【Python+OpenCV】目标跟踪-背景分割器：KNN、MOG2和GMG

OpenCV提供了一个称为BackgroundSubtractor的类，在分割前景和背景时很方便。
在OpenCV3中有三种背景分割器：K-Nearest（KNN）、Mixture of Gaussians（MOG2）、Geometric Multigid（GMG）

BackgroundSubtractor类是专门用于视频分析的，即BackgroundSubtractor类会对每帧的环境进行“学习”。BackgroundSubtractor类常用来对不同帧进行比较，并存储以前的帧，可按时间推移方法来提高运动分析的结果。

import cv2camera = cv2.VideoCapture(0) # 参数0表示第一个摄像头mog = cv2.createBackgroundSubtractorMOG2()while (1):    grabbed, frame_lwpCV = camera.read()    fgmask = mog.apply(frame_lwpCV)    cv2.imshow('frame', fgmask)    key = cv2.waitKey(1) & 0xFF    # 按'q'健退出循环    if key == ord('q'):        breakcamera.release()cv2.destroyAllWindows()

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BackgroundSubtractor类的另一个基本特征是它可以计算阴影。这对于精确读取视频帧绝对是至关重要的；通过检测阴影，可以排除检测图像的阴影区域（采用阈值方式），从而能关注实际特征。

import cv2import numpy as npcamera = cv2.VideoCapture(0) # 参数0表示第一个摄像头bs = cv2.createBackgroundSubtractorKNN(detectShadows=True)es = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_ELLIPSE, (3, 3))while True:    grabbed, frame_lwpCV = camera.read()    fgmask = bs.apply(frame_lwpCV) # 背景分割器，该函数计算了前景掩码    # 二值化阈值处理，前景掩码含有前景的白色值以及阴影的灰色值，在阈值化图像中，将非纯白色（244~255）的所有像素都设为0，而不是255    th = cv2.threshold(fgmask.copy(), 244, 255, cv2.THRESH_BINARY)[1]    # 下面就跟基本运动检测中方法相同，识别目标，检测轮廓，在原始帧上绘制检测结果    dilated = cv2.dilate(th, es, iterations=2) # 形态学膨胀    image, contours, hierarchy = cv2.findContours(dilated, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE) # 该函数计算一幅图像中目标的轮廓    for c in contours:        if cv2.contourArea(c) > 1600:            (x, y, w, h) = cv2.boundingRect(c)            cv2.rectangle(frame_lwpCV, (x, y), (x + w, y + h), (255, 255, 0), 2)    cv2.imshow('mog', fgmask)    cv2.imshow('thresh', th)    cv2.imshow('detection', frame_lwpCV)    key = cv2.waitKey(1) & 0xFF    # 按'q'健退出循环    if key == ord('q'):        break# When everything done, release the capturecamera.release()cv2.destroyAllWindows()

图片从左到右依次为：检测出的运动目标、背景分割、背景分割后阈值化