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，特徴（Gradients, Edges, Corners and Features）
- 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）
- パターン認識（Pattern Recognition）
- カメラキャリブレーションと3次元再構成（Camera Calibration and 3D Reconstruction）
- 参考文献
構造解析（Structural Analysis）
平面細分割（Planar Subdivisions）
CvSubdiv2D
平面細分割のための構造体
#define CV_SUBDIV2D_FIELDS() \
CV_GRAPH_FIELDS() \
int quad_edges; \
int is_geometry_valid; \
CvSubdiv2DEdge recent_edge; \
CvPoint2D32f topleft; \
CvPoint2D32f bottomright;
typedef struct CvSubdiv2D
{
CV_SUBDIV2D_FIELDS()
}
CvSubdiv2D;
平面細分割とは，重複しない小領域（細分割面）で全平面を細分化することである． 上記の構造体は２次元の点集合によって細分割を表現し，各集合の点群は互いに連結され，平面グラフを構成する．この平面グラフは，無限領域での最も外側にある細分割点（凸包の頂点（群）と呼ばれる）に接続した少数のエッジを持ち，そのエッジによって平面を小平面に細分割する．
全ての細分割には，その面と点(細分割の頂点）の役割を入れ替えた双対細分割が存在する．すなわち双対細分割においては，面は頂点（以下，仮想点と呼ぶ）として，元の細分割の頂点は面として扱われる．下の図では，元の細分割が実線で，双対細分割が点線で示されている．
OpenCVでは，ドロネー（Delaunay）のアルゴリズムを使って平面を三角形に細分化する． 細分割は，確実に全ての細分点を含む仮想の三角形から開始し，反復計算により行われる． この場合，双対細分割は，入力された二次元の点群のボロノイ図となる． 細分割は平面の三次元区分変換や，モーフィング，平面上の点の高速配置，特別なグラフ（NNGやRNGなど）の生成などに用いられる．
CvQuadEdge2D
平面細分割のQuad-edge構造体
/* 4辺の内の一つ．下位2ビットはインデックス（0...3）で
上位ビットは4辺へのポインタ． */
typedef long CvSubdiv2DEdge;
/* quad-edge構造体フィールド */
#define CV_QUADEDGE2D_FIELDS() \
int flags; \
struct CvSubdiv2DPoint* pt[4]; \
CvSubdiv2DEdge next[4];
typedef struct CvQuadEdge2D
{
CV_QUADEDGE2D_FIELDS()
}
CvQuadEdge2D;
Quad-edgeは平面細分割の基本要素であり，4つの辺を持つ（e，eRot（赤）と eの反転，eRotの反転（緑））．
CvSubdiv2DPoint
オリジナルの細分割と双対細分割の点を表す構造体
#define CV_SUBDIV2D_POINT_FIELDS()\
int flags; \
CvSubdiv2DEdge first; \
CvPoint2D32f pt;
#define CV_SUBDIV2D_VIRTUAL_POINT_FLAG (1 << 30)
typedef struct CvSubdiv2DPoint
{
CV_SUBDIV2D_POINT_FIELDS()
}
CvSubdiv2DPoint;
Subdiv2DGetEdge
与えられた辺に関連する辺の一つを返す
CvSubdiv2DEdge cvSubdiv2DGetEdge( CvSubdiv2DEdge edge, CvNextEdgeType type );
#define cvSubdiv2DNextEdge( edge ) cvSubdiv2DGetEdge( edge, CV_NEXT_AROUND_ORG )
- edge
- 細分割平面の辺の一つ（quad-edge表現ではない）．
- type
- 戻り値とする辺の条件を指定．以下のいずれか一つ：
- CV_NEXT_AROUND_ORG - 入力された辺の始点の近傍にある次の辺（eが入力のとき，上図のeOnext）
- CV_NEXT_AROUND_DST - 入力された辺の終点の近傍にある次の辺（eDnext）
- CV_PREV_AROUND_ORG - 入力された辺の始点の近傍にある一つ前の辺（eRnext の反転）
- CV_PREV_AROUND_DST - 入力された辺の終点の近傍にある一つ前の辺（eLnext の反転）
- CV_NEXT_AROUND_LEFT - 入力された辺を含む左面の次の辺 （eLnext）
- CV_NEXT_AROUND_RIGHT - 入力された辺を含む右面の次の辺（eRnext）
- CV_PREV_AROUND_LEFT - 入力された辺を含む左面の一つ前の辺（eOnext の反転）
- CV_PREV_AROUND_RIGHT - 入力された辺を含む右面の一つ前の辺（eDnext の反転）
関数 cvSubdiv2DGetEdge は，入力された辺に関連する辺の一つを返す．
Subdiv2DRotateEdge
同一のquad-edge内にある他の辺を返す
CvSubdiv2DEdge cvSubdiv2DRotateEdge( CvSubdiv2DEdge edge, int rotate );
- edge
- 細分割の辺（quad-edge表現ではない）．
- type
- 関係の指定（入力された辺と同じquad-edgeのどの辺を返すかを指定）．以下のいずれか一つ：
- 0 - 入力の辺（eが入力された場合, 上図の e 自身）
- 1 - 回転された辺（eRot）
- 2 - 反転された辺（eの反転（緑で表示））
- 3 - 反転と回転された辺（eRotの反転（緑で表示））
関数 cvSubdiv2DRotateEdge は，入力された辺を含むquad-edge中の辺の一つを返す．
Subdiv2DEdgeOrg
辺の始点を返す
CvSubdiv2DPoint* cvSubdiv2DEdgeOrg( CvSubdiv2DEdge edge );
- edge
- 細分割の辺（quad-edge表現ではない）．
関数 cvSubdiv2DEdgeOrg は，辺の始点を返す． 辺が双対細分割のものであり，仮想点の座標がまだ計算されていない場合は，NULLポインタを返す． 仮想点は関数 cvCalcSubdivVoronoi2D を用いて計算される．
Subdiv2DEdgeDst
辺の終点を返す
CvSubdiv2DPoint* cvSubdiv2DEdgeDst( CvSubdiv2DEdge edge );
- edge
- 細分割の辺（quad-edge表現ではない）．
関数 cvSubdiv2DEdgeDst は，辺の終点を返す． 辺が双対細分割のものであり，仮想点の座標がまだ計算されていない場合は，NULLポインタを返す． 仮想点は関数 cvCalcSubdivVoronoi2D を用いて計算される．
CreateSubdivDelaunay2D
空のドロネー三角形を作成する
CvSubdiv2D* cvCreateSubdivDelaunay2D( CvRect rect, CvMemStorage* storage );
- rect
- 細分割のために追加される全ての２次元点を包含する矩形．
- storage
- 細分割のための領域．
関数 cvCreateSubdivDelaunay2D は空のドロネー細分割構造体を作成する． 関数 cvSubdivDelaunay2DInsert を用いて，さらに2次元点を追加することが可能である． 追加される全ての点は指定された矩形領域内にある必要があり，領域外にある場合はランタイムエラーが発生する．
SubdivDelaunay2DInsert
ドロネー三角形に点を追加する
CvSubdiv2DPoint* cvSubdivDelaunay2DInsert( CvSubdiv2D* subdiv, CvPoint2D32f pt);
- subdiv
- 関数cvCreateSubdivDelaunay2D で作成されたドロネー細分割．
- pt
- 追加する点．
関数 cvSubdivDelaunay2DInsert は，細分割のために一つの点を追加し，細分割のトポロジー を適切に修正する． 同じ座標に点が既に存在している場合は，点の新規追加は行わない．この関数は，追加した点へのポインタを返す． この段階では，仮想点座標の計算は行われない．
Subdiv2DLocate
ドロネー三角形の点の位置を返す
CvSubdiv2DPointLocation cvSubdiv2DLocate( CvSubdiv2D* subdiv, CvPoint2D32f pt,
CvSubdiv2DEdge* edge,
CvSubdiv2DPoint** vertex=NULL );
- subdiv
- ドロネー，またはその他の細分割．
- pt
- 位置を知りたい点．
- edge
- 出力される辺．配置した点は，その辺上または右に存在する．
- vertex
- オプション出力．入力点と一致する細分割の頂点へのポインタのポインタ．
関数 cvSubdiv2DLocate は，入力された点を細分割の中に配置する． 5種類の場合がある．
- 点は小平面内に存在する．この関数は CV_PTLOC_INSIDE を返し，*edge はその面の辺の一つを含む．
- 点は辺上に存在する．この関数は CV_PTLOC_ON_EDGE を返し，*edge は該当する辺を含む．
- 点は細分割平面内の頂点と一致する．この関数は CV_PTLOC_VERTEX を返し，*vertex は該当する頂点のポインタを含む．
- 点は細分割平面の参照矩形の外にある．この関数は CV_PTLOC_OUTSIDE_RECT を返し，ポインタに何も値を入れない．
- 入力の引数が正しくないとき，ランタイムエラーが起こる．エラー処理モードが"silent" か "parent" の場合は， CV_PTLOC_ERROR が返される．
FindNearestPoint2D
与えられた点に最も近い細分割の頂点を求める
CvSubdiv2DPoint* cvFindNearestPoint2D( CvSubdiv2D* subdiv, CvPoint2D32f pt );
- subdiv
- ドロネー，または他の細分割．
- pt
- 入力点．
関数 cvFindNearestPoint2D は，入力点の細分割内での位置を求めるもう一つの関数である． この関数は入力された点に最も近い頂点を求める． cvSubdiv2DLocate を用いて求められた小平面が探索の開始点として用いられるが，これを構成する頂点の一つが入力点を含む必要はない． この関数は求められた細分割の頂点へのポインタを返す．
CalcSubdivVoronoi2D
ボロノイ図のセルの座標を計算する
void cvCalcSubdivVoronoi2D( CvSubdiv2D* subdiv );
- subdiv
- ドロネー細分割．全ての点は追加済みである．
関数 cvCalcSubdivVoronoi2D は，仮想点の座標を計算する．元の細分割面のある頂点に対応する仮想点全てを接続すると，その頂点を含むボロノイ領域の境界を構成する．
ClearSubdivVoronoi2D
全ての仮想点の削除する
void cvClearSubdivVoronoi2D( CvSubdiv2D* subdiv );
- subdiv
- ドロネー細分割．
関数 cvClearSubdivVoronoi2D は，全ての仮想点を削除する． この関数の前回の呼出し後に細分割が変更された場合，この関数は cvCalcSubdivVoronoi2D の内部で呼ばれる．
これらの関数の他に，平面細分割に用いられる低レベルの関数がいくつか存在する．cv.hやソースファイルを参照のこと． ランダムな２次元の点集合を用いて，ドロネー三角形分割やボロノイ図を作成するためのサンプルプログラムは， opencv/samples/c において参照できる．