运用GrabCut轻松玩转抠图（python实现）

冒泡~好像是很久没有写...在实验室一周多了...在不断地安装环境和库，其他没有太大的进展，今天在做显著性图片的提取中，发现了grabcut的函数可以用来抠图，做个小笔记。

GrabCut

简介

GrabCut该算法利用了图像中的纹理（颜色）信息和边界（反差）信息，只要小量的用户交互操作即可得到比较好的分割效果

算法原理

补充说明：
【a.矩形外的所有区域肯定是背景。矩形框内的东西是未知的。同样用户确定前景和背景的任何操作都不会被程序改变。
b.根据我们的输入，GMM会学习并创建新的像素分布。对那些分类未知的像素（可能是前景也可能是背景），可以根据他们与已知分类（如背景）的像素关系来进行分类（就想在做聚类操作）。
c.图中的节点就是像素点。除了像素点做节点之外还有两个节点：Source_node和Sink_node。所有的前景像素都和Source_node相连。所有的背景像素都和sink_node相连。
d.两个像素之间的权重由边的信息或者两个像素的相似性来决定。如果两个像素的颜色有很大的不同，那么它们之间的边的权重就会很小。】

具体的算法原理可参考（https://www.cnblogs.com/mikewolf2002/p/3341418.html）

函数原型

grabCut(img, mask, rect, bgdModel, fgdModel, iterCount, mode=None)

解释

img：待分割的源图像，必须是8位3通道（CV_8UC3）图像，在处理的过程中不会被修改；
mask：掩码图像，如果使用掩码进行初始化，那么mask保存初始化掩码信息；在执行分割的时候，也可以将用户交互所设定的前景与背景保存到mask中，然后再传入grabCut函数；在处理结束之后，mask中会保存结果。
mask只能取以下四种值：
GCD_BGD（=0），背景；
GCD_FGD（=1），前景；
GCD_PR_BGD（=2），可能的背景；
GCD_PR_FGD（=3），可能的前景。
如果没有手工标记GCD_BGD或者GCD_FGD，那么结果只会有GCD_PR_BGD或GCD_PR_FGD；
rect：用于限定需要进行分割的图像范围，只有该矩形窗口内的图像部分才被处理；
bgdModel：背景模型，如果为null，函数内部会自动创建一个bgdModel；bgdModel必须是单通道浮点型（CV_32FC1）图像，且行数只能为1，列数只能为13x5；
fgdModel：前景模型，如果为null，函数内部会自动创建一个fgdModel；fgdModel必须是单通道浮点型（CV_32FC1）图像，且行数只能为1，列数只能为13x5；
iterCount：迭代次数，必须大于0；
mode：用于指示grabCut函数进行什么操作，可选的值有：
GC_INIT_WITH_RECT（=0），用矩形窗初始化GrabCut；
GC_INIT_WITH_MASK（=1），用掩码图像初始化GrabCut；
GC_EVAL（=2），执行分割。

代码实现

import cv2
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

img = cv2.imread('F:/8.jpg')
OLD_IMG = img.copy()
mask = np.zeros(img.shape[:2], np.uint8)
SIZE = (1, 65)
bgdModle = np.zeros(SIZE, np.float64)
fgdModle = np.zeros(SIZE, np.float64)
rect = (1, 1, img.shape[1], img.shape[0])
cv2.grabCut(img, mask, rect, bgdModle, fgdModle, 10, cv2.GC_INIT_WITH_RECT)

mask2 = np.where((mask == 2) | (mask == 0), 0, 1).astype('uint8')
img *= mask2[:, :, np.newaxis]

plt.subplot(121), plt.imshow(cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2RGB))
plt.title("grabcut"), plt.xticks([]), plt.yticks([])
plt.subplot(122), plt.imshow(cv2.cvtColor(OLD_IMG, cv2.COLOR_BGR2RGB))
plt.title("original"), plt.xticks([]), plt.yticks([])

plt.show()