在OpenCV里使用特征匹配和单映射变换的代码详解
作者:caimouse
前面已经学习特征查找和对应匹配,接着下来在特征匹配之后,再使用findHomography函数来找出对应图像的投影矩阵。首先使用一个查询图片,然后在另外一张图片里找到目标对象,其实就是想在图片里查找所需要目标的一部分区域。为了实现这样的功能,需要使用calib3d库里的一个函数cv.findHomography()
,把从两张图片里找到的特征点当作参数,传送给这个函数,然后这个函数返回一个投影变换矩阵,我们就可以使用 cv.perspectiveTransform()
函数来对查找的目标进行投影,这样就可以在复杂图片里标记出相应的目标位置。
我们已经看到,在匹配时可能会有一些错误,这可能会影响结果。为了解决这个问题,需要使用RANSAC 或 LEAST_MEDIAN算法。所以提供正确估计的良好匹配称为内聚,其余的称为外联。cv.findHomography()
函数返回一个值表示内聚还是外联的点。
在例子里,先使用ORB来寻找两个图片的特征点,接着根据设置条件为10个匹配特征,如果满足就会计算投影变换矩阵,一旦获得3x3的矩阵,就可以把寻找的目标对象在图片里标记出来。最后在复杂的图片里用白色线条标记出来。
参数详解:
srcPoints 源平面中点的坐标矩阵,可以是CV_32FC2类型,也可以是vector<Point2f>类型
dstPoints 目标平面中点的坐标矩阵,可以是CV_32FC2类型,也可以是vector<Point2f>类型
method 计算单应矩阵所使用的方法。不同的方法对应不同的参数,具体如下:
0 - 利用所有点的常规方法
RANSAC - RANSAC-基于RANSAC的鲁棒算法
LMEDS - 最小中值鲁棒算法
RHO - PROSAC-基于PROSAC的鲁棒算法
ransacReprojThreshold
将点对视为内点的最大允许重投影错误阈值(仅用于RANSAC和RHO方法)。如果
则点被认为是个外点(即错误匹配点对)。若srcPoints和dstPoints是以像素为单位的,则该参数通常设置在1到10的范围内。
mask
可选输出掩码矩阵,通常由鲁棒算法(RANSAC或LMEDS)设置。 请注意,输入掩码矩阵是不需要设置的。
maxIters RANSAC算法的最大迭代次数,默认值为2000。
confidence 可信度值,取值范围为0到1.
该函数能够找到并返回源平面和目标平面之间的转换矩阵H,以便于反向投影错误率达到最小。
演示使用的例子如下:
#python 3.7.4,opencv4.1 #蔡军生 https://blog.csdn.net/caimouse/article/details/51749579 # import numpy as np import cv2 from matplotlib import pyplot as plt MIN_MATCH_COUNT = 10 #读取文件 img1 = cv2.imread('rmb3.png') img2 = cv2.imread('rmb4.png') #初始化ORB检测器 orb = cv2.ORB_create() #用ORB查找关键点 kp1, des1 = orb.detectAndCompute(img1,None) kp2, des2 = orb.detectAndCompute(img2,None) # FLANN参数 FLANN_INDEX_LSH = 6 index_params = dict(algorithm = FLANN_INDEX_LSH, table_number = 6, key_size = 12, multi_probe_level = 1) search_params = dict(checks=50) #或者使用一个空的字典 flann = cv2.FlannBasedMatcher(index_params,search_params) matches = flann.knnMatch(des1,des2,k=2) # 比率 good = [] for m,n in matches: if m.distance < 0.7*n.distance: good.append(m) if len(good)>MIN_MATCH_COUNT: src_pts = np.float32([ kp1[m.queryIdx].pt for m in good ]).reshape(-1,1,2) dst_pts = np.float32([ kp2[m.trainIdx].pt for m in good ]).reshape(-1,1,2) #找到投影变换矩阵 M, mask = cv2.findHomography(src_pts, dst_pts, cv2.RANSAC,5.0) matchesMask = mask.ravel().tolist() #进行投影变换 h,w,d = img1.shape pts = np.float32([ [0,0],[0,h-1],[w-1,h-1],[w-1,0] ]).reshape(-1,1,2) dst = cv2.perspectiveTransform(pts,M) #画变换后的外形 img2 = cv2.polylines(img2,[np.int32(dst)],True,(255,255,255),3, cv2.LINE_AA) else: print( "Not enough matches are found - {}/{}".format(len(good), MIN_MATCH_COUNT) ) matchesMask = Non draw_params = dict(matchColor = (0,255,0), # draw matches in green color singlePointColor = None, matchesMask = matchesMask, # draw only inliers flags = 2) img3 = cv2.drawMatches(img1,kp1,img2,kp2,good,None,**draw_params) #显示图片 cv2.imshow('img3',img3) cv2.waitKey(0) cv2.destroyAllWindows()
结果输出如下:
总结
以上所述是小编给大家介绍的在OpenCV里使用特征匹配和单映射变换的代码详解,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对脚本之家网站的支持!
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