Java OpenCVライブラリで画像の輪郭を検出・描画する方法

輪郭（コンター）とは、特定の形状の境界線上にあるすべての点を結んでできた線のことです。輪郭を利用することで、以下のような処理が可能になります。

• オブジェクトの形状を調べる
• オブジェクトの面積を計算する
• オブジェクトを検出する
• オブジェクトを認識する

輪郭の検出には findContours() メソッド

画像内に含まれるさまざまな形状やオブジェクトの輪郭を検出するには、OpenCVが提供する findContours() メソッドを使用します。一般的には、あらかじめ画像をグレースケール化し、二値化処理を行ってから輪郭検出を実行すると、より正確な結果が得られます。

輪郭の描画には drawContours() メソッド

検出した輪郭を画像上に描画するには、drawContours() メソッドを使用します。このメソッドは以下のパラメータを受け取ります。

• 結果画像を格納するためのMatオブジェクト
• 検出された輪郭を格納したListオブジェクト
• 描画する輪郭を指定する整数値（負の値を指定するとすべての輪郭を描画）
• 輪郭の色を指定するScalarオブジェクト
• 輪郭の線の太さを指定する整数値

サンプルコード

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import org.opencv.core.Core;
import org.opencv.core.Mat;
import org.opencv.core.MatOfPoint;
import org.opencv.core.Point;
import org.opencv.core.Scalar;
import org.opencv.highgui.HighGui;
import org.opencv.imgcodecs.Imgcodecs;
import org.opencv.imgproc.Imgproc;

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

        // ソース画像をグレースケールに変換
        Mat gray = new Mat(src.rows(), src.cols(), src.type());
        Imgproc.cvtColor(src, gray, Imgproc.COLOR_BGR2GRAY);

        // グレースケール画像を二値化
        Mat binary = new Mat(src.rows(), src.cols(), src.type(), new Scalar(0));
        Imgproc.threshold(gray, binary, 100, 255, Imgproc.THRESH_BINARY_INV);

        // 輪郭を検出
        List<MatOfPoint> contours = new ArrayList<>();
        Mat hierarchey = new Mat();
        Imgproc.findContours(binary, contours, hierarchey, Imgproc.RETR_TREE,
        Imgproc.CHAIN_APPROX_SIMPLE);

        // 輪郭を描画
        Scalar color = new Scalar(0, 0, 255);
        Imgproc.drawContours(src, contours, -1, color, 2, Imgproc.LINE_8,
        hierarchey, 2, new Point() ) ;

        HighGui.imshow("Drawing Contours", src);
        HighGui.waitKey();
    }
}

処理の流れの解説

このサンプルコードでは、まず Imgcodecs.imread() で画像を読み込み、cvtColor() メソッドでグレースケールに変換しています。次に threshold() メソッドで二値化処理を行い、findContours() によって輪郭を検出します。最後に drawContours() を使って、赤色（Scalar(0, 0, 255)）・太さ2の線ですべての輪郭（第3引数に-1を指定）を元画像の上に描画し、結果をウィンドウに表示しています。

入力画像

実行結果

上記のプログラムを実行すると、以下のように各図形の輪郭が赤い線で描画されたウィンドウが表示されます。