运动目标检测 之 GMM背景模型算法
2024-07-04 03:54:20
综述
单高斯背景建模是一种基于像素样本统计信息的背景表示方法，它是根据视频中的每个像素在时域上的概率统计信息(均值/方差)来构建各个像素的颜色分布模型，依次来达到背景建模的目的。背景建模完成后，使用统计差分进行目标像素判断以达到对前景目标的检测，同时用目标像素不断更新背景模型以实现对动态背景的建模拟合。
混合高斯背景模型是有限个单高斯分布的加权和，它能描述像素的多峰状态，适用于对光照渐变、树木摇摆等复杂背景进行准确建模。所谓多峰状态就是在同一时间段内，由于场景的复杂性某个像素点存在多个背景状态，比如树木摇摆的某个像素点，在树枝覆盖了这个像素点时它的像素点值（R：35，G：45，B：65），在下帧图像中树枝由于风吹没有覆盖这个像素点时它的值为（R：135，G：200，B：35），对这个像素来说它有这两种背景状态，在视频中很多帧图像的时序上来说，这个像素点不停的出现这两种状态，就呈现了一个多峰的背景分布模型。
高斯背景模型中，认为像素之间的颜色信息互不相关，对各像素点的处理都是相互独立的。对于视频图像中的每一个像素点，其值在序列图像中的变化可看作是不断产生像素值的随机过程，即用高斯分布来描述每个像素点的颜色呈现规律(多峰/单峰)。
原理
在混合高斯背景模型维护中，场景中的一个像素值的混合高斯模型我们假设它有K个高斯分布组成，那么在图像中像素j在时刻t取值为 的概率为：
其中表示t时刻像素j的混合高斯模型中第i个高斯分布的权重，满足：
其中
表示 第i个高斯成分的均值
是协方差：
，其中
是标准差，I是单位矩阵
为高斯概率密度函数：
算法逻辑
1、初始化：取视频第一帧图像中每个像素的值来对各自混合高斯模型中K个单高斯分布的均值赋值，对K个单高斯分布的方差赋值为，对这K个高斯分布权重初始化为
2、在视频流中每帧新图像每个像素值与当前像素的K个单高斯模型逐个进行比较，判断
是否与高斯模型的均值的偏差在一定范围内
其中，是标准差的倍数，
表示前一时刻，在视频流里就是前一帧
3、如果符合上述公式则这个像素值符合这个单高斯背景要求是某个K个模型中某个单高斯背景点，否则是这个单高斯的前景点
4、如果像素点与某一高斯模式匹配，那么这个高斯模式假设是第i个模式的参数更新如下：
5、如果第二步中没有任何模式匹配，则这个像素对应的K个高斯模式中的最小的被替换，替换的模式的均值为，方差为
，权重为
6、跳出模式的遍历循环后，各个模式的权值按如下公式更新，
其中，学习速率，对于匹配的模式
不匹配的模式
，然后对各模式权重归一化
7、各个模式根据的值降序排列，权重大，标准差小的模式排在前面
8、排序完成后，取前个高斯模型作为整个混合高斯模型的背景分布，要求就是，这
个高斯的权重累加起来的和大于一定阈值：
其中：T是人为设定的阈值，k是表示几个高斯模型。
9、结合第3步与第8步，将第3步判断中，如果一个像素相对于第8步中的k个高斯分布来说都是前景点的话，就认为这个像素点是目标检测的目标的一个像素点，将所有这样的像素点组合起来形成前景目标，实现视频目标检测。
算法源码
.h文件
#ifndef OBJDET_INNERHEAD_H
#define OBJDET_INNERHEAD_H#ifdef __cplusplus
extern "C"{
#endif#include "ObjDet_Interface.h"//#define OD_EXE_DSP#ifdef OD_EXE_DSP#else
#define OD_VIBE
#endif#define IN
#define OUT
#define INOUT#define OBJ_WH_MIN 32 /*目标宽高最低值*/
#define OBJ_WH_MAX 128 /*目标宽高最大值*/#define ALIGN_1(a) ((0 == a % 8) ? (a) : (((a + 8)>>3)<<3))
#define ALIGN_2(a) ((0 == a % 16) ? (a) : (((a + 16)>>4)<<4))
#define ALIGN_3(a) ((0 == a % 32) ? (a) : (((a + 32)>>5)<<5))#define FLTMAX(a, b) ((a > b) ? (a) : (b))
#define FLTMIN(a, b) ((a < b) ? (a) : (b))
#define MEDINCHAR(x) (((x) < 0 ? 0 : ((x) > 255 ? 255 : (x))))#define SWAP_VALUE(A, B) {int tmpSwap;tmpSwap=A; A=B; B=tmpSwap;}#define DIFABS(a, b) ((a > b) ? (a - b) : (0))typedef unsigned char U8;
typedef unsigned short U16;
typedef unsigned int U32;
#ifdef CHIP_DM6467
typedef unsigned long long U64;
#else
typedef unsigned __int64 U64;
#endiftypedef signed char S8;
typedef signed short S16;
typedef signed int S32;
#ifdef CHIP_DM6467
typedef signed long long S64;
#else
typedef signed __int64 S64;
#endiftypedef float FL;
typedef double DB;
typedef void VD;typedef unsigned char * PU8;
typedef unsigned short * PU16;
typedef unsigned int * PU32;
#ifdef CHIP_DM6467
typedef unsigned long long * PU64;
#else
typedef unsigned __int64 * PU64;
#endiftypedef signed char * PS8;
typedef signed short * PS16;
typedef signed int * PS32;
#ifdef CHIP_DM6467
typedef signed long long * PS64;
#else
typedef signed __int64 * PS64;
#endiftypedef float * PFL;
typedef double * PDB;
typedef void * PVD;/*^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^函数结构体定义^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^*//*vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv函数结构体定义vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv*/
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
.c文件
#ifdef __cplusplus
extern "C"{
#endif#include "ObjDet_GmmHead.h"/*****************************************************************************函 数 名 : OD_GmmDestroy功能描述 : XXXX输入参数 : INOUT void **pWorkHandl 输出参数 : 无返 回 值 : 调用函数 : 被调函数 : 修改历史 :1.日 期 : 2015年2月23日作 者 : TL_ImgFIlter修改内容 : 新生成函数*****************************************************************************/
S32 OD_GmmDestroy(INOUT void **pWorkHandl)
{U8 ucModePtrIdx = 0;GMM_InnerInfoS *pstGmmInnerInfo = NULL;if(NULL == *pWorkHandl){return OD_RLT_NO;}pstGmmInnerInfo = (GMM_InnerInfoS *)(*pWorkHandl);pstGmmInnerInfo->uiGmmFrmNum = 0;pstGmmInnerInfo->stGmmAreaPosLTRB.usLftTopPotX = 0;pstGmmInnerInfo->stGmmAreaPosLTRB.usLftTopPotY = 0;pstGmmInnerInfo->stGmmAreaPosLTRB.usRgtBtmPotX = 0;pstGmmInnerInfo->stGmmAreaPosLTRB.usRgtBtmPotY = 0;pstGmmInnerInfo->usGmmImgWth = 0;pstGmmInnerInfo->usGmmImgHgt = 0;pstGmmInnerInfo->usGmmImgStp = 0;pstGmmInnerInfo->ucGmmImgChn = 0;if(NULL != pstGmmInnerInfo->pucModeNum){free(pstGmmInnerInfo->pucModeNum);pstGmmInnerInfo->pucModeNum = NULL;}if(NULL != pstGmmInnerInfo->pucRsltImg){free(pstGmmInnerInfo->pucRsltImg);pstGmmInnerInfo->pucRsltImg = NULL;}for(ucModePtrIdx = 0; ucModePtrIdx < GMM_MAX_NUM; ucModePtrIdx++){GMM_PixModeS * pstGrmmPixMode = pstGmmInnerInfo->apstGmmModeImg[ucModePtrIdx];if(NULL != pstGrmmPixMode){free(pstGrmmPixMode); pstGrmmPixMode = NULL;}}free(pstGmmInnerInfo);pstGmmInnerInfo = NULL;#ifdef GMM_DBGif(NULL != pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg){cvReleaseImage(&pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg);}cvDestroyWindow("GMM");#endif
}/*****************************************************************************函 数 名 : OD_GmmInitInterface功能描述 : XXXX输入参数 : IN OD_AreaPotPosS *pstGmmAreaPos IN unsigned int uiImgWth IN unsigned int uiImgHgt INOUT void **pWorkHandl 输出参数 : 无返 回 值 : 调用函数 : 被调函数 : 修改历史 :1.日 期 : 2015年2月23日作 者 : TL_ImgFIlter修改内容 : 新生成函数*****************************************************************************/
S32 OD_GmmInitInterface(IN OD_AreaPotPosS *pstGmmAreaPos,IN unsigned int uiImgWth,IN unsigned int uiImgHgt,INOUT void **pWorkHandl)
{S32 iRetOk = OD_RLT_OK;#ifndef OD_EXE_DSP{U8 ucModeIdx = 0;U32 uiGmmModeMemSize = 0;U16 usAreaGmmLftTopX = pstGmmAreaPos->usLftTopPotX;U16 usAreaGmmLftTopY = pstGmmAreaPos->usLftTopPotY;U16 usAreaGmmRgtBtmX = pstGmmAreaPos->usRgtBtmPotX;U16 usAreaGmmRgtBtmY = pstGmmAreaPos->usRgtBtmPotY;GMM_InnerInfoS *pstODGmmInnerS = (GMM_InnerInfoS *)(malloc(sizeof(GMM_InnerInfoS)));if(NULL == pstODGmmInnerS){return OD_RLT_NO;}memset(pstODGmmInnerS, 0, sizeof(GMM_InnerInfoS));usAreaGmmLftTopX = (0 != usAreaGmmLftTopX%2) ? (usAreaGmmLftTopX-1) : (usAreaGmmLftTopX);usAreaGmmLftTopY = (0 != usAreaGmmLftTopY%2) ? (usAreaGmmLftTopY-1) : (usAreaGmmLftTopY);usAreaGmmRgtBtmX = (0 != usAreaGmmRgtBtmX%2) ? (usAreaGmmRgtBtmX+1) : (usAreaGmmRgtBtmX);usAreaGmmRgtBtmY = (0 != usAreaGmmRgtBtmY%2) ? (usAreaGmmRgtBtmY+1) : (usAreaGmmRgtBtmY);usAreaGmmRgtBtmX = (uiImgWth == usAreaGmmRgtBtmX) ? (usAreaGmmRgtBtmX-2) : (usAreaGmmRgtBtmX);usAreaGmmRgtBtmY = (uiImgHgt == usAreaGmmRgtBtmY) ? (usAreaGmmRgtBtmY-2) : (usAreaGmmRgtBtmY); pstODGmmInnerS->stGmmAreaPosLTRB.usLftTopPotX = usAreaGmmLftTopX;pstODGmmInnerS->stGmmAreaPosLTRB.usLftTopPotY = usAreaGmmLftTopY;pstODGmmInnerS->stGmmAreaPosLTRB.usRgtBtmPotX = usAreaGmmRgtBtmX;pstODGmmInnerS->stGmmAreaPosLTRB.usRgtBtmPotY = usAreaGmmRgtBtmY;/*In Parameter Check*/pstODGmmInnerS->usGmmImgWth = DIFABS(usAreaGmmRgtBtmX, usAreaGmmLftTopX);pstODGmmInnerS->usGmmImgHgt = DIFABS(usAreaGmmRgtBtmY, usAreaGmmLftTopY);pstODGmmInnerS->usGmmImgStp = ALIGN_1(pstODGmmInnerS->usGmmImgWth);if(pstODGmmInnerS->usGmmImgWth > OD_AREA_WH_MAX ||pstODGmmInnerS->usGmmImgWth < OD_AREA_WH_MIN ||pstODGmmInnerS->usGmmImgHgt > OD_AREA_WH_MAX ||pstODGmmInnerS->usGmmImgHgt < OD_AREA_WH_MIN){printf("GMM_INIT_ERROR_WTH_HGT_WRN:%d %d\n", pstODGmmInnerS->usGmmImgWth, pstODGmmInnerS->usGmmImgHgt);/*这里有个销毁函数*/iRetOk = OD_GmmDestroy(pstODGmmInnerS);if(OD_RLT_NO == iRetOk){return iRetOk;}return OD_RLT_NO;}pstODGmmInnerS->usGmmWgtThr = 768; /*设为默认值0.75*1024*/pstODGmmInnerS->ucGmmImgChn = 3; /*设为默认值3*/pstODGmmInnerS->pucModeNum = (PU8)(malloc(pstODGmmInnerS->usGmmImgStp*pstODGmmInnerS->usGmmImgHgt*sizeof(U8)));if(NULL == pstODGmmInnerS->pucModeNum){return OD_RLT_NO;}pstODGmmInnerS->pucRsltImg = (PU8)(malloc(pstODGmmInnerS->usGmmImgStp*pstODGmmInnerS->usGmmImgHgt*sizeof(U8)*pstODGmmInnerS->ucGmmImgChn));if(NULL == pstODGmmInnerS->pucRsltImg){return OD_RLT_NO;}memset(pstODGmmInnerS->pucModeNum, 0, pstODGmmInnerS->usGmmImgStp*pstODGmmInnerS->usGmmImgHgt*sizeof(U8));memset(pstODGmmInnerS->pucRsltImg, 0, pstODGmmInnerS->usGmmImgStp*pstODGmmInnerS->usGmmImgHgt*sizeof(U8)*pstODGmmInnerS->ucGmmImgChn);uiGmmModeMemSize = (U32)(pstODGmmInnerS->usGmmImgStp * pstODGmmInnerS->usGmmImgHgt * sizeof(GMM_PixModeS));for(ucModeIdx = 0; ucModeIdx < GMM_MAX_NUM; ucModeIdx++){GMM_PixModeS * pstGrmmPixMode = (GMM_PixModeS *)(malloc(uiGmmModeMemSize));if(NULL == pstGrmmPixMode){iRetOk = OD_GmmDestroy(pstODGmmInnerS);if(OD_RLT_NO == iRetOk){return iRetOk;}return OD_RLT_NO;}pstODGmmInnerS->apstGmmModeImg[ucModeIdx] = pstGrmmPixMode;memset(pstGrmmPixMode, 0, uiGmmModeMemSize);} #ifdef GMM_DBGpstODGmmInnerS->pstGmmImgDbg = cvCreateImage(cvSize(pstODGmmInnerS->usGmmImgStp, pstODGmmInnerS->usGmmImgHgt*4), 8, 3);if(NULL == pstODGmmInnerS->pstGmmImgDbg){return OD_RLT_NO; } #endif*pWorkHandl = (void *)(pstODGmmInnerS);}#else{/*暂不处理*/}#endif
}/*****************************************************************************函 数 名 : OD_PixModeHandle功能描述 : XXXX输入参数 : IN U8 ucRVal IN U8 ucGVal IN U8 ucBVal IN PU8 pucFGFlg 输出参数 : 无返 回 值 : 调用函数 : 被调函数 : 修改历史 :1.日 期 : 2015年2月26日作 者 : schao修改内容 : 新生成函数*****************************************************************************/
S32 OD_PixModeHandle(IN U8 ucRVal,IN U8 ucGVal,IN U8 ucBVal,IN PU8 pucPixModeNum,IN U16 usGmmWgtThr,INOUT PU8 pucFGFlg,INOUT GMM_PixModeS **ppstGmmPixMode)
{S32 iRetOk = OD_RLT_OK;U8 ucModeIdx = 0;U8 ucBGFixFlg = GMM_CATCH_N; /*用来判断是否找到当前点所匹配的模式*/U8 ucBGFGFlag = GMM_FG_FLG; /*用来判断当前点是前景点还是背景点*/U8 ucModeR = 0;U8 ucModeG = 0;U8 ucModeB = 0;U16 usTmpModeWgt = 0;U16 usTmpModeVar = 0;S16 sModeUpdSpeed = 256; /*归一化到[0, 1024]*/S16 sModeOppSpeed = 768;S16 sTmpVal = 0;U8 ucModeNum = *pucPixModeNum;U16 usModeBgWgtSum = 0;U8 ucModeBgNum = 0;GMM_PixModeS stTmpGmmPixMode;GMM_PixModeS *pstGmmPixMode = NULL;for(ucModeIdx = 0; ucModeIdx < ucModeNum; ucModeIdx++){pstGmmPixMode = (GMM_PixModeS *)(ppstGmmPixMode[ucModeIdx]);if(usModeBgWgtSum < usGmmWgtThr){ucModeBgNum++;usModeBgWgtSum += pstGmmPixMode->usModeWht;}else{break; }}for(ucModeIdx = 0; ucModeIdx < ucModeNum; ucModeIdx++){pstGmmPixMode = (GMM_PixModeS *)(ppstGmmPixMode[ucModeIdx]);ucModeR = pstGmmPixMode->ucMValChn0;ucModeG = pstGmmPixMode->ucMValChn1;ucModeB = pstGmmPixMode->ucMValChn2;usTmpModeWgt = pstGmmPixMode->usModeWht;usTmpModeVar = pstGmmPixMode->usModeVar;if(GMM_CATCH_N == ucBGFixFlg){S16 sRDiff = (S16)(ucRVal) - (S16)(ucModeR);S16 sGDiff = (S16)(ucGVal) - (S16)(ucModeG);S16 sBDiff = (S16)(ucBVal) - (S16)(ucModeB);U16 usRGBDiffMean = (sRDiff*sRDiff + sGDiff*sGDiff + sBDiff*sBDiff) / 3;if(usRGBDiffMean < (usTmpModeVar>>1)){ucBGFixFlg = GMM_CATCH_Y; /*找到匹配模型*/if(ucModeIdx < ucModeBgNum){ucBGFGFlag = GMM_BG_FLG;}sTmpVal = ((S16)(ucModeR) + (sRDiff*sModeUpdSpeed>>10));ucModeR = (U8)((sTmpVal < 0) ? (0) : ((sTmpVal > 255) ? (255) : (sTmpVal)));sTmpVal = ((S16)(ucModeG) + (sGDiff*sModeUpdSpeed>>10));ucModeG = (U8)((sTmpVal < 0) ? (0) : ((sTmpVal > 255) ? (255) : (sTmpVal)));sTmpVal = ((S16)(ucModeB) + (sBDiff*sModeUpdSpeed>>10));ucModeB = (U8)((sTmpVal < 0) ? (0) : ((sTmpVal > 255) ? (255) : (sTmpVal)));usTmpModeWgt = (U16)((sModeOppSpeed*usTmpModeWgt + sModeUpdSpeed + 512)>>10);sTmpVal = (S16)(usTmpModeVar) + (sModeUpdSpeed*((S32)(usRGBDiffMean) - (S32)(usTmpModeVar))>>10);usTmpModeVar = (sTmpVal > GMM_VAR_MAX) ? (GMM_VAR_MAX) : ((sTmpVal < GMM_VAR_MIN) ? (GMM_VAR_MIN) : (sTmpVal));pstGmmPixMode->ucMValChn0 = ucModeR;pstGmmPixMode->ucMValChn1 = ucModeG;pstGmmPixMode->ucMValChn2 = ucModeB;pstGmmPixMode->usModeWht = usTmpModeWgt;pstGmmPixMode->usModeVar = usTmpModeVar;}else{pstGmmPixMode->usModeWht = ((usTmpModeWgt * sModeOppSpeed + 512)>>10);}}else{pstGmmPixMode->usModeWht = ((usTmpModeWgt * sModeOppSpeed + 512)>>10);}}/*如果没有匹配的模型*/if(GMM_CATCH_N == ucBGFixFlg){U16 usModeWgtSum = 0;/*如果模型达到最大替换最小*//*如果模型未达则添加新的模型*/ucModeNum += (GMM_MAX_NUM == ucModeNum) ? (0) : (1);/*给新的模型赋初值*/ppstGmmPixMode[ucModeNum-1]->usModeWht = (1 == ucModeNum) ? (1024) : (GMM_INIT_WGT);ppstGmmPixMode[ucModeNum-1]->ucMValChn0 = ucRVal;ppstGmmPixMode[ucModeNum-1]->ucMValChn1 = ucGVal;ppstGmmPixMode[ucModeNum-1]->ucMValChn2 = ucBVal;ppstGmmPixMode[ucModeNum-1]->usModeVar = GMM_INIT_VAR;/*将权重重新归一化下*/for(ucModeIdx = 0; ucModeIdx < ucModeNum; ucModeIdx++){usModeWgtSum += ppstGmmPixMode[ucModeIdx]->usModeWht;}for(ucModeIdx = 0; ucModeIdx < ucModeNum; ucModeIdx++){ppstGmmPixMode[ucModeIdx]->usModeWht = (ppstGmmPixMode[ucModeIdx]->usModeWht<<10 + 512)/usModeWgtSum;}/*从大到小排序*/for(ucModeIdx = 0; ucModeIdx < GMM_DIFABS(ucModeNum, 1); ucModeIdx++){U8 ucTmpIdx = 0;for(ucTmpIdx = ucModeIdx; ucTmpIdx < GMM_DIFABS(ucModeNum, 1); ucTmpIdx++){if(ppstGmmPixMode[ucTmpIdx]->usModeWht < ppstGmmPixMode[ucTmpIdx+1]->usModeWht){stTmpGmmPixMode = *ppstGmmPixMode[ucTmpIdx]; *ppstGmmPixMode[ucTmpIdx] = *ppstGmmPixMode[ucTmpIdx+1];*ppstGmmPixMode[ucTmpIdx+1] = stTmpGmmPixMode;}}}}else{ U16 usModeWgtSum = 0;/*根据权重排序，同时归一化权重*/ for(ucModeIdx = 0; ucModeIdx < ucModeNum; ucModeIdx++){usModeWgtSum += ppstGmmPixMode[ucModeIdx]->usModeWht;}for(ucModeIdx = 0; ucModeIdx < ucModeNum; ucModeIdx++){ppstGmmPixMode[ucModeIdx]->usModeWht = (ppstGmmPixMode[ucModeIdx]->usModeWht<<10+512)/usModeWgtSum;}for(ucModeIdx = 0; ucModeIdx < GMM_DIFABS(ucModeNum, 1); ucModeIdx++){U8 ucTmpIdx = 0;for(ucTmpIdx = ucModeIdx; ucTmpIdx < GMM_DIFABS(ucModeNum, 1); ucTmpIdx++){if(ppstGmmPixMode[ucTmpIdx]->usModeWht < ppstGmmPixMode[ucTmpIdx+1]->usModeWht){stTmpGmmPixMode = *ppstGmmPixMode[ucTmpIdx]; *ppstGmmPixMode[ucTmpIdx] = *ppstGmmPixMode[ucTmpIdx+1];*ppstGmmPixMode[ucTmpIdx+1] = stTmpGmmPixMode;}}}}*pucPixModeNum = ucModeNum;*pucFGFlg = ucBGFGFlag;return iRetOk;
}/*****************************************************************************函 数 名 : OD_RGBBgSub功能描述 : XXXX输入参数 : pucGmmAllImgRGB usGmmImgWth usGmmImgHgt usGmmImgStp pucGmmFGMask 输出参数 : 无返 回 值 : 调用函数 : 被调函数 : 修改历史 :1.日 期 : 2015年2月26日作 者 : schao修改内容 : 新生成函数*****************************************************************************/
S32 OD_RGBBgSub(IN PU8 pucInpRGBImg,IN GMM_PixModeS **ppstGmmPixMode,IN PU8 pucImgModeNum,IN U16 usGmmWgtThr,IN U16 usGmmImgWth,IN U16 usGmmImgHgt,IN U16 usGmmImgStp,OUT PU8 pucGmmFGMask)
{S32 iRetOk = OD_RLT_OK;U8 ucRVal = 0;U8 ucGVal = 0;U8 ucBVal = 0;U8 ucFGFlg = 0;U16 usYIdx = 0;U16 usXIdx = 0;U32 uiRGBTtlYIdx = 0;U32 uiRGBTtlXIdx = 0;U32 uiTtlYIdx = 0;U32 uiTtlXIdx = 0;GMM_PixModeS *apstGmmPixMode[GMM_MAX_NUM] = {NULL, NULL, NULL, NULL};PU8 pucPixModeNum = NULL;if(NULL == pucInpRGBImg || NULL == pucGmmFGMask){return OD_RLT_NO;}for(usYIdx = 0; usYIdx < usGmmImgHgt; usYIdx++){uiRGBTtlYIdx = usYIdx * usGmmImgStp * 3;uiTtlYIdx = usYIdx * usGmmImgStp;for(usXIdx = 0; usXIdx < usGmmImgWth; usXIdx++){uiRGBTtlXIdx = uiRGBTtlYIdx + usXIdx+ usXIdx+ usXIdx;uiTtlXIdx = uiTtlYIdx + usXIdx;ucRVal = pucInpRGBImg[uiRGBTtlXIdx];ucGVal = pucInpRGBImg[uiRGBTtlXIdx+1];ucBVal = pucInpRGBImg[uiRGBTtlXIdx+2];apstGmmPixMode[0] = (GMM_PixModeS *)(ppstGmmPixMode[0]) + uiTtlXIdx;apstGmmPixMode[1] = (GMM_PixModeS *)(ppstGmmPixMode[1]) + uiTtlXIdx;apstGmmPixMode[2] = (GMM_PixModeS *)(ppstGmmPixMode[2]) + uiTtlXIdx;apstGmmPixMode[3] = (GMM_PixModeS *)(ppstGmmPixMode[3]) + uiTtlXIdx;pucPixModeNum = pucImgModeNum + uiTtlXIdx;OD_PixModeHandle(ucRVal,ucGVal,ucBVal,pucPixModeNum,usGmmWgtThr,&ucFGFlg,apstGmmPixMode);if(GMM_FG_FLG == ucFGFlg){pucGmmFGMask[uiRGBTtlXIdx] = ucRVal;pucGmmFGMask[uiRGBTtlXIdx+1] = ucGVal;pucGmmFGMask[uiRGBTtlXIdx+2] = ucBVal;}}}return iRetOk;
}/*****************************************************************************函 数 名 : OD_GmmWorkInterface功能描述 : GMM工作接口函数输入参数 : &pvdObjDetHandle pucOri_All_Y pucOri_All_UV stODTShrMem.pucMem stODTShrMem.iMemNotUsed (unsigned int)(usImgWth) (unsigned int)(usImgHgt) (unsigned int)(usImgStp) 输出参数 : 无返 回 值 : 调用函数 : 被调函数 : 修改历史 :1.日 期 : 2015年2月23日作 者 : schao修改内容 : 新生成函数*****************************************************************************/
S32 OD_GmmWorkInterface(IN PVD *pvdWorkHandle,IN PU8 pucAllImgY,IN PU8 pucAllImgUV,IN U32 uiFrmNum,IN PU8 pucTmpShrMem,IN U32 uiShrMemNotUsed,IN U32 uiAllImgWth,IN U32 uiAllImgHgt,IN U32 uiAllImgStp)
{S32 iRetOk = OD_RLT_NO;PU8 pucImgModeNum = NULL;PU8 pucRsltImg = NULL;U16 usYIdx = 0;U16 usXIdx = 0;U16 usGmmImgWth = 0;U16 usGmmImgHgt = 0;U16 usGmmImgStp = 0;U8 ucGmmImgChn = 0;U16 usGmmWgtThr = 0;U16 usGmmAreaLftTopX = 0;U16 usGmmAreaLftTopY = 0;U16 usGmmAreaRgtBtmX = 0;U16 usGmmAreaRgtBtmY = 0;U32 uiOriYTtlIdxY = 0;U32 uiOriXTtlIdxY = 0;U32 uiOriYTtlIdxUV = 0;U32 uiOriXTtlIdxUV = 0;U32 uiGmmYTtlIdxRGB = 0;U32 uiGmmXTtlIdxRGB = 0;PU8 pucGmmAllImgY = NULL;PU8 pucGmmAllImgUV = NULL;PU8 pucGmmAllImgRGB = NULL;U32 uiShrMemUsed = 0;GMM_InnerInfoS * pstGmmInnerInfo = NULL;GMM_PixModeS **ppstGmmPixMode = NULL;if(NULL == (*pvdWorkHandle)){return OD_RLT_NO;}pstGmmInnerInfo = (GMM_InnerInfoS *)(*pvdWorkHandle);pucImgModeNum = pstGmmInnerInfo->pucModeNum;pucRsltImg = pstGmmInnerInfo->pucRsltImg;usGmmWgtThr = pstGmmInnerInfo->usGmmWgtThr;usGmmImgWth = pstGmmInnerInfo->usGmmImgWth;usGmmImgHgt = pstGmmInnerInfo->usGmmImgHgt;usGmmImgStp = pstGmmInnerInfo->usGmmImgStp;ucGmmImgChn = pstGmmInnerInfo->ucGmmImgChn; usGmmAreaLftTopX = pstGmmInnerInfo->stGmmAreaPosLTRB.usLftTopPotX;usGmmAreaLftTopY = pstGmmInnerInfo->stGmmAreaPosLTRB.usLftTopPotY;usGmmAreaRgtBtmX = pstGmmInnerInfo->stGmmAreaPosLTRB.usRgtBtmPotX;usGmmAreaRgtBtmY = pstGmmInnerInfo->stGmmAreaPosLTRB.usRgtBtmPotY;ppstGmmPixMode = pstGmmInnerInfo->apstGmmModeImg;if(usGmmImgWth < OD_AREA_WH_MIN ||usGmmImgWth > OD_AREA_WH_MAX ||usGmmImgHgt < OD_AREA_WH_MIN ||usGmmImgHgt > OD_AREA_WH_MAX ||usGmmImgWth > usGmmImgStp){return OD_RLT_NO;}/*分配共享内存*//*加一个内存是否够的判断*/ pucGmmAllImgRGB = pucTmpShrMem + uiShrMemUsed;uiShrMemUsed += (usGmmImgStp * usGmmImgHgt) * sizeof(U8) * 3;/*YUV转成RGB*/pucGmmAllImgY = pucAllImgY + usGmmAreaLftTopY * uiAllImgStp + usGmmAreaLftTopX;pucGmmAllImgUV = pucAllImgUV + (usGmmAreaLftTopY>>1) * uiAllImgStp + ((usGmmAreaLftTopX>>1)<<1);for(usYIdx = 0; usYIdx < usGmmImgHgt; usYIdx++){uiOriYTtlIdxY = usYIdx * uiAllImgStp;uiOriYTtlIdxUV = (usYIdx>>1) * uiAllImgStp;uiGmmYTtlIdxRGB = usYIdx * (usGmmImgStp*3);for(usXIdx = 0; usXIdx < usGmmImgWth; usXIdx++){S32 iTmp1 = 0;S32 iTmp2 = 0;S32 iTmp3 = 0;S32 iRTmp = 0;S32 iGTmp = 0;S32 iBTmp = 0;uiOriXTtlIdxY = uiOriYTtlIdxY + usXIdx;uiOriXTtlIdxUV = uiOriYTtlIdxUV + ((usXIdx>>1)<<1);uiGmmXTtlIdxRGB = uiGmmYTtlIdxRGB + usXIdx+usXIdx+usXIdx;/*--------YUV==YCbCr------*/ //R' = 1.164*(Y’-16) + 1.596*(Cr'-128)//G' = 1.164*(Y’-16) - 0.813*(Cr'-128) - 0.392*(Cb'-128)//B' = 1.164*(Y’-16) + 2.017*(Cb'-128)iTmp1 = (((S32)(pucGmmAllImgY[uiOriXTtlIdxY])- 16) * 1192);iTmp2 = ((S32)(pucGmmAllImgUV[uiOriXTtlIdxUV]) - 128);iTmp3 = ((S32)(pucGmmAllImgUV[uiOriXTtlIdxUV+1]) - 128);iRTmp = abs((iTmp1 + 1634 * iTmp3 + 512)>>10);iGTmp = abs((iTmp1 - 833 * iTmp3 - 401 * iTmp2 + 512)>>10);iBTmp = abs((iTmp1 + 2065 * iTmp2 + 512)>>10);iRTmp = (iRTmp > 255) ? (255) : (iRTmp);iGTmp = (iGTmp > 255) ? (255) : (iGTmp);iBTmp = (iBTmp > 255) ? (255) : (iBTmp);pucGmmAllImgRGB[uiGmmXTtlIdxRGB] = (U8)(iRTmp);pucGmmAllImgRGB[uiGmmXTtlIdxRGB+1] = (U8)(iGTmp);pucGmmAllImgRGB[uiGmmXTtlIdxRGB+2] = (U8)(iBTmp);}} #if 1{U16 usYIdx = 0;U16 usXIdx = 0;char acPreAll[100] = {0};char acPreNum[10] = {0};unsigned char *pucTmpTmp = NULL;IplImage *pImgFrmTmpMerge = cvCreateImage(cvSize(usGmmImgWth, usGmmImgHgt), 8, 3);for(usYIdx = 0; usYIdx < usGmmImgHgt; usYIdx++){ uiGmmYTtlIdxRGB = usYIdx * (usGmmImgStp*3);for(usXIdx = 0; usXIdx < usGmmImgWth; usXIdx++){/*--------YUV==YCbCr------*/ //R' = 1.164*(Y’-16) + 1.596*(Cr'-128)//G' = 1.164*(Y’-16) - 0.813*(Cr'-128) - 0.392*(Cb'-128)//B' = 1.164*(Y’-16) + 2.017*(Cb'-128)//S32 iTmpY = pucTmpTmp[usXIdx];//S32 iTmpU = 128;//S32 iTmpV = 128;//S32 iTmp1 = ((iTmpY- 16)*1192);//S32 iTmp2 = (iTmpU - 128);//S32 iTmp3 = (iTmpV - 128);//S32 iRTmp = ((iTmp1 + 1634*iTmp3 + 512)>>10);//S32 iGTmp = ((iTmp1 - 833*iTmp3 - 401*iTmp2 + 512)>>10);//S32 iBTmp = ((iTmp1 + 2065*iTmp2 + 512)>>10);//iRTmp = (iRTmp < 0) ? (0) : (iRTmp);//iGTmp = (iGTmp < 0) ? (0) : (iGTmp);//iBTmp = (iBTmp < 0) ? (0) : (iBTmp);uiGmmXTtlIdxRGB = uiGmmYTtlIdxRGB + usXIdx+usXIdx+usXIdx;pImgFrmTmpMerge->imageData[usYIdx * pImgFrmTmpMerge->widthStep + usXIdx*3] = pucGmmAllImgRGB[uiGmmXTtlIdxRGB+2];pImgFrmTmpMerge->imageData[usYIdx * pImgFrmTmpMerge->widthStep + usXIdx * 3 + 1] = pucGmmAllImgRGB[uiGmmXTtlIdxRGB+1];pImgFrmTmpMerge->imageData[usYIdx * pImgFrmTmpMerge->widthStep + usXIdx * 3 + 2] = pucGmmAllImgRGB[uiGmmXTtlIdxRGB];}}_itoa_s((S32)(uiFrmNum), acPreNum, 10, 10);strcpy_s(acPreAll, sizeof(acPreAll), "F:\\Subjects_Codes\\练习代码类\\OD\\ODT_ObjDetTrack\\TestVideo\\Ori");strcat_s(acPreAll, sizeof(acPreAll), acPreNum);strcat_s(acPreAll, sizeof(acPreAll), ".jpg");cvSaveImage(acPreAll, pImgFrmTmpMerge, 0);}#endifmemset(pucRsltImg, 0, sizeof(U8)*usGmmImgStp*usGmmImgHgt*ucGmmImgChn);OD_RGBBgSub(pucGmmAllImgRGB,ppstGmmPixMode,pucImgModeNum,usGmmWgtThr,usGmmImgWth,usGmmImgHgt,usGmmImgStp,pucRsltImg);#ifdef GMM_DBG{int ic = 0;U16 usYIdx = 0;U16 usXIdx = 0;U32 uiYTtlIdx = 0;U32 uiXTtlIdx = 0;char acPreAll[100] = {0};char acPreNum[10] = {0};PS8 pcTmp = pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg->imageData;for(usYIdx = 0; usYIdx < usGmmImgHgt; usYIdx++){uiYTtlIdx = usYIdx*usGmmImgStp;for(usXIdx = 0; usXIdx < usGmmImgWth; usXIdx++){uiXTtlIdx = uiYTtlIdx + usXIdx;pcTmp[usYIdx*pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg->widthStep+usXIdx*3+2] = ppstGmmPixMode[0][uiXTtlIdx].ucMValChn0;pcTmp[usYIdx*pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg->widthStep+usXIdx*3+1] = ppstGmmPixMode[0][uiXTtlIdx].ucMValChn1;pcTmp[usYIdx*pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg->widthStep+usXIdx*3+0] = ppstGmmPixMode[0][uiXTtlIdx].ucMValChn2;}}pcTmp = pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg->imageData+pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg->widthStep*usGmmImgHgt+0;for(usYIdx = 0; usYIdx < usGmmImgHgt; usYIdx++){uiYTtlIdx = usYIdx*usGmmImgStp;for(usXIdx = 0; usXIdx < usGmmImgWth; usXIdx++){uiXTtlIdx = uiYTtlIdx + usXIdx;pcTmp[usYIdx*pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg->widthStep+usXIdx*3+2] = ppstGmmPixMode[1][uiXTtlIdx].ucMValChn0;pcTmp[usYIdx*pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg->widthStep+usXIdx*3+1] = ppstGmmPixMode[1][uiXTtlIdx].ucMValChn1;pcTmp[usYIdx*pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg->widthStep+usXIdx*3+0] = ppstGmmPixMode[1][uiXTtlIdx].ucMValChn2;}}pcTmp = pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg->imageData+pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg->widthStep*usGmmImgHgt*2+0;for(usYIdx = 0; usYIdx < usGmmImgHgt; usYIdx++){uiYTtlIdx = usYIdx*usGmmImgStp;for(usXIdx = 0; usXIdx < usGmmImgWth; usXIdx++){uiXTtlIdx = uiYTtlIdx + usXIdx;pcTmp[usYIdx*pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg->widthStep+usXIdx*3+2] = ppstGmmPixMode[2][uiXTtlIdx].ucMValChn0;pcTmp[usYIdx*pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg->widthStep+usXIdx*3+1] = ppstGmmPixMode[2][uiXTtlIdx].ucMValChn1;pcTmp[usYIdx*pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg->widthStep+usXIdx*3+0] = ppstGmmPixMode[2][uiXTtlIdx].ucMValChn2;}}pcTmp = pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg->imageData+pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg->widthStep*usGmmImgHgt*3+0;for(usYIdx = 0; usYIdx < usGmmImgHgt; usYIdx++){uiYTtlIdx = usYIdx*usGmmImgStp;for(usXIdx = 0; usXIdx < usGmmImgWth; usXIdx++){uiXTtlIdx = uiYTtlIdx + usXIdx;pcTmp[usYIdx*pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg->widthStep+usXIdx*3+2] = ppstGmmPixMode[3][uiXTtlIdx].ucMValChn0;pcTmp[usYIdx*pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg->widthStep+usXIdx*3+1] = ppstGmmPixMode[3][uiXTtlIdx].ucMValChn1;pcTmp[usYIdx*pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg->widthStep+usXIdx*3+0] = ppstGmmPixMode[3][uiXTtlIdx].ucMValChn2;}}_itoa_s((S32)(uiFrmNum), acPreNum, 10, 10);strcpy_s(acPreAll, sizeof(acPreAll), "F:\\Subjects_Codes\\练习代码类\\OD\\ODT_ObjDetTrack\\TestVideo\\Mod");strcat_s(acPreAll, sizeof(acPreAll), acPreNum);strcat_s(acPreAll, sizeof(acPreAll), ".jpg");cvSaveImage(acPreAll, pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg, 0);/*显示结果图像*/cvShowImage("GMM", pstGmmInnerInfo->pstGmmImgDbg);ic = cvWaitKey(10);//if(27 == ic){break;}}{U16 usYIdx = 0;U16 usXIdx = 0;U32 uiYTtlIdx = 0;U32 uiXTtlIdx = 0;char *pcTmp = gpucVibeMaskPtr + guiImgStp*gusLftTopY+gusLftTopX+gusLftTopX+gusLftTopX;for(usYIdx = 0; usYIdx < usGmmImgHgt; usYIdx++){uiYTtlIdx = usYIdx*usGmmImgStp*3;for(usXIdx = 0; usXIdx < usGmmImgWth; usXIdx++){ int iRTmp = pucRsltImg[uiYTtlIdx+usXIdx+usXIdx+usXIdx];int iGTmp = pucRsltImg[uiYTtlIdx+usXIdx+usXIdx+usXIdx+1];int iBTmp = pucRsltImg[uiYTtlIdx+usXIdx+usXIdx+usXIdx+2];*(pcTmp + usYIdx*guiImgStp + usXIdx+usXIdx+usXIdx+2) = iRTmp;*(pcTmp + usYIdx*guiImgStp + usXIdx+usXIdx+usXIdx+1) = iGTmp;*(pcTmp + usYIdx*guiImgStp + usXIdx+usXIdx+usXIdx+0) = iBTmp;}}}#endifreturn iRetOk;
}#ifdef __cplusplus
}
#endif运动目标检测 之 GMM背景模型算法相关推荐
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