【GD32450I-EVAL】+ 08图像识别-彩色物体跟踪

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【GD32450I-EVAL】+ 08图像识别-彩色物体跟踪 [复制链接]

        上篇文章【GD32450I-EVAL】+ 07摄像头全屏显示测试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。

        先看一下最终的效果：

 

1 EasyTrace简介

使用EasyTrace可以对单一颜色物体进行实时跟踪识别。

1.1 EasyTrace特点

1.代码只有300行，非常简单

2.识别一次只需要2至5毫秒，实时性强

3.只有1个API，使用方便

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

1.2 使用举例

        使用EasyTrace，首先需要自己提供一个指定位置的颜色读取函数：

//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);

 

        然后使用如下3行就可以识别彩色物体了：

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

 

        识别条件与识别结果的结构体定义为：

typedef struct{
    unsigned char  H_MIN;//目标最小色调
    unsigned char  H_MAX;//目标最大色调	
    
	unsigned char  S_MIN;//目标最小饱和度  
    unsigned char  S_MAX;//目标最大饱和度
	
	unsigned char  L_MIN;//目标最小亮度  
    unsigned char  L_MAX;//目标最大亮度
	
	unsigned int  WIDTH_MIN;//目标最小宽度
	unsigned int  HIGHT_MIN;//目标最小高度

	unsigned int  WIDTH_MAX;//目标最大宽度
	unsigned int  HIGHT_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

 

2 HSL色彩空间

        EasyTrace识别彩色物体使用的是HSL色彩空间，即色调，饱和度，亮度。

        色调（Hue）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。

        饱和度（Saturation）是指色彩的纯度，越高色彩越纯，低则逐渐变灰。

        亮度（Lightness）是指颜色的明亮程度。

        关于色彩空间的具体细节，可以参考知乎问答： 色彩空间中的 HSL、HSV、HSB 有什么区别？

 

3 EasyTrace移植

3.1 GUI_ReadBit16Point函数

        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：

//用于EasyTracer
unsigned short GUI_ReadBit16Point(unsigned short x,unsigned short y)
{
	return lcd_point_get(x,y);
}

 

3.2 颜色阈值确定

        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：

while (1) 
{
    ReadColor(50,50,&testRGB);
    RGBtoHSL(&testRGB,&testHSL);
    printf("H=%d,S=%d,L=%d\r\n",testHSL.hue,testHSL.saturation,testHSL.luminance);
}

 

        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。

 

3.3 物体识别

        然后，就是写一个识别与画矩形圈住物体的函数：

 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);
         }
     }
}

 

        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：【GD32450I-EVAL】+ 04液晶屏层叠显示与透明度调整测试

 

4 物体识别效果展示

        演示视频：

 

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兆易GD32450I-EVAL

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