輪廓

Opencv實戰系列，前文：

(1).查找繪制

預處理：

• 灰度化：使用cv::cvtColor()
• 圖像去噪：使用高斯濾波cv::Gaussian()
• 二值化：使用cv::Threshold()
• 形態學處理：cv::morphologyEx()

其中灰度化可以將3通道圖像轉化為單通道圖像，以便進行二值化門限分割；去噪可以有效剔除圖像中的異常獨立噪點；二值化是為輪廓查找函數提供單通道圖像；形態學的某些處理通常可以剔除細小輪廓，聯通斷裂的輪廓。

1.findContours()

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

• contours : 輸出：檢測到的輪廓。由若干個cv::Point類型的點組成了單個輪廓std :: vector < cv :: Point >，再由若干個輪廓組成輸入圖像中的全部輪廓std::vector<std :: vector < cv :: Point >>
• hierarchy : 輸出：輪廓級別信息。Hierarchy為可選輸出變量，是std::vector< cv::Vec4i>類型的向量（每個元素都是一個4個int值構成的向量）。它具有與輪廓數量一樣多的元素。例如，第i個輪廓， hierarchy[i][0]，hierarchy[i][0]，hierarchy[i][2]和hierarchy[i][3]依次為：第i個輪廓的[Next, Previous, First_Child, Parent]，即輪廓i相同等級的下一輪廓、前一輪廓，第一個子輪廓和父輪廓（上一級輪廓）的索引號（即contours向量中的輪廓序號）。如果輪廓i沒有下一個，前一個，父級或嵌套輪廓，則層次結構[i]的相應元素將為負數。

2.drawContours()

void cv::drawContours(InputOutputArray  image,InputArrayOfArrays  contours,int  contourIdx,const Scalar&color,int  thickness = 1,int  lineType = LINE_8,InputArray   hierarchy = noArray(),int  maxLevel = INT_MAX, Point offset = Point() )       

• contouridx : 待繪制輪廓序號

(2).層級結構

OpenCV中每個輪廓都有自己的信息，關于它是什么層次結構，誰是它的子輪廓，誰是它的父輪廓等.OpenCV將它表示為四個int值的數組，類型為cv::Vec4i（4個int值）：

[Next，Previous，First_Child，Parent]

hierarchy數組在OpenCV中是一個四維數組，hierarchy數組的四維結構為 [輪廓索引, 輪廓信息, 關系信息]

• Next

Next表示同一級別的下一個輪廓索引。例如，在我們的圖片中取出輪廓-0。同一水平的下一個輪廓是輪廓-1。 所以簡單地說Next = 1。類似地，對于輪廓-1，next是輪廓-2。 所以Next = 2。
輪廓-2的同一級別沒有下一個輪廓，所以輪廓-2的Next = -1。輪廓-4呢？它與輪廓-5處于同一水平。所以它的下一個輪廓是輪廓-5，所以輪廓-4的Next = 5。

• Previous

Previous表示同一級別的上一個輪廓索引。例如，輪廓-1的上一個輪廓在同一級別中為輪廓-0。 類似地，對于輪廓-2，它的上一個輪廓是輪廓-1。而對于輪廓-0，沒有先前的，所以把它的Previous = -1。

• First_Child

First_Child表示當前輪廓的第一個子輪廓索引。例如，對于輪廓-2，子輪廓是輪廓-2a。因此輪廓-2的First_Child為輪廓-2a的相應索引值。輪廓-3a呢？它有兩個子輪廓。但hierarchy參數只記錄第一個子輪廓，因此它是輪廓-4的索引值。因此，對于輪廓-3a，First_Child = 4。

• Parent

Parent表示當前輪廓的父輪廓索引。對于輪廓-4和輪廓-5，它們的父輪廓都是輪廓-3a。對于輪廓-3a，它的父輪廓是輪廓-3，依此類推。

(3).篩選輪廓

首次查找輪廓有許多中間有空洞的輪廓不符合要求，下面就通過遍歷每一個輪廓的hierarchy級別參數的第3第4個參數來找到那些有子輪廓或者有父輪廓的輪廓，并刪除之。注意向量迭代器的使用，刪除后會返回下一個向量的指針；此外，contours與hierarchy元素需要同步刪除和并遞增迭代器，以保持編號對應關系，否則會刪錯。

std::vector<std::vector<cv::Point>>::iterator itc = contours.begin();
std::vector<cv::Vec4i>::iterator itc_hierarchy = hierarchy.begin();
int i = 0;
while(itc_hierarchy != hierarchy.end())
{if (hierarchy[i][2] > 0 || hierarchy[i][3] > 0){itc = contours.erase(itc);itc_hierarchy = hierarchy.erase(itc_hierarchy);}else{++i;++itc;++itc_hierarchy;}
}

(4).凸包

凸包外觀看起來與輪廓逼近相似，但并非如此(在某些情況下兩者可能提供相同的結果)。一般而言，凸曲線是始終凸出或至少平坦的曲線。如果在內部凸出，則稱為凸度缺陷。例如，檢查下面的手的圖像。紅線顯示手的凸包。雙向箭頭標記顯示凸度缺陷，這是船體與輪廓線之間的局部最大偏差。

void cv::convexHull	(InputArray points,OutputArray 	hull,bool 	clockwise = false,bool 	returnPoints = true )	

• clockwise：方向標記。如果為True，則輸出凸包為順時針方向。否則，其方向為逆時針方向。
• returnPoints：默認情況下為True。然后返回船體點的坐標。如果為False，則返回與船體點相對應的輪廓點的索引。