変形と置換

作成者: 上田悦子, 最終変更者: 怡土順一, 最終変更リビジョン: 342, 最終変更日時: 2007-10-14 23:39:34 +0900 (日, 14 10月 2007)

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■ 変形

OpenCVのCXCOREリファレンスマニュアルのTransforms and Permutationsに分類される関数のうち，Transformsには，画像や配列の形状や構造を変えるための関数が用意されている．特に，データのコピーなしにヘッダ情報を書き換える事でその形状を変化させている．

サンプル

画像形状の変形 cvReshape

データをコピーせずに，3チャンネル画像を各チャンネルデータを展開した1チャンネル画像に変形する

サンプルコード


#include <cv.h>
#include <highgui.h>
#include <stdio.h>

int
main (int argc, char **argv)
{
  IplImage *src_img = 0;
  IplImage img_hdr, *dst_img;
  CvMat mat_hdr;

  // (1)画像を読み込む
  if (argc >= 2)
    src_img = cvLoadImage (argv[1], CV_LOAD_IMAGE_COLOR);
  if (src_img == 0)
    return -1;

  // (2)画像形状の変更を行う
  cvReshape (src_img, &mat_hdr, 1, 0);
  dst_img = cvGetImage (&mat_hdr, &img_hdr);

  printf ("src_img size:[ %d, %d ]  data-pointer:[%p]\n", src_img->width, src_img->height, src_img->imageData);
  printf ("mat_hdr size:[ %d, %d ]  data-pointer:[%p]\n", mat_hdr.width, mat_hdr.height, mat_hdr.data.ptr);

  // (3)結果を表示する
  cvNamedWindow ("src", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
  cvNamedWindow ("dst", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
  cvShowImage ("src", src_img);
  cvShowImage ("dst", dst_img);
  cvWaitKey (0);

  cvDestroyWindow ("src");
  cvDestroyWindow ("dst");
  cvReleaseImage (&src_img);

  return 1;
}

// (1)画像を読み込む
コマンド引数で指定されたファイル名の画像（入力画像）をオープンし，関数 cvLoadImage()で読み込む．2番目の引数にCV_LOAD_IMAGE_COLORを指定することで，デプス8ビット，3チャンネルのカラー画像として読み込む．

// (2)画像形状の変更を行う
関数cvReshape()の3番目の引数で，チャンネル数を１に設定．４番根の引数に0を指定することで，配列の行数（画像の高さに相当）を変えずに配列のサイズを変える．これは，配列の列数（画像の幅）を3倍する事を意味している．
cvReshape()はCvMat型のヘッダを返すため，関数cvGetImage()で，IplImage構造体のヘッダに変換している．
この後のprintf文で出力される情報を確認すると，データへのポインタは同じである事がわかる．

// (3)結果を表示する
形状を変換した画像を表示し，何かキーが押されるまで待つ．

実行結果例

■ 置換

OpenCVのCXCOREリファレンスマニュアルのTransforms and Permutationsに分類される関数のうち， Permutationsには，データの置換による配列（画像）のマッピングや反転などを行なう基本的な関数が用意されている．

サンプル

タイリング cvRepeat

画像のタイリングを行なう

サンプルコード


#include <cv.h>
#include <highgui.h>
#include <stdio.h>

int
main (int argc, char **argv)
{
  IplImage *src_img = 0;
  IplImage *dst_img;

  // (1)画像を読み込む
  if (argc >= 2)
    src_img = cvLoadImage (argv[1], CV_LOAD_IMAGE_COLOR);
  if (src_img == 0)
    return -1;

  // (2)出力画像領域を作成し，入力画像をタイリングする
  dst_img = cvCreateImage (cvSize (384, 512), IPL_DEPTH_8U, 3);
  cvRepeat (src_img, dst_img);

  // (3)結果を表示する
  cvNamedWindow ("src", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
  cvNamedWindow ("dst", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
  cvShowImage ("src", src_img);
  cvShowImage ("dst", dst_img);
  cvWaitKey (0);

  cvDestroyWindow ("src");
  cvDestroyWindow ("dst");
  cvReleaseImage (&src_img);
  cvReleaseImage (&dst_img);

  return 1;
}

// (2)出力画像領域を作成し，入力画像をタイリングする
関数cvCreateImage()によって，幅384，高さ512の画像領域を生成する．生成した画像に対して，関数cvRepeat()を用いて入力画像をタイリングする．

// (3)結果を表示する
処理された画像を実際に表示し，何かキーが押されるまで待つ．

実行結果例

入力画像(256x192)が出力画像(384x512)より小さい場合

入力画像(512x384)が出力画像(384x512)より幅が大きい場合

画像の反転 cvFlip(1)

画像の垂直・水平・両軸反転を行う

サンプルコード


#include <cv.h>
#include <highgui.h>

int
main (int argc, char **argv)
{
  IplImage *src_img = 0;
  IplImage *dst_img_1, *dst_img_2, *dst_img_3;

  // (1)画像を読み込み，同じサイズの出力画像を用意する
  if (argc >= 2)
    src_img = cvLoadImage (argv[1], CV_LOAD_IMAGE_COLOR);
  if (src_img == 0)
    return -1;
  dst_img_1 = cvCloneImage (src_img);
  dst_img_2 = cvCloneImage (src_img);
  dst_img_3 = cvCloneImage (src_img);

  // (2)画像の水平軸反転・垂直軸反転・両軸反転を行う
  cvFlip (src_img, dst_img_1, 0);
  cvFlip (src_img, dst_img_2, 1);
  cvFlip (src_img, dst_img_3, -1);

  // (3)結果を表示する
  cvNamedWindow ("src", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
  cvNamedWindow ("dst_1", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
  cvNamedWindow ("dst_2", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
  cvNamedWindow ("dst_3", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
  cvShowImage ("src", src_img);
  cvShowImage ("dst_1", dst_img_1);
  cvShowImage ("dst_2", dst_img_2);
  cvShowImage ("dst_3", dst_img_3);
  cvWaitKey (0);

  cvDestroyWindow ("src");
  cvDestroyWindow ("dst_1");
  cvDestroyWindow ("dst_2");
  cvDestroyWindow ("dst_3");
  cvReleaseImage (&src_img);
  cvReleaseImage (&dst_img_1);
  cvReleaseImage (&dst_img_2);
  cvReleaseImage (&dst_img_3);

  return 1;
}

// (1)画像を読み込み，同じサイズの出力画像を用意する
コマンド引数で指定されたファイル名の画像（入力画像）をオープンし，関数cvLoadImage()で読み込む．また，反転後の画像を保存するために3つの画像領域を生成する．

// (2)画像の水平軸反転・垂直軸反転・両軸反転を行う
関数cvFlip()によって，画像の反転を行なう． 3番目の引数に0を指定し水平軸反転を，1(>0)を指定し垂直軸反転を， -1(<0)を指定し両軸反転を行う．

// (3)結果を表示する
処理された画像を実際に表示し，何かキーが押されるまで待つ．

実行結果例

入力画像水平軸反転垂直軸反転両軸反転

ROIを利用した画像の部分反転 cvFlip(2)

ROIを利用して画像の一部分に対して垂直・水平・両軸反転を行う

サンプルコード


#include <cv.h>
#include <highgui.h>

int
main (int argc, char **argv)
{
  int w, h;
  IplImage *src_img = 0;
  IplImage *dst_img;

  // (1)画像を読み込み，入力画像をコピーした出力画像を用意する
  if (argc >= 2)
    src_img = cvLoadImage (argv[1], CV_LOAD_IMAGE_COLOR);
  if (src_img == 0)
    return -1;
  dst_img = cvCloneImage (src_img);

  // (2)出力画像にROIをセットし各部に対して水平軸反転・垂直軸反転・両軸反転をインプレースモードで行う
  w = dst_img->width / 2;
  h = dst_img->height / 2;

  cvSetImageROI (dst_img, cvRect (w, 0, w, h));
  cvFlip (dst_img, NULL, 0);

  cvSetImageROI (dst_img, cvRect (0, h, w, h));
  cvFlip (dst_img, NULL, 1);

  cvSetImageROI (dst_img, cvRect (w, h, w, h));
  cvFlip (dst_img, NULL, -1);

  cvResetImageROI (dst_img);

  // (3)結果を表示する
  cvLine (src_img, cvPoint (0, h), cvPoint (src_img->width - 1, h), CV_RGB (255, 0, 255), 2, 8, 0);
  cvLine (src_img, cvPoint (w, 0), cvPoint (w, src_img->height - 1), CV_RGB (255, 0, 255), 2, 8, 0);

  cvNamedWindow ("src", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
  cvNamedWindow ("dst", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
  cvShowImage ("src", src_img);
  cvShowImage ("dst", dst_img);

  cvWaitKey (0);
  return 1;

}

// (1)(1)画像を読み込み，入力画像をコピーした出力画像を用意する
コマンド引数で指定されたファイル名の画像（入力画像）をオープンし，関数cvLoadImage()で読み込む．また，処理用の画像として入力画像のコピーを生成する．

// (2)出力画像にROIをセットし各部に対して水平軸反転・垂直軸反転・両軸反転をインプレースモードで行う
画像を４分割し，最初に右上の領域をROIとしてセットする．続いて関数cvFlip()の２番目の引数にNULLを指定し，3番目の引数に0を指定することで，セットしたROI領域に対してインプレースモードで部分的な水平軸反転を行う．
続いて同様の方法でに，左下領域，右下領域に対してそれぞれ垂直軸反転（第３引数に1を指定），両軸反転（第３引数に-1を指定）を行う．
最後にcvResetImageROI()で，ROIを解放する．

// (3)結果を表示する
入力画像の４分割の領域を表示するために，入力画像src_img上にcvLine()で水平・垂直線分を描画する．処理された画像を実際に表示し，何かキーが押されるまで待つ．

実行結果例

入力画像（分割領域を表示）と部分反転を行なった出力画像

入力画像	水平軸反転	垂直軸反転	両軸反転