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OpenCV で GrabCut 法による前景背景分離を行ってみる（Python を使用）

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前準備

Python のインストール（Windows，Ubuntu 上）

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【関連する外部ページ】 Python の公式ページ: https://www.python.org/

Python 開発環境のインストール

OpenCV Python のインストール

Python で OpenCV を動かすためのもの．

OpenCV Python のインストールは：別ページ »で説明1～2 コマンドの実行でインストールできる．

このページで説明のために使用する画像

画像ファイル home.jpg のダウンロードは， コマンドプロンプトを管理者として開き次のコマンドを実行する． 

mkdir c:\image
cd c:\image
curl -L https://github.com/opencv/opencv/blob/master/samples/data/home.jpg?raw=true -o home.jpg

上のコマンドがうまく実行できないときは， 別ページを参考にダウンロードを行う．

https://github.com/opencv/opencv/tree/master/samples/data で公開されている home.jpg を使用する（謝辞：画像の作者に感謝します）

  • 上と同じ手順で aloeL.jpg, alorR.jpg の2つもダウンロードし、C:\image の下に保存

    顔が写った動画ファイル

    sample1.mp4

    sample1.mp4 を、C:\image の下に保存

    GrabCut法による前景分離

  • Python プログラムの実行

    Python プログラムの実行

    Python 開発環境（Jupyter Qt Console, Jupyter ノートブック (Jupyter Notebook), Jupyter Lab, Nteract, Spyder, PyCharm, PyScripterなど）も便利である．

    Python のまとめ: 別ページ »にまとめ 

    python

    import numpy as np
import cv2
IMROOT="C:/image/"
bgr = cv2.imread(IMROOT + "home.jpg")
h, w = bgr.shape[:2]
mask = np.zeros((h,w), dtype = np.uint8)
bgdModel = np.zeros((1,65),np.float64)
fgdModel = np.zeros((1,65),np.float64)
rect=(1,1,w,h)
cv2.grabCut(bgr, mask, rect, bgdModel, fgdModel, 10, cv2.GC_INIT_WITH_RECT)
mask2 = np.where((mask==2)|(mask==0),0,1).astype('uint8')
bgr2 = bgr*mask2[:,:,np.newaxis]
cv2.imshow("bgr", bgr)
cv2.imshow("bgr2", bgr2)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

    画像が表示されるので確認． このあと，ウインドウの右上の「x」をクリックしない．画面の中をクリックしてから，何かのキーを押して閉じる

    別の画像で試す 

    import numpy as np
import cv2
IMROOT="C:/image/"
bgr = cv2.imread(IMROOT + aloeL.jpg")
h, w = bgr.shape[:2]
mask = np.zeros((h,w), dtype = np.uint8)
bgdModel = np.zeros((1,65),np.float64)
fgdModel = np.zeros((1,65),np.float64)
rect=(1,1,w,h)
cv2.grabCut(bgr, mask, rect, bgdModel, fgdModel, 10, cv2.GC_INIT_WITH_RECT)
mask2 = np.where((mask==2)|(mask==0),0,1).astype('uint8')
bgr2 = bgr*mask2[:,:,np.newaxis]
cv2.imshow("bgr", bgr)
cv2.imshow("bgr2", bgr2)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

    画像が表示されるので確認． このあと，ウインドウの右上の「x」をクリックしない．画面の中をクリックしてから，何かのキーを押して閉じる

    ビデオについて行う

  • Python プログラムの実行

    Python プログラムの実行

    Python 開発環境（Jupyter Qt Console, Jupyter ノートブック (Jupyter Notebook), Jupyter Lab, Nteract, Spyder, PyCharm, PyScripterなど）も便利である．

    Python のまとめ: 別ページ »にまとめ 

    python

    動画ファイル

    OpenCV による動画表示を行う． 

    import cv2
import numpy as np

IMROOT="C:/image/"
v = cv2.VideoCapture(IMROOT + "sample1.mp4")
while(v.isOpened()):
    r, bgr = v.read()
    if ( r == False ):
        break
    h, w = bgr.shape[:2]
    mask = np.zeros((h,w), dtype = np.uint8)
    bgdModel = np.zeros((1,65),np.float64)
    fgdModel = np.zeros((1,65),np.float64)
    rect=(1,1,w,h)
    cv2.grabCut(bgr, mask, rect, bgdModel, fgdModel, 10, cv2.GC_INIT_WITH_RECT)
    mask2 = np.where((mask==2)|(mask==0),0,1).astype('uint8')
    bgr2 = bgr*mask2[:,:,np.newaxis]
    cv2.imshow("bgr", bgr)
    cv2.imshow("bgr2", bgr2)
    # Press Q to exit
    if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
        break

v.release()
cv2.destroyAllWindows()

    * 止めたいとき，右上の「x」をクリックしない．画面の中をクリックしてから，「q」のキーを押して閉じる

    パソコン接続ビデオカメラ

    パソコン接続できるビデオカメラを準備し，パソコンに接続しておく．

    *「v = cv2.VideoCapture(0)」に変えただけ 

    import cv2
import numpy as np

v = cv2.VideoCapture(0)
while(v.isOpened()):
    r, f = v.read()
    if ( r == False ):
        break
    h, w = f.shape[:2]
    mask = np.zeros((h,w), dtype = np.uint8)
    bgdModel = np.zeros((1,65),np.float64)
    fgdModel = np.zeros((1,65),np.float64)
    rect=(1,1,w,h)
    cv2.grabCut(f, mask, rect, bgdModel, fgdModel, 10, cv2.GC_INIT_WITH_RECT)
    mask2 = np.where((mask==2)|(mask==0),0,1).astype('uint8')
    img2 = f*mask2[:,:,np.newaxis]
    cv2.imshow("f", f)
    cv2.imshow("img2", img2)
    # Press Q to exit
    if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
        break

v.release()
cv2.destroyAllWindows()

    * 止めたいとき，右上の「x」をクリックしない．画面の中をクリックしてから，「q」のキーを押して閉じる