歡迎光臨
每天分享高質量文章

別@微信團隊了,我用Python給自己戴上了聖誕帽!

本文授權轉自微信公眾號CVPy(ID:x-cvpy)

引言

大家紛紛@官方微信 給自己的頭像加上一頂聖誕帽。當然這種事情用很多P圖軟體都可以做到。但是作為一個學習圖像處理的技術人,還是覺得我們有必要寫一個程式來做這件事情。而且這完全可以作為一個練手的小專案,工作量不大,而且很有意思。

用到的工具

  • OpenCV(畢竟我們主要的內容就是OpenCV…)

  • dlib(前一篇文章剛說過,dlib的人臉檢測比OpenCV更好用,而且dlib有OpenCV沒有的關鍵點檢測。)

用到的語言為Python。但是完全可以改成C++版本,時間有限,就不寫了。有興趣的小伙伴可以拿來練手。

流程

一、素材準備

首先我們需要準備一個聖誕帽的素材,格式最好為PNG,因為PNG的話我們可以直接用Alpha通道作為掩膜使用。我們用到的聖誕帽如下圖:

我們通過通道分離可以得到聖誕帽圖像的alpha通道。代碼如下:

  1. r,g,b,a = cv2.split(hat_img)

  2. rgb_hat = cv2.merge((r,g,b))

  3. cv2.imwrite("hat_alpha.jpg",a)

為了能夠與rgb通道的頭像圖片進行運算,我們把rgb三通道合成一張rgb的彩色帽子圖。Alpha通道的圖像如下圖所示。

二、人臉檢測與人臉關鍵點檢測

我們用下麵這張圖作為我們的測試圖片。

下麵我們用dlib的正臉檢測器進行人臉檢測,用dlib提供的模型提取人臉的五個關鍵點。代碼如下:

  1.    # dlib人臉關鍵點檢測器

  2.    predictor_path = "shape_predictor_5_face_landmarks.dat"

  3.    predictor = dlib.shape_predictor(predictor_path)  

  4.    # dlib正臉檢測器

  5.    detector = dlib.get_frontal_face_detector()

  6.    # 正臉檢測

  7.    dets = detector(img, 1)

  8.    # 如果檢測到人臉

  9.    if len(dets)>0:  

  10.        for d in dets:

  11.            x,y,w,h = d.left(),d.top(), d.right()-d.left(), d.bottom()-d.top()

  12.            # x,y,w,h = faceRect  

  13.            cv2.rectangle(img,(x,y),(x+w,y+h),(255,0,0),2,8,0)

  14.            # 關鍵點檢測,5個關鍵點

  15.            shape = predictor(img, d)

  16.            for point in shape.parts():

  17.                cv2.circle(img,(point.x,point.y),3,color=(0,255,0))

  18.            cv2.imshow("image",img)

  19.            cv2.waitKey()  

這部分效果如下圖:

三、調整帽子大小

我們選取兩個眼角的點,求中心作為放置帽子的x方向的參考坐標,y方向的坐標用人臉框上線的y坐標表示。然後我們根據人臉檢測得到的人臉的大小調整帽子的大小,使得帽子大小合適。

  1.            # 選取左右眼眼角的點

  2.            point1 = shape.part(0)

  3.            point2 = shape.part(2)

  4.            # 求兩點中心

  5.            eyes_center = ((point1.x+point2.x)//2,(point1.y+point2.y)//2)

  6.            # cv2.circle(img,eyes_center,3,color=(0,255,0))  

  7.            # cv2.imshow("image",img)

  8.            # cv2.waitKey()

  9.            #  根據人臉大小調整帽子大小

  10.            factor = 1.5

  11.            resized_hat_h = int(round(rgb_hat.shape[0]*w/rgb_hat.shape[1]*factor))

  12.            resized_hat_w = int(round(rgb_hat.shape[1]*w/rgb_hat.shape[1]*factor))

  13.            if resized_hat_h > y:

  14.                resized_hat_h = y-1

  15.            # 根據人臉大小調整帽子大小

  16.            resized_hat = cv2.resize(rgb_hat,(resized_hat_w,resized_hat_h))

四、提取帽子和需要添加帽子的區域

按照之前所述,去Alpha通道作為mask。並求反。這兩個mask一個用於把帽子圖中的帽子區域取出來,一個用於把人物圖中需要填帽子的區域空出來。後面你將會看到。

  1.            # 用alpha通道作為mask

  2.            mask = cv2.resize(a,(resized_hat_w,resized_hat_h))

  3.            mask_inv =  cv2.bitwise_not(mask)

從原圖中取出需要添加帽子的區域,這裡我們用的是位運算操作。

  1.            # 帽子相對與人臉框上線的偏移量

  2.            dh = 0

  3.            dw = 0

  4.            # 原圖ROI

  5.            # bg_roi = img[y+dh-resized_hat_h:y+dh, x+dw:x+dw+resized_hat_w]

  6.            bg_roi = img[y+dh-resized_hat_h:y+dh,(eyes_center[0]-resized_hat_w//3):(eyes_center[0]+resized_hat_w//3*2)]

  7.            # 原圖ROI中提取放帽子的區域

  8.            bg_roi = bg_roi.astype(float)

  9.            mask_inv = cv2.merge((mask_inv,mask_inv,mask_inv))

  10.            alpha = mask_inv.astype(float)/255

  11.            # 相乘之前保證兩者大小一致(可能會由於四捨五入原因不一致)

  12.            alpha = cv2.resize(alpha,(bg_roi.shape[1],bg_roi.shape[0]))

  13.            # print("alpha size: ",alpha.shape)

  14.            # print("bg_roi size: ",bg_roi.shape)

  15.            bg = cv2.multiply(alpha, bg_roi)

  16.            bg = bg.astype('uint8')

這是的背景區域(bg)如下圖所示。可以看到,剛好是需要填充帽子的區域缺失了。

然後我們提取帽子區域。

  1.            # 提取帽子區域

  2.            hat = cv2.bitwise_and(resized_hat,resized_hat,mask = mask)

提取得到的帽子區域如下圖。帽子區域正好與上一個背景區域互補。

五、添加聖誕帽

最後我們把兩個區域相加。再放回到原圖中去,就可以得到我們想要的聖誕帽圖了。這裡需要註意的就是,相加之前resize一下保證兩者大小一致,因為可能會由於四捨五入原因不一致。

  1.            # 相加之前保證兩者大小一致(可能會由於四捨五入原因不一致)

  2.            hat = cv2.resize(hat,(bg_roi.shape[1],bg_roi.shape[0]))

  3.            # 兩個ROI區域相加

  4.            add_hat = cv2.add(bg,hat)

  5.            # cv2.imshow("add_hat",add_hat)

  6.            # 把添加好帽子的區域放回原圖

  7.            img[y+dh-resized_hat_h:y+dh,(eyes_center[0]-resized_hat_w//3):(eyes_center[0]+resized_hat_w//3*2)] = add_hat

最後我們得到的效果圖如下所示。

原始碼地址:https://github.com/LiuXiaolong19920720/Add-Christmas-Hat


●本文編號312,以後想閱讀這篇文章直接輸入312即可

●輸入m獲取文章目錄

推薦↓↓↓

 

演算法與資料結構

更多推薦18個技術類微信公眾號

涵蓋:程式人生、演算法與資料結構、黑客技術與網絡安全、大資料技術、前端開發、Java、Python、Web開發、安卓開發、iOS開發、C/C++、.NET、Linux、資料庫、運維等。

赞(0)

分享創造快樂

© 2021 知識星球   网站地图