Python OpenCV 基於圖像邊緣提取的輪廓發現函數

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基礎知識鋪墊

在圖像中，輪廓可以簡單的理解為連接具有相同顏色的所有連續點（邊界）的曲線，輪廓可用於形狀分析和對象檢測、識別等領域。

輪廓發現的原理：先通過閾值分割提取目標物體，再通過邊緣檢測提取目標物體輪廓。
一個輪廓就是一系列的點（像素），這些點構成瞭一個有序的點集合。

使用 cv2.findContours 函數可以用來檢測圖像的邊緣。

函數原型說明

contours, hierarchy = cv2.findContours(image, mode, method[, contours[, hierarchy[, offset]]])

我使用的 Python OpenCV 是 4.0 以上版本，如果你使用的是 3.0 以上，可能存在返回值差異問題。
參數說明如下：

  • image：輸入圖像；
  • mode：輪廓檢索模式，具體說明參見後文；
  • method：輪廓逼近方法，具體說明參加後文；
  • contours：返回的輪廓；
  • hierachy：每條輪廓對應的屬性；
  • offset：每個輪廓點移動的可選偏移量。

備註：image 參數需要是二值圖，而不是灰度圖，返回結果是等高線和層次結構。

輪廓檢索模式，有四種

  • cv2.RETR_EXTERNAL：表示隻檢測外輪廓；
  • cv2.RETR_LIST：檢測的輪廓，不建立等級關系；
  • cv2.RETR_CCOMP：建立兩個等級的輪廓，上面的一層為外邊界，裡面的一層為內孔的邊界信息。如果內孔內還有一個連通物體，這個物體的邊界也在頂層；
  • cv2.RETR_TREE：建立一個等級樹結構的輪廓。上述內容，都可以在該網站查詢：官網地址

輪廓逼近方法

  • cv2.CHAIN_APPROX_NONE：存儲所有的輪廓點，相鄰的兩個點的像素位置差不超過 1，即 max(abs(x1-x2),abs(y2-y1))==1，一般不會用到；
  • cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE：壓縮水平方向，垂直方向，對角線方向的元素，隻保留該方向的終點坐標，例如一個矩形輪廓隻需 4 個點來保存輪廓信息。
  • cv2.CHAIN_APPROX_TC89_L1，cv2.CV_CHAIN_APPROX_TC89_KCOS：使用 teh-Chinl chain 近似算法（沒尋找資料學習）。

瞭解上述內容之後，就可以應用輪廓發現函數瞭，代碼如下：

import cv2 as cv

src = cv.imread("./both.jpeg")

gray = cv.cvtColor(src, cv.COLOR_BGR2GRAY)
ret, thresh = cv.threshold(gray, 150, 255, 0)
cv.imshow("thresh",thresh)
# 尋找輪廓
contours, hierarchy = cv.findContours(thresh, cv.RETR_TREE, cv.CHAIN_APPROX_SIMPLE)

輪廓發現之後，還要通過 cv2.drawContours 函數繪制輪廓，該函數原型如下：

image = cv2.drawContours(image, contours, contourIdx, color[, thickness[, lineType[, hierarchy[, maxLevel[, offset]]]]])

參數說明如下：

  • image：輸入圖像；
  • contours：輪廓，在 Python 中是一個 list，就是 cv2.findContours 函數找出來的點集，一個列表；
  • contourIdx：輪廓的索引，指定繪制輪廓 list 中的哪條輪廓，要繪制所有輪廓，請傳遞-1；color：顏色；
  • thickness：厚度，如果是-1，表示填充；
  • lineType：線型；
  • hierarchy：層次結構的可選信息；
  • maxLevel：繪制輪廓的最大級別，0：僅繪制指定的輪廓，1：繪制輪廓和所有嵌套輪廓，2：繪制輪廓，所有嵌套輪廓，所有嵌套到嵌套的輪廓；
  • offset：輪廓偏移參數。

測試代碼與運行結果如下：

import cv2 as cv
# help(cv.drawContours)
src = cv.imread("./both.jpeg")

gray = cv.cvtColor(src, cv.COLOR_BGR2GRAY)
ret, thresh = cv.threshold(gray, 150, 255, 0)
cv.imshow("thresh",thresh)
# 尋找輪廓
contours, hierarchy = cv.findContours(thresh, cv.RETR_TREE, cv.CHAIN_APPROX_SIMPLE)

# print(contours)
# print(hierarchy)
# 繪制輪廓
cv.drawContours(src,contours,-1,(200,0,150),2)

cv.imshow('src',src)
cv.waitKey(0)

到此這篇關於Python OpenCV 基於圖像邊緣提取的輪廓發現函數的文章就介紹到這瞭,更多相關OpenCV 邊緣提取輪廓 內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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