matlab 画像処理 エッジ検出 8

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さてさて、今回も画像処理についてやっていきます。 前回は色相変調について説明しました。 今回は、エッジの検出について行います。 エッジ検出はシステムがオブジェクトを識別するために重要な要素です。 your location, we recommend that you select: . 画像および動画処理. PAMI-8, No. offers. [1] Canny, John, "A Computational Approach to Edge Detection," Based on your location, we recommend that you select: . Accelerating the pace of engineering and science, MathWorksはエンジニアや研究者向け数値解析ソフトウェアのリーディングカンパニーです。, GPU を使用して実行できます (Parallel Computing Toolbox™ が必要)。, MATLAB® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。, GPU Coder™ を使用して NVIDIA® GPU のための CUDA® コードを生成します。, Parallel Computing Toolbox™ を使用してグラフィックス処理装置 (GPU) 上で実行することにより、コードを高速化します。. sites are not optimized for visits from your location. Steveによる画像処理, Accelerating the pace of engineering and science, MathWorksはエンジニアや研究者向け数値解析ソフトウェアのリーディングカンパニーです。. Intelligence, Vol. エッジ検出は、画像処理技術のひとつで、画像内にある物体のエッジを見つけるために用いられます。エッジは輝度の不連続性から検出することができ、物体の輪郭や特徴抽出、画像のセグメンテーション(領域分割)等の画像解析に使われます。エッジ検出は車道における白線検出や部品の輪郭抽出、また検査位置の検出等、画像処理、コンピュータビジョン、マシンビジョンの分野における様々なアプリケーションで活用されています。, エッジ検出は前処理として様々な画像処理技術と組み合わせて使用することができます。例えば、下の画像はある細胞のセグメンテーションをエッジ検出とモルフォロジー処理を組み合わせて行った例になります。細胞と背景の画素値が近い為、単純な閾値を用いた二値化では領域分割がうまくいきませんが、エッジ検出を前処理として活用することでモルフォロジー処理が有効に働き、最終的に細胞の領域分割をうまく行えています。, また、次のハフ変換による円検出を行った例では、エッジ検出の前処理を加えることで物体を強調することができ、入力画像に対してそのまま円検出を行うよりも検出率を高められています。, エッジ検出は2次元画像だけでなく3次元のボリュームデータに対しても行うことも可能です。次の画像はMRIボリュームデータに対してエッジ検出を行った結果を、複数枚に分割して並べたものになります。, エッジ検出には主に一次微分を使った勾配法と二次微分を使ったラプラシアン法があります。ある画素値の変化に対するエッジ検出を考えた場合、勾配法では一次微分を行ったあとの極大値や極小値に注目することでエッジを検出することができます。ラプラシアン法を用いた場合は二次微分を行い、その変曲点(ゼロクロッシング)をエッジとして検出することができます。, 実際の画像データはピクセル単位の離散的な位置情報をもった行列として表現されます。画像データにおける微分操作はあるピクセルに対して隣接するピクセルとの画素差をとることで実現され、これを全画素に行うことで微分画像を得ることができます。この操作は微分フィルターと呼ばれる行列(オペレータ、カーネルと呼ばれることもあります)と対象となる画像データとの畳み込み演算を行うことで得られます。微分フィルターには前進差分、後退差分、中心差分などがあります。, 勾配法の使った場合、単に隣接画素との変化が大きい箇所をエッジとしてしまうと、画像中に含まれるノイズもエッジとして誤検出してしまう恐れがあります。この影響を軽減させるために平滑化処理を行います。例えば、横方向にエッジ検出を行いたい場合は横方向に微分操作を行いますが、このとき縦方向へは平滑化を行うことでノイズの影響を低減させます。この結果、縦方向の  エッジを検出するフィルターとして働きます。実際の微分操作と平滑化は別々に行われるのではなく、微分フィルターと平滑化フィルターの畳み込み演算で得られるエッジ検出用フィルターを使って同時に行われます。, 最終的なエッジは、勾配の大きさ(各々の向きの勾配の二乗平均)に対し、設定した閾値で二値化を行うことで得られます。このため、適切なエッジ検出のためには画像に応じた適切な閾値を設定する必要があります。, ラプラシアン法では、二次微分を行った結果に対しゼロクロッシング点を見つけることでエッジを検出します。二次微分は対象の画像と微分フィルターとの畳み込み演算を二回行うことで得られますが、一次微分フィルター同士を畳み込むことで得られる二次微分フィルターを使うことで、一度の操作で同じ結果を得ることができます。さらに、縦方向と横方向に対する各々の二次微分フィルターを足し合わせたものはラプラシアンフィルターと呼ばれ画像に対するラプラシアンを返すフィルターとなります。, エッジ抽出のための様々なアルゴリズムが提案されていますが、ここでは、勾配法とラプラシアン法の代表的なエッジ検出の手法とであるソーベル法とガウスのラプラシアン法に加えて、弱いエッジの検出も可能な強力なエッジ検出となるキャニー法についてご紹介いたします。, 前の節で紹介したエッジ検出フィルターは平滑化操作に平均化を使っているのに対し、ソーベル法は中央の重みをおおきくした加重平均を用いており、より滑らかな平滑化を期待できます。ソーベル法で用いるエッジ検出用のフィルターは下図のようになります。, ラプラシアンフィルターに関してもそのままではノイズに対する感度が高いため、ノイズの影響を低減するための平滑化を行う必要があります。ガウスのラプラシアン法ではあらかじめ対象の画像にガウシアンフィルターを用いた平滑化を行ってからラプラシアンフィルターを適応させます。この平滑化とラプラシアンの操作は、ガウシアンフィルターとラプラシアンフィルターを畳み込んで得られるガウスのラプラシアン(LoG)フィルターを使うことで一回の畳み込み演算にまとめることができます。ガウスのラプラシアン(LoG)フィルターの式とグラフ化した結果は下記のようになります。, キャニー法は弱いエッジも正確に検出できる強力なエッジ検出手法の一つです。また他のエッジ検出と比較してノイズに対する誤検出も少ない手法になります。キャニー法ではいくつかのアルゴリズムを組み合わせて最終的なエッジ抽出を行います。まずガウシアンフィルターを縦横方向に一次微分したもので各々畳み込みを行い、平滑化と勾配の大きさ・向きの取得を行います。次に、より正確なエッジの検出を行うために、取得した勾配の向きに隣接する画素と比較をおこない勾配の最大位置を抽出します。抽出した位置での勾配の大きさに対し、閾値を使ってエッジ部とそうでないところを切り分けます。さらに、キャニー法では二つの閾値を使うことでヒステリシス特性を持たせており、上の閾値以上の場合はエッジ、下の閾値以下の場合は非エッジとみなし、上下の閾値の間となる場合は隣接画素にエッジがあるかどうかで判断します。キャニー法は他の方法と比較して、アルゴリズムが複雑なため処理に時間がかかる点は注意が必要です。, 上記のエッジ検出を適応させた結果は次のようになります。ソーベル法では強いエッジ部のみを検出しているのに対し、キャニー法では弱いエッジも検出していることが見て取れます。, エッジ検出は画像における輪郭検出や特徴抽出に有効です。一方で、所望の結果を得るために、対象の画像や処理速度に応じた手法の選択とパラメータの調整が不可欠です。MATLAB®の画像処理系オプション製品であるImage Processing Toolbox™ではエッジ検出を含め、様々な画像処理アルゴリズムをコンパクトな記述で実行することができます。豊富な可視化機能も有しており、結果を確認しながらプログラムを組むことで、効率よくアルゴリズムの開発を行うことができます。プログラミングのご経験が浅い方でも使いやすいようにデザインされており、ヘルプドキュメントや実際に動かせる例を参考にしながらすぐに動かすことができます。, 参考: Hall, 1990, pp. Based on your location, we recommend that you select: . 478-488. Choose a web site to get translated content where available and see local events and offers. 23-29. edge では C コードの生成がサポートされています (MATLAB® Coder™ が必要)。汎用の MATLAB Host Computer ターゲット プラットフォームを選択した場合、プリコンパイルされたプラットフォーム固有の共有ライブラリを使用するコードが、edge によって生成されます。共有ライブラリを使用するとパフォーマンスの最適化は維持されますが、コードを生成できるターゲット プラットフォームが限定されます。詳細は、共有ライブラリを使用したコード生成を参照してください。, 引数 method、direction および sigma はコンパイル時の定数でなければなりません。, 非プログラム構文はサポートされません。たとえば、戻り値を指定しない場合、edge はイメージを表示します。この構文はコード生成をサポートしません。, 'Canny' メソッドおよび 'approxcanny' メソッドはサポートされません。. コマンドを MATLAB コマンド ウィンドウに入力して実行してください。Web ブラウザーは MATLAB コマンドをサポートしていません。. 最新のリリースでは、このページがまだ翻訳されていません。 このページの最新版は英語でご覧になれます。, この例では、エッジ検出と基本的なモルフォロジーを使用して細胞を検出する方法を示します。オブジェクトは、背景と十分なコントラストがある場合、イメージ内で簡単に検出されます。, cell.tif イメージを読み取ります。これは前立腺癌細胞のイメージです。このイメージには 2 つの細胞がありますが、1 つの細胞だけ全体が表示されています。目標は、完全に表示されている細胞を検出、すなわちセグメント化することです。, セグメント化するオブジェクトは、コントラストが背景のイメージと大きく異なります。コントラストの変化は、画像勾配を計算する演算子によって検出できます。セグメント化された細胞を含んでいるバイナリ マスクを作成するには、画像勾配を計算し、しきい値を適用します。, edge とソーベル演算子を使用してしきい値を計算します。しきい値を調整し再度 edge を使用して、セグメント化された細胞を含んでいるバイナリ マスクを取得します。, バイナリの勾配マスクでは、イメージに高いコントラストの線が示されます。これらの線は、対象オブジェクトの輪郭を正確には表しません。元のイメージと比べて、勾配マスクのオブジェクトの周囲の線にはギャップがあります。これらの線のギャップは、線形構造化要素を使用してソーベル イメージを膨張させると見えなくなります。関数 strel を使用して、2 つの垂直な線形構造化要素を作成します。, 縦方向の構造化要素を使用し、次に横方向の構造化要素を使用して、バイナリ勾配マスクを膨張します。関数 imdilate はイメージを膨張します。, 膨張した勾配マスクでは細胞の輪郭がよく見えますが、細胞の内部にはまだ穴があります。これらの穴を塗りつぶすために、関数 imfill を使用します。, 対象細胞は適切にセグメント化されましたが、検出されたのはこのオブジェクトのみではありません。イメージの境界に接触するオブジェクトは、関数 imclearborder を使用して削除できます。斜め方向の接触部分を削除するには、関数 imclearborder の連結性を 4 に設定します。, 最後に、セグメント化されたオブジェクトが自然に見えるように、ダイヤモンド構造化要素でイメージを 2 回収縮してオブジェクトを平滑にします。関数 strel を使用してダイヤモンド構造化要素を作成します。, 関数 labeloverlay を使用して、マスクを元のイメージの上に重ねて表示することができます。, セグメント化したオブジェクトを表示する別の方法は、セグメント化された細胞の周りに輪郭を描くことです。関数 bwperim を使用して輪郭を描きます。, bwperim | edge | imclearborder | imdilate | imerode | imfill | strel.

Cakephp Query 戻り値 4, フォートナイト スイッチ勢 嫌い 5, 女性 挙動不審 心理 51, 恋のバカンス 楽譜 ハモリ 17, 交通違反 納付書 書き方 52, Toto 浴槽 素材 5, Ark Steampunk Mod Wiki 6, 荒野行動 広場 送信できない 4, Good Luck On Your Journey 意味 24, 蕎麦 主食 毎日 26, ピアニスト 指 変形 5, ロシア人男性 脈 あり 8, Imovie 字幕 入れ方 4, Bmw Noxセンサー 故障 症状 10, メタルギアソリッド5 サイドオプス 復活 10, 高岡 蒼 甫 ファッション 9, 休職中 資格 おすすめ 4, セリア マイコレ ディスプレイ 13, Amazon お客様 のアカウントを強力に保護するため パスワード�%8 16, 集 水 桝 無筋 4, 日 向坂 46 渡邉美穂 乳 17, 黒い砂漠 アクマン 入場 クエスト 25, Twitter 鬱ツイート うざい 8, Lil Uzi Vert 生い立ち 7, Css 画像 光る 7, Akt アプリ と は 7, ロック リー 逆立ち 4,

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