Steger 線抽出クラス

Namespace: FVIL.Filter
Assembly: FVILbasic (in FVILbasic.dll) Version: 3.1.0.0 (3.1.0.17)

Syntax

C#
[SerializableAttribute]
public class CFviStegerFilter : CFviImageParser
Visual Basic
<SerializableAttribute>
Public Class CFviStegerFilter
	Inherits CFviImageParser

Remarks

ステガーの線抽出を行うクラスです。

各画素において注目画素が線かどうかの判定を行い、線であれば線の強度と、線の角度(線と直行するベクトルの向き)を出力するフィルタです。 線と判定されなかった画素は、強度 0.0、角度 0 となります。 線強度が Threshold 未満であった場合も線と判定されません。
1つ目の出力画像に線強度を格納し、2つ目の出力画像に線角度を格納します。

メンバ変数 Sigma は、 ガウス微分フィルタ による平滑化に使用します。 平滑化はノイズ除去の為ではなく、線の濃淡構造の平滑化のために使用します。線の濃淡構造によって、最適なσが存在します。 ガウス微分フィルタの 処理モード は IIR です。

LineMode プロパティは、抽出する線の種類を示します。
LineMode が Ridge の場合、輝度が周囲画素よりも高い線を抽出します。 LineMode が Valley の場合、輝度が周囲画素よりも低い線を抽出します。

ヘッセ行列の最大固有値が正の時 Valley(谷) となり、負の時 Ridge(山) となります。



線強度と角度について

注目画素でヘッセ行列を求め、ヘッセ行列の最大固有値（絶対値が大きい固有値）と最大固有値の固有ベクトルを求めます。 画像上の注目画素において、ヘッセ行列を用いて作られるテイラー多項式を注目画素周辺の曲面近似と考え、 テイラー多項式の極値の位置を求めます。 極値が注目画素付近（注目画素を中心に[-0.5,0.5]×[-0.5,0.5]の区間内）にある場合に、注目画素を線と判定します。 この時、線強度は最大固有値の絶対値となり、固有ベクトルは線と直行するベクトルになります。 角度は，固有ベクトルを とした場合、 として求められます。 角度出力結果は、0~16384 の範囲に正規化されます。

要求する入出力画像数:
項目数定数
入力画像1SrcImageCount フィールド
出力画像2DstImageCount フィールド
処理対象画像の条件:

処理対象の画像は下記の条件を満たしている必要が有ります。

  • 入力画像と出力画像の処理範囲サイズ、チャネル数が等しい事 -
  • 処理対象の画像種別(ImageType) -
  • １つ目の出力画像(線強度)の画像種別(ImageType) -
  • ２つ目の出力画像(線角度)の画像種別(ImageType) -

初期値と範囲:
プロパティ初期値範囲
LineModeRidgeLineMode に定義された定数
Sigma1.01.0~
Threshold0.00.0~
処理対象画像の有効性検査と有効化:

  • 入力画像の有効性検査
    このクラスの CheckValidity(CFviImage) 関数で入力画像の有効性を検査できます。 この関数はスタティックメンバですので、このクラスのインスタンスを生成せずに直接呼び出す事ができます。
  • 入出力画像の整合性検査
    このクラスの IsValid()()()() メソッドで入出力画像の整合性を検査できます。 このメソッドが false を返す場合は、前述の処理対象画像の条件を満たしていない為、 実行できない事を意味します。
  • 出力画像の有効化
    このクラスの Validate(Int32) メソッドで出力画像を有効化する事ができます。 このメソッドを実行すると、出力画像の領域サイズ、画像種別、チャネル数を適切なものに設定します。 領域サイズは、入力画像の処理範囲サイズに合わせられます。

Examples

【入力画像】


【線強度】【線角度】
※注) 上図は、視覚的に確認する為に 0~255 にスケーリングしたものです。

C# Copy imageCopy
//    $Revision: 1.3 $

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Drawing;
using fvalgcli;    // FvPluginXXXX attribute requires fvalgcli

namespace User.SampleCode
{
    public partial class Filter
    {
        // ============================================================
        /// <summary>
        /// ステガーフィルタ[線(曲線)抽出]クラス.
        /// </summary>
        [FvPluginExecute]
        public void StegerFilter()
        {
            // 1) インスタンスの準備.
            FVIL.Filter.CFviStegerFilter parser = new FVIL.Filter.CFviStegerFilter();
            FVIL.Data.CFviImage src = new FVIL.Data.CFviImage();
            FVIL.Data.CFviImage dst1 = new FVIL.Data.CFviImage();
            FVIL.Data.CFviImage dst2 = new FVIL.Data.CFviImage();

            // 2) 処理対象画像の取り込み.
            FVIL.File.Function.LoadImageFile(Defs.TestImageDir + "/radial_UC8.png", src, FVIL.PixelMode.Unpacking);

            // 3) 処理対象画像の有効性検査.
            int valid = FVIL.Filter.CFviStegerFilter.CheckValidity(src);
            if (valid != FVIL.ErrorCode._SUCCESS)
                throw new FVIL.CFviException(valid, "FVIL.Filter.CFviStegerFilter.CheckValidity");

            // 4) 画像処理準備 (共通)
            parser.SrcImages[0] = src;
            parser.DstImages[0] = dst1;
            parser.DstImages[1] = dst2;
            if (!parser.IsValid())    // 有効性検査.
                parser.Validate();    // 有効化.

            // 5-1) パラメータ設定 (固有)
            parser.LineMode = FVIL.Filter.LineMode.Valley;
            parser.Sigma = 1.0;
            parser.Threshold = 2.0;

            // 6) 画像処理実行.
            parser.Execute();

            // E) 処理結果画像の保存.
            FVIL.Data.CFviImage    tmp = new FVIL.Data.CFviImage();

            // --- DST1(線強度)の可視化: D64 -> RGB32
            //     −:magenta / ＋: gray
            tmp.SetSize(dst1.HorzSize, dst1.VertSize, FVIL.ImageType.RGB32, 1);
            dst1.Depth = dst1.CalcDepth();
            dst1.SignedToRGB(0, tmp, 1);
            FVIL.File.Function.SaveImageFile(Defs.ResultDir + "/Filter.StegerFilter.1_mag.png", tmp);

            // --- DST2(線角度)の可視化: S16 -> RGB32
            //     −:magenta / ＋: gray
            tmp.SetSize(dst2.HorzSize, dst2.VertSize, FVIL.ImageType.RGB32, 1);
            dst2.Depth = dst2.CalcDepth();
            dst2.SignedToRGB(0, tmp, 1);
            FVIL.File.Function.SaveImageFile(Defs.ResultDir + "/Filter.StegerFilter.2_angle.png", tmp);
        }
    }
}

Visual Basic Copy imageCopy
'    $Revision: 1.1 $

Imports System.Collections.Generic
Imports System.Text
Imports System.Drawing
Imports fvalgcli
' FvPluginXXXX attribute requires fvalgcli
Namespace SampleCode
    Public Partial Class Filter
        ' ============================================================
        ''' <summary>
        ''' ステガーフィルタ[線(曲線)抽出]クラス.
        ''' </summary>
        <FvPluginExecute> _
        Public Sub StegerFilter()
            ' 1) インスタンスの準備.
            Dim parser As New FVIL.Filter.CFviStegerFilter()
            Dim src As New FVIL.Data.CFviImage()
            Dim dst1 As New FVIL.Data.CFviImage()
            Dim dst2 As New FVIL.Data.CFviImage()

            ' 2) 処理対象画像の取り込み.
            FVIL.File.[Function].LoadImageFile(Defs.TestImageDir & "/radial_UC8.png", src, FVIL.PixelMode.Unpacking)

            ' 3) 処理対象画像の有効性検査.
            Dim valid As Integer = FVIL.Filter.CFviStegerFilter.CheckValidity(src)
            If valid <> FVIL.ErrorCode._SUCCESS Then
                Throw New FVIL.CFviException(valid, "FVIL.Filter.CFviStegerFilter.CheckValidity")
            End If

            ' 4) 画像処理準備 (共通)
            parser.SrcImages(0) = src
            parser.DstImages(0) = dst1
            parser.DstImages(1) = dst2
            If Not parser.IsValid() Then
                ' 有効性検査.
                parser.Validate()
            End If
            ' 有効化.
            ' 5-1) パラメータ設定 (固有)
            parser.LineMode = FVIL.Filter.LineMode.Valley
            parser.Sigma = 1.0
            parser.Threshold = 2.0

            ' 6) 画像処理実行.
            parser.Execute()

            ' E) 処理結果画像の保存.
            Dim tmp As New FVIL.Data.CFviImage()

            ' --- DST1(線強度)の可視化: D64 -> RGB32
            '     −:magenta / ＋: gray
            tmp.SetSize(dst1.HorzSize, dst1.VertSize, FVIL.ImageType.RGB32, 1)
            dst1.Depth = dst1.CalcDepth()
            dst1.SignedToRGB(0, tmp, 1)
            FVIL.File.[Function].SaveImageFile(Defs.ResultDir & "/Filter.StegerFilter.1_mag.png", tmp)

            ' --- DST2(線角度)の可視化: S16 -> RGB32
            '     −:magenta / ＋: gray
            tmp.SetSize(dst2.HorzSize, dst2.VertSize, FVIL.ImageType.RGB32, 1)
            dst2.Depth = dst2.CalcDepth()
            dst2.SignedToRGB(0, tmp, 1)
            FVIL.File.[Function].SaveImageFile(Defs.ResultDir & "/Filter.StegerFilter.2_angle.png", tmp)
        End Sub
    End Class
End Namespace

Inheritance Hierarchy

System..::..Object
FVIL..::..CFviObject
FVIL..::..CFviImageParser
FVIL.Filter..::..CFviStegerFilter

See Also