침식(Erosion)과 팽창(Dilation): 형태학적 연산의 기본
침식(Erosion)과 팽창(Dilation)은 형태학적(morphological) 이미지 처리에서 가장 기본이 되는 두 가지 연산입니다. 형태학적 연산이란 이름 그대로 이미지의 형태(모양)를 기준으로 이미지를 처리하는 연산들의 집합을 의미합니다.
침식 연산이 진행되는 동안에는 이미지 경계 부분의 픽셀이 제거됩니다. 이때 제거되는 픽셀의 총 개수는 사용되는 구조 요소(Structuring Element), 즉 커널(kernel)의 크기에 따라 달라집니다.
Imgproc.erode() 메서드 사용법
Java에서 OpenCV를 활용하려면 org.opencv.imgproc.Imgproc 클래스의 erode() 메서드를 호출하여 이미지에 침식 연산을 적용할 수 있습니다. 이 메서드는 다음과 같이 세 개의 Mat 객체를 매개변수로 받습니다.
- src: 침식을 적용할 원본(소스) 이미지
- dst: 연산 결과가 저장될 대상 이미지
- kernel: 침식 연산에 사용되는 구조 요소(커널)
구조 요소는 Imgproc.getStructuringElement() 메서드를 통해 생성할 수 있으며, 아래 예제에서는 사각형(MORPH_RECT) 모양의 5×5 크기 커널을 사용했습니다.
예제 코드
다음은 JavaFX 애플리케이션에서 OpenCV의 erode() 메서드를 사용해 이미지에 침식을 적용하고, 그 결과를 화면에 표시하는 전체 예제입니다.
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.Size;
import org.opencv.highgui.HighGui;
import org.opencv.imgcodecs.Imgcodecs;
import org.opencv.imgproc.Imgproc;
public class ImageErosion extends Application {
public void start(Stage stage) throws IOException {
// OpenCV 핵심 네이티브 라이브러리 로딩
System.loadLibrary(Core.NATIVE_LIBRARY_NAME);
// 이미지 파일 읽기
String file = "D:/Images/lamma2.jpg";
Mat src = Imgcodecs.imread(file);
// 결과를 저장할 대상 행렬 생성
Mat dst = new Mat(src.rows(), src.cols(), src.type());
// 구조 요소(커널) 행렬 객체 준비
Mat kernel = Imgproc.getStructuringElement(Imgproc.MORPH_RECT, new Size((2*2) + 1, (2*2)+1));
// 이미지에 침식 연산 적용
Imgproc.erode(src, dst, 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("Erosion Example");
stage.setScene(scene);
stage.show();
}
public static void main(String args[]) {
launch(args);
}
}
입력 이미지
실행 결과
위 프로그램을 실행하면 다음과 같은 출력 결과를 확인할 수 있습니다.
