Python+OpenCV數字圖像處理之ROI區域的提取

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利用mask(掩模)技術提取純色背景圖像ROI區域中的人和物，並將提取出來的人或物添加在其他圖像上。

1、實現原理

先通過cv.cvtColor()函數，將原RGB彩色圖像轉換為hsv色彩空間的圖像，然後通過cv.inRange()函數獲得ROI區域的Mask，最後利用cv.bitwise()函數提取得到ROI區域。

2、使用的函數簡述

(1) cv.cvtColor(img, cv.COLOR_BGR2HSV)函數

img為要進行色彩空間轉換的原圖

cv.COLOR_BGR2HSV即將原圖RGB色彩空間轉換為HSV色彩空間

(2) cv.inRange(hsv, (h_min, s_min, v_min), (h_max, s_max, v_max))函數

cv.inRange函數通過設置不同的h、s、v的min和max閾值可以獲取不同色彩的一個二值的mask圖，下圖為各顏色的閾值表：

(3)cv.bitwise_and(img1, img2, mask)，cv.bitwise_or(img1, img2, mask)和cv.bitwise_not(img)

第一個函數為按位與操作函數，將img1和img2在mask的區域內，R,G,B三個分量分別進行按位與操作。第二個函數為按位或操作函數，將img1和img2在mask的區域內，R,G,B三個分量分別進行按位或操作。第三個函數為按位取反操作函數，將img在R,G,B三個分量分別進行按位取反操作。

(4)cv.add(img1, img2)函數

將img1和img2 進行相加操作，img1和img2的尺寸必須要相同。

3、代碼實現過程

原圖如下：

如圖，要從圖中提取出卡通人物，並將其貼在其他背景上。

(1)讀入原始圖像

src = cv.imread('person.jpg')
cv.imshow('src', src)

(2)獲取mask

hsv = cv.cvtColor(src, cv.COLOR_BGR2HSV)       # 轉換成hsv色彩風格
mask = cv.inRange(hsv, (35, 43, 46), (99, 255, 255))   # 利用inRange產生mask
cv.imshow('mask1', mask)

由於背景為綠色，可以提取綠色背景的mask，由上表可以查出綠色和青色的值，設置好參數後，就可以獲得mask(白色區域才是mask區域)：

註意：這裡獲取的mask為背景的mask，我們要獲得人物的mask。

(3)獲取人物mask

通過邏輯非操作取反，即可獲得人物的mask區域(白色區域)：

mask = cv.bitwise_not(mask)
cv.imshow('mask2', mask)

(4)獲取人物

將原始圖像與原始圖像在mask區域進行邏輯與操作，即可獲取

timg1 = cv.bitwise_and(src, src, mask=mask)
cv.imshow('timg1', timg1)

以上操作即提取瞭圖像中的ROI(卡通人)區域，下面介紹將介紹將提取出來的圖貼到其他背景上。

(5)新建一張與原始圖一樣大小的藍色的背景圖

background = np.zeros(src.shape, src.dtype)
background[:,:,0] = 255

(6)得到藍色背景的mask

mask = cv.bitwise_not(mask)
dst = cv.bitwise_or(timg1, background, mask=mask)
cv.imshow('dst1', dst)

(7)將人物圖貼到藍色背景上

dst = cv.add(dst, timg1)
cv.imshow('dst2', dst)

4、整體代碼 

import cv2 as cv
import numpy as np

src = cv.imread('person.jpg')
cv.imshow('src', src)
hsv = cv.cvtColor(src, cv.COLOR_BGR2HSV)       # 轉換成hsv色彩風格
mask = cv.inRange(hsv, (35, 43, 46), (99, 255, 255))        # 利用inRange產生mask
cv.imshow('mask1', mask)
cv.imwrite('mask1.jpg', mask)

# 獲取mask
mask = cv.bitwise_not(mask)
cv.imshow('mask2', mask)
cv.imwrite('mask2.jpg', mask)
timg1 = cv.bitwise_and(src, src, mask=mask)
cv.imshow('timg1', timg1)
cv.imwrite('timg1.jpg', timg1)

# 生成背景
background = np.zeros(src.shape, src.dtype)
background[:,:,0] = 255

# 將人物貼到背景中
mask = cv.bitwise_not(mask)
dst = cv.bitwise_or(timg1, background, mask=mask)
cv.imshow('dst1', dst)
cv.imwrite('dst1.jpg', dst)

dst = cv.add(dst, timg1)
cv.imshow('dst2', dst)
cv.imwrite('dst2.jpg', dst)

cv.waitKey(0)
cv.destroyAllWindows()

以上就是Python+OpenCV數字圖像處理之ROI區域的提取的詳細內容，更多關於Python OpenCV ROI區域的提取的資料請關註WalkonNet其它相關文章！

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