最近在隨淺墨的部落格學習OpenCV，受益匪淺，這系列部落格記錄OpenCV的學習歷程，也對自己的學習做一個筆記。

首先感謝淺墨的OpenCV學習系列教程，幫助很大，在此新增淺墨文章的連結。

以下結合教程寫出關於使用OpenCV實現影象疊加的程式碼以及一些原理解釋，同時結合MATLAB進行學習。

影象的疊加：

由淺入深一步一步學習，首先實現影象疊加，這裡添出background圖(大圖)，logo圖(小圖),實現logo嵌入background任意感興趣部分，這裡有兩種方法，先把兩種方法的程式碼添出，再做進一步討論。先添圖片，background和logo。

background:

logo:

方法一：

//---------------------------------------------------------------------------
// 【程式說明】
//	實現功能：影象疊加
//	重要函式：imread,imshow,namedWindow（可參考淺墨文章）
//			  Rect,Range,copyTo,addWeighted(參考文章分解)
//---------------------------------------------------------------------------
 
#include<iostream>
#include<opencv2/core/core.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>

using namespace cv; 

int main( )
{	
	Mat background= imread("dota2.jpg");  
	Mat logo= imread("logo.jpg");  
   
	//載入後先顯示  
	namedWindow("background");  
	imshow("background",background);  
  
	namedWindow("logo");  
	imshow("logo",logo);  
	
	Mat imageROI_1;
	//ROI影象與原始影象共享資料
	imageROI_1=background(Rect(200,10,logo.cols,logo.rows));

	namedWindow("imageROI_1");
	imshow("imageROI_1",imageROI_1);//顯示ROI

	logo.copyTo(imageROI_1);//覆蓋logo

	namedWindow("合成圖1");
	imshow("合成圖1",background);

	waitKey();
 
	return 0;
}
 

關於程式碼的標頭檔案包含以及using類的運用，建議檢視淺墨文章。這裡不作闡述這裡主要解析一下

imageROI_1=background(Rect(200,10,logo.cols,logo.rows));

以及

logo.copyTo(imageROI_1);

兩段程式碼。

Rect函式是在圖片當中選出ROI影象部分（即你感興趣的部分），輸入圖片為background。

Rect(200,10,logo.cols,logo.rows);其中200,10為background圖片當中的畫素座標，也是你感興趣部分(這個部分為一個矩形)的最左上角的點的座標，而後面兩個引數分別為感興趣部分矩形的橫向長度（logo.cols即logo的列數）與豎向長度（logo.rows即logo的行數），我們這裡想要選取的感興趣的矩形與我們要嵌入到background中的logo的大小需要一致。

注：我們可以參考上面添出的ROI圖可以看到，ROI圖就是從background提出的感興趣部分矩形。但要注意一點，ROI圖經過Rect提出過後，並不是單純的複製資料，ROI圖的資料與background中感興趣部分矩形的資料是共享的，如果你改變ROI圖的資料，background中感興趣部分矩形的資料也會相應改變，這正是我們下一個函式copyTo想要做的。logo.copyTo(imageROI_1);此函式的輸入為logo圖片，將logo複製到ROI圖片當中，background的相應感興趣的部分也會相應的改變（正如上面所說的）,從而達到圖片疊加的效果。

注：文章中的東西都是我通俗的理解，語言比較粗糙。將專業的知識轉化成為我們通俗的直感，我一直以來覺得很有必要的，望海涵。

方法二：background與logo都不變，只是選取的區域改變了，程式碼如下：

//---------------------------------------------------------------------------------

// 【程式說明】
//	實現功能：影象疊加
//	重要函式：imread,imshow,namedWindow（可參考淺墨文章）
//			  Rect,Range,copyTo,addWeighted(參考文章分解)
//---------------------------------------------------------------------------------
 
#include<iostream>
#include<opencv2/core/core.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>

using namespace cv; 

int main( )
{	
	Mat background= imread("dota2.jpg");  
	Mat logo= imread("logo.jpg");  
   
	//載入後先顯示  
	namedWindow("background");  
	imshow("background",background);  
  
	namedWindow("logo");  
	imshow("logo",logo);  
	
	Mat imageROI_2;
	//ROI影象與原始影象共享資料
	imageROI_2=background(Range(250,250+logo.rows),Range(350,350+logo.cols));
	namedWindow("imageROI_2");
	imshow("imageROI_2",imageROI_2);//顯示ROI

	<span style="font-size:24px;">addWeighted(imageROI_2,0.5,logo,0.5,0.,imageROI_2);</span>

	namedWindow("合成圖2");
	imshow("合成圖2",background);

	waitKey();
 
	return 0;
}

程式碼和方法一的程式碼大同小異，只是有兩個不同的函式

imageROI_2=background(Range(250,250+logo.rows),Range(350,350+logo.cols));

Range是定義一個範圍的陣列，從橫向和豎向兩個方向定義就可以框出一個感興趣的區域。第一個Range(250,250+logo.rows)定義的是豎向的範圍（注意，與Rect定義的順序不同，Rect是先定義橫向），第二個Range(350,350+logo.cols)定義的是橫向的範圍，以這樣的方法也可以選定出自己感興趣的矩形，很簡單。

下面這個函式就是addWeighted，作用是計算兩個陣列（影象陣列）的加權和：

addWeighted(imageROI_2,0.5,logo,0.5,0.,imageROI_2);

對於這個函式的引數，共有六個(後面用符號代替)：

imageROI_2-----------M1

0.5------------------------a1

logo----------------------M2

0.5------------------------a2

0.--------------------------a3

imageROI_2------------M3

這個函式即經過的如下運算：

M3=M1*a1+M2*a2+a3

其中M3為這個函式的輸出,M1，M2為Mat型別的陣列或是影象陣列，這裡M1為ROI圖，M2為logo圖，a1為ROI圖的加權係數，a2為M2的加權係數，a3是一個直流分量，可取0（0.就是0）。

所以你可以看到第二個方法中，嵌入的logo有一定的透明性，是因為logo的加權係數a2沒有取到1，如果把a2取到1，a1取0，效果就和方法一copyTo相同了。

想看關於addWeighted更專業的分解，可參考淺墨入門教程四

把兩種方法合在一幅圖上做做對比：

背景透明化

如果我們嵌入的logo圖不想要它的背景，比如我們的dota2的logo圖片，我們不想要它的白色背景，只要前面的標記，刀塔的字樣，那我們需要將logo圖片進行預處理，將你不想要的部分全部塗成黑色，便可利用copyTo函式進行透明化處理，我在網上重新下載了logo和background，先貼出來：

程式碼如下：

//---------------------------------------------------------------------------------
// 【程式說明】
//	實現功能：影象疊加
//	重要函式：imread,imshow,namedWindow（可參考淺墨文章）
//			  Rect,Range,copyTo,addWeighted(參考文章分解)
//---------------------------------------------------------------------------------
 
#include<iostream>
#include<opencv2/core/core.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>

using namespace cv; 

int main( )
{	
	Mat background= imread("pic.jpg");  
	Mat logo= imread("alpha.png");  
        Mat mask=imread("alpha.png",1);
	//載入後先顯示  
	namedWindow("background");  
	imshow("background",background);  
  
	namedWindow("logo");  
	imshow("logo",logo);  
	
	Mat imageROI_4;
	//ROI影象與原始影象共享資料
	imageROI_4=background(Rect(40,10,logo.cols,logo.rows));

	namedWindow("imageROI_4");
	imshow("imageROI_4",imageROI_4);//顯示ROI

	logo.copyTo(imageROI_4,mask);//覆蓋logo

	namedWindow("合成圖4");
	imshow("合成圖4",background);

	waitKey();
 
	return 0;
}

多定義了一個mask：

Mat mask=imread("alpha.png",1);

這個mask被稱為掩碼，是一個標準，後面的引數1在這裡有沒有都沒關係，都是輸出原影象，如果你把引數改為0，輸出的是這個影象的灰度圖。原圖與灰度圖都可以作為掩碼，我這裡使用原圖作為掩碼效果較好，讀者可以使用灰度圖作為掩碼試試。

貼出最後的合成效果圖：

另一個不同就是copyTo函式這裡

logo.copyTo(imageROI_4,mask);

對掩碼mask進行了一個使用，這裡將logo複製到ROI圖當中的時候，首先對mask進行一個判斷。mask當中灰度值為0的區域，相對應的ROI當中的區域就不變化，維持原樣；當mask當中灰度值不為0的區域,相對應的ROI當中的區域就把logo複製上去。

之所以我們要把我們logo背景全部塗成黑色，就是為了當logo作為mask進行判斷時，我們的背景區域不需要，就把它搞成0（黑色），就不會進行操作，維持ROI的原樣，而其他的部分，我們用logo複製到ROI中，相應的background就會發生變化（資料共享嘛，前面說過了的）。

以上就是這個第一階段的OpenCV的學習，先到這裡，稍後繼續新增內容，以及用MATLAB進行有關實現。