全体説明
[２値ブローブ解析（拡張版）]

• ２値ブローブ解析（拡張版）とは
• ２値ブローブ解析（拡張版）の使い方
• 解析可能画像サイズ
• 解析対象色
• 背景
• 連結条件
• 親子関係
• 領域の取得
• 特徴量
• 従来の２値ブローブ解析との違いについて

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２値ブローブ解析（拡張版）とは

２値画像データの特徴量を計測するためのライブラリです。 従来のブローブ解析ライブラリを拡張し、より大きな画像に対応します。

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２値ブローブ解析（拡張版）の使い方

本ブローブ解析ライブラリは、「解析の実行」と、「解析結果のフィルタリング」、「特徴量の取得」という3ステップで利用します。

まず fnFIE_measure2_execute() で２値画像を解析し、同じ色の連結領域をブローブとして抽出した解析結果を格納するオブジェクトを作成します。 次に fnFIE_measure2_get_list() で特徴量に基づくフィルタリングを行い、条件を満たしたブローブのリストを取得します。 最後にリスト内のブローブそれぞれについて、 fnFIE_measure2_get_area() などの特徴量取得関数を使用し、面積・サイズ・位置などの形状情報を取得します。

必要に応じて、 fnFIE_measure2_sort_list() にてブローブのリストを並べ替えることや、 fnFIE_measure2_refilter_list() によりフィルタ条件を変えて再フィルタリングを行うことも可能です。

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解析可能画像サイズ

本ブローブ解析ライブラリは、画像の幅が 524287 以下、高さが 134217727 以下の２値画像を 解析可能です。但し fnFIE_measure2_execute() にて offset値を０以外に設定する場合には、 下記の制限が発生します。offsetを付加した画像の座標範囲、

• offset.x ≦ x ≦ (offset.x + (画像の幅) - 1)
• offset.y ≦ y ≦ (offset.y + (画像の高さ) - 1)

が、それぞれ

• -524286 ≦ x ≦ 524286
• -134217726 ≦ y ≦ 134217726

を満たしていなければなりません。

これらの関係を図示すると、下図のようになり、 解析領域は、図の赤で示す領域の中に入っている必要があります。

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解析対象色

本ブローブ解析ライブラリでは、解析時に前景色のみを解析するか、 又は前景色と背景色の両方を解析するかを選択することが出来ます。 （F_MEASURE2_PARAMS の color_mode を参照。） 通常は前景と背景両方を解析するモードを設定することを推奨しますが、 処理時間に対する要求が厳しく、且つ前景のみ解析出来れば良い場合は、 前景のみの解析モードとすることで、処理時間の短縮を図ることが出来ます。

但し前景のみの解析モード(単色解析モード)の場合、背景を解析しないため親子関係を構築しません（下図）。 そのため、親子関係を利用する一部の特徴量は計算することが出来ないため注意してください。 （どの特徴量が計算不能かどうかは 特徴量 の表と各計算関数のドキュメントを参照）

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背景

本ブローブ解析ライブラリでは、解析対象領域（画像）の外側には、 ブローブ番号０番の背景色ブローブが広がっていると定義しています。（下図参照）

この領域の外側と連結する背景色ブローブを「背景ブローブ」と呼び、 特殊な扱いをします。背景ブローブはブローブ番号が必ず０番になります。 背景ブローブが１画素も存在していない時でも、０番ブローブは 背景を指す番号として存在し、この場合は０番はヌル領域を指し示します。 また親子関係において、０番ブローブは必ずツリーの最上位となります。

但し、解析対象色の設定（F_MEASURE2_PARAMS の color_mode ）で、 前景色のみを解析するよう設定した場合は、 ０番ブローブは存在するものの、常にヌル領域となります。

上図は解析対象色に前景=白、背景=黒を指定したときの例です。 このとき、青で示した領域は、解析領域の外側の０番ブローブと 連結していると見なせるため、０番ブローブとなります。

０番ブローブは有効なブローブとは見なされず、ほとんどの 特徴量 を取得することができません。

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連結条件

連結条件とは、ある画素とその近傍にある画素が同一ブローブに属しているかどうかを決定する条件です。 本ブローブ解析ライブラリでは、画素の連結条件として、４連結と８連結を選択する事が出来ます。 ４近傍の画素に対して連結をさせる場合を４連結、８近傍の画素に対して連結をさせる場合を８連結と呼びます。

例えば、下図の黒画素について考えると、４連結の場合は５個のブローブとなり、 ８連結の場合は、１個のブローブとなります。

連結条件の設定は fnFIE_measure2_execute() 実行時に F_MEASURE2_PARAMS の neighborhood にて行います。 解析対象色の設定（F_MEASURE2_PARAMS の color_mode ）で、 前景と背景の両方を解析するよう設定した場合、前景の連結条件と、背景の連結条件は逆になります。 つまり、前景の連結条件として４連結を指定した場合、背景の連結条件は８連結に。 逆に、前景の連結条件として８連結を指定した場合、背景の連結条件は４連結になります。

この事は、下図の真ん中（青部）のブローブについて考えれば、何故そうしなければいけないのか自明です。

白を４連結として考えると、上図青部は赤部と連結しないことになるため、 青部は緑部の子供にならなければ矛盾します。ということは、緑部（つまり黒）は８連結でなければなりません。 逆に白を８連結として考えると、上図青部は赤部と連結することになるため、 緑部は青部と赤部を合わせたブローブの子供にならなければ矛盾します。ということは、 緑部（つまり黒）は４連結でなければなりません。

参照:

fnFIE_measure2_execute(), F_MEASURE2_PARAMS

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親子関係

親子関係とは、ブローブの幾何的な位置関係を木構造にて表したものです。 あるブローブＡがあったときに、このブローブＡの穴ブローブをブローブＡの子供と呼びます。 逆に、この穴ブローブから見たブローブＡを親と呼びます。 また、同じ階層にあるブローブ同士は兄弟と呼びます。

上図において、1,2,3 はそれぞれ兄弟ブローブです。 また、1,2,3の親は0であり、0の子供は 1,2,3 です。

全てのブローブにはブローブ番号が割り振られており、この番号によるリンクによって親子関係の木構造は取得できます。 但し、全てのリンクは１対１の関係で表されるため、親から子への関係など１対多の関係を取得する際には リンクをたどって行くことになります。各リンクの取得には、次の関数をそれぞれ利用します。

• 親ブローブ番号の取得： fnFIE_measure2_get_parent()
• 子ブローブ番号の取得： fnFIE_measure2_get_child()
• 兄弟ブローブの番号取得： fnFIE_measure2_get_sibling_next() と fnFIE_measure2_get_sibling_back()

上図のブローブ例でのリンクを表したのが下図です。 fnFIE_measure2_get_child() で取得される子供リンクは１番目の子供となります。 全ての子供を取得するには fnFIE_measure2_get_child() で１番目の子供を取得した後、 その子供の兄弟を fnFIE_measure2_get_sibling_next() 又は fnFIE_measure2_get_sibling_back() にて 辿っていくことで取得します。また、兄弟リンクは双方向循環リストになっており、 リンクをたどっていくと自分に戻ってきます。 なお、兄弟の順番、及び、親からリンクされる子供（＝兄弟のうちどのブローブが親から子としてリンクされるか） には特別の意味は無く、処理の都合によって決定されるものです。

また、全てのブローブは背景の子供か又はその子孫になるため、 親子関係の木構造のルートは必ず０番ブローブになります。 ０番が背景以外のブローブに割り当てられる事はないため、 ０番から順に親子関係の木構造を辿っていけば全てのブローブを参照できます。 背景の項でも述べたとおり、背景が１画素も存在していない場合や、 解析対象色の設定（F_MEASURE2_PARAMS の color_mode ）で前景のみ を解析対象とするよう設定した場合でも、０番ブローブは存在するため、 この事は成り立ちます。

解析対象色の設定（F_MEASURE2_PARAMS の color_mode ）で前景のみ を解析対象とするよう設定した場合は、全てのブローブは０番の子供となります。

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領域の取得

解析後のブローブに対して後処理を行いたい場合は、 そのブローブのリージョンを取得して処理を行います。 ( fnFIE_measure2_get_region() を参照 ) 濃淡特徴量を取得したい場合も、ブローブの領域をリージョンオブジェクトとして 取得し、それを使用して処理を行います。

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特徴量

本ブローブ解析ライブラリで取得可能なブローブの特徴量は下表の通りです。

特徴量		取得関数	内部保存	単色解析
ブローブ色		fnFIE_measure2_get_color()	○	○
面積	面積(穴を含まない)	fnFIE_measure2_get_area()	○	○
	面積(穴を含む)	fnFIE_measure2_get_area_with_hole()	×	×
穴	穴数	fnFIE_measure2_get_hole_num()	○	×
	穴面積	fnFIE_measure2_get_hole_area()	○	×
	穴面積比	fnFIE_measure2_get_hole_ratio()	×	×
子供距離最大・最小・平均		fnFIE_measure2_get_distance_to_childs()	×	×
隣接エリア (兄弟エリア)	隣接エリア間距離 最大・最小・平均	fnFIE_measure2_get_distance_to_siblings()	×	×
	隣接エリア数	fnFIE_measure2_get_sibling_num()	×	×
ｘ／ｙ座標最大最小		fnFIE_measure2_get_xyrange() fnFIE_measure2_get_maxminpos()	○	○
モーメント	１次モーメント	fnFIE_measure2_get_moment1()	○	○
	２次モーメント	fnFIE_measure2_get_moment2()	○	○
	３次モーメント	fnFIE_measure2_get_moment3()	×	○
	Ｎ次モーメント	fnFIE_measure2_get_moment()	×	○
	重心２次モーメント	fnFIE_measure2_get_central_moment2()	×	○
	重心３次モーメント	fnFIE_measure2_get_central_moment3()	×	○
	重心Ｎ次モーメント	fnFIE_measure2_get_central_moment()	×	○
	Huモーメント不変量	fnFIE_measure2_get_hu_moments()	×	○
重心		fnFIE_measure2_get_center()	○	○
慣性等価楕円	主軸長・副軸長・主軸角・主軸/副軸長比	fnFIE_measure2_get_equivalent_ellipse()	○	○
等価円	面積等価円	fnFIE_measure2_get_equivalent_disk()	×	○
	周囲長等価円	fnFIE_measure2_get_equivalent_circle()	×	○
外接長方形(角度０）	頂点座標	ｘ／ｙ座標最大最小 と等しい	---	---
	縦・横長	fnFIE_measure2_get_xydiff()	○	○
	面積	fnFIE_measure2_get_rect1_area()	○	○
	縦横比	fnFIE_measure2_get_rect1_lratio()	×	○
	面積比	fnFIE_measure2_get_rect1_sratio()	×	○
外接長方形(慣性主軸と平行)	頂点座標	fnFIE_measure2_get_rect2pos()	×	○
	角度	等価楕円の主軸角と等しい	---	---
	縦・横長	fnFIE_measure2_get_rect2_size()	○	○
	面積	fnFIE_measure2_get_rect2_area()	○	○
	縦横比	fnFIE_measure2_get_rect2_lratio()	×	○
	面積比	fnFIE_measure2_get_rect2_sratio()	×	○
外接長方形(指定角)	頂点座標	fnFIE_measure2_get_bounding_rotated_rect_pos()	×	○
フェレ径	角度指定	fnFIE_measure2_get_feret_diameter()	×	○
	最大最小フェレ径 長さ・角度	fnFIE_measure2_get_feret_diameter_maxmin()	×	○
周囲長		fnFIE_measure2_get_perimeter()	○	○
面積周囲長比	Peround	真円度＃１と同じ。	---	---
	PPS	fnFIE_measure2_get_pps()	×	○
凸包	頂点座標	fnFIE_measure2_get_convex2d()	×	○
	面積・周囲長	fnFIE_measure2_get_convexfeature()	×	○
	面積比・周囲長比	fnFIE_measure2_get_convexratio()	×	○
最小外接円		fnFIE_measure2_get_circmcircle()	×	○
境界座標点列		fnFIE_measure2_get_boundary()	×	○
外周距離 最大・最小・標準偏差		fnFIE_measure2_get_distance_to_boundary()	○	○
真円度	＃１	fnFIE_measure2_get_circularity1()	×	○
	＃２	fnFIE_measure2_get_circularity2()	×	○
	＃３	fnFIE_measure2_get_circularity3()	×	○

• 内部保存：計算済み特徴量値を保存しておくかどうか。 結果値を保存する特徴量では、同一ブローブに対する計算が再実行されたときに、 前回の計算結果値をそのまま返すため、２回目以降は処理時間が短くてなる。
• 単色解析：単色解析モード時に計算できるかどうか。 詳細は 解析対象色 を参照してください。

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従来の２値ブローブ解析との違いについて

従来の２値ブローブ解析 との違いは下記の通りです。

• 解析可能な画像の幅が 65535 以下から 524287 以下に増加しました。
• 解析可能な画像の高さが 65535 以下から 134217727 以下に増加しました。
• ブローブ番号を表現するための型が UINT から UDLONG に変更されました。
• ブローブ解析の続行 fnFIE_measure_continue() に相当する機能は提供されなくなりました。これに伴い、無効ブローブがなくなりました。
• fnFIE_measure_get_is_valid(), fnFIE_measure_specialsort_list(), fnFIE_measure_query_timings() に相当する機能は提供されなくなりました。
• F_MEASURE_PARAMS::max_blobs, F_MEASURE_PARAMS::max_rows, F_MEASURE_PARAMS::keep_results_after_overflow に相当するパラメータは提供されなくなりました。
• 面積など、一部の特徴量の取得時の数値型が拡張されました。
• メモリ効率のため、 穴面積比 など、一部の特徴量は内部保存されなくなりました。