OpenCV+python實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)目標(biāo)檢測(cè)功能
環(huán)境安裝
- 安裝Anaconda,官網(wǎng)鏈接Anaconda
- 使用conda創(chuàng)建py3.6的虛擬環(huán)境,并激活使用
conda create -n py3.6 python=3.6 //創(chuàng)建 conda activate py3.6 //激活
3.安裝依賴numpy和imutils
//用鏡像安裝 pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple numpy pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple imutils
4.安裝opencv
(1)首先下載opencv(網(wǎng)址:opencv),在這里我選擇的是opencv_python‑4.1.2+contrib‑cp36‑cp36m‑win_amd64.whl 。
(2)下載好后,把它放到任意盤(pán)中(這里我放的是D盤(pán)),切換到安裝目錄,執(zhí)行安裝命令:pip install opencv_python‑4.1.2+contrib‑cp36‑cp36m‑win_amd64.whl
代碼
首先打開(kāi)一個(gè)空文件命名為real_time_object_detection.py,加入以下代碼,導(dǎo)入你所需要的包。
# import the necessary packages from imutils.video import VideoStream from imutils.video import FPS import numpy as np import argparse import imutils import time import cv2
2.我們不需要圖像參數(shù),因?yàn)樵谶@里我們處理的是視頻流和視頻——除了以下參數(shù)保持不變:
–prototxt:Caffe prototxt 文件路徑。
–model:預(yù)訓(xùn)練模型的路徑。
–confidence:過(guò)濾弱檢測(cè)的最小概率閾值,默認(rèn)值為 20%。
# construct the argument parse and parse the arguments ap = argparse.ArgumentParser() ap.add_argument("-p", "--prototxt", required=True, help="path to Caffe 'deploy' prototxt file") ap.add_argument("-m", "--model", required=True, help="path to Caffe pre-trained model") ap.add_argument("-c", "--confidence", type=float, default=0.2, help="minimum probability to filter weak detections") args = vars(ap.parse_args())
3.初始化類列表和顏色集,我們初始化 CLASS 標(biāo)簽,和相應(yīng)的隨機(jī) COLORS。
# initialize the list of class labels MobileNet SSD was trained to # detect, then generate a set of bounding box colors for each class CLASSES = ["background", "aeroplane", "bicycle", "bird", "boat", "bottle", "bus", "car", "cat", "chair", "cow", "diningtable", "dog", "horse", "motorbike", "person", "pottedplant", "sheep", "sofa", "train", "tvmonitor"] COLORS = np.random.uniform(0, 255, size=(len(CLASSES), 3))
4.加載自己的模型,并設(shè)置自己的視頻流。
# load our serialized model from disk print("[INFO] loading model...") net = cv2.dnn.readNetFromCaffe(args["prototxt"], args["model"]) # initialize the video stream, allow the cammera sensor to warmup, # and initialize the FPS counter print("[INFO] starting video stream...") vs = VideoStream(src=0).start() time.sleep(2.0) fps = FPS().start()
首先我們加載自己的序列化模型,并且提供對(duì)自己的 prototxt文件 和模型文件的引用
net = cv2.dnn.readNetFromCaffe(args["prototxt"], args["model"])
。
下一步,我們初始化視頻流(來(lái)源可以是視頻文件或攝像頭)。首先,我們啟動(dòng) VideoStreamvs = VideoStream(src=0).start()
,隨后等待相機(jī)啟動(dòng)time.sleep(2.0)
,最后開(kāi)始每秒幀數(shù)計(jì)算fps = FPS().start()
。VideoStream 和 FPS 類是 imutils 包的一部分。
5.遍歷每一幀
# loop over the frames from the video stream while True: # grab the frame from the threaded video stream and resize it # to have a maximum width of 400 pixels frame = vs.read() frame = imutils.resize(frame, width=400) # grab the frame from the threaded video file stream (h, w) = frame.shape[:2] blob = cv2.dnn.blobFromImage(cv2.resize(frame, (300, 300)), 0.007843, (300, 300), 127.5) # pass the blob through the network and obtain the detections and # predictions net.setInput(blob) detections = net.forward()
首先,從視頻流中讀取一幀frame = vs.read()
,隨后調(diào)整它的大小imutils.resize(frame, width=400)
。由于我們隨后會(huì)需要寬度和高度,接著進(jìn)行抓取(h, w) = frame.shape[:2]
。最后將 frame 轉(zhuǎn)換為一個(gè)有 dnn 模塊的 blob,cv2.dnn.blobFromImage(cv2.resize(frame, (300, 300)),0.007843, (300, 300), 127.5)
。
現(xiàn)在,我們?cè)O(shè)置 blob 為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入net.setInput(blob)
,通過(guò) net 傳遞輸入detections = net.forward()
。
6.這時(shí),我們已經(jīng)在輸入幀中檢測(cè)到了目標(biāo),現(xiàn)在看看置信度的值,來(lái)判斷我們能否在目標(biāo)周圍繪制邊界框和標(biāo)簽。
# loop over the detections for i in np.arange(0, detections.shape[2]): # extract the confidence (i.e., probability) associated with # the prediction confidence = detections[0, 0, i, 2] # filter out weak detections by ensuring the `confidence` is # greater than the minimum confidence if confidence > args["confidence"]: # extract the index of the class label from the # `detections`, then compute the (x, y)-coordinates of # the bounding box for the object idx = int(detections[0, 0, i, 1]) box = detections[0, 0, i, 3:7] * np.array([w, h, w, h]) (startX, startY, endX, endY) = box.astype("int") # draw the prediction on the frame label = "{}: {:.2f}%".format(CLASSES[idx], confidence * 100) cv2.rectangle(frame, (startX, startY), (endX, endY), COLORS[idx], 2) y = startY - 15 if startY - 15 > 15 else startY + 15 cv2.putText(frame, label, (startX, y), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.5, COLORS[idx], 2)
在 detections 內(nèi)循環(huán),一個(gè)圖像中可以檢測(cè)到多個(gè)目標(biāo)。因此我們需要檢查置信度。如果置信度足夠高(高于閾值),那么將在終端展示預(yù)測(cè),并以文本和彩色邊界框的形式對(duì)圖像作出預(yù)測(cè)。
在 detections 內(nèi)循環(huán),首先我們提取 confidence 值,confidence = detections[0, 0, i, 2]
。如果 confidence 高于最低閾值(if confidence > args["confidence"]:
),那么提取類標(biāo)簽索引(idx = int(detections[0, 0, i, 1])
),并計(jì)算檢測(cè)到的目標(biāo)的坐標(biāo)(box = detections[0, 0, i, 3:7] * np.array([w, h, w, h])
)。然后,我們提取邊界框的 (x, y) 坐標(biāo)((startX, startY, endX, endY) = box.astype("int")
),將用于繪制矩形和文本。接著構(gòu)建一個(gè)文本 label,包含 CLASS 名稱和 confidence(label = "{}: {:.2f}%".format(CLASSES[idx],confidence * 100)
)。還要使用類顏色和之前提取的 (x, y) 坐標(biāo)在物體周圍繪制彩色矩形(cv2.rectangle(frame, (startX, startY), (endX, endY),COLORS[idx], 2)
)。如果我們希望標(biāo)簽出現(xiàn)在矩形上方,但是如果沒(méi)有空間,我們將在矩形頂部稍下的位置展示標(biāo)簽(y = startY - 15 if startY - 15 > 15 else startY + 15
)。最后,我們使用剛才計(jì)算出的 y 值將彩色文本置于幀上(cv2.putText(frame, label, (startX, y),cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.5, COLORS[idx], 2)
)。
7.幀捕捉循環(huán)剩余的步驟還包括:展示幀;檢查 quit 鍵;更新 fps 計(jì)數(shù)器。
# show the output frame cv2.imshow("Frame", frame) key = cv2.waitKey(1) & 0xFF # if the `q` key was pressed, break from the loop if key == ord("q"): break # update the FPS counter fps.update()
上述代碼塊簡(jiǎn)單明了,首先我們展示幀(cv2.imshow("Frame", frame)
),然后找到特定按鍵(key = cv2.waitKey(1) & 0xFF
),同時(shí)檢查「q」鍵(代表「quit」)是否按下。如果已經(jīng)按下,則我們退出幀捕捉循環(huán)(if key == ord("q"):break
),最后更新 fps 計(jì)數(shù)器(fps.update()
)。
8.退出了循環(huán)(「q」鍵或視頻流結(jié)束),我們還要處理以下。
# stop the timer and display FPS information fps.stop() print("[INFO] elapsed time: {:.2f}".format(fps.elapsed())) print("[INFO] approx. FPS: {:.2f}".format(fps.fps())) # do a bit of cleanup cv2.destroyAllWindows() vs.stop()
運(yùn)行文件目錄有以下文件:
到文件相應(yīng)的目錄下:cd D:\目標(biāo)檢測(cè)\object-detection
執(zhí)行命令:python real_time_object_detection.py --prototxt MobileNetSSD_deploy.prototxt.txt --model MobileNetSSD_deploy.caffemodel
演示
這里我把演示視頻上傳到了B站,地址鏈接目標(biāo)檢測(cè)
補(bǔ)充
項(xiàng)目github地址object_detection鏈接。
本項(xiàng)目要用到MobileNetSSD_deploy.prototxt.txt
和MobileNetSSD_deploy.caffemodel
,可以去github上下載項(xiàng)目運(yùn)行。
到此這篇關(guān)于OpenCV+python實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)目標(biāo)檢測(cè)功能的文章就介紹到這了,更多相關(guān)python實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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