使用OpenCV polylines畫出多邊形輪廓

一、OpenCV中的多邊形輪廓

在OpenCV中，多邊形輪廓是指由一組點連接而成的多邊形邊緣線。這些點是通過輪廓檢測演算法找出來的，比如findContours等。輪廓是在二值圖像中檢測出來的，因此在使用輪廓之前，需要先得到二值圖像。在得到了輪廓點集之後，可以使用polylines函數將輪廓畫出來。

二、使用polylines畫出多邊形輪廓

在OpenCV中，polylines函數用於繪製由一組點連接而成的多邊形。它的函數原型為：

void polylines(InputOutputArray img, InputArrayOfArrays pts, bool isClosed, const Scalar& color, int thickness=1, int lineType=LINE_8, int shift=0);

該函數接受3個必選參數:

• img: 用於繪製的圖像
• pts: 多邊形輪廓點的容器，其中每個元素都是表示多邊形某一部分的點集，通常是一個vector類型。
• isClosed: 多邊形是否閉合（布爾類型）

接下來是一些可選參數:

• color: 多邊形輪廓的顏色
• thickness: 多邊形輪廓線寬
• lineType: 多邊形輪廓線型
• shift: 定點坐標小數位數

示例代碼如下：

//讀入圖像和處理後的二值圖像
Mat image = imread("example.jpg"); 
Mat gray, binary;
cvtColor(image, gray, COLOR_BGR2GRAY); //灰度化
threshold(gray, binary, 0, 255, THRESH_BINARY); //二值化

//尋找輪廓並繪製
vector< vector > contour; //定義輪廓點集
findContours(binary, contour, RETR_EXTERNAL, CHAIN_APPROX_SIMPLE); //尋找輪廓
Mat result;
cvtColor(binary, result, COLOR_GRAY2BGR); //轉換為3通道圖像
polylines(result, contour, true, Scalar(0,255,0), 1); //繪製多邊形輪廓
imshow("polylines", result); //顯示圖像
waitKey(0);

三、關於函數參數的詳解

在上面的代碼中，我們使用了findContours函數找到了多個輪廓點集，然後使用polylines函數一次性將所有輪廓繪製出來。但是在實際應用中，也會有隻想繪製其中的一個輪廓的情況。這時候需要對函數參數進行一定的修改。

首先，pts參數需要傳入指向要繪製的輪廓點集的指針或引用。對於只想繪製其中一個輪廓的情況，可以使用如下代碼:

vector contour = contours[0]; //指向第1個輪廓點集
polylines(image, &contour, true, Scalar(0,255,0), 1);

注意，將vector傳給InputArrayOfArrays類型的參數時，需要使用&符號取地址。這是因為進一步封裝時，vector是一個Object_類型，其數組的指針存儲在Object_類的指針中。

其次，color參數需要傳入Scalar類型的值，表示輪廓的顏色。Scalar有4個構造函數，分別是無參、單參、雙參和四參，具體如下：

Scalar s1;           //Scalar(0, 0, 0, 0)
Scalar s2(val);      //Scalar(val, val, val, val)
Scalar s3(val1, val2);//Scalar(val1, val2, 0, 0)
Scalar s4(val1, val2, val3, val4);//Scalar(val1, val2, val3, val4)

如有需要，可以根據實際情況傳不同的參數。

四、更多常見用法

在OpenCV中，polylines函數使用非常廣泛，下面是一些常見的用法：

1. 繪製多線段輪廓

當設置isClosed=false時，polylines函數可以繪製多個不相連的線段。示例代碼如下：

vector pts1(3);
pts1[0] = Point(100,100);
pts1[1] = Point(200,200);
pts1[2] = Point(300,100);
vector pts2(3);
pts2[0] = Point(100,200);
pts2[1] = Point(200,300);
pts2[2] = Point(300,200);
vector<vector> pts(2);
pts[0] = pts1;
pts[1] = pts2;
polylines(result, pts, false, Scalar(0,0,255), 2);

執行該代碼後，會在圖像中繪製出由多個線段組成的圖形。如下圖所示：

2. 連接末尾和起始點的輪廓

當設置isClosed=true時，polylines函數可以繪製一個封閉的多邊形輪廓。示例代碼如下:

Point pts1[3];
pts1[0] = Point(100,100);
pts1[1] = Point(200,200);
pts1[2] = Point(300,100);
Point pts2[3];
pts2[0] = Point(100,200);
pts2[1] = Point(200,300);
pts2[2] = Point(300,200);
Point* pts[] = {pts1, pts2};
const int npts[] = {3, 3};
polylines(result, pts, npts, 2, true, Scalar(0,0,255), 2);

執行該代碼後，會在圖像中繪製出由兩個多邊形（三角形）組成的圖形。如下圖所示：

五、總結

本文主要講述了如何使用OpenCV polylines函數繪製多邊形輪廓。我們介紹了polylines的函數原型，以及傳入參數的具體含義。除此之外，我們還針對常見用法進行了講解，如繪製多線段輪廓、連接末尾和起始點的輪廓等。通過本文的學習，讀者可以更加深入地了解OpenCV中的多邊形輪廓的相關知識。