OpenCvSharp中通过使用findContours函数,简单几个的步骤就可以检测出物体的轮廓,很方便。这些准备继续探讨一下findContours方法中各参数的含义及用法,比如要求只检测最外层轮廓该怎么办?contours里边的数据结构是怎样的?hierarchy到底是什么鬼?

先从opencv中的findContours函数原型看起:

findContours( InputOutputArray image, OutputArrayOfArrays contours,  
                              OutputArray hierarchy, int mode,  
                              int method, Point offset=Point());

  第一个参数:image,单通道图像矩阵,可以是灰度图,但更常用的是二值图像,一般是经过Canny、拉普拉斯等边缘检测算子处理过的二值图像

  第二个参数:contours,定义为vector<vector<Point>> contours”,是一个向量,并且是一个双重向量,向量内每个元素保存了一组由连续的Point点构成的点的集合的向量,每一组Point点集就是一个轮廓。  

           有多少轮廓,向量contours就有多少元素。

  第三个参数:hierarchy,定义为“vector<Vec4i> hierarchy”,先来看一下Vec4i的定义:                         

向量内每一个元素包含了4个int型变量”的向量。           

           向量hiararchy内的元素和轮廓向量contours内的元素是一一对应的,向量的容量相同。

一个轮廓、前一个轮廓、父轮廓、内嵌轮廓的索引编号。如果当前轮廓没有对应的后一个轮廓、前一个轮廓、父轮廓或内嵌轮廓的话,则hierarchy[i][0] ~hierarchy[i][3]的相应位被设置为默认值-1

  第四个参数:int型的mode,定义轮廓的检索模式:

只检测最外围轮廓,包含在外围轮廓内的内围轮廓被忽略

不建立等级关系,彼此之间独立,没有等级关系,这就意味着这个检索模式下不存在父轮廓或内嵌轮廓,所以hierarchy向量内所有元素的第3、第4个分量都会被置为-1,具体下文会讲到

只建立两个等级关系,外围为顶层,若外围内的内围轮廓还包含了其他的轮廓信息,则内围内的所有轮廓均归属于顶层

           取值四:CV_RETR_TREE, 检测所有轮廓,所有轮廓建立一个等级树结构。外层轮廓包含内层轮廓,内层轮廓还可以继续包含内嵌轮廓

  第五个参数:int型的method,定义轮廓的近似方法:

保存物体边界上所有连续的轮廓点到contours向量内

仅保存轮廓的拐点信息,把所有轮廓拐点处的点保存入contours向量内,拐点与拐点之间直线段上的信息点不予保留

近似算法

  第六个参数:Point偏移量,所有的轮廓信息相对于原始图像对应点的偏移量,相当于在每一个检测出的轮廓点上加上该偏移量并且Point还可以是负值!(默认是没有偏移量)

 

这时再来看opencvsharp中的findContours参数就一目了然

opencvsharp 作用 opencvsharp findcontours_opencv

 

下边用效果图对比一下findContours函数中各参数取不同值时,向量contours和hierarchy的内容如何变化,有何异同。

▶mode取值“RetrievalModes.External”,method取值“ContourApproximationModes.ApproxNone”,即只检测最外层轮廓,并且保存轮廓上所有点:

opencvsharp 作用 opencvsharp findcontours_c#_02

只有最外层的轮廓被检测到,内层的轮廓被忽略

▶mode取值“RetrievalModes.List”,method取值“ContourApproximationModes.ApproxSimple”,即检测所有轮廓,但各轮廓之间彼此独立,不建立等级关系,并且仅保存轮廓上拐点信息:

opencvsharp 作用 opencvsharp findcontours_偏移量_03

这里不大明显,见下面两图(←超链接):

opencvsharp 作用 opencvsharp findcontours_opencvsharp 作用_04

opencvsharp 作用 opencvsharp findcontours_偏移量_05

▶mode取值“RetrievalModes.Tree”,method取值“ContourApproximationModes.ApproxNone”,即检测所有轮廓,轮廓间建立外层、内层的等级关系,并且保存轮廓上所有点。

opencvsharp 作用 opencvsharp findcontours_c#_06

所有内外层轮廓都被检测到,contours点集组成的图形跟轮廓表现一致。