opencv查詢輪廓---cvFindContours && cvDrawCountours 用法及例子

http://blog.csdn.net/timidsmile/article/details/8519751

環境： vs2008 + opencv2.1

先看，這兩個函式的用法（參考 opencv手冊）：

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FindContours        在二值影象中尋找輪廓 


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-位元、單通道影象. 非零元素被當成 1， 0 象素值保留為 0 - 從而影象被看成二值的。為了從灰度影象中得到這樣的二值影象，可以使用 cvThreshold, cvAdaptiveThreshold 或 cvCanny. 本函式改變輸入影象內容。 


storage 
得到的輪廓的儲存容器 


first_contour 
輸出引數：包含第一個輸出輪廓的指標 


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，並且重構巢狀輪廓的全部 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，即函式只保留末端的象素點; 
CV_CHAIN_APPROX_TC89_L1, 
CV_CHAIN_APPROX_TC89_KCOS - 應用 Teh-Chin 鏈逼近演算法. CV_LINK_RUNS - 通過連線為 1 的水平碎片使用完全不同的輪廓提取演算法。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. 當輪廓是從影象 ROI 中提取出來的時候，使用偏移量有用，因為可以從整個影象上下文來對輪廓做分析. 
函式 cvFindContours 從二值影象中提取輪廓，並且返回提取輪廓的數目。指標 first_contour 的內容由函式填寫。它包含第一個最外層輪廓的指標，如果指標為 NULL，則沒有檢測到輪廓（比如影象是全黑的）。其它輪廓可以從 first_contour 利用 h_next 和 v_next 連結訪問到。 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物件識別 - 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    在影象中繪製外部和內部的輪廓。 


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 
用以繪製輪廓的影象。和其他繪圖函式一樣，邊界影象被感興趣區域（ROI）所剪下。 


contour  指標指向第一個輪廓。 


external_color   外層輪廓的顏色。 


hole_color   內層輪廓的顏色。 


max_level   繪製輪廓的最大等級。如果等級為0，繪製單獨的輪廓。如果為1，繪製輪廓及在其後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，繪製所有同級輪廓及所有低一級輪廓，諸此種種。如果值為負數，函式不繪製同級輪廓，但會升序繪製直到級別為abs(max_level)-1的子輪廓。 


thickness   繪製輪廓時所使用的線條的粗細度。如果值為負(e.g. =CV_FILLED),繪製內層輪廓。 


line_type   線條的型別。參考cvLine. 


offset  照給出的偏移量移動每一個輪廓點座標.當輪廓是從某些感興趣區域(ROI)中提取的然後需要在運算中考慮ROI偏移量時，將會用到這個引數。 


當thickness>=0,函式cvDrawContours在影象中繪製輪廓,或者當thickness<0時，填充輪廓所限制的區域。 

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code1 ：

 

#include "stdafx.h"
#include "cxcore.h"
#include "cv.h"
#include "highgui.h"


// 內輪廓填充
// 引數:
// 1. pBinary: 輸入二值影象，單通道，位深IPL_DEPTH_8U。
// 2. dAreaThre: 面積閾值，當內輪廓面積小於等於dAreaThre時，進行填充。
void FillInternalContours(IplImage *pBinary, double dAreaThre)
{
    double dConArea;
    CvSeq *pContour = NULL;
    CvSeq *pConInner = NULL;
    CvMemStorage *pStorage = NULL;
    // 執行條件
    if (pBinary)
    {
        // 查詢所有輪廓
        pStorage = cvCreateMemStorage(0);
        cvFindContours(pBinary, pStorage, &pContour, sizeof(CvContour), CV_RETR_CCOMP, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE);
        // 填充所有輪廓
        cvDrawContours(pBinary, pContour, CV_RGB(255, 255, 255), CV_RGB(255, 255, 255), 2, CV_FILLED, 8, cvPoint(0, 0));
        // 外輪廓迴圈
        int wai = 0;
        int nei = 0;
        for (; pContour != NULL; pContour = pContour->h_next)
        {
            wai++;
            // 內輪廓迴圈
            for (pConInner = pContour->v_next; pConInner != NULL; pConInner = pConInner->h_next)
            {
                nei++;
                // 內輪廓面積
                dConArea = fabs(cvContourArea(pConInner, CV_WHOLE_SEQ));
                printf("%f\n", dConArea);
            }
            CvRect rect = cvBoundingRect(pContour,0);
            cvRectangle(pBinary, cvPoint(rect.x, rect.y), cvPoint(rect.x + rect.width, rect.y + rect.height),CV_RGB(255,255, 255), 1, 8, 0);
        }

        printf("wai = %d, nei = %d", wai, nei);
        cvReleaseMemStorage(&pStorage);
        pStorage = NULL;
    }
}
int Otsu(IplImage* src)
{
    int height=src->height;
    int width=src->width;

    //histogram
    float histogram[256] = {0};
    for(int i=0; i < height; i++)
    {
        unsigned char* p=(unsigned char*)src->imageData + src->widthStep * i;
        for(int j = 0; j < width; j++)
        {
            histogram[*p++]++;
        }
    }
    //normalize histogram
    int size = height * width;
    for(int i = 0; i < 256; i++)
    {
        histogram[i] = histogram[i] / size;
    }

    //average pixel value
    float avgValue=0;
    for(int i=0; i < 256; i++)
    {
        avgValue += i * histogram[i];  //整幅影象的平均灰度
    }

    int threshold;
    float maxVariance=0;
    float w = 0, u = 0;
    for(int i = 0; i < 256; i++)
    {
        w += histogram[i];  //假設當前灰度i為閾值, 0~i 灰度的畫素(假設畫素值在此範圍的畫素叫做前景畫素) 所佔整幅影象的比例
        u += i * histogram[i];  // 灰度i 之前的畫素(0~i)的平均灰度值： 前景畫素的平均灰度值

        float t = avgValue * w - u;
        float variance = t * t / (w * (1 - w) );
        if(variance > maxVariance)
        {
            maxVariance = variance;
            threshold = i;
        }
    }

    return threshold;
}

int main()
{
    IplImage *img = cvLoadImage("c://temp.jpg", 0);
    IplImage *bin = cvCreateImage(cvGetSize(img), 8, 1);

    int thresh = Otsu(img);
    cvThreshold(img, bin, thresh, 255, CV_THRESH_BINARY);

    FillInternalContours(bin, 200);

    cvNamedWindow("img");
    cvShowImage("img", img);

    cvNamedWindow("result");
    cvShowImage("result", bin);

    cvWaitKey(-1);

    cvReleaseImage(&img);
    cvReleaseImage(&bin);

    return 0;
}

 

result1：

 

這種情況下，大月亮內部的兩個內輪廓沒有框出來。這個不是因為我的 rect框是 白色的緣故。。。。應該。

我斷點試了，就 cvRectangle 了 4次···

 

code2：

 

 

// test.cpp : 定義控制檯應用程式的入口點。
//
#include "stdafx.h"
#include "stdio.h"
#include "cv.h"
#include "highgui.h"
#include "Math.h"


int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    IplImage *src = cvLoadImage("c:\\temp.jpg", 0);
    IplImage *dsw = cvCreateImage(cvGetSize(src), 8, 1);
    IplImage *dst = cvCreateImage(cvGetSize(src), 8, 3);
    CvMemStorage *storage = cvCreateMemStorage(0);
    CvSeq *first_contour = NULL;

    //turn the src image to a binary image
    //cvThreshold(src, dsw, 125, 255, CV_THRESH_BINARY_INV);
    cvThreshold(src, dsw, 100, 255, CV_THRESH_BINARY);

    cvFindContours(dsw, storage, &first_contour, sizeof(CvContour), CV_RETR_LIST, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE);
    cvZero(dst);
    int cnt = 0;
    for(; first_contour != 0; first_contour = first_contour->h_next)
    {
        cnt++;
        CvScalar color = CV_RGB(rand()&255, rand()&255, rand()&255);
        cvDrawContours(dst, first_contour, color, color, 0, 2, CV_FILLED, cvPoint(0, 0));
        CvRect rect = cvBoundingRect(first_contour,0);
        cvRectangle(dst, cvPoint(rect.x, rect.y), cvPoint(rect.x + rect.width, rect.y + rect.height),CV_RGB(255, 0, 0), 1, 8, 0);
    }

    printf("the num of contours : %d\n", cnt);

    cvNamedWindow( "Source", 1 );
    cvShowImage( "Source", src );

    cvNamedWindow( "dsw", 1 );
    cvShowImage( "dsw", dsw );

    cvNamedWindow( "Components", 1 );
    cvShowImage( "Components", dst );

    cvReleaseMemStorage(&storage);
    cvWaitKey(-1);

    return 0;
}

 

resul2：

 

這種情況下 內輪廓也框出來了。。。。。

 

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看來閾值的選擇與想要的結果有很大關係哦。

如何適應不同的圖片呢？？？？？？？？？？？？？？？？？

 

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還有，每幅圖片裡面，最大的輪廓是整幅影象，可以根據其面積最大，去除 哦~~~修改如下：

 

area = fabs(cvContourArea(first_contour, CV_WHOLE_SEQ)); //cal the hole's area

 

 

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ps：

在寫後面那個 內輪廓填充的時候，才發現， dsw 是我二值化之後的影象，很明顯不應該是這樣子的呀。

我把 關於 Contours 的函式刪除之後 又 恢復正常了。不知道為嘛呢。 很顯然查出來的輪廓是 正確二值化之後的吧。 不知道為嘛會這樣顯示呢。

 

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ps：

再看另一個圖的結果：

總有 9 個輪廓。

另外，計算了下，每個大輪廓內部的 小輪廓的數目 conner ，結果顯示都為0.

看看第一個大五角星。 應該是把 邊邊作為了一個輪廓， 把 內部 黑色區域作為一個 輪廓 了吧？？？？

還有，這幅圖片 沒有被當做一個大輪廓，上面那個小貓的，整幅圖片被框了一下啊。。。。。。。。。。。。

 

 

 

另外i， 把 關於 cvFindContours && cvDrawContours 兩個函式部分刪除，二值化結果如下：