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OpenCV基于稠密光流實現(xiàn)視頻跟蹤詳解

更新時間：2023年02月20日 08:49:05 作者：音視頻開發(fā)老舅

這篇文章主要為大家詳細介紹了OpenCV如何基于稠密光流實現(xiàn)視頻跟蹤功能，文中的示例代碼講解詳細，具有一定的借鑒價值，需要的可以參考一下

1、概述

案例：基于稠密光流的視頻跟蹤

API介紹：　　　

calcOpticalFlowFarneback( InputArray prev, InputArray next, InputOutputArray flow,
                                            double pyr_scale, int levels, int winsize,
                                            int iterations, int poly_n, double poly_sigma,
                                            int flags );

prev：前一幀單通道CV_8UC1圖像
next：當前幀單通道CV_8UC1圖像
flow：輸出的光流數(shù)據(jù)
pyr_scale:金字塔上下兩層的尺度關(guān)系
levels:金字塔層數(shù)
winsize:窗口大小
iterations:迭代次數(shù)
poly_n:像素領(lǐng)域大小，一般是5、7
poly_sigma:高斯標準差一般是1~1.5
flags:計算方法：主要包括OPTFLOW_USE_INITIAL_FLOW和OPTFLOW_FARNEBACK_GAUSSIAN

實現(xiàn)步驟：

1.實例化VideoCapture

2.使用其open方法打開視頻文件

3.獲取視頻第一幀并得到其灰度圖（因為稠密光流輸入只支持單通道8位）

4.while(true)循環(huán)讀取視頻幀

5.將當前幀灰度化

6.執(zhí)行稠密光流函數(shù)，并輸出光流數(shù)據(jù)

7.將光流數(shù)據(jù)繪制出來

8.顯示光流數(shù)據(jù)

2、代碼示例

（ps：界面中的按鈕元素使用到了Qt）

HF_Object_Tracking::HF_Object_Tracking(QWidget *parent)
    : MyGraphicsView{parent}
{
    this->setWindowTitle("稠密光流對象跟蹤");
    QPushButton *btn = new QPushButton(this);
    btn->setText("選擇視頻");
    connect(btn,&QPushButton::clicked,[=](){
        choiceVideo();
    });
}
 
 
void HF_Object_Tracking::choiceVideo(){
    path = QFileDialog::getOpenFileName(this,"請選擇視頻","/Users/yangwei/Downloads/",tr("Image Files(*.mp4 *.avi)"));
    qDebug()<<"視頻路徑："<<path;
    hfObjectTracking(path.toStdString().c_str());
}
 
void HF_Object_Tracking::hfObjectTracking(const char* filePath){
    VideoCapture capture;
    capture.open(filePath);
    if(!capture.isOpened()){
        qDebug()<<"視頻路徑為空";
        return;
    }
    Mat frame,gray;
    Mat prev_frame ,prev_gray;
    Mat flowResult,flowData;
    capture.read(frame);//讀取第一幀數(shù)據(jù)
    //轉(zhuǎn)灰度圖
    cvtColor(frame,prev_gray,COLOR_BGR2GRAY);//將frame轉(zhuǎn)灰度圖賦值給前一幀
 
    while(capture.read(frame)){
        cvtColor(frame,gray,COLOR_BGR2GRAY);
        if(!prev_gray.empty()){
            //稠密光流跟蹤
            calcOpticalFlowFarneback(prev_gray,gray,flowData, 0.5, 3, 15, 3, 5, 1.2, 0);
            cvtColor(prev_gray, flowResult, COLOR_GRAY2BGR);
            for (int row = 0; row < flowResult.rows; row++) {
                for (int col = 0; col < flowResult.cols; col++) {
                    const Point2f fxy = flowData.at<Point2f>(row, col);
                    if (fxy.x > 1 || fxy.y > 1) {
                        line(flowResult, Point(col, row), Point(cvRound(col + fxy.x), cvRound(row + fxy.y)), Scalar(0, 255, 0), 2, 8, 0);
                        circle(flowResult, Point(col, row), 2, Scalar(0, 0, 255), -1);
                    }
                }
            }
            imshow("flow", flowResult);
            imshow("input", frame);
        }
//        imshow("frame",frame);
        int key = waitKey(1);
        if(key==27){
            break;
        }
    }
 
}