OpenCV入门教程之九 特征点检测与图像匹配

特征点又称兴趣点、关键点,它是在图像中突出且具有代表意义的一些点,通过这些点我们可以用来识别图像、进行图像配准、进行3D重建等。本文主要介绍OpenCV中几种定位与表示关键点的函数。

推荐阅读

Ubuntu 12.04 安装 OpenCV2.4.2

CentOS下OpenCV无法读取视频文件

Ubuntu 12.04下安装OpenCV 2.4.5总结

Ubuntu 10.04中安装OpenCv2.1九步曲

基于QT和OpenCV的人脸识别系统

一、Harris角点

角点是图像中最基本的一种关键点,它是由图像中一些几何结构的关节点构成,很多都是线条之间产生的交点。Harris角点是一类比较经典的角点类型,它的基本原理是计算图像中每点与周围点变化率的平均值。

(1)

(2)

其中I(x+u,y+u)代表了点(x,y)邻域点的灰度值。通过变换可以将上式变化为一个协方差矩阵求特征值的问题(2),具体数学原理本文不过多描述。

OpenCV的Hairrs角点检测的函数为cornerHairrs(),但是它的输出是一幅浮点值图像,浮点值越高,表明越可能是特征角点,我们需要对图像进行阈值化。我们使用一张建筑图像来显示:

int main() { Mat image=imread("../buliding.png"); Mat gray; cvtColor(image,gray,CV_BGR2GRAY); Mat cornerStrength; cornerHarris(gray,cornerStrength,3,3,0.01); threshold(cornerStrength,cornerStrength,0.001,255,THRESH_BINARY); return 0; }

image

image

首先我们来说明一下cornerHairrs()这个函数参数的意思:

前2参数是输入与输出,输入是一个灰度图像,输出是一个浮点图像,第三个参数指定角点分析的邻域,第4个参数实际上在角点求取过程中计算梯度图像的核窗口大小,第5个参数是它原理公式(2)中的一个系数。

从上面的例子的结果我们可以看到,有很多角点都是粘连在一起的,我们下面通过加入非极大值抑制来进一步去除一些粘在一起的角点。

非极大值抑制原理是,在一个窗口内,如果有多个角点则用值最大的那个角点,其他的角点都删除,窗口大小这里我们用3*3,程序中通过图像的膨胀运算来达到检测极大值的目的,因为默认参数的膨胀运算就是用窗口内的最大值替代当前的灰度值。程序的最后使用了一个画角点的函数将角点显示在图像中,这个函数与本系列第5篇中画角点的函数是一致的。

int main() { Mat image=imread("../buliding.png"); Mat gray; cvtColor(image,gray,CV_BGR2GRAY); Mat cornerStrength; cornerHarris(gray,cornerStrength,3,3,0.01); double maxStrength; double minStrength; // 找到图像中的最大、最小值 minMaxLoc(cornerStrength,&minStrength,&maxStrength); Mat dilated; Mat locaMax; // 膨胀图像,最找出图像中全部的局部最大值点 dilate(cornerStrength,dilated,Mat()); // compare是一个逻辑比较函数,返回两幅图像中对应点相同的二值图像 compare(cornerStrength,dilated,locaMax,CMP_EQ); Mat cornerMap; double qualityLevel=0.01; double th=qualityLevel*maxStrength; // 阈值计算 threshold(cornerStrength,cornerMap,th,255,THRESH_BINARY); cornerMap.convertTo(cornerMap,CV_8U); // 逐点的位运算 bitwise_and(cornerMap,locaMax,cornerMap); drawCornerOnImage(image,cornerMap); namedWindow("result"); imshow("result",image); waitKey(); return 0; } void drawCornerOnImage(Mat& image,const Mat&binary) { Mat_<uchar>::const_iterator it=binary.begin<uchar>(); Mat_<uchar>::const_iterator itd=binary.end<uchar>(); for(int i=0;it!=itd;it++,i++) { if(*it) circle(image,Point(i%image.cols,i/image.cols),3,Scalar(0,255,0),1); } }

现在我们得到的效果就比默认的函数得到的结果有相当的改善。

内容版权声明:除非注明,否则皆为本站原创文章。

转载注明出处:http://www.heiqu.com/8e557ac04d24e85cccb121e25468ef87.html