Java OpenCVライブラリで画像の輪郭面積を検出する方法

輪郭（コンタ）とは

輪郭（Contours）とは、特定の形状の境界線上にあるすべての点を結んだ線のことです。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。

• 物体の形状を検出する
• 物体の面積を計算する
• 物体を検出する
• 物体を認識する

画像内のさまざまな形状や物体の輪郭は、findContours() メソッドを使用して検出できます。また、入力画像内の図形の面積を求めることも可能です。その場合は、Imgproc クラスの contourArea() メソッドを呼び出します。このメソッドは特定の形状の輪郭を受け取り、その面積を計算して返します。

サンプルコード

次のJavaの例では、指定した画像内の各図形・物体の面積を求めます。面積が5000より大きい図形は赤色で、それ以外は白色で輪郭線を描画します。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import org.opencv.core.Core;
import org.opencv.core.CvType;
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 FindContourArea {
    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 );
        // 画像ファイルを読み込む
        String file ="D:\\Images\\javafx_graphical.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2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);
        // 描画用のMatを作成
        Mat draw = Mat.zeros(src.size(), CvType.CV_8UC3);
        for (int i = 0; i < contours.size(); i++) {
            Scalar color = new Scalar(0, 0, 255);
            // 面積を計算
            double cont_area = Imgproc.contourArea(contours.get(i));
            System.out.println(cont_area);
            if(cont_area>5000.0){
                // 面積が5000より大きい場合は赤で描画
                Imgproc.drawContours(draw, contours, i, color, 2,
                Imgproc.LINE_8, hierarchey, 2, new Point() ) ;
            } else {
                // それ以外は白で描画
                color = new Scalar(255, 255, 255);
                Imgproc.drawContours(draw, contours, i, color, 2, Imgproc.LINE_8,
                hierarchey, 2, new Point() ) ;
            }
        }
        HighGui.imshow("Contours operation", draw);
        HighGui.waitKey();
    }
}

実行結果

4091.0
6336.0
189.0
6439.0
4903.0

上記の出力に加えて、このプログラムを実行すると以下のようなウィンドウが表示されます。

処理の流れのポイント

このプログラムでは、まず cvtColor() メソッドでカラー画像をグレースケールに変換し、続いて threshold() メソッドで2値化処理を行っています。輪郭検出は2値画像に対して行うのが基本となるため、この前処理が重要です。

検出された各輪郭に対して contourArea() を呼び出すことで面積が取得でき、その値に応じて描画色を切り替えることで、サイズの大きい物体と小さい物体を視覚的に区別できます。