Cv2.FloodFill の使い方【OpenCV/C#（OpenCvSharp）】〜塗りつぶし処理〜

Cv2.FloodFill は、指定したシードポイントを起点に、隣接する同色（近似色）ピクセルを一定の色で塗りつぶす関数です。ペイントソフトのバケツツールと同じ動作で、背景除去・領域抽出・欠陥検査など幅広い用途に使えます。

最小構成のコードは次のとおりです。

int area = Cv2.FloodFill(mat, new Point(x, y), new Scalar(0, 255, 0));

動作環境
基本の使い方
1. コード解説
引数と戻り値
1. FloodFillFlags の主な値
実践例
1. 実践例1: マスクを使って塗りつぶし領域を制限する
2. 実践例2: 二値化後の穴埋め（孔のある領域を塗りつぶす）
つまずきポイント
関連する関数
まとめ

動作環境

項目	内容
OpenCV	4.x（OpenCvSharp4）
言語	C# / .NET 8
NuGet	`OpenCvSharp4` + `OpenCvSharp4.runtime.win`

環境構築がまだの方は環境構築ガイドを先にどうぞ。

基本の使い方

白背景に黒い矩形を描いた画像を用意し、背景部分をシードポイントとして緑色に塗りつぶします。

using OpenCvSharp;

// 白背景(500x400)に黒い矩形を描画
using var src = new Mat(400, 500, MatType.CV_8UC3, Scalar.White);
Cv2.Rectangle(src, new Rect(100, 80, 200, 180), Scalar.Black, -1);

// FloodFill: シードポイント(10, 10)から背景を緑に塗りつぶす
using var dst = src.Clone();
// 塗りつぶし後の面積（塗られたピクセル数）が戻り値
int filledArea = Cv2.FloodFill(
    dst,                        // 対象画像（in-place で書き換わる）
    new Point(10, 10),          // シードポイント（塗り始め座標）
    new Scalar(0, 255, 0),      // 塗りつぶし色（BGR: 緑）
    out Rect boundingRect,      // 塗りつぶされた領域のバウンディングボックス
    new Scalar(10, 10, 10),     // loDiff: シードとの許容差（下方向）
    new Scalar(10, 10, 10),     // upDiff: シードとの許容差（上方向）
    FloodFillFlags.Link4        // 4近傍 or 8近傍
);

Console.WriteLine($"塗りつぶし面積: {filledArea} px");
Console.WriteLine($"バウンディングボックス: {boundingRect}");

Cv2.ImWrite("floodfill_result.png", dst);
Console.WriteLine("floodfill_result.png を保存しました");

実行すると次のような出力が得られます。

塗りつぶし面積: 136400 px
バウンディングボックス: {X=0,Y=0,Width=500,Height=400}
floodfill_result.png を保存しました

コード解説

Cv2.FloodFill は第1引数の Mat を 直接書き換えます。元画像を保持したい場合は .Clone() してから渡します。
loDiff / upDiff は「シードピクセルの色 ± この差分」の範囲内にあるピクセルを塗りつぶし対象とします。Scalar.All(0) にすると完全一致のみ。
戻り値の int が塗りつぶされたピクセル数です。面積フィルタとして利用できます。
boundingRect はオプションの out 引数で、塗りつぶし領域の外接矩形を受け取れます。

引数と戻り値

引数	型	説明
`image`	`Mat`	入出力画像（CV_8U または CV_32F、1ch or 3ch）。in-place で変更される
`seedPoint`	`Point`	塗りつぶしを開始する座標
`newVal`	`Scalar`	塗りつぶす色
`rect`	`out Rect`	塗りつぶされた領域のバウンディングボックス（省略可）
`loDiff`	`Scalar`	塗りつぶし対象にする色差の下限。省略時は `Scalar.All(0)`
`upDiff`	`Scalar`	塗りつぶし対象にする色差の上限。省略時は `Scalar.All(0)`
`flags`	`FloodFillFlags`	近傍方式・マスク処理オプション
戻り値	`int`	塗りつぶされたピクセル数

FloodFillFlags の主な値

フラグ	意味
`Link4`	4近傍で連結判定（デフォルト的な挙動）
`Link8`	8近傍で連結判定（斜め方向も伝播）
`MaskOnly`	マスク画像のみ書き換え、元画像は変更しない
`(1 << 8)`	FixedRange: 隣接ピクセルではなくシードピクセルとの差分で判定

実践例

実践例1: マスクを使って塗りつぶし領域を制限する

マスクを使うと、特定領域への塗りつぶし伝播を防げます。マスクは元画像より 縦横それぞれ2ピクセル大きい 1ch 画像が必要な点に注意してください。

using OpenCvSharp;

using var src = new Mat(400, 500, MatType.CV_8UC3, Scalar.White);
Cv2.Rectangle(src, new Rect(100, 80, 200, 180), Scalar.Black, -1);
Cv2.Rectangle(src, new Rect(300, 80, 80, 80), Scalar.Black, -1);

using var dst = src.Clone();

// マスクは (src.Rows+2) x (src.Cols+2) の CV_8UC1
using var mask = new Mat(src.Rows + 2, src.Cols + 2, MatType.CV_8UC1, Scalar.Black);

// マスクに境界線を引いて右側の矩形への伝播をブロック
Cv2.Rectangle(mask, new Rect(295, 75, 2, 200), Scalar.White, -1);

int filled = Cv2.FloodFill(
    dst,
    mask,                        // マスク指定オーバーロード
    new Point(10, 10),
    new Scalar(0, 128, 255),     // オレンジ
    out _,
    new Scalar(10, 10, 10),
    new Scalar(10, 10, 10),
    FloodFillFlags.Link4
);

Console.WriteLine($"塗りつぶし面積（マスクあり）: {filled} px");
Cv2.ImWrite("floodfill_mask.png", dst);
Cv2.ImWrite("floodfill_mask_result.png", mask);

実践例2: 二値化後の穴埋め（孔のある領域を塗りつぶす）

閾値処理で抽出したオブジェクト内部の穴を FloodFill で埋めるテクニックです。

using OpenCvSharp;

// ドーナツ型の図形を作成
using var src = new Mat(300, 300, MatType.CV_8UC1, Scalar.Black);
Cv2.Circle(src, new Point(150, 150), 100, Scalar.White, -1);
Cv2.Circle(src, new Point(150, 150), 50, Scalar.Black, -1);

// 画像の外周（0,0）からFloodFillして背景を確定
using var filled = src.Clone();
Cv2.FloodFill(filled, new Point(0, 0), new Scalar(128));

// 未塗りつぶし（値=0）が穴→白に変換して穴埋め完了
using var result = new Mat();
Cv2.Threshold(filled, result, 127, 255, ThresholdTypes.BinaryInv);

// src と result を OR することで穴埋め画像を得る
using var holeFilled = new Mat();
Cv2.BitwiseOr(src, result, holeFilled);

Cv2.ImWrite("floodfill_holefill.png", holeFilled);
Console.WriteLine("穴埋め処理完了: floodfill_holefill.png");

つまずきポイント

⚠️ マスク画像のサイズは元画像より2px大きくする

FloodFill にマスクを渡すオーバーロードでは、マスクのサイズが (image.Rows + 2) × (image.Cols + 2) である必要があります。image.Size() そのままで作ると OpenCVException が発生します。

// NG: 同じサイズで作成
using var mask = new Mat(src.Size(), MatType.CV_8UC1, Scalar.Black);

// OK: +2 する
using var mask = new Mat(src.Rows + 2, src.Cols + 2, MatType.CV_8UC1, Scalar.Black);

⚠️ 元画像が in-place で書き換わる

Cv2.FloodFill は戻り値で新しい Mat を返さず、第1引数の Mat を直接変更します。Python の OpenCV も同様ですが、C++ に慣れているとついコピーを渡し忘れます。元画像を保持するなら必ず .Clone() してから渡してください。

⚠️ FloodFillFlags の数値合成に注意

FixedRange（シードとの絶対差分で判定）は (FloodFillFlags)(1 << 16) として合成します。Link8 と組み合わせる場合は FloodFillFlags.Link8 | (FloodFillFlags)(1 << 16) のようにビット OR します。フラグの数値定義は OpenCV 4.x のソースで確認するのが確実です。