基于OpenCV如何提取中心线
问题
前几天有个人问了我一个问题，问题是这样的，他有如下的一张二值图像：
怎么得到白色Blob中心线，他希望的效果如下：
显然OpenCV中常见的轮廓分析无法获得上面的中心红色线段，本质上这个问题是如何提取二值对象的骨架，提取骨架的方法在OpenCV的扩展模块中，另外skimage包也支持图像的骨架提取。这里就分别基于OpenCV扩展模块与skimage包来完成骨架提取，得到上述图示的中心线。
01安装skimage与opencv扩展包
Python环境下安装skimage图像处理包与opencv计算机视觉包，只需要分别执行下面两行命令：
pip install opencv-contrib-pythonpip install skimage
导入使用
from skimage import morphology import cv2 as cv
02使用skimage实现骨架提取
有两个相关的函数实现二值图像的骨架提取，一个是基于距离变换实现的medial_axis方法；另外一个是基于thin的skeletonize骨架提取方法。两个方法的代码实现分别如下：
1def skeleton_demo（image）：
2 gray = cv.cvtColor（image， cv.COLOR_BGR2GRAY）
3 ret， binary = cv.threshold（gray， 0， 255， cv.THRESH_BINARY | cv.THRESH_OTSU）
4 binary［binary == 255］ = 1
5 skeleton0 = morphology.skeletonize（binary）
6 skeleton = skeleton0.astype（np.uint8） * 255
7 cv.imshow（“skeleton”， skeleton）
8 cv.waitKey（0）
9 cv.destroyAllWindows（）
10
11
12def medial_axis_demo（image）：
13 gray = cv.cvtColor（image， cv.COLOR_BGR2GRAY）
14 ret， binary = cv.threshold（gray， 0， 255， cv.THRESH_BINARY | cv.THRESH_OTSU）
15 binary［binary == 255］ = 1
16 skel， distance = morphology.medial_axis（binary， return_distance=True）
17 dist_on_skel = distance * skel
18 skel_img = dist_on_skel.astype（np.uint8）*255
19 contours， hireachy = cv.findContours（skel_img， cv.RETR_EXTERNAL， cv.CHAIN_APPROX_SIMPLE）
20 cv.drawContours（image， contours， -1， （0， 0， 255）， 1， 8）
21
22 cv.imshow（“result”， image）
23 cv.waitKey（0）
24 cv.destroyAllWindows（）
03使用OpenCV实现骨架提取
OpenCV的图像细化的骨架提取方法在扩展模块中，因此需要直接安装opencv-python的扩展包。此外还可以通过形态学的膨胀与腐蚀来实现二值图像的骨架提取，下面的代码实现就是分别演示了基于OpenCV的两种骨架提取方法。代码分别如下：
1def morph_find（image）：
2 gray = cv.cvtColor（image， cv.COLOR_BGR2GRAY）
3 ret， binary = cv.threshold（gray， 0， 255， cv.THRESH_BINARY | cv.THRESH_OTSU）
4 kernel = cv.getStructuringElement（cv.MORPH_CROSS， （3， 3））
5 finished = False
6 size = np.size（binary）
7 skeleton = np.zeros（binary.shape， np.uint8）
8 while （not finished）：
9 eroded = cv.erode（binary， kernel）
10 temp = cv.dilate（eroded， kernel）
11 temp = cv.subtract（binary， temp）
12 skeleton = cv.bitwise_or（skeleton， temp）
13 binary = eroded.copy（）
14
15 zeros = size - cv.countNonZero（binary）
16 if zeros == size：
17 finished = True
18
19 contours， hireachy = cv.findContours（skeleton， cv.RETR_EXTERNAL， cv.CHAIN_APPROX_SIMPLE）
20 cv.drawContours（image， contours， -1， （0， 0， 255）， 1， 8）
21 cv.imshow（“skeleton”， image）
22 cv.waitKey（0）
23 cv.destroyAllWindows（）
24
25
26def thin_demo（image）：
27 gray = cv.cvtColor（image， cv.COLOR_BGR2GRAY）
28 ret， binary = cv.threshold（gray， 0， 255， cv.THRESH_BINARY | cv.THRESH_OTSU）
29 thinned = cv.ximgproc.thinning（binary）
30 contours， hireachy = cv.findContours（thinned， cv.RETR_EXTERNAL， cv.CHAIN_APPROX_SIMPLE）
31 cv.drawContours（image， contours， -1， （0， 0， 255）， 1， 8）
32 cv.imshow（“thin”， image）
33 cv.waitKey（0）
34 cv.destroyAllWindows（）
运行结果如下：
编辑：jq
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原文标题：基于OpenCV实战：提取中心线
文章出处：【微信号：vision263com，微信公众号：新机器视觉】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。
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