如何利用二值掩码从RGB图像中移除目标保留背景？

我有一张256×256的RGB图像和对应的二值掩码，希望通过掩码从主图像中移除目标物体、保留剩余背景区域，但运行以下代码后未得到预期效果，求指出代码中的错误：

import cv2
import numpy as np

# read image
img = cv2.imread('image.jpg')

mask2 = cv2.imread('mask.jpg') / 1
# mask by multiplication, clip to range 0 to 255 and make integer
result2 = (img * mask2).clip(0, 255).astype(np.uint8)

# save results
cv2.imwrite('result.png', result1)

原始素材 #

• 主图像：
• 掩码图像：

效果对比 #

• 预期输出：
• 当前错误结果：

代码中的错误点 #

• 掩码读取方式错误：cv2.imread('mask.jpg')默认读取为3通道RGB图，而二值掩码应该用单通道灰度图读取，需添加参数cv2.IMREAD_GRAYSCALE，否则3通道掩码和RGB图像相乘会出现通道不匹配的计算问题；另外/1完全无意义，还会将uint8类型转为float，引发后续计算异常。
• 掩码逻辑颠倒：从掩码图可见，目标区域为白色（255）、背景为黑色（0）。你当前用img * mask2会保留目标区域、把背景变成黑色，和“移除目标保留背景”的需求完全相反，需要对掩码取反。
• 变量名错误：最后保存的result1未定义，你实际计算的结果变量是result2，运行时会直接报错。
• 数据类型运算风险：uint8类型的图像直接和float类型的掩码相乘，容易出现数值溢出或精度丢失，建议先将掩码处理为0/1的二值形式或使用位运算。

修正后的代码 #

import cv2
import numpy as np

# 读取RGB图像和单通道灰度掩码
img = cv2.imread('image.jpg')
mask = cv2.imread('mask.jpg', cv2.IMREAD_GRAYSCALE)

# 取反掩码：背景区域变为255，目标区域变为0
inv_mask = cv2.bitwise_not(mask)
# 将单通道掩码转为3通道，与RGB图像通道数匹配
inv_mask_3ch = cv2.cvtColor(inv_mask, cv2.COLOR_GRAY2BGR)

# 用掩码保留背景，目标区域置为黑色
result = (img * (inv_mask_3ch / 255)).astype(np.uint8)

# 更高效的位运算实现（推荐）
# result = cv2.bitwise_and(img, img, mask=inv_mask)

# 保存结果
cv2.imwrite('result.png', result)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者PScode