利用OpenCV實(shí)現(xiàn)綠幕視頻背景替換
更新時(shí)間：2022年01月11日 10:27:24 作者：Zero___Chen
這篇文章主要介紹了如何利用OpenCV實(shí)現(xiàn)綠幕視頻背景替換功能，文中的示例代碼講解詳細(xì)，對(duì)我們學(xué)習(xí)OpenCV有一定的幫助，感興趣的可以學(xué)習(xí)一下
前言
本文將使用OpenCV C++ 進(jìn)行綠幕視頻背景替換。
一、圖像預(yù)處理
背景
綠幕視頻
首先，我們需要使用resize API將背景圖尺寸修改與視頻尺寸大小。這樣才能進(jìn)行后續(xù)的像素賦值操作。
Mat bg = imread("background.jpg"); //背景圖
VideoCapture capture; //讀取待處理的綠幕視頻
capture.open("5.flv");
if (!capture.isOpened())
{
cout << "Can not open video!" << endl;
system("pause");
return -1;
}
int width = capture.get(CAP_PROP_FRAME_WIDTH);
int height = capture.get(CAP_PROP_FRAME_HEIGHT);
resize(bg, bg, Size(width, height), 1, 1, INTER_CUBIC); //將背景圖resize成視頻尺寸大小
二、HSV色彩空間轉(zhuǎn)換
1. cvtColor色彩空間轉(zhuǎn)換
cvtColor(frame, HSV, COLOR_BGR2HSV); //將原圖轉(zhuǎn)換成HSV色彩空間
2. inRange摳圖
經(jīng)百度查表，我們可以獲取綠色HSV顏色分量范圍
//綠色HSV顏色分量范圍
int hmin = 35, smin = 43, vmin = 46;
int hmax = 77, smax = 255, vmax = 255;
由于我們已經(jīng)將原圖轉(zhuǎn)換為HSV色彩空間，故可以使用inRange API將前景從綠幕中摳出來(lái)。inRange將兩閾值內(nèi)的像素置為255（即綠色被置為白色），閾值外的像素置為0（其他顏色被置為黑色）。故由此我們可以將前景摳出來(lái)。
//經(jīng)過inRange API處理，輸出一張二值圖像，即將前景從綠幕中扣出來(lái)啦
inRange(HSV, Scalar(hmin, smin, vmin), Scalar(hmax, smax, vmax), mask);
mask圖像，即從綠幕中摳出來(lái)的前景圖。
三、背景替換
我們通過修改圖像像素值達(dá)到替換背景目的。通過遍歷視頻圖像像素值，當(dāng)mask像素值為0時(shí)，表示此時(shí)圖像像素為前景，將綠幕視頻當(dāng)前像素點(diǎn)賦給目標(biāo)圖像dst；當(dāng)mask像素值為255時(shí)，表示此時(shí)圖像像素為背景，將背景圖當(dāng)前像素點(diǎn)賦給目標(biāo)圖像dst。
Mat Replace_Background(Mat frame, Mat mask, Mat bg)
{
Mat dst = Mat::zeros(frame.size(), frame.type());
for (int i = 0; i < frame.rows; i++)
{
for (int j = 0; j < frame.cols; j++)
{
int p = mask.at<uchar>(i, j); //傳入的mask是張二值圖,p為當(dāng)前mask像素值
if (p == 0)
{ //代表mask此時(shí)為前景，將綠幕視頻中的前景像素賦給dst
dst.at<Vec3b>(i, j) = frame.at<Vec3b>(i, j);
}
else if (p == 255)
{
//代表mask此時(shí)為背景，將背景圖像素賦給dst
dst.at<Vec3b>(i, j) = bg.at<Vec3b>(i,j);
}
}
}
return dst;
}
最終效果如圖所示。
四、源碼
#include<iostream>
#include<opencv2/opencv.hpp>
using namespace std;
using namespace cv;
Mat Replace_Background(Mat frame, Mat mask, Mat bg)
{
Mat dst = Mat::zeros(frame.size(), frame.type());
for (int i = 0; i < frame.rows; i++)
{
for (int j = 0; j < frame.cols; j++)
{
int p = mask.at<uchar>(i, j); //傳入的mask是張二值圖,p為當(dāng)前mask像素值
if (p == 0)
{ //代表mask此時(shí)為前景，將綠幕視頻中的前景像素賦給dst
dst.at<Vec3b>(i, j) = frame.at<Vec3b>(i, j);
}
else if (p == 255)
{
//代表mask此時(shí)為背景，將背景圖像素賦給dst
dst.at<Vec3b>(i, j) = bg.at<Vec3b>(i,j);
}
}
}
return dst;
}
int main()
{
Mat bg = imread("background.jpg"); //背景圖
VideoCapture capture; //讀取待處理的綠幕視頻
capture.open("5.flv");
if (!capture.isOpened())
{
cout << "Can not open video!" << endl;
system("pause");
return -1;
}
int width = capture.get(CAP_PROP_FRAME_WIDTH);
int height = capture.get(CAP_PROP_FRAME_HEIGHT);
resize(bg, bg, Size(width, height), 1, 1, INTER_CUBIC); //將背景圖resize成視頻尺寸大小
Mat frame, HSV, mask, dst;
//綠色HSV顏色分量范圍
int hmin = 35, smin = 43, vmin = 46;
int hmax = 77, smax = 255, vmax = 255;
while (capture.read(frame))
{
cvtColor(frame, HSV, COLOR_BGR2HSV); //將原圖轉(zhuǎn)換成HSV色彩空間
//經(jīng)過inRange API處理，輸出一張二值圖像，即將前景從綠幕中扣出來(lái)啦
inRange(HSV, Scalar(hmin, smin, vmin), Scalar(hmax, smax, vmax), mask);
dst = Replace_Background(frame, mask, bg);
imshow("demo", frame);
//imwrite("frame.jpg", frame);
imshow("mask", mask);
//imwrite("mask.jpg", mask);
imshow("dst", dst);
//imwrite("dst.jpg", dst);
char key = waitKey(10);
if (key == 27)
{
break;
}
}
destroyAllWindows();
capture.release();
system("pause");
return 0;
}
總結(jié)
本文使用OpenCV C++進(jìn)行綠幕視頻背景替換，關(guān)鍵步驟有以下幾點(diǎn)。
1、將原圖轉(zhuǎn)換成HSV色彩空間。
2、使用inRange API將前景從綠幕中摳出來(lái)，得到一張二值圖。
3、通過像素賦值操作達(dá)到背景替換效果。
到此這篇關(guān)于利用OpenCV實(shí)現(xiàn)綠幕視頻背景替換的文章就介紹到這了,更多相關(guān)OpenCV綠幕視頻背景替換內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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