【GD32450I-EVAL】+ 08图像识别-彩色物体跟踪
本帖最后由 DDZZ669 于 2020-10-8 21:34 编辑<p cid="n0" mdtype="paragraph"> 上篇文章<a href="https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1143651-1-1.html" target="_blank">【GD32450I-EVAL】+ 07摄像头全屏显示测试</a>介绍了摄像头的使用，本篇利用摄像头采集的图像，进行简单的图像识别，借助EasyTrace彩色物体检测算法，实现对彩色物体的跟踪检测。</p>
<p cid="n2" mdtype="paragraph"> 先看一下最终的效果：</p>
<p></p>
<p> </p>
<h1 cid="n4" mdtype="heading">1 EasyTrace简介</h1>
<p cid="n5" mdtype="paragraph">使用EasyTrace可以对单一颜色物体进行实时跟踪识别。</p>
<h2 cid="n6" mdtype="heading">1.1 EasyTrace特点</h2>
<p cid="n7" mdtype="paragraph" style="margin-left: 40px;">1.代码只有300行，非常简单</p>
<p cid="n8" mdtype="paragraph" style="margin-left: 40px;">2.识别一次只需要2至5毫秒，实时性强</p>
<p cid="n9" mdtype="paragraph" style="margin-left: 40px;">3.只有1个API，使用方便</p>
<p cid="n10" mdtype="paragraph" style="margin-left: 40px;">4.可配置”容错率“ ”迭代次数“等参数，可在”时间“实时性”“ ”准确度“ ”识别率“ ”误识率“ 之间寻找平衡点</p>
<h2 cid="n11" mdtype="heading">1.2 使用举例</h2>
<p cid="n12" mdtype="paragraph"> 使用EasyTrace，首先需要自己提供一个指定位置的颜色读取函数：</p>
<pre>
<code class="language-cpp">//读取RBG格式颜色，唯一需要移植的函数
extern unsigned short GUI_ReadBit16Point(unsigned short x,unsigned short y);</code></pre>
<p> </p>
<p> 然后使用如下3行就可以识别彩色物体了：</p>
<pre>
<code class="language-cpp">RESULT Resu;//识别的结果
TARGET_CONDI Condition={60,100,20,120,10,160,40,40,320,240};//识别的条件
Trace(&Condition,&Resu);//彩色物体检测API</code></pre>
<p> </p>
<p> 识别条件与识别结果的结构体定义为：</p>
<pre>
<code class="language-cpp">typedef struct{
unsigned charH_MIN;//目标最小色调
unsigned charH_MAX;//目标最大色调
unsigned charS_MIN;//目标最小饱和度
unsigned charS_MAX;//目标最大饱和度
unsigned charL_MIN;//目标最小亮度
unsigned charL_MAX;//目标最大亮度
unsigned intWIDTH_MIN;//目标最小宽度
unsigned intHIGHT_MIN;//目标最小高度
unsigned intWIDTH_MAX;//目标最大宽度
unsigned intHIGHT_MAX;//目标最大高度
}TARGET_CONDI;//判定为的目标条件
typedef struct{
unsigned int x;//目标的x坐标
unsigned int y;//目标的y坐标
unsigned int w;//目标的宽度
unsigned int h;//目标的高度
}RESULT;//识别结果
//这里是图像搜索范围的定义
#define IMG_X 0 //图片x坐标
#define IMG_Y 0 //图片y坐标
#define IMG_W 480 //图片宽度
#define IMG_H 272 //图片高度</code></pre>
<h1 cid="n18" mdtype="heading"> </h1>
<h1 cid="n18" mdtype="heading">2 HSL色彩空间</h1>
<p cid="n19" mdtype="paragraph"> EasyTrace识别彩色物体使用的是HSL色彩空间，即色调，饱和度，亮度。</p>
<p> <strong>色调（Hue）</strong>是色彩的基本属性，就是平常所说的颜色名称，如红色、黄色等。</p>
<p></p>
<p> <strong>饱和度（Saturation</strong>）是指色彩的纯度，越高色彩越纯，低则逐渐变灰。</p>
<p></p>
<p> <strong>亮度（Lightness）</strong>是指颜色的明亮程度。</p>
<p></p>
<p> 关于色彩空间的具体细节，可以参考知乎问答： <a href="https://www.zhihu.com/question/22077462" target="_blank">色彩空间中的 HSL、HSV、HSB 有什么区别？</a></p>
<p> </p>
<h1 cid="n33" mdtype="heading">3 EasyTrace移植</h1>
<h2 cid="n34" mdtype="heading">3.1 GUI_ReadBit16Point函数</h2>
<p cid="n35" mdtype="paragraph"> EasyTrace仅仅只有一个c文件和一个h文件，添加到自己的工程中即可，对于需要自己提供的“GUI_ReadBit16Point()"函数，资料例程中有一个lcd_point_get函数可以直接使用，封装一下即可：</p>
<pre>
<code class="language-cpp">//用于EasyTracer
unsigned short GUI_ReadBit16Point(unsigned short x,unsigned short y)
{
return lcd_point_get(x,y);
}</code></pre>
<h2 cid="n37" mdtype="heading"> </h2>
<h2 cid="n37" mdtype="heading">3.2 颜色阈值确定</h2>
<p cid="n38" mdtype="paragraph"> 本实验准备识别蓝色物体，但蓝色物体的HSL值如何确定呢，一种方法是网上查找蓝色对于的HSL的值，另一种方式是直接用摄像头拍摄要识别的物体，并通过程序将RGB转换为HSL，因为EasyTrace里有现成的颜色转换函数，我们改造一下来用：</p>
<pre>
<code class="language-cpp">while (1)
{
ReadColor(50,50,&testRGB);
RGBtoHSL(&testRGB,&testHSL);
printf("H=%d,S=%d,L=%d\r\n",testHSL.hue,testHSL.saturation,testHSL.luminance);
}</code></pre>
<p> </p>
<p cid="n40" mdtype="paragraph"> 上面的我程序的主函数，摄像头采集的图像显示在LCD上，将要识别的物体放到摄像头前面，并使物体的中心大致位于（50，50）的位置，然后读取该位置的像素值，并转换为HSL，通过串口输出，这样，就能确定要识别的物体的HSL的大致范围了。</p>
<p cid="n40" mdtype="paragraph"> </p>
<h2 cid="n41" mdtype="heading">3.3 物体识别</h2>
<p cid="n42" mdtype="paragraph"> 然后，就是写一个识别与画矩形圈住物体的函数：</p>
<pre>
<code class="language-cpp"> while (1)
{
if(Trace(&Condition1,&Resut)) //检测到了物体
{
if((lastResut.x!=Resut.x)&&(lastResut.y!=Resut.y)&&(lastResut.w!=Resut.w)&&(lastResut.h!=Resut.h))
{
lastResut.x = Resut.x;
lastResut.y = Resut.y;
lastResut.w = Resut.w;
lastResut.h = Resut.h;
lcd_layer_set(LCD_LAYER_FOREGROUND); //指定当前层为前景层（识别到物体后，在前景层画矩形块）
lcd_clear(LCD_COLOR_CYAN);//ARGB155模式下，LCD_COLOR_CYAN就是透明色
lcd_rectangle_line(lastResut.x-(lastResut.w/2),lastResut.y-(lastResut.h/2),lastResut.w,lastResut.h); //画矩形框
lcd_layer_set(LCD_LAYER_BACKGROUND); //再切换到背景层，用于物体识别（摄像头的图像在背景层显示）
}
delay_1ms(100);
}
else //没有检测到
{
delay_1ms(100);
if(10 == ++t) //等了1秒一直没检测到
{
t=0;
lcd_layer_set(LCD_LAYER_FOREGROUND);
lcd_clear(LCD_COLOR_CYAN); //清屏 （清除上次的矩形框块）
lcd_layer_set(LCD_LAYER_BACKGROUND);
}
}
}</code></pre>
<p> </p>
<p cid="n44" mdtype="paragraph"> 这个程序中，摄像头的图像在背景层显示，识别到物体后，在前景层画矩形框，因为前景层使用了ARGB1555这种带透明度的格式，所以虽然有前景层，也能看到摄像头的图像，关于液晶屏的分层显示，可以先参考：<a href="https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1141942-1-1.html" target="_blank">【GD32450I-EVAL】+ 04液晶屏层叠显示与透明度调整测试</a></p>
<p cid="n45" mdtype="paragraph"> </p>
<h1 cid="n46" mdtype="heading">4 物体识别效果展示</h1>
<p cid="n47" mdtype="paragraph"> 演示视频：</p>
<p cid="n47" mdtype="paragraph"><iframe allowfullscreen="true" frameborder="0" height="450" src="//player.bilibili.com/player.html?bvid=1pf4y1B71S&page=1" style="background:#eee;margin-bottom:10px;" width="750"></iframe><br />
</p>
<p>感谢分享！！！</p>
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<p><a href="https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1140981-1-1.html" target="_blank">兆易GD32450I-EVAL</a></p>
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