bwboundaries

バイナリ イメージのオブジェクト境界をトレース

構文

B = bwboundaries(BW)

B = bwboundaries(BW,conn)

B = bwboundaries(___,options)

B = bwboundaries(___,Name=Value)

[B,L] = bwboundaries(___)

[B,L,n,A] = bwboundaries(___)

説明

B = bwboundaries(BW) は、バイナリ イメージ BW において、オブジェクトの外側の境界を、そのオブジェクトの内部にあるホール (穴) の境界と共にトレースします。また bwboundaries は、親オブジェクトに完全に囲まれた子オブジェクトの外側とホールの境界もトレースします。この関数は、境界ピクセルの位置の cell 配列 B を返します。

この図は、これらの成分を示したものです。

B = bwboundaries(BW,conn) は、オブジェクトの境界をトレースする際に使用する連結性 conn を指定します。

B = bwboundaries(___,options) は、オブジェクトの外側の境界をトレースし、options に "holes" または "noholes" を設定することで穴の境界を含めるかどうかを指定します。

B = bwboundaries(___,Name=Value) は、名前と値の引数を使用して (R2023a 以降)、トレース スタイルおよび返された頂点座標の順序を指定します。

[B,L] = bwboundaries(___) は、オブジェクトと穴にラベルを付けるラベル行列 L も返します。

[B,L,n,A] = bwboundaries(___) は、見つかったオブジェクト数 n と隣接した行列 A も返します。

例

領域境界をイメージ上に重ね合わせる

グレースケール イメージをワークスペースに読み取ります。

I = imread('rice.png');

局所的な適応しきい値処理を使用してグレースケール イメージをバイナリ イメージに変換します。

BW = imbinarize(I);

イメージ内の領域の境界を計算し、イメージ上に重ね合わせます。

[B,L] = bwboundaries(BW,'noholes');
imshow(label2rgb(L, @jet, [.5 .5 .5]))
hold on
for k = 1:length(B)
   boundary = B{k};
   plot(boundary(:,2), boundary(:,1), 'w', 'LineWidth', 2)
end

領域の境界をイメージ上に重ね合わせ、領域番号の注釈を付ける

バイナリ イメージをワークスペースに読み取ります。

BW = imread('blobs.png');

イメージ内の領域の境界を計算します。

[B,L,N,A] = bwboundaries(BW);

境界を重ね合わせたイメージを表示します。ラベル行列に基づいて領域番号を各境界の横に追加します。ズーム ツールを使用して個々のラベルを確認します。

imshow(BW); hold on;
colors=['b' 'g' 'r' 'c' 'm' 'y'];
for k=1:length(B),
  boundary = B{k};
  cidx = mod(k,length(colors))+1;
  plot(boundary(:,2), boundary(:,1),...
       colors(cidx),'LineWidth',2);

  %randomize text position for better visibility
  rndRow = ceil(length(boundary)/(mod(rand*k,7)+1));
  col = boundary(rndRow,2); row = boundary(rndRow,1);
  h = text(col+1, row-1, num2str(L(row,col)));
  set(h,'Color',colors(cidx),'FontSize',14,'FontWeight','bold');
end

関数 spy を使用して隣接行列を表示します。

figure
spy(A);

オブジェクトの境界を赤で表示し、穴の境界を緑で表示する

バイナリ イメージをワークスペースに読み取ります。

BW = imread('blobs.png');

境界を計算します。

[B,L,N] = bwboundaries(BW);

オブジェクトの境界を赤で表示し、穴の境界を緑で表示します。

imshow(BW); hold on;
for k=1:length(B),
   boundary = B{k};
   if(k > N)
     plot(boundary(:,2), boundary(:,1), 'g','LineWidth',2);
   else
     plot(boundary(:,2), boundary(:,1), 'r','LineWidth',2);
   end
end

親境界 (赤色) と穴 (緑色) の表示

イメージをワークスペースに読み取ります。

BW = imread('blobs.png');

親境界を赤で表示し、それらの穴を緑で表示します。

[B,L,N,A] = bwboundaries(BW); 
figure; imshow(BW); hold on; 
% Loop through object boundaries  
for k = 1:N 
    % Boundary k is the parent of a hole if the k-th column 
    % of the adjacency matrix A contains a non-zero element 
    if (nnz(A(:,k)) > 0) 
        boundary = B{k}; 
        plot(boundary(:,2),... 
            boundary(:,1),'r','LineWidth',2); 
        % Loop through the children of boundary k 
        for l = find(A(:,k))' 
            boundary = B{l}; 
            plot(boundary(:,2),... 
                boundary(:,1),'g','LineWidth',2); 
        end 
    end 
end

入力引数

BW — バイナリ イメージ

2 次元数値行列 | 2 次元 logical 行列

バイナリ イメージ。2 次元 logical 行列または 2 次元数値行列として指定します。数値入力の場合、非ゼロのピクセルは 1 (true) であると見なされます。

データ型: single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64 | logical

conn — ピクセルの連結性

8 (既定値) | 4

ピクセルの連結性。次の表のいずれかの値を指定します。

値	意味
2 次元連結性
4	ピクセルのエッジの部分が接触している場合、ピクセルは連結されます。2 つの隣り合ったピクセルは両方とも "on" の場合に同じオブジェクトの一部であり、水平方向または垂直方向に連結します。	現在のピクセルを灰色で示します。
8	ピクセルのエッジまたはコーナーが接触している場合、ピクセルは連結されます。2 つの隣り合ったピクセルは両方とも "on" の場合に同じオブジェクトの一部であり、水平方向、垂直方向または対角方向に連結します。	現在のピクセルを灰色で示します。

データ型: double

options — 親と子の両方の境界を探索するかどうかを決定

"holes" (既定値) | "noholes"

親と子の両方の境界を探索するかどうかを決定します。次のいずれかに指定します。

オプション	意味
"holes"	オブジェクトと穴の両境界を探索します。これは既定の設定です。
"noholes"	オブジェクト (親と子) の境界を探索します。これにより、パフォーマンスが向上します。

データ型: char | string

名前と値の引数

オプションの引数のペアを Name1=Value1,...,NameN=ValueN として指定します。ここで、Name は引数名で、Value は対応する値です。名前と値の引数は他の引数の後に指定しなければなりませんが、ペアの順序は重要ではありません。

例: B = bwboundaries(BW,TraceStyle="pixeledge") は、バイナリ イメージ BW 内のオブジェクトの境界を、境界ピクセルの外側のエッジに沿ってトレースします。

TraceStyle — トレース スタイル

"pixelcenter" (既定値) | "pixeledge"

R2023a 以降

境界に沿ったトレース スタイル。"pixelcenter" または "pixeledge" として指定します。

トレース スタイル	意味
"pixelcenter"	境界を、境界ピクセルの中心を接続する多角形としてトレースします。
"pixeledge"	境界を、境界ピクセルの外側のエッジに沿う多角形としてトレースします。

CoordinateOrder — 返された頂点座標の順序

"yx" (既定値) | "xy"

R2023a 以降

返された頂点座標の順序。"yx" または "xy" として指定します。

トレース スタイル	意味
"yx"	境界頂点を (y, x) 座標として返します。これは、(row, column) 座標と同じ順序です。
"xy"	境界頂点を (x, y) 座標として返します。

出力引数

B — 境界頂点の座標

p 行 1 列の cell 配列

境界頂点の座標。p 行 1 列の cell 配列として返されます。ここで、p はオブジェクトと穴の数です。B 内の最初の n セルはオブジェクトの境界で、残りのセルは穴の境界です。

cell 配列内の各セルには、q 行 2 列の行列が含まれています。行列内の各行には境界に沿った頂点の座標が含まれています。q は対応する領域の境界頂点の数です。

L — ラベル行列

非負の整数の 2 次元行列

連続領域のラベル行列。非負の整数から成る 2 次元行列として返されます。k 番目の領域には、値 k をもつ L 内のすべての要素が含まれています。L で表すオブジェクトと穴の数は、max(L(:)) に等しくなります。背景は、L のゼロの値をとる要素で構成されています。

データ型: double

n — 検出されたオブジェクトの数

非負の整数

検出されたオブジェクトの数。非負の整数として返されます。

データ型: double

A — 境界と穴の親子の依存関係

正方でスパースの logical 行列

境界と穴の親子の依存関係。辺の長さが max(L(:)) の正方、スパース、logical 行列として返されます。A の行と列は B に格納された境界の位置に対応します。A(i,j)=1 は、オブジェクト i がオブジェクト j の子オブジェクトであることを意味します。k 番目の境界を囲むか、それによって囲まれる境界は、A を次のように使用すると検出できます。

enclosing_boundary  = find(A(k,:));
enclosed_boundaries = find(A(:,k));

データ型: double

アルゴリズム

関数 bwboundaries は、Jacob の停止条件によって変更された Moore-Neighbor トレース アルゴリズムを実装します。この関数は、『Digital Image Processing Using MATLAB』 [1] の初版にある関数 boundaries に基づいています。

参照

[1] Gonzalez, R. C., R. E. Woods, and S. L. Eddins, Digital Image Processing Using MATLAB, New Jersey, Pearson Prentice Hall, 2004.

拡張機能

C/C++ コード生成

MATLAB® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

使用上の注意および制限:

• bwboundaries では C コードの生成がサポートされています (MATLAB^® Coder™ が必要)。汎用の MATLAB Host Computer ターゲット プラットフォームを選択した場合、プリコンパイルされたプラットフォーム固有の共有ライブラリを使用するコードが、bwboundaries によって生成されます。共有ライブラリを使用するとパフォーマンスの最適化は維持されますが、コードを生成できるターゲット プラットフォームが限定されます。詳細については、Image Processing Toolbox でサポートされているコード生成のタイプを参照してください。

• 引数 conn はコンパイル時の定数でなければなりません。

• 引数 options はコンパイル時の定数でなければなりません。

• 戻り値 A は完全な行列のみ可能で、スパース行列にはできません。

GPU コード生成

GPU Coder™ を使用して NVIDIA® GPU のための CUDA® コードを生成します。

使用上の注意および制限:

• 引数 conn はコンパイル時の定数でなければなりません。

• 引数 options はコンパイル時の定数でなければなりません。

• 戻り値 A は完全な行列のみ可能で、スパース行列にはできません。

バージョン履歴

R2006a より前に導入

R2023a: 新しい名前と値の引数 TraceStyle および CoordinateOrder

名前と値の引数 TraceStyle は、境界ピクセルの外側のエッジに沿った境界のトレースをサポートします。以前、この関数は境界ピクセルの中心を介した境界のトレースのみを行っていました。

名前と値の引数 CoordinateOrder は、(x, y) の順序で境界座標を返すことをサポートします。以前、この関数は (y, x) の順序でのみ境界座標を返していました。

参考

bwlabel | bwlabeln | bwtraceboundary | bwperim