OpenCV – 画像を切り出し、貼り付け方法について解説

概要

OpenCV で画像の一部を切り抜き、また画像を別の画像に貼り付ける方法について解説します。

画像の形式

OpenCV の Python 版では、画像は numpy.uint8 型の NumPy 配列で表されます。

	dtype	shape	ndims
グレースケール	numpy.uint8	(Height, Width)	2
カラー画像	numpy.uint8	(Height, Width, 3)	3
アルファチャンネル付きカラー画像	numpy.uint8	(Height, Width, 4)	3

ndarray による画像の表現

NumPy 配列の軸 (axis) は、以下のように対応します。

axis	内容
0	高さ
1	幅
2	チャンネル

画像の切り抜き

画像の切り抜きは、NumPy 配列のスライス機能を使用して実現できます。高さ方向は axis=0、幅方向は axis=1 なので、img[高さの範囲, 幅の範囲] でスライスすることにより、画像の切り抜きが実現できます。

画像の切り抜き

In [1]:

import cv2
import numpy as np
from IPython.display import Image, display


def imshow(img):
    """ndarray 配列をインラインで Notebook 上に表示する。"""
    ret, encoded = cv2.imencode(".jpg", img)
    display(Image(encoded))

In [2]:

def crop_img(img, x1, y1, x2, y2):
    """画像を切り抜く。"""
    x1, x2 = np.clip([x1, x2], 0, img.shape[1])
    y1, y2 = np.clip([y1, y2], 0, img.shape[0])

    return img[y1:y2, x1:x2]


# 画像を読み込む。
img = cv2.imread("sample1.jpg")

dst = crop_img(img, 180, 20, 450, 350)
imshow(dst)

画像の貼り付け

ある画像を別の画像に貼り付ける方法を解説します。画像の貼り付けは、NumPy 配列の代入機能を使用して実現できます。

In [3]:

def paste(src, dst, x, y):
    """画像を貼り付ける。"""
    dst = dst.copy()
    src_h, src_w = src.shape[:2]
    dst_h, dst_w = dst.shape[:2]

    # 貼り付け範囲を計算する。
    # (x, y, x + src_w, y + src_h) と (0, 0, dst_w, dst_h) の共通部分を求める。
    dst_x1 = max(0, x)
    dst_x2 = min(x + src_w, dst_w)
    dst_y1 = max(0, y)
    dst_y2 = min(y + src_h, dst_h)

    if dst_x1 >= dst_x2 or dst_y1 >= dst_y2:
        return dst  # 貼り付け範囲がない場合

    dst[dst_y1:dst_y2, dst_x1:dst_x2] = src[
        dst_y1 - y : dst_y2 - y, dst_x1 - x : dst_x2 - x
    ]

    return dst


src = cv2.imread("sample2.jpg")
dst = cv2.imread("sample3.jpg")
print(src.shape, dst.shape)

img_pasted = paste(src, dst, 50, 10)
imshow(img_pasted)