Background Subtraction Using Mask

1. #include <highgui.h>
2. #include <cv.h>
3. int main()
4. {
5.         IplImage* pFrame=0;
6.         IplImage* pGrayImg=0;
7.         IplImage* pFGImg=0;
8.         IplImage* pBGImg=0;
9.         IplImage* pBGImg_Gray=0;
10.         IplImage* temp=0;
11.         CvCapture* cap = cvCreateCameraCapture(1);
12.  
13.         if(!(pFrame = cvQueryFrame(cap))) return -1;
14.         else
15.         {
16.                 pFGImg = cvCreateImage(cvGetSize(pFrame), IPL_DEPTH_8U, 3);
17.                 pGrayImg = cvCreateImage(cvGetSize(pFrame), IPL_DEPTH_8U, 1);
18.                 temp = cvCreateImage(cvGetSize(pFrame), IPL_DEPTH_8U, 1);
19.                 pBGImg_Gray = cvCreateImage(cvGetSize(pFrame), IPL_DEPTH_8U, 1);
20.                 pBGImg = cvCloneImage(pFrame);
21.         }
22.  
23.         while(1){
24.                 pFrame=cvQueryFrame(cap);
25.                 cvShowImage("present",pFrame);
26.                 cvShowImage("background",pBGImg);
27.  
28.                 cvCvtColor(pFrame, pGrayImg, CV_BGR2GRAY);
29.                 cvCvtColor(pBGImg, pBGImg_Gray, CV_BGR2GRAY);
30.                 cvAbsDiff(pGrayImg, pBGImg_Gray, temp);
31.                 cvThreshold(temp, temp, 40, 255, CV_THRESH_BINARY);
32.  
33.                 cvZero(pFGImg);
34.                 cvCopy(pFrame, pFGImg, temp);
35.                 cvShowImage("foreground", pFGImg);
36.        
37.                 int key=cvWaitKey(1);
38.                 if(key==27)break;
39.                 if(key=='b') cvCopyImage(pFrame, pBGImg);
40.  
41.         }
42.         cvReleaseCapture(&cap);
43. }

程式碼解析

      先宣告CvCapture、IplImage資料結構並先初始其資料，其程式碼執行方式為先擷取第一個Frame作為背景，之後進入迴圈使用cvQueryFrame()不斷獲取Frame並顯示在螢幕，將獲取到的影像和背景藉由cvCvtColor()將輸入的影像從RGB色彩空間轉換成灰階影像，利用cvAbsDiff()做背景相減取出前景，再使用cvThreshold()將影像二元化。最後利用cvZero()和cvCopy完成圖形遮罩的功能，將前景圖形開圖顯示於畫面，利用cvWaitKey()鍵盤事件設定功能，如果鍵盤按入'ESC'則程式就會結束並釋放記憶體，若鍵盤按下'b'則背景就會更新。

函示說明

cvAbsDiff()

cvAbsDiff(目前影像, 背景影像, 前景影像);

將當前的frame當作目前影像，而把已建置好的背景影像作為參數，兩個影像作相減並取絕對值得到前景。

cvZero()

cvZero(IplImage資料結構)

#define cvZero cvSetZero

將IplImage資料結構中的imageData圖形空間像素全部設為0(黑色)，這裡預先將pFGImg的背景底圖預設為黑色。

cvCopy()

cvCopy(來源影像, 輸出影像, 二值化遮罩);

Mask(遮罩)在影像處理是很重要的功能，是一種二值化圖片(Threshold Image)，遮罩可以用來幫助擷取圖形物件(車牌,移動物體,膚色偵測)、圖形去背或是一些影像最佳化處理，利用這些二元圖片跟原始圖片做對應，白色255的部份為顯示出來的區域，黑色為0的部份則為不顯示出來的區域，也就是將白色的影像還原成圖片，OpenCV提供許多支援Mask功能的函式，cvCopy()即是其中一個。

cvCopyImage()

cvCopyImage(來源影像, 目的影像)

#define cvCopyImage(src, dst) cvCopy(src, dst, 0)

此函式使用方法類似於cvCopy()，只是他將mask參數值設定為0，這裡特別要提到cvCopyImage()和cvCloneImage()的不同之處， cvCopyImage()只是複製值，並不會分配一個空間給賦值對象，但cvCloneImage()卻會在賦值的同時會分配一個新的空間給定義的變數，因此，cvCloneImage()只適合用於變數開始定義，最好不要使用在程式執行中間使用(特別是迴圈)。大部分的資料結構建立，都是跟作業系統借空間使用，對於未先釋放記憶體而任意配置空間進去會造成Memory Leak，也就是記憶體漏失，遺失的記憶體部分就變成垃圾空間，找不到位址存取它而程式也不能使用它，它也會永遠卡死在那邊直到程式關閉，在程式關閉前也不可能會有記憶體回收的動作，因為他是被認定為可存取的但是找不到指標位址。