LearnOpencv進階系列一之Alpha通道混合

02-28

一、圖像通道介紹

圖像在計算機中是以數字矩陣形式存儲的，我們常見的圖像是JPEG格式，後綴為JPEG或者JPG，此種圖像對應的矩陣有三個通道，代表著每個像素有R紅，G綠，B藍三個顏色分量。另一種常見的無損壓縮圖像格式為PNG，不同於JPEG，此格式的圖像在計算機中有四個通道，第四個通道Alpha代表透明度。本文要做的就是將一個PNG圖像的前景(RGB通道部分疊加到另一個背景圖像上，類似於PS的摳圖操作)

二、如何利用OpenCV實現？

下面來看下代碼實現部分，首先是python的實現：

import numpy as np import cv2


foreGroundImage = cv2.imread("foreGroundAsset.png",-1)
## 先將通道分離

b,g,r,a = cv2.split(foreGroundImage)
#得到PNG圖像前景部分，在這個圖片中就是除去Alpha通道的部分

foreground = cv2.merge((b,g,r))
#得到PNG圖像的alpha通道，即alpha掩模

alpha = cv2.merge((a,a,a))
background = cv2.imread("backGround.jpg")
#因為下面要進行乘法運算故將數據類型設為float，防止溢出

foreground = foreground.astype(float)

background = background.astype(float)
cv2.imwrite("alpha.jpg",alpha)

#將alpha的值歸一化在0-1之間，作為加權係數

alpha = alpha.astype(float)/255
cv2.imshow("alpha",alpha)

cv2.waitKey(0)
#將前景和背景進行加權，每個像素的加權係數即為alpha掩模對應位置像素的值，前景部分為1，背景部分為0

foreground = cv2.multiply(alpha,foreground)

background = cv2.multiply(1-alpha,background)
outImage = foreground + background
cv2.imwrite("outImage.jpg",outImage)

cv2.imshow("outImg",outImage/255) cv2.waitKey(0)

同樣，給出C++的實現代碼：

#include opencv2/opencv.hpp using namespace cv; using namespace std; int main() { // 讀圖像 Mat foreground = imread("puppets.png"); Mat background = imread("ocean.png"); Mat alpha = imread("puppets_alpha.png"); // 為做乘法不溢出，將格式轉換為32F的，代表32維浮點數 foreground.convertTo(foreground, CV_32FC3); background.convertTo(background, CV_32FC3); // 將alpha掩模的值歸一化在0-1之間 alpha.convertTo(alpha, CV_32FC3, 1.0/255); // // 保存合成圖像 Mat ouImage = Mat::zeros(foreground.size(), foreground.type()); // 前景乘以alpha multiply(alpha, foreground, foreground); // 背景乘以1-alpha multiply(Scalar::all(1.0)-alpha, background, background); // 相加 add(foreground, background, ouImage); // 顯示圖像 imshow("alpha blended image", ouImage/255); waitKey(0); return 0; }