【OpenCV函數】輪廓提取;輪廓繪制;輪廓面積;外接矩形

FindContours

在二值圖像中尋找輪廓
int cvFindContours( CvArr* image, CvMemStorage* storage, CvSeq** first_contour,
int header_size=sizeof(CvContour), int mode=CV_RETR_LIST,
int method=CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE, CvPoint offset=cvPoint(0,0) );

• image  輸入的 8-比特、單通道圖像. 非零元素被當成 1， 0 象素值保留為 0 - 從而圖像被看成二值的。為了從灰度圖像中得到這樣的二值圖像，可以使用 cvThreshold, cvAdaptiveThreshold 或 cvCanny. 本函數改變輸入圖像內容。
  
• storage  得到的輪廓的存儲容器
  
• first_contour  輸出參數：包含第一個輸出輪廓的指針
  
• header_size   如果 method=CV_CHAIN_CODE，則序列頭的大小 >=sizeof(CvChain)，否則 >=sizeof(CvContour) .
  
• mode  提取模式.
  CV_RETR_EXTERNAL - 只提取最外層的輪廓
  CV_RETR_LIST - 提取所有輪廓，並且放置在 list 中
  CV_RETR_CCOMP - 提取所有輪廓，並且將其組織為兩層的 hierarchy: 頂層為連通域的外圍邊界，次層為洞的內層邊界。
  CV_RETR_TREE - 提取所有輪廓，並且重構嵌套輪廓的全部 hierarchy
  
• method  逼近方法 (對所有節點, 不包括使用內部逼近的 CV_RETR_RUNS).
  CV_CHAIN_CODE - Freeman 鏈碼的輸出輪廓. 其它方法輸出多邊形(定點序列).
  CV_CHAIN_APPROX_NONE - 將所有點由鏈碼形式翻譯(轉化）為點序列形式
  CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE - 壓縮水平、垂直和對角分割，即函數只保留末端的象素點;
  CV_CHAIN_APPROX_TC89_L1,
  CV_CHAIN_APPROX_TC89_KCOS - 應用 Teh-Chin 鏈逼近算法. CV_LINK_RUNS - 通過連接為 1 的水平碎片使用完全不同的輪廓提取算法。僅有 CV_RETR_LIST 提取模式可以在本方法中應用.
  
• offset  每一個輪廓點的偏移量. 當輪廓是從圖像 ROI 中提取出來的時候，使用偏移量有用，因為可以從整個圖像上下文來對輪廓做分析.

函數 cvFindContours 從二值圖像中提取輪廓，並且返回提取輪廓的數目。指針 first_contour 的內容由函數填寫。它包含第一個最外層輪廓的指針，如果指針為 NULL，則沒有檢測到輪廓（比如圖像是全黑的）。其它輪廓可以從 first_contour 利用 h_next 和 v_next 鏈接訪問到。 在 cvDrawContours 的樣例顯示如何使用輪廓來進行連通域的檢測。輪廓也可以用來做形狀分析和對象識別 - 見CVPR2001 教程中的 squares 樣例。該教程可以在 SourceForge 網站上找到。

 

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DrawContours

在圖像中繪制外部和內部的輪廓。 

void 

cvDrawContours

( CvArr *img, CvSeq* contour,
                     CvScalar external_color, CvScalar hole_color,
                     int max_level, int thickness=1,
                     int line_type=8, CvPoint offset=cvPoint(0,0) );

• img 用以繪制輪廓的圖像。和其他繪圖函數一樣，邊界圖像被感興趣區域（ROI）所剪切。
• contour 指針指向第一個輪廓。 external_color 外層輪廓的顏色。
• hole_color 內層輪廓的顏色。
• max_level 繪制輪廓的最大等級。如果等級為0，繪制單獨的輪廓。如果為1，繪制輪廓及在其后的相同的級別下輪廓。如果值為2，所有的輪廓。如果等級為2，繪制所有同級輪廓及所有低一級輪廓，諸此種種。如果值為負數，函數不繪制同級輪廓，但會升序繪制直到級別為abs(max_level)-1的子輪廓。
• thickness 繪制輪廓時所使用的線條的粗細度。如果值為負(e.g. =CV_FILLED),繪制內層輪廓。
• line_type 線條的類型。參考cvLine.
• offset 按照給出的偏移量移動每一個輪廓點坐標.當輪廓是從某些感興趣區域(ROI)中提取的然后需要在運算中考慮ROI偏移量時，將會用到這個參數。

當thickness>=0,函數cvDrawContours在圖像中繪制輪廓,或者當thickness<0時，填充輪廓所限制的區域。

#include "cv.h"
#include "highgui.h"

int main( int argc, char** argv )
{
    IplImage* src;
    // 第一條命令行參數確定了圖像的文件名。
    if( argc == 2 && (src=cvLoadImage(argv[1], 0))!= 0)
    {
        IplImage* dst = cvCreateImage( cvGetSize(src), 8, 3 );
        CvMemStorage* storage = cvCreateMemStorage(0);
        CvSeq* contour = 0;

        cvThreshold( src, src, 1, 255, CV_THRESH_BINARY );
        cvNamedWindow( "Source", 1 );
        cvShowImage( "Source", src );

        cvFindContours( src, storage, &contour, sizeof(CvContour), CV_RETR_CCOMP, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE );
        cvZero( dst );

        for( ; contour != 0; contour = contour->h_next )
        {
            CvScalar color = CV_RGB( rand()&255, rand()&255, rand()&255 );
            /* 用1替代 CV_FILLED  所指示的輪廓外形 */
            cvDrawContours( dst, contour, color, color, -1, CV_FILLED, 8 );
        }

        cvNamedWindow( "Components", 1 );
        cvShowImage( "Components", dst );
        cvWaitKey(0);
    }
}

在樣本中用1替代 CV_FILLED 以指示的得到外形。

 

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ContourArea

double cvContourArea( const CvArr* contour, CvSliceslice=CV_WHOLE_SEQ );

• contour：輪廓（頂點的序列或數組）。
• slice：感興趣區輪廓部分的起點和終點，默認計算整個輪廓的面積。

函數cvContourArea計算整個或部分輪廓的面積。在計算部分輪廓的情況時，由輪廓弧線和連接兩端點的弦
圍成的區域總面積被計算，如下圖所示：

NOTE：

輪廓的位置將影響區域面積的符號，因此函數范圍的有可能是負值。可以使用C運行時函數fabs()來
得到面積的絕對值。

e.g. double area = fabs(cvContourArea(contour));

 

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BoundingRect

計算點集的最外面（up-right）矩形邊界
CvRect cvBoundingRect( CvArr* points, int update=0 );

• points
  二維點集，點的序列或向量 (CvMat)
• update
  更新標識。下面是輪廓類型和標識的一些可能組合:
  update=0, contour ~ CvContour*: 不計算矩形邊界，但直接由輪廓頭的 rect 域得到。
  update=1, contour ~ CvContour*: 計算矩形邊界，而且將結果寫入到輪廓頭的 rect 域中 header.
  update=0, contour ~ CvSeq* or CvMat*: 計算並返回邊界矩形
  update=1, contour ~ CvSeq* or CvMat*: 產生運行錯誤 （runtime error is raised）

函數 cvBoundingRect 返回二維點集的最外面 （up-right）矩形邊界。