微信公眾號(hào)：一個(gè)優(yōu)秀的廢人
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前言
這是我大學(xué)舍友小釗在前幾天培訓(xùn)公司內(nèi)部人員順便記錄的一篇關(guān)于幀差法移動(dòng)偵測(cè)的文章撬腾，介紹下小釗枫甲，廣西佬椅亚，我的大學(xué)舍友限番，特點(diǎn)是煙勤話少愛(ài)摳腳。是一名計(jì)算機(jī)視覺(jué)工程師呀舔，主要專注于桑拿沐足（懊峙啊？呸Ｃ睦怠）霜瘪、將算法應(yīng)用到嵌入式設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)低成本的落地方案注冊(cè) 惧磺。
當(dāng)我們要把一幅圖像中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域和靜止區(qū)域區(qū)分開(kāi)的時(shí)候颖对，這樣的任務(wù)在計(jì)算機(jī)視覺(jué)中稱為前后景分離，而幀差法則是前后景分離中最簡(jiǎn)單的一種方法磨隘，單純考慮像素值在空間上的變化而不考慮時(shí)間特性惜互。
對(duì)于兩幀幀差法的計(jì)算過(guò)程可以用一句話描述：對(duì)于某個(gè)像素，如果它在前后兩幅圖像中的差值的絕對(duì)值超過(guò)某個(gè)設(shè)定好的閾值琳拭，則認(rèn)為它屬于前景训堆，否則認(rèn)為它屬于背景。
具體的 Python 代碼如下白嘁，使用了numpy和opencv：
'''
函數(shù)名: frame_diff
輸入:
img1 int類型的灰度圖
img2 int類型的灰度圖
thresh 幀差閾值
輸出: 前景為白色坑鱼，背景為黑色的掩碼圖
'''
def frame_diff(img1, img2, thresh):
height, width = img1.shape[:2] # 獲取寬高
mask = np.zeros((height, width), dtype=np.uint8) # 返回的掩碼圖
# 遍歷圖像
for i in xrange(height):
for j in xrange(width):
if abs(img1[i,j] - img2[i,j]) > thresh: # 差的絕對(duì)值大于閾值
mask[i,j] = 255
else:
mask[i,j] = 0
return mask
設(shè)定閾值為50，對(duì)兩幅實(shí)例圖像處理的結(jié)果如下：
理想情況下，我們得到的掩碼圖應(yīng)該是中間擋住 lena 的一整塊全白鲁沥，這是因?yàn)橛行┫袼攸c(diǎn)差值依然小于閾值呼股，造成了一些“空洞”，在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)帶來(lái)問(wèn)題画恰，但也只能用如膨脹之類的方法減小這些空洞彭谁。
即使存在需要人為設(shè)定閾值和會(huì)造成空洞這樣的問(wèn)題，也不能阻止我們用它來(lái)做一些應(yīng)用允扇。比如在你家安置這樣一個(gè)攝像頭缠局，在你離開(kāi)的這段時(shí)間，如果檢測(cè)到一大片移動(dòng)區(qū)域（掩碼圖中白色的像素值占全圖的比例很高）考润，那么就可以觸發(fā)一些異常報(bào)警狭园。其實(shí)很多市場(chǎng)上的智能攝像頭的移動(dòng)偵測(cè)功能就是這么做的。
其實(shí)幀差法在我個(gè)人的工作中更多是一個(gè)預(yù)處理的手段糊治，比如我會(huì)對(duì)掩碼圖中的各個(gè)連通區(qū)域做最大外接矩形把這些區(qū)域都單獨(dú)標(biāo)記出來(lái)唱矛，再對(duì)每個(gè)矩形區(qū)域做其他的處理，比如判斷它是不是個(gè)人井辜。
最后绎谦，其實(shí)上面寫的代碼很不 Python，只是為了解釋清原理寫的粥脚，真正的寫法應(yīng)該這樣：
def frame_diff2(img1, img2, thresh):
mask = np.zeros(img1.shape, dtype=np.uint8) # 返回的掩碼圖
mask[np.abs(img1 - img2) > thresh] = 255
return mask
最后奉上完整代碼：
# coding: utf-8
import os, sys
import cv2
import numpy as np
'''
函數(shù)名: frame_diff
輸入:
img1 int類型的灰度圖
img2 int類型的灰度圖
thresh 幀差閾值
輸出: 前景為白色燥滑，背景為黑色的掩碼圖
'''
def frame_diff(img1, img2, thresh):
height, width = img1.shape[:2] # 獲取寬高
mask = np.zeros((height, width), dtype=np.uint8) # 返回的掩碼圖
# 遍歷圖像
for i in xrange(height):
for j in xrange(width):
if abs(img1[i,j] - img2[i,j]) > thresh: # 差的絕對(duì)值大于閾值
mask[i,j] = 255
else:
mask[i,j] = 0
return mask
def frame_diff2(img1, img2, thresh):
mask = np.zeros(img1.shape, dtype=np.uint8) # 返回的掩碼圖
mask[np.abs(img1 - img2) > thresh] = 255
return mask
# 程序入口
def main():
# 讀圖
img1 = cv2.imread('lena.jpg', 0)
img2 = cv2.imread('lena_tmpl.jpg', 0)
img1_int = img1.astype(np.int32)
img2_int = img2.astype(np.int32)
# 幀差法獲取掩碼圖
mask = frame_diff2(img1_int, img2_int, 50)
# 顯示
cv2.imshow('img1', img1)
cv2.imshow('img2', img2)
cv2.imshow('mask', mask)
cv2.imwrite('img1.jpg', img1)
cv2.imwrite('img2.jpg', img2)
cv2.imwrite('mask.jpg', mask)
cv2.waitKey(0)
if __name__ == '__main__':
main()
后語(yǔ)
今天就說(shuō)到這里，小釗平時(shí)工作 996 非常忙（人家高薪哇阿逃，酸溜溜）铭拧，以下奉上我的公眾號(hào)二維碼，對(duì) Python 恃锉、算法有興趣的可以關(guān)注一下搀菩。我會(huì)不定時(shí)邀請(qǐng)小釗 摳腳大漢 嵌入一下計(jì)算機(jī)視覺(jué)方面的知識(shí)，如果你想撩小釗也可以加他微信：qq584688538破托，可以躺下慢慢培養(yǎng)感情肪跋。
最后發(fā)個(gè)通告，因原「 和辽埃花打印店」公號(hào)擁有者州既，也就是小釗無(wú)暇維護(hù)公眾號(hào)，以后所有技術(shù)萝映、非技術(shù)的文章都將都由我這個(gè)優(yōu)秀的廢人來(lái)繼續(xù)維護(hù)吴叶。恰逢畢業(yè)季，最后放上一張我們大學(xué)時(shí)經(jīng)營(yíng)的打印店的公號(hào)序臂，紀(jì)念一下屬于我們的青春：畢業(yè)了蚌卤，從海花打印店轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)。
PS：昨天高考放榜咸灿，馬上就要填志愿了，我也幫不了你們什么大忙侮叮，我只知道廣東海洋大學(xué)牛逼
PPS：祝愿在校的畢業(yè)快樂(lè)避矢，工作的搬磚快樂(lè)，在校的朋友囊榜，我們?cè)诠さ氐饶銈儭?/p>
