Raspberry Pi 研習營

CAVE Education

徐豐智

E-mail:jesusvictory777@cavedu,com

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Session 5: 用視覺程式庫偵測彩色物件

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OpenCV

• 環境設定

• 更多簡單的範例–讀圖&高斯模糊

–開啟攝影機

• OpenCV專案–影像差異

–歷史移動影像

–背景相減

–人臉偵測

關於OpenCV

• OpenCV（開放原始碼之電腦視覺）主要是針對在及時計算機視覺庫的一種編程功能。– 人機介面(HCI)– 物體識別– 切割辨識– 人臉辨識– 手勢辨識– 移動偵測– 動作認知– 場景重構(Structure From Motion)– 立體聲和多台攝影機校準及深度計算– 移動機器人.

首先準備

• 裝備視覺函式庫opencv

• 包含opencv函式庫的Rpi主程式

– Raspbian openCV img檔下載

• 裝備攝影機webcam

–確認安裝資料夾

– $cd /dev

– $ls

–尋找video05

自行安裝視覺函式庫

• 已燒錄rpiopencv.img的SD卡，請跳過此頁

– $sudo apt-get update

• 安裝轉譯程式

– $sudo apt-get install build-essential

• 聲音與影像的編碼和解碼

– $sudo apt-get install libavformat

• 聲音與影像的轉碼

– $sudo apt-get install ffmpeg

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自行安裝視覺函式庫

• 已燒錄rpiopencv.img的SD卡，請跳過此頁

• Opencv基本函式庫

– $sudo apt-get install libcv2.3 libcvaux2.3 libhighgui2.3

• Opencv-python版套件

– $sudo apt-get install python-opencv

• Opencv技術文件

– $sudo apt-get install opencv-doc

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自行安裝視覺函式庫

• 已燒錄rpiopencv.img的SD卡，請跳過此頁

• 顯示更多用來編譯opencv的開發工具

– $sudo apt-get install libcvaux-dev

• 顯示opencv標頭檔和靜態資料庫

– $sudo apt-get install libcv-dev

• 另一個顯示opencv標頭檔和靜態資料庫

– $sudo apt-get install libhighgui-dev

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Opencv開啟攝影機

• Rpi檔案路徑:sudo python camera.py

– /home/pi/opencv2.4.9/samples/python/camera.py

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camera.py

• import cv2.cv as cv:匯入opencv資料庫

• import time:匯入時間資料庫

• 1、cv.NamedWindow(“camera”, 1):建立一個展示畫面的視窗

• 2、capture = cv.CaptureFromCAM(0):建立攝影機與畫面的結構

• 3、cv.SetCaptureProperty(capture, 3, 360):設定畫面寬度

• 4、cv.SetCaptureProperty(capture, 4, 240):設定高度

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camera.py

• while True: #建立顯示畫面的迴圈

• img = cv.QueryFrame(capture)#捕捉畫面並儲存於img

• cv.ShowImage(“camera”, img)#將img定位於視窗

• if cv.WaitKey(10) == 27#按下ESC鍵結束

• break

• cv.DestroyAllWindows()

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偵測彩色物件

• camera2.py，或在camrea.py增加指令

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camera2.py(從camera.py修改)

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camera2.py

• cv.Smooth(img,img,cv.CV_BLUR,3)#將圖像平滑化，去除較大的偏差

• hue_img = cv.CreateImage(cv.GetSize(img), 8, 3)#產生一個預設畫面，可以保存下面程式的色調

• cv.CvtColor(img,hue_img, cv.CV_BGR2HSV)#儲存色度、彩度、亮度畫面

• threshold_img = cv.CreateImage(cv.GetSize(hue_img), 8, 1)#再建立一個黑白畫面、將非特定顏色設為黑色

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camera2.py

• cv.InRangeS(hue_img, (38,120,60),(75, 255, 255), threshold_img)

– #將(38,120,60),(75, 255, 255)為特定顏色的彩色範圍

– #Python: cv.InRangeS(src, lower, upper, dst)

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圖像平滑化演算

• CV_BLUR_NO_SCALE

• CV_BLUR

• CV_GAUSSIAN

• CV_MEDIAN

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平滑化是什麼?

• 原圖 使用濾鏡

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平滑化是什麼?

• 銳利化的結果比較

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平滑化是什麼?

• SIZE是什麼?

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高斯矩陣範例

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中值濾波器

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HSL與HSV色彩空間(wiki)

• HSL

• Hue，Saturation，Lightness

• HSV、HSB

• Hue, Saturation, Value

• Hue, Saturation, Brightness

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HSL與HSV色彩空間(wiki)

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HSL與HSV色彩空間(wiki)

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• 使用色度偵測色彩教學:

• http://www.shervinemami.info/colorConversion.html

• 查詢RGB、HSV、HEX數值

• http://www.colorspire.com/

•

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在周圍畫上綠色框線

• 下載camera3.py，或在camrea2.py修改

• 網址:

– https://sites.google.com/a/cavedu.com/www/file

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camera3.py(修改camera2.py)

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camera3.py(程式碼)

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camera3.py

• storage = cv.CreateMemStorage(0)

• #建立操控畫面的記憶體空間

• contour = cv.FindContours(threshold_img, storage, cv.CV_RETR_CCOMP, cv.CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE)

• #尋找在臨界門檻值內的區塊

• points = [] #建立保存不同色點的陣列

• while contour: #檢查所有迴圈內的輪廓

• rect = cv.BoundingRect(list(contour))

• #對彩色區塊建立一個封閉的長方形

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camera3.py

• contour = contour.h_next() #為下一個輪廓準備

• size = (rect[2]*rect[3])

• #計算長方形的面積

• if size>100: #大小大於100像素

• pt1=(rect[0],rect[1])

• #長方形左側X、Y座標

• pt2=(rect[0]+rect[2],rect[1]+rect[3])

• cv.Rectangle(img, pt1, pt2, (38, 160 ,60))

• #在指定的位置上畫一個長方形

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