? ??在圖像處理領域，ROI（Region of Interest）區域感興趣操作是非常基礎而重要的一環。無論是進行目標檢測、圖像分割，還是簡單的圖像處理，都離不開對圖像某一區域的選取與處理。本文將結合 OpenCV 的 C++ 接口，詳細介紹如何實現圖像的裁剪與 ROI 操作。

? ? ROI（Region of Interest）表示“感興趣區域”，是圖像中你想要單獨處理的一部分。例如，一張 1920×1080 的圖像中，我們只想處理中間 300×300 的區域，這個區域就稱為 ROI。在 OpenCV 中，ROI 通常通過設置圖像的矩形區域來實現。

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設置 ROI 區域并裁剪圖像

// 定義一個矩形區域 ROI，位置(100, 100)，大小(200×150)
cv::Rect roi(100, 100, 200, 150);// 使用 ROI 對圖像進行裁剪
cv::Mat cropped = img(roi);cv::imshow("裁剪后的圖像", cropped);

? ? 以上代碼實現了從大圖像(img)中提取一個局部區域(ROI)圖像cropped。

• cv::Rect(x, y, width, height) 表示從 (x, y) 點開始，寬為 width，高為 height。
• img(roi) 返回的是對原始圖像的一塊“視圖”，不復制數據，我們稱作為淺拷貝。

ROI 的復制與修改

因為 ROI 是視圖，所以對其修改會影響原圖。如果你不想修改原圖，應當使用 .clone() 方法。

// clone 后成為一塊新內存區域
cv::Mat roi_copy = cropped.clone();// 在 ROI 上畫一個綠色矩形
cv::rectangle(cropped, cv::Point(0, 0), cv::Point(199, 149), cv::Scalar(0, 255, 0), 2);cv::imshow("在 ROI 上畫矩形（影響原圖）", img);
cv::imshow("ROI 拷貝（不受影響）", roi_copy);

以上代碼中，clone函數返回新的內存數據區域，因此稱作深拷貝。我們在cropped上繪制一個矩形區域，由于cropped是img的淺拷貝，img數據上同樣也會繪制一個矩形。

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用 ROI 做遮罩處理

// 創建一個遮罩
cv::Mat mask = cv::Mat::zeros(img.size(), CV_8UC1);
mask(roi).setTo(255);  // 設置 ROI 區域為白色// 提取 ROI 區域內容
cv::Mat result;
img.copyTo(result, mask);  // 使用遮罩復制內容cv::imshow("遮罩提取 ROI", result);

以上代碼生成了一個mask遮罩，對于mask矩陣中的非零區域被視作有效區域，因此函數copyTo僅拷貝mask中非零區域所對應的img像素。

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在 ROI 上應用圖像處理（如模糊）

cv::Mat blurred;
cv::GaussianBlur(img(roi), blurred, cv::Size(15, 15), 0);// 將模糊圖像復制回原圖對應 ROI
blurred.copyTo(img(roi));cv::imshow("對 ROI 模糊處理后的圖像", img);

在OpenCV中，很多函數可以傳入一個ROI區域。因此我們在對圖像局部區域進行操作時，可以不需要重新生成新的局部圖像即可完成。但是注意一些特殊的函數可能不支持ROI區域操作，如cv::Mat::reshape()，cv::medianBlur()等。

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完整代碼

int main() {cv::Mat img = cv::imread("lena.png");if (img.empty()) {std::cerr << "無法讀取圖像！" << std::endl;return -1;}// 定義 ROI 區域，這是一個200*150的區域，左上角坐標為(100,100)// cropped定義了一個 ROI 矩陣，但和img使用相同的數據區域cv::Rect roi(100, 100, 200, 150);cv::Mat cropped = img(roi);cv::imwrite("1_cropped.png", cropped);// 在 ROI 上畫框cv::rectangle(cropped, cv::Point(0, 0), cv::Point(199, 149), cv::Scalar(0, 255, 0), 2);cv::imwrite("2_rect.png", cropped);// ROI 的拷貝// 使用cv::Mat::clone函數進行深拷貝，roi_copy有單獨的數據內存cv::Mat roi_copy = cropped.clone();cv::imwrite("3_roi_copy.png", roi_copy);// 遮罩提取// 生成一個mask遮罩，在roi區域內為255，其他區域為0cv::Mat mask = cv::Mat::zeros(img.size(), CV_8UC1);mask(roi).setTo(255);cv::imwrite("4_mask.png", mask);// 使用mask遮罩拷貝數據，此時僅將img圖像中mask遮罩對應的數據拷貝到result中// 注意：copyTo也是深拷貝，并且該函數支持mask操作cv::Mat result;img.copyTo(result, mask);cv::imwrite("5_result.png", result);// 僅對 ROI 模糊處理// OpenCV中大多數函數支持基于ROI的操作，但有部分函數確不支持（需要特別留意）cv::Mat blurred;cv::blur(img(roi), blurred, cv::Size(15, 15));cv::imwrite("6_blurred.png", blurred);// 將模糊后圖像拷貝到原圖指定 ROI 上，copyTo支持 ROI 輸入blurred.copyTo(img(roi));cv::imwrite("7_img.png", img);return 0;
}

對局部區域進行平滑操作

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