一.Grabcut原理的讲解
附上大佬的讲解，个人觉得不错
https://www.cnblogs.com/zyly/p/9392881.html
https://blog.csdn.net/zouxy09/article/details/8534954
二.GrabCut算法的实现步骤
1.在图片中定义(一个或者多个)包含物体的矩形。
2.矩形外的区域被自动认为是背景。
3.对于用户定义的矩形区域，可用背景中的数据来区分它里面的前景和背景区域。
4.用高斯混合模型(GMM)来对背景和前景建模，并将未定义的像素标记为可能的前景或者背景。
5.图像中的每一个像素都被看做通过虚拟边与周围像素相连接，而每条边都有一个属于前景或者背景的概率，这是基于它与周边像素颜色上的相似性。
6.每一个像素(即算法中的节点)会与一个前景或背景节点连接。
7.在节点完成连接后(可能与背景或前景连接)，若节点之间的边属于不同终端(即一个节点属于前景，另一个节点属于背景)，则会切断他们之间的边，这就能将图像各部分分割出来。
下图能很好的说明该算法：
三.GrabCut的API介绍
void grabCut( InputArray img, InputOutputArray mask, Rect rect,
InputOutputArray bgdModel, InputOutputArray fgdModel,
int iterCount, int mode = GC_EVAL );参数：
第一个参数：img：输入图像
第二个参数：mask：得到掩码矩阵,其值为以下四种
cv::GC_BGD == 0//表示是背景
cv::GC_FGD == 1//表示是前景
cv::GC_PR_BGD == 2//表示可能是背景
cv::GC_PR_FGD == 3//表示可能是前景
第三个参数：rect：指定的包含目标对象的矩阵
第四个参数：bdgModel:背景模型，如果为null，函数内部会自动创建一个bgdModel；bgdModel必须是单通道浮点型（CV_32FC1）图像，且行数只能为1，列数只能为13*5
第五个参数：fgdModel:前景模型，如果为null，函数内部会自动创建一个fgdModel；fgdModel必须是单通道浮点型（CV_32FC1）图像，且行数只能为1，列数只能为13x5；（bgdModel , fgdModel可以在 cv::GC_INIT_WITH_MASK下使用，可以在以往迭代的基础上用它们保存的信息继续迭代）
第六个参数：iterCount:指定迭代次数
第七个参数：mode:有三个值可用
cv::GC_INIT_WITH_RECT //用矩阵初始化grabCut
cv::GC_INIT_WITH_MASK //用掩码初始化grabCut
cv::GC_EVAL//执行分割
四.关于Grabcut的实例
程序效果：在原图上，用鼠标框选出一块矩形区域，按下“n”键，会将目标从原图中抠选出来，并显示。同时控制台会打印Grabcut的运行次数
附上源码：
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
#include <math.h> //因为用到了max（）和min（）
using namespace cv;
using namespace std;
int numRun = 0; //定义运行的次数
Rect rect;
bool init = false; //定义初始的标志位
Mat src, image;
Mat mask, bgModel, fgModel; //定义mask（掩膜，即0和1组成）、背景、前景
void onMouse(int event, int x, int y, int flags, void*); //鼠标操作函数
void setROIMask(); //声明设置鼠标框选感兴趣区域的操作
void showImage(); //声明图像显示的操作函数
void runGrabCut(); //声明Grabcut算法的运行函数
int main(int argc, char** argv)
{
src = imread("E:\\图像处理图片\\30.jpg", 1);
if (src.empty())
{
printf("could not load image...\n");
return -1;
}
mask.create(src.size(), CV_8UC1);//mask与原图像类型一致，且为单通道八位
mask.setTo(Scalar::all(GC_BGD));//这行代码的作用是在不知道mask属于什么的情况下，直接全部设为背景
//GC_BGD表示：GC是Grabcut的缩写，BGD表示背景background的缩写
namedWindow("效果", WINDOW_AUTOSIZE);
setMouseCallback("效果", onMouse, 0);
imshow("效果", src);
while (true)
{
char c = (char)waitKey(0);
if (c == 'n') //按下“n”键
{
runGrabCut();
numRun++;
showImage();
printf("current iteative times : %d\n", numRun);
}
if ((int)c == 27) //按下 ESC键
{
break;
}
}
waitKey(0);
return 0;
}
void showImage()
{
Mat result, binMask;
binMask.create(mask.size(), CV_8UC1);
binMask = mask & 1; //这句不懂什么意思。如果去掉这行代码，之后框选矩形区域之后按'n'，不显示效果图
if (init)
{
src.copyTo(result, binMask);//按照最低位是0还是1来复制，只保留跟前景有关的图像，比如说可能的前景，可能的背景
}
else
{
src.copyTo(result);
}
rectangle(result, rect, Scalar(0, 0, 255), 2, 8); //设置用于鼠标框选的矩形方框的格式
imshow("效果", result);
}
void setROIMask() //设置鼠标框选感兴趣区域的操作
{
// GC_FGD = 1 表示是前景
// GC_BGD =0; 表示是背景
// GC_PR_FGD = 3 表示可能是前景
// GC_PR_BGD = 2 表示可能是背景
mask.setTo(GC_BGD); //虽然在主函数中已经将mask全部设为背景了，但这里以防万一，再进行一次操作
rect.x = max(0, rect.x); //防止你鼠标左键选择的矩形框超过图片的边界
rect.y = max(0, rect.y); //返回两个数中的较大数
rect.width = min(rect.width, src.cols - rect.x);
rect.height = min(rect.height, src.rows - rect.y);
mask(rect).setTo(Scalar(GC_PR_FGD)); //将mask中的矩形区域都设为前景
}
void onMouse(int event, int x, int y, int flags, void*)
{
switch (event)
{
case EVENT_LBUTTONDOWN: //按下左键
//定义矩形区域的参数：左上角坐标、宽度、高度。
//初始标志位为false
//程序运行的次数初始化为0
rect.x = x;
rect.y = y;
rect.width = 1;
rect.height = 1;
init = false;
numRun = 0;
break;
case EVENT_MOUSEMOVE: // 鼠标移动
if (flags & EVENT_FLAG_LBUTTON) //如果左键拖拽（即按下左键拖动）
{
rect = Rect(Point(rect.x, rect.y), Point(x, y)); //矩形左上角、右下角
showImage();
}
break;
case EVENT_LBUTTONUP: //松开左键
if (rect.width > 1 && rect.height > 1) //如果鼠标框选的矩形区域大于一个像素，就开始Grabcut操作
{
setROIMask();
showImage();
}
break;
default:
break;
}
}
void runGrabCut()
{
if (rect.width < 2 || rect.height < 2) //框选区域太小不会执行
{
return;
}
if (init)
{
grabCut(src, mask, rect, bgModel, fgModel, 1);//用掩码初始化grabCut
}
{
grabCut(src, mask, rect, bgModel, fgModel, 1, GC_INIT_WITH_RECT);//用矩阵初始化grabCut
init = true;
}
}输出：
