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如何使用Python OpenCV提取物体轮廓详解

发布于:2022-05-12 13:53:08  栏目:技术文档

通常提取物体的轮廓时,图像都存在噪声,提取效果并不理想。如提取下图的轮廓时,提取代码:`import cv2

img = cv2.imread(“mouse.png”)cv2.imshow(“origin”,img)gray = cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2GRAY)ret,binary = cv2.threshold(gray,128,255,cv2.THRESH_BINARY)cv2.imshow(“binary”,binary)

contours, hierarchy = cv2.findContours(binary,cv2.RETR_TREE,cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)cv2.drawContours(img,contours,-1,(0,0,255),3)cv2.imshow(“result”, img)cv2.waitKey(0)` 提取效果:可以看出存在非常严重的噪声干扰。因此,提取轮廓之前需要过滤噪声的干扰。

首先,进行对图像进行均值滤波(低通滤波),去除噪声blured = cv2.blur(img,(5,5)) cv2.imshow("blur",blured)使用floodfill来去掉目标周围的背景,泛洪填充类始于ps的魔棒工具,这里用来清除背景。`mask = np.zeros((h+2, w+2), np.uint8) #掩码长和宽都比输入图像多两个像素点,泛洪填充不会超出掩码的非零边缘

进行泛洪填充

cv2.floodFill(blured, mask, (10,10), (255,255,255), (2,2,2),(3,3,3),8)cv2.imshow(“floodfill”, blured)`floodFill函数解析

img:为待使用泛洪算法的图像mask:为掩码层,使用掩码可以规定是在哪个区域使用该算法,如果是对于完整图像都要使用,则掩码层大小为原图行数+2,列数+2.是一个二维的0矩阵,边缘一圈会在使用算法是置为1。而只有对于掩码层上对应为0的位置才能泛洪,所以掩码层初始化为0矩。【dtype:np.uint8】seed:为泛洪算法的种子点,也是根据该点的像素判断决定和其相近颜色的像素点,是否被泛洪处理。newvalue:是对于泛洪区域新赋的值(B,G,R)(loDiff1,loDiff2,loDiff3):是相对于seed种子点像素可以往下的像素值,即seed(B0,G0,R0),泛洪区域下界为(B0-loDiff1,G0-loDiff2,R0-loDiff3)(upDiff1,upDiff2,upDiff3):是相对于seed种子点像素可以往上的像素值,即seed(B0,G0,R0),泛洪区域上界为(B0+upDiff1,G0+upDiff2,R0+upDiff3)flag:为泛洪算法的处理模式: 低八位 控制算法的连通性,是以seed点为中心,接着判断周围的几个像素点,再将泛洪区域像素点周围的几个像素点进行考虑。 一般为4,8;默认为4 中间八位 与掩码层赋值密切相关,一般使用(255<<8)使中间8位全位1,则值为255,也就是掩码层对应原图的泛洪区域的部分被由原来的初值0赋值成255,如果中间8位为0,则赋值为1. 高八位 由opencv宏参数指定cv2.FLOODFILL_FIXED_RANGE:改变图像,填充newvaluecv2.FLOODFILL_MASK_ONLY:不改变原图像,也就是newvalue参数失去作用,而是改变对应区域的掩码,设为中间八位的值然后转换成灰度图gray = cv2.cvtColor(blured,cv2.COLOR_BGR2GRAY) cv2.imshow("gray", gray)此时目标图像周围有写不光滑,还有一些噪声,因此进行开闭运算,得到比较光滑的目标`#定义结构元素kernel = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT,(50, 50))

开闭运算,先开运算去除背景噪声,再继续闭运算填充目标内的孔洞

opened = cv2.morphologyEx(gray, cv2.MORPH_OPEN, kernel)closed = cv2.morphologyEx(opened, cv2.MORPH_CLOSE, kernel)cv2.imshow(“closed”, closed)`接着转换成二值图以便于获取图像的轮廓

最后进行轮廓提取,抓取到目标`#找到轮廓_,contours, hierarchy = cv2.findContours(binary,cv2.RETR_TREE,cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)

绘制轮廓

cv2.drawContours(img,contours,-1,(0,0,255),3)

绘制结果

cv2.imshow(“result”, img)全部代码:#coding=utf-8import cv2import numpy as np

img = cv2.imread(“temp.jpg”) #载入图像h, w = img.shape[:2] #获取图像的高和宽cv2.imshow(“Origin”, img) #显示原始图像

blured = cv2.blur(img,(5,5)) #进行滤波去掉噪声cv2.imshow(“Blur”, blured) #显示低通滤波后的图像

mask = np.zeros((h+2, w+2), np.uint8) #掩码长和宽都比输入图像多两个像素点,满水填充不会超出掩码的非零边缘

进行泛洪填充

cv2.floodFill(blured, mask, (w-1,h-1), (255,255,255), (2,2,2),(3,3,3),8)cv2.imshow(“floodfill”, blured)

得到灰度图

gray = cv2.cvtColor(blured,cv2.COLOR_BGR2GRAY)cv2.imshow(“gray”, gray)

定义结构元素

kernel = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT,(50, 50))

开闭运算,先开运算去除背景噪声,再继续闭运算填充目标内的孔洞

opened = cv2.morphologyEx(gray, cv2.MORPH_OPEN, kernel)closed = cv2.morphologyEx(opened, cv2.MORPH_CLOSE, kernel)cv2.imshow(“closed”, closed)

求二值图

ret, binary = cv2.threshold(closed,250,255,cv2.THRESH_BINARY)cv2.imshow(“binary”, binary)

找到轮廓

_,contours, hierarchy = cv2.findContours(binary,cv2.RETR_TREE,cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)

绘制轮廓

cv2.drawContours(img,contours,-1,(0,0,255),3)

绘制结果

cv2.imshow(“result”, img)

cv2.waitKey(0)cv2.destroyAllWindows()`

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