エッジ検出が輪郭を見つける仕組み
エッジは明るさや色が急に変わる場所です。顔、建物、空に対する葉の輪郭。検出器はすべての画素を走査し、隣と比べ、その急な変化を線にします。以下の手法はみなその考えから始まりますが、変化の測り方が違うので、同じ写真が細いインク線、柔らかい鉛筆スケッチ、太い形の輪郭になり得ます。
輪郭検出
Find Edges は写真をグレースケールに変換し、小さな Sobel カーネルを2つ適用します。一つは左右、もう一つは上下。√(gx² + gy²) として組み合わせ、各画素に「ここでの変化はどれだけ急か」という強度を与えます。強い変化がエッジになります。PictorX は既定で結果を反転するので、明るい地に暗い線、クラシックな線画になります。透明度を保てば、輪郭はレイヤーの後ろのものの上に座れます。
Sobel
Sobel は同じ左右・上下カーネルを使いますが、各色チャネルを別々に測ります。輪郭は平坦なグレーのスケッチではなく、元の色の気配を残します。Canny と比べ、Sobel は柔らかい勾配です。エッジには太さと減衰があり、1画素の二値線ではありません。印刷向きの見た目のため、反転は既定でオンです。
Laplace
ラプラシアンは二次微分を見ます。「明るさは変わっているか」だけでなく、「その変化自体がピークか」。PictorX は中心が24、周りが −1 の 5×5 カーネルを使います。エッジが鋭いところは応答がスパイクし、平坦な領域はゼロ近くです。結果は反転されます。Laplace は Sobel より細かいテクスチャ(布、髪、葉)を拾うことが多く、より忙しく見えることがあります。
Canny
Canny は単一カーネルではなくパイプラインです。写真はグレースケールに変換され、ノイズが偽エッジにならないようぼかされます。次に Sobel で勾配の強さと方向を求めます。非極大抑制は各エッジの稜線だけ残し、広い勾配を1画素の線に細めます。最後に2つのしきい値とヒステリシスが残すものを決めます。高いしきい値を超える画素は確定エッジ、低と高の間は確定エッジにつながっているときだけ残します。結果はきれいな二値の線画です。テクスチャを無視するならぼかしを上げ、最も強い輪郭だけ残すなら高いしきい値を上げます。
光る輪郭
Glowing Edges は反転なしのカラー Sobel です。暗い地に明るい色のストローク。各 RGB チャネルが独自のグローを出し、印刷の線画ではなくネオンの輪郭として読めます。
XDoG
XDoG(拡張 Difference of Gaussians)は同じ写真の2つのぼかしを比べます。ややきついぼかしと、約1.6倍の広いぼかし。それらを量 τ で重み付けして引くと、そのスケールの間のコントラスト帯が強調され、絵ならストロークを置く場所です。しきい値がその差をインクにします。柔らかいストロークは滑らかな減衰(グレーの鉛筆)、硬いストロークは黒または白。XDoG は科学的なエッジマップよりスケッチに見えます。
モルフォロジー勾配
Morphological Gradient は微分カーネルを使いません。写真を膨張(各画素が半径内の最も明るい隣)し、収縮(最も暗い隣)し、引きます。残りはすべての形の周りの帯で、半径と同じ太さです。細かいテクスチャよりシルエットに従うので、すべてのしわではなく太い輪郭が欲しいときに役立ちます。
どの方法を使うべき?
細いきれいな輪郭には Canny。グレーの減衰があるクラシックな写真から線への見た目なら Find Edges または Sobel。余分なテクスチャには Laplace、黒地のネオン色には Glowing Edges、鉛筆やインクのスケッチには XDoG、より太い形の輪郭には Morphological Gradient。エッジ効果のページですべての見た目を試せます。
よくある質問
写真のエッジとは何ですか?
エッジは明るさや色の急な変化、つまり輪郭です。検出器は各画素でその変化を測り、最も強い変化を線にします。
CannyはFind Edgesと何が違いますか?
Find Edges(と Sobel)はエッジ強度の柔らかい勾配を示します。Canny はぼかし、その勾配を1画素の稜線に細め、2つのしきい値で最もきれいな線だけ残します。
Find Edgesが写真を反転するのはなぜですか?
既定ではエッジは明るい地に暗い線、おなじみの線画になります。黒地に明るいエッジなら反転をオフにします。
どの方法が鉛筆スケッチに一番近いですか?
XDoG です。2つのぼかしを比べ、そのスケールの間のコントラストにストロークを引き、科学的なエッジマップよりインクや鉛筆に近いです。
試してみますか?
ブラウザで PictorX を開きます。インストール不要、始めるのにクレジットカードも不要です。
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