目标
- 本节将要学习 OpenCV 中的背景减除方法
基础
在很多基础应用中背景检出都是一个非常重要的步骤。 例如顾客统计，使用一个静态摄像头来记录进入和离开房间的人数， 或者是交通摄像头，需要提取交通工具的信息等。 在所有的这些例子中，首先要将人或车单独提取出来。 技术上来说，需要从静止的背景中提取移动的前景。
如果有一张背景（仅有背景不含前景）图像， 比如没有顾客的房间，没有交通工具的道路等，那就好办了。 只需要在新的图像中减去背景就可以得到前景对象了。 但是在大多数情况下，没有这样的（背景）图像， 所以需要从有的图像中提取背景。 如果图像中的交通工具还有影子的话，那这个工作就更难了， 因为影子也在移动，仅仅使用减法会把影子也当成前景。 真是一件很复杂的事情。
为了实现这个目的科学家们已经提出了几种算法。 OpenCV 中已经包含了其中三种比较容易使用的方法。 一个一个学习一下吧。
BackgroundSubtractorMOG
这是一个以混合高斯模型为基础的前景/背景分割算法。 它是 P.KadewTraKuPong和 R.Bowden 在 2001 年提出的。 它使用 K（K=3 或 5）个高斯分布混合对背景像素进行建模。 使用这些颜色（在整个视频中）存在时间的长短作为混合的权重。 背景的颜色一般持续的时间最长，而且更加静止。 一个像素怎么会有分布呢？在 x，y 平面上一个像素就是一个像素没有分布， 但是现在讲的背景建模是基于时间序列的， 因此每一个像素点所在的位置在整个时间序列中就会有很多值， 从而构成一个分布。
在编写代码时，需要使用函数： cv2.createBackgroundSubtractorMOG() 创建一个背景对象。
这个函数有些可选参数，比如要进行建模场景的时间长度，高斯混合成分的数量，阈值等。
将他们全部设置为默认值。
然后在整个视频中是需要使用 backgroundsubtractor.apply() 就可以得到前景的掩模了。
下面是一个简单的例子：
In [1]:
import numpy as np
import cv2
cap = cv2.VideoCapture('vtest.avi')
fgbg = cv2.createBackgroundSubtractorMOG()
while(1):
ret, frame = cap.read()
fgmask = fgbg.apply(frame)
cv2.imshow('frame',fgmask)
k = cv2.waitKey(30) & 0xff
if k == 27:
break
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()
[ WARN:0@0.009] global ./modules/videoio/src/cap_gstreamer.cpp (1127) open OpenCV | GStreamer warning: Error opening bin: unexpected reference "vtest" - ignoring [ WARN:0@0.009] global ./modules/videoio/src/cap_gstreamer.cpp (862) isPipelinePlaying OpenCV | GStreamer warning: GStreamer: pipeline have not been created [ERROR:0@0.014] global ./modules/videoio/src/cap.cpp (164) open VIDEOIO(CV_IMAGES): raised OpenCV exception: OpenCV(4.6.0) ./modules/videoio/src/cap_images.cpp:253: error: (-5:Bad argument) CAP_IMAGES: can't find starting number (in the name of file): vtest.avi in function 'icvExtractPattern'
--------------------------------------------------------------------------- AttributeError Traceback (most recent call last) Cell In [1], line 6 2 import cv2 4 cap = cv2.VideoCapture('vtest.avi') ----> 6 fgbg = cv2.createBackgroundSubtractorMOG() 8 while(1): 9 ret, frame = cap.read() AttributeError: module 'cv2' has no attribute 'createBackgroundSubtractorMOG'
In [1]:
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Mon Jan 27 18:16:29 2014
@author: duan
"""
import numpy as np
import cv2
cap = cv2.VideoCapture('vtest.avi')
fgbg = cv2.createBackgroundSubtractorMOG2()
while(1):
ret, frame = cap.read()
fgmask = fgbg.apply(frame)
cv2.imshow('frame',fgmask)
k = cv2.waitKey(30) & 0xff
if k == 27:
break
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()
[ WARN:0@0.009] global ./modules/videoio/src/cap_gstreamer.cpp (1127) open OpenCV | GStreamer warning: Error opening bin: unexpected reference "vtest" - ignoring [ WARN:0@0.009] global ./modules/videoio/src/cap_gstreamer.cpp (862) isPipelinePlaying OpenCV | GStreamer warning: GStreamer: pipeline have not been created [ERROR:0@0.015] global ./modules/videoio/src/cap.cpp (164) open VIDEOIO(CV_IMAGES): raised OpenCV exception: OpenCV(4.6.0) ./modules/videoio/src/cap_images.cpp:253: error: (-5:Bad argument) CAP_IMAGES: can't find starting number (in the name of file): vtest.avi in function 'icvExtractPattern'
--------------------------------------------------------------------------- error Traceback (most recent call last) Cell In [1], line 25 21 ret, frame = cap.read() 23 fgmask = fgbg.apply(frame) ---> 25 cv2.imshow('frame',fgmask) 27 k = cv2.waitKey(30) & 0xff 29 if k == 27: error: OpenCV(4.6.0) ./modules/highgui/src/window.cpp:967: error: (-215:Assertion failed) size.width>0 && size.height>0 in function 'imshow'
In [2]:
import numpy as np
import cv2
cap = cv2.VideoCapture('vtest.avi')
fgbg = cv2.createBackgroundSubtractorMOG2()
while(1):
ret, frame = cap.read()
fgmask = fgbg.apply(frame)
cv2.imshow('frame',fgmask)
k = cv2.waitKey(30) & 0xff
if k == 27:
break
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()
[ WARN:0@28.372] global ./modules/videoio/src/cap_gstreamer.cpp (1127) open OpenCV | GStreamer warning: Error opening bin: unexpected reference "vtest" - ignoring [ WARN:0@28.372] global ./modules/videoio/src/cap_gstreamer.cpp (862) isPipelinePlaying OpenCV | GStreamer warning: GStreamer: pipeline have not been created [ERROR:0@28.372] global ./modules/videoio/src/cap.cpp (164) open VIDEOIO(CV_IMAGES): raised OpenCV exception: OpenCV(4.6.0) ./modules/videoio/src/cap_images.cpp:253: error: (-5:Bad argument) CAP_IMAGES: can't find starting number (in the name of file): vtest.avi in function 'icvExtractPattern'
--------------------------------------------------------------------------- error Traceback (most recent call last) Cell In [2], line 13 9 ret, frame = cap.read() 11 fgmask = fgbg.apply(frame) ---> 13 cv2.imshow('frame',fgmask) 14 k = cv2.waitKey(30) & 0xff 15 if k == 27: error: OpenCV(4.6.0) ./modules/highgui/src/window.cpp:967: error: (-215:Assertion failed) size.width>0 && size.height>0 in function 'imshow'
