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图像处理之分离颜色通道、多通道图像混合

时间:2023-03-05 14:32:00浏览次数:62  
标签:函数 多通道 logoImage channels 图像处理 split 数组 图像 单通道

1 概述

上篇博客中我们讲解了如何使用 addWeighted 函数进行图像混合操作,以及如何将ROI和addWeighted函数结合起来,对指定区域进行图像混合操作。

而为了更好地观察一些图像材料的特征,有时需要对RGB三个颜色通道的分量进行分别显示和调整。通过OpenCV的split和merge方法可以很方便地达到目的。 本篇博客,我们会详细介绍这两个互为“冤家”的函数。首先来看看进行通道分离的split函数。

2 通道分离:split函数

split函数用于将一个多通道数组分离成几个单通道数组。这里的array按语境翻译为数组或者阵列。 这个split函数的C++版本有两个原型,分别是:

  • C++:void split(const Mat& src, Mat*mvbegin);
  • C++:void split(InputArray m, OutputArrayOfArrays mv); 变量介绍如下:
  • 第一个参数,InputArray类型的m或者const Mat&类型的src,填我们需要 进行分离的多通道数组。
  • 第二个参数,OutputArrayOfArrays类型的mv,填函数的输出数组或者输出 的vector 容器。

split函数分割多通道数组转换成独立的单通道数组,公式如下:

图像处理之分离颜色通道、多通道图像混合_Image

最后我们一起看一个示例。

//【0】定义相关变量
Mat srcImage;
Mat logoImage;
vector<Mat> channels;
Mat imageBlueChannel;
//【2】把一个3通道图像转换成3个单通道图像
split(srcImage,channels);//分离色彩通道

//【3】将原图的蓝色通道引用返回给imageBlueChannel,注意是引用,相当于两者等价,修改其中一个另一个跟着变
imageBlueChannel= channels.at(0);
//【4】将原图的蓝色通道的(500,250)坐标处右下方的一块区域和logo图进行加权操作,将得到的混合结果存到imageBlueChannel中
addWeighted(imageBlueChannel(Rect(500,250,logoImage.cols,logoImage.rows)),1.0,
logoImage,0.5,0,imageBlueChannel(Rect(500,250,logoImage.cols,logoImage.rows)));

//【5】将三个单通道重新合并成一个三通道
merge(channels,srcImage);
//【6】显示效果图
namedWindow(" <1>游戏原画+logo蓝色通道");
imshow(" <1>游戏原画+logo蓝色通道",srcImage);

将一个多通道数组分离成几个单通道数组的 split函数的内容大概就是以上这些了,下面我们来看一下和它关系密切的merge函数。

3 通道合并:merge函数

merge()函数是 split()函数的逆向操作—将多个数组合并成一个多通道的数组。它通过组合一些给定的单通道数组,将这些孤立的单通道数组合并成一个多通道的数组,从而创建出一个由多个单通道阵列组成的多通道阵列。它有两个基于C++的函数原型如下。

  • C++:void merge(const Mat* mv,size_tcount,OutputArray dst)
  • C++:void merge(InputArrayOfArrays mv,OutputArray dst) 变量介绍如下。
  • 第一个参数,mv。填需要被合并的输入矩阵或 vector 容器的阵列,这个mv参数中所有的矩阵必须有着一样的尺寸和深度。
  • 第二个参数,count。当mv为一个空白的C数组时,代表输入矩阵的个数,这个参数显然必须大于1。
  • 第三个参数,dst。即输出矩阵,和mv[0]拥有一样的尺寸和深度,并且通道的数量是矩阵阵列中的通道的总数。

函数解析如下:

merge函数的功能是将一些数组合并成一个多通道的数组。关于组合的细节,输出矩阵中的每个元素都将是输出数组的串接。其中,第i个输入数组的元素被视为mv[i]。C一般用其中的Mat::at(方法对某个通道进行存取,也就是这样用:​​channels.at​​(0)。

这里的 Mat::at()方法返回一个引用到指定的数组元素。注意是引用,相当于两者等价,也就是修改其中一个,另一个也会随之改变。

依然是一个示例,如下:

//【0】定义相关变量
Mat imageGreenChannel;

//【1】重新读入图片
logoImage= imread("dota_logo.jpg",0);
srcImage= imread("dota_jugg.jpg");

if( !logoImage.data ) { printf("读取logoImage错误~! \n"); return false; }
if( !srcImage.data ) { printf("读取srcImage错误~! \n"); return false; }

//【2】将一个三通道图像转换成三个单通道图像
split(srcImage,channels);//分离色彩通道

//【3】将原图的绿色通道的引用返回给imageBlueChannel,注意是引用,相当于两者等价,修改其中一个另一个跟着变
imageGreenChannel= channels.at(1);
//【4】将原图的绿色通道的(500,250)坐标处右下方的一块区域和logo图进行加权操作,将得到的混合结果存到imageGreenChannel中
addWeighted(imageGreenChannel(Rect(500,250,logoImage.cols,logoImage.rows)),1.0,
logoImage,0.5,0.,imageGreenChannel(Rect(500,250,logoImage.cols,logoImage.rows)));

//【5】将三个独立的单通道重新合并成一个三通道
merge(channels,srcImage);

//【6】显示效果图
namedWindow("<2>游戏原画+logo绿色通道");
imshow("<2>游戏原画+logo绿色通道",srcImage);

上面的代码先做了相关的类型声明,然后把载入的3通道图像转换成3个单通道图像,放到vector<Mat>类型的channels中,接着进行引用赋值。

根据OpenCV的BGR色彩空间(Bule、Green、Red,蓝绿红),其中channels.at(0) 就表示引用取出 channels 中的蓝色分量,channels.at(1)就表示引用取出 channels 中的绿色分量,channels.at(2)就表示引用取出channels中的红色分量。

一对做相反操作的split()函数和merge0函数的用法就是这些。另外提一点,如果我们需要从多通道数组中提取出特定的单通道数组,或者说实现一些复杂的通道组合,可以使用mixChannels()函数。

4 示例程序:多通道图像混合

在本小节展示的示例程序中,我们把多通道图像混合的实现代码封装在了名为MultiChannelBlending()的函数中。详细注释的代码直接上传到github。

5 效果图

游戏原画+logo蓝色通道

图像处理之分离颜色通道、多通道图像混合_Image_02

游戏原画+logo绿色通道

图像处理之分离颜色通道、多通道图像混合_多通道_03

游戏圆弧+logo红色通道

图像处理之分离颜色通道、多通道图像混合_多通道_04

标签:函数,多通道,logoImage,channels,图像处理,split,数组,图像,单通道
From: https://blog.51cto.com/u_11745691/6101388

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