12 图像色彩空间转换 - 进阶

opencv知识点：

• 色彩空间转换 - cvtColor()
• 提取指定色彩范围区域 - inRange()
• 更换图像背景 - copyTo的mask用法

本课所解决的问题：

• 如何提取指定色彩范围的区域？
• 如何更换图像的背景？

1.HSV色彩空间

HSV相较于BGR色彩空间，颜色的区分度比较明显，对某个颜色来说可以很容易的提取出来。

2.提取指定色彩范围区域

在opencv中，我们提取指定色彩范围的区域，采用inRange实现，这样的一块区域，学名叫做ROI（region of interest），感兴趣区域。

关于inRange的提取原理

图像中，对于在指定色彩范围内的颜色，将置为255（白色），不在的则置为0（黑色）
对于多通道的输入，输出结果是各个通道的结果相与，当各通道结果都在上下限之内时，输出为255，否则为0。
因此也有人将输出理解为mask掩码模板，作为mask使用。

inRange
	提取指定色彩范围内的区域
		共4个参数
			第1个参数 输入
			第2个参数 色彩下界
			第3个参数 色彩上界
			第4个参数 输出

程序：

//函数定义
void inrange_demo(Mat& image);           //   .h文件

//函数实现
void QuickDemo::inrange_demo(Mat& image) {                   //    .cpp

	Mat dst;
	cvtColor(image, dst, COLOR_BGR2HSV);
	/*
	为了提取指定色彩范围内的区域，我们先把图像转换为HSV色彩空间
	*/

	Mat mask;
	inRange(dst, Scalar(100, 43, 46), Scalar(124, 255, 255), mask);
	imshow("提取", mask);
}

3.更换图像背景

更换图像背景，这里利用到了重载的copyTo

copyTo
	重载的拷贝
		共2个参数
			第1个参数 输出
			第2个参数 输入

当我们传入mask时，这里的copyTo只会拷贝到mask中不为0的像素点，即白色区域（255）

inRange提取后，指定色彩区域为255，roi区域为0。
为了利用copyto，我们需要对提取后的图像进行非操作，这样roi区域就会变为255。

程序：

void QuickDemo::inrange_demo(Mat& image) {

	Mat dst;
	cvtColor(image, dst, COLOR_BGR2HSV);

	Mat mask;

	inRange(dst, Scalar(100, 43, 46), Scalar(124, 255, 255), mask);

	imshow("提取", mask);

	Mat greenback = Mat::zeros(image.size(), image.type());
	greenback = Scalar(40, 200, 40);

	bitwise_not(mask, mask);
	imshow("非", mask);

	image.copyTo(greenback, mask);
	/*
		mask剩下的黑色区域，由greenback填充
	*/
	imshow("绿色", greenback);

}

本课所用API查阅

OpenCV 4.6.0 官方文档

cvtColor()

img *= 1./255;
cvtColor(img, img, COLOR_BGR2Luv);

inRange()

copyTo()