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carnage0216

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<実行した環境>

  • Windows10 64bit
  • visual studio 2017
  • opencv 3.4.1

こちらのサイトを参考にしました。http://www.cellstat.net/centroid/
こちらのプログラムに関しての質問です。

#include <stdio.h>
#include <opencv/cv.h>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <opencv2/imgcodecs/imgcodecs.hpp>
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
#include <opencv2/core/core.hpp>

using namespace cv;

int main(){

    Mat img = imread("sample.jpg", IMREAD_GRAYSCALE);
    Mat img2 =img.clone();

    vector<vector<Point> > contours;
    findContours(img2, contours, CV_RETR_EXTERNAL, CV_CHAIN_APPROX_NONE);

    double max_size=0;
    int max_id=-1;

    for(int i=0; i<contours.size();i++){
        if(contours[i].size()>max_size){
            max_size=contours[i].size();
            max_id=i;
        }
    }

    Moments mu = moments( contours[max_id]);
    Point2f mc = Point2f( mu.m10/mu.m00 , mu.m01/mu.m00 );

    circle( img, mc, 4, Scalar(100), 2, 4);

    printf("x: %f  y: %f", mc.x, mc.y);

    imshow("img",img);
    waitKey(0);
    return 0;
}


のプログラムに関して

findContours(img2, contours, CV_RETR_EXTERNAL, CV_CHAIN_APPROX_NONE);

のcontoursは検出した輪郭を保存する変数とのことですが、これは変数名がcontoursで何バイトかのメモリを占めているということでしょうか?
そして、変数名contoursが占めているメモリに

double max_size=0;
    int max_id=-1;

    for(int i=0; i<contours.size();i++){
        if(contours[i].size()>max_size){
            max_size=contours[i].size();
            max_id=i;
        }
    }


の計算結果の値を代入して、その輪郭の値から面積を求める為に関数Momentsを使った。

Moments mu = moments( contours[max_id]);


最後に関数Momentsにより求めた面積から重心を求めるために

Point2f mc = Point2f( mu.m10/mu.m00 , mu.m01/mu.m00 );


を使ったと考えているのですが、正直以上のような解釈であっているかわかりません。
実行は出来ましたがちゃんとプログラムを理解したいと思い質問しました。
間違っていましたらどうかご指導お願いいたします。

載せましたプログラムで重心を求めた結果の画像を載せます。
一枚目はボールペンです。
イメージ説明
二枚目はペットボトルです。
イメージ説明
画像からの重心を求めたので正しいかどうかはわかりませんが、ボールペンに関してはあながち間違ってないように思えます。(実験しました。)

編集
処理を読んでいてもなぜ重心が求まるのか理解できません。
直球に言いますと、なぜ、あのプログラムから重心が得られるのか原理が知りたいです。
三角形や円なら数式を使えば重心を簡単に求められますが、歪なものなどは数式が立てにくく常に一定の形の物の重心を求める訳ではありません。
そのため、数式を使わずに、載せたプログラムだけで様々な形の物の重心が求まる理由が知りたいと思いました。

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    2018/06/18 13:45

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回答 2

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+5

contoursは検出した輪郭を保存する変数

若干複雑ですが間違いではありません。
vector<vector<Point> > contours;
ですので、Point型の可変長配列の可変長配列になります。
可変長配列ですので、それが何バイトの領域なのかは計算してみないと分かりませんし
すべてが連続した領域という訳でもありません。(C言語でのポインタの配列みたいな感じ)

ちなみに、findContoursのマニュアルによると、OutputArrayOfArrays型となっています。
cv::Matやstd::vector等をコンストラクタで変換する事で同様に扱えるようにしているらしいです。


計算結果の値を代入して

まず、代入という用語について
ある特定の名前(ここではXとおく)を持つ変数に値(とりあえずYとする)を設定(もしくは変更)するときに,
XY代入する」と言います。

ご提示のソースでは、contoursへの設定ないしは変更は発生していないため、contoursへの代入は行われていません。

    for(int i=0; i<contours.size();i++){
        if(contours[i].size()>max_size){
            max_size=contours[i].size();
            max_id=i;
        }
    }

ここで行われているのは、最大の頂点数を持つ輪郭がどれかを探しています。
結果、最大の頂点数を持つ輪郭はcontours[max_id]になります。


関数Momentsを使った。

まず使う関数はmoments、小文字の方です。

それぞれのドットの輝度を重さとみなし
(グレイスケールなので1・・・らしい、適切な文献見つからず検証不十分)
モーメントを計算します。

高校物理の力のモーメントを抽象化した概念になります。

それぞれの点の重さの総和がm00です。(重さが1ならば点の数になり、更に点が連続的であるならば面積になります。)
それぞれの点の重さにx座標を掛けた値の総和がm10
それぞれの点の重さにy座標を掛けた値の総和がm01
になります。

モーメントを用いた重心の計算方法は公式化されていて
それが、
Xg = m10 / m00
Yg = m01 / m00
なわけです。

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  • 2018/06/07 10:40

    なるほど、では密度、厚さが一定ならばあらゆる形からでも重心が得られるようにプログラムが組まれているのですね。
    しかし、プログラムを見る限り、xy座標を求めて、座標の平均値から重心を求めていますが、そんな密度、厚さが一定ならば、そんな単純なやり方で重心が戻るのですか?
    もしかしたら、何か勘違いしているかもしれませんが、よろしくお願い致します。

    キャンセル

  • 2018/06/07 11:49

    単純になるように
    「密度・厚さが均一の平たい板」という条件があります。

    キャンセル

  • 2018/06/07 17:33

    そうだったのですか。
    どうもありがとうございます。

    キャンセル

+4

こんにちは。

これは変数名がcontoursで何バイトかのメモリを占めているということでしょうか?

その通りです。

の計算結果の値を代入して

代入はしていないと思います。コードをよく見てみましょう。

その輪郭の値から面積を求める為に関数Momentsを使った。

「モーメント」は面積ではないと思います。
ただ、ごめんなさい。モーメントについて人に説明できるほど理解していません。

最後に関数Momentsにより求めた面積から重心を求めるために

「モーメント」から重心を求めています。

単なる面積から重心を計算することは出来ないですよ。位置との関係が入った値を使わないと座標を求めることは出来ません。
モーメントは位置✕質量の積分のような値です。(もうちょっと難しいのですが、その辺をよく判っていません。でも実は重心を求めるためには難しい部分は不要だった筈です。)
値0のピクセルを質量0、値1のピクセルを質量1として計算するようなことをやっていると思います。

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  • 2018/06/07 18:54

    えーと、
    >>きちんと定義された重心(図形の中心)であれば厳密に計算可能です。
    きちんと定義された重心(図形の中心)であれば、その重心の座標が求まる分けですね。

    キャンセル

  • 2018/06/07 19:10

    その通りです。
    ところで、どうも「定義」の周辺で会話が成り立っていない印象を受けます。
    不毛な会話はこの辺で止めにしましょう。

    キャンセル

  • 2018/06/07 19:12

    すいませんでした。
    解答ありがとうございました。

    キャンセル

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