您的位置:首页 > 运维架构

OpenCV中的HOG+SVM物体分类

2016-06-26 21:15 471 查看

这里总结网上自己找到的资料,搞一个简单的框架供大家参考一下。

OpenCV官方的SVM代码在http://www.opencv.org.cn/opencvdoc/2.3.2/html/doc/tutorials/ml/introduction_to_svm/introduction_to_svm.html

http://blog.csdn.net/sangni007/article/details/7471222看到一段还不错的代码,结构清楚,虽然注释比较少,但很有参考价值,于是我添加了一些注释,看着更舒服。废话少说,直接上代码:

[cpp]
view plain
copy
print?

[cpp] view plaincopyprint  
#include "cv.h"    
#include "highgui.h"    
#include "stdafx.h"    
#include <ml.h>    
#include <iostream>    
#include <fstream>    
#include <string>    
#include <vector>    
using namespace cv;    
using namespace std;    
    
    
int main(int argc, char** argv)      
{      
    vector<string> img_path;//输入文件名变量   
    vector<int> img_catg;    
    int nLine = 0;    
    string buf;    
    ifstream svm_data( "E:/SVM_DATA.txt" );//首先,这里搞一个文件列表,把训练样本图片的路径都写在这个txt文件中,使用bat批处理文件可以得到这个txt文件     
    unsigned long n;    
    
    while( svm_data )//将训练样本文件依次读取进来    
    {    
        if( getline( svm_data, buf ) )    
        {    
            nLine ++;    
            if( nLine % 2 == 0 )//这里的分类比较有意思,看得出来上面的SVM_DATA.txt文本中应该是一行是文件路径,接着下一行就是该图片的类别,可以设置为0或者1,当然多个也无所谓   
            {    
                 img_catg.push_back( atoi( buf.c_str() ) );//atoi将字符串转换成整型,标志(0,1),注意这里至少要有两个类别,否则会出错    
            }    
            else    
            {    
                img_path.push_back( buf );//图像路径    
            }    
        }    
    }    
    svm_data.close();//关闭文件    
    
    CvMat *data_mat, *res_mat;    
    int nImgNum = nLine / 2; //读入样本数量 ,因为是每隔一行才是图片路径,所以要除以2   
    ////样本矩阵,nImgNum:横坐标是样本数量, WIDTH * HEIGHT:样本特征向量,即图像大小    
    data_mat = cvCreateMat( nImgNum, 1764, CV_32FC1 );  //这里第二个参数,即矩阵的列是由下面的descriptors的大小决定的,可以由descriptors.size()得到,且对于不同大小的输入训练图片,这个值是不同的  
    cvSetZero( data_mat );    
    //类型矩阵,存储每个样本的类型标志    
    res_mat = cvCreateMat( nImgNum, 1, CV_32FC1 );    
    cvSetZero( res_mat );    
    
    IplImage* src;    
    IplImage* trainImg=cvCreateImage(cvSize(64,64),8,3);//需要分析的图片,这里默认设定图片是64*64大小,所以上面定义了1764,如果要更改图片大小,可以先用debug查看一下descriptors是多少,然后设定好再运行    
    
    //开始搞HOG特征  
    for( string::size_type i = 0; i != img_path.size(); i++ )    
    {    
            src=cvLoadImage(img_path[i].c_str(),1);    
            if( src == NULL )    
            {    
                cout<<" can not load the image: "<<img_path[i].c_str()<<endl;    
                continue;    
            }    
    
            cout<<" processing "<<img_path[i].c_str()<<endl;    
                   
            cvResize(src,trainImg);   //读取图片       
            HOGDescriptor *hog=new HOGDescriptor(cvSize(64,64),cvSize(16,16),cvSize(8,8),cvSize(8,8),9);  //具体意思见参考文章1,2       
            vector<float>descriptors;//结果数组       
            hog->compute(trainImg, descriptors,Size(1,1), Size(0,0)); //调用计算函数开始计算       
            cout<<"HOG dims: "<<descriptors.size()<<endl;    
            //CvMat* SVMtrainMat=cvCreateMat(descriptors.size(),1,CV_32FC1);    
            n=0;    
            for(vector<float>::iterator iter=descriptors.begin();iter!=descriptors.end();iter++)    
            {    
                cvmSet(data_mat,i,n,*iter);//把HOG存储下来    
                n++;    
            }    
                //cout<<SVMtrainMat->rows<<endl;    
            cvmSet( res_mat, i, 0, img_catg[i] );    
            cout<<" end processing "<<img_path[i].c_str()<<" "<<img_catg[i]<<endl;    
    }    
        
                 
    CvSVM svm = CvSVM();//新建一个SVM      
    CvSVMParams param;//这里是参数  
    CvTermCriteria criteria;      
    criteria = cvTermCriteria( CV_TERMCRIT_EPS, 1000, FLT_EPSILON );      
    param = CvSVMParams( CvSVM::C_SVC, CvSVM::RBF, 10.0, 0.09, 1.0, 10.0, 0.5, 1.0, NULL, criteria );      
/*     
    SVM种类:CvSVM::C_SVC     
    Kernel的种类:CvSVM::RBF     
    degree:10.0(此次不使用)     
    gamma:8.0     
    coef0:1.0(此次不使用)     
    C:10.0     
    nu:0.5(此次不使用)     
    p:0.1(此次不使用)     
    然后对训练数据正规化处理,并放在CvMat型的数组里。     
                                                        */         
    //☆☆☆☆☆☆☆☆☆(5)SVM学习☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆           
    svm.train( data_mat, res_mat, NULL, NULL, param );//训练啦      
    //☆☆利用训练数据和确定的学习参数,进行SVM学习☆☆☆☆       
    svm.save( "SVM_DATA.xml" );  
    
    //检测样本    
    IplImage *test;    
    vector<string> img_tst_path;    
    ifstream img_tst( "E:/SVM_TEST.txt" );//同输入训练样本,这里也是一样的,只不过不需要标注图片属于哪一类了  
    while( img_tst )    
    {    
        if( getline( img_tst, buf ) )    
        {    
            img_tst_path.push_back( buf );    
        }    
    }    
    img_tst.close();    
    
    
    
    CvMat *test_hog = cvCreateMat( 1, 1764, CV_32FC1 );//注意这里的1764,同上面一样    
    char line[512];    
    ofstream predict_txt( "SVM_PREDICT.txt" );//把预测结果存储在这个文本中    
    for( string::size_type j = 0; j != img_tst_path.size(); j++ )//依次遍历所有的待检测图片    
    {    
        test = cvLoadImage( img_tst_path[j].c_str(), 1);    
        if( test == NULL )    
        {    
             cout<<" can not load the image: "<<img_tst_path[j].c_str()<<endl;    
               continue;    
         }    
            
        cvZero(trainImg);    
        cvResize(test,trainImg);   //读取图片       
        HOGDescriptor *hog=new HOGDescriptor(cvSize(64,64),cvSize(16,16),cvSize(8,8),cvSize(8,8),9);  //具体意思见参考文章1,2       
        vector<float>descriptors;//结果数组       
        hog->compute(trainImg, descriptors,Size(1,1), Size(0,0)); //调用计算函数开始计算       
        cout<<"HOG dims: "<<descriptors.size()<<endl;    
        CvMat* SVMtrainMat=cvCreateMat(1,descriptors.size(),CV_32FC1);    
        n=0;    
        for(vector<float>::iterator iter=descriptors.begin();iter!=descriptors.end();iter++)    
            {    
                cvmSet(SVMtrainMat,0,n,*iter);    
                n++;    
            }    
    
        int ret = svm.predict(SVMtrainMat);//获取最终检测结果,这个predict的用法见 OpenCV的文档   
        std::sprintf( line, "%s %d\r\n", img_tst_path[j].c_str(), ret );    
        predict_txt<<line;    
    }    
    predict_txt.close();    
    
//cvReleaseImage( &src);    
//cvReleaseImage( &sampleImg );    
//cvReleaseImage( &tst );    
//cvReleaseImage( &tst_tmp );    
cvReleaseMat( &data_mat );    
cvReleaseMat( &res_mat );    
    
return 0;    
}    

[cpp] view plaincopyprint
#include "cv.h"
#include "highgui.h"
#include "stdafx.h"
#include <ml.h>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace cv;
using namespace std;

int main(int argc, char** argv)
{
vector<string> img_path;//输入文件名变量
vector<int> img_catg;
int nLine = 0;
string buf;
ifstream svm_data( "E:/SVM_DATA.txt" );//首先,这里搞一个文件列表,把训练样本图片的路径都写在这个txt文件中,使用bat批处理文件可以得到这个txt文件
unsigned long n;

while( svm_data )//将训练样本文件依次读取进来
{
if( getline( svm_data, buf ) )
{
nLine ++;
if( nLine % 2 == 0 )//这里的分类比较有意思,看得出来上面的SVM_DATA.txt文本中应该是一行是文件路径,接着下一行就是该图片的类别,可以设置为0或者1,当然多个也无所谓
{
img_catg.push_back( atoi( buf.c_str() ) );//atoi将字符串转换成整型,标志(0,1),注意这里至少要有两个类别,否则会出错
}
else
{
img_path.push_back( buf );//图像路径
}
}
}
svm_data.close();//关闭文件

CvMat *data_mat, *res_mat;
int nImgNum = nLine / 2; //读入样本数量 ,因为是每隔一行才是图片路径,所以要除以2
////样本矩阵,nImgNum:横坐标是样本数量, WIDTH * HEIGHT:样本特征向量,即图像大小
data_mat = cvCreateMat( nImgNum, 1764, CV_32FC1 );  //这里第二个参数,即矩阵的列是由下面的descriptors的大小决定的,可以由descriptors.size()得到,且对于不同大小的输入训练图片,这个值是不同的
cvSetZero( data_mat );
//类型矩阵,存储每个样本的类型标志
res_mat = cvCreateMat( nImgNum, 1, CV_32FC1 );
cvSetZero( res_mat );

IplImage* src;
IplImag
e40c
e* trainImg=cvCreateImage(cvSize(64,64),8,3);//需要分析的图片,这里默认设定图片是64*64大小,所以上面定义了1764,如果要更改图片大小,可以先用debug查看一下descriptors是多少,然后设定好再运行

//开始搞HOG特征
for( string::size_type i = 0; i != img_path.size(); i++ )
{
src=cvLoadImage(img_path[i].c_str(),1);
if( src == NULL )
{
cout<<" can not load the image: "<<img_path[i].c_str()<<endl;
continue;
}

cout<<" processing "<<img_path[i].c_str()<<endl;

cvResize(src,trainImg);   //读取图片
HOGDescriptor *hog=new HOGDescriptor(cvSize(64,64),cvSize(16,16),cvSize(8,8),cvSize(8,8),9);  //具体意思见参考文章1,2
vector<float>descriptors;//结果数组
hog->compute(trainImg, descriptors,Size(1,1), Size(0,0)); //调用计算函数开始计算
cout<<"HOG dims: "<<descriptors.size()<<endl;
//CvMat* SVMtrainMat=cvCreateMat(descriptors.size(),1,CV_32FC1);
n=0;
for(vector<float>::iterator iter=descriptors.begin();iter!=descriptors.end();iter++)
{
cvmSet(data_mat,i,n,*iter);//把HOG存储下来
n++;
}
//cout<<SVMtrainMat->rows<<endl;
cvmSet( res_mat, i, 0, img_catg[i] );
cout<<" end processing "<<img_path[i].c_str()<<" "<<img_catg[i]<<endl;
}

CvSVM svm = CvSVM();//新建一个SVM
CvSVMParams param;//这里是参数
CvTermCriteria criteria;
criteria = cvTermCriteria( CV_TERMCRIT_EPS, 1000, FLT_EPSILON );
param = CvSVMParams( CvSVM::C_SVC, CvSVM::RBF, 10.0, 0.09, 1.0, 10.0, 0.5, 1.0, NULL, criteria );
/*
SVM种类:CvSVM::C_SVC
Kernel的种类:CvSVM::RBF
degree:10.0(此次不使用)
gamma:8.0
coef0:1.0(此次不使用)
C:10.0
nu:0.5(此次不使用)
p:0.1(此次不使用)
然后对训练数据正规化处理,并放在CvMat型的数组里。
*/
//☆☆☆☆☆☆☆☆☆(5)SVM学习☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
svm.train( data_mat, res_mat, NULL, NULL, param );//训练啦
//☆☆利用训练数据和确定的学习参数,进行SVM学习☆☆☆☆
svm.save( "SVM_DATA.xml" );

//检测样本
IplImage *test;
vector<string> img_tst_path;
ifstream img_tst( "E:/SVM_TEST.txt" );//同输入训练样本,这里也是一样的,只不过不需要标注图片属于哪一类了
while( img_tst )
{
if( getline( img_tst, buf ) )
{
img_tst_path.push_back( buf );
}
}
img_tst.close();

CvMat *test_hog = cvCreateMat( 1, 1764, CV_32FC1 );//注意这里的1764,同上面一样
char line[512];
ofstream predict_txt( "SVM_PREDICT.txt" );//把预测结果存储在这个文本中
for( string::size_type j = 0; j != img_tst_path.size(); j++ )//依次遍历所有的待检测图片
{
test = cvLoadImage( img_tst_path[j].c_str(), 1);
if( test == NULL )
{
cout<<" can not load the image: "<<img_tst_path[j].c_str()<<endl;
continue;
}

cvZero(trainImg);
cvResize(test,trainImg);   //读取图片
HOGDescriptor *hog=new HOGDescriptor(cvSize(64,64),cvSize(16,16),cvSize(8,8),cvSize(8,8),9);  //具体意思见参考文章1,2
vector<float>descriptors;//结果数组
hog->compute(trainImg, descriptors,Size(1,1), Size(0,0)); //调用计算函数开始计算
cout<<"HOG dims: "<<descriptors.size()<<endl;
CvMat* SVMtrainMat=cvCreateMat(1,descriptors.size(),CV_32FC1);
n=0;
for(vector<float>::iterator iter=descriptors.begin();iter!=descriptors.end();iter++)
{
cvmSet(SVMtrainMat,0,n,*iter);
n++;
}

int ret = svm.predict(SVMtrainMat);//获取最终检测结果,这个predict的用法见 OpenCV的文档
std::sprintf( line, "%s %d\r\n", img_tst_path[j].c_str(), ret );
predict_txt<<line;
}
predict_txt.close();

//cvReleaseImage( &src);
//cvReleaseImage( &sampleImg );
//cvReleaseImage( &tst );
//cvReleaseImage( &tst_tmp );
cvReleaseMat( &data_mat );
cvReleaseMat( &res_mat );

return 0;
}


其中,关于HOG函数HOGDescriptor,见博客http://blog.csdn.net/raocong2010/article/details/6239431

另外,自己需要把这个程序嵌入到另外一个工程中去,因为那里数据类型是Mat,不是cvMat,所以我又修改了上面的程序,并且图片大小也不是固定的64*64,需要自己设置一下图片大小,因为太懒,直接把改好的程序放过来:

[cpp]
view plain
copy
print?

#include "stdafx.h"  
  
#include "cv.h"    
#include "highgui.h"    
#include "stdafx.h"    
#include <ml.h>    
#include <iostream>    
#include <fstream>    
#include <string>    
#include <vector>    
using namespace cv;    
using namespace std;    
    
    
int main(int argc, char** argv)      
{      
    int ImgWidht = 120;  
    int ImgHeight = 120;  
    vector<string> img_path;    
    vector<int> img_catg;    
    int nLine = 0;    
    string buf;    
    ifstream svm_data( "E:/apple/SVM_DATA.txt" );    
    unsigned long n;    
    
    while( svm_data )    
    {    
        if( getline( svm_data, buf ) )    
        {    
            nLine ++;    
            if( nLine < 5 )    
            {    
                img_catg.push_back(1);  
                img_path.push_back( buf );//图像路径   
            }    
            else    
            {    
                img_catg.push_back(0);  
                img_path.push_back( buf );//图像路径   
            }    
        }    
    }    
    svm_data.close();//关闭文件    
    
    Mat data_mat, res_mat;    
    int nImgNum = nLine;            //读入样本数量    
    ////样本矩阵,nImgNum:横坐标是样本数量, WIDTH * HEIGHT:样本特征向量,即图像大小    
    //data_mat = Mat::zeros( nImgNum, 12996, CV_32FC1 );      
    //类型矩阵,存储每个样本的类型标志    
    res_mat = Mat::zeros( nImgNum, 1, CV_32FC1 );    
    
    Mat src;    
    Mat trainImg = Mat::zeros(ImgHeight, ImgWidht, CV_8UC3);//需要分析的图片    
    
    for( string::size_type i = 0; i != img_path.size(); i++ )    
    {    
        src = imread(img_path[i].c_str(), 1);     
    
        cout<<" processing "<<img_path[i].c_str()<<endl;    
           
        resize(src, trainImg, cv::Size(ImgWidht,ImgHeight), 0, 0, INTER_CUBIC);  
        HOGDescriptor *hog=new HOGDescriptor(cvSize(ImgWidht,ImgHeight),cvSize(16,16),cvSize(8,8),cvSize(8,8), 9);  //具体意思见参考文章1,2       
        vector<float>descriptors;//结果数组       
        hog->compute(trainImg, descriptors, Size(1,1), Size(0,0)); //调用计算函数开始计算  
        if (i==0)  
        {  
             data_mat = Mat::zeros( nImgNum, descriptors.size(), CV_32FC1 ); //根据输入图片大小进行分配空间   
        }  
        cout<<"HOG dims: "<<descriptors.size()<<endl;     
        n=0;    
        for(vector<float>::iterator iter=descriptors.begin();iter!=descriptors.end();iter++)    
        {    
            data_mat.at<float>(i,n) = *iter;    
            n++;    
        }    
        //cout<<SVMtrainMat->rows<<endl;    
        res_mat.at<float>(i, 0) =  img_catg[i];    
        cout<<" end processing "<<img_path[i].c_str()<<" "<<img_catg[i]<<endl;    
    }    
                 
    CvSVM svm = CvSVM();  
    CvSVMParams param;    
    CvTermCriteria criteria;      
    criteria = cvTermCriteria( CV_TERMCRIT_EPS, 1000, FLT_EPSILON );      
    param = CvSVMParams( CvSVM::C_SVC, CvSVM::RBF, 10.0, 0.09, 1.0, 10.0, 0.5, 1.0, NULL, criteria );     
      
/*     
    SVM种类:CvSVM::C_SVC     
    Kernel的种类:CvSVM::RBF     
    degree:10.0(此次不使用)     
    gamma:8.0     
    coef0:1.0(此次不使用)     
    C:10.0     
    nu:0.5(此次不使用)     
    p:0.1(此次不使用)     
    然后对训练数据正规化处理,并放在CvMat型的数组里。     
                                                        */         
    //☆☆☆☆☆☆☆☆☆(5)SVM学习☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆           
    svm.train( data_mat, res_mat, Mat(), Mat(), param );      
    //☆☆利用训练数据和确定的学习参数,进行SVM学习☆☆☆☆       
    svm.save( "E:/apple/SVM_DATA.xml" );   
    
    //检测样本    
    vector<string> img_tst_path;    
    ifstream img_tst( "E:/apple/SVM_TEST.txt" );    
    while( img_tst )    
    {    
        if( getline( img_tst, buf ) )    
        {    
            img_tst_path.push_back( buf );    
        }    
    }    
    img_tst.close();    
    
    Mat test;  
    char line[512];    
    ofstream predict_txt( "E:/apple/SVM_PREDICT.txt" );    
    for( string::size_type j = 0; j != img_tst_path.size(); j++ )    
    {    
        test = imread( img_tst_path[j].c_str(), 1);//读入图像     
        resize(test, trainImg, cv::Size(ImgWidht,ImgHeight), 0, 0, INTER_CUBIC);//要搞成同样的大小才可以检测到         
        HOGDescriptor *hog=new HOGDescriptor(cvSize(ImgWidht,ImgHeight),cvSize(16,16),cvSize(8,8),cvSize(8,8),9);  //具体意思见参考文章1,2       
        vector<float>descriptors;//结果数组       
        hog->compute(trainImg, descriptors,Size(1,1), Size(0,0)); //调用计算函数开始计算   
        cout<<"The Detection Result:"<<endl;  
        cout<<"HOG dims: "<<descriptors.size()<<endl;    
        Mat SVMtrainMat =  Mat::zeros(1,descriptors.size(),CV_32FC1);    
        n=0;    
        for(vector<float>::iterator iter=descriptors.begin();iter!=descriptors.end();iter++)    
        {    
            SVMtrainMat.at<float>(0,n) = *iter;    
            n++;    
        }    
    
        int ret = svm.predict(SVMtrainMat);    
        std::sprintf( line, "%s %d\r\n", img_tst_path[j].c_str(), ret );   
        printf("%s %d\r\n", img_tst_path[j].c_str(), ret);  
        getchar();  
        predict_txt<<line;    
    }    
    predict_txt.close();    
    
return 0;    
}    
内容来自用户分享和网络整理,不保证内容的准确性,如有侵权内容,可联系管理员处理 点击这里给我发消息
标签: