【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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