C++とOpenCVで色空間を変換する方法！cvtColor()関数の使い方を解説

色空間とは

色空間（Color Space）とは、色を表現するためのモデルのことです。色の記述方法にはさまざまな種類があり、代表的なものとしてRGB、CMYK、HSV、グレースケールなどが挙げられます。

imgproc.hppヘッダーについて

本記事では、「imgproc.hpp」というヘッダーを使用します。この名前は「Image Processing（画像処理）」の略です。OpenCVで色空間を変換するには、「cvtColor()」関数を使用する必要があります。この関数は「imgproc」ヘッダーファイル内で定義されているため、あらかじめ「imgproc.hpp」をインクルードしておきましょう。

cvtColor()関数の基本的な使い方

まず、画像の読み込みと表示のために、2つのMat（行列）と2つのウィンドウを宣言します。続いて、「cat.jpg」という画像を「myImage」行列に読み込みます。その後、次のコードを実行します。

cvtColor(myImage, myImage_Converted, COLOR_RGB2GRAY)

この1行で、「myImage」のRGB色空間がグレースケールに変換され、結果が「myImage_Converted」行列に格納されます。

「cvtColor()」関数の基本構文は以下の通りです。

cvtColor(ソース行列, 変換先行列, 色空間変換コード)

このプログラムでは、ソース行列が「myImage」、変換先行列が「myImage_Converted」、色空間変換コードが「COLOR_RGB2GRAY」に相当します。

サンプルプログラム

以下のプログラムは、OpenCVを使ってRGB画像をグレースケール画像に変換する例です。

#include<iostream>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
using namespace cv;
using namespace std;
int main(int argc, const char** argv) {
    Mat myImage;//画像を読み込むための行列を宣言//
    Mat myImage_Converted;//変換後の画像を格納する行列を宣言//
    namedWindow("Actual_Image");//元の画像を表示するウィンドウを宣言//
    namedWindow("Converted_Image");//変換後の画像を表示するウィンドウを宣言//
    myImage = imread("cat.jpg");//myImage行列に画像を読み込む//
    cvtColor(myImage,myImage_Converted, COLOR_RGB2GRAY);//RGBからグレースケールへ変換//
    imshow("Actual_Image",myImage);//元の画像を表示//
    imshow("Converted_Image",myImage_Converted);//変換後の画像を表示//
    waitKey(0);//キー入力を待機//
    destroyAllWindows();//すべてのウィンドウを閉じる//
    return 0;
}

実行結果

その他の主な色空間変換コード

「cvtColor()」関数では、第3引数の変換コードを変更するだけで、さまざまな色空間への変換が可能です。よく使われる変換コードの例は以下の通りです。

• COLOR_BGR2GRAY：BGRからグレースケールへ変換
• COLOR_BGR2HSV：BGRからHSVへ変換
• COLOR_GRAY2BGR：グレースケールからBGRへ変換
• COLOR_BGR2YCrCb：BGRからYCrCbへ変換

なお、OpenCVではimread()で画像を読み込む際、チャンネルの並びがBGR順になる点に注意してください。そのため、実務ではCOLOR_BGR2GRAYが使用されることも多くあります。