【OpenCV】ソーベルフィルタ(cvSobel)

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OpenCVの関数では、ほとんど入力画像と出力画像のデータはビット数とチャンネル数は等しい場合が多いのですが、ソーベルフィルタの関数(cvSobel)は入力画像が8Bitに対し、出力画像が符号付きの16Bit(IPL_DEPTH_16S)にしないといけません。

また、一回のcvSobel関数の処理ではX方向、Y方向のどちらかの方向しか処理できないので、最も一般的?なX方向とY方向を足し合わせた処理を簡単に関数にまとめてみました。

// SobelFilter.cpp : コンソール アプリケーションのエントリ ポイントを定義します。
//

#include "stdafx.h"

//プロジェクトのプロパティ⇒C/C++⇒全般 の追加のインクルードディレクトリに
// 『C:\OpenCV2.2\include』を追加のこと
#include "opencv2\\opencv.hpp"

#ifdef _DEBUG
    //Debugモードの場合
    #pragma comment(lib,"C:\\OpenCV2.2\\lib\\opencv_core220d.lib")
    #pragma comment(lib,"C:\\OpenCV2.2\\lib\\opencv_imgproc220d.lib")
    #pragma comment(lib,"C:\\OpenCV2.2\\lib\\opencv_highgui220d.lib")
#else
    //Releaseモードの場合
    #pragma comment(lib,"C:\\OpenCV2.2\\lib\\opencv_core220.lib")
    #pragma comment(lib,"C:\\OpenCV2.2\\lib\\opencv_imgproc220.lib")
    #pragma comment(lib,"C:\\OpenCV2.2\\lib\\opencv_highgui220.lib")
#endif

//---------------------------------------------------------------
//【関数名 】:cv_Sobel
//【処理概要】:ソーベルフィルタ
//【引数  】:src        = 入力画像(8bit)
//      :dst        = 出力画像(8bit)
//【戻り値 】:なし
//【備考  】:
//---------------------------------------------------------------
void cv_Sobel(IplImage* src, IplImage* dst){

    IplImage* xSoble  = cvCreateImage(cvGetSize(src), IPL_DEPTH_16S, src->nChannels);
    IplImage* ySoble  = cvCreateImage(cvGetSize(src), IPL_DEPTH_16S, src->nChannels);
    IplImage* xySoble = cvCreateImage(cvGetSize(src), IPL_DEPTH_16S, src->nChannels);

    //X方向のソーベル
    cvSobel(src, xSoble, 1, 0);
    //Y方向のソーベル
    cvSobel(src, ySoble, 0, 1);

    //X方向 + Y方向
    cvAdd(xSoble, ySoble, xySoble);

    //符号付き16ビット→符号なし8ビットへ
    cvConvertScaleAbs(xySoble, dst);

    //解放
    cvReleaseImage(&xSoble);
    cvReleaseImage(&ySoble);
    cvReleaseImage(&xySoble);

}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{

	//画像データの読込(グレースケールで読込)
	IplImage* src = cvLoadImage("Lenna.bmp", CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE);
	if (src == NULL){
		return 0;
	}

	//表示ウィンドウの作成
	cvNamedWindow("src");
	cvNamedWindow("dst");

	//処理後画像データの確保
	IplImage* dst = cvCreateImage(cvGetSize(src), src->depth, src->nChannels);

	//ソーベルフィルタ
	cv_Sobel(src, dst);

	//画像の表示
	cvShowImage ("src", src);
	cvShowImage ("dst", dst);

	//キー入力待ち
	cvWaitKey (0);

	//全てのウィンドウの削除
	cvDestroyAllWindows();

	//画像データの解放
	cvReleaseImage(&src);
	cvReleaseImage(&dst);

	return 0;
}

サンプルプログラムのダウンロードはこちらより。

OpenCV-SobelFilter.zip

(OpenCV2.2対応。Visual Studio 2010 C++ Expressにより作成)

実行例

OpenCVソーベルフィルタ処理例

今回の例ではソーベルフィルタの結果の絶対値を取りましたが、必ずしもソーベルフィルタは絶対値を取る! とは思わない方が良いかと思います。

上図のような処理例を見ても分かるように、ソーベルの絶対値を取ると、狭い間隔の輪郭は白く潰れてしまいます。

しかし、絶対値を取らないと、狭い間隔のエッジでも、正の値と負の値とで区別ができるので、エッジ間隔を取得し易くなります。

その点、cvSobel関数では、処理結果をあえて符号付きの16ビットで出力するようにしたOpenCVには共感が持てる。

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