回答編集履歴
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修正
test
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[画像のしきい値処理](http://labs.eecs.tottori-u.ac.jp/sd/Member/oyamada/OpenCV/html/py_tutorials/py_imgproc/py_thresholding/py_thresholding.html)
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> 関数は cv2.threshold を使います．第1引数は入力画像で グレースケール画像でなければいけません ．
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`threshold`の結果として二値画像を得たい場合は`imread`時に`cv2.IMREAD_GRAYSCALE`を指定して最初からグレースケールとして読み込むか、`img = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)`で事前に変換すればよいです。
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[Python, OpenCV, NumPyで画像を二値化（しきい値処理）](https://note.nkmk.me/python-numpy-opencv-image-binarization/)
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> カラー画像の場合は各色（チャンネル）ごとに処理される。白黒の結果がほしい場合は後述のcv2.THRESH_OTSUの例のように先にグレースケールに変換すればよい。
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とあるように、いつのまにかカラーのまま処理できるようになったようです。
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上記に記載のとおり`threshold`の結果として二値画像を得たい場合は`imread`時に`cv2.IMREAD_GRAYSCALE`を指定して最初からグレースケールとして読み込むか、`img = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)`で事前に変換すればよいです。
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