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前言
圣诞节快到了，提前给大家说一声圣诞节快乐，每年到这个时候，微信好友的头像都会开始换上「圣诞」皮肤。最常见的就是加个圣诞小帽子了。当然这种事情用很多 P 图软件都可以做到，但是Python也是可以做到的！
基本环境配置
版本：Python3.6
系统：Windows
相关模块：numpy、opencv、dlib
如何安装相关模块：
numpy：pip install numpy
opencv: pip instal openv-python
dlib : pip install dlib==19.6.1
素材准备
既然是给头像带圣诞帽，那肯定是需要一个圣诞帽的呀，最好的是png的图片，只需要一个圣诞帽，不要留其他的。
我们通过通道分离可以得到圣诞帽图像的 Alpha 通道。代码如下：
r,g,b,a = cv2.split(hat_img)
rgb_hat = cv2.merge((r,g,b))
cv2.imwrite(“hat_alpha.jpg”,a)
了能够与 rgb 通道的头像图片进行运算，我们把 rgb 三通道合成一张 rgb 的彩色帽子图。
Alpha 通道的图像如下图所示：
人脸检测与人脸关键点检测
我们用下面这张图作为我们的测试图片：
下面我们用 dlib 的正脸检测器进行人脸检测，用 dlib 提供的模型提取人脸的五个关键点。
代码如下：
这部分效果如下图：
调整帽子大小
我们选取两个眼角的点，求中心作为放置帽子的 x 方向的参考坐标，y 方向的坐标用人脸框上线的 y 坐标表示。
然后我们根据人脸检测得到的人脸的大小调整帽子的大小，使得帽子大小合适。
提取帽子和需要添加帽子的区域
按照之前所述，去 Alpha 通道作为 mask，并求反。这两个 mask 一个用于把帽子图中的帽子区域取出来，一个用于把人物图中需要填帽子的区域空出来。
后面你将会看到：
从原图中取出需要添加帽子的区域，这里我们用的是位运算操作。
这是的背景区域(bg)如下图所示。可以看到，刚好是需要填充帽子的区域缺失了。
然后我们提取帽子区域，代码如下：
#提取帽子区域
hat = cv2.bitwise_and(resized_hat,resized_hat,mask = mask)
提取得到的帽子区域如下图。帽子区域正好与上一个背景区域互补。
添加圣诞帽
最后我们把两个区域相加。再放回到原图中去，就可以得到我们想要的圣诞帽图了。
这里需要注意的就是，相加之前 resize 一下保证两者大小一致，因为可能会由于四舍五入原因不一致。
#相加之前保证两者大小一致（可能会由于四舍五入原因不一致）
hat = cv2.resize(hat,(bg_roi.shape[1],bg_roi.shape[0]))
#两个ROI区域相加
add_hat = cv2.add(bg,hat)
#cv2.imshow(“add_hat”,add_hat)
#把添加好帽子的区域放回原图
img[y+dh-resized_hat_h:y+dh,(eyes_center[0]-resized_hat_w//3):(eyes_center[0]+resized_hat_w//3*2)] = add_hat
我们得到的效果图如下图所示：
最后提前祝大家圣诞节快乐!
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