如何使用OpenCV排除被遮挡的图形？

Question

问题详解

我是准备参加比赛的学生，这个比赛会使用到 OpenCV 这样的库做来识别处理，我学习 OpenCV 的基础操作已经有一个多月了，目前遇到了一个非常棘手的问题：我会使用 OpenCV 来识别多边形，这种多边形有随机的五种类型及七种颜色，目前我已经把颜色和形状统计的问题解决了，但是被遮挡的图形却不知道怎么排除，具体内容在第二个栏目。

我尝试了什么？

我尝试使用安卓版本的 OpenCV 来解决多边形识别的问题，目前使用的办法是利用 inRange() 方法获得二值图，接着使用 findContours() 方法寻找轮廓，得到轮廓后进行开闭预算，紧接着使用 approxPolyDP() 方法进行多边形逼近，最后使用 convexHull() 方法检测角点来判断多边形是什么类型。这样能识别简单的多边形，但是这样也会识别被前景覆盖掉的多边形，被覆盖的多边形是无效的(应该被排除)，请问我应该怎么做才能排除这些被覆盖的多边形？

示例图片

请问有人可以帮助我吗？非常感谢！请结合上面的图片解决问题，不要用chatGPT敷衍我，要是能做出来，酬金追加到100元。

Answer 1

分析如下思路：
（1）掩模图像，InRange 颜色分割，这样就消除了背景，提取到 指定颜色的图形。
（2）大致来说，再对每个颜色 InRange 分割得到的二值图像，提取轮廓可以获得边缘，还可以在该图上进行霍夫线检测和圆检测。
接下来就是 图形遮挡问题。
（1）虽然问题条件没有明确，但从图中看没有 三层遮挡情况，也就是可以简化为 二层遮挡问题。具体来说，一个图形，可以被多个其它图像遮挡；但是一个像素上最多叠放了2个图像，没有一个像素上重叠了3个或以上的图形。
（2）提取的遮挡图案的上层图形不需要分析，直接通过 InRange 分割可以求出。
（3）提取到的遮挡图案的下层图形是在原始图案基础上，被一个或多个遮挡图案切除了局部。
（4）如果是（被切除局部的）三角形/矩形/菱形/五角星的二值轮廓图像，可以对该轮廓依次做：
1）最小外接圆，cv.minEnclosingCircle，检出圆形。如果原图形是圆形，则外接圆与遮挡轮廓有一定重合（设个阈值判断）；如果原图形不是圆形，则外接圆与轮廓基本不重合。
2）最小外接三角形，cv.minEnclosingTriangle，检出三角形。原理同上。
3）轮廓的最小矩形边界框，cv.minAreaRect，检出正方形。原理同上。
4）最后剩下 菱形和五角星，可以用轮廓的凸壳判断，cv.convexHull。如果原图形是菱形，则凸壳与遮挡轮廓有一定重合，而五角星的凸壳与遮挡轮廓没有重合。
这样大致就可以解决了。
但是，仍然只能说大致解决。为什么呢？因为如果菱形矩形被遮挡1/2以上，只剩下两条边，其实是无法判断原始图形是菱形矩形还是三角形的。