使用opencv为没有透明通道的图像加入透明通道

　　在图像处理中，我们经常需要处理带透明通道的图片，比如为图片或视频添加水印，为图片或视频添加字幕、贴图等。然而，我们的素材图片未必总是带有透明通道。比如，素材的背景本该透明的地方，却是黑色和白色。有时，我们甚至需要让素材本身有图像的部分半透明。接下来，我将介绍两个方法，一种是使用opencv内置方法，另一种是自己写代码，来为图像添加透明通道。文末有第二种方法的效果展示。

　　1.首先，是opencv中的cvtColor方法。　

C++: void cvtColor(InputArray src, OutputArray dst, int code, int dstCn=0 );

参数解释：

. InputArray src: 输入图像即要进行颜色空间变换的原图像，可以是Mat类
. OutputArray dst: 输出图像即进行颜色空间变换后存储图像，也可以Mat类
. int code: 转换的代码或标识，即在此确定将什么制式的图片转换成什么制式的图片，后面会详细将
. int dstCn = 0: 目标图像通道数，如果取值为0，则由src和code决定

　　

　　我们可以令code参数为COLOR_BGRABGRA，将图像转化为带透明通道的图片。这里要注意，加上的透明通道，默认值为255，也就是说，默认将图像转换为不透明图。如果需要对图像的透明度进行调整，则还需要另写代码。下面是部分代码，来验证默认值确实为255。

　　

std::string path = "E:/140.jpg";
Mat image = cv::imread(image_path);
std::cout << "原图像通道数: " << image.channels() << std::endl;
cvtColor(image, image, COLOR_BGR2BGRA);
std::cout << "转换后图像通道数: " << image.channels() << std::endl;
for (int i = 0; i < image.rows; i++) {
    for (int j = 0; j < image.cols; j++) {
        std::cout<<(int)image.at<Vec4b>(i, j)[3]<<std::endl;
    }
}    

　　得到的输出为：

　　

　　代码中，image.at可以获取图像像素值，而中括号内，0代表B，1代表G，2代表R，3代表A，所以括号中为3。而强制类型转换为int，则是因为在opencv中，单像素的类型为uchar，如果直接标准输出，则会输出一大堆字符，而不是我们想要的像素值。如果图像在读取的时候没有要求读取透明通道，或者图像本身没有透明通道，那么图像的通道数默认为3，可以简单地说，这个内置方法，就是为图像的通道数组多加了一列作为透明通道，这个数组类型为Mat类型。

　　

　　2.接下来，是手写代码的方法　

　　由上述说明可知，默认方法所做的就是给图像的通道数组再加上一列，而这一列所表示的，就是图像每个像素的透明度。而这个透明度数组，也是一个Mat类型数组。

　　所以，我们可以新建一个Mat类型数组，数组大小与图像的分辨率一致。这里，我们还可以以图像的灰度图作为参考，将图像的每个像素以灰度值来设置透明度，这样一来，就实现了图像按像素值自动的调整每一个像素点的透明度。创建透明通道的方法如下：

　　

//创建透明通道
cv::Mat createAlpha(cv::Mat& src)
{
    cv::Mat alpha = cv::Mat::zeros(src.rows, src.cols, CV_8UC1);
    cv::Mat gray = cv::Mat::zeros(src.rows, src.cols, CV_8UC1);

    //根据灰度创建透明度通道
    cv::cvtColor(src, gray, cv::COLOR_RGB2GRAY);

    for (int i = 0; i < src.rows; i++)
    {
        for (int j = 0; j < src.cols; j++)
        {
            //透明度为灰度的两倍，可自行调整
            
            alpha.at<uchar>(i, j) = gray.at<uchar>(i, j) * 2;
        }
    }

    return alpha;
}

　　这个alpha，就是图像的透明通道。然而，这里的透明通道仅仅是被创建了出来，并没有被加入图像中。我们可以使用opencv中的split和merge函数来添加透明通道。其中，split函数作用是分割图像的通道，merge函数则是合并图像的各通道。我们可以先把原图像的各个通道分开，然后再连带着透明通道合并，就得到了带透明通道的图像。代码如下：

int addAlpha(cv::Mat& src, cv::Mat& dst, cv::Mat& alpha)
{
    if (src.channels() == 4)
    {
        return -1;
    }
    else if (src.channels() == 1)
    {
        cv::cvtColor(src, src, cv::COLOR_GRAY2RGB);
    }

    dst = cv::Mat(src.rows, src.cols, CV_8UC4);

    std::vector<cv::Mat> srcChannels;
    std::vector<cv::Mat> dstChannels;
    //分离通道
    cv::split(src, srcChannels);

    dstChannels.push_back(srcChannels[0]);
    dstChannels.push_back(srcChannels[1]);
    dstChannels.push_back(srcChannels[2]);
    //添加透明度通道
    dstChannels.push_back(alpha);
    //合并通道
    cv::merge(dstChannels, dst);

    return 0;
}

　　再处理的过程中，先调用createAlpha函数创建透明通道，再调用addAlpha函数加入透明通道即可。下面放一个测试结果。

　　原图：

　　

　　加入透明通道：

　　

　　可以看到，一些像素变成了全透明，而一些像素是半透明。如果把这个图贴在其他图上的话，看的更明显一点：