Camshift算法原理及Opencv实现.docVIP

Camshift算法原理及其Opencv实现 Camshift原理camshift利用目标的颜色直方图模型将图像转换为颜色概率分布图，初始化一个有哪些信誉好的足球投注网站窗的大小和位置，并根据上一帧得到的结果自适应调整有哪些信誉好的足球投注网站窗口的位置和大小，从而定位出当前图像中目标的中心位置。分为三个部分：1--色彩投影图（反向投影）：(1).RGB 颜色空间对光照亮度变化较为敏感，为了减少此变化对跟踪效果的影响，首先将图像从RGB空间转换到HSV空间。(2).然后对其中的H分量作直方图，在直 方图中代表了不同H分量值出现的概率或者像素个数，就是说可以查找出H分量大小为h的概率或者像素个数，即得到了颜色概率查找表。(3).将图像中每个像 素的值用其颜色出现的概率对替换，就得到了颜色概率分布图。这个过程就叫反向投影，颜色概率分布图是一个灰度图像。2--meanshiftmeanshift算法是一种密度函数梯度估计的非参数方法，通过迭代寻优找到概率分布的极值来定位目标。算法过程为：(1).在颜色概率分布图中选取有哪些信誉好的足球投注网站窗W(2).计算零阶距：计算一阶距：计算有哪些信誉好的足球投注网站窗的质心：(3).调整有哪些信誉好的足球投注网站窗大小宽度为；长度为1.2s；(4).移动有哪些信誉好的足球投注网站窗的中心到质心，如果移动距离大于预设的固定阈值，则重复2)3)4)，直到有哪些信誉好的足球投注网站窗的中心与质心间的移动距离小于预设的固定阈值，或者循环运算的次数达到某一最大值，停止计算。关于meanshift的收敛性证明可以google相关文献。3--camshift将meanshift算法扩展到连续图像序列，就是camshift算法。它将视频的所有帧做meanshift运算，并将上一帧的结果，即有哪些信誉好的足球投注网站窗的大小和中心，作为下一帧meanshift算法有哪些信誉好的足球投注网站窗的初始值。如此迭代下去，就可以实现对目标的跟踪。算法过程为：(1).初始化有哪些信誉好的足球投注网站窗(2).计算有哪些信誉好的足球投注网站窗的颜色概率分布（反向投影）(3).运行meanshift算法，获得有哪些信誉好的足球投注网站窗新的大小和位置。(4).在下一帧视频图像中用(3)中的值重新初始化有哪些信誉好的足球投注网站窗的大小和位置，再跳转到(2)继续进行。camshift 能有效解决目标变形和遮挡的问题，对系统资源要求不高，时间复杂度低，在简单背景下能够取得良好的跟踪效果。但当背景较为复杂，或者有许多与目标颜色相似 像素干扰的情况下，会导致跟踪失败。因为它单纯的考虑颜色直方图，忽略了目标的空间分布特性，所以这种情况下需加入对跟踪目标的预测算法。 Camshift的opencv实现原文/houdy/archive/2004/11/10/175739.aspx1--Back Projection计算Back Projection的OpenCV代码。(1).准备一张只包含被跟踪目标的图片，将色彩空间转化到HSI空间，获得其中的H分量：IplImage* target=cvLoadImage(target.bmp,-1); //装载图片IplImage* target_hsv=cvCreateImage( cvGetSize(target), IPL_DEPTH_8U, 3 );IplImage* target_hue=cvCreateImage( cvGetSize(target), IPL_DEPTH_8U, 3 );cvCvtColor(target,target_hsv,CV_BGR2HSV); //转化到HSV空间cvSplit( target_hsv, target_hue, NULL, NULL, NULL ); //获得H分量(2).计算H分量的直方图，即1D直方图：IplImage* h_plane=cvCreateImage( cvGetSize(target_hsv),IPL_DEPTH_8U,1 );int hist_size[]={255}; //将H分量的值量化到[0,255]float* ranges[]={ {0,360} }; //H分量的取值范围是[0,360)CvHistogram* hist=cvCreateHist(1, hist_size, ranges, 1);cvCalcHist(target_hue, hist, 0, NULL);在这里需要考虑H分量的取值范围的问题，H分量的取值范围是[0,360)，这个取值范围的值不能用一个byte来表示，为了能用一个byte表示，需要将H值做适当的量化处理，在这里我们将H分量的范围量化到[0,255]。(3).计算Back Projection：IplImage* rawImage;//get from video frame,unsigned byte,one ch