今回は画像の中にあるオブジェクトの輪郭を抽出し、抽出した輪郭の面積を求める方法をご紹介します。
画像からオブジェクトの輪郭の抽出や面積を出すことにより
・輪郭の照合による判定
・面積による判定
といった場合に活用できると思いますので、そういった課題がある方に読んで頂けたらと思います。
「ココナラ」でC#、OpenCvSharpを使った画像処理アプリの作成を行っています。
もし、作成依頼やお困りごとがあればお気軽にご相談ください！
前準備
Visual Studio 2019のインストール
下記にインストール方法をまとめたので参考にしてください。
OpenCvSharpのインストール
下記にインストール方法をまとめたので参考にしてください。前準備にインストール方法が記載してあります
ソースコードと解説
処理内容
①画像読込み
②グレースケール化
③2値化(白黒反転)
④輪郭座標抽出
⑤面積算出
ソースコード
まずは全体のソースコードを載せていきます。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
using OpenCvSharp;
using OpenCvSharp.Extensions;
using System.IO;
namespace ImageProcessing
{
public partial class Form1 : Form
{
private Mat _srcMat;
private Mat _thresholdImege;
public Form1()
{
InitializeComponent();
//PictureBoxのサイズに合わせて表示
pictureBox1.SizeMode = PictureBoxSizeMode.StretchImage;
pictureBox2.SizeMode = PictureBoxSizeMode.StretchImage;
}
private void button1_Click_1(object sender, EventArgs e)
{
//画像の読込み
_srcMat = Cv2.ImRead(@"C:\Users\uchiy\Desktop\輪郭抽出.jpg");
pictureBox1.Image = BitmapConverter.ToBitmap(_srcMat);
//グレースケール
var grayMat = _srcMat.CvtColor(ColorConversionCodes.BGR2GRAY);
//2値化
_thresholdImege = grayMat.Threshold(230, 255, ThresholdTypes.BinaryInv);
pictureBox2.Image = BitmapConverter.ToBitmap(_thresholdImege);
}
private void button2_Click_1(object sender, EventArgs e)
{
//ジャグ配列
OpenCvSharp.Point[][] contours;
OpenCvSharp.HierarchyIndex[] hierarchyIndexes;
//輪郭抽出
_thresholdImege.FindContours(out contours, out hierarchyIndexes, RetrievalModes.External, ContourApproximationModes.ApproxSimple);
//輪郭を赤枠で囲う
_srcMat.DrawContours(contours, -1, Scalar.Red,2);
pictureBox2.Image = BitmapConverter.ToBitmap(_srcMat);
string areas = null;
var count = 1;
foreach (var contour in contours)
{
//面積を算出
var area = Cv2.ContourArea(contour);
if (count < contours.Count())
{
areas = areas + area + " ";
}
else
{
areas = areas + area;
}
count++;
}
textBox1.Text = areas;
}
}
}次に詳細の解説をしていきます。
画像の呼び出しから2値化まで
OpenCvSharpにて輪郭を抽出する際には下記の条件で検出が行われています。
背景：黒
オブジェクト：白
そのため、2値化をする際に背景が黒、検出したいオブジェクトが白になるように2値化しなければなりません。
今回の画像で通常のBinaryで2値化をすると背景が白、オブジェクトが黒となり、画像の外枠が検出されてしまうため、BinaryInvにて2値化を行います。
【 Binary 】
【 BinaryInv 】
private void button1_Click_1(object sender, EventArgs e)
{
//画像の読込み
_srcMat = Cv2.ImRead(@"C:\Users\uchiy\Desktop\輪郭抽出.jpg");
pictureBox1.Image = BitmapConverter.ToBitmap(_srcMat);
//グレースケール
var grayMat = _srcMat.CvtColor(ColorConversionCodes.BGR2GRAY);
//2値化
_thresholdImege = grayMat.Threshold(230, 255, ThresholdTypes.BinaryInv);
pictureBox2.Image = BitmapConverter.ToBitmap(_thresholdImege);
}輪郭抽出と面積算出
輪郭座標抽出：FindContours
輪郭描画：DrawContours
面積算出：ContourArea
①FindContours にて全ての輪郭を抽出します。
今回は外枠だけを抽出したかったため、RetrievalModesをExternalにしましたが、
内側の輪郭も抽出したい場合は RetrievalModes.Listにすることにより四角の内側の
輪郭も抽出することができます。
②DrawContours にて抽出した全ての輪郭を描画します。
③ContourArea にて抽出した輪郭の面積を算出します。
今回は配列に主力された輪郭座標をforeachにて順番に面積計算をさせています。
private void button2_Click_1(object sender, EventArgs e)
{
//ジャグ配列
OpenCvSharp.Point[][] contours;
OpenCvSharp.HierarchyIndex[] hierarchyIndexes;
//輪郭抽出
_thresholdImege.FindContours(out contours, out hierarchyIndexes, RetrievalModes.External, ContourApproximationModes.ApproxSimple);
//輪郭を赤枠で囲う
_srcMat.DrawContours(contours, -1, Scalar.Red,2);
pictureBox2.Image = BitmapConverter.ToBitmap(_srcMat);
string areas = null;
var count = 1;
foreach (var contour in contours)
{
//面積を算出
var area = Cv2.ContourArea(contour);
if (count < contours.Count())
{
areas = areas + area + " ";
}
else
{
areas = areas + area;
}
count++;
}
textBox1.Text = areas;
} まとめ
以上が、 画像の中にあるオブジェクトの輪郭を抽出し、抽出した輪郭の面積を求める方法 となります。
輪郭を検出させることにより、２値化をし面積を求めるといったやり方では対応できなかった部分(外乱などによる色合いのばらつき)など、解決できる幅が広がると思います。
今回は絵の検出をしました、次回はWebカメラを接続させ、物の検出を行いたいと思います。
ご興味がある方は、今後も是非ご覧いただけたらと思います。
最後までご覧いただきありがとうございました！
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