平均场景法分割前景目标

  1 #include "stdafx.h"
  2 #include "cv.h"
  3 #include "highgui.h"
  4 
  5 IplImage *IavgF,* IdiffF, *IprevF, *IhiF, *IlowF;
  6 
  7 IplImage *Iscratch,*Iscratch2;
  8 
  9 IplImage *Igray1,*Igray2,*Igray3;
 10 IplImage *Ilow1,*Ilow2,*Ilow3;
 11 IplImage *Ihi1,*Ihi2,*Ihi3;
 12 
 13 IplImage *Imaskt;
 14 float Icount;            //累积的帧数
 15 
 16 //初始化图像
 17 void AllocateImages(CvSize sz)
 18 {
 19     IavgF=cvCreateImage(sz,IPL_DEPTH_32F,3);
 20     IdiffF=cvCreateImage(sz,IPL_DEPTH_32F,3);
 21     IprevF=cvCreateImage(sz,IPL_DEPTH_32F,3);
 22     IhiF=cvCreateImage(sz,IPL_DEPTH_32F,3);
 23     IlowF=cvCreateImage(sz,IPL_DEPTH_32F,3);
 24     Ilow1=cvCreateImage(sz,IPL_DEPTH_32F,1);
 25     Ilow2=cvCreateImage(sz,IPL_DEPTH_32F,1);
 26     Ilow3=cvCreateImage(sz,IPL_DEPTH_32F,1);
 27     Ihi1=cvCreateImage(sz,IPL_DEPTH_32F,1);
 28     Ihi2=cvCreateImage(sz,IPL_DEPTH_32F,1);
 29     Ihi3=cvCreateImage(sz,IPL_DEPTH_32F,1);
 30     cvZero(IavgF);
 31     cvZero(IdiffF);
 32     cvZero(IprevF);
 33     cvZero(IhiF);
 34     cvZero(IlowF);
 35     Icount=0.00001;
 36 
 37     Iscratch=cvCreateImage(sz,IPL_DEPTH_32F,3);
 38     Iscratch2=cvCreateImage(sz,IPL_DEPTH_32F,3);
 39     Igray1=cvCreateImage(sz,IPL_DEPTH_32F,1);
 40     Igray2=cvCreateImage(sz,IPL_DEPTH_32F,1);
 41     Igray3=cvCreateImage(sz,IPL_DEPTH_32F,1);
 42     Imaskt=cvCreateImage(sz,IPL_DEPTH_8U,1);
 43     cvZero(Iscratch);
 44     cvZero(Iscratch2);
 45 }
 46 
 47 //累积每一帧图像
 48 void accumulateBackground(IplImage* I)
 49 {
 50     static int first=1;
 51     cvCvtScale(I,Iscratch,1,0);        
 52     if(!first)
 53     {
 54         cvAcc(Iscratch,IavgF);
 55         cvAbsDiff(Iscratch,IprevF,Iscratch2);
 56         cvAcc(Iscratch2,IdiffF);
 57         Icount+=1.0;
 58     }
 59     first=0;
 60     cvCopy(Iscratch,IprevF);
 61 }
 62 
 63 //设置阈值,IdiffF*scale+IavgF=IhiF
 64 void setHighThreshold(float scale)
 65 {
 66     cvConvertScale(IdiffF,Iscratch,scale);
 67     cvAdd(Iscratch,IavgF,IhiF);
 68     cvSplit(IhiF,Ihi1,Ihi2,Ihi3,0);
 69 }
 70 
 71 //设置阈值,IavgF-IdiffF*scale=IlowF
 72 //位于IlowF和IhiF之间的为背景,其外的为前景
 73 void setLowThreshold(float scale)
 74 {
 75     cvConvertScale(IdiffF,Iscratch,scale);
 76     cvSub(IavgF,Iscratch,IlowF);
 77     cvSplit(IlowF,Ilow1,Ilow2,Ilow3,0);
 78 }
 79 
 80 //计算视频中每个像素的均值和方差
 81 void createModelsfromStats()
 82 {
 83     cvConvertScale(IavgF,IavgF,(double)(1.0/Icount));
 84     cvConvertScale(IdiffF,IdiffF,(double)(1.0/Icount));
 85 
 86     cvAddS(IdiffF,cvScalar(1.0,1.0,1.0),IdiffF);
 87     setHighThreshold(7.0);
 88     setLowThreshold(6.0);
 89 }
 90 
 91 //根据建立的平均背景模型分割出图像的前景和背景
 92 //将分割结果转变成掩模图像Imask,在任何通道上非常大的差别都可认为是前景像素
 93 void backgroundDiff(IplImage* I,IplImage* Imask)     //Imask为单通道8位图像
 94 {
 95     cvCvtScale(I,Iscratch,1,0);
 96     cvSplit(Iscratch,Igray1,Igray2,Igray3,0);
 97 
 98     cvInRange(Igray1,Ilow1,Ihi1,Imask);
 99 
100     cvInRange(Igray2,Ilow2,Ihi2,Imask);
101     cvOr(Imask,Imaskt,Imaskt);
102 
103     cvInRange(Igray3,Ilow3,Ihi3,Imask);
104     cvOr(Imask,Imaskt,Imaskt);
105 
106     cvSubRS(Imask,cvScalar(255),Imask);      //白为前景，黑为背景  
107 }
108 
109 void DeallocateImages()
110 {
111     cvReleaseImage(&IavgF);
112     cvReleaseImage(&IdiffF);
113     cvReleaseImage(&IprevF);
114     cvReleaseImage(&IhiF);
115     cvReleaseImage(&IlowF);
116     cvReleaseImage(&Ilow1);
117     cvReleaseImage(&Ilow2);
118     cvReleaseImage(&Ilow3);
119     cvReleaseImage(&Ihi1);
120     cvReleaseImage(&Ihi2);
121     cvReleaseImage(&Ihi3);
122     cvReleaseImage(&Iscratch);
123     cvReleaseImage(&Iscratch2);
124     cvReleaseImage(&Imaskt);
125 }
126 
127 int main()
128 {
129     CvCapture* capture=cvCreateFileCapture("C:/Users/shark/Desktop/eagle.flv");
130     //CvCapture* capture=cvCreateCameraCapture(0);
131     IplImage* frame=NULL;
132     cvNamedWindow("frame");
133     cvNamedWindow("Imask");
134     if(capture)
135     {
136         int width=(int)cvGetCaptureProperty(capture,CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH);
137         int height=(int)cvGetCaptureProperty(capture,CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT);
138         CvSize size=cvSize(width,height);
139 
140         AllocateImages(size);
141         IplImage* Imask=cvCreateImage(size,IPL_DEPTH_8U,1);           //要输出的掩模图像
142         frame=cvQueryFrame(capture);                               //用摄像头获取视频时第一帧为空    
143         for(int i=0;;i++)
144         {
145             if(!(frame=cvQueryFrame(capture)))
146                 break;
147             cvShowImage("frame",frame);
148             if(i<=30)                                    //对前30帧进行训练
149             {
150                 accumulateBackground(frame);            //累积图像
151                 if(i==30)
152                     createModelsfromStats();            //构建平均背景模型            
153             }
154             else
155             {
156                 backgroundDiff(frame,Imask);                //分割图像
157                 cvShowImage("Imask",Imask);
158             }
159             if(cvWaitKey(30)==27)
160                 break;
161         }
162 
163         DeallocateImages();
164         cvReleaseImage(&Imask);
165         cvDestroyAllWindows();
166         return 0;
167     }
168     else
169         return -1;
170 }