cv_effnetv2_video-human-matting视频人像抠图

视频人像抠图（Video human matting）是计算机视觉的经典任务，输入一个视频（图像序列），得到对应视频中人像的alpha图，其中alpha与分割mask不同，mask将视频分为前景与背景，取值只有0和1，而alpha的取值范围是0到1之间，返回数值代表透明度。VHM模型处理1080P视频每帧计算量为10.6G，参数量只有6.3M。

模型介绍

该模型由四部分构成：backbone、中间处理层、decoder和高分辨率处理层；

其中backbone是基于efficientnetv2实现，为了实现更小的计算量和更好的效果，我们对原网络模块进行了一定修改后重新与unet结构进行人像分割任务训练，结果的backbone参数作为预训练载入； 中间处理层使用ASPP模块作为基本单元，多层空洞卷积扩大感受野； decoder部分将会逐步融合backbone各层特征，同时将原始图像特征作为一部分输入来引导网络学习，此外，我们将gru作为基础模块嵌入网络以便于处理时序相关信息； 高分辨率处理层基于DGF（Deep Guided Filter），实现对低分辨率后超分至原有分辨率，该层仍具有可学习参数，效果远优于直接上采样效果。

部署教程

如果您是初学者，对于命令行不太理解，那么请按下键盘上的Win键+R键后，在弹出的新窗口内输入CMD并按下回车，打开CMD窗口，按顺序执行如下的每一条命令。

首先我们需要确认一个工作目录，用来存放cv_effnetv2_video-human-matting的相关环境依赖文件。本站所选择的目录为D盘的根目录下openai.wiki文件夹，完整路径为：D:\openai.wiki\cv_effnetv2_video-human-matting。

检测D盘是否在openai.wiki目录下有没有cv_effnetv2_video-human-matting文件夹，没有则创建该文件夹。

if not exist D:\openai.wiki\cv_effnetv2_video-human-matting mkdir D:\openai.wiki\cv_effnetv2_video-human-matting

强制切换工作路径为D盘的openai.wiki\cv_effnetv2_video-human-mattin文件夹。

cd /d D:\openai.wiki\cv_effnetv2_video-human-matting

为不影响电脑中的现有环境，请一定要安装Conda，如果您不知道什么是Conda，或者未安装过Conda，请参考如下文章，安装部署Conda之后再继续以下步骤。

Anaconda｜Miniconda

在CMD中执行下面的命令行，创建Conda虚拟环境至该项目的目录中，方便日后重装系统也能够正常使用，无需重新部署环境。

conda create -p D:\openai.wiki\cv_effnetv2_video-human-matting\ENV python=3.7

执行完成上面的命令之后，将会在CMD窗口中看到Proceed ([y]/n)?提示，我们直接按下回车即可。

初始化Conda环境，避免后续可能报错。

conda init cmd.exe

激活已创建的Conda环境，这样我们可以将我们后续所需要的所有环境依赖都安装至此环境下。

conda activate D:\openai.wiki\cv_effnetv2_video-human-matting\ENV

执行如下命令，安装阿里达摩院相关依赖。

pip install modelscope

执行如下命令，安装torch依赖。

pip3 install torch torchvision torchaudio -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

执行如下命令，安装moviepy依赖库。

pip install moviepy

执行如下命令，安装CV2依赖库。

pip install opencv-python

使用教程

推荐下载VS Code代码编辑器，然后在代码编辑器器内新建一个Python文件，粘贴如下代码，在代码编辑器的右下角选择Python环境为D:\openai.wiki\cv_effnetv2_video-human-matting\ENV。

遮罩输出

默认情况下，使用该方式将会仅输出视频的黑白遮罩，如果您会使用PhotoShop或After Effects等软件，那么您肯定会了解遮罩的作用是什么，您可以理解为这个遮罩层的白色为保留区域，黑色删除的部分。

该模型官方并未给了示例，本站已经帮您写好了相关的代码，复制粘贴即可使用。

注意：请自行修改视频名称（Video_Name）为自己的视频文件名称，然后再执行，否则会报错。

# 本代码由openai.wiki提供，转载请注明出处。

import cv2
from modelscope.pipelines import pipeline
from modelscope.utils.constant import Tasks
from modelscope.outputs import OutputKeys

# 原视频路径
input_video = 'D:/openai.wiki/cv_effnetv2_video-human-matting/Video_Name.mp4'
# Mask遮罩路径
maskoutput_video = 'D:/openai.wiki/cv_effnetv2_video-human-matting/video_name_mask.mp4'

video_matting = pipeline(Tasks.video_human_matting, 
                       model='damo/cv_effnetv2_video-human-matting')
result_status = video_matting({'video_input_path':input_video,
                           'output_path':maskoutput_video})
result = result_status[OutputKeys.MASKS]

抠图输出

执行如下代码，将会自动输出遮罩层，并将遮罩层自动叠加至原视频的颜色层，输出您想要的最终视频。

# 本代码由openai.wiki提供，转载请注明出处。

import cv2

from modelscope.pipelines import pipeline
from modelscope.utils.constant import Tasks
from modelscope.outputs import OutputKeys

# 源视频路径
input_video = 'D:/openai.wiki/cv_effnetv2_video-human-matting/Video_Name.mp4'
# Mask遮罩路径
maskoutput_video = 'D:/openai.wiki/cv_effnetv2_video-human-matting/video_name_mask.mp4'
# 输出视频路径
output_video = 'D:/openai.wiki/cv_effnetv2_video-human-matting/video_name_final.mp4'

video_matting = pipeline(Tasks.video_human_matting, 
                       model='damo/cv_effnetv2_video-human-matting')
result_status = video_matting({'video_input_path':input_video,
                           'output_path':maskoutput_video})
result = result_status[OutputKeys.MASKS]

# 读取原始视频和抠图的mask视频
cap = cv2.VideoCapture(input_video)
mask_cap = cv2.VideoCapture(maskoutput_video)

# 获取视频帧率和大小
fps = cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
width = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))
height = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))

# 创建新的视频文件写入器
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'mp4v')
out = cv2.VideoWriter(output_video, fourcc, fps, (width, height))

while True:
    # 读取原始视频和抠图的mask视频的下一帧
    ret, frame = cap.read()
    ret_mask, mask_frame = mask_cap.read()
    
    # 如果没有读取到帧则退出循环
    if not ret or not ret_mask:
        break
        
    # 将抠图的mask视频转换为二进制掩码
    gray_mask = cv2.cvtColor(mask_frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    ret, binary_mask = cv2.threshold(gray_mask, 10, 255, cv2.THRESH_BINARY)
    
    # 将原始视频的每一帧与二进制掩码进行按位与运算
    result = cv2.bitwise_and(frame, frame, mask=binary_mask)
    
    # 将生成的每一帧写入到新的视频文件中
    out.write(result)

# 释放资源
cap.release()
mask_cap.release()
out.release()

效果展示

原视频

Mask遮罩

抠图效果