OpenCVでHSV変換して色抽出

HSVに変換して色抽出する話はそこら中に転がっているのですが，
なんだかんだハマってしまったのでメモ．

http://imagingsolution.blog107.fc2.com/blog-entry-248.html
この通りやればよかったんですが，C++っぽく書き直したかったから書き直した．

コード

colorExtraction.cpp

void colorExtraction(cv::Mat* src, cv::Mat* dst,
    int code,
    int ch1Lower, int ch1Upper,
    int ch2Lower, int ch2Upper,
    int ch3Lower, int ch3Upper
    )
{
    cv::Mat colorImage;
    int lower[3];
    int upper[3];

    cv::Mat lut = cv::Mat(256, 1, CV_8UC3);   

    cv::cvtColor(*src, colorImage, code);

    lower[0] = ch1Lower;
    lower[1] = ch2Lower;
    lower[2] = ch3Lower;

    upper[0] = ch1Upper;
    upper[1] = ch2Upper;
    upper[2] = ch3Upper;

    for (int i = 0; i < 256; i++){
        for (int k = 0; k < 3; k++){
            if (lower[k] <= upper[k]){
                if ((lower[k] <= i) && (i <= upper[k])){
                    lut.data[i*lut.step+k] = 255;
                }else{
                    lut.data[i*lut.step+k] = 0;
                }
            }else{
                if ((i <= upper[k]) || (lower[k] <= i)){
                    lut.data[i*lut.step+k] = 255;
                }else{
                    lut.data[i*lut.step+k] = 0;
                }
            }
        }
    }

    //LUTを使用して二値化
    cv::LUT(colorImage, lut, colorImage);

    //Channel毎に分解
    std::vector<cv::Mat> planes;
    cv::split(colorImage, planes);

    //マスクを作成
    cv::Mat maskImage;
    cv::bitwise_and(planes[0], planes[1], maskImage);
    cv::bitwise_and(maskImage, planes[2], maskImage);

    //出力
    cv::Mat maskedImage;
    src->copyTo(maskedImage, maskImage);
    *dst = maskedImage;
}

ハマりどころ

LUT

LUT（ルックアップテーブル）の作成がうまくいってなかった．
3chのLUTを生成するとき，3次元の配列を突っ込むのではなくて3倍？でかい配列にする必要がありました．

ダメな例

bad_lut.cpp

int lut[256][3];
for(int i = 0; i < 256; i++){
  for(int k = 0; k < 3; k++){
    lut[i][k] = ...
  }
}
cv::Mat lutMat = cv::Mat( 256, 1, CV_8UC3, lut );

//うまくいかない
cv::LUT(src, lutMat, dst);

画像のマスク

cv::MatのcopyTo(dst, mask)は，どうやらdstに非ゼロの値が入っているとマスクされないようで，
まずdstをゼロで埋める必要があるっぽいです．
今回は新しくcv::Matを用意してやりました．

実行例

適当なカラー画像を用意します．
色抽出するときはRGBで範囲を指定するよりもHSVの方が適しているので，
RGBをHSVに変換してから色を抽出します．

OpenCVでは，H,S,Vを以下の範囲で指定してやります．
H:色相 0~180
S:彩度 0~255
V:明度 0~255

main.cpp

cv::Mat origImage; //適当に画像を突っ込む
cv::Mat extractedImage;

//H:150-165, S:100-255, V:70-255
colorExtraction(&origImage, &extracted, CV_BGR2HSV, 150, 165, 100, 255, 70, 255);

マスク

抽出画像

背景が少し残ってしまいましたが概ね綺麗に抽出できてます．

参考

http://imagingsolution.blog107.fc2.com/blog-entry-248.html
http://docs.opencv.org/modules/core/doc/operations_on_arrays.html
http://www.me.sie.dendai.ac.jp/labWiki/wiki.cgi?page=%B3%AC%C4%B4%CA%D1%B4%B9