OpenCV4每日一练day14:光流法跟踪移动物体
一.稠密光流法跟踪移动物体
例1
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>using namespace cv;
using namespace std;int main(int argc, char** argv)
{VideoCapture capture("mulballs.mp4");Mat prevFrame, prevGray;if (!capture.read(prevFrame)){cout << "请确认视频文件名称是否正确" << endl;return -1;}//将彩色图像转换成灰度图像cvtColor(prevFrame, prevGray, COLOR_BGR2GRAY);while (true){Mat nextFrame, nextGray;//所有图像处理完成后推出程序if (!capture.read(nextFrame)){break;}imshow("视频图像", nextFrame);//计算稠密光流cvtColor(nextFrame, nextGray, COLOR_BGR2GRAY);Mat_<Point2f> flow; //两个方向的运动速度calcOpticalFlowFarneback(prevGray, nextGray, flow, 0.5, 3, 15, 3, 5, 1.2, 0);Mat xV = Mat::zeros(prevFrame.size(), CV_32FC1); //x方向移动速度Mat yV = Mat::zeros(prevFrame.size(), CV_32FC1); //y方向移动速度//提取两个方向的速度for (int row = 0; row < flow.rows; row++){for (int col = 0; col < flow.cols; col++){const Point2f& flow_xy = flow.at<Point2f>(row, col);xV.at<float>(row, col) = flow_xy.x;yV.at<float>(row, col) = flow_xy.y;}}//计算向量角度和幅值Mat magnitude, angle;cartToPolar(xV, yV, magnitude, angle);//cartToPolar是OpenCV中的一个函数//讲角度转换成角度制angle = angle * 180.0 / CV_PI / 2.0;//把幅值归一化到0-255区间便于显示结果normalize(magnitude, magnitude, 0, 255, NORM_MINMAX);//计算角度和幅值的绝对值convertScaleAbs(magnitude, magnitude);convertScaleAbs(angle, angle);//讲运动的幅值和角度生成HSV颜色空间的图像Mat HSV = Mat::zeros(prevFrame.size(), prevFrame.type());vector<Mat> result;split(HSV, result);result[0] = angle; //决定颜色result[1] = Scalar(255);result[2] = magnitude; //决定形态//将三个多通道图像合并成三通道图像merge(result, HSV);//讲HSV颜色空间图像转换到RGB颜色空间中Mat rgbImg;cvtColor(HSV, rgbImg, COLOR_HSV2BGR);//显示检测结果imshow("运动检测结果", rgbImg);int ch = waitKey(5);if (ch == 27){break;}}waitKey(0);return 0;
}
运行结果:
二.稀疏光流法跟踪移动物体
通常情况下,我们使用的是托马斯角点
例2
*附例2代码:
nclude <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>using namespace cv;
using namespace std;void draw_lines(Mat &image, vector<Point2f> pt1, vector<Point2f> pt2);
vector<Scalar> color_lut; //颜色查找表int main()
{VideoCapture capture("mulballs.mp4");Mat prevframe, prevImg;if (!capture.read(prevframe)){cout << "请确认输入视频文件是否正确" << endl;return -1;}cvtColor(prevframe, prevImg, COLOR_BGR2GRAY);//角点检测相关参数设置vector<Point2f> Points;double qualityLevel = 0.01;int minDistance = 10;int blockSize = 3;bool useHarrisDetector = false;double k = 0.04;int Corners = 5000;//角点检测goodFeaturesToTrack(prevImg, Points, Corners, qualityLevel, minDistance, Mat(),blockSize, useHarrisDetector, k);//稀疏光流检测相关参数设置vector<Point2f> prevPts; //前一帧图像角点坐标vector<Point2f> nextPts; //当前帧图像角点坐标vector<uchar> status; //检点检测到的状态vector<float> err;TermCriteria criteria = TermCriteria(TermCriteria::COUNT+ TermCriteria::EPS, 30, 0.01);double derivlambda = 0.5;int flags = 0;//初始状态的角点vector<Point2f> initPoints;initPoints.insert(initPoints.end(), Points.begin(), Points.end());//前一帧图像中的角点坐标prevPts.insert(prevPts.end(), Points.begin(), Points.end());while (true){Mat nextframe, nextImg;if (!capture.read(nextframe)){break;}imshow("nextframe", nextframe);//光流跟踪cvtColor(nextframe, nextImg, COLOR_BGR2GRAY);calcOpticalFlowPyrLK(prevImg, nextImg, prevPts, nextPts, status, err,Size(31, 31), 3, criteria, derivlambda, flags);//判断角点是否移动,如果不移动就删除size_t i, k;for (i = k = 0; i < nextPts.size(); i++){// 距离与状态测量double dist = abs(prevPts[i].x - nextPts[i].x) + abs(prevPts[i].y - nextPts[i].y);if (status[i] && dist > 2){prevPts[k] = prevPts[i];initPoints[k] = initPoints[i];nextPts[k++] = nextPts[i];circle(nextframe, nextPts[i], 3, Scalar(0, 255, 0), -1, 8);}}//更新移动角点数目nextPts.resize(k);prevPts.resize(k);initPoints.resize(k);// 绘制跟踪轨迹draw_lines(nextframe, initPoints, nextPts);imshow("result", nextframe);char c = waitKey(50);if (c == 27){break;}//更新角点坐标和前一帧图像std::swap(nextPts, prevPts);nextImg.copyTo(prevImg);//如果角点数目少于30,就重新检测角点if (initPoints.size() < 30){goodFeaturesToTrack(prevImg, Points, Corners, qualityLevel,minDistance, Mat(), blockSize, useHarrisDetector, k);initPoints.insert(initPoints.end(), Points.begin(), Points.end());prevPts.insert(prevPts.end(), Points.begin(), Points.end());printf("total feature points : %d\n", prevPts.size());}}return 0;
}void draw_lines(Mat &image, vector<Point2f> pt1, vector<Point2f> pt2)
{RNG rng(5000);if (color_lut.size() < pt1.size()){for (size_t t = 0; t < pt1.size(); t++){color_lut.push_back(Scalar(rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255),rng.uniform(0, 255)));}}for (size_t t = 0; t < pt1.size(); t++) {line(image, pt1[t], pt2[t], color_lut[t], 2, 8, 0);}
}
运行结果:
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