Build background with cvRunningAvg

1. #include <cv.h>
2. #include <highgui.h>
3.  
4. int main()
5. {
6.      IplImage *pFrame = NULL;
7.      IplImage *pGrayImg = NULL;
8.      IplImage *pFGImg = NULL;
9.      IplImage *pBGImg_8U = NULL;
10.      IplImage *pBGImg_32F = NULL;
11.      IplConvKernel * pKernel = NULL;
12.      CvCapture *pCapture = cvCreateCameraCapture(1);
13.  
14.      cvNamedWindow("webcam", 1);
15.      cvNamedWindow("background", 1);
16.      cvNamedWindow("foreground", 1);
17.  
18.       pKernel = cvCreateStructuringElementEx( 5, 3, 0,0
19.         , CV_SHAPE_ELLIPSE, NULL);
20.  
21.      if(!(pFrame = cvQueryFrame(pCapture)))
22.      {
23.          fprintf(stderr, "Can not open");
24.          return -1;
25.      }
26.      else
27.      {
28.          pGrayImg = cvCreateImage(cvGetSize(pFrame), IPL_DEPTH_8U, 1);
29.          pFGImg = cvCreateImage(cvGetSize(pFrame), IPL_DEPTH_8U, 1);
30.          pBGImg_8U = cvCreateImage(cvGetSize(pFrame), IPL_DEPTH_8U, 1);
31.          pBGImg_32F = cvCreateImage(cvGetSize(pFrame), IPL_DEPTH_32F, 1);
32.    
33.          cvCvtColor(pFrame, pGrayImg, CV_BGR2GRAY);
34.  
35.          /* 建立背景 */
36.          cvConvertScale(pGrayImg, pBGImg_32F);
37.          cvConvertScale(pBGImg_32F, pBGImg_8U);
38.      }
39.      while(pFrame = cvQueryFrame(pCapture))
40.      {
41.          cvCvtColor(pFrame, pGrayImg, CV_BGR2GRAY);
42.          cvAbsDiff(pGrayImg, pBGImg_8U, pFGImg);
43.         
44.          /* 前景二值化做形態學處理 */
45.          cvThreshold(pFGImg, pFGImg, 30.0, 255, CV_THRESH_BINARY);
46.          cvMorphologyEx(pFGImg, pFGImg, 0, pKernel, CV_MOP_OPEN,1);
47.          cvMorphologyEx(pFGImg, pFGImg, 0, pKernel, CV_MOP_CLOSE,1);
48.  
49.          double t = (double)cvGetTickCount();
50.          /* 背景更新 */
51.          cvRunningAvg(pGrayImg, pBGImg_32F, 0.05, 0);
52.          t = (double)cvGetTickCount()-t;
53.          printf("%.lf\n", t / (cvGetTickFrequency()*1000));
54.          cvScale(pBGImg_32F, pBGImg_8U);
55.  
56.          cvShowImage("webcam", pFrame);
57.          cvShowImage("background", pBGImg_8U);
58.          cvShowImage("foreground", pFGImg);
59.          if(cvWaitKey(1) > 0)
60.               break;
61.      }
62.      cvDestroyWindow("webcam");
63.      cvDestroyWindow("background");
64.      cvDestroyWindow("foreground");
65.      cvReleaseImage(&pFrame);
66.      cvReleaseImage(&pGrayImg);
67.      cvReleaseImage(&pBGImg_8U);
68.      cvReleaseImage(&pBGImg_32F);
69.  
70.      return 0;
71. }

 程式碼解析

    將所需使用資料型態先初始化，並藉由if判斷是否偵測到webcam進行記憶體宣告，使用兩個存放背景的資料的變數pBGImg_8U、pBGImg_32F，因為若要顯示背景影像則只能用8-bit 無號數資料顯示，若要進行之後的cvRunningAvg()背景更新則僅能使用32-bit 浮點數資料運算。迴圈中不斷進行影像相減在做二值化及形態學處理得到前景，最後使用cvRunningAvg()進行背景更新。

函示說明

cvConvertScale

cvConvertScale(來源影像, 輸出影像);

#define cvScale  cvConvertScale

 進行縮放型態的轉換

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。

cvMorphologyEx()
void cvMorphologyEx(const CvArr* src, CvArr* dst, CvArr* temp, IplConvKernel* element, int operation, int iteration = 1)

Parameters:

src – Source image. The number of channels can be arbitrary dst – Destination image of the same size and type as src . element – Structuring element. op –          Type of a morphological operation that can be one of the following: CV_MOP_OPEN - an opening operation CV_MOP_CLOSE - a closing operation CV_MOP_GRADIENT - a morphological gradient CV_MOP_TOPHAT - “top hat” CV_MOP_BLACKHAT - “black hat” iterations – Number of times erosion and dilation are applied.

Opening operation:

       

Closing operation:

       

Morphological gradient:

       

“Top hat”:

       

“Black hat”:

       

cvRunningAvg()

void cvRunningAvg(const CvArr* src, CvArr* dst, double alpha, const CvArr* mask=NULL )

Parameters:	src – Input image as 1- or 3-channel, 8-bit or 32-bit floating point. dst – Accumulator image with the same number of channels as input image, 32-bit or 64-bit floating-point. alpha – Weight of the input image. mask – Optional operation mask.

該函數計算輸入圖像src和dst的累加器的加權總合，使dst成為一個偵序列的連續平均值

     

也就是說，參數α用來調節更新速度多快（速度有多快累加器“忘記”前面的圖像）。該功能支持多通道圖像。每個通道獨立處理。