你会用Java抠图吗？【图像处理】获取用户感兴趣的区域

openCV根据图片生成mask掩膜，再根据mask生成ROI图片

需求背景

获取ROI图片：现在有一张图片，用户能够在坐标上选择一些点组成一个区域，这个区域称为用户感兴趣的区域，需要利用mask掩膜生成，需要生成mask图片、ROI图片，要求使用OpenCV+Java实现。

概念解释

ROI

ROI: region of interest 感兴趣的区域

openCV

OpenCV（Open Source Computer Vision Library）是一个开源的计算机视觉库，它提供了很多函数，这些函数非常高效地实现了计算机视觉算法。

掩膜mask

什么是图像处理中的mask(遮罩)，OpenCV中是如此定义Mask的：八位单通道的Mat对象，每个像素点值为零或者非零区域。当Mask对象添加到图像区上时，只有非零的区域是可见，Mask中所有像素值为零与图像重叠的区域就会不可见，也就是说Mask区域的形状与大小直接决定了你看到最终图像的大小与形状。

可以看出，mask的作用是可以帮助我们提取各种不规则的区域。

代码实现

import org.opencv.core.*;
import org.opencv.core.Point;
import org.opencv.imgproc.Imgproc;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class MyTest{
    /**
     * demo:根据原图片生成mask，再根据mask生成ROI图片
     */
    @Test
    public void testCreateROI() throws IOException {
        System.loadLibrary(Core.NATIVE_LIBRARY_NAME);
        Mat img = Imgcodecs.imread("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\20220720141206.jpg");

        //定义mask的区域边界点
        List<Point> list = new ArrayList<>();
        list.add(new Point(600, 50));
        list.add(new Point(400, 500));
        list.add(new Point(1000, 550));
        list.add(new Point(1200, 50));

//        list.add(new Point(0,0));
//        list.add(new Point(1296,0));
//        list.add(new Point(1296,960));
//        list.add(new Point(0,960));

        // 构建掩膜mask
        List<MatOfPoint> maskArea = new ArrayList<>();
        MatOfPoint maskPoints = new MatOfPoint();
        maskPoints.fromList(list);
        maskArea.add(maskPoints);
        Mat mask;
        mask = new Mat(new Size(img.width(), img.height()), CvType.CV_8UC3, new Scalar(0, 0, 0));//定义成黑色
        Imgproc.fillPoly(mask, maskArea, new Scalar(255, 255, 255));//填充多边形,生成mask,定义成白色
        // 保存mask图片
        Imgcodecs.imwrite("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\mask.tiff", mask);

        //根据mask将原图片img复制生成ROI图片dist
        Mat dist = new Mat(new Size(img.width(), img.height()), CvType.CV_8UC3, new Scalar(0, 0, 0));
        img.copyTo(dist, mask);
        Imgcodecs.imwrite("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\dist.tiff", dist);
    }
}

效果如下

原图片：

mask图片：

ROI图片：

工具类

方法声明

//方法1：生成mask
public static Mat create(int width, int height, String filePath, List<PointParam> points);
//方法2：根据mask生成ROI图片
public static void solve(Mat mask, String strFrom, String strTo);

ImageSolveByOpenCV 类

package com.example.phenocam.test;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.opencv.core.*;
import org.opencv.imgcodecs.Imgcodecs;
import org.opencv.imgproc.Imgproc;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 通过 OpenCV 创建一张mask,根据mask生成ROI图片
 */

@Slf4j
public class ImageSolveByOpenCV {

    static {
        System.loadLibrary(Core.NATIVE_LIBRARY_NAME);
    }

    /**
     *    创建一个掩膜
     *    @param width: 图片的宽度
     *    @param height: 图片的高度
     *    @param filePath: 文件保存的路径
     *    @param points: 轮廓的顶点
     *    @return mask图片的mat格式
     */

    public static Mat create(int width, int height, String filePath, List<PointParam> points) {
        // 对输入的点进行预处理
        List<org.opencv.core.Point> list = new ArrayList<>();
        for (PointParam p : points) {
            list.add(new org.opencv.core.Point(p.getX(), p.getY()));
        }

        // 创建掩膜区域
        List<MatOfPoint> maskArea = new ArrayList<>();
        MatOfPoint maskPoints = new MatOfPoint();
        maskPoints.fromList(list);
        maskArea.add(maskPoints);

        // 构建掩膜
        Mat mask = new Mat(new Size(width, height), CvType.CV_8UC3, new Scalar(0, 0, 0));
        Imgproc.fillPoly(mask, maskArea, new Scalar(255, 255, 255));

        // 保存mask图片
        Imgcodecs.imwrite(filePath,mask);
        log.info("mask图片:{}生成成功",filePath);

        return mask;
    }

    /**
     * 根据mask生成图片 Mat格式
     * @param mask
     * @param strFrom 
     * @param strTo
     */
    public static void solve(Mat mask, String strFrom, String strTo){

        int width = mask.width();
        int height = mask.height();

        Mat image = Imgcodecs.imread(strFrom);
        Mat dist = new Mat(new Size(width, height), CvType.CV_8UC3, new Scalar(0, 0, 0));
        image.copyTo(dist,mask);

        Imgcodecs.imwrite(strTo,dist);
        log.info("_ROI图片:"+strTo+"生成成功");
    }

    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();

        System.loadLibrary(Core.NATIVE_LIBRARY_NAME);
        String strFrom="C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\20220720141206.jpg";//原图片路径
        String strTo="C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\dest.jpg";//ROI图片路径（待生成）
        String maskPath = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\mask.jpg";//mask的保存路径（待生成）
        Mat source = Imgcodecs.imread(strFrom);//读入图片的mat格式

        //处理边界点
        List<PointParam> points = new ArrayList<>();
        points.add(new PointParam(50.0, 50.0));
        points.add(new PointParam(700.0, 50.0));
        points.add(new PointParam(700.0, 700.0));
        points.add(new PointParam(50.0, 700.0));

        //=========================1.根据参数生成mask============================
        Mat mask = ImageSolveByOpenCV.create(source.width(), source.height(), maskPath, points);//生成的mask
        System.out.println("opencv生成mask花费: " + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms");
        start=System.currentTimeMillis();//重置时间

        //=========================2.根据mask生成ROI效果图============================
        ImageSolveByOpenCV.solve(mask, strFrom, strTo);
        System.out.println("opencv生成mask花费: " + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms");
    }
}

PointParam

@Data
@AllArgsConstructor
public class PointParam {
    Double x;
    Double y;
}