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Uploaded byNorishige Fukushima
OpenCVの拡張ユーティリティ関数群
画像処理ライブラリであるOpenCVに足りない，いくつかの関数を追加し，そのコードの説明を行っています． ソースコードはこちら http://nma.web.nitech.ac.jp/fukushima/opencv/cvutil.zip
![[チュートリアル講演]画像データを対象とする情報ハイディング〜JPEG画像を利用したハイディング〜](https://cdn.slidesharecdn.com/ss_thumbnails/slideupload-130524001604-phpapp02-thumbnail.jpg?width=640&height=640&fit=bounds)
OpenCVの拡張ユーティリティ関数群
- 1. 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
- 2. 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
- 3. 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
- 4. 逆引き関数，クラスリスト 逆引き関数 クラスリスト 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
- 5. 逆引き関数，クラスリスト 逆引き関数 クラスリスト 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(); () }
- 6. 逆引き関数，クラスリスト 逆引き関数 クラスリスト 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
- 7. 逆引き関数，クラスリスト 逆引き関数 クラスリスト 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);
- 8. 逆引き関数，クラスリスト 逆引き関数 クラスリスト 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); }
- 9. 逆引き関数，クラスリスト 逆引き関数 クラスリスト 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
- 10. 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）
- 11. 逆引き関数，クラスリスト 逆引き関数 クラスリスト 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．
- 12. 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）
- 13. 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
- 14. 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
- 15.
- 16. 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．
- 17. 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 }
- 18. 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．
- 19.
- 20.
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- 22. 開発環境 • WindowsXP • VisualStudio 2010 Visual Studio 2010 • OpenCV svn ver 2.32くらい