OpenCV

Rest Term::Tech Note

OpenCVとはオープンソースの画像処理用ライブラリです.
このページは入門者向けの内容になっています.

注) このページはOpenCV 1.0の内容です，注意してください.

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以下の項目は別ページに.
OpenCV - 関数リファレンス
OpenCV - HighGUI
OpenCV - 数学演算
OpenCV - 2.x version 2.xについてはこちら
OpenCV for Android Android用はこちら

OpenCV 基礎

基本構造体

最低限覚えておくべき構造体．

IplImage

OpenCVの多くの関数が，構造体IplImageをその引数に取ります．

typedef struct _IplImage { int nSize; /* sizeof(IplImage) */ int ID; /* バージョン (=0)*/ int nChannels; /* 1,2,3および4チャンネルをサポートする */ int depth; /* ピクセルの色深度のビット数： IPL_DEPTH_8U, IPL_DEPTH_8S, IPL_DEPTH_16U, IPL_DEPTH_16S, IPL_DEPTH_32S, IPL_DEPTH_32F, IPL_DEPTH_64F がサポートされる */ char channelSeq[4]; /* 同上 */ int dataOrder; /* 0 - インタリーブカラーチャンネル．1 - 分離カラーチャンネル， cvCreateImage が作成できるのは，インタリーブ画像のみ．*/ int origin; /* 0 - 左上原点，1 - 左下原点（Windowsのビットマップ形式） */ int width; /* 画像のピクセル幅 */ int height; /* 画像のピクセル高さ */ struct _IplROI *roi; /* 画像 ROI．NULLでない場合，この特定の領域が処理の対象となる */ struct _IplImage *maskROI; /* OpenCV では必ずNULL */ void *imageId; /* 同上 */ struct _IplTileInfo *tileInfo; /* 同上 */ int imageSize; /* 画像データのバイトサイズ （インタリーブデータの場合は，=image->height*image->widthStep） */ char *imageData; /* アライメントが調整された画像データへのポインタ */ int widthStep; /* アライメントが調整された画像の行のバイトサイズ */ int BorderConst[4]; /* 同上 */ char *imageDataOrigin; /* オリジナル画像データへのポインタ （アライメントが調整されているとは限らない） */ } IplImage;

IplImageのメンバであるimageDataにピクセルの値が格納されており，その画像の幅と高さはそれぞれ，width，heightで表されます．また，widthStepは画像の水平方向1ライン分をバイト単位で表す値であり，これはimageDataのデータに直接アクセスする際に利用されます．

CvPoint

整数型座標系による2次元の点

typedef struct CvPoint {
  int x;  /* x座標 */
  int y;  /* y座標 */
} CvPoint;

• コンストラクタ

  inline CvPoint cvPoint(int x, int y);

CvSize

矩形のピクセル精度でのサイズ

typedef struct CvSize {
  int width;   /* 矩形の横幅 */
  int height:  /* 矩形の高さ */
} CvSize;

• コンストラクタ

  inline CvSize cvSize(int width, int height);

関数

メモリ確保・解放，画像入出力関数

cvCreateImage()

IplImage型のヘッダを生成し，メモリ領域を確保します.

IplImage* cvCreateImage(CvSize size, int depth, int channels);

size
   画像の幅と高さ． 
depth
   画像要素のビットデプス．以下の内のいずれか．
   IPL_DEPTH_8U - 符号無し 8 ビット整数
   IPL_DEPTH_8S - 符号有り 8 ビット整数
   IPL_DEPTH_16U - 符号無し 16 ビット整数
   IPL_DEPTH_16S - 符号有り 16 ビット整数
   IPL_DEPTH_32S - 符号有り 32 ビット整数
   IPL_DEPTH_32F - 単精度浮動小数点数
   IPL_DEPTH_64F - 倍精度浮動小数点数
channels
   要素（ピクセル）毎のチャンネル数．1, 2, 3, 4 のいずれか．

• 画像サイズ：2x4px，ビット深度：符号なし16bit整数，チャンネル数： 4(BGRA)の場合，
  画像データは下図のようにimageDataに格納されます.
  

cvReleaseImage()

ヘッダと画像データを解放します．

void cvReleaseImage(IplImage** image);

image
   確保した画像ヘッダへのポインタのポインタ．

cvLoadImage()

ファイルから画像を読み込みます．

IplImage* cvLoadImage(const char* filename, int flags=CV_LOAD_IMAGE_COLOR);

filename
   読み込むファイル名． 
flags
   画像がカラー/グレースケールのどちらかとdepthを指定する．
   基本的にCV_LOAD_IMAGE_ANYDEPTH | CV_LOAD_IMAGE_ANYCOLORを指定しておけば問題ない

cvSaveImage()

画像を保存します.

int cvSaveImage(const char* filename, const CvArr* image);

filename
   ファイル名． 
image
   保存する画像． 

画像フォーマットは，filename の拡張子により決定されます．
この関数で保存できるのは，8ビット1チャンネル，あるいは8ビット3チャンネル（'BGR' の順）画像だけです.

ピクセルデータへのアクセス

IplImageのメンバ変数であるchar* imageData(画像データへのポインタ)とint widthStep(画像データの横1行分のバイト幅)を用いて参照します.

例1）img(IplImage型，8ビット1チャンネル)における画素(x,y)の値を参照する場合 ((unsigned char*)(img->imageData + img->widthStep*y))[x] 例2）img(IplImage型，8ビット3チャンネル)における画素(x,y)の各チャンネルの値を参照する場合 ((unsigned char*)(img->imageData + img->widthStep*y))[x*3] //B 青 ((unsigned char*)(img->imageData + img->widthStep*y))[x*3 + 1] //G 緑 ((unsigned char*)(img->imageData + img->widthStep*y))[x*3 + 2] //R 赤

ビット深度とチャンネル数

CV_32SC1などのマクロはビット深度とチャネル数を表しています.

• マクロ表記
  CV_[ビット深度][U/S/F]C[チャネル数]

U → 符号なし(unsigned)
S → 符号あり(signed)
F → 浮動小数点

Hello World in OpenCV

• 画像 lena.jpg を読み込んで表示，result.png という別名で保存する
  (ウィンドウの生成・破棄等はOpenCV - HighGUI参照)

#include <stdio.h> #include <cv.h> #include <highgui.h> int main(int argc, char **argv) { //画像(lena.jpg)の読み込み IplImage *img = cvLoadImage("lena.jpg", CV_LOAD_IMAGE_ANYDEPTH | CV_LOAD_IMAGE_ANYCOLOR); if(img == NULL) { printf("Can't Load Image .\n"); exit(0); } //ウィンドウを生成 cvNamedWindow("Image", CV_WINDOW_AUTOSIZE); //画像を表示 cvShowImage("Image", img); //キーが押されるまで待機 cvWaitKey(0); //画像の保存 cvSaveImage("result.png", img); //ウィンドウを破棄 cvDestroyWindow("Image"); //画像の解放 cvReleaseImage(&img); return 0; }