OpenCV学习笔记05--图形检测--轮廓检测

引言:数字图像处理中,检测图像中的局部特征信息是比较重要的一部分,因为我们有时候并不是对整张图像都感兴趣,只是想要提取到图像中的一部分信息,比如车牌识别,对于整张图像来说,我们感兴趣的是只是车牌这一部分,其他的信息都是多余的。所以,有没有什么办法能够帮助我们实现提取局部信息的方法呢,opencv库中封装好了一些方法,我们只需要调用这些方法就可以实现我们的目的。我们还是先讲函数的意思,然后加以实践来更好的理解函数的用法。

一、轮廓检测

        轮廓这个词该怎么理解呢,举个例子,拿世界地图来说,如果我们只是想得到中国板块,那我们就把中国的边界框起来,这就是相对于世界地图来说的一个轮廓。再比如我们有个中国地图,我们想要得到我们首都北京的区域,那我们把属于北京的边界给框选起来即可,这就是轮廓。假如我们现在有一张含有人的图像,我们的目标是图像中的这个人,那我们就可以通过轮廓检测,把这个人给框起来。

        轮廓检测运用的函数为:

contours, hierarchy = cv2.findContours(img, mode, method)

        参数说明:

img: 我们的目标图像,也就是我们要对哪一张图像进行操作,需要注意的是该图像必须单通道二值图像

mode:我们检测轮廓的模式,一个图像中可能很多轮廓,所以我们需要制定检测哪些轮廓。其模式主要有:

        RETR_EXTERNAL:只检测最外边轮廓
        RETR_LIST:检测所有轮廓,不建立轮廓之间的关系
        RETR_CCOMP:检测所有轮廓,建立两层轮廓层次关系
        RETR_TREE:检索所有轮廓,建立树状结构的层次关系

method:我们存储检测到轮廓的点的方法,也就是我们是存储轮廓的所有点还是部分点,其方法主要有:

        CHAIN_APPROX_NONE:存储轮廓上所有点
        CHAIN_APPROX_SIMPLE:存储水平、垂直、或对角线轮廓的端点

contours:用于保存我们检测出的所有的轮廓点,其每一个点用x,y坐标来表示,那么检测出来的所有的轮廓点,都存储在contours中,其是一个列表。

hierarchy:轮廓之间的层次关系。

         一般来说,我们检测完轮廓之后,如果我们想可视化我们检测到的轮廓,那么我们需要把检测到的轮廓绘制出来,opencv同样提供了绘制轮廓的方法。

        绘制轮廓的方法:

img = cv2.drawContours(img, contours, contourIdx, color, thickness, lineType, hierarchy, offset, img)

参数有点多,不用死记,平时用到的也就几个参数。

img:我们要在img这张图像上绘制轮廓,这张图像可以是多通道也可是单通道,不受限制

contours:这个是我们在上面轮廓检测时保存到的轮廓点的列表

contourIdx:绘制轮廓的索引,因为contours是一个列表,里面不止一个轮廓,如果我们要绘制某一轮廓的话,需要指定一个索引,如果为-1,则是绘制所有轮廓

color:绘制的轮廓的颜色,是一个GBR三通道的数组成的。这前四个是必选参数,后面的都是可选参数

thickness:绘制的线的粗细

lineType:绘制的线的类型

hierarchy:这个是我们在上面轮廓检测时保存到的轮廓的层级关系

offset:绘制轮廓的整体偏移量

img:其作用是能够使得我们原始的图片上也被绘制上轮廓。

        分析完以上两个方法之后,我们来实践一下,看看效果如何。我用的图像是下面这张。

        代码如下:

import cv2
# 读取图片的位置信息
filename = r'./picture/img.png'
# 读取图片,cv2.IMREAD_UNCHANGED意思是不改变读取的图片的类型
img = cv2.imread(filename, cv2.IMREAD_UNCHANGED)
cv2.imshow('img', img)
# 由于轮廓检测必须是二值图像,所以我们先将其转换为灰度图像
img_gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
# 再经阈值处理处理为二值图像,cv2.THRESH_OTSU的意思是我这里不设定阈值,由函数自己选定一个最合适的阈值
reval, img_gray_two = cv2.threshold(img_gray, 0, 255, cv2.THRESH_OTSU)
cv2.imshow('img_gray_two', img_gray_two)
# 在二值图像上进行轮廓检测,cv2.RETR_LIST检测所有轮廓,cv2.CHAIN_APPROX_NONE保存所有轮廓点
contours, hierarchy = cv2.findContours(img_gray_two, cv2.RETR_LIST, cv2.CHAIN_APPROX_NONE)
# 在彩色图像上绘制我们的轮廓,-1表示绘制所有轮廓,(0, 255, 0)按照BGR表示颜色是绿色,线的粗细程度为5
img_con = cv2.drawContours(img, contours, -1, (0, 255, 0), 5)
cv2.imshow('img_con', img_con)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

        对于每一行代码我都进行了注释说明,如果有不懂的函数方法,可以看我前几篇笔记,这些函数都有讲到。

        运行结果如下:

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