1、旋转框表示

1、如何表示一个旋转框？

首先，在标签生成的时候，我们就会直面一个现实的问题？旋转框应该如何表示？ 事实上，虽然我们说了可以使用5个值 [公式] 来表示一个旋转框( [公式] )特别指代框的中心位置，但是注意到这个的框表示其实有个bug: 一个框的表示不是唯一的。比如下面这张图，当我们把不同的边作为高和宽的时候，计算出来的角度也会随之发生变化(按照惯例，我们一般把逆时针旋转的角度视为负值)


旋转目标检测两阶段预测角度 目标检测旋转框_目标检测

2、Opencv表示法

关于不同版本opencv的cv2.minAreaRect函数输出角度范围不同的问题。
在做旋转矩形⽬标检测时碰到⼀个问题，我所使⽤的数据集的标签为不规则四边形的四个点的坐标(x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4)，要将其转化为旋转⽬标检测的标签(x,y,longside,shortside,angle)。其中，需要⽤到opencv中的cv2.minAreaRect函数。
cv2.minAreaRect函数的作⽤是返回不规则四边形的最⼩外接矩形（能不能返回多边形的最⼩外接矩形没有验证）
备注：cv2.boxPoints函数可以根据cv2.minAreaRect函数的返回值给出最⼩外接矩形的四点坐标
为了更⽅便的进⾏可视化说明，我们先定义两个函数draw_rect和rotate_rect

import numpy as np
import cv2
import matplotlib.pyplot as plt
defdraw_rect(rect):
在
画布上画矩形
# 
im
rect
    im = np.zeros([240,320], dtype = np.uint8)
    cv2.polylines(im,[rect],1,255)
    plt.imshow(im)
    plt.show()
defrotate_rect(rect, angle):
输出
旋转后的矩形四个点的坐标，
为正及顺时针旋转，为负及逆时针旋转
# 
rect
angle
(x,y),(w,h),a = cv2.minAreaRect(rect)
    rect_r =((x,y),(w,h), a+angle)
return cv2.boxPoints(rect_r).astype(np.int32

关于cv2.minAreaRect
输⼊：四边形的四个点（不要求顺序）
输出：最⼩外接矩形的中⼼点坐标x,y，宽⾼w,h，⾓度anlge，输出形式为元组((x,y),(w,h),anlge)，顺序格式不变
中⼼点坐标x,y⽐较容易理解
宽w的定义在4.2和4.5有区别，具体是哪个版本没有确定

1、opencv4.2版本（Doc）

OpenCV在版本4.5.1之前，表示形式为 [公式] ，示意图如下

旋转目标检测两阶段预测角度 目标检测旋转框_计算机视觉_02


**其中4.2版本的定义为，x轴逆时针旋转最先重合的边为w，此时x轴逆时针旋转的⾓度为-angle（负号没错）

具体解释为：旋转矩形rect有两条边L和S（分别为长边和短边），x轴逆时针旋转，如果最先与L边重合（也可以理解为平⾏），那么L就是

Opencv  format：   x_c         y_c        width       height      Θ

参数介绍：

x_c与y_c：旋转矩形框的中心坐标；

width：x轴逆时针旋转碰到矩形的第一条边；

height：与width对应的另一边；

Θ：x轴逆时针旋转与width的夹角，由于原点位于图像的左上角，逆时针旋转角度为负 ，Θ∈[-90, 0)

旋转目标检测两阶段预测角度 目标检测旋转框_计算机视觉_03

2、opencv4.5版本(（Doc’）)

4.5版本定义为，x轴顺时针旋转最先重合的边为w，angle为x轴顺时针旋转的⾓度，angle取值为(0,90]

旋转目标检测两阶段预测角度 目标检测旋转框_旋转目标检测两阶段预测角度_04


旋转目标检测两阶段预测角度 目标检测旋转框_顺时针_05

3、长边定义法1(Dle)

旋转目标检测两阶段预测角度 目标检测旋转框_目标检测_06

4、长边定义法2((Dle’))

旋转目标检测两阶段预测角度 目标检测旋转框_顺时针_07

5、表示法之间的转换关系

旋转目标检测两阶段预测角度 目标检测旋转框_opencv_08


旋转目标检测两阶段预测角度 目标检测旋转框_opencv_09


旋转目标检测两阶段预测角度 目标检测旋转框_计算机视觉_10


旋转目标检测两阶段预测角度 目标检测旋转框_opencv_11