OpenCV使用GrabCut實(shí)現(xiàn)摳圖功能

更新時(shí)間：2023年02月19日 11:08:42 作者：音視頻開(kāi)發(fā)老舅

Grabcut是基于圖割(graph cut)實(shí)現(xiàn)的圖像分割算法，它需要用戶(hù)輸入一個(gè)bounding box作為分割目標(biāo)位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)與背景的分離/分割。本文將使用GrabCut實(shí)現(xiàn)摳圖功能，需要的可以參考一下

1、概述

案例：使用OpenCV的GrapCut實(shí)現(xiàn)有用戶(hù)交互的摳圖

grabCut( InputArray img, InputOutputArray mask, Rect rect,
                           InputOutputArray bgdModel, InputOutputArray fgdModel,
                           int iterCount, int mode = GC_EVAL );

img --> 輸入的三通道圖像；
mask --> 輸入的單通道圖像，初始化方式為GC_INIT_WITH_RECT表示ROI區(qū)域可以被初始化為：
GC_BGD --> 定義為明顯的背景像素 0
GC_FGD --> 定義為明顯的前景像素 1
GC_PR_BGD --> 定義為可能的背景像素 2
GC_PR_FGD --> 定義為可能的前景像素 3
rect --> 表示roi區(qū)域；
bgdModel --> 表示臨時(shí)背景模型數(shù)組；
fgdModel --> 表示臨時(shí)前景模型數(shù)組；
iterCount --> 表示圖割算法迭代次數(shù), 次數(shù)越多，效果越好；
mode --> 當(dāng)使用用戶(hù)提供的roi時(shí)候使用GC_INIT_WITH_RECT

實(shí)現(xiàn)算法的步驟：

1.創(chuàng)建一個(gè)遮罩，并初始化為背景GC_BGD

2.用戶(hù)選定一個(gè)ROI區(qū)域初始化為前景GC_FGD

3.調(diào)用grabCut函數(shù)實(shí)現(xiàn)算法

4.輸入mask即為目標(biāo)摳圖

2、代碼示例

（這個(gè)例子不完善，圖像的顏色輸出有問(wèn)題，先記錄一下，后面改正。但是不影響整個(gè)算法的流程及效果，僅僅是RGB和BGR像素通道的問(wèn)題）

CrabCut_Matting::CrabCut_Matting(QWidget *parent)
    : MyGraphicsView{parent}
{
    this->setWindowTitle("crabCut摳圖");
    this->setMouseTracking(true);//設(shè)置鼠標(biāo)事件可用
    init = false;
    numRun = false;
}
 
 
void CrabCut_Matting::dropEvent(QDropEvent*event){
    QString filePath = event->mimeData()->urls().at(0).toLocalFile();
    showCrabCutMatting(filePath.toStdString().c_str());
}
 
void CrabCut_Matting::showCrabCutMatting(const char* filePath){
    src = imread(filePath);
    if(src.empty()){
        qDebug()<<"輸入圖像為空";
        return;
    }
 
    //創(chuàng)建一個(gè)背景遮罩
    mMask = Mat::zeros(src.size(),CV_8UC1);
    mMask.setTo(Scalar::all(GC_BGD));
 
 
    convert2Sence(src);
}
void CrabCut_Matting::mouseMoveEvent(QMouseEvent *event){
    //    if(event->button()==Qt::LeftButton){//鼠標(biāo)左鍵
    rect = Rect(Point(rect.x, rect.y), Point(event->pos().x(), event->pos().y()));
    qDebug()<<"mouseMoveEvent:"<<rect.width<<"|"<<rect.height;
    showImage();
    //    }
}
 
void CrabCut_Matting::mousePressEvent(QMouseEvent *event){
    grabMouse();
    if(event->button()==Qt::LeftButton){//鼠標(biāo)左鍵
        rect.x = event->pos().x();
        rect.y = event->pos().y();
        rect.width = 1;
        rect.height = 1;
        init = false;
        numRun = 0;
        qDebug()<<"mousePressEvent:"<<event->pos().x()<<"|"<<event->pos().y();
    }
 
}
 
void CrabCut_Matting::mouseReleaseEvent(QMouseEvent *event){
    releaseMouse();
    if(event->button()==Qt::LeftButton){//鼠標(biāo)左鍵
        if (rect.width > 1 && rect.height > 1) {
            setROIMask();
            qDebug()<<"mouseReleaseEvent:"<<rect.width<<"|"<<rect.height;
            //執(zhí)行g(shù)rabcut的代碼
            runGrabCut();
            numRun++;
            showImage();
        }
 
    }
}
/**
 * 將選中的區(qū)域設(shè)置為前景
 * @brief CrabCut_Matting::setROIMask
 */
void CrabCut_Matting::setROIMask(){
    // GC_FGD = 1
    // GC_BGD =0;
    // GC_PR_FGD = 3
    // GC_PR_BGD = 2
    mMask.setTo(GC_BGD);
    rect.x = max(0, rect.x);
    rect.y = max(0, rect.y);
    rect.width = min(rect.width, src.cols - rect.x);
    rect.height = min(rect.height, src.rows - rect.y);
    mMask(rect).setTo(Scalar(GC_PR_FGD));//將選中的區(qū)域設(shè)置為
}
 
void CrabCut_Matting::showImage(){
    Mat result, binMask;
    binMask.create(mMask.size(), CV_8UC1);
    binMask = mMask & 1;
    if (init) {
        src.copyTo(result, binMask);
    } else {
        src.copyTo(result);
    }
    rectangle(result, rect, Scalar(0, 0, 255), 2, 8);
    convert2Sence(result);
 
}
 
 
void CrabCut_Matting::runGrabCut(){
    if (rect.width < 2 || rect.height < 2) {
        return;
    }
 
    if (init) {
        grabCut(src, mMask, rect, bgModel, fgModel, 1);
    } {
        grabCut(src, mMask, rect, bgModel, fgModel, 1, GC_INIT_WITH_RECT);
        init = true;
    }
}
 
 
void CrabCut_Matting::convert2Sence(Mat target){
    scene.clear();
    QImage image = ImageUtils::matToQImage(target);
    QPixmap pixmap = QPixmap::fromImage(image);
    QGraphicsPixmapItem *item = new QGraphicsPixmapItem(pixmap.scaled(this->size(),Qt::KeepAspectRatio,Qt::SmoothTransformation));
    scene.addItem(item);
}