cv :: findContours返回的轮廓是否具有一致的方向？

Question

我正在使用OpenCV的cv::findContours函数来提取二进制图像中的轮廓，特别是，我正在提取轮廓的层次结构（使用CV_RETR_CCOMP标志）。在我对这些轮廓进行进一步处理的某些时候，我需要依赖这些轮廓的一致的顶点方向（即逆时针与顺时针方向）。

当然我可以使用轮廓区域的符号（由cv::contourArea(..., true)计算）来确定方向，但我想知道是否有必要（除此之外，它甚至不适用于轮廓区域为0，即源图像中的细线）或cv::findContours已经保证生成的轮廓的方向一致。我确实检查了一些生成的轮廓，cv::contourArea确实似乎返回外轮廓的负值和内轮廓的正值。但是，我在OpenCV文档中找不到任何实际的保证。

那么， 特别保证 cv::findContours返回的轮廓始终具有一致的方向？这是否记录在任何地方？或者它是否因版本而异（我的情况是2.4.5）？实际的paper on the algorithm referenced in the documentation是否已经说过这个了？或者，对OpenCV的实际实现有一点洞察力的人可以比界面文档更多地说明这一点吗？

Answer 1

从cv:findContours返回的轮廓应该具有一致的方向。外轮廓应逆时针方向，内轮廓顺时针方向。这直接来自Suzuki's and Abe's paper附录1中描述的算法。

从左上角到右下角逐行扫描图像。当找到属于边界的像素时，边界之后是以逆时针顺序查看第一像素的邻居（参见算法中的步骤3.3），直到找到非背景像素。这将添加到轮廓中，并从此像素继续搜索。

重要的是，在第一次迭代中，首先查看的邻居取决于它是内边界还是外边界。在外边界的情况下，首先访问右手边界;在内边界的情况下，它是左手邻居。在下一个搜索步骤中，搜索从最后访问的像素开始。

由于从左上角到右下角的扫描晃动，在检测到外边界时，确保左边的所有相邻像素和边界像素的顶部是背景像素。对于内边框，它恰好相反，左边和顶边的所有邻居都是非背景像素。

结合访问相邻像素的不同起始位置，可以获得轮廓的可预测方向。

此算法在icvFetchContour function中实现，documentation for cv::findContours由cv:findContour内部使用。从那里可以清楚地看到，像素按照它们被访问的顺序被添加到轮廓多边形中。

由于{{3}}明确表示他们实施了Suzuki等人的算法。并且在本文中，访问像素的方向和顺序是明确定义的，我认为可以假设方向是有保证的。

Answer 2

I believe step 1 and 4 of the Appendix I ( in the [Suzuki85] paper you referenced, "Topological Structural Analysis of Digitized Binary Images by Border Following" ) cover your question per the below: (1) Select one of the following: (a) If f i, j = 1 and f i, j - 1 = 0, then decide that the pixel ( i, j ) is the border following starting point of an outer border, increment NBD, and ( i 1, j 1 ) + ( i, j - 1 ). (b) ... (2) Depending on the types of the newly found border and ... (3) From the starting point ( i, j ), follow the detected border ... (4) If f i, j != 1, then LNBD = | f i, j | and resume the raster scan from the pixel ( i, j + 1 ). The algorithm terminates when the scan reaches the lower right corner of the picture.