opencv轮廓分析

本文实现的功能，查找轮廓，经常和findContours()一起使用的一个函数是approxPolyDP()。

approxPolyDP()用另一条顶点较少的曲线来逼近一条曲线或者一个多边形，这样两条曲线之间的距离小于或等于指定的精度。同时也有使闭合逼近曲线的选项（那就是说，起始点和终止点相同）。

pointPolygonTest()函数判定一个点是否在一个多边形内。

鼠标回调函数的使用。

#include "stdafx.h"
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
using namespace cv;
vector<vector<Point>> closed_contours;
vector<Vec4i> heirarchy;
Mat img_all_contours;
vector<vector<Point>> make_contour_close(vector<vector<Point>> contours)
{vector<vector<Point>> closed_contours ;closed_contours.resize(contours.size());for (int i = 0; i < contours.size(); i++)approxPolyDP(contours[i], closed_contours[i], 0.1, true);return closed_contours;
}
int smallest_contour(Point p, vector<vector<Point>> contours, vector<Vec4i> heirarchy)
{int idx = 0,pre_idx = -1;while (idx >= 0){vector<Point> c = contours[idx];//测试点是否在轮廓内double d = pointPolygonTest(c, p, false);if (d > 0)//如果点在轮廓内，检查他的子轮廓{pre_idx = idx;idx = heirarchy[idx][2];}else//检查下一个相同层次上的轮廓idx = heirarchy[idx][0];}return pre_idx;
}
void on_mouse(int event, int x, int y, int, void *)
{if (event != EVENT_LBUTTONDOWN) return;Point p(x, y);//找到最小闭合轮廓的序号int contour_show_idx = smallest_contour(p, closed_contours, heirarchy);//如果没有找到轮廓，显示所有的轮廓if(contour_show_idx < 0){imshow("contours", img_all_contours);return;}//用绿线画出最小的轮廓vector<vector<Point>> contour_show;contour_show.push_back(closed_contours[contour_show_idx]);if (!contour_show.empty()){Mat img_show = img_all_contours.clone();drawContours(img_show, contour_show, -1, Scalar(255, 0, 0), 2);imshow("contours", img_show);}
}
int main(int, char** argv)
{Mat img = imread("circle.png");img_all_contours = img.clone();Mat img_gray;cvtColor(img, img_gray, CV_BGR2GRAY);Mat edges;Canny(img_gray, edges, 50, 100);vector<vector<Point>> contours;findContours(edges, contours,heirarchy, CV_RETR_TREE, CV_CHAIN_APPROX_NONE);//使轮廓闭合closed_contours = make_contour_close(contours);drawContours(img_all_contours, closed_contours, -1, Scalar(0, 0, 255), 2);imshow("contours", img_all_contours);//鼠标回调函数setMouseCallback("contours", on_mouse);waitKey(0);return 0;
}

点击屏幕上的一点，如果落在某个轮廓内，将用蓝色画出某个轮廓，如果不在轮廓内，显示所有的轮廓。

findContours函数

voidfindContours(InputOutputArrayimage, OutputArrayOfArrayscontours, OutputArrayhierarchy, int mode, intmethod, Pointoffset=Point())

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

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

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。

opencv还提供了其他一些与contour相关的函数

ArcLength() //计算轮廓的长度
ContourArea() //计算轮廓区域的面积
BoundingRect() //计算轮廓的外接矩形
ConvexHull() //计算凸壳轮廓
IsContourConvex() //测试一个轮廓凸性
MinAreaRect() //矩形的最小面积
MinEnclosingCircle() //最小外接圆
FitLine() //直线拟合

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