pybind11—目标跟踪demo(KCF,python ver

作者: 侠之大者_7d3f | 来源:发表于2019-02-15 12:46 被阅读3次

    前言

    pybind11功能强大,将C++ 程序包装为python接口,对于不太熟悉C++的同学只需要调用python接口即可,方便实用。之前的一系列pybind11文章大多数是基础的用法,本人学习pybind11的最初动机是想将一个目标跟踪程序(C++代码)封装为python接口,这样每次运行算法时候就不用打开Visaul Studio这样大型IDE(加载慢,电脑容易卡)。C++程序封装为python接口有好几种方法:boost.python, ctype(调用C++ 动态链接库), SWIG, pybind11。 我只简单用过swig, ctype。 SWIG也挺不错的,不仅可以生成python接口,还可以生成Java等其他语言接口,文档详细。


    目标跟踪算法

    About KCF

    KCF(Kernelized Correlation Filter)目标跟踪算法是基于机器学习的,速度快,效果也比较好(抗短时遮挡)。原版的KCF代码是采用opencv, C++实现的, opencv3.2.0(contrib)之后的版本已经将KCF集成到tracking模块,但是测试发现效果不如原版的C++代码。

    下面将C++ KCF 采用pybind11包装为python接口。


    开发测试环境

    • windows10, 64bit
    • Anaconda3, with python3.7
    • opencv3.4.0, with opencv_contrib
    • Visual Studio 2017
    • pycharm

    KCF-Python

    工程概述

    KCF C++程序是采用进行封装的,所有功能在:KCFTracker类中。 因此,只需要将KCFTracker 类封装为python 接口就大功告成。

    Visaul Stduio工程

    image.png

    python测试工程

    image.png

    python测试代码

    import cv2
    import numpy as np
    import matplotlib.pyplot as plt
    import demo12.kcf_demo as kcf
    import time
    
    
    cv2.useOptimized()
    cv2.setUseOptimized(True)
    cv2.setNumThreads(4)
    
    capture = cv2.VideoCapture()
    assert capture.open('D:\\ti_project\\TI_DSP_LAB\\Video-tools-exe\\video-01\\V90116-132715.mp4')
    capture.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 640)
    capture.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 480)
    
    frame = np.zeros(shape=[int(capture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)),
                            int(capture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)),
                            3], dtype=np.uint8)
    
    for i in range(1):
        capture.read(frame)
    
    rect = cv2.selectROI('Choose object', frame, False, False)
    
    tracker = kcf.KCFTracker(True, True, True, True)
    r = [rect[0] + rect[2], rect[1] + rect[3]]
    tracker.trackerInit([rect[0], rect[1], rect[0] + rect[2], rect[1] + rect[3]], frame)
    
    count = 0
    while True:
        ret, frame = capture.read()
        if not ret:
            print('finish!')
            break
    
        t_start = time.time()
        rect = tracker.trackerUpdate(frame)
        t_stop = time.time()
        fps = int(1.0/(t_stop - t_start))
        print(rect)
        cv2.rectangle(frame, (rect[0], rect[1]), (rect[2], rect[3]), (0, 255, 255), 2)
        cv2.putText(frame, '#' + str(count + 1), (64, 64), 1, 1, (255, 0, 0))
        cv2.putText(frame, '{}fps'.format(fps), (64, 64+30), 1, 1, (255, 0, 0))
        count += 1
        cv2.imshow('kcf', frame)
        if cv2.waitKey(33) == 'q':
            break
    
    
    

    demo演示

    选取目标


    image.png

    跟踪过程

    image.png image.png

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