目标

• 理解什么是轮廓
• 学习找轮廓，绘制轮廓等
• 函数：cv2.findContours()，cv2.drawContours()

什么是轮廓

轮廓可以简单认为成将连续的点（连着边界）连在一起的曲线，具有相同的颜色或者灰度。轮廓在形状分析和物体的检测和识别中很有用。

• 为了更加准确，要使用二值化图像。在寻找轮廓之前，要进行阈值化处理或者 Canny 边界检测。
• 查找轮廓的函数会修改原始图像。如果你在找到轮廓之后还想使用原始图像的话，你应该将原始图像存储到其他变量中。
• 在 OpenCV 中，查找轮廓就像在黑色背景中找白色物体。你应该记住，要找的物体应该是白色而背景应该是黑色。

让我们看看如何在一个二值图像中查找轮廓：

函数 cv2.findContours() 有三个参数，第一个是输入图像，第二个是轮廓检索模式，第三个是轮廓近似方法。返回值有三个，第一个是图像，第二个是轮廓，第三个是（轮廓的）层析结构。轮廓（第二个返回值）是一个 Python列表，其中存储这图像中的所有轮廓。每一个轮廓都是一个 Numpy 数组，包含对象边界点（x，y）的坐标。

注意：我们后边会对第二和第三个参数，以及层次结构进行详细介绍。在那之前，例子中使用的参数值对所有图像都是适用的。

怎样绘制轮廓

函数 cv2.drawContours() 可以被用来绘制轮廓。它可以根据你提供的边界点绘制任何形状。它的第一个参数是原始图像，第二个参数是轮廓，一个 Python 列表。第三个参数是轮廓的索引（在绘制独立轮廓是很有用，当设置为 -1 时绘制所有轮廓）。接下来的参数是轮廓的颜色和厚度等。

在一幅图像上绘制所有的轮廓：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import cv2

img = cv2.imread(r'/Documents/2d36d7c607b0f923a9aa3ef1a7b274cb.jpg')
# 转为灰度图
img_gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
# 把原图二值化——选取一个全局阈值`thresh`，然后根据全局阈值将一幅灰度图二值化，将灰度图img中灰度值小于阈值的点置0，灰度值大于175的点置255
ret, thresh = cv2.threshold(img_gray, 127, 255, 0)
# 检测图像连通区（输入为二值化图像）
contours, heirarchy = cv2.findContours(thresh, cv2.RETR_TREE, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE) 
# 绘制寻找到的轮廓线（在原始图像上绘制轮廓线）
img_contours = cv2.drawContours(img, contours, -1, (0,255,0), 3)
plt.imshow(img_contours)

函数cv2.findContours(image, mode, method[, offset])

概述：
寻找一个二值图像的轮廓。注意黑色表示背景，白色表示物体，即在黑色背景里寻找白色物体的轮廓

参数：
image:8位单通道图像。非零像素值视为1，所以图像视作二值图像
mode:轮廓检索的方式
cv2.RETR_EXTERNAL:只检索外部轮廓
cv2.RETR_LIST: 检测所有轮廓且不建立层次结构
cv2.RETR_CCOMP: 检测所有轮廓，建立两级层次结构
cv2.RETR_TREE: 检测所有轮廓，建立完整的层次结构
method:轮廓近似的方法
cv2.CHAIN_APPROX_NONE:存储所有的轮廓点
cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE:压缩水平，垂直和对角线段，只留下端点。 例如矩形轮廓可以用4个点编码。
cv2.CHAIN_APPROX_TC89_L1,cv2.CHAIN_APPROX_TC89_KCOS:使用Teh-Chini chain近似算法
offset:（可选参数）轮廓点的偏移量，格式为tuple,如（-10，10）表示轮廓点沿X负方向偏移10个像素点，沿Y正方向偏移10个像素点
返回值
contours:轮廓点。列表格式，每一个元素为一个3维数组（其形状为（n,1,2），其中n表示轮廓点个数，2表示像素点坐标）,表示一个轮廓
hierarchy:轮廓间的层次关系,为三维数组，形状为（1,n,4），其中n表示轮廓总个数，4指的是用4个数表示各轮廓间的相互关系。第一个数表示同级轮廓的下一个轮廓编号，第二个数表示同级轮廓的上一个轮廓的编号，第三个数表示该轮廓下一级轮廓的编号，第四个数表示该轮廓的上一级轮廓的编号

函数cv2.drawContours(image, contours, contourIdx, color[, thickness[, lineType[, hierarchy[, maxLevel[, offset]]]])

概述
绘制轮廓线或者填充轮廓

参数
image:需要绘制轮廓的目标图像，注意会改变原图
contours:轮廓点，上述函数cv2.findContours()的第一个返回值
contourIdx:轮廓的索引，表示绘制第几个轮廓，-1表示绘制所有的轮廓
color:绘制轮廓的颜色
thickness:（可选参数）轮廓线的宽度，-1表示填充
lineType:（可选参数）轮廓线型，包括cv2.LINE_4,cv2.LINE_8（默认）,cv2.LINE_AA,分别表示4邻域线，8领域线，抗锯齿线（可以更好地显示曲线）
hierarchy:（可选参数）层级结构，上述函数cv2.findContours()的第二个返回值，配合maxLevel参数使用
maxLevel:（可选参数）等于0表示只绘制指定的轮廓，等于1表示绘制指定轮廓及其下一级子轮廓，等于2表示绘制指定轮廓及其所有子轮廓
offset:（可选参数）轮廓点的偏移量