图像分割技术应用与实现

图像分割技术是计算机视觉领域中的一项重要技术,它涉及到从图像中分离出特定区域或对象。本文将介绍如何开发一个应用程序来辅助进行图像分割,并探讨其在不同领域的应用。

图像分割技术的应用

图像分割技术在多个领域都有广泛的应用,包括但不限于:

  • 机器视觉:基于图像的检测和分析技术,通过分割不同的个体来实现。
  • 交通控制系统:帮助交通警察分割不同的车辆,以便于管理和监控。
  • 视频监控系统:用于安全目的,通过图像分割技术来识别和跟踪目标。

图像分割的步骤

实现图像分割的步骤包括:

  1. 导入所需的库文件。
  2. 读取样本图像,并在其上执行所有操作。
  3. 创建绘制边界框的函数。
  4. 解释GrabCut算法。
  5. 主函数,用于一次性运行整个流程。

导入图像分割所需的库文件

首先,需要导入所有必要的库文件,包括:

  • cv2:用于执行计算机视觉和图像处理操作。
  • NumPy:用于执行一些数学运算(如果需要)。
  • matplotlib:用于显示图像/图形,因为正在Jupyter笔记本上工作。

Python代码:绘制实时边界框

以下函数将在图像上实时绘制边界框。首先,来检查它有哪些参数:

def draw_bounding_box(click, x, y, flag_param, parameters): global x_pt, y_pt, drawing, top_left_point, bottom_right_point, original_image if click == cv2.EVENT_LBUTTONDOWN: drawing = True x_pt, y_pt = x, y elif click == cv2.EVENT_MOUSEMOVE: if drawing: top_left_point, bottom_right_point = (x_pt,y_pt), (x,y) image[y_pt:y, x_pt:x] = 255 - original_image[y_pt:y, x_pt:x] cv2.rectangle(image, top_left_point, bottom_right_point, (0,255,0), 2) elif click == cv2.EVENT_LBUTTONUP: drawing = False top_left_point, bottom_right_point = (x_pt,y_pt), (x,y) image[y_pt:y, x_pt:x] = 255 - image[y_pt:y, x_pt:x] cv2.rectangle(image, top_left_point, bottom_right_point, (0,255,0), 2) bounding_box = (x_pt, y_pt, x-x_pt, y-y_pt) grabcut_algorithm(original_image, bounding_box)

代码解释:在编写主代码之前,将声明一些全局变量。然后,通过IF条件检测是否点击了左键,如果遇到相同的事件,将True值赋给标志变量,并用参数值初始化全局的x和y变量。在绘制边界框时,需要拖动鼠标以覆盖源点和目标点之间的距离,因此将初始化顶部左侧和底部右侧点(源点和目标点),然后使用cv2.rectangle函数绘制边界框。

GrabCut算法

GrabCut算法是OpenCV中的一个算法,它允许用户通过在图像的特定部分周围绘制边界框来“抓取”该部分并将其分割出来。这个算法不仅执行边界框分割,还使用高斯模型记录对象的颜色属性。

def grabcut_algorithm(original_image, bounding_box): segment = np.zeros(original_image.shape[:2],np.uint8) x,y,width,height = bounding_box segment[y:y+height, x:x+width] = 1 background_mdl = np.zeros((1,65), np.float64) foreground_mdl = np.zeros((1,65), np.float64) cv2.grabCut(original_image, segment, bounding_box, background_mdl, foreground_mdl, 5, cv2.GC_INIT_WITH_RECT) new_mask = np.where((segment==2)|(segment==0),0,1).astype('uint8') original_image = original_image*new_mask[:,:,np.newaxis] cv2.imshow('Result', original_image) if __name__=='__main__': drawing = False top_left_point, bottom_right_point = (-1,-1), (-1,-1) original_image = cv2.imread("robert.jpg") original_image = cv2.resize( original_image ,(500,500)) image = original_image.copy() cv2.namedWindow('Frame') cv2.setMouseCallback('Frame', draw_bounding_box) while True: cv2.imshow('Frame', image) c = cv2.waitKey(1) if c == 27: break cv2.destroyAllWindows()
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