OpenCV學習(30) 輪廓defects

     上一篇教程中，我們學習了如何計算輪廓的凸包，其實對一個輪廓而言，可能它的凸包和它本身是重合的，也有可能不是重合的。比如下面左邊圖像的輪廓本身就是凸包，而右邊圖像的輪廓則不是。我們可以通過函數bool isContourConvex(InputArray contour)，來判定一個輪廓是否是凸包，是的話返回true，否則false[注意測試的輪廓必須是簡單輪廓，沒有自交叉之類的]。

      對一個非凸包的輪廓而言，它包括一系列的凹陷區域，這些區域稱作defect，比如下面手輪廓中，包括6個defect區域。在OpenCV中，我們用下面的結構來定義defect。

struct CvConvexityDefect { CvPoint* start; // 輪廓中defect的起點 CvPoint* end; // 輪廓中defect的終點 CvPoint* depth_point; // defect中到凸包最遠的點 float depth; // 最遠點和凸包之間的距離};

 

 

    在OpenCV中，我們通過函數

void convexityDefects(InputArray contour, InputArray convexhull, OutputArray convexityDefects)

得到輪廓的凸包，其中第一個參數和第二個參數是輪廓以及輪廓對應的凸包，注意凸包應該使用vector<int>這樣的索引方式表示。第三個參數為返回的defect點集。

 

下面我們看下檢測輪廓defects的代碼：

#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

using namespace cv;
using namespace std;

Mat src; Mat src_gray;
RNG rng(12345);

int main( int argc, char** argv )
{
    //裝入圖像
    src = imread("../hand1.jpg", 1 );

    //轉化為灰度圖像
    cvtColor( src, src_gray, CV_BGR2GRAY );
    //blur( src_gray, src_gray, Size(3,3) );
    namedWindow( "image");
    imshow( "image", src_gray );

    Mat threshold_output;
    vector<vector<Point> > contours;
    vector<Vec4i> hierarchy;

    //得到二值圖
    threshold( src_gray, threshold_output, 200, 255, THRESH_BINARY );

    //查找輪廓
    findContours( threshold_output, contours, hierarchy, CV_RETR_TREE, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE, Point(0, 0) );
    printf("輪廓數目:%d\n", contours.size());
    /// Find the convex hull object for each contour
    vector<vector<Point> >hull( contours.size() );
    for( int i = 0; i < contours.size(); i++ )
    {  convexHull( Mat(contours[i]), hull[i], false ); }

    /// Draw contours + hull results
    Mat drawing = Mat::zeros( threshold_output.size(), CV_8UC3 );
    int area = 0; //輪廓索引
    int k = 0;
    int i;
    for(i = 0; i< contours.size(); i++ )
    {
        Scalar color1 = Scalar( rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0,255), rng.uniform(0,255) );
        drawContours( drawing, contours, i, color1, 1, 8, vector<Vec4i>(), 0, Point() );
        Scalar color2 = Scalar( rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0,255), rng.uniform(0,255) );
        drawContours( drawing, hull, i, color2, 1, 8, vector<Vec4i>(), 0, Point() );
        int tt = contourArea(contours[i]);
        printf("輪廓面積%d = %d\n", i, tt);
        if( tt > area)
        {
            area = contourArea(contours[i]);
            k = i;
        }

    }

    vector<Point> hull1;
    hull1 = hull[1];
    for(i = 0; i< hull1.size(); i++ )
    {
        printf("point %d, %d, %d\n", i, hull1[i].x, hull1[i].y);
        circle(drawing, hull1[i], 6, Scalar(255,0,0), 3, CV_AA);  
    }

    int j;
    for(j=0; j< contours.size(); j++)
    {
        //如果沒有defects或者輪廓小於三個點，則continue
        if( isContourConvex(contours[j])|| contours[j].size()<3) continue;

        vector<int> convexHull_IntIdx;
        vector<Vec4i> defects;
        if (contours[j].size() >3 )
        {
            convexHull(contours[j], convexHull_IntIdx, true);
            convexityDefects(contours[j], convexHull_IntIdx, defects);
        }    

        for(i=0;i < defects.size();++i)  
        {  
            Matx<int,4,1> defectVector = defects[i];
            vector<Point> contours1 =contours[j];
            Point point1 = contours1[defectVector.val[0]];//開始點
            Point point2 = contours1[defectVector.val[1]];//結束點
            Point point3 = contours1[defectVector.val[2]];//深度點
            float dist = defectVector.val[3];
            printf("dist: %f \n", dist);
            //if ( defectVector.val[3] <= 1000 ) { continue; } // skip defects that are shorter than 100 pixel
            circle(drawing, point1, 3, Scalar(255,255,0), 2, CV_AA);
            circle(drawing, point2, 8, Scalar(0,255,0), 2, CV_AA);
            circle(drawing, point3, 3, Scalar(0,255,255), 2, CV_AA);

        }  
    }
    /// Show in a window
    namedWindow( "Hull demo");
    imshow( "Hull demo", drawing );

    waitKey(0);
    return(0);
}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

程序執行之后界面如下，注意左下有圖中

程序代碼：工程FirstOpenCV25