OpenCVの拡張ユーティリティ関数群

OpenCVの
拡張ユーティリティ関数群
拡張ティリティ関数群
名古屋工業大学福嶋慶繁
Twitter: @fukushima1981
コードダウンロード先：
http://nma.web.nitech.ac.jp/fukushima/opencv/extra_opencv.html

実装関数，クラスのヘッダ
実装関数クラスのヘッダ
• A l i h
Analysis.hpp
– 下記全てのインクルードヘッダ
• Timer.h
– 時間計測用クラス
• draw.h
– 描
描画用の関数群
数群
• imageQuality.h
– 画質評価用関数群
• plot.h
– Gnuplotライクなプロッタークラス
• util.h
– ユーティリティ関数群

逆引き関数，クラスリスト
逆引き関数クラスリスト
画像品質
• 画像品質MSEを計算する
– getMSEY, getMSERGB
• 画像品質PSNRを計算する
– getPSNRY, getPSNRRGB
• 画像品質SSIMを計算する
– getSSIMY, getSSIMRGB
• 画像品質DSSIMを計算する
画像品質を計算する
– getDSSIMY, getDSSIMRGB
• 画像のエントロピーを計算する
– double getEntropy
double getEntropy
• 備考：上記関数の引数は第３引数にマスクを取れる
• 備考：カラー画像の戻り値はcv::Scalarで0:B， 1:G， 2:R， 3:(B+G+R)/3の値が返る
• バウンディングボックス付きPSNR計算（画像の縁を無視する用，上記バウンディ
ウンディングボックス付きPSNR計算（画像の縁を無視する用，上記ウンディ
ングボックスマスクを作ってPSNRを計算）MSE，SSIM，DSSIMも同様に実装
– getPSNRYBB， getPSNRRGBBB

描画
• 三角形，逆三角形を描画する
– triangle， triangleinv
• 十
十×＊を描画する
を描画する
– drawCross（ XCV_DRAWCROSS_PLUS, XCV_DRAWCROSS_TIMES,
XCV_DRAWCROSS_ASTERRISK）
• 画面全体に十字線（グリッド）を表示する
– drawGrid
• 2枚の画像を連結する
– connect（ XCV_CONNECT_HORIZON,XCV_CONNECT_VERTICAL）
• 複数枚の画像を連結する
– connectMulti
• 画像のヒストグラム，累積ヒストグラムを描画する
– createHistogramGray, createHistogramRGB,
– createAccHistogramGray, createAccHistogramRGB
t A Hi t G t A Hi t RGB
• ボックス型のマスクを生成，セット，追加する
– createBoxMask, setBoxMask, addBoxMask

計算時間計測
• スコープ内の処理が終わるまでの時間を計測し，”hoge” 時間 sec と表示する
{
CalcTime t(“hoge”, TIME_SEC);
( g , );
function();
}
• スコープ途中経過の計算結果を表示・取得する
{
CalcTime t(“hoge”, TIME_SEC);
function1();
double t1 = t.getTime();
t.show();
function2();
double t2 = t.getTime();
t.show();
()
}

アルファブレンドによる画像の確認用関数
アルフブレンドによる画像の確認用関数
二画像a,bをインタラクティブにαブレンド．
a,bのチャネル数が違っても可．
void guiAlphaBlend(const cv::Mat& image1, const cv::Mat& image2,cv::Mat& mask)
– Ampは合成画像を線形倍する関数 dest = amp*src
– alphaの式： (1‐α) * image1 + α*image2 = dest
– Maskが未実装

コンソール出力の代わりに画像にprintfする
ンソル出力の代わりに画像に fする
ConsoleImage console(Size(640,480));
for(int i=0;i<10;i++)
{
double val = i*i/100.0;
console( %03d : %f i val)
console("%03d : %f “,i, val)
}
imshow(“console”, console.show);

色付きでコンソール出力
始めの引数に色を指定するだけ！
出力例
Console(CV_RGB(0,255/(i+1),25.5*i),"%03d : %f",i, val);

Sinカーブのグラフをプロットする．
Plot p;
Plot p;
for(int i=‐100;i<100;i++)
{
p add(i/50 0 sin(CV PI*i/50 0) 0);//最後の引数が何番目のプロットかを表す
p.add(i/50.0,sin(CV_PI i/50.0),0);//最後の引数が，何番目のプロットかを表す
p.add(i/50.0,sin(CV_PI*(i+10)/50.0),1);
p.add(i/50.0,sin(2.0*CV_PI*i/50.0),2);
}
p.plot(“sin”);//引数の名前でグラフを表示して無限ループで待つ．
//次は1本のsinのみ描く
p.clear();//入力した点を全てクリア
l () //入力した点を全てクリア
p.setKeyName(“sin”,0);//データ0のラベルをsinと名付ける
p.setPlot(0,CV_RGB(255,0,0),XCV_PLOT_ASTERRISK);//赤のアスタリスク*で描画する
for(int i=‐100;i<100;i++)
f (i i 100 i 100 i )
{
p.add(i/50.0,sin(CV_PI*i/50.0),0);
}

カーソルの位置とその位置を表すグリッド

ラベル

出力例

Plot画面のキーボードショートカット
l ()メソドで呼び出したグラフ画面で有効なキボドシトカト
plot()メソッドで呼び出したグラフ画面で有効なキーボードショートカット
• q: 終了
• ?: ヘルプ
• m: マウスオーバーの値を表示/非常時切り替え
• k: ラベルを表示する位置の移動
• x：ｘのスタートポイントを0に
• y： yのスタートポイントを0に
• z： XYのスタートポイントを0に
• r： XY座標の設定リセット
• s: 画面を保存
• p: デタをgnuplot用に出力．ほぼ同じグラフを書くためのGnuplot用のコマン
データをgnuplot用に出力．ほぼ同じグラフを書くためのGnuplot用のコマン
ドも出力する．（gnuplotクラスと連携すると楽）

にンドを送りける
Gnuplotにコマンドを送りつける

Gnuplot gp(“./pgnuplot.exe”);
gp( ./pgnuplot.exe );
gp.cmd(“plot x”);

Plot.cpp内に眠っています．

imshowAnalysisCompare
• 枚の画像を詳しく比較する
2枚の画像を詳しく比較する
imshowと同じ用に使えることを目標に作成．imshowの代わりに
imshowAnalysisCompare(”ウィンドウの名前”，入力1，入力２)とすれば良いだけ
類似関数に下記二つ（比較機能を除外）
類似関数記（比較機能を除外）
• void imshowAnalysis(std::string winname, cv::Mat& src);
• void imshowAnalysis(std::string winname, std::vector<cv::Mat>& s);
y ( g )

表示例（imshowAnalysisCompare）

表示切り替えスイッチとalpha
0 ブレンドはブレンド値
sw0：αブレンド：αはαブレンド値
sw1: src1‐src2：αは関係ない
sw2: threshold(|src1‐src2|)： αは閾値

分析のレベル：0→3の順に詳細に
０：画像のみ
１：画質の評価を追加
２：XY信号を追加
２ XY信号を追加
３：ヒストグラムを追加

色（0:B, 1:G, 2:R, 3:Y）

クリッピング領域
赤の十字を中心とする緑の領域内の信号が表示される
Sw = 0の時は，src1とsrc2の信号が重ねて表示
Sw = 1,2の時はsrc1‐src2の差分信号が表示

有効マスク割合，NBP使わない画素数
Yの情報

RGBの情報

BB：バウンディングボックスでマスクを作成
Thresh:差分の閾値でマスクを作成
Level0 SSIMなし, Level1 SSIM有り， Level2 全色計算
Show：マスクを可視化して表示するか否か

Shift y：y軸の上下
Shift y：y軸の上下
Clipy：y軸の拡大縮小

関数リファレンス
• 記入予定．定
• 今はtimerだけ記述
今はtimerだけ記述．

Timer.h: class CalcTime
Timer h: class CalcTime
コンストラクタ
• CalcTime(char*message="time ", int mode=TIME_MSEC ,bool isShow=true)
– message: 表示するメッセージ，
表示するメセジ
– mode ：計測時間の単位（TIME_NSEC, TIME_MSEC, TIME_SEC, TIME_MIN, TIME_HOUR）
– isShow：デストラクタ時に計算時間を表示する否か
メソッド
• void start()
void start() 計測開始
• void setMode(int mode) 計測時間の単位を設定
• void setMessage(char* src) 出力メッセージを設定
• void restart(); 計測時間を初期化してもう一度スタート
• double getTime()
do ble getTime() 現在の経過時間を取得
• void show(); 現在の経過時間を取得してコンソール出力
• void show(char* message); 現在の経過時間を取得し，メッセージの設定してコンソール出力

備考
• コンストラクタでstart()，デストラクタでshow()メソッドが呼び出されるので，宣言したスコープ内でかかった計算時間を簡単
に計算可能
仕様例：
下記のように書くと，関数testに要する計算時間がms単位で出力される．
下記のように書くと関数t tに要する計算時間が単位で出力される
void test()
{
CalcTime t(“function”, TIME_MSEC);
Hogehoge…
H h
}

mainに実装されたデモの解説
• imageQualityTest();
– 様な劣化画像を
様々な劣化画像をPSNR,SSIM,MSEで画質評価する，画質評価関数のテストです．
画質評価する画質評価関数トす
• plotTest();
– Gnuplotライクなプロッタのテストです．Sinカーブ，直線のプロット例が示されています．
• consoleTest();
– 高速な関数だとあっという間に流れてしまうコンソール出力を，代わりにimshowで表示
するとで見やすくするクラのテトです
することで見やすくするクラスのテストです．median,bilateral filterによるデノイジングの
, よるデイジングの
デモを行っています．
• analysisTest_color_gray();
– 簡単な分析機能付きimshow関数のテストです引数に取った画像のヒストグラム平
簡単な分析機能付きimshow関数のテストです．引数に取った画像のヒストグラム，平
均分散，指定された領域の輝度値信号を各チャネルごとに出力します．
• analysisTest_multipleimage();
– 上記関数の複数枚入力の拡張です複数枚の画像入力可能となりまた各信号が重
上記関数の複数枚入力の拡張です．複数枚の画像入力可能となり，また各信号が重
ねあわされて出力されます．
• analysisTest_compare();
– 上記関数のより詳細に比較するための関数のテトすある画像と比較画像を入力
上記関数のより詳細に比較するための関数のテストです．ある画像と比較画像を入力
すると，その画像品質の比較，ヒストグラムの比較，信号の比較，差分値の可視化，誤
差の閾値処理の可視化などが行えます．

コンソール画像出力表示例

分析比較関数の表示例

開発環境
• WindowsXP
• Visual Studio 2010
Visual Studio 2010
• OpenCV svn ver 2.32くらい

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