极客教程Numpy和Python在OpenCV中绘制自己的等高线
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一、什么是等高线？
等高线是一种非常有用的方式，用于可视化连续变量的“高度”或“深度”图像。在地图上，等高线展示了山脉或河流等地貌特征。在OpenCV中，等高线可以用于对象边界的识别和多个对象之间的区分。
二、使用Python和OpenCV创建自己的等高线
Python中的OpenCV提供了许多函数来处理图像。这些函数可以用于各种任务，包括二值化、边缘检测和图像分割。在本节中，我们将学习如何使用Python和OpenCV创建我们自己的等高线。
2.1：导入必要的库
在创建等高线之前，我们需要导入必要的库。首先，我们需要安装OpenCV库，可以使用以下命令进行安装：
pip install opencv-python
然后，我们需要导入以下库：
import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
2.2：创建图像
创建等高线之前，我们需要在OpenCV中创建一个图像。使用以下代码可以创建一个 500 \times 500 的黑色图像：
img = np.zeros((500, 500))
2.3：创建等高线
创建了一个空白图像后，我们可以使用OpenCV函数 cv2.findContours() 来查找图像中的等高线。函数的基本形式如下：
contours, hierarchy = cv2.findContours(image, mode, method)
image 参数表示输入的二进制图像，mode 参数它表示轮廓的检索模式，method 参数表示轮廓近似方法。在本教程中，我们将使用以下代码来创建等高线：
ret, thresh = cv2.threshold(img, 100, 255, cv2.THRESH_BINARY)
contours, hierarchy = cv2.findContours(thresh, cv2.RETR_TREE, cv2.CHAIN_APPROX_NONE)
这将创建一个二进制图像并查找其中的等高线。返回值 contours 包含了所有等高线的点集列表，hierarchy 包含关于等高线的层次信息。
2.4：可视化等高线
创建等高线后，我们可以使用以下代码将其可视化：
cv2.drawContours(img, contours, -1, (0, 255, 0), 3)
plt.imshow(img, cmap='gray')
plt.show()
这将使用绿色线条绘制所有的等高线，并将图像可视化。
三、演示
以下是使用Python和OpenCV创建等高线的完整代码：
import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 创建图像
img = np.zeros((500, 500))
# 创建随机形状
pts = np.array([[50, 50], [150, 50], [150, 150], [50, 150]], np.int32)
pts = pts.reshape((-1, 1, 2))
cv2.fillPoly(img, [pts], (255, 255, 255))
# 创建等高线
ret, thresh = cv2.threshold(img, 100, 255, cv2.THRESH_BINARY)
contours, hierarchy = cv2.findContours(thresh, cv2.RETR_TREE, cv2.CHAIN_APPROX_NONE)
# 可视化等高线
cv2.drawContours(img, contours, -1, (0, 255, 0), 3)
plt.imshow(img, cmap='gray')
plt.show()
总结
通过本节课的学习，我们了解了使用Python和OpenCV创建自己的等高线的步骤。我们首先导入必要的库，然后创建一个空白图像。接着，我们可以使用填充操作来创建任意形状，然后使用 cv2.findContours() 函数查找图像中的等高线。最后，使用 cv2.drawContours() 函数将等高线可视化。
在实际应用中，等高线可以用于许多任务，例如对象边界检测、轮廓识别和图像分割。掌握这些技能可以帮助我们更好地处理图像数据和开发计算机视觉应用程序。