캐니엣지

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[파이썬 OpenCV] 영상의 윤곽선 검출하기 - 캐니 에지 검출 - cv2.Canny

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[영상 처리] 에지 검출 (Edge Detection)

캐니 엣지 검출

 

좋은 에지 검출기의 조건 3가지

1. 정확한 검출

픽셍리 조명에 의해 미세한 영향을 받게 되어 임계점보다 크거나 낮아 질수 있다.

이처럼 에지가 아닌 점을 에지로 찾거나 또는 에지인데 에지로 찾지 못하는 확ㄹㄹ캐니 엣지 검추 

 

 

 

좋은 에지 검출기의 조건 3가지

 

1. 정확한 검출

 

픽셍리 조명에 의해 미세한 영향을 받게 되어 임계점보다 크거나 낮아 질수 있다.

이처럼 에지가 아닌 점을 에지로 찾거나 또는 에지인데 에지로 찾지 못하는 확ㄹㄹ

 

2. 정확한 위치

 

캐니의 에지와 이미지사의 에지거리의 최소화

 

3. 단일 에지

실제 에지에서 하나의 에지만 검출되어야함

하나의 에지는 하나의 점으로 표현한다는 것입니다.

 

 

에지 검출의 4단계

 

1. 가우시안 필터링

 

에지 검출은 노이즈의 영향을 많이 받으므로 가우시안 필터링을 통해 노이즈를 제거합니다.

 

 

2.  그래디언트 계산 (여기서 그래디언트는 변화량을 의미합니다.)

그래디언트 계산은 주로 소벨 마스크를 이용합니다. 

소벨 마스크?

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[영상 처리 강좌] 소벨 검출이란? 소벨 엣지 검출기 알아보기 (sobel edge detection)

소벨 오퍼레이터는 1968년 스탠포드 인공지능 연구소에서 어윈 소벨이 고안해낸 가장자리 검출 알고리즘으로써

3x3크기의 행렬을 사용하여 연산을 하였을때 중심을 기준으로 각방향의 앞뒤의 값을 비교하여서 변화량을 검출하는 알고리즘입니다.

 

gx는 수직선 검춤 gy 는 수평선 검출

위의 소벨 마스크를 이용하여 두장의 미지로부터 엣지그래디언트와 엣지 방향을 계산한다. 

 

구한 각도는 실제 엣지와 수직임

 

엣지의 방향을 근사화

3. 비최대 억제 - Non maximum suppression

 이 부분에서는 에지가 될수 없는 픽셀을 제거한다.

 

높은 픽셀 값과 낮은 픽셀 값의 사이에서 에지가 검출 됩니다.

수직의 에지가 검출 될 때 그레디언트의 방향은 에지에 수직이다 

이유?

그레디언트는 변화량 높은 픽섹과 낮은 픽셀 값을 이용하여 에지를 검출하니까

 

점 a가 점 b점 c 보다 큰 값을 가진다면 엣지의 후보가 되고  점 b와 점 c는 이웃에 있는 a 보다 작으므로 나머지는 다 0이 되고 얇은 에지가 만들어집니다.

수직인 픽셀들과 값을 비교함

 

 비 최대 억제는 최대 크기의 픽셀만 골라내서 에지 픽셀로 설정하는 것입니다.

 하나의 에지가 여러 개의 픽셀로 표현되는 현상을 없애기 위하여 그래디언트 크기가 국지적 최대(local maximum)인 픽셀만을 에지 픽셀로 설정합니다.

 

 그래디언트 방향에 위치한 두 개의 픽셀을 조사하여 국지적 최대를 검사합니다.

 

 소벨필터 임계값으로 에지를 검출할 때 5개가 검출된다면 이 중 최댓값은 1개입니다. 이 최댓값만 도출하는 것입니다.

 미분값을 좌우랑 비교해서 오른쪽, 왼쪽보다 크면 에지로 선정하고 나머지는 다 없앱니다.

 그래디언트 방향에 위치한 픽셀만을 조사합니다.

 

 

4. 히스테리시스 에지 트래킹 - Hysteresis edge tracking

 두 개의 임계값을 사용합니다.

 조명이나 다른 변수의 영향으로 인해 영상의 그래디언트가 미세하게 변화할 수 있습니다.

 이때문에 픽셀 값이 임계점보다 커지거나 낮아질 수 있는데, 이를 방지하기 위해 두 개의 임계값을 이용합니다.

 

 상한 임계값, 하한 임계값 두 개를 이용합니다.

 상한 임계값보다 높으면 강한 에지가 되며 항상 에지로 선정합니다.

 상한 임계값보다 작고 하한 임계값보다 높으면 약한 에지로 부르는데 강한 에지와 연결되어 있으면 에지로 선정합니다.

 하한 임계값보다 작으면 에지가 아닙니다.

 

 조명이나 다른 변수에 의해 에지가 갑자기 나타날 수 있습니다. 이를 방지해줍니다.

이처럼 작은 에지들이 비최대 억제로 인해 검출된 에지입니다.

 이를 히스테리스 에지 트래킹으로 없앨 수 있습니다.