python+opencv圖像分割：分割不規則ROI區域方法彙總

目錄

一、已知邊界坐标，直接畫出多邊形

二、通過形态學操作産生Mask

三、人機互動式

在圖像分割領域，一個重要任務便是分割出感興趣（ROI）區域。如果是簡易的矩形ROI區域其實是非常容易分割的，opencv的官方python教程裡也有教到最簡易的矩形ROI分割（剪裁），其本質是多元數組（矩陣）的切片。但是現實情況中，ROI是不規則的多邊形，也可能是曲線邊界，那麼該如何分割出來呢？下面總結幾種思路。

可能隻提供核心部分的代碼示例，具體應用要結合你自己的項目來修正。

一、已知邊界坐标，直接畫出多邊形

例：最基礎的畫個四邊形

# 定義四個頂點坐标
pts = np.array([[10, 5],  [50, 10], [70, 20], [20, 30]], np.int32)
# 頂點個數：4，矩陣變成4*1*2維
# OpenCV中需要将多邊形的頂點坐标變成頂點數×1×2維的矩陣
# 這裡 reshape 的第一個參數為-1, 表示“任意”，意思是這一維的值是根據後面的次元的計算出來的
pts = pts.reshape((-1, 1, 2))
cv2.polylines(img, [pts], True, (0, 255, 255))
           

上例中，img是你的畫布原圖。pts你可以随便改，改成自己的邊界點。注意cv2.polylines中參數pts要加[ ]。

二、通過形态學操作産生Mask

腐蝕、膨脹之後，産生二值化（非黑即白）的mask，然後和圖像做與運算。

腐蝕膨脹的操作方法簡單複習一下：

kernel = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_ELLIPSE, (10, 10))  # 矩形結構:MORPH_RECT
kernel1 = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT, (15, 15))  # 橢圓結構:MORPH_ELLIPSE
img = cv2.erode(img, kernel)  # 腐蝕 
img = cv2.dilate(img, kernel)  # 膨脹
           

我們都知道，腐蝕膨脹完後會得到一個二值化的掩模（mask）。

mask = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_GRAY2BGR) #img是腐蝕膨脹完的圖檔
    ROI = cv2.bitwise_and(mask, oriimg) #oriimg是原始圖檔
    cv2.imshow('ROI',ROI)
    if cv2.waitKey(500) and 0xff == ord('q'):
        cv2.destroyAllWindows()
           

 講原始圖檔和mask做一個掩模就可以得到最終圖像了（例子此處就不舉了因為一些圖檔涉及科研内容，paper還未發表，請自行試一下吧）。

三、人機互動式

用滑鼠點選，産生多邊形。

這樣是比較精确的，比較是人工操作，但是比較麻煩，如果有上萬張圖檔，你不可能每張都自己滑鼠去分割出來一下。但是這個方法可以用于擷取ROI的ground-truth，然後用來和機器分割的結果做對比，計算準确率、召回率等評價名額！是以學一下還是有用的。

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Wed May 29 19:18:28 2019

@author: youxinlin
"""

import cv2
import numpy as np
 
# -----------------------滑鼠操作相關------------------------------------------
lsPointsChoose = []
tpPointsChoose = []
pointsCount = 0
count = 0
pointsMax = 6
def on_mouse(event, x, y, flags, param):
    global img, point1, point2, count, pointsMax
    global lsPointsChoose, tpPointsChoose  # 存入選擇的點
    global pointsCount  # 對滑鼠按下的點計數
    global img2, ROI_bymouse_flag
    img2 = img.copy()  # 此行代碼保證每次都重新再原圖畫  避免畫多了
    # -----------------------------------------------------------
    #    count=count+1
    #    print("callback_count",count)
    # --------------------------------------------------------------
 
    if event == cv2.EVENT_LBUTTONDOWN:  # 左鍵點選
        pointsCount = pointsCount + 1
        # 感覺這裡沒有用？2018年8月25日20:06:42
        # 為了儲存繪制的區域，畫的點稍晚清零
        # if (pointsCount == pointsMax + 1):
        #     pointsCount = 0
        #     tpPointsChoose = []
        print('pointsCount:', pointsCount)
        point1 = (x, y)
        print (x, y)
        # 畫出點選的點
        cv2.circle(img2, point1, 10, (0, 255, 0), 2)
 
        # 将選取的點儲存到list清單裡
        lsPointsChoose.append([x, y])  # 用于轉化為darry 提取多邊形ROI
        tpPointsChoose.append((x, y))  # 用于畫點
        # ----------------------------------------------------------------------
        # 将滑鼠選的點用直線連起來
        print(len(tpPointsChoose))
        for i in range(len(tpPointsChoose) - 1):
            print('i', i)
            cv2.line(img2, tpPointsChoose[i], tpPointsChoose[i + 1], (0, 0, 255), 2)
        # ----------------------------------------------------------------------
        # ----------點選到pointMax時可以提取去繪圖----------------
 
        cv2.imshow('src', img2)
        
# -------------------------右鍵按下清除軌迹-----------------------------
    if event == cv2.EVENT_RBUTTONDOWN:  # 右鍵點選
        print("right-mouse")
        pointsCount = 0
        tpPointsChoose = []
        lsPointsChoose = []
        print(len(tpPointsChoose))
        for i in range(len(tpPointsChoose) - 1):
            print('i', i)
            cv2.line(img2, tpPointsChoose[i], tpPointsChoose[i + 1], (0, 0, 255), 2)
        cv2.imshow('src', img2)

    # -------------------------輕按兩下 結束選取-----------------------------
    if event == cv2.EVENT_LBUTTONDBLCLK: 
    # -----------繪制感興趣區域-----------
        ROI_byMouse()
        ROI_bymouse_flag = 1
        lsPointsChoose = []
        

def ROI_byMouse():
    global src, ROI, ROI_flag, mask2
    mask = np.zeros(img.shape, np.uint8)
    pts = np.array([lsPointsChoose], np.int32)  # pts是多邊形的頂點清單（頂點集）
    pts = pts.reshape((-1, 1, 2))
    # 這裡 reshape 的第一個參數為-1, 表明這一維的長度是根據後面的次元的計算出來的。
    # OpenCV中需要先将多邊形的頂點坐标變成頂點數×1×2維的矩陣，再來繪制
 
    # --------------畫多邊形---------------------
    mask = cv2.polylines(mask, [pts], True, (255, 255, 255))
    ##-------------填充多邊形---------------------
    mask2 = cv2.fillPoly(mask, [pts], (255, 255, 255))
    cv2.imshow('mask', mask2)
    cv2.imwrite('mask.jpg', mask2)
    image,contours, hierarchy = cv2.findContours(cv2.cvtColor(mask2, cv2.COLOR_BGR2GRAY), cv2.RETR_TREE, cv2.CHAIN_APPROX_NONE)
    ROIarea = cv2.contourArea(contours[0])
    print("ROIarea:",ROIarea)
    ROI = cv2.bitwise_and(mask2, img)
    cv2.imwrite('ROI.jpg', ROI)
    cv2.imshow('ROI', ROI)
 
img = cv2.imread('3.png')
# ---------------------------------------------------------
# --圖像預處理，設定其大小
# height, width = img.shape[:2]
# size = (int(width * 0.3), int(height * 0.3))
# img = cv2.resize(img, size, interpolation=cv2.INTER_AREA)
# ------------------------------------------------------------
ROI = img.copy()
cv2.namedWindow('src')
cv2.setMouseCallback('src', on_mouse)
cv2.imshow('src', img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()
           

你可以增加更多的功能。。。附：滑鼠點選事件 ：

'''
EVENT_FLAG_ALTKEY = 32		摁住Alt
EVENT_FLAG_CTRLKEY = 8		摁住Ctrl

EVENT_FLAG_LBUTTON = 1		摁住左鍵
EVENT_FLAG_MBUTTON = 4		摁住中鍵
EVENT_FLAG_RBUTTON = 2		摁住右鍵
EVENT_FLAG_SHIFTKEY = 16	摁住Shift

EVENT_LBUTTONDBLCLK = 7		左鍵輕按兩下
EVENT_LBUTTONDOWN = 1		左鍵擊下
EVENT_LBUTTONUP = 4			左鍵彈起
EVENT_MBUTTONDBLCLK = 9		中鍵輕按兩下
EVENT_MBUTTONDOWN = 3		中鍵擊下
EVENT_MBUTTONUP = 6			中鍵彈起
EVENT_MOUSEHWHEEL = 11		滾動條向左，flags>0。向右，flags<0
EVENT_MOUSEMOVE = 0			滑鼠移動
EVENT_MOUSEWHEEL = 10		滾動條向上，flags>0。向下，flags<0
EVENT_RBUTTONDBLCLK = 8		中鍵輕按兩下
EVENT_RBUTTONDOWN = 2		中鍵擊下
EVENT_RBUTTONUP = 5			中鍵彈起
'''