Python OpenCVでカイワレ大根の茎の長さを測定する

Question

前提・実現したいこと

カイワレ大根を定点カメラで観測し，茎の長さを自動で観測するプログラムを作成したいと考えています．
現在は，以下の画像のようなカイワレ大根の写真からカイワレ大根の茎の長さを自動で検出するプログラムを作成したいのですが，どのような方法があるでしょうか？
また，それ以外の方法があればご教授願いたいです
OpenCV初心者なのでよろしくお願いいたします．

Answer 1

画像からカイワレ大根のある領域を抽出するのは、以下の手順でできます。

1. 画像を読み込み
2. HSV に変換
3. 緑色かどうかで2値化
4. 輪郭抽出

import cv2

# 画像を読み込む。
img = cv2.imread("sample.jpg")

# HSV に変換
hsv = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2HSV)

# 2値化
binary = cv2.inRange(hsv, lowerb=(30, 20, 0), upperb=(75, 255, 255))

# 輪郭抽出
contours, hierarchy = cv2.findContours(
    binary, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE
)

# 小さい輪郭は無視する。
max_contour = max(contours, key=lambda x: cv2.contourArea(x))

# 外接矩形を描画する。
x, y, w, h = cv2.boundingRect(max_contour)
cv2.rectangle(img, (x, y), (x + w, y + h), color=(255, 0, 0), thickness=3)

# 画像を保存する。
cv2.imwrite("result.png", img)

上記で画像座標でカイワレ大根が何ピクセルかという長さは計算できますが、何センチかという物理単位の算出はできません。

物理単位で算出する場合、カメラキャリブレーションを行う必要がある上、撮影カメラはずっと固定しておく必要がありますので、いろいろと問題が面倒くさくなります。

またメジャーが指してありますが、その画像からメジャーの目盛りを画像処理で読み取るのは難しいと思います。

Comments

[sakurako0222]

回答ありがとうございます．
撮影カメラはラズパイでカメラを定点で固定して画像を取得するつもりです．
物理単位で算出する場合は，カメラキャリブレーションでgoogleで検索すればわかるでしょうか？

[tiitoi]

「OpenCV カメラキャリブレーション」で検索すると情報がでてきます。
産業用ロボットで把持する物体の位置決めなどでカメラキャリブレーションが使われています。

[yohhoy]

カメラキャリブレーションでは物理世界で用意しておく「既知サイズのパターンが印刷された板」を使います。https://www.pynote.info/entry/opencv-camera-calibration などを確認ください。

ここまで真面目に計算しなくてもよければ、画面上に映ったメジャー目盛を「1cmでXXピクセル」と数えておき、tittoiさんコードで算出したピクセル高さと掛け算すれば概算値は得られます。

[tiitoi]

キャリブレーションは少々面倒なので、カイワレ大根とカメラの位置が固定で水平に撮影できるという前提なら、yohhoy さんがコメントしてくださっているやり方がいいと思います。

Answer 2

Google先生に「opencv 長さ 測定」で聞いてみましょう。
初心者にカイワレ大根の茎の太さを測るのは難しそうです。