samples/c/motempl.c

   1 #include "opencv2/video/tracking.hpp"
   2 #include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
   3 #include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
   4 #include <time.h>
   5
   6 // various tracking parameters (in seconds)
   7 const double MHI_DURATION = 1;
   8 const double MAX_TIME_DELTA = 0.5;
   9 const double MIN_TIME_DELTA = 0.05;
  10 // number of cyclic frame buffer used for motion detection
  11 // (should, probably, depend on FPS)
  12 const int N = 4;
  13
  14 // ring image buffer
  15 IplImage **buf = 0;
  16 int last = 0;
  17
  18 // temporary images
  19 IplImage *mhi = 0; // MHI
  20 IplImage *orient = 0; // orientation
  21 IplImage *mask = 0; // valid orientation mask
  22 IplImage *segmask = 0; // motion segmentation map
  23 CvMemStorage* storage = 0; // temporary storage
  24
  25 // parameters:
  26 //  img - input video frame
  27 //  dst - resultant motion picture
  28 //  args - optional parameters
  29 void  update_mhi( IplImage* img, IplImage* dst, int diff_threshold )
  30 {
  31     double timestamp = (double)clock()/CLOCKS_PER_SEC; // get current time in seconds
  32     CvSize size = cvSize(img->width,img->height); // get current frame size
  33     int i, idx1 = last, idx2;
  34     IplImage* silh;
  35     CvSeq* seq;
  36     CvRect comp_rect;
  37     double count;
  38     double angle;
  39     CvPoint center;
  40     double magnitude;
  41     CvScalar color;
  42
  43     // allocate images at the beginning or
  44     // reallocate them if the frame size is changed
  45     if( !mhi || mhi->width != size.width || mhi->height != size.height ) {
  46         if( buf == 0 ) {
  47             buf = (IplImage**)malloc(N*sizeof(buf[0]));
  48             memset( buf, 0, N*sizeof(buf[0]));
  49         }
  50
  51         for( i = 0; i < N; i++ ) {
  52             cvReleaseImage( &buf[i] );
  53             buf[i] = cvCreateImage( size, IPL_DEPTH_8U, 1 );
  54             cvZero( buf[i] );
  55         }
  56         cvReleaseImage( &mhi );
  57         cvReleaseImage( &orient );
  58         cvReleaseImage( &segmask );
  59         cvReleaseImage( &mask );
  60
  61         mhi = cvCreateImage( size, IPL_DEPTH_32F, 1 );
  62         cvZero( mhi ); // clear MHI at the beginning
  63         orient = cvCreateImage( size, IPL_DEPTH_32F, 1 );
  64         segmask = cvCreateImage( size, IPL_DEPTH_32F, 1 );
  65         mask = cvCreateImage( size, IPL_DEPTH_8U, 1 );
  66     }
  67
  68     cvCvtColor( img, buf[last], CV_BGR2GRAY ); // convert frame to grayscale
  69
  70     idx2 = (last + 1) % N; // index of (last - (N-1))th frame
  71     last = idx2;
  72
  73     silh = buf[idx2];
  74     cvAbsDiff( buf[idx1], buf[idx2], silh ); // get difference between frames
  75
  76     cvThreshold( silh, silh, diff_threshold, 1, CV_THRESH_BINARY ); // and threshold it
  77     cvUpdateMotionHistory( silh, mhi, timestamp, MHI_DURATION ); // update MHI
  78
  79     // convert MHI to blue 8u image
  80     cvCvtScale( mhi, mask, 255./MHI_DURATION,
  81                 (MHI_DURATION - timestamp)*255./MHI_DURATION );
  82     cvZero( dst );
  83     cvMerge( mask, 0, 0, 0, dst );
  84
  85     // calculate motion gradient orientation and valid orientation mask
  86     cvCalcMotionGradient( mhi, mask, orient, MAX_TIME_DELTA, MIN_TIME_DELTA, 3 );
  87
  88     if( !storage )
  89         storage = cvCreateMemStorage(0);
  90     else
  91         cvClearMemStorage(storage);
  92
  93     // segment motion: get sequence of motion components
  94     // segmask is marked motion components map. It is not used further
  95     seq = cvSegmentMotion( mhi, segmask, storage, timestamp, MAX_TIME_DELTA );
  96
  97     // iterate through the motion components,
  98     // One more iteration (i == -1) corresponds to the whole image (global motion)
  99     for( i = -1; i < seq->total; i++ ) {
 100
 101         if( i < 0 ) { // case of the whole image
 102             comp_rect = cvRect( 0, 0, size.width, size.height );
 103             color = CV_RGB(255,255,255);
 104             magnitude = 100;
 105         }
 106         else { // i-th motion component
 107             comp_rect = ((CvConnectedComp*)cvGetSeqElem( seq, i ))->rect;
 108             if( comp_rect.width + comp_rect.height < 100 ) // reject very small components
 109                 continue;
 110             color = CV_RGB(255,0,0);
 111             magnitude = 30;
 112         }
 113
 114         // select component ROI
 115         cvSetImageROI( silh, comp_rect );
 116         cvSetImageROI( mhi, comp_rect );
 117         cvSetImageROI( orient, comp_rect );
 118         cvSetImageROI( mask, comp_rect );
 119
 120         // calculate orientation
 121         angle = cvCalcGlobalOrientation( orient, mask, mhi, timestamp, MHI_DURATION);
 122         angle = 360.0 - angle;  // adjust for images with top-left origin
 123
 124         count = cvNorm( silh, 0, CV_L1, 0 ); // calculate number of points within silhouette ROI
 125
 126         cvResetImageROI( mhi );
 127         cvResetImageROI( orient );
 128         cvResetImageROI( mask );
 129         cvResetImageROI( silh );
 130
 131         // check for the case of little motion
 132         if( count < comp_rect.width*comp_rect.height * 0.05 )
 133             continue;
 134
 135         // draw a clock with arrow indicating the direction
 136         center = cvPoint( (comp_rect.x + comp_rect.width/2),
 137                           (comp_rect.y + comp_rect.height/2) );
 138
 139         cvCircle( dst, center, cvRound(magnitude*1.2), color, 3, CV_AA, 0 );
 140         cvLine( dst, center, cvPoint( cvRound( center.x + magnitude*cos(angle*CV_PI/180)),
 141                 cvRound( center.y - magnitude*sin(angle*CV_PI/180))), color, 3, CV_AA, 0 );
 142     }
 143 }
 144
 145
 146 int main(int argc, char** argv)
 147 {
 148     IplImage* motion = 0;
 149     CvCapture* capture = 0;
 150
 151     if( argc == 1 || (argc == 2 && strlen(argv[1]) == 1 && isdigit(argv[1][0])))
 152         capture = cvCaptureFromCAM( argc == 2 ? argv[1][0] - '0' : 0 );
 153     else if( argc == 2 )
 154         capture = cvCaptureFromFile( argv[1] );
 155
 156     if( capture )
 157     {
 158         cvNamedWindow( "Motion", 1 );
 159
 160         for(;;)
 161         {
 162             IplImage* image = cvQueryFrame( capture );
 163             if( !image )
 164                 break;
 165
 166             if( !motion )
 167             {
 168                 motion = cvCreateImage( cvSize(image->width,image->height), 8, 3 );
 169                 cvZero( motion );
 170                 motion->origin = image->origin;
 171             }
 172
 173             update_mhi( image, motion, 30 );
 174             cvShowImage( "Motion", motion );
 175
 176             if( cvWaitKey(10) >= 0 )
 177                 break;
 178         }
 179         cvReleaseCapture( &capture );
 180         cvDestroyWindow( "Motion" );
 181     }
 182
 183     return 0;
 184 }
 185
 186 #ifdef _EiC
 187 main(1,"motempl.c");
 188 #endif