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OpenCV图像加权函数:addWeighted

1 addWeighted函数

在OpenCV 里,addWeighted 函数的作用是对两个图像进行加权求和,常用于图像融合、图像过渡等场景。函数如下:

cv2.addWeighted(src1, alpha, src2, beta, gamma[, dst[, dtype]])

2 参数解释

  • src1:第一个输入图像。
  • alpha:第一个输入图像的权重,取值范围是 0 到 1。
  • src2:第二个输入图像,它的大小和通道数必须与 src1 相同。
  • beta:第二个输入图像的权重,取值范围是 0 到 1。
  • gamma:标量值,添加到加权和中(通常用于亮度调整)。
  • dst:输出图像(可选参数,直接通过返回值获取)。
  • dtype:输出图像的可选深度,若未指定,则使用输入图像的深度。

该函数将两个图像按权重相加,实现图像的线性混合,其数学公式为:
d s t = α ∗ s r c 1 + β ∗ s r c 2 + γ dst = \alpha * src1 + \beta * src2 + \gamma dst=αsrc1+βsrc2+γ

3 注意

  1. 图像尺寸和通道数src1src2 必须具有相同的尺寸和通道数,否则会报错。
  2. 权重和alpha + beta 不需要等于 1,但若想实现透明度混合(如 alpha + beta = 1),需自行控制。
  3. 数据类型:若输入为 uint8 类型,结果会自动截断到 [0, 255] 范围(饱和操作)。
  4. gamma 的作用:用于调整输出图像的亮度(例如,gamma=10 会使整体亮度增加)。
    • 若 alpha + beta > 1,图像可能过曝(值被截断到 255)。
    • 若 gamma > 0,整体亮度增加;若 gamma < 0,亮度降低。
  5. cv2.add() 的区别cv2.add() 是直接相加(无权重),而 addWeighted() 允许更灵活的线性组合。

4 函数原型

def addWeighted(src1: Mat, alpha, src2: Mat, beta, gamma, dts: Mat = ..., dtype=...) 
from __doc__
    """
    'addWeighted(src1, alpha, src2, beta, gamma[, dst[, dtype]]) -> dst  
    . @brief Calculates the weighted sum of two arrays.   
    . The function addWeighted calculates the weighted sum of two arrays as follows:                          
    . \\f[\\texttt{dst} (I)= \\texttt{saturate} ( \\texttt{src1} (I)* \\texttt{alpha} +  \\texttt{src2} (I)* \\texttt{beta} +  \\texttt{gamma} )\\f] 
    . where I is a multi-dimensional index of array elements. In case of multi-channel arrays, each
    . channel is processed independently.   
    . The function can be replaced with a matrix expression:   
    . @code{.cpp}       
    . dst = src1*alpha + src2*beta + gamma;   
    . @endcode   
    . @note Saturation is not applied when the output array has the depth CV_32S. You may even get   
    . result of an incorrect sign in the case of overflow.   
    . @param src1 first input array.   
    . @param alpha weight of the first array elements.  
    . @param src2 second input array of the same size and channel number as src1.               
    . @param beta weight of the second array elements.  
    . @param gamma scalar added to each sum.   
    . @param dst output array that has the same size and number of channels as the input arrays.  
    . @param dtype optional depth of the output array; when both input arrays have the same depth, dtype   
    . can be set to -1, which will be equivalent to src1.depth().   
    . @sa  add, subtract, scaleAdd, Mat::convertTo'
    """
    pass

5 函数应用

  1. 图像叠加:例如,在制作幻灯片过渡效果时,就可以使用该函数实现图像的平滑过渡:通过调整 alphabeta 实现淡入淡出效果。

  2. ROI 混合:结合掩码(mask)对局部区域进行混合:

roi = img1[y:y+h, x:x+w]
blended_roi = cv2.addWeighted(roi, 0.5, img2_roi, 0.5, 0)
img1[y:y+h, x:x+w] = blended_roi

6 示例代码

代码如下:

import cv2

# 读取两张图像
image1 = cv2.imread('image1.jpg')
image2 = cv2.imread('image2.png')

# 定义权重
alpha = 0.7
beta = 0.3
gamma = 0

# 进行加权求和
result = cv2.addWeighted(image1, alpha, image2, beta, gamma)

# 显示结果
cv2.imshow("Touxiang", image1)
cv2.imshow("Zi", image2)
cv2.imshow('Weighted Image', result)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

通过以上代码,可以将两张图片融合,配置不同的alpha和beta值,可以得到不同融合效果。

融合前:
在这里插入图片描述
融合后:
在这里插入图片描述


http://www.kler.cn/a/585684.html

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