Java OpenCVライブラリで画像の色空間を変換する方法｜cvtColor()の使い方を解説

色空間とは

色空間（カラースペース）とは、画像内の色を数値的に表現するための規格のことです。OpenCVには複数の色空間が用意されており、代表的なものは以下の通りです。

• BGR − 最も広く使われている色空間です。各ピクセルは赤・青・緑の3つの輝度値で構成されます。OpenCVのデフォルトの色空間ですが、RGBではなくBGRの順序で格納される点に注意が必要です。
• HSV − 色相（Hue）、彩度（Saturation）、明度（Value/Brightness）の3つの要素を変更することでさまざまな色を表現します。色の直感的な操作に適しています。
• CMY − 減法混色の色空間です。白を起点として、シアン・マゼンタ・イエローの値を差し引くことで色を作り出します。印刷分野でよく使われます。
• Y'UV − 輝度成分（Y'）と2つの色差成分（UV）で色を定義する色空間です。アナログのコンポジット映像規格などで採用されています。

cvtColor()メソッドによる色空間の変換

画像の表現形式をある色空間から別の色空間へ変換するには、org.opencv.imgproc.ImgprocクラスのcvtColor()メソッドを使用します。このメソッドは以下の3つの引数を受け取ります。

• 元画像（ソースMatオブジェクト）
• 変換結果を格納する空のMatオブジェクト（デスティネーション）
• 変換先の色空間を示すカラーコード

例えば、BGRからHSVへ変換する場合はCOLOR_BGR2HSVを、BGRからYUVへ変換する場合はCOLOR_BGR2YUVをカラーコードとして指定します。

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 ChangingColorSpaces {
   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 );
      // 画像を読み込む
      Mat src = Imgcodecs.imread("D:\\images\\elephant.jpg");
      // 空の出力用マトリックスを作成
      Mat dst = new Mat();
      // BGRからグレースケールへ変換
      Imgproc.cvtColor(src, dst, Imgproc.COLOR_BGR2GRAY);
      HighGui.imshow("BGR to Gray", dst);
      dst = new Mat();
      // BGRからHSVへ変換
      Imgproc.cvtColor(src, dst, Imgproc.COLOR_BGR2HSV);
      HighGui.imshow("BGR to HSV", dst);
      dst = new Mat();
      // BGRからYUVへ変換
      Imgproc.cvtColor(src, dst, Imgproc.COLOR_RGB2YUV);
      HighGui.imshow("BGR to YUV", dst);
      HighGui.waitKey();
   }
}

入力画像

実行結果

上記のプログラムを実行すると、次のようなウィンドウが表示されます。

BGR to Gray（グレースケール変換）−

BGR to HSV（HSV変換）−

BGR to YUV（YUV変換）−

まとめ

OpenCVのcvtColor()メソッドを使えば、わずか1行のコードで画像の色空間を自由に変換できます。用途に応じて適切なカラーコードを選択することで、画像処理やコンピュータビジョンの前処理を効率的に行えます。