Если вы хотите применить операцию к прямоугольному блоку, вы можете передать регион по индексу.
Итак, сначала расширите все изображение:
dilated_img = cv2.dilate(img, np.ones((5, 5), np.uint8))
Затем перезапишите область, требующуюболее высокое расширение:
dilated_img[10:50, 30:40] = cv2.dilate(img[10:50, 30:40], np.ones((20, 20), np.uint8))