从实时相机Feed而非图像按形状跟踪对象

时间:2017-07-21 18:46:26

标签: c++ visual-studio-2010 opencv video-tracking

我有以下C ++代码,其目的是从预先指定的图像中检测形状并在形状周围绘制'周边。但是,我希望将其用于下一步,并从相机进纸而不仅仅是图像中跟踪形状。但是,我不熟悉如何进行这种转变。

#include <opencv2\opencv.hpp>
#include <opencv2\highgui\highgui.hpp>

int main()
{

    IplImage* img = cvLoadImage("C:/Users/Ayush/Desktop/FindingContours.png");

    //show the original image
    cvNamedWindow("Raw");
    cvShowImage("Raw", img);

    //converting the original image into grayscale
    IplImage* imgGrayScale = cvCreateImage(cvGetSize(img), 8, 1);
    cvCvtColor(img, imgGrayScale, CV_BGR2GRAY);

    //thresholding the grayscale image to get better results
    cvThreshold(imgGrayScale, imgGrayScale, 128, 255, CV_THRESH_BINARY);

    CvSeq* contours;  //hold the pointer to a contour in the memory block
    CvSeq* result;   //hold sequence of points of a contour
    CvMemStorage *storage = cvCreateMemStorage(0); //storage area for all contours

    //finding all contours in the image
    cvFindContours(imgGrayScale, storage, &contours, sizeof(CvContour), CV_RETR_LIST, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE, cvPoint(0, 0));

    //iterating through each contour
    while (contours) {
        //obtain a sequence of points of contour, pointed by the variable 'contour'
        result = cvApproxPoly(contours, sizeof(CvContour), storage, CV_POLY_APPROX_DP, cvContourPerimeter(contours)*0.02, 0);

        //if there are 3  vertices  in the contour(It should be a triangle)
        if (result->total == 3) {
            //iterating through each point
            CvPoint *pt[3];
            for (int i = 0; i < 3; i++) {
                pt[i] = (CvPoint*)cvGetSeqElem(result, i);
            }

            //drawing lines around the triangle
            cvLine(img, *pt[0], *pt[1], cvScalar(255, 0, 0), 4);
            cvLine(img, *pt[1], *pt[2], cvScalar(255, 0, 0), 4);
            cvLine(img, *pt[2], *pt[0], cvScalar(255, 0, 0), 4);

        }

        //if there are 4 vertices in the contour(It should be a quadrilateral)
        else if (result->total == 4) {
            //iterating through each point
            CvPoint *pt[4];
            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                pt[i] = (CvPoint*)cvGetSeqElem(result, i);
            }

            //drawing lines around the quadrilateral
            cvLine(img, *pt[0], *pt[1], cvScalar(0, 255, 0), 4);
            cvLine(img, *pt[1], *pt[2], cvScalar(0, 255, 0), 4);
            cvLine(img, *pt[2], *pt[3], cvScalar(0, 255, 0), 4);
            cvLine(img, *pt[3], *pt[0], cvScalar(0, 255, 0), 4);
        }

        //if there are 7  vertices  in the contour(It should be a heptagon)
        else if (result->total == 7) {
            //iterating through each point
            CvPoint *pt[7];
            for (int i = 0; i < 7; i++) {
                pt[i] = (CvPoint*)cvGetSeqElem(result, i);
            }

            //drawing lines around the heptagon
            cvLine(img, *pt[0], *pt[1], cvScalar(0, 0, 255), 4);
            cvLine(img, *pt[1], *pt[2], cvScalar(0, 0, 255), 4);
            cvLine(img, *pt[2], *pt[3], cvScalar(0, 0, 255), 4);
            cvLine(img, *pt[3], *pt[4], cvScalar(0, 0, 255), 4);
            cvLine(img, *pt[4], *pt[5], cvScalar(0, 0, 255), 4);
            cvLine(img, *pt[5], *pt[6], cvScalar(0, 0, 255), 4);
            cvLine(img, *pt[6], *pt[0], cvScalar(0, 0, 255), 4);
        }

        //obtain the next contour
        contours = contours->h_next;
    }

    //show the image in which identified shapes are marked   
    cvNamedWindow("Tracked");
    cvShowImage("Tracked", img);

    cvWaitKey(0); //wait for a key press

    //cleaning up
    cvDestroyAllWindows();
    cvReleaseMemStorage(&storage);
    cvReleaseImage(&img);
    cvReleaseImage(&imgGrayScale);

    return 0;
}

对此事的任何帮助都非常感谢。谢谢!

1 个答案:

答案 0 :(得分:1)

如果您正在使用C ++,我首先要重写它以使用C ++ OpenCV API,而不是旧的C语言 - 恕我直言,它更容易使用。在此过程中,将代码重构为较小的函数,并将处理与I / O分离。最后,请考虑视频只是一系列图像。如果您可以处理一个图像,那么您可以一次处理一个视频。

那么,如何实现这一目标。让我们从顶部开始,写一个main()函数。

要阅读视频流,我们将使用cv::VideoCapture。我们将从初始化(并确保工作)开始,并准备一些named windows来显示输入和输出帧。

然后我们将开始在无限循环中处理各个帧,仅在帧获取失败或用户点击转义键时退出。在每次迭代中,我们将:

  • Read来自视频流的帧(并确保此操作成功)
  • 处理框架(稍后我们将为此编写一个函数)
  • Display我们命名的窗口中的原始帧和已处理帧
  • Wait a bit,并检查用户是否按下了转义键,正确处理

代码:

int main()
{
    cv::VideoCapture cap(0); // open the video camera no. 0

    if (!cap.isOpened())  // if not success, exit program
    {
        std::cout << "Cannot open the video cam\n";
        return -1;
    }

    cv::namedWindow("Original", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
    cv::namedWindow("Tracked", CV_WINDOW_AUTOSIZE);

    // Process frames from the video stream...
    for(;;) {
        cv::Mat frame, result_frame;

        // read a new frame from video
        if (!cap.read(frame)) {
            std::cout << "Cannot read a frame from video stream\n";
            break;
        }

        process_frame(frame, result_frame);

        cv::imshow("Original", frame);
        cv::imshow("Tracked", result_frame);
        if (cv::waitKey(20) == 27) { // Quit on ESC
            break;
        }
    }

    return 0;
}

NB :在适当的时间使用cv::waitKey对于GUI的工作至关重要。仔细阅读文档。

完成后,是时候实现我们的process_frame函数了,但首先,让我们创建一些有用的全局typedef。

在C ++ API中,轮廓是cv::Pointcv::Vec4i个对象,由于可以检测到多个轮廓,我们还需要std::vector个轮廓。同样,层次结构表示为cv::Matcv::cvtColor个对象。 (“是”是一个骗子,因为它也可能是其他数据类型,但现在这并不重要。)

std::vector

让我们处理这个函数 - 它需要有两个参数:

  • 我们不想修改的输入框架(cv::threshold),我们只是分析它。
  • 输出框架,我们在其中绘制处理结果。

我们需要:

  • 将原始帧复制到结果中,以便我们稍后可以将其绘制。
  • 使用cv::findContours制作灰度版本,以便我们
  • cv::arcLength它,将图像二值化
  • 二进制图片上的
  • cv::polylines
  • 最后,处理每个检测到的轮廓(可能绘制到结果框中)。

代码:

std::vector

最后一步,处理单个轮廓的功能。它需要:

  • 要绘制的图像(typedef std::vector<cv::Point> contour_t; typedef std::vector<contour_t> contour_vector_t; typedef std::vector<cv::Vec4i> hierarchy_t;
  • 使用的轮廓

首先,我们想要使用周长的一小部分(我们可以使用Why is “using namespace std” considered bad practice?来计算)作为参数来近似一个多边形。我们将继续处理这个近似的轮廓。

接下来,我们要处理3个特定情况:三角形,四边形和七边形。我们想用不同的颜色绘制每个轮廓的轮廓,否则我们什么都不做。要绘制构成轮廓的线序列,我们可以使用{{3}}。

代码:

void process_frame(cv::Mat const& frame, cv::Mat& result_frame)
{
    frame.copyTo(result_frame);

    cv::Mat feedGrayScale;
    cv::cvtColor(frame, feedGrayScale, cv::COLOR_BGR2GRAY);

    //thresholding the grayscale image to get better results
    cv::threshold(feedGrayScale, feedGrayScale, 128, 255, cv::THRESH_BINARY);

    contour_vector_t contours;
    hierarchy_t hierarchy;
    cv::findContours(feedGrayScale, contours, hierarchy, cv::RETR_LIST, cv::CHAIN_APPROX_SIMPLE);
    for (size_t k(0); k < contours.size(); ++k) {
        process_contour(result_frame, contours[k]);
    }
}

NB cv::Mat保证是连续的。这就是为什么我们可以通过获取第一个元素(void process_contour(cv::Mat& frame, contour_t const& contour) { contour_t approx_contour; cv::approxPolyDP(contour, approx_contour, cv::arcLength(contour, true) * 0.02, true); cv::Scalar TRIANGLE_COLOR(255, 0, 0); cv::Scalar QUADRILATERAL_COLOR(0, 255, 0); cv::Scalar HEPTAGON_COLOR(0, 0, 255); cv::Scalar colour; if (approx_contour.size() == 3) { colour = TRIANGLE_COLOR; } else if (approx_contour.size() == 4) { colour = QUADRILATERAL_COLOR; } else if (approx_contour.size() == 7) { colour = HEPTAGON_COLOR; } else { return; } cv::Point const* points(&approx_contour[0]); int n_points(static_cast<int>(approx_contour.size())); polylines(frame, &points, &n_points, 1, true, colour, 4); } )的地址来安全地获取指针。

NB :避免使用

std::vector

有关详细信息,请参阅{{3}}