QT+Opencv粒子濾波算法實(shí)現(xiàn)視頻目標(biāo)跟蹤——（二）濾波算法分析及測試
在前一個(gè)博客中已經(jīng)對機(jī)器視覺及粒子濾波算法的相關(guān)原理進(jìn)行了介紹，在基于410c平臺實(shí)現(xiàn)粒子濾波算法的前期，我們在上位機(jī)上應(yīng)用QT和Opencv完成了粒子濾波算法的實(shí)現(xiàn)和測試，具體的實(shí)現(xiàn)及測試過程如下：
一、QT及Opencv上位機(jī)環(huán)境的搭建在進(jìn)行測試的時(shí)候我們主要借助于QT來實(shí)現(xiàn)粒子濾波目標(biāo)跟蹤的界面交互設(shè)計(jì)，同時(shí)通過Opencv提供的各種算法函數(shù)來實(shí)現(xiàn)相關(guān)的圖像處理，最后結(jié)合粒子濾波算法來實(shí)現(xiàn)整個(gè)視頻目標(biāo)的跟蹤，其中QT和Opencv環(huán)境的搭建如下：
1）QT環(huán)境的搭建
本文上位機(jī)使用的是32位的win7平臺，具體的安裝過程可以參考http://www.cnblogs.com/sung/archive/2013/10/09/3359063.html 中提供的方法。
2）OpenCv的安裝
Opencv使用的是2.4版本的，在QT環(huán)境下的Opencv具體的安裝可以參考http://www.cnblogs.com/liu-jun/archive/2012/09/26/Jacky_Liu.html。
二、基于C++語言的粒子濾波算法的實(shí)現(xiàn)完成相關(guān)的環(huán)境搭建后，就可以開始進(jìn)行粒子濾波算法的編程實(shí)現(xiàn)了，在前文目標(biāo)跟蹤算法的選擇中已經(jīng)對粒子濾波算法的基本原理進(jìn)行了介紹，本節(jié)將在前文的基礎(chǔ)上，對核心代碼的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行簡單的介紹，實(shí)現(xiàn)的完整代碼可以到百度云盤進(jìn)行下載，鏈接為http://pan.baidu.com/s/1bp3dyLT。
上述代碼的架構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖1所示。
圖1 粒子濾波視頻目標(biāo)跟蹤算法實(shí)現(xiàn)架構(gòu)
整個(gè)系統(tǒng)由基于DirectShow的視頻采集和預(yù)處理模塊、用戶目標(biāo)選擇模塊、目標(biāo)特征模型構(gòu)建模塊、視頻運(yùn)動(dòng)模型構(gòu)建模塊、自適應(yīng)粒子濾波器、目標(biāo)坐標(biāo)生成模塊、軌跡流處理模塊和DirectShow顯示接口模塊組成。其中DirectShow視頻采集和預(yù)處理模塊主要是實(shí)現(xiàn)對攝像頭的RGB圖像的采集，將采集到的RGB圖像進(jìn)行初步的處理，得到系統(tǒng)視頻處理采用的像素圖像，用戶目標(biāo)選擇模塊主要是在程序運(yùn)行前，系統(tǒng)進(jìn)入用戶目標(biāo)選擇，用戶可以通過鼠標(biāo)框選待跟蹤的目標(biāo)，選擇完成之后系統(tǒng)進(jìn)入視頻跟蹤，視頻跟蹤過程中首先系統(tǒng)調(diào)用目標(biāo)特征模塊生成目標(biāo)特征集合，然后基于視頻幀構(gòu)建視頻運(yùn)動(dòng)模型對視頻幀進(jìn)行處理，接著建立自適應(yīng)粒子濾波器對圖像幀進(jìn)行自適應(yīng)粒子濾波實(shí)現(xiàn)目標(biāo)預(yù)測和跟蹤，預(yù)測跟蹤結(jié)果輸入到目標(biāo)坐標(biāo)生成模塊中生成固定格式的目標(biāo)坐標(biāo)加入到坐標(biāo)流處理隊(duì)列中，軌跡流處理模塊根據(jù)隊(duì)列中的坐標(biāo)流生成帶軌跡的視頻流輸出到DirectShow顯示接口進(jìn)行顯示，這樣就可以最終在顯示器上實(shí)時(shí)顯示出用矩形框標(biāo)記的目標(biāo)位置和軌跡信息。在實(shí)現(xiàn)過程中相關(guān)的算法和粒子濾波算法都是采用OpenCv提供的設(shè)計(jì)方案和函數(shù)。
三、粒子濾波算法測試及分析以上就是整個(gè)粒子濾波算法視頻目標(biāo)跟蹤的實(shí)現(xiàn)框架，根據(jù)上述提供的連接下載好代碼后就可以對粒子濾波算法實(shí)現(xiàn)的視頻目標(biāo)跟蹤算法進(jìn)行運(yùn)行和測試，其測試結(jié)果如下圖2所示。
圖2 測試運(yùn)行效果
從測試結(jié)果來看，在4G內(nèi)存的PC端實(shí)現(xiàn)的粒子濾波算法其處理幀速和處理過程中所占用的系統(tǒng)資源是非常小的，而419c開發(fā)板提供了1G的運(yùn)行內(nèi)存和4核心的64位處理架構(gòu)，在其上運(yùn)行該算法非常可行，在下一節(jié)內(nèi)容中，將繼續(xù)教大家如何將該程序在410c開發(fā)平臺上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，如下圖3所示，通過410c提供的USB接口連接USB攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)粒子濾波視頻目標(biāo)跟蹤。
圖3 DragonBoard 410c平臺