python实现单目标、多目标、多尺度、自定义特征的KCF跟踪算法(实例代码)

 更新时间:2020年4月29日 13:19  点击:2263

单目标跟踪:

直接调用opencv中封装的tracker即可。

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Sun Jan 5 17:50:47 2020
第四章 kcf跟踪
@author: youxinlin
"""
import cv2
from items import MessageItem
import time
import numpy as np
'''
监视者模块,负责入侵检测,目标跟踪
'''
class WatchDog(object):
 #入侵检测者模块,用于入侵检测
 def __init__(self,frame=None):
  #运动检测器构造函数
  self._background = None
  if frame is not None:
   self._background = cv2.GaussianBlur(cv2.cvtColor(frame,cv2.COLOR_BGR2GRAY),(21,21),0)
  self.es = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_ELLIPSE, (10, 10))
 def isWorking(self):
  #运动检测器是否工作
  return self._background is not None
 def startWorking(self,frame):
  #运动检测器开始工作
  if frame is not None:
   self._background = cv2.GaussianBlur(cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY), (21, 21), 0)
 def stopWorking(self):
  #运动检测器结束工作
  self._background = None
 def analyze(self,frame):
  #运动检测
  if frame is None or self._background is None:
   return
  sample_frame = cv2.GaussianBlur(cv2.cvtColor(frame,cv2.COLOR_BGR2GRAY),(21,21),0)
  diff = cv2.absdiff(self._background,sample_frame)
  diff = cv2.threshold(diff, 25, 255, cv2.THRESH_BINARY)[1]
  diff = cv2.dilate(diff, self.es, iterations=2)
  image, cnts, hierarchy = cv2.findContours(diff.copy(),cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
  coordinate = []
  bigC = None
  bigMulti = 0
  for c in cnts:
   if cv2.contourArea(c) < 1500:
    continue
   (x,y,w,h) = cv2.boundingRect(c)
   if w * h > bigMulti:
    bigMulti = w * h
    bigC = ((x,y),(x+w,y+h))
  if bigC:
   cv2.rectangle(frame, bigC[0],bigC[1], (255,0,0), 2, 1)
  coordinate.append(bigC)
  message = {"coord":coordinate}
  message['msg'] = None
  return MessageItem(frame,message)
class Tracker(object):
 '''
 追踪者模块,用于追踪指定目标
 '''
 def __init__(self,tracker_type = "BOOSTING",draw_coord = True):
  '''
  初始化追踪器种类
  '''
  #获得opencv版本
  (major_ver, minor_ver, subminor_ver) = (cv2.__version__).split('.')
  self.tracker_types = ['BOOSTING', 'MIL','KCF', 'TLD', 'MEDIANFLOW', 'GOTURN']
  self.tracker_type = tracker_type
  self.isWorking = False
  self.draw_coord = draw_coord
  #构造追踪器
  if int(minor_ver) < 3:
   self.tracker = cv2.Tracker_create(tracker_type)
  else:
   if tracker_type == 'BOOSTING':
    self.tracker = cv2.TrackerBoosting_create()
   if tracker_type == 'MIL':
    self.tracker = cv2.TrackerMIL_create()
   if tracker_type == 'KCF':
    self.tracker = cv2.TrackerKCF_create()
   if tracker_type == 'TLD':
    self.tracker = cv2.TrackerTLD_create()
   if tracker_type == 'MEDIANFLOW':
    self.tracker = cv2.TrackerMedianFlow_create()
   if tracker_type == 'GOTURN':
    self.tracker = cv2.TrackerGOTURN_create()
 def initWorking(self,frame,box):
  '''
  追踪器工作初始化
  frame:初始化追踪画面
  box:追踪的区域
  '''
  if not self.tracker:
   raise Exception("追踪器未初始化")
  status = self.tracker.init(frame,box)
  if not status:
   raise Exception("追踪器工作初始化失败")
  self.coord = box
  self.isWorking = True
 def track(self,frame):
  '''
  开启追踪
  '''
  message = None
  if self.isWorking:
   status,self.coord = self.tracker.update(frame)
   if status:
    message = {"coord":[((int(self.coord[0]), int(self.coord[1])),(int(self.coord[0] + self.coord[2]), int(self.coord[1] + self.coord[3])))]}
    if self.draw_coord:
     p1 = (int(self.coord[0]), int(self.coord[1]))
     p2 = (int(self.coord[0] + self.coord[2]), int(self.coord[1] + self.coord[3]))
     cv2.rectangle(frame, p1, p2, (255,0,0), 2, 1)
     message['msg'] = "is tracking"
  return MessageItem(frame,message)
class ObjectTracker(object):
 def __init__(self,dataSet):
  self.cascade = cv2.CascadeClassifier(dataSet)
 def track(self,frame):
  gray = cv2.cvtColor(frame,cv2.COLOR_BGR2GRAY)
  faces = self.cascade.detectMultiScale(gray,1.03,5)
  for (x,y,w,h) in faces:
   cv2.rectangle(frame,(x,y),(x+w,y+h),(0,0,255),2)
  return frame
if __name__ == '__main__' :
# tracker_types = ['BOOSTING', 'MIL','KCF', 'TLD', 'MEDIANFLOW', 'GOTURN']
 tracker = Tracker(tracker_type="KCF")
# video = cv2.VideoCapture(0)
# video = cv2.VideoCapture("complex1.mov")
 video = cv2.VideoCapture(r"/Users/youxinlin/Desktop/video_data/complex1.MOV") 
 ok, frame = video.read()
 bbox = cv2.selectROI(frame, False)
 tracker.initWorking(frame,bbox)
 while True:
  _,frame = video.read();
  if(_):
   item = tracker.track(frame);
   cv2.imshow("track",item.getFrame())
   k = cv2.waitKey(1) & 0xff
   if k == 27:
    break

附带items.py,放在同个文件夹下:

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Sun Jan 5 17:51:04 2020
@author: youxinlin
"""
import json
from utils import IOUtil
'''
信息封装类
'''
class MessageItem(object):
 #用于封装信息的类,包含图片和其他信息
 def __init__(self,frame,message):
  self._frame = frame
  self._message = message
 def getFrame(self):
  #图片信息
  return self._frame
 def getMessage(self):
  #文字信息,json格式
  return self._message
 def getBase64Frame(self):
  #返回base64格式的图片,将BGR图像转化为RGB图像
  jepg = IOUtil.array_to_bytes(self._frame[...,::-1])
  return IOUtil.bytes_to_base64(jepg)
 def getBase64FrameByte(self):
  #返回base64格式图片的bytes
  return bytes(self.getBase64Frame())
 def getJson(self):
  #获得json数据格式
  dicdata = {"frame":self.getBase64Frame().decode(),"message":self.getMessage()}
  return json.dumps(dicdata)
 def getBinaryFrame(self):
  return IOUtil.array_to_bytes(self._frame[...,::-1])

utils.py:也放在同一个文件夹下。

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Sun Jan 5 17:51:40 2020
@author: youxinlin
"""
import time
import numpy
import base64
import os
import logging
import sys
from PIL import Image
from io import BytesIO
#工具类
class IOUtil(object):
 #流操作工具类
 @staticmethod
 def array_to_bytes(pic,formatter="jpeg",quality=70):
  '''
  静态方法,将numpy数组转化二进制流
  :param pic: numpy数组
  :param format: 图片格式
  :param quality:压缩比,压缩比越高,产生的二进制数据越短
  :return: 
  '''
  stream = BytesIO()
  picture = Image.fromarray(pic)
  picture.save(stream,format=formatter,quality=quality)
  jepg = stream.getvalue()
  stream.close()
  return jepg
 @staticmethod
 def bytes_to_base64(byte):
  '''
  静态方法,bytes转base64编码
  :param byte: 
  :return: 
  '''
  return base64.b64encode(byte)
 @staticmethod
 def transport_rgb(frame):
  '''
  将bgr图像转化为rgb图像,或者将rgb图像转化为bgr图像
  '''
  return frame[...,::-1]
 @staticmethod
 def byte_to_package(bytes,cmd,var=1):
  '''
  将每一帧的图片流的二进制数据进行分包
  :param byte: 二进制文件
  :param cmd:命令
  :return: 
  '''
  head = [ver,len(byte),cmd]
  headPack = struct.pack("!3I", *head)
  senddata = headPack+byte
  return senddata
 @staticmethod
 def mkdir(filePath):
  '''
  创建文件夹
  '''
  if not os.path.exists(filePath):
   os.mkdir(filePath)
 @staticmethod
 def countCenter(box):
  '''
  计算一个矩形的中心
  '''
  return (int(abs(box[0][0] - box[1][0])*0.5) + box[0][0],int(abs(box[0][1] - box[1][1])*0.5) +box[0][1])
 @staticmethod
 def countBox(center):
  '''
  根据两个点计算出,x,y,c,r
  '''
  return (center[0][0],center[0][1],center[1][0]-center[0][0],center[1][1]-center[0][1])
 @staticmethod
 def getImageFileName():
  return time.strftime("%Y_%m_%d_%H_%M_%S", time.localtime())+'.png'

多目标跟踪:

和单目标差不多,改用MultiTracker_create()

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Sun Jan 5 18:02:33 2020

目标跟踪

@author: youxinlin
"""import numpy as np
import cv2
import sys
'''
if len(sys.argv) != 2:
 print('Input video name is missing')
 exit()
'''
print('Select multiple tracking targets') 
cv2.namedWindow("tracking")
camera = cv2.VideoCapture(r"/Users/youxinlin/Desktop/video_data/complex6.MOV") 
#camera = cv2.VideoCapture(0)
tracker = cv2.MultiTracker_create() #多目标跟踪
a= cv2.Tracker_c
init_once = False
ok, image=camera.read()
if not ok:
 print('Failed to read video')
 exit()
bbox1 = cv2.selectROI('tracking', image)
bbox2 = cv2.selectROI('tracking', image)
bbox3 = cv2.selectROI('tracking', image)
while camera.isOpened():
 ok, image=camera.read()
 if not ok:
  print ('no image to read')
  break
 if not init_once:
  ok = tracker.add(cv2.TrackerKCF_create(),image,bbox1)
  ok = tracker.add(cv2.TrackerKCF_create( ),image, bbox2)
  ok = tracker.add(cv2.TrackerKCF_create(),image, bbox3)
  init_once = True
 ok, boxes = tracker.update(image)
 for newbox in boxes:
  p1 = (int(newbox[0]), int(newbox[1]))
  p2 = (int(newbox[0] + newbox[2]), int(newbox[1] + newbox[3]))
  cv2.rectangle(image, p1, p2, (0,0,255))
 cv2.imshow('tracking', image)
 k = cv2.waitKey(1)
 if k == 27 : break # esc pressed

多尺度检测的KCF、自定义所用特征的KCF

在一些场景下,不想使用默认的hog特征跟踪,或需要对比不同特征的跟踪效果,那么封装好的方法似乎不可用,需要可以自己撸一波kcf的代码,从而使用自己设定的特征。

总结

以上所述是小编给大家介绍的python实现单目标、多目标、多尺度、自定义特征的KCF跟踪算法,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对猪先飞网站的支持!如果你觉得本文对你有帮助,欢迎转载,烦请注明出处,谢谢!

[!--infotagslink--]

相关文章

  • python opencv 画外接矩形框的完整代码

    这篇文章主要介绍了python-opencv-画外接矩形框的实例代码,代码简单易懂,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下...2021-09-04
  • Python astype(np.float)函数使用方法解析

    这篇文章主要介绍了Python astype(np.float)函数使用方法解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下...2020-06-08
  • 最炫Python烟花代码全解析

    2022虎年新年即将来临,小编为大家带来了一个利用Python编写的虎年烟花特效,堪称全网最绚烂,文中的示例代码简洁易懂,感兴趣的同学可以动手试一试...2022-02-14
  • python中numpy.empty()函数实例讲解

    在本篇文章里小编给大家分享的是一篇关于python中numpy.empty()函数实例讲解内容,对此有兴趣的朋友们可以学习下。...2021-02-06
  • python-for x in range的用法(注意要点、细节)

    这篇文章主要介绍了python-for x in range的用法,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧...2021-05-10
  • Python 图片转数组,二进制互转操作

    这篇文章主要介绍了Python 图片转数组,二进制互转操作,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧...2021-03-09
  • C#几种排序算法

    作者:Sabine 【导读】本文介绍了C#的四种排序算法:冒泡排序、选择排序、插入排序和希尔排序  冒泡排序 using System; namespace BubbleSorter { public class Bubb...2020-06-25
  • Python中的imread()函数用法说明

    这篇文章主要介绍了Python中的imread()函数用法说明,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧...2021-03-16
  • python实现b站直播自动发送弹幕功能

    这篇文章主要介绍了python如何实现b站直播自动发送弹幕,帮助大家更好的理解和学习使用python,感兴趣的朋友可以了解下...2021-02-20
  • 经典实例讲解C#递归算法

    这篇文章主要用实例讲解C#递归算法的概念以及用法,文中代码非常详细,帮助大家更好的参考和学习,感兴趣的朋友可以了解下...2020-06-25
  • python Matplotlib基础--如何添加文本和标注

    这篇文章主要介绍了python Matplotlib基础--如何添加文本和标注,帮助大家更好的利用Matplotlib绘制图表,感兴趣的朋友可以了解下...2021-01-26
  • 解决python 使用openpyxl读写大文件的坑

    这篇文章主要介绍了解决python 使用openpyxl读写大文件的坑,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧...2021-03-13
  • python 计算方位角实例(根据两点的坐标计算)

    今天小编就为大家分享一篇python 计算方位角实例(根据两点的坐标计算),具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧...2020-04-27
  • python实现双色球随机选号

    这篇文章主要为大家详细介绍了python实现双色球随机选号,文中示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下...2020-05-02
  • python中使用np.delete()的实例方法

    在本篇文章里小编给大家整理的是一篇关于python中使用np.delete()的实例方法,对此有兴趣的朋友们可以学习参考下。...2021-02-01
  • 使用Python的pencolor函数实现渐变色功能

    这篇文章主要介绍了使用Python的pencolor函数实现渐变色功能,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下...2021-03-09
  • python自动化办公操作PPT的实现

    这篇文章主要介绍了python自动化办公操作PPT的实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2021-02-05
  • Python getsizeof()和getsize()区分详解

    这篇文章主要介绍了Python getsizeof()和getsize()区分详解,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2020-11-20
  • python实现学生通讯录管理系统

    这篇文章主要为大家详细介绍了python实现学生通讯录管理系统,文中示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下...2021-02-25
  • PyTorch一小时掌握之迁移学习篇

    这篇文章主要介绍了PyTorch一小时掌握之迁移学习篇,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下...2021-09-08