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CV进阶操作【9】——特征检测与匹配

CV进阶操作【9】——特征检测与匹配

作者: Mr_Relu | 来源:发表于2019-05-12 23:21 被阅读0次

    编程环境:

    VS + OpenCV + C++
    完整代码已经更新至GitHub,欢迎fork~GitHub链接


    声明:创作不易,未经授权不得复制转载
    statement:No reprinting without authorization


    内容:

    • 了解OpenCV中实现的SIFT, SURF, ORB等特征检测器的用法,并进行实验。将检测到的特征点用不同大小的圆表示,比较不同方法的效率、效果等。
    • 了解OpenCV的特征匹配方法,并进行实验。

    一、opencv特征检测和匹配的通用步骤及Code

    //步骤一:读取图片并将图片灰度化 
    //code:
    Mat src1, src2;
    src1 = imread("图片路径");
    src2 = imread("图片路径");
    Mat graySrc1, graySrc2;
    cvtColor(src1, graySrc1, CV_BGR2GRAY);
    cvtColor(src2, graySrc2, CV_BGR2GRAY);
    
    //步骤二:提取特征并描述 
    //code:
    vector<KeyPoint> keys1;  
    vector<KeyPoint> keys2;
    Ptr<xfeatures2d::SURF> detector = xfeatures2d::SURF::create(1500);
    
    Mat descriptorMat1, descriptorMat2;
    detector->detectAndCompute(src1, Mat(), keys1, descriptorMat1);
    detector->detectAndCompute(src2, Mat(), keys2, descriptorMat2);
    
    //步骤三:特征点匹配 
    //code:
        cv::BFMatcher matcher;
        std::vector<DMatch> matches;
        matcher.match(descriptorMat1, descriptorMat2, matches);
    
    //步骤四:获取优秀匹配点 
    //code:
    double max_dist = 0; double min_dist = 100;
    for (int i=0; i<descriptorMat1.rows; i++)
    {
        double dist = matches[i].distance;
        if (dist < min_dist) min_dist = dist;
        if (dist > max_dist) max_dist = dist;
    }
    cout<<"-- Max dist :"<< max_dist<<endl;
    cout<<"-- Min dist :"<< min_dist<<endl;
    
    vector< DMatch > good_matches;
    for (int i=0; i<descriptorMat1.rows; i++)
    {
        if (matches[i].distance < 0.2*max_dist)
        {
            good_matches.push_back(matches[i]);
        }
    }
    
    //步骤五:绘制特征匹配图 
    //code:
    Mat img_matches;
    drawMatches(src1, keys1, src2, keys2,good_matches, img_matches, 
                Scalar::all(-1), Scalar::all(-1),vector<char>(), 
                DrawMatchesFlags::NOT_DRAW_SINGLE_POINTS);
    

    注:需要添加#include<opencv2/xfeatures2d.hpp>,#include<opencv2/features2d.hpp>,其中SIFT和SURF在xfeatures2d中,ORB在feature2d中。

    二、测试结果及对比展示

    1、原图1(340*256)的特征检测结果:(按ORB->SURF->SIFT顺序)
    image.png image.png
    image.png
    2、原图2(320*426)的特征检测结果:(按ORB->SURF->SIFT顺序)
    image.png image.png
    image.png
    3、源图1和2的特征匹配结果(筛选后):(按ORB->SURF->SIFT顺序)
    image.png
    对ORB的结果不进行matchs的筛选结果如下:
    image.png
    image.png
    image.png
    4、运行时间如下:
    1.png
    1.png
    6、总结以上,从运行效率和效果上进行排序,可以发现SIFT > SURF > ORB,其中SIFT的方法最好。

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