CV リファレンス マニュアル

画像処理（Image Processing）
• 勾配，エッジ，コーナー（Gradients, Edges and Corners）
• サンプリング，補間，幾何変換（Sampling, Interpolation and Geometrical Transforms）
• モルフォロジー演算（Morphological Operations）
• フィルタと色変換（Filters and Color Conversion）
• ピラミッドとその応用（Pyramids and the Applications）
• 画像分割，領域結合，輪郭検出（Image Segmentation, Connected Components and Contour Retrieval）
• 画像と形状のモーメント（Image and Contour Moments）
• 特殊な画像変換（Special Image Transforms）
• ヒストグラム（Histograms）
• マッチング（Matching）
• 構造解析（Structural Analysis）
  • 輪郭処理（Contour Processing）
  • 計算幾何（Computational Geometry）
  • 平面細分割（Planar Subdivisions）
• モーション解析と物体追跡（Motion Analysis and Object Tracking）
  • 背景統計量の累積（Accumulation of Background Statistics）
  • モーションテンプレート（Motion Templates）
  • 物体追跡（Object Tracking）
  • オプティカルフロー（Optical Flow）
  • 推定器（Estimators）
• パターン認識（Pattern Recognition）
  • 物体検出（Object Detection）
• カメラキャリブレーションと3次元再構成（Camera Calibration and 3D Reconstruction）
  • （ピンホールカメラモデル, 歪み（Pinhole Camera Model, Distortion））
  • カメラキャリブレーション（Camera Calibration）
  • 姿勢推定（Pose Estimation）
  • エピポーラ幾何（Epipolar Geometry）
• 参考文献

画像処理（Image Processing）

注釈:
この章では画像処理及び解析のための関数について述べる．ほとんどの関数はピクセルの2次元配列に対して実行される．OpenCVでは配列を「画像」として取り扱う．しかしその配列はIplImage形式である必要はなく，CvMat形式またはCvMatND形式でもよい．

画像と形状のモーメント（Image and Contour Moments）

Moments

ポリゴンまたはラスタ形状の３次までのモーメントを計算する

void cvMoments( const CvArr* arr, CvMoments* moments, int binary=0 );

arr

画像（1チャンネル，あるいはCOIをもつ3チャンネル画像） あるいはポリゴン （CvSeqで表される点群，または点のベクトル）．

moments

画像モーメントを表す構造体へのポインタ．

binary

（画像の場合のみ）このフラグが0でない場合，値0のピクセルは0として，その他のピクセル値は1として扱われる．

関数 cvMoments は３次までの空間モーメントあるいは中心モーメントを計算し，結果を moments に保存する．モーメントは形状の重心，面積，主軸，また7つのHuモーメント不変量を含む各種の形状特徴を計算するのに用いられる．

GetSpatialMoment

画像モーメント構造体から空間モーメントを計算する

double cvGetSpatialMoment( CvMoments* moments, int x_order, int y_order );

moments

cvMoments によって得られる画像モーメント構造体．

x_order

取り出すモーメントのx方向の次数，x_order >= 0.

y_order

取り出すモーメントのy方向の次数， y_order >= 0 かつ x_order + y_order <= 3.

関数 cvGetSpatialMoment は，以下のように画像モーメントから空間モーメントを計算する．

Mx_order,y_order=sumx,y(I(x,y)•xx_order•yy_order)

ここで，I(x,y) はピクセル (x, y) の強度（輝度）．

GetCentralMoment

画像モーメント構造体から中心モーメントを計算する

double cvGetCentralMoment( CvMoments* moments, int x_order, int y_order );

moments

画像モーメント構造体へのポインタ．

x_order

取り出すモーメントのx方向の次数，x_order >= 0.

y_order

取り出すモーメントのy方向の次数， y_order >= 0 かつ x_order + y_order <= 3.

関数 cvGetCentralMoment は，以下のように画像モーメントから中心モーメントを計算する．

μx_order,y_order=sumx,y(I(x,y)•(x-xc)x_order•(y-yc)y_order),

ここで，x_c=M₁₀/M₀₀, y_c=M₀₁/M₀₀ - は重心の座標．

GetNormalizedCentralMoment

画像モーメント構造体から正規化された中心モーメントを計算する

double cvGetNormalizedCentralMoment( CvMoments* moments, int x_order, int y_order );

moments

画像モーメント構造体へのポインタ．

x_order

取り出すモーメントのx方向の次数，x_order >= 0.

y_order

取り出すモーメントのy方向の次数， y_order >= 0 かつ x_order + y_order <= 3.

関数 cvGetNormalizedCentralMoment は，以下のように正規化された中心モーメントを計算する．

ηx_order,y_order= μx_order,y_order/M00((y_order+x_order)/2+1)

GetHuMoments

７つのHuモーメント不変量を計算する

void cvGetHuMoments( CvMoments* moments, CvHuMoments* hu_moments );

moments

画像モーメント構造体へのポインタ．

hu_moments

Huモーメント構造体へのポインタ．

関数 cvGetHuMoments は，以下のように7つのHuモーメント不変量を計算する．

 h1=η20+η02

 h2=(η20-η02)²+4η11²

 h3=(η30-3η12)²+ (3η21-η03)²

 h4=(η30+η12)²+ (η21+η03)²

 h5=(η30-3η12)(η30+η12)[(η30+η12)²-3(η21+η03)²]+(3η21-η03)(η21+η03)[3(η30+η12)²-(η21+η03)²]

 h6=(η20-η02)[(η30+η12)²- (η21+η03)²]+4η11(η30+η12)(η21+η03)

 h7=(3η21-η03)(η21+η03)[3(η30+η12)²-(η21+η03)²]-(η30-3η12)(η21+η03)[3(η30+η12)²-(η21+η03)²]

ここで，η_i,j は，2次，3次の正規化された中心モーメント． 反転によって符号が変わる7番目の値以外は，画像のスケーリング・回転・反転に対して不変である．