读入彩色3通道图像,转换成灰度图像,再转换成二值图像,完后检测轮廓。
// cvtcolor.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 // #include "stdafx.h" #include <iostream> #include <opencv2/highgui/highgui.hpp> #include <opencv2/core/core.hpp> #include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp> #pragma comment(lib, "opencv_highgui2410d.lib") #pragma comment(lib, "opencv_core2410d.lib") #pragma comment(lib, "opencv_imgproc2410d.lib") using namespace cv; using namespace std; int main() { string image_name = "swan.jpg"; Mat src = imread(image_name); imshow("src",src); Mat gray(src.size(),CV_8U); cvtColor(src,gray,CV_BGR2GRAY);//转换成灰度图 imshow("gray",gray); threshold(gray,gray,128,255,THRESH_BINARY);//转换成2值图像 imshow("binary",gray); ///////////////////////////////////////////////////////////////////// std::vector<std::vector<cv::Point>> contours; cv::findContours(gray, contours, // a vector of contours CV_RETR_EXTERNAL, // retrieve the external contours CV_CHAIN_APPROX_NONE); // retrieve all pixels of each contours // Print contours' length std::cout << "Contours: " << contours.size() << std::endl; std::vector<std::vector<cv::Point>>::const_iterator itContours= contours.begin(); for ( ; itContours!=contours.end(); ++itContours) { std::cout << "Size: " << itContours->size() << std::endl; } // draw black contours on white image cv::Mat result(gray.size(),CV_8U,cv::Scalar(255)); cv::drawContours(result,contours, -1, // draw all contours cv::Scalar(0), // in black 2); // with a thickness of 2 cv::namedWindow("Contours"); cv::imshow("Contours",result); // draw contours on the original image cv::Mat original= cv::imread(image_name); cv::drawContours(original,contours, -1, // draw all contours cv::Scalar(255,255,255), // in white -1); // with a thickness of 2 cv::namedWindow("Contours on Animals"); cv::imshow("Contours on Animals",original); // Let's now draw black contours on white image result.setTo(cv::Scalar(255)); cv::drawContours(result,contours, -1, // draw all contours cv::Scalar(0), // in black -1); // with a thickness of 1 //image= cv::imread("test.png",0); waitKey(0); return 0; }
实现效果:
添加代码只显示不大不小的轮廓:
//除去太长或者太短的轮廓 int cmin = 10; int cmax = 500000; vector<std::vector<cv::Point>>::iterator itc = contours.begin(); while(itc != contours.end()) { if(itc->size() < cmin || itc->size() > cmax) itc = contours.erase(itc); else ++itc; }
其他相关的一些说明:
http://blog.sina.com.cn/s/blog_8fc98fe501017ypb.html
先看提取轮廓的代码:
- Mat image = imread("D:/picture/images/binaryGroup.bmp",0);
- if(!image.data)
- return -1;
- imshow("源图像",image);
- //获取轮廓
- std::vector> contours;
- //获取轮廓:
- findContours(image, //图像
- contours, //轮廓点
- //包含图像拓扑结构的信息(可选参数,这里没有选)
- CV_RETR_EXTERNAL, //获取轮廓的方法(这里获取外围轮廓)
- CV_CHAIN_APPROX_NONE); //轮廓近似的方法(这里不近似,获取全部轮廓)
- //打印轮廓信息
- std::cout<<"共有外围轮廓:"<<contours.size()<<"条"<<std::endl;
- std::vector>::const_iterator itContours = contours.begin();
- for(;itContours != contours.end();++itContours)
- {
- std::cout<<"每个轮廓的长度: "<<itContours->size()<<std::endl;
- }
注意到轮廓的存储格式为std::vector>,他说明整个轮廓是若干条轮廓按一定顺序组成的,而每个轮廓中的点也是有顺序的。
画出轮廓就比较简单了:
- //画出轮廓
- Mat result(image.size(),CV_8U,Scalar(255));
- //画出轮廓,参数为:画板,轮廓,轮廓指示(这里画出所有轮廓),颜色,线粗
- drawContours(result,contours,-1,Scalar(0),2);
- imshow("提取外围轮廓",result);
还要注意提取轮廓的方法还有很多种,比如CV_RETR_LIST代表所有轮廓
- findContours(image, //图像
- contours, //轮廓点
- //包含图像拓扑结构的信息(可选参数,这里没有选)
- CV_RETR_LIST, //获取轮廓的方法(这里获取所有轮廓)
- CV_CHAIN_APPROX_NONE); //轮廓近似的方法(这里不近似,获取全部轮廓
- //画出轮廓
- drawContours(result,contours,-1,Scalar(0),2);
- imshow("提取所有轮廓",result);
通常,这样提取的轮廓包含一些我们不希望的轮廓(比如一些小洞),或者假如我们知道我们感兴趣的物体轮廓的大概范围时,我们就可以用下面的办法缩小目标范围:
- //除去太长或者太短的轮廓
- int cmin = 100;
- int cmax = 1000;
- std::vector>::const_iterator itc = contours.begin();
- while(itc != contours.end())
- {
- if(itc->size() < cmin || itc->size() > cmax)
- itc = contours.erase(itc);
- else
- ++itc;
-
- }
- //把结果画在源图像上:
- Mat original = imread("D:/picture/images/group.jpg");
- if(!original.data)
- return -1;
- drawContours(original,contours,-1,Scalar(255,255,255),2);
- imshow("动物的轮廓",original);
- //将轮廓重绘于白板上
- result.setTo(Scalar(255));
- drawContours(result,contours,-1,Scalar(0),1);
怎么提取轮廓的特征呢?OpenCV提供了很多函数,我们展示其中的几个:
- //轮廓的形状描述子
- //外接矩形
- Rect r0 = boundingRect(Mat(contours[0]));
- rectangle(result,r0,Scalar(0),2);
- //最小外接圆
- float radius;
- Point2f center;
- minEnclosingCircle(Mat(contours[1]),center,radius);
- circle(result,Point(center),static_cast<</span>int>(radius),Scalar(0),2);
- //多边形估计
- std::vector poly;
- //参数为:输入图像的2维点集,输出结果,估计精度,是否闭合
- approxPolyDP(Mat(contours[2]),poly,5,true);
- std::cout<<"多边形大小:"<<poly.size()<<std::endl;
- //画出结果
- std::vector::const_iterator itp = poly.begin();
- while(itp != poly.end()-1)
- {
- line(result,*itp,*(itp+1),Scalar(0),2);
- ++itp;
- }
- //将第一个点和最后一点连起来
- line(result,*(poly.begin()),*(poly.end()-1),Scalar(128),2);
- //计算凸包
- std::vector hull;
- convexHull(Mat(contours[3]),hull);
- std::vector::const_iterator it= hull.begin();
- while(it != (hull.end()-1))
- {
- line(result,*it,*(it+1),Scalar(0),2);
- ++it;
- }
- line(result,*(hull.begin()),*(hull.end()-1),Scalar(0),2);
- //计算矩信息
- itc = contours.begin();
- while(itc != contours.end())
- {
- //计算所有的距
- Moments mom = moments(Mat(*itc++));
- //计算并画出质心
- circle(result,Point(mom.m10/mom.m00,mom.m01/mom.m00),2,Scalar(2),2);
- }
- imshow("形状描述子",result);
我们再次看到,轮廓的确是有顺序的。值得注意的是矩信息:OpenCV提供了一个结构体Moments,它的元素就是计算好的矩信息,里面存放了常用的距。
其实,OpenCV还提供了许多其他的形状描述子,比如函数cv::minAreaRect计算了最小外界倾斜的矩形。函数 cv::contourArea估计轮廓区域的面积(里面的像素数)。函数cv::pointPolygonTest计算一个点是否在轮廓内,cv::matchShapes测量了2两个轮廓的相似程度等等。这里就不一一介绍了。
findContours函数,这个函数的原型为:
void findContours(InputOutputArray image, OutputArrayOfArrays contours, OutputArray hierar-
chy, int mode, int method, Point offset=Point())
参数说明
输入图像image必须为一个2值单通道图像
contours参数为检测的轮廓数组,每一个轮廓用一个point类型的vector表示
hiararchy参数和轮廓个数相同,每个轮廓contours[ i ]对应4个hierarchy元素hierarchy[ i ][ 0 ] ~hierarchy[ i ][ 3 ],分别表示后一个轮廓、前一个轮廓、父轮廓、内嵌轮廓的索引编号,如果没有对应项,该值设置为负数。
mode表示轮廓的检索模式
CV_RETR_EXTERNAL表示只检测外轮廓
CV_RETR_LIST检测的轮廓不建立等级关系
CV_RETR_CCOMP建立两个等级的轮廓,上面的一层为外边界,里面的一层为内孔的边界信息。如果内孔内还有一个连通物体,这个物体的边界也在顶层。
CV_RETR_TREE建立一个等级树结构的轮廓。具体参考contours.c这个demo
method为轮廓的近似办法
CV_CHAIN_APPROX_NONE存储所有的轮廓点,相邻的两个点的像素位置差不超过1,即max(abs(x1-x2),abs(y2-y1))==1
CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE压缩水平方向,垂直方向,对角线方向的元素,只保留该方向的终点坐标,例如一个矩形轮廓只需4个点来保存轮廓信息
CV_CHAIN_APPROX_TC89_L1,CV_CHAIN_APPROX_TC89_KCOS使用teh-Chinl chain 近似算法
offset表示代表轮廓点的偏移量,可以设置为任意值。对ROI图像中找出的轮廓,并要在整个图像中进行分析时,这个参数还是很有用的。
findContours后会对输入的2值图像改变,所以如果不想改变该2值图像,需创建新mat来存放,findContours后的轮廓信息contours可能过于复杂不平滑,可以用approxPolyDP函数对该多边形曲线做适当近似
contourArea函数可以得到当前轮廓包含区域的大小,方便轮廓的筛选
findContours经常与drawContours配合使用,用来将轮廓绘制出来。其中第一个参数image表示目标图像,第二个参数contours表示输入的轮廓组,每一组轮廓由点vector构成,第三个参数contourIdx指明画第几个轮廓,如果该参数为负值,则画全部轮廓,第四个参数color为轮廓的颜色,第五个参数thickness为轮廓的线宽,如果为负值或CV_FILLED表示填充轮廓内部,第六个参数lineType为线型,第七个参数为轮廓结构信息,第八个参数为maxLevel
得到了复杂轮廓往往不适合特征的检测,这里再介绍一个点集凸包络的提取函数convexHull,输入参数就可以是contours组中的一个轮廓,返回外凸包络的点集
还可以得到轮廓的外包络矩形,使用函数boundingRect,如果想得到旋转的外包络矩形,使用函数minAreaRect,返回值为RotatedRect;也可以得到轮廓的外包络圆,对应的函数为minEnclosingCircle;想得到轮廓的外包络椭圆,对应的函数为fitEllipse,返回值也是RotatedRect,可以用ellipse函数画出对应的椭圆
如果想根据多边形的轮廓信息得到多边形的多阶矩,可以使用类moments,这个类可以得到多边形和光栅形状的3阶以内的所有矩,类内有变量m00,m10,m01,m20,m11,m02,m30,m21,m12,m03,比如多边形的质心为 x = m10 / m00,y = m01 / m00。
如果想获得一点与多边形封闭轮廓的信息,可以调用pointPolygonTest函数,这个函数返回值为该点距离轮廓最近边界的距离,为正值为在轮廓内部,负值为在轮廓外部,0表示在边界上。
static int getContoursByCplus(char* Imgname, double minarea, double whRatio) { cv::Mat src, dst, canny_output; /// Load source image and convert it to gray src = imread(Imgname, 0); if (!src.data) { std::cout << "read data error!" << std::endl; return -1; } blur(src, src, Size(3, 3)); //the pram. for findContours, vector<vector<Point> > contours; vector<Vec4i> hierarchy; /// Detect edges using canny Canny(src, canny_output, 80, 255, 3); /// Find contours findContours(canny_output, contours, hierarchy, CV_RETR_TREE, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE, Point(0, 0)); //CV_RETR_CCOMP, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE double maxarea = 0; int maxAreaIdx = 0; for (int i = 0; i<contours.size(); i++) { double tmparea = fabs(contourArea(contours[i])); if (tmparea>maxarea) { maxarea = tmparea; maxAreaIdx = i; continue; } if (tmparea < minarea) { //删除面积小于设定值的轮廓 contours.erase(contours.begin() + i); std::wcout << "delete a small area" << std::endl; continue; } //计算轮廓的直径宽高 Rect aRect =boundingRect(contours[i]); if ((aRect.width / aRect.height)<whRatio) { //删除宽高比例小于设定值的轮廓 contours.erase(contours.begin() + i); std::wcout << "delete a unnomalRatio area" << std::endl; continue; } } /// Draw contours,彩色轮廓 dst= Mat::zeros(canny_output.size(), CV_8UC3); for (int i = 0; i< contours.size(); i++) { //随机颜色 Scalar color = Scalar(rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255)); drawContours(dst, contours, i, color, 2, 8, hierarchy, 0, Point()); } // Create Window char* source_window = "countors"; namedWindow(source_window, CV_WINDOW_NORMAL); imshow(source_window, dst); cv:; waitKey(0); return 0; }
cvDrawContours(gray_image,c,cvScalarAll(0),cvScalarAll(0),0,CV_FILLED);
用参数CV_FILLED就可以了 ,这样可以填充轮廓,进而得到模版有点类似图像分割了。
还有一种方法就是:
http://blog.csdn.net/augusdi/article/details/9011935