WordCloud 制作词云(4-2) --利用opencv来获取轮廓图

本节重点

实际情况下,轮廓图由于背景的干扰,常常导致制作出的词云往往轮廓不突出,致使词云效果差。本节利用opencv中的前景提取函数grabCut(),来制作背景为白色的前景轮廓提取图。
grabCut()有两种模式:1. 认为划定边界框,边界外部被认定为背景(RECT模式);2. 手动标定背景与前景,依据标定的内容来提取(MASK模式)。

第一种模式来获取前景:

这种模式下,需要手动单击左键来框选前景区域。

# 利用矩形框来选中前景区,矩形外部为背景区域
import numpy as np
import cv2
from matplotlib import pyplot as plt
#获取图片
img = cv2.imread('zende.jpg')
mask = np.zeros(img.shape[:2],np.uint8)
bgdModel = np.zeros((1,65),np.float64)
fgdModel = np.zeros((1,65),np.float64)
#根据鼠标事件来划定边界框
def drawRect(event,x,y,flags,param):
    global ix,iy,X,Y,W,H,img
#若鼠标左键按下,则记住当前位置,边界框的一个顶点
    if event==cv2.EVENT_LBUTTONDOWN:
        ix,iy=x,y
#拖动的过程中,对原图的复制体画矩形,img_temp表示临时使用图片
    elif event==cv2.EVENT_MOUSEMOVE and flags==cv2.EVENT_FLAG_LBUTTON:
        img_temp=img.copy()
        cv2.rectangle(img_temp,(ix,iy),(x,y),(0,255,25),1)
        cv2.imshow('rect_test',img_temp)
#当鼠标左键释放,则将当前位置作为边界框的另一个顶点
    elif event==cv2.EVENT_LBUTTONUP:
        X=min(ix,x)
        Y=min(iy,y)
        W=max(ix,x)-X
        H=max(iy,y)-Y
#使用grabCut()的RECT模式来提取前景
        cv2.grabCut(img,mask,(X,Y,W,H),bgdModel,fgdModel,5,cv2.GC_INIT_WITH_RECT)
        mask2 = np.where((mask==2)|(mask==0),0,1).astype('uint8')
        img=img*mask2[:,:,np.newaxis]
        img += 255*(1-cv2.cvtColor(mask2,cv2.COLOR_GRAY2BGR))
        cv2.imwrite('test_method1.jpg',img)
        cv2.imshow('rect_test',img)        

ix,iy,X,Y,W,H=[0]*6

cv2.namedWindow('rect_test')
cv2.setMouseCallback('rect_test',drawRect)
cv2.imshow('mask',mask)
cv2.imshow('rect_test',img)
cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()
处理效果:
WordCloud 制作词云(4-2) --利用opencv来获取轮廓图_第1张图片
(左)原图 (右)RECT模式下提取结果
优点:提取过程简单,整体效果不错,对人物头发边缘、裙角提取得到位;不足:人物:发带的处理,人物外:蝴蝶,月亮(不完整)等细节很容易就被判为背景,无法控制。
第二种模式来获取前景:

这种模式下,需要画出前景和背景,再依据效果来调整。

#利用掩模图来实现前景区的提取
import numpy as np
import cv2

# mode来决定当前画前景还是背景,前景时画笔为白色,画背景时画笔为黑色,默认画笔为白色
mode=True
#函数用来选定前景和背景,实质是移动鼠标过程中画圆
def drawCircle(event,x,y,flags,param):
    global img_temp,mask1
    if event==cv2.EVENT_MOUSEMOVE and flags==cv2.EVENT_FLAG_LBUTTON:
        if mode:
            color_used=1
        else:
            color_used=0
        cv2.circle(img_temp,(x,y),5,(255*color_used,)*3,-1)
        cv2.circle(mask1,(x,y),3,color_used,-1)
        cv2.imshow('img',img_temp)
#         cv2.imshow('draw_test',mask1)

cv2.namedWindow('img')
img = cv2.imread('zende.jpg')
img_temp=img.copy()
bgdModel = np.zeros((1,65),np.float64)
fgdModel = np.zeros((1,65),np.float64)
mask1=3*np.ones(img.shape[:2],np.uint8)

cv2.setMouseCallback('img',drawCircle)
cv2.imshow('img',img)
#cv2.imshow('draw_test',mask1)

# 按下'm'键表示切换画笔模式,按下'q'键退出,按下'o'键表示选定完毕开始提取
while(1):
    k=cv2.waitKey(0)& 0xFF
    if k==ord('m'):
        mode=not mode
    elif k==ord('q'):
        break
    elif k==ord('o'):
        cv2.grabCut(img,mask1,None,bgdModel,fgdModel,4,cv2.GC_INIT_WITH_MASK)
        mask2 = np.where((mask1==2)|(mask1==0),0,1).astype('uint8')
        img = img*mask2[:,:,np.newaxis]
        img += 255*(1-cv2.cvtColor(mask2,cv2.COLOR_GRAY2BGR))
        cv2.imwrite('test.jpg',img)
        cv2.imshow('img',img)  
        
cv2.destroyAllWindows()
处理效果:
WordCloud 制作词云(4-2) --利用opencv来获取轮廓图_第2张图片
处理过程(左) MASK模式下处理结果(右)
优点:可以自行选定图像前景背景,更符合实际情况;缺点:相对第一种模式要费时一点,Saber脸部下方、发带部分的细节处理还需要进一步细分背景。

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