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ViBe算法是一种高效的像素级视频背景建模和前景检测算法。以下是对该算法的详细介绍#xff1a;
一、算法原理
ViBe算法的核心思想是通过为每个像素点存储一个样本集#xff0c;利用该样本集与当前像素值进行比较#xff0c;从而判断该像素是否属于背景…【vibe算法介绍】
ViBe算法是一种高效的像素级视频背景建模和前景检测算法。以下是对该算法的详细介绍
一、算法原理
ViBe算法的核心思想是通过为每个像素点存储一个样本集利用该样本集与当前像素值进行比较从而判断该像素是否属于背景。算法的主要步骤包括背景模型的初始化、前景检测过程和背景模型的更新方法。
背景模型的初始化 在初始时刻如第一帧图像为每个像素点随机选择其邻域像素的像素值作为背景模型的样本值。这样可以确保背景模型在开始时即具有一定的鲁棒性。前景检测过程 对于后续的图像序列算法会将每个新的像素值与背景模型中的样本进行比较。如果新像素值与背景模型中的样本值差异小于预设的阈值则该像素被判定为背景否则被判定为前景。背景模型的更新方法 ViBe算法的更新策略具有时间和空间上的随机性。在时间随机性方面算法会随机选择一个背景模型进行更新以模拟像素值随时间变化的不确定性。在空间随机性方面算法会在被判定为背景的像素点的邻域中随机选择一个像素值来更新背景模型以模拟像素值在空间上的变化。
二、算法优点
内存占用少由于每个像素只需存储一个样本集因此内存占用较少。性能优越算法的性能优于混合高斯、参数化方法等传统方法尤其在处理动态背景时表现出色。无参数法算法无需手动调整参数可以直接应用于各种场景。抗噪能力强由于采用随机更新策略算法对噪声具有较强的鲁棒性。
三、算法挑战与限制
Ghost区域在某些情况下算法可能会出现误检将前景物体误判为背景形成所谓的“Ghost”区域。环境变化适应性算法需要能够适应环境的变化如光照变化、相机抖动等。密集物体检测对于图像中密集出现的物体如树叶、树干等算法的检测效果可能受到一定影响。
综上所述ViBe算法是一种高效、鲁棒的像素级视频背景建模和前景检测算法具有广泛的应用前景。然而在实际应用中仍需注意其挑战与限制并进行相应的优化和改进。
【sort track算法介绍】
SORTSimple Online and Realtime Tracking算法是一种简单、高效且实用的多目标跟踪算法。以下是对SORT算法的介绍内容将按照清晰的格式分点表示并尽可能参考文章中的相关数字和信息
一、算法概述
全称Simple Online and Realtime TrackingSORT特点简单、高效、实时性强应用领域适用于各种需要实时多目标跟踪的场景如监控视频分析、自动驾驶汽车感知、无人机追踪等
二、算法原理
1. 核心组件
卡尔曼滤波用于预测目标在下一帧中的位置。卡尔曼滤波基于前一帧的目标位置和速度来预测当前帧的目标位置并基于测量值即检测到的目标位置来更新预测值以达到更精确的估计。匈牙利算法用于解决数据关联问题即确定前后两帧中真正匹配的目标。匈牙利算法通过计算前后两帧目标之间的相似度矩阵并求解该矩阵来找到最佳匹配。
2. 工作流程
目标检测使用目标检测器如Faster R-CNN在每一帧中检测目标得到目标框Detections。预测使用卡尔曼滤波器预测当前帧的轨迹Tracks。匹配将目标框Detections和轨迹Tracks进行IOUIntersection over Union匹配。匹配结果分为三种 Matched Track成功匹配的目标和轨迹。Unmatched Tracks未能成功匹配的目标轨迹被认为是失配。如果失配持续了T次T是一个预设的阈值该目标ID将从待跟踪目标中删除。Unmatched Detections未能成功匹配到轨迹的目标框需要为其分配一个新的轨迹。更新卡尔曼滤波根据匹配的轨迹状态预测下一帧的目标框状态并更新所有轨迹的状态。
三、算法特点
实时性强由于算法复杂度低SORT算法可以实现高速跟踪据参考文章所述追踪器可以实现260Hz的速度。简单易用代码结构清晰依赖库少便于理解和集成到其他项目中。兼容性强可在Windows和Linux环境下运行适用范围广。灵活性提供参数调整适应不同场景的需求。
四、优缺点
优点 速度快处理速度快适用于实时应用。准确性高在没有遮挡的情况下准确性较高。缺点 对遮挡处理不足当目标被遮挡时ID切换次数较高可能导致跟踪不准确。未考虑目标外观特征仅使用检测框的位置和大小进行目标匹配未考虑目标的外观特征。
五、总结
SORT算法以其简单、高效和实时性强的特点在多目标跟踪领域具有广泛的应用前景。然而在实际应用中仍需注意其处理遮挡和目标外观特征方面的限制并根据具体需求进行相应的优化和改进。
【测试环境】
vs2019
opencv4.8.0
x64 release(Debug暂时没测试通过)
【部分实现源码】
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include tracker.hpp
#include trajectory.hpp
#include utils.hpp
#include vibe_sequential.hpp
#include array
#include chrono
#include cmath
#include cstddef
#include cstdio
#include cstdlib
#include memory
#include opencv2/core.hpp
#include opencv2/imgcodecs.hpp
#include opencv2/imgproc.hpp
#include opencv2/highgui.hpp
#include stdexcept
#include string
#include string_view
#include thread
using namespace std;
using namespace cv;
int main(int argc, char* argv[]) {int maxNumBlobs 64;VideoCapture capture(test.mp4);if (!capture.isOpened())return -1;double fps capture.get(cv::CAP_PROP_FPS); // 帧率int width capture.get(cv::CAP_PROP_FRAME_WIDTH); // 视频帧宽度int height capture.get(cv::CAP_PROP_FRAME_HEIGHT); // 视频帧高度// Create vibe algorithm instanceauto vibe std::make_uniqueViBeSequential(height, width, 14, 20, 2, 5);// Create tracker instanceauto tracker std::make_uniqueSortTracker(3, 3);auto detections std::vectorcv::Rect2f(8);cv::Mat fgMask(height, width, CV_8U);cv::Mat updateMask(height, width, CV_8U);cv::Mat fgBlobLabels(height, width, CV_32S);cv::Mat fgBlobCentroids(64, 2, CV_64F);cv::Mat fgBlobStats(64, 5, CV_32S);// Prepare structure elements for morphological filteringcv::Mat se3x3 cv::getStructuringElement(cv::MORPH_ELLIPSE, { 3, 3 });cv::Mat se5x5 cv::getStructuringElement(cv::MORPH_ELLIPSE, { 5, 5 });cv::Mat se7x7 cv::getStructuringElement(cv::MORPH_ELLIPSE, { 7, 7 });// Prepare runtime measurementauto tm cv::TickMeter();while (true){Mat frame;capture frame; // 从相机读取新一帧if (frame.empty()){break;}/* Segmentation and update. */tm.reset();tm.start();// Run background segmentation with ViBevibe-segment(frame, fgMask);// Process update maskcv::morphologyEx(fgMask, updateMask, cv::MORPH_OPEN, se3x3);// Update ViBevibe-update(frame, updateMask);// Post-processing on foreground maskcv::morphologyEx(fgMask, fgMask, cv::MORPH_OPEN, se3x3);cv::morphologyEx(fgMask, fgMask, cv::MORPH_CLOSE, se5x5);tm.stop();double vibeProcessTimeMs tm.getTimeMilli();// Find all connected componentsint numFgBlobs cv::connectedComponentsWithStats(fgMask, fgBlobLabels, fgBlobStats, fgBlobCentroids);if (numFgBlobs maxNumBlobs) {// Too many blobs, consider this frame invalidtracker-clear();continue;}detections.clear();for (int i 1; i numFgBlobs; i) {auto* blobStat fgBlobStats.ptrint(i);int x blobStat[cv::CC_STAT_LEFT] - 6;int y blobStat[cv::CC_STAT_TOP] - 6;int w blobStat[cv::CC_STAT_WIDTH] 12;int h blobStat[cv::CC_STAT_HEIGHT] 12;// int a blobStat[cv::CC_STAT_AREA];// Add new bboxdetections.emplace_back(x, y, w, h);// auto color colors.row(i % colors.rows);cv::rectangle(frame, { x, y, w, h }, { 255, 50, 0 }, 1);}tm.reset();tm.start();// Update tracker with newly detected bboxestracker-update(detections, frame);tm.stop();double trackingTimeMs tm.getTimeMilli();std::arraychar, 64 str;std::sprintf(str.data(),[PROCESS TIME] ViBe: %.2f ms, Tracking: %.2f,vibeProcessTimeMs,trackingTimeMs);// Draw process time measurement result on current framecv::putText(frame,str.data(),{ 12, 30 },cv::FONT_HERSHEY_SIMPLEX,0.5,{ 0, 0, 255 },1,cv::LINE_AA);cv::imshow(frame, frame);cv::imshow(fgmask, fgMask);cv::imshow(update mask, updateMask);if (char(waitKey(2)) q){break;}}capture.release();cv::destroyAllWindows();}
【效果展示】 【视频演示】
基于Copencv结合vibe和sort tracker实现高空抛物实时检测_哔哩哔哩_bilibili【测试环境】vs2019opencv4.8.0x64 release(Debug暂时没测试通过)更多信息参考博文blog.csdn.net/FL1623863129/article/details/139493227, 视频播放量 6、弹幕量 0、点赞数 0、投硬币枚数 0、收藏人数 0、转发人数 0, 视频作者 未来自主研究中心, 作者简介 未来自主研究中心相关视频基于onnx模型加密与解密深度学习模型保护方法介绍使用纯opencv部署yolov8目标检测模型onnxC版本yolov8的onnx模型加密方法保护自己模型和版权将yolov8封装成一个类几行代码完成语义分割任务使用C#的winform部署yolov8的onnx实例分割模型使用C#调用libotrch-yolov5模型实现全网最快winform目标检测Python自动答题脚本刷题100%正确率附源码可刷课期末再也不用担心挂科了Python教程Python入门编程入门爬虫代码Python基础安装C#调用yolov7进行目标检测winform开发基于yolov8官方目标追踪botsort和bytetrack源码开发视频演示使用C#部署openvino-yolov5s模型https://www.bilibili.com/video/BV1zD421g7zR/?vd_source989ae2b903ea1b5acebbe2c4c4a635ee
【源码下载地址】https://download.csdn.net/download/FL1623863129/89403409
