使用 OpenCV 在 Python 中检测图像中的形状

系统管理员 2023-10-01 15:49 2阅读 0赞

OpenCV 是一个开源库，主要用于处理图像和视频以识别形状、对象、文本等。它主要与 python 一起使用。在本文中，我们将了解如何检测图像中的形状。为此，我们需要OpenCV 的**cv2.findContours()**函数，并且我们将使用**cv2.drawContours()**函数在图像上绘制边缘。轮廓是形状的轮廓或边界。

#### 方法 ####

*  导入模块
 *  导入图片
 *  将其转换为灰度图像
 *  对图像应用阈值，然后找出轮廓。
 *  在轮廓范围内运行一个循环并遍历它。
 *  在这个循环中绘制形状的轮廓（使用 drawContours() ）并找出形状的中心点。
 *  根据检测到的形状有多少个轮廓点对检测到的形状进行分类，并将检测到的形状名称放在形状的中心点。

#### 使用的功能 ####

*  **cv2.findContours()：**基本上这个方法找出图像中所有形状的边界点。

> **语法：** cv2.findContours(src, contour\_retrieval, contours\_approximation)
> 
> **参数：**
> 
>  *  **src：**输入图像 n 维（但在我们的示例中，我们将使用  
>     最首选的 2 维图像。）
>  *  **轮廓检索：**
>     
>      *  cv.RETR\_EXTERNAL：只检索极端外轮廓
>      *  cv.RETR\_LIST：检索所有轮廓而不建立任何层次关系。
>      *  cv.RETR\_TREE：检索所有轮廓并重建嵌套轮廓的完整层次结构。
>  *  **轮廓近似：**
>     
>      *  cv.CHAIN\_APPROX\_NONE：它将存储所有边界点。
>      *  cv.CHAIN\_APPROX\_SIMPLE：它将存储端点的数量（例如，如果是矩形，它将存储4个）
> 
> **返回值：**轮廓点列表

*  **cv2.drawContours() ：**此方法绘制轮廓。如果您提供边界点，它也可以绘制形状。

> **语法：** cv.DrawContours(src、contour、contourIndex、color、thickness)
> 
> **参数：**
> 
>  *  **src：** n维图像
>  *  **轮廓：**可以列出轮廓点。
>  *  **轮廓指数：**
>     
>      *  \-1：绘制所有轮廓
>  *  要绘制单个轮廓，我们可以在此处传递索引值
>     
>      *  **颜色：**颜色值
>      *  **厚度：**轮廓的大小

**输入：**

![2a8a6deae392b454b34ad60efe1b23c0.png][]

**程序：**

*  Python3

<table style="width:581.938px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="text-align:left;vertical-align:baseline;width:601.641px;"> 
    <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>import</code> <code>cv2</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>import</code> <code>numpy as np</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>from</code> <code>matplotlib </code><code>import</code> <code>pyplot as plt</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;</code>&nbsp;</span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code># reading image</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>img </code><code>=</code> <code>cv2.imread(</code><code>'shapes.png'</code><code>)</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;</code>&nbsp;</span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code># converting image into grayscale image</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>gray </code><code>=</code> <code>cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;</code>&nbsp;</span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code># setting threshold of gray image</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>_, threshold </code><code>=</code> <code>cv2.threshold(gray, </code><code>127</code><code>, </code><code>255</code><code>, cv2.THRESH_BINARY)</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;</code>&nbsp;</span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code># using a findContours() function</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>contours, _ </code><code>=</code> <code>cv2.findContours(</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>threshold, cv2.RETR_TREE, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;</code>&nbsp;</span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>i </code><code>=</code> <code>0</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;</code>&nbsp;</span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code># list for storing names of shapes</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>for</code> <code>contour </code><code>in</code> <code>contours:</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;</code>&nbsp;</span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code># here we are ignoring first counter because&nbsp;</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code># findcontour function detects whole image as shape</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>if</code> <code>i </code><code>=</code><code>=</code> <code>0</code><code>:</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>i </code><code>=</code> <code>1</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>continue</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;</code>&nbsp;</span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code># cv2.approxPloyDP() function to approximate the shape</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>approx </code><code>=</code> <code>cv2.approxPolyDP(</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>contour, </code><code>0.01</code> <code>*</code> <code>cv2.arcLength(contour, </code><code>True</code><code>), </code><code>True</code><code>)</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp;</span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code># using drawContours() function</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>cv2.drawContours(img, [contour], </code><code>0</code><code>, (</code><code>0</code><code>, </code><code>0</code><code>, </code><code>255</code><code>), </code><code>5</code><code>)</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;</code>&nbsp;</span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code># finding center point of shape</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>M </code><code>=</code> <code>cv2.moments(contour)</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>if</code> <code>M[</code><code>'m00'</code><code>] !</code><code>=</code> <code>0.0</code><code>:</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>x </code><code>=</code> <code>int</code><code>(M[</code><code>'m10'</code><code>]</code><code>/</code><code>M[</code><code>'m00'</code><code>])</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>y </code><code>=</code> <code>int</code><code>(M[</code><code>'m01'</code><code>]</code><code>/</code><code>M[</code><code>'m00'</code><code>])</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;</code>&nbsp;</span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code># putting shape name at center of each shape</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>if</code> <code>len</code><code>(approx) </code><code>=</code><code>=</code> <code>3</code><code>:</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>cv2.putText(img, </code><code>'Triangle'</code><code>, (x, y),</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, </code><code>0.6</code><code>, (</code><code>255</code><code>, </code><code>255</code><code>, </code><code>255</code><code>), </code><code>2</code><code>)</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;</code>&nbsp;</span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>elif</code> <code>len</code><code>(approx) </code><code>=</code><code>=</code> <code>4</code><code>:</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>cv2.putText(img, </code><code>'Quadrilateral'</code><code>, (x, y),</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, </code><code>0.6</code><code>, (</code><code>255</code><code>, </code><code>255</code><code>, </code><code>255</code><code>), </code><code>2</code><code>)</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;</code>&nbsp;</span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>elif</code> <code>len</code><code>(approx) </code><code>=</code><code>=</code> <code>5</code><code>:</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>cv2.putText(img, </code><code>'Pentagon'</code><code>, (x, y),</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, </code><code>0.6</code><code>, (</code><code>255</code><code>, </code><code>255</code><code>, </code><code>255</code><code>), </code><code>2</code><code>)</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;</code>&nbsp;</span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>elif</code> <code>len</code><code>(approx) </code><code>=</code><code>=</code> <code>6</code><code>:</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>cv2.putText(img, </code><code>'Hexagon'</code><code>, (x, y),</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, </code><code>0.6</code><code>, (</code><code>255</code><code>, </code><code>255</code><code>, </code><code>255</code><code>), </code><code>2</code><code>)</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;</code>&nbsp;</span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>else</code><code>:</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>cv2.putText(img, </code><code>'circle'</code><code>, (x, y),</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, </code><code>0.6</code><code>, (</code><code>255</code><code>, </code><code>255</code><code>, </code><code>255</code><code>), </code><code>2</code><code>)</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;</code>&nbsp;</span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code># displaying the image after drawing contours</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>cv2.imshow(</code><code>'shapes'</code><code>, img)</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>&nbsp;</code>&nbsp;</span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>cv2.waitKey(</code><code>0</code><code>)</code></span> 
     </div> 
     <div style="margin-left:0;text-align:left;"> 
      <span style="background-color:#ffffff;"><code>cv2.destroyAllWindows()</code></span> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**输出：**

![bb7c0630f9bc1d893307ef8a092bd890.png][]

[2a8a6deae392b454b34ad60efe1b23c0.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/2a8a6deae392b454b34ad60efe1b23c0.png
[bb7c0630f9bc1d893307ef8a092bd890.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/bb7c0630f9bc1d893307ef8a092bd890.png