我先放代码和结果，再分析过程。

1.实现代码

# coding=utf-8
import numpy as np
import cv2 as cv def paste_ROI_to_image(image_in, ROI, paste_area):image = image_in.copy()y1, x1, y2, x2 = paste_areaROI = cv.resize(ROI, (x2 - x1 + 1, y2 - y1 +1))   #cv.resize(src, dsize=(width, height))image = image.astype(np.float)ROI = ROI.astype(np.float)# alpha通道alpha_image = image[y1:y2+1, x1:x2+1, 3]/255.0 alpha_ROI = ROI[:,:,3]/255.0alpha = 1 - (1 - alpha_image)*(1 - alpha_ROI)# BGR通道for i in range(3):image[y1:y2+1, x1:x2+1, i] = (image[y1:y2+1, x1:x2+1, i]*alpha_image*(1 - alpha_ROI) + ROI[:,:,i]*alpha_ROI) / alpha image[y1:y2+1, x1:x2+1, 3] = alpha*255image = image.astype(np.uint8)return imageimage = cv.imread('image.jpg', cv.IMREAD_UNCHANGED)  #ROI = cv.imread('ROI.png', cv.IMREAD_UNCHANGED)image_R = paste_ROI_to_image(image, ROI, [50, 0, 206, 117])cv.imwrite('image_R.png', image_R)

结果：

image ROI image_R

代码分析：

(1)先导入使用到的两个模块：numpy和Python-OpenCV(cv2)

(2)定义了一个函数paste_ROI_to_image来完成透明素材的粘贴。函数中，先使用cv.resize函数来调整素材ROI的尺寸，使其和粘贴区域的尺寸是匹配的。x表示图像的列数，y表示图像中的行数。

(3)粘贴透明素材。（原理在后面解释）

(4)显示粘贴结果。

2.粘贴透明素材的原理

首先，透明素材ROI具有透明度是因为它除了有RGB三个颜色通道以外，还有一个alpha通道。包含alpha通道的图像一般存储为png格式。（jpg格式图像是没有alpha通道的，比如程序中的image.jpg图就只有RGB三个颜色通道）我们粘贴透明图像时就利用到了这个透明通道。

使粘贴的效果能够保持透明的效果，其实就是让image和ROI的RGB三个通道进行混合。

那么，怎么混合呢？混合的比例如何知道呢？

alpha通道的值不就给我们一个值吗?alpha通道的值取值范围是0-255。0表示完全透明，255表示完全不透明。

（1）alpha通道：

setp1: 将alpha通道值取值范围由0-255转换到0-1

alpha_image = image[y1:y2+1, x1:x2+1, 3]/255.0

alpha1_ROI = ROI[:,:,3]/255.0

setp2: 计算合成后的图像的透明度：

alpha = 1 - (1 - alpha_image)*(1 - alpha_ROI)

这个公式可以这么理解，剩余透明度（1 - alpha_image）和（1 - alpha_ROI）混合后，得到的图像透明度。

（2）RGB通道：

image[R,G,B] = (image[R,G,B]*alpha_image*(1 - alpha_ROI) + ROI[R,G,B]*alpha_ROI) / alpha

这个公式怎么理解呢？其实就是按照透明度来分配image和ROI的RGB混合比例。

ROI是上层，其颜色的透出部分为 ROI[R,G,B]*alpha_ROI，然后按照最后合成图像的透明度分配比例，则ROI提供的RGB值为：

ROI[R,G,B]*alpha_ROI) / alpha

image是底层，其颜色的透出部分为image[R,G,B]*alpha_image，而由于上层的ROI透过了alpha_ROI，留给image的只有(1 - alpha_ROI)，所以image提供的RGB值为：

image[R,G,B]*alpha_image*(1 - alpha_ROI) / alpha

（3）合并alpha通道和RGB通道

image[y1:y2+1, x1:x2+1, 3] = alpha*255
image = image.astype(np.uint8)

可能涉及到的资料

（1）opencv中imread函数的用法。

（2）numpy数据类型转换的注意。

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带alpha通道的图像合成（Python语言）

1.实现代码

2.粘贴透明素材的原理

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