用opencv給彥女王生成一副蒙太奇畫像

前言

大家好呀，前兩天烈陽天道1上映了，不知道大家看沒看呢，里面還有一小段彥穿越蟲洞與猴哥相遇的畫面，彥女王啊啊啊~~

所以我去網上爬了二百來張我大學的風景畫，然后找了以前存的彥女王的圖片，生成了一幅蒙太奇畫像，然后我兩個熱愛的就合體啦！

先看一下什么是蒙太奇影像吧，其實你肯定見過，只不過不知道叫蒙太奇而已：

一張大的圖片，是由很多小的圖片拼接而成的這種，就是蒙太奇影像啦（或者叫馬賽克拼圖），我要做的就是把我大學的風景圖拼成彥的圖片，

綜述實作思路

文末附有python代碼，本文為我寫的C++代碼

1：讀取檔案夾內的風景圖片集，將每張剪裁到90*45大小并存入Mat容器內

2：將圖片模板（彥的照片）擴大為1600*2700大小

3：計算圖片集的直方圖并將結果存到MatND容器內（直方圖容器）

4：雙重for回圈以90*45的步長遍歷圖片模板計算各個區域的直方圖，并將區域直方圖與圖片集的直方圖進行比對，得到相似度最高的風景圖片，將該風景圖片替換模板對應區域

5：將4步得到的蒙太奇圖與原模板圖線性相加，得到更為逼真的效果

是不是很簡單的程序？但就這么個程序，我調了一天的bug，然后被迫深入理解了C++的動態回識訓制… … 建議感興趣的小伙伴自己實作一下，

以下代碼在主函式內順次復制粘貼即可

1：讀取圖片集并預處理

//【1】圖片集的采集與處理
int Images_number = 256;//圖片集中圖片的數量
int step_x = 80; //將圖片剪裁為80*45大小
int step_y = 45;

Mat srcImage;
vector<Mat> load_Images;//圖片集容器
char filename[30];//存盤圖片名字
for (int i = 0; i < Images_number; i++) {
  Mat dstImage;
  sprintf_s(filename, "./風景圖/ysu (%d).jpg", i);
  cout << filename << endl;
  srcImage = imread(filename); //Mat類影像
  resize(srcImage, dstImage, Size(step_x, step_y), 0, 0, INTER_NEAREST);
  load_Images.push_back(dstImage);
}
cout << "圖片加載完畢" << endl;

主要用到了利用sprintf函式得到圖片集有規律的命名，然后for回圈依次將imread到的圖片push_back添加到Mat容器內就可以了，

二百多張圖片如何快速整齊的命名，，，看鏈接，

https://jingyan.baidu.com/article/b87fe19e4834a95218356814.html

2：調整原模板圖的尺寸大小

//【2】將原模板圖擴大到合適尺寸
Mat originalImage, showImage;
originalImage = imread("彥.jpg");
imshow("彥", originalImage);
resize(originalImage, showImage, Size(1600, 2700));

沒啥好說的，就在基本保持原先長寬比例的條件下，讓長寬都是90*45（圖片集被裁剪的大小）的整數倍就好了，

3：計算圖片集直方圖

//【3】計算圖片集的直方圖
int width = showImage.cols; //模板圖的長寬
int height = showImage.rows;
Mat frame;
vector<MatND> hsit_list;//直方圖容器
//計算直方圖的引數準備
int bins = 128; //直條數 
int hist_sizes[] = { bins,bins,bins }; //存放每個維度的直方圖尺寸陣列 //  均為256條寬度
float range[] = { 0,256 };  //每一維陣列的取值范圍  // 均為0-255高度
const float* ranges[] = { range,range,range };
int channels[] = { 0,1,2 };
//for回圈計算圖片集的直方圖并存盤
for (int i = 0; i < Images_number; i++) {
  /*load_Images[i].copyTo(frame);*/
  MatND hsit_RGB;
  Mat frame;
  load_Images[i].copyTo(frame);
  calcHist(&frame, 1, channels, Mat(), hsit_RGB, 3, hist_sizes, ranges, true, false);
  hsit_list.push_back(hsit_RGB);
}

和第一步套路類似，回圈計算了圖片集所有圖的直方圖并存盤到了一個直方圖容器內，

4：遍歷彥模板圖，計算每一小塊的直方圖并對比，替換

//【4】遍歷，尋找最匹配的圖片并替換
int number_order;
for (int x = 0; x < height; x = x + step_y) {
  for (int y = 0; y < width; y = y + step_x) {
    Mat roiImage = montageImage(Rect(y, x, step_x, step_y));//Rect(y, x, step_x, step_y)
    //引數準備
    MatND hsit_roi;
    double match_ = 0.0;//匹配度
    calcHist(&roiImage, 1, channels, Mat(), hsit_roi, 3, hist_sizes, ranges, true, false);
    for (int i = 0; i < Images_number; i++) {
      double match;
      match = compareHist(hsit_roi, hsit_list[i], HISTCMP_CORREL);
      if (match > match_) {//尋找對比對最高的
        number_order = i;
        match_ = match;
      }
    }
    load_Images[number_order].copyTo(roiImage);
  }
}
cout << "【4】遍歷，尋找最匹配的圖片并替換成功" << endl;

首先兩個步長分別為step_y和step_x的回圈是遍歷原圖模板各個小塊區域，并計算該塊的直方圖，

之后用一個for回圈在第三步得到的直方圖容器內，尋找與該塊直方圖匹配度最高的風景圖片，然后將該風景圖片替換原圖對應區域，

到此運行完畢我們就可以得到一個不太完美的蒙太奇圖片了：

雖然有些粗糙，但已經可以看出來了叭！效果可以調節裁剪的大小或者原圖模板的大小來改善，但以我代碼設定的引數，執行完都要好幾分鐘，如果有什么優化建議可以交流哈，

來看看女王的腿！

嗯，，竟然是用碑組成的，

我們還可以通過第五步，將上圖左圖與右圖加權得到更為逼真的蒙太奇畫像，

5：將效果圖與原圖加和

Mat dstImage;
addWeighted(showImage, 0.4, montageImage, 0.6, 0, dstImage);
imwrite("結果圖.jpg", dstImage);
imwrite("show.jpg", montageImage);

加和后的效果圖：

效果是不是好一些了？可以更改引數使效果更好，由于我還有毛概論文沒寫，就不瞎搞了~

THE END

本文靈感來自知乎@三木青年，代碼都是我自己敲的，網上關于蒙太奇的大概只有我用的C++了，python代碼可以看知乎鏈接：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/168667043

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這么騷的一篇文，你們真的不想來評論區和我說兩句？看在彥的面子上給個贊吧！