别@微信团队了,我用Python给自己戴上了圣诞帽!

引言

大家纷纷@官方微信 给自己的头像加上一顶圣诞帽。当然这种事情用很多P图软件都可以做到。但是作为一个学习图像处理的技术人,还是觉得我们有必要写一个程序来做这件事情。而且这完全可以作为一个练手的小项目,工作量不大,而且很有意思。

用到的工具

OpenCV(毕竟我们主要的内容就是OpenCV...)

dlib(前一篇文章刚说过,dlib的人脸检测比OpenCV更好用,而且dlib有OpenCV没有的关键点检测。)

用到的语言为Python。但是完全可以改成C++版本,时间有限,就不写了。有兴趣的小伙伴可以拿来练手。

流程

一、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。

二、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:

三、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。

四、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。

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。

五、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。

最后我们得到的效果图如下所示。

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

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