在 QT 中使用 OpenCV 级联分类器的基本方法
级联分类器是一种在图像中检测特定对象(如人脸、眼睛、车辆等)的算法。OpenCV库提供了一个强大的级联分类器实现。
级联分类器的工作原理是将多个简单的分类器(通常是决策树)组合成一个级联结构,每个分类器都会对图像进行评估,并且只有当图像通过这个分类器的测试时,才会继续进行下一个分类器的测试。如果图像在任何阶段失败,那么它就被认为是负样本,不会进行进一步的测试。
如何在QT中使用OpenCV级联分类器呢?在OpenCV中,级联分类器是通过CascadeClassifier
类实现的。以下是如何在OpenCV中使用级联分类器查找人脸的基本步骤:
1.创建对象
(.xml文件是人脸数据模型文件,通过这个文件可以识别到人脸)
2.在图片中查找人脸
detectMultiScale
是 OpenCV 中 CascadeClassifier
类的一个方法,用于在图像中检测不同大小的对象。
void CascadeClassifier::detectMultiScale(
InputArray image,
std::vector<Rect>& objects,
double scaleFactor = 1.1,
int minNeighbors = 3,
int flags = 0,
Size minSize = Size(),
Size maxSize = Size()
)
参数说明:
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image
: 输入的图像,可以是灰度图像或者与加载的级联分类器相匹配的彩色图像。 -
objects
: 检测到的对象的矩形框列表,每个矩形框用cv::Rect
表示。(用来存查到的人脸) -
scaleFactor
: 图像缩放的比例,用于对图像进行多尺度检测。典型的值是 1.1,这意味着每次迭代图像大小都会增加 10%。 -
minNeighbors
: 检测到的对象矩形框要被认为是真正的对象,有多少个重叠的检测标记才被认为有效数字越大识别准确率越高 -
flags
: 这个参数通常设置为 0 或者CASCADE_SCALE_IMAGE
,后者表示图像在每次迭代时都会被缩放。 -
minSize
: 检测窗口的最小大小。如果检测对象非常小,可以设置这个参数来排除太小的对象。 -
maxSize
: 检测窗口的最大大小。如果检测对象非常大,可以设置这个参数来排除太大的对象。
使用 detectMultiScale
方法时,通常需要对图像进行预处理,例如转换为灰度图像,因为大多数预训练的级联分类器都是在灰度图像上训练的。
以下是一个简单的示例,展示如何使用在图片中查找人脸
Mat src = imread("D:/farsight/opencv/testres/head2.jpg"); //打开有人脸的图片
Mat gray;
cvtColor(src, gray, CV_BGR2GRAY); //转灰度图
vector<Rect> faces; //vector容器,用来存储查找到的人脸
CascadeClassifier classifier("D:/opencv/opencv3.4install/install/etc
/haarcascades/haarcascade_frontalface_alt2.xml"); //打开人脸数据模型
classifier.detectMultiScale(gray,faces); //这里只用了两个参数
for(int i = 0;i < faces.size();i++)
{
rectangle(src, faces[i], Scalar(0, 0, 255)); //rectangle为矩形类,给识别到的人脸画一个矩形框
//src为输出图像 faces[i]为输入图像 scalar()为矩形框的颜色
}
imshow("src", src); //展示识别到人脸的图片
3.在摄像头中查找人脸
3.1打开摄像头
VideoCapture
是 OpenCV 库中用于从视频文件、图像序列或摄像头捕获视频流的类。使用 VideoCapture
类,你可以轻松地读取视频帧并进行处理。以下是如何在 OpenCV 中使用 VideoCapture
类的基本步骤:
3.11 创建 VideoCapture 对象
cv::VideoCapture capture;
3.12 打开视频文件或摄像头
// 打开视频文件
capture.open("path/to/your/video/file.mp4");
// 或者打开摄像头,0 通常代表默认摄像头
capture.open(0);
3.13检查视频是否成功打开
if (!capture.isOpened()) {
std::cerr << "Error opening video stream or file" << std::endl;
return -1;
}
3.14 读取视频帧
cv::Mat frame;
while (capture.read(frame)) { // 处理每一帧
cv::imshow("Video Frame", frame); // 显示帧
if (cv::waitKey(30) == 'q') { // 按 'q' 键退出循环
break;
}
}
3.2在摄像头查找人脸并画上矩形框,并用QT的label将摄像头的视频显示出来。
首先把读取到的摄像头图像给frame,然后frame转灰度图gray去识别人脸,识别到的人脸存储在faces容器中,之后在摄像头图像frame画出人脸框,并在label中显示。
(需要提前在UI文件上创建一个label)
cv::VideoCapture capture;
// 打开打开摄像头
capture.open(0);
if (!capture.isOpened()) {
std::cerr << "Error opening video stream or file" << std::endl;
return -1;
}
cv::Mat frame;
vector<Rect> faces; //vector容器,用来存储查找到的人脸
CascadeClassifier classifier("D:/opencv/opencv3.4install/install/etc
/haarcascades/haarcascade_frontalface_alt2.xml"); //打开人脸数据模型
while (capture.read(frame)) { // 摄像头图像加载到frame,每次加载一帧
Mat grey
cvtColor(frame,grey,CV_BGR2GRAY); //转灰度图去识别人脸
//识别人脸
classifier.detectMultiScale(gray,faces,
1.1,3,0,
Size(100,100),
Size(200,200));
cvtColor(frame,frame,CV_BGR2RGB); //OpenCV色彩空间转QT色彩空间
for(int i = 0 ; i < faces.size(); i++)
{
rectangle(frame,faces[i],Scalar(255,0,0));
}
QImage img(frame.data,frame.cols,frame.rows,
frame.cols*frame.channels(),
QImage::Format_RGB888);
ui->label->resize(QSize(frame.cols,frame.rows)); //label大小要和frame大小一样
if (cv::waitKey(30) == 'q') { // 按 'q' 键退出循环
break;
}
}
这里需要把OpenCV(BGR)Mat图片转换成qt(RGB)QImage 图片,不了解的可以看我之前发的Mat在QT的基本使用的文章。然后就能查到人脸并用QT的label将摄像头的视频显示出来。
最后的最后,非常感谢大家的观看,请大家点点赞,点点关注,后续会出OpenCV人脸识别器,
谢谢!
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一种结构设计模式,允许在对象中动态添加新行为。它通过创建一个封装器来实现这一目的,即把对象放入一个装饰器类中,然后把这个装饰器类放入另一个装饰器类中,以此类推,形成一个封装器链。这样,我们就可以在不改变原始对象的情况下动态添加新行为或修改原始行为。 在 Java 中,实现装饰器设计模式的步骤如下: 定义一个接口或抽象类作为被装饰对象的基类。 公共接口 Component { void operation; } } 在本例中,我们定义了一个名为 Component 的接口,该接口包含一个名为 operation 的抽象方法,该方法定义了被装饰对象的基本行为。 定义一个实现基类方法的具体装饰对象。 公共类 ConcreteComponent 实现 Component { public class ConcreteComponent implements Component { @Override public void operation { System.out.println("ConcreteComponent is doing something...") ; } } 定义一个抽象装饰器类,该类继承于基类,并将装饰对象作为一个属性。 公共抽象类装饰器实现组件 { protected Component 组件 public Decorator(Component component) { this.component = component; } } @Override public void operation { component.operation; } } } 在这个示例中,我们定义了一个名为 Decorator 的抽象类,它继承了 Component 接口,并将被装饰对象作为一个属性。在操作方法中,我们调用了被装饰对象上的同名方法。 定义一个具体的装饰器类,继承自抽象装饰器类并实现增强逻辑。 公共类 ConcreteDecoratorA extends Decorator { public ConcreteDecoratorA(Component 组件) { super(component); } } public void operation { super.operation System.out.println("ConcreteDecoratorA 正在添加新行为......") ; } } 在本例中,我们定义了一个名为 ConcreteDecoratorA 的具体装饰器类,它继承自装饰器抽象类,并实现了操作方法的增强逻辑。在操作方法中,我们首先调用被装饰对象上的同名方法,然后添加新行为。 使用装饰器增强被装饰对象。 公共类 Main { public static void main(String args) { Component 组件 = new ConcreteComponent; component = new ConcreteDecoratorA(component); 组件操作 } } 在这个示例中,我们首先创建了一个被装饰对象 ConcreteComponent,然后通过 ConcreteDecoratorA 类创建了一个装饰器,并将被装饰对象作为参数传递。最后,调用装饰器的操作方法,实现对被装饰对象的增强。 使用场景 在 Java 中,装饰器模式被广泛使用,尤其是在 I/O 中。Java 中的 I/O 库使用装饰器模式实现了不同数据流之间的转换和增强。 让我们打开文件 a.txt,从中读取数据。InputStream 是一个抽象类,FileInputStream 是专门用于读取文件流的子类。BufferedInputStream 是一个支持缓存的数据读取类,可以提高数据读取的效率,具体代码如下: @Test public void testIO throws Exception { InputStream inputStream = new FileInputStream("C:/bbb/a.txt"); // 实现包装 inputStream = new BufferedInputStream(inputStream); byte bytes = new byte[1024]; int len; while((len = inputStream.read(bytes)) != -1){ System.out.println(new String(bytes, 0, len)); } } } } 其中 BufferedInputStream 对读取数据进行了增强。 这样看来,装饰器设计模式和代理模式似乎有点相似,接下来让我们讨论一下它们之间的区别。 第三,与代理模式的区别: 代理模式的目的是控制对对象的访问,它在对象外部提供一个代理对象来控制对原对象的访问。代理对象和原始对象通常实现相同的接口或继承相同的类,以确保两者可以相互替换。 装饰器模式的目的是动态增强对象的功能,而这是通过对象内部的包装器来实现的。在装饰器模式中,装饰器类和被装饰对象通常实现相同的接口或继承自相同的类,以确保两者可以相互替代。装饰器模式也被称为封装器模式。 在代理模式中,代理类附加了与原类无关的功能。
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print dir; print bytes; print xA; print xB; main Printf函数通过F#的反射机制和.NET的ToString方法来解析“%A”模式,适用于任何类型的值,也可以通过F#中的print_any和print_to_string函数来完成类似的功能。值和函数(Values and Functions) 在F#中函数也是值,F#处理它们的语法也是类似的。 let n = 10let add a b = a + blet addFour = add 4let result = addFour n printfn "result = %i" result 可以看到定义值n和函数add的语法很类似,只不过add还有两个参数。对于add来说a + b的值自动作为其返回值,也就是说在F#中我们不需要显式地为函数定义返回值。对于函数addFour来说,它定义在add的基础上,它只向add传递了一个参数,这样对于不同的参数addFour将返回不同的值。考虑数学中的函数概念,F(x, y) = x + y,G(y) = F(4, y),实际上G(y) = 4 + y,G也是一个函数,它接收一个参数,这个地方是不是很类似?这种只向函数传递部分参数的特性称为函数的柯里化(curried function)。 当然对某些函数来说,传递部分参数是无意义的,此时需要强制提供所有参数,可是将参数括起来,将它们转换为元组(tuple)。下面的例子将不能编译通过: let sub(a, b) = a - blet subFour = sub 4 必须为sub提供两个参数,如sub(4, 5),这样就很像C#中的方法调用了。 对于这两种方式来说,前者具有更高的灵活性,一般可优先考虑。 如果函数的计算过程中需要定义一些中间值,我们应当将这些行进行缩进: let halfWay a b = let dif = b - a let mid = dif / 2 mid + a 需要注意的是,缩进时要用空格而不是Tab,如果你不想每次都按几次空格键,可以在VS中设置,将Tab字符自动转换为空格;虽然缩进的字符数没有限制,但一般建议用4个空格。而且此时一定要用在文件开头添加#light指令。作用域(Scope)作用域是编程语言中的一个重要的概念,它表示在何处可以访问(使用)一个标识符或类型。所有标识符,不管是函数还是值,其作用域都从其声明处开始,结束自其所处的代码块。对于一个处于最顶层的标识符而言,一旦为其赋值,它的值就不能修改或重定义了。标识符在定义之后才能使用,这意味着在定义过程中不能使用自身的值。 let defineMessage = let message = "Help me" print_endline message // error 对于在函数内部定义的标识符,一般而言,它们的作用域会到函数的结束处。 但可使用let关键字重定义它们,有时这会很有用,对于某些函数来说,计算过程涉及多个中间值,因为值是不可修改的,所以我们就需要定义多个标识符,这就要求我们去维护这些标识符的名称,其实是没必要的,这时可以使用重定义标识符。但这并不同于可以修改标识符的值。你甚至可以修改标识符的类型,但F#仍能确保类型安全。所谓类型安全,其基本意义是F#会避免对值的错误操作,比如我们不能像对待字符串那样对待整数。这个跟C#也是类似的。 let changeType = let x = 1 let x = "change me" let x = x + 1 print_string x 在本例的函数中,第一行和第二行都没问题,第三行就有问题了,在重定义x的时候,赋给它的值是x + 1,而x是字符串,与1相加在F#中是非法的。 另外,如果在嵌套函数中重定义标识符就更有趣了。 let printMessages = let message = "fun value" printfn "%s" message; 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