OpenCV 타원 추정 Ellipse Fitting

영상에 타원 형태에 물체를 찾고자 할 때 영상처리를 통해 외곽선을 추출하게 됩니다. 보통 에지탐색(Edge Detection) 기법들을 통해 외곽선을 탐색하게 되는데 주변 Pixel의 Intensity 차이를 이용하는 (수학적으로 미분/Differential Equation 이라고 합니다.) 이러한 기법들은 영상의 화질 특성에 의해 완전한 외곽선이 아닌 끊겨 있거나 파편적인 선으로 추출되는 경우가 많습니다. 이 때 끊겨 있는 선들의 정보를 활용하여 타원을 추정할 때, OpenCV의 Ellipse Fitting 함수를 이용할 수 있습니다.

 

 

그림에서와 같이 fitEllipse 함수에 입력인 “points”은 영상에서 외곽선에 좌표를 의미합니다. C/C++ 함수의 출력인 “RotatedRect/CvBox2D”는 구조체로 중심좌표 Center, 크기 Size, 기울어진 각도 Angle 정보를 담고 있습니다. 타원 추정 결과를 확인 할 때는 앞에서 기술한 기본 그리기 함수인 아래 cvEllipse를 이용하면 됩니다. 입력 변수 중 “start_angle/end_angle”은 그려줄 각도를 나타내고 전체를 표시하고 싶으면 “start_angle = 0/end_angle = 360”으로 설정할 수 있습니다. 0~180으로 설정하면 타원에 반만 그려 주겠죠.

 

타원 그리기 함수 예)

C: void cvEllipse(CvArr* img, CvPoint center, CvSize axes, double angle,

     double start_angle, double end_angle,

     CvScalar color, int thickness=1, int line_type=8, int shift=0 )

 

실제 산업분야에서 타원이나 원을 추출할 때 다양하게 응용되고 있고 활용범위가 넓습니다. 타원 추정 이론과 함께 알아 두시면 많은 도움이 될 수 있습니다. OpenCV에 구현된 함수는 “A Buyer’s Guide to Conic Fitting”을 기반으로 하고 있습니다.