OpenCV重心の描画について

Question

opencv,pythonにおいて、検知物に対して重心を求めそれを描画したいのですがエラーメッセージが表示され描画することができません。どのようにしたらよいでしょうか。
エラーメッセージ:
ZeroDivisionError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-1-588636b314e4> in <module>()
49 maxCont=c
50 mu = cv2.moments(cnt)
---> 51 z,w= int(mu["m10"]/mu["m00"]) , int(mu["m01"]/mu["m00"])
52 cv2.circle(frame, (z,w), 4, (0,0,255),3 )
53

ZeroDivisionError: float division by zero

 import numpy as np
import cv2
import sys
   



bodycascade = cv2.CascadeClassifier(r'C:\Users\Gen\Desktop\bodycascades.xml')
#２動画のパス、ウェブカメラを使用する際は引数を0、別のカメラを使うなら1にする。
path=(r"Pro.mp4")
cv2.ocl.setUseOpenCL(False)


#３パス先の動画を格納、１で0を指定したのならウェブカメラからの映像を格納
cap = cv2.VideoCapture(path)
#４背景差分処理を行う関数　（history,閾値（どの程度の変化までを読み込むか）、影の描画の有無（Falseはなし））
fgbg = cv2.createBackgroundSubtractorMOG2(5000,100,False)

#５cap（動画読み込み）が行われている間以下の処理を行う
while (cap.isOpened):

    #６retがTrue（きちんと動画が読み込まれている）なら動画を読み込む
    ret, frame = cap.read()

#７retがTrueなら
    if ret==True:
        gray=cv2.cvtColor(frame,cv2.COLOR_BGR2GRAY)

        #8４を読み込んだ映像に適用
        fgmask = fgbg.apply(frame)
        #9ガウシアンぼかしを使うことで白ゴマ（ノイズを除去）
        blur=cv2.GaussianBlur(fgmask,(15,15),0)
        (im2, contours, hierarchy) = cv2.findContours(fgmask.copy(), cv2.RETR_EXTERNAL,cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
        cnt = contours[0]
             
        
        #11：輪郭を抽出したらそれを処理し続ける
        for c in contours:
            #12：輪郭の大きさが13000以下ははじく
            if cv2.contourArea(c) < 13000:
                continue
            #13：輪郭から矩形を作る
            (x, y, w, h) = cv2.boundingRect(c)           
            #14：矩形を描画
            rect=cv2.rectangle(frame, (x, y), (x + w, y + h), (0, 255, 0), 2)
            max_area=[]
            area=cv2.contourArea(c)
            max_area.append(area)
            print(area)
            cnt = contours[0]
            for c in contours:
                if len(cnt)<len(c):
                    maxCont=c
                    mu = cv2.moments(cnt)
                    z,w= int(mu["m10"]/mu["m00"]) , int(mu["m01"]/mu["m00"])
                    print(mu,cnt)
                    cv2.circle(frame, (z,w), 4, (0,0,255),3 )
           
            
                
        #15：AIを導入
        #bodyrect = bodycascade.detectMultiScale(frame, scaleFactor=1.2, minNeighbors=2, minSize=(5,5))
        #for rect in bodyrect:
            #text = 'person'
            #font = cv2.FONT_HERSHEY_PLAIN
            #16：人を検知したらpersonと表示する。
            #cv2.putText(frame,text,(rect[0],rect[1]-10),font, 2, (255, 255, 255), 2, cv2.LINE_AA)
        #cv2.line(frame,(0,531),(1300,560),(255,0,0),2) 
        #17：結果を表示
        cv2.imshow('foreground and background',fgmask)
        cv2.imshow('rgb',frame)
        if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord("q"):
            break
        


cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

Comments

[tiitoi]

> ZeroDivisionError: float division by zero
エラーの通り、0除算が起きてるものと思われます。
print(mu, cnt) とするとどうなっていますか？

[mosu]

毎度ありがとうございます。
このような結果になりました。
919601.0
{'m00': 919601.0, 'm10': 588084839.5, 'm01': 330596559.5, 'm20': 501440339813.6666, 'm11': 211416499800.25, 'm02': 158465950853.66666, 'm30': 481006645966259.8, 'm21': 180267802163013.16, 'm12': 101338975570919.83, 'm03': 85452763997839.75, 'mu20': 125360084953.41663, 'mu11': 0.0, 'mu02': 39616487713.41666, 'mu30': 0.125, 'mu21': 0.0078125, 'mu12': 0.0, 'mu03': 0.015625, 'nu20': 0.1482382939267501, 'nu11': 0.0, 'nu02': 0.04684649465728433, 'nu30': 1.5413860559627908e-16, 'nu21': 9.633662849767443e-18, 'nu12': 0.0, 'nu03': 1.9267325699534885e-17}
13423.0
{'m00': 2.0, 'm10': 67.5, 'm01': 864.0, 'm20': 2278.5, 'm11': 29159.666666666664, 'm02': 373248.6666666666, 'm30': 76924.75, 'm21': 984289.4166666666, 'm12': 12596854.583333334, 'm03': 161244000.0, 'mu20': 0.375, 'mu11': -0.33333333333575865, 'mu02': 0.6666666666278616, 'mu30': 0.0625, 'mu21': -0.08333333325572312, 'mu12': 0.08333333712653257, 'mu03': 5.960464477539063e-08, 'nu20': 0.09375, 'nu11': -0.08333333333393966, 'nu02': 0.1666666666569654, 'nu30': 0.011048543456039806, 'nu21': -0.014731391261000064, 'nu12': 0.014731391945268967, 'nu03': 1.0536712127723509e-08}
14613.0
---------------------------------------------------------------------------
ZeroDivisionError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-1-85eed41cb708> in <module>()
49 maxCont=c
50 mu = cv2.moments(cnt)
---> 51 z,w= int(mu["m10"]/mu["m00"]) , int(mu["m01"]/mu["m00"])
52 print(mu)
53 #cv2.circle(frame, (z,w), 4, (0,0,255),3 )

ZeroDivisionError: float division by zero

[mosu]

すみません、こちらです。
919601.0
{'m00': 919601.0, 'm10': 588084839.5, 'm01': 330596559.5, 'm20': 501440339813.6666, 'm11': 211416499800.25, 'm02': 158465950853.66666, 'm30': 481006645966259.8, 'm21': 180267802163013.16, 'm12': 101338975570919.83, 'm03': 85452763997839.75, 'mu20': 125360084953.41663, 'mu11': 0.0, 'mu02': 39616487713.41666, 'mu30': 0.125, 'mu21': 0.0078125, 'mu12': 0.0, 'mu03': 0.015625, 'nu20': 0.1482382939267501, 'nu11': 0.0, 'nu02': 0.04684649465728433, 'nu30': 1.5413860559627908e-16, 'nu21': 9.633662849767443e-18, 'nu12': 0.0, 'nu03': 1.9267325699534885e-17} [[[ 0 0]]

[[ 0 719]]

[[1279 719]]

[[1279 0]]]
13423.0
{'m00': 2.0, 'm10': 67.5, 'm01': 864.0, 'm20': 2278.5, 'm11': 29159.666666666664, 'm02': 373248.6666666666, 'm30': 76924.75, 'm21': 984289.4166666666, 'm12': 12596854.583333334, 'm03': 161244000.0, 'mu20': 0.375, 'mu11': -0.33333333333575865, 'mu02': 0.6666666666278616, 'mu30': 0.0625, 'mu21': -0.08333333325572312, 'mu12': 0.08333333712653257, 'mu03': 5.960464477539063e-08, 'nu20': 0.09375, 'nu11': -0.08333333333393966, 'nu02': 0.1666666666569654, 'nu30': 0.011048543456039806, 'nu21': -0.014731391261000064, 'nu12': 0.014731391945268967, 'nu03': 1.0536712127723509e-08} [[[ 34 431]]

[[ 33 432]]

[[ 33 433]]

[[ 34 433]]

[[ 34 432]]

[[ 35 431]]

[[ 38 431]]]
14613.0
---------------------------------------------------------------------------
ZeroDivisionError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-2-dd6e3b70b779> in <module>()
49 maxCont=c
50 mu = cv2.moments(cnt)
---> 51 z,w= int(mu["m10"]/mu["m00"]) , int(mu["m01"]/mu["m00"])
52 print(mu,cnt)
53 #cv2.circle(frame, (z,w), 4, (0,0,255),3 )

ZeroDivisionError: float division by zero

Answer 1

正しい輪郭が選択できていないのではないでしょうか？
cv2.drawContours でモーメントを計算している cnt が、意図した輪郭か確認してみてください。

検出された輪郭のうち、一番大きい輪郭の重心を計算するサンプル。

import cv2

# 画像を読み込む。
img = cv2.imread('test.png')

# 輪郭を抽出する。
gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
# OpenCV 3系なら返り値3つ
# _, contours, hierarchy = cv2.findContours(gray, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
contours, hierarchy = cv2.findContours(gray, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)

# 一番大きい輪郭を選択する。
max_cnt = max(contours, key=lambda x: cv2.contourArea(x))

# 重心
M = cv2.moments(max_cnt)
cx = int(M["m10"] / M["m00"])
cy = int(M["m01"] / M["m00"])

追記

import cv2
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import Polygon

img = cv2.imread('test.jpeg')
gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

# 輪郭抽出する。
_, contours, hierarchy = cv2.findContours(
    gray, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)

# 面積が一定以上の輪郭だけ抽出
contours = list(filter(lambda x: cv2.contourArea(x) > 500, contours))

# 重心と外接矩形を計算する。
def get_centroid(cnt):
    M = cv2.moments(cnt)
    return int(M['m10'] / M['m00']), int(M['m01'] / M['m00'])

rects = [cv2.boundingRect(x) for x in contours]
centers = [get_centroid(x) for x in contours]

# 重心と外接矩形を描画する。
for [x, y, w, h], [cx, cy] in zip(rects, centers):
    cv2.rectangle(img, (x, y), (x + w, y + h), color=(0, 255, 0), thickness=2)
    cv2.circle(img, (cx, cy), radius=2, color=(0, 255, 0), thickness=-1)

cv2.imwrite('output.png', img)

Comments

[mosu]

選択した輪郭は正しいようですが、再びfloat division by zeroと表示されました。
全体のプログラムを乗せたほうがよいでしょうか。
contourの重心ではなく、boundingrect()で取得した最小矩形の中心（高さ/2、幅/2）の位置に点を表示させ続けることは可能でしょうか。

[tiitoi]

エラーが出たときの2値画像をimwriteで保存して、貼っていただければ検証しますが、それがないと原因について言及するのは難しいです

[mosu]

わかりました。
ありがとうございます。
質問を更新しました。

[tiitoi]

提示された2値画像で試しましたが、2値化結果がもう少しきれいにできないと輪郭抽出がうまくできていないようで、画像のようになりました。
ただ、零割が起こるという現象は確認できませんでした。

[tiitoi]

> boundingrect()で取得した最小矩形の中心（高さ/2、幅/2）の位置に点を表示させ続けることは可能でしょうか。

これは可能です。重心にこだわりがないのであれば、こちらのほうが簡単です。

[mosu]

ありがとうございます。
動画上では連続的に二値化結果が表示されているためfindContour()関数の第一引数を大きくすれば輪郭抽出は問題ないと思われます。
最小矩形の中心を表示する際は、零割の問題は起こらないですよね。
具体的にどのようなプログラムで実現できるでしょうか。
頼りっぱなしで申し訳ないです。

[tiitoi]

長方形の中心でよいのであれば、以下でどうでしょうか
x, y, w, h = cv2.boundingRect(x)
cx, cy = x + w / 2, y + h / 2

[mosu]

rect=cv2.rectangle(frame, (x, y), (x + w, y + h), (0, 255, 0), 2)
の下に、
for x in rect:
x, y, w, h = cv2.boundingRect(x)
cx, cy = x + w / 2, y + h / 2
rect2=cv2.rectangle(frame,(cx,cy),(x+w,y+h),(0,0,255),3)
これを挿入するということで大丈夫ですか。

[tiitoi]

中心点と長方形は別々に描画する必要があるかと。
# 長方形の描画
x, y, w, h = cv2.boundingRect(x)
cv2.rectangle(img, (x, y), (x + w, y + h), color=(0, 255, 0), thickness=2)
# 中心点の描画
cx, cy = x + w / 2, y + h / 2
cv2.circle(img, (cx, cy), radius=2, color=(0, 255, 0), thickness=-1)

[mosu]

ありがとうございます。
そのプログラムを挿入したところ以下のエラーが起きたのですが、cx,cyが浮動小数点がたになっているためこのエラーが起きているのでしょうか。
TypeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-11-35b48d28457c> in <module>()
57 #cv2.circle(frame, (z,w), 4, (0,0,255),3 )
58 cx, cy = x + w / 2, y + h / 2
---> 59 cv2.circle(frame, (cx, cy), radius=2, color=(0, 255, 0), thickness=3)
60
61

TypeError: integer argument expected, got float

[tiitoi]

すいません。int にキャストしてあげてください
cx, cy = int(x + w / 2), int(y + h / 2)

[mosu]

できました。
本当にありがとうございます。