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python opencv 直方圖反向投影的方法

發(fā)布時間:2020-10-22 19:33:00 來源:腳本之家 閱讀:205 作者:@fei 欄目:開發(fā)技術(shù)

本文介紹了python opencv 直方圖反向投影的方法,分享給大家,具體如下:

目標:

直方圖反向投影

原理:

反向投影可以用來做圖像分割,尋找感興趣區(qū)間。它會輸出與輸入圖像大小相同的圖像,每一個像素值代表了輸入圖像上對應(yīng)點屬于目標對象的概率,簡言之,輸出圖像中像素值越高的點越可能代表想要查找的目標。直方圖投影經(jīng)常與camshift(追蹤算法)算法一起使用。

算法實現(xiàn)的方法,首先要為包含我們感興趣區(qū)域的圖像建立直方圖(樣例要找一片草坪,其他的不要)。被查找的對象最好是占據(jù)整個圖像(圖像里全是草坪)。最好使用顏色直方圖,物體的顏色信息比灰度圖像更容易被分割和識別。再將顏色直方圖投影到輸入圖像查找目標,也就是找到輸入圖像中每一個像素點的像素值在直方圖中對應(yīng)的概率,這樣就得到一個概率圖像,最后設(shè)置適當?shù)拈撝祵Ω怕蕡D像進行二值化。

numpy算法:

建立兩幅顏色直方圖,目標圖像直方圖(M),輸入圖像直方圖(I)

import cv2
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
#roi圖片,就想要找的的圖片
roi = cv2.imread('3.jpg')
hsv = cv2.cvtColor(roi,cv2.COLOR_BGR2HSV)
#目標搜索圖片
target = cv2.imread('33.jpg')
hsvt = cv2.cvtColor(target,cv2.COLOR_BGR2HSV)
#創(chuàng)建直方圖
M = cv2.calcHist([hsv],[0,1],None,[180,256],[0,180,0,256])
I = cv2.calcHist([hsvt],[0,1],None,[180,256],[0,180,0,256])

計算比值:R=MI。反向投影R,根據(jù)R這個調(diào)色板創(chuàng)建新圖像,每一個像素代表這個點事目標的概率。例如,B(x,y)=R[h(x,y),s(x,y),其中H為點(x,y)的色調(diào)(hue)值,s為點(x,y)的飽和度(saturation)。最后加入條件B(x,y)=min([B(x,y),1]

h,s,v = cv2.split(hsvt)
B = R[h.ravel(),s.ravel()]
B = np.minimum(B,1)
B = B.reshape(hsvt.shape[:2])

使用圓盤算子做卷積,B=D×B,其中D為卷積核

disc = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_ELLIPSE,(5,5))#定義結(jié)構(gòu)形狀,5×5的橢圓
B=cv2.filter2D(B,-1,disc)#對圖像進行卷積運算
B = np.uint8(B)
cv2.normalize(B,B,0,255,cv2.NORM_MINMAX)

其中函數(shù)cv2.getStructuringElement是定義結(jié)構(gòu)元素,例如element = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_CROSS,(5,5)) 定義了一個十字形,5×5的結(jié)構(gòu)

python opencv 直方圖反向投影的方法 

輸出圖像中灰度最大的地方就是目標位置。如果要找的是一個區(qū)域,可以使用一個閾值對圖像二值化,這樣能得到不錯的結(jié)果。

ret,thresh = cv2.threshold(B,50,255,0)

opencv反向投影

函數(shù) cv2.calcBackProject()直接實現(xiàn)反向投影,參數(shù)與cv2.calcHist基本一致。其中一個參數(shù)是要查找的目標的直方圖。在使用目標直方圖反向投贏錢應(yīng)該進行歸一化處理。返回結(jié)果是一個概率圖像,然后進行圓盤形狀卷積操作,再二值化。

roi區(qū)域圖片

python opencv 直方圖反向投影的方法 

待搜索圖片

python opencv 直方圖反向投影的方法 

結(jié)果

python opencv 直方圖反向投影的方法

import cv2
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
#roi圖片,就想要找的的圖片
roi = cv2.imread('33.jpg')
hsv = cv2.cvtColor(roi,cv2.COLOR_BGR2HSV)

#目標搜索圖片
target = cv2.imread('3.jpg')
hsvt = cv2.cvtColor(target,cv2.COLOR_BGR2HSV)

#計算目標直方圖
roihist = cv2.calcHist([hsv],[0,1],None,[180,256],[0,180,0,256])
#歸一化,參數(shù)為原圖像和輸出圖像,歸一化后值全部在2到255范圍
cv2.normalize(roihist,roihist,0,255,cv2.NORM_MINMAX)
dst = cv2.calcBackProject([hsvt],[0,1],roihist,[0,180,0,256],1)

#卷積連接分散的點
disc = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_ELLIPSE,(5,5))
dst = cv2.filter2D(dst,-1,disc)

ret,thresh = cv2.threshold(dst,50,255,0)
#使用merge變成通道圖像
thresh = cv2.merge((thresh,thresh,thresh))

#蒙板
res = cv2.bitwise_and(target,thresh)
#矩陣按列合并,就是把target,thresh和res三個圖片橫著拼在一起
res = np.hstack((target,thresh,res))

cv2.imwrite('res.jpg',res)
#顯示圖像
cv2.imshow('1',res)
cv2.waitKey(0)

以上就是本文的全部內(nèi)容,希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持億速云。

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