opencv中mask操作

本文深入解析OpenCV库中cvCopy函数的mask参数,解释其如何控制数组元素的复制过程,通过实例展示mask参数的实际应用。

其实opencv 里面很多函数都是会带有一个mask 参数的,很多同学都不知道它到底有什么用,好像在实际运用中忽略它也没有什么问题(这不废话嘛,opencv设计师设计它的时候默认就是可以忽略的)。

我在这里就抛砖引玉,详细分析一个常用函数cvcopy里面的mask ,希望可以给大家一点点指引。


cvCopy 这个函数很熟洗哈,用得很多吧哈哈…… 以下内容来子opencv安装文件夹中自带的pdf文档。


Copies one array to another.

//复制一个数组到另外一个数组


void cvCopy(const CvArr* src, CvArr* dst, const CvArr* mask=NULL);


src The source array

//源数组,要复制谁??from whom?

//插两句题外话,opencv里面提到的数组不是通常意义上的数组,它是矩阵、图像等结构体……


dst The destination array

//目标数组,复制以后的内容给谁?? to whom? 

mask

——下面这就是重点。鄙人认为很多人都没有深刻理解这个mask的作用(不要拿鞋仍我……)——

Operation mask, 8-bit single channel array; specifies elements of the destination array to
be changed

//掩码操作,mask是一个8位单通道的数组;mask指定了目标数组(dst)中那些元素是可以改变的

 

上面这句话还不是非常重点,重点是以下的那个公式,这个公式有多少人理解哈,就网上的资料来看很少有人理解,又或者高手都不屑于网上写东西,所以我们只能做等真相……孩子,你被mask mask住了吗 (第一个mask是opencv里面的mask数组,第二个mask是这个英文词本身的意思,不懂就google去)??真相来了!!!

 

The function copies selected elements from an input array to an output array:
dst(I) = src(I) if mask(I) = 0.

//该函数把输入数组(src数组)中选中的元素(可以认为是做了标记的,不过这些标志是谁来做的呢??对,就是mask,孩子你太聪明了)拷贝到…………………………………………………………………………

………………………………………………………………到哪里?快说!!拷贝到dst数组嘛……

 

dst(I) = src(I) if mask(I) != 0.

就是说,如果mask不是NULL,也就是说mask是一个数组,并且是一个和dst or src大小完全一致的数组。


遍历src的每一个元素,

(1)在位置i时候如果mask对应的值为不为0,那么把src (i) 的值复制给dst (i) 

(2)如果mask(i) 为0,那么不管src(i)是什么,dst(i)都设置为0.


举例说明,这里不举太复杂的就来一个一维的就够啦。

 

 

 

If any of the passed arrays is of IplImage type, then its ROI and COI fields are used. Both
arrays must have the same type, the same number of dimensions, and the same size. The function
can also copy sparse arrays (mask is not supported in this case).

//如果传递给src的数组是图像类型的,那么将使用ROI或者COI。src数组和dst数组必须具有相同的数据类型、一致的数组维数、一样的大小。该函数也可以用于拷贝稀疏矩阵(但是此种情况下,mask不起作用)。

 

 

好吧,到这里了终于写完了。你现在是不是明白为什么要起mask这个名字了吧,掩码就是:不为0的时候就可一操作(具体是什么操作就看具体的函数了)、为0就掩盖住了无法操作。

 

补充一点 :mask = NULL  意思就是没有模板、不使用掩码操作,函数该干啥就干啥……

 

来吧,再来一个有血有肉的活生生的例子(本文在opencv上的回复) :

[cpp]  view plain copy
  1. #include "cv.h"  
  2. #include "cxcore.h"  
  3. #include "highgui.h"  
  4. #include <stdio.h>  
  5. int main()  
  6. {  
  7.    float arr1[] = {1,2,3,4,5,6,};  
  8.    float arr2[] = {-4,78,12,154,786,-0.154};  
  9.    float arr3[6] = {119} ;  
  10.    int mask_arr[6] = {1};  
  11.    CvMat src1;  
  12.    cvInitMatHeader(&src1,2,3,CV_32FC1,arr1,CV_AUTOSTEP);  
  13.    CvMat src2 ;  
  14.    cvInitMatHeader(&src2,2,3,CV_32FC1,arr2,CV_AUTOSTEP);  
  15.    CvMat dst ;  
  16.    cvInitMatHeader(&dst,2,3,CV_32FC1,arr3,CV_AUTOSTEP);  
  17.    CvMat *mask = cvCreateMat( 2,3,CV_32FC1 );  
  18.    cvInitMatHeader(mask,2,3,CV_8UC1,mask_arr,CV_AUTOSTEP);  
  19.    cvAdd(&src1, &src2, &dst, mask);  
  20.    int x ;  
  21.    int y ;  
  22.    for( y = 0 ; y < 2;++y )  
  23.    {  
  24.       float* ptr = (float*) ( dst.data.ptr + y * dst.step ) ;  
  25.       for ( x = 0; x < 3 ; x++ )  
  26.       {  
  27.          printf("/t%f",ptr[x]);  
  28.       }  
  29.       printf("/n");  
  30.    }  
  31.    printf("/n");  
  32.    return 0 ;  
  33. }   

结果如下:
-3.000000 0.000000 0.000000
0.000000 0.000000 0.000000

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7楼  gaowei1991 2014-09-24 17:21发表 [回复]
好像有点问题,若mask非空,当mask==0时,dst还是原来的dst,并不会变成0,当mask!=0时,dst=src。若mask为空,dst=src,即被完全覆盖。
6楼  记住你即将死去 2014-05-15 19:22发表 [回复]
回复4楼
把int mask_arr[6] = {1,0,0,1,0,0}; 改为char mask_arr[6] = {1,0,0,1,0,0};
5楼  whjxnyzh 2013-01-01 14:14发表 [回复]
感觉有问题
4楼  dingzhenzhi 2012-11-16 20:06发表 [回复]
你的代码我试验了,可以,但是如果我想只显示第一个和第三个,即dst[0],dst[2],是要设置int mask_arr[6] = {1,0,1,0,0,0}; 但这样的话,好像不对哦,求解!!
Re:  whjxnyzh 2013-01-01 14:09发表 [回复]
回复dingzhenzhi:同问啊
Re:  记住你即将死去 2014-05-15 19:26发表 [回复]
把int mask_arr[6] = {1}; 中的int改为char,是掩码字节长度问题,int为4字节,char为1字节
3楼  浸在咫尺 2012-11-06 22:49发表 [回复] [引用] [举报]
学习了。。。谢谢BZ
2楼  lixuhui_cifi 2012-04-20 09:32发表 [回复]
谢谢博主,看到你的这篇文章恍然大悟啊。
1楼  zcube 2012-03-13 07:18发表 [回复]
换行应该是 \n 呵呵,看到最后才明白,原来mask == NULL 和 ==0是两码事,如果mask 存在则根据mask 里面的元素来判断,如果 == NULL 直接忽视,哈哈
<think>嗯,用户的问题是关于OpenCVmask掩码在Python里的使用和作用。首先,我需要回忆一下自己关于OpenCV的知识,特别是mask的应用场景。记得mask在图像处理中通常用来选择或屏蔽某些区域,比如图像叠加、ROI提取等。然后,用户提到的几个引用中,有关于bitwise_and函数的使用,以及如何创建掩模图像。 接下来,我需要整理mask的基本概念。Mask是一个二值或灰度图像,用来控制哪些区域的像素需要进行处理。在OpenCV中,很多函数都有mask参数,比如cv2.bitwise_and、cv2.copyTo等。例如,用户引用中的例子,用mask来保留图像的指定部分,这时候mask中白色区域表示保留,黑色区域表示屏蔽。 然后,关于mask的作用,可能需要分点说明。比如区域选择、图像融合、预处理等。用户提供的引用里提到了图像预处理中用mask忽略背景,这可能是一个应用场景。此外,还有图像修复、边缘检测等用途,需要结合具体函数来说明。 接下来是具体使用方法。用户提到的例子中,创建了一个全黑的mask,然后在特定区域绘制白色,再通过bitwise_and应用mask。这里需要注意mask的尺寸要和原图一致,否则会出错。另外,数据类型是uint8,0表示不处理,非0值(通常是255)表示处理区域。可能需要详细说明这些步骤,并给出代码示例。 然后,常见问题可能包括mask的尺寸匹配,颜色通道的问题。比如,如果原图是彩色,mask应该是单通道的。如果用户用了三通道的mask,可能会导致错误。这时候需要提醒用户注意这一点。 关于相关问题的生成,可能需要考虑用户可能的后续疑问。比如如何创建复杂形状的maskmask在图像合成中的具体应用,或者如何结合Numpy生成动态mask。此外,性能优化也是一个可能的问题点,比如如何高效地处理大图像的mask操作。 最后,确保回答结构清晰,步骤明确,并引用用户提供的例子作为参考。同时,检查是否有遗漏的重要点,比如mask在不同函数中的不同行为,或者常见的错误解决方法。确保语言简洁,符合中文表达,并且按照用户的要求使用正确的LaTeX格式和引用标识。</think>### OpenCVmask掩码的作用及Python使用详解 #### 一、mask的核心作用 mask掩码在OpenCV中用于**选择性控制图像处理范围**,本质是一个与原始图像尺寸相同的二值/灰度矩阵。其作用原理为: 1. **区域筛选**:仅处理mask非零区域(通常为白色区域),屏蔽其他区域[^1][^2] 2. **逻辑运算**:通过$bitwise\_and/or/xor/not$等操作实现图像合成 3. **参数传递**:作为某些函数的可选参数(如$cv2.copyTo()$) 数学表达为: $$ result_{ij} = \begin{cases} operation(src_{ij}) & \text{if } mask_{ij} \neq 0 \\ 保留原值 & \text{otherwise} \end{cases} $$ #### 二、Python代码实现步骤 ```python import cv2 import numpy as np # 1. 读取图像 src = cv2.imread("input.jpg") # 2. 创建mask(必须与原图同宽高,单通道) mask = np.zeros(src.shape[:2], dtype=np.uint8) # 全黑背景 # 3. 绘制目标区域(白色表示处理区域) cv2.rectangle(mask, (100,50), (300,400), 255, -1) # 绘制白色矩形 # 4. 应用mask(示例:图像合成) result = cv2.bitwise_and(src, src, mask=mask) # 仅保留mask区域的像素[^1] # 5. 显示结果 cv2.imshow("Masked Image", result) cv2.waitKey(0) ``` #### 三、典型应用场景 | 场景类型 | 实现方法 | 应用实例 | |---------|---------|---------| | 图像合成 | $bitwise\_and/or$ | 保留特定区域的人脸识别预处理[^2] | | ROI处理 | $cv2.copyTo()$ | 医疗影像中局部增强处理 | | 图像修复 | $inpaint()$ | 老照片划痕修复 | | 边缘检测 | $Canny(...,mask=...)$ | 仅检测特定区域的边缘 | #### 四、常见问题解决 1. **尺寸不匹配错误**:使用`src.shape[:2]`获取正确尺寸 2. **通道数错误**:彩色图像mask必须为单通道 3. **动态mask生成**:结合Numpy条件运算 ```python # 示例:根据颜色阈值生成动态mask hsv = cv2.cvtColor(src, cv2.COLOR_BGR2HSV) mask = cv2.inRange(hsv, (30,150,50), (85,255,255)) # 绿色区域mask ```
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