: lower boundary of distance between the two signatures that is a distance between mass centers. The lower boundary may not be calculated if the user-defined cost matrix is used, the total weights of point configurations are not equal, or if the signatures consist of weights only (i.e. the signature matrices have a single column). The user \textbf{must} initialize \texttt{*lower\_bound}. If the calculated distance between mass centers is greater or equal to \texttt{*lower\_bound} (it means that the signatures are far enough) the function does not calculate EMD. In any case \texttt{*lower\_bound} is set to the calculated distance between mass centers on return. Thus, if user wants to calculate both distance between mass centers and EMD, \texttt{*lower\_bound} should be set to 0}
167 \cvarg{userdata}{Pointer to optional data that is passed into the user-defined distance function}
168 \end{description}
169
170 The function computes the earth mover distance and/or
171 a lower boundary of the distance between the two weighted point
172 configurations. One of the applications described in \cvCPyCross{RubnerSept98} is
173 multi-dimensional histogram comparison for image retrieval. EMD is a a
174 transportation problem that is solved using some modification of a simplex
175 algorithm, thus the complexity is exponential in the worst case, though, on average
176 it is much faster. In the case of a real metric the lower boundary
177 can be calculated even faster (using linear-time algorithm) and it can
178 be used to determine roughly whether the two signatures are far enough
179 so that they cannot relate to the same object.
180
181 \cvCPyFunc{CheckContourConvexity}
182 Tests contour convexity.
183
184 \cvdefC{
185 int cvCheckContourConvexity( const CvArr* contour );
186 }\cvdefPy{CheckContourConvexity(contour)-> int}
187
188 \begin{description}
189 \cvarg{contour}{Tested contour (sequence or array of points)}
190 \end{description}
191
192 The function tests whether the input contour is convex or not. The contour must be simple, without self-intersections.
193
194 \cvfunc{CvConvexityDefect}\label{CvConvexityDefect}
195
196 Structure describing a single contour convexity defect.
197
198 \begin{lstlisting}
199 typedef struct CvConvexityDefect
200 {
201     CvPoint* start; /* point of the contour where the defect begins */
202     CvPoint* end; /* point of the contour where the defect ends */
203     CvPoint* depth_point; /* the farthest from the convex hull point within the defect */
204     float depth; /* distance between the farthest point and the convex hull */
205 } CvConvexityDefect;
206 \end{lstlisting}
207
208 % ===== Picture. Convexity defects of hand contour. =====
209 \includegraphics[width=0.5\textwidth]{pics/defects.png}
210
211 \cvCPyFunc{ContourArea}
212 Calculates the area of a whole contour or a contour section.
213
214 \cvdefC{
215 double cvContourArea( \par const CvArr* contour, \par CvSlice slice=CV\_WHOLE\_SEQ );
216 }\cvdefPy{ContourAres(contour,slice=CV\_WHOLE\_SEQ)-> double}
217
218 \begin{description}
219 \cvarg{contour}{Contour (sequence or array of vertices)}
220 \cvarg{slice}{Starting and ending points of the contour section of interest, by default, the area of the whole contour is calculated}
221 \end{description}
222
223 The function calculates the area of a whole contour
224 or a contour section. In the latter case the total area bounded by the
225 contour arc and the chord connecting the 2 selected points is calculated
226 as shown on the picture below:
227
228 \includegraphics[width=0.5\textwidth]{pics/contoursecarea.png}
229
230 Orientation of the contour affects the area sign, thus the function may return a \emph{negative} result. Use the \texttt{fabs()} function from C runtime to get the absolute value of the area.
231
232 \cvCPyFunc{ContourFromContourTree}
233 Restores a contour from the tree.
234
235 \cvdefC{
236 CvSeq* cvContourFromContourTree( \par const CvContourTree* tree,\par CvMemStorage* storage,\par CvTermCriteria criteria );
237 }\cvdefPy{ContourFromContourTree(tree,storage,criteria)-> contour}
238
239 \begin{description}
240 \cvarg{tree}{Contour tree}
241 \cvarg{storage}{Container for the reconstructed contour}
242 \cvarg{criteria}{Criteria, where to stop reconstruction}
243 \end{description}
244
245 The function restores the contour from its binary tree representation. The parameter \texttt{criteria} determines the accuracy and/or the number of tree levels used for reconstruction, so it is possible to build an approximated contour. The function returns the reconstructed contour.
246
247 \cvCPyFunc{ConvexHull2}
248 Finds the convex hull of a point set.
249
250 \cvdefC{
251 CvSeq* cvConvexHull2( \par const CvArr* input,\par void* hull\_storage=NULL,\par int orientation=CV\_CLOCKWISE,\par int return\_points=0 );
252 }\cvdefPy{ConvexHull2(points,storage,orientaton=CV\_CLOCKWISE,return\_points=0)-> convex\_hull}
253
254 \begin{description}
255 \cvarg{points}{Sequence or array of 2D points with 32-bit integer or floating-point coordinates}
256 \cvarg{hull\_storage}{The destination array (CvMat*) or memory storage (CvMemStorage*) that will store the convex hull. If it is an array, it should be 1d and have the same number of elements as the input array/sequence. On output the header is modified as to truncate the array down to the hull size.  If \texttt{hull\_storage} is NULL then the convex hull will be stored in the same storage as the input sequence}
257 \cvarg{orientation}{Desired orientation of convex hull: \texttt{CV\_CLOCKWISE} or \texttt{CV\_COUNTER\_CLOCKWISE}}
258 \cvarg{return\_points}{If non-zero, the points themselves will be stored in the hull instead of indices if \texttt{hull\_storage} is an array, or pointers if \texttt{hull\_storage} is memory storage}
259 \end{description}
260
261 The function finds the convex hull of a 2D point set using Sklansky's algorithm. If \texttt{hull\_storage} is memory storage, the function creates a sequence containing the hull points or pointers to them, depending on \texttt{return\_points} value and returns the sequence on output.  If \texttt{hull\_storage} is a CvMat, the function returns NULL.
262
263 % ===== Example. Building convex hull for a sequence or array of points =====
264 \begin{lstlisting}
265 #include "cv.h"
266 #include "highgui.h"
267 #include <stdlib.h>
268
269 #define ARRAY  0 /* switch between array/sequence method by replacing 0<=>1 */
270
271 void main( int argc, char** argv )
272 {
273     IplImage* img = cvCreateImage( cvSize( 500, 500 ), 8, 3 );
274     cvNamedWindow( "hull", 1 );
275
276 #if !ARRAY
277         CvMemStorage* storage = cvCreateMemStorage();
278 #endif
279
280     for(;;)
281     {
282         int i, count = rand()%100 + 1, hullcount;
283         CvPoint pt0;
284 #if !ARRAY
285         CvSeq* ptseq = cvCreateSeq( CV_SEQ_KIND_GENERIC|CV_32SC2,
286                                     sizeof(CvContour),
287                                     sizeof(CvPoint),
288                                     storage );
289         CvSeq* hull;
290
291         for( i = 0; i < count; i++ )
292         {
293             pt0.x = rand() % (img->width/2) + img->width/4;
294             pt0.y = rand() % (img->height/2) + img->height/4;
295             cvSeqPush( ptseq, &pt0 );
296         }
297         hull = cvConvexHull2( ptseq, 0, CV_CLOCKWISE, 0 );
298         hullcount = hull->total;
299 #else
300         CvPoint* points = (CvPoint*)malloc( count * sizeof(points[0]));
301         int* hull = (int*)malloc( count * sizeof(hull[0]));
302         CvMat point_mat = cvMat( 1, count, CV_32SC2, points );
303         CvMat hull_mat = cvMat( 1, count, CV_32SC1, hull );
304
305         for( i = 0; i < count; i++ )
306         {
307             pt0.x = rand() % (img->width/2) + img->width/4;
308             pt0.y = rand() % (img->height/2) + img->height/4;
309             points[i] = pt0;
310         }
311         cvConvexHull2( &point_mat, &hull_mat, CV_CLOCKWISE, 0 );
312         hullcount = hull_mat.cols;
313 #endif
314         cvZero( img );
315         for( i = 0; i < count; i++ )
316         {
317 #if !ARRAY
318             pt0 = *CV_GET_SEQ_ELEM( CvPoint, ptseq, i );
319 #else
320             pt0 = points[i];
321 #endif
322             cvCircle( img, pt0, 2, CV_RGB( 255, 0, 0 ), CV_FILLED );
323         }
324
325 #if !ARRAY
326         pt0 = **CV_GET_SEQ_ELEM( CvPoint*, hull, hullcount - 1 );
327 #else
328         pt0 = points[hull[hullcount-1]];
329 #endif
330
331         for( i = 0; i < hullcount; i++ )
332         {
333 #if !ARRAY
334             CvPoint pt = **CV_GET_SEQ_ELEM( CvPoint*, hull, i );
335 #else
336             CvPoint pt = points[hull[i]];
337 #endif
338             cvLine( img, pt0, pt, CV_RGB( 0, 255, 0 ));
339             pt0 = pt;
340         }
341
342         cvShowImage( "hull", img );
343
344         int key = cvWaitKey(0);
345         if( key == 27 ) // 'ESC'
346             break;
347
348 #if !ARRAY
349         cvClearMemStorage( storage );
350 #else
351         free( points );
352         free( hull );
353 #endif
354     }
355 }
356 \end{lstlisting}
357
358 \cvCPyFunc{ConvexityDefects}
359 Finds the convexity defects of a contour.
360
361 \cvdefC{
362 CvSeq* cvConvexityDefects( \par const CvArr* contour,\par const CvArr* convexhull,\par CvMemStorage* storage=NULL );
363 }\cvdefPy{ConvexityDefects(contour,convexhull,storage)-> convexity\_defects}
364
365 \begin{description}
366 \cvarg{contour}{Input contour}
367 \cvarg{convexhull}{Convex hull obtained using \cvCPyCross{ConvexHull2} that should contain pointers or indices to the contour points, not the hull points themselves (the \texttt{return\_points} parameter in \cvCPyCross{ConvexHull2} should be 0)}
368 \cvarg{storage}{Container for the output sequence of convexity defects. If it is NULL, the contour or hull (in that order) storage is used}
369 \end{description}
370
371 The function finds all convexity defects of the input contour and returns a sequence of the CvConvexityDefect structures.
372
373 \cvCPyFunc{CreateContourTree}
374 Creates a hierarchical representation of a contour.
375
376 \cvdefC{
377 CvContourTree* cvCreateContourTree( \par const CvSeq* contour,\par CvMemStorage* storage,\par double threshold );
378 }\cvdefPy{CreateCountourTree(contour,storage,threshold)-> contour\_tree}
379
380 \begin{description}
381 \cvarg{contour}{Input contour}
382 \cvarg{storage}{Container for output tree}
383 \cvarg{threshold}{Approximation accuracy}
384 \end{description}
385
386 The function creates a binary tree representation for the input \texttt{contour} and returns the pointer to its root. If the parameter \texttt{threshold} is less than or equal to 0, the function creates a full binary tree representation. If the threshold is greater than 0, the function creates a representation with the precision \texttt{threshold}: if the vertices with the interceptive area of its base line are less than \texttt{threshold}, the tree should not be built any further. The function returns the created tree.
387
388 \cvCPyFunc{EndFindContours}
389 Finishes the scanning process.
390
391 \cvdefC{
392 CvSeq* cvEndFindContours( \par CvContourScanner* scanner );
393 }
394
395 \begin{description}
396 \cvarg{scanner}{Pointer to the contour scanner}
397 \end{description}
398
399 The function finishes the scanning process and returns a pointer to the first contour on the highest level.
400
401 \cvCPyFunc{FindContours}
402 Finds the contours in a binary image.
403
404 \cvdefC{
405 int cvFindContours(\par CvArr* image,\par CvMemStorage* storage,\par CvSeq** first\_contour,\par
406                     int header\_size=sizeof(CvContour),\par int mode=CV\_RETR\_LIST,\par
407                     int method=CV\_CHAIN\_APPROX\_SIMPLE,\par CvPoint offset=cvPoint(0,0) );
408 }\cvdefPy{FindContours(image, storage, mode=CV\_RETR\_LIST, method=CV\_CHAIN\_APPROX\_SIMPLE, offset=(0,0)) -> cvseq}
409
410 \begin{description}
411 \cvarg{image}{The source, an 8-bit single channel image. Non-zero pixels are treated as 1's, zero pixels remain 0's - the image is treated as \texttt{binary}. To get such a binary image from grayscale, one may use \cvCPyCross{Threshold}, \cvCPyCross{AdaptiveThreshold} or \cvCPyCross{Canny}. The function modifies the source image's content}
412 \cvarg{storage}{Container of the retrieved contours}
413 \cvarg{first\_contour}{Output parameter, will contain the pointer to the first outer contour}
414 \cvarg{header\_size}{Size of the sequence header, $\ge \texttt{sizeof(CvChain)}$ if $\texttt{method} =\texttt{CV\_CHAIN\_CODE}$,
415 and $\ge \texttt{sizeof(CvContour)}$ otherwise}
416 \cvarg{mode}{Retrieval mode
417 \begin{description}
418   \cvarg{CV\_RETR\_EXTERNAL}{retrives only the extreme outer contours}
419   \cvarg{CV\_RETR\_LIST}{retrieves all of the contours and puts them in the list}
420   \cvarg{CV\_RETR\_CCOMP}{retrieves all of the contours and organizes them into a two-level hierarchy: on the top level are the external boundaries of the components, on the second level are the boundaries of the holes}
421   \cvarg{CV\_RETR\_TREE}{retrieves all of the contours and reconstructs the full hierarchy of nested contours}
422 \end{description}}
423 \cvarg{method}{Approximation method (for all the modes, except \texttt{CV\_LINK\_RUNS}, which uses built-in approximation)
424 \begin{description}
425   \cvarg{CV\_CHAIN\_CODE}{outputs contours in the Freeman chain code. All other methods output polygons (sequences of vertices)}
426   \cvarg{CV\_CHAIN\_APPROX\_NONE}{translates all of the points from the chain code into points}
427   \cvarg{CV\_CHAIN\_APPROX\_SIMPLE}{compresses horizontal, vertical, and diagonal segments and leaves only their end points}
428   \cvarg{CV\_CHAIN\_APPROX\_TC89\_L1,CV\_CHAIN\_APPROX\_TC89\_KCOS}{applies one of the flavors of the Teh-Chin chain approximation algorithm.}
429   \cvarg{CV\_LINK\_RUNS}{uses a completely different contour retrieval algorithm by linking horizontal segments of 1's. Only the \texttt{CV\_RETR\_LIST} retrieval mode can be used with this method.}
430 \end{description}}
431 \cvarg{offset}{Offset, by which every contour point is shifted. This is useful if the contours are extracted from the image ROI and then they should be analyzed in the whole image context}
432 \end{description}
433
434 The function retrieves contours from the
435 binary image and returns the number of retrieved contours. The
436 pointer \texttt{first\_contour} is filled by the function. It will
437 contain a pointer to the first outermost contour or \texttt{NULL} if no
438 contours are detected (if the image is completely black). Other
439 contours may be reached from \texttt{first\_contour} using the
440 \texttt{h\_next} and \texttt{v\_next} links. The sample in the
441 \cvCPyCross{DrawContours} discussion shows how to use contours for
442 connected component detection. Contours can be also used for shape
443 analysis and object recognition - see \texttt{squares.c} in the OpenCV
444 sample directory.
445
446
447 \cvCPyFunc{FindNextContour}
448 Finds the next contour in the image.
449
450 \cvdefC{
451 CvSeq* cvFindNextContour( \par CvContourScanner scanner );
452 }
453
454 \begin{description}
455 \cvarg{scanner}{Contour scanner initialized by \cvCPyCross{StartFindContours} }
456 \end{description}
457
458 The function locates and retrieves the next contour in the image and returns a pointer to it. The function returns NULL if there are no more contours.
459
460 \cvCPyFunc{FitEllipse}
461 Fits an ellipse around a set of 2D points.
462
463 \cvdefC{
464 CvBox2D cvFitEllipse2( \par const CvArr* points );
465 }\cvdefPy{FitEllipse2(points)-> Box2D}
466
467 \begin{description}
468 \cvarg{points}{Sequence or array of points}
469 \end{description}
470
471 The function calculates the ellipse that fits best
472 (in least-squares sense) around a set of 2D points. The meaning of the
473 returned structure fields is similar to those in \cvCPyCross{Ellipse} except
474 that \texttt{size} stores the full lengths of the ellipse axises,
475 not half-lengths.
476
477 \cvCPyFunc{FitLine}
478 Fits a line to a 2D or 3D point set.
479
480 \cvdefC{
481 void  cvFitLine( \par const CvArr* points,\par int dist\_type,\par double param,\par double reps,\par double aeps,\par float* line );
482 }\cvdefPy{FitLine(points, dist\_type, param, reps, aeps) -> line}
483
484 \begin{description}
485 \cvarg{points}{Sequence or array of 2D or 3D points with 32-bit integer or floating-point coordinates}
486 \cvarg{dist\_type}{The distance used for fitting (see the discussion)}
487 \cvarg{param}{Numerical parameter (\texttt{C}) for some types of distances, if 0 then some optimal value is chosen}
488 \cvarg{reps, aeps}{Sufficient accuracy for the radius (distance between the coordinate origin and the line) and angle, respectively; 0.01 would be a good default value for both.}
489 \cvarg{line}{The output line parameters. In the case of a 2d fitting,
490 it is \cvC{an array} \cvPy{a tuple} of 4 floats \texttt{(vx, vy,
491 x0, y0)} where \texttt{(vx, vy)} is a normalized vector collinear to the
492 line and \texttt{(x0, y0)} is some point on the line. in the case of a
493 3D fitting it is \cvC{an array} \cvPy{a tuple} of 6 floats \texttt{(vx, vy, vz, x0, y0, z0)}
494 where \texttt{(vx, vy, vz)} is a normalized vector collinear to the line
495 and \texttt{(x0, y0, z0)} is some point on the line}
496 \end{description}
497
498 The function fits a line to a 2D or 3D point set by minimizing $\sum_i \rho(r_i)$ where $r_i$ is the distance between the $i$ th point and the line and $\rho(r)$ is a distance function, one of:
499
500 \begin{description}
501
502 \item[dist\_type=CV\_DIST\_L2]
503 \[ \rho(r) = r^2/2 \quad \text{(the simplest and the fastest least-squares method)} \]
504
505 \item[dist\_type=CV\_DIST\_L1]
506 \[ \rho(r) = r \]
507
508 \item[dist\_type=CV\_DIST\_L12]
509 \[ \rho(r) = 2 \cdot (\sqrt{1 + \frac{r^2}{2}} - 1) \]
510
511 \item[dist\_type=CV\_DIST\_FAIR]
512 \[ \rho\left(r\right) = C^2 \cdot \left( \frac{r}{C} - \log{\left(1 + \frac{r}{C}\right)}\right) \quad \text{where} \quad C=1.3998 \]
513
514 \item[dist\_type=CV\_DIST\_WELSCH]
515 \[ \rho\left(r\right) = \frac{C^2}{2} \cdot \left( 1 - \exp{\left(-\left(\frac{r}{C}\right)^2\right)}\right) \quad \text{where} \quad C=2.9846 \]
516
517 \item[dist\_type=CV\_DIST\_HUBER]
518 \[ \rho(r) = \fork
519 {r^2/2}{if $r < C$}
520 {C \cdot (r-C/2)}{otherwise}  \quad \text{where} \quad C=1.345
521 \]
522 \end{description}
523
524 \cvCPyFunc{GetCentralMoment}
525 Retrieves the central moment from the moment state structure.
526
527 \cvdefC{
528 double cvGetCentralMoment( \par CvMoments* moments,\par int x\_order,\par int y\_order );
529 }\cvdefPy{GetCentralMoment(cvmoments, x\_order, y\_order) -> double}
530
531 \begin{description}
532 \cvarg{moments}{Pointer to the moment state structure}
533 \cvarg{x\_order}{x order of the retrieved moment, $\texttt{x\_order} >= 0$}
534 \cvarg{y\_order}{y order of the retrieved moment, $\texttt{y\_order} >= 0$ and $\texttt{x\_order} + \texttt{y\_order} <= 3$}
535 \end{description}
536
537 The function retrieves the central moment, which in the case of image moments is defined as:
538
539 \[
540 \mu_{x\_order, \, y\_order} = \sum_{x,y} (I(x,y) \cdot (x-x_c)^{x\_order} \cdot (y-y_c)^{y\_order})
541 \]
542
543 where $x_c,y_c$ are the coordinates of the gravity center:
544
545 \[
546 x_c=\frac{M_{10}}{M_{00}}, y_c=\frac{M_{01}}{M_{00}}
547 \]
548
549 \cvCPyFunc{GetHuMoments}
550 Calculates the seven Hu invariants.
551
552 \cvdefC{void cvGetHuMoments( const CvMoments* moments,CvHuMoments* hu );}
553 \begin{description}
554 \cvarg{moments}{The input moments, computed with \cvCPyCross{Moments}}
555 \cvarg{hu}{The output Hu invariants}
556 \end{description}
557
558 The function calculates the seven Hu invariants, see \url{http://en.wikipedia.org/wiki/Image_moment}, that are defined as:
559
560 \[ \begin{array}{l}
561 hu_1=\eta_{20}+\eta_{02}\\
562 hu_2=(\eta_{20}-\eta_{02})^{2}+4\eta_{11}^{2}\\
563 hu_3=(\eta_{30}-3\eta_{12})^{2}+ (3\eta_{21}-\eta_{03})^{2}\\
564 hu_4=(\eta_{30}+\eta_{12})^{2}+ (\eta_{21}+\eta_{03})^{2}\\
565 hu_5=(\eta_{30}-3\eta_{12})(\eta_{30}+\eta_{12})[(\eta_{30}+\eta_{12})^{2}-3(\eta_{21}+\eta_{03})^{2}]+(3\eta_{21}-\eta_{03})(\eta_{21}+\eta_{03})[3(\eta_{30}+\eta_{12})^{2}-(\eta_{21}+\eta_{03})^{2}]\\
566 hu_6=(\eta_{20}-\eta_{02})[(\eta_{30}+\eta_{12})^{2}- (\eta_{21}+\eta_{03})^{2}]+4\eta_{11}(\eta_{30}+\eta_{12})(\eta_{21}+\eta_{03})\\
567 hu_7=(3\eta_{21}-\eta_{03})(\eta_{21}+\eta_{03})[3(\eta_{30}+\eta_{12})^{2}-(\eta_{21}+\eta_{03})^{2}]-(\eta_{30}-3\eta_{12})(\eta_{21}+\eta_{03})[3(\eta_{30}+\eta_{12})^{2}-(\eta_{21}+\eta_{03})^{2}]\\
568 \end{array}
569 \]
570
571 where $\eta_{ji}$ denote the normalized central moments.
572
573 These values are proved to be invariant to the image scale, rotation, and reflection except the seventh one, whose sign is changed by reflection. Of course, this invariance was proved with the assumption of infinite image resolution. In case of a raster images the computed Hu invariants for the original and transformed images will be a bit different.
574
575
576 \cvCPyFunc{GetNormalizedCentralMoment}
577 Retrieves the normalized central moment from the moment state structure.
578
579 \cvdefC{
580 double cvGetNormalizedCentralMoment( \par CvMoments* moments,\par int x\_order,\par int y\_order );
581 }\cvdefPy{GetNormalizedCentralMoment(cvmoments, x\_order, y\_order) -> double}
582
583 \begin{description}
584 \cvarg{moments}{Pointer to the moment state structure}
585 \cvarg{x\_order}{x order of the retrieved moment, $\texttt{x\_order} >= 0$}
586 \cvarg{y\_order}{y order of the retrieved moment, $\texttt{y\_order} >= 0$ and $\texttt{x\_order} + \texttt{y\_order} <= 3$}
587 \end{description}
588
589 The function retrieves the normalized central moment:
590
591 \[
592 \eta_{x\_order, \, y\_order} = \frac{\mu_{x\_order, \, y\_order}}{M_{00}^{(y\_order+x\_order)/2+1}}
593 \]
594
595 \cvCPyFunc{GetSpatialMoment}
596 Retrieves the spatial moment from the moment state structure.
597
598 \cvdefC{
599 double cvGetSpatialMoment( \par CvMoments* moments, \par int x\_order, \par int y\_order );
600 }\cvdefPy{GetSpatialMoment(cvmoments, x\_order, y\_order) -> double}
601
602 \begin{description}
603 \cvarg{moments}{The moment state, calculated by \cvCPyCross{Moments}}
604 \cvarg{x\_order}{x order of the retrieved moment, $\texttt{x\_order} >= 0$}
605 \cvarg{y\_order}{y order of the retrieved moment, $\texttt{y\_order} >= 0$ and $\texttt{x\_order} + \texttt{y\_order} <= 3$}
606 \end{description}
607
608 The function retrieves the spatial moment, which in the case of image moments is defined as:
609
610 \[
611 M_{x\_order, \, y\_order} = \sum_{x,y} (I(x,y) \cdot x^{x\_order} \cdot y^{y\_order})
612 \]
613
614 where $I(x,y)$ is the intensity of the pixel $(x, y)$.
615
616 \cvCPyFunc{MatchContourTrees}
617 Compares two contours using their tree representations.
618
619 \cvdefC{
620 double cvMatchContourTrees( \par const CvContourTree* tree1,\par const CvContourTree* tree2,\par int method,\par double threshold );
621 }\cvdefPy{MatchContourTrees(tree1,tree2,method,threshold)-> double}
622
623 \begin{description}
624 \cvarg{tree1}{First contour tree}
625 \cvarg{tree2}{Second contour tree}
626 \cvarg{method}{Similarity measure, only \texttt{CV\_CONTOUR\_TREES\_MATCH\_I1} is supported}
627 \cvarg{threshold}{Similarity threshold}
628 \end{description}
629
630 The function calculates the value of the matching measure for two contour trees. The similarity measure is calculated level by level from the binary tree roots. If at a certain level the difference between contours becomes less than \texttt{threshold}, the reconstruction process is interrupted and the current difference is returned.
631
632 \cvCPyFunc{MatchShapes}
633 Compares two shapes.
634
635 \cvdefC{
636 double cvMatchShapes( \par const void* object1,\par const void* object2,\par int method,\par double parameter=0 );
637 }\cvdefPy{MatchShapes(object1,object2,method,parameter=0)-> None}
638
639 \begin{description}
640 \cvarg{object1}{First contour or grayscale image}
641 \cvarg{object2}{Second contour or grayscale image}
642 \cvarg{method}{Comparison method;
643  \texttt{CV\_CONTOUR\_MATCH\_I1}, 
644  \texttt{CV\_CONTOURS\_MATCH\_I2} 
645 or 
646  \texttt{CV\_CONTOURS\_MATCH\_I3}}
647 \cvarg{parameter}{Method-specific parameter (is not used now)}
648 \end{description}
649
650 The function compares two shapes. The 3 implemented methods all use Hu moments (see \cvCPyCross{GetHuMoments}) ($A$ is \texttt{object1}, $B$ is \texttt{object2}):
651
652 \begin{description}
653 \item[method=CV\_CONTOUR\_MATCH\_I1]
654 \[ I_1(A,B) = \sum_{i=1...7} \left| \frac{1}{m^A_i} - \frac{1}{m^B_i} \right| \]
655
656 \item[method=CV\_CONTOUR\_MATCH\_I2]
657 \[ I_2(A,B) = \sum_{i=1...7} \left| m^A_i - m^B_i \right| \]
658
659 \item[method=CV\_CONTOUR\_MATCH\_I3]
660 \[ I_3(A,B) = \sum_{i=1...7} \frac{ \left| m^A_i - m^B_i \right| }{ \left| m^A_i \right| } \]
661 \end{description}
662
663 where
664
665 \[
666 \begin{array}{l}
667 m^A_i = sign(h^A_i) \cdot \log{h^A_i}
668 m^B_i = sign(h^B_i) \cdot \log{h^B_i}
669 \end{array}
670 \]
671
672 and $h^A_i, h^B_i$ are the Hu moments of $A$ and $B$ respectively.
673
674
675 \cvCPyFunc{MinAreaRect2}
676 Finds the circumscribed rectangle of minimal area for a given 2D point set.
677
678 \cvdefC{
679 CvBox2D  cvMinAreaRect2( \par const CvArr* points,\par CvMemStorage* storage=NULL );
680 }\cvdefPy{MinAreaRect2(points,storage)-> CvBox2D}
681
682 \begin{description}
683 \cvarg{points}{Sequence or array of points}
684 \cvarg{storage}{Optional temporary memory storage}
685 \end{description}
686
687 The function finds a circumscribed rectangle of the minimal area for a 2D point set by building a convex hull for the set and applying the rotating calipers technique to the hull.
688
689 \cvfunc{Picture. Minimal-area bounding rectangle for contour}
690
691 \includegraphics[width=0.5\textwidth]{pics/minareabox.png}
692
693 \cvCPyFunc{MinEnclosingCircle}
694 Finds the circumscribed circle of minimal area for a given 2D point set.
695
696 \cvdefC{
697 int cvMinEnclosingCircle( \par const CvArr* points,\par CvPoint2D32f* center,\par float* radius );
698 }\cvdefPy{MinEnclosingCircle(points)-> int,center,radius}
699
700 \begin{description}
701 \cvarg{points}{Sequence or array of 2D points}
702 \cvarg{center}{Output parameter; the center of the enclosing circle}
703 \cvarg{radius}{Output parameter; the radius of the enclosing circle}
704 \end{description}
705
706 The function finds the minimal circumscribed
707 circle for a 2D point set using an iterative algorithm. It returns nonzero
708 if the resultant circle contains all the input points and zero otherwise
709 (i.e. the algorithm failed).
710
711 \cvCPyFunc{Moments}
712 Calculates all of the moments up to the third order of a polygon or rasterized shape.
713
714 \cvdefC{
715 void cvMoments( \par const CvArr* arr,\par CvMoments* moments,\par int binary=0 );
716 }\cvdefPy{Moments(arr) -> cvmoments}
717
718 \begin{description}
719 \cvarg{arr}{Image (1-channel or 3-channel with COI set) or polygon (CvSeq of points or a vector of points)}
720 \cvarg{moments}{Pointer to returned moment's state structure}
721 \cvarg{binary}{(For images only) If the flag is non-zero, all of the zero pixel values are treated as zeroes, and all of the others are treated as 1's}
722 \end{description}
723
724 The function calculates spatial and central moments up to the third order and writes them to \texttt{moments}. The moments may then be used then to calculate the gravity center of the shape, its area, main axises and various shape characeteristics including 7 Hu invariants.
725
726 \cvCPyFunc{PointPolygonTest}
727 Point in contour test.
728
729 \cvdefC{
730 double cvPointPolygonTest( \par const CvArr* contour,\par CvPoint2D32f pt,\par int measure\_dist );
731 }\cvdefPy{PointPolygonTest(contour,pt,measure\_dist)-> double}
732
733 \begin{description}
734 \cvarg{contour}{Input contour}
735 \cvarg{pt}{The point tested against the contour}
736 \cvarg{measure\_dist}{If it is non-zero, the function estimates the distance from the point to the nearest contour edge}
737 \end{description}
738
739 The function determines whether the
740 point is inside a contour, outside, or lies on an edge (or coinsides
741 with a vertex). It returns positive, negative or zero value,
742 correspondingly. When $\texttt{measure\_dist} =0$, the return value
743 is +1, -1 and 0, respectively. When $\texttt{measure\_dist} \ne 0$,
744 it is a signed distance between the point and the nearest contour
745 edge.
746
747 Here is the sample output of the function, where each image pixel is tested against the contour.
748
749 \includegraphics[width=0.5\textwidth]{pics/pointpolygon.png}
750
751 \ifC
752
753 \cvCPyFunc{PointSeqFromMat}
754 Initializes a point sequence header from a point vector.
755
756 \cvdefC{
757 CvSeq* cvPointSeqFromMat( \par int seq\_kind,\par const CvArr* mat,\par CvContour* contour\_header,\par CvSeqBlock* block );
758 }
759
760 \begin{description}
761 \cvarg{seq\_kind}{Type of the point sequence: point set (0), a curve (\texttt{CV\_SEQ\_KIND\_CURVE}), closed curve (\texttt{CV\_SEQ\_KIND\_CURVE+CV\_SEQ\_FLAG\_CLOSED}) etc.}
762 \cvarg{mat}{Input matrix. It should be a continuous, 1-dimensional vector of points, that is, it should have type \texttt{CV\_32SC2} or \texttt{CV\_32FC2}}
763 \cvarg{contour\_header}{Contour header, initialized by the function}
764 \cvarg{block}{Sequence block header, initialized by the function}
765 \end{description}
766
767 The function initializes a sequence
768 header to create a "virtual" sequence in which elements reside in
769 the specified matrix. No data is copied. The initialized sequence
770 header may be passed to any function that takes a point sequence
771 on input. No extra elements can be added to the sequence,
772 but some may be removed. The function is a specialized variant of
773 \cvCPyCross{MakeSeqHeaderForArray} and uses
774 the latter internally. It returns a pointer to the initialized contour
775 header. Note that the bounding rectangle (field \texttt{rect} of
776 \texttt{CvContour} strucuture) is not initialized by the function. If
777 you need one, use \cvCPyCross{BoundingRect}.
778
779 Here is a simple usage example.
780
781 \begin{lstlisting}
782 CvContour header;
783 CvSeqBlock block;
784 CvMat* vector = cvCreateMat( 1, 3, CV_32SC2 );
785
786 CV_MAT_ELEM( *vector, CvPoint, 0, 0 ) = cvPoint(100,100);
787 CV_MAT_ELEM( *vector, CvPoint, 0, 1 ) = cvPoint(100,200);
788 CV_MAT_ELEM( *vector, CvPoint, 0, 2 ) = cvPoint(200,100);
789
790 IplImage* img = cvCreateImage( cvSize(300,300), 8, 3 );
791 cvZero(img);
792
793 cvDrawContours( img,
794     cvPointSeqFromMat(CV_SEQ_KIND_CURVE+CV_SEQ_FLAG_CLOSED,
795                       vector,
796                       &header,
797                       &block),
798                 CV_RGB(255,0,0),
799                 CV_RGB(255,0,0),
800                 0, 3, 8, cvPoint(0,0));
801 \end{lstlisting}
802
803
804 \cvCPyFunc{ReadChainPoint}
805 Gets the next chain point.
806
807 \cvdefC{
808 CvPoint cvReadChainPoint( CvChainPtReader* reader );
809 }
810
811 \begin{description}
812 \cvarg{reader}{Chain reader state}
813 \end{description}
814
815 The function returns the current chain point and updates the reader position.
816
817 \cvCPyFunc{StartFindContours}
818 Initializes the contour scanning process.
819
820 \cvdefC{
821 CvContourScanner cvStartFindContours(\par CvArr* image,\par CvMemStorage* storage,\par
822                                       int header\_size=sizeof(CvContour),\par
823                                       int mode=CV\_RETR\_LIST,\par
824                                       int method=CV\_CHAIN\_APPROX\_SIMPLE,\par
825                                       CvPoint offset=cvPoint(0,\par0) );
826 }
827
828 \begin{description}
829 \cvarg{image}{The 8-bit, single channel, binary source image}
830 \cvarg{storage}{Container of the retrieved contours}
831 \cvarg{header\_size}{Size of the sequence header, $>=sizeof(CvChain)$ if \texttt{method} =CV\_CHAIN\_CODE, and $>=sizeof(CvContour)$ otherwise}
832 \cvarg{mode}{Retrieval mode; see \cvCPyCross{FindContours}}
833 \cvarg{method}{Approximation method. It has the same meaning in \cvCPyCross{FindContours}, but \texttt{CV\_LINK\_RUNS} can not be used here}
834 \cvarg{offset}{ROI offset; see \cvCPyCross{FindContours}}
835 \end{description}
836
837 The function initializes and returns a pointer to the contour scanner. The scanner is used in \cvCPyCross{FindNextContour} to retrieve the rest of the contours.
838
839 \cvCPyFunc{StartReadChainPoints}
840 Initializes the chain reader.
841
842 \cvdefC{
843 void cvStartReadChainPoints( CvChain* chain, CvChainPtReader* reader );
844 }
845
846 The function initializes a special reader.
847
848 \cvCPyFunc{SubstituteContour}
849 Replaces a retrieved contour.
850
851 \cvdefC{
852 void cvSubstituteContour( \par CvContourScanner scanner, \par CvSeq* new\_contour );
853 }
854
855 \begin{description}
856 \cvarg{scanner}{Contour scanner initialized by \cvCPyCross{StartFindContours} }
857 \cvarg{new\_contour}{Substituting contour}
858 \end{description}
859
860 The function replaces the retrieved
861 contour, that was returned from the preceding call of
862 \cvCPyCross{FindNextContour} and stored inside the contour scanner
863 state, with the user-specified contour. The contour is inserted
864 into the resulting structure, list, two-level hierarchy, or tree,
865 depending on the retrieval mode. If the parameter \texttt{new\_contour}
866 is \texttt{NULL}, the retrieved contour is not included in the
867 resulting structure, nor are any of its children that might be added
868 to this structure later.
869
870 \fi
871
872 \fi
873
874
875 \ifCpp
876
877 \cvCppFunc{moments}
878 Calculates all of the moments up to the third order of a polygon or rasterized shape.
879
880 \cvdefCpp{Moments moments( const Mat\& array, bool binaryImage=false );}
881
882 where the class \texttt{Moments} is defined as:
883 \begin{lstlisting}
884 class Moments
885 {
886 public:
887     Moments();
888     Moments(double m00, double m10, double m01, double m20, double m11,
889             double m02, double m30, double m21, double m12, double m03 );
890     Moments( const CvMoments\& moments );
891     operator CvMoments() const;
892     
893     // spatial moments
894     double  m00, m10, m01, m20, m11, m02, m30, m21, m12, m03;
895     // central moments
896     double  mu20, mu11, mu02, mu30, mu21, mu12, mu03;
897     // central normalized moments
898     double  nu20, nu11, nu02, nu30, nu21, nu12, nu03;
899 };
900 \end{lstlisting}
901
902 \begin{description}
903 \cvarg{array}{A raster image (single-channel, 8-bit or floating-point 2D array) or an array
904     ($1 \times N$ or $N \times 1$) of 2D points (\texttt{Point} or \texttt{Point2f})}
905 \cvarg{binaryImage}{(For images only) If it is true, then all the non-zero image pixels are treated as 1's}
906 \end{description}
907
908 The function computes moments, up to the 3rd order, of a vector shape or a rasterized shape.
909 In case of a raster image, the spatial moments $\texttt{Moments::m}_{ji}$ are computed as:
910
911 \[\texttt{m}_{ji}=\sum_{x,y} \left(\texttt{array}(x,y) \cdot x^j \cdot y^i\right),\]
912
913 the central moments $\texttt{Moments::mu}_{ji}$ are computed as:
914 \[\texttt{mu}_{ji}=\sum_{x,y} \left(\texttt{array}(x,y) \cdot (x - \bar{x})^j \cdot (y - \bar{y})^i\right)\]
915 where $(\bar{x}, \bar{y})$ is the mass center:
916
917 \[
918 \bar{x}=\frac{\texttt{m}_{10}}{\texttt{m}_{00}},\; \bar{y}=\frac{\texttt{m}_{01}}{\texttt{m}_{00}}
919 \]
920
921 and the normalized central moments $\texttt{Moments::nu}_{ij}$ are computed as:
922 \[\texttt{nu}_{ji}=\frac{\texttt{mu}_{ji}}{\texttt{m}_{00}^{(i+j)/2+1}}.\]
923
924 Note that $\texttt{mu}_{00}=\texttt{m}_{00}$, $\texttt{nu}_{00}=1$ $\texttt{nu}_{10}=\texttt{mu}_{10}=\texttt{mu}_{01}=\texttt{mu}_{10}=0$, hence the values are not stored.
925
926 The moments of a contour are defined in the same way, but computed using Green's formula
927 (see \url{http://en.wikipedia.org/wiki/Green_theorem}), therefore, because of a limited raster resolution, the moments computed for a contour will be slightly different from the moments computed for the same contour rasterized.
928
929 See also: \cvCppCross{contourArea}, \cvCppCross{arcLength}
930
931 \cvCppFunc{HuMoments}
932 Calculates the seven Hu invariants.
933
934 \cvdefCpp{void HuMoments( const Moments\& moments, double h[7] );}
935 \begin{description}
936 \cvarg{moments}{The input moments, computed with \cvCppCross{moments}}
937 \cvarg{h}{The output Hu invariants}
938 \end{description}
939
940 The function calculates the seven Hu invariants, see \url{http://en.wikipedia.org/wiki/Image_moment}, that are defined as:
941
942 \[ \begin{array}{l}
943 h[0]=\eta_{20}+\eta_{02}\\
944 h[1]=(\eta_{20}-\eta_{02})^{2}+4\eta_{11}^{2}\\
945 h[2]=(\eta_{30}-3\eta_{12})^{2}+ (3\eta_{21}-\eta_{03})^{2}\\
946 h[3]=(\eta_{30}+\eta_{12})^{2}+ (\eta_{21}+\eta_{03})^{2}\\
947 h[4]=(\eta_{30}-3\eta_{12})(\eta_{30}+\eta_{12})[(\eta_{30}+\eta_{12})^{2}-3(\eta_{21}+\eta_{03})^{2}]+(3\eta_{21}-\eta_{03})(\eta_{21}+\eta_{03})[3(\eta_{30}+\eta_{12})^{2}-(\eta_{21}+\eta_{03})^{2}]\\
948 h[5]=(\eta_{20}-\eta_{02})[(\eta_{30}+\eta_{12})^{2}- (\eta_{21}+\eta_{03})^{2}]+4\eta_{11}(\eta_{30}+\eta_{12})(\eta_{21}+\eta_{03})\\
949 h[6]=(3\eta_{21}-\eta_{03})(\eta_{21}+\eta_{03})[3(\eta_{30}+\eta_{12})^{2}-(\eta_{21}+\eta_{03})^{2}]-(\eta_{30}-3\eta_{12})(\eta_{21}+\eta_{03})[3(\eta_{30}+\eta_{12})^{2}-(\eta_{21}+\eta_{03})^{2}]\\
950 \end{array}
951 \]
952
953 where $\eta_{ji}$ stand for $\texttt{Moments::nu}_{ji}$.
954
955 These values are proved to be invariant to the image scale, rotation, and reflection except the seventh one, whose sign is changed by reflection. Of course, this invariance was proved with the assumption of infinite image resolution. In case of a raster images the computed Hu invariants for the original and transformed images will be a bit different.
956
957 See also: \cvCppCross{matchShapes}
958
959 \cvCppFunc{findContours}
960 Finds the contours in a binary image.
961
962 \cvdefCpp{void findContours( const Mat\& image, vector<vector<Point> >\& contours,\par
963                    vector<Vec4i>\& hierarchy, int mode,\par
964                    int method, Point offset=Point());\newline
965 void findContours( const Mat\& image, vector<vector<Point> >\& contours,\par
966                    int mode, int method, Point offset=Point());
967 }
968 \begin{description}
969 \cvarg{image}{The source, an 8-bit single-channel image. Non-zero pixels are treated as 1's, zero pixels remain 0's - the image is treated as \texttt{binary}. You can use \cvCppCross{compare}, \cvCppCross{inRange}, \cvCppCross{threshold}, \cvCppCross{adaptiveThreshold}, \cvCppCross{Canny} etc. to create a binary image out of a grayscale or color one. The function modifies the \texttt{image} while extracting the contours}
970 \cvarg{contours}{The detected contours. Each contour is stored as a vector of points}
971 \cvarg{hiararchy}{The optional output vector that will contain information about the image topology. It will have as many elements as the number of contours. For each contour \texttt{contours[i]}, the elements \texttt{hierarchy[i][0]}, \texttt{hiearchy[i][1]}, \texttt{hiearchy[i][2]}, \texttt{hiearchy[i][3]} will be set to 0-based indices in \texttt{contours} of the next and previous contours at the same hierarchical level, the first child contour and the parent contour, respectively. If for some contour \texttt{i} there is no next, previous, parent or nested contours, the corresponding elements of \texttt{hierarchy[i]} will be negative}
972 \cvarg{mode}{The contour retrieval mode
973 \begin{description}
974   \cvarg{CV\_RETR\_EXTERNAL}{retrieves only the extreme outer contours; It will set \texttt{hierarchy[i][2]=hierarchy[i][3]=-1} for all the contours}
975   \cvarg{CV\_RETR\_LIST}{retrieves all of the contours without establishing any hierarchical relationships}
976   \cvarg{CV\_RETR\_CCOMP}{retrieves all of the contours and organizes them into a two-level hierarchy: on the top level are the external boundaries of the components, on the second level are the boundaries of the holes. If inside a hole of a connected component there is another contour, it will still be put on the top level}
977   \cvarg{CV\_RETR\_TREE}{retrieves all of the contours and reconstructs the full hierarchy of nested contours. This full hierarchy is built and shown in OpenCV \texttt{contours.c} demo}
978 \end{description}}
979 \cvarg{method}{The contour approximation method.
980 \begin{description}
981   \cvarg{CV\_CHAIN\_APPROX\_NONE}{stores absolutely all the contour points. That is, every 2 points of a contour stored with this method are 8-connected neighbors of each other}
982   \cvarg{CV\_CHAIN\_APPROX\_SIMPLE}{compresses horizontal, vertical, and diagonal segments and leaves only their end points. E.g. an up-right rectangular contour will be encoded with 4 points}
983   \cvarg{CV\_CHAIN\_APPROX\_TC89\_L1,CV\_CHAIN\_APPROX\_TC89\_KCOS}{applies one of the flavors of the Teh-Chin chain approximation algorithm; see \cite{TehChin89}}
984 \end{description}}
985 \cvarg{offset}{The optional offset, by which every contour point is shifted. This is useful if the contours are extracted from the image ROI and then they should be analyzed in the whole image context}
986 \end{description}
987
988 The function retrieves contours from the
989 binary image using the algorithm \cite{Suzuki85}. The contours are a useful tool for shape analysis and object detection and recognition. See \texttt{squares.c} in the OpenCV sample directory.
990
991 \cvCppFunc{drawContours}
992 Draws contours' outlines or filled contours.
993
994 \cvdefCpp{void drawContours( Mat\& image, const vector<vector<Point> >\& contours,\par
995                    int contourIdx, const Scalar\& color, int thickness=1,\par
996                    int lineType=8, const vector<Vec4i>\& hierarchy=vector<Vec4i>(),\par
997                    int maxLevel=INT\_MAX, Point offset=Point() );}
998 \begin{description}
999 \cvarg{image}{The destination image}
1000 \cvarg{contours}{All the input contours. Each contour is stored as a point vector}
1001 \cvarg{contourIdx}{Indicates the contour to draw. If it is negative, all the contours are drawn}
1002 \cvarg{color}{The contours' color}
1003 \cvarg{thickness}{Thickness of lines the contours are drawn with.
1004 If it is negative (e.g. \texttt{thickness=CV\_FILLED}), the contour interiors are
1005 drawn.}
1006 \cvarg{lineType}{The line connectivity; see \cvCppCross{line} description}
1007 \cvarg{hierarchy}{The optional information about hierarchy. It is only needed if you want to draw only some of the  contours (see \texttt{maxLevel})}
1008 \cvarg{maxLevel}{Maximal level for drawn contours. If 0, only
1009 the specified contour is drawn. If 1, the function draws the contour(s) and all the nested contours. If 2, the function draws the contours, all the nested contours and all the nested into nested contours etc. This parameter is only taken into account when there is \texttt{hierarchy} available.}
1010 \cvarg{offset}{The optional contour shift parameter. Shift all the drawn contours by the specified $\texttt{offset}=(dx,dy)$}
1011 \end{description}
1012
1013 The function draws contour outlines in the image if $\texttt{thickness} \ge 0$ or fills the area bounded by the contours if $ \texttt{thickness}<0$. Here is the example on how to retrieve connected components from the binary image and label them
1014
1015 \begin{lstlisting}
1016 #include "cv.h"
1017 #include "highgui.h"
1018
1019 using namespace cv;
1020
1021 int main( int argc, char** argv )
1022 {
1023     Mat src;
1024     // the first command line parameter must be file name of binary 
1025     // (black-n-white) image
1026     if( argc != 2 || !(src=imread(argv[1], 0)).data)
1027         return -1;
1028
1029     Mat dst = Mat::zeros(src.rows, src.cols, CV_8UC3);
1030
1031     src = src > 1;
1032     namedWindow( "Source", 1 );
1033     imshow( "Source", src );
1034
1035     vector<vector<Point> > contours;
1036     vector<Vec4i> hierarchy;
1037     
1038     findContours( src, contours, hierarchy, 
1039         CV_RETR_CCOMP, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE );
1040
1041     // iterate through all the top-level contours,
1042     // draw each connected component with its own random color
1043     int idx = 0;
1044     for( ; idx >= 0; idx = hiearchy[idx][0] )
1045     {
1046         Scalar color( rand()&255, rand()&255, rand()&255 );
1047         drawContours( dst, contours, idx, color, CV_FILLED, 8, hiearchy );
1048     }
1049
1050     namedWindow( "Components", 1 );
1051     imshow( "Components", dst );
1052     waitKey(0);
1053 }
1054 \end{lstlisting}
1055
1056
1057 \cvCppFunc{approxPolyDP}
1058 Approximates polygonal curve(s) with the specified precision.
1059
1060 \cvdefCpp{void approxPolyDP( const Mat\& curve,\par
1061                    vector<Point>\& approxCurve,\par
1062                    double epsilon, bool closed );\newline
1063 void approxPolyDP( const Mat\& curve,\par
1064                    vector<Point2f>\& approxCurve,\par
1065                    double epsilon, bool closed );}
1066 \begin{description}
1067 \cvarg{curve}{The polygon or curve to approximate. Must be $1 \times N$ or $N \times 1$ matrix of type \texttt{CV\_32SC2} or \texttt{CV\_32FC2}. You can also convert \texttt{vector<Point>} or \texttt{vector<Point2f} to the matrix by calling \texttt{Mat(const vector<T>\&)} constructor.}
1068 \cvarg{approxCurve}{The result of the approximation; The type should match the type of the input curve}
1069 \cvarg{epsilon}{Specifies the approximation accuracy. This is the maximum distance between the original curve and its approximation}
1070 \cvarg{closed}{If true, the approximated curve is closed (i.e. its first and last vertices are connected), otherwise it's not}
1071 \end{description}
1072
1073 The functions \texttt{approxPolyDP} approximate a curve or a polygon with another curve/polygon with less vertices, so that the distance between them is less or equal to the specified precision. It used Douglas-Peucker algorithm \url{http://en.wikipedia.org/wiki/Ramer-Douglas-Peucker_algorithm}
1074
1075 \cvCppFunc{arcLength}
1076 Calculates a contour perimeter or a curve length.
1077
1078 \cvdefCpp{double arcLength( const Mat\& curve, bool closed );}
1079 \begin{description}
1080 \cvarg{curve}{The input vector of 2D points, represented by \texttt{CV\_32SC2} or \texttt{CV\_32FC2} matrix, or by \texttt{vector<Point>} or \texttt{vector<Point2f>} converted to a matrix with \texttt{Mat(const vector<T>\&)} constructor}
1081 \cvarg{closed}{Indicates, whether the curve is closed or not}
1082 \end{description}
1083
1084 The function computes the curve length or the closed contour perimeter.
1085
1086 \cvCppFunc{boundingRect}
1087 Calculates the up-right bounding rectangle of a point set.
1088
1089 \cvdefCpp{Rect boundingRect( const Mat\& points );}
1090 \begin{description}
1091 \cvarg{points}{The input 2D point set, represented by \texttt{CV\_32SC2} or \texttt{CV\_32FC2} matrix, or by \texttt{vector<Point>} or \texttt{vector<Point2f>} converted to the matrix using \texttt{Mat(const vector<T>\&)} constructor.}
1092 \end{description}
1093
1094 The function calculates and returns the minimal up-right bounding rectangle for the specified point set.
1095
1096
1097 \cvCppFunc{estimateRigidTransform}
1098 Computes optimal affine transformation between two 2D point sets
1099
1100 \cvdefCpp{Mat estimateRigidTransform( const Mat\& srcpt, const Mat\& dstpt,\par
1101                             bool fullAffine );}
1102 \begin{description}
1103 \cvarg{srcpt}{The first input 2D point set}
1104 \cvarg{dst}{The second input 2D point set of the same size and the same type as \texttt{A}}
1105 \cvarg{fullAffine}{If true, the function finds the optimal affine transformation with no any additional resrictions (i.e. there are 6 degrees of freedom); otherwise, the class of transformations to choose from is limited to combinations of translation, rotation and uniform scaling (i.e. there are 5 degrees of freedom)}
1106 \end{description}
1107
1108 The function finds the optimal affine transform $[A|b]$ (a $2 \times 3$ floating-point matrix) that approximates best the transformation from $\texttt{srcpt}_i$ to $\texttt{dstpt}_i$:
1109
1110 \[ [A^*|b^*] = arg \min_{[A|b]} \sum_i \|\texttt{dstpt}_i - A {\texttt{srcpt}_i}^T - b \|^2 \]
1111
1112 where $[A|b]$ can be either arbitrary (when \texttt{fullAffine=true}) or have form
1113 \[\begin{bmatrix}a_{11} & a_{12} & b_1 \\ -a_{12} & a_{11} & b_2 \end{bmatrix}\] when \texttt{fullAffine=false}.
1114
1115 See also: \cvCppCross{getAffineTransform}, \cvCppCross{getPerspectiveTransform}, \cvCppCross{findHomography}
1116
1117 \cvCppFunc{estimateAffine3D}
1118 Computes optimal affine transformation between two 3D point sets
1119
1120 \cvdefCpp{int estimateAffine3D(const Mat\& srcpt, const Mat\& dstpt, Mat\& out,\par
1121                      vector<uchar>\& outliers,\par
1122                      double ransacThreshold = 3.0,\par
1123                      double confidence = 0.99);}
1124 \begin{description}
1125 \cvarg{srcpt}{The first input 3D point set}
1126 \cvarg{dstpt}{The second input 3D point set}
1127 \cvarg{out}{The output 3D affine transformation matrix $3 \times 4$}
1128 \cvarg{outliers}{The output vector indicating which points are outliers}
1129 \cvarg{ransacThreshold}{The maximum reprojection error in RANSAC algorithm to consider a point an inlier}
1130 \cvarg{confidence}{The confidence level, between 0 and 1, with which the matrix is estimated}
1131 \end{description}
1132
1133 The function estimates the optimal 3D affine transformation between two 3D point sets using RANSAC algorithm.
1134
1135
1136 \cvCppFunc{contourArea}
1137 Calculates the contour area
1138
1139 \cvdefCpp{double contourArea( const Mat\& contour );    }
1140 \begin{description}
1141 \cvarg{contour}{The contour vertices, represented by \texttt{CV\_32SC2} or \texttt{CV\_32FC2} matrix, or by \texttt{vector<Point>} or \texttt{vector<Point2f>} converted to the matrix using \texttt{Mat(const vector<T>\&)} constructor.}
1142 \end{description}
1143
1144 The function computes the contour area. Similarly to \cvCppCross{moments} the area is computed using the Green formula, thus the returned area and the number of non-zero pixels, if you draw the contour using \cvCppCross{drawContours} or \cvCppCross{fillPoly}, can be different.
1145 Here is a short example:
1146
1147 \begin{lstlisting}
1148 vector<Point> contour;
1149 contour.push_back(Point2f(0, 0));
1150 contour.push_back(Point2f(10, 0));
1151 contour.push_back(Point2f(10, 10));
1152 contour.push_back(Point2f(5, 4));
1153
1154 double area0 = contourArea(contour);
1155 vector<Point> approx;
1156 approxPolyDP(contour, approx, 5, true);
1157 double area1 = contourArea(approx);
1158
1159 cout << "area0 =" << area0 << endl <<
1160         "area1 =" << area1 << endl <<
1161         "approx poly vertices" << approx.size() << endl; 
1162 \end{lstlisting}
1163
1164 \cvCppFunc{convexHull}    
1165 Finds the convex hull of a point set.
1166
1167 \cvdefCpp{void convexHull( const Mat\& points, vector<int>\& hull,\par
1168                  bool clockwise=false );\newline
1169 void convexHull( const Mat\& points, vector<Point>\& hull,\par
1170                  bool clockwise=false );\newline
1171 void convexHull( const Mat\& points, vector<Point2f>\& hull,\par
1172                  bool clockwise=false );}
1173 \begin{description}
1174 \cvarg{points}{The input 2D point set, represented by \texttt{CV\_32SC2} or \texttt{CV\_32FC2} matrix, or by \texttt{vector<Point>} or \texttt{vector<Point2f>} converted to the matrix using \texttt{Mat(const vector<T>\&)} constructor.}
1175 \cvarg{hull}{The output convex hull. It is either a vector of points that form the hull, or a vector of 0-based point indices of the hull points in the original array (since the set of convex hull points is a subset of the original point set).}
1176 \cvarg{clockwise}{If true, the output convex hull will be oriented clockwise, otherwise it will be oriented counter-clockwise. Here, the usual screen coordinate system is assumed - the origin is at the top-left corner, x axis is oriented to the right, and y axis is oriented downwards.}
1177 \end{description}
1178
1179 The functions find the convex hull of a 2D point set using Sklansky's algorithm \cite{Sklansky82} that has $O(N logN)$ or $O(N)$ complexity (where $N$ is the number of input points), depending on how the initial sorting is implemented (currently it is $O(N logN)$. See the OpenCV sample \texttt{convexhull.c} that demonstrates the use of the different function variants. 
1180
1181
1182 \cvCppFunc{fitEllipse}
1183 Fits an ellipse around a set of 2D points.
1184
1185 \cvdefCpp{RotatedRect fitEllipse( const Mat\& points );}
1186 \begin{description}
1187 \cvarg{points}{The input 2D point set, represented by \texttt{CV\_32SC2} or \texttt{CV\_32FC2} matrix, or by \texttt{vector<Point>} or \texttt{vector<Point2f>} converted to the matrix using \texttt{Mat(const vector<T>\&)} constructor.}
1188 \end{description}
1189
1190 The function calculates the ellipse that fits best
1191 (in least-squares sense) a set of 2D points. It returns the rotated rectangle in which the ellipse is inscribed.
1192
1193 \cvCppFunc{fitLine}
1194 Fits a line to a 2D or 3D point set.
1195
1196 \cvdefCpp{void fitLine( const Mat\& points, Vec4f\& line, int distType,\par
1197               double param, double reps, double aeps );\newline
1198 void fitLine( const Mat\& points, Vec6f\& line, int distType,\par
1199               double param, double reps, double aeps );}
1200 \begin{description}
1201 \cvarg{points}{The input 2D point set, represented by \texttt{CV\_32SC2} or \texttt{CV\_32FC2} matrix, or by
1202 \texttt{vector<Point>}, \texttt{vector<Point2f>}, \texttt{vector<Point3i>} or \texttt{vector<Point3f>} converted to the matrix by \texttt{Mat(const vector<T>\&)} constructor}
1203 \cvarg{line}{The output line parameters. In the case of a 2d fitting,
1204 it is a vector of 4 floats \texttt{(vx, vy,
1205 x0, y0)} where \texttt{(vx, vy)} is a normalized vector collinear to the
1206 line and \texttt{(x0, y0)} is some point on the line. in the case of a
1207 3D fitting it is vector of 6 floats \texttt{(vx, vy, vz, x0, y0, z0)}
1208 where \texttt{(vx, vy, vz)} is a normalized vector collinear to the line
1209 and \texttt{(x0, y0, z0)} is some point on the line}
1210 \cvarg{distType}{The distance used by the M-estimator (see the discussion)}
1211 \cvarg{param}{Numerical parameter (\texttt{C}) for some types of distances, if 0 then some optimal value is chosen}
1212 \cvarg{reps, aeps}{Sufficient accuracy for the radius (distance between the coordinate origin and the line) and angle, respectively; 0.01 would be a good default value for both.}
1213 \end{description}
1214
1215 The functions \texttt{fitLine} fit a line to a 2D or 3D point set by minimizing $\sum_i \rho(r_i)$ where $r_i$ is the distance between the $i^{th}$ point and the line and $\rho(r)$ is a distance function, one of:
1216
1217 \begin{description}
1218 \item[distType=CV\_DIST\_L2]
1219 \[ \rho(r) = r^2/2 \quad \text{(the simplest and the fastest least-squares method)} \]
1220
1221 \item[distType=CV\_DIST\_L1]
1222 \[ \rho(r) = r \]
1223
1224 \item[distType=CV\_DIST\_L12]
1225 \[ \rho(r) = 2 \cdot (\sqrt{1 + \frac{r^2}{2}} - 1) \]
1226
1227 \item[distType=CV\_DIST\_FAIR]
1228 \[ \rho\left(r\right) = C^2 \cdot \left( \frac{r}{C} - \log{\left(1 + \frac{r}{C}\right)}\right) \quad \text{where} \quad C=1.3998 \]
1229
1230 \item[distType=CV\_DIST\_WELSCH]
1231 \[ \rho\left(r\right) = \frac{C^2}{2} \cdot \left( 1 - \exp{\left(-\left(\frac{r}{C}\right)^2\right)}\right) \quad \text{where} \quad C=2.9846 \]
1232
1233 \item[distType=CV\_DIST\_HUBER]
1234 \[ \rho(r) = \fork
1235 {r^2/2}{if $r < C$}
1236 {C \cdot (r-C/2)}{otherwise}  \quad \text{where} \quad C=1.345
1237 \]
1238 \end{description}
1239
1240 The algorithm is based on the M-estimator (\url{http://en.wikipedia.org/wiki/M-estimator}) technique, that iteratively fits the line using weighted least-squares algorithm and after each iteration the weights $w_i$ are adjusted to beinversely proportional to $\rho(r_i)$. 
1241
1242
1243 \cvCppFunc{isContourConvex}
1244 Tests contour convexity.
1245
1246 \cvdefCpp{bool isContourConvex( const Mat\& contour );}
1247 \begin{description}
1248 \cvarg{contour}{The tested contour, a matrix of type \texttt{CV\_32SC2} or \texttt{CV\_32FC2}, or \texttt{vector<Point>} or \texttt{vector<Point2f>} converted to the matrix using \texttt{Mat(const vector<T>\&)} constructor.}
1249 \end{description}
1250
1251 The function tests whether the input contour is convex or not. The contour must be simple, i.e. without self-intersections, otherwise the function output is undefined.
1252
1253
1254 \cvCppFunc{minAreaRect}
1255 Finds the minimum area rotated rectangle enclosing a 2D point set.
1256
1257 \cvdefCpp{RotatedRect minAreaRect( const Mat\& points );}
1258 \begin{description}
1259 \cvarg{points}{The input 2D point set, represented by \texttt{CV\_32SC2} or \texttt{CV\_32FC2} matrix, or by \texttt{vector<Point>} or \texttt{vector<Point2f>} converted to the matrix using \texttt{Mat(const vector<T>\&)} constructor.}
1260 \end{description}
1261
1262 The function calculates and returns the minimum area bounding rectangle (possibly rotated) for the specified point set. See the OpenCV sample \texttt{minarea.c}
1263
1264 \cvCppFunc{minEnclosingCircle}
1265 Finds the minimum area circle enclosing a 2D point set.
1266
1267 \cvdefCpp{void minEnclosingCircle( const Mat\& points, Point2f\& center, float\& radius );    }
1268 \begin{description}
1269 \cvarg{points}{The input 2D point set, represented by \texttt{CV\_32SC2} or \texttt{CV\_32FC2} matrix, or by \texttt{vector<Point>} or \texttt{vector<Point2f>} converted to the matrix using \texttt{Mat(const vector<T>\&)} constructor.}
1270 \cvarg{center}{The output center of the circle}
1271 \cvarg{radius}{The output radius of the circle}
1272 \end{description}
1273
1274 The function finds the minimal enclosing circle of a 2D point set using iterative algorithm. See the OpenCV sample \texttt{minarea.c}
1275
1276 \cvCppFunc{matchShapes}
1277 Compares two shapes.
1278
1279 \cvdefCpp{double matchShapes( const Mat\& object1,\par
1280                     const Mat\& object2,\par
1281                     int method, double parameter=0 );}
1282 \begin{description}
1283 \cvarg{object1}{The first contour or grayscale image}
1284 \cvarg{object2}{The second contour or grayscale image}
1285 \cvarg{method}{Comparison method:
1286  \texttt{CV\_CONTOUR\_MATCH\_I1},\\ 
1287  \texttt{CV\_CONTOURS\_MATCH\_I2}\\ 
1288 or 
1289  \texttt{CV\_CONTOURS\_MATCH\_I3} (see the discussion below)}
1290 \cvarg{parameter}{Method-specific parameter (is not used now)}
1291 \end{description}
1292
1293 The function compares two shapes. The 3 implemented methods all use Hu invariants (see \cvCppCross{HuMoments}) as following ($A$ denotes \texttt{object1}, $B$ denotes \texttt{object2}):
1294
1295 \begin{description}
1296 \item[method=CV\_CONTOUR\_MATCH\_I1]
1297 \[ I_1(A,B) = \sum_{i=1...7} \left| \frac{1}{m^A_i} - \frac{1}{m^B_i} \right| \]
1298
1299 \item[method=CV\_CONTOUR\_MATCH\_I2]
1300 \[ I_2(A,B) = \sum_{i=1...7} \left| m^A_i - m^B_i \right| \]
1301
1302 \item[method=CV\_CONTOUR\_MATCH\_I3]
1303 \[ I_3(A,B) = \sum_{i=1...7} \frac{ \left| m^A_i - m^B_i \right| }{ \left| m^A_i \right| } \]
1304 \end{description}
1305
1306 where
1307
1308 \[
1309 \begin{array}{l}
1310 m^A_i = \mathrm{sign}(h^A_i) \cdot \log{h^A_i} \\
1311 m^B_i = \mathrm{sign}(h^B_i) \cdot \log{h^B_i}
1312 \end{array}
1313 \]
1314
1315 and $h^A_i, h^B_i$ are the Hu moments of $A$ and $B$ respectively.
1316
1317
1318 \cvCppFunc{pointPolygonTest}
1319 Performs point-in-contour test.
1320
1321 \cvdefCpp{double pointPolygonTest( const Mat\& contour,\par
1322                          Point2f pt, bool measureDist );}
1323 \begin{description}
1324 \cvarg{contour}{The input contour}
1325 \cvarg{pt}{The point tested against the contour}
1326 \cvarg{measureDist}{If true, the function estimates the signed distance from the point to the nearest contour edge; otherwise, the function only checks if the point is inside or not.}
1327 \end{description}
1328
1329 The function determines whether the
1330 point is inside a contour, outside, or lies on an edge (or coincides
1331 with a vertex). It returns positive (inside), negative (outside) or zero (on an edge) value,
1332 correspondingly. When \texttt{measureDist=false}, the return value
1333 is +1, -1 and 0, respectively. Otherwise, the return value
1334 it is a signed distance between the point and the nearest contour
1335 edge.
1336
1337 Here is the sample output of the function, where each image pixel is tested against the contour.
1338
1339 \includegraphics[width=0.5\textwidth]{pics/pointpolygon.png}
1340
1341 \fi