アルファベット「V」を三分割する方法について

Question

以下のようなVの文字がある正方形の画像について

できるだけ小さい長方形を使って以下のようにVの白い部分を3つに切り取りたいとかんがえています。

Vは必ずしも正方形の真ん中にあるわけではない場合どのような画像処理を行えば三つの部分を取り出すことができるのでしょうか？なお、1と2の大きさは同じ大きさです。pythonでの実装で教えてください。

Comments

[tiitoi]

Vを囲む外接矩形1つということならわかるのですが、3つの矩形の場合、なにを基準にして決めているのでしょうか？

[seastar3]

画像の色分け、Vの傾き等は一定でしょうか。

Answer 1

2値化後に輪郭抽出して、座標を自動的に決めるのがよいと思います。流れについては以下のサンプルコードを参考にしてください。

サンプルコード

OpenCV、numpy、画像処理に関する知識がある前提で書きます。

参考リンク

• 画像の2値化について
• 輪郭を近似する、面積を求める、Bounding Box を求める方法について
• findContours() による輪郭抽出
• OpenCVの描画系の関数まとめ

import cv2
import numpy as np
from IPython.display import Image, display

def imshow(img):
    ret, img = cv2.imencode('.png', img)
    display(Image(img))

# 画像を読み込む。
img = cv2.imread('test.png')
assert img is not None, 'Failed to load image'

# bgr -> grayscale
gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

# 2値化
ret, binary = cv2.threshold(gray, 200, 255, cv2.THRESH_BINARY)

# 輪郭抽出
# OpenCV 3 の場合
# contours = cv2.findContours(
#     binary, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)[1]
contours = cv2.findContours(
    binary, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)[0]
cnt = contours[0]  # 対象の輪郭 (1つしか検出されない前提)

# 輪郭を近似する。
arclen = cv2.arcLength(cnt, closed=True)
cnt = cv2.approxPolyDP(cnt, epsilon=0.05 * arclen, closed=False)

# 輪郭に外接する長方形を計算する。
x, y, w, h = cv2.boundingRect(cnt)

# (NumPoints, 1, 2) -> (NumPoints, 2) -> (2, NumPoints)
xs, ys = cnt.squeeze(axis=1).T

# V の部分の x 座標
cx = int(x + w / 2)  
# cx に対応する y 座標を探す。
cy = np.asscalar(ys[np.abs(xs - cx) < 3])

# 描画
cv2.rectangle(img, (x, y), (cx, cy), color=(255, 0, 0), thickness=2)  # 青
cv2.rectangle(img, (cx, y), (x + w, cy), color=(0, 255, 0), thickness=2)  # 緑
cv2.rectangle(img, (x, cy), (x + w, y + h), color=(0, 0, 255), thickness=2)  # 赤

imshow(img)

2値化

輪郭抽出

求めたあと

Answer 2

白いVの上端の左端の座標と右端の座標、
オレンジのくさびの頂点の座標とその位置での白いVの右端と左端の座標、
白いＶの下端の座標(特に縦の座標)、
以上を原点から順番に各ドットの色を調べ、色の境目を検知しつつ求めます。
その結果求めた座標から四角形を決めます。