通過OpenCV實(shí)現(xiàn)對指定顏色的物體追蹤
本文實(shí)現(xiàn)對特定顏色的物體追蹤,我實(shí)驗(yàn)用的是綠蘿的樹葉。
新建腳本ball_tracking.py,加入代碼:
import argparse from collections import deque import cv2 import numpy as np
導(dǎo)入必要的包,然后定義一些函數(shù)
def grab_contours(cnts):
# 如果 cv2.findContours 返回的輪廓元組的長度為“2”,那么我們使用的是 OpenCV v2.4、v4-beta 或 v4-official
if len(cnts) == 2:
cnts = cnts[0]
# 如果輪廓元組的長度為“3”,那么我們使用的是 OpenCV v3、v4-pre 或 v4-alpha
elif len(cnts) == 3:
cnts = cnts[1]
else:
raise Exception(("Contours tuple must have length 2 or 3, "
"otherwise OpenCV changed their cv2.findContours return "
"signature yet again. Refer to OpenCV's documentation "
"in that case"))
return cnts
def resize(image, width=None, height=None, inter=cv2.INTER_AREA):
dim = None
(h, w) = image.shape[:2]
# 如果高和寬為None則直接返回
if width is None and height is None:
return image
# 檢查寬是否是None
if width is None:
# 計(jì)算高度的比例并并按照比例計(jì)算寬度
r = height / float(h)
dim = (int(w * r), height)
# 高為None
else:
# 計(jì)算寬度比例,并計(jì)算高度
r = width / float(w)
dim = (width, int(h * r))
resized = cv2.resize(image, dim, interpolation=inter)
# return the resized image
return resized
grab_contours 對于opencv不同版本做了兼容處理。
resize等比例改變圖片的大小。
命令行參數(shù)
ap = argparse.ArgumentParser()
ap.add_argument("-v", "--video", help="path to video")
ap.add_argument("-b", "--buffer", type=int, default=64, help="max buffer size")
args = vars(ap.parse_args())
# 綠色樹葉的HSV色域空間范圍
greenLower = (29, 86, 6)
greenUpper = (64, 255, 255)
pts = deque(maxlen=args["buffer"])
vs = cv2.VideoCapture(0)
fps = 30 #保存視頻的FPS,可以適當(dāng)調(diào)整
size=(600,450)
fourcc=cv2.VideoWriter_fourcc(*'XVID')
videowrite=cv2.VideoWriter('output.avi',fourcc,fps,size)
定義參數(shù)
–video :視頻文件的路徑或者攝像頭的id
–buffer 是 deque 的最大大小,它維護(hù)我們正在跟蹤的球的先前 (x, y) 坐標(biāo)列表。 這個雙端隊(duì)列允許我們繪制球的“軌跡”,詳細(xì)說明它過去的位置。 較小的隊(duì)列將導(dǎo)致較短的尾部,而較大的隊(duì)列將產(chǎn)生較長的尾部
定義hsv空間的上限和下限
啟動攝像頭0
最后是保存定義VideoWriter對象,實(shí)現(xiàn)對視頻的寫入功能
while True:
ret_val, frame = vs.read()
if ret_val is False:
break
frame = resize(frame, width=600)
# 通過高斯濾波去除掉一些高頻噪聲,使得重要的數(shù)據(jù)更加突出
blurred = cv2.GaussianBlur(frame, (11, 11), 0)
# 將圖片轉(zhuǎn)為HSV
hsv = cv2.cvtColor(blurred, cv2.COLOR_BGR2HSV)
# inRange的作用是根據(jù)閾值進(jìn)行二值化:閾值內(nèi)的像素設(shè)置為白色(255),閾值外的設(shè)置為黑色(0)
mask = cv2.inRange(hsv, greenLower, greenUpper)
# 腐蝕(erode)和膨脹(dilate)的作用:
# 1. 消除噪聲;
# 2. 分割(isolate)獨(dú)立的圖像元素,以及連接(join)相鄰的元素;
# 3. 尋找圖像中的明顯的極大值區(qū)域或極小值區(qū)域
mask = cv2.erode(mask, None, iterations=2)
mask = cv2.dilate(mask, None, iterations=2)
開啟一個循環(huán),該循環(huán)將一直持續(xù)到 (1) 我們按下 q 鍵,表明我們要終止腳本或 (2) 我們的視頻文件到達(dá)終點(diǎn)并用完幀。
讀取一幀,返回兩個參數(shù),第一個參數(shù)是否成功,第二個參數(shù)是一幀圖像。
如果失敗則break。
對圖像進(jìn)行了一些預(yù)處理。首先,我們將框架的大小調(diào)整為 600 像素的寬度??s小幀使我們能夠更快地處理幀,從而提高 FPS(因?yàn)槲覀円幚淼膱D像數(shù)據(jù)更少)。然后我們將模糊框架以減少高頻噪聲,并使我們能夠?qū)W⒂诳蚣軆?nèi)的結(jié)構(gòu)物體,例如球。最后,我們將幀轉(zhuǎn)換為 HSV 顏色空間。
通過調(diào)用 cv2.inRange 處理幀中綠球的實(shí)際定位。首先為綠色提供下 HSV 顏色邊界,然后是上 HSV 邊界。 cv2.inRange 的輸出是一個二進(jìn)制掩碼,

# 尋找輪廓,不同opencv的版本cv2.findContours返回格式有區(qū)別,所以調(diào)用了一下imutils.grab_contours做了一些兼容性處理
cnts = cv2.findContours(mask.copy(), cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
cnts = grab_contours(cnts)
center = None
# only proceed if at least one contour was found
if len(cnts) > 0:
# find the largest contour in the mask, then use it to compute the minimum enclosing circle
# and centroid
c = max(cnts, key=cv2.contourArea)
((x, y), radius) = cv2.minEnclosingCircle(c)
M = cv2.moments(c)
# 對于01二值化的圖像,m00即為輪廓的面積, 一下公式用于計(jì)算中心距
center = (int(M["m10"] / M["m00"]), int(M["m01"] / M["m00"]))
# only proceed if the radius meets a minimum size
if radius > 10:
# draw the circle and centroid on the frame, then update the list of tracked points
cv2.circle(frame, (int(x), int(y)), int(radius), (0, 255, 255), 2)
cv2.circle(frame, center, 5, (0, 0, 255), -1)
pts.appendleft(center)
for i in range(1, len(pts)):
# if either of the tracked points are None, ignore them
if pts[i - 1] is None or pts[i] is None:
continue
# compute the thickness of the line and draw the connecting line
thickness = int(np.sqrt(args["buffer"] / float(i + 1)) * 2.5)
cv2.line(frame, pts[i - 1], pts[i], (0, 0, 255), thickness)
cv2.imshow("Frame", frame)
videowrite.write(frame)
key = cv2.waitKey(1) & 0xFF
if key == ord("q"):
break
videowrite.release()
vs.release()
cv2.destroyAllWindows()
計(jì)算圖像中對象的輪廓。在接下來的行中,將球的中心 (x, y) 坐標(biāo)初始化為 None。
檢查以確保在掩碼中至少找到一個輪廓。假設(shè)至少找到一個輪廓,找到 cnts 列表中最大的輪廓,計(jì)算 blob 的最小包圍圓,然后計(jì)算中心 (x, y) 坐標(biāo)(即“質(zhì)心”)。
快速檢查以確保最小包圍圓的半徑足夠大。如果半徑通過測試,我們?nèi)缓螽媰蓚€圓圈:一個圍繞球本身,另一個表示球的質(zhì)心。
然后,將質(zhì)心附加到 pts 列表中。
循環(huán)遍歷每個 pts。如果當(dāng)前點(diǎn)或前一個點(diǎn)為 None(表示在該給定幀中沒有成功檢測到球),那么我們忽略當(dāng)前索引繼續(xù)循環(huán)遍歷 pts。
如果兩個點(diǎn)都有效,我們計(jì)算軌跡的厚度,然后將其繪制在框架上。
到此這篇關(guān)于通過OpenCV實(shí)現(xiàn)對指定顏色的物體追蹤的文章就介紹到這了,更多相關(guān)OpenCV對指定顏色的物體追蹤內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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