[scikit-image] 93. ラベリングした部分のアスペクト比と円形度を求めて表示

はじめに
解説
参考

はじめに

skimage.measure の label, regionprops_tableで２値画像のラベリングと計測を行い、ラベリングした部分のアスペクト比と円形度を求めて画像上に表示する方法について説明する。

解説

モジュールのインポートなど

バージョン

画像データの作成

画像はskimage.draw の random_shapesで作成する。
image_shapeを(1024,1024)として、min_shapes=10,max_shapes=10として10個の図形が表示されるようにする。min_size=50,max_size=200のようにすることで、図形のとりうるサイズをバウンディングボックスの辺の最小と最大として定義できる。
allow_overlap=Trueで画像の重なりを許可し、multichannel=FalseでRGB画像ではなく、grayscaleの画像を得る。
生成された画像はlabelsで確認できる。

作成した画像を表示すると以下のようになる。

画像の2値化

imageのdtypeはuint8なので、image < 255で背景とオブジェクトを分けることができる。
画像を表示すると以下のようになる。

2値化像のラベリング

labelで2値化像をラベル付けする。
背景を透明にするために値が0のところをnp.nanとする。
画像を表示すると以下のようになる。

regionprops_tableによるラベリング領域の情報の取得

regionprops_tableでラベル画像のそれぞれの領域について、様々な情報を得ることができる。
ここでは、’label’でラベル番号、’area’で面積、“centroid”で重心の座標、”major_axis_length“で楕円で近似した時の長軸の長さを、”minor_axis_length“で楕円で近似した時の短軸の長さを、”perimeter_crofton“で周囲長を取得する。
pandasのDataFrameに結果を入れることで見やすい表を得ることができる。

	label	area	centroid-0	centroid-1	major_axis_length	minor_axis_length	perimeter_crofton
0	1	37136	251.970487	329.926029	320.764948	175.343631	933.515218
1	2	14052	270.136991	851.715983	166.762377	111.456696	483.540211
2	3	7770	348.000000	980.500000	128.166558	80.820789	342.086800
3	4	2039	320.000000	25.000000	51.498817	50.409012	160.082506
4	5	2109	726.000000	617.000000	51.820312	51.820312	161.193226
5	6	7537	869.336341	107.335943	108.045189	107.434535	394.478439
6	7	11368	899.500000	356.500000	226.318360	66.962676	480.503479
7	8	7600	962.500000	427.500000	175.510683	57.723479	381.905297

アスペクト比と円形度を求める

DataFrameにアスペクト比と円形度を追加する。
アスペクト比は領域の縦横比なので、major_axis_length/minor_axis_lengthで求める値:1となる。
円形度は4π × S/L² (S = 面積, L = 図形の周囲長)で求まる値で1に近ければ真円に近い形状で、複雑な形状になるほど値が低くなる。

	label	area	centroid-0	centroid-1	major_axis_length	minor_axis_length	perimeter_crofton	aspect_ratio	circularity
0	1	37136	251.970487	329.926029	320.764948	175.343631	933.515218	1.829350	0.535503
1	2	14052	270.136991	851.715983	166.762377	111.456696	483.540211	1.496208	0.755236
2	3	7770	348.000000	980.500000	128.166558	80.820789	342.086800	1.585812	0.834369
3	4	2039	320.000000	25.000000	51.498817	50.409012	160.082506	1.021619	0.999860
4	5	2109	726.000000	617.000000	51.820312	51.820312	161.193226	1.000000	1.019983
5	6	7537	869.336341	107.335943	108.045189	107.434535	394.478439	1.005684	0.608642
6	7	11368	899.500000	356.500000	226.318360	66.962676	480.503479	3.379769	0.618730
7	8	7600	962.500000	427.500000	175.510683	57.723479	381.905297	3.040542	0.654805