opencv进阶 ——（七）图像处理之寸照换背景

        寸照换背景，通常指的是将个人证件照片的背景色更换为另一种颜色，如白色、蓝色或红色等，以满足不同用途的要求。例如，护照照片通常要求白色背景，而身份证照片可能需要蓝色背景。这个过程通常涉及到图像处理技术，尤其是图像分割和合成技术。以下是一个简单的介绍：

步骤

1. 图像预处理：

   • 首先，对原始图像进行去噪和平滑处理，以便后续的背景分割更加准确。

2. 背景分割：

   • 使用图像分割算法，如阈值分割、边缘检测、色彩空间转换（如从RGB到HSV）或机器学习方法（如深度学习的语义分割模型），来识别并分离出前景（人像）和背景。

3. 前景提取：

   • 一旦背景被分割出来，通常会使用掩模来标记和提取前景，保留人像部分。

4. 背景替换：

   • 创建一个新的背景图像，通常是纯色背景，如白色、蓝色或红色。然后，将提取的前景（人像）放置在这个新背景上。

5. 融合与调整：

   • 为了使前景与新背景融合得更好，可能需要进行边缘平滑处理，例如羽化或模糊，以消除硬边缘。同时，可能需要调整前景的亮度、对比度和色彩，使其与新背景协调一致。

6. 输出图像：

   • 最后，将处理后的图像保存为所需的格式和分辨率。

背景分割

边缘检测

一般来说，寸照是纯色背景，存在比较明显的边界，所以，首先我们尝试通过边缘检测来分离背景色和人像。

虽然存在比较明显的边界，但边缘检测无法找出完整的闭环团，因此无法得到人像区域。

二阶导数法

纯色背景颜色一致，进行二阶求导，数值为零，人脸区域由于存在颜色变换，因此会有数据，由此可以得到人脸部分的大致区域。

自适应二值法

基于背景颜色均值法分离背景

        在得到人像区域后，可以通过一下步骤分离背景，更改颜色然后合并成新的图像

1、获取背景区域

2、转换到HSV颜色系统，计算背景区域颜色均值

3、获取给行阈值内，均值颜色接近的区域

4、修改背景颜色区域的颜色

5、增加滤波降低边缘色差

上图可以看出，存在比较明显的红色边界，即便是加了滤波也还比较明显。

基于grabCut函数分割人像

  grabCut 函数是OpenCV库中用于图像分割的一个算法，它结合了交互式和自动分割的方法。grabCut基于图形割（Graph Cut）算法，用于从复杂背景中提取前景对象。这个算法特别适合于需要用户参与的场景，用户可以通过指定一些初始的像素标记（如前景、背景或不确定区域）来指导算法进行分割。

  grabCut函数的主要优点是它能够迭代地优化分割结果，即使初始的用户标记不是很精确，也能逐渐改进分割质量。

图像放大后，依然可以看出比较明显的边界