《OpenCV轻松入门：面向Python》读书笔记
作者：李立宗
出版社：电子工业出版社
出版时间：2019-05

第12章 图像轮廓

12.2 矩特征

• 比较两个轮廓最简单的方法是比较二者的轮廓矩。
• 轮廓矩代表了一个轮廓、一幅图像、一组点集的全局特征。矩信息包含了对应对象不同类型的几何特征，例如大小、位置、角度、形状等。
• 矩特征被广泛地应用在模式识别、图像识别等方面。

1) 矩的计算：moments函数

  OpenCV提供了函数cv2.moments()来获取图像的moments特征。通常情况下，我们将使用函数cv2.moments()获取的轮廓特征称为“轮廓矩”。轮廓矩描述了一个轮廓的重要特征，使用轮廓矩可以方便地比较两个轮廓。
函数cv2.moments()的语法格式为：

retval=cv2.moments(array [, binaryImage])

式中有两个参数：

• array：可以是点集，也可以是灰度图像或者二值图像。当array是点集时，函数会把这些点集当成轮廓中的顶点，把整个点集作为一条轮廓，而不是把它们当成独立的点来看待。
• binaryImage：该参数为True时，array内所有的非零值都被处理为1。该参数仅在参数array为图像时有效。

该函数的返回值retval是矩特征，主要包括：
（1）空间矩

• 零阶矩：m00
• 一阶矩：m10, m01
• 二阶矩：m20, m11, m02
• 三阶矩：m30, m21, m12, m03

（2）中心矩

• 二阶中心矩：mu20, mu11, mu02
• 三阶中心矩：mu30, mu21, mu12, mu03

（3）归一化中心矩

• 二阶Hu矩：nu20, nu11, nu02
• 三阶Hu矩：nu30, nu21, nu12, nu03

在OpenCV中，函数cv2.moments()会同时计算上述空间矩、中心矩和归一化中心距。

2) 计算轮廓的面积：contourArea函数

函数cv2.contourArea()用于计算轮廓的面积。该函数的语法格式为：

retval=cv2.contourArea(contour[, oriented])

式中的返回值retval是面积值。
式中有两个参数：

• contour是轮廓。
• oriented是布尔型值。当它为True 时，返回的值包含正/负号，用来表示轮廓是顺时针还是逆时针的。该参数的默认值是False，表示返回的retval是一个绝对值。

【例12.6】使用函数cv2.contourArea()计算各个轮廓的面积,将面积大于15000的轮廓筛选出来。

#筛选出大于特定大小的轮廓
import cv2
import numpy as np
o = cv2.imread('contours.bmp')  
cv2.imshow("original",o)
gray = cv2.cvtColor(o,cv2.COLOR_BGR2GRAY)  
ret, binary = cv2.threshold(gray,127,255,cv2.THRESH_BINARY)  
image,contours, hierarchy = cv2.findContours(binary,
                                             cv2.RETR_LIST,
                                             cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)  
n=len(contours)
contoursImg=[]
for i in range(n):
    temp=np.zeros(o.shape,np.uint8)
    contoursImg.append(temp)
    contoursImg[i]=cv2.drawContours(contoursImg[i],
               contours,i,(255,255,255),3)
    if cv2.contourArea(contours[i])>15000:
        cv2.imshow("contours[" + str(i)+"]",contoursImg[i])    
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

3) 计算轮廓的长度：arcLength函数

函数cv2.arcLength()用于计算轮廓的长度，其语法格式为：

retval=cv2.arcLength(curve, closed)

式中返回值retval是轮廓的长度（周长）。
上式中有两个参数：

• curve是轮廓。
• closed是布尔型值，用来表示轮廓是否是封闭的。该值为True时，表示轮廓是封闭的。