형태학적 연산(Morphological Operation)은 주어진 형태, 즉 구조 요소에 따라 이미지를 처리하는 연산들의 집합입니다. 침식(Erosion)과 팽창(Dilation)은 그중 가장 기본이 되는 두 가지 형태학적 연산입니다.
팽창(Dilation): 이미지 경계에 새로운 픽셀을 추가합니다.
침식(Erosion): 이미지 경계의 픽셀을 제거합니다.
추가되거나 제거되는 픽셀의 총 개수는 사용된 구조 요소(structuring element)의 크기에 따라 결정됩니다. 침식과 팽창은 각각 erode()와 dilate() 메서드를 사용해 수행할 수 있습니다.
이 밖에도 OpenCV는 열림(Opening), 닫힘(Closing), 형태학적 그래디언트(Morphological Gradient), 탑햇(Top Hat), 블랙햇(Black Hat) 등 다양한 형태학적 변환 기능을 제공합니다.
형태학적 닫기(Morphological Closing)란?
형태학적 닫기는 이미지에 팽창을 먼저 적용한 후, 그 결과 이미지에 다시 침식을 적용하는 것과 동일한 연산입니다. 이 기법을 활용하면 이미지 내부의 작은 구멍이나 빈 공간을 메우거나 제거할 수 있으며, 한마디로 이미지의 노이즈를 제거하는 데 유용하게 사용됩니다.
형태학적 닫기는 morphologyEx() 메서드를 통해 이미지에 적용할 수 있습니다. 이 메서드는 다음과 같은 인자를 받습니다.
원본 이미지와 결과 이미지를 나타내는 두 개의 Mat 객체
형태학적 연산의 종류를 나타내는 정수 값
커널(kernel) 행렬을 나타내는 Mat 객체
이미지에 형태학적 닫기를 적용하려면 위 메서드를 호출할 때 세 번째 매개변수로 Imgproc.MORPH_CLOSE를 전달하고, 여기에 원본·결과 이미지와 커널 행렬을 함께 넘겨주면 됩니다.
예제 코드
import java.awt.Image;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.IOException;
import javafx.application.Application;
import javafx.embed.swing.SwingFXUtils;
import javafx.scene.Group;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.image.ImageView;
import javafx.scene.image.WritableImage;
import javafx.stage.Stage;
import org.opencv.core.Core;
import org.opencv.core.CvType;
import org.opencv.core.Mat;
import org.opencv.highgui.HighGui;
import org.opencv.imgcodecs.Imgcodecs;
import org.opencv.imgproc.Imgproc;
public class MorphologicalClosing extends Application {
public void start(Stage stage) throws IOException {
// OpenCV 핵심 네이티브 라이브러리 로드
System.loadLibrary( Core.NATIVE_LIBRARY_NAME );
// 이미지 데이터 읽기
String file ="D:\\Images\\morph_input2.jpg";
Mat src = Imgcodecs.imread(file);
// 결과를 저장할 행렬 생성
Mat dst = new Mat(src.rows(), src.cols(), src.type());
// 커널 행렬 객체 준비
Mat kernel = Mat.ones(5,5, CvType.CV_32F);
// 이미지에 형태학적 닫기 적용
Imgproc.morphologyEx(src, dst, Imgproc.MORPH_CLOSE, kernel);
// 행렬을 JavaFX WritableImage로 변환
Image img = HighGui.toBufferedImage(dst);
WritableImage writableImage= SwingFXUtils.toFXImage((BufferedImage) img, null);
// ImageView 설정
ImageView imageView = new ImageView(writableImage);
imageView.setX(10);
imageView.setY(10);
imageView.setFitWidth(575);
imageView.setPreserveRatio(true);
// Scene 객체 설정
Group root = new Group(imageView);
Scene scene = new Scene(root, 595, 400);
stage.setTitle("Morphological Closing Example");
stage.setScene(scene);
stage.show();
}
public static void main(String args[]) {
launch(args);
}
}
입력 이미지
실행 결과
위 프로그램을 실행하면 다음과 같은 결과 화면을 확인할 수 있습니다.
