Рубрики
Без рубрики

Определение скорости автомобиля по двум изображениям

Мы исследуем, как использовать базовые методы компьютерного зрения для определения скорости автомобиля. Помечено компьютерным зрением, java, обработкой изображений, программированием.

Эта статья предназначена как для начинающих, так и для экспертов в области компьютерного зрения. Я надеюсь, что этот пост воздаст должное ” .

Проблема

У нас уже есть датчики движения, которые легко справляются с подобными задачами, но если мы хотим использовать компьютерное зрение, все становится сложнее. Как получить скорость только с помощью картинок, поначалу может показаться невозможным, но после прочтения этого, надеюсь, все станет лучше.

Подход

Для этого нам нужно выполнить следующие действия

  • Отправьте два изображения в наше приложение – очевидно 😂
  • Найдите разницу между двумя изображениями
  • Вычислите 🚗 💨 по разнице в изображениях

Звучит довольно просто, не так ли? Позволь мне отвезти тебя на 🎢

Загружайте Изображения В Наше Приложение

Мы используем класс BufferedImage по умолчанию, предоставляемый JAVA, для чтения файлов с указанными путями.

Реализация

BufferedImage image1 = ImageIO.read(new File(img1));
BufferedImage image2 = ImageIO.read(new File(img2));

Первое изображение Второе изображение

Вычитание Изображения, Чтобы Получить Разницу

Теперь, когда у нас есть два изображения, мы выполняем вычитание изображений. Возможно, вам интересно, что такое вычитание изображений. Изображения в значительной степени представляют собой массив из множества значений пикселей, которые были объединены вместе. Вычитание изображения в простейших терминах – это Нахождение разницы между каждым пикселем на изображении и соответствующим пикселем на другом изображении. Чтобы выполнить вычитание изображения, оба изображения должны иметь одинаковое разрешение ( поскольку мы вычитаем каждый пиксель в одном из другого ). Когда мы вычитаем изображение, мы устанавливаем пороговое значение и устанавливаем любое значение пикселя выше порогового значения на ЧЕРНЫЙ, а значения пикселей ниже порогового значения на БЕЛЫЙ ( Мы делаем это, потому что хотим видеть автомобили в черном цвете после вычитания изображений )

Реализация

public BufferedImage ImageSubtract(BufferedImage img1 , BufferedImage img2){

    int imageheight = img1.getHeight();
    int imagewidth = img1.getWidth();   

    WritableRaster image1 = img1.getRaster();
    WritableRaster image2 = img2.getRaster();

    // pixel values have their, red , green and blue components

    int diffred;    
    int diffblue;
    int diffgreen;

    // set threshold for subtraction

    Color treshold = new Color(30,30,30);

    // Create an empty image
    BufferedImage DiffImage = new BufferedImage(imagewidth,imageheight,BufferedImage.TYPE_INT_RGB);

    for(int y = 0 ; y < imageheight ; y++){    
        for( int x = 0 ; x < imagewidth ; x++){
        diffred = Math.abs( image1.getSample(x, y, 0) - image2.getSample(x,y,0));
        diffgreen = Math.abs(image2.getSample(x,y,1) - image1.getSample(x, y, 1));
        diffblue = Math.abs(image2.getSample(x,y,2) - image1.getSample(x, y, 2)); 

            // combine individual rgb components to give one color

            Color diff = new Color(diffred,diffgreen,diffblue);
        DiffImage.setRGB(x, y, diff.getRGB());

            // to visualize the differences in the image

            if(DiffImage.getRGB(x, y) < treshold.getRGB()){
            diff= Color.WHITE;
        DiffImage.setRGB(x, y,diff.getRGB());
            }
        else{
            diff = Color.BLACK;
            DiffImage.setRGB(x,y,diff.getRGB());
        }
    }
    }
    try {
        // write the result image to a file
        ImageIO.write(DiffImage,"jpg",new File("MotionDetected.jpg"));
    } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }        
        return DiffImage;
    }

Изображение результата

Расчет Скорости По Изображению Разница

Теперь, когда мы визуализировали разницу, пришло время для “веселой” части 🕺🏾 . Получение скорости по изображению. Для этого мы применили некоторую забавную логику Отказ от ответственности: Возможно, есть лучший способ реализовать это, но я искал метод, который наиболее легко объяснить

Мы просматриваем изображение “разница”, а затем выбираем первый найденный черный пиксель и сохраняем его. Затем мы снова просматриваем изображение “разница”, а затем выбираем последний черный пиксель, который мы находим.

Теперь придется сделать некоторые предположения

  • Время, прошедшее между первой и второй картинкой, скажем, 5 секунд
  • Предполагаемое увеличение камеры, используемой для съемки снимков
  • Длина автомобиля в миллиметрах (скажем, 6000 мм)

Как только эти предположения сделаны, мы затем уменьшаем длину автомобиля в пикселях, чтобы упростить жизнь, а затем перемещаем расстояние, distance_moved.abs(x2 - x1) - car_length_in_px; Мы вычли длину автомобиля в пикселях, потому что расстояние перемещено от передней части автомобиля. Затем мы решаем для скорости скорость = ((двойное) расстояние перемещено/прошло время;

Более подробная информация ниже

Реализация

public double SpeedCalc(BufferedImage img){
        double speed = 0.0;
        int x1 = 0;
        int x2 = 0;
        WritableRaster newImg = img.getRaster();
        for(int y = 0; y< img.getHeight(); y++){
            for(int x = 0; x < img.getWidth(); x++){
                if( newImg.getSample(x, y, 0)== 0){
                    x1 = x; // thats the the first x black value
                    break;
                }
                else{
                    continue;
                }
            }
            if(x1 > 0){
                break;
            }
        }
        for(int y=0; y< img.getHeight(); y++){
            for(int x = 0; x

Результаты

$ java MotionDetection images/car_moving_final_1.PNG images/car_moving_final_2.PNG
The resulting difference of the image is stored in MotionDetected.jpg
Time Passed between 2 images 7 seconds 
Final Position of Car:370, Initial Position of Car:1311 
Speed of car is 0.63 metres/second

Вот ссылка на репозиторий github, если вы хотите увидеть полный исходный код https://github.com/oreHGA/Speed-Detector

Спасибо, что поехали со мной! Ре’Ре¾”Ре’»

Оригинал: “https://dev.to/ore/detecting-speed-of-a-car-from-two-images”

Читайте ещё по теме: