(十二) findContours函数的hierarchy详解

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1.基本用法

获取对象的轮廓，一般最好先对图像进行灰度化再进行阈值处理，然后用来检测轮廓。

void cv::findContours(
     InputOutputArray image,
     OutputArrayOfArrays contours,
     OutputArray hierarchy,
     int mode,
     int method,
     Point offset = Point() 
)

• image: 8位单通道图像
• contours: 检测到的轮廓，vector<vector<cv::Point>>
• hierarchy: 检测到的轮廓之间的嵌套和邻近关系，vector<cv::Vec4i>
• mode: 不同的轮廓检测算法，常用的有RETR_EXTERNAL/RETR_LIST/RETR_CCOMP/RETR_TREE四种
• method: 轮廓逼近方法，见，可使用更少的点表示轮廓，减少内存占用。
• offset: 轮廓点应该偏移的量，当在roi上提取轮廓后想还原到原图上时比较有用。

2.轮廓提取模式

第四个参数mode,可以选择不同的轮廓提取算法，常用的有RETR_EXTERNAL/RETR_LIST/RETR_CCOMP/RETR_TREE四种。下面分别进行介绍。在findContours函数中，其第3个参数hierarchy表示的轮廓之间的层级关系，对于不同mode的轮廓提取算法，其返回的值是不同的。如下图【来自于OpenCV Doc】：

图中不同的轮廓有层级嵌入关系，我们将外部的轮廓称为父，内部的轮廓称为子，hierarchy就是表示轮廓的父子和邻近关系的矩阵。上图中有0/1/2/3/4/5/2a/3a 8 个轮廓，其中0,1,2是最外侧的轮廓，可记为它们在层级0hierarchy-0。而2a是轮廓2的子轮廓，记为其在层级1hierarchy 1。同样轮廓3是轮廓2a的子轮廓，记为其在层级2hierarchy 2。同样轮廓3a是轮廓3的子轮廓，记为其在层级3hierarchy 3。4/5是3a的子轮廓，其构成层级4hierarchy 4。 属于每个层的轮廓都有其自己的信息，如它的子轮廓是什么，父轮廓是什么，OpenCV通过一个四个元素的数组来表示每个轮廓与其他轮廓的关系，这个四维数组中的值分别表示**[Next, Previous, First_Child, Parent], Next表示属于同一个层级hierarchy的下一个轮廓，以上图轮廓0为例，0,1,2属于同个层级hierarchy-0的轮廓，因此0的Next是1,1的Next是2。同一个层级中轮廓2已经是最后一个了，因此其Next是-1。同样对于上图的轮廓4，与其同属于层级4hierarchy-4的轮廓是5,因此4的Next=5,而5的Next=-1。Previous表示同一层级中之前的的那个轮廓**，如上图，1的Previous=0, 2的Previous=1,0的Previous=-1。First_Child表示当前轮廓的第一个子轮廓，如上图，0的First_Child=-1,2的First_Child=2a,3a的First_Child=4。Parent表示当前轮廓的父轮廓，如上图，4和5的父轮廓都是3a，3a的父轮廓是3,3的父轮廓是2a,2的Parent=-1。

findContours方法中的mode参数会返回不同的hierarchy信息，因为有些算法会找出轮廓间的嵌套和邻近关系，有些则只是把轮廓找出来而不会解析轮廓之间的信息。

2.1 RETR_LIST

RETR_LIST算法只会返回轮廓信息，而没有轮廓间的嵌套信息。因此，所有的轮廓都属于同个层级hierarchy没有父子关系, hierarchy返回值中只有Next和Previous，Parent和First_Child都为-1。四维数组的第3和第4个元素都是-1。如上图运行findContours后的输出：

findContours(image, contours, hierarchy, cv::RETR_LIST, cv::CHAIN_APPROX_SIMPLE);

>>> hierarchy
[1, -1, -1, -1]
[2, 0, -1, -1]
[3, 1, -1, -1]
[4, 2, -1, -1]
[5, 3, -1, -1]
[6, 4, -1, -1]
[7,