【Python/OpenCV】Sobelフィルタで輪郭検出

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この記事では、Python+OpenCVでSobelフィルタを「NumPy」「cv2.filter2D」「cv2.Sobel」で実装し、輪郭検出する方法をソースコード付きで解説します。

Sobelフィルタで輪郭検出

ソーベル(Sobel)フィルタは、輪郭を検出できる空間フィルタです。
ソーベルフィルタの原理と計算式については下記事で紹介しています。

【参考】【画像処理】ソーベルフィルタの原理・特徴・計算式

ソーベルフィルタの処理は、NumPyだけでもサクッと書くことが出来ます。

また、OpenCVの「cv2.filter2D」や「cv2.Sobel」メソッドを使えば、さらに簡単に実装できます。

書式①

dst = cv2.filter2D(src, -1, kernel)
パラメータ名 説明
src 入力画像
kernel フィルタのカーネル(※NumPy配列で与える)
dst 出力画像

書式②

dst = cv2.Sobel(src, bit, dx, dy, ksize)
パラメータ名 説明
src 入力画像
bit 出力画像のビット深度
dx x方向微分の次数
dy y方向微分の次数
ksize カーネルサイズ
dst 出力画像
パラメータ 説明
(dx, dy)=(1, 0) 横方向の輪郭検出
(dx, dy)=(0, 1) 縦方向の輪郭検出
(dx, dy)=(1, 1) 斜め右上方向の輪郭検出

今回は、処理を以下の3通りの方法で実装してみました。

方法①・・・NumPyでアルゴリズムを書いて実装(原理の理解を深めるため)
方法②・・・cv2.filter2Dで実装
方法③・・・cv2.Sobelで実装

ソースコード(Python3)

サンプルプログラムのソースコードです。

※動作には、OpenCVとNumPyライブラリが必要です。
■ライブラリの導入方法・Pythonの基礎はこちら。
【Python3】OpenCV3をインストール(Windows編)
Python入門 サンプル集

実行結果

サンプルプログラムの実行結果です。

■入力画像(左)と出力画像(右)

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