OpenCV探索之路（十三）：详解掩膜mask

Posted 2020-09-23

在OpenCV中我们经常会遇到一个名字:Mask(掩膜)。很多函数都使用到它，那么这个Mask到底什么呢？

一开始我接触到Mask这个东西时，我还真是一头雾水啊，也对无法理解Mask到底有什么用。经过查阅大量资料后，也对Mask有一点自己的理解了，下面就说说我的理解。

比如我要对一幅图进行抠图操作，这就要用到Mask了，那我就以抠图为例，解释Mask在里面的作用。

先上程序，再一句一句剖析。

该程序的功能就是抠出指定区域。

#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include <iostream>
#include <stdio.h>

using namespace std;
using namespace cv;

int main()
{
    Mat image, mask;
    Rect r1(100, 100, 250, 300);
    Mat img1, img2, img3, img4;
    image = imread("lol17.jpg");
    mask = Mat::zeros(image.size(), CV_8UC1);
    mask(r1).setTo(255);
    img1 = image(r1);
    image.copyTo(img2, mask);

    image.copyTo(img3);
    img3.setTo(0, mask);


    imshow("Image sequence", image);
    imshow("img1", img1);
    imshow("img2", img2);
    imshow("img3", img3);
    imshow("mask", mask);

    waitKey();
    return 0;
}

原始图

注意程序中的这两句关于Mask的操作。

mask = Mat::zeros(image.size(), CV_8UC1); 
mask(r1).setTo(255);  //r1是设置好的感兴趣区域

解释一下上面两句的操作。

• 第一步建立与原图一样大小的mask图像，并将所有像素初始化为0，因此全图成了一张全黑色图。
• 第二步将mask图中的r1区域的所有像素值设置为255,也就是整个r1区域变成了白色。

这样就能得到Mask图像了。

注意这句，哪个图像拷贝到哪个图像？

image.copyTo(img2, mask);

当然是原始图image拷贝到目的图img2上啦。
其实拷贝的动作完整版本是这样的：

原图(image)与掩膜(mask)进行与运算后得到了结果图（img2）。

何为图与掩膜的与运算？

其实就是原图中的每个像素和掩膜中的每个对应像素进行与运算。比如1 & 1 = 1；1 & 0 = 0；

比如一个3 * 3的图像与3 * 3的掩膜进行运算，得到的结果图像就是：

说白了，mask就是位图啊，来选择哪个像素允许拷贝，哪个像素不允许拷贝。如果mask像素的值是非0的，我就拷贝它，否则不拷贝。

因为我们上面得到的mask中，感兴趣的区域是白色的，表明感兴趣区域的像素都是非0，而非感兴趣区域都是黑色，表明那些区域的像素都是0。一旦原图与mask图进行与运算后，得到的结果图只留下原始图感兴趣区域的图像了。也正如下图所示。

image.copyTo(img2, mask);

下面两句代码所做的事情跟上面的差不多，首先将原始图image拷贝一份给img3，然后img3将mask白色区域设置为0（黑色），好比如果mask中像素非0的，我就把我图像对应的那个点的像素值设置为0，否则啥也不做。伪代码是if mask(i,j)>0 then img3(i,j)=0。

image.copyTo(img3);
img3.setTo(0, mask);

如果想要直接抠出目标区域，直接这样写就OK了：

img1 = image(r1);