《OpenCV3编程入门》学习笔记8 图像轮廓与图像分割修复（一）查找并绘制轮廓

第8章 图像轮廓与图像分割修复

8.1 查找并绘制轮廓

8.1.1 寻找轮廓：findContours()函数

1.作用：在二值图像中寻找轮廓
2.函数原型：

void findcontours(InputOutputArray image, OutputArrayOfArrays contours, OutputArray hierarchy, int mode, int method, Point offset=Point())

3.参数说明：
（1）输入图像，8位单通道图像，图像非零像素被保留为0，所以图像为二进制，可以使用cmopare()、inrange()、threshold()、adaptivethreshold()、canny()等函数由灰度图或彩色图创建二进制图像
（2）检测到的轮廓，每个轮廓存储为一个点向量，即用point类型的vector表示
（3）可选的输出向量，包含图像的拓扑信息，作为轮廓数量的表示，每个轮廓contours[i]对应4个hierarchy元素，contours[i][0]~contours[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，对应的hierarchy[i]值设为负数
（4）轮廓检索模式，取值：
            
（5）轮廓近似办法，取值：
            
（6）每个轮廓点的可选偏移量，默认值Point()
4.示例：

vector<vector<Point>>contours;
findContours(image,contours,RETR_EXTERNAL,CHAIN_APPROX_NONE);

8.1.2 绘制轮廓：drawContours()函数

1.作用：用于在图像中绘制外部或内部轮廓
2.函数原型：

void drawContours(InputOutputArray image, InputArrayOfArrays contours, int contourIdx, const Scalar& color, int thickness=1, int lineType=8, InputArray hierarchy=noArray(), int maxLevel=INT_MAX, Point offset=Point())

3.参数说明：
（1）目标图像
（2）输入轮廓
（3）轮廓绘制指示变量，负值表示绘制所有轮廓
（4）轮廓颜色
（5）轮廓线条粗细度，默认值1，负值会绘制在轮廓内部
（6）线条类型，默认8，可取值：
            
（7）可选的层次结构信息，默认值noArray()
（8）用于绘制轮廓的最大等级，默认值INT_MAX
（9）可选的轮廓偏移参数，默认Point()
4.示例：

Mat result(image.size(),CV_8U,cv::Scalar(255));
drawContours(result,contours,-1,Scalar(0),3,8);

8.1.3 示例程序

1.查找并绘制轮廓示例

#include<opencv2/opencv.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
#include<iostream>
using namespace cv;
using namespace std;
int main()
{
	//以二值图模式载入并显示原图
	Mat srcImage = imread("girl.jpg",0);
	if (!srcImage.data)
	{
		printf("图片载入失败~！\n");
		return false;
	}
	imshow("【原始图】", srcImage);
	
	//srcImage取大于阈值119的部分
	srcImage = srcImage > 119;
	imshow("取阈值后的原始图", srcImage);
	
	//初始化结果图
	Mat dstImage;
	dstImage=Mat::zeros(srcImage.rows,srcImage.cols, CV_8UC3);
	
	//定义轮廓和层次结构
	vector<vector<Point>>contours;
	vector<Vec4i>hierarchy;
	
	//查找轮廓
	findContours(srcImage, contours, hierarchy,RETR_CCOMP, CHAIN_APPROX_SIMPLE);
	
	//遍历所有顶层轮廓，以随机颜色绘制每个连接组件颜色
	for (int index = 0; index >= 0; index = hierarchy[index][0])//令index等于当前轮廓的下一个轮廓来更新循环，没有下一轮廓时，hierarchy[i][0]为负值，循环结束
	{
		Scalar color(rand() & 255, rand() & 255, rand() & 255);
		drawContours(dstImage, contours, index,color, FILLED, 8,hierarchy);
	}
	//显示轮廓图
	imshow("【轮廓图】", dstImage);
	waitKey(0);
	return 0;
}

运行效果：

2.综合示例

/*
效果：利用图像平滑和边缘检测，根据滑动条调节，动态检测图形轮廓
*/
#include<opencv2/opencv.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
#include<iostream>
using namespace cv;
using namespace std;
#define WINDOW_NAME1 "【原始图】"
#define WINDOW_NAME2 "【轮廓图】"
//全局变量
Mat g_srcImage,g_grayImage,g_cannyMat_output,g_dstImage;
int g_nThresh = 80;
int g_nThresh_max = 255;
RNG g_rng(12345);
vector<vector<Point>>g_vContours;
vector<Vec4i>g_vHierarchy;
//全局函数
static void ShowHelpText();
static void on_ThreshChange(int, void*);
int main()
{
	//改变console字体颜色
	system("color 1F");
	ShowHelpText();

	//载入原图
	g_srcImage = imread("girl.jpg", 1);
	if (!g_srcImage.data)
	{
		printf("图片载入失败~！\n");
		return false;
	}
	//创建窗口
	namedWindow(WINDOW_NAME1, WINDOW_AUTOSIZE);
	namedWindow(WINDOW_NAME2, WINDOW_AUTOSIZE);
	imshow(WINDOW_NAME1, g_srcImage);
	
	//转成灰度图并模糊化降噪
	cvtColor(g_srcImage, g_grayImage, CV_BGR2GRAY);
	blur(g_grayImage, g_grayImage, Size(3, 3));

	//创建滚动条并初始化
	createTrackbar("canny阈值", WINDOW_NAME2, &g_nThresh, g_nThresh_max, on_ThreshChange);
	on_ThreshChange(0, 0);

	waitKey(0);
	return 0;
}
static void on_ThreshChange(int, void*)
{
	//canny算子
	Canny(g_grayImage, g_cannyMat_output, g_nThresh, g_nThresh * 2, 3);
	//查找轮廓
	findContours(g_cannyMat_output, g_vContours, g_vHierarchy, RETR_TREE, CHAIN_APPROX_SIMPLE, Point(0, 0));
	//绘制轮廓
	Mat g_dstImage = Mat::zeros(g_srcImage.rows, g_srcImage.cols, CV_8UC3);
	//或 for (int index = 0; index >= 0; index = g_vHierarchy[index][0])
	for (int index = 0; index < g_vContours.size(); index++)
	{
		Scalar color(g_rng.uniform(0, 255), g_rng.uniform(0, 255), g_rng.uniform(0, 255));//任意值
		drawContours(g_dstImage, g_vContours, index, color, 2, 8, g_vHierarchy, 0, Point());
	}
	//显示效果图
	imshow(WINDOW_NAME2, g_dstImage);
}
static void ShowHelpText()
{
	printf("\n\n\t欢迎来到【在图形中寻找轮廓】示例程序!\n\n");
	printf("\n\n\t操作说明：\n\n");
	printf("\t\t键盘任意键-退出程序\n\n");
	printf("\t\t滑动滚动条-改变canny阈值\n");
}

运行效果：