OpenCVでSobelエッジ検出を実装するJavaサンプルコードの解説

Sobel（ソーベル）演算子によるエッジ検出は、画像内のエッジを水平方向と垂直方向の両方から検出できる手法です。輪郭や物体の境界線を抽出したい場合に広く利用されています。

OpenCVでは、ImgprocクラスのSobel()メソッドを呼び出すことで、指定した画像にSobelエッジ検出アルゴリズムを適用できます。このメソッドには以下の引数を渡します。

• 元画像（ソース）と出力画像（デスティネーション）を表す2つのMatオブジェクト
• 画像のビット深度を表す整数値（-1を指定すると元画像と同じ深度になります）
• x方向とy方向の微分次数を保持する2つのdouble型変数

サンプルコード

import org.opencv.core.Core;
import org.opencv.core.Mat;
import org.opencv.highgui.HighGui;
import org.opencv.imgcodecs.Imgcodecs;
import org.opencv.imgproc.Imgproc;

public class SobelEdgeDetection {
    public static void main(String args[]) {
        // OpenCVのコアライブラリを読み込む
        System.loadLibrary( Core.NATIVE_LIBRARY_NAME );
        String file ="D:\\Images\\win2.jpg";
        Mat src = Imgcodecs.imread(file);

        // 出力画像用の空の行列を作成する
        Mat dst = new Mat();

        // x:0、y:1 のSobel微分を適用（垂直方向のエッジを検出）
        Imgproc.Sobel(src, dst, -1, 0, 1);
        HighGui.imshow("Sobel - x:0 & y:1 ", dst);
        HighGui.waitKey();

        // x:1、y:0 のSobel微分を適用（水平方向のエッジを検出）
        Imgproc.Sobel(src, dst, -1, 1, 0);
        HighGui.imshow("Sobel - x:1 & y:0 ", dst);
        HighGui.waitKey();

        // x:1、y:1 のSobel微分を適用（両方向のエッジを検出）
        Imgproc.Sobel(src, dst, -1, 1, 1);
        HighGui.imshow("Sobel - x:1 & y:1 ", dst);
        HighGui.waitKey();
    }
}

実行結果

上記のプログラムを実行すると、微分の設定ごとに以下のようなウィンドウが表示されます。

Sobel – x:0 & y:1（垂直方向のエッジが強調される）

Sobel – x:1 & y:0（水平方向のエッジが強調される）

Sobel – x:1 & y:1（両方向のエッジが強調される）

このように、x・yの微分次数の組み合わせを変えるだけで、検出したいエッジの方向を柔軟に制御できます。実際の開発では、ノイズ除去のためのガウシアンブラー処理を前段に挟むことで、より安定したエッジ検出結果が得られます。