Python人工智能之混合高斯模型运动目标检测详解分析

【人工智能项目】混合高斯模型运动目标检测

本次工作主要对视频中运动中的人或物的边缘背景进行检测。
那么走起来瓷!!!

原视频

高斯算法提取工作

import cv2
import numpy as np

# 高斯算法
class gaussian:
    def __init__(self):
        self.mean = np.zeros((1, 3))
        self.covariance = 0
        self.weight = 0;
        self.Next = None
        self.Previous = None

class Node:
    def __init__(self):
        self.pixel_s = None
        self.pixel_r = None
        self.no_of_components = 0
        self.Next = None

class Node1:
    def __init__(self):
        self.gauss = None
        self.no_of_comp = 0
        self.Next = None

covariance0 = 11.0
def Create_gaussian(info1, info2, info3):
    ptr = gaussian()
    if (ptr is not None):
        ptr.mean[1, 1] = info1
        ptr.mean[1, 2] = info2
        ptr.mean[1, 3] = info3
        ptr.covariance = covariance0
        ptr.weight = 0.002
        ptr.Next = None
        ptr.Previous = None

    return ptr

def Create_Node(info1, info2, info3):
    N_ptr = Node()
    if (N_ptr is not None):
        N_ptr.Next = None
        N_ptr.no_of_components = 1
        N_ptr.pixel_s = N_ptr.pixel_r = Create_gaussian(info1, info2, info3)

    return N_ptr

List_node = []
def Insert_End_Node(n):
    List_node.append(n)

List_gaussian = []
def Insert_End_gaussian(n):
    List_gaussian.append(n)

def Delete_gaussian(n):
    List_gaussian.remove(n);

class Process:
    def __init__(self, alpha, firstFrame):
        self.alpha = alpha
        self.background = firstFrame

    def get_value(self, frame):
        self.background = frame * self.alpha + self.background * (1 - self.alpha)
        return cv2.absdiff(self.background.astype(np.uint8), frame)

def denoise(frame):
    frame = cv2.medianBlur(frame, 5)
    frame = cv2.GaussianBlur(frame, (5, 5), 0)

    return frame

capture = cv2.VideoCapture('1.mp4')
ret, orig_frame = capture.read( )
if ret is True:
    value1 = Process(0.1, denoise(orig_frame))
    run = True
else:
    run = False

while (run):
    ret, frame = capture.read()
    value = False;
    if ret is True:
        cv2.imshow('input', denoise(frame))
        grayscale = value1.get_value(denoise(frame))
        ret, mask = cv2.threshold(grayscale, 15, 255, cv2.THRESH_BINARY)
        cv2.imshow('mask', mask)
        key = cv2.waitKey(10) & 0xFF
    else:
        break

    if key == 27:
        break

    if value == True:
        orig_frame = cv2.resize(orig_frame, (340, 260), interpolation=cv2.INTER_CUBIC)
        orig_frame = cv2.cvtColor(orig_frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
        orig_image_row = len(orig_frame)
        orig_image_col = orig_frame[0]

        bin_frame = np.zeros((orig_image_row, orig_image_col))
        value = []

        for i in range(0, orig_image_row):
            for j in range(0, orig_image_col):
                N_ptr = Create_Node(orig_frame[i][0], orig_frame[i][1], orig_frame[i][2])
                if N_ptr is not None:
                    N_ptr.pixel_s.weight = 1.0
                    Insert_End_Node(N_ptr)
                else:
                    print("error")
                    exit(0)

        nL = orig_image_row
        nC = orig_image_col

        dell = np.array((1, 3));
        mal_dist = 0.0;
        temp_cov = 0.0;
        alpha = 0.002;
        cT = 0.05;
        cf = 0.1;
        cfbar = 1.0 - cf;
        alpha_bar = 1.0 - alpha;
        prune = -alpha * cT;
        cthr = 0.00001;
        var = 0.0
        muG = 0.0;
        muR = 0.0;
        muB = 0.0;
        dR = 0.0;
        dB = 0.0;
        dG = 0.0;
        rval = 0.0;
        gval = 0.0;
        bval = 0.0;

        while (1):
            duration3 = 0.0;
            count = 0;
            count1 = 0;
            List_node1 = List_node;
            counter = 0;
            duration = cv2.getTickCount( );
            for i in range(0, nL):
                r_ptr = orig_frame[i]
                b_ptr = bin_frame[i]

                for j in range(0, nC):
                    sum = 0.0;
                    sum1 = 0.0;
                    close = False;
                    background = 0;

                    rval = r_ptr[0][0];
                    gval = r_ptr[0][0];
                    bval = r_ptr[0][0];

                    start = List_node1[counter].pixel_s;
                    rear = List_node1[counter].pixel_r;
                    ptr = start;

                    temp_ptr = None;
                    if (List_node1[counter].no_of_component > 4):
                        Delete_gaussian(rear);
                        List_node1[counter].no_of_component = List_node1[counter].no_of_component - 1;

                    for k in range(0, List_node1[counter].no_of_component):
                        weight = List_node1[counter].weight;
                        mult = alpha / weight;
                        weight = weight * alpha_bar + prune;
                        if (close == False):
                            muR = ptr.mean[0];
                            muG = ptr.mean[1];
                            muB = ptr.mean[2];

                            dR = rval - muR;
                            dG = gval - muG;
                            dB = bval - muB;

                            var = ptr.covariance;

                            mal_dist = (dR * dR + dG * dG + dB * dB);

                            if ((sum < cfbar) and (mal_dist < 16.0 * var * var)):
                                background = 255;

                            if (mal_dist < (9.0 * var * var)):
                                weight = weight + alpha;
                                if mult < 20.0 * alpha:
                                    mult = mult;
                                else:
                                    mult = 20.0 * alpha;

                                close = True;

                                ptr.mean[0] = muR + mult * dR;
                                ptr.mean[1] = muG + mult * dG;
                                ptr.mean[2] = muB + mult * dB;
                                temp_cov = var + mult * (mal_dist - var);
                                if temp_cov < 5.0:
                                    ptr.covariance = 5.0
                                else:
                                    if (temp_cov > 20.0):
                                        ptr.covariance = 20.0
                                    else:
                                        ptr.covariance = temp_cov;

                                temp_ptr = ptr;

                        if (weight < -prune):
                            ptr = Delete_gaussian(ptr);
                            weight = 0;
                            List_node1[counter].no_of_component = List_node1[counter].no_of_component - 1;
                        else:
                            sum += weight;
                            ptr.weight = weight;

                        ptr = ptr.Next;

                    if (close == False):
                        ptr = gaussian( );
                        ptr.weight = alpha;
                        ptr.mean[0] = rval;
                        ptr.mean[1] = gval;
                        ptr.mean[2] = bval;
                        ptr.covariance = covariance0;
                        ptr.Next = None;
                        ptr.Previous = None;
                        Insert_End_gaussian(ptr);
                        List_gaussian.append(ptr);
                        temp_ptr = ptr;
                        List_node1[counter].no_of_components = List_node1[counter].no_of_components + 1;

                    ptr = start;
                    while (ptr != None):
                        ptr.weight = ptr.weight / sum;
                        ptr = ptr.Next;

                    while (temp_ptr != None and temp_ptr.Previous != None):
                        if (temp_ptr.weight <= temp_ptr.Previous.weight):
                            break;
                        else:
                            next = temp_ptr.Next;
                            previous = temp_ptr.Previous;
                            if (start == previous):
                                start = temp_ptr;
                                previous.Next = next;
                                temp_ptr.Previous = previous.Previous;
                                temp_ptr.Next = previous;
                            if (previous.Previous != None):
                                previous.Previous.Next = temp_ptr;
                            if (next != None):
                                next.Previous = previous;
                            else:
                                rear = previous;
                                previous.Previous = temp_ptr;

                        temp_ptr = temp_ptr.Previous;

                    List_node1[counter].pixel_s = start;
                    List_node1[counter].pixel_r = rear;
                    counter = counter + 1;

capture.release()
cv2.destroyAllWindows()

createBackgroundSubtractorMOG2

  • 背景减法 (BS) 是一种常用且广泛使用的技术,用于通过使用静态相机生成前景蒙版(即,包含属于场景中运动物体的像素的二值图像)。
  • 顾名思义,BS 计算前景蒙版,在当前帧和背景模型之间执行减法运算,其中包含场景的静态部分,或者更一般地说,根据观察到的场景的特征,可以将所有内容视为背景。

背景建模包括两个主要步骤:

  • 后台初始化;
  • 背景更新。

在第一步中,计算背景的初始模型,而在第二步中,更新该模型以适应场景中可能的变化。

import cv2

#构造VideoCapture对象
cap = cv2.VideoCapture('1.mp4')

# 创建一个背景分割器
# createBackgroundSubtractorMOG2()函数里,可以指定detectShadows的值
# detectShadows=True,表示检测阴影,反之不检测阴影。默认是true
fgbg  = cv2.createBackgroundSubtractorMOG2()
while True :
    ret, frame = cap.read() # 读取视频
    fgmask = fgbg.apply(frame) # 背景分割
    cv2.imshow('frame', fgmask) # 显示分割结果
    if cv2.waitKey(100) & 0xff == ord('q'):
        break
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

小结

点赞评论走起来,瓷们!!!

到此这篇关于Python人工智能之混合高斯模型运动目标检测详解分析的文章就介绍到这了,更多相关Python 高斯模型运动目标检测内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们!

(0)

相关推荐

  • python:目标检测模型预测准确度计算方式(基于IoU)

    训练完目标检测模型之后,需要评价其性能,在不同的阈值下的准确度是多少,有没有漏检,在这里基于IoU(Intersection over Union)来计算. 希望能提供一些思路,如果觉得有用欢迎赞我表扬我~ IoU的值可以理解为系统预测出来的框与原来图片中标记的框的重合程度.系统预测出来的框是利用目标检测模型对测试数据集进行识别得到的. 计算方法即检测结果DetectionResult与GroundTruth的交集比上它们的并集,如下图: 蓝色的框是:GroundTruth 黄色的框是:Dete

  • opencv-python+yolov3实现目标检测

    因为最近的任务有用到目标检测,所以昨天晚上.今天上午搞了一下,快速地了解了目标检测这一任务,并且实现了使用opencv进行目标检测. 网上资料挺乱的,感觉在搜资源上浪费了我不少时间,所以我写这篇博客,把我这段时间了解到的东西整理起来,供有缘的读者参考学习. 目标检测概况 目标检测是? 目标检测,粗略来说就是:输入图片/视频,经过处理,得到:目标的位置信息(比如左上角和右下角的坐标).目标的预测类别.目标的预测置信度(confidence). 拿Faster R-CNN这个算法举例:输入一个bat

  • OpenCV+python实现实时目标检测功能

    环境安装 安装Anaconda,官网链接Anaconda 使用conda创建py3.6的虚拟环境,并激活使用 conda create -n py3.6 python=3.6 //创建 conda activate py3.6 //激活 3.安装依赖numpy和imutils //用镜像安装 pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple numpy pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua

  • Python 使用Opencv实现目标检测与识别的示例代码

    在上章节讲述到图像特征检测与匹配 ,本章节是讲述目标检测与识别.后者是在前者的基础上进一步完善. 在本章中,我们使用HOG算法,HOG和SIFT.SURF同属一种类型的描述符.功能代码如下: import cv2 def is_inside(o, i): ox, oy, ow, oh = o ix, iy, iw, ih = i # 如果符合条件,返回True,否则返回False return ox > ix and oy > iy and ox + ow < ix + iw and o

  • 利用ImageAI库只需几行python代码实现目标检测

    什么是目标检测 目标检测关注图像中特定的物体目标,需要同时解决解决定位(localization) + 识别(Recognition).相比分类,检测给出的是对图片前景和背景的理解,我们需要从背景中分离出感兴趣的目标,并确定这一目标的描述(类别和位置),因此检测模型的输出是一个列表,列表的每一项使用一个数组给出检出目标的类别和位置(常用矩形检测框的坐标表示). 通俗的说,Object Detection的目的是在目标图中将目标用一个框框出来,并且识别出这个框中的是啥,而且最好的话是能够将图片的所

  • Python Opencv任意形状目标检测并绘制框图

    opencv 进行任意形状目标识别,供大家参考,具体内容如下 工作中有一次需要在简单的图上进行目标识别,目标的形状不固定,并且存在一定程度上的噪声影响,但是噪声影响不确定.这是一个简单的事情,因为图像并不复杂,现在将代码公布如下: import cv2 def otsu_seg(img): ret_th, bin_img = cv2.threshold(img, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY+cv2.THRESH_OTSU) return ret_th, bin_img d

  • Python人工智能之混合高斯模型运动目标检测详解分析

    [人工智能项目]混合高斯模型运动目标检测 本次工作主要对视频中运动中的人或物的边缘背景进行检测. 那么走起来瓷!!! 原视频 高斯算法提取工作 import cv2 import numpy as np # 高斯算法 class gaussian: def __init__(self): self.mean = np.zeros((1, 3)) self.covariance = 0 self.weight = 0; self.Next = None self.Previous = None c

  • Python api构建tensorrt加速模型的步骤详解

    目录 一.创建TensorRT有以下几个步骤: 二.Python api和C++ api在实现网络加速有什么区别? 三.构建TensorRT加速模型 3.1 加载tensorRT 3.2 创建网络 3.3 ONNX构建engine 一.创建TensorRT有以下几个步骤: 1.用TensorRT中network模块定义网络模型 2.调用TensorRT构建器从网络创建优化的运行时引擎 3.采用序列化和反序列化操作以便在运行时快速重建 4.将数据喂入engine中进行推理 二.Python api

  • Python人工智能深度学习RNN模型结构流程

    目录 1.RNN基础模型 2.LSTM 3.流程结构 1.RNN基础模型 RNN主要特点是,在DNN隐藏层的输出内容会被存储,并且可以作为输入给到下一个神经元. 如下图所示,当"台北"这个词被输入的时候,前面的词有可能是"离开",有可能是"到达",如果把上一次输入的"离开",所得的隐藏层内容,输入给下一层,这样就有可能区分开是"离开台北",还是"到达台北". 如果隐藏层存储的内容并给下次

  • Python传统图像处理之皮肤区域检测详解

    目录 1.RGB空间 2.Ycrcb空间 3.Ycrcb空间+otsu 4.HSV空间 5.opencv自带肤色检测类AdaptiveSkinDetector 6.基于椭圆模型 7.直方图反向投影 1.RGB空间 肤色在RGB模型下的范围基本满足以下约束: 在均匀光照下应满足以下判别式: R>95 AND G>40 B>20 AND MAX(R,G,B)-MIN(R,G,B)>15 AND ABS(R-G)>15 AND R>G AND R>B 在侧光拍摄环境下:

  • 基于Python实现打哈欠检测详解

    目录 效果图 基本思路 部分源码 效果图 基本思路 在 OpenCV 中使用VideoCapture方法初始化视频渲染对象 创建灰度图像 导入预训练模型,识别脸部和人脸标志 计算上唇和下唇距离(其它类似) 创建唇边距离的If条件,满足则是打哈欠,不满足则只是简单的张嘴 显示帧/图像 部分源码 suc, frame = cam.read() # 读取不到退出 if not suc: break # ---------FPS------------# ctime = time.time() fps

  • python神经网络ResNet50模型的复现详解

    目录 什么是残差网络 什么是ResNet50模型 ResNet50网络部分实现代码 图片预测 什么是残差网络 最近看yolo3里面讲到了残差网络,对这个网络结构很感兴趣,于是了解到这个网络结构最初的使用是在ResNet网络里. Residual net(残差网络): 将靠前若干层的某一层数据输出直接跳过多层引入到后面数据层的输入部分. 意味着后面的特征层的内容会有一部分由其前面的某一层线性贡献. 其结构如下: 深度残差网络的设计是为了克服由于网络深度加深而产生的学习效率变低与准确率无法有效提升的

  • python神经网络MobileNet模型的复现详解

    目录 什么是MobileNet模型 MobileNet网络部分实现代码 图片预测 什么是MobileNet模型 MobileNet是一种轻量级网络,相比于其它结构网络,它不一定是最准的,但是它真的很轻 MobileNet模型是Google针对手机等嵌入式设备提出的一种轻量级的深层神经网络,其使用的核心思想便是depthwise separable convolution. 对于一个卷积点而言: 假设有一个3×3大小的卷积层,其输入通道为16.输出通道为32.具体为,32个3×3大小的卷积核会遍历

  • python神经网络MobileNetV2模型的复现详解

    目录 什么是MobileNetV2模型 MobileNetV2网络部分实现代码 图片预测 什么是MobileNetV2模型 MobileNet它哥MobileNetV2也是很不错的呢 MobileNet模型是Google针对手机等嵌入式设备提出的一种轻量级的深层神经网络,其使用的核心思想便是depthwise separable convolution. MobileNetV2是MobileNet的升级版,它具有两个特征点: 1.Inverted residuals,在ResNet50里我们认识

  • python神经网络MobileNetV3 large模型的复现详解

    目录 神经网络学习小记录38——MobileNetV3(large)模型的复现详解 学习前言什么是MobileNetV3代码下载MobileNetV3(large)的网络结构1.MobileNetV3(large)的整体结构2.MobileNetV3特有的bneck结构 网络实现代码 学习前言 为了防止某位我的粉丝寒假没有办法正常工作,我赶紧看了看MobilenetV3. 什么是MobileNetV3 最新的MobileNetV3的被写在了论文<Searching for MobileNetV3

  • python神经网络MobileNetV3 small模型的复现详解

    目录 什么是MobileNetV3 large与small的区别 MobileNetV3(small)的网络结构 1.MobileNetV3(small)的整体结构 2.MobileNetV3特有的bneck结构 网络实现代码 什么是MobileNetV3 不知道咋地,就是突然想把small也一起写了. 最新的MobileNetV3的被写在了论文<Searching for MobileNetV3>中. 它是mobilnet的最新版,据说效果还是很好的. 作为一种轻量级网络,它的参数量还是一如

随机推荐