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【OpenCV】图像代数运算：平均值去噪，减去背景

發布時間：2023/11/27 生活经验 40 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了【OpenCV】图像代数运算：平均值去噪，减去背景小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

代數運算，就是對兩幅圖像的點之間進行加、減、乘、除的運算。四種運算相應的公式為：

代數運算中比較常用的是圖像相加和相減。圖像相加常用來求平均值去除addtive噪聲或者實現二次曝光（double-exposure）。圖像相減用于減去背景或周期噪聲，污染等。

圖像相加

OpenCV中提供了相加的函數 [cpp]?view plaincopy

void?cvAcc(???
???????????const?CvArr*?image,//輸入圖像??
???????????CvArr*?sum,??//累積圖像???
???????????const?CvArr*?mask=NULL//可選的運算??
?);??

我們還需要用到一個線性變換轉換函數來對相加的結果求平均 [cpp]?view plaincopy

void?cvConvertScale(???
????????const?CvArr*?src,?//輸入數組??
????????CvArr*?dst,//輸出數組??
????????double?scale=1,//比例??
????????double?shift=0?//縮放比例，可選??
);??
#define?cvCvtScale?cvConvertScale??
#define?cvScale??cvConvertScale??
#define?cvConvert(?src,?dst?)??cvConvertScale(?(src),?(dst),?1,?0?)??

實踐：平均值去噪

我們用NASA的一段幸運團的視頻做實驗，截取視頻的某幾個連續幀求平均值： [cpp]?view plaincopy

int?main()??
{??
????CvCapture*?capture=cvCaptureFromFile("media.avi");??
????IplImage*?frame=??NULL;??
????IplImage?*?imgsum?=NULL;??
??????
????int?start=301;??
????int?end=304;??
????cvSetCaptureProperty(capture,?CV_CAP_PROP_POS_FRAMES,?start);??
??????
????int?count?=?start;??
????while(?cvGrabFrame(capture)?&&?count?<=?end?)??
????{??
????????frame?=?cvRetrieveFrame(capture);//?獲取當前幀??
????????if(imgsum==NULL){??
????????????imgsum=cvCreateImage(cvGetSize(frame),IPL_DEPTH_32F,3);??
????????????cvZero(imgsum);??
????????}??
????????cvAcc(frame,imgsum);??
??
????????char?testname[100];??
????????sprintf(testname,"%s%d%s","image",count,".jpg");??
????????cvShowImage(testname,frame);??
????????cvSaveImage(testname,frame);??
??????????
????????count++;??
????}??
????IplImage?*?imgavg?=?cvCreateImage(cvGetSize(frame),IPL_DEPTH_8U,3);??
????cvConvertScale(imgsum,imgavg,1.0/4.0);??
??????
????cvShowImage("imageavg",imgavg);??
????cvSaveImage("imageavg_4.jpg",imgavg);??
??????
????cvWaitKey(0);??
????cvReleaseCapture(&capture);??
????return?0;??
}??

以下從左到右分別是連續兩幀、四幀、八幀、十六幀求均值的結果： ? ?
? ?

實踐：圖像二次曝光

曝光和去噪是一樣的，也是對幾幅圖像求平均 [cpp]?view plaincopy

//通過求平均二次曝光??
int?main()??
{??
????IplImage*?image1=??cvLoadImage("psu3.jpg");??
????IplImage*?image2=??cvLoadImage("psu4.jpg");??
??????
????IplImage?*?imgsum?=cvCreateImage(cvGetSize(image1),IPL_DEPTH_32F,3);??
????cvZero(imgsum);??
????cvAcc(image1,imgsum);??
????cvAcc(image2,imgsum);??
??
????IplImage?*?imgavg?=?cvCreateImage(cvGetSize(image1),IPL_DEPTH_8U,3);??
????cvConvertScale(imgsum,imgavg,1.0/2.0);??
??
????cvShowImage("imageavg",imgavg);??
????cvSaveImage("avg.jpg",imgavg);??
??
????cvWaitKey(0);??
????cvReleaseImage(&image1);??
????cvReleaseImage(&image2);??
????cvReleaseImage(&imgsum);??
????cvReleaseImage(&imgavg);??
????return?0;??
}??

下圖是對同學街舞截圖的“二次曝光”效果：

圖像相減

OpenCV中用cvAbsDiff函數計算兩數組的差的絕對值 [cpp]?view plaincopy

void?cvAbsDiff(???
????????const?CvArr*?src1,//第一個輸入數組??
????????const?CvArr*?src2,//第二個輸入數組??
????????CvArr*?dst//輸出數組??
);??

實踐：減去背景

減去背景是通過兩幅圖像代數相減，可以判斷出前景區域和運動區域，這是最簡單（很多時候也是效果很好的）運動檢測方法。 [cpp]?view plaincopy

//減去背景??
int?main()??
{??
????IplImage*?pFrame?=?NULL;???
????IplImage*?pFrImg?=?NULL;??
????IplImage*?pBkImg?=?NULL;??
??
????CvMat*?pFrameMat?=?NULL;??
????CvMat*?pFrMat?=?NULL;??
????CvMat*?pBkMat?=?NULL;??
??
????CvCapture*?pCapture?=?NULL;??
??
????int?nFrmNum?=?0;??
??
????//創建窗口??
????cvNamedWindow("video",?1);??
????cvNamedWindow("background",1);??
????cvNamedWindow("foreground",1);??
??
????pCapture?=?cvCaptureFromFile("media.avi");??
????while(pFrame?=?cvQueryFrame(?pCapture?))??
????{??
????????nFrmNum++;??
??
????????//如果是第一幀，需要申請內存，并初始化??
????????if(nFrmNum?==?1)??
????????{??
????????????pBkImg?=?cvCreateImage(cvSize(pFrame->width,?pFrame->height),??IPL_DEPTH_8U,1);??
????????????pFrImg?=?cvCreateImage(cvSize(pFrame->width,?pFrame->height),??IPL_DEPTH_8U,1);??
??
????????????pBkMat?=?cvCreateMat(pFrame->height,?pFrame->width,?CV_32FC1);??
????????????pFrMat?=?cvCreateMat(pFrame->height,?pFrame->width,?CV_32FC1);??
????????????pFrameMat?=?cvCreateMat(pFrame->height,?pFrame->width,?CV_32FC1);??
??
????????????//轉化成單通道圖像再處理??
????????????cvCvtColor(pFrame,?pBkImg,?CV_BGR2GRAY);??
????????????cvCvtColor(pFrame,?pFrImg,?CV_BGR2GRAY);??
??
????????????cvConvert(pFrImg,?pFrameMat);??
????????????cvConvert(pFrImg,?pFrMat);??
????????????cvConvert(pFrImg,?pBkMat);??
????????}??
????????else??
????????{??
????????????cvCvtColor(pFrame,?pFrImg,?CV_BGR2GRAY);??
????????????cvConvert(pFrImg,?pFrameMat);??
????????????//當前幀跟背景圖相減??
????????????cvAbsDiff(pFrameMat,?pBkMat,?pFrMat);??
????????????//二值化前景圖??
????????????cvThreshold(pFrMat,?pFrImg,?60,?255.0,?CV_THRESH_BINARY);??
????????????//更新背景??
????????????cvRunningAvg(pFrameMat,?pBkMat,?0.003,?0);??
????????????//將背景轉化為圖像格式，用以顯示??
????????????cvConvert(pBkMat,?pBkImg);??
??
????????????cvShowImage("video",?pFrame);??
????????????cvShowImage("background",?pBkImg);??
????????????cvShowImage("foreground",?pFrImg);??
??
????????????if(?cvWaitKey(2)?>=?0?)??
????????????????break;??
????????}??
????}??
????cvDestroyWindow("video");??
????cvDestroyWindow("background");??
????cvDestroyWindow("foreground");??
????cvReleaseImage(&pFrImg);??
????cvReleaseImage(&pBkImg);??
????cvReleaseMat(&pFrameMat);??
????cvReleaseMat(&pFrMat);??
????cvReleaseMat(&pBkMat);??
????cvReleaseCapture(&pCapture);??
????return?0;??
}??

效果圖：

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實驗代碼及視頻下載：http://download.csdn.net/detail/xiaowei_cqu/4335573

轉載于:https://www.cnblogs.com/alan666/p/8312343.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【OpenCV】图像代数运算：平均值去噪，减去背景的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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