AR.Droneで物体検出

今回は色ベースで物体検出をしていきます。

色の抽出にはHSV表色系を用います。

手順は以下の通りです。
1. RGBからHSVに変換
2. 閾値処理で2値化
3. 一番大きな輪郭を抽出

2値化に関してはcvInRangeS()を使っています。
cvThreshold()の方がメジャーですが、Hue==0を扱うことができません。


#include "ardrone/ardrone.h"

#define KEY_DOWN(key) (GetAsyncKeyState(key) & 0x8000)
#define KEY_PUSH(key) (GetAsyncKeyState(key) & 0x0001)

// --------------------------------------------------------------------------
// main(引数の数、引数リスト)
// メイン関数です
// 戻り値 正常終了:0 エラー:-1
// --------------------------------------------------------------------------
int main(int argc, char **argv)
{
    // AR.Droneクラス
    ARDrone ardrone;

    // 初期化
    if (!ardrone.open()) {
        printf("初期化に失敗しました\n");
        return -1;
    }

    // 閾値
    int minH = 0, maxH = 255;
    int minS = 0, maxS = 255;
    int minV = 0, maxV = 255;

    // ウィンドウ
    cvNamedWindow("binalized");
    cvCreateTrackbar("H max", "binalized", &maxH, 255);
    cvCreateTrackbar("H min", "binalized", &minH, 255);
    cvCreateTrackbar("S max", "binalized", &maxS, 255);
    cvCreateTrackbar("S min", "binalized", &minS, 255);
    cvCreateTrackbar("V max", "binalized", &maxV, 255);
    cvCreateTrackbar("V min", "binalized", &minV, 255);
    cvResizeWindow("binalized", 0, 0);

    // メインループ
    while (!GetAsyncKeyState(VK_ESCAPE)) {
        // 更新
        if (!ardrone.update()) break;

        // 画像を取得
        IplImage *image = ardrone.getImage();

        // HSVに変換
        IplImage *hsv = cvCloneImage(image);
        cvCvtColor(image, hsv, CV_RGB2HSV_FULL);

        // 2値化画像
        IplImage *binalized = cvCreateImage(cvGetSize(image), IPL_DEPTH_8U, 1);

        // 2値化
        CvScalar lower = cvScalar(minH, minS, minV);
        CvScalar upper = cvScalar(maxH, maxS, maxV);
        cvInRangeS(hsv, lower, upper, binalized);

        // 結果を表示
        cvShowImage("binalized", binalized);

        // ノイズ除去
        cvMorphologyEx(binalized, binalized, NULL, NULL, CV_MOP_CLOSE);
 
        // 輪郭検出
        CvSeq *contour = NULL, *maxContour = NULL;
        CvMemStorage *contourStorage = cvCreateMemStorage();
        cvFindContours(binalized, contourStorage, &contour, sizeof(CvContour), CV_RETR_EXTERNAL, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE);

        // 一番大きな輪郭を抽出
        double max_area = 0.0;
        while (contour) {
            double area = fabs(cvContourArea(contour));
            if (area > max_area) {
                maxContour = contour;
                max_area = area;
            }
            contour = contour->h_next;
        }

        // 検出できた
        if (maxContour) {
            // 結果を表示
            CvRect rect = cvBoundingRect(maxContour);
            CvPoint minPoint, maxPoint;
            minPoint.x = rect.x;
            minPoint.y = rect.y;
            maxPoint.x = rect.x + rect.width;
            maxPoint.y = rect.y + rect.height;
            cvRectangle(image, minPoint, maxPoint, CV_RGB(0,255,0));
        }

        // メモリ解放
        cvReleaseMemStorage(&contourStorage);

        // 表示
        cvShowImage("camera", image);
        cvWaitKey(1);

        // メモリ解放
        cvReleaseImage(&hsv);
        cvReleaseImage(&binalized);
    }

    // さようなら
    ardrone.close();

    return 0;
}