モルフォロジー ― 文字を太らせる・やせさせる

導入

二値化した文字が「かすれて途切れる」「点々がつながらない」ことがあります。モルフォロジー変換（膨張・収縮）を使うと、白い部分を太らせたり細らせたりして、文字の形を整えられます。

説明

import numpy as np
import cv2
import matplotlib.pyplot as plt

# 白背景に黒文字 → 文字を白にした二値画像を用意
base = np.full((100, 260), 255, dtype=np.uint8)
cv2.putText(base, "MORPH", (10, 70), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1.5, 0, 2)
_, binary = cv2.threshold(base, 128, 255, cv2.THRESH_BINARY_INV)  # 文字が白

kernel = np.ones((3, 3), np.uint8)          # 3×3 の構造要素
dilated = cv2.dilate(binary, kernel, iterations=1)   # 膨張（白を太らせる）
eroded  = cv2.erode(binary, kernel, iterations=1)    # 収縮（白をやせさせる）

fig, ax = plt.subplots(1, 3, figsize=(10, 3))
ax[0].imshow(binary, cmap="gray");  ax[0].set_title("binary");  ax[0].axis("off")
ax[1].imshow(dilated, cmap="gray"); ax[1].set_title("dilate");  ax[1].axis("off")
ax[2].imshow(eroded, cmap="gray");  ax[2].set_title("erode");   ax[2].axis("off")

• kernel（構造要素）… 処理の「筆の太さ」。3×3 なら周囲1マスに効きます。
• cv2.dilate（膨張）… 白い領域を太らせます。途切れた文字をつなぐのに使います。
• cv2.erode（収縮）… 白い領域をやせさせます。細かいノイズを消すのに使います。
• 膨張のあと収縮する「クロージング」、逆の「オープニング」を組み合わせると、形を保ったまま整えられます（cv2.morphologyEx）。

やってみよう

iterations=1 を 2 や 3 に増やすと、効果が強まります。dilate を繰り返すと文字がどんどん太くなり、やがて隣とくっつくのを確かめましょう。

演習

二値画像 binary に対して、cv2.dilate を iterations=2 でかけた結果を表示してください。