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 
#include
#include
using namespace cv;
vector> closed_contours;
vector heirarchy;
Mat img_all_contours;
vector> make_contour_close(vector> contours)
{
	vector> 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> contours, vector heirarchy)
{
	int idx = 0,pre_idx = -1;
	while (idx >= 0){
		vector 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> 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> 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