OpenCV如何实现视频绿幕背景替换功能

本文小编为大家详细介绍“OpenCV如何实现视频绿幕背景替换功能”，内容详细，步骤清晰，细节处理妥当，希望这篇“OpenCV如何实现视频绿幕背景替换功能”文章能帮助大家解决疑惑，下面跟着小编的思路慢慢深入，一起来学习新知识吧。

1、概述

案例：使用OpenCV实现视频绿幕背景替换

算法步骤：

1.初始化VideoCapture并使用其open方法加载视频

2.while循环加读取frame capture.read(frame)

3.将frame转hsv色彩空间

4.使用inRange函数生成遮罩mask

5.使用形态学操作降噪+边缘平滑

6.使用resize将背景图片的大小搞成视频帧图片的大小

7.创建一个目标Mat用于存放融合后的图像（CV_8UC3）

8.向目标Mat中填入，指定的像素

9.循环输出Mat

2、代码示例

Vide_GreenCurtain_Background_Replacement::Vide_GreenCurtain_Background_Replacement(QWidget *parent)
    : MyGraphicsView{parent}
{
    this->setWindowTitle("视频绿幕背景替换");
}
 
void Vide_GreenCurtain_Background_Replacement::dropEvent(QDropEvent *event){
    const char *filePath= "/Users/yangwei/Documents/tony/opencv/课程配套代码与图片/代码与图片/01.mp4";
    showVideoGreenCurtainBackgroundReplacement(filePath);
}
 
void Vide_GreenCurtain_Background_Replacement::showVideoGreenCurtainBackgroundReplacement(const char* filePath){
    background1 = imread("/Users/yangwei/Downloads/5bd38a8bd51c7f866b7a5b397b8c1807.jpeg");//海底世界
    background2 = imread("/Users/yangwei/Downloads/3e6d749dfbec37b624c387767a04f34e.jpeg");//m78星云
    VideoCapture videoCapture;
    videoCapture.open(filePath);
    if(!videoCapture.isOpened()){//视频是否打开了
        qDebug()<<"视频打开失败";
        return;
    }
    Mat frame,hsv;
    Mat mask;
    while(videoCapture.read(frame)){
        cvtColor(frame,hsv,COLOR_BGR2HSV);//将图像转为hsv色彩空间
        inRange(hsv,Scalar(35, 43, 46), Scalar(155, 255, 255),mask);//使用inRange过滤像素并生成遮罩
        //使用形态学闭操作去除图像上的干扰白点
        Mat kernel = getStructuringElement(MORPH_RECT,Size(3,3),Point(-1,-1));
        morphologyEx(mask,mask,MORPH_CLOSE,kernel,Point(-1,-1));
        //使用形态学腐蚀操作对mask边缘进行腐蚀（去掉边缘白色）
        erode(mask,mask,kernel);
        //使用高斯模糊平滑前景与背景区域的过度（此处指的是黑白过度处）
        GaussianBlur(mask,mask,Size(3,3),0,0);
        resizeImage(frame);
        showResult(frame,mask);
        waitKey(1);
    }
}
 
/**
 * 将图像调整到指定的大小
 * @brief Vide_GreenCurtain_Background_Replacement::resizeImage
 * @param target
 */
void Vide_GreenCurtain_Background_Replacement::resizeImage(Mat &frame){
    qDebug()<<"width:"<<frame.cols<<"---->height:"<<frame.rows;
 
    cv::resize(background1,background1,frame.size());
    qDebug()<<"width:"<<background1.cols<<"---->height:"<<background1.rows;
}
 
/**
 * 填充像素输出指定的图像
 * @brief Vide_GreenCurtain_Background_Replacement::showResult
 * @param result
 */
void Vide_GreenCurtain_Background_Replacement::showResult(Mat &frame,Mat mask){
    Mat result = Mat::zeros(frame.size(),CV_8UC3);
    int width = frame.cols;
    int height = frame.rows;
    int dims = frame.channels();
    int m = 0;
    double wt = 0;
 
    int r = 0, g = 0, b = 0;
    int r1 = 0, g1 = 0, b1 = 0;
    int r2 = 0, g2 = 0, b2 = 0;
    for(int row=0;row<height;row++){
        uchar *currentImage = frame.ptr<uchar>(row);//原始帧图像的一列像素
        uchar *bgImage = background1.ptr<uchar>(row);//背景图像的一列像素
        uchar *maskImage = mask.ptr<uchar>(row);//遮罩的一列像素
        uchar *resultImage = result.ptr<uchar>(row);//最终输出结果的一列像素
        for(int col=0;col<width;col++){
            m = *maskImage++;//取出像素
            if(m==255){//背景
                *resultImage++ = *bgImage++;
                *resultImage++ = *bgImage++;
                *resultImage++ = *bgImage++;
                currentImage+=3;
            }else if(m==0){//前景
                *resultImage++ = *currentImage++;
                *resultImage++ = *currentImage++;
                *resultImage++ = *currentImage++;
                bgImage+=3;
            }else{//过度部分像素
                b1 = *resultImage++;
                g1 = *resultImage++;
                r1 = *resultImage++;
 
                b2 = *currentImage++;
                g2 = *currentImage++;
                r2 = *currentImage++;
 
                // 权重
                wt = m / 255.0;
 
                // 缓和权重
                b = b1*wt + b2*(1.0 - wt);
                g = g1*wt + g2*(1.0 - wt);
                r = r1*wt + r2*(1.0 - wt);
 
                *resultImage++ = b;
                *resultImage++ = g;
                *resultImage++ = r;
            }
 
        }
    }
    imshow("result",result);
}

读到这里，这篇“OpenCV如何实现视频绿幕背景替换功能”文章已经介绍完毕，想要掌握这篇文章的知识点还需要大家自己动手实践使用过才能领会，如果想了解更多相关内容的文章，欢迎关注亿速云行业资讯频道。