隨著聖誕的到來，來給自己的頭像加上一頂聖誕帽。當然這種事情用很多P圖軟體都可以做到。但是作為一個學習影象處理的技術人，還是覺得我們有必要寫一個程式來做這件事情。而且這完全可以作為一個練手的小專案，工作量不大，而且很有意思。

用到的工具

• OpenCV（畢竟我們主要的內容就是OpenCV...）
• dlib（前一篇文章剛說過，dlib的人臉檢測比OpenCV更好用，而且dlib有OpenCV沒有的關鍵點檢測。）

用到的語言為Python。但是完全可以改成C++版本，時間有限，就不寫了。有興趣的小夥伴可以拿來練手。

一、素材準備

首先我們需要準備一個聖誕帽的素材，格式最好為PNG，因為PNG的話我們可以直接用Alpha通道作為掩膜使用。我們用到的聖誕帽如下圖：

我們通過通道分離可以得到聖誕帽影象的alpha通道。程式碼如下：

r,g,b,a = cv2.split(hat_img) 
rgb_hat = cv2.merge((r,g,b))
cv2.imwrite("hat_alpha.jpg",a)

為了能夠與rgb通道的頭像圖片進行運算，我們把rgb三通道合成一張rgb的彩色帽子圖。Alpha通道的影象如下圖所示。

二、人臉檢測與人臉關鍵點檢測

我們用下面這張圖作為我們的測試圖片。

下面我們用dlib的正臉檢測器進行人臉檢測，用dlib提供的模型提取人臉的五個關鍵點。程式碼如下：

這部分效果如下圖：

三、調整帽子大小

我們選取兩個眼角的點，求中心作為放置帽子的x方向的參考座標，y方向的座標用人臉框上線的y座標表示。然後我們根據人臉檢測得到的人臉的大小調整帽子的大小，使得帽子大小合適。

四、提取帽子和需要新增帽子的區域

按照之前所述，去Alpha通道作為mask。並求反。這兩個mask一個用於把帽子圖中的帽子區域取出來，一個用於把人物圖中需要填帽子的區域空出來。後面你將會看到。

從原圖中取出需要新增帽子的區域，這裡我們用的是位運算操作。

這是的背景區域（bg）如下圖所示。可以看到，剛好是需要填充帽子的區域缺失了。

然後我們提取帽子區域。

提取得到的帽子區域如下圖。帽子區域正好與上一個背景區域互補。

五、新增聖誕帽

最後我們把兩個區域相加。再放回到原圖中去，就可以得到我們想要的聖誕帽圖了。這裡需要注意的就是，相加之前resize一下保證兩者大小一致，因為可能會由於四捨五入原因不一致。

快到聖誕節了，用python來給自己的頭像加上一頂聖誕帽

最後我們得到的效果圖如下所示。

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