Kontur Hiyerarşisi

Hedefler

Bu bölümde konturların hiyerarşisini, yani Konturlardaki ebeveyn-çocuk ilişkisini öğreneceğiz.

Teori

Konturlara ilişkin son birkaç makalede OpenCV’nin sunduğu çeşitli kontur fonksiyonlarıyla çalıştık. Ancak cv2.findContours() fonksiyonuyla görüntüdeki konturları bulurken bir argüman geçirdik: Kontur Alma Modu. Genellikle cv2.RETR_LIST veya cv2.RETR_TREE geçirdik ve düzgün çalıştı. Peki bu aslında ne anlama gelir?

Ayrıca çıktıda üç dizi elde ettik: birincisi görüntü, ikincisi konturlarımız, bir de hierarchy (hiyerarşi) adını verdiğimiz ek bir çıktı. Ama bu hiyerarşiyi hiçbir yerde kullanmadık. Peki bu hiyerarşi nedir ve ne işe yarar?

Hiyerarşi Nedir?

Normalde cv2.findContours() fonksiyonunu bir görüntüdeki nesneleri tespit etmek için kullanırız. Bazen nesneler farklı konumlarda bulunur. Ancak bazı durumlarda bazı şekiller diğerlerinin içindedir; tıpkı iç içe geçmiş figürler gibi. Bu durumda dıştakine ebeveyn, içtekine ise çocuk deriz. Bu şekilde, bir görüntüdeki konturların birbirleriyle bir ilişkisi vardır. Bu ilişkinin temsili Hiyerarşi olarak adlandırılır.

Aşağıdaki örnek görüntüyü ele alalım:

Bu görüntüde 0-5 arasında numaralandırdığım birkaç şekil vardır. 2 ve 2a, en dıştaki kutunun dış ve iç konturlarını belirtir.

Burada kontur 0, 1, 2 dış veya en dışta bulunanlardır. Bunlar hiyerarşi-0’da veya aynı hiyerarşi seviyesindedir.

Sonrasında kontur-2a gelir. Bu, kontur-2’nin çocuğu olarak değerlendirilebilir. Dolayısıyla hiyerarşi-1’dedir. Benzer şekilde kontur-3, kontur-2’nin çocuğudur ve bir sonraki hiyerarşide yer alır. Son olarak konturlar 4, 5 kontur-3a’nın çocuklarıdır ve son hiyerarşi seviyesindedir.

OpenCV’de Hiyerarşi Temsili

Her kontur, hangi hiyerarşide olduğu, çocuğunun ve ebeveyninin kim olduğu hakkında bilgiye sahiptir. OpenCV bunu dört değerden oluşan bir dizi olarak temsil eder: [Sonraki, Önceki, İlk_Çocuk, Ebeveyn]

• Sonraki (Next): Aynı hiyerarşik seviyedeki bir sonraki konturu gösterir.
• Önceki (Previous): Aynı hiyerarşik seviyedeki önceki konturu gösterir.
• İlk_Çocuk (First_Child): İlk çocuk konturunu gösterir.
• Ebeveyn (Parent): Ebeveyn konturunun indeksini gösterir.

Not: Çocuk veya ebeveyn yoksa, o alan -1 olarak alınır.

Kontur Alma Modları

1. RETR_LIST

Dört bayrak arasından açıklama açısından en basiti budur. Tüm konturları alır ancak herhangi bir ebeveyn-çocuk ilişkisi oluşturmaz. Ebeveynler ve çocuklar bu kuralda eşittir; hepsi yalnızca konturlardır. Yani hepsi aynı hiyerarşi seviyesine aittir.

>>> hierarchy
array([[[ 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,  5, -1, -1],
        [-1,  6, -1, -1]]])

Kodunuzda hiyerarşi özelliklerini kullanmıyorsanız bu iyi bir seçimdir.

2. RETR_EXTERNAL

Bu bayrağı kullanırsanız yalnızca en dıştaki konturları döndürür. Tüm çocuk konturlar geride bırakılır. Bu kuralda yalnızca her ailenin en büyüğü önem taşır; diğer aile üyeleriyle ilgilenmez.

Görüntümüzde en dışta kaç kontur vardır? Yani hiyerarşi-0 seviyesinde? Yalnızca 3 tane: konturlar 0, 1, 2.

>>> hierarchy
array([[[ 1, -1, -1, -1],
        [ 2,  0, -1, -1],
        [-1,  1, -1, -1]]])

Yalnızca dış konturları çıkarmak istiyorsanız bu bayrağı kullanabilirsiniz.

3. RETR_CCOMP

Bu bayrak tüm konturları alır ve onları 2 seviyeli bir hiyerarşide düzenler. Nesnenin dış konturları hiyerarşi-1’e, nesnenin içindeki deliklerin konturları ise hiyerarşi-2’ye yerleştirilir.

Örneğin kontur-0’ı düşünün. Hiyerarşi-1’dedir. İki deliği var: konturlar 1 ve 2, bunlar hiyerarşi-2’ye aittir. Bu nedenle kontur-0’ın aynı hiyerarşi seviyesindeki bir sonraki konturu kontur-3’tür. Önceki yoktur. İlk çocuğu hiyerarşi-2’deki kontur-1’dir. Ebeveyni yoktur çünkü hiyerarşi-1’dedir. Dizi: [3, -1, 1, -1]

>>> hierarchy
array([[[ 3, -1,  1, -1],
        [ 2, -1, -1,  0],
        [-1,  1, -1,  0],
        [ 5,  0,  4, -1],
        [-1, -1, -1,  3],
        [ 7,  3,  6, -1],
        [-1, -1, -1,  5],
        [ 8,  5, -1, -1],
        [-1,  7, -1, -1]]])

4. RETR_TREE

Bu son ve en kapsamlı bayraktır. Tüm konturları alır ve tam bir aile hiyerarşisi listesi oluşturur. Kim büyükbaba, kim baba, kim oğul, kim torun olduğunu bile söyler!

Kontur-0’ı ele alalım: Hiyerarşi-0’dadır. Aynı hiyerarşideki bir sonraki kontur, kontur-7’dir. Önceki kontur yoktur. Çocuğu kontur-1’dir. Ebeveyni yoktur. Dizi: [7, -1, 1, -1]

>>> hierarchy
array([[[ 7, -1,  1, -1],
        [-1, -1,  2,  0],
        [-1, -1,  3,  1],
        [-1, -1,  4,  2],
        [-1, -1,  5,  3],
        [ 6, -1, -1,  4],
        [-1,  5, -1,  4],
        [ 8,  0, -1, -1],
        [-1,  7, -1, -1]]])

Kaynak: OpenCV Python Tutorials — Orijinal Döküman