OpenCV Java로 구현하는 캐니(Canny) 에지 검출 완벽 가이드

캐니 에지 검출기란?

캐니 에지 검출기(Canny Edge Detector)는 최적 검출기(optimal detector)로 널리 알려진 알고리즘입니다. 실제로 존재하는 에지만을 정확하게 검출하고, 하나의 에지에 대해 단 한 번의 응답만을 반환하며, 에지 픽셀과 검출된 픽셀 사이의 거리를 최소화하기 때문입니다.

Canny() 메서드 개요

OpenCV의 Imgproc 클래스가 제공하는 Canny() 메서드는 주어진 이미지에 캐니 에지 검출 알고리즘을 적용합니다. 이 메서드는 다음 인자들을 받습니다.

• 원본 이미지와 결과 이미지를 나타내는 두 개의 Mat 객체
• 임계값(threshold)을 저장하는 두 개의 double 변수

캐니 에지 검출 수행 절차

캐니 에지 검출기를 활용해 이미지의 윤곽선을 추출하려면 아래 순서대로 진행합니다.

1. 이미지 불러오기 — Imgcodecs 클래스의 imread() 메서드로 원본 이미지를 읽어옵니다.
2. 그레이스케일 변환 — Imgproc 클래스의 cvtColor() 메서드로 컬러 이미지를 회색조 이미지로 변환합니다.
3. 블러 처리 — Imgproc 클래스의 blur() 메서드에 커널 크기 3을 지정하여 노이즈를 줄입니다.
4. 에지 검출 — 블러가 적용된 이미지에 Canny() 메서드로 캐니 에지 검출 알고리즘을 적용합니다.
5. 빈 행렬 생성 — 모든 값이 0으로 초기화된 행렬을 만듭니다.
6. 결과 합성 — Mat 클래스의 copyTo() 메서드로 검출된 에지를 빈 행렬에 복사합니다.

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.Mat;
import org.opencv.core.Scalar;
import org.opencv.core.Size;
import org.opencv.highgui.HighGui;
import org.opencv.imgcodecs.Imgcodecs;
import org.opencv.imgproc.Imgproc;

public class EdgeDetection extends Application {
    public void start(Stage stage) throws IOException {
       // OpenCV 코어 라이브러리 로딩
       System.loadLibrary( Core.NATIVE_LIBRARY_NAME );
       String file ="D:\Images\win2.jpg";
       Mat src = Imgcodecs.imread(file);
       // 에지, 원본, 결과 이미지를 저장할 빈 행렬 생성
       Mat gray = new Mat(src.rows(), src.cols(), src.type());
       Mat edges = new Mat(src.rows(), src.cols(), src.type());
       Mat dst = new Mat(src.rows(), src.cols(), src.type(), new Scalar(0));
       // 이미지를 그레이스케일로 변환
       Imgproc.cvtColor(src, gray, Imgproc.COLOR_RGB2GRAY);
       // 이미지에 블러 적용
       Imgproc.blur(gray, edges, new Size(3, 3));
       // 에지 검출 수행
       Imgproc.Canny(edges, edges, 100, 100*3);
       // 검출된 에지를 결과 행렬에 복사
       src.copyTo(dst, edges);
       // 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("Canny Edge Detection Example");
       stage.setScene(scene);
       stage.show();
    }

    public static void main(String args[]) {
       launch(args);
    }
}

입력 이미지

출력 결과

위 코드를 실행하면 다음과 같은 결과 화면을 확인할 수 있습니다.