关于探针末端跟踪的前期尝试
实验室的一个关于object tracking的问题，只开头做了一点，暂时没必要接着做了，先放这里吧。
如图所示，这是从视频中截取的一张图片。环境中只有探针、平躺的donut和非平躺的donut三类事物，背景较为纯净。
主要目标：实时跟踪视频中探针的末端位置（包含遮挡和非遮挡情况）。
背景介绍：其实这是一个微观环境下的自动化操作问题，视频中的探针是由电机带动的，目标就是拾取图中的donut.
面对这个问题，由于探针末端本身特别小，所以主要思路还是追踪整根探针然后推测出末端来。作为前期尝试阶段，个人并没有使用什么追踪算法，而是检测整根探针，求出其边缘直线方程，两条直线相交处可以推测是末端。暂时也只做了这么一点。
下面大致介绍一下整体思路：
Step1:加载灰度图
Step2:二值化(这里做了反色处理，方便后面查找轮廓)
Step3:去除图像上下左右的边框并将图像最外层的像素填充为黑色
Step4:查找最外层轮廓
Step5:通过其长宽比特征找出探针
Step6:对探针进行膨胀操作
Step7:直线拟合
Step8:找出斜率最小和最大的两条线的交点
到目前为止只做到了这一步，即只是在一帧没有遮挡的图像中识图找出探针的末端位置。并且由于探针的末端并不是尖的，所以还需要做进一步处理，我也没想好，可能要用到角平分线吧，呵呵，先放这儿了。
整个工程上传到了 github 上。里面包括要处理的视频，期待有人能提供指点和思路，多谢多谢。
源码
//环境：vs2010 + opencv2.4.8
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
using namespace cv;
bool intersection(Point2f o1, Point2f p1, Point2f o2, Point2f p2,Point2f &r);//找出两条直线的交点
double lengthLine(Point a, Point b);//测线段的长度
float angle(Point2f A, Point2f B); //直线的斜率
typedef multimap<float, Vec4i> mapline;
int main()
{
//载入灰度图像
Mat srcImage = imread("donut.jpg", CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE);
imshow("【原始图】",srcImage);//显示载入的图片
//二值化
Mat biImage;
threshold(srcImage, biImage, 200, 255, CV_THRESH_BINARY_INV ); //对灰度图进行二值化处理,前景变为白色后findContours()寻找外轮廓才好用
imshow("【二值化图】",biImage);
//去除图像上下左右的边框
Size sizeImage = Size(700, 475);
Mat imageROI = biImage(Rect(10, 25, sizeImage.width, sizeImage.height));
Mat removeFrameImage = imageROI.clone();
imshow("【去除图像边框】",removeFrameImage);
//将图像最外层的一圈像素填充为黑色
rectangle(removeFrameImage, Point(0, 0), Point(699, 474), Scalar(0, 0, 0));
imshow("【去除图像边框】",removeFrameImage);
//查找最外层轮廓
Mat contourImage(removeFrameImage.rows, removeFrameImage.cols, CV_8UC1, Scalar(0, 0, 0));
Mat pipetteImage(removeFrameImage.rows, removeFrameImage.cols, CV_8UC1, Scalar(0, 0, 0));
vector<vector(nrow,ncol);
outImage << (int(val) > 200 ? 1 :0) ; //File3<
//等待任意按键按下
waitKey(0);
return 0;
}
// This function calculates the angle of the line from A to B with respect to the positive X-axis in degrees
float angle(Point2f A, Point2f B)
{
float val = (B.y-A.y)/(B.x-A.x); // calculate slope between the two points
val = val - pow(val,3)/3 + pow(val,5)/5; // find arc tan of the slope using taylor series approximation
val = ((int)(val*180/3.14)) % 360; // Convert the angle in radians to degrees
if(B.x < A.x) val+=180;
if(val < 0) val = 360 + val;
return val;
}
double lengthLine(Point a, Point b)
{
double res = cv::norm(a-b);//Euclidian distance
return res;
}
// Finds the intersection of two lines, or returns false.
// The lines are defined by (o1, p1) and (o2, p2).
bool intersection(Point2f o1, Point2f p1, Point2f o2, Point2f p2,Point2f &r)
{
Point2f x = o2 - o1;
Point2f d1 = p1 - o1;
Point2f d2 = p2 - o2;
float cross = d1.x*d2.y - d1.y*d2.x;
if (abs(cross) < /*EPS*/1e-8)
return false;
double t1 = (x.x * d2.y - x.y * d2.x)/cross;
r = o1 + d1 * t1;
return true;
}