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bwconncomp

バイナリ イメージ内の連結要素の検出とカウント

構文

CC = bwconncomp(BW)

CC = bwconncomp(BW,conn)

説明

CC = bwconncomp(BW) は、バイナリ イメージ BW 内の連結要素 CC を検出してカウントします。CC 出力構造体には、イメージ内の関心領域 (ROI) などの連結要素の総数と、各要素に割り当てられているピクセル インデックスが格納されます。bwconncomp は、既定の連結性として 2 次元の場合は 8 連結を、3 次元の場合は 26 連結を使用します。

CC = bwconncomp(BW,conn) は、連結要素に必要な連結性 conn を指定します。

例

3 次元オブジェクトの重心の計算

3 次元配列の小さいサンプルを作成します。

BW = cat(3, [1 1 0; 0 0 0; 1 0 0],...
            [0 1 0; 0 0 0; 0 1 0],...
            [0 1 1; 0 0 0; 0 0 1]);

配列内の連結要素を検出します。

CC = bwconncomp(BW)

CC = struct with fields:
    Connectivity: 26
       ImageSize: [3 3 3]
      NumObjects: 2
    PixelIdxList: {[5x1 double]  [3x1 double]}

配列内のオブジェクトの重心を計算します。

S = regionprops(CC,'Centroid')

S=2×1 struct array with fields:
    Centroid

最大の要素をイメージから消去

イメージをワークスペースに読み取って表示します。

BW = imread('text.png');
imshow(BW)

イメージ内の連結要素の数を検出します。

CC = bwconncomp(BW)

CC = struct with fields:
    Connectivity: 8
       ImageSize: [256 256]
      NumObjects: 88
    PixelIdxList: {1x88 cell}

イメージ内で最大の要素がどれかを決定して消去します (すべてのピクセルを 0 に設定します)。

numPixels = cellfun(@numel,CC.PixelIdxList);
[biggest,idx] = max(numPixels);
BW(CC.PixelIdxList{idx}) = 0;

イメージを表示します。最大の要素は different という語の連続する 2 つの f となっています。

figure
imshow(BW)

入力引数

BW — バイナリ イメージ

数値配列 | logical 配列

バイナリ イメージ。任意の次元の数値配列または logical 配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。

例: BW = imread("text.png");

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

conn — ピクセルの連結性

4 | 8 | 6 | 18 | 26 | 0 と 1 から成る 3 × 3 × ... × 3 の配列

ピクセルの連結性。次の表のいずれかの値を指定します。既定の連結性は 2 次元イメージでは 8、3 次元イメージでは 26 です。

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。
3 次元連結性
6	面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、次のように連結します。 次のいずれかの方向: 奥、手前、左、右、上および下	現在のピクセルは立方体の中心です。
18	面またはエッジ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、次のように連結します。 次のいずれかの方向: 奥、手前、左、右、上および下 右下または上の奥など、2 つの方向の組み合わせ	現在のピクセルは立方体の中心です。
26	面、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、次のように連結します。 次のいずれかの方向: 奥、手前、左、右、上および下 右下または上の奥など、2 つの方向の組み合わせ 右上の奥または左下の奥など、3 つの方向の組み合わせ	現在のピクセルは立方体の中心です。

高次元の場合、bwconncomp は既定値 conndef(ndims(BW),"maximal") を使用します。

連結性は、0 と 1 から成る 3 × 3 × ... × 3 行列を指定し、任意の次元に対してより一般的に定義することもできます。1 の値を持つ要素は、conn の中心要素に対する近傍の位置を定義します。conn は、その中心要素に関して対称でなければなりません。詳細については、カスタム連結性の定義を参照してください。

データ型: double | logical

出力引数

CC — 連結要素

構造体

連結要素。4 つのフィールドをもつ構造体として返されます。

フィールド	説明
Connectivity	連結要素 (オブジェクト) の連結性
ImageSize	BW のサイズ
NumObjects	BW 内の連結要素 (オブジェクト) の数
PixelIdxList	1 行 NumObjects 列の cell 配列。ここで、 cell 配列の k 番目の要素は k 番目のオブジェクトのピクセルの線形インデックスを含むベクトルです。

ヒント

• 関数 bwlabel、bwlabeln、bwconncomp はすべて、バイナリ イメージの連結要素を計算します。bwconncomp は、bwlabel と bwlabeln を置き換えて使用できます。メモリ使用量が大幅に削減され、他の関数より高速な場合もあります。

  関数	入力次元	出力形式	メモリの使用	連結性
  bwlabel	2 次元	倍精度をもつラベル行列	高	4 または 8
  bwlabeln	N 次元	倍精度ラベル行列	高	任意
  bwconncomp	N 次元	CC 構造体	低	任意

• 既定の連結性を持つ regionprops を使用してバイナリ イメージから特徴を抽出するには、regionprops(BW) コマンドを使用して BW を直接 regionprops に渡します。

• メモリ効率が高いデータ型 (たとえば、double に対して uint8) を使用してラベル行列を計算するには、bwconncomp の出力で関数 labelmatrix を使用します。

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:

• bwconncomp 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)。詳細については、イメージ処理のコード生成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。

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:

• bwconncomp は 2 次元入力のみをサポートします。

• 引数 conn はコンパイル時の定数でなければなりません。サポートされる連結性は 4 または 8 のみです。連結性は 3 行 3 列の行列として指定することもできますが、[0 1 0;1 1 1;0 1 0] または ones(3) に限られます。

• 戻り値の CC 構造体の PixelIdxList フィールドはサポートされません。

スレッドベースの環境

MATLAB® の backgroundPool を使用してバックグラウンドでコードを実行するか、Parallel Computing Toolbox™ の ThreadPool を使用してコードを高速化します。

この関数は、スレッドベースの環境を完全にサポートします。詳細については、スレッドベースの環境での MATLAB 関数の実行を参照してください。

バージョン履歴

R2009a で導入

R2023a: C コード生成の追加サポート

任意の次元の入力イメージ用の C コードを生成できるようになりました。以前の bwconncomp は、2 次元入力のコード生成のみをサポートしていました。また、コンパイル時の定数である任意の連結性を指定できるようになりました。以前の bwconncomp は、4、8、[0 1 0;1 1 1;0 1 0]、または ones(3) の連結性のコード生成のみをサポートしていました。

この関数は、CC 構造体内の PixelIdxList フィールドを返すコードを生成できるようになりました。

R2022b: スレッドベース環境のサポート

bwconncomp は、スレッドベースの環境をサポートするようになりました。

参考

bwlabel | bwlabeln | labelmatrix | regionprops

トピック

• バイナリ イメージ内の連結要素のラベル付けと測定
• ピクセルの連結性

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