OpenCV-Python教程:19.轮廓属性

Python045

OpenCV-Python教程:19.轮廓属性,第1张

1图像矩

帮你计算一些属性,比如重心,面积等。

函数cv2.moments()会给你一个字典,包含所有矩值

你可以从这个里面得到有用的数据比如面积,重心等。重心可以用下面的式子得到:

2.轮廓面积

轮廓面积由函数cv2.contourArea()得到或者从矩里得到M['m00']

3.轮廓周长

可以用cv2.arcLength()函数得到。第二个参数指定形状是否是闭合的轮廓(如果传True)。或者只是一个曲线。

4.轮廓近似

这会把轮廓形状近似成别的边数少的形状,边数由我们指定的精确度决定。这是Douglas-Peucker算法的实现。

要理解这个,假设你试图找一个图像里的方块,但是由于图像里的一些问题,你得不到一个完美的方块,只能得到一个“坏方块”。现在你可以使用这个函数来近似,第二个参数叫epsilon,是从轮廓到近似轮廓的最大距离。是一个准确率参数,好的epsilon的选择可以得到正确的输出。

在下面第二个图像里,绿线显示了epsilon = 10% of arc length 的近似曲线。第三个图像显示了epsilon = 1% of the arc length。第三个参数指定曲线是否闭合。

5.凸形外壳

凸形外壳和轮廓近似类似,但是还不一样(某些情况下两个甚至提供了同样的结果)。这儿,cv2.convexHull()函数检查凸面曲线缺陷并修复它。一般来说,凸面曲线总是外凸的,至少是平的,如果它内凹了,这就叫凸面缺陷。比如下面这张图,红线显示了手的凸形外壳。双向箭头显示了凸面缺陷,是轮廓外壳的最大偏差。

参数详情:

·points 是我们传入的轮廓

·hull 是输出,一般我们不用传

·clockwise: 方向标示,如果是True,输出凸形外壳是顺时针方向的。否则,是逆时针的。

·returnPoints:默认是True。然后会返回外壳的点的坐标。如果为False,它会返回轮廓对应外壳点的索引。

所以要获得凸形外壳,下面

但是如果你想找到凸面缺陷,你需要传入returnPoints = False。我们拿上面的矩形图形来说,首先我找到他的轮廓cnt,现在用returnPoints = True来找他的凸形外壳,我得到下面的值:[[[234 202]], [[51 202]], [51 79]], [[234 79]]]  是四个角的点。如果你用returnPoints = False,我会得到下面的结果:[[129], [67], [0], [142]].  这是轮廓里对应点的索引,比如cnt[129] = [234, 202]],这和前面结果一样。

6.检查凸面

有一个函数用来检查是否曲线是凸面, cv2.isContourConvex().它返回True或False。

7.边界矩形

有两种边界矩形

7.a.正边界矩形

这个矩形不考虑对象的旋转,所以边界矩形的面积不是最小的,函数是cv2.boundingRect()。

假设矩形左上角的坐标是(x,y), (w, h)是它的宽和高

7.b.渲染矩形

这个边界矩形是用最小面积画出来的,所以要考虑旋转。函数是cv2.minAreaRect()。它返回一个Box2D结构,包含了(左上角(x,y),(width, height),旋转角度)。但是要画这个矩形我们需要4个角。这四个角用函数cv2.boxPoints()得到

8.最小闭包圆

我们找一个目标的外接圆可以用函数cv2.minEnclosingCircle().这个圆用最小面积完全包围目标。

9.椭圆

用一个椭圆来匹配目标。它返回一个旋转了的矩形的内接椭圆

10. 直线

类似的我们可以匹配一根直线,下面的图像包含一系列的白色点,我们可以给它一条近似的直线。

END

1、查找轮廓(find_contours)

measure模块中的find_contours()函数,可用来检测二值图像的边缘轮廓。

函数原型为:

skimage.measure.find_contours(array, level)

array: 一个二值数组图像

level: 在图像中查找轮廓的级别值

返回轮廓列表集合,可用for循环取出每一条轮廓。

例1:

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

from skimage import measure,draw 

#生成二值测试图像

img=np.zeros([100,100])

img[20:40,60:80]=1  #矩形

rr,cc=draw.circle(60,60,10)  #小圆

rr1,cc1=draw.circle(20,30,15) #大圆

img[rr,cc]=1

img[rr1,cc1]=1

#检测所有图形的轮廓

contours = measure.find_contours(img, 0.5)

#绘制轮廓

fig, (ax0,ax1) = plt.subplots(1,2,figsize=(8,8))

ax0.imshow(img,plt.cm.gray)

ax1.imshow(img,plt.cm.gray)

for n, contour in enumerate(contours):

    ax1.plot(contour[:, 1], contour[:, 0], linewidth=2)

ax1.axis('image')

ax1.set_xticks([])

ax1.set_yticks([])

plt.show()

结果如下:不同的轮廓用不同的颜色显示