梯度簡單來說就是求導，OpenCV 提供了三種不同的梯度濾波器，或者說高通濾波器： Sobel，Scharr 和 Laplacian。Sobel， Scharr 其實就是求一階或二階導數(shù)。

image = cv2.imread("353.jpg")gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

step2:用Sobel算子計算x，y方向上的梯度，之后在x方向上減去y方向上的梯度，通過這個減法，我們留下具有高水平梯度和低垂直梯度的圖像區(qū)域。

gradX = cv2.Sobel(gray, ddepth=cv2.cv.CV_32F, dx=1, dy=0, ksize=-1)gradY = cv2.Sobel(gray, ddepth=cv2.cv.CV_32F, dx=0, dy=1, ksize=-1)
# subtract the y-gradient from the x-gradientgradient = cv2.subtract(gradX, gradY)gradient = cv2.convertScaleAbs(gradient)

得到的圖像如下：

step3：去除圖像上的噪聲。首先使用低通濾潑器平滑圖像（9 x 9內(nèi)核）,這將有助于平滑圖像中的高頻噪聲。低通濾波器的目標是降低圖像的變化率。如將每個像素替換為該像素周圍像素的均值。這樣就可以平滑并替代那些強度變化明顯的區(qū)域。

        然后，對模糊圖像二值化。梯度圖像中不大于90的任何像素都設置為0（黑色）。否則，像素設置為255（白色）

# blur and threshold the imageblurred = cv2.blur(gradient, (9, 9))(_, thresh) = cv2.threshold(blurred, 90, 255, cv2.THRESH_BINARY)

執(zhí)行完這一步，得到的圖像如下：

step4:在上圖中我們看到蜜蜂身體區(qū)域有很多黑色的空余，我們要用白色填充這些空余，使得后面的程序更容易識別昆蟲區(qū)域，這需要做一些形態(tài)學方面的操作。

kernel = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT, (25, 25))closed = cv2.morphologyEx(thresh, cv2.MORPH_CLOSE, kernel)

處理之后的圖像如下：

step5:從上圖我們發(fā)現(xiàn)圖像上還有一些小的白色斑點，這會干擾之后的昆蟲輪廓的檢測，要把它們?nèi)サ?。分別執(zhí)行4次形態(tài)學腐蝕與膨脹。

# perform a series of erosions and dilationsclosed = cv2.erode(closed, None, iterations=4)closed = cv2.dilate(closed, None, iterations=4)

執(zhí)行完這步，得到的圖形如下：

step6：找出昆蟲區(qū)域的輪廓。cv2.findContours()函數(shù)第一個參數(shù)是要檢索的圖片，必須是為二值圖，即黑白的（不是灰度圖），所以讀取的圖像要先轉成灰度的，再轉成二值圖，我們在第三步用cv2.threshold()函數(shù)已經(jīng)得到了二值圖。第二個參數(shù)表示輪廓的檢索模式，有四種：

• cv2.RETR_EXTERNAL表示只檢測外輪廓

• cv2.RETR_LIST檢測的輪廓不建立等級關系

• cv2.RETR_CCOMP建立兩個等級的輪廓，上面的一層為外邊界，里面的一層為內(nèi)孔的邊界信息。如果內(nèi)孔內(nèi)還有一個連通物體，這個物體的邊界也在頂層。

• cv2.RETR_TREE建立一個等級樹結構的輪廓。

  
  

第三個參數(shù)為輪廓的近似方法

• cv2.CHAIN_APPROX_NONE存儲所有的輪廓點，相鄰的兩個點的像素位置差不超過1，即max（abs（x1-x2），abs（y2-y1））==1

• cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE壓縮水平方向，垂直方向，對角線方向的元素，只保留該方向的終點坐標，例如一個矩形輪廓只需4個點來保存輪廓信息

  
  

OpenCV中通過cv2.drawContours在圖像上繪制輪廓。

• 第一個參數(shù)是指明在哪幅圖像上繪制輪廓

• 第二個參數(shù)是輪廓本身，在Python中是一個list

• 第三個參數(shù)指定繪制輪廓list中的哪條輪廓，如果是-1，則繪制其中的所有輪廓

• 第四個參數(shù)是輪廓線條的顏色

• 第五個參數(shù)是輪廓線條的粗細

  
  

cv2.minAreaRect()函數(shù): 
主要求得包含點集最小面積的矩形，這個矩形是可以有偏轉角度的，可以與圖像的邊界不平行。

(cnts, _) = cv2.findContours(closed.copy(), cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)c = sorted(cnts, key=cv2.contourArea, reverse=True)[0]
# compute the rotated bounding box of the largest contourrect = cv2.minAreaRect(c)box = np.int0(cv2.cv.BoxPoints(rect))
# draw a bounding box arounded the detected barcode and display the imagecv2.drawContours(image, [box], -1, (0, 255, 0), 3)cv2.imshow("Image", image)cv2.imwrite("contoursImage2.jpg", image)cv2.waitKey(0)

執(zhí)行完這步得到的圖形如下：

step7：裁剪。box里保存的是綠色矩形區(qū)域四個頂點的坐標。我將按下圖紅色矩形所示裁剪昆蟲圖像。找出四個頂點的x，y坐標的最大最小值。新圖像的高=maxY-minY，寬=maxX-minX。 

Xs = [i[0] for i in box]Ys = [i[1] for i in box]x1 = min(Xs)x2 = max(Xs)y1 = min(Ys)y2 = max(Ys)hight = y2 - y1width = x2 - x1cropImg = image[y1:y1+hight, x1:x1+width]

裁剪出的圖片如下：