opencv——感兴趣区域(ROI）的分析和选取[详细总结]
引言
在利用OpenCV对图像进行处理时，通常会遇到一个情况，就是只需要对部分感兴趣区域进行处理。因此，如何选取感兴趣区域呢？（其实就是“抠图”）。
在学习opencv的掩码运算后，尝试实现一个类似halcon的reduce_domain功能，对于实现抠图的过程中，需要掌握的要点就是位运算符和copyTo函数👏
- 位运算符的相关API：
void bitwise_and(InputArray src1, InputArray src2, OutputArray dst); //dst = src1 & src2 “与”操作 void bitwise_or(InputArray src1, InputArray src2, OutputArray dst); //dst = src1 | src2 “或”操作 void bitwise_xor(InputArray src1, InputArray src2, OutputArray dst); //dst = src1 ^ src2 “异或”操作 void bitwise_not(InputArray src, OutputArray dst); //dst = ~src “非”操作
- copyTo函数它的定义
OpenCV中image.copyTo()有两种形式：
1、image.copyTo(imageROI)，作用是把image的内容复制到imageROI；
2、image.copyTo(imageROI，mask),作用是把原图(image)和掩膜(mask)与运算后得到ROI区域(imageROI)。
mask就是位图，如果mask像素的值是非0的，我就拷贝它，否则不拷贝。（非零的位置就是原图中的那些需要拷贝的部分)
正文部分
对于感兴趣区域(Region of Interest, ROI)的选取，一般有两种情形：1)已知ROI在图像中的位置；2)ROI在图像中的位置未知。
1)第一种情形 很简单，根据ROI的坐标直接从原图抠出，不过前提是要知道其坐标，
- 矩形ROI区域提取（将ROI存放于一张新的图像里）
int main(int argc, char** argv) { Mat src, mask,dst; Rect r1(80, 80, 200, 200);//创建矩形ROI区域 src = imread("D:/opencv练习图片/薛之谦.jpg"); mask = Mat::zeros(src.size(), CV_8UC1);//创建纯黑色二值图像 mask(r1).setTo(255);//构建掩膜（将矩形ROI涂白） src.copyTo(dst, mask);//掩膜运算 imshow("ROI区域", dst); imshow("掩膜", mask ); waitKey(0); return 0; }
🙄注意程序中的这两句关于Mask的操作。
mask = Mat::zeros(src.size(), CV_8UC1); mask(r1).setTo(255); //r1是设置好的感兴趣区域
解释一下上面两句的操作。
- 第一步建立与原图一样大小的mask图像，并将所有像素初始化为0，因此全图成了一张全黑色的二值图。
- 第二步将mask图中的r1区域的所有像素值设置为255,也就是整个r1区域变成了白色。
若要只是提取ROI区域，这一句代码(两种书写方法）即可
// 指定感兴趣区域，两种书写方法 Mat ROI = src(Rect(80, 80, 200, 200)); Mat ROI2(src, Rect(80, 80, 200, 200));
- 但是若要提取不规则区域ROI，该怎么处理呢？
答案：使用 contour （轮廓）来指定ROI区域
int main(int argc, char** argv) { Mat src,dst; src = imread("D:/opencv练习图片/薛之谦.jpg"); Mat ROI = Mat::zeros(src.size(), CV_8UC1); vector<vector<Point>> contours;//轮廓 vector<Point> pts;//多边形角点集合 pts.push_back(Point(30, 45)); pts.push_back(Point(100, 15));//push_back() 在Vector最后添加一个元素（参数为要插入的值） pts.push_back(Point(200, 145)); pts.push_back(Point(300, 240)); pts.push_back(Point(50, 250)); contours.push_back(pts); drawContours(ROI, contours, 0, Scalar(255), -1);//用白色填充多边形区域 src.copyTo(dst, ROI);//掩码运算 imshow("掩码", ROI); imshow("img", src); imshow("dst", dst); waitKey(0); return 0; }
- 若是只想要一个圆形区域呢？
int main(int argc, char** argv) { Mat src; src = imread("D:/opencv练习图片/薛之谦.jpg"); Mat dst = Mat::zeros(src.size(), src.type());//创建三通道图像 Mat mask = Mat::zeros(src.size(), CV_8U);//创建单通道掩码图像 //最小内接圆算法 Point circleCenter(mask.cols / 2, mask.rows / 2);//获取图像中心点(圆心） int radius = min(mask.cols, mask.rows) / 2;//获取半径 // 画圆 circle(mask, circleCenter, radius, Scalar(255), -1);//构建掩码图像 src.copyTo(dst, mask);//掩码运算 imshow("掩码", mask); imshow("原图像", src); imshow("ROI区域", dst); waitKey(0); return 0; }
2)第二种情形 当我们不知道感兴趣ROI区域坐标时，我们通过鼠标交互地提取ROI。OpenCV中鼠标操作依赖鼠标的回调函数和响应函数实现。主函数中调用鼠标的回调函数，将鼠标操作与程序的窗口绑定，产生鼠标操作时回调函数调用鼠标响应函数执行。
🙄回调函数setMouseCallback
void setMouseCallback(const string& winname, MouseCallback onMouse, void* userdata=0 )
第一个参数，windows视窗名称，对名为winname的视窗进行鼠标监控；
第二个参数，鼠标响应处理函数，监听鼠标的点击，移动，松开，判断鼠标的操作类型，并进行响应的函数处理；
第三个参数，鼠标响应处理函数的ID，与鼠标相应处理函数相匹配就行，暂时只用到默认为0的情况。
😮 鼠标响应处理函数onMouse
void onMouse(int event,int x,int y,int flags,void *ustc)
第一个参数，鼠标操作时间的整数代号，在opencv中，event鼠标事件总共有10中，从0-9依次代表如下: 1EVENT_MOUSEMOVE =0, //滑动 2EVENT_LBUTTONDOWN =1, //左键点击 3EVENT_RBUTTONDOWN =2, //右键点击 4EVENT_MBUTTONDOWN =3, //中间点击 5EVENT_LBUTTONUP =4, //左键释放 6EVENT_RBUTTONUP =5, //右键释放 7EVENT_MBUTTONUP =6, //中间释放 8EVENT_LBUTTONDBLCLK =7, //左键双击 9EVENT_RBUTTONDBLCLK =8, //右键双击 10EVENT_MBUTTONDBLCLK =9 //中间释放 第二个参数，代表鼠标位于窗口的(x，y)坐标位置，窗口左上角默认为原点，向右为x轴，向下为y轴； 第三个参数，代表鼠标的拖拽事件，以及键盘鼠标联合事件，总共有32种事件，这里不再赘述。 第四个参数，函数参数的编号。
🥰用onMouse实现手动截取ROI区域，自动提取ROI。代码如下：
using namespace std; using namespace cv; bool draw; Mat src;//原始图像 Mat roi;//ROI图像 Point cursor;//初始坐标 Rect rect;//标记ROI的矩形框 void onMouse(int event, int x, int y, int flags, void *param); int main(int argc, char** argv) { src = imread("D:/opencv练习图片/薛之谦.jpg"); namedWindow("SrcImage"); imshow("SrcImage", src); setMouseCallback("SrcImage", onMouse, NULL); waitKey(0); return 0; } void onMouse(int event, int x, int y, int flags, void *param) { Mat img = src.clone(); switch (event) { //按下鼠标左键 case EVENT_LBUTTONDOWN: //点击鼠标图像时，清除之前ROI图像的显示窗口 destroyWindow("ROI"); //存放起始坐标 cursor = Point(x, y); //初始化起始矩形框 rect = Rect(x, y, 0, 0); draw = true; break; //松开鼠标左键 case EVENT_LBUTTONUP: if (rect.height > 0 && rect.width > 0) { //将img中的矩形区域复制给roi，并显示在SignROI窗口 roi = img(Rect(rect.x, rect.y, rect.width, rect.height)); rectangle(img, rect, Scalar(0, 0, 255), 2); namedWindow("SignROI"); imshow("SignROI", img); //将画过矩形框的图像用原图像还原 src.copyTo(img); imshow("SrcImage", img); //显示ROI图像 namedWindow("ROI"); imshow("ROI", roi); waitKey(0); } draw = false; break; //移动光标 case EVENT_MOUSEMOVE: if (draw) { //用MIN得到左上点作为矩形框的起始坐标，如果不加这个，画矩形时只能向一个方向进行 rect.x = MIN(x, cursor.x); rect.y = MIN(y, cursor.y); rect.width = abs(cursor.x - x); rect.height = abs(cursor.y - y); //防止矩形区域超出图像的范围 rect &= Rect(0, 0, src.cols, src.rows); } break; } }
参考链接：(8条消息) OpenCV中感兴趣区域的选取与检测(一)_鼹鼠的胡须 的博客-CSDN博客_opencv感兴趣区域
(8条消息) OpenCV探索之路（十三）：详解掩膜mask_weixin_34221773的博客-CSDN博客
