圣诞节，用Python给自己加顶“圣诞帽”

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每年到这个时候，微信好友的头像都会开始换上「圣诞」皮肤。最常见的就是加个圣诞小帽子了。

当然这种事情用很多 P 图软件都可以做到，微信搜索「圣诞帽」也会有各种小程序出现，但是使用之前的验证，总会要求绑定微信等各种信息，接受各种弹幕广告，甚至还有的需要分享才可以保存图片。

那么作为程序员，有没有其他添加的办法呢？当然有！

用到的工具：

OpenCV（毕竟我们主要的内容就是 OpenCV...）

dlib（dlib 的人脸检测比 OpenCV 更好用，而且 dlib 有 OpenCV 没有的关键点检测。）

用到的语言：

Python，但是完全可以改成 C++ 版本。

素材准备

首先我们需要准备一个圣诞帽的素材，格式最好为 PNG，因为 PNG 的话我们可以直接用 Alpha 通道作为掩膜使用。

我们用到的圣诞帽如下图：

我们通过通道分离可以得到圣诞帽图像的 Alpha 通道。代码如下：

为了能够与 rgb 通道的头像图片进行运算，我们把 rgb 三通道合成一张 rgb 的彩色帽子图。

Alpha 通道的图像如下图所示：

人脸检测与人脸关键点检测

我们用下面这张图作为我们的测试图片：

下面我们用 dlib 的正脸检测器进行人脸检测，用 dlib 提供的模型提取人脸的五个关键点。

代码如下：

这部分效果如下图：

调整帽子大小

我们选取两个眼角的点，求中心作为放置帽子的 x 方向的参考坐标，y 方向的坐标用人脸框上线的 y 坐标表示。

然后我们根据人脸检测得到的人脸的大小调整帽子的大小，使得帽子大小合适。

提取帽子和需要添加帽子的区域

按照之前所述，去 Alpha 通道作为 mask，并求反。这两个 mask 一个用于把帽子图中的帽子区域取出来，一个用于把人物图中需要填帽子的区域空出来。

后面你将会看到：

从原图中取出需要添加帽子的区域，这里我们用的是位运算操作。

这是的背景区域（bg）如下图所示。可以看到，刚好是需要填充帽子的区域缺失了。

然后我们提取帽子区域，代码如下：

提取得到的帽子区域如下图。帽子区域正好与上一个背景区域互补。

添加圣诞帽

最后我们把两个区域相加。再放回到原图中去，就可以得到我们想要的圣诞帽图了。

这里需要注意的就是，相加之前 resize 一下保证两者大小一致，因为可能会由于四舍五入原因不一致。

我们得到的效果图如下图所示：

最后祝大家圣诞节快乐！

作者：冰不语

编辑：陶家龙、孙淑娟

源码地址：https://github.com/LiuXiaolong19920720/Add-Christmas-Hat