如何求解一组轮廓的质心？合并轮廓法精度问题求助

错误原因分析 #

直接使用np.concatenate(holes)合并轮廓点，得到的是无序的点集合，而非多个闭合区域的有效合并。cv2.moments处理这类点集时，会将其视为单一的非闭合轮廓计算矩，导致质心结果偏离预期。

正确解决方案 #

方法一：累加各轮廓的矩计算全局质心 #

图像矩具有可加性，多个区域的总矩等于每个区域矩的和。遍历所有孔洞轮廓，累加每个轮廓的矩分量，再用总矩计算全局质心：

total_m00 = 0
total_m10 = 0
total_m01 = 0

for cnt in holes:
    m = cv2.moments(cnt)
    # 跳过面积为0的无效轮廓
    if m["m00"] == 0:
        continue
    total_m00 += m["m00"]
    total_m10 += m["m10"]
    total_m01 += m["m01"]

# 计算全局质心
if total_m00 != 0:
    cX = int(total_m10 / total_m00)
    cY = int(total_m01 / total_m00)
else:
    cX, cY = 0, 0

方法二：加权平均各轮廓的质心 #

每个轮廓的质心可单独计算，全局质心为所有轮廓质心的面积加权平均（面积等价于均匀密度下的质量）：

total_area = 0
sum_weighted_x = 0
sum_weighted_y = 0

for cnt in holes:
    m = cv2.moments(cnt)
    if m["m00"] == 0:
        continue
    area = m["m00"]
    # 单个轮廓的质心
    cnt_cx = m["m10"] / area
    cnt_cy = m["m01"] / area
    # 累加加权坐标
    sum_weighted_x += cnt_cx * area
    sum_weighted_y += cnt_cy * area
    total_area += area

if total_area != 0:
    global_cX = int(sum_weighted_x / total_area)
    global_cY = int(sum_weighted_y / total_area)
else:
    global_cX, global_cY = 0, 0

效果说明 #

两种方法均无需滤波或形态学操作，直接基于原始轮廓计算，能准确得到整个孔洞组的质心位置，符合预期。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者tyrosey3675