OpenCVとPythonで画像内の水平線を検出して削除する方法

画像処理において、スキャン文書や表形式の画像に含まれる水平線（罫線）を除去したいケースはよくあります。本記事では、PythonのOpenCVライブラリを使用して、画像内の水平線を検出し、きれいに削除する手法を解説します。

水平線を削除する基本的な流れ

画像から水平線を取り除くには、以下の手順で処理を進めます。

1. ローカルの画像ファイルを読み込む。
2. 色空間を変換し、グレースケール画像にする。
3. 各配列要素に対して固定レベルの閾値処理（大津の二値化）を適用する。
4. モルフォロジー演算用に、指定したサイズと形状の構造要素（カーネル）を取得する。
5. 高度なモルフォロジー変換を実行して線分を抽出する。
6. 二値画像から輪郭を検出する。
7. 異なるカーネルサイズでステップ4を再度行う。
8. ステップ7で作成した新しいカーネルを使ってステップ5を繰り返す。
9. 最終的な結果画像を表示する。

サンプルコード

import cv2

image = cv2.imread('input_image.png')
cv2.imshow('source_image', image)

gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
thresh = cv2.threshold(gray, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY_INV + cv2.THRESH_OTSU)[1]

horizontal_kernel = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT, (25, 1))
detected_lines = cv2.morphologyEx(thresh, cv2.MORPH_OPEN,
horizontal_kernel, iterations=2)

cnts = cv2.findContours(detected_lines, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
cnts = cnts[0] if len(cnts) == 2 else cnts[1]

for c in cnts:
    cv2.drawContours(image, [c], -1, (255, 255, 255), 2)

repair_kernel = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT, (1, 6))

result = 255 - cv2.morphologyEx(255 - image, cv2.MORPH_CLOSE, repair_kernel,
iterations=1)

cv2.imshow('resultant image', result)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

コードのポイント

• 大津の二値化：cv2.THRESH_OTSU を組み合わせることで、閾値を自動的に決定できます。THRESH_BINARY_INV を指定しているため、線分が白（255）、背景が黒（0）になります。
• 横長カーネル：cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT, (25, 1)) は幅25ピクセル×高さ1ピクセルの矩形カーネルです。この形状により、水平方向の長い線だけが強調されます。
• オープニング処理：MORPH_OPEN を適用することで、細かいノイズを除去しながら水平線のみを残します。
• 輪郭描画による修復：検出した線分の輪郭を白色で塗りつぶし、その後クロージング処理で周囲の欠損を滑らかに補完しています。

実行結果

出力画像を確認すると、元画像（source_image）に含まれていた水平線が、結果画像（resultant_image）では消えていることがわかります。罫線があった部分は自然に補完され、文字や図形などの本来のコンテンツはそのまま保持されています。

応用のヒント

垂直線を削除したい場合は、カーネルサイズを (1, 25) のように縦長に変更するだけで対応できます。また、線の太さや長さに応じてカーネルサイズや iterations の値を調整することで、より精度の高い除去が可能になります。帳票やスキャン文書の前処理など、さまざまな場面で活用できるテクニックなので、ぜひ試してみてください。