判断两个矩形是否重叠
来源:互联网 发布:工业网络就业前景 编辑:程序博客网 时间:2024/05/19 22:05
判断两个矩形是否重叠
关于如何判断两个矩形重叠,这是我在实际项目开发当中曾经遇到过的问题:“判断图像中检测到的两个人脸框矩形是否有重叠部分,并计算重叠大小,从而确认是否为同一个人脸”。后来,在浏览博客时,也发现也有人将这个问题当做面试题目,并进行过讨论,但是,列出的代码过于繁杂,不敢恭维。所以,写下这篇博文,并贴出代码,供大家参考。
前提
- 两个矩形的边均与x轴或y轴平行,即轴对齐的矩形
- 将第一个矩形记做A,第二个矩形记做B
- 判断矩阵A与矩阵B是否重叠(边沿重叠也认为是重叠)
讨论
- 第一种方案,正向思维
按照一般的思路,先列举出所有的矩形重叠的情况,然后,判断是否是其中一种,如图所示,共有四种重叠情况,我们使用紫色代表矩形A,红色代表矩形B,并分别用p1
,p2
,p3
,p4
代表对应的左上角与右下角。如果依次判断,过于复杂,而且容易出错,这里我们不再进行代码实现。 - 第二种方案,反向思维
反向思考,我们不妨先解决出“不重叠”的情况,如图,我们画出了一个并怎么漂亮的图,看起来十分复杂,但是,实际上,相比第一种方案,更易表示。即B矩阵,可能在A的左侧、右侧、上侧、下侧。如果用公式表示,即p2.y≤p3.y∨p1.y≥p4.y∨p2.x≤p3.x∨p1.x≥p4.x
则,两个矩阵重叠时,公式为¬(p2.y≤p3.y∨p1.y≥p4.y∨p2.x≤p3.x∨p1.x≥p4.x)
根据德·摩根定律可转换为p2.y>p3.y∧p1.y<p4.y∧p2.x>p3.x∧p1.x<p4.x
解决方案
根据上述第二种情况分析,我们可以进行代码的实现,如下
#include <iostream>using namespace std;//矩阵位置坐标typedef struct Rect { Rect(int x, int y, int width, int height) : x(x), y(y), width(width), height(height) {} int x; //矩形左上角x坐标 int y; //矩形左上角y坐标 int width; //矩形宽度 int height; //矩形高度} Rect;/** * @brief 判断两个轴对齐的矩形是否重叠 * @param rc1 第一个矩阵的位置 * @param rc2 第二个矩阵的位置 * @return 两个矩阵是否重叠(边沿重叠,也认为是重叠) */bool isOverlap(const Rect &rc1, const Rect &rc2){ if (rc1.x + rc1.width > rc2.x && rc2.x + rc2.width > rc1.x && rc1.y + rc1.height > rc2.y && rc2.y + rc2.height > rc1.y ) return true; else return false;}int main(){ Rect rc1(0,0,10,10), rc2(11,11,2,2); if (isOverlap(rc1, rc2)) cout << "Rectangles Overlap"; else cout << "Rectangles Don't Overlap"; return 0;}
附录
此处,本文也提供一个计算该两个矩阵重叠面积比例的函数实现,虽然所用公式看起来不甚相同,但是,可以很容易推出来,实际上是一样的。(注意,此代码中使用了OpenCV内部结构)
/** * @brief 计算两个矩形的相交面积及组合面积,同时计算相交面积占组合面积的比例 * @param 第一个矩形的位置 * @param 第二个矩形的位置 * @param 两个矩阵相交的面积大小 * @param 两个矩阵组合的面积大小 * @return 两个矩阵相交面积占组合面积的比例,即重合比例。如果组合面积为0,则返回0 */float computRectJoinUnion(const CvRect &rc1, const CvRect &rc2, float& AJoin, float& AUnion){ CvPoint p1, p2; //p1为相交位置的左上角坐标,p2为相交位置的右下角坐标 p1.x = std::max(rc1.x, rc2.x); p1.y = std::max(rc1.y, rc2.y); p2.x = std::min(rc1.x +rc1.width, rc2.x +rc2.width); p2.y = std::min(rc1.y +rc1.height, rc2.y +rc2.height); AJoin = 0; if( p2.x > p1.x && p2.y > p1.y ) //判断是否相交 { AJoin = (p2.x - p1.x)*(p2.y - p1.y); //如果先交,求出相交面积 } float A1 = rc1.width * rc1.height; float A2 = rc2.width * rc2.height; AUnion = (A1 + A2 - AJoin); //两者组合的面积 if( AUnion > 0 ) return (AJoin/AUnion); //相交面积与组合面积的比例 else return 0;}
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