CamShift使ってみた

OpenCV付属のサンプルもありますが、もっと短くしたかったので。
CamShiftアルゴリズムで選択範囲をトラッキングするコードです。

// OpenCV 2.0
#include <opencv2/opencv.hpp>

// マウスコールバック関数に渡す用
struct MOUSE_CALLBACK_DATA {
    int trackObject;
    bool selectObject;
    cv::Point origin;
    cv::Rect selection;
};

// マウスコールバック関数
static void onMouse(int event, int x, int y, int flag, void *arg)
{
    MOUSE_CALLBACK_DATA *data = (MOUSE_CALLBACK_DATA*)arg;

    if (data->selectObject) {
        data->selection.x = MIN(x, data->origin.x);
        data->selection.y = MIN(y, data->origin.y);
        data->selection.width = std::abs(x - data->origin.x);
        data->selection.height = std::abs(y - data->origin.y);
    }

    switch (event) {
        case cv::EVENT_LBUTTONDOWN:
            data->origin = cv::Point(x, y);
            data->selection = cv::Rect(x, y, 0, 0);
            data->selectObject = true;
            break;
        case cv::EVENT_LBUTTONUP:
            data->selectObject = false;
            if (data->selection.width > 0 && data->selection.height > 0) data->trackObject = -1;
            break;
    }
}

// メイン関数
int main(int argc, const char *argv[])
{
    // 最初に見つかったカメラを開く
    cv::VideoCapture cap(0);
    if (!cap.isOpened()) {
        std::cout << "カメラの初期化に失敗しました" << std::endl;
        return -1;
    }

    // 閾値
    MOUSE_CALLBACK_DATA data = { 0 };
    int vmin = 10, vmax = 256, smin = 30;
    cv::namedWindow("Histogram");
    cv::namedWindow("CamShift Demo");
    cv::setMouseCallback("CamShift Demo", onMouse, &data);
    cv::createTrackbar("Vmin", "CamShift Demo", &vmin, 256);
    cv::createTrackbar("Vmax", "CamShift Demo", &vmax, 256);
    cv::createTrackbar("Smin", "CamShift Demo", &smin, 256);

    // ヒストグラム
    cv::Mat hist;
    cv::Mat histimg = cv::Mat::zeros(200, 320, CV_8UC3);
    cv::Rect trackWindow;
    int hsize = 16;
    float hranges[] = { 0, 180 };
    const float* phranges = hranges;

    while (1) {
        // キー入力
        char c = cv::waitKey(10);
        if (c == 0x1b) break;

        // 画像を取得
        cv::Mat image;
        cap >> image;
        if (image.empty()) break;

        // HSVに変換
        cv::Mat hsv;
        cv::cvtColor(image, hsv, cv::COLOR_BGR2HSV);

        if (data.trackObject) {
            // 閾値処理
            cv::Mat mask;
            cv::Scalar lower(  0, smin, MIN(vmin, vmax));
            cv::Scalar upper(180,  256, MAX(vmin, vmax));
            cv::inRange(hsv, lower, upper, mask);

            // Hueだけ抽出
            int ch[] = { 0, 0 };
            cv::Mat hue(hsv.size(), hsv.depth());
            mixChannels(&hsv, 1, &hue, 1, ch, 1);

            // 矩形領域を選択した
            if (data.trackObject < 0) {
                // 追跡窓を設定
                trackWindow = data.selection;
                trackWindow &= cv::Rect(0, 0, image.cols, image.rows);

                // ヒストグラムを計算
                cv::Mat roi(hue, trackWindow), maskroi(mask, trackWindow);
                cv::calcHist(&roi, 1, 0, maskroi, hist, 1, &hsize, &phranges);
                cv::normalize(hist, hist, 0, 255, cv::NORM_MINMAX);

                // 表示用にRGBに変換
                histimg = cv::Scalar::all(0);
                int binW = histimg.cols / hsize;
                cv::Mat buf(1, hsize, CV_8UC3);
                for (int i = 0; i < hsize; i++) buf.at<cv::Vec3b>(i) = cv::Vec3b(cv::saturate_cast<uchar>(i*180. / hsize), 255, 255);
                cv::cvtColor(buf, buf, cv::COLOR_HSV2BGR);

                // ヒストグラムを描画
                for (int i = 0; i < hsize; i++) {
                    int val = cv::saturate_cast<int>(hist.at<float>(i)*histimg.rows / 255);
                    cv::rectangle(histimg, cv::Point(i*binW, histimg.rows), cv::Point((i + 1)*binW, histimg.rows - val), cv::Scalar(buf.at<cv::Vec3b>(i)), -1, 8);
                }

                // トラッキングを開始
                data.trackObject = 1;
            }

            // バックプロジェクション
            cv::Mat backproj;
            cv::calcBackProject(&hue, 1, 0, hist, backproj, &phranges);
            backproj &= mask;

            // CamShiftアルゴリズム
            cv::RotatedRect trackBox = cv::CamShift(backproj, trackWindow, cv::TermCriteria(cv::TermCriteria::EPS | cv::TermCriteria::COUNT, 10, 1));

            // 表示
            ellipse(image, trackBox, cv::Scalar(0, 0, 255), 3, cv::LINE_AA); // cv::LINE_AA=16
        }

        // 選択領域を表示
        if (data.selectObject && data.selection.width > 0 && data.selection.height > 0) {
            cv::Rect roi = data.selection & cv::Rect(0, 0, image.cols, image.rows);
            cv::Mat tmp(image, roi);
            cv::bitwise_not(tmp, tmp);
        }

        // 表示
        cv::imshow("CamShift Demo", image);
        cv::imshow("Histogram", histimg);
    }

    return 0;
}

cv::Rectが＆で論理積できるなんて初めて知った。。。