用Python为你的头像加上圣诞帽
2017-12-25 00:00
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圣诞节快乐
,这两天朋友圈被一句话刷屏了给我一个圣诞帽!@微信官网发了朋友圈的人都成功地在头像上加了一顶红色的圣诞帽
如果你发了朋友圈却没有圣诞帽那是因为…大家的圣诞帽都是P哒
别傻傻地等微信回复帽子给你了还是自己动手,用Python给你的头像加上圣诞帽吧
下面介绍如何用Python为头像加上圣诞帽,想要圣诞福利的直接拉到文末
用到的工具
OpenCVdlib(dlib的人脸检测比OpenCV更好用,而且dlib有OpenCV没有的关键点检测。)
流程
一、素材准备
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,如下图:通过通道分离可以得到圣诞帽图像的alpha通道。代码如下:
r,g,b,a = cv2.split(hat_img) rgb_hat = cv2.merge((r,g,b)) cv2.imwrite("hat_alpha.jpg",a)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
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,代码如下:
# dlib人脸关键点检测器 predictor_path = "shape_predictor_5_face_landmarks.dat" predictor = dlib.shape_predictor(predictor_path) # dlib正脸检测器 detector = dlib.get_frontal_face_detector() # 正脸检测 dets = detector(img, 1) # 如果检测到人脸 if len(dets)>0: for d in dets: x,y,w,h = d.left(),d.top(), d.right()-d.left(), d.bottom()-d.top()# x,y,w,h = faceRect cv2.rectangle(img,(x,y),(x+w,y+h),(255,0,0),2,8,0) # 关键点检测,5个关键点 shape = predictor(img, d) for point in shape.parts(): cv2.circle(img,(point.x,point.y),3,color=(0,255,0)) cv2.imshow("image",img) cv2.waitKey()效果如下图:
三、调整帽子大小
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,使帽子大小合适。# 选取左右眼眼角的点 point1 = shape.part(0)point2 = shape.part(2) # 求两点中心 eyes_center = ((point1.x+point2.x)//2,(point1.y+point2.y)//2) # cv2.circle(img,eyes_center,3,color=(0,255,0)) # cv2.imshow("image",img)# cv2.waitKey() # 根据人脸大小调整帽子大小 factor = 1.5 resized_hat_h = int(round(rgb_hat.shape[0]*w/rgb_hat.shape[1]*factor)) resized_hat_w = int(round(rgb_hat.shape[1]*w/rgb_hat.shape[1]*factor)) if resized_hat_h > y: resized_hat_h = y-1 # 根据人脸大小调整帽子大小 resized_hat = cv2.resize(rgb_hat,(resized_hat_w,resized_hat_h))
四、提取帽子和需要添加帽子的区域
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。# 用alpha通道作为mask mask = cv2.resize(a,(resized_hat_w,resized_hat_h)) mask_inv = cv2.bitwise_not(mask)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。
# 帽子相对与人脸框上线的偏移量 dh = 0dw = 0 # 原图ROI # bg_roi = img[y+dh-resized_hat_h:y+dh, x+dw:x+dw+resized_hat_w] bg_roi = img[y+dh-resized_hat_h:y+dh,(eyes_center[0]-resized_hat_w//3):(eyes_center[0]+resized_hat_w//3*2)] # 原图ROI中提取放帽子的区域 bg_roi = bg_roi.astype(float) mask_inv = cv2.merge((mask_inv,mask_inv,mask_inv)) alpha = mask_inv.astype(float)/255 # 相乘之前保证两者大小一致(可能会由于四舍五入原因不一致) alpha = cv2.resize(alpha,(bg_roi.shape[1],bg_roi.shape[0])) # print("alpha size: ",alpha.shape) # print("bg_roi size: ",bg_roi.shape) bg = cv2.multiply(alpha, bg_roi) bg = bg.astype('uint8')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。
# 提取帽子区域 hat = cv2.bitwise_and(resized_hat,resized_hat,mask = mask)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。# 相加之前保证两者大小一致(可能会由于四舍五入原因不一致) hat = cv2.resize(hat,(bg_roi.shape[1],bg_roi.shape[0])) # 两个ROI区域相加 add_hat = cv2.add(bg,hat) # cv2.imshow("add_hat",add_hat) # 把添加好帽子的区域放回原图 img[y+dh-resized_hat_h:y+dh,(eyes_center[0]-resized_hat_w//3):(eyes_center[0]+resized_hat_w//3*2)] = add_hat最后最终效果图。
《用Python给头像加上圣诞帽》来源:公众号CVPy
完整代码见:https://github.com/LiuXiaolong19920720/Add-Christmas-Hat
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