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/**
 * 从二值图像中识别黑色矩形并统计数量
 * @param binaryImage 输入的二值图像（黑色区域为前景，白色为背景）
 * @param minArea 最小轮廓面积阈值，用于过滤噪声
 * @param outputImage 可选输出图像，用于可视化检测结果
 * @return 当检测到的矩形数量 > 3 时返回true，否则返回false
 */
bool detectBlackRectangles(const cv::Mat& binaryImage, double minArea = 500, cv::Mat* outputImage = nullptr) {
    // 确保输入图像是二值图像
    CV_Assert(binaryImage.type() == CV_8UC1);
    
    // 复制输入图像用于处理
    cv::Mat processedImage = binaryImage.clone();
    
    // 形态学操作：开运算和闭运算，去除噪声并填充轮廓
    cv::Mat kernel = cv::getStructuringElement(cv::MORPH_RECT, cv::Size(5, 5));
    cv::morphologyEx(processedImage, processedImage, cv::MORPH_OPEN, kernel);
    cv::morphologyEx(processedImage, processedImage, cv::MORPH_CLOSE, kernel);
    
    // 查找轮廓
    std::vector<std::vector<cv::Point>> contours;
    std::vector<cv::Vec4i> hierarchy;
    cv::findContours(processedImage, contours, hierarchy, cv::RETR_EXTERNAL, cv::CHAIN_APPROX_SIMPLE);
    
    // 过滤轮廓并统计符合条件的矩形数量
    int validContourCount = 0;
    
    // 如果需要输出图像，创建彩色副本
    cv::Mat colorOutput;
    if (outputImage != nullptr) {
        cv::cvtColor(binaryImage, colorOutput, cv::COLOR_GRAY2BGR);
    }
    
    for (size_t i = 0; i < contours.size(); i++) {
        // 计算轮廓面积，过滤小面积噪声
        double area = cv::contourArea(contours[i]);
        if (area < minArea) continue;
        
        // 近似轮廓为多边形
        std::vector<cv::Point> approx;
        cv::approxPolyDP(contours[i], approx, 0.02 * cv::arcLength(contours[i], true), true);
        
        // 检查是否为矩形（3-6个顶点，不严格要求）
        if (approx.size() >= 3 && approx.size() <= 6) {
            validContourCount++;
            
            // 如果需要，绘制轮廓和边界框
            if (outputImage != nullptr) {
                cv::drawContours(colorOutput, contours, i, cv::Scalar(0, 255, 0), 2);
                cv::Rect rect = cv::boundingRect(contours[i]);
                cv::rectangle(colorOutput, rect, cv::Scalar(0, 0, 255), 2);
            }
        }
    }
    
    // 如果需要，设置输出图像
    if (outputImage != nullptr) {
        *outputImage = colorOutput;
    }
    
    // 返回标志位：轮廓数量是否大于3
    return (validContourCount > 3);
}