【Python】OpenCVでチェス盤とサークルグリッドのマーカー検出

Pythonの応用
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OpenCVを使ったPythonでの画像処理について、ここではグリッド検出(Grid Detection)について扱っていきます。

カメラで撮影した時に歪みが生じることがありますが、これをキャリブレーションすることで補正することができます。

ここでは、チェスボードとサークルグリッドと呼ばれるキャリブレーション器具を使って、補正のための基準となるグリッドのマーカー検出を行ってみます。

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チェスボードのマーカー検出

まずチェスボードのマーカー検出を行って行きます。

jupyter notebookを使ってライブラリのインポートを行います。

画像を読み込みます。imagesフォルダにchess-board.jpgというファイルを用意しました。

imread()で画像を読み込んでimshow()で表示します。

次のようになります。

このチェス盤の交差しているコーナー部分をfindChessboardCorners()を使って捉えていきます。

findChessboardCorners()に画像を与え、コーナーの数(形状)を与えています。これでコーナー検出の成否とコーナーのデータを取り出せます。

次のコードでコーナー検出の成否を判定できます。

コーナーの次元の形状をshapeで見ておきます。

ここまでを実行してみましょう。

これらを使って、画像にコーナーを表示する操作をしていきましょう。

チェス盤の画像をcopy()で複製して作業します。

drawChessboaedCorners()に画像を与え、コーナーの数の形状を与え、先ほど検出したコーナーの数、コーナー検出の成否を与えます。

 

数値の表示はスペースが長くなるので途中省略しました。

最後に、画像を表示してみます。

検出された個々ののコーナーをチェス盤に描画しています。チェス盤が不完全に検出された場合は、検出されたコーナーが赤い丸で描画され、完全に検出された場合は、色付きのコーナーが線で結ばれて描画されます。

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サークルグリッドのマーカー検出

続いてサークルグリッドのマーカー検出を行って行きます。

ドットのパターンの画像を用意してこれまでと同様に読み込んでいます。

こちらを今度はfindCirclesGrid()で処理していきます。

findCirclesGrid()に画像を渡し、コーナーの数の形状と処理のフラグのCALIB_CB_SYMMETRIC_GRIDを渡しています。CALIB_CB_SYMMETRIC_GRIDは円形の対称パターンで利用します。他にCALIB_CB_ASYMMETRIC_GRIDがあり、これは円形非対称パターンで利用します。

foundは先ほどと同じように検出の成否を調べています。

画像をcopy()で複製して処理していきます。

drawChessboardCorners()を使って、チェスボードのマーカー検出と同じように描画の処理を行います。

こちらも数値の表示は途中省略しました。

最後に画像を表示します。

ドットが検出されているのがわかります。

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最後に

ここでは、OpenCVを使ったPythonでの画像処理について、チェスボードとサークルグリッドと呼ばれるキャリブレーション器具を使って、補正のための基準となるグリッドのマーカー検出を扱ってみました。

カメラで撮影した時に歪みが生じることがありますが、この処理を元にキャリブレーションすることで画像の歪みの補正に繋げることができます。

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