轮廓

Opencv实战系列，前文：

(1).查找绘制

预处理：

• 灰度化：使用cv::cvtColor()
• 图像去噪：使用高斯滤波cv::Gaussian()
• 二值化：使用cv::Threshold()
• 形态学处理：cv::morphologyEx()

其中灰度化可以将3通道图像转化为单通道图像，以便进行二值化门限分割；去噪可以有效剔除图像中的异常独立噪点；二值化是为轮廓查找函数提供单通道图像；形态学的某些处理通常可以剔除细小轮廓，联通断裂的轮廓。

1.findContours()

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

• contours : 输出：检测到的轮廓。由若干个cv::Point类型的点组成了单个轮廓std :: vector < cv :: Point >，再由若干个轮廓组成输入图像中的全部轮廓std::vector<std :: vector < cv :: Point >>
• hierarchy : 输出：轮廓级别信息。Hierarchy为可选输出变量，是std::vector< cv::Vec4i>类型的向量（每个元素都是一个4个int值构成的向量）。它具有与轮廓数量一样多的元素。例如，第i个轮廓， hierarchy[i][0]，hierarchy[i][0]，hierarchy[i][2]和hierarchy[i][3]依次为：第i个轮廓的[Next, Previous, First_Child, Parent]，即轮廓i相同等级的下一轮廓、前一轮廓，第一个子轮廓和父轮廓（上一级轮廓）的索引号（即contours向量中的轮廓序号）。如果轮廓i没有下一个，前一个，父级或嵌套轮廓，则层次结构[i]的相应元素将为负数。

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 : 待绘制轮廓序号

(2).层级结构

OpenCV中每个轮廓都有自己的信息，关于它是什么层次结构，谁是它的子轮廓，谁是它的父轮廓等.OpenCV将它表示为四个int值的数组，类型为cv::Vec4i（4个int值）：

[Next，Previous，First_Child，Parent]

hierarchy数组在OpenCV中是一个四维数组，hierarchy数组的四维结构为 [轮廓索引, 轮廓信息, 关系信息]

• Next

Next表示同一级别的下一个轮廓索引。例如，在我们的图片中取出轮廓-0。同一水平的下一个轮廓是轮廓-1。 所以简单地说Next = 1。类似地，对于轮廓-1，next是轮廓-2。 所以Next = 2。
轮廓-2的同一级别没有下一个轮廓，所以轮廓-2的Next = -1。轮廓-4呢？它与轮廓-5处于同一水平。所以它的下一个轮廓是轮廓-5，所以轮廓-4的Next = 5。

• Previous

Previous表示同一级别的上一个轮廓索引。例如，轮廓-1的上一个轮廓在同一级别中为轮廓-0。 类似地，对于轮廓-2，它的上一个轮廓是轮廓-1。而对于轮廓-0，没有先前的，所以把它的Previous = -1。

• First_Child

First_Child表示当前轮廓的第一个子轮廓索引。例如，对于轮廓-2，子轮廓是轮廓-2a。因此轮廓-2的First_Child为轮廓-2a的相应索引值。轮廓-3a呢？它有两个子轮廓。但hierarchy参数只记录第一个子轮廓，因此它是轮廓-4的索引值。因此，对于轮廓-3a，First_Child = 4。

• Parent

Parent表示当前轮廓的父轮廓索引。对于轮廓-4和轮廓-5，它们的父轮廓都是轮廓-3a。对于轮廓-3a，它的父轮廓是轮廓-3，依此类推。

(3).筛选轮廓

首次查找轮廓有许多中间有空洞的轮廓不符合要求，下面就通过遍历每一个轮廓的hierarchy级别参数的第3第4个参数来找到那些有子轮廓或者有父轮廓的轮廓，并删除之。注意向量迭代器的使用，删除后会返回下一个向量的指针；此外，contours与hierarchy元素需要同步删除和并递增迭代器，以保持编号对应关系，否则会删错。

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

凸包外观看起来与轮廓逼近相似，但并非如此(在某些情况下两者可能提供相同的结果)。一般而言，凸曲线是始终凸出或至少平坦的曲线。如果在内部凸出，则称为凸度缺陷。例如，检查下面的手的图像。红线显示手的凸包。双向箭头标记显示凸度缺陷，这是船体与轮廓线之间的局部最大偏差。

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

• clockwise：方向标记。如果为True，则输出凸包为顺时针方向。否则，其方向为逆时针方向。
• returnPoints：默认情况下为True。然后返回船体点的坐标。如果为False，则返回与船体点相对应的轮廓点的索引。